毕业设计（论文）现代汽车电控悬架系统原理与维修

1、毕业设计(论文) 常州机电职业技术学院毕业设计论文作 者： 李进 学 号： 30712411 系 部： 汽车工程系 专 业： 汽车电子 题 目： 现代汽车电控悬架系统原理与维修 指导者：宋敬滨评阅者： 年 月 毕业设计论文中文摘要电子技术与汽车技术的结合形成了一门新的技术-汽车电子技术随着汽车电子技术的日趋完善，时至今日，汽车电子化已到达相当高的程度，汽车电子技术已成为一个国家汽车工业开展的标志，本论文不仅对应用广泛的电子控制悬架系统的原理进行了系统阐述，而且对其诊断与检测也作了详细的介绍。 关键词：电子控制悬架系统，传感器，电控空气悬架系统电子控制模块，电控空气悬架系统执行器，诊断与检测 毕

2、业设计论文外文摘要Title： Hyundai Electronic Control Suspension Systemcontrolprincipleandoverhaul Abstract：Electronic technology and automotive technology form a combination of new technology - Automotive Electronic Technology Automotive Electronics Technology With the increasing improved, to date, automotive

3、 electronics technology has reached a very high level, automotive electronics technology has become a National Automotive symbol of industrial development, this paper is not only on the application of a wide range of electronically controlled suspension systems were systematically expounded the prin

4、ciple, but also made its diagnosis and testing in detail 目录一、电子控制悬架系统的概述.一电子控制悬架系统的功能.二电子控制悬架系统的种类.三汽车电子控制悬架系统的工作原理.二、电子控制悬架系统的传感器.一车身高度传感器.二方向盘转角传感器.三车速传感器.四加速信号.五车门信号.六制动信号.七悬架控制开关.三、电子控制悬架系统电子控制模块.一电控空气悬架系统电子控制模块的功用.二电控空气悬架系统电子控制模块的结构.三电控空气悬架系统电子控制模块的工作原理.四、电子控制悬架系统执行器.一电子控制悬架系统执行器的功用.二电子控制悬架系统执行

5、器的结构和工作原理.三电子控制悬架系统执行器的分类.五、电子控制悬架系统故障诊断与检测.一驱动循环诊断.二维修间诊断.三弹簧充气诊断. TOC o 1-3 h z u 参考文献.致谢.一、电子控制悬架系统的概述汽车悬架的作用是缓冲和吸收来自车轮的振动，在汽车行驶过程中还要传递车轮与路面间产生的驱动动力和制动动力。汽车转向时，悬架还要承受来自车身的测向力，并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶稳定性和乘坐的舒适性。传统的悬架系统主要由弹簧、减振器和导向机构三局部组成。其中弹簧、减振器和轮胎的综合性特征，决定了汽车的行驶性、操纵性和乘坐的舒适性。尽管多年来汽车悬架系统做了许多改

6、良，但由于传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减振器，只能适应特定的道路与行驶条件，无法满足变化莫测的路面状况和汽车行驶状况，而且这种悬架只能被动的承受车身的各种作用力，无法对各种情况进行主动的调节，使操纵性和乘坐舒适性到达和谐，所以，一般称传统悬架系统为被动悬架系统。随着人们对汽车操纵性和舒适性要求越来越高，以及电子技术的飞速开展，电子控制技术被有效的应用于现代汽车悬架系统，电子控制悬架系统的最大优点就是它能使悬架不同的路面和行驶状态作出不同反响。既能使汽车的乘坐舒适性到达令人满意的状态，又能使汽车的操纵稳定性到达最正确状态。悬架是汽车上的重要总成之一，它把车身和车轮弹性地连接在一起。

7、悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比方支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。悬架与汽车的多种使用性能有关，为满足这些性能，悬架系统必须能满足这些性能的要求:首先，悬架系统要保证汽车有良好的行驶平顺性，对以载人为主要目的的轿车来讲，乘员在车中承受的振动加速度不能超过国标规定的界限值。其次，悬架要保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。再次，要能保证汽车有良好的操纵稳定性，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要减小车轮的动载荷和车轮跳动量。还有就是要保

8、证车身在制动、转弯、加速时稳定，减小车身的俯仰和侧倾。最后要保证悬架系统的可靠性，有足够的刚度、强度和寿命。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶平安的重要部件。因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。汽车悬架包括弹性元件，减振器和传力装置等三局部，这三局部分别起缓冲，减振和力的传递作用。弹性元件用力传递垂向力，并缓和由路面不平度引起的冲击和振动。从轿车上来讲，弹性元件多指螺旋弹簧，它只承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面对车体的冲击，具有占用空间小，质量小，无需润滑的

9、优点，但由于本身没有摩擦而没有减振作用。减振器指液力减振器，是为了加速衰减车身的振动，它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。传力装置是指车架的上下摆臂等叉形刚架、转向节等元件，用来传递纵向力，侧向力及力矩，并保证车轮相对于车架(或车身)有确定的相对运动规律。现代轿车的悬架一般采用质量小、性能稳定可靠的筒式减震器。当轿车在不平坦的道路上行驶，车身会发生振动，减振器能迅速衰减车身的振动，利用本身的油液流动的阻力来消耗振动的能量。当车架与车轴相对运动时，减振器内的油液会通过一些窄小的孔、缝等通道反复地从一个腔室流向另一个腔室，这时孔壁与油液间的摩擦和油液内的分子间的摩擦形成了对车身振动的阻力，这种阻力

