本发明涉及车辆悬架技术，具体涉及一种四线式空气悬架车身高度传感器及车身高度控制方法。
背景技术：
随着人民生活水平的提高和汽车技术的快速发展，对于重要的交通工具汽车能满足人们的各种出行要求。而空气悬架具有“s”型的非线性刚度特性、固有频率低和高度可主动控制等特点，可以极大提高汽车综合性能，因此空气悬架的设计、研究和应用开发已经成为业界热点问题。
相对于传统悬架，空气悬架车身高度是通过控制充气及放气电磁阀工作状态来减少或增加空气弹簧内气体量实现，进而协同控制前、后、左及右等四支空气悬架高度使得底盘具有适宜高度和较小的侧倾角和俯仰角，而悬架高度能否精确检测将直接决定了车辆综合性能。而现在常用的光电耦合空气悬架高度传感器存在非直接测量和判断规则复杂等，系统难以实时控制响应，针对上述问题研制出一种能够解决上述缺陷的技术方案。
技术实现要素：
本发明在于克服现有空气悬架高度传感器的不足之处，提出一种四线式空气悬架车身高度传感器及车身高度控制方法，利用汽车行驶时车桥与车身的高度差发生变化，使得连接于两者间的连杆和摆臂作相应运动，从而驱动转轴旋转，带动转针及滑动触头沿线性环形电阻片往复运动，从而使输出电压随转轴的转角呈线性变化，用输出电压表征的空气悬架高度也作相应变化。具体方案如下：
一种四线式空气悬架车身高度传感器，包括底壳、摆臂回转轴、旋转拨叉、连杆和上盖，其特征在于，底壳与上盖组成的空腔，环形电阻片安装于空腔内，空腔内布置了低位报警开关和滑动触头，旋转拨叉驱动滑动触头，使滑动触头可以沿环形电阻片来回滑动，摆臂回转轴的两端分别安装在底壳和上盖的中心孔处，旋转拨叉和摆臂分别与摆臂回转轴固定，连杆一侧为小端设置，另一侧为大端设置，摆臂与连杆的小端连接，连杆的大端与底座连接。
进一步改进在于，还包括接地端口、低位报警端口、信号输出端口和稳压电源端口，所述稳压电源端口通过导线连接在环形电阻片上端，接地端口通过导线连接在环形电阻片下端，信号输出端口通过导线连接滑动触头，低位报警端口通过导线连接低位报警开关(6)。
进一步改进在于，稳压电源端口外接5v稳压电源，信号输出端口外接空气悬架控制器，接地端口外接于车身搭铁，低位报警端口外接报警灯和12v报警电源。
进一步改进在于，底壳安装于空气悬架车架，底座放置于空气悬架纵向臂。
进一步改进在于，空气悬架车身高度为0时，信号输出电压为0v，最大空气悬架车身高度hfull对应信号输出电压为5v，空气悬架高度hfact时，信号输出电压v＝5×hfact÷hfull伏。
一种四线式空气悬架车身高度的控制方法，其特征在于，包含空气悬架车身高度升降控制方法及空气悬架车身高度维持不变方法；
空气悬架车身高度升降控制方法根据工程设计需要设置n档空气悬架车身高度，相对应的每档参考电压
(1)若δv′＞0，输出充气电磁阀pwm脉冲宽度指令，空气悬架车身高度下降直到满足δv′＝0；
(2)若
空气悬架车身高度维持不变控制方法为设置不敏感电压δvdisable，传感器输出电压与参考电压的偏差δv，
(1)δv＞δvdisable，空气悬架车身高度大于参考高度且超出误差范围，需要下降恢复到参考高度，输出放气指令；
(2)|δv|≤δvdisable，维持现状保持不变，不输出控制指令；
(3)δv＜-δvdisable，空气悬架车身高度小于参考高度且超出误差范围，需要升高恢复到参考高度，控制器输出充气电磁阀pwm脉冲宽度指令。
相对于现有技术，本方案的有益效果在于：
1.本发明所提出的四线式空气悬架车身高度传感器具有结构简单、安装方便及容易实现的优点；
