電控懸架培訓講座

第六節(jié)電控懸架一、懸架的分類：被動懸架：其結構參數(shù)不能主動適應在不同路面上遇到的情況。主動懸架：其結構參數(shù)如：減振器阻尼力、彈簧剛度、車身高度等可隨路面情況可變化。半主動懸架：只控制減振器阻尼力的主動懸架。二、電控空氣懸架的組成及工作原理電控空氣懸架主要有電控系統(tǒng)〔控制單元ECU、高度控制傳感器、轉向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、懸架控制開關等〕和空氣懸架系統(tǒng)〔空氣壓縮機、空氣彈簧、阻力可調減振器等〕及執(zhí)行器〔懸架控制執(zhí)行器、高度控制閥等〕3局部組成。電控空氣懸架工作原理：電控空氣懸架的控制系統(tǒng)根據(jù)汽車行駛狀況，由模式選擇〔LRC〕開關、車速傳感器、轉向傳感器、制動燈開關等部件獲得的信息傳遞給懸架ECU，ECU經過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使執(zhí)行器工作，帶動減振器的阻尼調節(jié)桿和回轉閥轉動來調節(jié)減振器阻尼力的大小，同時也帶動空氣彈簧氣壓缸的氣閥控制桿旋轉，從而改變懸架彈簧的剛度。對車身高度的控制是由ECU通過模式選擇開關，車身高度傳感器、車速傳感器和門控燈開關等部件獲得有關信息，經過計算并與設定值進行比較后發(fā)出控制信號使空氣壓縮機工作，給空氣彈簧充氣來提高車身高度或使排氣電磁閥通電，翻開電磁閥使空氣彈簧排氣來降低車身高度。三、主要零部件及工作原理1、懸架控制開關〔模式選擇開關〕凌志LS400乘用車懸架控制開關由LRC開關和高度控制開關組成。兩開關都裝在中央控制板的靠近駕駛座換檔桿指示燈處。LRC開關用于選擇減振器和空氣彈簧的工作模式〔NORMALAUTO〕或〔SPORTAUTO〕；高度控制開關用于選擇所車身高度〔NORMAL或HIGH〕。LRC開關還可以選擇懸架的剛度和阻尼力。當LRC開關處于SPORT位置時，系統(tǒng)進入“高度行駛〔硬狀態(tài)〕自動控制〞；當LRC開關處于NORMAL位置時，系統(tǒng)對懸架剛度和阻尼進行常規(guī)值自動控制狀態(tài)。此時懸架ECU根據(jù)車速傳感器傳入的信號，使懸架的剛度和阻尼力自動調整為軟、中等或硬的某種狀態(tài)。高度控制開關在選擇車身高度時，當開關處于HIGH位置時，系統(tǒng)對車身高度進行“高值自動控制〞；當開關處于NORMAL位置時，車身高度那么進入“常規(guī)值自動控制〞狀態(tài)。2、車身高度傳感器該傳感器安裝在車身與車橋之間，用來檢測車身高度的變化和因道路不平而引起的懸架位移量，并將其轉化電信號傳送給懸架ECU。ECU根據(jù)輸入的信號，控制空氣壓縮機工作或排氣閥的開啟，以增加或減少空氣懸架主氣室中的空氣量，保持車身高度為需求值。車身高度傳感器有光電式和霍爾效應式兩種。光電式車身高度傳感器由4對遮光器和圓盤組成。每對遮光器又由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成。開有槽的圓盤與轉軸一起旋轉，轉軸通過連桿與懸架的擺臂相連。圓盤裝在遮光器的發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。當車身高度發(fā)生變化時，連桿隨擺臂上下擺動，從而帶動轉軸和圓盤轉動，當圓盤轉至圖b)位置時，發(fā)光二極管的光線照射到光敏晶體管上,產生1個“通〞信號;當圓盤轉至圖c〕位置時,發(fā)光二極管的光線被圓盤遮斷，產生1個“斷〞信號。隨著車身高度的不斷變化,遮光器輸出通/斷脈沖信號檢測車身高度，并將信號轉換成串行數(shù)據(jù)送至懸架ECU。