汽車底盤電控技術(shù)》第2章電控懸架結(jié)構(gòu)原理

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1、 2第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1 掌 握 電 控 懸 架 的 功 用 、 組 成 及 工 作 原 理2 掌 握 電 控 懸 架 主 要 元 件 的 結(jié) 構(gòu) 、 原 理 及 檢 測3 熟 悉 電 控 懸 架 常 見 故 障 的 診 斷 3第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 學(xué) 習(xí) 主 要 內(nèi) 容 電 控 懸 架 的 類 型 及 基 本 組 成 ； 半 主 動 懸 架 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 ； 主 動 懸 架 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 ； 豐 田 LS400電 控 懸 架 介 紹 ； 電 控 懸 架 檢 修 及 故 障 診 斷 。 4第2章 電控懸架

2、結(jié)構(gòu)原理及檢修 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) 難 點(diǎn) 主 動 懸 架 主 要 元 件 的 結(jié) 構(gòu) 原 理 及 檢 查 。教 學(xué) 方 法 及 教 具 講 授 、 現(xiàn) 場 教 學(xué) 、 課 件教 學(xué) 時(shí) 數(shù) 8課 時(shí) 5第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.1 電 控 懸 架 概 述2.1.1 被 動 懸 架 與 主 動 懸 架引 入 ： 懸 架 的 基 本 組 成 、 主 要 作 用被 動 懸 架 剛 度 、 阻 尼 系 數(shù) 固 定 ；主 動 懸 架 剛 度 、 阻 尼 系 數(shù) 可 調(diào) 。 6第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.1.2 電 控 懸 架 的 基 本 組 成各種傳感器電控單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-1 懸架電子

3、控制系統(tǒng)的組成傳感器名稱傳感器用途車身加速度傳感器 檢測車身的振動，可間接反映汽車行駛的路面狀況車身高度傳感器 檢測車身相對車橋的位移，可反映車身的平順性和車身的高度車速傳感器 檢測車輪的轉(zhuǎn)速，反映車速和用于計(jì)算車身側(cè)傾程度轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器 檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，用于計(jì)算車身側(cè)傾程度 車門傳感器 檢測車門的開關(guān)狀態(tài)制動燈開關(guān) 檢測制動燈電路的通斷，提供汽車制動信號節(jié)氣門位置傳感器 檢測節(jié)氣門的開度，提供汽車加速度信號模式選擇開關(guān) 可供駕駛員手動選擇“軟”或“硬”兩種模式表2-1 電控懸架傳感器類型及用途 7第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.1.3 電 控 懸 架 的 類 型半 主 動 懸 架 剛

4、度 、 阻 尼 系 數(shù) 可 調(diào) 整 一 個全 主 動 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 均 可 調(diào) 整根 據(jù) 介 質(zhì) 不 同 ： 油 氣 式 主 動 懸 架 空 氣 式 主 動 懸 架 8第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.2 電 控 懸 架 架 構(gòu) 及 原 理2.2.1 半 主 動 懸 架 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理控 制 模 型 圖2-2 半主動懸架控制模型圖1-控制器； 2-整形放大電路； 3-加速度傳感器； 4-懸架質(zhì)量； 5-阻尼可調(diào)減振器； 6-懸架彈簧； 7-非懸架質(zhì)量 ； 8-輪胎的當(dāng)量質(zhì)量 9第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 基 本 原 理 ： 改 變 阻 尼 孔

5、 的 大 小 連 續(xù) 可 調(diào) 式 ： ECU接 收 速 度 、 位 移 、 加 速 度 等 傳 感 器 信號 ， 計(jì) 算 出 相 應(yīng) 的 阻 尼 值 ， 向 步 進(jìn) 電 動 機(jī) 發(fā) 出 控 制 信號 ， 經(jīng) 閥 桿 調(diào) 節(jié) 閥 門 ， 使 節(jié) 流 孔 阻 尼 連 續(xù) 變 化 。 圖2-4 阻尼力可連續(xù)調(diào)節(jié)的半主動懸架 10第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 三 級 可 調(diào) 式 ： 使 回 轉(zhuǎn) 閥 轉(zhuǎn) 動 ， 控 制 通 斷 油 孔 和 控 制 油 路截 面 積 的 變 化 ， 使 控 制 閥 具 有 小 、 中 、 大 3個 位 置 ， 產(chǎn)生 3個 阻 尼 值 。 圖2-5 三級可調(diào)式減振器阻尼變

