汽车转向、行驶与制动系统的检测与维修：电子控制悬架系统概述

传统的悬架系统一般具有固定的弹簧刚度和减振器阻尼力，不能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性的要求。例如：降低弹簧刚度，平顺性会变好，使乘坐舒适，但由于悬架偏软会使操纵稳定性变差；而增加弹簧刚度会提高操纵稳定性，但较硬的弹簧又使车辆对路面的不平度很敏感，使平顺性降低。因此，理想的悬架系统应在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度和减振器阻尼力，这样既能满足平顺性的要求又能满足操纵稳定性的要求。电子控制悬架系统就是这种理想的悬架系统。

电子控制悬架系统主要有半主动悬架和主动悬架两种。半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器阻尼力之一可以根据需要进行调节。而主动悬架能根据需要自动调节弹簧刚度和减振器的阻尼力，从而能够同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性等各方面的要求。主动悬架按照弹簧的类型，可以分为空气弹簧主动悬架和油气弹簧主动悬架。

下面以丰田雷克萨斯LS400为例进行介绍。

1.概述

丰田雷克萨斯LS400的电控悬架系统为空气弹簧主动悬架，可以根据行驶条件自动控制弹簧刚度、减振器阻尼力及车身高度，以抑制加速时后挫、制动时点头、转向时侧倾等汽车行驶状态的变化，明显改善乘坐舒适性和操纵稳定性。

（1）系统控制功能 丰田雷克萨斯LS400的电控悬架系统主要对车速及路面感应、车身姿态和车身高度3个方面进行控制。

1）车速与路面感应控制。

①当车速高时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。

②当前轮遇到突起时，减小后轮悬架弹簧刚度和减振器阻尼力，以减小车身的振动和冲击。

③当路面差时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的振动。

2）车身姿态控制。

①转向时侧倾控制：急转向时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的侧倾。

②制动时点头控制：紧急制动时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的点头。

③加速时后挫控制：急加速时，提高弹簧刚度和减振器阻尼力，以抑制车身的后挫。

3）车身高度控制。

①高速感应控制：当车速超过90km/h时，降低车身高度，以减少空气阻力，提高汽车行驶的稳定性。

②连续差路面行驶控制：当车速在40～90km/h时，提高车身高度，以提高汽车的通过性；当车速在90km/h以上时，降低车身高度，以满足汽车行驶的稳定性。

③点火开关OFF控制：驻车时，当点火开关关闭后，降低车身高度，便于乘客的乘降。

④自动高度控制：当乘客和载质量变化时，保持车身高度恒定。

（2）系统操作 丰田雷克萨斯LS400的电控悬架系统有3个操作选择开关，分别是高度控制ON/OFF开关、高度控制开关和LRC（模式控制）开关。

高度控制ON/OFF开关安装在汽车尾部行李箱的左边。当高度控制ON/OFF开关处于ON位置时，系统可按选择方式进行车身高度的自动控制；当该开关处于OFF位置时，系统不执行车身高度控制。

高度控制开关和LRC开关安装在驾驶室内变速杆的旁边。

高度控制开关用于选择控制车身高度，当高度控制开关处于HIGH（高）位置时，系统对车身高度进行高值自动控制；当高度控制开关处于NORM位置时，车身高度则进入常规值自动控制状态。

LRC开关用于选择控制悬架的刚度、阻尼力参数。当LRC开关处于SPORT位置时，系统进入高速行驶自动控制；当LRC开关处于NORM位置时，系统对悬架刚度、阻尼力进行常规值自动控制。此时，悬架ECU根据车速传感器等信号，使悬架的刚度、阻尼力自动地处于软、中或硬3种状态。

2.系统组成及工作原理

（1）组成 任何电子控制空气悬架系统都是由传感器、悬架ECU和执行器3部分组成的，丰田雷克萨斯LS400的电控悬架系统也是如此，具体来说，传感器包括车身高度传感器、转向传感器、车速传感器、节气门位置传感器等，执行器包括高度控制阀、排气阀、悬架控制执行器等。

