第二章第六節(jié) 電控懸架

1、汽車底盤構造與維修第六節(jié) 電控懸架汽車底盤構造與維修一、懸架的分類 被動懸架：被動懸架：其結構參數不能主動適應在不同路面上遇到的情況。主動懸架主動懸架：其結構參數如減振器阻尼力 、彈簧剛度、車身高度等可隨路面情況變化。半主動懸架：半主動懸架：只控制減振器阻尼力的主動懸架。汽車底盤構造與維修二 、電控空氣懸架的組成及工作原理 電控空氣懸架主要有電控系統（控制單元ECU、高度控制傳感器、轉向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、懸架控制開關等）和空氣懸架系統（空氣壓縮機、空氣彈簧、阻力力可調減振器等）及執(zhí)行器（懸架控制執(zhí)行器、高度控制閥等）3部分組成。汽車底盤構造與維修汽車底盤構造與維修電控空氣懸

2、架工作原理：汽車底盤構造與維修 電控空氣懸架的控制系統根據汽車行駛狀況，由模式選擇（電控空氣懸架的控制系統根據汽車行駛狀況，由模式選擇（LRCLRC）開關、車速傳感器、轉向傳感器、制動燈開關等部件獲得的信息傳遞開關、車速傳感器、轉向傳感器、制動燈開關等部件獲得的信息傳遞給懸架給懸架ECUECU，ECUECU經過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使執(zhí)行經過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使執(zhí)行器工作，帶動減振器的阻尼調節(jié)桿和回轉閥轉動來調節(jié)減振器阻尼力器工作，帶動減振器的阻尼調節(jié)桿和回轉閥轉動來調節(jié)減振器阻尼力的大小，同時也帶動空氣彈簧氣壓缸的氣閥控制桿旋轉，從而改變懸的大小，同時也帶動空

3、氣彈簧氣壓缸的氣閥控制桿旋轉，從而改變懸架彈簧的剛度。架彈簧的剛度。 對車身高度的控制是由對車身高度的控制是由ECUECU通過模式選擇開關，車通過模式選擇開關，車身高度傳感器、車速傳感器和門控燈開關等部件獲得有關信息，經過身高度傳感器、車速傳感器和門控燈開關等部件獲得有關信息，經過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使空氣壓縮機工作，給空氣計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使空氣壓縮機工作，給空氣彈簧充氣來提高車身高度或使排氣電磁閥通電，打開電磁閥使空氣彈彈簧充氣來提高車身高度或使排氣電磁閥通電，打開電磁閥使空氣彈簧排氣來降低車身高度。簧排氣來降低車身高度。汽車底盤構造與維修三、主要零部件及

4、工作原理汽車底盤構造與維修 1.懸架控制開關（模式選擇開關） 凌志LS400乘用車懸架控制開關由LRC開關和高度控制開關組成。兩開關都裝在中央控制板靠近駕駛座換檔桿指示燈處。 LRC開關用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式（NORMAL AUTO）或（SPORT AUTO）；高度控制開關用于選擇所車身高度（NORMAL或HIGH）。 LRC開關還可以選擇懸架的剛度和阻尼力。 當LRC開關處于SPORT位置時，系統進入“高度行駛（硬狀態(tài)）自動控制”；當LRC開關處于NORMAL位置時，系統對懸架剛度和阻尼進行常規(guī)值自動控制狀態(tài)。此時懸架ECU根據車速傳感器傳入的信號，使懸架的剛度和阻尼力自動調整為

5、軟、中等或硬的某種狀態(tài)。高度控制開關在選擇車身高度時，當開關處于HIGH位置時，系統對車身高度進行“高值自動控制”；當開關處于NORMAL位置時，車身高度則進入“常規(guī)值自動控制”狀態(tài)。汽車底盤構造與維修 2.2.車身高度傳感器車身高度傳感器 該傳感器安裝在車身與車橋之間，用來檢測車身高度的變化和因道路不平而引起的懸架位移量，并將其轉化電信號傳送給懸架ECU。ECU根據輸入的信號，控制空氣壓縮機工作或排氣閥的開啟，以增加或減少空氣懸架主氣室中的空氣量，保持車身高度為需求值。車身高度傳感器有光電式和霍爾效應式兩種。汽車底盤構造與維修 光電式車身高度傳感器由4對遮光器和圓盤組成。每對遮光器又由發(fā)光二

