汽车底盘电子控制技术

课题五电子控制悬架系统5.1

实训:电控悬架的检修5.2电子控制悬架系统的基本结构与工作原理5.3电子控制悬架系统的故障诊断与检修5.1实训:电控悬架的检修1.高度的检查与调整对汽车车身高度进行自动调节是电控悬架的特点，因此高度检查非常重要。在高度检查前，车辆必须停在水平良好的地面上，并保持轮胎气压符合标准，轮胎磨损在正常范围内，轮胎纵向、横向的跳动也应符合相关规定(轮胎平衡符合标准)。(1)检查汽车高度将悬架刚度阻尼模式转换开关(LRC)拨到“NORM(标准)”位置，使汽车上下跳振几次，便于4个悬架处于稳定状态。再向前、向后推动汽车，使车轮处于稳定状态。返回下一页5.1实训:电控悬架的检修将变速杆放在N挡位上，松开驻车制动器，启动发动机。将高度控制开关拨到“HIGH(高)”位置，在汽车高度升高的状态下等待1min后，将高度控制开关拨回到“NORM(标准)”位置，此时汽车高度下降。在这种状态下等待1min后，再重复一次上述操作，其目的是使每个悬架处于稳定状态。汽车前部高度是测量地面到下悬架臂安装螺栓中心的距离;后部高度是测量地面到2号下悬架臂安装螺栓中心的距离。汽车高度如不符合标准，可转动高度传感器连接杆螺栓来进行调整。返回下一页上一页5.1实训:电控悬架的检修(2)汽车高度调整①先拧松高度传感器连接杆上的锁紧螺母，转动连接杆的螺栓便可调节长度，从而达到调整车高的目的。②检查所示的高度传感器的连接杆露出的螺纹部分的尺寸是否小于极限值。③暂时拧紧连接杆上下的锁紧螺母，此时再检查一次汽车高度，如果高度符合标准，则不再需要调整则可将锁紧螺母拧紧;如果高度不符合标准，必须按上面的步骤进行再调整直到符合标准为止。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修④调整完车高，必须进行四轮定位检查。(3)高度调整注意事项在高度调整时，除上面所说的注意事项外，还必须将高度控制开关拨到“NORM(标准)”位置，高度的调整只能在标准值范围以内。2.高度调节功能的检查(1)检查前准备①检查轮胎气压是否符合标准。②检查汽车高度是否在标准范围以内，否则先调整汽车高度，然后再进行下面的检查。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修(2)检查步骤①启动发动机，先将高度控制开关从“NORM(标准)”转换到“HIGH(高)”，检查高度升高10～30mm所需要的时间是否符合下列标准:从拨动高度控制开关到悬架压缩机启动大约2s，从压缩机启动到完成高度升高需要20～40s。②在汽车处于上面的状态(HIGH)时，同样，启动发动机，再将高度控制开关从“HIGH(高)”换到“NORM(标准)”，检查高度降低10～30mm所需要的时间是否符合下列标准:从拨动高度控制开关到排气阀开始排气大约2s，从开始排气到完成高度降低需要20～40s。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修③经过上面高度选择的转换，时间若大于标准，说明系统有故障，需要按照一定的方法进行检查排除。3.弹簧刚度和阻尼系数调节功能的检查将点火开关转到“ON”位置。方法一:在四个方向(左前、左后、右前、右后)用力按下车身(目的是使车身大幅度地上下摆动)，同时将悬架刚度阻尼模式转换开关“LRC”从“NORM”变化到“SPORT(硬)”模式，确认是否感觉到悬架刚度和阻尼系数有变化。方法二:用专用导线将TDCL或检查连接器端子TC与E1跨接，此时应该感觉到悬架刚度和阻尼系数变为“硬”状态。