3、轉向傳感器轉向傳感器安裝在轉向軸上,它的功用是檢測轉彎方向和轉向角度。轉向傳感器的外殼固定在轉向軸主管上,殼內有兩對遮光器,每對遮光器有1個發(fā)光二極管和1個光敏晶體管。沿圓周方向開有等距離槽的圓盤壓裝在轉向軸上,圓盤處于發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。轉向傳感器的工作原理與車高傳感器的工作原理相同。當圓盤隨轉向軸轉動時,兩對遮光器的輸出端那么進行通/斷信號輸出,并利用通/斷信號變換速度檢測出轉向軸的速度。同時,兩對遮光器的通/斷變換相位錯開90o,因此,通過判斷哪個遮光器首先轉變?yōu)椤巴è暊顟B(tài),即可檢測出轉向軸的轉動方向。4、懸架控制執(zhí)行器懸架控制執(zhí)行器的功用是調節(jié)減振器的阻尼力和彈簧的剛度。采用空氣彈簧的懸架,空氣彈簧與減振器為并聯(lián)形式,如圖2-83所示。4、懸架控制執(zhí)行器懸架控制執(zhí)行器安裝在空氣彈簧與減振器總成的上部、由驅動電機、傳動齒輪、小齒輪和兩根輸出軸組成,其外形如圖2-84所示。兩根輸出軸分別驅動減振器回轉閥控制桿和空氣彈簧空氣閥控制桿。各減振器內均設有回轉閥,回轉閥在控制桿的帶動下旋轉,當回轉閥轉角發(fā)生變化時,減振器的阻尼力隨之發(fā)生變化?？諝鈴椈傻目諝忾y在控制桿的驅動下,翻開或關閉空氣彈簧氣室與高度控制閥的通道,使壓縮空氣進入或排出,從而改變空氣彈簧的剛度及車身高度。5、高度控制閥和排氣閥高度控制閥和排氣閥的結構完全相同,都是由電磁線圈、柱塞、活動鐵芯等組成,如圖2-85所示。兩者的功用都是用來調節(jié)車身高度和空氣彈簧的剛度,區(qū)別在于安裝位置不同。高度控制閥有4個,安裝在空氣管和空氣彈簧氣室之間,控制壓縮空氣的通斷。排氣閥只有1個,安裝在空氣管與大氣之間,控制壓縮空氣與大氣的通斷。豐田凌志LS400中的1號高度控制閥用于前懸架的控制,它有2個高度控制閥分別控制前橋的左、右空氣彈簧。2號高度控制閥用于后懸架的控制,它與1號高度控制閥不同的是2個高度控制閥不是單獨工作。為了防止空氣管路中產生不正常壓力,2號高度控制閥中有一個溢流閥。豐田凌志LS400電控懸架的空氣管路如圖2-86所示。6、電控懸架的氣源裝置氣源裝置由直流電動機、單缸空氣壓縮機、枯燥器和排氣閥等組成,如圖2-87所示。直流電動機由懸架ECU控制,驅動空氣壓縮機產生壓縮空氣。壓縮空氣在進入空氣管路之前要經過枯燥器去除水分。排氣閥可將空氣彈簧中的壓縮空氣排至大氣中?？諝鈴椈膳艢鈺r也通過枯燥器，以保持化學枯燥劑的枯燥。四、電控懸架的故障診斷與檢修電控懸架系統(tǒng)一般都具有自診斷功能，即系統(tǒng)能自診斷本身是否有故障，并進行報警，以便及時查找故障原因和進行維修。1、自診斷系統(tǒng)的功能自診斷系統(tǒng)具有以下功能；一是監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀況。假設系統(tǒng)出現(xiàn)故障，裝在儀表盤上車身高度控制燈閃亮，以提醒駕駛員立即進行檢修。二是存儲故障碼。假設系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠將故障以故障碼的形式存放在懸架存儲ECU的隨機存儲器〔RAM〕中，在檢修汽車時，維修人員通過一定的方法讀取故障代碼及有關參數(shù)，以便迅速診斷出故障部位或查找故障的原因。三是失效保護。假設某一傳感器或執(zhí)行器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將以預先設定的參數(shù)取代有故障的傳感器或執(zhí)行器工作，從而保護系統(tǒng)不受損壞。