Слайд 1ECS electronic controlled suspension
( автомобиль Опирус)
Слайд 2Содержание
Углы установки колес
Подвеска
ECS electronic controlled suspension Амортизаторы с изменяемой жесткостью
Теория
Компоненты
Диагностика
Слайд 3Углы установки колес
УУК определяют взаимную работу элементов подвески и рулевого
управления.
УУК оказывают влияние на Устойчивость и Управляемость автомобиля, износ шин,
расход топлива
Устойчивость – способность автомобиля сохранять заданную траекторию движения без участия водителя
Управляемость – способность автомобиля достаточно быстро и адекватно реагировать на управляющее воздействие водителя.
Основные углы установки колес
Camber Развал
Caster Продольный наклон шкворня
Toe Схождение
Регулирование значений УУК зависит от модели автомобиля
Слайд 4Углы установки колес
Перед регулировкой важно проверить следующее:
Давление в шинах
Износ шин,
размер шин
Люфты в шаровых опорах
Люфты в рулевых наконечниках
Люфт в подшипниках
ступиц
Длина левой и правой амортизаторной стойки
Деформация и износ рулевых тяг
Деформация или износ деталей подвески
Величина дорожного просвета ( состояние пружин ) Пружины меняют парно.
Изменение Развала при просадке пружины
Слайд 5Углы установки колес
Camber Развал
Технологически невозможно установить колеса в идеальном вертикальном
положении, возникающие в процессе эксплуатации износы элементов подвески и рулевого
управления имеют тенденцию уменьшать развал, а при установке нулевого развала со временем его значения становятся отрицательными.
С увеличением скорости, под силой сопротивления воздушному потоку, уменьшается значение дорожного просвета и изменяется значение развала ( положительный развал стремится к нулевому)
Некоторые производители устанавливают отрицательные значения развала.
Неверные значения развала приводят к ускоренному износу шин (односторонний износ)
На многих моделях значения развала не регулируются. В этом случае неверные значения развала указывают на износ или деформацию деталей шасси.
Слайд 6Углы установки колес
Положительный Развал
ПР обеспечивает почти вертикальное положение колеса при
загрузке автомобиля ( весовая или динамическая загрузка)
Отрицательный Развал
Подбор отрицательных значений
развала может быть использован для улучшения Устойчивости и Управляемости автомобиля в поворотах. В повороте наружное колесо получает легкий положительный наклон, тем самым обеспечивая максимальную площадь контакта колеса и дороги.
Развал задней оси
Не регулируется
Легкие отрицательные значения для устойчивости в поворотах (переднеприводные)
Слайд 7Углы установки колес
Профиль дороги и угол развала
Правая сторона дороги расположена
ниже относительно левой стороны
С одной стороны это необходимо для отвода
дождевой воды
С другой стороны такой профиль провоцирует увод автомобиля
Для компенсации подобного увода развал левого колеса имеет небольшую корректировку в положительную сторону (1/4°(15’)
Слайд 8Углы установки колес
Следствия неправильной регулировки Развала
Увод автомобиля в сторону
Быстрый
односторонний износ шин
Износ подшипников ступиц
Износ шаровых опор связанный
с увеличением нагрузки на ступицу
Слайд 9Углы установки колес
Caster Продольный наклон шкворня
Caster угол наклона оси поворота
управляемого колеса в продольной плоскости автомобиля.
Caster угол скоростной стабилизации управляемых
колес, обеспечивает прямолинейное движение колес без корректировки водителем а также возврат управляемых колес в исходное положение при выходе из поворота
Практически не влияет на износ шин
Не подлежит регулировке на автомобиле
Просадка пружин изменяет ПУНШ
При неодинаковых ПУНШ левого и правого колес появляется тенденция к боковому уводу в сторону колеса с меньшим положительным углом наклона оси. ( это связано с тем что при повороте ось ступицы наружного колеса приподнимается уменьшая стабилизирующий эффект, а противоположное колесо имеющее меньший угол ПУНШ не оказывает должного обратного воздействия)
Слайд 10Углы установки колес
Положительный Caster
Наилучший стабилизирующий эффект
Несколько затрудняет поворот колес
Положительный
ПУНШ имеет тенденцию поворачивать колеса в сторону положительного схождения (см.
