项目四__电控悬架系统检修

1、项目三项目三 电控悬架系统检修电控悬架系统检修 一辆丰田一辆丰田LS400LS400轿车车身高度不能正轿车车身高度不能正常调节，由对此故障的诊断与排除引出常调节，由对此故障的诊断与排除引出本项目。本项目。项目描述项目描述 本项目任务是对本项目任务是对LS400 EPSLS400 EPS进行进行: : 常规检查与调整常规检查与调整; ; 读取与清除码读取与清除码; ; 检测主要电气元件。检测主要电气元件。1 1知识目标知识目标学习目标学习目标（1）掌握电控悬架系统的组成、功用及类型；（2）理解电控悬架系统的控制功能；（3）掌握电控悬架系统信号输入装置的功用、原理；（4）掌握电控悬架系统执行器及空

2、气弹簧、可调阻尼减振器的功用、结构、原理。学习目标学习目标（1）会对LS400轿车电控悬架系统进行常规检查与调整；（2）能够正确读取与清除LS400轿车电控悬架系统故障码；（3）能够正确检测LS400轿车电控悬架系统主要电气元件。2 2能力目标能力目标学习目标学习目标3 3素质目标素质目标（1）5S 整理、整顿、清扫、清洁和素养；（2）劳动保护与安全操作 安全文明生产，保证工具、设备和自身安全；（3）团队协作 能与任务小组同学高效协作，共同完成任务；（4）组织沟通能力 能与同学及老师有效沟通；（5）规范 拆装工艺合理，操作规范。现代汽车电子控制悬架系统简介现代汽车电子控制悬架系统简介悬架定义悬

3、架定义定义：悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力装置的总称悬架的功能（作用）： （1）缓冲振动、平稳行驶 （2）将车轮与路面之间的驱动力、制动力、转向力传给车身。 （3）车身和车轮之间保持几何关系。 传统悬架组成及功用传统悬架组成及功用组成：弹簧、减振器、导向机构。弹簧的功用：缓冲振动、摆动、提高轮胎抓地力。减振器的功用：衰减振动、方向稳定。 导向机构：传递动力典型独立悬架典型独立悬架( (前前) )双横臂式（双叉式）独立悬架典型独立悬架（后）典型独立悬架（后）典型独立悬架典型独立悬架双横臂式（双叉式）独立悬架典型独立悬架典型独立悬架麦弗逊悬挂传统悬架对汽车性能的影响传统悬

4、架对汽车性能的影响 行驶平稳性、操作稳定性确定乘坐舒适性软：舒适性好、行驶稳定和操纵稳定性差（车身位移过大、横摆纵摇）硬：舒适性差、行驶稳定和操纵稳定性好。只减阻尼而不变刚度，振动到车身。只减刚度而不变阻尼，稳定性和舒适性差。传统悬架的缺点传统悬架的缺点n参数不变n为了减少车体振动，隔离路面冲击，提高乘坐舒适性要求悬架设计较“软”。但是这样势必导致车身在行驶过程中的位移变大，需要相应地提高车身高度，从而导致车辆中心高度的增加，不利于改善车辆的行驶稳定性。n为了减小汽车在转弯、加速、制动时汽车产生的侧倾及后倾，提高操稳性，又要求悬架设计较“硬”n另一方面，为了提高汽车的操纵稳定性，一般要求悬架具

5、有较大的弹簧刚度和减振器阻尼，这显然与改善车辆的舒适性的要求相矛盾。 n被动悬架即传统悬架在设计时，不可能使乘坐舒适性及操稳性都得到优化，只能是：在二者中间寻求折中方案（在特定道路及速度下实现）；或偏重于某一种方案（牺牲一个方面，达到另一个目的）。n当前，人们对舒适性及操纵稳定性的需求越来越高，所以开始研究及应用主动悬架。悬架发展与分类悬架发展与分类n1981年开始车身高度控制，同年开发出可变减震器阻尼力的新技术n1987年日本田公司率先推出空气弹簧主动悬架n90年代随电子技术发展，已具有在10-20秒内做出反应的电控悬架系统悬架发展与分类悬架发展与分类悬架的分类:1. 结构分：非独立悬架、独

6、立悬架2. 作用原理分：被动悬架（传统悬架）、主动悬架（按照其是否包含动力源分为：全主动悬架-有源主动悬架；办主动悬架-无源主动悬架）现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式（双叉式）、纵臂式、烛式以及麦弗逊式悬架等悬架发展与分类悬架发展与分类1.被动悬架：为固定的悬架刚度和阻尼系数，只能保证在特定道路状态下达到性能最优折衷。2.全主动电控悬架：组成执行机构、测量系统、反馈系统、能源系统（液压缸及蓄能器）。其悬架刚度、减振器的阻尼系数、车身高度都能随汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件变化，而自动调节，使悬架性能总是处于最佳状态。未解决问题：高频率下的行驶平顺

7、性、能量消耗、可靠性、价格、振动、噪声等。3.全主动悬架分类：主动油气悬架（雪铁龙XM油气弹簧）、主动空气悬架（日本三菱）、主动液力悬架（代表车型为VOLVO740）。悬架发展与分类悬架发展与分类1.电子控制半主动悬架：无源（无油泵、蓄能器、油管、油罐、滤油器等），工作时不消耗车辆动力，性能与全主动悬架相近，应用价值较高。不考虑改变悬架刚度，只考虑改变悬架阻尼。分为有级半主动（阻尼力有级可调如OPEL）、无级半主动（阻尼力连续可调如BENZ)2.丰田皇冠、日产公爵应用的是一种具有多种作用的电子控制复合型空气悬架。具有车身高度、阻尼力控制、刚度控制调节功能。使用了车速传感器、加速踏板开启速度传感