10、工程上称为阻尼力。阻尼力会将车身的振动能转化为热能，并被油液和壳体所吸收。人们为了更好地实现轿车的行驶平稳性和平安性，将阻尼系数不固定在某一数值上，而是能随轿车运行的状态而变化，使悬架性能总是处在最优的状态附近。因此，有些轿车的减振器是可调式的，将阻尼分成两级或三级，根据传感器信号自动选择所需要的阻尼级。 为了提高轿车的舒适性，现代轿车悬架的垂直刚度值设计得较低，用通俗话来讲就是很“软，这样虽然乘坐舒适了，但轿车在转弯时，由于离心力的作用会产生较大的车身倾斜角，直接影响到操纵的稳定性。为了改善这一状态，许多轿车的前后悬架增添横向稳定杆，当车身倾斜时，两侧悬架变形不等，横向稳定杆就会起到类似杠杆

11、作用，使左右两边的弹簧变形接近一致，以减少车身的倾斜和振动，提高轿车行驶的稳定性从外表上看似简单的悬架，包含着多种力的合作，决定着轿车的稳定性、舒适性和平安性，是现代轿车十分关键的部件之一。 汽车的悬挂系统分为非独立悬挂和独立悬挂两种，非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜；独立悬挂的车轴分成两段，每只车轮由螺旋弹簧独立安装在车架下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受影响，两边的车轮可以独立运动，提高了汽车的平稳性和舒适性。 现代人对车子乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高，所以非独立悬挂系统已渐渐被淘汰。而独立悬挂系统因其车轮

12、触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升、左右两轮可自由运动，轮胎与地面的自由度大，车辆操控性较好等优点目前被汽车厂家普遍采用。常见的独立悬挂系统有多连杆式悬挂系统、麦佛逊式悬挂系统、烛式悬挂系统、拖曳臂式悬挂系统等等。 首先我们来看看最常见的麦佛逊式和烛式悬挂系统。它们形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。烛式采用车轮沿主销轴方向移动的悬架形式，形状似烛形而得名。特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳定性。麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。特点是主销位置和前轮定位

13、角随车轮的上下跳动而变化，这点与烛式悬架正好相反。这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。 关于麦弗逊悬架，车坛历史上还有这么一段记载。麦弗逊(Mcpherson)是美国伊利诺斯州人，1891年生。大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年参加了通用汽车公司的工程中心。30年代，通用的雪佛兰分部想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0.9吨以内，轴距控制在2.74米以内，设计的关键是悬架。麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬架方式，创造

14、性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。后来，麦弗逊跳槽到福特，1950年福特在英国的子公司生产的两款车，是世界上首次使用麦弗逊悬架的商品车。麦弗逊悬架由于构造简单，性能优越的缘故，被行家誉为经典的设计。 在来看看拖曳臂式悬挂系统，拖曳臂式悬挂系统是专为后轮设计的悬挂系统，像标致车系、雪铁龙车系、欧宝车系等欧洲轿车比拟喜欢采用这种悬挂系统。对于拖曳臂式悬吊的复杂结构由于专业性过强，我们在此不作介绍。您只需要了解拖曳臂式悬挂系统的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小，乘坐性佳，当

15、其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬吊的后轮也会往下沉平衡车身；而其缺点是无法提供精准的几何控制，所以某些车厂就会结合一些连杆来解决，形成复杂的多连杆悬挂。 最后再来看看多连杆悬挂系统，多连杆悬挂系统，又分为5连杆后悬挂和4连杆前悬挂系统。顾名思义，5连杆后悬挂系统包含5条连杆，分别为控制臂、后置定位臂、上臂、下臂和前置定位臂，其中控制臂可以调整后轮前束。5连杆悬挂的优点是构造简单、重量轻，减少悬挂系统占用的空间。5连杆后悬挂能实现主销后倾角的最正确位置，大幅度减少来自路面的前前方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，因为由螺旋弹簧拉伸或压缩导致的车轮横

16、向偏移量很小，不易造成非直线行驶。在车辆转弯或制动时，5连杆后悬挂结构可使后轮形成正前束，提高了车辆的控制性能，减少转向缺乏的情况。同时紧凑的结构增加了后排座椅和行李厢空间。由于这种悬挂优点显著，易于调整，因而受到广泛的欢送。而全新的4连杆前悬挂系统多用于豪华轿车，它通过运动学原理巧妙地将牵引力、制动力和转向力别离，同时赋予车辆精确的转向控制。4连杆式悬挂系统在奥迪A4、A6以及中华轿车上都可以看到。 所以车主们在选购轻巧型轿车的时候，悬挂的最正确搭配应该是前轮麦佛逊式或者烛式悬挂系统，后轮拖曳臂式悬挂系统，如何是非独立悬挂的最好不要采用。在选购高档车辆的时候不用说当然是选择4连杆的悬挂系统了

17、。少了一种悬挂种类悬挂系统有三种根本形式，即非独立悬挂、独立悬挂和介于这两者之间的半独立悬挂。 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。目前，瑞风、风行采用的就是这种结构。 独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会涉及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适

18、性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。华晨阁瑞斯就是采用这种结构，这种底盘根本都用在轿车设计中，让乘坐者感受轿车的舒适感，保证驾乘人员在长时间行驶过程中有舒适享受，不会受到轻客底盘带来的颠跛之苦。 半独立悬实际上是非独立悬挂的一种特殊形式，因为它的两侧车轮也由一根杆件直接连接，只不过这根杆件的材料并非完全刚性的，而是具有较好的扭曲特性，当一侧车轮受到冲击力后，对另一侧车轮的影响并不像非独立悬挂那样强烈，但却也很难到达独立悬挂所具有的水平。这种形式实际上也是汽车厂家出于节约本钱的角度所考虑所采用的，别克GL8采用的也是这种结构。 悬架按结构特点可分为独立悬架和非独立悬架两大类。 非独立悬架

