電子控制懸架系統(tǒng)控制原理與檢修

摘 要：伴隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，汽車懸架通過電子技術(shù)進(jìn)行控制，這在一定程度上有效的提升了汽車的穩(wěn)定性和舒適性?；诖耍疚闹饕槍?duì)豐田雷克薩斯LS460中電子控制懸架系統(tǒng)的控制原理以及檢修進(jìn)行了探討

關(guān)鍵詞：電子控制；懸架系統(tǒng)；控制原理；檢修

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)于汽車行駛的穩(wěn)定性以及舒適性有了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求，而衡量汽車性能可以通過汽車的穩(wěn)定性以及舒適性進(jìn)行判斷。汽車懸架通過電子技術(shù)進(jìn)行控制，可以根據(jù)外部環(huán)境變換以及汽車性能變換做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，電控懸架可以自由變化，沒有固定的系數(shù)。正因?yàn)殡娍貞壹艿奶厥庑?，可以根?jù)道路變化和實(shí)際需要進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，這有效提高汽車的穩(wěn)定性和平順性，進(jìn)而提升汽車性能。通過結(jié)合豐田雷克薩斯LS460的實(shí)際駕駛情況，對(duì)電子控制懸架系統(tǒng)的控制原理以及檢修進(jìn)行分析。

1. 電子控制懸架系統(tǒng)概述

我們通過電子控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)于相應(yīng)元器件的控制的，然后再完成對(duì)于懸架特性的改造，從而有效保證懸架系統(tǒng)能夠適用于各種復(fù)雜的道路狀況，保證乘客乘坐汽車的舒適性、車輛行駛過程中的順暢性以及汽車操縱系統(tǒng)的穩(wěn)定性。總體來(lái)說(shuō)，我們可以將電子控制懸架系統(tǒng)劃分為以下兩個(gè)部分，即彈簧的彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)以及對(duì)于高度的調(diào)整功能。電子控制懸架系統(tǒng)則主要包括以下幾點(diǎn)：第一，當(dāng)?shù)缆匪角移囆旭偹俣容^快時(shí)，該系統(tǒng)能夠有效降低車身高度、使得彈簧變軟，實(shí)現(xiàn)車輛乘坐舒適性的提升；第二，當(dāng)?shù)缆窢顩r較差，崎嶇不平時(shí)，該系統(tǒng)能夠使車身高度上升，懸架硬度增加，減少車輛的顛簸性，提升車輛乘坐的舒適性；第三，該系統(tǒng)能夠有效防止車輛出現(xiàn)翻車以及橫向傾斜的問題，保證車輛前燈軸線不改變，提升車輛行駛的安全性。

2.豐田雷克薩斯LS460電子控制懸架系統(tǒng)的控制原理

2.1 基本控制原理

就豐田雷克薩斯LS來(lái)說(shuō)，其電子控制懸架系統(tǒng)基本工作原理如下：車輛的加速度、位移以及各種車輛目標(biāo)信息都是由車身狀態(tài)傳感器以及開關(guān)為ECU提供的，而ECU能夠根據(jù)各個(gè)傳感器發(fā)送的信息進(jìn)行分析計(jì)算，將整理之后的信息發(fā)送至懸架的執(zhí)行元器件，從而使執(zhí)行元器件能夠按照指令完成一系列的動(dòng)作。