8、器等多种传感器。其性能和结构介于主动悬架和半主动悬架之间。特点：成本低于主动悬架，应用价值较高。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理 现代汽车对悬架系统的要求现代汽车对悬架系统的要求n在汽车行驶过程中，由于路面的不平整或者汽车自身运动状态的改变，会使汽车表现出各种运动形态，包括车身的垂直振动、俯仰运动和侧倾运动等。n垂直振动 + 前后俯仰 + 左右侧倾（路面不平） （加速、制动） （转弯） 综合进行控制 汽车行驶时的运动形式n综合考虑上述因素，现代汽车可以对悬架提出如下要求。n（1）具有足够的强度。n（2）具有适当的弹簧刚度，且能根据载荷的变化而变化。n（3）具有足够的侧倾刚度。n（4）具

9、有良好的吸振能力（阻尼力可以调节）。n（5）能够保证车轮正确的定位参数。现代汽车悬架控制系统的控制内容n以电脑作为控制核心，对汽车悬架系统参数，包括弹簧放度、悬架阻尼、侧倾刚度和车身高度等实行适时控制已经成为现实n当前，对汽车悬架的控制主要有以下几种：n（1）以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控制；n（2）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼控制；n（3）以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制。n（4）以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制。n（5）综合以上各种考虑的综合性悬架。 悬架控制系统的基本组成 n现代汽车悬架控制系统：是指利用有源或无源控制元件构成的闭环控制系统

10、对汽车悬架实行主动控制的装置，它能根据车辆的运行状况和路面情况主动作出反应，抑制车身的各种振动，使悬架始终处于最佳减振状态。n目前，悬架控制系统可实现对车高、悬架弹簧刚度和减振器阻尼、侧倾刚度等方面的主动调节。n与其他控制系统一样，半主动悬架控制系统一般也包含传感器、电脑和执行机构三个组成部分（能源结构）。 n悬架控制系统的传感器有多种型式，他们在系统总承担着将汽车行驶路况（汽车的振动）和车速及启动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，并输送到电脑。 检测车身振动，间接地也可反映行驶的路面状况和车身横向运动状况（高级轿车会有垂直加速度传感器如梅赛德斯）。检测车身与车桥的相对位移，反映车身的平顺

11、性和车身高度。检测车轮转速，反映车速和计算车身的侧倾量。 传感器检测转向盘转角，计算车身侧倾。检测制动管路压力，判断汽车制动情况。检测制动灯电路通断，判断汽车制动状况。检测节气门开度，反映汽车加速状况。检测门控灯电路通断，判断乘员状况。n悬架控制系统的执行机构可以是电磁阀、步进电动机或泵气电动机等n他们根据电脑的控制信号，准确、快速和及时地作出动作反应，实现对弹簧刚度、减振器阻尼或车身高度的调节。 执行机构（一）悬架系统的高度控制（一）悬架系统的高度控制n悬架的车高控制系统：可根据车内乘员人数或汽车装载情况自动调节车身高度，以保持车身具有稳定的行驶姿态。n模式 避震器 行驶高度n舒适 舒适为主

12、 0 毫米 至 -15 毫米n自动 根据驾驶环境自动调节 0 毫米 至 -28/35 毫米 n动态 运动为主 -15 毫米 至 -28/35 毫米 *n越野 根据驾驶环境自动调节 +25 毫米, 直到100公里/小时n举升 根据驾驶环境自动调节 +60 毫米, 直到40公里/小时 停车后，当车上载荷减少而车身上抬时，控制系统能自动地降低车身高度，以减少悬架系统的负荷，改善汽车外观形象。 1 1、停车水平控制、停车水平控制 2 2、特殊行驶工况高度控制、特殊行驶工况高度控制 当汽车高速行驶时，主动降低车身高度，以改善 行车的操纵稳定性和气动特性。 汽车行驶于起伏不平度较大的路面时，主动升高 车身

13、，避免与地面或悬架的磕碰。 n典型的车高控制有以下几种：典型的车高控制有以下几种： n车身高度不受载荷影响，保持基本恒定，姿态水平，使乘坐更加平稳，前大灯光束方向保持不变，提高行车安全性。 现代汽车车高控制系统有油压式和气压式 之分 前者用于油气弹簧悬架，后者用于空气弹簧悬架。 3 3、自动水平控制、自动水平控制播放常见的控制方式常见的控制方式 ：方式：方式1 1空气压缩机电动机空气压缩机继电器高度传感器排气电磁阀空气干燥器空气弹簧在该控制系统中，高度传感器的信号用于控制空气压缩机向空气弹簧输送压缩空气，抬高车身。 干燥器内的干燥剂（硅的化合物）吸收进气过程中压缩空气的水分，这些水分可以通过竟

