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1、单元五电控悬架系统构造与维修n第一节概述n第二节电子控制空气悬架系统；电子控制油气悬架系统n第三节电子控制悬架系统的故障诊断与维修n第四节典型电控悬架系统的检修第一节第一节 概述概述汽车悬架是连接在车身与车轮之间的所有传力装置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。悬架的功用是将路面作用于车轮的垂直反的总称。悬架的功用是将路面作用于车轮的垂直反力力(支承力支承力)、纵向反力、纵向反力(牵引力、制动力牵引力、制动力)、侧向反、侧向反力以及由这些反力形成的转矩传递到车身上，保证力以及由这些反力形成的转矩传递到车身上，保证汽车正常行驶。汽车正常行驶。常见悬架系统有从动悬架、半从动悬架、半
2、主动悬架、主动悬架。1.1 轿车悬架双横臂独立悬架多连杆独立悬架1-前悬架横梁2-前稳定杆3-拉杆支架4-粘滞式拉杆5-下连杆6-轮毂转向节总成7-第三连杆8-减振器9-上连杆10-螺旋弹簧11-上连杆支架12-减振器隔振块滑柱式独立悬架多连杆式独立悬架1.2 电子控制悬架系统电子控制悬架系统EMS的组成的组成n一、电子控制悬架系统的功用：n电子控制悬架系统(ECSS，ElectronicControlledSuspensionSystem)又称为电子调节悬架系统(ElectronicModulatedSuspensionSystem)，通常缩写为EMS。n电子控制悬架系统的功用是：在汽车行驶
3、路面、行驶速度和载荷变化时，自动调节车身高度、悬架刚度和减振器阻尼的大小，从而改善汽车的行驶平顺性(即乘座舒适性)。阻尼指的是当振动的物体或振荡电路的能量逐渐减少时，振幅相应减小的现象。n在装备电子控制悬架系统的汽车上，当汽车急转弯、急加速或紧急制动时，乘坐人员能够感到悬架较为坚硬，而在正常行驶时能够感到悬架比较柔软；电控悬架还能平衡地面反力，使其对车身的影响减小到最低程度。因此，随着汽车电子技术的发展与进步，许多中高档轿车、大客车以及越野汽车都装备了电子控制悬架系统。n二、电子控制悬架系统的组成n电子控制悬架系统主要由前车身高度传感器、后车身高度传感器、方向盘转向与转角传感器、节气门位置传感
4、器和车速传感器、控制开关、电子调节悬架电控单元(EMSECU)和执行器组成。n车身高度传感器采集前后车身的高度信号、方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或减速信号、车速传感器采集汽车行驶速度信号。n传感器和控制开关向EMSECU输入车身以及汽车行驶的状态信息，EMSECU接收传感器和控制开关输入的电信号，并向执行元件发出控制指令，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振器的阻尼。ECU、压缩机(5)、阀门(3)(4)、空气弹簧元件(1)(2)1-干燥器与排气阀总成；2-高度控制空气压缩机；3-No1高度控制阀；4-主节气门位置传感器
5、；5-门控开关；6-EMSECU；7-No2高度控制继电器；8-后悬架控制执行器；9-高度控制连接器；10-高度控制自动切断开关；ll-No.2高度控制阀与溢流阀；12-后高度传感器；13-驾驶模式选择开关；14-高度控制开关；15-方向盘转向与转角传感器；16-制动灯开关；17-前悬架控制执行器；18-前高度传感器；19-N0.1高度控制继电器；20-储气筒与调节阀。n高度控制自动切断开关能使空气弹簧悬架系统关闭，防止车身过高或拖车时产生意外运动。n驾驶模式选择开关用于选择减振器阻尼的工作模式，一般设有“自动”、“坚硬”和“柔软”等工作模式。n当驾驶员踩下制动踏板时，制动灯开关信号将送到EM
6、SECU，EMSECU将控制前部空气弹簧刚度和减振器阻尼变成“坚硬”状态，以便抑制汽车制动时的点头现象，使汽车姿势变化最小。三、电子控制悬架系统的分类n根据电子控制悬架系统的功能不同，目前采用的电子控制悬架系统主要有以下几种类型：n(1)电子控制变高度空气弹簧悬架系统；n(2)电子控制变刚度空气弹簧悬架系统；n(3)电子控制变阻尼减振器悬架系统；n(4)电子控制变高度与变刚度空气弹簧悬架系统；n(5)电子控制变高度、变刚度空气弹簧与变阻尼减振器悬架系统。第二节第二节 电子控制空气悬架系统；电子控制空气悬架系统；电子控制油气悬架系统电子控制油气悬架系统n2.1 电子控制变高度悬架系统电子控制变高