2.本发明将空气悬架车身高度控制问题转化为线性电压控制问题，可以减小空气悬架电子控制器的开发难度；
3.本发明的结构兼顾了空气悬架车身高度的有级n档调节或无级调节，只要修改控制程序即可实现。
附图说明
图1是四线式空气悬架车身高度传感器的结构示意图；
图2是四线式io端口图；
图3为滑动触头正常工作位置图；
图4为车身高度传感器信号输出电压特性；
图5为四线式传感器低位报警线路图；
图6为空气悬架车身高度大于目标高度示意图；
图7为空气悬架车身高度小于目标高度示意图；
图8为空气悬架车身高度控制系统流程图；
其中，1-底壳，2-环形电阻片，3-摆臂回转轴，4-旋转拨叉，5-滑动触头，6-报警开关，7-底座，8-连杆，9-摆臂，10-接地端口，11-低位报警端口，12-信号输出端口，13-稳压电源端口，14-上盖，15-搭铁。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，说明书中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例，结合附图1，一种四线式空气悬架车身高度传感器，包括底壳1、摆臂回转轴3、旋转拨叉4、连杆8和上盖14，底壳1与上盖14组成的空腔，环形电阻片2安装于空腔内，空腔上布置了低位报警开关6和滑动触头5，旋转拨叉4是双叉结构，左侧叉连接滑动触头5，驱动滑动触头5可以沿环形电阻片2来回滑动，而右侧叉在车身高度低位时会触碰低位报警开关11，使低位报警开关11闭合；摆臂回转轴3的两端分别安装在底壳1和上盖14的中心孔处，旋转拨叉4和摆臂9分别与摆臂回转轴3固定，连杆8一侧为小端设置，另一侧为大端设置，摆臂9与连杆8的小端连接，连杆8的大端与底座7连接。还包括接地端口10、低位报警端口11、信号输出端口12和稳压电源端口13，所述稳压电源端口13通过导线连接在环形电阻片2上端，接地端口10通过导线连接在环形电阻片2下端，信号输出端口12通过导线连接滑动触头5，低位报警端口11通过导线连接低位报警开关6。
图2为四线式空气悬架车身高度传感器io端口图，包括接地端口10、低位报警端口11、信号输出端口12和稳压电源端口13，稳压电源端口13外接5v稳压电源，信号输出端口12外接空气悬架控制器，(空气悬架控制器在下文即简称ecu)，接地端口10外接于车身搭铁15，低位报警端口11外接报警灯和12v报警电源，底壳1安装于空气悬架车架，底座7放置于空气悬架纵向臂。
图3和图4分别为空气悬架高度传感器滑动触头正常范围及其输出特性，车身高度为0时，信号输出电压为0v；而最大车身高度hfull对应信号输出电压为5v；空气悬架高度hfact信号输出电v＝5×hfact÷hfull伏。
图5是空气悬架车身高度为0时，低位报警开关闭合，12v稳定电源、报警灯及车身搭铁构成闭环回路，低位报警灯点亮。
图6和图7分别为空气悬架车身高度偏高图和偏低图。图8为空气悬架车身高度控制系统图。为了维持空气悬架车身高度保持不变，具体控制方法如下：设置不敏感电压δvdisable，高度传感器当前输出电压与前一采样周期电压的偏差量为δv，若(1)δv＞δvdisable，空气悬架车身高度大于参考高度且超出误差范围，需要下降恢复到参考高度，输出放气电磁阀pwm脉冲宽度指令；若(2)|δv|≤δvdisable，维持现状保持不变，不输出控制指令；若(3)δv＜-δvdisable，空气悬架车身高度小于目标高度且超出误差范围，需要升高恢复到目标高度，控制器输出充气电磁阀pwm脉冲宽度指令。
