課題五：電子控制懸架系統(tǒng)（汽車底盤電子控制技術）

1、課題五 電子控制懸架系統(tǒng)5.1 實訓: 電控懸架的檢修5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基本結構與工作原理5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修5.1 實訓:電控懸架的檢修1.高度的檢查與調整對汽車車身高度進行自動調節(jié)是電控懸架的特點，因此高度檢查非常重要。在高度檢查前，車輛必須停在水平良好的地面上，并保持輪胎氣壓符合標準，輪胎磨損在正常范圍內，輪胎縱向、橫向的跳動也應符合相關規(guī)定(輪胎平衡符合標準)。(1)檢查汽車高度將懸架剛度阻尼模式轉換開關(LRC)撥到“NORM(標準)”位置，使汽車上下跳振幾次，便于4個懸架處于穩(wěn)定狀態(tài)。再向前、向后推動汽車，使車輪處于穩(wěn)定狀態(tài)。返回下一頁5. 1 實訓:電

2、控懸架的檢修將變速桿放在N擋位上，松開駐車制動器，啟動發(fā)動機。將高度控制開關撥到“HIGH(高)”位置，在汽車高度升高的狀態(tài)下等待1 min后，將高度控制開關撥回到“NORM(標準)”位置，此時汽車高度下降。在這種狀態(tài)下等待1 min后，再重復一次上述操作，其目的是使每個懸架處于穩(wěn)定狀態(tài)。汽車前部高度是測量地面到下懸架臂安裝螺栓中心的距離;后部高度是測量地面到2號下懸架臂安裝螺栓中心的距離。汽車高度如不符合標準，可轉動高度傳感器連接桿螺栓來進行調整。返回下一頁上一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修(2)汽車高度調整先擰松高度傳感器連接桿上的鎖緊螺母，轉動連接桿的螺栓便可調節(jié)長度，從而達到調整車高的

3、目的。檢查所示的高度傳感器的連接桿露出的螺紋部分的尺寸是否小于極限值。暫時擰緊連接桿上下的鎖緊螺母，此時再檢查一次汽車高度，如果高度符合標準，則不再需要調整則可將鎖緊螺母擰緊;如果高度不符合標準，必須按上面的步驟進行再調整直到符合標準為止。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修調整完車高，必須進行四輪定位檢查。(3)高度調整注意事項在高度調整時，除上面所說的注意事項外，還必須將高度控制開關撥到“NORM(標準)”位置，高度的調整只能在標準值范圍以內。2.高度調節(jié)功能的檢查(1)檢查前準備檢查輪胎氣壓是否符合標準。檢查汽車高度是否在標準范圍以內，否則先調整汽車高度，然后再進行下面的檢查。上

4、一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修(2)檢查步驟啟動發(fā)動機，先將高度控制開關從“NORM(標準)”轉換到“HIGH(高)”，檢查高度升高1030 mm所需要的時間是否符合下列標準:從撥動高度控制開關到懸架壓縮機啟動大約2s，從壓縮機啟動到完成高度升高需要2040 s。在汽車處于上面的狀態(tài)(HIGH)時，同樣，啟動發(fā)動機，再將高度控制開關從“HIGH(高)”換到“NORM(標準)”，檢查高度降低1030 mm所需要的時間是否符合下列標準:從撥動高度控制開關到排氣閥開始排氣大約2s，從開始排氣到完成高度降低需要2040s。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修經(jīng)過上面高度選擇的轉換，

5、時間若大于標準，說明系統(tǒng)有故障，需要按照一定的方法進行檢查排除。3.彈簧剛度和阻尼系數(shù)調節(jié)功能的檢查將點火開關轉到“ON”位置。方法一:在四個方向(左前、左后、右前、右后)用力按下車身(目的是使車身大幅度地上下擺動)，同時將懸架剛度阻尼模式轉換開關“LRC”從“NORM”變化到“SPORT(硬)”模式，確認是否感覺到懸架剛度和阻尼系數(shù)有變化。方法二:用專用導線將TDCL或檢查連接器端子TC與E1跨接，此時應該感覺到懸架剛度和阻尼系數(shù)變?yōu)椤坝病睜顟B(tài)。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修經(jīng)過上述兩方法的檢查，如果沒有感覺到懸架剛度和阻尼系數(shù)變?yōu)椤坝病睜顟B(tài)，則懸架剛度阻尼模式轉換開關“LRC

