凌志汽車電控懸架的使用與檢修

1、凌志LS400汽車電控懸架的使用與檢修解福泉(河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南鄭州450000摘要:介紹了凌志LS400汽車電控懸架系統(tǒng)的組成、功能和控制原理,說(shuō)明了該系統(tǒng)的檢查和調(diào)整方法。關(guān)鍵詞:汽車;電控懸架;剛度;阻尼力;車身高度中圖分類號(hào):U463.33文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-2668(200503-0018-031凌志LS400汽車電控懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介凌志LS400轎車安裝的是電子控制空氣式主動(dòng)懸架EM A S(E lectronic M odulated A ir S us p ension系統(tǒng),它是一種利用微型計(jì)算機(jī)控制的車輛高度和減振器阻尼力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,采用獨(dú)立的空氣彈簧。該

2、系統(tǒng)利用各種傳感器將車速、車輛振動(dòng)的加速度和方向、車身距地面高度、轉(zhuǎn)向輪角速度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),輸送給電控單元ECU,ECU將這些參數(shù)綜合處理后發(fā)出控制指令,調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼系數(shù),使懸架的剛度、阻尼力和車身高度隨著行駛狀況而改變,不僅能使車輛獲得好的平順性,提高車輛的操縱穩(wěn)定性和安全性,而且對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向側(cè)傾、起步俯仰、制動(dòng)點(diǎn)頭等現(xiàn)象均起到較理想的抑制作用,保持最小的車身姿態(tài)變化。1.1EM AS的功用1懸架剛度和阻尼力控制防側(cè)傾控制:當(dāng)汽車受到側(cè)向力(如離心力等作用時(shí),使懸架剛度和阻尼力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制側(cè)傾而使車身姿態(tài)變化減至最小,以改善操縱性能。防點(diǎn)頭控制:當(dāng)汽車由于制

3、動(dòng)或其他原因出現(xiàn)點(diǎn)頭現(xiàn)象時(shí),使懸架剛度和阻尼力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制汽車行駛中的點(diǎn)頭而使車身姿態(tài)變化減至最小。防俯仰控制:當(dāng)汽車起步或由于其他原因出現(xiàn)俯仰現(xiàn)象時(shí),使懸架剛度和阻尼力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能抑制汽車加速時(shí)后部下坐而使車身姿態(tài)變化減至最小。高車速控制:當(dāng)汽車高速行駛時(shí),使懸架剛度變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)、阻尼力變成“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài)。該項(xiàng)控制能改善汽車高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性和操作性。不平道路控制:當(dāng)汽車在不平整道路上行駛時(shí),使懸架剛度和阻尼力根據(jù)不平整程度變成“標(biāo)準(zhǔn)”或“堅(jiān)硬”狀態(tài),以抑制汽車顛動(dòng)、跳動(dòng)和車身在懸架上下垂,從而改善汽車在不平整道路上行駛時(shí)的乘坐舒適性。2汽車高度控制自動(dòng)

4、高度控制:不論乘客和行李重量如何變化,操縱高度控制開(kāi)關(guān)能使汽車的高度保持在一個(gè)恒定的目標(biāo)高度值:“標(biāo)準(zhǔn)”或“高”的狀態(tài)。高車速控制:當(dāng)高度控制開(kāi)關(guān)在“高”位置而汽車高速行駛時(shí),懸架ECU能自動(dòng)將車身高度降低到“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài)。由于重心降低,改善了高速行駛時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)作用和穩(wěn)定性。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)“OFF”控制:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”后,因乘客和行李重量減小而使汽車高度比目標(biāo)高度高時(shí),能使汽車高度降低到目標(biāo)高度,以改善汽車駐車時(shí)的穩(wěn)定姿態(tài)。1.2EM AS的組成凌志LS400汽車電控懸架EM A S系統(tǒng)主要由高度控制壓縮機(jī)、高度控制閥、高度控制傳感器、高度控制開(kāi)關(guān)、懸架ECU、轉(zhuǎn)向傳感器、主節(jié)氣門位置傳感

5、器、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)和懸架控制執(zhí)行器等組成(見(jiàn)圖1。4個(gè)汽車高度傳感器分別安裝在減振器下支臂和車身上,將車身高度變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸送到懸架ECU,用于判斷路面狀況和車載質(zhì)量的變化;轉(zhuǎn)向傳感器安裝在轉(zhuǎn)向器上,將轉(zhuǎn)向盤的角位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào),與車速傳感器信號(hào)共同確定轉(zhuǎn)向時(shí)的側(cè)向干擾程度;主節(jié)氣門位置傳感器、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)與車速傳感器一起提供抑制起步俯仰、制動(dòng)點(diǎn)頭的重要控制信號(hào);前后懸架控制執(zhí)行器根據(jù)懸架ECU的指令,改變空氣彈簧內(nèi)的壓力,使懸架剛度和阻尼力根據(jù)車輛行駛狀況在“軟”、“標(biāo)準(zhǔn)”和“堅(jiān)硬”三種狀態(tài)81公路與汽運(yùn)i g h w a y S&A uto m otioe A11licationS第

