目 录
一、电子控制悬架系统概述·····················································2 （一）电子控制悬架系统的功能·················································3 （二）电子控制悬架系统的种类·················································3 二、电子控制悬架系统传感器···················································3 （一）车身高度传感器·························································4 （二）方向盘转角传感器·······················································6 （三）车速传感器·····························································7 （四）加速信号·······························································8 （五）车门信号·······························································8 （六）制动信号·······························································8 （七）悬架控制开关···························································8 三、电子控制悬架系统电子控制模块·············································9 （一）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的功用···························9 （二）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的结构··························10 （三）电控空气悬架系统电子控制模块（悬架ECU）的工作原理······················10 四、电子控制悬架系统执行器··················································10 （一）电控空气悬架系统执行器的功用··········································11 （二）电控空气悬架系统执行器的结构和工作原理································11 （三）电控空气悬架系统执行器的分类··········································11 五、电子控制悬架系统故障诊断与检测··········································12 （一）驱动循环诊断··························································13 （二）维修间诊断····························································14 （三）弹簧充气诊断··························································16 参考文献···································································18
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电控悬架系统控制原理和检修
[摘 要] 电子技术与汽车技术的结合形成了一门新技术——汽车电子技术，随着汽车电子技术的日趋完善，时至今日，汽车电子化已达到相当高的程度。汽车电子技术已成为一个国家汽车工业发展的标志。本篇论文不仅对应用广泛的电子控制悬架系统的原理进行了系统阐述，而且对其诊断与检测也作了详细的介绍。
[关键词] 电子控制悬架系统 传感器 电控空气悬架系统电子控制模块 电控空气悬架
系统执行器 诊断与检测
Electronically Controlled Suspension System Control Principle and overhaul Abstract: Electronic technology and automotive technology formed a new technology - automotive
electronics, automotive electronics with the maturing technology, to date, automotive electronics have reached a very high level. Automotive electronic technology has become a symbol of national auto industry development. This paper not only on the application of a wide range of electronically controlled suspension system on the principle of the system, and its diagnosis and testing were also made in detail.
Key words: Electronically controlled suspension system Sensor Electronically Controlled Air Suspension System Electronic Control Module Electronically Controlled Air Suspension System actuator Diagnosis and Detection
一、电子控制悬架系统概述
汽车悬架的作用是缓冲和吸收来自车轮的振动，在汽车行驶过程中还要传递车轮与路面间产生的驱动力和制动力。汽车在转向时，悬架还要承受来自车身的侧向力，并在汽车起步和制动时能够抑制车身的俯仰振动，提高汽车的行驶稳定性和乘坐的舒适性。
