项目三电控悬架系统检修ppt课件.ppt

项目三 电控悬架系统检修,一辆丰田LS400轿车车身高度不能正常调节，由对此故障的诊断与排除引出本项目。本项目需完成的任务有LS400轿车电控悬架系统常规检查与调整、读取与清除LS400轿车电控悬架系统故障码、检测LS400轿车电控悬架系统主要电气元件。,项目描述,1知识目标,学习目标,（1）掌握电控悬架系统的组成、功用及类型；（2）理解电控悬架系统的控制功能；（3）掌握电控悬架系统信号输入装置的功用、原理；（4）掌握电控悬架系统执行器及空气弹簧、可调阻尼减振器的功用、结构、原理。,学习目标,（1）会对LS400轿车电控悬架系统进行常规检查与调整；（2）能够正确读取与清除LS400轿车电控悬架系统故障码；（3）能够正确检测LS400轿车电控悬架系统主要电气元件。,2能力目标,学习目标,3素质目标,（1）5S 整理、整顿、清扫、清洁和素养；（2）劳动保护与安全操作 安全文明生产，保证工具、设备和自身安全；（3）团队协作 能与任务小组同学高效协作，共同完成任务；（4）组织沟通能力 能与同学及老师有效沟通；（5）规范 拆装工艺合理，操作规范。,任务一 常规检查与调整,本任务对LS400轿车电控悬架系统功能与状态进行检查，以判断其工作是否良好，包括车身高度调整功能检查、外观检查、车身高度检查与调整。,【任务描述】,【任务分析】,车身高度调节功能失效,任务一 常规检查与调整,故障现象：车高自动调节功能失效；车高手动调节功能失效。,故障原因：气源系统故障，不能制造压缩空气；管路、空气弹簧泄漏；传感器、车高控制开头损坏。,检修思路：检查车身高度设置是否正确；检查管路、空气弹簧有无泄漏。,轮胎检查与维护项目,一、车身高度检查与调整,二、车身高度调整功能检查,三、外观检查,目的：检查初始车身高度设置是否正确,目的：将初始车身高度设置调整到标准值,目的：检查悬架管路、空气弹簧是否有泄 漏，是否有零部件损伤。,轮胎检查与维护方法,一、车身高度检查与调整,1检查车身高度,10）测量车身高度。测量点如图3-1所示，前端：地面下悬架臂安装螺栓中心；后端：地面下悬架臂安装螺栓中心。车身高度标准值为前端：249 10mm；后端：231.5 10mm；左、右车身高度相差应小于10mm；前、后车身高度相差应在17.515mm之内。,（a）车身前端高度测量 （b）车身后端高度测量图3-1 车身高度测量点,2调整车身高度,1）拧松高度控制传感器连接杆上的两个锁紧螺母，锁紧螺母见图3-2。2）转动高度控制传感器连接杆的螺栓以调节长度，高度控制传感器连接杆每转圈能使车身高度改变大约4mm。3）检查如图3-2所示的高度控制传感器连接杆的尺寸A是否小于极限值，即前部8mm，后部11mm。,4）暂时拧紧高度控制传感器连接杆锁紧螺母，拧紧力矩4.4Nm。5）复查车身高度。6）拧紧高度控制传感器连接杆锁紧螺母，拧紧力矩4.4Nm。,检查车身高度传感器连接杆尺寸,二、车身高度调整功能检查,通过操作高度控制开关检查汽车高度变化情况，其步骤为：1）检查轮胎气压是否正常（前、后轮胎标准气压分别为2.3 kg/cm2和2.5kg/cm2），若不正常需进行调整。2）起动发动机，将高度控制开关由NORM位置转换到HIGH位置。从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整需要2040s，车身高度应升高1030mm。,3）在汽车处于HIGH高度调整状态下，起动发动机并将高度控制开关由HIGH位置转换到NORM位置。从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整需要2040s，车身高度应降低1030mm。若不符合2）、3）步骤的规定，表明车身高度调整功能异常，需要进行故障诊断与维修。