电控悬架检修 论文

电子控制悬架系统的原理与检修

吴成位

（海南省交通技工学校，海南定安５７２０００）

摘要：以丰田凌志ＬＳ４００轿车电子控制空气悬架系统为例，阐述了电子控制悬架系统主要零件的工作原理、电子控制悬榘系统的控制原理及检修项目与方法。

关键词：汽车；电子控制悬架系统；弹簧刚度；减振器阻尼力；车身高度

中图分类号：Ｕ４６３．３３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１—２６６８（２００８）０４一００２３一０３

目前，汽车悬架系统通常分为传统被动式、半主

动式、主动式三类。一般汽车绝大多数装有弹簧和

减振器的机械式悬架，这种悬架系统内无能源供给

装置，其弹性和阻尼参数不会随外部状态而变化。

半主动悬架可视为由可变特性的弹簧和减振器组成

的悬架系统，它不能随外界的输入进行最优控制和

调节，但可以根据路面激励和车身响应对悬架阻尼

参数进行自适应控制。主动悬架是一种具有做功能

力的悬架，在悬架系统中附加了一个可控制作用力的装置，可根据载荷、路面状况、行驶速度、起动、制动和转向等行驶条件的变化，自动调节悬架刚度、阻尼及车身高度等控制参数。随着电子技术的发展，汽车悬架中采用了电子控制技术，提高了汽车乘坐舒适性及操纵稳定性。本文主要阐述电子控制悬架系统的原理，探讨其检修方法。

１电子控制悬架系统的组成及工作原理

电子控制悬架系统主要由弹性元件（空气弹簧或油气弹簧）、变阻尼减振器、传感器与开关、电子控制单元ＥＣＵ和悬架控制执行器等组成。传感器与开关主要包括车速传感器、节气门位置传感器、车身高度传感器、转向角传感器、加速度传感器及控制模式开关等。丰田凌志ＬＳ４００轿车电子控制空气悬架系统的组成和各部件的布置见图１。

电控悬架系统的基本工作原理：车身状态传感器和开关给ＥＣＵ提供加速度、位移及其他目标参数等信号，ＥＣＵ根据各传感器送来的信号进行运算分析，向悬架执行元件发出指令信号，使执行元件（如阻尼调节步进电机）产生一定的机械动作，调节悬架参数的执行器（电磁阀、步进电机等）改变悬架的刚度、阻尼系数和车身高度，使车辆在行驶过程中具有良好的平顺性和操纵稳定性。

１空气压缩机：２１号高度控制器；３主节气门位置传感器；４门控灯开关；５悬架ＥＣＵ；６２号高度控制继电器；７后悬架控制执行器；８高度控制连接器；９空气悬架开关；１０２号控制阀和溢流阀；１１后车身高度传感器；１２ＬＲＣ开关；１３高度控制开关；１４转向传感器：１５停车灯开关；１６悬架控制执行器；１７前车身高度传感器：１８ｌ号高度控制继电器；１９ＩＣ调节器；２０干燥器和排气阀

图ＩＬＳ４００轿车电子控制空气悬架系统各部件的布置

１．１系统主要零件及工作原理

１）模式开关。该开关位于驾驶座（变速杆）旁边，设有Ｎｏｒｍａｌ（标准）或Ｓｐｏｒｔ（运动）两种模式，由驾驶员根据行驶条件进行选择，从而确定悬架刚度和减振器阻尼力或车身高度的调节模式。

２）空气悬架开关。又称为高度控制ＯＮ／ＯＦＦ开关或车身高度控制通／断开关，位于行李箱右侧或左侧。其作用是接通或断开悬架ＥＣＵ的电源。

３）转向盘转角传感器。安装在转向轴上，用于检测转向盘的转动速度和转动方向。ＥＣＵ根据转向和车速信号作出判断，以抑制车身侧倾。

４）车身高度传感器。安装在车身与车桥之间，用来把车身高度的变化转化为电信号，并传送给悬架ＥＣＵ。ＥＣＵ根据车身高度传感器输入的信号，控制空气压缩机工作或排气阀开启，以增加或减少空气悬架主气室中的空气量，保持车身高度为一定值。车身高度传感器有光电式和霍尔效应式两种。

