項目三電子教案項目名稱項目三電子控制懸架系統(EMS)教學內容電子控制懸架系統簡介、結構及工作原理、實例分析、檢修授課時間授課學時教學目標知識目標1.了解電子控制懸架系統的基本內容2.掌握電子控制懸架系統的結構及工作原理3.熟悉電子控制懸架系統的實例分析4.掌握電子控制懸架系統的檢修技能目標1.能熟知電子控制懸架系統的結構及工作原理2.能辨析電子控制懸架系統實例分析中的差異及對應的檢修方法素養目標具備良好的職業素養及吃苦耐勞、刻苦鉆研、精益求精的學習精神實訓目標1.了解電子控制懸架系統的功能2.熟悉電子控制懸架系統的工作原理3.掌握電子控制懸架系統檢修過程中應注意的事項教學方法講授、自學、運用多媒體等教學方法學習方法學生課前通過內容導覽、項目預習、查閱資料，課上通過教師講授、小組討論交流，課后通過實訓任務工單、反思總結、評價等方式進行本項目的學習信息化手段教材及配套的課件、教案、投影儀等 項目三教學過程引導問題引導1.汽車懸架系統的分類有哪幾種?引導2.懸架電子控制單元的功能有哪些?引導3.半主動懸架系統由哪幾個方面組成?任務名稱任務一電控液力自動變速器簡介教授新知一、汽車懸架系統的分類(一)傳統被動式懸架大多數汽車都安裝有由彈簧和減振器組成的機械式懸架。由于這種常規懸架系統內無能源供給裝置,懸架的彈性和阻尼參數不會隨外部狀態而變化,因而稱其為被動式懸架。這種懸架雖然采用參數優化的設計方法,以求盡量兼顧各種性能要求,但實際上由于最終設計的懸架參數是不可調節的,所以在使用中很難滿足較高的行駛要求。(二)半主動式懸架半主動式懸架可視為由可變特性的彈簧和減振器組成的懸架系統,它沒有動力源為懸架系統提供連續的能量輸入,優點是工作時幾乎不消耗動力。(三)主動式懸架主動式懸架是一種具有做功能力的懸架,通常包括產生力和轉矩的主動作用器、測量元件和反饋控制器等。二、電子控制懸架系統的功能電子控制懸架系統的基本目的是控制調節懸架的剛度和阻尼力,突破傳統被動懸架的局限性,使汽車的懸架特性與道路狀況和行駛狀態相適應,從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩定性要求都能得到滿足,基本功能有以下三個方面。(一)車高調整(二)減振器阻尼力控制(三)彈簧剛度控制三、電子控制懸架系統的基本組成與基本工作原理電子控制懸架系統主要由感知汽車運行狀況的各種傳感器、開關、電控單元及執行機構等組成。電子控制懸架系統的基本工作原理:傳感器和開關采集汽車行駛路面的狀況和車身的狀態參數信號(車身高度、車速、轉向角度及速率、制動等),電控單元對采集的信號進行處理,并驅動電路控制懸架系統的執行機構,使懸架系統的剛度、減振器的阻尼力及車身高度等參數得以改變,從而使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩定性。任務名稱任務二電子控制懸架系統的結構及工作原理教授新知一、傳感器的結構與工作原理(一)轉向盤轉角傳感器轉向盤轉角傳感器安裝在轉向信號開關總成內,主要用于檢測轉向盤的中間位置、轉動方向、轉動角度和轉動速度等。在電子控制懸架系統中,電控單元根據轉向盤轉角傳感器信號和車速傳感器信號,判斷汽車轉向時側向力的大小和方向,以控制車身的側傾。