,按照以下步骤进行外观检查：1）启动发动机，将高度控制开关置于HIGH位置，待车辆升高后将发动机熄火。2）打开后备箱盖，将车身高度控制ON/OFF开关置于OFF位置，或者断开蓄电池负极注意，不可将点火开关置于点火位置或起动发动机。3）用举升机举起车辆。4）观察悬架系统管路、部件是否有明显损坏。5）用中性肥皂水淋洒在悬架管路接头等位置，检查是否泄漏。6）检查空气弹簧橡胶气囊是否有损伤及泄漏。7）检查悬架系统线束插头是否有松动或脱落。,三、外观检查,任务二 系统自诊断,本任务通过查看LS400电控悬架系统指示灯信息及故障代码判断系统是否存在电气故障，并判断故障范围。,【任务描述】,【任务分析】,故障现象：高速时转向盘颤动严重；低速时故障减轻,故障原因：转向轮轮胎质量不均匀,检修思路：检查转向轮轮胎状况；维修或更换转向轮轮胎,任务二 系统自诊断,车身高度调节功能失效,电控系统ECU都具有故障自诊断功能，当电气元件或线路发生故障时，ECU会监测到并生成故障代码，并以指示灯闪亮的方式给予提醒。通过指示灯检查可初步判断悬架系统是否存在电气故障，通过读取故障代码可以进一步缩小故障的范围，以利于进一步进行电气元件及线路的检测。,系统自诊断实施步骤,一、指示灯检查,二、读取故障码,三、清除故障码,目的：,目的：,目的：,系统自诊断实施步骤,一、指示灯检查,电控悬架系统指示灯的状态可以可以反映悬架系统是否有电气故障，其检查步骤为：1）将开点火开关置于ON位置，仪表盘上的LRC指示灯和高度控制指示灯均应亮2 s 左右，然后熄灭。2）将LRC开关置于SPORT位置，此时仪表盘上的LRC指示灯应常亮；将LRC开关置于NORM位置，LRC指示灯应亮2 s，然后熄灭。3）将高度控制开关置于NORM位置，仪表盘上高度控制指示灯中的“NORM”应亮 ，“HI”应不亮；将高度控制开关置于HIGH位置，高度控制指示灯中的“HI”应亮，“NORM”应不亮。如果LRC指示灯、高度控制指示灯不能按上述要求正常亮，则在后续任务中按表3-3进行检查。,二、读取故障码,故障代码的读取步骤为：1）将丰田专用诊断仪IT II连接到位于方向盘左下方的车辆故障诊断插座DL3上。2）将开点火开关置于ON位置。3）打开IT II电源开关。4）操作菜单“Enter/Powertrain/Engine and ECT/DTC”,即可显示出系统中已存的故障代码。5）若读取到故障代码，参见故障代码表表3-4按任务三方法进行故障诊断与排除，之后利用IT II清除悬架ECU中的故障码。,三、清除故障码,任务三 电气元件检测,本任务对LS400电控悬架系统的电气元件及线路进行检测，以确定电气元件是否损坏，线路是否有短路及断路。,【任务描述】,【任务分析】,故障现象：高速时转向盘颤动严重；低速时故障减轻,故障原因：转向轮轮胎质量不均匀,检修思路：检查转向轮轮胎状况；维修或更换转向轮轮胎,车身高度调节功能失效,通过任务二确定的路障范围，对故障范围内的电气元件及线路进行进一步的检测，以确定具体损坏的电气元件及线路。,任务三 电气元件检测,电气元件检测项目,二、检测高度控制阀及排气阀,目的：,目的：,一、检查高度控制传感器连接器端子和车身接地之间的电压,电气元件检测方法,一、检查高度控制传感器连接器端子和车身接地之间的电压,检查步骤如下：1）拆下前车轮。2）脱开高度控制传感器连接器。3）将点火开关置于ON位置。4）测量高度控制传感器连接器端子和车身接地之间的电压，如图3-3所示，此电压应该为蓄电池电压。,参见图3-35，1号及2号高度控制阀共有4只电磁阀，排气阀为1只电磁阀，这些电磁阀都是开关式的，对其检测步骤如下：1）测量电磁阀的电阻，参见图3-30，分别拆下1号、2号高度控制阀及排气阀线束插头，用万用表测量相应端子与电磁阀壳体之间的电阻。其电阻值应为10-20。