19、是通过一根车轴将左右车轮连成一个整体，然后通过两个悬架弹簧将这个整体车轴同车架或车身相连。 非独立悬架多用于货车和公共汽车的前轮和后轮，乘用车从舒适性和高速行车的稳定性需要出发，多用于后轮，而前轮一般不采用。 采用钢板弹簧的非独立悬架结构简单、造价低廉，并且转向时钢板弹簧的偏角很小。除纵置钢板弹簧的非独力悬架不需要加装导向杆件外，其他采用螺旋弹簧、空气弹簧主要用于大客车上的非独立悬架都必须设置能约束车轴运动的导向杆。 独立悬架的左右车轮不是由一个整体车轴连在一起的，它的两边的车轮运动相互没有联系，这类悬架型式有如下优点： 汽车悬架弹簧下的重量减轻了，乘用车的舒适性得到了改善。 可以装用很软的弹

20、簧，从而能提高乘车的舒适性。 能预防前轮摆振的发生。 对于FR型汽车的后轮，它可将差速器固定在车身的侧面，从而使车身底版和后座椅的离地高度降低、汽车的重心也能降低。 与以上优点相对的是这种悬架型式存在如下的缺点： 独立悬架的结构复杂，制造本钱高。 汽车保养、修理困难。 汽车行使时前轮定位和轮距常发生变化，因此有时轮胎磨损较大。 根据独立悬架的独立特点，它多采用在乘用车的前后轮和中、小型货车的前轮上。 独立悬架有多种结构型式，其中应用较多的由双摇臂式、烛式、摆臂式、半后延摆臂式等独立悬架。 一电子控制悬架系统的功能电子控制悬架系统的根本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力。突破传统被动悬架的局限

21、性，使汽车的悬架特性欲道路状况和行驶状态相适应，从而保证汽车行驶的平稳性和操纵的稳定性要求都能得到满足。其根本功能有1、车高调整 无论车辆负载多少，都可以保持汽车高度一定，从而使前大灯光束方向保持不变，当汽车在坏路面行驶时，可以车高升高，防止车桥与路面相碰；当汽车高速行驶时，又可以使车高降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性。2、减振器阻尼力控制 通过减振器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步或急加速是车尾下蹲；防止紧急制动时的车头下沉；防止汽车急转弯是车身横向摇动；防止汽车换挡时纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性。3、弹簧刚度控制 与减振器一样在各种工况下，通过对弹簧系数的调整，来改善汽车的

22、乘坐舒适性与操纵稳定性二电子控制悬架系统的种类现代汽车中的悬架有两种，一种是被动悬架，另一种是主动悬架。被动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器减振筒、导向机构等组成，其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。由于被动悬架设计的出发点是在满足汽车平顺性和操纵稳定性之间进行折衷，对于不同的使用要求，只能是在满足主要性能要求的根底上牺牲次要性能。被动悬架的优点是本钱低、有较高的可靠性。缺点是无法解决同时满足平顺性和操纵稳定性之间相矛盾的要求。刚性较大的螺旋弹簧 以使车轮保持着与路面接触的倾向，提高轮胎的抓地能力。但是这样的弊端

23、是乘坐汽车时有较强烈的颠簸感觉。采用较软的螺旋弹簧，以适应崎岖不平的路面，提高乘坐汽车时的平稳性及舒适性。但是这样的汽车操纵性较差。 主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。 主动悬架是由电脑控制的一种新型悬架，具有能够产生作用力的动力源，执行元件能够传递这种作用力并能连续工作，具有多种传感器并将有关数据集中到微电脑进行运算并决定控制方式。因此，主动悬架聚集了力学和电子学的技术知识，是一种比拟复杂的高技术装置。采用主动式悬架其优点是汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都能更加

24、迅速、精确，汽车高速行驶和转弯的稳定性提高，车身侧倾减少。制动时车身前俯小，启动和急加速可减少后仰。即使在坏路面，车身的跳动也较少，轮胎对地面的附着力提高。缺点是装置复杂，技术要求高，价钱高昂 。 还有一种是称半主动悬架，可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，虽然它不能随外界的输入进行最优的控制和调节，但它可按存储在计算机的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态。优缺点介于被动悬架与主动悬挂之间。三汽车电子控制悬架系统的工作原理汽车悬架的工作是最大限度地增加轮胎与路面之间的摩擦力，提供能够良好操纵的转向稳定性，以及确保乘客的舒适度。果路面非常平坦，没

25、有坑坑洼洼，就不需要悬架。但道路往往并不平坦。即使是新铺的高速公路，其路面也会有些微凹凸不平而对汽车车轮造成影响。就是这样的路面将力作用在车轮上。根据牛顿运动定律，力都具有大小和方向。路上的颠簸会使车轮垂直于路面上下运动。当然，力的大小取决于车轮颠簸的程度，但无论如何，在通过不平路面时车轮都会产生一个垂直加速度。如果没有一个居间结构，所有车轮的垂直能量将直接传递给在相同方向上运动的车架。在这种情况下，车轮会完全丧失与路面的接触，然后在向下的重力作用下再次撞回路面。因此，您需要的是这样一个系统：它能够吸收垂直加速车轮的能量，使车轮顺着路面上下颠簸的同时车架和车身不受干扰。一主动悬架主动悬架是近十

