汽车底盘电控技术 课件 项目三

汽车底盘电控技术主编：王亮

李永辉

张孟华出版社：电子工业出版社电子控制悬架系统(EMS)项目三

本项目的学习包含实例分析,这就要求我们做到理论与实践相结合,多实践,从实例中找经验,以提高自身技能。对每一位顾客负责,为广大人民的安全着想,服务于人民,服务于每一位顾客。1思政导言010302知识目标实训目标技能目标知识目标1.了解电子控制悬架系统的基本内容2.掌握电子控制悬架系统的结构及工作原理3.熟悉电子控制悬架系统的实例分析4.掌握电子控制悬架系统的检修技能目标1.能熟知电子控制悬架系统的结构及工作原理2.能辨析电子控制悬架系统实例分析中的差异及对应的检修方法实训目标1.了解电子控制悬架系统的功能2.熟悉电子控制悬架系统的工作原理3.掌握电子控制悬架系统检修过程中应注意的事项1项目预习引导问题引导1引导2引导3汽车悬架系统的分类有哪几种?悬架电子控制单元的功能有哪些?半主动悬架系统由哪几个方面组成?1项目预习目录电子控制悬架系统简介电子控制悬架系统的结构及工作原理电子控制悬架系统的实例分析电子控制悬架系统的检修01020304CONTENTS电子控制悬架系统简介01

一、汽车悬架系统的分类

目前,汽车悬架系统按照控制方式通常分为传统被动式、半主动式和主动式三类。其中,半主动式又分为有级半主动式(阻尼有级可调)和无级半主动式(阻尼连续可调)两种;主动式根据驱动机构和介质的不同,可分为由电磁阀驱动的油气主动式和由步进电动机驱动的空气主动式。半主动式和主动式悬架系统均可根据控制装置的不同,分为机械控制式和电子控制式两种。

二、电子控制悬架系统的功能

电子控制悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力,突破传统被动悬架的局限性,使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应,从而保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性要求都能得到满足,基本功能有以下三个方面。

(一)车高调整(二)减振器阻尼力控制(三)弹簧刚度控制电子控制悬架系统简介01

三、电子控制悬架系统的基本组成与基本工作原理

虽然现代汽车电子控制悬架系统的控制功能和控制原理不尽相同,结构形式也多种多样,但是它们的基本组成是相同的。电子控制悬架系统主要由感知汽车运行状况的各种传感器、开关、电控单元及执行机构等组成。电子控制悬架系统的基本工作原理:传感器和开关采集汽车行驶路面的状况和车身的状态参数信号(车身高度、车速、转向角度及速率、制动等),电控单元对采集的信号进行处理,并驱动电路控制悬架系统的执行机构,使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变,从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性,如图3-1所示。电子控制悬架系统简介01电子控制悬架系统的结构及工作原理02

一、传感器的结构与工作原理

(一)转向盘转角传感器

具体检查方法如下。

转向盘转角传感器安装在转向信号开关总成内,主要用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度等。现代轿车采用的转向盘转角传感器多为光电式传感器。一轿车电子控制悬架系统中所采用的光电式转向盘转角传感器的安装位置和结构图,如图3-2所示。电子控制悬架系统的结构及工作原理02

光电式转向盘转角传感器的工作原理和电路原理如图3-3所示。当转动转向盘时,信号盘同时转动,两个光电耦合器的输出端产生与转向轴转角成一定比例的通(ON)、断(OFF)交变信号,悬架系统控制装置根据此信号的变化来判断转向盘的转角和转速。电子控制悬架系统的结构及工作原理02

(二)车身高度传感器

车身高度传感器的作用是把车身高度即汽车悬架装置的位移量转化成电信号,输送给控制单元。常用的车身高度传感器主要有光电式高度传感器、霍尔高度传感器、片簧开关式高度传感器等,下面以光电式高度传感器为例讲解其结构和工作原理。车身高度传感器固定在车架上,传感器轴的外端装有导杆,导杆的另一端通过连杆与独立悬架的下摆臂连接,如图3-4所示。光电式车身高度传感器的工作原理如图3-5所示。电子控制悬架系统的结构及工作原理02

(三)加速度传感器

当车轮打滑时,不能以转向角和汽车车速正确判断车身侧向力的大小。为了直接测出车身横向加速度和纵向加速度,可以利用加速度传感器。常用的加速度传感器有差动变压器式和钢球位移式两种。(四)节气门位置传感器悬架控制系统中利用节气门位置传感器信号来判断汽车是否进行急加速。节气门位置传感器先将信号输入发动机电子控制装置,然后,发动机电子控制装置再将此信号输入悬架电子控制装置。