14、干燥器排出的气体带走，以使干燥剂能得以重复使用。 同时该信号（高度传感器）也被用来控制空气弹簧上的排气电磁阀，释放空气弹簧中已有的气体，从而达到维持弹簧内的压力和降低车身高度的目的。 解释常见的控制方式常见的控制方式 ：方式：方式2 2空气压缩机电动机空气压缩机继电器高度传感器排气电磁阀空气干燥器空气弹簧电脑压力开关储液筒在空气压缩机与空气弹簧之间设置了高压的储气筒，空气压缩机输出的高压气体储存在该储气筒中，压力开关感受储气筒内的压力，最终通过电脑控制空气压缩机的运转。 解释n在控制系统中，高度传感器是检测部分，装在车身与悬架之间n用来检测某一车轮或车轴上方车身高度的变化，向电脑提供车身高度信

15、息 n高度传感器有簧片式、霍尔式和光电式等多种型式。其中光电式最为常见，其结构如下图。 遮光板 光电藕合器遮光板 光电藕合器摆臂传感器轴在传感器内部有一根由连杆带动的传感器轴， 轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘 圆盘的转动可在遮光器输出电路中出现开关电量转换 这种不断转换的电量作为电信号输入电脑，用来识别悬架高度的变化，采用数个这样一来的遮光器，传感器就可以将车身高度划分为若干个区域，如果采用4个光电藕合器，则可以根据其通断状态，组合成16个车高区域。 它两端的发光二极管和光敏三极管一道构成遮光器 解释n可调空气弹簧减振器总成是系统的执行机构，它是一个带有充气室的液压减振器 若想抬高车身，空气压

16、缩机会通过空气干燥器想空气弹簧内充气，使得空气弹簧伸张，车身高度变大； 反之，则可将空气弹簧上的排气阀打开，空气弹簧内的压缩空气经过排气阀和空气干燥器被排向大气，空气弹簧缩短，车身高度随之降低。 两组光电耦合元件输出信号与车身高度的关系汽车行驶时，高度传感器每8毫秒测量一次车身高度。高度调节范围一般为10-30MM，从操纵高度控制开关到启动空压机约需2秒时间，从压缩机开始充气到完成高度调节需要20-40秒时间。n备注：系统保护措施在汽车行驶时，为了最大限度地降低车身振动对判断车身高度带来的影响，读数时间间隔会适当延长。高度传感器发出车身高度变化信号7-13S以后，EMS ECU才会向执行元件发

17、出控制信号。在这段时间，如果高度传感器没有输入信号，ECU就不会改变车身高度。发生频次。n若在该段时间内所测得车高信号处于“过高区”比例达75%-80%以上，则电脑将根据高度传感器的输入信号，向排气电磁阀发出控制信号，打开排气电磁阀，空气弹簧气室中的空气通过空气干燥器排向大气，从而达到降低车身高度的目的。n此后，通过检测当发现车高信号处于“过低区”或“低车身区”所占比例达到10%以上时，终止放气，完成一次车高调节。 n另外一个预防措施是：ECU控制压缩机一次运转的时间不超过2分钟；排气阀打开的时间不超过1分钟，防止系统泄漏时压缩机不停地工作并阻止排气孔不停地排气。n在行李箱内设有一高度控制自动

18、切断开关，当车身高度上升到极限时，自动切断控制电路。n当电脑根据传感器信号判定车身高度低于规定的标准值时n即刻向空气压缩机继电器发出控制信号，接通该继电器启动n空气压缩机产生的压缩空气经空气干燥器向空气弹簧主气室充气，使车身高度增加。n一旦车身高度达到标准值后，电脑通过空气压缩机继电器让空气压缩机停止工作，以维持车身高度。 n蓄电池电脑提供12V电压，通过一个20s延时关闭继电器，电脑在点火开关关闭后执行一个关闭程序。n发动机转速通过位于交流发电机上的相位开关测得。当发动机转速低于500r/min时，电脑不允许空气压缩机工作。n车速信号通过缓冲电路由仪表上获得，当车速超过某一规定值后（如80k

19、m/h），电脑自动降低车身高度（如20mm），以降低空气阻力，改善行驶稳定性。n制动踏板上的开关信号提供汽车的制动信号，当汽车以高于8km/h的速度行驶时，电脑通知汽车进行高度调节。n通过门控灯开关信号电脑判断车门是否打开，依此选择控制方式。通过模式选择开关信号，电脑以不同方式调节车身高度。n空气压力开关和高度传感器信号则是电脑控制空气压缩机和车身高度的依据。n从汽车行驶平顺性和操纵安全性考虑，悬架弹簧刚度和减振器阻尼应能随汽车行驶状况的改变而变化n即可以在车辆行驶过程中，根据路面状态和车身的响应，对悬架参数进行控制，使车身的振动响应始终被限制在期望的范围内。n这种系统通常以车身运动的位移、加

20、速度等参数作为控制依据，由电脑控制电磁阀、步进电动机等执行机构，实现对弹簧刚度和减振器阻尼的调节。nLS400悬架控制开关有2个。一个是LRC驾驶控制开关， （normal-标准 sport-运动，用于选择减震器及空气弹簧的工作模式）另一个是高度控制开关(normal high)；（二）减振器变阻尼调节n当仪表板上的模式开关处于normal（标准）时，ECU令减震器保持柔软状态；但是当车速超过120公里/小时后，强制变为中等硬度状态。n当驾驶员选择sport（运动）状态时，减震器处于中等状态工作，当：汽车急转弯（转角传感器）、高速制动（超过60公里/小时）等状态时，直接变为坚硬状态。n在下列条