26、几年开展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。它聚集了力学和电子学的技术知识，是一种比拟复杂的高技术装置。例如装置了主动悬架的法国雪铁龙桑蒂雅，该车悬架系统的中枢是一个微电脑，悬架上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比拟，选择相应的悬架状态。同时，微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件，通过控制减振器内油压的变化产生抽动，从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬架运动。因此，桑蒂雅轿车备有多种驾驶模式选择，驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常或“运动按钮，轿车就会自

27、动设置在最正确的悬架状态，以求最好的舒适性能。主动悬架具有控制车身运动的功能。当汽车制动或拐弯时的惯性引起弹簧变形时，主动悬架会产生一个与惯力相对抗的力，减少车身位置的变化。例如德国奔驰2000款Cl型跑车，当车辆拐弯时悬架传感器会立即检测出车身的倾斜和横向加速度。电脑根据传感器的信息，与预先设定的临界值进行比拟计算，立即确定在什么位置上将多大的负载加到悬架上，使车身的倾斜减到最小。半主动悬架半主动就是通过传感器感知路面平坦情况的参数,调整悬挂系统的阻尼,稳定行车状态的装置.主动就是不止调整阻尼,还有通过主动的高度补偿来使不管轮子怎样的上下变化都尽量使车身保持稳定.我们平时所见的车多数是被动式

28、悬挂,奔驰的s级等用的是主动式空气悬挂,雪铁龙用的是主动式液压悬挂.如果在崎岖的路上较高速度行驶的主动悬挂的车,看到最明显的不同是轮子不停的跳动,车子却变化不大,普通车就轮子不会频率很快的剧烈跳动,车子跟着一起起伏二、电子控制悬架系统的传感器传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。汽车悬架系统作用的传感器主要有：车身加速度传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器，节气门位置传感器一车身高度传感器车身高度传感器的作用是把车身高度

29、转换为电信号送给悬架ECU。高度传感器的数量与车上装备的电控空气悬架系统的类型有关，高度传感器的一端与车架连接，另一端装在悬架系统上。 车身高度传感器安装位置在空气悬架上，高度传感器用于采集车身高度信息：在一些行驶平顺性控制系统上，高度传感器还用来探测悬架运动情况以确定是否需要硬阻尼。 车身高度传感器是可以模拟的，也可以是数字的；可以是线位移式的。1、模拟式高度传感器给悬架ECU提供与车身高度相关的、连续的电压信号。每个高度传感器在悬架ECU内部设定有一个基准电压值，该基准值是高度传感器在汽车处于正常行驶高度时传给悬架ECU的电压，悬架ECU将高度的传感器的实际电压信号与设定的基准值比拟，并根

30、据此比拟进行调整。模拟式高度传感器的工作过程1、汽车高度正常时，电控开关关闭，悬架ECU接收到汽车高度为正常的信号。2、当汽车高度增加时，磁性滑阀上移超高开关翻开，并向悬架ECU输送车身高度增加的信号。悬架ECU收到次信号后，控制空气弹簧电池阀和排气电池阀翻开，使空气弹簧放气，以降低车身高度，使其到达标准高度3、当车身高度降低时，磁性滑阀下移，欠高开关翻开，并向悬架ECU输送车身高度降低的信号，悬架ECU收到得欠高开关的信号后，控制空气压缩机继电器接通，使空气压缩机工作，同时悬架ECU控制空气弹簧电磁阀翻开，使空气压缩机产生的压缩空气充入空气弹簧，从而使车身高度增加，直至到达标准高度现在应用最

31、广泛的是光电式数字高度传感器，其工作原理，在传感器内部有一个传感器轴，轴外端安装的连接杆与悬架臂相连接，轴上固定一个开有一定数量窄槽的遮光盘，遮光盘两侧对称安装有四个发光二极管和光敏三极管，组成四对光电耦合器。当车身高度变化时，车身与悬架臂作相对运动，连接杆带动传感器和遮光盘一起转动。当遮光盘上的槽对准耦合器时，光敏三极管通过该槽感受到发光二极管发出的光线，光电耦合器输出导通信号，反之那么输出截止信号。只要使遮光盘上的槽适当分布，就可以利用这四对光电耦合器导通和截止的组合，把车身高度的变化分成16个区域进行检测。 图1 光电式车高传感器1接线电缆；2油封；3外壳；4轴；5光电耦合元件；6遮光盘

32、；7盖板光电耦合器车身高度区间光电耦合器车身高度区间ECU判断结果1号2号3号四号1号2号3号四号offoffnooff15nononooff7标准offoffnono14nononono6nooffnono13offnonono5低nooffnooff12offnonooff4nooffoffoff11offnooffoff3nooffoffno10offnooffno2nonooffno9offoffoffno1过低nonooffoff8offoffoffoff0车身高度控制区域与传感器信号的关系二方向盘转角传感器方向盘转角传感器位于方向盘下面，位置如图9所示，内部结构如图10所示，插头端

33、子视图如图11所示，各端子的作用见表2。方向盘转角传感器提供表示方向盘旋转角度的输出信号，参见图9。由于2只测量齿轮的齿数不同，故产生不同相位的两个转角信号，即能产生一个可表示760。方向盘旋转角度的输出信号，电子控制单元利用这个信息计算出驾驶员所要求的方向。控制单元通过方向盘转角传感器与横向偏摆率传感器信号的比拟，确定车辆实际行驶轨迹与驾驶要求是否一致，从而确定控制目标。图9 方向盘转角传感器的位置1-螺钉；2-螺旋电缆；3-转接板；4-螺钉；5-方向盘转角传感器；6-固定凸舌；7-转向信号解除凸轮图10 方向盘转角传感器1-齿轮；2-测量齿轮；3-磁铁；4-判断电路；5-各向异性磁阻AMR