５）高度控制连接器。位于行李箱的左侧或右

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侧。如果使高度控制连接器上的相应端子连接，可不通过悬架ＥＣＵ而直接控制空气压缩机电动机、高度控制电磁阀、排气电磁阀，为检修提供方便。

６）高度控制阀。供应压缩空气至４个气压缸（左前和右前，左后和右后）内的气室以及将空气从气室中排出。

７）悬架ＥＣＵ。悬架ＥＣＵ根据各种传感器的信号和悬架模式选择开关所确定的工作模式控制减振器的阻尼力、悬架的刚度和车身高度。

８）悬架控制执行器。安装在空气弹簧和减振器的上方，它不仅控制减振器的回转阀进行阻尼调节，还驱动空气弹簧气压缸主、辅气室的阀芯进行刚度调节。

９）空气弹簧。安装在阻尼可调减振器的上端，与阻尼可调减振器一起构成悬架支柱。上端与车架连接，下端安装在悬架摆臂上。

１０）空气压缩机总成。空气压缩机总成包括电动机、空气压缩机、排气电磁阀和干燥器等，除干燥器总成外，压缩机和排气电磁阀不可维修，只能进行总成更换。空气压缩机由悬架ＥＣＵ通过继电器进行控制，用来提供车身高度调节所需的压缩空气。１．２系统控制原理

１．２．１弹簧刚度和减振器阻尼力控制

当ＥＣＵ接收到各传感器信号并通过计算确定需要调整悬架刚度时，便发出控制信号，使执行器的步进电动机通电转动，驱动减振器的阻尼调节杆和空气弹簧气压缸的气阀控制杆旋转，从而改变悬架弹簧刚度和减振器阻尼力。

在良好路面上行驶时，弹簧刚度和减振器阻尼力由驾驶员选择。如果选择“常规值自动控制”状态，则刚度和阻尼力处于低（软）状态；如果选择“高速行驶时自动控制”状态，则刚度和阻尼力处于标准（中）状态。其他情况下由系统自动进行控制：１）抗后坐。通过车速传感器检测车速并通过节气门位置传感器检测加速踏板移动速度和位移，当车速低于６０ｋｍ／ｈ且加速度大时（急起步加速），ＥＣＵ通过执行器将弹簧刚度和减振器阻尼力调到高值，从而抵抗汽车起步时车身后坐。

２）抗点头。在车速高于６０ｋｍ／ｈ进行紧急制动时，ＥＣＵ通过执行器将弹簧刚度和减振器阻尼力调到高值，而不管驾驶员选择了何种控制状态，以抵抗车身前部的下俯（点头）。

３）抗侧倾。由装在转向轴上的转向传感器检测转向盘的操作状况，在急转弯时，ＥＣＵ通过执行器使弹簧刚度和减振器阻尼力转换到高（硬）值，以抵抗车身侧倾。

４）高速感应。当车速高于１１０ｋｍ／ｈ时，系统将使弹簧刚度和减振器阻尼力调至标准（中）状态，从而提高高速行驶时的操纵稳定性。

５）前、后关联控制。车速为３０～８０ｋｍ／ｈ时，如果前轮车身高度传感器检测出路面有小凸起（如前轮通过砼路面接缝等），则在后轮越过该凸起前，系统将使弹簧刚度和减振器阻尼力调至低（软）值，从而提高汽车乘坐舒适性。

６）坏路、俯仰和振动感应。车速为４０～１００ｋｍ／ｈ，当前轮车身高度传感器检测出路面有较大凸起（如汽车通过损坏的铺砌路面等）时，系统将弹簧刚度和减振器阻尼力调至中间值，以抑制车体的前后颠簸、振动等大动作，从而提高汽车的乘坐舒适性和通过性。

７）良好路面行驶。系统的弹簧刚度和减振器阻尼力由驾驶员控制。

１．２．２车身高度控制

丰田凌志ＬＳ４００轿车电子控制空气悬架车身高度控制子系统由空气压缩机、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个气压缸、４个车身高度传感器及悬架ＥＣＵ等组成。车身高度控制系统空气管路见图２。

