汽车电控悬架系统检修关键技术研究

王红 邱官升

摘 要： 随着经济的快速发展，人们生活水平日益提高，对汽车性能的要求也逐渐提升，汽车各种技术不断提升。电控悬架系统在提升汽车舒适性、操纵稳定性等方面上发挥着重要作用。随着电子技术在汽车悬架控制中的广泛应用，传统的悬架已经难以满足提高汽车性能的需求。对汽车电控悬架系统检修关键技术进行了研究。应用电子技术的悬架系统在显著提高汽车舒适度的同时，由于系统中具有多个传感器，增加了电控悬架系统出现故障时的检修难度，因此需对电控悬架系统中的故障进行有效识别，采用科学高效检测技术进行判断，确保故障能够及时检修，从而确保用户在操作过程中汽车的稳定性，提升处于行驶状态中汽车的舒适度。

关键词： 电控悬架系统; 传感器故障; 检修关键技术

中图分类号： U463.33

文献标志码： A

文章编号：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

快速發展的社会经济使人们的生活水平不断提高，汽车的发展速度也在不断提高，一方面汽车已经成为人们出行或承重不可或缺的交通工具，另一方面人们对汽车的性能要求也不断提高。在汽车平稳驾驶上电控悬架系统起到重要作用，最近几年逐渐在汽车产业中得以广泛应用，对各种悬架系统控制的开发应用及维护成为汽车行业的研究重点方向之一，推动了电子控制悬架系统性能不断优化和完善，但随着汽车制造普遍应用电子技术，传统的悬架系统已难以满足汽车功能完善的需求，作为悬架系统中的重要部分，传感器的应用与开发是电控悬架系统的重点，本文主要对汽车电控悬架系统检修关键技术进行了研究，通过采用相应的检修技术完成对电控悬架系统的故障的检修和分析，以确保汽车稳定性，并使其舒适度得到进一步提高[1]。

1 需求分析

不断发展的社会经济推动了人们生活水平的不断的提高，汽车作为目前日常生产及生活广场中不可或缺的交通工具，人们对汽车的稳定性和舒适度的需求也在不断提升，两种性能舒适性与操纵性的兼顾实现是汽车设计者的研究重点，对悬架阻尼及车身高度可通过悬架系统实现联合控制过程，能够使乘坐舒适性问题（包括车体振动、悬架动挠度等）得以有效解决，同时可使行车安全性和操纵稳定性得以有效提高。在车辆稳定行驶过程中起到重要作用的减震系统，使采用传统被动悬架的方式已经难以满足提高车辆稳定及安全性能的需求，促使电控悬架逐渐发展起来，被广泛应用到汽车制造中，为保证汽车平稳行驶提供了重要支撑，电控空气悬架技术近几年发展迅速，在设计汽车悬架系统中应用较为广泛，对安全有效的智能检修及控制方法进行研究以成为电控悬架系统的研究重点，尤其是在汽车紧急加速、转弯及制动的情况下，悬架需具有良好的坚硬度，需提高车用微机的质量，确保控悬架系统中的传感器及执行元件的高效工作，汽车在正常行驶过程中需通过悬架中的传感器使其具有良好的柔韧性，因此需采用科学的检修技术对电控悬架系统中的故障进行有效的识别和检测，及时找出相应故障并进行有针对性的检修，确保汽车在行驶过程中的舒适度[2]。

2 车高传感器及汽车供气系统的检修

电控悬架系统所具备的良好性能使其得以在汽车行业中得以广泛应用，因此作为电控悬架系统中的主要构成部件，传感器的识别与检修工作及其重要，需此案去科学合理的检修技术避免故障的发生，通过平衡地面反力使车身所受影响程度得以有效降低，从而提升汽车的稳定性与舒适性。

2.1 车高传感器的原理与检修

以车身多项信号为依据（包括高度、车速、转向角、速率、制动等），电控悬架系统能够对悬架执行机构进行有效控制（通过电子控制单元ECU），使悬架系统的相关参数得以改变（包括车身高度、刚度、减振器阻尼力等），从而确保使用者在操作汽车过程中具有良好的稳定性、舒适性及通过性体验，电控悬架系统的显著优势在于其能够以不同的路况和行驶状态为依据，使悬架做出相应反应。而由于系统中具有多个传感器，增加了电控悬架系统出现故障时的检修难度，本文主要研究了电控悬架系统故障检修的关键技术[3]。

在电控悬架系统中，车高传感器（霍尔效应传感器）作为主要功能模块需负责监测车底高度变化，车身高度传感器在汽车实际应用中以有源非接触转角传感器较为普遍，为确保性能需在悬架与车身间安装该传感器，以实现对悬架振动幅度的精确感知，该传感器以磁场作为其工作媒体，通过转换车辆的运动参量实现以数字电压作为实际输出形式，ECU在此基础上可对行驶高度完成准确的量化计算过程，从而根据实际道路变化情况对车身高度进行控制，使车底同路面凸出物间的擦刮及凹陷处导致的颠簸情况得以有效避免。对车辆高度的动态变化情况通过光敏三极管或光电二极管的使用即可完成监测过程，并将检测结果传递给ECU。ECU在执行元件作用下以行驶中的汽车荷载为依据，对车身高度进行动态的调节，以维持车身高度保证汽车平稳运行，使汽车在前后左右车轮载荷发生改变时不会受到荷载情况的影响。同时为确保车身高度基本保持不变，能够对车轮悬架刚度根据汽车实际进行制动、起步、转向等情况时进行调整，从而使汽车抗俯仰及抗侧倾的能力得以显著增强[4]。