34、集成电路图11 方向盘转角传感器端子视图横向偏摆率传感器位于仪表板中央控制台下部，如图12所示，传感器插头端子视图见图13所示，各端子的作用见表3。横向偏摆率传感器总成包括两个部件，一个是横向偏摆率传感器，另一个是横向加速度传感器。横向偏摆率传感器根据车辆绕其纵轴的旋转角度产生对应的输出信号电压；横向加速度传感器根据车轮侧向滑移量产生对应的输出信号电压。ESP控制单元利用横向偏摆率传感器和横向加速度传感器输出的这两个传感器信号，计算出车辆的实际行驶状态，再结合车轮速度传感器的输出信号和方向盘转角传感器的串行数据输出信号，确定控制目标。 图12 横向偏摆率传感器三车速传感器图1为光电式车速传感器

35、的结构，它用在数字式速度表上，由发光二极管、光敏晶体管以及安装在速度表驱动轴上的遮光板构成。它的工作原理如图2所示，当遮光板不能遮断光束时，发光二极管的光射到光敏晶体管上，光敏晶体管的集电极中有电流通过，使该管导通，这时三极管VT：也导通，因此在Si端子上有5V电压输出。脉冲频率由车速决定，车速为60km/h时，仪表挠性驱动轴的转速为637r/min，仪表软轴每转一圈，传感器有20个脉冲输出。图3为光电式车速传感器在数字式车速报警系统中的应用，数字式车速报警系统由荧光屏、微电脑、集成电路等构成，根据车速传感器输出的脉冲信号，在数字式组合仪表的荧光屏上显示出车速。具体工作原理是，车速传感器发出的

36、脉冲信号经过整形，通过计数管计测贮存到记忆回路，再经图1 光电式车速传感器1遮光板；2光电耦合器时间回路决定计数管的计测时间与记忆回路的记忆时间并输出。把记忆回路的输出信号送到显示回路，即可根据车速传感器发出的脉冲数在显示屏上显示出车速数值。图2光电式车速传感器的工作原理1遮光板；2光敏晶体管图3 数字式车速表1燃油表；2转速表；3车速表；温度表；5蜂鸣器；6车速报警灯；7车速传感器；8放大显示开关显示值分辨率为lkm/h，显示值经过一定时间更换一次，但不会超过lkm/h的间隔变化。车速到达101km/h以上时，由车速判定回路发出信号，速度报警灯亮；车速到达105km/h以上时，蜂鸣器报警四加

37、速信号一般来说，电控悬架系统部用设置专门的加速传感器。通常利用发动机节气位置传感器信号来判断汽车是否在进行急加速。悬架ECU采集加速信号的原理如下：悬架系统中的传感器都是将信号直接输入悬架ECU，但节气门位置传感器那么是输入发动机电子控制系统，然后发动机电子控制系统再将此信号输入悬架ECU。当汽车启动或突然加速时，动力传动控制模块根据节气门位置传感器喜欢或质量式空气流量传感器信号生成加速信号，然后将加速信号提供应悬架ECU，悬架ECU控制执行器使其转换到硬阻尼状态，以使减少汽车抬头。少数情况下页采用加速传感器来采集加速信号，加速传感器一般有差动变压式和刚球位移式两种。五车门信号悬架ECU利用车

38、门实现系统的某些功能，入在车门翻开时防止排气或保持目前行驶高度等，当车门关闭时，系统恢复正常工作状态。六制动信号当汽车制动时，制动开关给悬架ECU一个值得信号，悬架ECU收到制动信号后，控制执行器将悬架由软件换到硬的状态，以防止汽车点头七悬架控制开关有效高度控制悬架根据驾驶情况控制车辆高度。用高度选择开关，在“HI(高)、“N (正常)和“LO(低)状态中选择满意的车辆高度。(a)车辆高度模式“HI(高)模式车辆高度与正常状态相比，前部高40 mm(毫米)，后部高50mm(毫米)。这种模式适合于在颠簸路面或涉水时选用。这种模式在车辆速度低于30kmh(公里小时)时可用。$仅可将“HI(高)或“

39、超高模式用于艰难的越野行车状态。因为在此设定下车辆的重心变高，在突然转弯时车辆将不稳定，从而导致意外事故。$当四轮驱动控制杆在“L时，此模式将依据驾驶情况自动改到超高模式。当车速超过设定速度时，车辆高度将按以下变化：当四轮驱动控制杆在“H且车速到达30kmh(公里小时)时，车辆高度将自动变为正常模式。当四轮驱动控制杆在“L且车速到达或超过50kmh(公里小时)时，车辆高度将自动变为比正常模式高约25mm(毫米)。如果车速低于20kmh(公里小时)或更低时高度模式将自动恢复“高模式。超高模式当四轮驱动控制杆在“L时，将依据驾驶情况自动从高模式转换到超高模式。 如果车子被陷住的话，车辆高度将自动变

40、为超高模式(比正常略高或高70mm(毫米)。 在以下情况，超高模式将自动转换至高模式:1 当车辆从被陷住状态中摆脱。2 四轮驱动控制杆不在“L位置。 因为超高模式是自动选取的所以在高度选择开关上不能特意选取。“N (正常)模式车辆高度在这个模式中是标准的。此模式适合正常的行驶。“LO(低)模式车辆高度与正常模式比，前部低约50mm(毫米)，后部低约40mm(毫米)。这种模式有利于(进出)汽车更容易和装卸货物操作更简便。可在汽车停车时选择这种状态。当车辆重新起动后，正常模式将被自动选择。$ 在车辆从低模式下起动时，因为正常模式将被自动选择所在任何有车顶高度限制的地方应小心。 $(b)自动调整功能