7、度悬架系统n车身高度控制系统的主要功用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，从而提高乘坐舒适性。n车身高度控制系统分为两大类型：n一类是仅对两个后轮悬架进行控制；n另一类是对全部4个车轮的悬架进行高度控制。n两种类型的控制原理基本相同。n目前，汽车普遍采用的车身高度控制系统组成，由4只高度传感器(每个减振器下面各设1只)、控制开关、电控单元EMSECU、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)等组成。车身高度控制构成简图n变高度控制悬架系统的控制过程n变高度控制悬架系统在汽车乘员或载荷变化时，能够自动调节车身高度。当乘员或载荷
8、增加时，系统将自动调高车身高度；反之，当乘员或载荷减小时，系统将自动调低车身高度。n(一)车身高度不变时悬架系统的控制过程n当车身高度传感器输入EMSECU的信号表示车身高度在设定高度范围内时，EMSECU将向发出指令使空气压缩机停止转动，空气减振器内空气量保持不变，车身高度保持在正常位置。n(二)车身高度降低时悬架系统的控制过程n当汽车乘员或载荷增加使车身高度“偏低”或“过低”时，高度传感器将向EMSECU输入车身“偏低”或“过低”的信号。EMSECU接收到车身高度降低的信号时，立即向压缩机继电器和高度控制电磁阀发出电路接通指令，在接通高度控制空气压缩机继电器电路使压缩机运转的同时，接通高度
9、控制电磁阀线圈电路使电磁阀打开，压缩空气进入空气弹簧的气压腔(气室)，气压腔充气量增加便使车身高度上升。n空气压缩机继电器触点接通时，直流电机带动空气压缩机运转，从压缩机输出的压缩空气进入干燥器干燥后进人储气罐，储气罐的气体压力由调压阀进行调节。n(三)车身高度升高时悬架系统的控制过程n当汽车乘员或载荷减少使车身高度“偏高”或“过高”时，高度传感器将向EMSECU输人车身升高的信号。EMSECU接收到车身高度升高的信号时，立即向空气压缩机继电器发出电路切断指令，并向排气阀和高度控制电磁阀发出电路接通指令，压缩机继电器触点迅速断开使电动机电路切断而停止运转，排气阀和高度控制电磁阀线圈电路接通使电
10、磁阀打开，空气从减振器气压腔、经高度控制电磁阀、空气软管、干燥器、排气阀排出，气压腔空气量减少使车身高度降低。n(四)系统保护措施n从减振器中放出的空气经过干燥器时，带走了干燥剂中的湿气。这样，干燥剂经过一段时间使用后不会被湿气浸透。这种保护于燥剂的再生干燥系统为许多空气悬架系统所采用。干燥器中空气的最小压力保持在不低于55kPa165kPa，从而保证系统中有一定量的空气。这样在乘员或载荷减少使减振器伸长时，空气弹簧的气压腔不致凹瘪。n为了防止悬架系统正常运动时电控单元升高或降低车身，在高度传感器发出车身高度变化信号7s13s以后，电控单元才向执行元件发出控制信号。在这段时间内，如果高度传感器
11、没有输入信号，系统就不会改变车身高度。n系统中另一个预防措施是电控单元控制空气压缩机一次运转时间最长不超过2min，排气电磁阀打开最长时间不超过lmin。这样可以防止在系统泄漏时压缩机不停地工作，并阻止排气孔不停地放气。n在行李厢中设有一个高度控制自动切断(ONOFF)开关。当车身高度上升到极限值时，高度控制自动切断(ONOFF)开关将切断系统控制电路使高度调节系统停止工作，防止后部车身升高过多或拖车时产生意外运动。2.2 电子控制变刚度悬架系统电子控制变刚度悬架系统n一、变刚度悬架系统的组成n在部分小轿车、越野汽车和大型豪华客车上采用的电子控制悬架系统中，每个车轮上都采用了空气弹簧和普通减振
12、器。改变空气弹簧气压腔中压缩空气的压力(实际上是改变空气密度)，即可改变空气弹簧悬架的刚度。n变刚度空气弹簧悬架系统也是由高度传感器、控制开关、EMSECU、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。n二、空气弹簧悬架刚度的调节原理n在汽车行驶过程中，为了防止或抑制车身出现“点头”“侧倾”、“后坐”等现象，需要调节相应悬架的高度和减振器的阻尼。当汽车紧急制动时，为了抑制点头现象，EMSECU将根据制动灯开关接通信号和车速传感器提供的车速高低信号，向前空气弹簧执行元件发出指令使其气压升高，增大前空气弹簧的刚度，同时控制后空气弹簧执行元件使后空气弹簧放气，减小其
