《汽车底盘电控系统检修》课件 项目四任务二：检修电子控制悬架控制系统

汽车底盘电控系统检修仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY项目四检修电子控制悬架系统仅供内部使用FOR

INTERNALUSEONLY任务一认知电子控制悬架系统目

录12液力变矩器的作用、性能液力变矩器的结构、原理3锁止离合器的结构、锁止条件4单向离合器的结构、原理仅供内部使用FOR

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INTERNALUSEONLY任务二检修电子控制悬架系统目

录12有级调节电控悬架系统无极调节电控悬架系统3锁止离合器的结构、锁止条件4单向离合器的结构、原理1.知识目标（1）电控空气悬架的组成、操作开关（2）电控空气悬架的控制功能2.能力目标（1）能够分析高度控制失灵故障原因3.素质目标（1）培养良好的爱国情怀（2）具备良好的职业素养（3）培养良好的团队合作精神教学目标导—案例导入一辆装备电控空气悬架的轿车客户反映，在过年期间，由于乘坐人数及后备箱物体增加后，发现前大灯的比以往向上偏离了不少。将高度控制开关置于“HIGH”，仪表板高度控制指示灯亮，但车身高度未发生变化。于是客户将此情况向4S店的专业人员进行咨询，以解决此问题。一、典型电子控制悬架系统介绍（一）有级调节电子控制悬架系统1.丰田电子控制悬架系统的组成部件丰田电子控制悬架系统的组成部件析-原理分析2.系统操作开关丰田电子控制悬架系统有３个操作选择开关：平顺性开关、高度控制开关和高度控制ON/OFF开关。（1）高度ON/OFF控制开关安装在汽车尾部后备箱的左边。当高度ON/OFF控制开关处于ON位置时，系统可按选择方式进行车身高度自动控制；该开关处于OFF位置时，系统不执行车身高度控制。析-原理分析（2）高度控制开关安装在驾驶室内变速操纵杆的旁边。高度控制开关用于选择控制车身高度。当高度控制开关处于HIGH（高）位置时，系统对车身高度进行“高值自动控制”。当高度控制开关处于NORM时，车身高度则进入“常规值自动控制”状态。析-原理分析（3）平顺性开关平顺性开关用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。当平顺性开关处于SPORT位置时，系统进入“高速行驶自动控制”。当平顺性处于NORM位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行“常规值自动控制”。此时，悬架ECU根据车速传感器等信号，使悬架的刚度、阻尼力自动地处于平顺性软、平顺性中或平顺性硬３个位置。析-原理分析析-原理分析课堂自测练习丰田电控悬架的操作开关有（

）个。A.1B.2C.3D.4析-原理分析3.丰田电子控制悬架系统主要部件的结构（1）空气压缩机空气压缩机用来产生供车身高度调节所需的压缩空气。空气压缩机采用单缸活塞连杆式结构，由直流电动机驱动。析-原理分析（2）空气干燥器和排气电磁阀干燥器的作用是去除压缩空气中的水分，排气电磁阀的作用是将空气弹簧内的压缩空气排到大气中，同时还将干燥器中的水分带走。空气干燥器和排气电磁阀Ａ-从压缩机至高度控制电磁阀(增加车身高度)；Ｂ-从高度控制电磁阀至大气(降低车身高度)析-原理分析（3）空气悬架丰田电子控制悬架系统空气弹簧主要由气室、三级可调减振器、执行器等部件组成。悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在空气弹簧的上部。（4）高度控制电磁阀高度控制电磁阀安装于空气干燥器和气动减震器之间，用于控制汽车悬架的高度调节。高度控制电磁阀析-原理分析课堂自测练习排气电磁阀安装在（