41、不管车内的行李情况和乘客的数量是多少，在任何模式下车辆高度总会自动调整到一个固定高度。但是，如果车辆载重超过限制，那么车辆高度不能提高。(参阅以下“(d)车辆高度调整的说明)。(c)车辆高度模式的改变条件要改变车辆高度必须符合以下三个条件。1 发动机在工作状态。2 所有侧门和车尾门关闭。3 高度控制“OFF指示灯应不发亮。当四轮驱动控制杆在“H时，选择任一种模式时都有速度的限制，参阅以下表格。在以下情况中，即使以上情况都符合，有效高度控制悬挂系统也不会工作。1 停车时，制动踏板踩踏时间超过5秒钟。2 缓冲液温度低于-300。随着发动机温度上升，缓冲液温度也会随发动机室内部变热而上升，这时有效高

42、度控制悬挂系统恢复工作。3 在颠簸的道路上行驶，以致缓冲器完全拉伸。4 桥间差速器锁定系统工作时，方向盘突然转动34转。(d)车辆高度调整因为超高模式是自动选取的所以在高度选择开关上不能特意选取。“N (正常)模式车辆高度在这个模式中是标准的。此模式适合正常的行驶。“LO(低)模式车辆高度与正常模式比，前部低约50mm(毫米)，后部低约40mm(毫米)。这种模式有利于(进出)汽车更容易和装卸货物操作更简便。可在汽车停车时选择这种状态。当车辆重新起动后，正常模式将被自动选择。$ 在车辆从低模式下起动时，因为正常模式将被自动选择所在任何有车顶高度限制的地方应小心。 $(b)自动调整功能不管车内的行

43、李情况和乘客的数量是多少，在任何模式下车辆高度总会自动调整到一个固定高度。但是，如果车辆载重超过限制，那么车辆高度不能提高。(参阅以下“(d)车辆高度调整的说明)。(c)车辆高度模式的改变条件要改变车辆高度必须符合以下三个条件。1 发动机在工作状态。2 所有侧门和车尾门关闭。3 高度控制“OFF指示灯应不发亮。当四轮驱动控制杆在“H时，选择任一种模式时都有速度的限制，参阅以下表格。在以下情况中，即使以上情况都符合，有效高度控制悬挂系统也不会工作。1 停车时，制动踏板踩踏时间超过5秒钟。2 缓冲液温度低于-300。随着发动机温度上升，缓冲液温度也会随发动机室内部变热而上升，这时有效高度控制悬挂系

44、统恢复工作。3 在颠簸的道路上行驶，以致缓冲器完全拉伸。4 桥间差速器锁定系统工作时，方向盘突然转动34转。(d)车辆高度调整高度控制指示灯显示选择了何种模式。(参阅以下“(f)高度控制指示灯的说明)$ 1 如果经常改变车辆高度，泵有可能过热。为了防止发生这种情况，有效高度控制悬挂系统会暂时停止1分钟，之后车辆的高度会自动调节。2 在使用有效高度选择开关降低车辆高度前先查看车辆的底盘是否与地面有接触。3 具有有效高度控制悬挂系统的车辆在卸货后车辆高度会稍微升高，在有高度限制的地方多留意。$在超出以下装载容量后，车辆的高度不能升高：1 在正常模式下，4个乘客*加280kg(公斤)2 在高模式下，

45、4个乘客*加150kg(公斤)*：约75kg(公斤)一人 在超出以上载重量的情况下，即使按了有效高度选择开关，也不能到达满意的车辆高度。(如果在正常模式下，不能升高车辆高度并且高度控制指示灯指示“LO，这是因为车辆装载非常重。(小心驾驶)$ 1 如果经常改变车辆高度，泵有可能过热。为了防止发生这种情况，有效高度控制悬挂系统会暂时停止1分钟，之后车辆的高度会自动调节。2 在使用有效高度选择开关降低车辆高度前先查看车辆的底盘是否与地面有接触。3 具有有效高度控制悬挂系统的车辆在卸货后车辆高度会稍微升高，在有高度限制的地方多留意。$在超出以下装载容量后，车辆的高度不能升高：1 在正常模式下，4个乘客

46、*加280kg(公斤)2 在高模式下，4个乘客*加150kg(公斤)*：约75kg(公斤)一人 在超出以上载重量的情况下，即使按了有效高度选择开关，也不能到达满意的车辆高度。(如果在正常模式下，不能升高车辆高度并且高度控制指示灯指示“LO，这是因为车辆装载非常重。(小心驾驶)如果车辆停止时在斜坡上，或者选择杆不在“P或“N的位置时调整车辆高度，您会听到传动轴和收缩发出的声音。选择高模式车速低于约30km/h(公里/小时)时，按高度选择开关的“边。从正常模式转到高模式，按一下开关。从低模式转换到高模式，按两下开关，从低模式转换为高模式需约30秒钟。选正常模式从高模式转换到低模式，按两下开关。从正

47、常模式转换到低模式，按一下控制开关。$在颠簸的路面上时，不可选择低模式。如果车辆的底盘接触不平的路面将损坏车辆。$即使在停车的情况下，车辆高度从正常模式变换成低模式，也需要12秒钟。(e)关闭有效高度控制悬挂系统在汽车停着时按下有效高度控制开关，那么有效高度控制悬挂系统关闭。高度控制“OFF指示灯发亮，车辆高度将固定于高度选择开关被按下时的模式。即使发动机关闭，模式也将被系统记忆。如果再次按下开关，那么高度控制“OFF指示灯熄灭并且有效高度控制悬挂系统开始工作。$如果驶过水深超过约500mm(毫米)的水洼时，请用有效高度选择开关将车辆高度置于HI(高)模式，然后按下高度控制开关关闭有效高度控制