13、刚度。当控制单元计算的车速变化量表明无需抗点头控制时，就使前后空气弹簧恢复到原来的压力。n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，控制杆转动时，阀芯随之转动。阀芯转过一定角度时，气体通道的大小就会改变，主、辅气压腔之间气体的流量就会改变，从而使空气弹簧悬架的刚度发生变化。空气弹簧悬架的刚度分为“低”、“中”、“高”3种状态。l-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。n气阀控制杆带动阀芯旋转到图中所示“高”位置时，阀芯的开口被封闭，主、辅气压腔之间的气体通道切断，两气压
14、腔之间的气体不能流动。与此同时，高度控制电磁阀和压缩机继电器接通，空气充入主气压腔使空气压力升高、密度增大。因为在悬架振动过程中，缓冲任务主要由主气压腔的气体承担，所以悬架刚度处于“高”状态。n气阀控制杆带动阀芯在如图所示位置的基础上沿顺时针方向旋转60，使阀芯开口转到对准图中“低”位置时，气体大通道构成通路，主气压腔的气体经阀芯中央的气孔、阀体侧面的气孔通道与辅气压腔气体相通，两气压腔之间的气体流量大。与此同时，高度控制电磁阀和排气阀接通，部分空气从排气阀排出，因此主气压腔的空气减少、压力降低、密度减小使悬架刚度处于“低”状态。n气阀控制杆带动阀芯在如图所示位置的基础上沿逆时针方向旋转60，
15、使阀芯开口对准图中“中”位置时，气体小通道构成通路，主、辅气压腔之间的气体流量很小。与此同时，高度控制电磁阀和压缩机继电器断电，因此主气压腔空气量变化很小，从而使悬架刚度处于“中”状态。2.3 电子控制变阻尼悬架系统电子控制变阻尼悬架系统n一、变阻尼悬架系统的组成n在电子控制悬架系统中，最常用的是变阻尼悬架系统。改变减振器阻尼的悬架系统相对于使用空气弹簧的悬架系统有许多优点，最突出的优点是质量轻，因为空气弹簧悬架系统需要空气压缩机和干燥器，使整车质量大大增加，而变阻尼悬架系统只增加了电子控制元件和改变减振器阻尼的执行元件的质量。n丰田公司采用的变阻尼电子控制悬架系统如图所示，由车速传感器、方向
16、盘转角与转动方向传感器、节气门位置传感器、减振器工作模式选择开关(在仪表板上)、制动灯开关、空挡启动开关(装备自动变速器的汽车)、电控单元和阻尼调节执行器等组成。l-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-EMSECU；6-制动灯开关；7-方向盘转角与转动方向传感器；8-空挡启动开关。n变阻尼悬架系统采用的控制方式分为以下3种：n(1)根据汽车行驶状况进行控制；n(2)根据驾驶员选择的运行模式进行控制；n(3)根据汽车行驶状况和驾驶员选择的运行模式进行控制。n二、减振器阻尼控制机构的结构特点n(一)运行模式选择开关n电子控制悬架系统减振器阻尼的工作模式选
17、择开关又称为运行模式选择开关，用于选择减振器阻尼的工作模式。驾驶员选择的工作模式不同，减振器阻尼的状态也不相同。减振器阻尼的状态一般设有“标准”、“中等硬度”和“坚硬”3种。n丰田汽车电子控制悬架系统调节减振器阻尼的工作模式有“NORM(标准)”和“SPORT(运动)”两种，驾驶员可以根据汽车运行条件，操作仪表盘上的工作模式开关进行选择。当仪表板上的模式开关处于NORM(标准)”位置时，电控单元将使减振器保持“柔软”状态工作。但是，当汽车速度超过120kmh，如果模式开关处于NORM(标准)”位置，那么控制单元将自动控制减振器变为“中等硬度”状态工作。当车速下降到100kmh时，控制单元再自动
18、控制减振器变为“柔软”状态工作。n当驾驶员选择SPORT(运动)”模式时，电控单元将控制减振器处于“中等硬度”状态工作。n在以下条件时，控制单元将自动使减振器从“柔软”或“中等硬度”变为“坚硬”状态工作：n(1)方向盘转角转向传感器显示汽车急转弯时；n(2)车速传感器和节气门位置传感器显示汽车在低于20kmh的速度下急加速时；n(3)车速传感器和制动灯开关显示汽车在高于60kinh的速度下制动时；n(4)车速传感器和空挡启动开关显示汽车在低于10kmh的速度下，自动变速器从空挡或停车挡换人任何其他挡位时。n在下列条件下，控制单元将自动控制减振器从“坚硬”变为“中等硬度”或“柔软”状态工作：n(
19、1)根据方向盘转动程度，转弯行驶2s或2s以上时间时；n(2)加速时间达到3s或汽车速度达到50kmh时；n(3)制动灯开关断开2s时间之后时；n(4)自动变速器从空挡或停车挡位置换人其他挡位达到3s或汽车速度达到15kmh时。n(二)变阻尼执行元件nEMSECU发出指令使执行元件的步进电机转动，带动其输出轴下端的驱动小齿轮转动，小齿轮带动扇形齿轮转动，扇形齿轮带动阻尼控制杆转动，控制杆再带动减振器筒内部的阻尼调节回转阀转动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。n减振器的阻尼控制杆与回转阀连接，在回转阀的不同截面上设有阻尼孔，分别与减振器活塞杆上的
