汽车基础系统 4

底盘检修电子控制悬架系统检修【知识目标】1.掌握电子控制悬架系统的组成与工作原理。2.掌握电子控制悬架系统的检修方法。【能力目标】1.能够正确检测电子控制悬架系统的传感器、悬挂ECU和悬架控制执行器。2.能够诊断并排除电子控制悬架系统的常见故障。任务一

电子控制悬架系统故障诊断一辆配有电子控制悬架系统的凌志LS400型轿车，行驶22万公里后，悬架刚度和阻尼系数控制失灵。故障案例一、电子控制悬架系统的组成虽然现代汽车电控悬架系统结构形式多种多样，但它们的基本组成却是相同的，即由感应汽车运行状况的各种传感器、开关、电子控制单元及执行机构等组成。传感器一般有车身高度传感器、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；开关主要有模式选择开关、制动灯开关、停车开关和车门开关等；执行机构有可调节减振器阻尼力的电动机，可调节弹簧刚度的步进电动机和可调节车身高度的电磁阀等。一、电子控制悬架系统的组成一、电子控制悬架系统的组成（1）车身高度传感器作用：检测汽车行驶时车身高度的变化情况（车身相对车桥的位移量也即悬架位移量），并转换成电信号输入悬架系统的电子控制单元，可反映汽车的平顺性和车身高度信息。类型：常用的车身高度传感器有片簧开关式、霍尔式、光电式和电位计式四种形式。一、电子控制悬架系统的组成（2）加速度传感器作用：在车轮打滑时，无法以转向角和汽车车速正确判断车身侧向力的大小，此时利用加速度传感器可以直接准确地测量出汽车的纵向加速度以及汽车转向时因离心力而产生的横向加速度，并将信号输送给ECU，使ECU能够调节悬架系统的阻尼力大小及空气弹簧的压力大小，以维持车身的最佳姿势。类型：常用的加速度传感器有差动变压器式、球位移式等。一、电子控制悬架系统的组成（3）方向盘转角传感器作用：转向盘转角传感器位于转向盘下面，主要用来检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度等，并把信号输送给悬架ECU，ECU根据该信号和车速信号判断汽车转向时侧向力的大小和方向，从而控制车身的侧倾。一、电子控制悬架系统的组成（4）车速传感器作用：车速信号是汽车悬架系统的常用控制信号，汽车车身的侧倾程度取决于车速的高低和汽车转向半径的大小。车速传感器的作用是检测汽车速度，并将信号传递给ECU，用来调节悬架的阻尼力。类型：常用的车速传感器主要有舌簧开关式，电磁感应式，光电式等。一般情况下舌簧开关式和光电式车速传感器安装在仪表板上，与车速表装在一起，并用软轴与变速器的输出轴相连；而电磁感应式车速传感器装在变速器上，通过蜗轮蜗杆机构与变速器的输出轴相连。一、电子控制悬架系统的组成（5）节气门位置传感器作用：节气门位置传感器安装在节气门体上，用来检测节气门的开度及开度变化，为悬架ECU提供相应的信号。汽车在急加速时，由于惯性力和驱动力的作用，汽车尾部容易产生“下蹲”现象，为了防止这一现象，ECU根据节气门位置信号检测汽车的加速工况（判断汽车是否在进行急加速），并根据该信号控制悬架的弹簧刚度，阻尼力等参数，防止车尾“下蹲”。类型：常用的节气门位置传感器有触点开关式、线性可变电阻式、触点与可变电阻组合式。一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关在电控悬架中，常用的开关主要有模式选择开关、阻尼力调节开关、车身高度控制开关及车身高度控制通/断开关等。一般位于变速器操纵手柄旁或仪表板上，个别开关位于行李箱内。一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关模式选择开关模式选择开关一般位于变速器操纵手柄旁。驾驶员根据车辆行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式，通过操纵该开关，可以使减振器阻尼力按手动或自动两种模式进行变化。 一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关模式选择开关当选择“自动”模式时，悬架系统可以根据汽车行驶状态自动调节减振器的阻尼力，以保证汽车乘坐舒适性和操纵稳定性，如下表所示。当选择“手动”模式时，悬架系统的阻尼力只有标准（中等）和运动（硬）两种状态，根据驾驶员操纵阻尼力调节开关进行转换。 一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关②阻尼力调节开关阻尼力调节开关也位于操纵手柄旁，如图所示。通过操纵此开关可以使阻尼力处于标准（中等）和运动（硬）两种状态，此开关在模式选择开关处于手动位置时起作用。一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关③车身高度控制开关驾驶员操纵此开关选择所希望的车身高度（NORMAL或HIGH）后，电控主动悬架系统会根据车辆载荷等参数的变化自动调节车身高度为设定的目标值。有些轿车悬架也可根据车速，路况等自动调节车身高度以适应车辆的行驶要求。一、电子控制悬架系统的组成（6）悬架控制开关④车身高度控制通/断开关车身高度控制通断开关用来接通（ON）或中止（OFF）主动悬架的车身高度控制功能，一般位于车辆行李箱的工具储藏室内。当车辆被举升、停在不平的路面或车辆被拖拽时，要先将此开关拨至“OFF”位置，这样可避免空气弹簧中的压缩空气排出，从而造成车身高度的下降。一、电子控制悬架系统的组成

