模塊五電子控制懸架系統(tǒng)

1、模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)模塊五模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)電子控制懸架系統(tǒng)課題一課題一 電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理課題二課題二 典型電子控制懸架系統(tǒng)典型電子控制懸架系統(tǒng)課題三課題三 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)課題一課題一 電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的英文全稱為電子控制懸架系統(tǒng)的英文全稱為Electronic Electronic Controlled Suspension SystemContr

2、olled Suspension System，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱ECSSECSS，也有的，也有的稱之為電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)，其英文全稱為稱之為電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)，其英文全稱為Electronic Electronic Modulated Suspension SystemModulated Suspension System，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱EMSEMS。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)采用電控懸架的目的：采用電控懸架的目的： 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減震器，只能適應(yīng)特定的道路和行駛條件，無法滿足變化莫震器，只能適應(yīng)特定的道

3、路和行駛條件，無法滿足變化莫測(cè)的路面情況和汽車行駛狀況，只能被動(dòng)地接受地面對(duì)車測(cè)的路面情況和汽車行駛狀況，只能被動(dòng)地接受地面對(duì)車身的各種作用力，不能主動(dòng)去進(jìn)行調(diào)節(jié)。故又稱為被動(dòng)懸身的各種作用力，不能主動(dòng)去進(jìn)行調(diào)節(jié)。故又稱為被動(dòng)懸架系統(tǒng)。架系統(tǒng)。 電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是懸架隨不同的路況和行駛電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，即可使汽車的乘坐舒適性令人滿意，狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，即可使汽車的乘坐舒適性令人滿意，又能使操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。又能使操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)一、概述一、概述圖5-1 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)示意

4、圖 汽車懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。非獨(dú)立懸架的結(jié)汽車懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車軸的兩端，車軸則通過彈性構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車軸的兩端，車軸則通過彈性元件與車架或車身相連接，如圖元件與車架或車身相連接，如圖5-1（a）獨(dú)立懸架是指兩側(cè)車輪分別安裝在斷開式車軸兩端，每段車軸和車獨(dú)立懸架是指兩側(cè)車輪分別安裝在斷開式車軸兩端，每段車軸和車輪單獨(dú)通過彈性元件與車架相連，如圖輪單獨(dú)通過彈性元件與車架相連，如圖5-1（b）所示。）所示。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)汽車懸架主要由彈性元件、減振器和

5、導(dǎo)向裝置等三部分組成汽車懸架主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向裝置等三部分組成 圖5-2 汽車懸架組成示意圖模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-3 空氣彈簧彈性元件的作用是承受和傳遞垂直載荷，緩沖和抑制不彈性元件的作用是承受和傳遞垂直載荷，緩沖和抑制不平路面所引起的沖擊。平路面所引起的沖擊。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-4 液力減振器工作原理圖減振器的作用是對(duì)懸架的上下作用施加適當(dāng)?shù)淖铚p振器的作用是對(duì)懸架的上下作用施加適當(dāng)?shù)淖枇?，衰減車身與車架的振動(dòng)，吸收一部分來自路力，衰減車身與車架的振動(dòng)，吸收一部分來自路面的沖擊，改善汽車行駛的平順性。

6、面的沖擊，改善汽車行駛的平順性。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-5 雙作用式減振器雙向作用式減振器雙向作用式減振器的的工作過程可分的的工作過程可分為壓縮和伸張兩個(gè)為壓縮和伸張兩個(gè)行程。減振器在壓行程。減振器在壓縮和伸張兩個(gè)行程縮和伸張兩個(gè)行程內(nèi)均起減振作用。內(nèi)均起減振作用。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)二、電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理二、電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理1電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、干燥器、空氣電磁閥、車身高度該系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、干燥器、空氣電磁閥、車身高度傳感器、帶有減

