模块五电子控制悬架系统

1、模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术模块五模块五 电子控制悬架系统电子控制悬架系统课题一课题一 电子控制悬架系统的组成与工作原理电子控制悬架系统的组成与工作原理课题二课题二 典型电子控制悬架系统典型电子控制悬架系统课题三课题三 电子控制悬架系统的故障诊断电子控制悬架系统的故障诊断模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术课题一课题一 电子控制悬架系统的组成与工作原理电子控制悬架系统的组成与工作原理电子控制悬架系统的英文全称为电子控制悬架系统的英文全称为Electronic Electronic Controlled Suspension SystemContr

2、olled Suspension System，简称，简称ECSSECSS，也有的，也有的称之为电子调节悬架系统，其英文全称为称之为电子调节悬架系统，其英文全称为Electronic Electronic Modulated Suspension SystemModulated Suspension System，简称，简称EMSEMS。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术采用电控悬架的目的：采用电控悬架的目的： 传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减震器，只能适应特定的道路和行驶条件，无法满足变化莫震器，只能适应特定的道

3、路和行驶条件，无法满足变化莫测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车身的各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬身的各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬架系统。架系统。 电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，又能使操纵稳定性达到最佳状态。又能使操纵稳定性达到最佳状态。模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术一、概述一、概述图5-1 独立悬架结构示意

4、图 汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的结汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的结构特点是两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端，车轴则通过弹性构特点是两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端，车轴则通过弹性元件与车架或车身相连接，如图元件与车架或车身相连接，如图5-1（a）独立悬架是指两侧车轮分别安装在断开式车轴两端，每段车轴和车独立悬架是指两侧车轮分别安装在断开式车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件与车架相连，如图轮单独通过弹性元件与车架相连，如图5-1（b）所示。）所示。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术汽车悬架主要由弹性元件、减振器和

5、导向装置等三部分组成汽车悬架主要由弹性元件、减振器和导向装置等三部分组成 图5-2 汽车悬架组成示意图模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-3 空气弹簧弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲和抑制不弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲和抑制不平路面所引起的冲击。平路面所引起的冲击。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-4 液力减振器工作原理图减振器的作用是对悬架的上下作用施加适当的阻减振器的作用是对悬架的上下作用施加适当的阻力，衰减车身与车架的振动，吸收一部分来自路力，衰减车身与车架的振动，吸收一部分来自路面的冲击，改善汽车行驶的平顺性。

6、面的冲击，改善汽车行驶的平顺性。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-5 双作用式减振器双向作用式减振器双向作用式减振器的的工作过程可分的的工作过程可分为压缩和伸张两个为压缩和伸张两个行程。减振器在压行程。减振器在压缩和伸张两个行程缩和伸张两个行程内均起减振作用。内均起减振作用。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术二、电子控制悬架系统的组成与工作原理二、电子控制悬架系统的组成与工作原理1电子控制悬架系统的组成电子控制悬架系统的组成该系统主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度该系统主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度传感器、带有减

7、振器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架传感器、带有减振器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关和电控单元等组成。控制选择开关和电控单元等组成。图5-6 电子控制空气悬架系统1-空气压缩机；2-空气电磁阀；3-干燥器；4-节气门位置传感器；5-前右车身高度传感器；6-带有减振器的空气弹簧；7-悬架控制执行器；8-转向传感器；9-停车灯开关；10-TEMS指示灯；11-电子多点视频器；12-悬架控制开关；13-1号高度控制阀；14-2号高度控制阀；15-显示器用ECU；16-诊断用接线柱；17-后车身高度传感器；18-悬架用ECU；19-空气管道；20-车速传感器；21-前左车身高度传感器模块

8、五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术电控悬架的组成（从功能上看）电控悬架的组成（从功能上看）传感器：传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。向盘转角传感器、节气门位置传感器等。 开关：开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。开关等。执行器：执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。小的弹性元件等。ECU电控悬架的电控悬架的一般原理：一般原理：l 利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时

9、路面的状况和利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术2电子控制悬架系统的工作原理电子控制悬架系统的工作原理（1）车身高度控制）车身高度控制（2）悬架刚度和阻尼力控制）悬架刚度和阻尼力控制图5-7 车身高度的调整模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术3设置有路况预测传感器的电子控制悬架系统设置有路况预测传感器的电子控制悬架系

10、统图5-8 设置有路况预测传感器的电子控制悬架系统1-油箱；2-油泵；3-滤清器；4-单向阀；5-储压器；6-电磁控制阀；7-回油管；8-油管；9-副节流孔；10-选择阀；11-储压器；12-主节流孔；13-油压腔；14-单向液压执行器；15-车轮；16-悬架弹簧模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-9 设置有路况预测传感器（声纳系统）的汽车图5-10 路况预测传感器的输出曲线模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术三、电子控制悬架系统各主要组件的结构三、电子控制悬架系统各主要组件的结构1车身高度传感器车身高度传感器车身高度传感器的作用是检测车身高度的变