左前

右后

１空气压缩机；２干燥器；３排气阀；４空气管；５１号高度控

制阀；６２号高度控制阀；７、８气压缸

图２车身高度控制系统空气管路

当点火开关接通时，悬架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个车身高度传感器接通蓄电池电源。当汽车高度需要上升时，从ＥＣＵ插接器的ＲＣＭＰ端子发出信号，使１号高度控制继电器线圈通电，１号高度控制继电器触点闭合，压缩机控制电路接通，压缩机运转，产生压缩空气。ＥＣＵ使高度控制电磁

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阀线圈通电后，电磁线圈将高度控制阀打开并将压缩空气引向气压缸，从而使汽车高度上升。

当汽车高度需要下降时，ＥＣＵ不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且使排气阀电磁线圈通电，从而使排气阀打开，将气压缸中的压缩空气排到大气中。

在良好路面上正常行驶时，车身高度由驾驶员控制，如果选择“常规值自动控制”状态，则车高为标准（中间）状态；如果选择“高值自动控制”状态，则车高为高值状态。其他行驶工况时由系统自动控制：

１）高速感应。当车速高于９０ｋｍ／ｈ时，系统将车身高度降低一级，以减小风阻，提高行驶稳定性。

２）连续坏路面感应。汽车在坏路面上连续行驶，车身高度信号持续２．５ｓ以上有较大变化，且超过规定值时，系统将车高提升一级，使来自路面的突然抬起感减弱，并提高汽车的通过性能。

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２电子控制悬架系统的检修

２．２

２．１

基本检查

２．１．１车身高度调节功能检查

通过操作高度控制开关来检查车身高度的变

化。检查步骤：①检查轮胎充气压力是否正确；②检查汽车高度；③起动发动机，将高度控制开关从“Ｎｏｒｍ”位置切换到“Ｈｉｇｈ”位置，检查完成高度调整所需的时间和车身高度的变化量；④在汽车处于“Ｈｉｇｈ”高度时，起动发动机并将高度控制开关从“Ｈｉｇｈ”位置切换至“Ｎｏｒｍ”位置，检查完成高度调整所需的时间和车身高度的变化量。２．１．２减压阈检查

减压阀的检查方法：①将点火开关转到“ＯＮ”位置，连接高度控制连接器的端子３和６，使压缩机工作。连接时间不能超过１５ｓ。②压缩机工作一段时间后，检查减压阀，应有空气逸出。③将点火开关转至“ＯＦＦ”位置。④清除故障代码。２．１．３漏气检查

检查空气悬架系统的软管、硬管及其连接处是否漏气。检查步骤：①将高度控制开关切换至“Ｈｉｇｈ”位置，升高车身；②发动机熄火；③在软、硬管连接处涂抹肥皂水，检查是否漏气。２．１．４车身高度初始调整

此项调整的目的是使车身初始高度处于标准范围内。调整时，高度控制开关必须在“Ｎｏｒｍ”位置，汽车停在平坦的路面上。测量高度传感器控制杆的

长度［见图３（ａ）］。标准值为５９．３ＩＴＩｒｆｌ（前）、３５．０

（ａ）

（ｂ）

（ｃ）

图３车身高度初始调整

电路检测

电路及元件的检测以故障代码的序号为顺序，

无故障代码电路的检测放在最后。

２。２。１

高度传感器电路检查

各传感器内部有一只与传感器转子轴连接在一起的电刷，该电刷在电阻器上方移动，产生线性输出。电刷和电阻器端子之间的电阻值与转子轴的转动角呈正比例变化。因此，传感器将悬架ＥＣＵ施加在电阻器上的固定电压加以调整，再作为表示转子轴转动角的电压输至悬架ＥＣＵ。

如图４所示，拆卸前轮，拆出前翼子板衬里，脱开高度传感器连接器，拆下高度传感器。将３只１．５Ｖ的干电池串联起来，将端子２与干电池正极连接、端子３与干电池负极连接，在端子２与３之间施加约４．５Ｖ的电压，使控制杆缓慢地上、下移动，检查端子１、３之间的电压。正常位置时，电压为２．３Ｖ，低位置时为０．５－－－２．３Ｖ，高位置时为２．３～４．１

