第7章電控懸架結構原理

及檢修2023/9/31第7章電控懸架結構原理

及檢修2023/8/31學習目標1．掌握電控懸架的功用、組成及工作原理2．掌握電控懸架主要元件的結構、原理及檢測3．熟悉電控懸架常見故障的診斷2023/9/32學習目標2023/8/32學習主要內容電控懸架的類型及基本組成；半主動懸架的基本結構和工作原理；主動懸架的基本結構和工作原理；豐田LS400電控懸架介紹；電控懸架檢修及故障診斷。2023/9/33學習主要內容2023/8/33學習重點難點主動懸架主要元件的結構原理及檢查。教學方法及教具講授、現場教學、課件教學時數8課時2023/9/34學習重點難點2023/8/347.1

電控懸架概述7.1.1

被動懸架與主動懸架引入：懸架的基本組成、主要作用被動懸架——剛度、阻尼系數固定；主動懸架——剛度、阻尼系數可調。2023/9/357.1電控懸架概述7.1.1被動懸架與主動懸架2027.1.2電控懸架的基本組成各種傳感器電控單元執行機構圖2-1懸架電子控制系統的組成傳感器名稱傳感器用途車身加速度傳感器檢測車身的振動，可間接反映汽車行駛的路面狀況車身高度傳感器檢測車身相對車橋的位移，可反映車身的平順性和車身的高度車速傳感器檢測車輪的轉速，反映車速和用于計算車身側傾程度轉向盤轉角傳感器檢測轉向盤轉角，用于計算車身側傾程度車門傳感器檢測車門的開關狀態制動燈開關檢測制動燈電路的通斷，提供汽車制動信號節氣門位置傳感器檢測節氣門的開度，提供汽車加速度信號模式選擇開關可供駕駛員手動選擇“軟”或“硬”兩種模式表2-1電控懸架傳感器類型及用途2023/9/367.1.2電控懸架的基本組成各種傳感器電控單元執行機構7.1.3電控懸架的類型半主動懸架——剛度、阻尼系數可調整一個全主動懸架——剛度和阻尼系數均可調整根據介質不同：油氣式主動懸架空氣式主動懸架2023/9/377.1.3電控懸架的類型2023/8/377.2電控懸架架構及原理7.2.1半主動懸架的基本結構和工作原理控制模型圖2-2半主動懸架控制模型圖1-控制器；2-整形放大電路；3-加速度傳感器；4-懸架質量；5-阻尼可調減振器；6-懸架彈簧；7-非懸架質量；8-輪胎的當量質量2023/9/387.2電控懸架架構及原理7.2.1半主動懸架的基基本原理：改變阻尼孔的大小連續可調式：ECU接收速度、位移、加速度等傳感器信號，計算出相應的阻尼值，向步進電動機發出控制信號，經閥桿調節閥門，使節流孔阻尼連續變化。圖2-4阻尼力可連續調節的半主動懸架2023/9/39基本原理：改變阻尼孔的大小圖2-4阻尼力可連續調節的半三級可調式：使回轉閥轉動，控制通斷油孔和控制油路截面積的變化，使控制閥具有小、中、大3個位置，產生3個阻尼值。圖2-5三級可調式減振器阻尼變換原理2023/9/310三級可調式：使回轉閥轉動，控制通斷油孔和控制油路截面積的變化7.2.2主動懸架的基本結構和工作原理作用：根據車身高度、車速、轉向角度及速率、制動等信號，由電控單元控制懸架執行機構，進而改變懸架的剛度、減振器的阻尼力及車身高度等參數，從而使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩定性。1.空氣彈簧主動懸架基本組成及作用（1）車身高度傳感器。（2）節氣門開度傳感器。（3）轉向盤轉角傳感器。（4）車速傳感器。（5）制動燈開關。（6）模式選擇開關。（7）車門傳感器。2023/9/3117.2.2主動懸架的基本結構和工作原理2023/8/3工作原理圖2-7電子控制空氣式懸架原理圖2023/9/312工作原理圖2-7電子控制空氣式懸架原理圖2023/1）車速與路面感應控制（1）高速感應控制。高速→剛度、阻尼增大。