2、進行自診斷的方法在進行電控懸架故障自診斷測試時，根據(jù)汽車制造廠家及車型的不同，可采用以下不同的方法：〔1〕專用診斷開關法有些汽車裝有按鈕式診斷開關，按下或旋轉專用開關，即可進入故障自診斷測試狀態(tài)，進行故障代碼的讀取?！?〕加速踏板法有的汽車在規(guī)定的時間內，將加速踏板連續(xù)踩下5次，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)?！?〕點火開關法有的汽車在將點火開關進行“ON-OFF-ON-OFF-ON〞一次，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)。如美國克萊斯勒公司生產的電控懸架就采用這種方法?！?〕跨接尋線法有的汽車需用跨接導線將高度控制連接器和發(fā)動機艙的檢查插接器的診斷輸入端子和搭鐵端子進行跨接，即可進入故障自診斷狀態(tài)，讀取故障代碼。如豐田系列汽車的電控懸架就采用這種方法?！?〕空調面板法有些汽車上控制板面上的相關控制開關，可兼做故障自診斷開關，一般是將空調控制板面上的“WARM〔加溫〕〞和“OFF〔關閉〕〞兩個按鍵同時按下一段時間，即可使電控懸架進入故障自診斷狀態(tài)。如林肯大陸和凱迪拉克汽車就采用這種方法?！?〕專用診斷儀法各種汽車電控懸架系統(tǒng)均配備專用故障診斷儀〔解碼器〕，將該儀器與電控懸架系統(tǒng)故障檢查插接器相連接，便可以直接進入故障自診斷狀態(tài)，并在診斷儀上讀取故障碼。3、電控懸架故障的診斷與檢修以豐田凌志LS400乘用車電控懸架〔EMAS〕為例，介紹一些常見故障與檢修方法。EMAS系統(tǒng)電路圖如圖2-88所示。懸架ECU插接器的端子排列如圖2-89所示。ECU端子的連接關系見表2-5?！?〕檢修本卷須知A、在頂起或吊起汽車前，應將位于后行李箱內的空氣懸架開關〔高度控制ON/OFF開關〕置于OFF位置，即切斷ECU的電源，否那么可能造成人身傷害、零件損壞和不必要的維修操作。假設開關處于“ON〞位置而誤頂起汽車和起動發(fā)動機，那么ECU會紀錄一個診斷代碼〔故障碼〕，此時務必將該代碼消除掉。B、在檢修時，不要觸及安裝在空氣懸架壓縮機和1號高度控制閥上面的前平安氣囊傳感器。如果必須觸及，那么應查找SRS平安的平安事項并嚴格按照要求進行操作。C、檢修結束要開動汽車前，應將汽車高度調整到正常狀態(tài)?！?〕溢流閥的檢測A、用跨接線將高度控制連接器的1號和7號端子連接起來，并將點火開關翻開，迫使壓縮機工作。待壓縮機工作一段時間后，觀察溢流閥是否放氣，假設不能放氣，那么應檢查官路中受否漏氣；壓縮機工作是否正常；溢流閥是否堵塞或有其他故障。B、檢測正常后關閉點火開關，并去除故障碼。特別注意的是當迫使壓縮機工作時，懸架ECU會認為有故障而紀錄一個故障碼，因此檢測完后應去除這個故障碼。〔3〕車身高度的檢查與調整在進行車身高度的檢查與調整時，應在水平路面上，并使高度控制開關置于正?！睳ORM〕位置。A、車身高度的檢查：將位于變速桿旁邊的LRC開關置于MORM位置。B、使車身上下跳動幾次，以便使懸架處于穩(wěn)定位置。C、向前、向后推動汽車，使車輪處于穩(wěn)定位置?！?〕車身高度的檢查與調整D、將變速桿置于“N〞位，然后掩住車輪，松開駐車制動器。E、起動發(fā)動機，將車身高度控制開關置于高〔HIGH〕位置，車身升高后等待60s，再將車身高度開關置于正常〔NORM〕位置，使車身下降，等待50

