凌志汽车电控悬架的使用与检修

1、凌志LS400汽车电控悬架的使用与检修解福泉(河南交通职业技术学院,河南郑州450000摘要:介绍了凌志LS400汽车电控悬架系统的组成、功能和控制原理,说明了该系统的检查和调整方法。关键词:汽车;电控悬架;刚度;阻尼力;车身高度中图分类号:U463.33文献标识码:B文章编号:1671-2668(200503-0018-031凌志LS400汽车电控悬架系统简介凌志LS400轿车安装的是电子控制空气式主动悬架EM A S(E lectronic M odulated A ir S us p ension系统,它是一种利用微型计算机控制的车辆高度和减振器阻尼力自动调节装置,采用独立的空气弹簧。该

2、系统利用各种传感器将车速、车辆振动的加速度和方向、车身距地面高度、转向轮角速度等参数转换成电信号,输送给电控单元ECU,ECU将这些参数综合处理后发出控制指令,调节悬架的刚度和阻尼系数,使悬架的刚度、阻尼力和车身高度随着行驶状况而改变,不仅能使车辆获得好的平顺性,提高车辆的操纵稳定性和安全性,而且对车辆的转向侧倾、起步俯仰、制动点头等现象均起到较理想的抑制作用,保持最小的车身姿态变化。1.1EM AS的功用1悬架刚度和阻尼力控制防侧倾控制:当汽车受到侧向力(如离心力等作用时,使悬架刚度和阻尼力变成“坚硬”状态。该项控制能抑制侧倾而使车身姿态变化减至最小,以改善操纵性能。防点头控制:当汽车由于制

3、动或其他原因出现点头现象时,使悬架刚度和阻尼力变成“坚硬”状态。该项控制能抑制汽车行驶中的点头而使车身姿态变化减至最小。防俯仰控制:当汽车起步或由于其他原因出现俯仰现象时,使悬架刚度和阻尼力变成“坚硬”状态。该项控制能抑制汽车加速时后部下坐而使车身姿态变化减至最小。高车速控制:当汽车高速行驶时,使悬架刚度变成“坚硬”状态、阻尼力变成“标准”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时的稳定性和操作性。不平道路控制:当汽车在不平整道路上行驶时,使悬架刚度和阻尼力根据不平整程度变成“标准”或“坚硬”状态,以抑制汽车颠动、跳动和车身在悬架上下垂,从而改善汽车在不平整道路上行驶时的乘坐舒适性。2汽车高度控制自动

4、高度控制:不论乘客和行李重量如何变化,操纵高度控制开关能使汽车的高度保持在一个恒定的目标高度值:“标准”或“高”的状态。高车速控制:当高度控制开关在“高”位置而汽车高速行驶时,悬架ECU能自动将车身高度降低到“标准”状态。由于重心降低,改善了高速行驶时的空气动力学作用和稳定性。点火开关“OFF”控制:点火开关置于“OFF”后,因乘客和行李重量减小而使汽车高度比目标高度高时,能使汽车高度降低到目标高度,以改善汽车驻车时的稳定姿态。1.2EM AS的组成凌志LS400汽车电控悬架EM A S系统主要由高度控制压缩机、高度控制阀、高度控制传感器、高度控制开关、悬架ECU、转向传感器、主节气门位置传感

5、器、制动灯开关和悬架控制执行器等组成(见图1。4个汽车高度传感器分别安装在减振器下支臂和车身上,将车身高度变化转变成电信号输送到悬架ECU,用于判断路面状况和车载质量的变化;转向传感器安装在转向器上,将转向盘的角位移转变成电信号,与车速传感器信号共同确定转向时的侧向干扰程度;主节气门位置传感器、制动灯开关与车速传感器一起提供抑制起步俯仰、制动点头的重要控制信号;前后悬架控制执行器根据悬架ECU的指令,改变空气弹簧内的压力,使悬架刚度和阻尼力根据车辆行驶状况在“软”、“标准”和“坚硬”三种状态81公路与汽运i g h w a y S&A uto m otioe A11licationS第

6、3期2005年6!月图1凌志LS400汽车电控悬架EM AS系统的组成下变化。1.3EM AS的控制原理1车辆姿态控制车辆姿态控制是通过转向传感器、车速传感器、主节气门传感器、制动灯开关等信号来预测车辆行驶姿态的变化,在急转弯、车速高于60k m/h制动或车速低于20k m/h加速行驶时,悬架ECU通过前后悬架控制执行器发出指令,使悬架刚度和阻尼力暂时处于“坚硬”状态,从而减少车辆姿态的变化,有效抑制行驶中转向侧倾、制动点头和加速俯仰。2车速、路面感应控制主要包括高速控制、前后轮相关控制和坏路面感应控制。高速控制:当汽车处于高速行驶状态(车速超过110k m/h时,悬架ECU根据车速传感器信号

7、将悬架刚度和阻尼力从“软”状态调整到“标准”状态,以增加高速行驶时的操纵稳定性能。前后轮相关控制:汽车在悬架刚度和阻尼力“标准”状态下行驶时,若前轮越过水泥路面的接缝等,悬架ECU根据车速、车高信号,在后轮临近接缝时的0.03s内将悬架刚度、阻尼力变换到“软”状态,从而缓和冲击,改善行驶平顺性。但高速行驶时,“软”状态又影响到车辆的操纵稳定性,因而该项控制的条件设定为30k m/h!车速"80k m/h。坏路面感应控制:在汽车通过坏路面时,为抑制车身的前后颠簸和大的跳动,提高悬架的刚度和阻尼力。当40k m/h"车速"100k m/h时,悬架ECU 接收的车身高度

