汽车底盘与车身电控技术电子ppt课件第六章.ppt

第六章 汽车悬架电控技术 学习目标： 1. 掌握汽车电子调节悬架系统EMS的功能和组成。 2. 掌握汽车车身高度控制系统的功能、分类、组成和调节原理和方法。 3. 掌握汽车悬架刚度电控系统的功能、分类、组成和调节原理和方法。 4. 掌握汽车变阻尼悬架系统的功能、优点、分类、组成和调节原理和方法。 5. 熟悉电控悬架系统故障诊断方法？第一节 电控悬架系统的组成 汽车悬架是连接在车身与车轮之间的所有“传力装置”的总称。通常称为电子调节悬架系统EMS。电控悬架又称为主动悬架，其弹簧弹力、减振器阻尼力以及车身高度和行驶姿态都是主动发生变化的，故称为主动悬架。由于电控悬架结构复杂、成本高，通常配置在高级轿车上。一、电控悬架系统的功能,电控悬架系统的功能是：在汽车行驶路面、行驶速度和载荷变化时，自动调节车身高度、悬架刚度和减震器阻尼的大小，从而改善汽车行驶的平顺性（即乘坐舒适性）。电控悬架的基本功能就是高度控制（包括自动高度控制、高车速控制和停车控制）、车身姿态控制（包括防侧倾控制、防点头控制、防后仰控制和改变悬架阻尼力）。阻尼是指振动体或振荡电路的振幅随振动能量的减小而相应减小的现象。 电控悬架能够平衡地面对汽车的反力，使其对车身的冲击和振动减小到最低程度。在装备电控悬架系统的汽车上，乘坐者在正常行驶情况下感觉悬架比较柔软，而在急转弯、急加速和紧急制动的情况下能够感觉悬架比较刚硬。因此，近年来其应用范围日趋广泛，不仅许多高挡轿车，而且中挡轿车、豪华大客车以及越野车都开始装备电控悬架系统。二、电控悬架系统的组成 1）电控悬架系统EMS基本组成：由前、后身高度传感器、转向盘转向与转角传感器、节气门位置传感器、车速传感器、控制开关、执行器和电子调节悬架电控单元EMS ECU组成。2）电控悬架系统EMS的工作过程：车身高度传感器采集其、后车身高度信号、转向盘转向与转角传感器采集汽车行驶方向信号、节气门位置传感器采集驾驶员加速或减速信号、车速传感器采集汽车行驶速度信号传感器和控制开关向EMS ECU输入车身以及汽车行驶的状态信息EMS ECU接受上述各种信息后经过比较、计算和判定然后向执行元件发出控制指令使执行元件产生一定的机械动作从而改变车身高度、空气弹簧的刚度或减震器的阻尼。丰田汽车电子调节悬架系统是组成如图6-1所示。,三、电控悬架系统的分类 根据EMS控制功能的不同，电控悬架系统主要分为下列几种类型： 1）电控变高度空气弹簧悬架系统； 2）电控变刚度空气弹簧悬架系统； 3）电控变阻尼减振器悬架系统； 4）电控变高度与变刚度空气弹簧悬架系统； 5）电控变高度、变刚度空气弹簧与变阻尼减振器悬架系统；第二节 车身高度电控系统一、车身高度电控系统的功能与分类 1. 车身高度电控系统的功能车身高度控制系统又称电控变高度空气弹簧悬架系统，其功能是当车内乘员或载荷变化时，自动调节车身高度，使汽车行驶姿态稳定，以提高通过性和乘坐舒适性。 2. 车身高度电控系统的分类车身高度控制系统分为两大类：,1）仅对两个后轮悬架控制：如早期福特公司礼貌牌轿车所采用的电控变高度空气弹簧悬架系统。它仅对两个后轮悬架进行控制，主要由一只高度传感器、电控单元、空气压缩机及其驱动电机和继电器、空气干燥器、排气电磁阀、空气软管以及后轮空气减振器等组成。其高度传感器安装在后车架与悬架控制臂之间，用以检测车身后部高度的变化。 2）进行四个车轮悬架的高度控制：如福特公司后来生产的汽车，采用三只高度传感器。其中两只前悬架高度传感器安装在横悬臂与下控制臂之间；一只后悬架高度传感器安装在车架与悬架控制臂之间。由于该系统分别进行两个后轮和两个前轮的高度控制，不仅能够控制车身高度，而且能够控制悬架的刚度。二、车身高度传感器的功能 车身高度传感器又称车身位置传感器。在汽车行驶过程中，当车辆载荷或乘员变化时，其高度就会变化。为了保证汽车的通过性、行驶稳定性、制动安全性和乘坐舒适性，均需要将车身高度控制在规定范围内。 