11、化，将车身高度车身高度传感器的作用是检测车身高度的变化，将车身高度转变为电信号向电控单元输入，作为车身高度控制的主要转变为电信号向电控单元输入，作为车身高度控制的主要依据。其实，车身高度是通过检测汽车悬架装置的位移来依据。其实，车身高度是通过检测汽车悬架装置的位移来确定的。确定的。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-11 车身高度传感器模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-12 光电式车身高度传感器原理图光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮光板、旋转轴、连杆组成。光板、旋转轴、连杆组成。 模块五 电

12、子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术光电式转角传感器的安装位置和结构光电式转角传感器的安装位置和结构 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术光电式转角传感器的工作原理和电路原理光电式转角传感器的工作原理和电路原理 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术2车身高度控制执行装置车身高度控制执行装置 图图5-14所示为丰田汽车公司电子控制悬架系统所示为丰田汽车公司电子控制悬架系统（TOYOTA Electronic Modulated Suspension，即，即TEMS）的车身高度控制系统。的车身高度控制系统。 图5-14 TEMS车身高度控制系统模块

13、五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-15 日本富士汽车空气悬架系统车身高度控制执行装置 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术3空气悬架刚度调节装置空气悬架刚度调节装置空气悬架刚度调节装置主要由刚度调节阀和悬架控制执行器空气悬架刚度调节装置主要由刚度调节阀和悬架控制执行器组成。组成。图5-16 空气悬架的基本构造模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术1阻尼调节杆阻尼调节杆 2空气阀控制杆空气阀控制杆 3主副气室通路主副气室通路 4副气副气室室 5主气室主气室 6气阀体气阀体 7小气体通路小气体通路 8阀体阀体 9大气大气体通路体通路 悬

14、架刚度的调节原理悬架刚度的调节原理模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术 步进电机的转子为永久磁铁，定子上有两对磁极。定子上步进电机的转子为永久磁铁，定子上有两对磁极。定子上通电状况不同时，磁极的极性不同，转子的转角也不同。通电状况不同时，磁极的极性不同，转子的转角也不同。 图5-19 步进电机的工作原理模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术4悬架系统阻尼调节装置悬架系统阻尼调节装置阻尼调节装置是通过改变阻尼孔的大小来改变悬架系统的阻阻尼调节装置是通过改变阻尼孔的大小来改变悬架系统的阻尼力。尼力。（1）机电式阻尼调节装置）机电式阻尼调节装置图5-20 机电式

15、阻尼调节装置模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术凌志凌志LS400 ucF20型可调减振器型可调减振器 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术（2）压电式阻尼调节装置）压电式阻尼调节装置压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、压电执行器和阻尼压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成力变换阀三部分组成 图5-23 压电式阻尼调节装置模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术课题二课题二 典型电子控制悬架系统典型电子控制悬架系统1丰田凌志丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统系列轿车电子调节空气悬架系

16、统的组成的组成图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统各元件在车上的安装位置模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统各元件在车上的安装位置模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术2丰田凌志丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统系列轿车电子调节空气悬架系统的控制电路的控制电路图5-25 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的控制电路模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术3丰田凌志丰田凌志LS400 UCF1

17、0系列轿车电子调节空气悬架系统系列轿车电子调节空气悬架系统的控制功能的控制功能 丰田凌志丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系系列轿车电子调节空气悬架系统主要有：统主要有：车身高度控制车身高度控制悬架刚度控制悬架刚度控制减震器减振力控制三项控制功能。减震器减振力控制三项控制功能。 模块五 电子控制悬架系统汽车底盘电控技术汽车底盘电控技术课题三课题三 电子控制悬架系统的故障诊断电子控制悬架系统的故障诊断 以丰田凌志以丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系列轿车电子调节空气悬架系统为例，说明电子控制悬架系统的故障诊断方法。系统为例，说明电子控制悬架系统的故障诊断方法。（1）指示灯检查）指示灯检查 首先将点火开关转到首先将点火开关转到ON位，检查位，检查LRC（凌志驾驶控（凌志驾驶控制）指示灯和高度控制指示灯。正常情况下，指示灯应发制）指示灯和高度控制指示灯。正常情况下，指示灯应发光光2秒左右。秒左右。（2）故障代码的提取）故障代码的提取将点火开关转到将点火开关转到ON位，用跨接线连接位，用跨接线连接TDC