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1、学习任务十四 电控悬架系统的检修任务要求完成本学习任务后，你应能：1熟悉电控悬架系统的结构。2掌握电控悬架系统的基本检查与调整。3能正确检测电控悬架系统的各种传感器。5能正确检测电控悬架系统的执行器。建议课时：10课时任务描述 一辆日本丰田的LS400轿车，安装电控悬架系统，行驶中悬架指示灯闪亮，且车身高度控制不起作用，经初步检查，是车身高度传感器故障或排气阀故障，需对电控悬架系统进行检修。一、理论知识准备1.概述电控悬架系统是以电控单元为控制核心，根据车身高度、转向盘转角、车速和制动等信号，经过运算分析后，输出控制信号，控制各种电磁阀和步进电动机，对汽车悬架参数，如弹簧刚度、减振器阻尼系数、
2、倾斜刚度和车身高度进行控制，从而提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性的悬架系统，如图14-1所示。根据结构的不同，可分为电控空气悬架和电控液压悬架，本任务只讨论应用较多的电控空气悬架。图14-1 电控悬架系统的功能电控悬架系统由传感器、电控单元（悬架ECU）和执行器组成，如图14-2所示。图14-2 LS400轿车电控悬架系统的组成传感器的作用是将汽车行驶的速度、起动、加速度、转向、制动和路面状况、汽车振动状况、车身高度等信号输送给悬架ECU。汽车悬架系统所用的传感器主要有：车身加速度传感器、车身高度传感器、车速传感器、方向盘转角传感器、节气门位置传感器等。悬架ECU接收各种传感器的输入信号并进行
3、各种运算，然后给执行器输出控制悬架的刚度、阻尼力和车身高度的信号。同时，悬架ECU还监测各传感器的信号是否正常，若发现故障，则存储故障码和相关参数，并点亮故障指示灯。通常所用的执行元件是电磁阀、步进电动机等。当执行元件接受到悬架ECU的控制信号后，及时准确地动作，从而按照要求调节悬架的刚度。阻尼力和车身高度。电控悬架系统的工作原理如图14-3所示。图14-3 电控悬架系统的工作原理2.车身高度传感器车身高度传感器的作用是把车身与车桥之间的相对位置变化量转化为电信号送给悬架ECU，车身高度传感器的一端与车桥连接，另一端在悬架系统上，如图14-4所示。图14-4 车身高度传感器的安装位置现在应用最
4、多的是光电式车身高度传感器，工作原理如图14-5所示。在传感器内部有一个传感器轴，轴外端安装的连接杆与悬架臂相连接，轴上固定一个开有一定数量窄槽的遮光盘，遮光盘两侧对称安装有四组二极管和光敏三极管，组成四对信号发生器。图14-5 车身高度传感器的工作原理3.转向盘转角传感器转向盘转角传感器安装在转向轴上，检测转向盘的转角信号，包括转向盘位置和转向盘转向速度。大多采用光电式转向盘转角传感器，如图14-6所示。图14-6 转向盘转角传感器4.车速传感器悬架ECU可从车速传感器、各种其它ECU或多路传输系统接收车速信号，如图14-7所示，用于系统的各种控制功能。图14-7 车速信号的输入车速传感器一
5、般位于变速器输出轴上，如图14-8所示。图14-8 车速传感器的安装位置5.其它输入信号1）加速度传感器前加速度传感器和前高度控制传感器结合在一起，后加速度传感器安装在行李箱里。加速器传感器把压电陶瓷盘的挤压变形转变成电信号并且检测车辆竖向加速度。如图14-9所示。图14-9 加速度传感器2）车门信号悬架ECU利用车门信号实现系统的一些控制功能，如在车门打开时，防止排气或保持目前行驶高度等，当车门关闭时，恢复正常工作状态，控制电路如图14-10所示。图14-10 车门信号的控制电路3）制动信号当汽车制动时，制动开关给悬架ECU一个制动信号，悬架ECU收到制动信号后，控制执行器将悬架由软转换到硬