车身高度传感器的功能是：及时将车身高度变化的信号输入到EMS ECU以便EMS ECU根据汽车各项性能的需要和既定的控制程序发出控制指令及时调节车身高度且将其控制在允许的范围之内（调节范围一般为1030mm）。,三、车身高度电控系统的组成 目前汽车普遍采用的车身高度控制系统如 图6-2 所示：,图6-2 车身高度控制系统的执行器组成简图,三、车身高度电控系统的组成 目前汽车普遍采用的车身高度控制系统如 图6-2 所示：,图6-2 车身高度控制系统的执行器组成简图,四、 车身高度传感器的结构特点 车身高度传感器的结构特点如 图6-3 和 图6-4 所示：图6-3 车身高度传感器的结构a) 传感器结构； b) 信号发生器结构,图6-4 车身高度传感器的连接关系,3. 车身高度传感器的测量原理 光电耦合元件固定在传感器壳体上，传感器壳体固定在车架上。故当车身高度变化时，光电耦合元件便随车身一起上、下移动，同时，“遮光盘”将随悬架臂的摆动而转动。 当车身高度升高时，悬架臂右端离地间隙增大，并通过拉紧螺栓和连杆带动传感器轴沿顺时针方向转动一个角度。反之，当车身高度降低时，悬架臂右端离地间隙减小，并通过拉紧螺栓和连杆带动传感器轴沿逆时针方向转动一个角度。 车身高度传感器的测量原理以及车身高度传感器的电路如 图6-5 所示：,图6-5 车身高度传感器的电路,图6-5 车身高度传感器的电路,表6-1 车身高度与4组耦合元件输出信号的关系,表6-1 车身高度与4组耦合元件输出信号的关系,表6-2 车身高度与2组耦合元件输出信号的关系,四、车身高度的控制 车身高度控制系统的控制原理是： 1）当乘员或载荷增加时EMS ECU将立即发出控制指令控制悬架高度调节机构自动调高悬架使车身高度升高； 2）当乘员或载荷减小时EMS ECU将立即发出控制指令控制悬架高度调节机构自动调低悬架使车身高度降低。其控制过程可分为车身高度不变时悬架系统的控制、车身高度降低时悬架系统的控制和车身高度升高时悬架系统的控制三种情况，如 图6-6 所示：,图6-6 车身高度控制原理,图6-6 车身高度控制原理,五、系统安全保护措施 为了使车身高度控制系统安全稳定的工作，采取了如下几项安全保护措施： 1）保护干燥剂的再生系统：从减振器中放出的干燥空气经过干燥器时带走了其中干燥剂中的湿气这样，使得干燥剂经过一段时间的使用之后，不会被湿气浸透。此种能够保护干燥剂的再生系统为许多空气悬架系统所采用。 2）保持干燥器中的最小压力：不低于55165Kpa，以保证系统中始终有一定量的空气当乘员或载荷减少使减振器伸长时使空气弹簧的气压腔不至于“凹瘪”。 3）为了防止悬架系统正常运动时，EMS ECU使车身升高或降低：采取“当高度传感器发出车身高度变化信号713s后EMS ECU才会向执行元件发出控制信号”的措施在这段时间内，如果高度传感器无输入信号EMS ECU就不会改变车身高度。 4）采取使得EMS ECU控制空气压缩机每次运转时间最长不超过2min；同时排气电磁阀打开最长不超过1min以防系统漏气时，压缩机不停地工作，并阻止排气孔不停地放气。,第三节 悬架刚度电控系统 在电控悬架系统中，每个车轮上都采用了空气弹簧和普通减振器的结构。通过改变空气弹簧气压腔中的压缩空气的压力，即可改变空气弹簧悬架的刚度。一、悬架刚度电控系统的组成 悬架刚度电控系统又称变刚度空气弹簧悬架系统，由高度传感器、控制开关、EMS ECU刚度调节执行器（气压缸、高度控制电磁阀、空气压缩机、干燥器和空气管路）等组成。可见变刚度空气弹簧悬架系统与变“高度”空气弹簧悬架系统的组成基本相同，主要区别在于空气弹簧气压内部结构及其调节机构不同。