汽車底盤電控技術主編：王亮

李永輝

張孟華出版社：電子工業(yè)出版社電子控制懸架系統(tǒng)(EMS)項目三

本項目的學習包含實例分析,這就要求我們做到理論與實踐相結合,多實踐,從實例中找經(jīng)驗,以提高自身技能。對每一位顧客負責,為廣大人民的安全著想,服務于人民,服務于每一位顧客。1思政導言010302知識目標實訓目標技能目標知識目標1.了解電子控制懸架系統(tǒng)的基本內(nèi)容2.掌握電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理3.熟悉電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析4.掌握電子控制懸架系統(tǒng)的檢修技能目標1.能熟知電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理2.能辨析電子控制懸架系統(tǒng)實例分析中的差異及對應的檢修方法實訓目標1.了解電子控制懸架系統(tǒng)的功能2.熟悉電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理3.掌握電子控制懸架系統(tǒng)檢修過程中應注意的事項1項目預習引導問題引導1引導2引導3汽車懸架系統(tǒng)的分類有哪幾種?懸架電子控制單元的功能有哪些?半主動懸架系統(tǒng)由哪幾個方面組成?1項目預習目錄電子控制懸架系統(tǒng)簡介電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析電子控制懸架系統(tǒng)的檢修01020304CONTENTS電子控制懸架系統(tǒng)簡介01

一、汽車懸架系統(tǒng)的分類

目前,汽車懸架系統(tǒng)按照控制方式通常分為傳統(tǒng)被動式、半主動式和主動式三類。其中,半主動式又分為有級半主動式(阻尼有級可調(diào))和無級半主動式(阻尼連續(xù)可調(diào))兩種;主動式根據(jù)驅動機構和介質(zhì)的不同,可分為由電磁閥驅動的油氣主動式和由步進電動機驅動的空氣主動式。半主動式和主動式懸架系統(tǒng)均可根據(jù)控制裝置的不同,分為機械控制式和電子控制式兩種。

二、電子控制懸架系統(tǒng)的功能

電子控制懸架系統(tǒng)的基本目的是控制調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼力,突破傳統(tǒng)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(tài)相適應,從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)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(diào)整(二)減振器阻尼力控制(三)彈簧剛度控制電子控制懸架系統(tǒng)簡介01

三、電子控制懸架系統(tǒng)的基本組成與基本工作原理

雖然現(xiàn)代汽車電子控制懸架系統(tǒng)的控制功能和控制原理不盡相同,結構形式也多種多樣,但是它們的基本組成是相同的。電子控制懸架系統(tǒng)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(zhí)行機構等組成。電子控制懸架系統(tǒng)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(tài)參數(shù)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(tǒng)的執(zhí)行機構,使懸架系統(tǒng)的剛度、減振器的阻尼力及車身高度等參數(shù)得以改變,從而使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性,如圖3-1所示。電子控制懸架系統(tǒng)簡介01電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

一、傳感器的結構與工作原理

(一)轉向盤轉角傳感器

具體檢查方法如下。

轉向盤轉角傳感器安裝在轉向信號開關總成內(nèi),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。現(xiàn)代轎車采用的轉向盤轉角傳感器多為光電式傳感器。一轎車電子控制懸架系統(tǒng)中所采用的光電式轉向盤轉角傳感器的安裝位置和結構圖,如圖3-2所示。電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

光電式轉向盤轉角傳感器的工作原理和電路原理如圖3-3所示。當轉動轉向盤時,信號盤同時轉動,兩個光電耦合器的輸出端產(chǎn)生與轉向軸轉角成一定比例的通(ON)、斷(OFF)交變信號,懸架系統(tǒng)控制裝置根據(jù)此信號的變化來判斷轉向盤的轉角和轉速。電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

(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,下面以光電式高度傳感器為例講解其結構和工作原理。車身高度傳感器固定在車架上,傳感器軸的外端裝有導桿,導桿的另一端通過連桿與獨立懸架的下擺臂連接,如圖3-4所示。光電式車身高度傳感器的工作原理如圖3-5所示。電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

(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。常用的加速度傳感器有差動變壓器式和鋼球位移式兩種。(四)節(jié)氣門位置傳感器懸架控制系統(tǒng)中利用節(jié)氣門位置傳感器信號來判斷汽車是否進行急加速。節(jié)氣門位置傳感器先將信號輸入發(fā)動機電子控制裝置,然后,發(fā)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(tǒng)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(diào)節(jié)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(jù)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。電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

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(tǒng)的中樞,具有多種功能。

(一)提供穩(wěn)壓電源(二)傳感器信號放大(三)輸入信號的計算(四)驅動執(zhí)行機構(五)故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02

三、執(zhí)行機構的結構與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的結構及工作原理02電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析03

一、半主動懸架系統(tǒng)

豐田雷克薩斯LS400轎車的電子控制懸架系統(tǒng)是一種典型的半主動懸架系統(tǒng)。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(wěn)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(zhí)行器、空氣彈簧、可調(diào)阻尼力減振器和節(jié)氣門位置傳感器等組成,如圖3-15所示。

電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析03

二、主動懸架系統(tǒng)

三菱轎車上裝備的電子控制主動懸架系統(tǒng)(A-ECS),如圖3-17所示。它能夠根據(jù)本身的負載情況、行駛狀態(tài)和路面情況等,主動地調(diào)節(jié)包括懸架系統(tǒng)的阻尼力、汽車車身高度和行駛狀態(tài)、彈性元件的剛度在內(nèi)的多項參數(shù),使汽車的相關性能處于最佳狀態(tài)。

該系統(tǒng)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(jié)氣門位置傳感器、高度傳感器、阻尼力轉換執(zhí)行器、電磁閥、空氣壓縮機、儲氣筒、空氣管路和繼電器等組成。電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析03

(一)系統(tǒng)用五個傳感器來檢測汽車行駛狀態(tài)

1.轉角傳感器

用于檢測汽車轉向操作。

2.節(jié)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(diào)節(jié)系統(tǒng)的結構及工作原理1.氣壓的建立2.車身高度的升高3.車身高度的降低4.空氣的內(nèi)部循環(huán)電子控制懸架系統(tǒng)的實例分析03

(三)可調(diào)阻尼力減振器的執(zhí)行器

可調(diào)阻尼力減振器的執(zhí)行器是安裝于懸架系統(tǒng)上方的步進電動機。步進電動機根據(jù)電子控制單元ECU發(fā)出的脈沖信號的波形數(shù)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(tǒng)具有軟、中、硬三種阻尼力的模式。電子控制懸架系統(tǒng)的檢修04

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(tài)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(chǎn)廠的維修手冊沒有指明,就不要將電子控制懸架系統(tǒng)的任何電路或元件加電壓或接地。(5)在電子控制懸架系統(tǒng)的檢測中,必須用生產(chǎn)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(tǒng)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(fā)動機將汽車的高度調(diào)整到正常狀態(tài)。(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。

電子控制懸架系統(tǒng)的檢修04

二、功能檢查與調(diào)整

(一)車高的檢查

1.汽車高度的檢查2.車身高度調(diào)整步驟3.車身高度調(diào)整功能的檢查

(二)漏氣的檢查

(1)將高度控制開關撥到HIGH位置使汽車高度上升。(2)將發(fā)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(tǒng)

當電子控制懸架系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,懸架ECU將使“NORM”指示燈每秒閃爍一次報警,這時可通過專用儀器進行檢查。首先使用故障自診斷系統(tǒng)讀取故障碼,然后分析故障原因,排除故障。

四、故障分析

在進行故障分析時,有許多故障原因可能與懸架ECU有關,但實