进一步地，空气悬架车身高度升降控制方法：可以根据工程需要可以设置n档空气悬架车身高度，相对应的每档车身高度参考电压
空气悬架车辆动态行驶时，车身与车桥之间的高度将发生变化，使得安装于两者间的高度传感器的连杆和摆臂会产生相对运动，从而摆臂回转轴驱动拨针带动滑动触头沿环形电阻片滑动，信号输出端口用作表征车身高度的电压信号随之实时变化。将为空气悬架控制器实时监测或调节车身高度提供了输入信号。
以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
1.一种四线式空气悬架车身高度传感器，包括底壳(1)、摆臂回转轴(3)、旋转拨叉(4)、连杆(8)和上盖(14)，其特征在于，底壳(1)与上盖(14)二者组成空腔，环形电阻片(2)安装于空腔内，空腔内布置了低位报警开关(6)和滑动触头(5)，所述旋转拨叉(4)是双叉结构，左侧叉连接滑动触头(5)，使滑动触头(5)可以沿环形电阻片作圆周滑动，摆臂回转轴(3)的两端分别安装在底壳(1)和上盖(14)的中心孔处，旋转拨叉(4)和摆臂(9)分别与摆臂回转轴(3)固定，连杆(8)一侧为小端设置，另一侧为大端设置，摆臂(9)与连杆(8)的小端连接，连杆(8)的大端与底座(7)连接。
2.如权利要求1所述的一种四线式空气悬架车身高度传感器，其特征在于，还包括接地端口(10)、低位报警端口(11)、信号输出端口(12)和稳压电源端口(13)，所述稳压电源端口(13)通过导线连接在环形电阻片(2)上端，接地端口(10)通过导线连接在环形电阻片(2)下端，信号输出端口(12)通过导线连接滑动触头(5)，低位报警端口(11)通过导线连接低位报警开关(6)。
3.如权利要求2所述的一种四线式空气悬架车身高度传感器，其特征在于，稳压电源端口(13)外接5v稳压电源，信号输出端口(12)外接空气悬架控制器，接地端口(10)外接于车身搭铁(15)，低位报警端口(11)外接报警灯和12v报警电源。
4.如权利要求3所述的一种四线式空气悬架车身高度传感器，其特征在于，底壳(1)安装于空气悬架车架，底座(7)放置于空气悬架纵向臂。
5.如权利要求4所述的一种四线式空气悬架车身高度传感器，其特征在于，空气悬架车身高度为0时，信号输出电压为0v，最大空气悬架车身高度hfull对应信号输出电压为5v，空气悬架高度hfact时，信号输出电压v＝5×hfact÷hfull伏。
6.一种四线式空气悬架车身高度控制方法，其特征在于，包含空气悬架车身高度升降控制方法及空气悬架车身高度维持不变方法；
空气悬架车身高度升降控制方法根据工程设计需要设置n档空气悬架车身高度，相对应的每档参考电压
(1)若δv′＞0，输出充气电磁阀pwm脉冲宽度指令，空气悬架车身高度下降直到满足δv′＝0；
(2)若δv′＜0，输出放气电磁阀pwm脉冲宽度指令，空气悬架车身高度上升直到满足δv′＝0；
空气悬架车身高度维持不变控制方法为设置不敏感电压δvdisable，传感器输出电压与参考电压的偏差δv，
(1)δv＞δvdisable，空气悬架车身高度大于参考高度且超出误差范围，需要下降恢复到参考高度，输出放气电磁阀pwm脉冲宽度指令；
(2)|δv|≤δvdisable，维持现状保持不变，不输出控制指令；
(3)δv＜-δvdisable，空气悬架车身高度小于参考高度且超出误差范围，需要升高恢复到参考高度，控制器输出充气电磁阀pwm脉冲宽度指令。
技术总结