汽车底盘电控技术（第5版）课件：电控悬架系统

汽车底盘电控技术（第5版）

电控悬架系统

1介绍电控悬架学习内容1.电控悬架的功能及分类2.电控悬架的组成及工作原理3.电控悬架的使用方法及注意事项电控悬架的功能及类型学习目标：

能够向客户描述电控悬架的功能及类型011.电控悬架的功能电子控制悬架系统的基本目的是通过调节悬架的刚度和阻尼力，突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性要求都能得到满足。其基本功能有：车身高度控制、车身姿态控制、路面感应控制。1.电控悬架的功能（一）车身高度控制1.车速感应控制。车速感应控制是指当车速超过一定值时，可以使车身高度降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性，低速低于一定值时，又恢复原有高度。2.水平控制和驻车控制。自动水平控制是指无论车辆的负载是多少，都可以保持汽车高度一定，车身保持水平，而且还可以使前照灯光束方向保持不变。驻车控制是指当汽车处于驻车控制模式时，为了使汽车外观平衡，当点火开关关闭后，ECU发出指令，使车身高度处于常规控制模式的低控制模式。3.非铺装路面行驶控制。非铺装路面行驶是指当汽车在非铺装路面上行驶时，可以使车身高度升高，提高汽车的通过性，防止车桥与路面相碰。1.电控悬架的功能（二）车身姿态控制在汽车急转弯、急加速和紧急制动时，ECU对悬架的刚度和阻尼实施控制，以抑制车身姿态的变化，从而提高汽车的操纵稳定性。车身姿态控制包括：转向车身侧倾控制、制动车身点头控制、起步车身俯仰控制。1）转向车身侧倾控制，是指在汽车急转弯时，增加外侧悬架的刚度和阻尼，以抑制车身侧倾。2）制动车身点头控制，是指在汽车紧急制动时，增加前部悬架的刚度和阻尼，以抑制车身的点头。3）起步/加速车身俯仰控制，是指汽车起步或加速时，增加后部悬架的刚度和阻尼，以抑制车身的俯仰。通过对减振器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步或急加速时车尾下蹲；防止紧急制动时的车头下沉；防止汽车急转弯时车身横向摇动；防止汽车换档时车身纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性。1.电控悬架的功能（三）路面感应控制路面感应控制是在汽车行驶的过程中动态改变弹簧的刚度使悬架满足乘坐舒适性的要求。路面感应控制包括：1）车速感应控制，是指在车速很高时，ECU增加悬架的刚度和阻尼，提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。2）前后轮感应控制，是指当汽车前轮遇到路面突起障碍时，减小后轮悬架的刚度和阻尼，以减小车身的振动和冲击。3）非铺装路面感应控制，是当汽车进入非铺装路面行驶时，抑制车身产生较大的振动，增大悬架的刚度和阻尼，保证汽车在坏路面上行驶时车身跳动比较小，从而提高轮胎对地面的附着力。有些车型只具有其中的一个或两个功能，而有些车型同时具有以上三个功能。2.电控悬架的类型电子控制悬架系统按控制理论不同电子控制悬架系统可分为半主动式、主动式两大类。其中半主动式是指对弹簧刚度和减振器阻尼其中之一进行实时调节控制，由于改变弹簧刚度比改变阻尼要困难，因此改变阻尼最常见。半主动式悬架分为有级半主动式（阻尼力有级可调）和无级半主动式（阻尼力连续可调）两种。主动式悬架根据频带和能量消耗的不同，分为全主动式（频带宽大于15Hz）和慢全主动式（频带宽3～6Hz）；根据驱动机构和介质的不同，可分为空气式主动悬架、油气式主动式悬架、电磁式主动式悬架。电控悬架的工作原理02学习目标：