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修经过上述两方法的检查，如果没有感觉到悬架刚度和阻尼系数变为“硬”状态，则悬架刚度阻尼模式转换开关“LRC"、悬架电子控制单元ECU、执行器存在着故障，必须进一步检查排除。4.排气阀的检查将点火开关转到“ON”位置，再将高度控制连接器的端子“1”与“7”对接以迫使悬架压缩机不断地工作。等待压缩机工作一段较短时间后，检查排气阀是否排放空气。检查完毕后，将点火开关转到“OFF”位置，并清除故障码。此故障码是由于迫使压缩机工作ECU存储的故障码，在完成检查后必须清除掉。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修5.供气系统的漏气检查①将高度控制开关转换到“高(HIGH)”位置使汽车高度升高。②将发动机熄火。③在供气管路和软管接头处，用肥皂水涂抹检查是否有漏气，如有漏气，须更换漏气部位的管路、接头和密封垫圈。6.检查注意事项①用举升器或千斤顶将汽车举起时，必须停止高度控制。将高度控制开关(ON/OFF)拨到关闭“OFF”位置。有的车辆是同时按高(HIGH)、运动(SPORT)、标准(NORMAL)3个按钮2s以上时，汽车高度控制被停止。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检修由于空气悬架具有自动调节车高的功能，如果举车时没将高度控制开关拨到“OFF”位置，则ECU会判断系统出错而记录一个故障码。这时就需要在汽车四轮落地后，将产生的故障码设法从存储器中清除掉。有时，将高度控制开关拨到“OFF”位置时，会显示故障码，这是不正常的。只要将开关重新拨到“ON”位置，故障码就被清除。②当使汽车四轮落地前，必须将汽车下面的所有物体搬开。因为在维修的过程中，可能进行了空气悬架的放气、空气管路拆检等操作，此时空气弹簧中的主气室可能无气或存有少量剩余气体，汽车落地后，因自身的重量使车身高度很低，车下物体可能会碰伤底盘或轮胎，所以，必须将汽车下面的所有物体搬开。上一页返回下一页5.1实训:电控悬架的检检修③在开动汽车之之前，必须启启动发动机使使汽车高度恢恢复到正常状状态。原因主主要是空气弹弹簧中的空气气在维修时被被放掉，车身身高度变得很很低，如果此此时汽车起步步，势必造成成车身与悬架架或轮胎相互互碰撞。因此此，维修后首首先启动发动动机，用空气气悬架压缩机机给空气弹簧簧气室输送压压缩空气，使使汽车高度恢恢复正常，这这样汽车便可可正常行驶。。④在维修时，除除非必要，一一般不要触及及前安全气囊囊碰撞传感器器。若要触及及，必须在维维修前拆下安安全气囊碰撞撞传感器，避避免影响安全全气囊系统的的正常工作。。上一页返回5.2电子控制悬架架系统的基木木结构与工作作原理传统的悬架系系统一般具有有固定的弹簧簧刚度和减振振器阻尼，不不能同时满足足汽车行驶平平顺性和操纵纵稳定性的要要求。例如，，降低弹簧刚刚度，平顺性性会变好，使使乘坐舒适，，但由于悬架架偏软会使操操纵稳定性变变差;而增加弹簧刚刚度会提高操操纵稳定性，，但较硬的弹弹簧又使车辆辆对路面的不不平度很敏感感，使平顺性性降低。因此此，理想的悬悬架系统应在在不同的使用用条件下具有有不同的弹簧簧刚度和减振振器阻尼力，，这样既能满满足平顺性的的要求又能满满足操纵稳定定性的要求。。电子控制悬悬架系统就是是这种理想的的悬架系统。。上一页返回下一页5.2电子控制悬架架系统的基木木结构与工作作原理电子控制悬架架系统主要有有半主动悬架架和主动悬架架两种。半主主动悬架是指指悬架元件中中的弹簧刚度度或减振器阻阻尼力可以根根据需要进行行调节。而主主动悬架能根根据需要自动动调节弹簧刚刚度和减振器器的阻尼力，，从而能够同同时满足汽车车行驶平顺性性和操纵稳定定性等各方面面的要求。