变刚度空气弹簧悬架系统内部结构如 图6-7 所示：,图6-7 变刚度空气弹簧悬架结构,二、空气弹簧悬架刚度的调节 在主气压腔与“辅气压腔”之间的气阀阀体上设有大小两个通道气阀控制杆由步进电机驱动当控制杆转动时，阀芯随之转动当阀芯转过一定角度时气体通道的大小就会变化主、辅气压腔之间的气体流量就会改变从而使得空气弹簧悬架的刚度发生变化其刚度分为“低”、“中”、“高”三种状态。空气弹簧悬架刚度调节原理见 图6-8 ：,图6-8 空气弹簧悬架刚度调节原理1-阻尼调节杆；2-空气阀控制杆；3-主、辅气压腔通道；4-辅气压腔；5-主气压腔；6-气阀阀体；7-小通道；8-阀芯；9-大通道。,图6-8 空气弹簧悬架刚度调节原理1-阻尼调节杆；2-空气阀控制杆；3-主、辅气压腔通道；4-辅气压腔；5-主气压腔；6-气阀阀体；7-小通道；8-阀芯；9-大通道。,第四节 悬架阻尼电控系统 在电控悬架系统中，最常用的是变阻尼悬架系统。其突出优点是质量轻。因为变阻尼悬架系统只需增加电控元件和改变减振器阻尼的执行元件。一、悬架阻尼电控系统的组成 汽车变阻尼悬架系统的结构组成如 图6-9 所示：,图6-9 丰田汽车变阻尼悬架系统1-变阻尼执行元件；2-节气门位置传感器；3-工作模式选择开关；4-车速传感器；5-EMS ECU；6-制动灯开关；7-转向与转角传感器；8-空挡起动开关。,图6-9 丰田汽车变阻尼悬架系统1-变阻尼执行元件；2-节气门位置传感器；3-工作模式选择开关；4-车速传感器；5-EMS ECU；6-制动灯开关；7-转向与转角传感器；8-空挡起动开关。,二、变阻尼悬架系统控制部件的结构原理 1. 转向与转角传感器 转向盘转动方向与转动角度传感器简称转向与转角传感器，其功能是检测转向盘（或转向轴）的转动方向与转动角度。转向盘转动方向与转动角度传感器一般均采用光电式传感器，安装在转向轴上，其结构如 图6-10 所示：图6-10 光电式转向盘位置传感器的结构a) 安装位置； b) 传感器结构1-传感器壳体；2-信号圆盘；3-光电耦合元件；4-透光孔；5-转向轴。,二、变阻尼悬架系统控制部件的结构原理 1. 转向与转角传感器 转向盘转动方向与转动角度传感器简称转向与转角传感器，其功能是检测转向盘（或转向轴）的转动方向与转动角度。转向盘转动方向与转动角度传感器一般均采用光电式传感器，安装在转向轴上，其结构如 图6-10 所示：图6-10 光电式转向盘位置传感器的结构a) 安装位置； b) 传感器结构1-传感器壳体；2-信号圆盘；3-光电耦合元件；4-透光孔；5-转向轴。,图6-11 光电式转向盘位置传感器的工作原理a) 耦合元件电路； b) 输出信号波形,2. 变阻尼执行元件 丰田汽车的电控悬架系统的执行元件安装在减振器支柱的顶部，其结构原理见图6-12：图6-12 变阻尼减震器执行元件1-挡块；2-扇形齿轮；3-驱动小齿轮；4-步进电机；5-电磁线圈；6-阻尼控制杆。,2. 变阻尼执行元件 丰田汽车的电控悬架系统的执行元件安装在减振器支柱的顶部，其结构原理见图6-12：图6-12 变阻尼减震器执行元件1-挡块；2-扇形齿轮；3-驱动小齿轮；4-步进电机；5-电磁线圈；6-阻尼控制杆。,回转阀的结构如 图6-13 所示：图6-13 回转阀的结构,回转阀的结构如 图6-13 所示：图6-13 回转阀的结构,3. 运行模式选择开关 电控悬架系统减振器阻尼的工作模式选择开关又称为运行模式选择开关。其功能是用于选择减振器阻尼的工作模式。一般分为“标准”、“中等硬度”、“坚硬”3种模式。【案例6-1】丰田汽车电控悬架系统调节减振器阻尼的工作模式 1）两种工作模式：丰田汽车电控悬架系统调节减振器阻尼分为“NORM（标准）”和“SPOT（运动）”两种模式。驾驶员可以根据汽车运行条件，通过操作仪表盘上的工作模式开关进行选择。 2）当仪表盘上的工作模式开关处于“NORM（标准）”模式时：EMS ECU将使减振器保持“柔软”状态工作。但是当当车速超过120Km/h时EMS ECU将自动控制减振器变为“中等硬度”状态工作。而当车速下降到100Km/h时EMS ECU将再控制减振器变为“柔软”状态工作。 