20、减振油液孔处于同一个截面上。控制这些阻尼孔的开闭状态，即可控制减振器油液的流动量，从而调节阻尼大小。n挡块位于扇形齿轮的凹槽中。其功用是决定扇形齿轮在什么位置停止运动，从而决定了回转阀控制杆的位置。回转阀的结构n(一)阻尼“柔软”的控制过程n当EMSECU根据传感器和控制开关信号确定阻尼为“柔软”状态时，控制单元向步进电机发出控制指令使其沿顺时针方向旋转，因此小齿轮驱动扇形齿轮沿逆时针方向转动，直到扇形齿轮凹槽的一边靠在挡块上为止。n扇形齿轮转动时，将同时带动回转阀控制杆(阻尼控制杆)和回转阀转动，回转阀上阻尼孔与活塞杆上减振油液孔的相对位置如图a所示。由于AA、BB和CC截面上的3个阻尼孔全
21、部打开，允许减振油液以很快的速度流过活塞，因此减振器能很快伸缩，使阻尼处于“柔软”状态。n(二)阻尼“中等”的控制过程n当EMSECU根据传感器和控制开关信号确定阻尼为“中等”状态时，控制单元向步进电机发出控制指令使其沿逆时针方向旋转，因此小齿轮便驱动扇形齿轮沿顺时针方向转动，直到扇形齿轮凹槽的另一边靠在挡块上为止(从“柔软”位置开始计算，其转角约为120，如图c所示。n同时，扇形齿轮带动回转阀控制杆和回转阀旋转，回转阀上的阻尼孔与活塞杆上的减振油液孔的相对位置如图所示。由于只有BB截面上的阻尼孔打开，允许减振油液流过活塞的流动速度不快也不慢，因此减振器能以缓慢速度伸缩，使阻尼处于“中等”状态
22、。n(三)阻尼“坚硬”的控制过程n当EMSECU根据传感器和控制开关信号确定阻尼为“坚硬”状态时，控制单元将同时向步进电机和电磁线圈发出控制指令，使步进电机和扇形齿轮从阻尼“柔软”或“中等”的极限位置旋转约60(从“柔软”的极限位置顺时针旋转60，从“中等”的极限位置逆时针旋转60)，接通电磁线圈电流，其电磁吸力将挡块吸出，使挡块进入扇形齿轮凹槽中间部位的一个凹坑内，如图中所示。与此同时，扇形齿轮带动回转阀控制杆和回转阀旋转，回转阀上的阻尼孔与活塞杆上的减振油液孔的相对位置如图所示。由于AA、BB和CC截面上的3个阻尼孔全部关闭，减振油液不能流动，因此减振器伸缩非常缓慢，使阻尼处于“坚硬”状态
23、。nn(四)变阻尼悬架系统指示灯的控制n电控单元除了向执行元件发出控制信号外，同时还向汽车仪表盘上的3只悬架系统指示灯发出控制指令。当减振器处于“柔软”阻尼状态时，控制左边一只指示灯发亮；当减振器处于“中等”阻尼位置时，控制左边和中间共两只指示灯发亮；当减振器处于“坚硬”阻尼位置时，控制3只指示灯全部发亮。悬架系统指示灯在接通点火开时，大约发亮2s后熄灭，以便驾驶员检查指示灯及其线路是否完好。n如果控制单元发现系统有故障，将使这些指示灯闪烁，提示驾驶员系统有故障。2.4 变高度变刚度变阻尼悬架系统n一、变高度变刚度变阻尼悬架系统的组成n在现代汽车采用的电子控制悬架系统中，通常同时使用了空气弹簧
24、和变阻尼减振器。同前述悬架系统一样，减振器的螺旋弹簧用于支承汽车的质量，减振器控制系统用于调节减振器的阻尼，空气弹簧用于调节车身高度和刚度。车身高度控制电路框图车身高度控制电路框图主动悬架系统原理图主动悬架系统原理图n电子控制悬架系统的控制单元从各种传感器和控制开关接受信息，包括控制模式选择开关、方向盘转角与转动方向传感器、横向加速度传感器(侧向惯性力传感器)、节气门位置传感器、车速传感器、制动灯开关、车身高度传感器、车高选择开关、门控灯开关、倒车灯开关、前照灯开关、空气供给系统的压力传感器和压力开关等。根据这些信息，EMSECU能够知道驾驶员所选择或希望的车身高度、刚度、减振器的阻尼、汽车的
25、转向方向及转向角度、转弯时侧向惯性力的大小、汽车是否在加速、驾驶员是否在踩制动踏板、实际车身高度、车门是否打开、汽车是否倒车行驶、前照灯是否接通等信息，并控制执行元件执行相应的动作，从而达到自动控制车身高度、刚度和减振器阻尼之目的。二、变高度变刚度变阻尼悬架系统的控制过程n(一)抗侧倾控制n电子控制悬架系统的控制单元通过方向盘转角与转动方向传感器以及侧向加速度(惯性力)传感器来监视车身的侧倾情况。当这些传感器输入EMSECU的信号表明汽车急转弯时，控制单元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。n(二)抗点头