6、3期2005年6!月圖1凌志LS400汽車電控懸架EM AS系統(tǒng)的組成下變化。1.3EM AS的控制原理1車輛姿態(tài)控制車輛姿態(tài)控制是通過(guò)轉(zhuǎn)向傳感器、車速傳感器、主節(jié)氣門傳感器、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)等信號(hào)來(lái)預(yù)測(cè)車輛行駛姿態(tài)的變化,在急轉(zhuǎn)彎、車速高于60k m/h制動(dòng)或車速低于20k m/h加速行駛時(shí),懸架ECU通過(guò)前后懸架控制執(zhí)行器發(fā)出指令,使懸架剛度和阻尼力暫時(shí)處于“堅(jiān)硬”狀態(tài),從而減少車輛姿態(tài)的變化,有效抑制行駛中轉(zhuǎn)向側(cè)傾、制動(dòng)點(diǎn)頭和加速俯仰。2車速、路面感應(yīng)控制主要包括高速控制、前后輪相關(guān)控制和壞路面感應(yīng)控制。高速控制:當(dāng)汽車處于高速行駛狀態(tài)(車速超過(guò)110k m/h時(shí),懸架ECU根據(jù)車速傳感器信號(hào)

7、將懸架剛度和阻尼力從“軟”狀態(tài)調(diào)整到“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài),以增加高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性能。前后輪相關(guān)控制:汽車在懸架剛度和阻尼力“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài)下行駛時(shí),若前輪越過(guò)水泥路面的接縫等,懸架ECU根據(jù)車速、車高信號(hào),在后輪臨近接縫時(shí)的0.03s內(nèi)將懸架剛度、阻尼力變換到“軟”狀態(tài),從而緩和沖擊,改善行駛平順性。但高速行駛時(shí),“軟”狀態(tài)又影響到車輛的操縱穩(wěn)定性,因而該項(xiàng)控制的條件設(shè)定為30k m/h!車速"80k m/h。壞路面感應(yīng)控制:在汽車通過(guò)壞路面時(shí),為抑制車身的前后顛簸和大的跳動(dòng),提高懸架的剛度和阻尼力。當(dāng)40k m/h"車速"100k m/h時(shí),懸架ECU 接收的車身高度

8、信號(hào)在0.5s內(nèi)變化較大時(shí),發(fā)出指令將懸架剛度和阻尼力從“軟”調(diào)整到“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài);在車速#100k m/h,懸架ECU接收的車身高度信號(hào)在0.5s內(nèi)變化較大時(shí),發(fā)出指令將懸架剛度和阻尼力從“標(biāo)準(zhǔn)”調(diào)整到“堅(jiān)硬”狀態(tài)。3車身高度控制車身高度調(diào)整分為“低”、“標(biāo)準(zhǔn)”、“高”3個(gè)等級(jí),通常是手控選擇“標(biāo)準(zhǔn)”或“高”級(jí)。無(wú)論裝載量怎樣變化,懸架ECU都能自動(dòng)將車身高度調(diào)整為設(shè)定值,而且能根據(jù)車速和路面狀況自動(dòng)在三級(jí)中任意調(diào)整車身高度。前、后、左、右輪高度傳感器發(fā)出車高信號(hào),懸架ECU根據(jù)車速傳感器的信號(hào)和駕駛員給出的操作指令,控制車高電磁閥動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整。車身需要升高時(shí),懸架ECU發(fā)出指令控制壓縮

9、機(jī)和高度控制閥工作,將壓縮空氣送入空氣懸架的主氣室,從而抬起車身。需降低車身時(shí),懸架ECU控制排氣閥和高度控制閥工作,將懸架主氣室的氣體經(jīng)電磁閥、管路、排氣閥排出,車身下降。當(dāng)車速達(dá)到90k m/h以上時(shí),車高將在原設(shè)定高度的基礎(chǔ)上自動(dòng)降低一級(jí),提高車輛高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性,并減少空氣阻力;車速降到60k m/h時(shí),自動(dòng)恢復(fù)原設(shè)定高度。車高傳感器向懸架ECU連續(xù)發(fā)送2.5s以上車身高度大幅度變化信號(hào),而車速在40!90k m/h 時(shí),ECU判定為汽車進(jìn)入長(zhǎng)距離的壞路面連續(xù)行駛,將控制車身高度維持在“高”狀態(tài)不變,或自動(dòng)調(diào)整到“高”狀態(tài)。但車速在90k m/h以上時(shí),同樣信號(hào)輸入,為保證汽車的行駛

10、穩(wěn)定性,控制車身高度為“標(biāo)準(zhǔn)”狀態(tài)。汽車正常行駛時(shí),車高傳感器每隔0.008s進(jìn)91公路與汽運(yùn)總第108期i g h w a y s&a uto m otioe a PP$ $ lications行一次車高采樣,懸架ECU經(jīng)過(guò)Z0s采樣后取平均值并記錄數(shù)據(jù),與控制模式中的車高進(jìn)行比較,判斷此時(shí)的車高是否需要調(diào)整,并確定相應(yīng)的調(diào)整量。汽車行駛中遇某個(gè)車輪突然撞擊障礙或落空時(shí),因振動(dòng)車輪有可能跳離地面,懸架ECU會(huì)發(fā)出指令,使車身控制過(guò)程暫停,待正常行駛時(shí)恢復(fù)。2凌志L S400汽車電控懸架系統(tǒng)的檢修2.l汽車高度調(diào)整功能的檢查與調(diào)整1汽車高度調(diào)整功能的檢查操作高度控制開(kāi)關(guān),檢查執(zhí)行動(dòng)作響