Ｖ。

正

图４高度传感器检查

２．２．２转向传感器电路检查

转向传感器装在转向信号开关总成上，用于检

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汽车电子稳定系统的工作原理及检修

陈明华

（淮阴工学院，江苏淮安２２３３００）

摘要：介绍了汽车电子稳定系统（ＥＳＰ）的组成部件及其功能；在分析ＥＳＰ工作原理的基础上，介绍了ＥＳＰ的维护和检修方法。

关键词：汽车；电子稳定程序（ＥＳＰ）；主动安全系统；侧滑｝维护与检修

中图分类号：Ｕ４６３．５２文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１－－２６６８（２００８）０４一００２６一０３

汽车电子稳定程序（ＥＳＰ）是一种主动安全系统，包含ＡＢＳ和ＴＣＳ，能防止车轮在制动时抱死（ＡＢＳ）、在起动时打滑（ＴＣＳ）。ＥＳＰ系统按２５次／ｓ的频率检测驾驶员的行驶意图和车辆的实际行驶情况，如果发现紧急情况，则通过液压调节器调节每个车轮的制动压力，如有可能，还会干预发动机和传动系统。据统计，２５％导致严重人员伤亡的交通事故是由侧滑引起的，而６０％的致命交通事故是因侧面撞击引起的，其主要原因是车辆发生了侧滑。因此，能有效降低车辆侧滑危险的ＥＳＰ系统可显著降低交通事故的数量，从而拯救生命。

１ＥＳＰ系统的构成及各部件的功能

实际上，ＥＳＰ系统也是一种牵引力控制系统，它是在ＡＢＳ和ＴＣＳ的基础上增加相应功能的传感器。该系统的电子部件主要包括电子控制单元（ＥＣＵ）、轮速传感器、转向角传感器、横摆角速度传感器和侧向加速度传感器等（见图１）。作为保证行

幸鬻鬻谱牵谱鬻疆精蜡崇举带最带诺鬻诺豢※崇弹带豢潦※掌督岽※剿糕删豢※＊潜弗睾崇举举诺岽※洋＿；｝Ｅ豢＿ｊ；Ｅ带谥鬻※鬻嵌崇※鬻※料黼鬻鬻黼＊鬻鬻鬻睾蠢豢诺带睾帮｛；｝鬻鬻黻带※豢鬻黼黼鬻※鬻鬻测转弯方向和转向角，由一个与方向盘一起转动的２．２．３制动灯开关电路检查

有缝信号盘和一对遮光器组成。每个遮光器中都装踩下制动踏板时，制动灯开关接通，蓄电池正极有一个发光二极管（ＬＥＤ）和一个光敏晶体三极管。电压施加在悬架ＥＣＵ的端子ＳＴＰ上。悬架ＥＣＵ遮光器将这两个元件之间光线照射的变化转换为将该信号作为防点头控制的启动条件之一。

通／断信号。信号盘在遮光器发光二极管和光电晶拆出仪表台下的手套箱，接通点火开关。在踩体管之间旋转。操作方向盘时，信号盘也随之旋转，下和松开制动踏板的同时，分别测量悬架ＥＣＵ连使这两个元件之间的光线隔断或通过。由于这对遮接器端子ＳＴＰ与车身接地之间的电压。正常值，松光器具有不同的相位，根据每次输出的变化，悬架开时为Ｏ～１．２Ｖ，踩下时为９～１４Ｖ。若不正常，则ＥＣＵ便能检测出转弯方向和转向角。当转向传感需进一步检查配线连接器及悬架ＥＣＵ。

器断定方向盘的最大转向角过大而车速高于预定值

时，悬架ＥＣＵ便使减振力增大。检测程序：

１）拆出仪表台下的手套箱，接通点火开关，慢慢转动方向盘，测量悬架ＥＣＵ连接器端子ＳＳｌ和ＳＳ２与车身接地之间的电压。正常值为ｏ～５Ｖ。

２）拆下转向盘，脱开转向传感器连接器，接通点火开关，测量转向传感器连接器端子１、２之间的电压。正常值为９～１４Ｖ。

３）拆下转向盘，脱开转向传感器连接器，在端子间施加蓄电池电压。在转向传感器旋转部分慢慢转动的同时，测量转向传感器连接器端子７、８与２之间的电压。正常值为Ｏ～。。。参考文献：

［１］吴文渊．现代汽车电子控制技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００２．

［２］封桂炎．汽车电控悬架检修［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００７．

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［５］杨占鹏．怎样维修巡航、电控悬架、电控动力转向系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００４．

收稿日期：２００８一０３—２４

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