s。然后重復上述操作，以便使懸架各部件處于穩(wěn)定狀態(tài)。F、在汽車前端測量地面與下懸架臂安裝螺栓中心之間的高度；在汽車后端測量地面與2號下懸架臂安裝螺栓之間的高度。車身高度的調整：A、擰松車身高度傳感器連接桿上的兩個鎖緊螺母。B、轉動車身高度傳感器連接桿以調節(jié)其長度。連接桿每轉一圈能使汽車高度改變大約4mm。C、檢查車身高度傳感器的尺寸是否小于極限值〔前端和后端均為13mm〕。車身高度的調整：D、暫時擰緊兩個鎖緊螺母，復查車身高度。E、車身高度調整正常后，以4.4Nm的擰緊力矩擰緊鎖緊螺母。注意擰緊螺母時應確保球節(jié)與托架平行。F、檢查車輪定位是否正常，否那么應調整?！?〕指示燈的檢查EMAS系統(tǒng)通過指示燈的狀態(tài)可以檢查相應的故障，當系統(tǒng)正常時，指示燈的狀態(tài)如下：A、翻開點火開關，儀表盤上的LRC指示燈和高度控制指示燈均應亮2s左右，然后熄滅。B、將LRC開關置于運動〔SPORT〕位置，此時儀表盤上的LRC指示燈應常亮；將LRC開關置于正?！睳ORM〕位置，LRC指示燈應亮2s，然后熄滅。C、將高度控制開關置于NORM位置，儀表盤上高度控制指示燈中的“NORM〞應亮，“HI〞應不亮；將高度控制開關置于HIGH位置，高度控制指示燈中的“HI〞應亮，“NORM〞應不亮?！?〕指示燈的檢查如果LRC指示燈、高度控制指示燈不能按上述要求正常亮，那么按表2-6進行檢查?！?〕故障碼的讀取A、翻開點火開關，用跨接線將檢查插接器或TDLC的Tc與E1端子連接?！?〕故障碼的讀取B、通過儀表盤上高度控制“NORM〞指示燈的閃爍情況讀取故障碼。如果系統(tǒng)無故障，那么“NORM〞指示燈以每秒鐘2次的速率均勻閃爍；如果系統(tǒng)有故障，那么“NORM〞指示燈以不均勻的方式閃爍，表示相應的故障碼。如果同時出現(xiàn)兩個或兩個以上的故障，那么指示燈將首先顯示碼值小的故障碼。故障碼的含義見表2-8(6)故障碼的去除故障碼的去除有以下兩種方法：一是關閉點火開關，拆下1號熔斷器盒中的ECU-B熔斷器，10s以上即可去除故障碼。二是關閉點火開關，用跨接線將高度控制連接器的8號與9號端子連接，同時將檢查插接器的Tc與E1端子連接10s以上，然后翻開點火開關，并拆下以上各端子的跨接線，即可去除故障碼?！?〕故障分析電控懸架故障自診斷系統(tǒng)可通過故障碼確定故障的部位，為排除故障帶來很大方便。但有時電控懸架出現(xiàn)故障卻無故障碼顯示。在這種情況下，就需要根據(jù)故障現(xiàn)象和電控懸架電路原理進行故障分析，從而迅速找出故障原因及時排除故障。在進行故障分析時，有許多故障原因可能與懸架ECU有關，但實際上懸架ECU的故障率是很低的，因此在檢查故障部位時，應先檢查ECU以外可能發(fā)生故障的部位，待確定這些部位均正常而故障現(xiàn)象不能消除時，再考慮檢查或更換懸架ECU。凌志LS400乘用車電控懸架系統(tǒng)一些常見故障現(xiàn)象和原因見表2-9和表2-10。〔8〕電路檢查通過以上故障分析之后，要對有故障的電路進行檢查，確定故障部位，以便迅速排除故障。應注意的是，在有故障碼輸出的情況下，懸架ECU就已中斷了相應得懸架剛度、減振器阻尼力或車身高度的控制，因此，在不斷開懸架ECU的情況下，試圖通過控制開關使執(zhí)行器動作來判斷故障是不可能的。在故障診斷過程中，需要檢查的電路很多，因篇幅有限，不再一一介紹。下面通過兩例電路的檢查來學習電控懸架故障的診斷及排除方法。A、車身高度傳感器電路的檢查首先了解相關電路當車身高度傳感器電路有故障時，可以輸出故障碼11、12、13、14，各故障碼的含義見表。2-8。根據(jù)故障碼提供的信息，確定故障部位：a、懸架ECU與車身高度傳感器之間的線路或插接器；b、車身高度傳感器電源線路及2號高度控制繼電器；c、懸架ECU。檢查步驟：a、檢查車身高度傳感器電壓。首先拆下前輪〔針對故障碼11、12〕或拆下行李箱裝璜前蓋〔針對故障碼13、14〕，然后拔開車身高度傳感器插接器，再翻開點火開