若阻值为0，表明电磁阀内部短路，若阻值为，则表明电磁阀或其电线断路。2）检查电磁阀的动作。将蓄电池的正极接到各电磁阀端子，蓄电池负极接电磁阀壳体，此时若听到电磁阀发出咔嗒声，表明电磁阀阀芯运动正常，否则表明其阀芯卡滞。,二、检测高度控制阀及排气阀,相关知识,一、电控悬架系统的分类和组成1电控悬架系统的分类1）按控制目的分类：（1）车高控制系统车高控制系统是可以实时控制车身高度的电控悬架系统。（2）刚度控制系统刚度控制系统是可以实时控制悬架刚度的电控悬架系统。（3）阻尼控制系统阻尼控制系统是可以实时控制悬架阻尼系数的电控悬架系统。（4）综合控制系统综合控制系统是综合前三种系统中的两个或全部三个的电控悬架系统。 现代轿车多数采用将前三种控制综合在一起在的悬架系统，以充分提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。,相关知识,2）按悬架的结构形式分：（1）电控空气悬架系统电控空气悬架系统是采用空气弹簧的电控悬架系统。（2）电控液压悬架系统电控液压悬架系统是采用油气弹簧的电控悬架系统。现代轿车电控悬架系统广泛采用电控空气悬架系统。,相关知识,3）按控制系统是否有源分（1）主动悬架主动悬架是根据汽车的运动状态和路面情况，主动调节悬架刚度、减振器阻尼系数、车身高度和姿态，使系统始终处于最佳的减振状态的悬架系统。这种主动调节消耗能量，所以需要有动力源提供能源，即系统是有源的。,相关知识,（2）半主动悬架半主动悬架只能对减振器的阻尼力进行调节，它是无源的，即不需要有专门的动力源提供动力。有些半主动悬架还对横向稳定器的刚度进行调节。如图3-5所示，半主动悬架一般以车身振动加速度为控制目标参数，通过控制步进电机来驱动阻尼减振器中的元件，调节阻尼系数，从而实现对减振器阻尼力的控制。,相关知识,2电控悬架系统的组成电控悬架由空气弹簧减振器组件、执行元件、电子控制模块、传感器等组成。1）传感器 传感器的作用是将汽车行驶的速度、起动、加速度、转向、制动和路面状况、汽车振动状况、车身高度等信号输送给悬架ECU。汽车悬架系统所用的传感器主要有：车身加速度传感器、车身高度传感器、车速传感器、方向盘转角传感器、节气门位置传感器等。,相关知识,2）电子控制模块 电子控制模块（悬架ECU）接收各种传感器的输入信号并进行运算，然后给执行器输出控制悬架的刚度、阻尼力和车身高度的信号。同时，悬架ECU还监测各传感器的信号是否正常，若发现故障，则存储故障码和相关参数，并点亮故障指示灯。,相关知识,3）执行元件 悬架通常所用的执行元件有电磁阀、步进电动机和气泵电动机等。当执行元件接受到悬架ECU的控制信号后，及时准确地动作，从而按照要求调节悬架的刚度、阻尼力和车身高度。,电子控制空气悬架系统部件的位置图11号高度控制继电器；2车身高度传感器；3前悬架控制执行器；4停车灯开关；5转向传感器；6高度控制开关；7LRC开关；8后车身位移传感器；92号高度控制阀和溢流阀；10高度控制ON/OFF开关；11高度控制连接器；12后悬架控制执行器；132号高度控制执行器；14悬架控制模块；15门控灯开关；16主节气门位置传感器；171号高度控制阀；18空气压缩机；19干燥器和排气阀；20IC调节器,相关知识,二、电控空气悬架系统的工作原理1电控空气悬架系统的基本原理 电控空气悬架系统的工作原理如图3-6所示。它由悬架控制开关、制动灯开关、节气门位置传感器、车速传感器、方向盘转角传感器、车身高度传感器、悬架ECU、高度控制电磁阀以及空气悬架等装置组成。如图3-7所示为这些部件在汽车上的具体位置。系统工作时，控制模块根据车身高度、方向盘转角、车速、制动等传感器的信号，经过运算分析后输出控制信号，控制各种电磁阀和步进电动机，以便及时改变悬架的刚度、阻尼系数和车身高度，以适应各种复杂的行驶工况对悬架特性的不同要求，保证汽车行驶过程中的乘坐舒适性和操纵稳定性。