汽車底盤電控技術(shù) 課件 項目三

汽車底盤電控技術(shù)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(xué)習(xí)包含實例分析,這就要求我們做到理論與實踐相結(jié)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(fù)責(zé),為廣大人民的安全著想,服務(wù)于人民,服務(wù)于每一位顧客。1思政導(dǎo)言010302知識目標(biāo)實訓(xùn)目標(biāo)技能目標(biāo)知識目標(biāo)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(jié)構(gòu)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(biāo)1.能熟知電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(yīng)的檢修方法實訓(xùn)目標(biāo)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(yīng)注意的事項1項目預(yù)習(xí)引導(dǎo)問題引導(dǎo)1引導(dǎo)2引導(dǎo)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(yù)習(xí)目錄電子控制懸架系統(tǒng)簡介電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(qū)動機(jī)構(gòu)和介質(zhì)的不同,可分為由電磁閥驅(qū)動的油氣主動式和由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)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(jī)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(yīng),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(jié)構(gòu)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(guān)、電控單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(guān)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(zhuǎn)向角度及速率、制動等),電控單元對采集的信號進(jìn)行處理,并驅(qū)動電路控制懸架系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),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(jié)構(gòu)及工作原理02

一、傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理

(一)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器

具體檢查方法如下。

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器安裝在轉(zhuǎn)向信號開關(guān)總成內(nèi),主要用于檢測轉(zhuǎn)向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度等?，F(xiàn)代轎車采用的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)圖,如圖3-2所示。電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理02

光電式轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理如圖3-3所示。當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,信號盤同時轉(zhuǎn)動,兩個光電耦合器的輸出端產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(guān)式高度傳感器等,下面以光電式高度傳感器為例講解其結(jié)構(gòu)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(dǎo)桿,導(dǎo)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(jié)構(gòu)及工作原理02

(三)加速度傳感器

當(dāng)車輪打滑時,不能以轉(zhuǎn)向角和汽車車速正確判斷車身側(cè)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(jìn)行急加速。節(jié)氣門位置傳感器先將信號輸入發(fā)動機(jī)電子控制裝置,然后,發(fā)動機(jī)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(cè)傾程度取決于車速和汽車轉(zhuǎn)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(guān)

模式選擇開關(guān)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(jié)構(gòu)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(jī),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(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(五)故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理02

三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jī)、干燥器、排氣電磁閥、高度控制閥、高度控制開關(guān)、懸架電子控制單元、懸架控制開關(guān)、高度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)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(fù)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(guān)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(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、高度傳感器、阻尼力轉(zhuǎn)換執(zhí)行器、電磁閥、空氣壓縮機(jī)、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(zhuǎn)角傳感器

用于檢測汽車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jìn)電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)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(qū)動減振器回轉(zhuǎn)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(yīng)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(dāng)用千斤頂將汽車頂起時,應(yīng)將高度控制ON/OFF開關(guān)撥到OFF位置。(3)當(dāng)點火開關(guān)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(yīng)將汽車下面所有的物體搬走。(7)在開動汽車之前,應(yīng)啟動發(fā)動機(jī)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(jī)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(guān)撥到HIGH位置使汽車高度上升。(2)將發(fā)動機(jī)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(dāng)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(jìn)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(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