電控懸架培訓(xùn)講座

第六節(jié)電控懸架一、懸架的分類：被動懸架：其結(jié)構(gòu)參數(shù)不能主動適應(yīng)在不同路面上遇到的情況。主動懸架：其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、懸架控制開關(guān)等〕和空氣懸架系統(tǒng)〔空氣壓縮機(jī)、空氣彈簧、阻力可調(diào)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(guān)、車速傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、制動燈開關(guān)等部件獲得的信息傳遞給懸架ECU，ECU經(jīng)過計算并與設(shè)定值進(jìn)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(diào)節(jié)桿和回轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)動來調(diào)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(zhuǎn)，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(guān)，車身高度傳感器、車速傳感器和門控?zé)糸_關(guān)等部件獲得有關(guān)信息，經(jīng)過計算并與設(shè)定值進(jìn)行比較后發(fā)出控制信號使空氣壓縮機(jī)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(guān)〔模式選擇開關(guān)〕凌志LS400乘用車懸架控制開關(guān)由LRC開關(guān)和高度控制開關(guān)組成。兩開關(guān)都裝在中央控制板的靠近駕駛座換檔桿指示燈處。LRC開關(guān)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(guān)用于選擇所車身高度〔NORMAL或HIGH〕。LRC開關(guān)還可以選擇懸架的剛度和阻尼力。當(dāng)LRC開關(guān)處于SPORT位置時，系統(tǒng)進(jìn)入“高度行駛〔硬狀態(tài)〕自動控制〞；當(dāng)LRC開關(guān)處于NORMAL位置時，系統(tǒng)對懸架剛度和阻尼進(jìn)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(diào)整為軟、中等或硬的某種狀態(tài)。高度控制開關(guān)在選擇車身高度時，當(dāng)開關(guān)處于HIGH位置時，系統(tǒng)對車身高度進(jìn)行“高值自動控制〞；當(dāng)開關(guān)處于NORMAL位置時，車身高度那么進(jìn)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(zhuǎn)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(jī)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(yīng)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(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)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(dāng)車身高度發(fā)生變化時，連桿隨擺臂上下擺動，從而帶動轉(zhuǎn)軸和圓盤轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)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(chǎn)生1個“通〞信號;當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)至圖c〕位置時,發(fā)光二極管的光線被圓盤遮斷，產(chǎn)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(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)送至懸架ECU。3、轉(zhuǎn)向傳感器轉(zhuǎn)向傳感器安裝在轉(zhuǎn)向軸上,它的功用是檢測轉(zhuǎn)彎方向和轉(zhuǎn)向角度。轉(zhuǎn)向傳感器的外殼固定在轉(zhuǎn)向軸主管上,殼內(nèi)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(zhuǎn)向軸上,圓盤處于發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。轉(zhuǎn)向傳感器的工作原理與車高傳感器的工作原理相同。當(dāng)圓盤隨轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動時,兩對遮光器的輸出端那么進(jìn)行通/斷信號輸出,并利用通/斷信號變換速度檢測出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)椤巴è暊顟B(tài),即可檢測出轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)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(diào)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(qū)動電機(jī)、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(qū)動減振器回轉(zhuǎn)閥控制桿和空氣彈簧空氣閥控制桿。各減振器內(nèi)均設(shè)有回轉(zhuǎn)閥,回轉(zhuǎn)閥在控制桿的帶動下旋轉(zhuǎn),當(dāng)回轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)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(qū)動下,翻開或關(guān)閉空氣彈簧氣室與高度控制閥的通道,使壓縮空氣進(jìn)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(jié)構(gòu)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(diào)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(dú)工作。為了防止空氣管路中產(chǎn)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(jī)、單缸空氣壓縮機(jī)、枯燥器和排氣閥等組成,如圖2-87所示。直流電動機(jī)由懸架ECU控制,驅(qū)動空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣。壓縮空氣在進(jìn)入空氣管路之前要經(jīng)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(xué)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(jìn)行報警，以便及時查找故障原因和進(jìn)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(shè)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(jìn)行檢修。二是存儲故障碼。假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠?qū)⒐收弦怨收洗a的形式存放在懸架存儲ECU的隨機(jī)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(guān)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(hù)。