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正文內(nèi)容

汽車檢測與維修畢業(yè)設(shè)計-淺論汽車電子控制懸架系統(tǒng)的故障維修(編輯修改稿)

2025-01-08 16:15 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 度傳感器在車身上的安裝位置。 模擬式高度傳感器的工作過程: ①汽車高度正常時,電控開關(guān)關(guān)閉,懸架 ECU 接收到汽車高度為正常的信號。 ②當(dāng)汽車高度增加時,磁性滑閥上移,超高開關(guān)打開,并向懸架 ECU 輸送車身高度增加的信號。懸架 ECU 收到此信號后,控制空氣彈簧電磁閥和排氣電磁閥打開,使空氣彈簧放氣,以降低車身高度,使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高度(即平衡高度,是指汽車正常行駛時車身應(yīng)該保持的高度)。 ③當(dāng)車身高度降低時,磁性滑閥下移,欠高開關(guān)打開,并向懸架 ECU 輸送車身高度降低的信號(即欠高信號),懸架 ECU 收到欠高開關(guān)的信號后,控制空氣壓縮機(jī)繼電器接通,使空氣壓縮機(jī)工作,同時懸架 ECU 控制空氣彈簧電磁閥打開,使空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣充入空氣彈簧,從而使車身高度增 加,直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高度。 圖 22 福特轎車電控空氣懸架系統(tǒng) 圖 23 福特轎車電控空氣懸架系統(tǒng)的后懸架高度傳感器的安裝位置 1— 懸架擺臂連接器; 2— 后部高度傳感器; 3— 車體連接器 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2021 屆專科 生 畢業(yè)論文 | 11 數(shù)字式高度傳感器 現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是光電式數(shù)字車身高度傳感器,其工作原理如圖 24 所示。在傳感器內(nèi)部有一個傳感器軸,軸外端安裝的連接桿與懸架臂相連接,軸上固定一個開有一定數(shù)量窄槽的遮光盤。遮光盤兩側(cè)對稱安裝有四組發(fā)光二極管和光敏三極管,組成四對光電耦合器(信號發(fā)生 器)。當(dāng)車身高度變化時,車身與懸架臂作相對運動,連接桿帶動傳感器軸和遮光盤一起轉(zhuǎn)動。當(dāng)遮光盤上的槽對準(zhǔn)耦合器時,光敏三極管通過該槽感受到發(fā)光二極管發(fā)出的光線,光電耦合器輸出導(dǎo)通 (ON)信號,反之則輸出截止 (OFF)信號。只要使遮光盤上的槽適當(dāng)分布,就可以利用這四對光電耦合器導(dǎo)通和截止的組合,把車身高度的變化分成 16 個區(qū)域進(jìn)行檢測,具體劃分見表 21。這種高度傳感器有一個六線連接器 ── 電源線、地線及四個信號線。 圖 24 車身高度傳感器的工作原理 1— 光電耦合器; 2— 傳感器軸; 3— 連接桿; 4— 遮光盤 表 21 車身高度控制區(qū)域與傳感器信號的關(guān)系 光電耦合器 車身高度區(qū)間 ECU 判斷結(jié)果 光電耦合器 車身高度區(qū)間 ECU 判斷結(jié)果 1 號 2 號 3 號 4 號 1 號 2 號 3 號 4 號 0FF 0FF ON 0FF 15 超高 ON ON ON 0FF 7 標(biāo)準(zhǔn) 0FF 0FF ON ON 14 ON ON ON ON 6 ON 0FF ON ON 13 高 0FF ON ON ON 5 低 ON 0FF ON 0FF 12 0FF ON ON 0FF 4 ON 0FF 0FF 0FF 11 0FF ON 0FF 0FF 3 ON 0FF 0FF ON 10 0FF ON 0FF ON 2 ON ON 0FF ON 9 標(biāo)準(zhǔn) 0FF 0FF 0FF ON 1 過低 ON ON 0FF 0FF 8 0FF 0FF 0FF 0FF 0 懸架 ECU 根據(jù)傳感器輸入的“ ON”、“ OFF”信號得到車身位移信息。根據(jù)車身高度變化的幅度和頻率,可以判斷車身的振動情況,根據(jù)一段時間 (一般為 10 ms)車身高度在某一區(qū)域的百分比來判斷車身高度。 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 方向盤轉(zhuǎn) 角傳感器用于檢測方向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度。在江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2021 屆???