汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用初探

　　K為自動(dòng)復(fù)中位型扭子開(kāi)關(guān)，作為電路的檢驗(yàn)開(kāi)關(guān)，當(dāng)上下搬動(dòng)時(shí)，應(yīng)分別使二極管LED2、LED3、LED5和LED1、LED4、LED6發(fā)亮。電容器C1為高頻旁路電容器，C2為低頻濾波電容器，并與電阻R12組成放電回路，形成延時(shí)環(huán)節(jié)，在系統(tǒng)中相當(dāng)于傳感器中的阻尼作用增加。

　　3 應(yīng)用初探

　　根據(jù)前文對(duì)圖2電路的敘述可知，汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用有2種形式。一是由電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)Uo2,驅(qū)動(dòng)聲光信號(hào)裝置，提醒駕駛員減速；二是由電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)Uo3或模擬信號(hào)Uo1控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使汽車自動(dòng)減速，采用數(shù)字信號(hào)組成定量減速系統(tǒng)，減速時(shí)略有些速度忽變，采用模擬信號(hào)組成比例減速系統(tǒng)，減速的效果比較平滑，實(shí)現(xiàn)減速的方法有2種，一是減小發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)開(kāi)度，二是增加制動(dòng)。下文分述。

　　3.1 減小油門(mén)開(kāi)度的定量減速系統(tǒng)

　　由傳感器電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)，控制執(zhí)行元件（如電磁鐵）組成減小發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)開(kāi)度的定量減速系統(tǒng)，如圖3所示。汽車正常行駛時(shí)，油門(mén)拉桿由油門(mén)踏板控制，電磁鐵中的動(dòng)鐵心隨油門(mén)拉桿同步移動(dòng)；當(dāng)汽車側(cè)向傾斜（指速度、轉(zhuǎn)彎半徑及路面坡度的綜合值，下同）超過(guò)設(shè)定值時(shí)，傳感器電路輸出端Uo3發(fā)出信號(hào)，經(jīng)延時(shí)環(huán)節(jié)YS（如時(shí)間繼電器，Uo3消失后，YS延時(shí)斷開(kāi)，若阻尼和電路的延時(shí)足夠，可以不設(shè)），開(kāi)關(guān)量放大環(huán)節(jié)KF（如繼電器），使電磁鐵DCT得電工作，動(dòng)鐵心迅速移動(dòng)至終止位置，帶動(dòng)油門(mén)拉桿，使油門(mén)開(kāi)度突然減小。

　　在這一系統(tǒng)中，動(dòng)鐵心移動(dòng)的起始位置不是固定的，終止位置是可以預(yù)先設(shè)定的，所獲得的減速程度有所不同。因此，應(yīng)根據(jù)不同的車型，合理地設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)減速所要達(dá)到的轉(zhuǎn)速，使減速不至于過(guò)于突然。

　　3.2 減小油門(mén)開(kāi)度的比例減速系統(tǒng)

　　為了避免上述系統(tǒng)中減速的突變性，應(yīng)采用比例減速系統(tǒng)，如圖4所示。在比例減速系統(tǒng)中，由傳感器電路Uo1端輸出模擬電壓信號(hào)，控制電流放大板DF,按照輸入信號(hào)Uo1的大小，輸出不同的電流值，使比例電磁鐵產(chǎn)生不同的位移，油門(mén)開(kāi)度的減小與Uo1的增大成正比關(guān)系，減速所達(dá)到的最終結(jié)果是傾斜程度所決定的。