предыдущий слайд)
Отрицательный Caster
Обеспечивает легкость поворота колес на малых скоростях
При значительных углах наклона автомобиль отклоняется от заданной траектории. Управление становится некомфортным.
Слайд 11Углы установки колес
Перемещение оси ступицы при повороте
При положительном ПУНШ ось
внутреннего колеса в повороте наклоняется к дороге увеличивая стабилизирующий эффект,
ось наружного колеса движется к кузову сжимая подвеску уменьшая стабилизацию
Если ось поворота колеса будет перенесена как у отрицательного ПУНШ, возникающий крутящий момент будет поворачивать колесо в сторону поворота и стабилизация не появится
Fy центробежная сила
Va скорость
Ry сила реакции
α угол наклона
Мст момент стабилизации
Мст ~ Fy, Va², L1, α
Слайд 12Углы установки колес
TOE Схождение
Угол схождения необходим для компенсации боковых усилий
возникающих вследствие установки колес с развалом
Toe-in : B > A
положительное схождение, Toe-out : B < A отрицательное схождение
Отклонение схождения от номинального значения приводит к быстрому износу шин и увеличению расхода топлива
Слайд 13Углы установки колес
Угол поперечного наклона шкворня STEERING AXIS INCLINATION
(SAI)
УПНШ характеризует отклонение оси поворота колеса от вертикали в поперечной
плоскости автомобиля.
УПНШ весовая стабилизация автомобиля. Способствует устойчивому прямолинейному движению.
УПНШ обеспечивает стабилизацию так как при повороте вокруг наклонной оси колесо стремится приподнять кузов автомобиля. Момент стабилизации пропорционален углу наклона оси, углу поворота колеса, весу автомобиля, плечу обката (расстояние между следом оси поворота колеса на опорной плоскости и центром контактного отпечатка шины)
Мст ~ β, Θ, G, a
Увеличенное плечо обката создает нежелательный крутящий момент при действии силы торможения, на малой скорости это может повлиять на устойчивость автомобиля
УПНШ не регулируется
Слайд 14Углы установки колес
УПНШ/Развал/Включенный угол Поиск неисправностей (подвеска MacPherson)
Слайд 15Углы установки колес
Включенный угол Included angle
Значения угла непосредственно не контролируется
SAI + Camber = Included Angle (I/A)
Слайд 16Углы установки колес
Плечо обката Steering offset
Угол обката делают отрицательным
для обеспечения устойчивости автомобиля в случае неисправности диагональной тормозной системы.
Возникающий крутящий момент вокруг оси поворота колеса компенсирует момент поворачивающий кузов из за разности тормозных сил между осями (см. рисунок)
Чем больше Плечо обката тем больше усилие на рулевом колесе и нагруженность деталей подвески.
Изменение Плеча обката влияющее на Устойчивость и Управляемость
Использование дисков с не рекомендуемым вылетом
Использование шин большего размера
Пониженное давление в шинах
Изменение дорожного просвета
Разные значения развала с одной и другой стороны
Плечо обката не регулируется
При неисправном диагональном тормозном контуре возникает разворачивающий момент который компенсируется моментом стабилизации в подвеске с отрицательным плечом обката
Положительное плечо обкатки создавало бы момент совпадающий по направлению с моментом разворота
Слайд 17Углы установки колес
Смещение колес Set back
Смещение колес равно продольному
расстоянию между осями цапф передних или задних колес
Смещение колес является
следствием пластических деформаций деталей подвески или кузова автомобиля
Вектор тяги Thrust angle
Траектория движения или Вектор тяги часто не совпадает с продольной осью автомобиля ( например при отличии углов схождения колес задней оси )
Слайд 18Углы установки колес
Центральное положение рулевого колеса Steering center
Сначала регулируют
схождение задних колес, с тем чтобы уменьшить угол вектора тяги.
Затем фиксируют колесо в центральном положении и продолжают регулировки.
Перед блокировкой центрального положения рулевого колеса необходимо несколько раз повернуть рулевое колесо между крайними положениями для уменьшения влияния сил трения в рулевом механизме.
