空氣懸架電控系統(tǒng)的構(gòu)成及其功能

摘要：

基于分離式常閉電磁閥的電子控制空氣懸掛系統(tǒng)，即ECAS是利用控制器通過分離式常閉電磁閥自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣空氣彈簧動(dòng)作的懸掛系統(tǒng)。介紹了ECAS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，并對(duì)其安裝、使用和診斷等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：

ECAS控制器；分離式常閉電磁閥；傳感器

中圖分類號(hào)：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2014）20019301

空氣懸架系統(tǒng)系統(tǒng)是以空氣彈簧作為彈性元件的懸架總稱。根據(jù)控制系統(tǒng)來分可以進(jìn)一步分為機(jī)械式控制空氣懸架和電子控制空氣懸架系統(tǒng)（Electronically Controlled Air Suspension System，簡(jiǎn)稱ECAS）。ECAS可以根據(jù)車身高度變化量和空氣彈簧壓力信號(hào)，由電子控制單元（ECU）控制氣路系統(tǒng)中的電磁閥執(zhí)行元件，進(jìn)而調(diào)整橡膠空氣彈簧內(nèi)的壓縮空氣量，懸架剛度和車身高度隨之改變，以抑制車輛急加速、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的俯仰運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的側(cè)傾運(yùn)動(dòng)，保持車身姿態(tài)平衡。ECAS能夠有效地提高車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。

1ECAS的硬件構(gòu)成

ECAS的硬件構(gòu)成主要由信號(hào)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)分析及處理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)四部分組成。

信號(hào)采集部分主要由高度傳感器和壓力傳感器組成。高度傳感器安裝在車架附近，壓力傳感器需要安裝在盡量靠近橡膠空氣彈簧的位置，要求能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出空氣彈簧的實(shí)際壓力。

信號(hào)傳輸部分，包含汽車用電線束和手動(dòng)遙控手柄。

信號(hào)分析及處理部分是指ECU，其主要作用將壓力傳感器和高度傳感器輸入的壓力和車架高度信號(hào)，轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)，比較輸入值與指標(biāo)值，在出現(xiàn)偏差的情況下估計(jì)所需要的控制反應(yīng)，發(fā)出電磁閥的控制信號(hào)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指分離式的常閉式電磁閥，外形和安裝尺寸與ABS的電磁閥一致，能夠?qū)崿F(xiàn)橡膠空氣彈簧的增壓、減壓、保壓。該類型的電磁閥與國(guó)外ECAS電磁閥相比具有成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

2ECAS的功能

空氣懸架電控系統(tǒng)具有以下功能：高度平衡調(diào)節(jié)、過載保護(hù)、提升橋自動(dòng)調(diào)節(jié)功能、牽引幫助、遙控功能、故障自診斷。

2.1高度平衡調(diào)節(jié)

無ECAS系統(tǒng)的車輛車身高度會(huì)隨著車輛負(fù)載的變化而相應(yīng)的升高或者降低，這樣會(huì)對(duì)車輛的舒適型、操控以及行駛安全造成影響。有ECAS系統(tǒng)的車輛會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)車輛的高度平衡，使其保持在一個(gè)恒定的高度。當(dāng)車輛在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，車輛會(huì)以1s為周期檢測(cè)車輛的高度。當(dāng)與額定高度之差超過允許的誤差值時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)ECAS氣壓調(diào)節(jié)閥，使空氣彈簧氣壓升高或者降低，從而調(diào)節(jié)車身高度。當(dāng)車輛處于行駛狀態(tài)時(shí)，為了排除路面顛簸對(duì)傳感器的不良影響，ECAS的調(diào)節(jié)周期改為1分鐘，從而減少誤判斷和誤動(dòng)作。在駕駛室有一個(gè)設(shè)置車輛高度的開關(guān)，可以通過該開關(guān)來改變控制器中的額定正常高度值。

2.2超載保護(hù)

當(dāng)車輛負(fù)載超過額定的重量時(shí)，車輛就會(huì)自動(dòng)泄壓，將車身高度明顯降低，警告司機(jī)此時(shí)已經(jīng)超載，應(yīng)謹(jǐn)慎駕駛或者停車檢查。