26、控制n当汽车紧急制动时，制动灯开关接通，控制单元将根据车速传感器提供的车速高低信号，向前空气弹簧执行元件发出指令使其气压升高，增大前空气弹簧的刚度，同时控制后空气弹簧执行元件使后空气弹簧放气，减小其刚度。与此同时，控制单元还将使前减振器阻尼变成“坚硬”状态，使汽车的姿态变换减小到最小，从而提高乘坐舒适性。n(三)抗仰头(后坐)控制n当节气门位置传感器信号表示驾驶员快速踩下加速踏板加速行驶时，EMSECU将使前空气弹簧放气使其刚度减小，并增加后空气弹簧的气压使其刚度增大；与此同时，EMSECU还将控制后减振器阻尼变成“坚硬”状态，防止汽车仰头(又称为俯仰或后坐)。当车速稳定后，控制单元将使空气弹
27、簧恢复到原来的气压，并使减振器阻尼恢复到原来状态。n(四)前后颠簸和上下跳动的控制n电子控制悬架系统设有前后2只或4只高度传感器，因此可以检测汽车在不平整路面(即所谓“搓衣板”路面)上行驶时悬架颠簸的运动状态。n当高度传感器信号表示空气弹簧被压缩时，EMSECU将使该轴上的空气弹簧放气，使弹簧长度缩短来抑制车身上升；反之当空气悬架伸长时，EMSECU将使空气弹簧充气，抑制车身下降。由于空气弹簧能随车轮上下跳动通过放气或充气来抑制车身上升或下降，因此在汽车通过凹凸不平的路面时，车身上下跳动量减小，不易产生前后颠簸或倾斜运动。n当车身高度传感器信号表明汽车车身前后颠簸时，EMSECU将使减振器阻尼
28、变成“中等硬度”状态，并在车速超过130km/h时，将减振器阻尼变成“坚硬”状态。n(五)车速变化时阻尼的控制n当驾驶员选择减振器阻尼的工作模式为“运动”模式时，无论车速高低，控制单元将使减振器阻尼保持处于“坚硬”状态；当选择“柔软”模式时，控制单元在车速达到129km/h时将使减振器阻尼变成“中等硬度”状态；当选择“自动”模式时，电控单元在车速达到99km/h时将使减振器阻尼变成“中等硬度”状态。n当汽车减速时，在“柔软”模式下，车速为117km/h时将从“中等硬度”状态转换到“柔软”状态；在“自动”模式下，车速为64km/h时将从“中等硬度”状态变为“柔软”状态。n(六)车身高度控制n当空
29、气弹簧的工作模式开关选择在“自动”模式时，控制单元能够调节高位、正常、低位三种车身高度状态。在大多数情况下，控制单元将使汽车处于正常高度状态行驶，并根据车身高度传感器和车速传感器输入信号来改变车身高度。n当车速高于40km/h时，如果悬架移动量超过40mm，且在2s内上下振动两次以上，控制单元将发出指令使四个空气弹簧都充气，主气压腔空气压力升高、弹簧刚度增大。当振动或车速减小时，经12s延时后，控制单元将使空气弹簧恢复到正常高度。n当前照灯接通时，控制单元将根据车速传感器和前照灯开关信号使车身从正常高度变为低位。当车速达到90km/h时，控制单元将使前空气弹簧放气，使车身前端降低，以便照明车前
30、路面。当车速在90km/h99km/h保持10s以上时，控制单元将使后空气弹簧放气。当车速达到100km/h时，控制单元将使车身后端降低，以便照明更远路面。当车速下降到70km/h以下时，控制单元将使车身上升到正常高度，使前照灯光线保持正常位置。n当驾驶员按一下仪表盘上的车身高度工作模式选择按钮时，就能选择“高位”模式。这时，控制单元将给4个空气弹簧充气，使车身高度上升。在高度模式选择按钮处于“自动”模式位置时，只有当车速小于77km/h时，控制单元才会发出指令使车身高度转到“高位”状态。车速超过77km/h时，电控单元将根据路面状况调节空气弹簧高度。n当汽车急转弯、紧急制动或急加速时，控制单
31、元将中断任何高度变化。因为在这些情况下改变车身高度会导致方向操纵不稳定。三、变高度变刚度变阻尼悬架系统执行元件的工作情况n三菱汽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，其工作情况与前述丰田公司电子调节悬架系统相似。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，从而改变了减振器阻尼的大小。n空气弹簧的执行元件能分别动作。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送到储气罐。储气罐由高压分罐与低压分罐、高压开关与低压开关和回收泵组成。n高压罐为系统储存高压空气，当