7、振器的空氣彈簧、懸架控制執(zhí)行器、懸架傳感器、帶有減振器的空氣彈簧、懸架控制執(zhí)行器、懸架控制選擇開關(guān)和電控單元等組成。控制選擇開關(guān)和電控單元等組成。圖5-6 電子控制空氣懸架系統(tǒng)1-空氣壓縮機(jī)；2-空氣電磁閥；3-干燥器；4-節(jié)氣門位置傳感器；5-前右車身高度傳感器；6-帶有減振器的空氣彈簧；7-懸架控制執(zhí)行器；8-轉(zhuǎn)向傳感器；9-停車燈開關(guān)；10-TEMS指示燈；11-電子多點(diǎn)視頻器；12-懸架控制開關(guān)；13-1號(hào)高度控制閥；14-2號(hào)高度控制閥；15-顯示器用ECU；16-診斷用接線柱；17-后車身高度傳感器；18-懸架用ECU；19-空氣管道；20-車速傳感器；21-前左車身高度傳感器模塊

8、五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)電控懸架的組成（從功能上看）電控懸架的組成（從功能上看）傳感器：傳感器：車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。向盤轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。 開關(guān)：開關(guān)：模式選擇開關(guān)、制動(dòng)燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門模式選擇開關(guān)、制動(dòng)燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門開關(guān)等。開關(guān)等。執(zhí)行器：執(zhí)行器：可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等。小的彈性元件等。ECU電控懸架的電控懸架的一般原理：一般原理：l 利用傳感器（包括開關(guān)）檢測(cè)汽車行駛時(shí)

9、路面的狀況和利用傳感器（包括開關(guān)）檢測(cè)汽車行駛時(shí)路面的狀況和車身的狀態(tài)，輸入車身的狀態(tài)，輸入ECU后進(jìn)行處理，然后通過驅(qū)動(dòng)電路后進(jìn)行處理，然后通過驅(qū)動(dòng)電路控制懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器動(dòng)作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整?？刂茟壹芟到y(tǒng)的執(zhí)行器動(dòng)作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整。模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理（1）車身高度控制）車身高度控制（2）懸架剛度和阻尼力控制）懸架剛度和阻尼力控制圖5-7 車身高度的調(diào)整模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)3設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系統(tǒng)設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系

10、統(tǒng)圖5-8 設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系統(tǒng)1-油箱；2-油泵；3-濾清器；4-單向閥；5-儲(chǔ)壓器；6-電磁控制閥；7-回油管；8-油管；9-副節(jié)流孔；10-選擇閥；11-儲(chǔ)壓器；12-主節(jié)流孔；13-油壓腔；14-單向液壓執(zhí)行器；15-車輪；16-懸架彈簧模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-9 設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器（聲納系統(tǒng)）的汽車圖5-10 路況預(yù)測(cè)傳感器的輸出曲線模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)三、電子控制懸架系統(tǒng)各主要組件的結(jié)構(gòu)三、電子控制懸架系統(tǒng)各主要組件的結(jié)構(gòu)1車身高度傳感器車身高度傳感器車身高度傳感器的作用是檢測(cè)車身高度的變

11、化，將車身高度車身高度傳感器的作用是檢測(cè)車身高度的變化，將車身高度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)向電控單元輸入，作為車身高度控制的主要轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)向電控單元輸入，作為車身高度控制的主要依據(jù)。其實(shí)，車身高度是通過檢測(cè)汽車懸架裝置的位移來依據(jù)。其實(shí)，車身高度是通過檢測(cè)汽車懸架裝置的位移來確定的。確定的。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-11 車身高度傳感器模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-12 光電式車身高度傳感器原理圖光電式車身高度傳感器主要光電耦合元件、遮光電式車身高度傳感器主要光電耦合元件、遮光板、旋轉(zhuǎn)軸、連桿組成。光板、旋轉(zhuǎn)軸、連桿組成。 模塊五 電