(五)车速传感器

汽车车身是汽车悬架系统常用的控制信号,汽车车身的侧倾程度取决于车速和汽车转弯半径的大小。通过对车速的检测,调节电控悬架的阻尼力,从而改善汽车行驶的安全性。

(六)模式选择开关

模式选择开关位于变速杆旁。驾驶员根据汽车的行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式,从而决定减振器的阻尼力大小。电子控制悬架系统的结构及工作原理02

二、悬架电子控制单元

悬架电子控制单元ECU是一台小型专用计算机,一般由输入电路、微处理器、输出电路和电源电路等组成,是悬架控制系统的中枢,具有多种功能。

(一)提供稳压电源(二)传感器信号放大(三)输入信号的计算(四)驱动执行机构(五)故障诊断电子控制悬架系统的结构及工作原理02

三、执行机构的结构与工作原理电子控制悬架系统的结构及工作原理02电子控制悬架系统的实例分析03

一、半主动悬架系统

丰田雷克萨斯LS400轿车的电子控制悬架系统是一种典型的半主动悬架系统。它可以对车身高度、弹簧刚度及减振器阻尼力进行综合控制,因此,具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。它由空气压缩机、干燥器、排气电磁阀、高度控制阀、高度控制开关、悬架电子控制单元、悬架控制开关、高度传感器、转向盘转角传感器、悬架控制执行器、空气弹簧、可调阻尼力减振器和节气门位置传感器等组成,如图3-15所示。

电子控制悬架系统的实例分析03

二、主动悬架系统

三菱轿车上装备的电子控制主动悬架系统(A-ECS),如图3-17所示。它能够根据本身的负载情况、行驶状态和路面情况等,主动地调节包括悬架系统的阻尼力、汽车车身高度和行驶状态、弹性元件的刚度在内的多项参数,使汽车的相关性能处于最佳状态。

该系统主要由空气弹簧、普通螺旋弹簧、电子控制单元、车速传感器、G传感器、转角传感器、节气门位置传感器、高度传感器、阻尼力转换执行器、电磁阀、空气压缩机、储气筒、空气管路和继电器等组成。电子控制悬架系统的实例分析03

(一)系统用五个传感器来检测汽车行驶状态

1.转角传感器

用于检测汽车转向操作。

2.节气门位置传感器

用于检测汽车加速度。

3.高度传感器

用于检测汽车车身高度。

4.G传感器

用于检测汽车转弯时的横向加速度。

5.压力传感器

用于检测空气弹簧中的空气压力。

(二)汽车车身高度调节系统的结构及工作原理1.气压的建立2.车身高度的升高3.车身高度的降低4.空气的内部循环电子控制悬架系统的实例分析03

(三)可调阻尼力减振器的执行器

可调阻尼力减振器的执行器是安装于悬架系统上方的步进电动机。步进电动机根据电子控制单元ECU发出的脉冲信号的波形数量驱动减振器回转阀动作,改变减振器油孔的通流截面来改变减振器的阻尼力,使悬架系统具有软、中、硬三种阻尼力的模式。电子控制悬架系统的检修04

一、检修过程中应注意的事项

(1)维修过程中若断开蓄电池,将会丢失悬架ECU中存储的信息。(2)当用千斤顶将汽车顶起时,应将高度控制ON/OFF开关拨到OFF位置。(3)当点火开关在打开状态下时,不要拆卸或安装悬架ECU及其电子插头。(4)如果汽车生产厂的维修手册没有指明,就不要将电子控制悬架系统的任何电路或元件加电压或接地。(5)在电子控制悬架系统的检测中,必须用生产厂家在维修手册中提到的检测工具,否则可能损坏控制系统的零部件。(6)在放下千斤顶前,应将汽车下面所有的物体搬走。(7)在开动汽车之前,应启动发动机将汽车的高度调整到正常状态。(8)前安全气囊碰撞传感器安装在空气压缩机和1号车身高度控制阀上面。

电子控制悬架系统的检修04

二、功能检查与调整

(一)车高的检查

1.汽车高度的检查2.车身高度调整步骤3.车身高度调整功能的检查

(二)漏气的检查

(1)将高度控制开关拨到HIGH位置使汽车高度上升。(2)将发动机熄火。(3)在空气软管和软管接头处涂肥皂水,检查是否漏气。

三、自诊断系统

当电子控制悬架系统出现故障时,悬架ECU将使“NORM”指示灯每秒闪烁一次报警,这时可通过专用仪器进行检查。首先使用故障自诊断系统读取故障码,然后分析故障原因,排除故障。

四、故障分析

在进行故障分析时,有许多故障原因可能与悬架ECU有关,但实