汽車電控懸架系統(tǒng)檢修關鍵技術研究

王紅 邱官升

摘 要： 隨著經濟的快速發(fā)展，人們生活水平日益提高，對汽車性能的要求也逐漸提升，汽車各種技術不斷提升。電控懸架系統(tǒng)在提升汽車舒適性、操縱穩(wěn)定性等方面上發(fā)揮著重要作用。隨著電子技術在汽車懸架控制中的廣泛應用，傳統(tǒng)的懸架已經難以滿足提高汽車性能的需求。對汽車電控懸架系統(tǒng)檢修關鍵技術進行了研究。應用電子技術的懸架系統(tǒng)在顯著提高汽車舒適度的同時，由于系統(tǒng)中具有多個傳感器，增加了電控懸架系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的檢修難度，因此需對電控懸架系統(tǒng)中的故障進行有效識別，采用科學高效檢測技術進行判斷，確保故障能夠及時檢修，從而確保用戶在操作過程中汽車的穩(wěn)定性，提升處于行駛狀態(tài)中汽車的舒適度。

關鍵詞： 電控懸架系統(tǒng); 傳感器故障; 檢修關鍵技術

中圖分類號： U463.33

文獻標志碼： A

文章編號：1007-757X（2019）06-0153-03

Abstract： With the rapid development of the economy， people's living standards are improving day by day， and the requirements for automobile performance are gradually improved. Various technologies of automobiles are continuously improved. The electronically controlled suspension system improves vehicle comfort and steering stability. It plays an important role. With the wide application of electronic technology in automotive suspension control， the traditional suspension has been difficult to meet the needs of improving vehicle performance. This paper mainly studies the key technologies of vehicle electronically controlled suspension system maintenance. The suspension technology of electronic technology can significantly improve the comfort of the car. At the same time， because there are multiple sensors in the system， it is more difficult to overhaul when the electronically controlled suspension system fails， so it needs to be in the electronically controlled suspension system. The sensor is effectively identified， and the scientific and efficient detection technology is used to judge the sensor failure to ensure that the fault can be repaired in time， thereby ensuring the stability of the vehicle during the operation and improving the comfort of the vehicle in the driving state.

Key words： Electronically controlled suspension system; Sensor failure; Key technical overhaul

0 引言

快速發(fā)展的社會經濟使人們的生活水平不斷提高，汽車的發(fā)展速度也在不斷提高，一方面汽車已經成為人們出行或承重不可或缺的交通工具，另一方面人們對汽車的性能要求也不斷提高。在汽車平穩(wěn)駕駛上電控懸架系統(tǒng)起到重要作用，最近幾年逐漸在汽車產業(yè)中得以廣泛應用，對各種懸架系統(tǒng)控制的開發(fā)應用及維護成為汽車行業(yè)的研究重點方向之一，推動了電子控制懸架系統(tǒng)性能不斷優(yōu)化和完善，但隨著汽車制造普遍應用電子技術，傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)已難以滿足汽車功能完善的需求，作為懸架系統(tǒng)中的重要部分，傳感器的應用與開發(fā)是電控懸架系統(tǒng)的重點，本文主要對汽車電控懸架系統(tǒng)檢修關鍵技術進行了研究，通過采用相應的檢修技術完成對電控懸架系統(tǒng)的故障的檢修和分析，以確保汽車穩(wěn)定性，并使其舒適度得到進一步提高[1]。

1 需求分析

不斷發(fā)展的社會經濟推動了人們生活水平的不斷的提高，汽車作為目前日常生產及生活廣場中不可或缺的交通工具，人們對汽車的穩(wěn)定性和舒適度的需求也在不斷提升，兩種性能舒適性與操縱性的兼顧實現(xiàn)是汽車設計者的研究重點，對懸架阻尼及車身高度可通過懸架系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)合控制過程，能夠使乘坐舒適性問題（包括車體振動、懸架動撓度等）得以有效解決，同時可使行車安全性和操縱穩(wěn)定性得以有效提高。在車輛穩(wěn)定行駛過程中起到重要作用的減震系統(tǒng)，使采用傳統(tǒng)被動懸架的方式已經難以滿足提高車輛穩(wěn)定及安全性能的需求，促使電控懸架逐漸發(fā)展起來，被廣泛應用到汽車制造中，為保證汽車平穩(wěn)行駛提供了重要支撐，電控空氣懸架技術近幾年發(fā)展迅速，在設計汽車懸架系統(tǒng)中應用較為廣泛，對安全有效的智能檢修及控制方法進行研究以成為電控懸架系統(tǒng)的研究重點，尤其是在汽車緊急加速、轉彎及制動的情況下，懸架需具有良好的堅硬度，需提高車用微機的質量，確保控懸架系統(tǒng)中的傳感器及執(zhí)行元件的高效工作，汽車在正常行駛過程中需通過懸架中的傳感器使其具有良好的柔韌性，因此需采用科學的檢修技術對電控懸架系統(tǒng)中的故障進行有效的識別和檢測，及時找出相應故障并進行有針對性的檢修，確保汽車在行駛過程中的舒適度[2]。