6、換原理 11第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.2.2 主 動 懸 架 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理作 用 ： 根 據(jù) 車 身 高 度 、 車 速 、 轉(zhuǎn) 向 角 度 及 速 率 、 制 動 等 信號 ， 由 電 控 單 元 控 制 懸 架 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 進(jìn) 而 改 變 懸 架 的 剛度 、 減 振 器 的 阻 尼 力 及 車 身 高 度 等 參 數(shù) ， 從 而 使 汽 車 具有 良 好 的 乘 坐 舒 適 性 和 操 縱 穩(wěn) 定 性 。1.空 氣 彈 簧 主 動 懸 架 基 本 組 成 及 作 用（ 1） 車 身 高 度 傳 感 器 。（ 2） 節(jié) 氣 門 開 度 傳 感 器

7、 。（ 3） 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 角 傳 感 器 。（ 4） 車 速 傳 感 器 。（ 5） 制 動 燈 開 關(guān) 。（ 6） 模 式 選 擇 開 關(guān) 。（ 7） 車 門 傳 感 器 。 12第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 工 作 原 理 圖2-7 電子控制空氣式懸架原理圖 13第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 1） 車 速 與 路 面 感 應(yīng) 控 制 （ 1） 高 速 感 應(yīng) 控 制 。 高 速 剛 度 、 阻 尼 增 大 。 （ 2） 前 后 車 輪 相 關(guān) 控 制 。 前 輪 遇 凸 起 后 輪 剛 度 、 阻尼 增 大 。（ 3） 壞 路 面 感 應(yīng) 控 制 。 壞 路 面 行 駛 剛 度 、

8、 阻 尼 增 大 。2） 車 身 姿 態(tài) 控 制 （ 1） 轉(zhuǎn) 向 車 身 側(cè) 傾 控 制 。 急 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 剛 度 、 阻 尼 增 大 。（ 2） 制 動 車 身 點(diǎn) 頭 控 制 。 汽 車 緊 急 制 動 時(shí) 剛 度 、 阻 尼增 大 。（ 3） 起 步 車 身 俯 仰 控 制 。 突 然 起 步 或 突 然 加 速 時(shí) 剛 度 、阻 尼 增 大 。 14第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 3） 車 身 高 度 控 制 （ 1） 高 速 感 應(yīng) 控 制 。 高 速 時(shí) 車 身 高 度 降 低 。（ 2） 連 續(xù) 壞 路 面 行 駛 控 制 。 壞 路 面 時(shí) 車 身 高 度 升 高 。 圖2

9、-9 車身高度調(diào)整過程 15第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.油 氣 彈 簧 主 動 懸 架組 成 ： 圖2-10 雪鐵龍XM轎車的主動式油氣彈簧懸架系統(tǒng) 16第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 傳 感 器 ： 轉(zhuǎn) 向 盤 轉(zhuǎn) 角 傳 感 器 。 加 速 度 傳 感 器 。 制 動 壓 力 傳 感 器 。 車 速 傳 感 器 。 車 身 高 度 傳 感 器 。 17第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 工 作 原 理 ：圖 a： 軟 狀 態(tài)閥 芯 左 移 氣 室 容 積 增大 氣 壓 降 低 剛 度增 大圖 b： 硬 狀 態(tài)閥 芯 右 移 氣 室 容 積 減小 氣 壓 升 高 剛 度增 大 圖2-11

10、 油氣彈簧主動懸架的工作原理 18第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 3 帶 路 況 預(yù) 測 傳 感 器 的 主 動 懸 架基 本 組 成 ： 懸 架 彈 簧 、 單 向 液 壓執(zhí) 行 器 、 控 制 閥 圖2-12 帶路況預(yù)測傳感器的主動懸架 19第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 基 本 工 作 ： ECU根 據(jù) 車 速 可 以 估 算 出 測 得 的 凸 起 物 和 實(shí) 際 車 輪通 過 凸 起 物 之 間 的 滯 后 時(shí) 間 ， 控 制 選 擇 閥 應(yīng) 恰 好 在 車輪 通 過 凸 起 物 時(shí) 打 開 ， 使 懸 架 的 阻 尼 系 數(shù) 作 短 暫 變 化 ，車 輪 過 了 凸 起 物 后 ，

11、 選 擇 閥 再 次 關(guān) 閉 。 20第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.2.3 典 型 汽 車 電 控 懸 架 介 紹TEMS TOYOTA electronic modulated suspension1.雷 克 薩 斯 LS400轎 車 電 控 空 氣 懸 架 控 制 功 能控制項(xiàng)目功 能防側(cè)傾控制 使彈簧剛度和減振力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)，能抑制側(cè)傾而使汽車的姿勢變化減至最小，以改善操縱性防點(diǎn)頭控制 使彈簧剛度和減振力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)，能抑制汽車制動時(shí)點(diǎn)頭而使汽車的姿勢變化減至最小 防下坐控制 使彈簧剛度和減振力變成“堅(jiān)硬”狀態(tài)，能抑制汽車加速時(shí)后部下坐而使汽車的姿勢變化減至最小高車速控制