3）当驾驶员选择“SPORT（运动）”模式时：EMS ECU将控制减振器处于“中等硬度”状态工作。但在下列条件下，EMS ECU将控制减振器从“柔软”或“中等硬度”状态变为“坚硬”状态工作： 当转向盘转角转向传感器显示汽车急转弯时；, 车速传感器和节气门位置传感器显示汽车在低于20Km/h的速度下进行急加速时； 车速传感器和制动灯开关显示汽车在高于60Km/h的速度下进行制动时； 车速传感器和空挡起动开关显示汽车在低于10Km/h的速度下，自动变速器从空挡或停车挡换为其他挡时。 反之，在下列条件下，EMS ECU将控制减振器从“坚硬”变为“中等硬度”状态 或“柔软”状态工作： 根据转向盘转动程度，转弯行驶2s或2s以上时间时； 加速时间达到3s或汽车上的达到50Km/h时； 制动灯开关断开2s时间之后时； 自动变速器从空挡或停车挡位置换为其他挡位达到3s或汽车速度达到15 Km/h时。 三、减震器阻尼的控制 减震器阻尼的控制过程可分为阻尼“柔软”、阻尼“中等”和阻尼“坚硬”三种情况，如 图6-13、图6-14 和 图6-15 所示，分述如下： 1. 阻尼“柔软”的控制 阻尼“柔软”的控制过程如 图6-14 所示：,图6-14 扇形齿轮旋转方向与位置a) 柔软阻尼； b) 坚硬阻尼； c) 中等阻尼,图6-14 扇形齿轮旋转方向与位置a) 柔软阻尼； b) 坚硬阻尼； c) 中等阻尼,图6-15 阻尼孔与油液孔的相对位置,2. 阻尼“中等”与“坚硬”的控制过程 阻尼“中等”与“坚硬”的控制过程如 图6-15 所示：,图6-15 阻尼孔与油液孔的相对位置,4.变阻尼悬架系统指示灯的控制 EMS ECU在控制执行器的同时，还必须控制仪表盘上的3只悬架系统指示灯。 当悬架减振器处于“柔软”阻尼状态时，控制左边的一只指示灯发亮； 当悬架减振器处于“中等”阻尼状态时，控制左边和中间的两只指示灯发亮； 当悬架减振器处于“坚硬”阻尼状态时，控制三只指示灯全部发亮。 当接通点火开关时，悬架系统的指示灯大约发亮2s之后自动熄灭。以便驾驶员检查指示灯及其线路是否完好。而当悬架控制系统出现故障时，EMS ECU将指令这些指示灯闪烁报警，以提醒驾驶员检修故障。,第五节 电控悬架系统综合实例【案例6-2】三菱汽车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成与工作过程一、三菱车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成 三菱汽车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成如 图6-16 所示：,图6-16 三菱汽车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成1空气压缩机继电器；2-空气弹簧；3-前变阻尼执行器；4-节气门位置传感器；5-前控制阀总成；6-系统功能指示灯；7-转向与转角传感器；8-后控制阀总成；9-EMS ECU；10-后变阻尼执行器；11-后高度传感器；12-门控灯开关；13-车速传感器；14-电源继电器；15-制动灯开关；16-空气压缩机；17-横向加速度传感器；18-前高度传感器；19-空气干燥器；20-流量控制阀；21-储气罐。,图6-16 三菱汽车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的组成1空气压缩机继电器；2-空气弹簧；3-前变阻尼执行器；4-节气门位置传感器；5-前控制阀总成；6-系统功能指示灯；7-转向与转角传感器；8-后控制阀总成；9-EMS ECU；10-后变阻尼执行器；11-后高度传感器；12-门控灯开关；13-车速传感器；14-电源继电器；15-制动灯开关；16-空气压缩机；17-横向加速度传感器；18-前高度传感器；19-空气干燥器；20-流量控制阀；21-储气罐。