雷克萨斯LS400的电控悬架系统元件在车上的位置如图3-44所示。

图3-44 雷克萨斯LS400的电控悬架系统元件在车上的位置

1—1号高度控制继电器 2—前车身高度传感器 3—前悬架控制执行器 4—制动灯开关 5—转向传感器 6—高度控制开关 7—LRC开关 8—后车身高度传感器 9—2号高度控制阀和溢流阀 10—高度控制ON/OFF开关 11—高度控制插接器 12—后悬架控制执行器 13—2号高度控制继电器 14—悬架ECU 15—门控灯开关 16—主节气门位置传感器 17—1号高度控制阀 18—高度控制压缩机 19—干燥器和排气阀 20—IC调节器

（2）控制原理(www.xing528.com)

1）车身高度控制。车身高度控制系统由压缩机、干燥器、排气阀、1号高度控制继电器、2号高度控制继电器、1号高度控制阀、2号高度控制阀、前后左右4个空气弹簧、4个车身高度传感器及悬架ECU等组成。图3-45所示为车身高度控制系统示意图，图3-46所示为高度控制阀控制电路图，图3-47所示为空气压缩机控制电路图。

图3-45 车身高度控制系统示意图

1—压缩机 2—干燥器 3—排气阀 4—空气管 5—1号高度控制阀 6—2号高度控制阀 7、8—空气弹簧

图3-46 高度控制阀控制电路图

1—AIR-SUS熔丝 2—悬架ECU 3—1号高度控制继电器 4—排气阀 5—2号高度控制阀 6—1号高度控制阀

图3-47 空气压缩机控制电路图

1—压缩机电动机 2—蓄电池 3—1号高度控制继电器 4—悬架ECU

当点火开关接通时，悬架ECU使2号高度控制继电器线圈通电，2号高度控制继电器触点闭合，使前、后、左、右4个高度传感器接通蓄电池电源。当车身高度需要上升时，从ECU的RCMP端子送出一个信号，使1号高度控制继电器接通，1号高度控制继电器触点闭合，压缩机控制电路接通产生压缩空气。悬架ECU使高度控制电磁阀线圈通电后，电磁线圈将高度控制阀打开，并将压缩空气引向空气弹簧，从而使车身高度上升。

当车身高度需要下降时，悬架ECU不仅使高度控制阀电磁线圈通电，而且还使排气阀电磁线圈通电，排气阀电磁线圈使排气阀打开，将空气弹簧中的压缩空气排到大气中。

1号高度控制阀用于前悬架控制，它有两个电磁阀分别控制左右两个空气弹簧。2号高度控制阀用于后悬架控制，它与1号高度控制阀一样，也采用两个电磁阀。为了防止空气管路中产生不正常的压力，2号高度控制阀中采用了一个溢流阀。

悬架系统的车身高度传感器采用光电式传感器，为了检测汽车高度和因道路不平而引起的悬架位移量，在每个悬架上都装有一只车身高度传感器，用于连续监测车身与悬架下臂之间的距离。图3-48所示为车身高度传感器与悬架ECU之间的连接电路图。

图3-48 车身高度传感器与ECU之间的连接电路图

1—悬架ECU 2—2号高度控制继电器 3—ECU-B熔丝 4—高度控制传感器

图3-49 电子控制空气悬架系统的空气弹簧的结构

1—空气管 2—执行器盖 3—执行器 4—悬架支座 5—气室 6—减振器

图3-50 悬架控制执行器电路

1—右前悬架控制执行器 2—左前悬架控制执行器 3—左后悬架控制执行器 4—右后悬架控制执行器 5—悬架ECU

2）弹簧刚度和减振器阻尼力控制。电子控制空气悬架系统的空气弹簧的结构如图3-49所示。悬架系统弹簧刚度和减振器阻尼力控制执行器安装在空气弹簧的上部，悬架控制执行器电路如图3-50所示，ECU将信号送至悬架控制执行器以同时驱动减振器的阻尼调节杆和空气弹簧的气阀控制杆，从而改变减振器的阻尼力和悬架弹簧刚度。

（3）系统电路图 图3-51所示为LS400电子控制空气悬架系统的电路图。表3-3为插接器各接线端子与悬架ECU连接对象的对应关系。

图3-51 LS400电子控制空气悬架系统的电路图

表3-3 插接器各接线端子与悬架ECU连接对象的对应关系