11、應(yīng)時(shí)間和汽車高度的變化是否符合標(biāo)準(zhǔn)。首先檢查輪胎氣壓,必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整;檢查汽車高度;起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),將高度控制開(kāi)關(guān)從“標(biāo)準(zhǔn)”位置轉(zhuǎn)換到“高”位置,從操作高度控制開(kāi)關(guān)到壓縮機(jī)開(kāi)始工作時(shí)間應(yīng)約Z s,從壓縮機(jī)起動(dòng)工作到完成高度調(diào)整時(shí)間應(yīng)為Z040s,汽車高度的變化量應(yīng)為1030mm,否則進(jìn)行調(diào)整;汽車處于“高”調(diào)整狀態(tài)下,起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并將高度控制開(kāi)關(guān)從“高”位置轉(zhuǎn)換到“標(biāo)準(zhǔn)”位置,從操作高度控制開(kāi)關(guān)到開(kāi)始排氣時(shí)間應(yīng)約Z s,從開(kāi)始排氣到完成高度調(diào)整時(shí)間應(yīng)為Z040s,汽車高度的變化量應(yīng)為1030mm,否則進(jìn)行調(diào)整。Z汽車高度的調(diào)整汽車高度的調(diào)整必須在水平路面、高度控制開(kāi)關(guān)處于“標(biāo)準(zhǔn)”位置時(shí)進(jìn)行,務(wù)必將汽

12、車高度調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。步驟如下:檢查高度控制傳感器連接桿長(zhǎng)度,自由狀態(tài)下兩只鎖緊螺母之間的距離,前為53.5mm,后為Z7.5mm;松動(dòng)高度控制傳感器連接桿上的兩只鎖緊螺母;轉(zhuǎn)動(dòng)高度控制傳感器連桿上的螺栓,以調(diào)節(jié)其長(zhǎng)度,高度控制傳感器連接桿每轉(zhuǎn)一圈,可使汽車高度變化約4mm;檢查高度傳感器連接桿的尺寸是否小于極限值(前、后均為13mm;擰緊鎖緊螺母,再次檢查汽車高度,必要時(shí)再次調(diào)整。調(diào)整完畢按規(guī)定力矩(45k gc m擰緊鎖緊螺母,并確保球節(jié)與托架平行。2.2溢流閥的檢查迫使壓縮機(jī)工作,檢查溢流閥的動(dòng)作情況(該項(xiàng)檢查過(guò)程中,懸架ECU會(huì)記錄一個(gè)故障碼,因此,完成檢查后應(yīng)將故障碼按程序清除。

13、1將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”,用導(dǎo)線將安裝在行李箱中的高度控制連接器1、7號(hào)端子短接,接通壓縮機(jī)控制電路,迫使其工作。Z待壓縮機(jī)工作一段時(shí)間后,溢流閥處應(yīng)有空氣放出,否則應(yīng)檢修或更換溢流閥。2.3漏氣檢查1起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),將高度控制開(kāi)關(guān)撥到“高”位置,使汽車的高度上升。Z使發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。3在管子和軟管的各接頭處加肥皂水,檢查是否有漏氣現(xiàn)象。2.4故障碼的讀取與清除將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”位置,LRC開(kāi)關(guān)撥到“SPORT”一側(cè)時(shí),“HE I GHT”照明燈、LRC指示燈點(diǎn)亮。高度控制開(kāi)關(guān)撥到“標(biāo)準(zhǔn)”、“高”位置時(shí),安裝在儀表板上的相應(yīng)高度指示燈“NORM”、“H I”應(yīng)點(diǎn)亮。當(dāng)高度控制“NORM”指示燈以1

14、s間隔快速閃亮?xí)r,表明懸架ECU存儲(chǔ)器中存有故障碼。1故障碼的讀取將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“ON”,用SST將檢查連接器中的端子Tc、E1短接,儀表板上的“NORM”指示燈將以閃爍的形式由小到大依次輸出故障碼。當(dāng)高度控制ON/OFF開(kāi)關(guān)在OFF位置時(shí),輸出故障碼“71”,不視為故障;若觸發(fā)懸架ECU后,“NORM”指示燈每隔0.Z5s同頻率閃爍,表明懸架ECU中無(wú)故障碼儲(chǔ)存。Z故障碼的清除按照所輸出故障碼的提示將故障排除后,應(yīng)清除懸架ECU中存儲(chǔ)的故障碼,以免“NORM”指示燈的閃爍引起駕駛員誤解而影響安全駕駛。故障碼的清除方法有兩種:將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“OFF”位置,拔下1號(hào)配電中心ECU-B保險(xiǎn)絲10s以上,即可清除故障碼。將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于“