汽車電控懸架原理及檢修分析

摘 要：電控懸架系統可以在各種不同的工況下同時提高汽車乘坐的舒適性和行駛穩定性，能夠同時控制彈簧剛度、減振器減振阻尼和車身高度的系統。使汽車的操縱穩定性達到最佳狀態。

關鍵詞：汽車；電控懸架；高度控制

隨著現代科學技術的發展，人們對汽車行駛的平順性要求越來越高，提高乘坐的舒適性是目前汽車研究的重要方向之一。提高乘坐的舒適性，應從汽車噪音的控制、懸架的控制等方面來進行研究。當汽車懸架高度較低時，汽車行駛平順性較好，但如果高度過低，會使得汽車行駛穩定性降低，主要表現在行駛中會伴隨有橫向擺動和縱向的搖動。

因此，想提高汽車的乘坐舒適性和行駛穩定性，需要將車身高度控制和減振器的減振阻尼控制聯合作用，這就是汽車的電子控制懸架。

1 電子控制懸架結構

1.1 懸架控制開關

懸架ECU接收傳感器信號，同樣也接收開關信號，此系統中包含兩種控制開關，分別是水平控制開關和高度控制開關。需要空氣彈簧和減震器工作時，可以選擇水平控制開關；希望達到的車身高度，就選擇高度控制開關。

1.2 高度控制通斷開關

此開關在OFF位置時，車輛高度控制將終止，車輛舉升、不平路面行駛，壓縮空氣不會從空氣彈簧中排出。

1.3 制動燈開關

制動燈開關有三種形式，液壓式、氣壓式、彈簧式。經常采用液壓式制動燈開關，安裝在液壓制動管路系統中，踩下制動踏板，液壓的作用下使開關接通，制動燈亮，此時，制動燈開關會將此信號送給懸架ECU，ECU接收到此信號便可判斷汽車是否在制動。

1.4 節氣門位置傳感器

現在普遍采用電子節氣門，根據踏板位置傳感器的信號，電子節氣門的電機會將節氣門打開一定的角度，獲得進氣量和負荷的信息。在電子控制懸架系統中，ECU接收此信號，可控制“防下坐”。

1.5 車速傳感器

車速傳感器直接檢測汽車的行駛速度，由變速器輸出軸驅動，其種類形式很多：舌簧開關式、電磁感應式、光電式、霍爾式、磁阻式。

1.6 車身高度傳感器

高度傳感器也叫車姿傳感器，主要是檢測車身高度的變化，由于汽車行駛過程中遇不平路面時，車身高度發生變化，懸架產生位移，從而破壞舒適性和操縱穩定性。因此，懸架ECU接收此信號，以提高穩定性和形式通過性。

1.7 轉向角度傳感器

轉向角度傳感器應用在ESP車身穩定系統和電子控制懸架系統中。安裝在轉向柱上，其形式多以光電為主，同時采用兩組信號作為輸出。根據光電原理，通過計算高低電平變化的速率可得知方向盤轉動速率，通過計算高低電平的數量可得知方向盤轉動角度，根據兩組信號位置的不同，可得知方形盤的轉動方向。

1.8 懸架控制執行器

懸架控制執行器可改變空氣彈簧剛度、減振器的減振阻尼。安裝在空氣彈簧和可調減振器的上方。

1.9 空氣彈簧

控制車身高度。增加或減少空氣彈簧主氣室內的空氣量，就可以實現車身高度的控制。

高度控制電磁閥是執行器，由懸架ECU根據接收的傳感器信號直接控制，當車身高度增加時，電磁閥工作，空氣彈簧主氣室被來自空氣壓縮機中的空氣進行充氣，彈簧伸張以增加車身高度；當車身高度減少時，根據懸架ECU接收到的傳感器信號使排氣電磁閥工作，閥門打開時，主氣室空氣得以排出大氣，此時，車身高度降低。

1.10 前后高度控制電磁閥

此電磁閥屬于執行器，由懸架ECU進行控制打開或是關閉。電磁閥工作懸架空氣彈簧進行充氣，電磁閥不工作，空氣彈簧可進行排氣。前懸架工作時，可直接根據電磁閥信號使左右兩個空氣彈簧工作。后懸架采用后高度控制電磁閥，都采用兩個電磁閥形式，以防止工作時空氣管道內壓力過高。