32、空气压力小于745kPa时，高压开关接通信号输入控制单元，电控单元发出指令启动压缩机转动。当空气压力达到930kPa时，高压开关断开，控制单元发出指令使压缩机停止转动。n当控制单元发出指令降低空气弹簧压力时，空气排到低压分罐。当低压罐压力达到140kPa时，低压开关断开信号输入控制单元，电控单元接通回收泵，使空气从低压罐压人高压罐。当低压罐压力小于70kPa时，低压开关接通，控制单元发出指令使回收泵停止转动。n流量控制阀由流速改变阀、前放气阀、后放气阀共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、后阀总成流人前后空气弹簧。前放气阀控制空气从前空气弹簧通过前阀总成流人低压罐及压缩机上的
33、排气阀。后放气阀控制空气从后空气弹簧经过后阀总成流人低压罐和排气阀。n前、后阀总成结构相似。前阀总成由前供气阀、前右阀、前左阀共3个电磁阀组成。后阀总成由后供气阀、后右阀、后左阀组成。在前、后阀总成中，供气阀控制空气从流速改变阀流人左、右阀。这些阀的操作方式相同，从供气阀接收压缩空气，然后通到空气弹簧，或从空气弹簧将排气导人流量控制阀的前、后放气阀。四、系统部件结构与功能n变高度变刚度变阻尼悬架系统指示器功能n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，因此采用了许多指示灯来显示悬架系统的工作状态，指示灯安装在组合仪表盘中央，如图所示。n左边一组(3个指示灯)为车身高度指示灯，3个指
34、示灯旁边分别标有HIGH(高)”、“NORM(正常)”、“LOW(低)”标记，表示车身(空气弹簧)的状态。n右边一组(3个指示灯)为减振器阻尼指示灯，上面一个指示灯旁边标有HARD(坚硬)”标记，下面一个指示灯旁边标有SOFT(柔软)”标记，表示减振器阻尼的状态。n在“车身高度选择开关”左上方设有一个指示灯，标记为HIGH(高)”，若驾驶员选择空气弹簧为“高位”模式时，则此灯发亮。n在“减振器工作模式选择开关”上方都设有相应的指示灯，分别标有SPORT(运动)”、“AUTO”(自动)”或SOFT(柔软)”，用以显示驾驶员选择的减振器阻尼工作模式。n在面板中间偏右位置设有一个悬架系统故障指示灯，
35、该指示灯未作任何标记。当控制单元检测到电子控制悬架系统发生故障时，将发出指令使故障指示灯发亮。三菱汽车悬架系统工作状态指示灯三菱汽车悬架系统工作状态指示灯 光电车高传感器轴式车高传感器车身高度传感器车身高度传感器信号组合车身高度传感器信号组合转向角传感器n转角传感器装于转向轴管柱上，可向ECU提供转向速率、转角大小及转动方向信息，由ECU确定需调节那些车轮的悬架以及调节量。n该传感器主要用于对汽车悬架系统的侧倾刚度进行调节。n既适用于主动悬架，也适用于半主动悬架。光电转角传感器光电转角传感器n在压入转向轴的圆盘中间，装有带窄缝的遮光盘见上图。传感器的信号发生器(由发光二极管和光敏三极管组成)以
36、2个为一组，从上面套装在遮光盘之上。遮光盘上等距离均匀排列着窄缝。遮光盘随转向轴转动时，两个信号发生器的输出随之进行通(ON)、断(OFF)变换。图(c)所示为转角传感器的电路原理图。nECU根据两信号发生器输出端通、断变换的速率，即可检测出转向轴的转动速率；通过计数器统计通、断变换的次数，即可检测出转向轴的转角。另外，设计时将两个信号发生器通、断变换的相位错开90。汽车直线行驶时，信号A处于通断的中间位置(高电平，断状态)。转向时，根据信号A和信号B的状态，即可判断出转动的方向。图中，信号A由断状态变为通状态(低电平)时，如果信号B为通状态，则为左转向；如果信号B为断状态，则为右转向。空气压
37、缩机空气压缩机1-活塞；2-进气阀；3-排气阀；4-干燥器O形密封圈；5-干燥器总成；6-空气管路放气按钮；7空气管路接头；8-排气电磁阀；9-压缩机总成插接器；10、11-电动机；12-磁极；13-换向器；4-电刷；15-连杆；6-压缩机排气电磁阀总成n当轿车载客人数增加时，车身高度会下降，车身高度传感器将这一信号传送给悬架ECU，ECU控制空气压缩机、车身高度电磁阀工作，向空气弹簧主气室充气，直至车身高度达到规定值；当车内载荷减少时，车身高度上升，此时，ECU根据车身高度传感器传来的信号发出控制信号，打开车身高度控制电磁阀，使空气弹簧主气室的空气通过高度控制电磁阀、空气管路，从排气阀排出，