主主动悬架按照照弹簧的类型型，又可以分分为空气弹簧簧主动悬架和和油气弹簧主主动悬架。本部部分分以以丰丰田田凌凌志志LS400为例例介介绍绍电电控控悬悬架架系系统统。。上一一页页返回回下一一页页5.2电子子控控制制悬悬架架系系统统的的基基木木结结构构与与工工作作原原理理5.2.1概述述丰田田凌凌志志LS400的电电控控悬悬架架系系统统为为空空气气弹弹簧簧主主动动悬悬架架，，可可以以根根据据行行驶驶条条件件自自动动控控制制弹弹簧簧刚刚度度、、减减振振器器阻阻尼尼力力及及车车身身高高度度，，以以抑抑制制加加速速时时后后坐坐、、制制动动时时点点头头，，车车令令向向时时侧侧倾倾等等汽汽车车行行驶驶状状态态的的变变化化，，明明显显改改善善乘乘坐坐舒舒适适性性和和操操纵纵稳稳定定性性。。1.系统统控控制制功功能能丰田田凌凌志志LS400的电控悬悬架系统统主要对对车速及及路面感感应、车车身姿态态、车身身高度3个方面进进行控制制。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理(1)车速与路路面感应应控制①当车速高高时，提提高弹簧簧刚度和和减振器器阻尼力力，以提提高汽车车高速行行驶时的的操纵稳稳定性。。②当前轮遇遇到凸起起时，减减小后轮轮悬架弹弹簧刚度度和减振振器阻尼尼力，以以减小车车身的振振动和冲冲击。③当路面差差时，提提高弹簧簧刚度和和减振器器阻尼力力，以抑抑制车身身的振动动。(2)车身姿态态控制①车令向时时侧倾控控制:急转向时时，提高高弹簧刚刚度和减减振器阻阻尼力，，以抑制制车身的的侧倾。。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理②制动时点点头控制制:紧急制动动时，提提高弹簧簧刚度和和减振器器阻尼力力，以抑抑制车身身的点头头。③加速时后后坐控制制:急加速时时，提高高弹簧刚刚度和减减振器阻阻尼力，，以抑制制车身的的后坐。。(3)车身高度度控制①高速感应应控制:车速超过过90km/h，降低车车身高度度，以减减少空气气阻力，，提高汽汽车行驶驶的稳定定性。②连续差路路面行驶驶控制:车速在40～90km/h，提高车车身高度度，以提提高汽车车的通过过性;车速在90km/h以上，降降低车身身高度，，以满足足汽车行行驶的稳稳定性。。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理③点火开关关OFF控制:驻车时，，当点火火开关关关闭后，，降低车车身高度度，便于于乘客的的乘降。。④自动高度度控制:当乘客和和载质量量变化时时，保持持车身高高度恒定定。2.系统操作作丰田凌志志LS400的电控悬悬架系统统有3个操作选选择开关关:高度控制制ON/OFF开关、高高度控制制开关和和LRC(模式控制制)开关。高度控制制ON/OFF开关安装装在汽车车尾部后后备箱的的左边。。当高度度控制ON/OFF开关处于于ON位置时，，系统可可按选择择方式进进行车身身高度自自动控制制;当该开关关处于OFF位置时，，系统不不执行车车身高度度控制。。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理高度控制制开关和和LRC(模式控制制)开关安装装在驾驶驶室内变变速操纵纵杆的旁旁边。高度控制制开关用用于选择择控制车车身高度度，当高高度控制制开关处处于“HIGH(高)”位置时，，系统对对车身高高度进行行“高值值自动控控制”;当高度控控制开关关处于““NORM”位置时，，车身高高度则进进入“常常规值自自动控制制”状态态。LRC(模式控制制)开关用于于选择控控制悬架架的刚度度、阻尼尼力参数数。