项目21 电控悬架的结构、原理、故障诊断与排除

1、项目项目21：电控悬架的结构、原理、：电控悬架的结构、原理、故障诊断与排除故障诊断与排除教学目标教学目标掌握电控悬架的基本组成、工作原理掌握电控悬架的基本组成、工作原理掌握电控悬架故障码的读取、清除和检修掌握电控悬架故障码的读取、清除和检修一、功用一、功用1. 什么是电控悬架什么是电控悬架简称简称EMS(Electronic Modulated Suspension)。普通悬架基础上的电子控制系统。普通悬架基础上的电子控制系统。2. 功用功用 在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，既满足平顺性的要求又满足操纵稳定性的要求。尼力，既满足

2、平顺性的要求又满足操纵稳定性的要求。21.1 电控悬架概述电控悬架概述二、分类二、分类1. 主动悬架主动悬架 根据载荷、车速、路面等条件的变化，自动调节弹簧根据载荷、车速、路面等条件的变化，自动调节弹簧刚度、减振器阻尼、车身高度。按弹簧的种类又可分刚度、减振器阻尼、车身高度。按弹簧的种类又可分为空气弹簧主动悬架和油气弹簧主动悬架。为空气弹簧主动悬架和油气弹簧主动悬架。2. 半主动悬架半主动悬架 悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调节。悬架系统中只有弹簧刚度或减振器阻尼之一可以调节。21.1 电控悬架概述电控悬架概述三、组成三、组成 电控悬架由传感器、电子控制单元和执行器三部分组电控悬架

3、由传感器、电子控制单元和执行器三部分组成。成。21.1 电控悬架概述电控悬架概述车身加速度传感器车身加速度传感器车身高度传感器车身高度传感器车速传感器车速传感器方向盘转角传感器方向盘转角传感器节气门位置传感器节气门位置传感器车门传感器车门传感器ECU电磁阀电磁阀步进电机步进电机气泵电机气泵电机1. 基本原理：通过监测车身振动加速度，然后控制减振基本原理：通过监测车身振动加速度，然后控制减振器阻尼力的大小。器阻尼力的大小。2. 可调阻尼减振器可调阻尼减振器结构结构原理原理21.2 半主动悬架半主动悬架一、电控悬架的控制功能一、电控悬架的控制功能1. 车速与路面感应控制车速与路面感应控制当车速高时

4、，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以提高当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。汽车高速行驶时的操纵稳定性。当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动和冲击。阻尼力，以减小车身的振动和冲击。当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。车身的振动。21.3 主动悬架主动悬架2. 车身姿态控制车身姿态控制转向时侧倾控制：急转向时，提高弹簧刚度和减振器转向时侧倾控制：急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。阻尼力，以抑制车

5、身的侧倾。制动时点头控制：紧急制动时，提高弹簧刚度和减振制动时点头控制：紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。器阻尼力，以抑制车身的点头。加速时后坐控制：急加速时，提高弹簧刚度和减振器加速时后坐控制：急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。阻尼力，以抑制车身的后坐。21.3 主动悬架主动悬架3. 车身高度控制车身高度控制高速感应控制：车速超过高速感应控制：车速超过90km/h，降低车身高度，以，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。连续差路面行驶控制：车速在连续差路面行驶控制：车速在4090km/h，提高车身

6、，提高车身高度，以提高汽车的通过性；车速在高度，以提高汽车的通过性；车速在90km/h以上，降以上，降低车身高度，以满足汽车行驶的稳定性。低车身高度，以满足汽车行驶的稳定性。点火开关点火开关OFF控制：驻车时，当点火开关关闭后，降控制：驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘降。低车身高度，便于乘客的乘降。自动高度控制：当乘客和载质量变化时，保持车身高自动高度控制：当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。度恒定。21.3 主动悬架主动悬架二、电控悬架的组成、结构和原理二、电控悬架的组成、结构和原理1. 组成组成21.3 主动悬架主动悬架1-1号高度控制继电器号高度控制继电器 2-车

7、身高度传感器车身高度传感器3-前悬架控制执行器前悬架控制执行器4-制动灯开关制动灯开关5-转向传感器转向传感器6-高度控制开关高度控制开关7-LRC开关开关8-后车身位移传感器后车身位移传感器 9-2号离度控制阀和溢流阀号离度控制阀和溢流阀10-高度控制高度控制ON/OFF开关开关11-高度控制连接器高度控制连接器12-后悬架控制执行器后悬架控制执行器13-2号高度控制继电器号高度控制继电器14-悬架电脑悬架电脑15-门控灯开关门控灯开关16-主节气门位置传感器主节气门位置传感器17-1号高度控制阀号高度控制阀18-高度控制压缩机高度控制压缩机19-干燥器和排气阀干燥器和排气阀21-IC调节器

