第13章 电子控制悬架系统

汽车底盘构造与维修第13章电子控制悬架系统13.1概述电控悬架系统（ElectronicModulatedSuspension，简称EMS）一、电子控制悬架系统的功用：（1）车高调节功能；（2）衰减力调节功能；（3）控制悬架系统减振力和弹性元件的弹性或刚性系数。汽车底盘构造与维修图13.1电控悬架系统的控制功能汽车底盘构造与维修二、电子控制悬架系统的类型：根据控制目的不同：可分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式按悬架系统结构形式：可分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统根据控制系统有源或无源：可分为半主动悬架和全主动悬架，其中全主动悬架的各种性能都明显优于半主动悬架和被动悬架。汽车底盘构造与维修13.2电子控制悬架系统的结构与工作原理13.2.1电控悬架系统的组成与工作原理组成：传感器、电子控制单元（ECU）、执行机构等。工作原理：传感器将汽车行驶的路面情况（汽车的振动）和车速及起动、加速、转向、制动等工况转变为电信号，输送给电子控制单元，电子控制单元将传感器送入的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度和阻尼及车身高度进行调节的控制信号。汽车底盘构造与维修图13.2电控悬架系统的组成汽车底盘构造与维修图13.3传感器在车上的布置汽车底盘构造与维修13.2.2传感器的结构与工作原理1.车身高度传感器2.转向盘转角传感器3.车速传感器4.节气门开度传感器5.车门传感器6.高度控制开关7.模式选择开关8.制动灯开关汽车底盘构造与维修光电式转角传感器的结构和工作原理汽车底盘构造与维修光电式转角传感器的结构和工作原理汽车底盘构造与维修13.2.3电子控制单元电子控制单元（ECU）是电控悬架系统的控制中枢。它由数字电路构成，各传感器传来的信号经输入电路整形变换后以数字信号的形式经输入电路送入悬架ECU，ECU对这些信号进行分析、比较和判断处理，经精确计算后输出控制信号。汽车底盘构造与维修13.2.4执行机构的结构与工作原理1.空气悬架刚度的调节空气悬架结构简图1-副气室；2-控制阀3-主气室汽车底盘构造与维修图13.6空气悬架结构简图汽车底盘构造与维修图13.7悬架刚度的调节原理汽车底盘构造与维修2.悬架阻尼的调节：图13.8悬架阻尼的调节原理汽车底盘构造与维修3.悬架控制执行器：图13.9悬架控制执行器汽车底盘构造与维修4.车身高度的控制：图13.10车身高度调节原理汽车底盘构造与维修13.2.5典型的电子控制悬架系统1.系统组成及工作原理：组成：空气压缩机、干燥器、排气阀、高度控制阀、高度控制继电器、高度传感器、悬架控制执行器、转向传感器、悬架ECU、悬架刚度调节装置和减振器阻尼力调节装置等。汽车底盘构造与维修图13.11雷克萨斯LS400轿车电控空气悬架系统零部件车上布置汽车底盘构造与维修工作原理：(1)汽车高度控制汽车高度控制系统由空气压缩机、干燥器、排气阀、1号高度控制阀、2号高度控制阀、1号高度控制继电器、2号高度控制继电器、前后左右4个气压缸、4个车身高度传感器及悬架ECU等组成。汽车底盘构造与维修图13.12车高控制系统空气流通图汽车底盘构造与维修图13.131号和2号高度控制阀控制电路汽车底盘构造与维修图13.14空气压缩机控制电路汽车底盘构造与维修（2）弹簧刚度和减振器阻尼力控制悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在气压缸的上部。ECU将信号送至悬架控制执行器以同时驱动减振器的阻尼调节杆和气压缸的气阀控制杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度。汽车底盘构造与维修图13.16气压缸的结构汽车底盘构造与维修图13.17悬架控制执行器电路汽车底盘构造与维修2.系统操作：电控空气悬架系统有3个操作选择开关：平顺性开关、高度控制开关和高度控制ON/OFF开关。高度控制ON/OFF开关安装在汽车尾部后备箱的左边。当高度控制ON/OFF开关处于ON位置时，系统可按选择方式进行车身高度自动控制；当该开关处于OFF位置时，系统不执行车身高度控制。汽车底盘构造与维修高度控制开关和平顺性开关：高度控制开关用于选择控制车身高度。当高度控制开关处于HIGH（高）位置时，系统对车身高度进行“高值自动控制”；当高度控制开关处于“NORM”（常规）时，车身高度则进入“常规值自动控制”状态。汽车底盘构造与维修平顺性开关：用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。