48、悬挂系统。以30 kmh(公里小时)或较低的车速驾驶车辆。$1 当顶起车身或换胎时，须关闭有效高度控制悬挂系统和发动机，否那么，车辆高度会由于有效高度调整功能的作用而改变，并导致意外事故。2 如果车辆必须被拖曳，将车辆高度置于正常模式后关闭有效高度控制悬挂系统。否那么，车辆高度会由于有效高度高度调整功能的作用而改变，并导致意外事故。3 如果车辆陷入沟中，须将车辆高度定于正常模式并关闭有效高度控制悬挂系统。否那么，车辆高度会由于有效高度调整功能的作用而改变，并导致意外事故。$即使用高度控制开关关闭有效高度控制悬挂系统，如果车速超过30kmh(公里小时)，有效高度控制悬挂系统自动选择正常模式。(f

49、)高度控制指示灯1高度控制模式指示灯2高度控制“OFF指示灯旋开点火开关后所有的指示灯都会发亮。除了显示当前状态的指示灯继续发亮，其他指示灯将在几秒钟后熄灭，这说明系统运作正常。如果改变车辆高度模式，指示灯将如下改变车辆高度由正常模式至高模式：1“N(正常)模式指示灯熄灭，“HI(高)模式指示灯闪烁。2在车辆高度控制进入高模式后，高模式指示灯发亮。在有效高度控制悬挂系统关闭后按动高度选择开关或因驾驶速度引起高度改变，那么高度控制进入预备状态。这时指示灯将作如下改变：1 当前模式指示灯发亮，同时预备模式指示灯闪烁。2 当有效高度控制悬挂系统启动，当前模式指示灯熄灭，预备模式指示灯闪烁。 (车辆高

50、度改变。)3 在车辆高度完全改变后，改变完成模式指示灯仍发亮。如果车辆装载过重，那么即使高度选择开关翻开也不能升高车辆高度。如果底盘接触颠簸的路面，那么高度选择开关不能再降低车辆高度。高度控制指示灯将作如下改变：1当前模式指示灯发亮，同时已选择模式指示灯闪烁。2已选择模式指示灯熄灭。(车辆高度不改变。) 当前模式指示灯再次发亮。高度控制“OFF指示灯发亮：当旋开点火开关，此灯发亮。如果几秒钟后灯熄灭，有效高度控制悬挂系统工作正常。如果按高度控制开关，有效高度控制被关闭。高度控制“OFF指示灯发亮。在以下情况，有效高度控制悬挂系统有问题。虽然继续正常驾驶没有问题，但仍应尽快到丰田经销店检查您的有

51、效高度控制悬挂系统。1 在旋开点火开关后高度控制“OFF指示灯不发亮。2 高度控制“OFF指示灯闪烁。(g)寒冷天气中的操作有效高度控制悬挂系统在缓冲液温度降到低于-30的寒冷天气时不工作。在这种情况下，操作高度选择开关不改变车辆高度。车辆高度控制进入预备状态，已选择的高度控制指示灯闪烁。有效高度控制悬挂系统在发动机变热，缓冲液温度上升至正常工作范围之内后即可工作。车辆在预备状态下高度为已选择高度。当缓冲液温度降至-15以下时，改变车辆的高度将需更长的时间。(h)泊车和停车的考前须知如果在越野行驶后立即停止发动机并泊车，车辆在冷却的同时会稍微下降。在停泊时，须注意底盘和地面无接触。起动发动机时

52、，车辆会恢复先前的高度。如果停泊的时间很长，车辆的高度将渐渐降低。在停泊时，须注意底盘和地面无接触。起动发动机时，车辆会恢复先前的高度。如果要停止发动机，车辆的高度将随温度的改变而改变。起动发动机时，车辆会恢复先前的高度。(i)安装或移动重设备如果要安装或移动重量超过15kg(公斤)的重设备，必须调整前扭杆弹簧。请向丰田经销店洽询。(j)有效高度控制悬挂系统故障警告如果有效高度控制悬挂系统有问题的话，正常状态将被自动选中。如发生这种情况，高度控制“OFF指示灯闪烁，在故障未解除之前有效高度控制将不能启动。停止发动机并再起动。如果高度控制“OFF指示灯熄灭，那么有效高度控制悬挂系统恢复正常。如果

53、高度控制“OFF指示灯依旧闪烁，将车尽快开至丰田经销店，进行检查。三、电子控制悬架系统电子控制模块一电控空气悬架系统电子控制模块的功用控制悬架系统的电子控制模块是悬架控制系统的中枢，它具有多种功能1、传感器信号放大用接口电路将输入信号中的干扰信号除去，变换极值，比叫极值，变化为适合输入悬架ECU的信号。2、输入信号的计算 悬架ECU根据预先写入只读存储器ROM中的程序对输入信号进行计算，并将计算结果与内存中的数据进行比拟后，向执行器发出控制信号，输入悬架ECU的信号除了开关信号外，还有电压，还应进行A/D变换。3、驱动执行器悬架ECU用蔬菜驱动电路将输出驱动信号放大，然后输送到各个执行器。4、