提升橋自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。當(dāng)車輛提升橋處于懸浮狀態(tài)時(shí)，如果此時(shí)通過壓力傳感器檢測(cè)到車身的負(fù)載達(dá)到一定值，車輛的提升橋就會(huì)自動(dòng)落下。承擔(dān)一部分車輛負(fù)載，保護(hù)驅(qū)動(dòng)橋不會(huì)過載，減少驅(qū)動(dòng)橋輪胎的磨損并延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)橋輪胎的使用壽命。在車輛提升橋落下時(shí)，當(dāng)提升橋壓力小于額定值，為了減少提升橋的輪胎磨損以及獲得比較大的牽引力，ECAS自動(dòng)調(diào)節(jié)提升橋升起。

2.3牽引幫助

當(dāng)駕駛室內(nèi)的牽引幫助開關(guān)按下，提升橋自動(dòng)升起，使?fàn)恳龢颢@得最大牽引力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)橋壓力接近或者大于額定的牽引壓力極限值時(shí)提升橋自動(dòng)落下，并且分擔(dān)部分負(fù)載壓力，并且使?fàn)恳龎毫κ冀K處于最大值，以獲得最大的牽引力。如果車輛的車速大于30Km/h或者牽引幫助的開關(guān)松開，車輛自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

2.4遙控功能

出于安全方面的考慮，在車輛高速行駛過程中遙控按鍵是不起作用的，只有當(dāng)車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)或者車速小于30Km/h，才允許駕駛員對(duì)車輛高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。遙控的主要功能是調(diào)節(jié)車身高度。當(dāng)需要車身高度降低時(shí)可以：

按下車輛“驅(qū)動(dòng)橋預(yù)選鍵”，此時(shí)“驅(qū)動(dòng)橋選中指示燈”亮。選擇“上升”或者“下降”按鍵按住不動(dòng)，調(diào)節(jié)車身的高度，當(dāng)?shù)竭_(dá)適宜位置后松開按鍵，再按一下驅(qū)動(dòng)橋的選擇按鍵，此時(shí)“驅(qū)動(dòng)橋選中指示燈”滅，調(diào)節(jié)完成。此時(shí)，當(dāng)前高度就是車輛的正常高度參考值。只有當(dāng)下次鑰匙開關(guān)啟動(dòng)才會(huì)恢復(fù)ECU默認(rèn)值。

另外，“當(dāng)正常高度”按鍵被按下時(shí)，車輛會(huì)將正常高度值I作為當(dāng)前的正常高度參考值，車輛高度會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到正常高度值I。

2.5故障自診斷功能

目前對(duì)ECAS的診斷方式主要有閃碼診斷和使用診斷儀診斷。當(dāng)ECAS系統(tǒng)存在故障時(shí)，故障燈就會(huì)常亮，當(dāng)進(jìn)入診斷狀態(tài)時(shí)就會(huì)自動(dòng)閃碼，根據(jù)閃碼查找故障代碼表就可以得到相應(yīng)的故障狀態(tài)。如果閃碼為先閃兩下，再閃一下的話，則對(duì)應(yīng)故障2-1——為驅(qū)動(dòng)軸左壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)氣電磁閥故障。

3ECAS的安裝

ECAS安裝比較簡(jiǎn)單，氣路只要從儲(chǔ)氣筒接出五根氣管分別接到5個(gè)常閉電磁閥的1口上。然后將5個(gè)常閉電磁閥的2口依次接到相對(duì)應(yīng)的空氣彈簧進(jìn)氣口即可。

ECAS的電路需要嚴(yán)格按照電路圖標(biāo)識(shí)連接，在駕駛室需要安裝四個(gè)指示燈：提升橋指示燈，當(dāng)提升橋落下時(shí)指示燈亮；安全狀態(tài)指示燈，車輛不在正常高度或者系統(tǒng)本身沒有問題但車輛處于某種功能中時(shí)燈亮：驅(qū)動(dòng)幫助指示燈，當(dāng)車輛進(jìn)入驅(qū)動(dòng)幫助功能時(shí)該指示燈亮；報(bào)警燈，有故障時(shí)點(diǎn)亮。

4結(jié)束語

這種基于分離式常閉電磁閥的ECAS，進(jìn)過裝車道路試驗(yàn)，產(chǎn)品的功能與性能與國(guó)外產(chǎn)品一致，能夠滿足客戶的使用要求，同時(shí)產(chǎn)品的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外產(chǎn)品，市場(chǎng)前景較好。