(二)車身高度傳感器車身高度傳感器的作用是把車身高度即汽車懸架裝置的位移量轉化成電信號,輸送給控制單元。常用的車身高度傳感器主要有光電式高度傳感器、霍爾高度傳感器、片簧開關式高度傳感器等。(三)加速度傳感器當車輪打滑時,不能以轉向角和汽車車速正確判斷車身側向力的大小。為了直接測出車身橫向加速度和縱向加速度,可以利用加速度傳感器。橫向加速度傳感器主要用于檢測汽車轉向時,汽車因離心力的作用而產生的橫向加速度,并將產生的電信號輸送給電控單元ECU,使電控單元能判斷懸架系統阻尼力改變的大小及空氣彈簧中空氣壓力的調節情況,以維持車身的最佳姿勢。(四)節氣門位置傳感器懸架控制系統中利用節氣門位置傳感器信號來判斷汽車是否進行急加速。節氣門位置傳感器先將信號輸入發動機電子控制裝置,然后,發動機電子控制裝置再將此信號輸入懸架電子控制裝置。(五)車速傳感器汽車車身是汽車懸架系統常用的控制信號,汽車車身的側傾程度取決于車速和汽車轉彎半徑的大小。通過對車速的檢測,調節電控懸架的阻尼力,從而改善汽車行駛的安全性。(六)模式選擇開關模式選擇開關位于變速桿旁。駕駛員根據汽車的行駛狀況和路面情況選擇懸架的運行模式,從而決定減振器的阻尼力大小。二、懸架電子控制單元懸架電子控制單元ECU是一臺小型專用計算機,一般由輸入電路、微處理器、輸出電路和電源電路等組成,是懸架控制系統的中樞,具有多種功能。(一)提供穩壓電源控制裝置內部所用電源和各種傳感器的電源均由穩壓電源提供。(二)傳感器信號放大用接口電路將輸入信號(如各種傳感器信號、開關信號)中的干擾信號除去,然后放大、變換極值、比較極值,變換為適合輸入控制裝置的信號。(三)輸入信號的計算電子控制單元根據預先寫入只讀存儲器ROM中的程序對各輸入信號進行計算,并將計算結果與內存的數據進行比較后,向執行機構(電動機、電磁閥、繼電器等)發出控制信號。輸入ECU的信號除了開/關信號還有電壓信號時,還應進行A/D轉換。(四)驅動執行機構懸架ECU用輸出驅動電路將輸出驅動信號放大,然后輸送到各執行機構,如電動機、電磁閥、繼電器等,以實現對汽車懸架參數的控制。(五)故障診斷懸架ECU用故障檢測電路來檢測傳感器、執行器、線路等故障。當發生故障時,將信號送入懸架ECU,目的在于即使發生故障,也應使懸架系統安全工作,并且在修理時容易確定故障所在位置。三、執行機構的結構與工作原理(一)阻尼力控制執行機構1.可調阻尼力減振器2.直流電動機式執行器(二)側傾剛度控制的執行機構汽車的側傾剛度與汽車的轉向特性密切相關。為改變汽車的側傾剛度,可以通過改變橫向穩定桿的扭轉剛度實現。側傾剛度控制系統根據電子控制單元ECU的信號,通過一執行器來控制橫向穩定桿液壓缸內的油壓,達到調節橫向穩定桿扭轉剛度的目的。1.橫向穩定桿執行器橫向穩定桿執行器由直流電動機、渦輪、蝸桿、行星齒輪機構和限位開關等組成。2.液壓缸液壓缸安裝在橫向穩定器與懸架下控制臂之間,通過改變液壓缸內的油壓來改變橫向穩定桿的扭轉剛度。(三)彈簧剛度控制的執行機構氣動缸由封入低壓惰性氣體和阻尼力可調的減振器、旋轉式膜片、主氣室、副氣室和懸架元件組成。(四)車高控制的執行機構通過向空氣彈簧的主氣室內充放氣實現車身高度的調節。車高控制執行機構主要由空氣閥、空氣壓縮機和設置在懸架之上的主氣室組成。