论文部分内容阅读
摘要：
基于分离式常闭电磁阀的电子控制空气悬挂系统，即ECAS是利用控制器通过分离式常闭电磁阀自动调节空气空气弹簧动作的悬挂系统。介绍了ECAS系统的结构原理，并对其安装、使用和诊断等进行了探讨。
关键词：
ECAS控制器；分离式常闭电磁阀；传感器
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2014）20019301
空气悬架系统系统是以空气弹簧作为弹性元件的悬架总称。根据控制系统来分可以进一步分为机械式控制空气悬架和电子控制空气悬架系统（Electronically Controlled Air Suspension System，简称ECAS）。ECAS可以根据车身高度变化量和空气弹簧压力信号，由电子控制单元（ECU）控制气路系统中的电磁阀执行元件，进而调整橡胶空气弹簧内的压缩空气量，悬架刚度和车身高度随之改变，以抑制车辆急加速、制动时产生的俯仰运动和转向时产生的侧倾运动，保持车身姿态平衡。ECAS能够有效地提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。
1ECAS的硬件构成
ECAS的硬件构成主要由信号采集、信号传输、信号分析及处理、执行机构四部分组成。
信号采集部分主要由高度传感器和压力传感器组成。高度传感器安装在车架附近，压力传感器需要安装在尽量靠近橡胶空气弹簧的位置，要求能够准确的测量出空气弹簧的实际压力。
信号传输部分，包含汽车用电线束和手动遥控手柄。
信号分析及处理部分是指ECU，其主要作用将压力传感器和高度传感器输入的压力和车架高度信号，转换为计数，比较输入值与指标值，在出现偏差的情况下估计所需要的控制反应，发出电磁阀的控制信号。
执行机构是指分离式的常闭式电磁阀，外形和安装尺寸与ABS的电磁阀一致，能够实现橡胶空气弹簧的增压、减压、保压。该类型的电磁阀与国外ECAS电磁阀相比具有成本低、可靠性高等优点。
2ECAS的功能
空气悬架电控系统具有以下功能：高度平衡调节、过载保护、提升桥自动调节功能、牵引帮助、遥控功能、故障自诊断。
2.1高度平衡调节
无ECAS系统的车辆车身高度会随着车辆负载的变化而相应的升高或者降低，这样会对车辆的舒适型、操控以及行驶安全造成影响。有ECAS系统的车辆会自动调节车辆的高度平衡，使其保持在一个恒定的高度。当车辆在静止状态时，车辆会以1s为周期检测车辆的高度。当与额定高度之差超过允许的误差值时，就会启动ECAS气压调节阀，使空气弹簧气压升高或者降低，从而调节车身高度。当车辆处于行驶状态时，为了排除路面颠簸对传感器的不良影响，ECAS的调节周期改为1分钟，从而减少误判断和误动作。在驾驶室有一个设置车辆高度的开关，可以通过该开关来改变控制器中的额定正常高度值。
2.2超载保护
当车辆负载超过额定的重量时，车辆就会自动泄压，将车身高度明显降低，警告司机此时已经超载，应谨慎驾驶或者停车检查。
提升桥自动调节功能。当车辆提升桥处于悬浮状态时，如果此时通过压力传感器检测到车身的负载达到一定值，车辆的提升桥就会自动落下。承担一部分车辆负载，保护驱动桥不会过载，减少驱动桥轮胎的磨损并延长驱动桥轮胎的使用寿命。在车辆提升桥落下时，当提升桥压力小于额定值，为了减少提升桥的轮胎磨损以及获得比较大的牵引力，ECAS自动调节提升桥升起。
2.3牵引帮助
当驾驶室内的牵引帮助开关按下，提升桥自动升起，使牵引桥获得最大牵引力。当驱动桥压力接近或者大于额定的牵引压力极限值时提升桥自动落下，并且分担部分负载压力，并且使牵引压力始终处于最大值，以获得最大的牵引力。如果车辆的车速大于30Km/h或者牵引帮助的开关松开，车辆自动进入正常工作状态。
