汽车底盘电控系统课件：项目三 汽车电控 147页

项目三 汽车电控 二、相关知识 三、项目实施 二、相关知识 （一）电控悬架系统的功能和类型 （二）电控悬架系统的组成与工作原理 （三）电控悬架系统的结构与工作过程 （四）典型电控悬架系统 —— 丰田车型 （一）电控悬架系统的功能和类型 1．电控悬架系统的功能 电控悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和阻尼力，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应，从而使汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性都得到满足。电控悬架系统具有以下 3 个基本功能。 ① 自动高度控制。不管乘客和行李重量如何变化，操作高度控制开关能使汽车的目标高度变为“正常”或“高”的状态，使汽车始终保持一个恒定的高度。 （1）车高调节功能 ② 高速控制。当汽车在良好的路面上高速行驶时，车速超过 90km/h ，若汽车高度控制开关选择在“ HIGH” 上，汽车高度将自动转换为“ NORM” ，以降低车身高度，减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性；当汽车在连续差路面上行驶时，车速在 40 ～ 90km/h ，则提高车身高度，以提高汽车的通过性。 ③ 点火开关“ OFF” 控制。驻车时，点火开关断开后，乘客和行李重量的变化使汽车高度高于目标高度时，能使汽车高度降低到目标高度。即能改善汽车驻车时的姿势（汽车高度降低），减小空间占据量，且更加安全，也便于乘客的乘降。 当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动和冲击。当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。 （2）车速与路面感应控制 转向时侧倾控制：急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。制动时点头控制：紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。加速时后坐控制：急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后坐。 表 3-1 所示为电控悬架系统的控制功能综述。 （3）车身姿态控制 表 3-1 电控悬架系统控制功能表 控 制 项 目 功 能 防侧倾控制 使弹簧刚度和减振力变成“坚硬”状态，能抑制侧倾而使汽车的姿势变化减至最小 防点头控制 使弹簧刚度和减振力能抑制汽车制动时的点头而使汽车的姿势变化减至最小 防下坐控制 使弹簧刚度和减振力变成“坚硬”状态，能抑制汽车加速时的后部下坐而使汽车的姿势变化减至最小 高车速控制 使弹簧刚度变成“坚硬”状态或使减振力变成“中等”状态，能改善汽车高速行驶时的稳定性和操纵性 不平整路面控制 使弹簧刚度和减振力视需要变成“中等”或“坚硬”状态，以抑制车身在悬架上下垂，从而改善汽车在不平坦路面上行驶时的乘坐舒适性 颠动控制 使弹簧刚度和减振力变成“中等”或“坚硬”状态，抑制汽车在不平整路面上行驶时的颠动 跳振控制 使弹簧刚度和减振力视需要变成“中等”或“坚硬”状态，能抑制汽车在不平整路面上行驶时的上下跳动 自动高度控制 不管乘客和行李的质量情况如何变化，使汽车保持某一恒定的高度位置，操作高度控制开关使汽车的目标高度变为“正常”或“高”的状态 点火开关 off 控制 当点火开关关闭后，因乘客和行李的质量变化而使汽车高度变为高于目标高度时，能使汽车高度降低至目标高度，从而改善汽车驻车时的姿态 根据控制目的不同，可分为车高控制系统、刚度控制系统、阻尼控制系统、综合控制系统等形式； 根据刚度和阻尼系数是否可调，悬架分为主动悬架和被动悬架；根据传力介质的不同，分为电控空气悬架系统和电控液压悬架系统； 根据控制系统有源或无源，可分为半主动悬架和全主动悬架，其中全主动悬架的各种性能都明显优于半主动悬架和被动悬架。 2．电控悬架系统的类型 一般由传感器、电子控制单元、执行机构等组成。传感器主要有车身高度传感器、车身加速度传感器、车速传感器、转向盘转角传感器以及一些控制开关等。电子控制单元一般由微机和信号放大电路组成。执行元件由电磁阀、步进电机和气泵电动机等组成。常用传感器的名称及用途见表。 （二）电控悬架系统的组成与工作原理 表 常用传感器 传感器名称 传感器用途 车身加速度传感器 检测车身的摆动，可间接反映汽车行驶的路面情况 车身高度传感器 检测车身相对车桥的位移，可反映车身的平顺性和车身的高度 车速传感器 检测车轮的速度，可反映车速和用于计算车身的侧倾程度 转向盘转角传感器 检测转向盘转角，用于计算车身的侧倾程度 制动压力开关 检测制动管路的制动液压力，提供汽车制动信号 制动灯开关 检测制动灯电路的通断，提供汽车制动信号 节气门位置传感器 检测节气门的开度，提供汽车加速度信号 加速踏板传感器 检测加速度踏板的动作，提供汽车加速度信号 电控悬架系统的工作原理：传感器将汽车行驶的路面情况和车速及起动、加速、转向、制动等状况转变为电信号，输送给电子控制单元，电子控制单元将传感器送入的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度和阻尼系数及车身高度进行调节的控制信号，执行机构按照电子控制单元的控制信号准确地动作，及时地调节悬架的刚度和阻尼系数及车身的高度。其工作原理如图 3-1 所示。 图 3-1 电控悬架系统的工作原理 （三）电控悬架系统的结构与工作过程 1．电控空气悬架系统的结构与工作过程 ① 转向盘转角传感器。 光电式转角传感器的结构如图 3-2 所示，工作原理如图 3-3 所示，电路原理如图 3-4 所示。在转向轴上装有一个带等距窄缝的圆盘形成遮光盘，遮光盘的两面分别有两个发光二极管和两个光敏三极管，组成两组光电耦合器。 当遮光盘随转向轴转动时，带窄缝的遮光盘使光电耦合器之间产生的光束发生通、断变化，从而两个光电耦合器的输出端即可进行 ON/OFF 变换，形成脉冲信号。 图 3-2 光电式转角传感器的安装位置与结构 1 、 2— 转角传感器 3— 光电元件 4— 遮光盘 5— 转向轴 6 、 7— 传感器圆盘 图 3-3 光电式转角传感器的工作原理 1— 光电元件 2— 遮光盘 图 3-4 光电式转角传感器的电路原理 ② 车身高度传感器。车身高度传感器的功用是将车身与车桥之间的相对高度变化（悬架变形量的变化）转换为电信号并送给电控单元。车身高度传感器常用的有片簧开关式、霍尔式和光电式传感器，其中前两种是接触式传感器，在使用中存在由于磨损而影响检测精度的缺点；后一种是光电式传感器即非接触式传感器，不存在上述缺点，因而应用广泛。 ● 片簧开关式车身高度传感器 片簧开关式车身高度传感器有 4 组触点式开关，它们分别与相应的 2 个三极管相连接，构成 4 个检测回路，如图 3-5 所示。该传感器将车身高度划分为低、正常、高、超高 4 个检测区域。 图 3-5 片簧开关式车身高度传感器 1— 车身高度传感器 2— 磁体 3— 片簧开关 当车身高度调到正常高度时，如果车身高度偏离正常高度，如车辆乘员增加使车身高度降低时，这时片簧开关式车身高度传感器就会有一对触点接触，将产生的将车身高度降低的电信号输送给电控单元，电控单元根据得到的信号进行处理后，输出指令到执行器，执行器控制相关元件使车身高度恢复到正常高度。 ● 霍尔式车身高度传感器。霍尔式车身高度传感器一般由两个霍尔集成电路、磁体等组成，其结构如图 3-6 所示。当车身高度发生变化时，两个磁体就会产生相对位移，在两个霍尔集成电路上就会产生相应的霍尔电压信号，电控单元根据接收到的信号就可以判定车身高度状态，从而发出指令控制执行器做出相关调整。 图 3-6 霍尔式车身高度传感器 1— 传感器体 2— 霍尔式集成电路 3— 弹簧夹 4— 滑动轴 5— 窗孔 ● 光电式车身高度传感器。光电式车身高度传感器应用比较广泛，该传感器一般安装在车身与车桥之间，其安装位置和工作原理如图 3-7 所示。 图 3-7 光电式车身高度传感器安装位置和工作原理 1— 传感器轴 2— 光电耦合器 3— 遮光盘 4— 连接杆 ③ 横向加速度传感器主要用于检测汽车转向时，汽车因离心力的作用而产生的横向加速度，并将产生的电信号输出给电控单元，电控单元根据输送来的信号可以判断悬架系统阻尼力改变的大小以及空气弹簧中空气压力的调节情况，调整车身至最佳姿态。 ④ 车速传感器。车速传感器的功用是检测出车轮的转速信号。 ⑤ 节气门位置传感器。节气门位置传感器的功用是利用此信号来判断汽车是否在进行急加速，可以间接检测汽车的加速度信号。电控单元利用此信号作为防止车身下坐控制的一个工作状态参数。 ⑥ 车门传感器。车门传感器是为了防止行驶过程中车门未关闭而设置的。 ⑦ 高度控制开关。高度控制开关是用来选择汽车高度的，电控单元检测高度控制开关的状态和相应信号使汽车高度升高或下降。有的车辆上还有高度控制 ON/OFF 开关，用于停止车高控制。 ⑧ 模式选择开关。模式选择开关位于变速器操纵手柄旁，驾驶员根据汽车的行驶状况和路面情况选择悬架的运行模式，即悬架的“软”、“中”或“硬”状态，从而决定减振器的阻尼力大小。模式选择开关的位置如图 3-8 所示。 驾驶员通过控制模式选择开关，可使悬架系统工作在 4 种运行模式：自动、标准；自动、运动； 图 3-8 模式选择开关 ⑨ 制动灯开关。制动灯开关的功用是当踩下制动踏板时，停车灯开关便接通，电控单元接收这个信号作为防点头控制用的一个起始状态。制动灯开关的安装位置如图 3-9 所示。 图 3-9 制动灯开关的安装位置 电子控制单元是电控悬架系统的控制中枢，它实际上是一台微型计算机。