Слайд 19Подвеска
Подвеска
Подвеска должна обеспечить
Плавность хода
Правильные углы установки колес
Минимальные значения неподрессоренных масс
для плавности хода
Минимальный поперечный и продольный крен кузова в поворотах,
при торможении и разгоне
Минимальные смещения колес в пятне контакта с дорогой
Согласованность в работе с рулевым управлением
Оптимальную управляемость, которая может быть улучшена в ущерб плавности хода
Элементы подвески
Упругие элементы
Направляющие элементы
Демпфирующие элементы
Стабилизирующие элементы (необязательно)
Управляющие элементы (необязательно)
Слайд 20Подвеска
Плавность хода
Плавность хода это свойство автомобиля двигаться с необходимой скоростью
по неровным дорогам без значительных вибрационных и ударных воздействий на
пассажиров и груз
Основной параметр плавности хода подвески частота колебания кузова
Комфортной считается частота 50…70 колебаний в минуту
Ω = √ К/M Ω-частота К-жесткость М -масса кузова (чем больше масса тем больше жесткость подвески)
Если подвеска способна изменять жесткость при изменении массы автомобиля ее называют подвеской с прогрессивной характеристикой (например пружины с переменной толщиной витков)
Слайд 21Подвеска
Подрессоренные и неподрессоренные массы
Подрессоренная масса – суммарный вес элементов автомобиля
поддерживаемый на пружинах подвески (кузов, рама, двигатель, трансмиссия, и.т.д)
Неподрессоренная
масса – колеса, детали подвески, валы, и.т.д
Слайд 22Подвеска
Простейшая модель подвески
m1 = подрессоренная масса , m2 = неподрессоренная
масса, k1 = жесткость подвески, k2 = жесткость шин, c1
= коэффициент демпфирования подвески , c2 = коэффициент демпфирования шин
Амплитуда резонансных колебаний масс m1 и m2 зависит характеристик жесткости k и демпфирования c (см. рисунок)
Коэффициенты демпфирования не оказывают влияния на величину резонансных частот
Резонансные частоты определяют по формулам fn1 = (√k1/m1)
fn2 = √(k1+k2)/m2)
Для комфортного вождения уменьшают жесткость подвески fn1 (см формулу) и делают собственную частоту колебаний в диапазоне 1.1 ~ 1.4Hz.
Если жесткостьfn2 слишком мала, это ухудшает сцепление шин с дорогой (увеличивается амплитуда в диапазоне низких частот). Нормальный диапазон fn2 13~16Hz.
С амортизатором
Слайд 23Подвеска
Простейшая модель подвески
Частота внешних колебаний или ускорение кузова, большему ускорению
должна соответствовать меньшая жесткость демпфирования
Частота собственных колебаний должна гаситься максимально
жесткими амортизаторами
Мягкий амортизатор
Слайд 24Подвеска
Колебания кузова
Продольные колебания кузова возникают при разгоне, торможении, проезде через
препятствия, на автомобилях с мягкими пружинами
Поперечные колебания кузова возникают при
выполнении поворотов, наезде на неровности
Колебания вдоль вертикальной оси
Колебания вокруг вертикальной оси
Слайд 26ECS
Теория
На автомобиле Опирус устанавливаются амортизаторы с переменной характеристикой для обеспечения
оптимального соотношения плавности хода и параметров устойчивости и управляемости
Для мониторинга
перемещений кузова и обработки данных в блоке ECS используются сигналы датчиков
Датчики ускорений подрессоренных масс
Датчик поворота рулевого колеса
TPS
Переключатель педали тормоза
Датчик скорости автомобиля
Блок ECS управляет электронным клапаном каждого амортизатора изменяя его характеристику
Логику ECS можно выбирать из двух режимов Normal или Sport
Слайд 27ECS
Теория
Принцип работы
Движение кузова вниз (X1 < 0)
Сжатие амортизатора (X1 -
X0 < 0) – настройка H (hard)
Отбой (X1 - X0
> 0) – настройка S (soft)
Движение кузова вверх (X1 > 0)
Сжатие амортизатора (X1 - X0 < 0) настройка S (soft)
Отбой (X1 - X0 > 0) настройка H (hard).