　　再看一下減速的過(guò)程：電流放大板輸出電流的存在或消失要經(jīng)上升斜坡延時(shí)tu和下降斜坡延時(shí)td。上升斜坡延時(shí)是指輸出電流（平均值）從0達(dá)到某一穩(wěn)定值（由Uo1決定）所需要的時(shí)間。下降斜坡延時(shí)是指控制信號(hào)Uo1消失，輸出電流從這一穩(wěn)定值減小至0的時(shí)間，詳見(jiàn)圖5。在電流放大板上，上升斜坡延時(shí)和下降斜坡延時(shí)可以分別調(diào)整，減速的平穩(wěn)性由上升斜坡延時(shí)所決定，上升斜坡延時(shí)越長(zhǎng)，輸出電流的上升速率越小，比例電磁鐵移動(dòng)到終止位置（由輸出電流決定）所用的時(shí)間就越長(zhǎng)，減速效果越平穩(wěn)；異而反之。比例電磁鐵移動(dòng)到某一終止位置后，即完成減速的平穩(wěn)過(guò)渡，持續(xù)一段時(shí)間后，傾翻力矩小于設(shè)定值或消失，使Uo1減小或消失。若使Uo1減小，則輸出電流按td所決定的斜率下降，直至為0。假設(shè)Uo1突然消失，輸出電流則經(jīng)過(guò)td延時(shí)后為0,從而，實(shí)現(xiàn)了減速后重新加速的平穩(wěn)性。對(duì)于上升斜坡延時(shí)和下降斜坡延時(shí)，亦應(yīng)根據(jù)不同車型和系統(tǒng)參數(shù)決定。

　　電流放大板輸出電流的大小通常采用脈寬調(diào)制（簡(jiǎn)稱PMW）技術(shù)獲得，由輸入信號(hào)Uo1決定輸出電流波形的占空比，改變電流的平均值，這種直流電流中含有一定成份的顫振分量，可克服比例電磁鐵的調(diào)節(jié)滯環(huán)，提高位置控制精度。

　　3.3 減小油門(mén)開(kāi)度減速系統(tǒng)與原車油門(mén)機(jī)構(gòu)的連接

　　由圖3和圖4可知，減速系統(tǒng)的執(zhí)行元件所產(chǎn)生的位移與原車油門(mén)踏板所產(chǎn)生的位移的方向是相反的，當(dāng)執(zhí)行元件使油門(mén)開(kāi)度減小時(shí)，勢(shì)必會(huì)使油門(mén)踏板抬起，并要克服原車油門(mén)機(jī)構(gòu)的阻力，若駕駛員的腳踏在踏板上，執(zhí)行元件需產(chǎn)生較大的力量才能完成動(dòng)作，同時(shí)，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中機(jī)械零件的強(qiáng)度、剛度也要提高要求，使得減速系統(tǒng)不夠完善。

　　為了解決這一問(wèn)題，在油門(mén)踏板與油門(mén)拉桿之間增加了一個(gè)過(guò)渡彈簧，詳見(jiàn)圖3和圖4。實(shí)際上，油門(mén)踏板作用到油門(mén)拉桿的力量較小，油門(mén)踏板的復(fù)位彈簧并不是直接作用到油門(mén)拉桿上，因此，由原來(lái)油門(mén)踏板直接帶動(dòng)油門(mén)拉桿改為增加一個(gè)剛度適中的過(guò)渡彈簧（拉簧）帶動(dòng)油門(mén)拉桿，正常工作時(shí)，并不影響油門(mén)踏板對(duì)油門(mén)拉桿的控制，當(dāng)減速執(zhí)行元件動(dòng)作時(shí)，使油門(mén)開(kāi)度減小并將過(guò)渡彈簧拉長(zhǎng)，假設(shè)駕駛員的腳未抬起，并不會(huì)有太大的踏板向上的感覺(jué)或沒(méi)有感覺(jué)。如果油門(mén)踏板的位置保持不變，減速階段結(jié)束后，傾翻力矩已不起作用，傳感器電路停止信號(hào)輸出，減速執(zhí)行元件停止工作，過(guò)渡彈簧縮回，帶動(dòng)油門(mén)拉桿回到原來(lái)位置，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速，在定量減速系統(tǒng)中獲得與減速程度一樣的加速，在比例減速系統(tǒng)中可獲得與下降斜坡延時(shí)相對(duì)應(yīng)的加速速率，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)加速。