2.4遥控功能
出于安全方面的考虑，在车辆高速行驶过程中遥控按键是不起作用的，只有当车辆处于静止状态或者车速小于30Km/h，才允许驾驶员对车辆高度进行调节。遥控的主要功能是调节车身高度。当需要车身高度降低时可以：
按下车辆“驱动桥预选键”，此时“驱动桥选中指示灯”亮。选择“上升”或者“下降”按键按住不动，调节车身的高度，当到达适宜位置后松开按键，再按一下驱动桥的选择按键，此时“驱动桥选中指示灯”灭，调节完成。此时，当前高度就是车辆的正常高度参考值。只有当下次钥匙开关启动才会恢复ECU默认值。
另外，“当正常高度”按键被按下时，车辆会将正常高度值I作为当前的正常高度参考值，车辆高度会自动调节到正常高度值I。
2.5故障自诊断功能
目前对ECAS的诊断方式主要有闪码诊断和使用诊断仪诊断。当ECAS系统存在故障时，故障灯就会常亮，当进入诊断状态时就会自动闪码，根据闪码查找故障代码表就可以得到相应的故障状态。如果闪码为先闪两下，再闪一下的话，则对应故障2-1——为驱动轴左压力调节阀进气电磁阀故障。
3ECAS的安装
ECAS安装比较简单，气路只要从储气筒接出五根气管分别接到5个常闭电磁阀的1口上。然后将5个常闭电磁阀的2口依次接到相对应的空气弹簧进气口即可。
ECAS的电路需要严格按照电路图标识连接，在驾驶室需要安装四个指示灯：提升桥指示灯，当提升桥落下时指示灯亮；安全状态指示灯，车辆不在正常高度或者系统本身没有问题但车辆处于某种功能中时灯亮：驱动帮助指示灯，当车辆进入驱动帮助功能时该指示灯亮；报警灯，有故障时点亮。
4结束语
这种基于分离式常闭电磁阀的ECAS，进过装车道路试验，产品的功能与性能与国外产品一致，能够满足客户的使用要求，同时产品的价格远远低于国外产品，市场前景较好。
基于分离式常闭电磁阀的电子控制空气悬挂系统，即ECAS是利用控制器通过分离式常闭电磁阀自动调节空气空气弹簧动作的悬挂系统。介绍了ECAS系统的结构原理，并对其安装、使用和诊断等进行了探讨。
关键词：
ECAS控制器；分离式常闭电磁阀；传感器
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2014）20019301
空气悬架系统系统是以空气弹簧作为弹性元件的悬架总称。根据控制系统来分可以进一步分为机械式控制空气悬架和电子控制空气悬架系统（Electronically Controlled Air Suspension System，简称ECAS）。ECAS可以根据车身高度变化量和空气弹簧压力信号，由电子控制单元（ECU）控制气路系统中的电磁阀执行元件，进而调整橡胶空气弹簧内的压缩空气量，悬架刚度和车身高度随之改变，以抑制车辆急加速、制动时产生的俯仰运动和转向时产生的侧倾运动，保持车身姿态平衡。ECAS能够有效地提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性。
1ECAS的硬件构成
ECAS的硬件构成主要由信号采集、信号传输、信号分析及处理、执行机构四部分组成。
信号采集部分主要由高度传感器和压力传感器组成。高度传感器安装在车架附近，压力传感器需要安装在尽量靠近橡胶空气弹簧的位置，要求能够准确的测量出空气弹簧的实际压力。
信号传输部分，包含汽车用电线束和手动遥控手柄。
信号分析及处理部分是指ECU，其主要作用将压力传感器和高度传感器输入的压力和车架高度信号，转换为计数，比较输入值与指标值，在出现偏差的情况下估计所需要的控制反应，发出电磁阀的控制信号。