任務名稱任務三電子控制懸架系統的實例分析教授新知一、半主動懸架系統豐田雷克薩斯LS400轎車的電子控制懸架系統是一種典型的半主動懸架系統。它可以對車身高度、彈簧剛度及減振器阻尼力進行綜合控制,因此,具有良好的乘坐舒適性和操縱穩定性。它由空氣壓縮機、干燥器、排氣電磁閥、高度控制閥、高度控制開關、懸架電子控制單元、懸架控制開關、高度傳感器、轉向盤轉角傳感器、懸架控制執行器、空氣彈簧、可調阻尼力減振器和節氣門位置傳感器等組成。(一)懸架控制開關(二)高度控制ON/OFF開關(三)車身高度指示燈(四)LRC指示燈(五)高度控制插座(六)轉向盤轉角傳感器(七)高度傳感器(八)1號和2號高度控制閥(九)懸架電子控制單元ECU(十)懸架控制執行器(十一)空氣彈簧(十二)可調減振器二、主動懸架系統三菱轎車上裝備的電子控制主動懸架系統(A-ECS),它能夠根據本身的負載情況、行駛狀態和路面情況等,主動地調節包括懸架系統的阻尼力、汽車車身高度和行駛狀態、彈性元件的剛度在內的多項參數,使汽車的相關性能處于最佳狀態。該系統主要由空氣彈簧、普通螺旋彈簧、電子控制單元、車速傳感器、G傳感器、轉角傳感器、節氣門位置傳感器、高度傳感器、阻尼力轉換執行器、電磁閥、空氣壓縮機、儲氣筒、空氣管路和繼電器等組成。(一)系統用五個傳感器來檢測汽車行駛狀態1.轉角傳感器用于檢測汽車轉向操作。2.節氣門位置傳感器用于檢測汽車加速度。3.高度傳感器用于檢測汽車車身高度。4.G傳感器用于檢測汽車轉彎時的橫向加速度。5.壓力傳感器用于檢測空氣彈簧中的空氣壓力。(二)汽車車身高度調節系統的結構及工作原理ECS空氣壓力回路為封閉回路,由空氣壓縮機、空氣干燥器、儲氣筒、流量控制電磁閥、前后懸架控制電磁閥、空氣彈簧和它們之間的連接管路等組成。空氣彈簧排出的空氣不排入大氣,而是排入稍加壓的低壓腔。(三)可調阻尼力減振器的執行器可調阻尼力減振器的執行器是安裝于懸架系統上方的步進電動機。步進電動機根據電子控制單元ECU發出的脈沖信號的波形數量驅動減振器回轉閥動作,改變減振器油孔的通流截面來改變減振器的阻尼力,使懸架系統具有軟、中、硬三種阻尼力的模式。任務名稱任務四電子控制懸架系統的檢修教授新知一、檢修過程中應注意的事項(1)維修過程中若斷開蓄電池,將會丟失懸架ECU中存儲的信息。(2)當用千斤頂將汽車頂起時,應將高度控制ON/OFF開關撥到OFF位置。(3)當點火開關在打開狀態下時,不要拆卸或安裝懸架ECU及其電子插頭。(4)如果汽車生產廠的維修手冊沒有指明,就不要將電子控制懸架系統的任何電路或元件加電壓或接地。(5)在電子控制懸架系統的檢測中,必須用生產廠家在維修手冊中提到的檢測工具,否則可能損壞控制系統的零部件。(6)在放下千斤頂前,應將汽車下面所有的物體搬走。(7)在開動汽車之前,應啟動發動機將汽車的高度調整到正常狀態。(8)前安全氣囊碰撞傳感器安裝在空氣壓縮機和1號車身高度控制閥上面。二、功能檢查與調整(一)車高的檢查1.汽車高度的檢查2.車身高度調整步驟3.車身高度調整功能的檢查(二)漏氣的檢查檢查空氣軟管和軟管接頭是否漏氣。(1)將高度控制開關撥到HIGH位置使汽車高度上升。(2)將發動機熄火。(3)在空氣軟管和軟管接頭處涂肥皂水,檢查是否漏氣。三、自診斷系統當電子控制懸架系統出現故障時,