图2-4 车身高度传感器的工作原理
1—光电耦合器；2—传感器轴；3—连接杆；4—遮光盘
表2-1 车身高度控制区域与传感器信号的关系
光电耦合器 1号 0FF 0FF ON ON ON ON ON ON 2号 0FF 0FF 0FF 0FF 0FF 0FF ON ON 3号 ON ON ON ON 0FF 0FF 0FF 0FF 4号 0FF ON ON 0FF 0FF ON ON 0FF 车身高度区间 15 超高 14 13 12 高 11 10 9 标准 8 0FF 0FF 0FF 0FF 0 0FF 0FF 0FF ON ON 0FF 0FF 0FF 0FF 0FF ON ON 3 2 1 过低 ON 0FF 0FF ON ON ON ON ON ON ON ON 0FF 6 5 4 低 ECU判断结果 1号 ON 光电耦合器 2号 ON 3号 ON 4号 0FF 车身高度区间 7 标准 ECU判断结果 悬架ECU根据传感器输入的“ON”、“OFF”信号得到车身位移信息。根据车身高度变化的幅度和频率，可以判断车身的振动情况，根据一段时间(一般为10 ms)车身高度在某一区域的百分比来判断车身高度。
（二）方向盘转角传感器
方向盘转角传感器用于检测方向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度。在电控悬架中，悬架ECU根据车速传感器信号和方向盘转角传感器信号，判断汽车转向时侧向力的大小，以控制车身的倾斜。方向盘转角传感器用于检测汽车转向轮的偏转方向。
光电式转角传感器是电控空气悬架中比较常用的方向盘转角传感器，其结构和工作原理见图2-5所示。在压入转向轴的遮光盘上有一定数量的窄槽，遮光盘的两端分别有两个发光二极管和两个光敏三极管，组成两对光电耦合器（信号发生器）。当转动方向盘时，转向轴带动遮光盘旋转，当转到窄槽处时，光敏三极管感受到发光二极管发出的光，就会输出“ON”信号；当遮光盘转到除窄槽以外的其它位置时，光敏三极管感受不到发光二极管的光线，就会输出“OFF”信号。这样随着转向盘的转动，两个光电耦合器的输出端就形成“ON/OFF”的变换。悬架ECU根据两个光电耦合器输出“ON/OFF”变换的速度，检测出转向轴的转向速度。此外由于两个光电耦合器变换的相位错开约90°，所以通过判断哪个遮光盘首先转变为“ON”状态，就可以检测出转向轴的转动方向。
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图2-5 光电式方向盘转角传感器
1—转角传感器；2—光电耦合器；3—遮光盘；4—转向轴；5—传感器圆盘
（三）车速传感器
悬架ECU可从车速传感器、各种其它模块或多路传输网络接收车速信号输入（图2-6），用于实现系统的各种控制功能。
变速器、驱动轴或分动箱的输出通过齿轮驱动车速传感器。车速传感器信号是交流波形信号，其频率和电压随车速提高而增加，由信号频率便可获知车速。
车速信号也可以由其它模块直接提供给悬架ECU（直接连接），此信号为直流变化信号。 车速信号也可以以数据信号形式从汽车多路传输网络提供给悬架ECU。
图2-6 车速信号的输入
（四）加速信号
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一般来说，电控悬架系统不用设置专门的加速度传感器。通常利用发动机节气位置传感器信号来判断汽车是否在进行急加速。悬架ECU采集加速信号的原理如下：
悬架系统中的传感器（车速传感器、高度传感器等）都是将信号直接输入悬架ECU，但节气门位置传感器信号则是输入发动机电子控制系统，然后发动机电子控制系统再将此信号输八悬架ECU。当汽车起动或突然加速时，动力传动控制模块根据节气门位置传感器信号（探测到节气门开度超过90%）或质量式空气流量传感器信号生成加速信号，然后将加速信号提供给悬架ECU，悬架ECU控制执行器使其转换到硬阻尼状态，以便减少汽车“抬头”（“后坐”）。
少数情况下也采用加速度传感器来采集加速度信号，如车轮打滑时。加速度传感器一般有差动变压式和钢球位移式两种，这里不作详细介绍。
（五）车门信号
悬架ECU利用车门信号实现系统的某些功能，如在车门打开时防止排气或保持目前行驶高度等。当车门关闭时，系统恢复正常工作状态。
（六）制动信号
当汽车制动时，制动开关给悬架ECU一个制动信号，悬架ECU收到制动信号后，控制执行器将悬架由软转换到硬的状态，以防止汽车“点头”（“翘尾”）。
（七）悬架控制开关