电控悬架系统的控制单元ECU是悬架控制系统的中枢，具有多种功能。提供稳压电源控制装置内部所用电源和供各种传感器的电源均由稳压电源提供。传感器信号放大用接口电路将输入信号（如各种传感器信号、开关信号）中的干扰信号除去，然后放大、变换极值、比较极值，变换为适合输入控制装置的信号。输入信号的计算电子控制单元根据预先写入只读存储器ROM中的程序对各输入信号进行计算，并将计算结果与内存的数据进行比较后，向执行机构（电动机、电磁阀、继电器等）发出控制信号。如果输入ECU的信号除了数字信号外还有模拟信号时，还应进行A/D转换。

驱动执行机构悬架ECU用输出驱动电路将输出驱动信号放大，然后输送到各执行机构，如电动机、电磁阀、继电器等，以实现对汽车悬架参数的控制。故障检测悬架ECU用故障检测电路来检测传感器、执行器、线路等的故障，当检测到故障时，将信号送入悬架ECU，目的在于即使发生故障，也应使悬架系统安全工作，而且在修理故障时容易确定故障所在位置。一、电子控制悬架系统的组成电控悬架系统的执行器电控悬架系统主要的执行器有两大类，即电动机和电磁阀。它们的应用及结构形式在不同的悬架系统中各有不同，但其基本作用都是接受ECU的指令，完成相应的驱动动作，改变减振器阻尼孔的截面积以改变悬架阻尼力大小，或改变空气（油气）弹簧内部介质的流通情况进而改变悬架刚度和车身高度等特性。此外执行器还有继电器（根据ECU指令控制电路的通、断）、指示灯（提示驾驶员系统的状态或某些故障信息）等。二、电子控制悬架系统的工作原理电控悬架系统的工作过程悬架电子控制单元根据各个传感器的信号以及悬架控制开关的选择模式，确定出4个车轮上的减振器阻尼力、悬架弹簧刚度和车辆高度等参数的目标值后，控制悬架电控系统的执行器动作，带动悬架系统中的执行机构（可变阻尼力的减振器，可变刚度的弹性元件等）动作，完成悬架系统的工作过程。对悬架的控制项目主要有：减振器阻尼力控制，弹簧刚度控制，横向稳定器侧倾刚度控制，车身高度控制。二、电子控制悬架系统的工作原理（1）减振器阻尼力控制对悬架减振器的阻尼力控制方式有两类：一类是有级可调式，阻尼力大小在不连续的几个状态间转换；另一类是连续可调式，阻尼力可以连续改变。阻尼力有级可调只能在一定程度上符和车辆对减振器阻尼状态的变化，现代轿车越来越多地采用连续可变阻尼的减振器，有助于提高系统的响应特性。二、电子控制悬架系统的工作原理（2）横向稳定器侧倾刚度控制汽车的侧倾刚度与汽车的转向特性密切相关，为改变汽车的侧倾刚度，可以通过改变横向稳定器的扭转刚度来实现。系统采用具有液压缸结构的横向稳定器，可以通过内部油路的开、闭，使液压缸具有弹性或刚性特点，从而调节横向稳定器的扭转刚度，改变汽车的抗侧倾刚度。其结构就是在传统横向稳定杆的基础上增加了液压缸和执行机构。二、电子控制悬架系统的工作原理（3）弹簧刚度控制可变刚度的电控悬架采用的弹性元件主要有空气弹簧和油气弹簧两种，针对于刚度的控制方法也不尽相同。二、电子控制悬架系统的工作原理（4）车身高度控制空气弹簧对车身高度的调整采用空气弹簧调节车身高度的系统有两种，一种是外排气式，另一种是内排气式。两者都是通过向空气弹簧的主气室内充、放气来实现车身高度的调节的，其工作原理基本相同。不同的是前者从大气中吸入空气并将气体排入大气，通过接入干燥罐处理水蒸汽；而后者采用封闭的空气供给系，系统将空气排向储气筒低压腔。油气弹簧对车身高度的调整驾驶员预先通过指令输入设备（触摸屏）设置好所需车身高度，控制器根据车身高度传感器（位移传感器）检测到的实际高度，按照一定的控制律不断调整比例阀对油缸进行充、放油。当实际车身高度偏低时，对油缸进行充油，拉升油气悬架，从而使得车身高度增加；当实际车身高度偏高时，对油缸进行放油，压缩油气悬架，从而降低车身高度达到要求。三、电子控制悬架系统的故障诊断方法

首先用解码器解码,如果有故障码,则根据故障码的提示检查。如果没有故障码,则按照下面的顺序检查:1用万用表检查LRC开关的电阻。2用万用表检查悬架控制执行器的电阻,并施加蓄电池电压测试动作。3目测空气弹簧减振器是否漏气。4用万用表检查ECU端子至LRC开关和悬架控制执行器的电路电阻。1如果LRC开关电阻为零或无穷大,则更换LRC。2如果悬架控制执行器电阻为零或无穷大,并且施加蓄电池电压后没有动作,则更换悬架控制执行器。3如果空气弹簧减振器漏气,则进行更换。4如果ECU至LRC开关和悬架控制执行器的电路电阻符合要求,则更换ECU。故障排除任务二