6、極管和光敏晶體管組成。開有槽的圓盤與轉軸一起旋轉，轉軸通過連桿與懸架的擺臂相連。圓盤裝在遮光器的發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。汽車底盤構造與維修 當車身高度發(fā)生變化時，連桿隨擺臂上下擺動，從而帶動轉軸和圓盤轉動，當圓盤轉至圖2-81b位置時，發(fā)光二極管的光線照射到光敏晶體管上,產生1個“通”信號;當圓盤轉至圖2-81c位置時,發(fā)光二 極管的光線被圓盤遮斷，產生1個“斷”信號。隨著車身高度的不斷變化,遮光器輸出通/斷脈沖信號檢測車身高度，并將信號轉換成串行數據送至懸架ECU。汽車底盤構造與維修 3.轉向傳感器轉向傳感器安裝在轉向軸上,它的功用是檢測轉彎方向和轉向角度。 轉向傳感器的外殼固定在轉向軸

7、主管上,殼內有兩對遮光器,每對遮光器有1個發(fā)光二極管和1個光敏晶體管。沿圓周方向開有等距離槽的圓盤壓裝在轉向軸上, 圓盤處于發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。汽車底盤構造與維修 轉向傳感器的工作原理與車高傳感器的工作原理相同。當圓盤隨轉向軸轉動時,兩對遮 光器的輸出端則進行通/斷信號輸出,并利用通/斷信號變換速度 檢測出轉向軸的速度。同時,兩對遮光器的通/斷變換相位錯開 90,因此,通過判斷哪個遮光器首先轉變?yōu)椤巴ā睜顟B(tài),即可檢 測出轉向軸的轉動方向。汽車底盤構造與維修4.懸架控制執(zhí)行器 懸架控制執(zhí)行器的功用是調節(jié)減振器的阻尼力和彈簧的剛度。 采用空氣彈簧的懸架,空氣彈簧與減振器為并聯形式,如圖2-

8、83所示。 懸架控制執(zhí)行器安裝在空氣彈簧與減振器總成的上部、由驅動電機、傳動齒輪、小齒輪和 兩根輸出軸組成,其外形如圖2-84所示。汽車底盤構造與維修 兩根輸出軸分別驅動減振器回轉閥控制桿和空氣彈簧空氣閥控制桿。各減振器內均設有回轉閥,回轉閥在控制桿的帶動下旋轉,當回轉閥轉角發(fā)生變化時,減振器的阻尼力隨之發(fā)生變 化。空氣彈簧的空氣閥在控制桿的驅動下,打開或關閉空氣彈簧氣室與高度控制閥的通道,使壓縮空氣進入或排出,從而改變空氣彈簧的剛度及車身高度。汽車底盤構造與維修 5.高度控制閥和排氣閥 高度控制閥和排氣閥的結構完全相同,都是由電磁線圈、柱塞、活動鐵心等組成,如圖2-85所示。兩者的功 用都是

9、用來調節(jié)車身高度和空氣彈簧的剛度,區(qū)別在于安裝位置不同。高度控制閥有4個,安裝在空氣管和空氣彈簧氣室之間,控制壓縮空氣的通斷。排氣閥只有1個,安裝在空氣管與大氣之間,控制壓縮空氣與大氣的通斷。汽車底盤構造與維修 豐田凌志LS400中的1號高度控制閥用于前懸架的控制,它有2個高度控制閥分別控制前橋的左、右空氣彈簧。2號高度控制閥用于后懸架的控制,它與1號高度控制閥不同的是2個高度控制閥不是單獨工作。為了防止空氣管路中產生不正常壓力,2號高度控制閥中有一個溢流閥。豐田凌志LS400電控懸架的空氣管路如圖2-86所示。汽車底盤構造與維修6.電控懸架的氣源裝置 氣源裝置由直流電動機、單缸空氣壓縮機、干

10、燥器和排氣閥等組成,如圖2-87所示。直流電動機由懸架ECU控制,驅動空氣壓縮機產生壓縮空氣。壓縮空氣在進入空氣管路之前 要經過干燥器去除水分。排氣閥可將空氣彈簧中的壓縮空氣排至大氣中?？諝鈴椈膳艢鈺r也通過干燥器，以保持化學干燥劑的干燥。汽車底盤構造與維修四、電控懸架的故障診斷與檢修 電控懸架系統一般都具有自診斷功能，即系統能自診斷本身是否有故障，并進行報警，以便及時查找故障原因和進行維修。 1.1.自診斷系統的功能自診斷系統的功能 自診斷系統具有以下功能；一是監(jiān)測系統的工作狀況。若系統出現故障，裝在儀表盤上車身高度控制燈閃亮，以提醒駕駛員立即進行檢修。二是存儲故障碼。若系統出現故障，系統能夠