生 畢業(yè)論文 | 12 電控懸架中,懸架 ECU 根據(jù)車速傳感器信號和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號,判斷汽車轉(zhuǎn)向時側(cè)向力的大小,以控制車身的傾斜。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器用于檢測汽車轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)方向。 光電式轉(zhuǎn)角傳感器是電控空氣懸架中比較常用的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器,其結(jié)構(gòu)和工作原理見圖 25 所示。在壓入轉(zhuǎn)向軸的遮光盤上有一定數(shù)量的窄槽,遮光盤的兩端分別有兩個發(fā)光二極管和兩個光敏三極管,組成兩對光電耦合器(信號發(fā)生器)。當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤時,轉(zhuǎn)向軸帶動遮光盤旋轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)到窄槽處時,光敏三極管 感受到發(fā)光二極管發(fā)出的光,就會輸出“ ON”信號;當(dāng)遮光盤轉(zhuǎn)到除窄槽以外的其它位置時,光敏三極管感受不到發(fā)光二極管的光線,就會輸出“ OFF”信號。這樣隨著轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動,兩個光電耦合器的輸出端就形成“ ON/OFF”的變換。懸架 ECU 根據(jù)兩個光電耦合器輸出“ ON/OFF”變換的速度,檢測出轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向速度。此外由于兩個光電耦合器變換的相位錯開約 90176。,所以通過判斷哪個遮光盤首先轉(zhuǎn)變?yōu)椤?ON”狀態(tài),就可以檢測出轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)動方向。 圖 25 光電式方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 1— 轉(zhuǎn)角傳感器; 2— 光電耦合器; 3— 遮光盤; 4— 轉(zhuǎn)向軸; 5— 傳感器圓盤 車速傳感器 懸架 ECU 可從車速傳感器、各種其它模塊或多路傳輸網(wǎng)絡(luò)接收車速信號輸入(圖 26),用于實現(xiàn)系統(tǒng)的各種控制功能。 變速器、驅(qū)動軸或分動箱的輸出通過齒輪驅(qū)動車速傳感器。車速傳感器信號是交流波形信號,其頻率和電壓隨車速提高而增加,由信號頻率便可獲知車速。 車速信號也可以由其它模塊直接提供給懸架 ECU(直接連接),此信號為直流變化信號。 車速信號也可以以數(shù)據(jù)信號形式從汽車多路傳輸網(wǎng)絡(luò)提供給懸架 ECU。 加速信號 一般來說 ,電控懸架系統(tǒng)不用設(shè)置專門的加速度傳感器。通常利用發(fā)動機(jī)節(jié)氣位置傳感器信號來判斷汽車是否在進(jìn)行急加速。懸架 ECU 采集加速信號的原理如下: 懸架系統(tǒng)中的傳感器(車速傳感器、高度傳感器等)都是將信號直接輸入懸架 ECU,江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2021 屆???生 畢業(yè)論文 | 13 但節(jié)氣門位置傳感器信號則是輸入發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng),然后發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)再將此信號輸八懸架 ECU。當(dāng)汽車起動或突然加速時,動力傳動控制模塊根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號(探測到節(jié)氣門開度超過 90%)或質(zhì)量式空氣流量傳感器信號生成加速信號,然后將加速信號提供給懸架 ECU,懸架 ECU 控制執(zhí)行器使其轉(zhuǎn) 換到硬阻尼狀態(tài),以便減少汽車“抬頭”(“后坐”)。 少數(shù)情況下也采用加速度傳感器來采集加速度信號,如車輪打滑時。加速度傳感器一般有差動變壓式和鋼球位移式兩種,這里不作詳細(xì)介紹。 車門信號 懸架 ECU 利用車門信號實現(xiàn)系統(tǒng)的某些功能,如在車門打開時防止排氣或保持目前行駛高度等。當(dāng)車門關(guān)閉時,系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 制動信號 當(dāng)汽車制動時,制動開關(guān)給懸架 ECU 一個制動信號,懸架 ECU 收到制動信號后,控制執(zhí)行器將懸架由軟轉(zhuǎn)換到硬的狀態(tài),以防止汽車“點頭”(“翹尾”)。 