传统的悬架系统主要由弹簧、减振器和导向机构三部分组成。其中弹簧、减振器和轮胎的综合特性，决定了汽车的行驶性、操纵性和乘坐的舒适性。尽管多年来汽车悬架系统作了许多改进，但由于传统悬架系统使用的是定刚度弹簧和定阻尼系数减振器，只能适应特定的道路与行驶条件，无法满足变化莫测的路面状况和汽车行驶状况，而且这种悬架只能被动地承受地面对车身的各种作用力，无法对各种情况进行主动地调节，使操纵性和乘坐舒适性达到和谐。所以，一般称传统悬架系统为被动悬架系统。 随着人们对汽车操纵性和舒适性要求的不断提高，以及电子技术的飞速发展，电子控制技术被有效应用于现代汽车悬架系统。电子控制悬架系统的最大优点就是它能使悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应。既能使汽车的乘坐舒适性达到令人满意的状态，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。
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（一）电子控制悬架系统的功能
电子控制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，突破传统被动悬架的局限性，使汽车的悬架特性与道路状况和行驶状态相适应，从而保证汽车行驶的平顺性和操纵的稳定性要求都能得到满足。其基本功能有： 1、车高调整
无论车辆的负载多少，都可以保持汽车高度一定，车身保持水平，从而使前大灯光束方向保持不变；当汽车在坏路面上行驶时，可以使车高升高，防止车桥与路面相碰；当汽车高速行驶时，又可以使车高降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性。 2、减振器阻尼力控制
通过对减振器阻尼系数的调整，防止汽车急速起步或急加速时车尾下蹲；防止紧急制动时的车头下沉；防止汽车急转弯时车身横向摇动；防止汽车换挡时车身纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性。 3、弹簧刚度控制
与减振器一样在各种工况下，通过对弹簧弹性系数的调整，来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性。 有些车型只具有其中的一个或两个功能，而有些车型同时具有以上三个功能。
（二）电子控制悬架系统的种类
现代汽车装用的电子控制悬架系统种类很多。 按传力介质的不同可分为气压式和油压式两种。
按控制理论不同电子控制悬架系统可分为半主动式、主动式两大类。其中半主动式又分为有级半主动式(阻尼力有级可调)和无级半主动式(阻尼力连续可调)两种；主动式悬架根据频带和能量消耗的不同，分为全主动式(频带宽大于15 Hz)和慢全主动式（频带宽3—6 Hz）；而根据驱动机构和介质的不同，可分为电磁阀驱动的油气主动式悬架和由步进电动机驱动的空气主动式悬架。
无级半主动悬架可以根据路面的行驶状态和车身的响应对悬架阻尼力进行控制，并在几毫秒内由最小到最大，使车身的振动响应始终被控制在某个范围内。但在转向、起步、制动等工况时不能对阻尼力实施有效的控制。它比全主动式悬架优越的地方是不需要外加动力源，消耗的能量很小，成本较低。 主动式悬架是一种能供给和控制动力源(油压、空气压)的装置。根据各种传感器检测到的汽车载荷、路面状况、行驶速度、起动、制动、转向等状况的变化，自动调整悬架的刚度、阻尼力以及车身高度等。它能显著提高汽车的操纵稳定性和乘坐舒适性。
二、电子控制悬架系统传感器
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。下面具体介绍这几种传感器。
（一）车身高度传感器
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车身高度传感器的作用是把车身高度（汽车悬架装置的位置量）转换为电信号送给悬架ECU。高度传感器的数量与车上装备的电控空气悬架系统的类型有关。高度传感器的一端与车架连接，另一端装在悬架系统上。
图2-1 车身高度传感器的安装位置
在空气悬架上，高度传感器用于采集车身高度信息；在某些行驶平顺性控制系统上，高度传感器还用来探测悬架运动情况以确定是否需要硬阻尼。
车身高度传感器可以是模拟式的，也可以是数字式的；可以是线位移式，也可以是角位移式的。下面详细介绍模拟式高度传感器和数字式高度传感器。 1、模拟式高度传感器
模拟式高度传感器给悬架ECU提供与车身高度相关的、连续的电压信号。每个高度传感器在悬架ECU内都设定有一个基准电压值，该基准值是高度传感器在汽车处于正常行驶高度时传给悬架ECU的电压。悬架ECU将高度传感器的实际电压信号与设定的基准值比较，并根据此比较进行调整。模拟式传感器有一个3线连接器，三线分别是地线、电源线和信号线。
如图2-2所示为福特轿车电控空气悬架系统的模拟式高度传感器。它的上端有一个磁性滑阀，当汽车的车身高度发生变化时，磁性滑阀就在传感器的阀壳内上下运动。传感器的阀壳内有两个电控开关（超高开关和欠高开关），电控开关通过线束与悬架ECU连接。如图2-3所示为后悬架高度传感器在车身上的安装位置。
模拟式高度传感器的工作过程：
①汽车高度正常时，电控开关关闭，悬架ECU接收到汽车高度为正常的信号。
②当汽车高度增加时，磁性滑阀上移，超高开关打开，并向悬架ECU输送车身高度增加的信号。悬架ECU收到此信号后，控制空气弹簧电磁阀和排气电磁阀打开，使空气弹簧放气，以降低车身高度，使其达到标准高度（即平衡高度，是指汽车正常行驶时车身应该保持的高度）。
③当车身高度降低时，，磁性滑阀下移，欠高开关打开，并向悬架ECU输送车身高度降低的信号（即欠高信号），悬架ECU收到欠高开关的信号后，控制空气压缩机继电器接通，使空气压缩机工作，同时悬架ECU控制空气弹簧电磁阀打开，使空气压缩机产生的压缩空气充入空气弹簧，从而使车身高度增加，直至达到标准高度。
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图2-2 福特轿车电控空气悬架系统的
模拟式高度传感器
1—电线束；2—阀壳与电控开关；2—夹子；4—防尘罩；5—球头螺钉；6—磁性滑阀
图2-3 福特轿车电控空气悬架系统的后悬
架高度传感器的安装位置
1—悬架摆臂连接器；2—后部高度传感器；3—
车体连接器
警告 高度传感器不能修理，损坏的传感器必须整件更换。 2、数字式高度传感器
现在应用最广泛的是光电式数字车身高度传感器，其工作原理如图2-4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发光二极管和光敏三极管，组成四对光电耦合器（信号发生器）。当车身高度变化时，车身与悬架臂作相对运动，连接杆带动传感器轴和遮光盘一起转动。当遮光盘上的槽对准耦合器时，光敏三极管通过该槽感受到发光二极管发出的光线，光电耦合器输出导通(ON)信号，反之则输出截止(OFF)信号。只要使遮光盘上的槽适当分布，就可以利用这四对光电耦合器导通和截止的组合，把车身高度的变化分成16个区域进行检测，具体划分见表2-1。这种高度传感器有一个六线连接器──电源线、地线及四个信号线。
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