它由数字电路构成，各传感器传来的信号经输入电路整形变换后，以数字信号的形式通过输入电路送入悬架 ECU ， ECU 对这些信号进行分析、比较和判断处理，经精确计算后输出控制信号。 ECU 还具有故障自诊断功能，当电子控制系统出现故障时， ECU 将以故障代码的形式存储故障，并使指示灯点亮。 ECU 还具有对系统的保护功能，即在控制系统出现故障时暂时切断对悬架的控制。 （2）电子控制单元 悬架电子控制单元电路如图 3-10 所示。 图 3-10 悬架电子控制单元电路图 ① 空气压缩机总成。空气压缩机总成包括空气压缩机、排气电磁阀、干燥器、电动机等。 （3）执行机构 当轿车载客人数增加时，车身高度会下降，车身高度传感器将这一信号传送给悬架 ECU ， ECU 控制空气压缩机、车身高度电磁阀工作，向空气弹簧主气室充气，直至车身高度达到规定值；当车内载荷减少时，车身高度上升，此时， ECU 根据车身高度传感器传来的信号发出控制信号，打开车身高度控制电磁阀，使空气弹簧主气室的空气通过高度控制电磁阀、空气管路，从排气阀排出，从而使车身下降。 ② 空气悬架刚度的调节。电控悬架是用空气弹簧代替传统悬架的螺旋弹簧或钢板弹簧，空气悬架的构造如图 3-11 所示。主气室是可变容积的，在它的下部有一个可伸缩的橡皮隔膜，压缩空气进入主气室可升高悬架的高度，反之使悬架高度下降。主、副气室设计成一体既节省空间，又减轻了重量。悬架的上端与车架相连，下端与车桥相连。 主气室与副气室之间有一个通道供气体相互流动。改变主、副气室气体通道的大小，就可以改变空气悬架的刚度。主、副气室之间的气体通道通过使空气阀阀芯处于不同的位置，可实现空气弹簧低、中、高 3 种状态的刚度调节。 图 3-11 空气悬架的基本构造 图 3-12 悬架刚度调节原理 1— 阻尼调节杆 2— 空气阀控制杆 3— 主、副气室通道 4— 副气室 5— 主气室 6— 气阀体 7— 气体通道 8— 阀芯 9— 大气通道 ③ 悬架阻尼的调节。 图 3-13 悬架阻尼的调节原理 1— 阻尼调节器杆 2— 回转阀 3— 阻尼孔 4— 活塞杆 ④ 悬架控制执行器。悬架控制执行器的功用是通过步进电电机驱动主、副气室的空气阀阀芯和减振器阻尼孔的回转阀转动，使悬架的各参数保持在稳定的状态。控制装置的基本结构如图 3-14 所示。 图 3-14 悬架控制执行器的基本结构 1— 空气阀驱动齿轮 2— 扇形齿轮 3— 电磁线圈 4— 制动杆 5— 电机 6— 小齿轮 7— 阻尼调节杆 8— 空气阀控制杆 ⑤ 车身高度的控制。车身高度的控制装置通过向空气弹簧的主气室内充放气体来实现车身高度的调节。 图 3-15 车身高度控制调节原理 1— 压缩机 2— 电动机 3— 干燥器及排气阀 4— 控制电磁阀 5— 空气悬架 6— 指示灯 7— 悬架 ECU 8— 车身高度传感器 悬架 ECU 根据车高传感器送来的信号来判断车身的高度状况。当判定车身需要升高时，向高度控制阀发出指令，高度控制阀打开，压缩空气进入空气弹簧的主气室，车身升高；当判定车身需要降低时，发出指令，控制高度控制阀和排气阀同时通电打开，悬架的主气室中的空气通过高度控制阀、管路，最后由排气阀排出，车身高度下降；当车身达到规定高度时，高度控制阀关闭，空气弹簧的主气室中的空气量保持不变，车身维持一定高度不变。 电控液压悬架系统属于主动悬架系统。其中的油气弹簧以氮气作为弹性介质，用油液作为传力介质。油气弹簧一般由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成。它通过油液压缩气室中的空气实现变刚度特性，通过电磁阀控制油液管路中的小孔节流实现变阻尼特性。 2．电控液压悬架系统 将电控液压悬架和电控空气悬架比较一下，它们各自具有鲜明的特点。对于电控液压悬架而言，在舒适性上稍逊于电控空气悬架，因为它还是建立在传统的悬架基础之上，只是对车身高度和减振器的阻尼进行了调整。电控液压悬架系统的高频吸振能力比空气悬架要差，对于复杂路况的反应也比较差，甚至还会导致油压过高而影响寿命。因此采用这种悬架系统的车型也相对较少。 3．电控空气悬架系统与电控液压悬架系统的比较 电控空气悬架就不存在这样的问题，它采用气压结构来控制车身平衡，并且空气弹簧和减振器能抵消大部分路面传递的短波和长波振动，这也是电控液压悬架所不具备的。不过两者的共同特性是都能为高速行驶的车辆提供足够的稳定性，当车辆在不平的路面上行驶时，又能提高车身和增加通过能力。但电控主动空气悬架的缺点也很明显，成本高昂、维护保养成本高。 （四）典型电控悬架系统 —— 丰田车型 1．系统组成和工作原理 电控悬架系统由空气压缩机、干燥器、排气阀、高度控制阀、高度控制继电器、高度传感器、悬架控制执行器、转向传感器、悬架 ECU 、悬架刚度调节装置和减振器阻尼力调节装置等组成。悬架系统零部件在车上的位置如图 3-16 所示。 