当平顺性开关处于“SPORT”（运动）位置时，系统进入“高速行驶自动控制”；当平顺性开关处于“NORM”位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行“常规值自动控制”。汽车底盘构造与维修13.3电子控制悬架系统的使用与检修13.3.1检修注意事项1.维修过程中，当点火开关在打开状态下，不要随意断开蓄电池，否则会丢失控制模块中存储的信息，也不要拆卸或安装控制模块及其电子插头。2.吊起、支起或拖动汽车之前，应该将悬架控制开关置于“OFF”位置或断开蓄电池负极。3.在开动汽车之前，必须起动发动机使汽车高度恢复到正常状态。汽车底盘构造与维修4.如果汽车生产厂的维修手册没有指明，就不要将系统的任何电路或元件加电压或接地。5.如果汽车装有安全气囊系统，在维修电子控制悬架前，应先将安全气囊系统断开，否则可能造成人身伤害或财产损失。6.在控制系统的检测中，必须用生产厂在维修手册中提到的检测工具，否则可能损坏控制系统的零部件。汽车底盘构造与维修13.3.2功能检查与调整1.车辆高度功能的检查：操作高度控制开关检查汽车高度的变化。（1）检查轮胎气压是否正常（前轮230kpa,后轮250kpa）；（2）测量车身高度；汽车底盘构造与维修（3）启动发动机，将高度控制开关从NORM转换到HIGH位置，高度的变化量应为10~30mm，从操作高度开关到压缩机启动的时间应为2s，从压缩机启动到高度调整完成的时间为20~40s；（4）使车辆处于高状态，启动发动机，将高度调整开关从HIGH位置转换到NORM，车辆高度变化应为10~30mm，从操作高度开关到开始排气的时间为2s，从开始排气到高度调整结束时间应为20~40s。汽车底盘构造与维修2.溢流阀的检查：当压缩机工作时，检查溢流阀能否工作。（1）将点火开关ON，连接高度控制连接器的端子1与7，迫使压缩机工作。（2）待压缩机工作一段时间后，检查溢流阀是否放气。若不能放气，应检查压缩机、溢流阀是否工作不良以及管路是否漏气（3）将点火开关转到OFF，清除故障代码（迫使压缩机工作时，ECU中将记录一个故障代码）。汽车底盘构造与维修3.管路漏气的检查：将高度控制开关置于HIGH位置以使车辆高度升高，然后使发动机熄火，用中性肥皂水检查压缩机空气管路及接头有无泄漏现象。汽车底盘构造与维修4.车辆高度检查图13.20车身高度测量点汽车底盘构造与维修图13.21车高传感器连接杆尺寸调节与检查汽车底盘构造与维修13.3.3自诊断系统1.指示灯的检查:当点火开关在ON位置时，仪表板上的LRC（LexusRidingControl，雷克萨斯乘坐控制，即模式选择开关）指示灯和高度控制指示灯应亮2s左右，如图13.22所示。2s后，各指示灯的亮灭则取决于其控制开关的位置。汽车底盘构造与维修•阻尼模式指示灯•车身高度指示灯•阻尼模式指示灯图13.22悬架控制指示灯的显示汽车底盘构造与维修2.故障码的读取:（1）接通点火开关；（2）用跨接线将TDCL或检查连接器的端子Tc与E1连接；（3）根据仪表板高度控制“NORM”指示灯的闪烁情况读取故障代码。汽车底盘构造与维修3.故障码的清除:（1）关闭点火开关，拆下2号接线盒中的ECU-B熔丝10s以上，即可清除故障代码。（2）关闭点火开关，用跨接线将端子9与端子8连接，同时使检查连接器的端子Tc和E1连接。保持在这一状态10s以上，然后接通点火开关，并脱开以上各端子，也可以清除故障代码。4.故障码表汽车底盘构造与维修13.3.4故障分析1.悬架刚度和阻尼系数控制失灵2.汽车车身高度控制失灵汽车底盘构造与维修1．悬架刚度和阻尼系数控制失灵（1）操作LRC开关时，LRC指示灯的状态不变，可能的故障部位有：①LRC开关电路。②悬架控制系统电脑。（2）悬架的刚度和阻尼控制不起作用，可能的故障部位有：①悬架控制执行器及电路。②Tc端子电路。③Ts端子电路。④TRC开关电路。⑤气压缸或减振器。⑥悬架控制系统电脑。汽车底盘构造与维修（3）只有防侧倾控制不起作用，可能的故障部位有：①转向传感器及其电路。②悬架控制系统电脑。（4）只有防俯仰不起作用，可能的故障部位有：①节气门位置传感器及其电路。②悬架控制系统电脑。汽车底盘构造与维修（5）只有防点头不起作用，可能的故障部位有：①车速传感器及其电路。②制动灯开关及其电路。③悬架控制系统电脑。（6）只有在高速时不起作用，可能的故障部位有：①车速传感器及其电路。②悬架控制系统电脑。汽车底盘构造与维修13.3.5电控悬架系统的电路连接如图13.23所示为雷克萨斯LS400轿车电控空气悬架系统的线路连接图；如图13.24所示为悬架系统ECU连接器；如表13.4所示为连接器各接线端子与ECU连接对象的对应关系。汽车底盘构造与维修图13.24悬架系统ECU连接器