,现代汽车所使用的电控悬架系统中，一般同时采用了空气弹簧和变阻尼减震器。其中，减震器的螺旋弹簧用于支承汽车的质量，减震器控制系统用于调节减震器的阻尼，而空气弹簧则用于调节车身的刚度和高度。二、三菱车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统的控制 驾驶员可能选择的车身高度模式有“高位”和“自动”两种状态，能够选择的减震器阻尼模式有“运动”、“自动”、“柔软”3种模式。 当选择“自动”车身高度模式时，EMS ECU能够根据道路状况决定空气弹簧高度。只要按一下仪表盘上的高度选择按钮，就可将悬架设置在“高位”状态，并给空气弹簧充气，使车身高度升高。当汽车在坏路上行驶时，为了防止车身底部碰撞路面，应当选择“高位”模式。 当选择“运动”减震器阻尼模式时，EMS ECU将使减振器阻尼在任何情况下都很“坚硬”。当选择“自动”减震器阻尼模式时，EMS ECU根据传感器和开关信号，可将减震器阻尼调节为“坚硬”、“中等硬度”或“柔软”状态。当系统处于“自动”模式时，若再按“自动”按钮，系统将以“中等硬度”状态工作。当,选择“柔软”模式工作时，EMS ECU能够改变减振器阻尼硬度，使之在“坚硬”、“中等硬度”和“柔软”之间转换，选择“柔软”模式工作要比“自动”模式稍微柔软一些。 下面将具体分析车身侧倾、前仰、后仰、前后颠簸以及上下跳动几种运动状态时，悬架控制系统的控制过程。 1. 抗侧倾控制 EMS ECU通过转向盘转角与转动方向传感器以及侧向加速度传感器来监视车身的侧倾“情况”。当这些传感器输入的信号表明汽车要急转弯时，EMS ECU将给空气弹簧和转向外侧减振器阻尼调节元件发出控制指令，调节空气弹簧的刚度和减振器的阻尼，从而减小车身侧倾的程度，并改善操纵性。,2. 抗点头控制,3. 抗仰头（后坐）控制,4.前后颠簸和上下跳动的控制 电控悬架系统设有前后2只或4只高度传感器，故可检测汽车在不平整路面（即“搓衣板”路面）时行驶时悬架颠簸的运动状态。,6.车身高度控制 当空气弹簧的工作模式开关选择在“自动”模式时，EMS ECU能够调节“高位”、“正常”和“低位”3种车身高度状态。在大多数情况下，EMS ECU将使汽车处于正常高度状态下行驶，并根据车速高度传感器和车速传感器的输入信号来改变车身高度。,6.车身高度控制 当空气弹簧的工作模式开关选择在“自动”模式时，EMS ECU能够调节“高位”、“正常”和“低位”3种车身高度状态。在大多数情况下，EMS ECU将使汽车处于正常高度状态下行驶，并根据车速高度传感器和车速传感器的输入信号来改变车身高度。,三、三菱车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统执行元件的工作情况 1）三菱车悬架系统减振器的执行元件相互并联连接：因此，各个减振器同时起作用。在减振器活塞杆内设有一个由步进电机驱动的控制杆控制杆转动回转“阀”时便能改变阻尼孔的大小从而改变减振器阻尼的大小。 2）空气弹簧的执行元件能够分别动作：空气供给系统由空气压缩机、干燥器、储气罐、流量控制阀、前阀总成、后阀总成等组成。从空气压缩机输出的空气经干燥器后送到储气罐。储气罐由高压分罐、与低压分罐、高压开关、低压开关和回收泵组成。 3）高压罐为系统存储高压空气： 当空气压力低于745KPa时高压开关接通信号输入控制单元EMS ECU发出指令起动压缩机转动；当空气压力达到930KPa时高压开关断开信号输入控制单元EMS ECU发出指令停止压缩机转动。 4）当EMS ECU发出指令降低空气弹簧压力时，空气排到低压分罐： 当低压分罐压力达到140 KPa时低压开关断开信号输入控制单元EMS ECU接通回收泵使空气从低压罐压入高压罐；当低压分罐压力小于70 KPa时低压开关接通EMS ECU发出指令使回收泵停止运转。