ECS electronic controlled suspension ( автомобиль Опирус) 2

ECS electronic controlled suspension ( автомобиль Опирус)

2 Содержание Углы установки колес Подвеска ECS electronic controlled suspension Амортизаторы с изменяемой жесткостью Теория Компоненты Диагностика

3 Углы 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

4 Углы 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

5 Углы 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.

6 Углы 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)

7 Углы 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’)

8 Углы 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

9 Углы 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)

10 Углы 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.

11 Углы 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

12 Углы 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

13 Углы 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

14 Углы установки колес УПНШ/Развал/Включенный угол Поиск неисправностей (подвеска MacPherson)

15 Углы установки колес Включенный угол Included angle Значения угла непосредственно не контролируется SAI + Camber = Included Angle (I/A)

16 Углы 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

17 Углы 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 )

18 Углы 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.

19 Подвеска 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)

20 Подвеска 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)

21 Подвеска 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

22 Подвеска 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

23 Подвеска 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

24 Подвеска 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

25 ECS Теория

26 ECS 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

27 ECS 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).

28 ECS

29 ECS 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

30 ECS

31 ECS

32 ECS Компоненты Амортизатор

33 ECS 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

34 ECS Компоненты ECS амортизатор Клапаны рабочие Клапаны обратные

35 ECS Компоненты ECS амортизатор передний

36 ECS Компоненты ECS амортизатор задний

37 ECS Спецификация

38 ECS

39 ECS 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

40 ECS 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

41 ECS 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

42 ECS

43 ECS Блок управления Багажник, с правой стороны Блок управления

44 ECS Блок управления

45 ECS Принципиальная схема

46 ECS Входные и выходные сигналы

47 ECS 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

48 ECS 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

49 ECS Входные Генератор терминал L [Normal] [Low voltage]

50 ECS 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)

51 ECS Выходные Реле Актуаторов Текущие данные: реле выключено

52 ECS Выходные Лампа ECS Применение Лампа ECS включается при выборе режима Спорт Лампа вспыхивает при неисправности системы В нормальном режиме лампа не горит

53 ECS Выходные Лампа ECS Лампа управляется переключателем режимов NORMAL/SPORT График работы лампы ECS

54 ECS Выходные Лампа ECS ECS lamp off ECS lamp on ECS switch on ECS switch off 12 В

55 ECS Выходные Лампа ECS Напоминание о неисправности Запись кода неисправности в блок управления сопровождается вспыхиванием лампы Спорт. Включение лампы Спорт при подключении Hi-scan

56 ECS Входные Переключатель ECS (Sport/Normal) Спецификация - Импульсный, нормально-разомкнутый - SPORT : 0.25 V или меньше - NORMAL : 4.5 V или больше

57 ECS Входные Переключатель педали тормоза OFF (12V) ON (0V) Назначение Входной сигнал для определения колебаний кузова при торможении Спецификация Нормально-разомкнутый Нет кодов неисправности

58 ECS 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%

59 ECS 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

60 ECS 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

61 ECS Входные Датчик поворота рулевого колеса Выходной сигнал датчика (поворот направо) 2 грд С высокого уровня на низкий

62 ECS Входные Датчик поворота рулевого колеса Выходной сигнал датчика (поворот налево)

63 ECS 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

64 ECS 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

65 ECS 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.

66 ECS Входные Датчик положения дросселя Цепь датчика и его характеристика Аналоговый сигнал, В

67 ECS 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

68 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)

69 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor)

70 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor) 2.6 V Ускорение 0G Сигнал

71 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor) Текущие данные, датчик наклонен на 45 градусов 2.2 V Ускорение - 0.22G] Сигнал

72 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor) Текущие данные, датчик наклонен на 90 градусов 0.6 V Ускорение - 1G Сигнал

73 ECS Входные Датчик ускорения кузова (G-sensor) Текущие данные, снят разъем с датчика или состояние обрыва цепи Соответствует ускорению около - 1G] [DTC]

74 ECS Выходные Соленоидный клапан Передний Задний

75 ECS 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

76 ECS Выходные Соленоидный клапан

77 ECS 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

78 ECS Выходные Соленоидный клапан Режим SOFT/SOFT

79 ECS Выходные Соленоидный клапан Режим SOFT/HARD (максимальный ток ~ 1,2 А)

80 ECS Выходные Соленоидный клапан Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала) SOFT/HARD Напряжение сигнала Сила тока

81 ECS Выходные Соленоидный клапан Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала) SOFT/SOFT

82 ECS Выходные Соленоидный клапан Текущие данные ( сила тока пропорциональна скважности сигнала) HARD/SOFT

83 ECS Характеристика жесткости амортизаторов

84 ECS DTC LIST

85 ECS DTC

86 ECS DTC

87 ECS 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)

88 ECS 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

89 ECS 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

90 ECS 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

91 ECS 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)

92 ECS DTC Коды неисправностей

93 ECS Диаграмма

94 ECS Диаграмма

95 ECS Диаграмма

96 Спасибо за внимание! Королев Сергей Викторович Менеджер отдела обучения и технической поддержки, ООО "СоКИА" [email protected] www.sokia.ru