21、件下变为柔软n转弯行驶2秒或以上。n加速时间达到3秒或时速达到50.n制动灯开关断开2秒时间之后n自动变速器自空挡或停车档换入其它档3秒或车速达到15公里/小时.n在汽车行驶过程中，由于车轮受到地面冲击，悬架弹簧以其吸收和释放能量的方式将这种冲击转变成车轮（车身）的往复运动，在此过程中，减振器通过吸收振动能量来大幅度衰减振动。n双向作用筒式式减震器。 流通阀伸张阀压缩阀补偿阀n从结构上看n汽车减振器是一个密闭的、充满油液的缸筒n内置的活塞将缸筒分为两个工作腔体n活塞上开有的轴向节流孔成为沟通两工作腔的通道。n车身的上下振动带动活塞在缸筒中往复运动，迫使筒内的油液在两工作腔之间往复流动n节流孔对

22、油液的摩擦阻力构成了减振器阻尼，汽车振动的能量在此间转化为油液中生成的热能散失在大气中。 n现代汽车悬架对减振器阻尼的控制一般均根据汽车负荷、行车状态和路面条件控制调节减振器中节流孔的过流面积，实现改变减振器阻尼的目的。n通常情况下，高速行驶的汽车希望有较强的阻尼力，以利于控制车身姿态的变化。n但是，当行驶于城市道路时，减弱阻尼力更有利于改善乘坐舒适性。n对悬架减振器阻尼力的控制，可以达到急加速时防止车身后座、换档过程中防止车身冲击、制动时防止车身“点头”以及转弯车身侧倾等等目的。 n阻尼控制系统的传感器包括n车速传感器n节气门位置传感器n转向盘转角传感器n车身和悬架加速度传感器n制动灯开关等

23、n他们分别向电脑提供车速、加速状况、转向盘转角和转速、车身运动状态和汽车制动等信号，电脑通过步进电动机或电磁阀归可调节阻尼式减振器改变阻尼力，以适应行驶需要。 悬架弹簧刚度调节系统的组成悬架弹簧刚度调节系统的组成空气管路车门开关车门开关制动开关高度传感器空气压缩机电脑行李箱开关后减振器空气弹簧到高度传感器和电磁阀的前悬架总成n汽车悬架系统特性的好坏不仅仅只取决于某一个性能参数的好坏，更重要的是系统各参数的匹配。n悬架综合控制系统是指具有车高控制功能、减震器阻尼控制功能和悬架刚度控制功能的悬架系统。该系统可以大大提高汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。n通常，综合悬架控制系统具有的功能如下：n根据模式

24、开关可将悬架刚度和阻尼的原始状态选为“软”-标准和“硬”-运动两种状态，针对车高控制也可选择为“普通”和“高”状态（四）悬架综合控制系统n悬架综合控制系统主要有两种结构类型：n一种是有步进电动机驱动的空气悬架系统n另一种是有电磁阀驱动的油气弹簧悬架系统悬架综合控制系统的功能悬架综合控制系统的功能1、车速路面感应控制： 高速感应车速大于110km/h 前后车轮关联感应车速在30km/h-80km/h，且车高在0.03s内突然变化 坏路感应车速在40km/h- 100km/h，且车高在0.5s内大幅变化；车速大于100km/h，且车高在0.5s内大幅变化；2、车身姿态控制： 侧倾控制急转弯 点头控

25、制车速大于60km/h的制动 后座抑制车速小于20km/h的急加速；3、车身高度控制： 高速感应车速大于90km/h 连续坏路控制车速在40km/h-90km/h之间，且车高持续0.5s以上大副变化；车速大90km/h，且车高持续0.5s以上大幅变化 电控空气悬架系统在车上的布置电控空气悬架系统在车上的布置1-空气干燥器和排气电磁阀2-空气压缩机3、16-前、后高度控制阀4、15-前、后高度传感器5-前悬架执行器6-节气门位置传感器7-门控灯开关8-转角传感器9-高度控制开关10-后悬架执行器11-电脑12、18-后、前高度控制继电器13-高度控制连接器14-高度控制开关17-制动灯开关19-

26、IC调节器高度民主控制开关位于行李箱中，若将其置于关闭（OFF）位置，则汽车被举升或停在不平路面上时，不能对车身高度进行调节。直流电动机带动的空气压缩机将压缩空气经干燥过滤器送到高度民主控制电磁阀，由高度控制电磁阀来控制悬架空气弹簧的充气量，空气室的压力有调压阀根据汽车载荷实行控制。电电控控油油气气弹弹簧簧系系统统1-油气弹簧2-中间气体弹簧3-悬架刚度调节器4-电磁阀5-控制开关6-转角传感器7-指示灯8-制动与加速踏板位置传感器9-制动压力传感器10-车速传感器11-油泵12-车身位移传感器n系统以油为介质压缩气室中的氮气，实现刚度调节，以管路中的小孔节流形成阻尼特性。n当汽车正常行驶时，

27、电脑打开前、后电磁阀，将中间气体弹簧接入前、后轴液压回路，于是可将弹簧中可压缩气体的容积增加50%，刚度下降；n与此同时，由于各电磁阀还打开了一个节流孔，使油液在各轴上所有三个氮气弹簧之间流动，降低了悬架阻尼。n当电脑关闭前、后电磁阀，使中间气体弹簧与系统隔绝，禁止左右弹簧之间的油液流动，悬架刚度和阻尼均得以增加油室氮气室膜片中间气体弹簧节流孔液压缸控制柱塞阀电磁阀当电脑检测到电磁阀线圈电阻值有误会时，停止对电磁阀加电，悬架系统自动恢复到“硬”的状态当电脑向电磁阀通电压缩回位弹簧接通电磁阀后中间气体弹簧参与左右弹簧的工作，悬架变软。不通电时，电磁阀因回位弹簧的作用而保持在关闭位置，使中间气体弹

