汽车电控悬架系统主要传感器识别与检修

宋 健

（荆州职业技术学院，湖北 荆州 434000）

汽车电控悬架系统主要传感器识别与检修

宋 健

（荆州职业技术学院，湖北 荆州 434000）

当前，汽车速度在不断提升，对于汽车的性能要求也越来越高。传统悬架在一定程度上对汽车性能的提升产生了阻碍，而随着各项技术的逐渐提升，在汽车中逐渐使用电子技术对汽车悬架予以控制，不仅可以将汽车舒适性提升，而且在操纵时其稳定性能也获得较大提升。近年来，汽车行业在致力于对各种最优悬架控制系统予以开发，以适应类型不一的行驶工况。在汽车尤其是高档车中，电子控制悬架系统性能越来越优越。而在电控悬架系统中有几个主要的传感器，本文以此为背景，简单阐述了汽车装置识别与检修的重要性，分析了汽车电控悬架系统的工作原理与系统结构，并针对车高传感器、方向盘转角传感器的原理与检修展开分析。

汽车电控悬架系统；主要传感器；识别；检修

CLC NO.: U463.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-143-03

前言

社会经济在不断发展，人们生活水平也不断提升，汽车逐渐在家庭中普及，故而对于舒适性与稳定性也提出了更高要求。这其中起主要作用地为车辆减震系统，而若采用常规被动悬架则无法保证两全其美，于是电控悬架系统被研发出来，其拥有更优良的适应能力。目前，传感器、车用微机以及执行元件质量与寿命均获得提升，为更好满足汽车舒适性的要求，各大汽车公司研发出了电控悬架系统ECS。将其系统用于汽车上，当汽车紧急制动、急转弯或者急加速时，其悬架坚硬性较好，而处于正常行驶状态时悬架则具有柔软性。而传感器在该系统中起较大作用，本文首先阐述电控悬架系统的工作原理与系统结构，而后探讨主要传感器的识别与检修。

1、汽车电控悬架系统的工作原理与系统结构

汽车电控悬架的兴起从十几年前开始，其主要受电脑控制，拥有以下三个条件：①拥有动力源，可以产生作用力；②执行元件可对作用力予以传递并且在工作时具有连续性；③传感器数量较多并且可将相关数据向微电脑集中传输，开展运算后对控制方式予以明确。由此可知，电控悬架是一种新型技术，关联于电力学与力学。其工作原理具体如下：电子控制悬架系统主要包括控制单元、传感器及其开关以及执行元件等。传感器与开关对路面输入的模拟信号予以转换，使其变为数字信号，而后向控制单元ECU传递，继而ECU会分析处理传感器输入的电信号，并向执行元件输出控制信号，执行元件产生机械动作后会对减震器的阻尼系数与弹簧的刚度产生影响，进而提升车辆的舒适性与稳定性。在电控悬架传感器监视汽车中有如下重要参数：高度、转向角、制动力、速度以及惯性力等，故而对应的传感器也比较多。但是其中地位比较重要的部件有转向角传感器与车高传感器，在现代轿车上应用率较高的则为光电式转向角传感器与车高传感器。

2、主要传感器的识别与检修

2.1 车高传感器

2.1.1 车高传感器的原理

该传感器在电控悬架中最为常见，主要负责对车底高度变化予以监测。该传感器可以为霍尔效应传感器，其工作媒体为磁场，对物体运动参量予以转变使其输出形式变为数字电压，而后ECU会对行驶高度予以准确测算，对道路变化予以补充，避免车底与路面凸出物擦刮。亦可使用光敏三极管或者光电二极管，对车辆高度变化予以监测，而后向ECU传送。ECU可结合汽车荷载，在执行元件作用下对车身高度予以随时调节，对车身高度予以维持，使其不会随着荷载改变而出现变化，同时还可以在制动、起步、转向以及前后左右车轮载荷出现相应改变时对车轮悬架刚度予以调整，增强汽车抗侧倾与抗俯仰的能力，保证车身高度基本保持不变。在主动悬架系统中车高传感器一般有三个，分别位于后桥中部以及左右前轮。其结构见图1。

