模塊五電子控制懸架系統(tǒng)

1、模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)模塊五模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)電子控制懸架系統(tǒng)課題一課題一 電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理課題二課題二 典型電子控制懸架系統(tǒng)典型電子控制懸架系統(tǒng)課題三課題三 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)課題一課題一 電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的英文全稱為電子控制懸架系統(tǒng)的英文全稱為Electronic Electronic Controlled Suspension SystemContr

2、olled Suspension System，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱ECSSECSS，也有的，也有的稱之為電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)，其英文全稱為稱之為電子調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)，其英文全稱為Electronic Electronic Modulated Suspension SystemModulated Suspension System，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱EMSEMS。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)采用電控懸架的目的：采用電控懸架的目的： 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)使用的是定剛度彈簧和定阻尼系數(shù)減震器，只能適應(yīng)特定的道路和行駛條件，無(wú)法滿足變化莫震器，只能適應(yīng)特定的道

3、路和行駛條件，無(wú)法滿足變化莫測(cè)的路面情況和汽車(chē)行駛狀況，只能被動(dòng)地接受地面對(duì)車(chē)測(cè)的路面情況和汽車(chē)行駛狀況，只能被動(dòng)地接受地面對(duì)車(chē)身的各種作用力，不能主動(dòng)去進(jìn)行調(diào)節(jié)。故又稱為被動(dòng)懸身的各種作用力，不能主動(dòng)去進(jìn)行調(diào)節(jié)。故又稱為被動(dòng)懸架系統(tǒng)。架系統(tǒng)。 電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是懸架隨不同的路況和行駛電控懸架系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是懸架隨不同的路況和行駛狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，即可使汽車(chē)的乘坐舒適性令人滿意，狀態(tài)作出不同的反應(yīng)，即可使汽車(chē)的乘坐舒適性令人滿意，又能使操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。又能使操縱穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài)。模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)一、概述一、概述圖5-1 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)示意

4、圖 汽車(chē)懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類(lèi)。非獨(dú)立懸架的結(jié)汽車(chē)懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類(lèi)。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車(chē)輪安裝在一根整體式車(chē)軸的兩端，車(chē)軸則通過(guò)彈性構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車(chē)輪安裝在一根整體式車(chē)軸的兩端，車(chē)軸則通過(guò)彈性元件與車(chē)架或車(chē)身相連接，如圖元件與車(chē)架或車(chē)身相連接，如圖5-1（a）獨(dú)立懸架是指兩側(cè)車(chē)輪分別安裝在斷開(kāi)式車(chē)軸兩端，每段車(chē)軸和車(chē)獨(dú)立懸架是指兩側(cè)車(chē)輪分別安裝在斷開(kāi)式車(chē)軸兩端，每段車(chē)軸和車(chē)輪單獨(dú)通過(guò)彈性元件與車(chē)架相連，如圖輪單獨(dú)通過(guò)彈性元件與車(chē)架相連，如圖5-1（b）所示。）所示。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)懸架主要由彈性元件、減振器和

5、導(dǎo)向裝置等三部分組成汽車(chē)懸架主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向裝置等三部分組成 圖5-2 汽車(chē)懸架組成示意圖模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-3 空氣彈簧彈性元件的作用是承受和傳遞垂直載荷，緩沖和抑制不彈性元件的作用是承受和傳遞垂直載荷，緩沖和抑制不平路面所引起的沖擊。平路面所引起的沖擊。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-4 液力減振器工作原理圖減振器的作用是對(duì)懸架的上下作用施加適當(dāng)?shù)淖铚p振器的作用是對(duì)懸架的上下作用施加適當(dāng)?shù)淖枇?，衰減車(chē)身與車(chē)架的振動(dòng)，吸收一部分來(lái)自路力，衰減車(chē)身與車(chē)架的振動(dòng)，吸收一部分來(lái)自路面的沖擊，改善汽車(chē)行駛的平順性。

6、面的沖擊，改善汽車(chē)行駛的平順性。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-5 雙作用式減振器雙向作用式減振器雙向作用式減振器的的工作過(guò)程可分的的工作過(guò)程可分為壓縮和伸張兩個(gè)為壓縮和伸張兩個(gè)行程。減振器在壓行程。減振器在壓縮和伸張兩個(gè)行程縮和伸張兩個(gè)行程內(nèi)均起減振作用。內(nèi)均起減振作用。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)二、電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理二、電子控制懸架系統(tǒng)的組成與工作原理1電子控制懸架系統(tǒng)的組成電子控制懸架系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、干燥器、空氣電磁閥、車(chē)身高度該系統(tǒng)主要由空氣壓縮機(jī)、干燥器、空氣電磁閥、車(chē)身高度傳感器、帶有減