）。A.空气压缩机B.空气干燥器C.高度控制阀D.空气弹簧析-原理分析4.丰田电子控制悬架系统的控制电路（1）空气压缩机控制电路悬架ECU通过测量RM+和RM-端子的电压来判断电机的运行状况，并在检测到异常情况时中止高度控制。空气压缩机控制电路析-原理分析车身高度传感器控制电路（2）车身高度传感器控制电路当点火开关接通时，ECU使２号高度控制继电器线圈通电，2号高度控制继电器触点闭合，使前、后、左、右４个高度传感器接通蓄电池电源。析-原理分析高度控制阀控制电路（3）高度控制阀控制电路悬架ECU通过SLFR、SLFL向1号高度控制阀电磁线圈供电，通过SLRL、SLRR向2号高度控制阀电磁线圈供电。当ECU使高度控制电磁阀通电后，电磁线圈将高度控制阀打开，并将压缩空气引向气压缸，从而使车身高度上升。当检测到车身高度需要下降时，ECU不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且还使排气阀电磁线圈通电，排气阀电磁线圈使排气阀打开，将气缸中的压缩空气排到大气中。析-原理分析5.丰田电子控制悬架系统的控制功能（1）车身高度控制车身高度控制系统由压缩机、干燥器、排气阀、１号高度控制继电器、２号高度控制继电器、１号高度控制阀、２号高度控制阀、前后左右４个空气弹簧、４个车身高度传感器及悬架ECU等组成。车身高度控制析-原理分析（2）悬架刚度和减振器阻尼控制丰田电子控制悬架系统悬架刚度和减振器阻尼控制执行机构组装在一起，位于减振器的顶部。①悬架刚度控制悬架刚度控制阀装在空气弹簧副气室的中部，由空气阀、阀体和空气阀控制杆组成，空气阀在截面上有一个空气孔，外部的阀体在截面上有不同大小的空气孔。主、副气室之间的气阀体上有大、小两个通路。悬架控制执行器带动气阀体控制杆转动，使阀芯转过一个角度，改变通路的大小，就可以改变主、辅气室之间的气体流量，使悬架刚度发生变化。析-原理分析悬架刚度调节的结构和原理1-阻尼调节杆；2-空气阀控制杆；3-主、副气室通道；4-副气室；5-主气室；6-气阀体；7-小气体通路；8-阀芯；9-大气体通路析-原理分析当空气阀由电机驱动的控制杆带动旋转到“软”的位置时，空气弹簧主气室的气体经过空气阀的中间孔，阀体侧面的大空气孔（大流通孔）与副气室相通，此时参与工作的气体容积最大，悬架刚度处于最小状态。析-原理分析当空气阀被旋转到“中”位置时，主气室与副气室的气体经过空气阀的中间孔与阀体侧面的小空气孔相互流通，主、副气室之间的气体流量较小，悬架刚度处于中等状态。析-原理分析当空气阀被旋转到“硬”位置时，主气室与副气室的空气通道被空气阀挡住，此时仅仅靠主气室中的气体承担缓冲任务，悬架刚度处于最大状态。析-原理分析②减振器阻尼力控制丰田电子控制悬架系统采用三级可调减振器，主要由缸筒、活塞及活塞控制杆、回转阀等组成。活塞杆是一空心杆，在其中心装有控制杆，控制杆的上端与执行器相连。控制杆的下端装有回转阀，回转阀上有三个油孔，活塞杆上有两个通孔。三级可调减振器的结构1-阻尼调节杆；2-回转阀；3-活塞杆析-原理分析缸筒中的油液一部分经活塞上的阻尼孔在缸筒的上下两腔流动；一部分经回转阀与活塞杆上连通的孔在缸筒的上下两腔流动。当ECU促使执行器工作时，通过控制杆带动回转阀相对活塞杆转动，回转阀与活塞杆上的油孔连通或切断，从而增加或减少油液的流通面积，使油液的流动阻力改变，达到调节减振器阻尼力的目的。三级可调减振器的阻尼调节原理析-原理分析阻尼力“硬”控制：Ａ－Ａ、Ｂ－Ｂ、Ｃ－Ｃ三个截面的阻尼孔全部被回转阀封住，此时只有减振器下面的主阻尼孔仍在工作，所以这时阻尼为最大，减振器被调节到“硬”状态。阻尼力“中”控制：当回转阀从“硬”状态位置顺时针转动60°时，Ｂ－Ｂ截面的阻尼孔打开，Ａ－Ａ、Ｃ－Ｃ两截面的阻尼孔仍关闭，因为多了一个阻尼孔参加工作，所以减振器处于“运动”状态，即减振器被调节到“中”状态。阻尼力“软”控制：当回转阀从“硬”状态位置逆时针转动60°时，Ａ－Ａ、Ｂ－Ｂ、Ｃ－Ｃ三个截面的阻尼孔全部打开，这时减振器的阻尼最小，减振器被调节“软”状态。析-原理分析课堂自测练习三级阻尼可调减振器的控制包括：（