2 電控懸架工作原理

汽車車身高度控制有自動高度控制、高速控制和關閉點火開關控制三種。

2.1 高速控制

高車速行駛，根絕車速傳感器的信號，ECU控制可使車身高度降低，使高車速行駛保持穩定，此時，可以減少空氣阻力。懸架高度控制開關設置在“HIGH”位置時，車速一旦超過140km/h時，車身高度降低，保持常規位置；但是車速下降到120km/h以下時，高車速控制便會取消，以保持原來的車身高度。

2.2自動高度控制

當車內乘員人數改變、汽車裝載重量改變，懸架控制系統可控制車身高度，使其穩定，防止不平路面行駛使時的刮蹭，此時減震彈簧的變形也可最大程度地吸收振動能量，使乘員乘坐舒適性得以改善。而且，對于燈光系統來說也可保持光束射程的穩定性，以提高汽車行駛安全性。如果汽車高度發生變化時，傳感器會將信號送入懸架ECU，ECU將控制排氣電磁閥、前/后高度控制電磁閥、高度控制繼電器切斷或輸出電流，改變空氣量以改變車身高度。

2.3 關閉點火開關控制

關閉點火開關控制，可以在汽車停下的時候或是乘員上下車的時候，使車身高度自動降低，而改善汽車駐車姿勢。點火開關關閉3min后方可使用。此時，如果有任何一個車門打開的話，ECU會判定有人下車，控制系統不工作。

3 故障診斷分析

3.1 基本檢查

（1）車身高度調整功能檢查：首先，檢查輪胎氣壓是否在標準值范圍之內，發動機起動，高度控制開關位置改變時，觀看車身高度變化及高度調整時的時間變化。其次，看是否漏氣，主要檢查懸架系統所有管路連接處，不應有漏氣現象。檢查方法：發動機不工作時，將車身升高，“HIGH”控制模式下，將肥皂水涂抹在軟、硬管連接處，看是否有漏氣的現象。（2）車高初始調整：檢測調整時，汽車需停在平坦路面，懸架高度控制開關位于常規位置。檢測時，測量高度傳感器控制桿長度，標準值為：前：59.3mm，后：35mm，如果不在標準值范圍之內，需要進行車高調整，通過調整控制桿上的鎖緊螺母來改變、調整長度，從而使車身高度發生改變，調整時，標準長度不得超過10-14mm。

3.2 電路檢測

（1）檢查前高度傳感器。檢查：檢測前高度傳感器需要：a.電源；b.線束連接好后，測量參考電壓信號，應為5V；c.緩慢移動控制桿，此時檢查信號與搭鐵之間的電壓，應在0-5V之間變化。（2）懸架控制執行器。高度控制電磁閥和排氣電磁閥的正常信號輸至懸架ECU之后，才能執行車輛高度控制。斷開點火開關再接通，也可使車輛高度控制恢復。（3）轉向角度傳感器檢測。a.光電式轉角傳感器采用兩組光電信號，檢測時，萬用表電壓檔測量兩根信號端子與搭鐵間電壓。點火開關打開，慢速轉動方向盤，電壓信號如果是在0～5V之間變化，即為正常。b.轉向角度傳感器電源檢測。檢查：測量轉向傳感器連接器端子信號端子1、信號端子2與搭鐵之間的電壓，參考電壓為值5V，電源電壓端正常電壓應為9～14V。c.轉向角度傳感器與懸架ECU之間線束檢測。檢查：轉向角度傳感器信號端子1、信號端子2與懸架ECU信號端子1、信號端子2之間應為通路。d.傳感器搭鐵端與接地之間應為通路。（4）制動燈開關電路。打開點火開關，懸架ECU電源端和搭鐵之間電壓，松開制動踏板低電平信號：0-1.2V變化，踩下制動踏板高電平信號：9-14V變化。如果不在正常值范圍之內，需要檢查懸架ECU及連接線束。

參考文獻

[1]李春明.現代汽車底盤技術[M].北京：北京理工大學出版社，2002.

[2]李春明.汽車底盤電控技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]趙良紅.汽車底盤電控技術[M].北京：機械工業出版社，2002.