图 3-16 丰田凌志 LS400 轿车电控空气悬架系统的基本组成 1— 干燥器与排气阀 2— 空气压缩机 3—No.1 高度控制阀 4— 主节气门位置传感器 5— 门控开关 6—EMS ECU 7—No.2 高度控制电磁阀 8— 后悬架控制执行器 9— 高度控制连接器 10— 高度控制自动切断开关 11—No.2 高度控制阀与溢流阀 12— 后高度传感器 13— 驾驶模式选择开关 14— 高度控制开关 15— 转向盘转向与转角传感器 16— 制动灯开关 17— 前悬架控制执行器 18— 前高度传感器 19—No.1 高度控制继电器 20— 储气筒与调节阀 汽车高度控制系统由空气压缩机、干燥器、排气阀、 No.1 号高度控制阀、 No.2 号高度控制阀、 No.1 号高度控制继电器、 No.2 号高度控制继电器、前后左右 4 个气压缸、 4 个车身高度传感器、悬架 ECU 等组成，如图 3-17 所示。 （1）汽车高度控制 图 3-17 汽车高度控制系统的基本组成 当点火开关接通时，悬架 ECU 使 No.2 号高度控制继电器线圈通电， No.2 号高度控制继电器触点闭合，使前、后、左、右 4 个高度传感器接通蓄电池电源。当检测到车身高度需要上升时，则从 ECU 输送出一个信号，使 No.1 号高度控制继电器接通，触点闭合，压缩机控制电路接通产生压缩空气。 当 ECU 使高度控制电磁阀通电后，电磁线圈将高度控制阀打开，并将压缩空气引向气压缸，从而使车身高度上升。当检测到车身高度需要下降时， ECU 不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且还使排气阀电磁线圈通电，排气阀电磁线圈使排气阀打开，将气缸中的压缩空气排到大气中。 悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在气压缸的上部，如图 3-18 所示。 ECU 将控制信号送至悬架控制执行器，同时驱动减振器的阻尼调节杆和气压缸的气阀控制杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度，改善汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。 （2）弹簧刚度和减振器阻尼力控制 图 3-18 气压缸的基本结构 1— 空气管 2— 执行器盖 3— 执行器 4— 悬架支座 5— 前气压缸 6— 减震器 电控空气悬架系统有 3 个操作选择开关：平顺性开关、悬架控制开关和高度控制 ON/OFF 开关。 悬架控制开关用于选择控制车身的高度。当悬架控制开关处于“ HIGH” （高）位置时，系统对车身高度进行“高度自动控制”；当悬架控制开关处于“ NORM” （常规）时，车身高度则进行“常规值自动控制”状态。 2．系统操作 平顺性开关用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。当平顺性开关处于“ SPORT” （运动）位置时，系统进入“高速行驶自动控制”；当平顺性开关处于“ NORM” 位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行“常规值自动控制”。此时，悬架 ECU 根据车速传感器等信号，使悬架的刚度、阻尼力自动地处于平顺性软、中或硬 3 个位置。 （ 1 ）基本检查 ① 车身高度调节功能检查。通过操作高度控制开关来检查汽车车身高度的变化，步骤如下。 ● 检查轮胎充气压力是否正确。 ● 检查汽车高度。 3．系统检修 ● 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汽车车身高度的变化量。 ● 在汽车处于“ HIGH” 高度时，启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汽车车身高度的变化量。 ② 减压阀检查。迫使压缩机工作以检查减压阀的动作，方法如下。 ● 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 。 ● 压缩机工作一段时间后，检查减压阀应有空气逸出，如图 3-19 所示。 ● 将点火开关转至“ OFF” 位置。 ● 清除故障代码。 图 3-19 减压阀检查 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，步骤如下。 ● 将高度控制开关切换至“ HIGH” 位置，升高车身。 ● 发动机熄灭。 ● 在软、硬管连接处涂抹肥皂水检查是否有漏气，如图 3-20 所示。 图 3-20 漏气检查 ④ 车身高度初始调整。此项调整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，汽车要停在平坦的路面上。 ● 检查车身高度。 ● 测量高度传感器控制杆的长度，如图 3-21 所示。 标准值为：（前） 59.3mm ；（后） 35.0mm 。 若测量值不符，则按下一步进行调整。 图 3-21 车身高度初始调整 ● 调整车身高度。 