案例三项目一：汽车电控悬架系统故障诊断与排除

汽车电控悬架系统检测与维护适应专业:汽车运用技术、汽车电子技术、汽车检测与维修课时：4节汽电1201，汽检1203主讲人：邓家林教学目标教学目的知识能力1）了解汽车电控悬架系统结构组成；2）熟悉汽车电控悬架系统工作原理；3）掌握汽车电控悬架系统故障诊断方法；方法目标1）熟悉维修手册的使用方法；2）学会对汽车电控悬架系统进行检测；3）学会汽车电控悬架系统故障诊断流程。素质能力1）培养学生相互沟通能力2）培养学生团队协作的能力3）培养学生的思维修能力重点掌握汽车ABS系统故障诊断方法难点学会汽车ABS系统的诊断流程。●汽车电控悬架系统概述汽车电控悬架结构原理汽车电控悬架系使用维护本次课主要介绍的内容有：●电控悬架系统概述●电控悬架系统功能●电控悬架系统种类●电控悬架系统概述一、采用电控悬架的目的：传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减震器，只能适应特定的道路和行驶条件，无法满足变化莫测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车身的各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬架系统。电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，又能使操纵稳定性达到最佳状态。●电控悬架系统功能电控悬架系统的基本目的是控制调节悬架的刚度和阻尼力。基本功能有：1、车高调整：不论负载多少，汽车高度均一定；在坏路面上行驶时，使车高升高，高速行驶时，车高降低。2、减震器阻尼力控制：调整减震器阻尼系数，防止汽车起步或急加速时车尾后坐；防止紧急制动时车头下沉；防止急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等。3、弹簧刚度控制：调整弹簧弹性系数，改善乘坐舒适性和操纵稳定性。有些车型有其中一至二个功能，少数同时有三个功能。减震器悬架控制执行器选择开关传感器制动时防前倾高速行驶时操纵稳定转弯时防侧翻正常行驶时乘坐舒适起步和加速时防后坐纵向摇动横向摇动1、按传递介质不同，分气压式和油压式。2、按驱动机构和介质不同，分电磁阀驱动的油气主动式悬架和步进电机驱动的空气主动悬架。3、按控制理论不同，分半主动式和主动式。主动悬架是一种能供给和控制动力源的装置，它根据各传感器检测的信号，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度，从而显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。半主动悬架不需要外加动力源，因而消耗的能量小，成本低。●电控悬架系统种类被动悬架6.1悬架的电子控制1.基本原理：通过监测车身振动加速度，然后控制减振器阻尼力的大小。2.可调阻尼减振器结构原理半主动悬架6.1悬架的电子控制主动悬架主动悬架特点：1、刚度K、阻尼度C可实时调节2、车身高度可实时调节6.1悬架的电子控制汽车电控悬架系统概述●汽车电控悬架结构原理汽车电控悬架系使用维护本次课主要介绍的内容有：●电控悬架系统组成●传感器的结构原理●执行器的结构原理●电控悬架系统组成一、组成传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。ECU一般原理：利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。悬架ECU后减震器和执行器后减震器和执行器转向盘转角传感器停车灯开关前右加速度传感器前左加速度传感器DLC3模式选择开关TRCECU节气门位置传感器车速传感器后加速度传感器ECMEMS＝ElectricModulatedSuspension转向盘转角传感器加速度传感器车身高度传感器车身高度传感器加速度传感器传感器位置●传感器的结构原理1、转向盘转角传感器1)【作用】检测转向盘的中间位置、转动方向、转向角度和转动角度。以判断转向时侧向力的大小和方向，以控制车身的侧倾。2)【类型】多采用光电式转向盘转角传感器。3)【安装位置】转向盘的转向轴上。4)【结构】在转向轴的带窄缝的圆盘上装有两组光电耦合器，转向盘转动时，可输出两组脉冲信号。根据此信号可判断转向盘的转角与转速；通过两组信号的相位来判断转向的方向。前开槽的圆盘（信号盘）转向盘转角传感器遮光器中间位置顺时针逆时针1）【作用】检测车身横向加速度和纵向加速度。横向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速度，以判断悬架系统阻尼力改变的大小及空气弹簧中空气压力的调节情况，以维持车身的最佳姿势。2）【类型】差动变压器式和钢球位移式。3）【别名】G传感器4）【差动变压器式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，心杆在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。5）【钢球位移式加速度传感器原理】汽车转弯、加减速时，钢球在横向力或纵向力作用下移动，使检测线圈的输出电压发生变化。2、加速度传感器丰田车垂向加速度传感器：前加速度传感器一般装在前左及前右高度传感器内；后加速度传感器装在行李箱右侧的下面。丰田车垂向加速度传感器安装位置丰田加速度传感器主要由压电陶瓷盘和膜片组成。