28、簧与前、后轴上的其他两个弹簧隔绝，悬架处于“硬”状态； 该系统的执行器实际上是一个电磁阀，它置于前、后轴的中间气体弹簧上n以上悬架控制系统概括起来有如下特征：n（1）它以闭环的形式且通过逻辑的控制方式调节控制悬架参数（刚度、阻尼），且有“主动”性；n（2）由于系统不能提供能量，而仅消耗能量，所以它只能在消耗能量的过程中体现主动悬架的特征，而且在补充能量时表现出被动悬架的特征。n（3）该控制系统仅有电控装置和驱动机构需要消耗能量，因而能耗少，系统结构简单。n（4）可以减少车身的各种振动，但是无法像主动悬架那样将他们消除，且系统控制在反应时间上有轻微的延迟。当汽车转向时，车身在离心力作用下发生侧倾

29、（虚线）。电脑根据传感器的信息，计算出汽车转向教速度和车身横向加速度等参数，经过分析判断，想前后轮电磁阀总成发出控制指令，让外侧车辆空气弹簧充气，内侧车轮空气弹簧放气，以平衡车身的侧倾运动（实线）。电脑可提供的控制功能及控制特点电脑可提供的控制功能及控制特点悬架控制系统的故障诊断悬架控制系统的故障诊断n对于具有调节车身高度的空气悬架系统来说，它只在发动机超过设定转速（如500或600r/min）的一段时间（如15s）以后，且所有车门和行李箱均已关闭的条件下，空气弹簧会自动修正因负荷改变造成的车身高度变化。n即使发动机熄火，系统仍能在所有车门和行李箱均关闭一段时间（如15s）后，对车身高度进行调

30、节，以保持汽车良好的停车姿态。n同时还应注意，空气悬架调节系统一般在下列情形之下不工作：n（1）当行李箱盖或任意一扇车门开启时；n（2）当制动踏板被踩下时；n（3）当节气门全开时；n（4）当充电系统出现故障时。 检测诊断悬架系统故障过程中应特别注意： （1）在检查悬架系统之前，必须确认汽车各轮胎的充气压力是否正常，车轮定位参数是否准确；n（2）在顶起或移动汽车之前，应至少打开一个车门或行李箱盖。如果受条件限制无法打开上述盖门，则需要断开蓄电池，以避免悬架系统出现异常的充放气，产生车身的运动；n（3）拆卸空气弹簧之前，应先通过电磁阀排出弹簧内的压缩空气；n（4）对系统进行检测时，必须使发动机转速

31、高于悬架系统设定的工作转速，且将自动变速器的变速杆置于P档（停车档），拉紧驻车制动，垫好车轮。n（5）拆卸或安装电磁阀时，必须顶起汽车。LS400LS400电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理 S400空气悬架系统一、一、LS400电子控制悬架基本组成电子控制悬架基本组成n基本组成 1、传感器部分：车速传感器、转角传感器、节气门位置传感器、高度传感器等 2、电子控制单元：悬架控制ECU 3、执行器：阻尼力转换执行器、高度控制电磁阀、空气弹簧、空气压缩机、储气筒、空气管路、继电器等电控悬架的结构及布置电控悬架的结构及布置电控悬架实验台的结构及布置电控悬架实验台的结构及布置电路图二、典型功能二

32、、典型功能典型控制功能：典型控制功能： 转向控制防侧倾过大； 制动控制防点头； 加速控制防后坐； 高车速控制防左右前后的横摆纵摇、车 高正常（风阻小）； 不平路控制变中软； 自动车高控制乘员过多过少都保持正常车高。三、元件结构及原理三、元件结构及原理（一）结构与原理 1. 开关（1）悬架控制开关： 包括LRC 开关和高度控制开关（2）高度控制通断开关（3）制动灯开关（4）门控灯开关驾驶及高度控制开关电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理 2. 传感器（1）车速传感器：电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（2）节气门位置传感器：电控悬架的结构及原理电

33、控悬架的结构及原理（3）发电机IC调解器：判断发动机是否运转电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（4）转向传感器:由一个旋转信号盘和两组发光二极管、光敏三极管组成。信号盘旋转时光缝移动，使两组光敏管通不同的组合判断方向与转角。方向信号 ：00、10、11 10、11、01电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（5）高度传感器:检测车高和运动过程的位移量。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理光电式：一个信号盘、两组光缝、四组光电光敏管。四个信号为：SHRL、SHRR、SHFL、SHFRECU送出两个基准信号

34、SHLOAD、SHCLK做基准。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理高度传感器的本身有控制器 电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（6）加速传感器把压电陶瓷盘的挤压变形转变成电信号并且检测车辆竖向加速度。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理3、执行器（1）悬架控制执行器：位于各减振器/气动缸的顶部。它通过输出轴转动减振器回转阀来改变减振器的阻尼力。回转阀（输出轴）旋转角度是由来自电子调节悬架/空气悬架电子控制单元的信号控制的。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理改变阻尼孔的个数改变阻尼改变主体气室通道改变刚度。四个绕组、一个永磁转子。两个绕组，两个方向通电，一个绕组一个方向通电