）。A.阻尼力“硬”控制B.阻尼力“软”控制C.阻尼力“中”控制D.其他说法都错误析-原理分析（二）无级调节电子控制悬架系统1.磁性液流控制悬架磁性液流控制悬架MRC（MagneticRideControl）也叫电磁阻尼式悬架控制，属于半主动电控悬架系统。它可以在毫秒级范围内调节减振器内液压油液的粘性，改变油液的流动速度，从而改变减振器的阻尼状态，提高车辆操控稳定性和乘坐舒适性。析-原理分析（1）特点磁性液流控制悬架MRC的主要特点有：简洁的单管设计，没有电磁阀和小型的活动部件。改善了车辆高/低速行驶时的稳定性和舒适性。急转弯和避让行驶时，具有出色的防滚翻控制。低能耗（每个减振器最大20W）。析-原理分析（2）主要部件的结构和原理磁性液流控制悬架MRC主要由悬架位置传感器、磁性液流减振器和悬架控制模块（ESC）组成。①悬架位置传感器悬架位置传感器安装在控制臂和车身之间，作用是向ESC提供车身与车轮之间的位移信号（信号电压在0～5V之间变化）。如果系统监测到车身相对车轮发生位移，悬架控制模块将改变各个减振器的柔软度或刚度，以提供最佳的乘坐舒适性。析-原理分析②磁性液流减振器磁性液流减振器由MR油液、电磁线圈、推杆等部件组成。MR油液是指在碳氢化合物合成油中悬浮有微小铁粒子的液体。活塞中均安装有电磁线圈，它可以改变活塞周围的磁场，磁场强度由占空比控制，占空比越大，磁场强度越大。磁性液流减振器析-原理分析在无磁场的情况下，MR油液不会得到磁化，微小铁颗粒的排列呈无规则状，阻尼系数较小；施加磁场后，在磁场力作用下，微小铁颗粒快速集结，排列成纤维状结构，油液的粘稠度在1ms的时间内就可以改变为果冻状，增大阻尼系数。工作原理图析-原理分析工作原理图析-原理分析③悬架控制模块ESC磁性液流减振器的控制原理图析-原理分析课堂自测练习MR油液是指在碳氢化合物合成油中悬浮有微小铁粒子的液体。（

