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1、模块五 电子控制悬架系统,课题一 电子控制悬架系统的组成与工作原理,课题二 典型电子控制悬架系统,课题三 电子控制悬架系统的故障诊断,课题一 电子控制悬架系统的组成与工作原理,电子控制悬架系统的英文全称为Electronic Controlled Suspension System，简称ECSS，也有的称之为电子调节悬架系统，其英文全称为Electronic Modulated Suspension System，简称EMS。,采用电控悬架的目的：传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减震器，只能适应特定的道路和行驶条件，无法满足变化莫测的路面情况和汽车行驶状况，只能被动地接受地面对车身的
2、各种作用力，不能主动去进行调节。故又称为被动悬架系统。电控悬架系统的最大优点是悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应，即可使汽车的乘坐舒适性令人满意，又能使操纵稳定性达到最佳状态。,一、概述,图5-1 独立悬架结构示意图,汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的结构特点是两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端，车轴则通过弹性元件与车架或车身相连接，如图5-1（a）独立悬架是指两侧车轮分别安装在断开式车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件与车架相连，如图5-1（b）所示。,汽车悬架主要由弹性元件、减振器和导向装置等三部分组成,图5-2 汽车悬架组成示意图,图5-3 空气弹簧,弹性元
3、件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲和抑制不平路面所引起的冲击。,图5-4 液力减振器工作原理图,减振器的作用是对悬架的上下作用施加适当的阻力，衰减车身与车架的振动，吸收一部分来自路面的冲击，改善汽车行驶的平顺性。,图5-5 双作用式减振器,双向作用式减振器的的工作过程可分为压缩和伸张两个行程。减振器在压缩和伸张两个行程内均起减振作用。,二、电子控制悬架系统的组成与工作原理,1电子控制悬架系统的组成该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、悬架控制选择开关和电控单元等组成。,图5-6 电子控制空气悬架系统1-空气压缩机；2-空气电磁阀；3-
4、干燥器；4-节气门位置传感器；5-前右车身高度传感器；6-带有减振器的空气弹簧；7-悬架控制执行器；8-转向传感器；9-停车灯开关；10-TEMS指示灯；11-电子多点视频器；12-悬架控制开关；13-1号高度控制阀；14-2号高度控制阀；15-显示器用ECU；16-诊断用接线柱；17-后车身高度传感器；18-悬架用ECU；19-空气管道；20-车速传感器；21-前左车身高度传感器,电控悬架的组成（从功能上看）传感器：车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。开关：模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。执行器：可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大
5、小的弹性元件等。ECU电控悬架的一般原理：利用传感器（包括开关）检测汽车行驶时路面的状况和车身的状态，输入ECU后进行处理，然后通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作，完成悬架特性参数的调整。,2电子控制悬架系统的工作原理（1）车身高度控制（2）悬架刚度和阻尼力控制,图5-7 车身高度的调整,3设置有路况预测传感器的电子控制悬架系统,图5-8 设置有路况预测传感器的电子控制悬架系统1-油箱；2-油泵；3-滤清器；4-单向阀；5-储压器；6-电磁控制阀；7-回油管；8-油管；9-副节流孔；10-选择阀；11-储压器；12-主节流孔；13-油压腔；14-单向液压执行器；15-车轮；16-悬架弹簧,图
6、5-9 设置有路况预测传感器（声纳系统）的汽车,图5-10 路况预测传感器的输出曲线,三、电子控制悬架系统各主要组件的结构,1车身高度传感器车身高度传感器的作用是检测车身高度的变化，将车身高度转变为电信号向电控单元输入，作为车身高度控制的主要依据。其实，车身高度是通过检测汽车悬架装置的位移来确定的。,图5-11 车身高度传感器,图5-12 光电式车身高度传感器原理图,光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮光板、旋转轴、连杆组成。,光电式转角传感器的安装位置和结构,光电式转角传感器的工作原理和电路原理,2车身高度控制执行装置 图5-14所示为丰田汽车公司电子控制悬架系统（TOYOTA Elec
7、tronic Modulated Suspension，即TEMS）的车身高度控制系统。,图5-14 TEMS车身高度控制系统,图5-15 日本富士汽车空气悬架系统车身高度控制执行装置,3空气悬架刚度调节装置空气悬架刚度调节装置主要由刚度调节阀和悬架控制执行器组成。,图5-16 空气悬架的基本构造,1阻尼调节杆 2空气阀控制杆 3主副气室通路 4副气室 5主气室 6气阀体 7小气体通路 8阀体 9大气体通路,悬架刚度的调节原理,步进电机的转子为永久磁铁，定子上有两对磁极。定子上通电状况不同时，磁极的极性不同，转子的转角也不同。,图5-19 步进电机的工作原理,4悬架系统阻尼调节装置阻尼调节装置
8、是通过改变阻尼孔的大小来改变悬架系统的阻尼力。（1）机电式阻尼调节装置,图5-20 机电式阻尼调节装置,凌志LS400 ucF20型可调减振器,（2）压电式阻尼调节装置压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成,图5-23 压电式阻尼调节装置,课题二 典型电子控制悬架系统,1丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的组成,图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统各元件在车上的安装位置,图5-24 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统各元件在车上的安装位置,2丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电
9、子调节空气悬架系统的控制电路,图5-25 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的控制电路,3丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的控制功能 丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统主要有：车身高度控制悬架刚度控制减震器减振力控制三项控制功能。,课题三 电子控制悬架系统的故障诊断,以丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统为例，说明电子控制悬架系统的故障诊断方法。（1）指示灯检查 首先将点火开关转到ON位，检查LRC（凌志驾驶控制）指示灯和高度控制指示灯。正常情况下，指示灯应发光2秒左右。（2）故障代码的提取将点火开关转到ON位，用跨接线连接TDCL或检查连接器端子TC和E1,图5-31 诊断代码（a）正常代码（b）故障代码“11”和“31”,（3）故障代码表丰田凌志LS400系列轿车电子调节空气悬架系统故障代码见表5-5。（4）故障代码的清除丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统故障代码的清除方法有两种：,