（2）前后車輪相關控制。前輪遇凸起→后輪剛度、阻尼增大。（3）壞路面感應控制。壞路面行駛→剛度、阻尼增大。2）車身姿態控制（1）轉向車身側傾控制。急轉彎時→剛度、阻尼增大。（2）制動車身點頭控制。汽車緊急制動時→剛度、阻尼增大。（3）起步車身俯仰控制。突然起步或突然加速時→剛度、阻尼增大。2023/9/3131）車速與路面感應控制2023/8/3133）車身高度控制（1）高速感應控制。高速時→車身高度降低。（2）連續壞路面行駛控制。壞路面時→車身高度升高。圖2-9車身高度調整過程2023/9/3143）車身高度控制圖2-9車身高度調整過程2023/8/2.油氣彈簧主動懸架組成：圖2-10雪鐵龍XM轎車的主動式油氣彈簧懸架系統2023/9/3152.油氣彈簧主動懸架圖2-10雪鐵龍XM轎車的主動式油氣傳感器：①轉向盤轉角傳感器。②加速度傳感器。③制動壓力傳感器。④車速傳感器。⑤車身高度傳感器。2023/9/316傳感器：2023/8/316工作原理：圖a：軟狀態閥芯左移→氣室容積增大→氣壓降低→剛度增大圖b：硬狀態閥芯右移→氣室容積減小→氣壓升高→剛度增大圖2-11油氣彈簧主動懸架的工作原理2023/9/317工作原理：圖2-11油氣彈簧主動懸架的工作原理2023/3．帶路況預測傳感器的主動懸架基本組成：懸架彈簧、單向液壓執行器、控制閥圖2-12帶路況預測傳感器的主動懸架2023/9/3183．帶路況預測傳感器的主動懸架圖2-12帶路況預測傳感器基本工作：ECU根據車速可以估算出測得的凸起物和實際車輪通過凸起物之間的滯后時間，控制選擇閥應恰好在車輪通過凸起物時打開，使懸架的阻尼系數作短暫變化，車輪過了凸起物后，選擇閥再次關閉。2023/9/319基本工作：2023/8/3197.2.3典型汽車電控懸架介紹TEMS——TOYOTAelectronicmodulatedsuspension1.雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架控制功能控制項目功能防側傾控制使彈簧剛度和減振力變成“堅硬”狀態，能抑制側傾而使汽車的姿勢變化減至最小，以改善操縱性防點頭控制使彈簧剛度和減振力變成“堅硬”狀態，能抑制汽車制動時點頭而使汽車的姿勢變化減至最小防下坐控制使彈簧剛度和減振力變成“堅硬”狀態，能抑制汽車加速時后部下坐而使汽車的姿勢變化減至最小高車速控制使彈簧剛度變成”堅硬”狀態或使減振力變成“中等”狀態，能改善汽車高速時的行駛穩定性和操縱性不平整路面控制使彈簧剛度和減振力視需要變成“中等”或“堅硬”狀態，以抑制汽車車身在懸架上下垂，從而改善汽車在不平坦路面上行駛時的乘坐舒適性顛動控制使彈簧剛度和減振力變成“中等”或“堅硬”狀態，抑制汽車在不平坦路面上行駛時的顛動跳振控制使彈簧剛度和減振力視需要變成“中等”或“堅硬”狀態，能抑制汽車在不平坦路面上行駛時的上下跳振自動高度控制不管乘客和行李質量情況如何，使汽車高度保持某一恒定的高度位置，操作高度控制開關使汽車的目標高度變為“正常”或“高”的狀態高車速控制當高度控制開關在“HIGH”位置時，汽車高度會降低至”正常”狀態，從而改善高速行駛時的穩定性點火開關OFF控制當點火開關關閉后因乘客和行李質量變化而使汽車高度變為高于目標高度時，能使汽車高度降低至目標高度，從而改善汽車駐車時的姿勢表2-3雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統控制功能表2023/9/3207.2.3典型汽車電控懸架介紹控制項目功能防2.雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統操作操作選擇開關：位置；作用平順性開關高度控制開關高度控制ON/OFF開關2023/9/3212.雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統操作2023/8/3.雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統組成及工作原理