假設(shè)某一傳感器或執(zhí)行器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將以預(yù)先設(shè)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(hù)系統(tǒng)不受損壞。2、進(jìn)行自診斷的方法在進(jìn)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(guān)法有些汽車裝有按鈕式診斷開關(guān)，按下或旋轉(zhuǎn)專用開關(guān)，即可進(jìn)入故障自診斷測試狀態(tài)，進(jìn)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(nèi)，將加速踏板連續(xù)踩下5次，即可使電控懸架進(jìn)入故障自診斷狀態(tài)?！?〕點(diǎn)火開關(guān)法有的汽車在將點(diǎn)火開關(guān)進(jìn)行“ON-OFF-ON-OFF-ON〞一次，即可使電控懸架進(jìn)入故障自診斷狀態(tài)。如美國克萊斯勒公司生產(chǎn)的電控懸架就采用這種方法。〔4〕跨接尋線法有的汽車需用跨接導(dǎo)線將高度控制連接器和發(fā)動機(jī)艙的檢查插接器的診斷輸入端子和搭鐵端子進(jìn)行跨接，即可進(jìn)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(diào)面板法有些汽車上控制板面上的相關(guān)控制開關(guān)，可兼做故障自診斷開關(guān)，一般是將空調(diào)控制板面上的“WARM〔加溫〕〞和“OFF〔關(guān)閉〕〞兩個按鍵同時按下一段時間，即可使電控懸架進(jìn)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(jìn)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(guān)系見表2-5。〔1〕檢修本卷須知A、在頂起或吊起汽車前，應(yīng)將位于后行李箱內(nèi)的空氣懸架開關(guān)〔高度控制ON/OFF開關(guān)〕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(shè)開關(guān)處于“ON〞位置而誤頂起汽車和起動發(fā)動機(jī)，那么ECU會紀(jì)錄一個診斷代碼〔故障碼〕，此時務(wù)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(jī)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(yīng)查找SRS平安的平安事項并嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作。C、檢修結(jié)束要開動汽車前，應(yīng)將汽車高度調(diào)整到正常狀態(tài)。〔2〕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(diǎn)火開關(guān)翻開，迫使壓縮機(jī)工作。待壓縮機(jī)工作一段時間后，觀察溢流閥是否放氣，假設(shè)不能放氣，那么應(yīng)檢查官路中受否漏氣；壓縮機(jī)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(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，并去除故障碼。特別注意的是當(dāng)迫使壓縮機(jī)工作時，懸架ECU會認(rèn)為有故障而紀(jì)錄一個故障碼，因此檢測完后應(yīng)去除這個故障碼?！?〕車身高度的檢查與調(diào)整在進(jìn)行車身高度的檢查與調(diào)整時，應(yīng)在水平路面上，并使高度控制開關(guān)置于正常〔NORM〕位置。A、車身高度的檢查：將位于變速桿旁邊的LRC開關(guān)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。〔3〕車身高度的檢查與調(diào)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(jī)，將車身高度控制開關(guān)置于高〔HIGH〕位置，車身升高后等待60s，再將車身高度開關(guān)置于正?！睳ORM〕位置，使車身下降，等待50

s。然后重復(fù)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(diào)整：A、擰松車身高度傳感器連接桿上的兩個鎖緊螺母。B、轉(zhuǎn)動車身高度傳感器連接桿以調(diào)節(jié)其長度。連接桿每轉(zhuǎn)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(diào)整：D、暫時擰緊兩個鎖緊螺母，復(fù)查車身高度。E、車身高度調(diào)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(yīng)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(yīng)調(diào)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(yīng)的故障，當(dāng)系統(tǒng)正常時，指示燈的狀態(tài)如下：A、翻開點(diǎn)火開關(guān)，儀表盤上的LRC指示燈和高度控制指示燈均應(yīng)亮2s左右，然后熄滅。B、將LRC開關(guān)置于運(yùn)動〔SPORT〕位置，此時儀表盤上的LRC指示燈應(yīng)常亮；將LRC開關(guān)置于正?！睳ORM〕位置，LRC指示燈應(yīng)亮2s，然后熄滅。C、將高度控制開關(guān)置于NORM位置，儀表盤上高度控制指示燈中的“NORM〞應(yīng)亮，“HI〞應(yīng)不亮；將高度控制開關(guān)置于HIGH位置，高度控制指示燈中的“HI〞應(yīng)亮，“NORM〞應(yīng)不亮。〔4〕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(jìn)行檢查。〔5〕故障碼的讀取A、翻開點(diǎn)火開關(guān)，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(yīng)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(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，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(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，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(diǎn)火開關(guān)，并拆下以上各端子的跨接線，即可去除故障碼。〔7〕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(jìn)行故障分析，從而迅速找出故障原因及時排除故障。在進(jìn)行故障分析時，有許多故障原因可能與懸架ECU有關(guān)，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(yīng)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(jìn)行檢查，確定故障部位，以便迅速排除故障。應(yīng)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(yīng)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(guān)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(xué)習(xí)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(guān)電路當(dāng)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(diǎn)火開