电控悬架的检修

第二节电控悬挂系统的检修一、电控悬架系统的分类与功用汽车悬架的作用是缓和冲击、衰减振动、并将路面作用于车轮的各种力和力矩传递给车身传统的悬架主要弹簧、减振器和导向装置三部分组成由于传统的悬架系统弹簧刚度、减振器阻尼不能随路面状况和车速的变化而调整，舒适性较差，同时无法满足行驶平顺性操纵稳定性的要求，只能根据车辆的功用选择一种最优折衷。例如：轿车的悬架相对偏软，在平坦路面行驶时，比较舒适，但高速行驶或在起伏路面行驶时，操纵稳定性较差，悬架变形量也较大；载货车悬架较硬，满载时行驶，车身振动较小，但空载或轻载时，高速行驶振动较大，平顺性较差电控悬架系统，在车身电脑的控制下，弹簧刚度、减振器阻尼可随车速、载荷、路面状况及汽车行驶条件而自动变化，提高了行驶的平顺性和操纵稳定性电控悬架的分类电控悬架根据工作原理可分为：半主动悬架和主动悬架两大类半主动悬架可根据路面激励和车身的响应对悬架阻尼参数进行自适应控制，使车身上的振动响应始终补控制在某个范围内。由于阻尼变化响应快，很像一个主动系统，因此被称为半主动悬架系统。但这种半主动式悬架系统在转向、起动、制动等工况下不能对参数实施有效的控制，它比主动式悬架系统的优越性是不需要外加能量系统半主动悬架根据阻尼是否能连续可调，分为有级半主动悬架和无级半主动悬架两种主动悬架是一种具有作功能力的悬架，在悬架系统中附加一个可控制作用力的装置，因此，需要一套提供能量的设备。主动式悬架可根据汽车载荷、路面状况及行驶速度、转向、起动、制动等行驶条件的变化，自动调整悬架的刚度、阻尼及车身高度等控制参数，同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。主动式悬架的主要缺点是能量消耗较大、成本较高、液压装置嗓声较大主动式悬架根据组成的不同又分为：主动式空气弹簧悬架主动式油气弹簧悬架电控悬架的功用汽车电控悬架根据类型不同，功用也有所差别，但其基本功用是一致的，都是根据路面状况和行车状况自动调整悬架阻尼参数、对悬架的响应进行控制，确保行驶平顺性和操纵稳定性。同时，主动悬架还有以下功用：车身高度控制悬架系统可根据路面起伏、车速高低、载荷大小自动控制车身高度变化车身姿态控制悬架系统能根据汽车行驶状况，自动调整弹簧刚度和减振器阻尼、前后悬架的匹配、抑制车身姿态的变化，防止转弯、制动、加速等状况造成的车身姿态的改变二、电控悬架系统的工作原理半主动悬架的工作原理从行驶的平顺性和舒适性出发，人们希望弹簧刚度和减振器的阻尼系数能够随汽车运行状态而变化，使悬架系统的性能总是处于最优状态附近。但是，弹簧刚度选定后，通常很难改变，因此，从改变减振器阻尼入手，将阻尼分为两级或三级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动选择所需要的阻尼级，这就是有级半主动悬架的基本思路图为可调减振器阻尼调节原理调节电动机带动控制杆使回转阀转动，来控制通、断油孔和油路截面积的变化，使控制阀具有大、中、小三个位置，产生三个阻尼值，适应不同的行驶条件。高阻尼利于安全性的提高，但舒适性下降；低阻尼可降低系统的自振频率，减少对车身的冲击，有利于舒适性的提高图为一种阻尼力可连续调节的半主动悬架系统简图此装置的阻尼力能在几毫秒内由最小变到最大，电控单元从传感器接收速度、移位、加速度等信号，计算出所需相应的阻尼值，向步进电机发出控制信号，经阀杆调节阀门，使节流阀阻尼连续变化主动悬架系统工作原理主动悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由电控单元控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减振器的阻尼及车身高度等参数得到改变，使汽车具有良好的乘座舒适性和操纵稳定性主动式空气弹簧悬架系统工作原理主动式空气弹簧悬架系统主要由：空气压缩机、干燥器、空气电磁阀车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关及电控单元等组成空气压缩机由直流电机驱动，形成压缩空气，压缩空气经干燥器干燥后，由空气管道经空气电磁阀送到空气弹簧的主气室。