11、將故障以故障碼的形式存放在懸架存儲ECU的隨機存儲器（RAM）中，在檢修汽車時，維修人員通過一定的方法讀取故障代碼及有關參數，以便迅速診斷出故障部位或查找故障的原因。三是失效保護。若某一傳感器或執(zhí)行器出現故障，系統將以預先設定的參數取代有故障的傳感器或執(zhí)行器工作，從而保護系統不受損壞。 汽車底盤構造與維修 2.進行自診斷的方法 在進行電控懸架故障自診斷測試時 ，根據汽車制造廠家及車型的不同，可采用以下不同的方法：（1 1）專用診斷開關法）專用診斷開關法 有些汽車裝有按鈕式診斷開關，按下或旋轉專用開關，即可進入故障自診斷測試狀態(tài)，進行故障代碼的讀取。（2 2）加速踏板法）加速踏板法 有的汽車在規(guī)

12、定的時間內，將加速踏板連續(xù)踩下5次，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)。 （3 3）點火開關法）點火開關法 有的汽車在將點火開關進行“ON-OFF-ON-OFF-ON”一次，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)。如美國克萊斯勒公司生產的電控懸架就采用這種方法。 汽車底盤構造與維修 （4 4）跨接導線法）跨接導線法 有的汽車需用跨接導線將高度控制連接器和發(fā)動機艙的檢查插接器的診斷輸入端子和搭鐵端子進行跨接，即可進入故障自診斷狀態(tài)，讀取故障代碼。如豐田系列汽車的電控懸架就采用這種方法。 （5 5）控制面板法）控制面板法 有些汽車上控制板面上的相關控制開關，可兼做故障自診斷開關，一般是將空調控制板面上的“

13、WARM（加溫）”和“OFF（關閉）”兩個按鍵同時按下一段時間，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)。如林肯大陸和凱迪拉克汽車就采用這種方法。 （6 6）專用診斷儀法）專用診斷儀法 各種汽車電控懸架系統均配備專用故障診斷儀（解碼器），將該儀器與電控懸架系統故障檢查插接器相連接，便可以直接進入故障自診斷狀態(tài)，并在診斷儀上讀取故障碼。汽車底盤構造與維修 3.電控懸架故障的診斷與檢修 以豐田凌志LS400 乘用車電控懸架（EMAS）為例，介紹一些常見故障與檢修方法。 EMAS系統電路圖如圖2-88所示。 汽車底盤構造與維修懸架ECU插接器的端子排列如圖2-89所示。ECU 端子的連接關系見表2-5。汽車

14、底盤構造與維修 (1)(1)檢修注意事項檢修注意事項 在頂起或吊起汽車前，應將位于后行李箱內的空氣懸架開關（高度控制ON/OFF開關）置于OFF位置，即切斷ECU的電源，否則可能造成人身傷害、零件損壞和不必要的維修操作。若開關處于“ON”位置而誤頂起汽車和起動發(fā)動機，則ECU會紀錄一個診斷代碼（故障碼），此時務必將該代碼消除掉。 在檢修時，不要觸及安裝在空氣懸架壓縮機和1號高度控制閥上面的前安全氣囊傳感器。如果必須觸及，則應查找SRS安全的安全事項并嚴格按照要求進行操作。 檢修結束，在開動汽車前，應將汽車高度調整到正常狀態(tài)。 汽車底盤構造與維修 (2) (2)溢流閥的檢測溢流閥的檢測 用跨接線

15、將高度控制連接器的1號和7號端子連接起來，并將點火開關打開，迫使壓縮機工作。待壓縮機工作一段時間后，觀察溢流閥是否放氣，若不能放氣，則應檢查管路中受否漏氣；壓縮機工作是否正常；溢流閥是否堵塞或有其他故障。 檢測正常后關閉點火開關，并清除故障碼。特別注意的是當迫使壓縮機工作時，懸架ECU會認為有故障而紀錄一個故障碼，因此檢測完后應清除這個故障碼。汽車底盤構造與維修 (3)(3)車身高度的檢查與調整車身高度的檢查與調整 在進行車身高度的檢查與調整時，應在水平路面上，并使高度控制開關置于正常（NORM）位置。 車身高度的檢查：將位于變速桿旁邊的LRC開關置于MORM位置。 使車身上下跳動幾次，以便使