Слайд 29ECS
Теория Характеристика амортизатора
Сила тока на клапане 0.3 A соответствует H/S
и 1.3 A S/H
Сила тока 0 A устанавливает H/S
Слайд 33ECS
Компоненты Амортизатор
Масло перетекая через калиброванные отверстия преобразует кинетическую
энергию поршня в тепловую энергию
При движении поршня вниз жидкость свободно
перетекает в надпоршневое пространство, входящий шток уменьшает свободный объем и жидкость под давлением перетекает через нижний клапан, сжимая газ. Давление газа находится в пределах от 1 до 8 bar
Изменение уровня масла при работе
Резервуар для масла
Газ
Слайд 34ECS
Компоненты ECS амортизатор
Клапаны рабочие
Клапаны обратные
Слайд 35ECS
Компоненты ECS амортизатор передний
Слайд 36ECS
Компоненты ECS амортизатор задний
Слайд 39ECS
Плавность хода Ride control
a) Определение дорожных условий для расчета плавности
Характер
дороги определяют два датчика ускорения и блок управления ECU контролирующий
жесткость амортизаторов
Неровности дороги при этом разделяются на : выбоины, длинные волны, короткие волны, мелкие неровности, и.т.д.
b) Вертикальные колебания кузова
Определяются суммарные скорости колебания кузова по трем датчикам ускорения
Слайд 40ECS
Плавность хода Ride control
c) Вертикальные колебания передней и задней части
кузова
Определяется разность скоростей колебаний передней и задней частей кузова. Блок
управления рассчитывает жесткость подвески исходя из результатов вычислений.
d) Колебания кузова относительно продольной оси
Слайд 41ECS
Управляемость и устойчивость
a) Крен кузова в повороте
Для определения крена используется
датчик поворота рулевого колеса и датчик скорости.
b) «Клевок» при торможении
Для
мониторинга используется переключатель педали тормоза и датчик скорости
* Амортизатор: Передний Сжатие Hard (S/H), Задний Отбой Hard (H/S)
c) Проседание кузова при разгоне
Для мониторинга используется датчик положения дроссельной заслонки, датчик скорости
* Амортизатор: Передний Отбой Hard (H/S), Задний Сжатие Hard (S/H)
d) Высокоскоростная стабилизация
Датчик скорости
Слайд 43ECS
Блок управления
Багажник, с правой стороны
Блок управления
Слайд 47ECS
Входные сигналы
ECS цепь питания блока управления
IG 2 (30A, ECSCM power):
Если неисправен остановка двигателя, прекращение обмена данными
B+ (15A,
ECS solenoid relay power): Если неисправен C2124(Actuator relay)
IG 2 (10A, ECSCM & Cluster power): Если неисправен прекращение обмена данными
[Junction box]
[Fuse box]
IG2 (30A)
B+
IG2
Слайд 48ECS
Входные Генератор терминал L
Application
Блок ECS контролирует уровень напряжения заряда
от генератора L signal.
Рабочий диапазон напряжений 8.5 - 16.5
В. Реле и контроллер отключаются если напряжение находится вне рабочего диапазона.
Напряжение на терминале L определяет текущий ток заряда
Слайд 49ECS
Входные Генератор терминал L
[Normal]
[Low voltage]
Слайд 50ECS
Выходные Реле Актуаторов
Назначение
Реле управляется блоком ECS и подает напряжение на
соленоидные актуаторы.
Спецификация
Потребляемая мощность : 1.8W (at 12 V)
Рабочая
температуры : 40 ~ +100℃
Ток управления : 150 mA
(C1107,1108,1101,2124,2212,2216,2220,2224)
Слайд 51ECS
Выходные Реле Актуаторов
Текущие данные: реле выключено
Слайд 52ECS
Выходные Лампа ECS
Применение
Лампа ECS включается при выборе режима
Спорт
Лампа вспыхивает при неисправности системы
В нормальном режиме лампа
не горит
Слайд 53ECS
Выходные Лампа ECS
Лампа управляется переключателем режимов NORMAL/SPORT
График работы
лампы ECS
Слайд 54ECS
Выходные Лампа ECS
ECS lamp off
ECS lamp on
ECS switch on
ECS switch
off
12 В
Слайд 55ECS
Выходные Лампа ECS
Напоминание о неисправности
Запись кода неисправности в блок управления
сопровождается вспыхиванием лампы Спорт.