能够说出电控悬架的组成并简述工作原理

1.电控悬架的基本原理电控悬架系统的一般工作原理是：利用传感器（包括开关）把汽车行驶时路面的状况和车身的状态进行检测，将检测信号输入控制单元进行处理，控制单元通过执行器动作，完成悬架特性参数的调整。其工作原理如图6–1所示。2.高度传感器的结构及原理1－遮光器2－圆盘3－传感器盖4－信号线5－金属油封环6－传感器壳7－传感器轴2.高度传感器的结构及原理3.电磁感应式高度传感器的结构及原理3.电磁感应式高度传感器的结构及原理4.执行机构可调减震器的结构原理4.执行机构CDC减振器工作过程a）伸张行程b）压缩行程4.执行机构车高控制悬架的结构a）车身降低b）车身升高4.执行机构空气压缩机的结构电控悬架的使用方法及注意事项03学习目标：能够演示电控悬架的使用方法及注意事项养成吃苦耐劳、爱岗敬业的道德修养，树立民族品牌技术自信1.驾驶模式的选择空气压缩机的结构1.驾驶模式的选择驾驶模式高度等级阻尼特性说明越野越野高度2（+60mm）均衡车速<20km/h，可激活该模式车速>40km/h，从越野模式切换到全路况模式，车高降到越野高度1全路况越野高度1（+25mm）湿滑路面车速>80km/h，车高降到正常水平车速<40km/h，车高自动恢复到越野高度1舒适正常水平（+0mm）舒适车速>100km/h达30s以上，车高降到动态水平车速车速<70km/h达120s，车高恢复到正常水平车速<35km/h，车高立即恢复到正常水平长续航动态水平（-15mm）均衡车速>140km/h达20s，车高降到高速公路水平（-30mm）车速车速<110km/h达20s，车高恢复到动态水平车速<35km/h，车高立即恢复到动态水平运动/极致动态水平（-15mm）较硬车速>140km/h达20s，车高降到高速公路水平车速<110km/h达20s，车高自动恢复到动态水平车速<35km/h，车高立即恢复到动态水平2.车身高度的调节方法红旗HS7空气悬架按键及指示灯3.空气悬架的运行模式红旗E-HS9空气悬架运行模式包括举升模式、泊车模式、无线充电模式、装载模式、方便出入模式、熄火降车高模式。装载模式：在车辆静止、EPB施加状态下，用户打开行李舱并按下空气悬架下降按键激活装载模式，车辆后轴高度降至装载高度当用户按下空气悬架上升按键、行李舱关闭或车辆驶离时，退出装载模式。泊车模式：当车辆要进入泊车状态时，悬架高度首先调节至正常高度，到达正常高度后，悬架高度锁定。当自动泊车结束时，退出泊车模式。无线充电模式：当车辆要进入充电状态时，悬架高度首先调节至正常高度，到达该高度，悬架高度锁定，无线充电结束，退出无线充电模式。方便出入模式：当车辆静止，驾驶人通过IVI软开关或按下遥控钥匙解锁+行李舱开启组合按键激活方便出入模式，悬架高度降至运动高度方便出入模式激活状态下，当用户再次按下IVI软开关、再次按下遥控钥匙解锁+行李舱开启组合按键或悬架不可调节时，方便出入模式退出。通过远程方式（遥控钥匙组合按键）激活方便出入功能的情况，当悬架开始下降时，双闪自动开启，悬架高度调节完成后双闪自动关闭。熄火降车高模式：用户可通过IVI界面打开或关闭熄火降车高模式，熄火降车高模式请求高度定义为：若空气悬架下电前在正常以上的高度，则请求降至正常高度；若处于在正常及以下高度则请求降至运动高度。举升模式：在使用举升机时，为防止控制单元误以为车身高度升高而进行排气操作，以免对空气弹簧造成损伤，为此必须先设置举升模式，才能使用千斤顶或举升机举升车辆。进入举升模式后，空气悬架所有调节功能均被禁用，维修完毕后，须退出举升模式。以E-HS9为例，在音响系统悬架调节界面下，长按“举升模式”激活即可激活，长按“退出”即可退出举升模式。此外，车速高于一定值时（例如：E-HS9为5km/h），车辆会自动退出举升模式。举升模式的设置也可以通过诊断仪来操作。