35、。挡块限制转120，软、中、硬。齿轮带动空气弹簧控制杆实现刚度大、小两个变化。电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（2）可调式减振器：电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（3）空气弹簧主、副气室组成空气弹簧，主副连通、气室容积变大刚度小。不连通，只有主室工作，刚度大。充气量大，车高升高、空气量少车高低。 电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理空气弹簧刚度可变电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的

36、结构及原理（4）空气压缩机：提供车身高度调节所需的压缩空气电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理悬架ECU通过测量RM+和RM-端子的电压来判断电机的运行状况，并在检测到异常情况时中止高度控制 电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（5）干燥器和排气电磁阀电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（6）前后高度控制电磁阀：两个前高度控制电磁阀单独工作，后高度控制电磁阀同时工作。后高度控制电磁阀中还装有一个减压阀，用来防止空气管道内压力过高。 电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理电控悬架的结构及原理（7）其它LRC指示灯车身高度指示灯高度控制连接器气管二、电控悬架控制系

37、统的结构及原理二、电控悬架控制系统的结构及原理1、减振阻尼力和弹簧刚度控制（1）防侧倾控制（2）防“点”头控制（3）防下坐控制（4）高车速控制（5）坏路控制2、半主动控制（1）开始上坡（2）继续上升（3）开始下坡（4）继续下行3、车身高度控制（1）自动高度控制（2）高车速控制（3）关闭点火开关控制高度控制器部件测试高度控制器部件测试故障码读取故障码读取连接Tc、E1n按A闪、B常亮操作不正常，传感器输入有故障，并以车高指示灯NORM闪出码。 n1992年以前NORM灯。以后HI灯。故障码清除故障码清除n关闭点火开关将一号接线盒上的ECU-B保险拆下10秒以上即可清除n连接高度控制器1和8。发动

38、机连接器的TS、E1同时跨接任务一任务一 常规检查与调整常规检查与调整 本任务对LS400轿车电控悬架系统功能与状态进行检查，以判断其工作是否良好，包括车身高度调整功能检查、外观检查、车身高度检查与调整。【任务描述任务描述】【任务分析任务分析】车身高度调节功能失效任务一任务一 常规检查与调整常规检查与调整故障现象：故障现象：车高自动调节功能失效；车高手动调节功能失效。故障原因：故障原因：气源系统故障，不能制造压缩空气；管路、空气弹簧泄漏；检修思路：检修思路：检查车身高度设置是否正确；检查管路、空气弹簧有无泄漏。轮胎检查与维护项目轮胎检查与维护项目一、车身高度检查与调整一、车身高度检查与调整二、

39、车身高度调整功能检查二、车身高度调整功能检查三、外观检查三、外观检查目的：检查初始车身高度设置是否正确目的：检查初始车身高度设置是否正确目的：将初始车身高度设置调整到标准值目的：将初始车身高度设置调整到标准值目的：检查悬架管路、空气弹簧是否有泄目的：检查悬架管路、空气弹簧是否有泄 漏，是否有零部件损伤。漏，是否有零部件损伤。轮胎检查与维护方法轮胎检查与维护方法一、车身高度检查与调整一、车身高度检查与调整1 1检查车身高度检查车身高度正确停放车辆正确停放车辆挂空挡挂空挡按压车头、车尾按压车头、车尾前后推动车辆前后推动车辆LRCLRC开关开关-NORM-NORM固定前后车轮固定前后车轮车高开关车高

40、开关NORMNORM，下降，下降？车高开关车高开关HIGHHIGH，上升，上升？重复前两步重复前两步测量车身高度测量车身高度前端：地面前端：地面下悬架臂安装螺栓中心；下悬架臂安装螺栓中心；后端：地面后端：地面下悬架臂安装螺栓中心。下悬架臂安装螺栓中心。车身高度标准值车身高度标准值前端：前端：249 10mm；后端：后端：231.5 10mm；左、右车身高度相差应小于左、右车身高度相差应小于10mm；前、后车身高度相差应在前、后车身高度相差应在17.515mm之内。之内。车身前端高度测量车身前端高度测量 车身后端高度测量车身后端高度测量2 2调整车身高度调整车身高度拧松锁紧螺母转动连接杆螺栓检查

41、连接杆尺寸预拧紧锁紧螺母复查车身高度拧紧锁紧螺母车身高度传感器连接杆车身高度传感器连接杆极限值：前极限值：前部部8mm，后部后部11mm二、车身高度调整功能检查二、车身高度调整功能检查检查胎压检查车身升高情况检查车身下降情况前胎：2.3 kg/cm2后胎：2.5kg/cm2从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整需要2040s，车身高度应升高1030mm。从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整需要2040s，车身高度应降低1030mm。三、外观检查三、外观检查升高车辆后熄火举升车辆管路等损坏？管路泄漏？空气弹簧泄漏？关闭车高控制ON/O

42、FF开关线束插头松动？任务二任务二 系统自诊断系统自诊断本任务通过查看LS400电控悬架系统指示灯信息及故障代码判断系统是否存在电气故障，并判断故障范围。【任务描述任务描述】【任务分析任务分析】车身高度调节功能失效故障现象：故障现象：车高自动调节功能失效；车高手动调节功能失效。故障原因：故障原因：气源系统故障，不能制造压缩空气；传感器、车高控制开头损坏。检修思路：检修思路：读取故障码；利用故障码缩小诊断范围。任务二任务二 系统自诊断系统自诊断系统自诊断实施步骤系统自诊断实施步骤一、指示灯检查一、指示灯检查二、读取故障码二、读取故障码三、清除故障码三、清除故障码目的：提示目的：提示EPSEPS是

