凌志LS400电控悬架的结构原理及检修.docx

摘 要

一辆车的舒适性很大程度上取决于悬架系统，因此汽车厂商们才会不厌其繁地推出了麦拂逊、多连杆、双叉臂等悬架概念。目前在中高档汽车上应用较多的是半主动的电子控制悬架。本文以丰田凌志LS400型的汽车的悬架为例，详细介绍了半主动电控悬架的结构和工作原理，以及对该系统的检修。

引言

传统的被动式汽车悬架系统由性能参数不变的弹簧和减振器构成。为了有效地隔离由于路面不平而产生的冲击,减缓车体的振动,提高汽车乘坐舒适性,悬架需设计得较“软”;而欲减小汽车转弯、加速及制动时车体的侧倾和前后倾 ,提高汽车的操纵安全性(稳定性),则又要求悬架较“硬”。因此,被动悬架的设计,即弹簧和减震器参数的选择,不可能使乘坐舒适性和操纵安全性同时达最优,而只能在这二者之间寻找一最优的折中方案,并且这种最优的折中也只能在特定的道路和车速下实现。

随着现代汽车车速的不断提高,人们对汽车悬架系统的性能也提出了越来越高的要求。现在汽车用的电控悬架引入空气悬架原理和电子控制技术，将两者结合在一起。典型的电控悬架由电子控制元件

（ECU）、空气压缩机、车高传感器、转向角度传感器、速度传感器、制动传感器、空气弹簧元件等组成。

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1 半主动悬架的结构

凌志LS400型汽车的电子控制悬架系统是一种较典型的半主动悬架系统。该系统采用了充有压缩空气的空气弹簧,弹簧的弹性可在“软”与“硬”之间切换,减振器则有三种不同的阻尼特性可供选择。汽车行驶过程中,电子控制单元能够根据各种传感器的输入信号,选择一最佳的空气弹簧的弹性与减振器阻尼特性的组合,从而获得良好的乘坐舒适性和操纵性能。该系统具有车身高度自调功能,能够根据汽车内乘员人数和车辆装载质量情况自动做出调整,从而可保持汽车的高度及行驶姿态的稳定。这样也可使汽车前大灯的光束角度变化最小。此外,由于减振弹簧的有效变形空间被限制在一定范围内,从而可使弹簧能最大程度地吸收振动能量,改善汽车的乘坐舒适性,同时也避免了汽车底部与不平路面相碰。当汽车高速行驶时,降低车身高度可减少空气阻力,并提高轮胎与路面的附着力,从而可提高高速行驶时的稳定性。悬架的电子控制系统由传感器、电子控制单元和执行元件三部分组成。系统的布置如图1所示。

传感器

转向盘转角传感器

如图2所示,此传感器由一带窄缝并随转向盘一起转动的圆盘和一对遮光器组成。每个遮光器又由相对安装的一发光二极管和一光敏晶体管组成,两元件间光的变化将被转变成通/断信号。带窄缝的圆盘在发光二极管和光敏晶体管之间旋转。当该盘随转向盘一起转动时,便控制着两元件间光的传导。两对遮光器有相位差,悬架ECU根据两遮

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光器输出信号的变化检测转向盘的转动方向和角度。

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图2转向斋转角传感器

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高度控制传感器

汽车的四个角各装有一高度控制传感器。其通过不断地监测车身与悬架下臂间的距离,而测出车身高度的变化。高度控制传感器的结构与原理和转向盘转角传感器相似。每个传感器都由随连接臂一起转动带窄缝的圆盘和四对遮光器组成。圆盘在各遮光器的发光二极管和光敏晶体管间转动。高度控制传感器根据各遮光器输出的ON/FF信号的不同组合,将车身的高度范围分成16个区,并送给ECU。

控制单元

悬架控制开关

悬架控制开关由LRC开关和高度控制开关组成。前者用以选择减振器和空气弹簧的工作模式(“normalauto”或“spo