,5）流量控制阀的组成：流量控制阀由流速改变阀、前放气阀、后放气阀3个电磁阀组成。流速改变阀控制压缩空气从高压罐通过前、后阀总成流入前后空气弹簧。前放气阀控制空气从前空气弹簧通过前阀总成流入低压罐及压缩机的排气阀。后放气阀控制空气从后空气弹簧通过后阀总成流入低压罐及压缩机的排气阀。 6）前、后阀总成结构相似：前阀总成由前供气阀、前右阀、前左阀3个电磁阀组成。后阀总成由后供气阀、后右阀、后左阀3个电磁阀组成。在前、后阀总成中，供气阀控制空气从流速改变阀流入左、右阀。这些阀的操作方式相同，从供气阀接受压缩空气，然后通到空气弹簧；或从空气弹簧将排气导入流量控制阀的前、后放气阀。四、三菱车变高度、变刚度、变阻尼悬架系统指示灯的功能 电子控制悬架系统具有多种控制功能，并设有模式选择开关，故采用了许多指示灯来显示悬架的工作状态，指示灯安装在组合仪表盘中央，如 图6-17 所示：,图6-17 三菱汽车电控悬架系统工作状态指示灯,图6-17 三菱汽车电控悬架系统工作状态指示灯,第六节 电控悬架系统故障诊断一、电控悬架系统的故障自诊断 （1）诊断方法 如果空气悬架警示灯在发动机运转时发亮，则EMS ECU己检测出电控空气悬架系统中有故障。电控空气悬架的诊断与维修过程因汽车的不同而异。应根据汽车制造商的检修手册中所推荐的步骤进行。 在汽车制造商的维修信息中，为每个故障代码提供一种精确测试。这些精确测试为电压表与欧姆表测试，以此能指出故障代码的具体原因。在自动/手动测试的末尾可使用功能测试，以循环切换故障代码代表的元件。如果精确测试没有指导进入功能测试，绝对不要有该操作。如果没有特殊指导而进入功能测试，会损坏控制组件。制造商在汽车检修手册中都提供了详细的测试步骤。电控悬架系统一般都具有自诊断功能，即系统能自诊断本身是否有故障，并进行报警，以便及时查找故障原因和进行维修。,自诊断系统具有以下功能； 一是监测系统的工作状况。若系统出现故障，装在仪表盘上车身高度控制灯闪亮，以提醒驾驶员立即进行检修。 二是存储故障码。若系统出现故障，系统能够将故障以故障码的形式存放在悬架存储ECU的随机存储器（RAM）中，在检修汽车时，维修人员通过一定的方法读取故障代码及有关参数，以便迅速诊断出故障部位或查找故障的原因。三是失效保护。若某一传感器或执行器出现故障，系统将以预先设定的参数取代有故障的传感器或执行器工作，从而保护系统不受损坏。 在进行电控悬架故障自诊断测试时 ，根据汽车制造厂家及车型的不同，可采用以下不同的方法进入自诊断系统： 1）专用诊断开关法：有些汽车装有按钮式诊断开关，按下或旋转专用开关，即可进入故障自诊断测试状态，进行故障代码的读取。 2）加速踏板法：有的汽车在规定的时间内，将加速踏板连续踩下5次，即可使电控悬架进入故障自诊断状态。,3）点火开关法：有的汽车在将点火开关进行“ON-OFF-ON-OFF-ON”一次，即可使电控悬架进入故障自诊断状态。如美国克莱斯勒公司生产的电控悬架就采用这种方法。 4）跨接寻线法：有的汽车需用跨接导线将高度控制连接器和发动机舱的检查插接器的诊断输入端子和搭铁端子进行跨接，即可进入故障自诊断状态，读取故障代码。如丰田系列汽车的电控悬架就采用这种方法。 5）空调面板法：有些汽车上控制板面上的相关控制开关，可兼做故障自诊断开关，一般是将空调控制板面上的“WARM（加温）”和“OFF（关闭）”两个按键同时按下一段时间，即可使电控悬架进入故障自诊断状态。如林肯 大陆和凯迪拉克汽车就采用这种方法。 6）专用诊断仪法：各种汽车电控悬架系统均配备专用故障诊断仪（解码器），将该仪器与电控悬架系统故障检查插接器相连接，便可以直接进入故障自诊断状态，并在诊断仪上读取故障码。,电控悬架故障自诊断系统可通过故障码来确定故障的部位，为排除故障带来很大方便。但有时电控悬架出现故障却无故障码显示。在这种情况下，就需要根据故障现象和电控悬架电路原理进行故障分析，从而迅速找出故障原因及时排除故障。 