悬架控制开关包括悬架刚度和阻尼选择( LRC)开关、高度控制开关和锁止开关（高度控制ON/OFF开关），前两个开关一般都装在驾驶室内选挡操纵手柄旁边（图2-7），锁止开关一般装在后备箱内（图2-8）。
图2-7 悬架刚度和阻尼选择开关(LRC)开关和高度控制开关
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1、悬架刚度和阻尼选择( LRC)开关
LRC开关用于选择悬架的刚度和阻尼力参数，它行两个挡位：
①当LRC开关处于“NORM”（软）位置时，系统进入“常规行驶自动控制”；
②当LRC开关处于“SPORT”（硬）位置时，系统进入“高速行驶自动控制”。
每一种模式下按照刚度与阻尼的大小依次又有低、中、高三种状态。当“NORM”（软）和“SPORT”（硬）模式通过LRC选定后，就由悬架ECU根据传感器的输入信号在低、中、高三种状态间自动调节刚度和阻尼系数。 2、高度控制开关
高度控制开关也有两种控制模块，即“NORM”和“HIGH”，按照车身的高度从低到高的顺序，每一种模式又有低、中、高三种状态。
①在“NORM”模式时，车身高度常处于“低”状态，系统对车身高度进行“常规值自动控制”。 ②在“HIGH”模式肘，车身高度常处于“高”状态，系统对车身高度进行“高值自动控制”。 3、锁止开关（高度控制ON/OFF开关）
锁止开关（高度控制ON/OFF开关）一般装在后备箱内。当锁止开关位于“ON”时，系统按照驾驶员通过高度控制开关选定的模式进行车身高度控制；当锁止开关位于“OFF”时，系统不进行车身高速的调节。
警告 顶升或举升汽车时，如果锁止开关不在“OFF\位置，可能会损坏电控空气悬架系
图2-8 锁止开关（高度控制ON/OFF开关）的安装位置（凌志400）
统。所以举升汽车前，必须将锁止开关置于“OFF”位置。
三、电子控制悬架系统电子控制模块
（一）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的功用
控制悬架系统的电子控制模块（悬架ECU）是悬架控制系统的中枢，它具有多种功能。 1、传感器信号放大
用接口电路将输入信号（如传感器的信号、开关信号）中的干扰信号除去，然后放大、变换极值、比较极值，变换为适合输入悬架ECU的信号。 2、输入信号的计算
悬架ECU根据预先写入只读存储器ROM中的程序对各输入信号进行计算，并将计算结果与内存中的数据进行比较后，向执行器（电机、电磁阀、继电器等）发出控制信号。输入悬架ECU的信号除了开关信号外，还有电压值，还应进行A/D变换。 3、驱动执行器
悬架ECU用输出驱动电路将输出驱动信号放大，然后输送到各执行器，如电机、电磁阀、继电器等，以实现对汽车悬架参数的控制。 4、故障检测
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悬架ECU用故障检测电路来检测传感器、执行器和线路的故障，当发生故障时将信号送入悬架ECU，目的在于即使发生故障，也能使悬架系统安全工作，另外在修理故障时容易确定故障所在位置。
（二）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的结构
三菱GALANT轿车电控空气悬架系统悬架ECU的框图如图3- 1所示，同时给出了所有的输入和输出信号。悬架ECU包括一个8位微处理器、输入接口和输出驱动电路，同时还包括一个失效保护电路，也用于诊断模块的接口。
悬架ECU根据接收的各传感器信号，选择一个预先编好的控制模式。
（三）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的工作原理
预先将悬架ECU的控制程序写入只读存储器ROM，悬架控制过程中，按控制程序规定的顺序进行计算、分析和比较。
系统起动后，首先对悬架ECU内存储器RAM、执行器进行初始化，然后读取各种传感器输入信号和各种开关信号，根据驾驶员所选择的系统控制模式，对输入信号进行计算、分析，并发出控制信号进行汽车行驶姿态控制，随后再读取各种输入信号，如此往返循环。
悬架ECU对信号的处理速度快于汽车的运动，以微秒级进行1次运算，所以，按照以上顺序进行处理，在控制上没有任何问题。
图3-1 三菱GALANT轿车电控空气悬架系统悬架ECU的框图
四、电子控制悬架系统执行器
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