43、否有故障码是否有故障码目的：获取故障码，缩小诊断范围目的：获取故障码，缩小诊断范围目的：完成检修后清除故障码，防止目的：完成检修后清除故障码，防止 错误报警。错误报警。系统自诊断实施步骤系统自诊断实施步骤一、指示灯检查一、指示灯检查1）将开点火开关置于ON位置，仪表盘上的LRC指示灯和高度控制指示灯均应亮2 s 左右，然后熄灭。2）将LRC开关（模式选择开关）置于SPORT位置，此时仪表盘上的LRC指示灯应常亮；将LRC开关置于NORM位置，LRC指示灯应亮2 s，然后熄灭。3）将高度控制开关置于NORM位置，仪表盘上高度控制指示灯中的“NORM”应亮 ，“HI”应不亮；将高度控制开关置于HI

44、GH位置，高度控制指示灯中的“HI”应亮，“NORM”应不亮。二、读取故障码二、读取故障码1）将IT II连接到故障诊断插座DL3上。2）将开点火开关置于ON位置。3）打开IT II电源开关。4）操作菜单“Enter/Powertrain/Engine and ECT/DTC”, 显示故障码。5）若读取到故障代码，进行故障诊断与排除。三、清除故障码三、清除故障码 根据故障码完成故障诊断与排除后，利用IT II清除故障码。 操作菜单“Enter/Powertrain/Engine and ECT/DTC”, 按清除键。任务三任务三 电气元件检测电气元件检测 本任务对LS400电控悬架系统的电气元

45、件及线路进行检测，以确定电气元件是否损坏，线路是否有短路及断路。【任务描述任务描述】【任务分析任务分析】任务三任务三 电气元件检测电气元件检测车身高度调节功能失效故障现象：故障现象：车高自动调节功能失效；车高手动调节功能失效。故障原因：故障原因：气源系统电气元件或线路损坏；控制系统元件或线路损坏。检修思路：检修思路：对电气元件及线路进行检测，确定损坏部位。电气元件检测项目电气元件检测项目二、检测高度控制阀及排气阀二、检测高度控制阀及排气阀目的：确定高度控制传感器及其线路正常目的：确定高度控制传感器及其线路正常目的：确定高度控制阀、排气阀及其线路目的：确定高度控制阀、排气阀及其线路 正常。正常。

46、一、检测高度控制传感器一、检测高度控制传感器电气元件检测方法电气元件检测方法一、检测高度控制传感器一、检测高度控制传感器1）拆下前轮。2）脱开高度控制传感器连接器。3）点火开关ON。4）测量高度控制传感器连接器端子和车身接地之间的电压，应为蓄电池电压。1 1）测量电磁阀的电阻）测量电磁阀的电阻测量电磁阀端子与壳体之间的电阻。标准电阻值：10-20阻值为0：电磁阀内部短路阻值为：电磁阀或其电线断路。2 2）检查电磁阀的动作）检查电磁阀的动作用蓄电池给电磁阀供电，若：电磁阀发出咔嗒声，表明电磁阀阀芯运动正常；否则表明其阀芯卡滞。二、检测高度控制阀及排气阀二、检测高度控制阀及排气阀车身的自然振动频率

47、 系统振动的固有频率系统振动的固有频率n：由：由悬架刚度悬架刚度C和和簧载质量簧载质量M决决定定 f-悬架垂直变形悬架垂直变形 n应接近应接近人习惯的垂直振动频率人习惯的垂直振动频率：即步行时身体上下振：即步行时身体上下振动的频率，动的频率，1 1.6HZC一定时，一定时，M、f越大越大 n越低（空车高、满载低）越低（空车高、满载低） 当承载和路面变化时，要保持车身自振频率不变，则悬当承载和路面变化时，要保持车身自振频率不变，则悬架刚度应可变。架刚度应可变。fgMCn2121fMgC 相关知识相关知识汽车对悬架的两项相反要求汽车对悬架的两项相反要求 使车辆具有软弹簧般的使车辆具有软弹簧般的舒适

48、性舒适性。 保证车辆操纵的保证车辆操纵的稳定性稳定性。而：而：弹簧软弹簧软车体加速度减小，舒适性增加；但导致车体车体加速度减小，舒适性增加；但导致车体位移增加，由此产生车体重心的变动，将引起轮胎位移增加，由此产生车体重心的变动，将引起轮胎负荷变化的增加，平稳性变差；负荷变化的增加，平稳性变差；弹簧硬弹簧硬操纵稳定性提高，但硬的弹簧导致汽车对路操纵稳定性提高，但硬的弹簧导致汽车对路面不平度很敏感，舒适性变差。面不平度很敏感，舒适性变差。传统悬架的弹簧刚度和阻尼系数传统悬架的弹簧刚度和阻尼系数 固定不变。固定不变。 悬架的设计就是要确定弹簧和减震器的参数，使系悬架的设计就是要确定弹簧和减震器的参数