38、从而使车身下降。第三节电控悬架系统的故障诊断与维修n电控悬架故障的一般诊断方法n自诊断系统的功能n(1)监测系统的工作状况。如果系统发生了故障，装在仪表板上的车高控制指示灯将被通电闪亮，以提醒驾驶员立即进行检修。n(2)存储故障码。当系统发生故障时，系统能够将故障以故障代码的形式存放在悬架ECU中。在检修汽车时，维修人员可以采用一定的方法读取故障码及有关参数，以便迅速诊断出故障部位或查找出产生故障的原因。n(3)失效保护。当某一个传感器或执行器发生故障时，自诊断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，即自诊断系统具有失效保护功能。n进入自诊断的方法n当维修人员需要进行电控悬架系统
39、的故障自诊断测试，读取ECU中存储的故障码时，首先要进入故障自诊断测试状态。不同汽车进入故障自诊断的方法也有所不同，但归纳起来主要有以下几种：n(1)专用诊断开关法。在有些汽车上，设置有“按钮式诊断开关”，或在悬架ECU上设置有“旋钮式诊断模式选择开关”，按下或旋转这些专用开关，即可进入故障自诊断测试状态，进行故障代码的读取。n(2)空调面板法。在林肯大陆和凯迪拉克等轿车上，空调控制面板上的相关控制开关，可兼做故障诊断开关，一般是将空调控制面板上的“WARM(加温)”和“OFF(关闭)”两个按键同时按下一段时间，即可使故障自诊断系统进入故障白诊断状态，读取ECU随机存储器中存储的故障码。n(3
40、)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ECU故障自诊断系统进入故障自诊断状态。n(4)点火开关法。在规定的时间内将点火开关进行“ON-OFF-ON-OFF-ON”循环一次，即可使ECU故障自诊断系统进入故障自诊断状态。如美国克莱斯勒汽车公司生产的电子控制悬架系统采用这种方法。n(5)跨接导线法。利用ECU故障自诊断系统读取故障码时，需要用跨接导线将高度控制连接器和发动机室的检查插接器的“诊断输入端子”和“搭铁端子”进行跨接，方可进入故障自诊断状态和读取存储的故障码。如丰田汽车电子控制悬架系统即可使用采用该方法调取故障码。n(6)解码器诊断法。利用解码器与汽车电子控制
41、系统故障检查插接器相连接，便可以直接进入故障自诊断测试状态和读取故障码。第四节典型电控悬架系统的检修n丰田凌志LS400轿车电控悬架的检修n4.1 一般检查n电控悬架的一般性检查是对悬架的一些功能、状态进行检查和调整，以便及时发现问题，确保电控悬架系统正常工作。n汽车高度调整功能的检查：n(1)大致检查。拨动手动车身高度控制开关，看汽车高度变化是否正常。n(2)车身升高检查。检查轮胎气压，胎压应符合要求(前轮为230kPa，后轮为250kPa)；起动发动机，将车身高度控制开关从NORM转到HIGH，检查车身高度的变化情况及所需的时间。如果不符合要求，应对车身高度调节系统进行检查。n从高度控制开
42、关拨到高位置到压缩机起动约需2s；从压缩机开始工作到完成车身高度调整需2040s；车身高度变化量应为1030mm。n(3)车身降低检查。在车身处于高的状态下起动发动机，将车身高度控制开关从高位置拨到常规位置，检查车身高度的变化和所需的时间(标准同上)；如果不符合要求，则对车身高度调节系统进行检查。n溢流阀工作的检查：溢流阀工作的检查：n强制压缩机工作，检查溢流阀能否动作：用导线将高度控制连接器的1-7端子连接见图，将点火开关转到ON，压缩机开始工作；待压缩机工作一段时间后，检查溢流阀是否放气见图；关闭点火开关，并清除故障码。高度检查连接端子高度检查连接端子溢流阀放气溢流阀放气如果不能放气，则检
43、查：管路中有无漏气、压缩机工作是否正常、溢流阀是否堵塞等。上述故障都将引起悬架气室压力不正常，造成悬架刚度和车身高度调整不正常；用导线连接高度连接器1号与7号端子的方法使压缩机工作，悬架ECU会认为有故障而记录下故障代码，因此，检查完后，应进行故障码的清除工作。n空气管路漏气检查：空气管路漏气检查：n管路漏气将直接影响悬架正常的调节功能。起动发动机，将手动高度控制开关拨到高位置，使车身升高；待车身升高后，关闭点火开关，在管子的接头处涂上肥皂水，检查有无漏气，见图。空气管路检查位置空气管路检查位置n 车身高度的检查与调整：车身高度的检查与调整：n(1)车身高度的检查。将LRC开关拨到NORM位置
44、，使车身上下跳振几次，以使悬架处于稳定状态；前、后推动汽车，以使车轮处于稳定状态；将变速器操纵杆置于N档位，松开停车制动器(应挡住车轮不让它转动)，起动发动机；将车身高度控制开关拨到HIGH位置，车身升高后，等待60s，然后再将车身高度控制开关拨到NORM位置，使车身下降，待车身下降后再过50s，重复上述操作，以使悬架各部件稳定下来；测量车身高度(前端：地面下悬架臂安装螺栓中心；后端：地面2号下悬架臂安装螺栓中心)，应符合表中数据的要求，否则应通过转动车身高度传感器连接杆进行高度调整。n(2)车身高度的调整。拧松车身高度传感器连接杆上的两个锁紧螺母，转动车身高度传感器连接杆，以调节其长度(连接