两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧，并支承在传感器中心。当加速度作用在整个传感器时，压电陶瓷盘在其自身重量作用下弯曲变形。根据压电陶瓷的特性，它们将产生与其弯曲率成正比例变化的电荷。这些电荷由传感器内的电子电路转换成与加速率成正比例变化的电压，输送到悬架ECU膜片压电陶瓷盘压电陶瓷盘膜片电路加速度低电压高3、车身高度传感器1）【作用】检测汽车行驶时车身高度的变化情况（汽车悬架的位移量）。2）【类型】片簧开关式、霍尔式、光电式。其中光电式应用较多。3）【光电式传感器原理】有一根靠连杆带动转动的转轴，转轴上固定一个开有许多窄槽的圆盘，圆盘两边装有四组光电耦合器。当车身高度变化时，通过连杆可使转轴转动，因而四组光电耦合器可感应出四组脉冲信号，通过这四组脉冲信号的不同组合，可反映车高的高度范围。加速度传感器上跳回弹高度传感器连杆控制杆可变电阻丰田线性高度传感器4、信号开关车门开关停车灯开关阻尼模式指示灯和车身高度指示灯高度控制开关阻尼模式选择开关1）【位置】变速器旁。2）【作用】根据汽车的行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式，从而决定减震器的阻尼力大小。3）【运行模式】标准（Norm）、运动（Sport）两种。丰田凌志车称此开关为LRC开关LRC＝LexusRidingControl凌志乘坐控制阻尼模式选择开关开关位置阻尼力软硬乘坐舒适操纵稳定5、模式选择开关1）【作用】改变车身高度设置。2）【运行模式】低（Low）、高（Hight）两种。6、高度控制开关开关位置车身高度高车身高度控制开关低阻尼模式指示灯车身高度指示灯●执行器的结构原理EMSECU悬架控制执行器高度控制阀压缩机和干燥器组成带减震器的气动缸线圈转子软硬输出轴直流电机至转阀1、悬架控制执行器减震器气动缸悬架控制执行器空气室上跳止动器卷动膜片弹簧回弹衬垫低压氮气软阻尼阀转阀硬阻尼阀电机干燥器压缩机2、压缩机和干燥器总成电磁阀电磁阀来自压缩机至气动缸3、高度控制阀汽车电控悬架系统概述汽车电控悬架结构原理●汽车电控悬架系使用维护本次课主要介绍的内容有：●车速、路面感应控制●电控悬架基本检查●电控悬架电路检查●车速、路面感应控制1）高速感应控制车速大于100km/h,不管是那种模式都要到中层次，车速降下来后，回到原来层次。2）前后轮关联感应控制车速30-80km/h,偶尔前轮遇到障碍物，安装在汽车前部的车高传感器将会有脉冲信号输入悬架ECU，ECU经计算，不论那个模式都要选用那个模式的低层次，提高乘坐的舒适性，越过障碍后，恢复到原状态层次。车速高于80km/h,若刚度小偶尔冲击影响操作的稳定性，此时都要保持那个模式的中等层次。3）坏路面感应控制以40-80km/h驶入坏路面，为了控制车身的纵向的振动，悬架ECU收到车高变化周期小于0.5s后，都要使刚度和阻尼处于那个模式的中层次，以100km/h驶入坏路面，ECU使刚度和阻尼处于那个模式的高层次●电控悬架基本检查1.车身高度调节功能检查通过操作高度控制开关来检查汽车车身高度的变化。（1）检查轮胎充气压力是否正确。（2）检查汽车高度。（3）起动发动机，将高度控制开关从“NORM”位置切换到“HIGH”位置。检查完成高度调整所需的时间和汽车车身高度的变化量。（4）在汽车处于“HIGH”高度时，启动发动机并将高度控制开关从“HIGH”位置切换至“NORM”位置。检查完成高度调整所需的时间和汽车车身高度的变化量。2.减压阀检查迫使压缩机工作以检查减压阀的动作，方法如下：（1）将点火开关转到ON位置，连接高度控制连接器的端子3和6，使压缩机工作。注意：连接时间不能超过15s。（2）压缩机工作一段时间后，检查减压阀应有空气逸出。（3）将点火开关转至OFF位置。（4）清除故障代码。3.漏气检查检查空气悬架系统的软管、硬管及其连接处是否漏气。步骤如下：（1）将高度控制开关切换至“HIGH”位置，升高车身。（2）发动机熄灭。（3）在软、硬管连接处涂抹肥皂水检查是否有漏气（如图3）4.车身高度初始调整此项调整是使车身初始高度处于标准范围内。调整时，高度控制开关必须在“NORM”位置，汽车要停在平坦的路面上。（1）检查车身高度。（2）测量高度传感器控制杆的长度。标准值为：（前）59.3mm；（后）35.0mm。若测量值不符，则按下述（3）进行调整。（3）调整车身高度。①拧松高度传感器控制杆上的2个锁紧螺母。②转动高度传感器控制杆螺栓以调节长度(如图4（b）)。螺栓每转一圈，车身高度的改变量约为5mm。③检查如图4（c）所示的长度，应小于：（前）10mm；（后）14mm。④暂时拧紧2个锁紧螺母。⑤再次检查车身高度。⑥拧紧锁紧螺母。注意：在拧紧锁紧螺母时应确保球节与托架平行。（4）检查车轮定位。电路及元件的检测以故障代码的序号为先后顺序，无故障代码的电路放在最后。1.高度传感器电路各传感器内部有一只与传感器转子轴结合在一起的电刷，该电刷在电阻器上方移动，产生线性输出。电刷和电阻器端子之间的电阻值，与转子轴的转动角呈正比例变化。因此，传感器将悬架ECU施加在电阻器上的固定电压加以调整，然后再作为表示转子轴转动角的电压输至悬架ECU。准备：①拆卸前轮；②拆出前翼子板衬里；③脱开高度传感器连接器；④拆下高度传感器。检查：①将3只1.5V的干电池串联起来；②将端子2与干电池正极连接，端子3与干电池负极连接，在端子2与3之间施加约4．5V的电压；③使控制杆缓慢地上、下移动，同时检查端子1、3之间的电压，在正常位置为2.3V；低位置电压值为0.5～2.3V；高位置电压值为2.3～4.1V。●电控悬架电路检查2.转向传感器电路3.制动灯开关电路