6、的状态，防止汽车点头，如图14-10所示。图14-11 制动信号4）悬架控制开关信号悬架控制开关包括悬架刚度和阻尼选择（LRC）开关、车高控制开关和锁止开关（高度控制ON/OFF），前两个开关一般安装在驾驶室内变速器控制杆旁边（14-12），锁止开关一般安装在后备箱内（14-13）。图14-12 LRC开关和车高控制开关图14-13 LS400轿车锁止开关的安装位置小提示：举升汽车时，如果锁止开关不在“OFF”位置，可能会损坏空气悬架系统。所以举升汽车前，必须将锁止开关置于“OFF”位置。6.电控单元悬架ECU根据各种传感器和悬架控制开关的输入信号，控制减振器的阻尼力、悬架的刚度和车身高度，如
7、图14-14所示。图14-14 LS400轿车电控悬架系统的控制方框图悬架ECU具有故障自诊断功能。工作中一旦发现电控系统出现故障，悬架ECU就将故障以代码的形式存在存储器中，并点亮故障指示灯向驾驶员报警。悬架ECU还具有失效保护功能，当系统出现故障时，悬架ECU将暂停对悬架的控制。7.空气悬架空气悬架由空气弹簧、减振器、空气管路和执行器组成，如图14-15所示。通过空气弹簧可实现悬架刚度的调节，通过减振器可实现悬架阻尼的调节。图14-15 空气悬架的组成1）空气弹簧空气弹簧是利用空气被压缩时产生的弹性来工作的，如图14-16所示。安装于阻尼调节减振器的上端，与阻尼调节减振器一起构成悬架支柱，
8、上端与车架连接，下端装在悬架摆臂上。图14-16 空气弹簧的结构和工作原理2）减振器电控空气悬架系统阻尼力的调节是通过改变减振器阻尼孔截面积的大小来实现的。减振器阻尼调节杆与回转阀连接，回转阀上有三个孔，悬架ECU通过控制执行器驱动阻尼调节杆转动，就可使回转阀转动，从而控制三个阻尼孔的开闭，改变减振器内油路流通的截面积，实现对减振器阻尼能力高、中、低三种状态的调节。如图14-17所示。图14-17 减振器3）悬架控制执行器悬架控制执行器位于各减振器的顶部，通过输出轴转动减振器回转阀来改变减振器的阻尼力。回转阀（输出轴）旋转角度是由悬架ECU的信号控制的，结构如图14-18所示。图14-18 悬
9、架控制执行器的结构8.车身高度调节装置车身高度调节装置能够根据车内乘坐人员或车辆载重情况自动对车身高度作出调整，以保持汽车行驶所需要的高度和汽车行驶姿态的稳定，如图14-19所示。图14-19 车身高度调节装置1）空气压缩机空气压缩机是一个电动机驱动的单缸装置，如图14-20所示，由悬架ECU控制的继电器供电，提供空气悬架系统所需的压缩空气。当系统压力超过安全工作压力时，内部减压阀（或称放气阀）提供排气通道。有的压缩机电路上装有热过载断路器，可探测电动机内部的温度，当电动机过热时，就会关闭压缩机，待压缩机冷却后再恢复正常工作图14-20 空气压缩机2）排气电磁阀排气电磁阀一般装在压缩机缸盖上，
10、与压缩机共用一个线束连接器，如图14-21所示。在排气过程中，排气电磁阀使空气从空气弹簧中排出。图14-21 排气电磁阀3）高度控制电磁阀高度控制电磁阀也叫空气电磁阀，安装在空气管路中，用于控制进出空气弹簧和减振器的空气流量，如图14-22所示。高度控制电磁阀常闭，不通电时，由于弹簧力挡住进气通道；通电时，电磁线圈克服弹簧力，电磁阀打开，使空气流过。图14-22 高度控制电磁阀9.指示灯电控悬架指示灯在仪表板上，如图14-23所示，用于指示系统工作是否正常。图14-23 电控悬架指示灯二、实践操作 (一)实践准备（1）LS400轿车一辆。（2）解码器一台。（3）常用工具、常用量具、干净的抹布。