12、使彈簧剛度變成”堅(jiān)硬”狀態(tài)或使減振力變成“中等”狀態(tài)，能改善汽車高速時(shí)的行駛穩(wěn)定性和操縱性不平整路面控制 使彈簧剛度和減振力視需要變成“中等”或“堅(jiān)硬”狀態(tài)，以抑制汽車車身在懸架上下垂，從而改善汽車在不平坦路面上行駛時(shí)的乘坐舒適性顛動控制 使彈簧剛度和減振力變成“中等”或“堅(jiān)硬”狀態(tài)，抑制汽車在不平坦路面上行駛時(shí)的顛動跳振控制 使彈簧剛度和減振力視需要變成“中等”或“堅(jiān)硬”狀態(tài)，能抑制汽車在不平坦路面上行駛時(shí)的上下跳振自動高度控制 不管乘客和行李質(zhì)量情況如何，使汽車高度保持某一恒定的高度位置，操作高度控制開關(guān)使汽車的目標(biāo)高度變?yōu)椤罢！被颉案摺钡臓顟B(tài)高車速控制 當(dāng)高度控制開關(guān)在“HIGH”位置

13、時(shí)，汽車高度會降低至”正常”狀態(tài)，從而改善高速行駛時(shí)的穩(wěn)定性 點(diǎn)火開關(guān)OFF控制 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉后因乘客和行李質(zhì)量變化而使汽車高度變?yōu)楦哂谀繕?biāo)高度時(shí)，能使汽車高度降低至目標(biāo)高度，從而改善汽車駐車時(shí)的姿勢 表2-3 雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統(tǒng)控制功能表 21第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.雷 克 薩 斯 LS400轎 車 電 控 空 氣 懸 架 系 統(tǒng) 操 作操 作 選 擇 開 關(guān) ： 位 置 ； 作 用 平 順 性 開 關(guān) 高 度 控 制 開 關(guān) 高 度 控 制 ON/OFF開 關(guān) 22第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 3.雷 克 薩 斯 LS400轎 車 電 控 空 氣 懸 架

14、 系 統(tǒng) 組 成 及 工 作 原 理 組 成 ： 空 氣 壓 縮 機(jī) 、 干 燥 器 、 排 氣 閥 、 高 度 控 制 閥 、 高 度 控制 繼 電 器 、 高 度 傳 感 器 、 轉(zhuǎn) 向 傳 感 器 、 懸 架 控 制 執(zhí) 行 器 、懸 架 電 控 單 元 ECU、 懸 架 剛 度 調(diào) 節(jié) 裝 置 和 減 振 器 阻 尼 力 調(diào)節(jié) 裝 置 等 。 圖2-15 雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統(tǒng)零部件車上布置 23第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 工 作 原 理 圖 圖2-16 雷克薩斯LS400轎車電控空氣懸架系統(tǒng)工作原理圖 24第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 1） 汽 車 高 度 控

15、制 低 于 設(shè) 定 高 度 空 氣 壓 縮 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 高 度 控 制 閥 打 開 壓 縮 空 氣 進(jìn) 入 氣 壓 缸 的 主 氣 室 車 身 升 高 高 于 設(shè) 定 目 標(biāo) 高 度 控 制 閥 及 排 氣 閥 打 開 壓 縮 空 氣排 到 大 氣 中 車 身 下 降 圖2-17 汽車高度控制系統(tǒng)空氣流通圖 25第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2） 彈 簧 剛 度 和 減 振 器 阻 尼 力 控 制 進(jìn) 入 空 氣 懸 架 副 氣 室 的 空 氣 量 越多 ， 貯 氣 空 間 越 大 ， 空 氣 彈 簧 的 剛 度越 小 ， 反 之 剛 度 越 大 。 圖2-21 氣壓缸的結(jié)構(gòu) 26第2章 電

16、控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.3 電 控 懸 架 檢 修 及 故 障 診 斷2.3.1 豐 田 雷 克 薩 斯 LS400汽 車 電 控 懸 架 的 一 般 性檢 查1.車 身 高 度 調(diào) 整 功 能 的 檢 查1） 車 身 升 高 檢 查2） 車 身 降 低 檢 查 圖2-25 手動車身高度控制開關(guān)的位置 27第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2 溢 流 閥 工 作 的 檢 查3 空 氣 管 路 漏 氣 檢 查4 車 身 高 度 的 檢 查 與 調(diào) 整1） 車 身 高 度 的 檢 查2） 車 身 高 度 調(diào) 整部 位車前端車后端左右誤差前后誤差高度/mm 22810 21010 10 17.51.