2检修电控悬架学习内容1.电控悬架的功能及分类2.电控悬架的组成及工作原理3.电控悬架的使用方法及注意事项半主动悬架的组成及工作原理学习目标：

能够描述半主动悬架的组成及工作原理011.半主动悬架的组成2.半主动悬架的工作原理1.连续可变阻尼控制模块。安装在行李舱，连接在底盘CAN，接收车身和车轮的加速度信息，控制每个减振器内执行器的电流。2.加速度传感器。三个车身加速度传感器布置在左前轮罩上方、左后的轮罩上方、前机舱内，三个加速度传感器可以确认车身的平面。两个车轮加速度传感器布置在左右前减振器上，后减振器的加速度则由前减振器加速度和车速计算得出。加速度传感器采用电容式加速度传感器。3.连续可变阻尼减振器。连续阻尼可变减振器的工作原理在任务一中已经介绍。主动悬架的组成及工作原理02学习目标：

能够描述主动悬架的组成及工作原理

1.主动悬架的组成红旗H9电控悬架，可以实现阻尼及车身高度调节，弹簧刚度被动可变。其组成主要包括控制单元、车身高度传感器、重力加速度传感器、空气弹簧、储气筒、电磁阀单元、阻尼可调减振器、空气供给装置等，1.主动悬架的组成1.组成部件1）控制单元。控制单元通过监测车身高度传感器、加速度传感器、压力传感器、车速传感器等值，控制电磁阀和压缩机来调节车辆高度，控制减振器电磁阀电流值调节阻尼大小。2）车辆高度传感器。控制单元通过监测4个车身高度传感器值，对空气弹簧高度进行调节。3）重力加速度传感器。控制单元通过监测3个重力加速度传感器，监测车身各部位的垂直加速度，调节减振器阻尼。3）减振器调节阀。调节减振器的阻尼。4）储气筒。储气筒是铝制的，空气供给策略：当车速低于一定值时，空气基本上是由储气筒供给的（如果储气筒内有足够的压力）当车速高于一定值时，主要由压缩机给弹簧及储气筒供气。这种空气供给策略使得系统运行噪声小，且可降低电流消耗。5）空气弹簧供给装置为空气弹簧及储气筒提供空气。空气供给装置总成主要包括：电动机、压缩机、干燥器、温度传感器、电动排气阀等，温度传感器主要用于防止压缩机过热，如图6–18所示。电动排气阀位于压缩机总成中，它有双重功能：一个是通电时，排气阀打开，控制空气弹簧排出空气，降低车身高度；另一个是限压功能，可限制管路最大压力。6）电磁阀单元。电磁阀单元一般位于行李箱备胎槽中，主要包括4个弹簧电磁阀、4个减振器电磁阀、储气筒电磁阀及压力传感器。压力传感器用于监测4个弹簧及储气筒的压力，以判断压缩机是否工作以及气压是否稳定。1.主动悬架的组成2.供气原理1-辅助噪声消除器2-单向阀13-空气干燥器4-单向阀35-单向阀26-排气节流阀7-气动排气阀8-压缩机V669-电动排气阀N11110-压力传感器G29111-蓄压器阀N31112-左前减振支柱阀N14813-右前减振支柱阀N14914-左后减振支柱阀N15015-右后减振支柱阀N15116-蓄压器17-左前空气弹簧18-右前空气弹簧19-左后空气弹簧20-右后空气弹簧2.供气原理排气阀限压原理排气阀保压原理电控悬架的检修方法03学习目标：

能够应用电控悬架的检修方法进行部件检查

养成规范意识、质量意识，锻炼精益求精的工匠精神1.电控悬架检修注意事项在检修汽车电控制悬架时，应注意以下事项：1）使用举升机时，为防止控制单元误以为车身高度升高而进行排气操作，以免对空气弹簧造成损伤，为此设置举升模式。2）如果车上的空气弹簧已经没有压力了，在举升和下降车辆前（如使用举升机），必须使用诊断仪给相应的空气弹簧充气。在无压力状态不要移动空气弹簧，因为在这种情况下管状气囊无法在活塞上展开，因而会造成其损坏。3）在安装转角式车身高度传感器时，注意两个支臂不要装反了。4）安装车身高度传感器的车辆，在已拆卸和安装或者更换了下部横摆臂、更换了副车架、在车辆高度传感器上进行过装配工作、更换过车辆高度传感器、从下部横摆臂上松开了车辆水平高度传感器连接杆的螺栓连接、更换了水平高度调节系统控制器几种情况下，由于传感器位置发生变化，需要重新匹配默认位置。有些采用车身高度传感器信号调节大灯的车辆，还需要进行大灯基本设置。2.电控悬架高度调整功能检查操作高度控制开关检查汽车高度变化情况的步骤如下：1）检查轮胎充气是否正确。2）起动发动机，按压空气悬架上升或下降按键调节空气悬架高度，检测是否正常。以红旗车为例，其标准底盘情况下，若当前高度为自动模式，则起动发动机后，选择上升模式，驱动压缩机，弹簧高度将上升25mm左右。其标准底盘情况下，若当前高度为自动模式，则起动发动机后，选择下降模式，驱动压缩机，弹簧高度将下降10mm左右。3.电控悬架部件检测方法