在进行故障分析时，有许多故障原因可能与悬架ECU有关，但实际上悬架ECU的故障率是很低的，因此在检查故障部位时，应先检查ECU以外可能发生故障的部位，待确定这些部位均正常而故障现象不能消除时，再考虑检查或更换悬架ECU。 【案例6-3】凌志LS400 乘用车电控悬架系统常见故障分析 以凌志LS400 乘用车电控悬架系统常见故障为例分析，丰田凌志LS400轿车电控空气悬架工作原理图如 图6-19 所示：,图6-19 丰田凌志LS400轿车电控空气悬架工作原理,图6-19 丰田凌志LS400轿车电控空气悬架工作原理,（1）车身高度传感器电路的检查 首先了解相关电路：如 图6-20 所示。当车身高度传感器电路有故障时，可以输出故障码11、12、13、14，各故障码的含义见表6-3。根据故障码提供的信息，确定故障部位： a）悬架ECU与车身高度传感器之间的线路或插接器； b）车身高度传感器电源线路及2号高度控制继电器； c）悬架ECU。,图6-20 车身高度传感器电路图（左侧驾驶汽车）,1）检查车身高度传感器电压：如 图6-21 所示。首先拆下前轮（针对故障码11、12）或拆下行李箱“装璜”前盖（针对故障码13、14），然后拔开车身高度传感器插接器，再打开点火开关，用电压表的“+”表笔与传感器插接器（线束侧）1号端子相连，“-”表笔搭铁，得其电压。正常电压为蓄电池电压，如图所示。如果电压不正常，则检查2号高度控制继电器与车身高度传感器之间的线路或插接器。如果电压正常，则进行下一步检查。 图6-21 车身高度传感器电源电压的检查,2） 检查悬架ECU与车身高度传感器之间的线路和插接器：首先检查各线束插接器有无松动，若无松动，则拔开各线束插接器，检查其端子有无锈蚀，再用电阻表检测有导线连接的两端子之间的导通情况。如果不正常，则修理或更换插接器，如果正常则进行下一步检查。 3） 检查车身高度传感器的功能：更换上一只性能良好的车身高度传感器，检查故障症状是否消除。如果能消除，则更换车身高度传感器；如果仍不能消除，则检查或更换悬架ECU。 （2）悬架控制执行器电源电路的检查 首先了解相关电路，如 图6-22 所示。,图6-22 悬架控制执行器电源电路,当悬架控制执行器电源电路发生故障时，可以输出故障码72。如果悬架ECU存储器中存入故障码72，则在ECU插接器的+B端子上施加蓄电池电压之前，系统不执行减振力和弹簧刚度控制。根据故障码“提供”的信息，确定故障部位： a）AIR SUS熔断器。 b）悬架ECU与发动机主继电器之间的线路或插接器。 c）悬架ECU。 检查步骤如下： 1）拆下行李箱右侧盖。 2）打开点火开关，用直流电压表测量悬架ECU插接器+B端子与车身搭铁之间的电压。正常电压应为蓄电池电压。如果电压不正常，则应AIR SUS检查熔断器及悬架ECU与发动机主继电器之间的线路或插接器；如果电压正常，则应检查或更换悬架ECU。,二、电控悬架系统常见故障现象及主要原因 电控悬架故障现象及主要原因如 表6-4 所示：表6-4 电控悬架故障现象及主要原因,【案例8-3】奔驰ML350电控悬架系统故障诊断 1. 车型 奔驰ML350,如图6-23所示。 2. 故障现象 用户反映该车仪表板灯光系统报警，中央控制面板的悬架升高按键上的LED 灯不停闪烁。 3. 诊断与排除 连接故障诊断仪对空气悬架系统进行检测，发现了故障含义为加注中央“蓄压器”的时间异常的故障码。利用故障诊断仪的驱动功能为中央蓄压器充气，发现控制单元的指令可以发出，但充气泵不工作。根据驱动测试结果可以判定，既有可能是线路问题，也有可能是元件问题。先检查了充气泵的电源线，结果无电压。对照电路图进行线路检查发现，提供电源的40 A 熔丝已经熔断。但检查充气泵及线路无短路现象，于是更换熔断器的熔丝后试车。但进行试车后故障依旧。,图6-23 奔驰ML350发动机舱 图6-24 中央分配阀,图6-25 限压阀 图6-26 充气泵 根据以上检查结果，可以确定充气泵损坏。