12、子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu) 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2車身高度控制執(zhí)行裝置車身高度控制執(zhí)行裝置 圖圖5-14所示為豐田汽車公司電子控制懸架系統(tǒng)所示為豐田汽車公司電子控制懸架系統(tǒng)（TOYOTA Electronic Modulated Suspension，即，即TEMS）的車身高度控制系統(tǒng)。的車身高度控制系統(tǒng)。 圖5-14 TEMS車身高度控制系統(tǒng)模塊

13、五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-15 日本富士汽車空氣懸架系統(tǒng)車身高度控制執(zhí)行裝置 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)3空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置主要由剛度調(diào)節(jié)閥和懸架控制執(zhí)行器空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置主要由剛度調(diào)節(jié)閥和懸架控制執(zhí)行器組成。組成。圖5-16 空氣懸架的基本構(gòu)造模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)1阻尼調(diào)節(jié)桿阻尼調(diào)節(jié)桿 2空氣閥控制桿空氣閥控制桿 3主副氣室通路主副氣室通路 4副氣副氣室室 5主氣室主氣室 6氣閥體氣閥體 7小氣體通路小氣體通路 8閥體閥體 9大氣大氣體通路體通路 懸

14、架剛度的調(diào)節(jié)原理懸架剛度的調(diào)節(jié)原理模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù) 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，定子上有兩對(duì)磁極。定子上步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，定子上有兩對(duì)磁極。定子上通電狀況不同時(shí)，磁極的極性不同，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角也不同。通電狀況不同時(shí)，磁極的極性不同，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角也不同。 圖5-19 步進(jìn)電機(jī)的工作原理模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)4懸架系統(tǒng)阻尼調(diào)節(jié)裝置懸架系統(tǒng)阻尼調(diào)節(jié)裝置阻尼調(diào)節(jié)裝置是通過改變阻尼孔的大小來改變懸架系統(tǒng)的阻阻尼調(diào)節(jié)裝置是通過改變阻尼孔的大小來改變懸架系統(tǒng)的阻尼力。尼力。（1）機(jī)電式阻尼調(diào)節(jié)裝置）機(jī)電式阻尼調(diào)節(jié)裝置圖5-20 機(jī)電式

15、阻尼調(diào)節(jié)裝置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)凌志凌志LS400 ucF20型可調(diào)減振器型可調(diào)減振器 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)（2）壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置）壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置主要由壓電傳感器、壓電執(zhí)行器和阻尼壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置主要由壓電傳感器、壓電執(zhí)行器和阻尼力變換閥三部分組成力變換閥三部分組成 圖5-23 壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)課題二課題二 典型電子控制懸架系統(tǒng)典型電子控制懸架系統(tǒng)1豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系

16、統(tǒng)的組成的組成圖5-24 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)各元件在車上的安裝位置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)圖5-24 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)各元件在車上的安裝位置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)2豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制電路的控制電路圖5-25 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制電路模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)3豐田凌志豐田凌志LS400 UCF1

17、0系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制功能的控制功能 豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)主要有：統(tǒng)主要有：車身高度控制車身高度控制懸架剛度控制懸架剛度控制減震器減振力控制三項(xiàng)控制功能。減震器減振力控制三項(xiàng)控制功能。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車底盤電控技術(shù)汽車底盤電控技術(shù)課題三課題三 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷 以豐田凌志以豐田凌志LS400 UCF10系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系列轎車電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)為例，說明電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷方法。系統(tǒng)為例，說明電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷方法。（1）指示燈檢查）指示燈檢查 首先將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到首先將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位，檢查位，檢查L(zhǎng)RC（凌志駕駛控（凌志駕駛控制）指示燈和高度控制指示燈。正常情況下，指示燈應(yīng)發(fā)制）指示燈和高度控制指示燈。正常情況下，指示燈應(yīng)發(fā)光光2秒左右。秒左右。（2）故障代碼的提取）故障代碼的提取將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位，用跨接線連接位，用跨接線連接TDC