8、调节器2. 传感器传感器1) 光电式车身高度传感器光电式车身高度传感器21.3 主动悬架主动悬架2) 光电式方向盘转角传感器光电式方向盘转角传感器21.3 主动悬架主动悬架3. 空气悬架刚度和阻尼的调节控制空气悬架刚度和阻尼的调节控制1) 空气悬架的结构空气悬架的结构21.3 主动悬架主动悬架1-执行器执行器2-副气室副气室3-减振器阻尼调节杆减振器阻尼调节杆4-主气室主气室5-减振器活塞杆减振器活塞杆6-滚动膜滚动膜7-减振器减振器2) 刚度调节原理刚度调节原理21.3 主动悬架主动悬架21.3 主动悬架主动悬架 悬架刚度的调节是由步进电机带动气阀转动，改变主、悬架刚度的调节是由步进电机带动

9、气阀转动，改变主、副气室之间通路的大小，从而改变刚度。副气室之间通路的大小，从而改变刚度。上图所示，气阀处于此位置时，大小气体通路全部被上图所示，气阀处于此位置时，大小气体通路全部被封住，主、副气室的气体不能相互流动，可压缩的气封住，主、副气室的气体不能相互流动，可压缩的气体容积最小，悬架处于高刚度状态。体容积最小，悬架处于高刚度状态。如果气阀顺时针转如果气阀顺时针转60，气阀将大气体通路打开，两，气阀将大气体通路打开，两气室之间的气体流量大，参加工作的气体容积增大，气室之间的气体流量大，参加工作的气体容积增大，悬架处于低刚度状态。悬架处于低刚度状态。如果气阀逆时针转如果气阀逆时针转60，气阀

10、将小气体通路打开，两，气阀将小气体通路打开，两气室之间的气体流量小，参加工作的气体容积减小大，气室之间的气体流量小，参加工作的气体容积减小大，悬架处于中刚度状态。悬架处于中刚度状态。3) 阻尼的调节阻尼的调节 转动调节杆，使转阀转动，转阀上的阻尼孔分别处于转动调节杆，使转阀转动，转阀上的阻尼孔分别处于开闭状态，改变阻尼孔的节流面积，实现阻尼大小的开闭状态，改变阻尼孔的节流面积，实现阻尼大小的调节。调节。21.3 主动悬架主动悬架4. 车身高度调节控制车身高度调节控制21.3 主动悬架主动悬架1-压缩机和调压器压缩机和调压器2-电动机电动机3-干燥器和排气阀干燥器和排气阀4-高度控制电磁阀高度控

11、制电磁阀5-空气悬架空气悬架6-指示灯指示灯7-ECU8-车身高度传感器车身高度传感器以丰田车系为例进行介绍。以丰田车系为例进行介绍。一、初步检查（功能检查）一、初步检查（功能检查）1. 汽车高度调整功能的检查汽车高度调整功能的检查检查轮胎气压是否正常（前后分别为检查轮胎气压是否正常（前后分别为2.3和和2.5kg/cm2）检查汽车高度（下横臂安装螺栓中心到地面的距离）检查汽车高度（下横臂安装螺栓中心到地面的距离）将高度控制开关由将高度控制开关由Norm转换到转换到High，车身高度应升高，车身高度应升高1030mm，所需时间为，所需时间为2140s。21.4 电控悬架的故障诊断与排电控悬架的

12、故障诊断与排除除21.4 电控悬架的故障诊断与排除电控悬架的故障诊断与排除2. 溢流阀检查溢流阀检查点火开关点火开关ON，将高度控制连接器的，将高度控制连接器的1、7端子短接，使压缩机端子短接，使压缩机工作；工作；等压缩机工作一会后，检查溢流阀是否放气；等压缩机工作一会后，检查溢流阀是否放气；如果不放气说明溢流阀堵塞、压缩机故障或有漏气的部位。如果不放气说明溢流阀堵塞、压缩机故障或有漏气的部位。检查结束后。将点火开关检查结束后。将点火开关OFF，清除故障码。，清除故障码。21.4 电控悬架的故障诊断与排除电控悬架的故障诊断与排除3. 漏气检查漏气检查将高度控制开关置于将高度控制开关置于High

13、位置；位置；发动机熄火；发动机熄火；在管子的接头处涂抹肥皂水。在管子的接头处涂抹肥皂水。二、故障诊断二、故障诊断1. 指示灯检查指示灯检查点火开关点火开关ON；LRC指示灯（指示灯（SPORT指示灯）和指示灯）和HEIGHT指示灯（指示灯（NORM和和HI指示灯）指示灯）应点亮应点亮2s；如果如果NORM指示灯以每指示灯以每1s的间隔闪亮时，的间隔闪亮时，表明表明ECU中存有故障码。中存有故障码。如果出现故障，应检查相应电路。如果出现故障，应检查相应电路。21.4 电控悬架的故障诊断与排除电控悬架的故障诊断与排除21.4 电控悬架的故障诊断与排除电控悬架的故障诊断与排除2. 读取故障码读取故障码点火开关点火开关ON；跨接跨接TDCL或检查连接器的或检查连接器的Tc与与E1端子；端子；从从NORM指示灯的闪烁读取故障码；指示灯的闪烁读取故障码；如果高度控制如果高度控制ON/OFF开关置于开关置于OFF位置，会输出代码位置，会输出代码71，这是正常