电子控制悬架系统的检修一辆凌志LS400型轿车的车身总是处于最低位置,不受高度控制开关的控制,其他悬架控制功能正常。故障案例一、一般检查1.大致检查拨动手动高度控制开关,检查汽车高度变化是否正常。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。注意:从高度控制开关拨到高位置至压缩机起动约需2s,从压缩机开始工作到完成车身高度调整需20~40s,车身高度变化量应为10~30mm。3.车身降低检查在车身处于“高”状态下起动发动机,将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。（一）汽车高度调整功能的检查一、一般检查强制压缩机工作,检查溢流阀能否动作,用导线将高度控制连接器的1号与7号端子连接起来,如图2-4-13所示。打开点火开关,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。如果不能放气,则检查管路中有无漏气、压缩机工作是否正常、溢流阀是否堵塞等。上述故障均可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码,因此检查完后应清除故障码。（二）溢流阀工作的检查一、一般检查管路漏气将直接影响悬架的正常调节功能。起动发动机,将手动高度控制开关拨到“HIGH”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,如图2-4-14所示。（三）空气管路漏气的检查一、一般检查1.车身高度的检查1将LRC开关拨到“NORM”位置,使车身上下跳振几次,以使悬架处于稳定状态。2前、后推动汽车,以使车轮处于稳定状态。3将变挡杆置于N挡位,松开驻车制动器(应挡住车轮不让它转动),起动发动机。4将高度控制开关拨到“HIGH”位置,车身升高后,等待60s;然后再将高度控制开关拨到“NORM”位置,使车身下降,待车身下降后等待50s,重复上述操作,以使悬架各部件稳定下来。5测量车身高度,测量位置如图2-4-15所示,车身的正常高度(“NORM”位置)见表2-4-1。若不符合要求,则应通过转动车身高度传感器连接杆进行高度调整。（四）车身高度的检查与调整一、一般检查2.车身高度的调整1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(连接杆每转一圈,车身高度大约变化4mm)。2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)。3暂时拧紧锁紧螺母,复查车身高度。4车身高度调整完后,拧紧锁紧螺母,拧紧力矩为4.4N·m。注意:1车身高度的检查与调整应在水平的地面上进行,且将高度控制开关拨到“NORM”位置。2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。3车身高度调整后,应检查车轮定位。（四）车身高度的检查与调整二、自诊断系统1.自诊断系统概述汽车电控悬架系统配备有自诊断功能，能够实时监测系统各部件的工作状态。当系统检测到故障时，会通过仪表盘上的指示灯提醒驾驶员，并将故障信息存储为故障码。2.指示灯检查正常状态：打开点火开关时，悬架系统指示灯会短暂亮起，然后熄灭，表示系统自检通过。故障指示：如果指示灯在行驶过程中亮起或闪烁，表明系统检测到故障，需要进行诊断。常见指示灯：通常标有“AIRSUSPENSION”、“SUSPENSION”或车辆高度调节图标。二、自诊断系统3.故障码读取诊断接口：通常位于驾驶室内，如仪表板下方或中央扶手箱内。诊断工具：需要使用专用的诊断仪（如OBD-II扫描仪）连接到诊断接口。读取步骤：将诊断仪连接到车辆诊断接口。打开点火开关。按照诊断仪提示操作，进入悬架系统诊断菜单。读取存储的故障码。二、自诊断系统4.故障码清除前提条件：必须先排除故障码对应的故障原因。清除步骤：故障修复后，再次连接诊断仪。进入悬架系统诊断菜单。选择“清除故障码”或“重置系统”功能。按照诊断仪提示完成操作。验证：清除后重新读取故障码，确认系统正常。注意事项不同车型的诊断流程和故障码含义可能不同，需参考具体车型的维修手册。清除故障码前必须先修复故障，否则故障码会再次出现。三、电子控制悬架系统电路故障的检查若电子控制悬架系统出现了故障,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。如果取得了故障码,则可根据故障码的指示对故障电路进行检查,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,不断开悬架ECU仅通过控制开关使其执行器动作来判断故障是不可行的。如果无故障码显示,则需根据故障分析的结果,对与故障症状相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,但电子控制悬架系统故障症状确实存在,则需对悬架ECU进行检修或更换。三、电子控制悬架系统电路故障的检查1.车身高度传感器电路故障检查外观检查：检查传感器安装是否牢固，连杆是否变形或损坏。检查传感器连接器是否松动、腐蚀或损坏。电源和接地检查：打开点火开关，使用万用表测量传感器的电源电压（通常为5V参考电压）。检查传感器的接地线路是否良好。信号检查：缓慢改变车身高度（如用千斤顶顶起车辆），测量传感器的信号输出电压。电压应随车身高度变化而平稳变化。电阻检查：关闭点火开关，断开传感器连接器。测量传感器各端子间的电阻值，应符合维修手册标