Включение лампы Спорт при подключении Hi-scan
Слайд 56ECS
Входные Переключатель ECS (Sport/Normal)
Спецификация
- Импульсный, нормально-разомкнутый
- SPORT : 0.25 V
или меньше
- NORMAL : 4.5 V или больше
Слайд 57ECS
Входные Переключатель педали тормоза
OFF (12V)
ON (0V)
Назначение
Входной сигнал для определения
колебаний кузова при торможении
Спецификация
Нормально-разомкнутый
Нет кодов неисправности
Слайд 58ECS
Входные Датчик скорости автомобиля
Применение
- Входной сигнал для контроля продольных
и поперечных колебаний, для расчета алгоритмов скоростной стабилизации
Спецификация
Датчик Хола
4 импульса за один оборот
Напряжение: 0V, 5V
Скважность : 50±20%
Слайд 59ECS
Входные Датчик поворота рулевого колеса
Спецификация
- Тип Фотодатчик
- Количество
импульсов 45 (один пульс 8°)
- Скважность сигнала : 50±10%
- Разность
фаз сигналов датчиков : 2.0 ±0.6°
- Питание :IGN1(8~16V)
- Сигнал :1.3≤VOL ≤2.0V, 3.3≤VOH ≤4.0V
- Максимальная угловая скорость до : 1,500°/сек
Применение : Входной сигнал для контроля поперечных колебаний кузова
Слайд 60ECS
Входные Датчик поворота рулевого колеса
Назначение
- Расположен в рулевой колонке
-
Определяет угол и направление поворота рулевого колеса
- 3 входных сигнала
(ST 1, ST 2, ST N)
ST N датчик центрального положения рулевого колеса
Фото транзистор включен : сигнал 0,5 В
Фото транзистор выключен : сигнал 3,5 В
Слайд 61ECS
Входные Датчик поворота рулевого колеса
Выходной сигнал датчика (поворот направо)
2 грд
С
высокого уровня на низкий
Слайд 62ECS
Входные Датчик поворота рулевого колеса
Выходной сигнал датчика (поворот налево)
Слайд 63ECS
Входные Датчик поворота рулевого колеса
Сигнал датчика в текущих данных
при снятом разъеме – уровень напряжения высокий HIGH
На сканере значения
сигнала переключаются между LOW и HIGH
Слайд 64ECS
Входные Датчик положения дросселя
Спецификация
Выходной сигнал в виде импульсов: PWM
pulse wave
Скважность выходного сигнала :
5%(угол открытия
0°) ~ 91%(угол открытия 90°)
PWM частота сигнала : 100Hz
Применение :
Используется в алгоритмах контроля продольных колебаний кузова
Слайд 65ECS
Входные Датчик положения дросселя
Сигнал с датчика TPS приходит в блок
управления двигателя в аналоговом виде, далее ECM преобразует его в
цифровой сигнал PWM для использования другими системами.
Слайд 66ECS
Входные Датчик положения дросселя
Цепь датчика и его характеристика
Аналоговый сигнал,
Слайд 67ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Расположение датчиков (FR sensor, FL sensor,
Rear sensor)
Применение :
Главный сигнал для расчета плавности хода
Спецификация
Напряжение
питания : 5V±0.25V
Выходной сигнал : 0.55 ~ 4.45V
Чувствительность Вольт/Ускорение : 2.0V/g
Диапазон : +1g ~ 1g ( g = 9.8 м/с² )
Температурный диапазон :40 ~ +125
Слайд 68ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Слайд 69ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Слайд 70ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
2.6 V
Ускорение 0G
Сигнал
Слайд 71ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Текущие данные, датчик наклонен на 45
градусов
2.2 V
Ускорение - 0.22G]
Сигнал
Слайд 72ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Текущие данные, датчик наклонен на 90
градусов
0.6 V
Ускорение - 1G
Сигнал
Слайд 73ECS
Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)
Текущие данные, снят разъем с датчика
или состояние обрыва цепи
Соответствует ускорению около - 1G]
[DTC]
Слайд 74ECS
Выходные Соленоидный клапан
Передний
Задний
Слайд 75ECS
Выходные Соленоидный клапан
Блок ECSCM регулирует подачу тока на соленоидные клапаны,
тем самым изменяя пропускную способность гидравлических клапанов и следовательно жесткость
амортизаторов.