2.2 系統(tǒng)控制原理

2.2.1 彈簧剛度和減振器阻尼力控制：彈簧的剛度以及減震器的阻尼控制具有以下特點(diǎn)：第一，通過汽車上安裝的傳感器能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到油門踏板的具體運(yùn)動(dòng)速度和位移量，在汽車行駛速度小于20Km/h并且油門踏板的運(yùn)動(dòng)加速度較大時(shí)，電子控制元件就能夠借助執(zhí)行器把彈簧的強(qiáng)度以及減震器的阻尼系數(shù)提升到一個(gè)較大的數(shù)值，進(jìn)而有效避免汽車起步過程中出現(xiàn)的車身后坐現(xiàn)象；第二，在本汽車中因?yàn)榘惭b了光電式傳感器，因此對(duì)于轉(zhuǎn)向盤的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能夠準(zhǔn)確測(cè)量出來(lái)，當(dāng)汽車進(jìn)行急轉(zhuǎn)彎時(shí)，傳感器會(huì)將這一變化傳遞給汽車控制系統(tǒng)，再通過執(zhí)行器完成對(duì)于彈簧器剛度以及減震器阻尼系數(shù)完成調(diào)節(jié)，使其數(shù)值上升到一個(gè)合理的程度，從而有效預(yù)防車身發(fā)生側(cè)傾；第三，當(dāng)車速超過60Km/h時(shí)就會(huì)啟動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)，即電子控制元器件會(huì)通過執(zhí)行器完成對(duì)于彈簧剛度以及減震器阻尼系數(shù)的調(diào)節(jié)，使其數(shù)值上升到合理的范圍內(nèi)，在完成調(diào)節(jié)之后，無(wú)論駕駛員產(chǎn)生什么樣的汽車控制狀態(tài)都能夠起到防止車身前傾的現(xiàn)象發(fā)生；第四，在汽車速度超過110Km/h的時(shí)候，電子控制單元就會(huì)通過執(zhí)行元器件完成對(duì)彈簧剛度以及減震器阻尼系數(shù)的調(diào)整，使其處于相對(duì)中間的位置，保證汽車在高速行駛過程中的穩(wěn)定性；第五，當(dāng)汽車速度處于30Km/ h-80Km/h之間時(shí)，當(dāng)汽車前輪檢測(cè)到路面存在較小的凸起時(shí)就會(huì)將這一信號(hào)傳遞至高度傳感器，并且在汽車后輪躍起之前通過電子控制元件使執(zhí)行器完成對(duì)彈簧剛度以及減震器阻尼系數(shù)的調(diào)節(jié)，使其數(shù)值達(dá)到最小，該種調(diào)節(jié)能夠極大地提升汽車乘坐的舒適性，但是出于對(duì)汽車操作穩(wěn)定性的保障，當(dāng)汽車行使速度超過80Km/h時(shí)，該種控制系統(tǒng)不會(huì)啟動(dòng)；第六，當(dāng)汽車的行駛速度在40Km/h-100Km/h之間，當(dāng)路面存在較大的凸起時(shí)，電子控制元件會(huì)借助執(zhí)行器完成對(duì)彈簧剛度以及減震器阻尼系數(shù)的調(diào)節(jié)，并且使其數(shù)值處于中間位置，該種調(diào)節(jié)能夠最大限度的控制汽車的前后顛簸以及振動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于汽車穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)。但是當(dāng)汽車的形式速度超過100Km/h并且存在路面崎嶇不平時(shí)，電子控制元件就會(huì)借助執(zhí)行器將彈簧剛度以及減震器的阻尼系數(shù)調(diào)節(jié)至最大值。

2.2.2 車身高度控制：對(duì)于豐田雷克薩斯LS460汽車來(lái)說(shuō)，電子控制空氣懸架車身高度控制子系統(tǒng)的組成主要包括空氣壓縮機(jī)、干燥器、排氣閥門以及兩個(gè)高度控制繼電器、兩個(gè)高度控制閥以及四個(gè)氣壓缸和四個(gè)車身高度傳感器以及懸架ECU組成。在汽車點(diǎn)火系統(tǒng)接通之后，懸架ECU將會(huì)控制2號(hào)高度控制繼電器線圈進(jìn)行通電，而2號(hào)高度控制繼電器則在閉合之前會(huì)保證車身上四個(gè)高度傳感器接通蓄電池。在汽車高度需要升高時(shí)，就會(huì)從ECU插接器中的RCMP的段子中發(fā)出信號(hào)，保證1號(hào)高度控制繼電器的線圈會(huì)通電，然后再接通壓縮機(jī)控制電路，激發(fā)壓縮機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生壓縮空氣。當(dāng)高度控制電磁閥們的線圈接通之后就會(huì)將壓縮空氣引致氣壓缸中，保證汽車上升有足夠的動(dòng)力支持。但是當(dāng)汽車高度下降時(shí)，高度控制閥門的電磁線圈以及排氣閥門電磁線圈都會(huì)通電，進(jìn)而促使排氣閥門打開，將氣壓缸中的壓縮空氣排放到大氣中，最終實(shí)現(xiàn)汽車高度的降低。當(dāng)汽車行駛路況較好時(shí)，車身高度則通過駕駛員進(jìn)行控制，若駕駛員選擇常規(guī)自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，汽車的高度就會(huì)處于標(biāo)準(zhǔn)位置，而選擇高值狀態(tài)的時(shí)候，汽車高度就會(huì)處于較高的位置。