49、，使系统在舒适性和稳定性之间寻求一个折衷方案，这种统在舒适性和稳定性之间寻求一个折衷方案，这种折衷只可能在特定工况下是最优的。它不能随路况折衷只可能在特定工况下是最优的。它不能随路况、车速等条件调节悬架参数。、车速等条件调节悬架参数。 赛车赛车：以操纵稳定性为主（硬）：以操纵稳定性为主（硬） 高级轿车高级轿车：以平顺性为主。（软）：以平顺性为主。（软）理想的悬架理想的悬架 能在车辆能在车辆载荷变化载荷变化的情况下，实现的情况下，实现车高调整车高调整。 使使车高适应路面状况和行驶车速的变化车高适应路面状况和行驶车速的变化，从，从而提高汽车的操纵稳定性和通过性。而提高汽车的操纵稳定性和通过性。 在

50、转弯、加速、减速等车辆受力不平衡的情在转弯、加速、减速等车辆受力不平衡的情况下，实现车辆的况下，实现车辆的姿态调整姿态调整。 在不平路面行驶情况下，在不平路面行驶情况下，调节系统刚度及阻调节系统刚度及阻尼特性尼特性，在一定程度上隔绝路面不平度对车，在一定程度上隔绝路面不平度对车的扰动。的扰动。悬架系统控制的目的悬架系统控制的目的（1）尽可能减轻由路面不平引起的由车轮）尽可能减轻由路面不平引起的由车轮传递到车身的冲击力和振动，以传递到车身的冲击力和振动，以改善汽改善汽车乘坐的舒适性。车乘坐的舒适性。（2）减少车体高度及车身姿态的变化，以）减少车体高度及车身姿态的变化，以提高汽车行驶的稳定性提高汽

51、车行驶的稳定性。7 7、电控悬架的基本功能、电控悬架的基本功能（1）车高调节）车高调节通过空气弹簧充放气通过空气弹簧充放气（2）阻尼系数调节）阻尼系数调节通过调节减振器油液流通面积通过调节减振器油液流通面积（3）悬架刚度调节）悬架刚度调节通过调节空气弹簧主、副气室流通面积通过调节空气弹簧主、副气室流通面积二、电控悬架系统二、电控悬架系统（一）控制功能：（一）控制功能： 悬架控制单元根据各种传感器信号控制悬架系悬架控制单元根据各种传感器信号控制悬架系统的刚度和阻尼。统的刚度和阻尼。空气弹簧式主动悬架空气弹簧式主动悬架（二）电控悬架系统的组成（二）电控悬架系统的组成 传感器传感器：车高传感器、车速

52、传感器、转向传感器、加：车高传感器、车速传感器、转向传感器、加速度传感器等速度传感器等 控制单元控制单元 执行机构执行机构：电磁阀电磁阀（空气弹簧）（空气弹簧）电机或继电器电机或继电器（减振器）（减振器）1 1、传感器、传感器（1）转向传感器）转向传感器 位置：安装在转向柱上。位置：安装在转向柱上。 结构：结构： 发光二极管发光二极管 光敏二极管光敏二极管 带槽的转盘带槽的转盘 工作原理工作原理（2）车身高度传感器1）位置位置前轮高度传感器前轮高度传感器： 下摆臂与车架横梁之下摆臂与车架横梁之间。间。后轮高度传感器后轮高度传感器： 悬架摆臂和车架之间悬架摆臂和车架之间 。光电式车身高度传感器光

53、电式车身高度传感器组成：组成：轴（靠连杆带动旋转）轴（靠连杆带动旋转）遮光盘（装在轴上，上面刻有窄缝遮光盘（装在轴上，上面刻有窄缝将转角将转角数码化）数码化）四组光电耦合元件四组光电耦合元件原理：原理：不同车高时，由于开口圆盘位置的变化，而使不同车高时，由于开口圆盘位置的变化，而使光电传感器发出的光线通或断，检测车高信光电传感器发出的光线通或断，检测车高信息。息。（3）车速传感器）车速传感器 与变速器共享。与变速器共享。 一般安装在变速器输出轴上，或车速表软轴的输一般安装在变速器输出轴上，或车速表软轴的输出端内。出端内。（4）制动灯开关 安装在制动阀总成的安装在制动阀总成的常开式开关常开式开关

54、 当制动压力达到当制动压力达到2758KPa时，制动传感器开时，制动传感器开关闭合。关闭合。(5)重力加速度传感器 位置位置安装在汽车的四角，安装在汽车的四角，后重力加速度传感器安装在车架后部靠近后悬后重力加速度传感器安装在车架后部靠近后悬架支架处。架支架处。前重力加速度传感器安装在减振器支架上。前重力加速度传感器安装在减振器支架上。 作用作用将车身垂直方向的加速度信息变成相应的电压将车身垂直方向的加速度信息变成相应的电压信号传给控制单元。信号传给控制单元。2、执行机构 空气弹簧组件：空气弹簧组件：空气弹簧空气弹簧空气弹簧阀空气弹簧阀空气压缩机空气压缩机压缩机继电器压缩机继电器 可调阻尼减震器执行装可调阻尼减震器执行装置置（1）空气弹簧 位置：位置：安装在前后悬架的减震器上，在下摆臂和安装在前后悬架的减震器上，在下摆臂和车架横梁之间。不同之处：车架横梁之间。不同之处：前悬架弹簧前悬架弹簧下端用卡子连在下摆臂上。下端用卡子连在下摆臂上。后悬架弹簧后悬架弹簧下端用螺栓固定在下摆臂