执行机构是指分离式的常闭式电磁阀，外形和安装尺寸与ABS的电磁阀一致，能够实现橡胶空气弹簧的增压、减压、保压。该类型的电磁阀与国外ECAS电磁阀相比具有成本低、可靠性高等优点。
2ECAS的功能
空气悬架电控系统具有以下功能：高度平衡调节、过载保护、提升桥自动调节功能、牵引帮助、遥控功能、故障自诊断。
2.1高度平衡调节
无ECAS系统的车辆车身高度会随着车辆负载的变化而相应的升高或者降低，这样会对车辆的舒适型、操控以及行驶安全造成影响。有ECAS系统的车辆会自动调节车辆的高度平衡，使其保持在一个恒定的高度。当车辆在静止状态时，车辆会以1s为周期检测车辆的高度。当与额定高度之差超过允许的误差值时，就会启动ECAS气压调节阀，使空气弹簧气压升高或者降低，从而调节车身高度。当车辆处于行驶状态时，为了排除路面颠簸对传感器的不良影响，ECAS的调节周期改为1分钟，从而减少误判断和误动作。在驾驶室有一个设置车辆高度的开关，可以通过该开关来改变控制器中的额定正常高度值。
2.2超载保护
当车辆负载超过额定的重量时，车辆就会自动泄压，将车身高度明显降低，警告司机此时已经超载，应谨慎驾驶或者停车检查。
提升桥自动调节功能。当车辆提升桥处于悬浮状态时，如果此时通过压力传感器检测到车身的负载达到一定值，车辆的提升桥就会自动落下。承担一部分车辆负载，保护驱动桥不会过载，减少驱动桥轮胎的磨损并延长驱动桥轮胎的使用寿命。在车辆提升桥落下时，当提升桥压力小于额定值，为了减少提升桥的轮胎磨损以及获得比较大的牵引力，ECAS自动调节提升桥升起。
2.3牵引帮助
当驾驶室内的牵引帮助开关按下，提升桥自动升起，使牵引桥获得最大牵引力。当驱动桥压力接近或者大于额定的牵引压力极限值时提升桥自动落下，并且分担部分负载压力，并且使牵引压力始终处于最大值，以获得最大的牵引力。如果车辆的车速大于30Km/h或者牵引帮助的开关松开，车辆自动进入正常工作状态。
2.4遥控功能
出于安全方面的考虑，在车辆高速行驶过程中遥控按键是不起作用的，只有当车辆处于静止状态或者车速小于30Km/h，才允许驾驶员对车辆高度进行调节。遥控的主要功能是调节车身高度。当需要车身高度降低时可以：
按下车辆“驱动桥预选键”，此时“驱动桥选中指示灯”亮。选择“上升”或者“下降”按键按住不动，调节车身的高度，当到达适宜位置后松开按键，再按一下驱动桥的选择按键，此时“驱动桥选中指示灯”灭，调节完成。此时，当前高度就是车辆的正常高度参考值。只有当下次钥匙开关启动才会恢复ECU默认值。
另外，“当正常高度”按键被按下时，车辆会将正常高度值I作为当前的正常高度参考值，车辆高度会自动调节到正常高度值I。
2.5故障自诊断功能
目前对ECAS的诊断方式主要有闪码诊断和使用诊断仪诊断。当ECAS系统存在故障时，故障灯就会常亮，当进入诊断状态时就会自动闪码，根据闪码查找故障代码表就可以得到相应的故障状态。如果闪码为先闪两下，再闪一下的话，则对应故障2-1——为驱动轴左压力调节阀进气电磁阀故障。
3ECAS的安装
ECAS安装比较简单，气路只要从储气筒接出五根气管分别接到5个常闭电磁阀的1口上。然后将5个常闭电磁阀的2口依次接到相对应的空气弹簧进气口即可。
ECAS的电路需要严格按照电路图标识连接，在驾驶室需要安装四个指示灯：提升桥指示灯，当提升桥落下时指示灯亮；安全状态指示灯，车辆不在正常高度或者系统本身没有问题但车辆处于某种功能中时灯亮：驱动帮助指示灯，当车辆进入驱动帮助功能时该指示灯亮；报警灯，有故障时点亮。
4结束语
这种基于分离式常闭电磁阀的ECAS，进过装车道路试验，产品的功能与性能与国外产品一致，能够满足客户的使用要求，同时产品的价格远远低于国外产品，市场前景较好。