当车身需要升高时，电控单元控制空气电磁阀使压缩空气进入空气弹簧的主气室使空气弹簧伸长，车身升高；当车身需要降低时，电控单元控制电磁阀使空气弹簧主气室中的压缩空气排到大气中去，空气弹簧压缩，车身降低。在空气弹簧的主、辅气室之间有一连通阀，空气弹簧的上部装有悬架控制执行器电控单元根据各传感器输出信号，控制悬架执行器。一方面使空气弹簧的主、辅气室之间的连通阀发生改变，使主、辅气室之间的气体流量发生变化，而改变悬架的弹簧刚度；另一方面，执行器驱动减振器的阻力调节杆，使减振器的阻尼力也得到改变主动式油气弹簧悬架系统工作原理油气弹簧以气体（一般是氮气）作为弹性介质，用油液作为传力介质。它一般由：气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成。通过油液压缩气室中的空气，实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管路中的小孔节流实现改变阻尼特性，如图电磁阀7在电控单元的指令下向右移动，接通压力油道，使辅助液压阀8的阀心向左移动，中间的油气室9与主油气室连通，使总气室容积增加，气压减小，而刚度变小，所以9又被称为刚度调节器。a、b小节流孔是阻尼器，在上图图示中系统处于“软”状态在下图中，电磁阀7中无电流通过，在弹簧作用下，阀心左移，关闭压力油道，原本用于推动液压阀8的压力油通过阀7的左边油道泄放，阀8阀心右移，关闭刚度调节器9，气室总容积减小，刚度增大，系统处于“硬”状态在正常行驶状态时，系统处于“软”状态，提高舒适性当高速、转向、起步、制动时，系统处于“硬”状态，提高操纵稳定性三、电控悬架系统主要部件的结构电控悬架系统主要由：传感器、电控单元、悬架阻尼调节装置、悬架刚度调节装置和车身高度控制装置组成悬架阻尼调节装置悬架阻尼调节的原理图9已示，与阻尼调节杆连接的回转阀4上有三个阻尼孔，活塞杆3上有两个通孔。执行器通过转动阻尼调节杆来控制阻尼孔的关闭，就可改变悬架阻尼的大小A、B、C三个截面的阻尼孔全部被回转阀封住时，只有下面的减振器的主阻尼孔仍在工作，此时的阻尼最大，减振器被调节至“硬”状态当回转阀从“硬”状态位置顺时针转动60度，B截面的阻尼孔打开，A、C两截面的阻尼孔仍关闭。因为多了一个阻尼孔加入工作，所以，减振器处于“中间”状态当回转阀从“硬”状态位置逆时针转动60度，三个截面的阻尼孔全部打开，此时，减振器的阻尼最小，减振器处于“软”状态阻尼调节回转阀由阻尼调节执行器驱动。阻尼调节执行器安装在减振器的上部，由直流步进电机、减速齿轮、限制减速齿轮旋转的档块、带动档块的的电磁铁组成.如图悬架刚度调节装置空气弹簧悬架的构造图为空气弹簧悬架的基本结构剖面图悬架缸由阻尼力可调的减振器、旋转式膜片、主气室、副气室和悬架执行元件组成。主、副气室设计为一体即节省空间，又减轻了重量。悬架的上端与车身相连，下端与车轮相连。随着车身与车轮的相对运动，主气室的容积在不断变化。主气室与副气室之间通过一个通路，气体可相互流动。改变主、副气室之间的气体通路大、小，就可改变空气悬架的刚度悬架刚度的自动调节装置悬架刚度的自动调节原理如图主、副气室间的气阀体6上有大小两个通路。步进电机根据电控单元的指令，带动空气阀控制杆2转动，使空气阀阀心8转过一个角度，改变气体通路的大小，就可改变主、副气室间的气体流量，使悬架刚度发生变化悬架刚度可以在低、中、高三种状态下变化。阀心8的开口转到对准图示的低位置时，气体通路的大孔被打开。主气室的气体经过阀心中间的孔，阀体的侧面通道与副气室间的气体相通，两气室之间空气流量增大，相当于参与工作的气体容积增大，悬架刚度处于低状态阀心的开口对准图示中位置时，气体通路的小孔被打开。两气室之间的流量小，悬架刚度处于中状态阀心的开口转到对准图示的高位置时，两气室的气体通路全部被封住，两气室之间的气体不能相互流动。