3.豐田雷克薩斯LS460電子控制懸架系統(tǒng)的檢修

3.1 檢修目的及步驟

當(dāng)汽車輪胎氣壓滿足基本要求，并且汽車的高度處于正常狀態(tài)時(shí)，開啟發(fā)動(dòng)機(jī)，并且將汽車的高度開關(guān)從“NORM”調(diào)整至“HIGH”的位置。對(duì)于檢查所需的時(shí)間以及汽車高度應(yīng)當(dāng)滿足檢查的基本需求。對(duì)于汽車高度的控制來(lái)說(shuō)，從高度控制開關(guān)打開到空氣壓縮機(jī)開始工作大概需要2s，而從壓縮機(jī)開始工作到整個(gè)汽車高度調(diào)節(jié)的完成大概需要20s-40s時(shí)間，而汽車高度的變化量大約為10mm-30mm之間。當(dāng)汽車的高度處在“HIGH”位置的時(shí)候，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并且將汽車高度控制開關(guān)從“HIGH”的位置轉(zhuǎn)至“NORM”位置。汽車高度控制開關(guān)從打開到開始排氣的時(shí)間大約為2s，而從開始排氣到排氣完成的時(shí)間大約為20s-40s，汽車的高度變化大約處于10mm-30mm之間。當(dāng)檢查完成之后，汽車的基本狀態(tài)不滿足上述要求，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行深度檢查，進(jìn)一步確定汽車故障產(chǎn)生的原因和具體位置，并且進(jìn)行維修。進(jìn)行該檢查的基本目的在于完成對(duì)轉(zhuǎn)向器和停車燈開關(guān)信號(hào)輸入ECU正常性的判斷。將點(diǎn)火開關(guān)打開，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的連接器的端子TS和E1進(jìn)行短接。在進(jìn)行輸入信號(hào)的檢查過程中應(yīng)當(dāng)先按照表格中的基本要求完成操作。假如發(fā)動(dòng)機(jī)處于不同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，“NORM”的指示燈就會(huì)不斷閃爍，而正常狀況下來(lái)說(shuō)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于停車狀態(tài)時(shí)，汽車的高度控制指示燈就會(huì)以0.25s的頻率進(jìn)行閃動(dòng)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)為止。完成上述操作之后，按照操作表格要求進(jìn)行第二步的操作，即仔細(xì)觀察發(fā)動(dòng)機(jī)在不同狀態(tài)下時(shí)，“NORM”指示燈就會(huì)處于常亮狀態(tài)。對(duì)于溢流閥來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行檢查時(shí)是通過壓縮機(jī)工作完成對(duì)溢流閥空氣壓縮機(jī)工作一定的時(shí)間之后，進(jìn)行溢流閥釋放空氣的檢查；第三，將汽車點(diǎn)火關(guān)閉；第四，將診斷使用的代碼清除干凈，這是因?yàn)槠仁箟簹鈾C(jī)進(jìn)行工作時(shí)ECU會(huì)自動(dòng)記錄相應(yīng)的診斷代碼。仔細(xì)檢查各種管道連接的嚴(yán)密性，具體檢查辦法為將汽車高度上升，迫使發(fā)動(dòng)機(jī)停車，在各種管道的接口處施加肥皂水，觀察氣泡現(xiàn)象。

3.2 檢修方法

3.2.1 汽車高度調(diào)整方法：第一，將鎖緊的的高度傳感器螺母擰松；第二，轉(zhuǎn)動(dòng)高度控制傳感器的連接桿，完成螺栓長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)。高度傳感器的連接桿每經(jīng)過一周的旋轉(zhuǎn)能夠使汽車的高度改變大約4mm；第三，在進(jìn)行汽車高度的調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢查高度傳感器的連接桿尺寸是否超過了極限值；第四，暫時(shí)將連接桿上的鎖緊螺母擰緊；第五，再次進(jìn)行汽車高度的檢查，確保汽車高度處于合理的范圍之內(nèi)；第六，按照手冊(cè)要求的力矩大小將鎖緊螺母擰緊。

3.2.2漏氣檢查方法：認(rèn)真檢查空氣懸架系統(tǒng)中各個(gè)管道之間連接的嚴(yán)密性，具體的檢查步驟如下：第一，將高度控制開關(guān)轉(zhuǎn)至“HIGH”的位置；第二，將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；第三，在管道的各個(gè)連接處涂抹肥皂水，檢查管道的嚴(yán)密性。

3.2.3指示燈檢查方法：第一，將點(diǎn)火開關(guān)打開，并且保證照明燈始終處于點(diǎn)亮狀態(tài)；第二，進(jìn)行懸架控制指示燈和高度控制指示燈的檢查，并且保證其點(diǎn)亮?xí)r間為2s左右。在將懸架控制的開關(guān)轉(zhuǎn)至“SPORT”的位置時(shí)，懸架控制的指示燈將會(huì)常亮，另一方面來(lái)說(shuō)，在高度控制開關(guān)處于“NORM”或者“HIGH”的位置時(shí)，高度控制指示燈也會(huì)處于常亮狀態(tài)。但是當(dāng)高度控制“NORM”的指示燈閃亮頻率為1s時(shí)，則說(shuō)明ECU的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)著相應(yīng)的故障代碼。

3.2.4 診斷代碼檢查方法：第一，將點(diǎn)火開關(guān)打開；第二，將診斷和或者檢查連接器的端子TC和E1連接在一起；第三，仔細(xì)觀察高度控制“NORM”指示燈的閃亮頻率，并且完成對(duì)診斷代碼的讀??；第四，當(dāng)沒有診斷代碼輸出時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查TC端子的電路。當(dāng)指示燈閃亮的頻率恒定時(shí)則說(shuō)明懸架控制系統(tǒng)處于正常狀態(tài)；第五，當(dāng)診斷完成之后將端子TC和E1斷開；第六，對(duì)于診斷代碼的清除我們可以通過關(guān)斷點(diǎn)火開關(guān)，并且將接線盒中的ECU拆下10s以上完成。

4. 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于汽車傳統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的平順性和操作穩(wěn)定性矛盾都通過電子控制懸架得到了有效解決，基于此，電子控制懸架系統(tǒng)在未來(lái)的汽車中將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行汽車故障檢查時(shí)應(yīng)當(dāng)借助電腦，并且結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)做到準(zhǔn)確判斷和排故。

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