3电控悬架系统典型故障分析学习内容1.电控悬架的诊断流程2.电控悬架典型故障案例故障灯含义及诊断流程学习目标：

能够描述电控悬架的诊断流程011.故障灯含义首先查看仪表电控悬架故障警告灯及文本提示。以红旗H9为例电控悬架中的指示灯有两个：黄色警告灯指的是空气悬架系统故障，红色警告灯指的是空气悬架严重故障。警告灯点亮的同时还会有仪表文字提醒，例如红旗严重故障时，会提醒：“空气悬架系统严重故障，行驶有危险，请马上维修！。”首先跟客户沟通故障车辆最近的维修与使用情况，收集尽可能多的故障信息。随后目视检查：检查空气弹簧是否充气充足、均匀，观察是否有漏气、裂纹、油渍等问题；检查悬架高度是否正常，系统有无泄漏。可以通过测量车轮中心至其上方车身上易于确定的固定点的距离，并分别记录好左、右侧数据，以后每次检查时，只需把车停在平地，测量检查数据没有较大的变化时，说明悬架高度正常，系统无漏气。初步检查：观察是否有明显的异常现象，如车辆行驶过程中出现颠簸、跳动或异响等。根据故障现象，初步判断故障可能的原因。2.诊断流程压缩机继电器触点故障02学习目标：

能够分析电控悬架典型故障

1.故障现象故障现象：

某家用轿车，用户反映该车仪表中车身高度故障灯符号亮起，同时胎压报警。接车后观察，该车车身左右高度基本一致，客户反应快速过减速带有时会有撞击声音，从经验上判断，应该是全车的四轮悬架高度都偏低，尤其是两前轮。1.故障现象故障诊断与排除：1）首先用诊断仪进入悬架系统水平高度控制系统，查询故障码。读取故障码为：水平高度调节压力传感器信号不可信。2）诊断仪读取高度传感器数值与实际悬架压力变化一致，继续读取压力传感器数值，发现测试压力为1.178bar，显然压力过低，该车正常数据在诊断仪上显示为不低于3.0bar。故障范围落在蓄压器和空气供给装置。3）检查蓄压器和空气供给装置外表未发现管路漏气现象，各线路插头也无明显松动。蓄压器结构较为简单一般不容易损坏，先从空气供给装置入手。执行元件诊断测试空气泵，运转有声音，但是声音较小，并且断断续续。首先测试继电器，在诊断仪执行动作测试的时候，用探针刺入继电器针脚，万用表正极连接探针，负极搭铁，显示电压在3V-5V之间波动，甚至时有时无，显然不正常，关闭点火钥匙，再次拆下该继电器，撬开继电器外壳，发现该继电器的两个触脚有烧黑的痕迹。应该是长期吸合造成触点电流温度过高，产生触点接触不良，继而影响电流通过，空气泵是大电流用电器，线路接触不良会导致电压不稳定，造成空气泵供电电压不足，运转无力，从而使空气悬架系统的压力不足，水平位置传感器报警。4）换上一个新的继电器，再次用诊断仪执行动作测试，用探针在继电器输出端能测得稳定的电压12V，且空气泵声音运转有力持续不间断，再次用诊断仪读取压力值稳定上升，车身高度也明显上升，清除故障码。由于拔插过水平传感器的插头，保险起见对该车水平传感器进行校正，匹配空气悬架默认高度。试车故障消失，车辆正常运行。车身高度传感器故障03学习目标：

能够实施电控悬架故障诊断

努力养成吃苦