当LRC(模式控制制)开关处于于“SPORT”位置时，，系统进进入“高高速行驶驶自动控控制”;上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理当LRC(模式式控制)开关处处于“NORM”位置置时，系统统对悬架架刚度、、阻尼力力进行““常规值值自动控控制”。。此时，悬悬架ECU根据车速速传感器器等信号号，使悬悬架的刚刚度、阻阻尼力自自动地处处于软、、中、硬硬3种状态。。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理5.2.2系统组成成及工作作原理1.组成任何电子子控制空空气悬架架系统都都是由传传感器、、电子控控制单元元(ECU)和执行器器3部分组成成，丰田田凌志LS400的电控悬悬架系统统一也是是这样，，具体来来说，传传感器包包括车身身高度传传感器、、转向传传感器、、车速传传感器、、节气门门位置传传感器等等，执行行器包括高度控控制阀、、排气阀阀、悬架架控制执执行器等等。上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理丰田凌志志LS400的电控悬悬架系统统元件在在车上的的位置如如图5-1所示。2.控制原理理(1)车身高度度控制车身高度度控制系系统由压压缩机、、干燥器器、排气气阀、1号高度控控制继电电器、2号高度控控制继电电器、1号高度控控制阀、、2号高度控控制阀、、前后左左右4个空气弹弹簧、4个车身高高度传感感器及悬悬架ECU等组成。。如图5-2所示为车车身高度度控制系系统示意意图，图5-3所示为1号号、2号号高度控控制阀控控制电路路图.上一页返回下一页5.2电子控制制悬架系系统的基基木结构构与工作作原理图5-4所示为空空气压缩缩机控制制电路图图。当点火开开关接通通时，ECU使2号高度控制制继电器线线圈通电，，2号高度控制制继电器触触点闭合，，使前、后后、左、右右4个高度传感感器接通蓄蓄电池电源源。当车身身高度需要要上升时，，从ECU的RCMP端子送出一一个信号，，使1号高度控制制继电器接接通，1号高度控制制继电器触触点闭合，，压缩机控控制电路接接通产生压压缩空气。。ECU使高度控制制电磁阀线线圈通电后后，电磁线线圈将高度度控制阀打打开，并将将压缩空气气引向空气气弹簧，从从而使车身身高度上升升。上一页返回下一页5.2电子控制悬悬架系统的的基木结构构与工作原原理当车身高度度需要下降降时，ECU不但使高度度控制阀电电磁线圈通通电，而且且还使排气气阀电磁线线圈通电，，排气阀电电磁线圈使使排气阀打打开，将空空气弹簧中中的压缩空空气排到大大气中。1号高度控制制阀用于前前悬架控制制，它有两两个电磁阀阀分别控制制左右两个个空气弹簧簧。2号高度控制制阀用于后后悬架控制制，它与1号高度控制制阀一样，，也采用两两个电磁阀阀。为了防防止空气管管路中产生生不正常的的压力，2号高度控制制阀中采用用了一个溢溢流阀。悬架系统的的车身高度度传感器采采用光电式式传感器，，为了检测测汽车高度度和因道路路不平而引引起的悬架架位移量，，在每个悬悬架上都装装有一只车车身高度传传感器，用用于连续监监测车身与与悬架下臂臂之间的距距离。如图5-5所示为车身身高度传感感器与ECU之间的连接接电路图。。上一页返回下一页5.2电子控制悬悬架系统的的基木结构构与工作原原理(2)弹簧刚度和和减振器阻阻尼力控制制电子控制空空气悬架系系统空气弹弹簧的结构构如图5-6所示。悬架架系统弹簧簧刚度和减减振器阻尼尼力控制执执行器安装装在空气弹弹簧的上部部，悬架控控制执行器器电路如图5-7所示，ECU将信号送至至悬架控制制执行器以以同时驱动动减振器的的阻尼调节节杆和空气气弹簧的气气阀控制杆杆，从而改改变减振器器的阻尼力力和悬架弹弹簧刚度。。