,相关知识,电控空气悬架系统工作原理,相关知识,1）电控空气悬架系统的控制功能,（1）车速与路面感应控制。这种控制主要是随着车速和路面的变化，改变悬架的刚度和阻尼，使之处于低、中、高三种状态。车速和路面感应主要有以下三种：高速感应当车速很高时，控制模块输出控制信号，使悬架的刚度和阻尼相应增大，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。 前后车轮关联感应 当汽车前轮在遇到路面单个的突起时，控制模块输出控制信号，相应减小后轮悬架的刚度和阻尼，以减小车身的振动和冲击。坏路面感应当汽车进入坏路面行驶时，为了抑制车身产生大的振动，控制模块输出控制信号，相应增大悬架的刚度和阻尼。,相关知识,（2）车身姿态控制,转向时车身的倾斜控制 当驾驶员急打方向盘使汽车急转弯时，转向角度传感器将方向盘的转角以及旋转速度信号输入悬架ECU，悬架ECU经过计算分析向悬架执行元件输出控制信号，增大或减小相应悬架的刚度和阻尼，以抑制车身的倾斜。制动时车身的点头控制当汽车在紧急制动时，车速传感器将车速信号和制动灯开关信号输入悬架ECU，悬架ECU经过计算分析后输出控制信号，增大相应悬架的刚度和阻尼，以抑制车身的点头。起步或急加速时车身的后坐控制当汽车突然起步或急加速时，车速传感器将车速信号和节气门开度信号输入悬架ECU，悬架ECU经过计算分析后输出控制信号，以增加悬架的刚度和阻尼，以抑制汽车的后坐。,相关知识,（3）车身高度控制,高速感应控制当车速高于某一设定值（如90kmh）时，为了提高汽车的行驶稳定性和减少空气阻力，控制器输出控制信号，降低车身的高度；当车速低于某一设定值（如60 kmh）时，汽车恢复原有的高度。连续差路面行驶控制汽车在连续颠簸不平的路面行驶，车身高度传感器连续2.5s以上输出大幅度的振动信号，如果此时车速在4090kmh，悬架ECU就会输出控制信号，以提高车身，减弱来自路面的突然起伏感，提高汽车的通过性能；但如果此时的车速在90kmh以上时，悬架ECU会输出控制信号，降低车身高度，以保证汽车行驶的稳定性。,相关知识,2电控空气悬架系统的部件,1）车身高度传感器,相关知识,2）方向盘转角传感器,（a）安装位置和构造,（b）工作原理,（c）电路原理,光电式方向盘转角传感器,相关知识,3）车速传感器,相关知识,4）加速信号当汽车起动或突然加速时，动力传动控制模块（PCM）根据节气门位置传感器信号（探测到节气门开度超过90）或质量空气流量信号生成加速信号，然后将加速信号提供给悬架控制模块，悬架控制模块控制执行器使其转换到硬阻尼状态，以便减少汽车抬头（后坐）。,相关知识,5）车门信号悬架控制模块利用车门信号实现系统的某些功能，如在车门打开时防止排气或保持目前行驶高度等。当车门关闭时，系统恢复正常工作状态。,相关知识,6）制动开关当汽车制动时，制动开关给悬架控制模块一个制动信号，悬架控制模块收到制动信号后，控制执行器将悬架由软转换到硬的状态，以防止汽车点头（翘尾）。,相关知识,7）悬架控制开关悬架控制开关包括悬架刚度和阻尼选择（LRC）开关、车高控制开关和高度控制ONOFF开关，前两个开关一般都装在驾驶室内变速器控制杆旁边，如图3-11所示，高度控制ONOFF开关一般装在后备箱内，如图3-12所示。,LRC开关和高度控制开关,LS400高度控制ONOFF开关安装位置,相关知识,（1）悬架刚度和阻尼选择(LRC)开关LRC开关用于选择悬架的刚度和阻尼力参数，它有两个档位：当LRC开关处于“NORM”（软）档位时，系统进入“常规行驶自动控制”；当LRC开关处于“SPORT”（硬）档位时，系统进入“高速行驶自动控制”。每一种模式下按照刚度与阻尼的大小依次又有低、中、高三种状态。