车高传感器的工作原理在于充分利用连杆，通过调节连杆长度能够对10 cm范围内的悬架改变情况进行测量，测得悬架与车身间距离，并在此基础上将其转换为角度变化值，接下来再将角度变化量通过输出电压的线性改变情况完成测量，小于等于5 V的电压值对应传感器表征变化在±40°，然后在通过ECU检测车高传感器的输出信号（根据固定的时间间隔），并在此基础上完成对各区域所占比值的判断，根据判断结果决定是否调整车高及调整幅度（如果百分比超过规定值则开始进行调整），与此同时通过开启空气排气阀及压缩机，完成对空气悬架主气室空气量的控制，确保车身高度根据实际路况调整到合理范围内，进而完成调整过程。在车高传感器检修过程中，光敏三极管、发光二极管脏污损坏（槽残缺、遮光盘变形）较为常见，包括电路短路/断路、接触不良等，这些故障的发生会使传感器输出信号并减弱，严重时甚至没有输出信号，进而导致悬架控制系统无法正常工作。因此在检测车高传感器时需首先观察光电耦合件与遮光盘，在确保其干净整洁并且连接线路无故障的基础上，则需将车高传感器拆卸下来，利用导线完成同插头电源的连接后，打开点火开关使传感器轴川渝缓慢转动的状态，然后测量插头上信号插孔的电压值（使用万用表即可完成），电压值位于0～1 V区间内则表示车高传感器性能优良，不在此区间内需更换该传感器[5]。

2.2 汽车供气系统的检查

（1） 压缩机，在接通点扩开关的情况下，对插头端子进行控制（通过使用专用跨接线短接高度即可完成），对运转状态下的压缩机的工作情况根据声音进行判断，并在压缩机持续运行几分钟后，检查其逆流阀的排气情况、温度及振动情况。

（2） 漏气检测，在检查漏气情况时需车辆处于HIGH位置，并且满足主空气室气充足的条件，在此基础上关闭发动机，在可能有漏气的地方涂抹充足的肥皂水，根据是否有气泡漏出情况判断漏气点[6]。

3 方向盘转角传感器原理及检修

为实现转向角度以及方向的准确检测，通常需在转向组合开关上安装方向盘转角传感器，ECU在所设定的方向盘车速与转角比值过大的情况下会通过弹簧刚度与减震力的增加，完成对车身侧倾程度的抑制。目前汽车中的方向盘转角传感器以光码盘式（非接触有源角度）及齿轮式（接触有源角度）为主，两种传感器皆由大盘完成对小盘的带动作用，在其作用下根据存在相位差的小盘的输出信号（信号通常为数字信号，CAN 信号亦可）即可判断方向盘的正反转情况。在通过控制器处理方向盘转角传感器时，需注意信号更新及传送速率问题，通过合理的选择以保证电控悬架系统的性能[7]。

检修方向盘转角传感器的常用方法包括：（1）在拆除仪表台下手套箱的基础上连通点火开关，通过缓慢转动方向盘，测量电控悬架系统ECU中包括SS1及SS2在内的连接器端子同车身接地间的电压值，如果电压变化值位于0～5 V区间内，则传感器性能良好;（2）拆卸下方向盘后，将方向盘同连接器分离，然后连通点火开关，在此基础上测量端子1，2 间的电压值，如果电压值位于9～14 V区间内，则传感器性能良好;（3）拆下方向盘后将方向盘同连接器分离，使传感器旋转部分处于缓慢转动状态，施加蓄电池电压（在端子间），

测量端子2与 7，8 间的电压值，如果电压值位于0～∞区间内则传感器性能良好[8]。

4 总结

为提升汽车舒适性、操纵稳定性，电控悬架系统逐渐发展并完善起来，随着电子技术在汽车悬架控制中的广泛应用，传统的悬架已经难以满足优化性能的需求，本文主要对汽车电控悬架系统检修关键技术进行了研究，基于电子技术的悬架系统在使汽车的舒适度得以显著提高的同时，由于系统中具有多个传感器，增加了电控悬架系统出现故障时的检修难度，因此需对电控悬架系统中的传感器进行有效识别，采用科学高效检测技术对传感器故障进行判断，确保故障能够及时检修，从而确保用户在操作过程中汽车的稳定性，提升处于行驶状态中汽车的舒适度。

参考文献

[1] 吕科，杨正才，赵宝.递归对角神经网络算法在汽车主动悬架控制系统中的研究[J].燕山大学学报， 2017（1）：27-31.

[2] 汤瑞清，郭利.基于虚拟样机技术的汽车悬架转向系的研究[J].机械设计与制造工程， 2016（12）：13-16.

[3] 张春民.汽车悬架系统电控减振技术及应用分析[J].中国高新技术企业， 2016（20）：53-54.

[4] 姚谢钧，陳德玲.宽体轻客车型电控式空气悬架开发[J].客车技术与研究， 2016（3）：29-32.

[5] 黄彧.关于汽车底盘电控技术现状与发展的研究[J].科技展望， 2016（14）：157-158.

[6] 吕科，杨正才，赵宝.递归对角神经网络算法在汽车主动悬架控制系统中的研究[J].燕山大学学报， 2017（1）：27-31.

[7] 汤瑞清，郭利.基于虚拟样机技术的汽车悬架转向系的研究[J].机械设计与制造工程， 2016（12）：13-16.

[8] 张春民.汽车悬架系统电控减振技术及应用分析[J].中国高新技术企业， 2016（20）：53-54.

（收稿日期： 2019.01.22）