3.系统电路图图图5-8所示为LS400电子控制空空气悬架系系统的线路路连接图。。表5-1为连接器各各接线端子子与ECU连接对象的的对应关系系。上一页返回5.3电子控制悬悬架系统的的故障诊断断与检修本部分以凌凌志LS400为例进行介介绍。1.初步检查(功能检查)(1)汽车高度调调整功能的的检查①检查轮胎气气压是否正正常(前后分别为为2.3kg/cm2和2.5kg/cm2)②检查汽车高高度(下横臂安装装螺栓中心心到地面的的距离)。③如图5-9所示，将高高度控制开开关由NORM转换到HIGH,车身高度应应升高10～30mm，所需时间间为20～40s。上一页返回下一页5.3电子控制悬悬架系统的的故障诊断断与检修(2)溢流阀的检检查①点火开关置置于ON，将高度控控制连接器器的1、7端子短接，，如图5-10所示，使压压缩机工作作。②压缩机工作作一会儿后后，检查溢溢流阀是否否放气，如如图5-11所示;如果不放气气说明溢流流阀堵塞、、压缩机故故障或有漏漏气的部位位。③检查结束后后，将点火火开关置于于OFF，清除故障障码。(3)漏气检查①将高度控制制开关置于于HIGH位置。②使发动机熄熄火。③在管子的接接头处涂抹抹肥皂水，，如图5-12所示。上一页返回下一页5.3电子控制悬悬架系统的的故障诊断断与检修2.故障诊断(1)指示灯检查查①点火开关置置于ON。②LRC指示灯(SPORT指示灯)和HEIGHT指示灯(NORM和HI指示灯)应点亮2s，指示灯的的位置如图5-13所示。③如果NORM指示灯以1s的间隔闪亮亮时，表明明ECU中存有故障障码，如果果出现故障障，应检查查相应电路路。(2)读取故障码码①点火开关置置于ON。上一页返回下一页5.3电子控制悬悬架系统的的故障诊断断与检修②跨接TDCL或检查连接接器的TC与E1端子，如图5-14所示。③从NORM指示灯的闪闪烁读取故故障码。NORM指示灯的位位置如图5-15所示。故障障码读取方方法:该车电控悬悬架的故障障码均为两两位数，同同一位数(个位或十位位)的故障码闪闪烁间隔时时间最小(均为1s)，不同位数数间故障码码闪烁间隔隔时间稍长长(均为2s);故障码会重重复闪烁，，两次故障障码闪烁间间隔时间最最长(约为3s)。用图形表表示故障码码21;上一页返回下一页5.3电子控制悬悬架系统的的故障诊断断与检修如果高度控控制ON/OFF开关置于OFF位置，会输输出代码71，这是正常常的。(3)清除故障码码点火开关置置于OFF，拆下1号接线盒中中的ECU-B熔丝10s以上，如如图5-16所示;或点火开关关置于OFF，跨接高度度控制连接接器的端子子9与端子8105以上，如图5-17所示。上一页返回图5-1凌凌志LS400的电电控是架系系统元件在在车上的位位置返回1-1号高高度控制继继电器;2-前车身身高度传感感器;3-前悬架控控制执行器器;4-制制动灯开关关;5-转向传感器器;6-高高度控制开开关;7-LHC开开关;8-后车身高度度传感器;9-2q高度度控制阀和和溢流阀;10-高高度控制ON/OFF开关;11-高度控制作作接器;12-后悬架控制制执行器;13-2号高度控控制继电器器;14-悬架LCU;15-门控灯灯开关关;16-主节气气门位位置传传感器器;17-1号号高度度控制制阀;18-高高度控控制压压缩机机;19-干燥器器和排排气阀阀;20-IC调节器器图5-2车车身高高度控控制系系统示示意图返回1-压缩机机;2-干燥器器;3-排气阀阀;4-幸幸气管管;5-1号高高度控控制阀阀;6-2号高度度控制制阀;7、、8-空气气弹簧簧图5-3高高度控控制阀阀控制制电路路图返回1-AIRSUS熔熔丝;2-悬架架ECU;3-1号高度