2 車高傳感器及汽車供氣系統(tǒng)的檢修

電控懸架系統(tǒng)所具備的良好性能使其得以在汽車行業(yè)中得以廣泛應用，因此作為電控懸架系統(tǒng)中的主要構成部件，傳感器的識別與檢修工作及其重要，需此案去科學合理的檢修技術避免故障的發(fā)生，通過平衡地面反力使車身所受影響程度得以有效降低，從而提升汽車的穩(wěn)定性與舒適性。

2.1 車高傳感器的原理與檢修

以車身多項信號為依據（包括高度、車速、轉向角、速率、制動等），電控懸架系統(tǒng)能夠對懸架執(zhí)行機構進行有效控制（通過電子控制單元ECU），使懸架系統(tǒng)的相關參數得以改變（包括車身高度、剛度、減振器阻尼力等），從而確保使用者在操作汽車過程中具有良好的穩(wěn)定性、舒適性及通過性體驗，電控懸架系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢在于其能夠以不同的路況和行駛狀態(tài)為依據，使懸架做出相應反應。而由于系統(tǒng)中具有多個傳感器，增加了電控懸架系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的檢修難度，本文主要研究了電控懸架系統(tǒng)故障檢修的關鍵技術[3]。

在電控懸架系統(tǒng)中，車高傳感器（霍爾效應傳感器）作為主要功能模塊需負責監(jiān)測車底高度變化，車身高度傳感器在汽車實際應用中以有源非接觸轉角傳感器較為普遍，為確保性能需在懸架與車身間安裝該傳感器，以實現(xiàn)對懸架振動幅度的精確感知，該傳感器以磁場作為其工作媒體，通過轉換車輛的運動參量實現(xiàn)以數字電壓作為實際輸出形式，ECU在此基礎上可對行駛高度完成準確的量化計算過程，從而根據實際道路變化情況對車身高度進行控制，使車底同路面凸出物間的擦刮及凹陷處導致的顛簸情況得以有效避免。對車輛高度的動態(tài)變化情況通過光敏三極管或光電二極管的使用即可完成監(jiān)測過程，并將檢測結果傳遞給ECU。ECU在執(zhí)行元件作用下以行駛中的汽車荷載為依據，對車身高度進行動態(tài)的調節(jié)，以維持車身高度保證汽車平穩(wěn)運行，使汽車在前后左右車輪載荷發(fā)生改變時不會受到荷載情況的影響。同時為確保車身高度基本保持不變，能夠對車輪懸架剛度根據汽車實際進行制動、起步、轉向等情況時進行調整，從而使汽車抗俯仰及抗側傾的能力得以顯著增強[4]。

車高傳感器的工作原理在于充分利用連桿，通過調節(jié)連桿長度能夠對10 cm范圍內的懸架改變情況進行測量，測得懸架與車身間距離，并在此基礎上將其轉換為角度變化值，接下來再將角度變化量通過輸出電壓的線性改變情況完成測量，小于等于5 V的電壓值對應傳感器表征變化在±40°，然后在通過ECU檢測車高傳感器的輸出信號（根據固定的時間間隔），并在此基礎上完成對各區(qū)域所占比值的判斷，根據判斷結果決定是否調整車高及調整幅度（如果百分比超過規(guī)定值則開始進行調整），與此同時通過開啟空氣排氣閥及壓縮機，完成對空氣懸架主氣室空氣量的控制，確保車身高度根據實際路況調整到合理范圍內，進而完成調整過程。在車高傳感器檢修過程中，光敏三極管、發(fā)光二極管臟污損壞（槽殘缺、遮光盤變形）較為常見，包括電路短路/斷路、接觸不良等，這些故障的發(fā)生會使傳感器輸出信號并減弱，嚴重時甚至沒有輸出信號，進而導致懸架控制系統(tǒng)無法正常工作。因此在檢測車高傳感器時需首先觀察光電耦合件與遮光盤，在確保其干凈整潔并且連接線路無故障的基礎上，則需將車高傳感器拆卸下來，利用導線完成同插頭電源的連接后，打開點火開關使傳感器軸川渝緩慢轉動的狀態(tài)，然后測量插頭上信號插孔的電壓值（使用萬用表即可完成），電壓值位于0～1 V區(qū)間內則表示車高傳感器性能優(yōu)良，不在此區(qū)間內需更換該傳感器[5]。