16、懸架處于穩(wěn)定位置。 向前、向后推動汽車，使車輪處于穩(wěn)定位置。 將變速桿置于“N”位，然后掩住車輪，松開駐車制動器。 起動發(fā)動機，將車身高度控制開關置于高（HIGH）位置，車身升高后等待60s ，再將車身高度開關置于正常（NORM）位置，使車身下降，等待50s 。然后重復上述操作，以便使懸架各部件處于穩(wěn)定狀態(tài)。 在汽車前端測量地面與下懸架臂安裝螺栓中心之間的高度；在汽車后端測量地面與2號下懸架臂安裝螺栓之間的高度。汽車底盤構造與維修汽車底盤構造與維修 車身高度的調整：車身高度的調整：擰松車身高度傳感器連接桿上的兩個鎖緊螺母。轉動車身高度傳感器連接桿以調節(jié)其長度。連接桿每轉一圈能使汽車高度改變大約

17、4mm。檢查車身高度傳感器的尺寸是否小于極限值（前端和后端均為13mm）。汽車底盤構造與維修 暫時擰緊兩個鎖緊螺母，復查車身高度。 車身高度調整正常后，以4.4Nm的擰緊力矩擰緊鎖緊螺母。注意擰緊螺母時應確保球節(jié)與托架平行。 檢查車輪定位是否正常，否則應調整。汽車底盤構造與維修 （4 4）指示燈的檢查）指示燈的檢查 EMAS系統通過指示燈的狀態(tài)可以檢查相應的故障，當系統正常時，指示燈的狀態(tài)如下： 打開點火開關，儀表盤上的LRC指示燈和高度控制指示燈均應亮2 s 左右，然后熄滅。 將LRC開關置于運動（SPORT）位置，此時儀表盤上的LRC指示燈應常亮；將LRC開關置于正常（NORM）位置，LR

18、C指示燈應亮2 s，然后熄滅。 將高度控制開關置于NORM位置，儀表盤上高度控制指示燈中的“NORM”應亮 ，“HI”應不亮；將高度控制開關置于HIGH位置，高度控制指示燈中的“HI”應亮，“NORM”應不亮。 如果LRC指示燈、高度控制指示燈不能按上述要求正常亮，則按表2-6（見課本205頁）進行檢查。汽車底盤構造與維修 （5 5）故障碼的讀取）故障碼的讀取 打開點火開關，用跨接線將檢查插接器或TDLC的Tc與E1端子連接。 通過儀表盤上高度控制“NORM”指示燈的閃爍情況讀取故障碼。如果系統無故障，則“NORM”指示燈以每秒鐘2次的速率均勻閃爍；如果系統有故障，則“NORM”指示燈以不均勻

19、的方式閃爍，表示相應的故障碼。如果同時出現兩個或兩個以上的故障，則指示燈將首先顯示碼值小的故障碼。故障碼的含義見表2-8。汽車底盤構造與維修 (6)(6)故障碼的清除故障碼的清除 故障碼的清除有以下兩種方法：一是關閉點火開關，拆下1號熔斷器盒中的ECU-B熔斷器，10s 以上即可清除故障碼。二是關閉點火開關，用跨接線將高度控制連接器的8號與9號端子連接，同時將檢查插接器的Tc 與E1端子連接10s 以上，然后打開點火開關，拆下以上各端子的跨接線，即可清除故障碼。 （7 7）故障分析）故障分析 電控懸架故障自診斷系統可通過故障碼確定故障的部位，為排除故障帶來很大方便。但有時電控懸架出現故障卻無故

20、障碼顯示。在這種情況下，就需要根據故障現象和電控懸架電路原理進行故障分析，從而迅速找出故障原因及時排除故障。 凌志LS400 乘用車電控懸架系統一些常見故障現象和原因見表2-9和表2-10（見課本206頁）。汽車底盤構造與維修 （8 8）電路檢查）電路檢查 通過以上故障分析之后，要對有故障的電路進行檢查，確定故障部位，以便迅速排除故障。應注意的是，在有故障碼輸出的情況下，懸架ECU就已中斷了相應的懸架剛度、減振器阻尼力或車身高度的控制，因此，在不斷開懸架ECU的情況下，試圖通過控制開關使執(zhí)行器動作來判斷故障是不可能的。 下面通過兩例電路的檢查來學習電控懸架故障的診斷及排除方法。汽車底盤構造與維修 車身高度傳感器電路的檢查 首先了解相關電路。 汽車底盤構造與維修 當車身高度傳感器電路有故障時，可以輸出故障碼11、12、13、14，各故障碼的含義見表2-8。根據故障碼提供的信息，確定故障部位： a.懸架ECU與車身高度傳感器之間的線路或插接器； b.車身高度傳感器電源線路及2號高度控制繼電器； c.懸架ECU。 汽車底盤構造與維修 a.檢查車身高度傳感器電壓。首先拆下前輪（針對故障碼11、12）或拆下行李箱裝璜前蓋（針對故障碼13、14），然后拔開車身高度傳感器插接器，再打開點火開