在更换新的充气泵后,悬架系统升降功能恢复，升降开关上的LED 灯在车辆悬架达到预定高度后LED 灯熄灭，故障排除。,本 章 小 结 1. 汽车悬架是连接在车身与车轮之间的所有“传力装置”的总称。通常称为电子调节悬架系统EMS。其功能是在汽车行驶路面、行驶速度和载荷变化时，自动调节车身高度、悬架刚度和减震器阻尼的大小，进行高度控制（包括自动高度控制、高车速控制和停车控制）和车身姿态控制（包括防侧倾控制、防点头控制、防后仰控制和改变悬架阻尼力）。从而改善汽车行驶的平顺性（即乘坐舒适性）。 2. 汽车电控悬架系统EMS由车前、后身高度传感器、转向盘转向与转角传感器、节气门位置传感器、车速传感器、控制开关、执行器和电子调节悬架电控单元EMS ECU组成。 3. 车身高度控制系统又称电控变“高度”空气弹簧悬架系统，其功能是当车内乘员或载荷变化时，自动调节车身高度，使汽车行驶姿态稳定，以提高通过性和乘坐舒适性。车身高度控制系统分为两大类：即“仅对两个后轮悬架控制”和“进行四个车轮悬架的高度控制”。车身高度控制系统由4只高度传感器（设置在每个减振器的下面）、控制开关、电控单元DMS ECU、和高度调节执行器等组成。,高度调节执行器包括4个气压缸、两只高度控制电磁阀、空气压缩机、干燥器和空气管路等。 4. 汽车悬架刚度电控系统又称变刚度空气弹簧悬架系统，在电控悬架系统中，每个车轮上都采用了空气弹簧和普通减振器的结构。通过改变空气弹簧气压腔中的压缩空气的压力，即可改变空气弹簧悬架的刚度。它由高度传感器、控制开关、EMS ECU刚度调节执行器（气压缸、高度控制电磁阀、空气压缩机、干燥器和空气管路）等组成。 5. 汽车在电控悬架系统中，最常用的是变阻尼悬架系统。其突出优点是质量轻。因为变阻尼悬架系统只需增加电控元件和改变减振器阻尼的执行元件。变阻尼悬架系统由车速传感器、转向与转角传感器、节气门位置传感器、减振器工作模式选择开关（在仪表盘上）、制动灯开关空挡起动开关、电氐妥枘岬鹘谥葱衅髯槌伞渥枘岬目刂品绞:分为三种方式：即 根据汽车行驶状况进行控制； 根据驾驶员选择的运行模式进行控制； 同时根据上述两种状况进行控制。减震器阻尼的控制过程可分为阻尼“柔软”、阻尼“中等”和阻尼“坚硬”三种情况。,6. 现代汽车所使用的电控悬架系统中，一般同时采用了空气弹簧和变阻尼减震器。其中，减震器的螺旋弹簧用于支承汽车的质量，减震器控制系统用于调节减震器的阻尼，而空气弹簧则用于调节车身的刚度和高度。 7. 电控悬架系统一般都具有自诊断功能，一是监测系统的工作状况。若系统出现故障，装在仪表盘上车身高度控制灯闪亮，以提醒驾驶员立即进行检修。二是存储故障码。若系统出现故障，系统能够将故障以故障码的形式存放在悬架存储ECU的RAM中，在检修汽车时，维修人员通过一定的方法读取故障代码及有关参数，以便迅速诊断出故障部位或查找故障原因。三是失效保护。若某一传感器或执行器出现故障，系统将以预先设定的参数取代有故障的传感器或执行器工作，从而保护系统不受损坏。,复 习 思 考 题 1. 汽车电子控制悬架系统的功能是什么？ 2. 电子调节悬架系统主要由哪些部件组成？ 3. 根据功能不同，电子调节悬架系统主要有哪几种类型？ 4. 电子控制悬架系统采用的控制方式有哪几种 ？ 5. 电子控制悬架系统EMS调节空气弹簧悬架高度的方法是什么？怎样调节车身高度? 6. 车身高度传感器的功能是什么？EMS对车身高度调节的范围一般是多少？ 7. 转向盘转向与转角传感器的功能是什么？主要由哪些部件组成？ 8. 电子控制悬架系统EMS调节空气弹簧悬架高度的方法是什么？ 9. 何谓阻尼？电子控制悬架系统EMS调节减振器阻尼的方法是什么？ 10. 电子控制悬架系统EMS调节减振器阻尼的状态有哪3种？ 11. 简述车轮速度传感器的检修方法？ 12. 简述凌志LS400电控悬架系统故障诊断方法？,