7、振器的空氣彈簧、懸架控制執(zhí)行器、懸架傳感器、帶有減振器的空氣彈簧、懸架控制執(zhí)行器、懸架控制選擇開(kāi)關(guān)和電控單元等組成。控制選擇開(kāi)關(guān)和電控單元等組成。圖5-6 電子控制空氣懸架系統(tǒng)1-空氣壓縮機(jī)；2-空氣電磁閥；3-干燥器；4-節(jié)氣門(mén)位置傳感器；5-前右車(chē)身高度傳感器；6-帶有減振器的空氣彈簧；7-懸架控制執(zhí)行器；8-轉(zhuǎn)向傳感器；9-停車(chē)燈開(kāi)關(guān)；10-TEMS指示燈；11-電子多點(diǎn)視頻器；12-懸架控制開(kāi)關(guān)；13-1號(hào)高度控制閥；14-2號(hào)高度控制閥；15-顯示器用ECU；16-診斷用接線柱；17-后車(chē)身高度傳感器；18-懸架用ECU；19-空氣管道；20-車(chē)速傳感器；21-前左車(chē)身高度傳感器模塊

8、五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)電控懸架的組成（從功能上看）電控懸架的組成（從功能上看）傳感器：傳感器：車(chē)高傳感器、車(chē)速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)車(chē)高傳感器、車(chē)速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器等。向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器等。 開(kāi)關(guān)：開(kāi)關(guān)：模式選擇開(kāi)關(guān)、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)、停車(chē)開(kāi)關(guān)、車(chē)門(mén)模式選擇開(kāi)關(guān)、制動(dòng)燈開(kāi)關(guān)、停車(chē)開(kāi)關(guān)、車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)等。開(kāi)關(guān)等。執(zhí)行器：執(zhí)行器：可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等。小的彈性元件等。ECU電控懸架的電控懸架的一般原理：一般原理：l 利用傳感器（包括開(kāi)關(guān)）檢測(cè)汽車(chē)行駛時(shí)

9、路面的狀況和利用傳感器（包括開(kāi)關(guān)）檢測(cè)汽車(chē)行駛時(shí)路面的狀況和車(chē)身的狀態(tài)，輸入車(chē)身的狀態(tài)，輸入ECU后進(jìn)行處理，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路后進(jìn)行處理，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制懸架系統(tǒng)的執(zhí)行器動(dòng)作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整?？刂茟壹芟到y(tǒng)的執(zhí)行器動(dòng)作，完成懸架特性參數(shù)的調(diào)整。模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)2電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理電子控制懸架系統(tǒng)的工作原理（1）車(chē)身高度控制）車(chē)身高度控制（2）懸架剛度和阻尼力控制）懸架剛度和阻尼力控制圖5-7 車(chē)身高度的調(diào)整模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)3設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系統(tǒng)設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系

10、統(tǒng)圖5-8 設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器的電子控制懸架系統(tǒng)1-油箱；2-油泵；3-濾清器；4-單向閥；5-儲(chǔ)壓器；6-電磁控制閥；7-回油管；8-油管；9-副節(jié)流孔；10-選擇閥；11-儲(chǔ)壓器；12-主節(jié)流孔；13-油壓腔；14-單向液壓執(zhí)行器；15-車(chē)輪；16-懸架彈簧模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-9 設(shè)置有路況預(yù)測(cè)傳感器（聲納系統(tǒng)）的汽車(chē)圖5-10 路況預(yù)測(cè)傳感器的輸出曲線模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)三、電子控制懸架系統(tǒng)各主要組件的結(jié)構(gòu)三、電子控制懸架系統(tǒng)各主要組件的結(jié)構(gòu)1車(chē)身高度傳感器車(chē)身高度傳感器車(chē)身高度傳感器的作用是檢測(cè)車(chē)身高度的變

11、化，將車(chē)身高度車(chē)身高度傳感器的作用是檢測(cè)車(chē)身高度的變化，將車(chē)身高度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)向電控單元輸入，作為車(chē)身高度控制的主要轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)向電控單元輸入，作為車(chē)身高度控制的主要依據(jù)。其實(shí)，車(chē)身高度是通過(guò)檢測(cè)汽車(chē)懸架裝置的位移來(lái)依據(jù)。其實(shí)，車(chē)身高度是通過(guò)檢測(cè)汽車(chē)懸架裝置的位移來(lái)確定的。確定的。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-11 車(chē)身高度傳感器模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-12 光電式車(chē)身高度傳感器原理圖光電式車(chē)身高度傳感器主要光電耦合元件、遮光電式車(chē)身高度傳感器主要光電耦合元件、遮光板、旋轉(zhuǎn)軸、連桿組成。光板、旋轉(zhuǎn)軸、連桿組成。 模塊五 電