45、杆每转一圈，车身高度变化大约4mm)；检查车身高度传感器连接杆的尺寸，不应小于极限尺寸(前后端均为13mm)；暂时拧紧锁紧螺母，复查车身高度；车身高度调整完后，拧紧锁紧螺母，拧紧力矩为4.4Nm。n注意：车身高度的检查与调整应在水平的地面进行，注意：车身高度的检查与调整应在水平的地面进行，且高度控制开关拨到常规位置；在拧紧车身高度传感器且高度控制开关拨到常规位置；在拧紧车身高度传感器连接杆锁紧螺母时，应确保球节与托架平行；车身高度连接杆锁紧螺母时，应确保球节与托架平行；车身高度调整后，应检查车轮定位。调整后，应检查车轮定位。部位车前端车后端左右误差前后误差高度（mm）2281021010101
46、7.51.5车身高度检查位置及数据车身高度检查位置及数据n4.2 自诊断系统自诊断系统n指示灯的检查。当点火开关在ON位置时，仪表板上的LRC指示灯和高度控制指示灯应闪亮2s左右。2s后，各指示灯的亮灭取决于其控制开关的位置，正常情况如下：n(1)LRC指示灯。如果LRC开关拨在“SPORT”侧，LRC指示灯仍亮；LRC开关拨在“NORM，LRC指示灯亮2s后熄灭。n(2)车身高度控制指示灯。如果车身高度控制开关拨在“NORM，高度控制指示灯的“NORM灯亮，“HIGH灯不亮；高度控制开关在“HIGH”，高度控制指示灯的“HIGH”灯亮，“NORM灯不亮。n(3)HEIGHT照明灯。当点火开关
47、在ON时，“HEIGHT照明灯始终亮。n(4)当点火开关在ON时，如果车身高度控制“NORM”指示灯闪亮，表示悬架控制系统电脑存储器中已储存有故障码，应读取故障码后排除故障。n(5)当点火开关在ON时，各指示灯出现下表所示的情况，则为不正常，就应检查有关的电路。n故障码的读取：n点火开关ON，将检查连接器的Tc与E1端子短接，通过仪表板上高度控制“NORM”指示灯的闪烁读取故障码。故障码的含义如表所示。凌志凌志400电控悬架系统故障代码表电控悬架系统故障代码表n故障码的清除：n在关闭点火开关的情况下，拆下1号接线盒中的ECU-B熔断丝10s以上。或在关闭点火开关的情况下，同时将高度控制连接器的
48、9号端子与8号端子以及检查连接器的Ts与E1端子短接10s以上，然后接通点火开关并拆掉各端子的短接导线。检查输入信号检查输入信号n输入信号的检查主要是动态检查各传感器和开关的信号是否正常输入悬架电脑。n将悬架刚度和阻尼控制均固定在“硬”状态，车身高度控制则在“NORM”；将检查连接器Tc与E1端子短接，如果高度控制“NORM”指示灯闪示故障码，则应按故障检修故障码电路；如果高度控制“NORM”指示灯不闪烁故障码，则可按下列步骤进行：接通点火开关，将检查连接器的Tc与E1端子短接(这时车身高度控制“NORM”指示灯以0.2s的时间间隔闪烁，表示诊断系统已进入输入信号检查状态，且当发动机运转时，车
49、身高度控制“NORM”指示灯的闪烁将会停止)；每个检查项目都在A状态和B状态下各检查一次，正常情况如下表。输入信号检查输入信号检查n在进行这项检查时，减振力和弹簧刚度控制停止，并且减振力和弹簧刚度均固定在“坚硬”状态，汽车高度控制仍旧正常进行；如果将发动机室内的检查连接器的端子TsCNE1连接，储存在存储器中的诊断代码就会输出。如果没有诊断代码输出，则要进行输入信号检查。4.3 电控悬架电路故障的检查n电控悬架出现了故障，无论自诊断系统有无故障码输出，都需要进行系统电路故障检查。n如果取得了故障码，则可根据故障码的指示对故障的电路进行检查，以找出确切的故障部位排除故障。若故障码所指示的故障电路
50、正常，则一般应检修或更换悬架ECU。应注意的是，在有故障代码输出的情况下，悬架ECU就已中断了相应的悬架刚度和阻尼或车身高度控制。因此，不断开电脑仅通过控制开关使其执行器动作来判断故障是不可行的。n如果无故障码显示，则需根据故障分析的结果，对与故障症状有关的电路和部件逐个进行检查。如果所有可能故障电路和部件检查均无问题，但悬架控制系统故障症状确实存在，则需对悬架ECU进行检查或更换。车身高度传感器电路的故障检查车身高度传感器电路的故障检查：故障码11、12、13、14说明前右前左后右后左位移传感器电路断路或短路。车身高度传感器电路如图所示。可能的故障部件有：电脑与传感器之间的线路及插接器、车身