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。基于此，本文主要針對豐田雷克薩斯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)展和社會的進(jìn)步，對于汽車行駛的穩(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)。正因為電控懸架的特殊性，可以根據(jù)道路變化和實際需要進(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的實際駕駛情況，對電子控制懸架系統(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現(xiàn)對于相應(yīng)元器件的控制的，然后再完成對于懸架特性的改造，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。總體來說，我們可以將電子控制懸架系統(tǒng)劃分為以下兩個部分，即彈簧的彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)以及對于高度的調(diào)整功能。電子控制懸架系統(tǒng)則主要包括以下幾點：第一，當(dāng)?shù)缆匪角移囆旭偹俣容^快時，該系統(tǒng)能夠有效降低車身高度、使得彈簧變軟，實現(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，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來說，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)各個傳感器發(fā)送的信息進(jìn)行分析計算，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：第一，通過汽車上安裝的傳感器能夠準(zhǔn)確檢測到油門踏板的具體運(yùn)動速度和位移量，在汽車行駛速度小于20Km/h并且油門踏板的運(yùn)動加速度較大時，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，在本汽車中因為安裝了光電式傳感器，因此對于轉(zhuǎn)向盤的實際運(yùn)動狀態(tài)能夠準(zhǔn)確測量出來，當(dāng)汽車進(jìn)行急轉(zhuǎn)彎時，傳感器會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時就會啟動緊急制動系統(tǒng)，即電子控制元器件會通過執(zhí)行器完成對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的時候，電子控制單元就會通過執(zhí)行元器件完成對彈簧剛度以及減震器阻尼系數(shù)的調(diào)整，使其處于相對中間的位置，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，當(dāng)汽車前輪檢測到路面存在較小的凸起時就會將這一信號傳遞至高度傳感器，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，但是出于對汽車操作穩(wěn)定性的保障，當(dāng)汽車行使速度超過80Km/h時，該種控制系統(tǒng)不會啟動；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，電子控制元件會借助執(zhí)行器完成對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，最終實現(xiàn)對于汽車穩(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，電子控制元件就會借助執(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：對于豐田雷克薩斯LS460汽車來說，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、排氣閥門以及兩個高度控制繼電器、兩個高度控制閥以及四個氣壓缸和四個車身高度傳感器以及懸架ECU組成。在汽車點火系統(tǒng)接通之后，懸架ECU將會控制2號高度控制繼電器線圈進(jìn)行通電，而2號高度控制繼電器則在閉合之前會保證車身上四個高度傳感器接通蓄電池。在汽車高度需要升高時，就會從ECU插接器中的RCMP的段子中發(fā)出信號，保證1號高度控制繼電器的線圈會通電，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將壓縮空氣引致氣壓缸中，保證汽車上升有足夠的動力支持。但是當(dāng)汽車高度下降時，高度控制閥門的電磁線圈以及排氣閥門電磁線圈都會通電，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，最終實現(xiàn)汽車高度的降低。當(dāng)汽車行駛路況較好時，車身高度則通過駕駛員進(jìn)行控制，若駕駛員選擇常規(guī)自動控制狀態(tài)時，汽車的高度就會處于標(biāo)準(zhǔn)位置，而選擇高值狀態(tài)的時候，汽車高度就會處于較高的位置。

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，開啟發(fā)動機(jī)，并且將汽車的高度開關(guān)從“NORM”調(diào)整至“HIGH”的位置。對于檢查所需的時間以及汽車高度應(yīng)當(dāng)滿足檢查的基本需求。對于汽車高度的控制來說，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)開始工作到整個汽車高度調(diào)節(jié)的完成大概需要20s-40s時間，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”位置的時候，啟動發(fā)動機(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間大約為2s，而從開始排氣到排氣完成的時間大約為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轉(zhuǎn)向器和停車燈開關(guān)信號輸入ECU正常性的判斷。將點火開關(guān)打開，從而將發(fā)動機(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)動機(jī)處于不同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，“NORM”的指示燈就會不斷閃爍，而正常狀況下來說，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于停車狀態(tài)時，汽車的高度控制指示燈就會以0.25s的頻率進(jìn)行閃動，直到發(fā)動機(jī)再次啟動為止。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)動機(jī)在不同狀態(tài)下時，“NORM”指示燈就會處于常亮狀態(tài)。對于溢流閥來說，在進(jìn)行檢查時是通過壓縮機(jī)工作完成對溢流閥空氣壓縮機(jī)工作一定的時間之后，進(jìn)行溢流閥釋放空氣的檢查；第三，將汽車點火關(guān)閉；第四，將診斷使用的代碼清除干凈，這是因為迫使壓氣機(jī)進(jìn)行工作時ECU會自動記錄相應(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)動高度控制傳感器的連接桿，完成螺栓長度的調(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，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)動機(jī)熄火；第三，在管道的各個連接處涂抹肥皂水，檢查管道的嚴(yán)密性。

3.2.3指示燈檢查方法：第一，將點火開關(guān)打開，并且保證照明燈始終處于點亮狀態(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，懸架控制的指示燈將會常亮，另一方面來說，在高度控制開關(guān)處于“NORM”或者“HIGH”的位置時，高度控制指示燈也會處于常亮狀態(tài)。但是當(dāng)高度控制“NORM”的指示燈閃亮頻率為1s時，則說明ECU的存儲器中存儲著相應(yīng)的故障代碼。

3.2.4 診斷代碼檢查方法：第一，將點火開關(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，并且完成對診斷代碼的讀取；第四，當(dāng)沒有診斷代碼輸出時，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則說明懸架控制系統(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，對于診斷代碼的清除我們可以通過關(guān)斷點火開關(guān)，并且將接線盒中的ECU拆下10s以上完成。

4. 結(jié)束語

對于汽車傳統(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)在未來的汽車中將會得到更為廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行汽車故障檢查時應(yīng)當(dāng)借助電腦，并且結(jié)合自身經(jīng)驗做到準(zhǔn)確判斷和排故。

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