11、（4）维修手册、工单。(二)技术要求及注意事项(1)维修过程中若断开蓄电池，将会丢失悬架ECU中存储的信息。(2)在吊起、支起或拖动汽车之前，应该将悬架控制开关置于“0FF”位置或断开蓄电池负极。(3)当点火开关在打开状态下，不要拆卸或安装悬架ECU及其电子插头。(4)如果汽车生产厂的维修手册没有指明，就不要将系统的任何电路或元件加电压或接地。(5)如果汽车装有安全气囊系统，在维修电控悬架前，应先将安全气囊系统断开，否则可能造成人身伤害或财产损失。(6)在控制系统的检测中，必须用生产厂在维修手册中提到的检测工具，否则可能损坏控制系统的零部件。（三）汽车电控悬架系统的检修1.检测和调整1）汽车高
12、度的检查和调整（1）汽车高度的检查步骤为：将LRC开关转到NORM位置。使汽车上下跳振几次，以使悬架处于稳定状态。朝前和朝后推动汽车，以使轮胎处于稳定状态。将换挡杆放在N挡，堵住车辆不让其滚动，然后松开驻车制动器。起动发动机，将高度控制开关转到HIGH位置，在汽车高度升高的状态下等待1分钟后，将高度控制开关转到NORM位置以使汽车下降。在这种状态下等待50s后，再重复一次上述操作。测量汽车高度，前部应该是249mm10mm；后部应该是23 15mm10mm；左右误差应该在10mm以下；汽车前部高度与后部高度之差应该在175mm15mm之内。（2)汽车高度的调整步骤：拧松高度控制传感器连接杆上的
13、两个锁紧螺母(图14-24)。转动高度控制传感器连接杆的螺栓以调节长度(高度控制传感器连接杆每转一圈能使汽车高度改变大约4mm)。检查如图14-22所示的高度控制传感器连接杆的尺寸是否小于极限值，即前部8mm，后部11mm。暂时拧紧两个锁紧螺母。再检查一次汽车高度。拧紧锁紧螺母。图14-24 汽车高度的检查2）汽车高度调整功能的检查（14-25）（1）检查轮胎充气是否正确。（2）检查汽车高度。（3）起动发动机，将高度控制开关从NORM位置转换到HIGH位置，检查完成高度调整所需的时间和汽车高度的变化量。从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整约需2040s。汽车高度
14、的变化量约为1030mm。（4）在汽车处于HIGH高度调整的状态下，起动发动机并将高度控制开关从HIGH位置切换到NORM位置。检查完成高度调整所需的时间和汽车高度变化量，从操作高度控制开关到压缩机起动需要约2s，从压缩机起动到完成高度调整约需2040s。汽车高度的变化量约为1030mm。图14-25 汽车高度调整功能的检查3）溢流阀的检查迫使压缩机工作，检查溢流阀动作，如图14-26所示，具体步骤为：（1）将点火开关转到ON并将高度控制连接器的端子l与端子7连接，以迫使压缩机工作。（2）等压缩机工作一段时间后，检查溢流阀是否放气。（3）将点火开关转到OFF位置。（4）清除故障代码。 图14-
15、26 溢流阀的检查4）漏气检查将高度控制开关拨到HIGH位置，使汽车高度上升；关闭发动机；在空气软管和软管接头处涂肥皂水检查是否漏气，如图14-27所示。图14-27 漏气检查2. 自诊断系统当电控悬架系统出现故障时，悬架ECU将使“NORM”指示灯每秒闪烁一次报警，这时可通过专用仪器进行检查，如图14-28所示。图14-28 专用仪器检查小提示：当高度控制开关在“OFF”位置时，会输出故障码“71”，但这不是故障；当发动机没有起动时，会输出故障码“73”，这也不是故障；当没有故障码输出时，应该检查TC端子电路。也可用跨接法进行检测，如图14-29所示。图14-29 跨接法读取故障码当系统故障排除后，应该将故障码清除。3. 各传感器的检测电控悬架系统各传感器的检测如表14-1所示。传感器的检测 表14-1传感器图示步骤记录前车身高度传