6、、懸架電子控制單元ECU、執(zhí)行器存在著故障，必須進一步檢查排除。4.排氣閥的檢查將點火開關轉到“ON”位置，再將高度控制連接器的端子“1”與“7”對接以迫使懸架壓縮機不斷地工作。等待壓縮機工作一段較短時間后，檢查排氣閥是否排放空氣。檢查完畢后，將點火開關轉到“OFF”位置，并清除故障碼。此故障碼是由于迫使壓縮機工作ECU存儲的故障碼，在完成檢查后必須清除掉。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修5.供氣系統(tǒng)的漏氣檢查將高度控制開關轉換到“高(HIGH)”位置使汽車高度升高。將發(fā)動機熄火。在供氣管路和軟管接頭處，用肥皂水涂抹檢查是否有漏氣，如有漏氣，須更換漏氣部位的管路、接頭和密封墊圈。6

7、.檢查注意事項用舉升器或千斤頂將汽車舉起時，必須停止高度控制。將高度控制開關(ON/OFF)撥到關閉“OFF”位置。有的車輛是同時按高(HIGH)、運動(SPORT)、標準(NORMAL ) 3個按鈕2s以上時，汽車高度控制被停止。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修由于空氣懸架具有自動調節(jié)車高的功能，如果舉車時沒將高度控制開關撥到 “OFF” 位置，則ECU會判斷系統(tǒng)出錯而記錄一個故障碼。這時就需要在汽車四輪落地后，將產(chǎn)生的故障碼設法從存儲器中清除掉。有時，將高度控制開關撥到“OFF”位置時，會顯示故障碼，這是不正常的。只要將開關重新?lián)艿健癘N”位置，故障碼就被清除。當使汽車四輪落地

8、前，必須將汽車下面的所有物體搬開。因為在維修的過程中，可能進行了空氣懸架的放氣、空氣管路拆檢等操作，此時空氣彈簧中的主氣室可能無氣或存有少量剩余氣體，汽車落地后，因自身的重量使車身高度很低，車下物體可能會碰傷底盤或輪胎，所以，必須將汽車下面的所有物體搬開。上一頁返回下一頁5.1 實訓:電控懸架的檢修在開動汽車之前，必須啟動發(fā)動機使汽車高度恢復到正常狀態(tài)。原因主要是空氣彈簧中的空氣在維修時被放掉，車身高度變得很低，如果此時汽車起步，勢必造成車身與懸架或輪胎相互碰撞。因此，維修后首先啟動發(fā)動機，用空氣懸架壓縮機給空氣彈簧氣室輸送壓縮空氣，使汽車高度恢復正常，這樣汽車便可正常行駛。在維修時，除非必要

9、，一般不要觸及前安全氣囊碰撞傳感器。若要觸及，必須在維修前拆下安全氣囊碰撞傳感器，避免影響安全氣囊系統(tǒng)的正常工作。上一頁返回5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)一般具有固定的彈簧剛度和減振器阻尼，不能同時滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性的要求。例如，降低彈簧剛度，平順性會變好，使乘坐舒適，但由于懸架偏軟會使操縱穩(wěn)定性變差;而增加彈簧剛度會提高操縱穩(wěn)定性，但較硬的彈簧又使車輛對路面的不平度很敏感，使平順性降低。因此，理想的懸架系統(tǒng)應在不同的使用條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼力，這樣既能滿足平順性的要求又能滿足操縱穩(wěn)定性的要求。電子控制懸架系統(tǒng)就是這種理想的懸架系統(tǒng)。上一

10、頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)主要有半主動懸架和主動懸架兩種。半主動懸架是指懸架元件中的彈簧剛度或減振器阻尼力可以根據(jù)需要進行調節(jié)。而主動懸架能根據(jù)需要自動調節(jié)彈簧剛度和減振器的阻尼力，從而能夠同時滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等各方面的要求。主動懸架按照彈簧的類型，又可以分為空氣彈簧主動懸架和油氣彈簧主動懸架。本部分以豐田凌志LS400為例介紹電控懸架系統(tǒng)。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理5. 2. 1概述豐田凌志LS400的電控懸架系統(tǒng)為空氣彈簧主動懸架，可以根據(jù)行駛條件自動控制彈簧剛度、減振器阻尼力及車身高度，以抑制加

11、速時后坐、制動時點頭，車令向時側傾等汽車行駛狀態(tài)的變化，明顯改善乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。1.系統(tǒng)控制功能豐田凌志LS400的電控懸架系統(tǒng)主要對車速及路面感應、車身姿態(tài)、車身高度3個方面進行控制。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理(1)車速與路面感應控制當車速高時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以提高汽車高速行駛時的操縱穩(wěn)定性。當前輪遇到凸起時，減小后輪懸架彈簧剛度和減振器阻尼力，以減小車身的振動和沖擊。當路面差時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的振動。(2)車身姿態(tài)控制車令向時側傾控制:急轉向時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的側傾。上一頁返回下一頁5.