悬架在振动过程中，只有主气室的气体单独承担缓冲工作任务，悬架刚度处于高状态车身高度控制装置车身高度控制装置由直流电机、压缩机、排气阀、调压阀和干燥器组成图直流电机带动空气压缩机工作，从压缩机中出来压缩气体进入干燥器，经干燥器后被送到电磁阀，由电磁阀来控制悬架气室的充气量气室的压力由调压阀实行控制排气阀打开时，可以排出干燥器中的水分电控单元根据车身高度传感器信号的变化和驾驶员选择的控制模式指令，当车需要升高时，电磁阀动作，压缩气体进入空气悬架的主气室，主气室的充气量增加，车身上升。若电磁阀停止动作，悬架主气室的气量保持不变，车身则维持在一定高度.如果乘客增加而使车身高度降低时，车身高度传感器给出信号将与电控单元存贮的车身高度不相符，电控单元就会发出指令电磁阀通电打开，给悬架主室充气，直到车身高度达到规定的高度。当车身需要下降时，压缩机停止工作，电磁阀打开，同时，排气阀线圈通电也打开，悬架主室的气体通过电磁阀、管路和排气阀排出，车身下降汽车正常行驶时，车身高度传感器0.008s测定一次车身高度位置。车高数据被记忆下来，并与控制模式中的标准车高进行比较，判断此时的车高位置是否适当。若在正常模式，车高应该在中状态；若在高模式，则车高应该在高状态。如果判断车高位置不适当，电磁阀将动作，将车身高度调整到适当的位置在发动机起动、车门打开、车高模式转换等瞬间，是电控单元将缩短采样时间，以适应人员增减、控制模式转换等变化，在短时间内将车身高度调整到适应的高度。如果某个车轮驶上石块或凹陷，可能因为振动而使车轮跳离地面，此时，电控单元会发出指令，使车身高度控制过程暂停，待到正常行驶时再重新实施控制四、电控悬架的故障诊断与检修实例图为凌志LS400轿车的电控悬架系统布置电控悬架系统的组成与电路电控悬架系统由：空气压缩机、干燥器、排气阀、高度控制阀、高度控制阀继电器、高度传感器、转向传感器、悬架控制执行器、电控单元、悬架刚度调节装置和减振器阻尼力调节装置等组成图为电控悬架系统电路图电控悬架系统的故障诊断故障码的读取与消除将点火开关转到ON的位置，用跨接线连接TDCL诊断插座的TC与E1端子，在仪表板高度控制“NORM”指示灯上读取故障代码故障排除后，关闭点火开关，拆下一号接线盒中的ECU-B熔断器10s以上即可消除故障码故障代码的内容LS400轿车的电控悬架系统故障代码和内容表4电控悬架系统常见故障的检查与修理显示故障代码11、12、13或14故障部位ECU与高度传感器之间的配线或连接器故障高度控制传感器故障高度传感器故障ECU故障检查步骤检查高度控制传感器电路，步骤如图显示故障代码21、22故障部位ECU与悬架控制执行器之间的配线或连接器故障悬架控制执行器故障ECU故障检查步骤拆下前悬架执行器盖和执行器，拆下生座椅和装饰板并拆下后悬架执行器盖和执行器，将点火开关转到ON的位置，在LRC开关接到SPORT和NORM侧的情况下，检查悬架控制执行器是否动作如果不动作，则检测以下电路：•悬架执行器连接端子1-2之间电阻为3-6Ω；•端子3-4之间电阻为3-6Ω；•端子2-4间电阻为2.3-4.3kΩ给端子之间加蓄电池电压，悬架执行器应该有以下变化：•端子1搭接正极、端子2搭接负极，悬架应变为“硬”状态；•端子3搭接正极、端子4搭接负极，悬架应变为“中等”状态；端子2搭接正极、端子1搭接负极，悬架应变为“软”状态•如检测结果不符合步骤2的要求，应该更换悬架执行器；•如果符合要求，应该检测、修理悬架执行器与ECU或搭铁之间配线或连接器显示故障代码31、33、34或35故障部位ECU与高度控制阀之间的配线或连接器故障ECU与排气阀之间配线或连接器故障（代码35）高度控制阀故障排气阀故障（代码35）ECU故障检查步骤首先按以下要求检查高度控制阀电路是否正常拆下行李架右侧盖，检查高度连接器各端子间的电阻是否正常。标准值为端子2、3、4、5、6与端子8之间的电阻值均为9-15Ω然后，将点火开关转到ON的位置，当高度控制连接器端子按表6所示方法连接时，检查汽车高度的变换是否符合要求，如果步骤1的检查结果不符合要求，则进行步骤3，如果符合则进行步骤2检查悬架ECU与高度控制连接器之间的