当通过悬架控制开关选定“NORM”（软）或“SPORT”（硬）模式后，就由悬架ECU根据传感器的输入信号在低、中、高三种状态间自动调节刚度和阻尼系数。,相关知识,（2）高度控制开关高度控制开关也有两种控制模式，即“NORM”和“HIGH”， 按照车身的高度从低到高的顺序，每一种模式又有低、中、高三种状态。 在“NORM”模式时，车身高度常处于“低”状态，系统对车身高度进行“常规值自动控制”； 在“HIGH”模式时，车身高度常处于“高”状态，系统对车身高度进行“高值自动控制”。,相关知识,（3）高度控制ONOFF开关高度控制ONOFF开关一般装在后备箱内。当高度控制ONOFF开关位于“ON”时，系统按照驾驶员通过高度控制开关选定的模式进行车身高度控制；当锁止开关位于“OFF”时，系统不进行车身高度的调节。注意，顶升或举升汽车时，如果高度控制ONOFF开关不在“OFF”位置，可能会损坏空气悬架系统。所以举升汽车前，必须将高度控制ONOFF开关置于“OFF”位置。,相关知识,8）悬架控制模块控制模块是基于微处理器的电子模块，它根据各种传感器的输入信号控制空气压缩机和所有电磁阀的工作，它还实施所有的故障管理和诊断策略。控制模块内包含系统自测试和通讯软件。根据车型和所采用系统的不同，悬架控制模块既可以是单独的模块，也可以是与其他系统模块集成的模块，它们的控制策略是一样的。,相关知识,悬架控制模块通常且有以下控制策略： 高度控制策略A正常策略：悬架控制模块根据高度传感器等输入元件的信号控制车身高度。对一些特殊情况，该模块可能使用其他系统的输入。B故障策略：当悬架控制模块检测到系统有故障时，模块将接通悬架故障指示灯，并在一个点火周期内停止所有的高度调整。行驶平顺性控制策略A正常策略：悬架控制模块根据各种不同输入元件的信号控制减振器阻尼由软到硬和从硬到软的变换。B故障策略：当悬架控制模块探测到系统有故障时，控制模块给减振器执行器断电，并且使悬架故障指示灯点亮，使悬架处在硬模式下。,相关知识,9）空气弹簧减振器组件,空气弹簧减振器组件由空气弹簧、减振器、空气管路和执行器等组成，其构造如图3-13所示。其中通过空气弹簧可实现悬架刚度的调节，通过减振器可实现悬架阻尼的调节。,空气弹簧减振器组件,相关知识,空气弹簧空气弹簧的功用是实现刚度和车身高度的调节，它是利用空气被压缩时产生的弹性来工作的。悬架的上端与车身相连，下端与车轮连接。,车高控制原理,相关知识,空气弹簧刚度的调节原理,相关知识,减振器电子控制空气悬架系统阻尼的调节是通过改变减振器阻尼孔截面积的大小来实现的，,相关知识,悬架控制执行器,相关知识,10）车身高度调节系统部件车身高度控制系统能够根据车内乘坐人员或车辆载重情况自动对车身高度作出调整，以保持汽车行驶所需要的高度和汽车行驶姿态的稳定。车身高度调节系统如图3-21所示，它由空气压缩机、直流电机、高度控制电磁阀、排气电磁阀、空气干燥器等组成。悬架控制模块根据车身高度传感器送来的信号和驾驶员设定的悬架控制模式，控制电磁阀的动作，以控制车身高度，其工作过程如下：A升高车身高度当需要升高车身高度时，直流电机带动压缩机工作，压缩空气通过空气干燥器后，由高度控制电磁阀进入空气悬架的主气室，使车身高度增加。B维持车身高度当车身达到规定的高度，高度控制电磁阀断电关闭，空气悬架主气室的空气量保持不变，车身高度维持不变。C降低车身高度当需要降低车身高度时，高度控制电磁阀和排气电磁阀同时通电打开，空气悬架主气室的空气通过电磁阀、空气管路、排气阀排出，车身高度下降。,相关知识,空气压缩机,相关知识,压缩机继电器,相关知识,排气电磁阀,相关知识,高度控制电磁阀,相关知识,11）指示灯,空气悬架系统指示灯,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,相关知识,