12、子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu) 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理光電式轉(zhuǎn)角傳感器的工作原理和電路原理 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)2車(chē)身高度控制執(zhí)行裝置車(chē)身高度控制執(zhí)行裝置 圖圖5-14所示為豐田汽車(chē)公司電子控制懸架系統(tǒng)所示為豐田汽車(chē)公司電子控制懸架系統(tǒng)（TOYOTA Electronic Modulated Suspension，即，即TEMS）的車(chē)身高度控制系統(tǒng)。的車(chē)身高度控制系統(tǒng)。 圖5-14 TEMS車(chē)身高度控制系統(tǒng)模塊

13、五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-15 日本富士汽車(chē)空氣懸架系統(tǒng)車(chē)身高度控制執(zhí)行裝置 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)3空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置主要由剛度調(diào)節(jié)閥和懸架控制執(zhí)行器空氣懸架剛度調(diào)節(jié)裝置主要由剛度調(diào)節(jié)閥和懸架控制執(zhí)行器組成。組成。圖5-16 空氣懸架的基本構(gòu)造模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)1阻尼調(diào)節(jié)桿阻尼調(diào)節(jié)桿 2空氣閥控制桿空氣閥控制桿 3主副氣室通路主副氣室通路 4副氣副氣室室 5主氣室主氣室 6氣閥體氣閥體 7小氣體通路小氣體通路 8閥體閥體 9大氣大氣體通路體通路 懸

14、架剛度的調(diào)節(jié)原理懸架剛度的調(diào)節(jié)原理模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù) 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，定子上有兩對(duì)磁極。定子上步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，定子上有兩對(duì)磁極。定子上通電狀況不同時(shí)，磁極的極性不同，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角也不同。通電狀況不同時(shí)，磁極的極性不同，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角也不同。 圖5-19 步進(jìn)電機(jī)的工作原理模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)4懸架系統(tǒng)阻尼調(diào)節(jié)裝置懸架系統(tǒng)阻尼調(diào)節(jié)裝置阻尼調(diào)節(jié)裝置是通過(guò)改變阻尼孔的大小來(lái)改變懸架系統(tǒng)的阻阻尼調(diào)節(jié)裝置是通過(guò)改變阻尼孔的大小來(lái)改變懸架系統(tǒng)的阻尼力。尼力。（1）機(jī)電式阻尼調(diào)節(jié)裝置）機(jī)電式阻尼調(diào)節(jié)裝置圖5-20 機(jī)電式

15、阻尼調(diào)節(jié)裝置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)凌志凌志LS400 ucF20型可調(diào)減振器型可調(diào)減振器 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)（2）壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置）壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置主要由壓電傳感器、壓電執(zhí)行器和阻尼壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置主要由壓電傳感器、壓電執(zhí)行器和阻尼力變換閥三部分組成力變換閥三部分組成 圖5-23 壓電式阻尼調(diào)節(jié)裝置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)課題二課題二 典型電子控制懸架系統(tǒng)典型電子控制懸架系統(tǒng)1豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系

16、統(tǒng)的組成的組成圖5-24 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)各元件在車(chē)上的安裝位置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)圖5-24 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)各元件在車(chē)上的安裝位置模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)2豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制電路的控制電路圖5-25 豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制電路模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)3豐田凌志豐田凌志LS400 UCF1

17、0系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)的控制功能的控制功能 豐田凌志豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)主要有：統(tǒng)主要有：車(chē)身高度控制車(chē)身高度控制懸架剛度控制懸架剛度控制減震器減振力控制三項(xiàng)控制功能。減震器減振力控制三項(xiàng)控制功能。 模塊五 電子控制懸架系統(tǒng)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)汽車(chē)底盤(pán)電控技術(shù)課題三課題三 電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷 以豐田凌志以豐田凌志LS400 UCF10系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系列轎車(chē)電子調(diào)節(jié)空氣懸架系統(tǒng)為例，說(shuō)明電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷方法。系統(tǒng)為例，說(shuō)明電子控制懸架系統(tǒng)的故障診斷方法。（1）指示燈檢查）指示燈檢查 首先將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到首先將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位，檢查位，檢查L(zhǎng)RC（凌志駕駛控（凌志駕駛控制）指示燈和高度控制指示燈。正常情況下，指示燈應(yīng)發(fā)制）指示燈和高度控制指示燈。正常情況下，指示燈應(yīng)發(fā)光光2秒左右。秒左右。（2）故障代碼的提?。┕收洗a的提取將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位，用跨接線連接位，用跨接線連接TDC