組成：空氣壓縮機、干燥器、排氣閥、高度控制閥、高度控制繼電器、高度傳感器、轉向傳感器、懸架控制執行器、懸架電控單元ECU、懸架剛度調節裝置和減振器阻尼力調節裝置等。圖2-15雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統零部件車上布置2023/9/3223.雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統組成及工作原理圖2工作原理圖圖2-16雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統工作原理圖2023/9/323工作原理圖圖2-16雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系1）汽車高度控制低于設定高度→空氣壓縮機運轉→高度控制閥打開→壓縮空氣進入氣壓缸的主氣室→車身升高高于設定目標→高度控制閥及排氣閥打開→壓縮空氣排到大氣中→車身下降圖2-17汽車高度控制系統空氣流通圖2023/9/3241）汽車高度控制圖2-17汽車高度控制系統空氣流通圖22）彈簧剛度和減振器阻尼力控制進入空氣懸架副氣室的空氣量越多，貯氣空間越大，空氣彈簧的剛度越小，反之剛度越大。圖2-21氣壓缸的結構2023/9/3252）彈簧剛度和減振器阻尼力控制圖2-21氣壓缸的結構22.3電控懸架檢修及故障診斷2.3.1豐田雷克薩斯LS400汽車電控懸架的一般性檢查1.車身高度調整功能的檢查1）車身升高檢查2）車身降低檢查圖2-25手動車身高度控制開關的位置2023/9/3262.3電控懸架檢修及故障診斷2.3.1豐田雷克薩斯2．溢流閥工作的檢查3．空氣管路漏氣檢查4．車身高度的檢查與調整1）車身高度的檢查2）車身高度調整部位車前端車后端左右誤差前后誤差高度/mm228±10210±10<1017.5±1.5表2-5車身的高度2023/9/3272．溢流閥工作的檢查部位車前端車后端左右誤差前后誤差高度7.3.2豐田雷克薩斯LS400汽車電控懸架的故障自診斷1.指示燈的檢查指示燈應亮2s左右圖2-33懸架控制指示燈的位置2023/9/3287.3.2豐田雷克薩斯LS400汽車電控懸架的故障自診斷2.故障碼的讀取（1）接通點火開關。（2）用跨接線將TDCL或檢查連接器的端子TC與El連接。（3）根據儀表板高度控制“NORM”指示燈的閃爍情況讀取故障碼。3．故障碼的清除2023/9/3292.故障碼的讀取2023/8/3297.3.3豐田雷克薩斯LS400汽車電控懸架的故障分析及診斷常見故障：懸架剛度和阻尼系數控制失靈，高度控制失靈等。1.懸架剛度和阻尼系數控制失靈1）LRC指示燈顯示狀態不變現象：不管如何操作懸架剛度和阻尼系數控制開關（LRC），LRC指示燈顯示狀態保持原樣不變。原因：懸架剛度和阻尼系數控制開關（LRC）電路故障，懸架電控單元（ECU）有故障。2）懸架剛度和阻尼系數控制失效現象：汽車在行駛時，懸架剛度和阻尼系數不隨著行駛狀況、路況、汽車姿態變化而調節。原因：懸架控制執行器電路有故障，懸架控制執行器電源電路故障，TC與TS端子電路有故障，懸架剛度和阻尼系數控制開關（LRC）電路故障，空氣彈簧減振器故障，懸架電控單元（ECU）有故障。

2023/9/3307.3.3豐田雷克薩斯LS400汽車電控懸架的故障分析2.高度控制失靈1）高度控制指示燈的顯示不隨高度控制開關操作而變化現象：高度控制開關無論轉換在何種模式，高度指示燈顯示模式不變。原因：高度控制開關電路故障，調節器電路故障，高度控制電源電路故障，高度控制傳感器故