a ．拧松高度传感器控制杆上的 2 个锁紧螺母。 b ．转动高度传感器控制杆螺栓以调节长度，如图 3-21 （ b ）所示。螺栓每转一圈，车身高度的改变量约为 5mm 。 图 3-21 车身高度初始调整 c ．检查如图 3-21 （ c ）所示的长度，应小于：（前） 10mm ；（后） 14mm 。 d ．暂时拧紧 2 个锁紧螺母。 e ．再次检查车身高度。 f ．拧紧锁紧螺母。注意：在拧紧锁紧螺母时应确保球节与托架平行。 ● 检查车轮定位。 图 3-21 车身高度初始调整 电路及元件的检测以故障代码的序号为先后顺序，无故障代码的电路放在最后。 ① 高度传感器电路。 检查高度传感器，如图 3-22 所示。 准备：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。 （2）电路检测 检查：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，同时检查端子 1 、 3 之间的电压：在正常位置为 2.3V ，低位置电压值为 0.5 ～ 2.3V ，高位置电压值为 2.3 ～ 4.1V 。 图 3-22 高度传感器检查 ② 转向传感器电路。 检测程序如下。 ● 检查悬架 ECU 连接器端子 SS1 和 SS2 与车身接地之间的电压。 准备：拆出仪表台下的手套箱；接通点火开关。 检查：慢慢转动方向盘，测量悬架 ECU 连接器端子 SS1 和 SS2 与车身接地之间的电压；正常值在 0 ～ 5V 之间变化。 ● 检测转向传感器连接端子电压。 准备：拆下转向盘；脱开转向传感器连接器；接通点火开关。 检查：测量转向传感器连接器端子 1 、 2 之间的电压；正常值在 9 ～ 14V 。 ● 检查转向传感器。 准备：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。 检查：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；正常值在 0 ～∞之间变化。 图 3-23 转向传感器电路 ③ 制动灯开关电路。踩下制动踏板时，制动灯开关接通，蓄电池正极电压施加在悬架 ECU 的端子 STP 上。悬架 ECU 还将该信号作为防点头控制的启动条件之一。制动灯开关电路如图 3-24 所示。 检查悬架 ECU 连接端子 STP 与车身接地之间的电压。 准备：拆出仪表台下的手套箱；接通点火开关。 检查：在踩下和松开制动踏板的同时，分别测量悬架 ECU 连接器端子 STP 与车身接地之间的电压；正常值松开时 0 ～ 1.2 Ｖ，踩下时 9 ～ 14 Ｖ；若不正常，则需要进一步检查配线连接器以及悬架 ECU 。 图 3-24 制动灯开关电路 三、项目实施 （一）项目实施环境（二）检修注意事项 （三）项目实施步骤 在检修汽车电子控制空气悬架时，应注意以下事项。 ① 维修过程中，当点火开关在打开状态下时，不要随意断开蓄电池接线，否则会丢失控制模块中存储的信息，也不要拆卸或安装控制模块及其电子插头。 （一）项目实施环境（二）检修注意事项 ② 吊起、支起或拖动汽车之前，应该将高度控制 ON/OFF 开关置于“ OFF” 位置或断开蓄电池负极。如果在高度控制 ON/OFF 开关置于“ ON” 位置的情况下吊起或支起汽车， ECU 会记忆一个故障代码。 ③ 在放下千斤顶或将汽车从支架上放下之前，应将汽车下面的所有物体挪走。因为在维修过程中可能对悬架进行了放气，汽车落地后，车身高度会降低，将下面的物体压住。 ④ 在开动汽车之前，必须起动发动机使汽车高度调整到正常状态。因为在维修过程中悬架中的空气可能被放掉，这时车身高度会很低，如果这时汽车起步，就会造成车身与悬架或轮胎等的相互摩擦或碰撞。 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。因为一些汽车的前安全气囊碰撞传感器安装在空气压缩机和 1 号车身高度控制阀上面，除非必要，一般不要碰撞该传感器，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，必须使用生产厂家在维修手册中要求的检测工具，否则可能损坏控制系统的零部件。 ⑦ 如果汽车生产厂家的维修手册没有指明，不要将系统的任何电路或元件加电压或接地。 在对电控悬架系统进行维修与故障诊断时，一般首先要进行自诊断系统检测，然后进行功能检查与调整。 （三）项目实施的步骤 （ 1 ）自诊断系统的功能 ① 监测系统的工作状况。如果系统发生了故障，装在仪表板上的车高控制指示灯将被通电闪亮，以提醒驾驶员立即检修。 1．自诊断系统 ② 存储故障码。当系统发生故障时，系统能够将故障以故障代码的形式存放在悬架 ECU 中。在检修汽车时，维修人员可以采用一定的方法读取故障码及有关参数，以便迅速诊断出故障部位或查找出产生故障的原因。 ③ 失效保护。