Спецификация
Диапазон силы тока 0,3-1,3 А
Отбой H Сжатие S 0.3A
Отбой S Сжатие S 0.8 A
Отбой S Сжатие H 1.3 A
Напряжение 12 В
PWM частота 500 Гц
Слайд 77ECS
Выходные Соленоидный клапан
Режим HARD/SOFT ( мягкое сжатие, жесткий отбой)
Возвратная пружина
плунжера, при отключении питания обеспечивает режим H/S
Второй клапан
Первый клапан
Усилие толкателя
Перекрываемое
отверстие
Отбой
Сжатие
Слайд 78ECS
Выходные Соленоидный клапан
Режим SOFT/SOFT
Слайд 79ECS
Выходные Соленоидный клапан
Режим SOFT/HARD (максимальный ток ~ 1,2 А)
Слайд 80ECS
Выходные Соленоидный клапан
Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала)
SOFT/HARD
Напряжение
сигнала
Сила тока
Слайд 81ECS
Выходные Соленоидный клапан
Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала)
SOFT/SOFT
Слайд 82ECS
Выходные Соленоидный клапан
Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала)
HARD/SOFT
Слайд 83ECS
Характеристика жесткости амортизаторов
Слайд 87ECS DTC
Коды неисправностей
Аккумулятор : C1101
Описание
Высокое напряжение (двигатель работает):
Напряжение
на актуаторе более 17 В в течение 20 секунд
Сверхвысокое
напряжение (двигатель работает):
Напряжение на актуаторе более 18 В в течение 2 секунд
Аварийный режим контроллера
Отключение реле (Relay OFF)
Слайд 88ECS DTC
Коды неисправностей
Терминал L terminal : C1107, C1108
DTC: C1108 (Низкое
напряжение, двигатель запущен)
Описание
Напряжение меньше 8,5 В более 10 секунд. Скорость
автомобиля более 40 км/ч
Аварийный режим контроллера
Отключение реле
DTC: C1107 (Высокое напряжение, двигатель запущен)
Описание
Напряжение более 16,5 В более 100 мс
Аварийный режим контроллера
Отключение реле
Слайд 89ECS DTC
Коды неисправностей
Реле актуаторов : C2124
Описание
Низкое напряжение на реле
при его включении (Двигатель работает):
Напряжение менее 8.0 В
в интервале 10 секунд
Высокое напряжение при отключении реле (Двигатель выключен):
Напряжение более 9,5 В в интервале 2 секунды при включении зажигания (реле должно включаться только при достижении рабочего напряжения на терминале L, в данном случае реле постоянно включено – т.е. неисправно)
Аварийный режим контроллера
Отключение реле
Слайд 90ECS DTC
Коды неисправностей
Датчик ускорения: FR:C1279 FL:C1278 RR:C1281
Обрыв/Замыкание (Двигатель работает)
1) Описание:
Напряжение меньше 0,5 В или больше 4,5
В в течение 2 минут
2) Аварийный режим контроллера:
Остановка управления режимами плавности хода
Ошибка сигнала (Двигатель работает)
1) Описание:
Напряжение на датчике удерживается на одном уровне в диапазоне менее 1,9 В или более 3,1 В в течение 2 минут
2) Аварийный режим контроллера:
Остановка управления режимами плавности хода
Слайд 91ECS DTC
Коды неисправностей
Соленоидный клапан FR:C2216 FL:C2212 RR:C2224 RL:C2220
Обрыв цепи
соленоидного клапана (Двигатель работает)
Описание:
Обрыв провода в интервале более
30 секунд
Аварийный режим контроллера:
Отключение Реле (Relay OFF)
Слайд 96Спасибо за внимание!
Королев Сергей Викторович
Менеджер отдела обучения и технической поддержки,
ООО "СоКИА"
SVKorolev@sokia.ru
www.sokia.ru