懸架控制開關(guān) 懸架控制開關(guān)包括懸架剛度和阻尼選擇 ( LRC)開關(guān)、高度控制開關(guān)和鎖止開關(guān)(高度控制 ON/OFF 開關(guān)),前兩個開關(guān)一般都裝在駕駛室內(nèi)選擋操縱手柄旁邊(圖 27),鎖止開關(guān)一般裝在后備箱內(nèi)(圖 28)。 圖 27 懸架剛度和阻尼選擇開關(guān) (LRC)開關(guān)和高度控制開關(guān) 懸架剛度和阻尼選擇 ( LRC)開關(guān) LRC 開關(guān)用于選擇懸架的剛度和阻尼力參數(shù),它行兩個擋位: ①當(dāng) LRC 開關(guān)處于“ NORM”(軟)位置時,系統(tǒng)進(jìn)入“常規(guī)行駛自動控制”; ②當(dāng) LRC 開關(guān)處于“ SPORT”(硬)位置時,系統(tǒng)進(jìn)入“高速行駛自動控制”。 每一種模式下按照剛度與阻尼的大小依次又有江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2021 屆專科 生 畢業(yè)論文 | 14 低、中、高三種狀態(tài)。當(dāng)“ NORM”(軟)和“ SPORT”(硬)模式通過 LRC 選定后,就由懸架 ECU 根據(jù)傳感器的輸入信號在低、中、高三種狀態(tài)間自動調(diào)節(jié)剛度和阻尼系數(shù)。 高度控制開關(guān) 高度控制開關(guān)也有兩種控制模塊,即“ NORM”和“ HIGH” ,按照車身的高度從低到高的順序,每一種模式又有低、中、高三種狀態(tài)。 ①在“ NORM”模式時,車身高度常處于“低”狀態(tài),系 統(tǒng)對車身高度進(jìn)行“常規(guī)值自動控制”。 ②在“ HIGH”模式肘,車身高度常處于“高”狀態(tài),系統(tǒng)對車身高度進(jìn)行“高值自動控制”。 鎖止開關(guān)(高度控制 ON/OFF 開關(guān)) 鎖止開關(guān)(高度控制 ON/OFF 開關(guān))一般裝在后備箱內(nèi)。當(dāng)鎖止開關(guān)位于“ ON”時,系統(tǒng)按照駕駛員通過高度控制開關(guān)選定的模式進(jìn)行車身高度控制;當(dāng)鎖止開關(guān)位于“ OFF”時,系統(tǒng)不進(jìn)行車身高速的調(diào)節(jié)。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2021 屆???生 畢業(yè)論文 | 15 第二章 電控懸架系統(tǒng)的檢測與診斷 汽車高度調(diào)整功能的檢查 首先在輪胎充氣壓力滿足要求、汽車處于正常高度調(diào)整的狀態(tài)下 ,檢查汽車高度。然后啟動發(fā)動機(jī),將高度控制開關(guān)從 “NORM” 位置轉(zhuǎn)換到 “HIGH” 位置,檢查完成高度調(diào)整所需的時間和汽車高度的變化量。從操作高度控制開關(guān)到壓縮機(jī)啟動所需時間約 2s,從壓縮機(jī)啟動到完成高度調(diào)整所需時間 20~ 40s,汽車高度的變化量為 10~ 30mm。若不滿足,應(yīng)做進(jìn)一步檢查,確定故障原因、故障部位,采取相應(yīng)的維修辦法。 輸入信號的檢查 該檢查的目的是檢查來自轉(zhuǎn)向傳感器和停車燈開關(guān)的信號是否正常地輸入 ECU。打開點火開關(guān)。將發(fā)動機(jī)室內(nèi)的檢查連接器端子 TS 與 E1 短接。如果將端子 TS 與 E1 連接后,存儲器中有診斷代碼輸出,就應(yīng)該進(jìn)行維修;如果存儲器中沒有診斷代碼輸出,則要進(jìn)行輸入信號檢查。輸入信號檢查的每個項目檢查,要按表 1 中規(guī)定的 “ 操作一 ” 進(jìn)行。觀察發(fā)動機(jī)處于不同的狀態(tài)下 “NORM” 指示燈的閃爍方式。正常情況是在發(fā)動機(jī)停機(jī)狀態(tài)下,高度控制 “NORM” 指示燈會以 的間隔閃亮,并一直持續(xù)閃亮到發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時為止。然后,按表 1 中的規(guī)定的 “ 操作二 ” 進(jìn)行操作,觀察發(fā)動機(jī)處于不同的狀態(tài)下 “NORM” 指示燈的閃爍方式,正常情況是在發(fā)動機(jī)停機(jī)狀態(tài)下,高度控制 “NORM” 指示燈常亮。若滿足要求,表明 被檢查系統(tǒng)信號正常地輸入 ECU。在進(jìn)行上述各項檢查時,減振力和彈簧剛度控制停止,并且減振力和彈簧剛度均固定在 “ 堅硬 ” 狀態(tài)。汽車高度控制仍舊正常進(jìn)行。 表 1 輸入信號的檢查 檢查項目 操作一
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