）析-原理分析3.半主动式阻尼系统SADS半主动式阻尼系统SADS也称为电液阻尼式悬架系统，他是一种电子控制的可变阻尼悬架系统，通过调节每个车轮减振器内电磁阀的占空比，从而调整减振器的阻尼状态，以提高车辆的稳定性和舒适性。（1）特点半主动式阻尼系统SADS的主要特点有：车辆高速行驶时，调整减振器的阻尼状态，以适应车身的动力传递振动频率的变化。转向时，通过调节内外两侧的减振器的阻尼状态，以达到更好的转弯性能。制动时，通过调节前后轮减振器的阻尼状态，以保证更短的制动性能。加速时，通过调节前后轮减振器的阻尼状态，以获得更大的驱动力。析-原理分析（2）组成部件半主动式阻尼系统SADS主要由一个悬架控制模块、三个车身加速度传感器、两个前轮加速度传感器、四个带阻尼调节执行器的减振器总成等部件组成。1-右前车身加速度传感器；2-左前车身加速度传感器；3-后部车身加速度传感器；4-右前轮加速度传感器；5-左前轮加速度传感器；6-悬架控制模块（ESC）半主动式阻尼系统SADS的组成部件析-原理分析（3）主要部件的结构和原理①悬架控制模块（ESC）悬架控制模块（ESC）的控制原理图析-原理分析②车身加速度传感器三个车身加速度传感器属于垂直加速度传感器，分别安装在右前减振器支座处、左前减振器支座处和后备箱内。作用是监测车身各部位的垂直加速度。由电控悬架控制模块（ESC）提供5V电压，信号输出电压为0.5-4.5V。车身加速度传感器析-原理分析③电液阻尼式减振器电液阻尼式减振器的根部增加了一个凸起的执行器，如图（a）所示。该执行器控制减振器上下两个油腔的油液通孔的大小，从而改变减振器的阻尼。该执行器实际上是一个电磁阀，由电控悬架控制模块（ESC）通过占空比形式的电流信号（0-1.6A）进行控制，如图（b）所示。电液阻尼式减振器的执行器析-原理分析当电控悬架控制模块（ESC）增大减振器控制电磁阀的占空比时，减振器上下两腔间的通孔截面积减小，如图（a）所示，油液在两腔间的流动受到较大节流，减震器的阻尼较大。（a）硬态

析-原理分析当电控悬架控制模块（ESC）减小减振器控制电磁阀的占空比时，减振器上下两腔间的通孔截面积增大，如图（b）所示，油液在两腔间的流动受到较小节流，减震器的阻尼较小。（b）软态析-原理分析（4）控制原理SADS控制模块（ESC）根据车速、方向盘转角、发动机扭矩、制动压力、车身加速度及前轮加速度等输入信息控制减振器电磁阀的开度。通过开环控制模式，向电磁阀控制回路提供0-1.6A的恒定控制电流，并且10ms刷新一次，因此电磁阀是一个高速运行的电磁阀。驾驶员通过模式开关可以选择4中不同的工作模式：Tour旅行模式-所有调节模块都工作，全自由状态。Normal普通模式-提高车身稳定性和良好的舒适性。Sport运动模式-减少车身振幅，增加车身加速性能。Demo演示模式-提供最大阻尼控制。析-原理分析探—方案探究送小动物回家小游戏干燥器和排气阀空气压缩机前高度控制电磁阀后高度控制电磁阀前悬架控制执行器悬架ECU后悬架控制执行器后高度传感器高度控制开关电路讲解大比拼探—方案探究探—方案探究故障可能原因分析探—方案探究序号故障现象可能的故障部件1汽车高度控制不起作用①汽车高度控制电源电路②汽车高度控制开关及其电路③汽车高度控制ON／OFF开关及其电路④发电机调节器电路⑤悬架控制系统ECU2对车身高度控制指示灯不随高度控制开关的动作变化①车身高度传感器②发电机调节器电路③车身高度控制开关及其电路④汽车高度控制电源电路⑤悬架控制系统ECU3汽车车身高度出现不规则变化①车身高度传感器②有空气泄漏③悬架控制系统ECU4只有高速时不起作用①车身高度传感器②悬架控制系统ECU5汽车高度控制功能起作用，但汽车高度变化不均匀①车速传感器及其电路②车身高度传感器调节杆③高度控制阀、排气阀及其电路④悬架控制系统ECU6汽车高度控制ON／OFF开关在“OFF”位置时，汽车高度控制仍起作用①高度控制ON／OFF开关及其电路②悬架控制系统ECU7点火开关关断控制不起作用①门控开关及其电路②汽车高度控制电源电路③悬架控制单元ECU8车门打开时，点火开关关断控制仍起作用门控开关及其电路9汽车停车时车身高度很低①有空气泄漏②气压缸或减振器排—故障排除随机组合进行考核干燥器和排气阀空气压缩机前高度控制电磁阀后高度控制电磁阀前悬架控制执行器悬架ECU后悬架控制执行器后高度传感器高度控制开关随机组合进行考核排—故障排除序号故障现象可能的故障部件1①汽车高度控制电源电路②汽车高度控制开关及其电路③汽车高度控制ON／OFF