2.2 汽車供氣系統(tǒng)的檢查

（1） 壓縮機，在接通點擴開關的情況下，對插頭端子進行控制（通過使用專用跨接線短接高度即可完成），對運轉狀態(tài)下的壓縮機的工作情況根據聲音進行判斷，并在壓縮機持續(xù)運行幾分鐘后，檢查其逆流閥的排氣情況、溫度及振動情況。

（2） 漏氣檢測，在檢查漏氣情況時需車輛處于HIGH位置，并且滿足主空氣室氣充足的條件，在此基礎上關閉發(fā)動機，在可能有漏氣的地方涂抹充足的肥皂水，根據是否有氣泡漏出情況判斷漏氣點[6]。

3 方向盤轉角傳感器原理及檢修

為實現(xiàn)轉向角度以及方向的準確檢測，通常需在轉向組合開關上安裝方向盤轉角傳感器，ECU在所設定的方向盤車速與轉角比值過大的情況下會通過彈簧剛度與減震力的增加，完成對車身側傾程度的抑制。目前汽車中的方向盤轉角傳感器以光碼盤式（非接觸有源角度）及齒輪式（接觸有源角度）為主，兩種傳感器皆由大盤完成對小盤的帶動作用，在其作用下根據存在相位差的小盤的輸出信號（信號通常為數字信號，CAN 信號亦可）即可判斷方向盤的正反轉情況。在通過控制器處理方向盤轉角傳感器時，需注意信號更新及傳送速率問題，通過合理的選擇以保證電控懸架系統(tǒng)的性能[7]。

檢修方向盤轉角傳感器的常用方法包括：（1）在拆除儀表臺下手套箱的基礎上連通點火開關，通過緩慢轉動方向盤，測量電控懸架系統(tǒng)ECU中包括SS1及SS2在內的連接器端子同車身接地間的電壓值，如果電壓變化值位于0～5 V區(qū)間內，則傳感器性能良好;（2）拆卸下方向盤后，將方向盤同連接器分離，然后連通點火開關，在此基礎上測量端子1，2 間的電壓值，如果電壓值位于9～14 V區(qū)間內，則傳感器性能良好;（3）拆下方向盤后將方向盤同連接器分離，使傳感器旋轉部分處于緩慢轉動狀態(tài)，施加蓄電池電壓（在端子間），

測量端子2與 7，8 間的電壓值，如果電壓值位于0～∞區(qū)間內則傳感器性能良好[8]。

4 總結

為提升汽車舒適性、操縱穩(wěn)定性，電控懸架系統(tǒng)逐漸發(fā)展并完善起來，隨著電子技術在汽車懸架控制中的廣泛應用，傳統(tǒng)的懸架已經難以滿足優(yōu)化性能的需求，本文主要對汽車電控懸架系統(tǒng)檢修關鍵技術進行了研究，基于電子技術的懸架系統(tǒng)在使汽車的舒適度得以顯著提高的同時，由于系統(tǒng)中具有多個傳感器，增加了電控懸架系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的檢修難度，因此需對電控懸架系統(tǒng)中的傳感器進行有效識別，采用科學高效檢測技術對傳感器故障進行判斷，確保故障能夠及時檢修，從而確保用戶在操作過程中汽車的穩(wěn)定性，提升處于行駛狀態(tài)中汽車的舒適度。

參考文獻

[1] 呂科，楊正才，趙寶.遞歸對角神經網絡算法在汽車主動懸架控制系統(tǒng)中的研究[J].燕山大學學報， 2017（1）：27-31.

[2] 湯瑞清，郭利.基于虛擬樣機技術的汽車懸架轉向系的研究[J].機械設計與制造工程， 2016（12）：13-16.

[3] 張春民.汽車懸架系統(tǒng)電控減振技術及應用分析[J].中國高新技術企業(yè)， 2016（20）：53-54.

[4] 姚謝鈞，陳德玲.寬體輕客車型電控式空氣懸架開發(fā)[J].客車技術與研究， 2016（3）：29-32.

[5] 黃彧.關于汽車底盤電控技術現(xiàn)狀與發(fā)展的研究[J].科技展望， 2016（14）：157-158.

[6] 呂科，楊正才，趙寶.遞歸對角神經網絡算法在汽車主動懸架控制系統(tǒng)中的研究[J].燕山大學學報， 2017（1）：27-31.

[7] 湯瑞清，郭利.基于虛擬樣機技術的汽車懸架轉向系的研究[J].機械設計與制造工程， 2016（12）：13-16.

[8] 張春民.汽車懸架系統(tǒng)電控減振技術及應用分析[J].中國高新技術企業(yè)， 2016（20）：53-54.

（收稿日期： 2019.01.22）