8、信号在0.5s内变化较大时,发出指令将悬架刚度和阻尼力从“软”调整到“标准”状态;在车速#100k m/h,悬架ECU接收的车身高度信号在0.5s内变化较大时,发出指令将悬架刚度和阻尼力从“标准”调整到“坚硬”状态。3车身高度控制车身高度调整分为“低”、“标准”、“高”3个等级,通常是手控选择“标准”或“高”级。无论装载量怎样变化,悬架ECU都能自动将车身高度调整为设定值,而且能根据车速和路面状况自动在三级中任意调整车身高度。前、后、左、右轮高度传感器发出车高信号,悬架ECU根据车速传感器的信号和驾驶员给出的操作指令,控制车高电磁阀动作,实现高度调整。车身需要升高时,悬架ECU发出指令控制压缩

9、机和高度控制阀工作,将压缩空气送入空气悬架的主气室,从而抬起车身。需降低车身时,悬架ECU控制排气阀和高度控制阀工作,将悬架主气室的气体经电磁阀、管路、排气阀排出,车身下降。当车速达到90k m/h以上时,车高将在原设定高度的基础上自动降低一级,提高车辆高速行驶时的稳定性,并减少空气阻力;车速降到60k m/h时,自动恢复原设定高度。车高传感器向悬架ECU连续发送2.5s以上车身高度大幅度变化信号,而车速在40!90k m/h 时,ECU判定为汽车进入长距离的坏路面连续行驶,将控制车身高度维持在“高”状态不变,或自动调整到“高”状态。但车速在90k m/h以上时,同样信号输入,为保证汽车的行驶

10、稳定性,控制车身高度为“标准”状态。汽车正常行驶时,车高传感器每隔0.008s进91公路与汽运总第108期i g h w a y s&a uto m otioe a PP$ $ lications行一次车高采样,悬架ECU经过Z0s采样后取平均值并记录数据,与控制模式中的车高进行比较,判断此时的车高是否需要调整,并确定相应的调整量。汽车行驶中遇某个车轮突然撞击障碍或落空时,因振动车轮有可能跳离地面,悬架ECU会发出指令,使车身控制过程暂停,待正常行驶时恢复。2凌志L S400汽车电控悬架系统的检修2.l汽车高度调整功能的检查与调整1汽车高度调整功能的检查操作高度控制开关,检查执行动作响

11、应时间和汽车高度的变化是否符合标准。首先检查轮胎气压,必要时进行调整;检查汽车高度;起动发动机,将高度控制开关从“标准”位置转换到“高”位置,从操作高度控制开关到压缩机开始工作时间应约Z s,从压缩机起动工作到完成高度调整时间应为Z040s,汽车高度的变化量应为1030mm,否则进行调整;汽车处于“高”调整状态下,起动发动机并将高度控制开关从“高”位置转换到“标准”位置,从操作高度控制开关到开始排气时间应约Z s,从开始排气到完成高度调整时间应为Z040s,汽车高度的变化量应为1030mm,否则进行调整。Z汽车高度的调整汽车高度的调整必须在水平路面、高度控制开关处于“标准”位置时进行,务必将汽

12、车高度调整到标准值范围内。步骤如下:检查高度控制传感器连接杆长度,自由状态下两只锁紧螺母之间的距离,前为53.5mm,后为Z7.5mm;松动高度控制传感器连接杆上的两只锁紧螺母;转动高度控制传感器连杆上的螺栓,以调节其长度,高度控制传感器连接杆每转一圈,可使汽车高度变化约4mm;检查高度传感器连接杆的尺寸是否小于极限值(前、后均为13mm;拧紧锁紧螺母,再次检查汽车高度,必要时再次调整。调整完毕按规定力矩(45k gc m拧紧锁紧螺母,并确保球节与托架平行。2.2溢流阀的检查迫使压缩机工作,检查溢流阀的动作情况(该项检查过程中,悬架ECU会记录一个故障码,因此,完成检查后应将故障码按程序清除。

13、1将点火开关置于“ON”,用导线将安装在行李箱中的高度控制连接器1、7号端子短接,接通压缩机控制电路,迫使其工作。Z待压缩机工作一段时间后,溢流阀处应有空气放出,否则应检修或更换溢流阀。2.3漏气检查1起动发动机,将高度控制开关拨到“高”位置,使汽车的高度上升。Z使发动机停转。3在管子和软管的各接头处加肥皂水,检查是否有漏气现象。2.4故障码的读取与清除将点火开关置于“ON”位置,LRC开关拨到“SPORT”一侧时,“HE I GHT”照明灯、LRC指示灯点亮。高度控制开关拨到“标准”、“高”位置时,安装在仪表板上的相应高度指示灯“NORM”、“H I”应点亮。当高度控制“NORM”指示灯以1

14、s间隔快速闪亮时,表明悬架ECU存储器中存有故障码。1故障码的读取将点火开关置于“ON”,用SST将检查连接器中的端子Tc、E1短接,仪表板上的“NORM”指示灯将以闪烁的形式由小到大依次输出故障码。当高度控制ON/OFF开关在OFF位置时,输出故障码“71”,不视为故障;若触发悬架ECU后,“NORM”指示灯每隔0.Z5s同频率闪烁,表明悬架ECU中无故障码储存。Z故障码的清除按照所输出故障码的提示将故障排除后,应清除悬架ECU中存储的故障码,以免“NORM”指示灯的闪烁引起驾驶员误解而影响安全驾驶。故障码的清除方法有两种:将点火开关置于“OFF”位置,拔下1号配电中心ECU-B保险丝10s以上,即可清除故障码。将点火开关置于“