在汽车中使用较多的车身高度传感器为有源非接触转角传感器，因为必须将其安装于悬架与车身之间，对悬架振动幅度予以感知。该传感器对连杆予以充分利用，而后将悬架与车身间距离改变向角度改变转化，继而在输出电压线性改变下将角度变化量测量出来。在5V以内该传感器表征变化为正负40°，对连杆长度予以调节则可以测量出10cm内悬架改变。ECU则在固定时间间隔内对车高传感器输出信号予以检测，并判断各区域百分比，再来决定是否需要调整车高。若百分比在规定值以上，即可开始调整。还需对空气排气阀与压缩机开启予以调整，对空气悬架主气室空气量予以增减，使车身高度处于固定值。

2.1.2 车高传感器的检修

在光电式车高传感器中较常见故障为光敏三极管、发光二极管出现损坏或者脏污现象；内部电短路、接触不良或者断路，槽残缺或者遮光盘变形，减弱传感器输出信号并最终导致无输出信号，影响悬架控制系统正常运行。故而检测时应先观察光电耦合件与遮光盘的干净度以及连接线路的优良性。若查实无问题，应将车高传感器拆下并与插头连接，利用导线连接插头电源，而后将点火开关打开，将传感器轴缓慢转动，使用万用表对插头上信号插孔电压予以测量。若电压变化在0至1V，提示性能优良，反之需则对该传感器予以更换。

2.2 方向盘转角传感器

2.2.1 方向盘转角传感器原理

方向盘旋转圈数约为2.9，大概为1044°，在转向机构作用下传动比是固定的，而后带动前轮变化，幅度为左右40°。在汽车中使用较多的方向盘转角传感器为光码盘式与齿轮式。前者为非接触有源角度，后者为接触有源角度。均为大盘对小盘予以带动，小盘存在相位差，在其作用下可对方向盘正反转予以判断。输出信号均为数字信号，亦有可能为CAN信号。使用控制器对其进行处理时，会出现信号更新与传送速率问题，若选择不当会对系统效果产生影响。该传感器多于转向组合开关上安装，对转向角度与方向予以检测。若转向盘车速与转角比设定值大，ECU则会增加弹簧刚度与减震力，对车身侧倾予以抑制。方向盘转角传感器结构图如图2。

2.2.2 方向盘转角传感器的检修

①对仪表台下手套箱予以拆除，将点火开关连通。对方向盘予以缓慢转动，对悬架ECU连接器端子SS1、SS2与车身接地间电压予以测量。若变化在0至5V则说明正常。②将转向盘拆下，将其连接器脱开，对点火开关予以连通。对端子1、2间电压予以测量，若在9至14V则代表正常。③同样将转向盘拆下，将其连接器脱开，于端子间对蓄电池电压予以施加，缓慢转动传感器旋转部分，对端子2与7、8间电压予以测量，变化在0至∞范围内均属正常。

3、结束语

在本文中主要讨论了光电式转向角传感器与车高传感器的原理及检修方法，此外还有速度传感器、惯性力传感器以及声纳传感器等，在此不作详述。由于电控悬架系统具有优良性能，故而在汽车中使用越来越广泛。而传感器在电控悬架系统中属于重要部件，故而一定要做好传感器的识别与检修工作，避免故障，对地面反力予以平衡，保证车身所受影响最小，以满足人们对汽车稳定性与舒适性的要求。相信随着汽车行业的快速发展，未来电控悬架系统会越来越普及，不再是高档车的专利，在普通汽车上也能获得使用。

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Automotive electronic control suspension system to identify and repair the main sensor

Song Jian
(Jingzhou Institute of Technology, Hubei Jingzhou 434000)

Currently, the vehicle speed in continuous improvement, performance requirements for motor vehicles are also increasing. Traditional suspension to a certain extent to enhance the performance of the car produced a hamper, and with the gradual upgrading of the technology, and gradually the use of electronic technology in the automotive vehicle suspension to be controlled, not only can improve the comfort of the car, but also in when manipulating its stable performance for a larger increase. In recent years, the automotive industry is committed to be the development of a variety of optimal suspension control system to adapt to different types of driving conditions. In the car, especially in high-end cars, electronic control suspension system performance more superior. And there are several major sensors in electronic control suspension system, the paper as a background, briefly discusses the importance of identification and repair of automotive devices, analyzes the working principle and system architecture automotive electronic control suspension system, and for the vehicle height sensors, principles and repair the steering wheel angle sensor to analyze.

Automotive electronic control suspension system；The main sensor；Recognition；Overhaul

U463.3

A

1671-7988(2015)02-143-03

宋健，就职于湖北省荆州市职业技术学院机电（汽车）工程学院。