54、故障检测悬架ECU用故障检测电路来检测传感器、执行器和线路的故障，当发生故障时将信号送入悬架ECU，目的在于即使发生故障，也能使悬架系统平安工作，另外在修理故障时容易确定故障所在位置。二电控空气悬架系统电子控制模块的结构三菱GALANT轿车电控空气悬架系统悬架ECU的框图同时给出了所有的输入和输出信号。悬架ECU包括一个8位的微处理器、输入接口和输出驱动电路，同时还包括一个失效保护电路也用于诊断模块的接口。悬架ECU根据接收的各传感器信号选择一个预先编好的额控制模式。三电控空气悬架系统电子控制模块的工作原理预先将悬架ECU的控制程序写入只读存储器ROM，悬架控制过程中，按控制程序规定的顺序进行

55、计算、分析和比拟。系统启动后首先对悬架ECU内存储器RAM、执行器进行初始化，然后读取各种传感器输入信号和各种开关信号，根据驾驶员所需行驶姿态控制，然后再读取各种输入信号。悬架ECU对信号的处理速度快于汽车运动，以微秒级进行1次运算，所以，按照以上顺序进行处理，在控制上没有任何问题。四、电子控制悬架系统执行器一电子控制悬架系统执行器的功用悬架执行器的作用就是驱动主、副气室的空气阀阀心和减振器阻尼孔的转阀，使其转动，从而实现对悬架刚度和阻尼数的控制。二电子控制悬架系统执行器的结构和工作原理悬架执行器的作用就是驱动主、副气室的空气阀阀心和减振器阻尼孔的转阀，使其转动，从而实现对悬架刚度和阻尼数的控

56、制。当悬架ECU控制步进电机动作时，带动小齿轮转动，小齿轮驱动扇形齿轮转动。与扇形齿轮同轴的阻尼调节杆带动回转阀旋转，从而使阻尼孔开闭的数量发生变化，到达调节减振器阻尼的目的。同时阻尼调节杆上通过齿轮带动空气阀控制杆运动，使空气阀心转动，随着阀心转动角度的改变，使空气弹簧的刚度也得到调节。悬架系统执行器上海游一个电磁线圈，当电磁线圈不通过电时，由它控制制度开关定的松开，制度杆处于扇形齿轮的滑槽内，扇形齿轮可以转动；当电磁线圈通电而吸收制度开关时，制度杆往回拉，各齿轮处于锁止状态，阻尼调节杆和空气阀控制杆都不能转动，此时悬架的刚度参数和阻尼参数都为固定值，悬架系统处于相对稳定状态。三电子控制悬架

57、系统执行器的分类现在常见的有三种空气悬架系统执行器：4线执行器，3线执行器和2线执行器1、4线执行器4线执行器是一个双向直流电机。执行器安装在减振器的顶部，执行器驱动减振器内的一根轴来改变减振器阀门。这类执行器由悬架ECU通过一对称为硬/软继电器来控制。4线执行器可以从减振器总成上取下单独更换，4线执行器内带位置传感器。2、2线执行器2线执行器是一个on/off电磁阀。如果电磁阀处于off位置，减振器处于硬阻尼状态；如果电磁阀处于on位置，减振器处于软阻尼状态。2线执行器与减振器为一体式，不可单独维护。3线执行器3线执行器是一个直流电机，位于减振器顶部，只能单向旋转。电机转动时，通过减速齿轮总

58、成带动减振器活塞杆改变减振阻尼。五、电子控制悬架系统故障诊断与检测当控制空气悬架系统运行有故障时，悬架ECU就会检测到，并点亮故障指示灯。电控空气悬架系统的诊断与维修过程因不同车辆而不同，在维修时应参照相应汽车制造商的维修手册或相关资料中提供的步骤进行。驱动循环诊断驱动循环诊断显示汽车上次驱动后发生的故障码。该检测主要用于测试车速输入和检测间歇性故障。一个故障可能引起几个故障码，诊断中显示的每个故障码都有相应的定点测试。进行循环诊断的步骤如下:1)以24km/h以上的车速驱动汽车至少4min，然后将点火开关转到off位置2翻开行李盖，确认空气循环on/off开关在on位置3松开STAR测试按钮

59、使它处于HOLD位置4)将STAR测试仪连接到空气悬架诊断座上，然后将STAR测试仪转到on位置。至少等待5s后按下STAR测试按钮，使它处于STAR位置。在20s内STAR测试仪应该持续显示以下代码之一；1、15；驱动循环诊断完成，无故障。断开STAR测试仪，退出驱动循环诊断。2、40到71；驱动循环诊断完成，而且系统内发生故障。记录系统所有故障，然后运行维修间诊断3、所有其他代码；根据维修手册进行相应的定点测试二维修间诊断维修间诊断有三局部内容：一是自动/手动测试；二是故障码显示；三是功能测试。自动/手动测试：该测试让空气悬架ECU进行自检以及检查各局部的操作。执行完这些测试后STAR测试

60、仪会显示12/ok开始手动测试或13/有故障，开始手动测试。此时应执行手动输入检查故障码显示：可以用star测试仪显示故障码。每个检测到的故障码将显示15s。故障码将一直显示到不再需要时为止。此时应记下故障码。功能测试：驱动循环诊断期间记录的故障码应与维修间诊断期间记录的故障码进行比拟。两个测试中都出现的故障码是硬故障。只在驱动循环诊断中出现的故障码是间歇性故障。1维修间诊断的步骤维修间诊断的测试步骤:测试步骤结果措施1、将蓄电池充电器与汽车连接起来，并在显示过程中保持连接2、如果需要，松开star的测试按钮，使它处于弹起的HOLD位置3、翻开行李盖，并将STAR测试仪连接到空气悬架诊断插座上