12、2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理制動時點頭控制:緊急制動時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的點頭。加速時后坐控制:急加速時，提高彈簧剛度和減振器阻尼力，以抑制車身的后坐。(3)車身高度控制高速感應控制:車速超過90 km/h，降低車身高度，以減少空氣阻力，提高汽車行駛的穩(wěn)定性。連續(xù)差路面行駛控制:車速在4090 km/h，提高車身高度，以提高汽車的通過性;車速在90 km/h以上，降低車身高度，以滿足汽車行駛的穩(wěn)定性。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理點火開關OFF控制:駐車時，當點火開關關閉后，降低車身高度，便于乘客的乘降。自動高度控制:當乘客和載質

13、量變化時，保持車身高度恒定。2.系統(tǒng)操作豐田凌志LS400的電控懸架系統(tǒng)有3個操作選擇開關:高度控制ON/OFF開關、高度控制開關和LRC(模式控制)開關。高度控制 ON/OFF開關安裝在汽車尾部后備箱的左邊。當高度控制ON/OFF開關處于ON位置時，系統(tǒng)可按選擇方式進行車身高度自動控制;當該開關處于OFF位置時，系統(tǒng)不執(zhí)行車身高度控制。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理高度控制開關和LRC(模式控制)開關安裝在駕駛室內變速操縱桿的旁邊。高度控制開關用于選擇控制車身高度，當高度控制開關處于“HIGH(高)”位置時，系統(tǒng)對車身高度進行“高值自動控制”;當高度控制開關處于

14、“NORM”位置時，車身高度則進入“常規(guī)值自動控制”狀態(tài)。LRC(模式控制)開關用于選擇控制懸架的剛度、阻尼力參數(shù)。當LRC(模式控制)開關處于“SPORT”位置時，系統(tǒng)進入“高速行駛自動控制”;上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理當LRC(模式控制)開關處于“NORM”位置時，系統(tǒng)對懸架剛度、阻尼力進行“常規(guī)值自動控制”。此時，懸架ECU根據(jù)車速傳感器等信號，使懸架的剛度、阻尼力自動地處于軟、中、硬3種狀態(tài)。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理5. 2. 2系統(tǒng)組成及工作原理1.組成任何電子控制空氣懸架系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制單元(ECU)和

15、執(zhí)行器3部分組成，豐田凌志LS400的電控懸架系統(tǒng)一也是這樣，具體來說，傳感器包括車身高度傳感器、轉向傳感器、車速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等，執(zhí)行器包括高度控制閥、排氣閥、懸架控制執(zhí)行器等。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理豐田凌志LS400的電控懸架系統(tǒng)元件在車上的位置如圖5-1所示。2.控制原理(1)車身高度控制車身高度控制系統(tǒng)由壓縮機、干燥器、排氣閥、1號高度控制繼電器、2號高度控制繼電器、1號高度控制閥、2號高度控制閥、前后左右4個空氣彈簧、4個車身高度傳感器及懸架ECU等組成。如圖5-2所示為車身高度控制系統(tǒng)示意圖，圖5-3所示為1號、2號高度控制閥控制電路

16、圖.上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理圖5-4所示為空氣壓縮機控制電路圖。當點火開關接通時，ECU使2號高度控制繼電器線圈通電，2號高度控制繼電器觸點閉合，使前、后、左、右4個高度傳感器接通蓄電池電源。當車身高度需要上升時，從ECU的RCMP端子送出一個信號，使1號高度控制繼電器接通，1號高度控制繼電器觸點閉合，壓縮機控制電路接通產(chǎn)生壓縮空氣。ECU使高度控制電磁閥線圈通電后，電磁線圈將高度控制閥打開，并將壓縮空氣引向空氣彈簧，從而使車身高度上升。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理當車身高度需要下降時，ECU不但使高度控制閥電磁線圈通電，而且