17、5表2-5 車身的高度 28第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.3.2 豐 田 雷 克 薩 斯 LS400汽 車 電 控 懸 架 的 故 障 自診 斷 1.指 示 燈 的 檢 查指 示 燈 應(yīng) 亮 2s左 右 圖2-33 懸架控制指示燈的位置 29第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.故 障 碼 的 讀 取（ 1） 接 通 點(diǎn) 火 開 關(guān) 。（ 2） 用 跨 接 線 將 TDCL或 檢 查 連 接 器 的 端 子 TC與 El連 接 。（ 3） 根 據(jù) 儀 表 板 高 度 控 制 “ NORM”指 示 燈 的 閃 爍 情 況讀 取 故 障 碼 。3 故 障 碼 的 清 除 30第2章 電控懸架結(jié)

18、構(gòu)原理及檢修 2.3.3 豐 田 雷 克 薩 斯 LS400汽 車 電 控 懸 架 的 故 障 分析 及 診 斷 常 見 故 障 ： 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 失 靈 ， 高 度 控 制 失 靈等 。 1.懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 失 靈1） LRC指 示 燈 顯 示 狀 態(tài) 不 變現(xiàn) 象 ： 不 管 如 何 操 作 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 開 關(guān) （ LRC） ， LRC指 示燈 顯 示 狀 態(tài) 保 持 原 樣 不 變 。原 因 ： 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 開 關(guān) （ LRC） 電 路 故 障 ， 懸 架 電 控 單

19、 元（ ECU） 有 故 障 。2） 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 失 效現(xiàn) 象 ： 汽 車 在 行 駛 時(shí) ， 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 不 隨 著 行 駛 狀 況 、 路 況 、 汽 車 姿 態(tài) 變 化 而 調(diào) 節(jié) 。原 因 ： 懸 架 控 制 執(zhí) 行 器 電 路 有 故 障 ， 懸 架 控 制 執(zhí) 行 器 電 源 電 路 故 障 ，TC與 TS端 子 電 路 有 故 障 ， 懸 架 剛 度 和 阻 尼 系 數(shù) 控 制 開 關(guān) （ LRC） 電路 故 障 ， 空 氣 彈 簧 減 振 器 故 障 ， 懸 架 電 控 單 元 （ ECU） 有 故 障 。 31第2章 電

20、控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 2.高 度 控 制 失 靈1） 高 度 控 制 指 示 燈 的 顯 示 不 隨 高 度 控 制 開 關(guān) 操 作 而 變 化現(xiàn) 象 ： 高 度 控 制 開 關(guān) 無 論 轉(zhuǎn) 換 在 何 種 模 式 ， 高 度 指 示 燈 顯 示 模 式 不 變 。原 因 ： 高 度 控 制 開 關(guān) 電 路 故 障 ， 調(diào) 節(jié) 器 電 路 故 障 ， 高 度 控 制 電 源 電 路 故 障 ，高 度 控 制 傳 感 器 故 障 ， 懸 架 電 控 單 元 （ ECU） 有 故 障 。2） 汽 車 高 度 控 制 功 能 失 效現(xiàn) 象 ： 汽 車 在 行 駛 、 駐 車 、 乘 員 和 行 李

21、重 量 變 化 時(shí) ， 車 高 沒 有 變 化 。原 因 ： 調(diào) 節(jié) 器 電 路 故 障 ， 高 度 控 制 電 源 電 路 故 障 ， 高 度 控 制 開 關(guān) 電 路 故 障 ，高 度 控 制 開 關(guān) ON/OFF有 故 障 ， 高 度 控 制 傳 感 器 故 障 ， 懸 架 電 控 單 元（ ECU） 有 故 障 。3） 只 有 高 速 時(shí) 汽 車 高 度 控 制 失 效現(xiàn) 象 ： 汽 車 在 高 速 行 駛 時(shí) ， 高 度 不 降 低 而 維 持 原 樣 。 原 因 ： 車 速 傳 感 器 電 路 故 障 ， 懸 架 電 控 單 元 （ ECU） 有 故 障 。 32第2章 電控懸架結(jié)構(gòu)原理及檢修 謝 謝 支 持