当某一个传感器或执行器发生故障时，自诊断系统将以预先设定的参数取代有故障的传感器或执行器工作，即自诊断系统具有失效保护功能。系统对各传感器或执行器失效保护的方法如表所示 不同汽车进入故障自诊断的方法有所不同，主要有以下几种。 ① 专用诊断开关法。在有些汽车上，设置有“按钮式诊断开关”，或在悬架 ECU 上设置有“旋钮式诊断模式选择开关”，按下或旋转这些专用开关，即可进入故障自诊断测试状态，进行故障代码的读取。 （2）进入自诊断的方法 ② 空调面板法。在林肯 · 大陆和凯迪拉克等轿车上，空调控制面板上的相关控制开关，可兼作故障诊断开关，一般是将空调控制面板上的“ WARM” 和“ OFF” 两个按键同时按下一段时间，即可使故障自诊断系统进入故障自诊断状态，读取 ECU 随机存储器中存储的故障码。 ③ 加速踏板法。有的汽车在规定的时间内将加速踏板连续踩下 5 次，即可使 ECU 故障自诊断系统进入故障自诊断状态。 ④ 点火开关法。在规定的时间内将点火开关进行“ ON-OFF-ON-OFF-ON” 循环，即可使 ECU 故障自诊断系统进入故障自诊断状态，如美国克莱斯勒公司生产的电子控制悬架系统就采用这种方法。 图 3-35 指示灯 ⑤ 跨接导线法。利用 ECU 故障自诊断系统读取故障码时，需要用跨接导线将高度控制连接器和发动机室检查插接器的“诊断输入端子”和“搭铁端子”进行跨接，方可进入故障自诊断状态和读取存储的故障码。如丰田汽车电子控制悬架系统即采用该方法读取故障码。 ⑥ 解码器诊断法。利用解码器与汽车电子控制系统故障检查插接器相连接，便可以直接进入故障自诊断测试状态和读取故障码。 电控悬架系统的指示灯一般有两个：一个是悬架控制指示灯“ NORM” ，另一个是刚度阻尼指示灯“ LRC” 。还有一个悬架控制照明灯“ HEIGHT” 。悬架系统的指示灯如图 3-35 所示。 当点火开关在“ ON” 位置时，仪表板上的“ LRC” 指示灯和悬架控制指示灯应亮 2s 左右， 2s 后，各指示灯的亮灭则取决于其控制开关的位置。 （3）指示灯的检查 ① 接通点火开关。 ② 用跨接线将 TDCL 或检查连接器的端子 TC 与 E1 连接， TDCL 与检查连接器如图 3-36 所示。 （4）故障代码的读取 图 3-36 TDCL 与检查连接器 ③ 根据仪表板悬架控制“ NORM” 指示灯的闪烁情况读取故障码，正常故障代码如图 3-37 所示，故障代码 11 、 31 的显示方式如图 3-38 所示。 ④ 利用表 3-3 所示的故障代码表检查故障情况。 ⑤ 检查完毕后，将端子 TC 与 E1 跨接线脱开。 图 3-37 正常故障代码（无故障） 图 3-38 故障代码 11 、 31 表 3-3 凌志 LS400 电控悬架系统故障代码表 （5）故障代码表 故 障 代 码 故 障 部 位 故 障 原 因 11 右前高度传感器电路 高度传感器电路短路或断路 12 左前高度传感器电路 13 右后高度传感器电路 14 左前高度传感器电路 21 前悬架控制执行器电路 悬架控制执行器电路短路或断路 22 后悬架控制执行器电路 31 1 号高度控制阀电路 高度控制阀电路短路或断路 33 2 号高度控制阀电路（用于后悬架） 34 2 号高度控制阀电路（用于左悬架） 35 排气阀电路 排气阀电路短路或断路 41 1 号高度控制继电器电路 1 号高度控制继电器电路短路或断路 42 压缩机电动机电路 压缩机电动机电路短路或断路 51 至 1 号高度控制继电器的持续电流 供至 1 号高度控制继电器的通电约 8.5min 以上 52 至排气阀的持续电流 供至排气阀的持续电流通电约 6min 以上 61 悬架控制信号 电控单元失灵 71 悬架控制执行器电源电路 悬架控制执行器电源电路断路： AIRSUS 熔丝烧断 72 高度控制 ON/OFF 开关电路 高度控制 ON/OFF 开关在 OFF 位置高度控制 ON/OFF 开关电路断路 系统故障排除后要将故障码清除，清除方法有以下两种。 ① 关闭点火开关，拆下 2 号接线盒中的 ECU-B 熔丝 10s 以上，即可清除故障代码。 （6）故障代码的清除 ② 关闭点火开关，用跨接线将悬架控制连接器的端子 9 （端子 CLE ）与端子 8 （端子 E ）连接，同时使检查连接器的端子 TS 和 E1 连接。保持在这一状态 10s 以上，然后接通点火开关，并脱开以上各端子，即可以清除故障代码。接线盒如图 3-39 所示，悬架控制连接器与检查连接器如图 3-40 所示。 图 3-39 接线盒 图 3-40 悬架控制连接器与检查连接器 ECU 输入信号的检查主要是检查输入的转向传感器和停车开关的信号是否正常，具体操作如下。 ① 将点火开关转到“ ON” 位置，按检查项目和操作内容操作。 ② 短接检查连接器的端子 TS 和 E1 ，观察悬架控制指示灯“ NORM” 状态。正常状态如表 3-4 所示。闪烁是指“ NORM” 指示灯以 0.25s 的间隔正常闪烁，常亮是指“ NORM” 指示灯不闪烁一直亮。 （7）ECU输入信号的检查 表 3-4 ECU 输入信号检查 检 查 项 目 操 作 内 容 发动机状 态（停机） 发动机状 态（运转） 操 作 内 容 发动机状 态（停机） 发动机状 态（运转） 转向传感器 车向前摆正直行 闪烁 常亮 转向角 45° 以上 常亮 闪烁 停车灯开关 OFF （不踩制动踏板） 闪烁 常亮 ON （踩下制动踏板） 常亮 闪烁 门控灯开关 OFF （所有车门关闭） 闪烁 常亮 ON （所有车门打开） 常亮 闪烁 节气门位置传感器 不踩加速踏板 闪烁 常亮 加速踏板踩到底 常亮 闪烁 1 号车速传感器 车速低于 20km/h 闪烁 常亮 车速高于 20km/h 常亮 闪烁 高度控制开关 “ NORM” 位置 闪烁 常亮 “ HIGH” 位置 常亮 闪烁 开关 “ NORM” 位置 闪烁 常亮 “ SPORT” 位置 常亮 闪烁 高度控制 ON/OFF 开关 “ ON” 位置 闪烁 常亮 “ OFF” 位置 常亮 闪烁 （ 1 ）车辆高度功能的检查 操作悬架控制开关检查汽车高度的变化。 ① 检查轮胎气压是否正常（前轮为 230kPa ，后轮为 250kPa ）； 图 3-41 高度控制开关 ② 测量车身高度。 2．功能检查与调整 ① 接通点火开关。 ② 用跨接线将 TDCL 或检查连接器的端子 TC 与 E1 连接， TDCL 与检查连接器如图 3-36 所示。 （4）故障代码的读取 图 3-36 TDCL 与检查连接器 ③ 起动发动机，将高度控制开关从“ NORM” 转换到“ HIGH” 位置，高度的变化应为 10 ～ 30mm ，从操作高度开关到压缩机起动的时间应为 2s ，从压缩机起动到高度调整完成的时间为 20 ～ 40s ，高度控制开关如图 3-41 所示。 图 3-41 高度控制开关 ④ 使车辆处于“ HIGH” 高度调整状态，起动发动机，将高度调整开关从“ HIGH” 位置转换到“ NORM” 位置，车辆高度变化应为 10 ～ 30mm ，从操作高度开关到开始排气的时间为 2s ，从开始排气到高度调整结束的时间应为 20 ～ 40s ，车身高度变化量应为 10 ～ 30mm 。 当压缩机工作时，检查溢流阀能否工作。 ① 将点火开关转至 ON 位置，连接高度控制连接器的端子 1 与 7 ，使压缩机工作。高度控制连接器的端子如图 3-42 所示。 （2）溢流阀的检查 图 3-42 高度控制连接器的端子 ② 等压缩机工作一段时间后，检查溢流阀是否放气。若不能放气，应检查压缩机、溢流阀是否工作不良以及管路是否漏气。溢流阀的检查如图 3-43 所示。 图 3-43 溢流阀的检查 ③ 将点火开关转到“ OFF” ，清除故障代码。上述故障都将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代码，因此，检查完后，应进行故障码的清除工作。 ① 将高度控制开关置于“ HIGH” 位置以使车辆高度升高，然后使发动机熄火。 ② 在空气软管和软管接头处涂抹肥皂水，检查有无漏气现象。 （3）管路漏气的检查 将高度控制开关置于“ NORM” 位置，车辆置于水平位置。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；前、后推动汽车，以使车轮处于稳定状态；将变速器操纵杆置于“ N” 挡位，松开停车制动器（应挡住车轮不让它转动），起动发动机； （4）车辆高度的检查与调整 将车身高度控制开关拨到“ HIGH” 位置，车身升高后，等待 60s ，然后再将车身高度控制开关拨到“ NORM” 位置，使车身下降，待车身下降后再过 50s ，重复上述操作，以使悬架各部件稳定下来；测量车身高度，应符合表的要求，否则应通过转动车身高度传感器连接杆进行高度调整。 ① 检查车身高度。在相应的测量点检查车身高度是否合适，如图 3-44 所示。 图 3-44 车身高度测量点 ② 调整车身高度。松开高度传感器连接杆上的两个锁紧螺母，转动该连接杆的螺栓以调节其长度（连接杆每转一圈，车身高度变化 4mm 左右），如图 3-45 所示。 ③ 检查车高传感器连接杆的尺寸，前后均为 13mm 。调好后，拧紧锁紧螺母。 ④ 再检查一次车身高度是否合适。 图 3-45 高度传感器连接杆的调整位置 当点火开关在“ ON” 位置时，仪表板上的 LRC 指示灯和高度控制指示灯应闪亮 2s 左右。 2s 后，各指示灯的亮灭取决于其控制开关的位置，正常情况如下。 （5）指示灯的检查 ① LRC 指示灯。如果 LRC 开关拨在“ SPORT” 侧， LRC 指示灯仍亮； LRC 开关拨在“ NORM” 侧， LRC 指示灯亮 2s 后熄灭。 ② 车身高度控制指示灯。如果车身高度控制开关拨在“ NORM” 侧，高度控制指示灯的“ NORM” 灯亮，“ HIGH” 灯不亮；高度控制开关在“ HIGH” ，高度控制指示灯的“ HIGH” 灯亮，“ NORM” 灯不亮。 ③ “ HEIGHT” 照明灯。当点火开关在“ ON” 时，“ HEIGHT” 照明灯始终亮。 ④ 当点火开关在“ ON” 时，如果车身高度控制“ NORM” 指示灯闪亮，表示悬架控制系统电脑存储器中已储存有故障码，应读取故障码后排除故障。 ⑤ 当点火开关在“ ON” 时，各指示灯出现表所示的情况，则为不正常，应检查有关电路。 输入信号的检查主要是动态检查各传感器和开关的信号是否正常输入悬架电脑。检查步骤如下。 （6）检查输入信号 将悬架刚度和阻尼控制均固定在“硬”状态，车身高度控制在“ NORM” 侧；将检查连接器 TC 与 E1 端子短接，如果高度控制“ NORM” 指示灯闪烁故障码，则应按故障码检修故障电路；如果高度控制“ NORM” 指示灯不闪烁故障码，则可接通点火开关，将检查连接器的 TS 与 E1 端子短接（这时车身高度控制“ NORM” 指示灯以 0.2s 的时间间隔闪烁，表示诊断系统已进入输入信号检查状态，当发动机运转时，车身高度控制“ NORM” 指示灯的闪烁将会停止）；每个检查项目都在 A 状态和 B 状态下各检查一次。 在进行这项检查时，减振力和弹簧刚度控制停止，并且减振力和弹簧刚度均固定在“坚硬”状态，汽车高度控制仍旧正常进行；如果将发动机室内的检查连接器的端子 TSGN 与 E1 连接，贮存在存储器中的诊断代码就会输出。如果存储器没有诊断代码输出，则要进行输入信号检查。 电控悬架出现了故障，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。 如果无故障码显示，则需根据故障分析的结果，对与故障有关的电路和部件逐个进行检查。如果所有可能的故障电路和部件检查均无问题，但悬架控制系统的故障确实存在，则需对悬架 ECU 进行检查或更换。 （7）电控悬架电路故障的检查 故障码 11 、 12 、 13 、 14 说明前右、前左、后右、后左位移传感器电路断路或短路。 可能的故障部件有：电脑与传感器之间的线路及插接器、车身高度传感器电源线路及 2 号高度控制继电器、车身高度传感器及悬架 ECU 。故障检查步骤如下。 （8）车身高度传感器电路的故障检查 ① 检查车身高度传感器电源电压。拆下前轮胎（故障代码 11 、 12 ）或拆下行李箱装璜前盖（故障代码 13 、 14 ）；脱开车身高度传感器插接器；点火开关转到“ ON” ，测 1 号端子对地电压（应为蓄电池电压，否则检修 2 号高度控制继电器及有关线路，正常接地）。 ② 检查高度控制传感器与悬架 ECU 之间的导线和插接器。检查各线束插接器应无松动；拔开线束插接器，插脚应无锈蚀；检测有导线连接的两插脚之间的通路情况。 ③ 检查车身高度传感器的功能。换上一只性能良好的车身高度传感器，看故障症状是否消除。若能消除，更换车身高度传感器；若不能消除，则检查或更换悬架 ECU 。 一旦 ECU 存储了故障码 21 、 22 ，说明前、后悬架执行器电路有断路或短路故障，就不执行减振和弹簧刚度控制。可能的故障部位有：电脑与悬架控制执行器之间的线路及插接器、悬架控制执行器、悬架 ECU 。 （9）悬架控制执行器电路的故障检查 ① 检查悬架控制执行器的电阻。拆下悬架控制执行器盖和执行器，拨开执行器插接器，测量控制执行器各端子的电阻。 各端子正常电阻如表所示。如果电阻值不正常，应更换悬架控制执行器。 ② 检查悬架控制执行器的动作。在悬架控制执行器各端子之间施加蓄电池电压（但施加蓄电池电压不要超过 1s ），检查执行器的工作情况。若检查结果不正常，则应更换悬架控制执行器。 ③ 检查悬架执行器的线路和插接器。检查执行器与电脑之间的线路和插接器，检查执行器的搭铁。若检查结果发现问题，更换或修理线路和插接器；若检查结果为正常，则应检查或更换悬架 ECU 。 一旦 ECU 存储器中存入故障代码 31 、 33 、 34 、 35 ，分别表明 1 号高度控制阀电路有短、断路、 2 号高度控制阀电路有短、断路（右悬架）、 2 号高度控制阀电路有短、断路（左悬架）、排气阀电路有短、断路，此时不执行汽车高度控制、减振力和弹簧刚度控制。 （10）高度控制阀电路的故障检查 ① 检查连接高度控制连接器的各端子时汽车高度是否改变。拆下行李箱右侧盖，测量高度控制连接器 2 、 3 、 4 、 5 、 6 端子与端子 8 间的电阻，均为 9 ～ 15  ；将点火开关转到“ ON” ，按表所示方式连接高度控制连接器的相关端子，汽车高度变化应符合要求。否则，应检查高度控制阀和排气阀。 ② 检查悬架 ECU 与高度控制连接器之间的配线和连接器是否断路。 ③ 检查高度控制阀和排气阀。拆下右前控制阀和排气阀，脱开阀的连接器，对 1 号高度控制阀和排气阀进行检查；拆下行李箱装璜前盖，脱开阀的连接器，对 2 号高度控制阀进行检查。各端子之间的电阻值符合表中的要求。 在相应端子上接蓄电池电压时，高度控制阀和排气阀应有工作声，不正常则应更换高度控制阀或排气阀，正常则检修高度控制阀或排气阀与连接器之间的配线及连接器。