17、還使排氣閥電磁線圈通電，排氣閥電磁線圈使排氣閥打開，將空氣彈簧中的壓縮空氣排到大氣中。1號高度控制閥用于前懸架控制，它有兩個電磁閥分別控制左右兩個空氣彈簧。2號高度控制閥用于后懸架控制，它與1號高度控制閥一樣，也采用兩個電磁閥。為了防止空氣管路中產(chǎn)生不正常的壓力，2號高度控制閥中采用了一個溢流閥。懸架系統(tǒng)的車身高度傳感器采用光電式傳感器，為了檢測汽車高度和因道路不平而引起的懸架位移量，在每個懸架上都裝有一只車身高度傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測車身與懸架下臂之間的距離。如圖5-5所示為車身高度傳感器與ECU之間的連接電路圖。上一頁返回下一頁5.2 電子控制懸架系統(tǒng)的基木結構與工作原理(2)彈簧剛度和減振

18、器阻尼力控制電子控制空氣懸架系統(tǒng)空氣彈簧的結構如圖5-6所示。懸架系統(tǒng)彈簧剛度和減振器阻尼力控制執(zhí)行器安裝在空氣彈簧的上部，懸架控制執(zhí)行器電路如圖5-7所示，ECU將信號送至懸架控制執(zhí)行器以同時驅動減振器的阻尼調節(jié)桿和空氣彈簧的氣閥控制桿，從而改變減振器的阻尼力和懸架彈簧剛度。3.系統(tǒng)電路圖圖5-8所示為LS400電子控制空氣懸架系統(tǒng)的線路連接圖。表5-1為連接器各接線端子與ECU連接對象的對應關系。上一頁返回5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修本部分以凌志LS400為例進行介紹。1.初步檢查(功能檢查)(1)汽車高度調整功能的檢查檢查輪胎氣壓是否正常(前后分別為2. 3 kg/cm2和2

19、.5 kg/cm2)檢查汽車高度(下橫臂安裝螺栓中心到地面的距離)。 如圖5-9所示，將高度控制開關由NORM轉換到HIGH ,車身高度應升高1030 mm，所需時間為20 40s。上一頁返回下一頁5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修(2)溢流閥的檢查點火開關置于ON，將高度控制連接器的1、7端子短接，如圖5-10所示，使壓縮機工作。壓縮機工作一會兒后，檢查溢流閥是否放氣，如圖5-11所示;如果不放氣說明溢流閥堵塞、壓縮機故障或有漏氣的部位。檢查結束后，將點火開關置于OFF，清除故障碼。(3)漏氣檢查將高度控制開關置于HIGH位置。使發(fā)動機熄火。在管子的接頭處涂抹肥皂水，如圖5-12所示。

20、上一頁返回下一頁5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修2.故障診斷(1)指示燈檢查點火開關置于ON。LRC指示燈(SPORT指示燈)和HEIGHT指示燈(NORM和HI指示燈)應點亮2s，指示燈的位置如圖5-13所示。如果NORM指示燈以1s的間隔閃亮時，表明ECU中存有故障碼，如果出現(xiàn)故障，應檢查相應電路。(2)讀取故障碼點火開關置于ON。上一頁返回下一頁5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修跨接TDCL或檢查連接器的TC與E1端子，如圖5-14所示。從NORM指示燈的閃爍讀取故障碼。NORM指示燈的位置如圖5-15所示。故障碼讀取方法:該車電控懸架的故障碼均為兩位數(shù)，同一位數(shù)(個位或十

21、位)的故障碼閃爍間隔時間最小(均為1s)，不同位數(shù)間故障碼閃爍間隔時間稍長(均為2s);故障碼會重復閃爍，兩次故障碼閃爍間隔時間最長(約為3s)。用圖形表示故障碼21; 上一頁返回下一頁5.3 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷與檢修如果高度控制ON/OFF開關置于OFF位置，會輸出代碼71，這是正常的。(3)清除故障碼點火開關置于OFF，拆下1號接線盒中的ECU-B熔絲10s以上，如圖5-16所示;或點火開關置于OFF，跨接高度控制連接器的端子9與端子8 10 5以上，如圖5-17所示。上一頁返回圖5-1 凌志LS400的電控是架系統(tǒng)元件在車上的位置返回1-1號高度控制繼電器;2-前車身高度傳感器;3-前懸架控制執(zhí)行器;4-制動燈開關;5-轉向傳感器;6-高度控制開關;7-LHC開關;8-后車身高度傳感器;9-2 q高度控制閥和溢流閥;10-高度控制ON/OFF開關;11-高度控制作接器;12-后懸架控制執(zhí)行器;13-2號高度控制繼電器;14-懸架LCU;15-門控燈開關;16-主節(jié)氣門位置傳感器;17-1號高度控制閥;