实训手册凌志LS430电控悬架系统认知常见故障诊断和排除 1.docx
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实训手册凌志LS430电控悬架系统认知常见故障诊断和排除1
深圳高技能人才公共训练基地
ShenzhenPublicTrainingBaseforHi-skilledWorkers
汽车维修行业
汽车维修电工（高级工）
汽车底盘电子模块
《凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障诊断和排除》
训练任务指导书
QCWXDG-3-2-12
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
2009.12
目录
第一部分基本管理信息3
第二部分训练任务的内容4
第三部分训练任务的实施7
一、目标描述7
二、任务描述8
三、知识准备8
四、训练活动8
五、训练效果评价20
第四部分附录21
一、凌志LS430电控悬架系统21
二、电控悬架系统（TEMS）检修28
第五部分参考文献36
凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障诊断和排除训练过程考核表37
知识准备（答卷）38
第一部分基本管理信息
基本管理信息
名称
凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障的诊断和排除
代码
QCWXDG-3-2-12
类型
基础类□专项类√综合类□创新类□
类属于
岗位
汽车维修电工
等级
3级（高级工）
模块
汽车底盘电控模块
项目
汽车电控悬架系统检修
版本
V1.0
编制人
朱耀良
编制时间
2009年11月
所属单位
深圳市高技能人才公共实训管理服务中心
批准人
马阳
学时
2个训练时段
考核方式
考核□考训结合√
评价方式
自我评价√小组评价√老师评价√
适用对象
（1）持有如下证书之一：
汽车维修工（4级）、汽车维修电工（4级）；
（2）汽车相关专业中专（含中专、中技）学历以上；
（3）持有相同专项技能证书四级；
第二部分训练任务的内容
《凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务的内容
任务来源
在丰田凌志4S店汽车维修电工岗位工作中，检修凌志电控悬架系统故障是岗位必须的维修项目。
在检修凌志LS430电控悬架系统故障之前，务必认知凌志LS430电控悬架系统的结构与原理，训练其检测技能。
目标
技能目标
关键技能
（1）能（会）检测凌志LS430电控悬架系统的主要元部件。
（2）能（会）检修凌志LS430电控悬架系统故障并排除。
基本技能
（1）能（会）使用专用工具进行规范拆装。
（2）能（会）使用仪器或仪表进行检测作业。
知识目标
（1）能了解凌志LS430电控悬架系统的结构。
（2）能理解凌志LS430电控悬架系统的工作原理。
（3）能掌握凌志LS430电控悬架系统主要部件的检测技能。
（4）能掌握凌志LS430电控悬架系统故障诊断与排除。
职业素质目标
（1）严格执行汽车检修规范，养成严谨科学的工作态度。
（2）尊重他人劳动，不窃取他人成果。
（3）养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
（4）养成团结协作精神。
（5）严格执行5S现场管理。
训练方法及手段
1．讲解：
⑴教师讲解训练任务的内容与要求；
（2）教师引导学员学习LS430电控悬架系统的结构组成，并分析电控悬架系统的工作原理。
（3）老师指导认识LS430电控悬架系统的主要部件，并进行检修。
2．示范：
教师对关键技术和实训操作难点进行示范操作。
3．操练：
⑴分组实训：
2～5人/小组/，共用一个实训台；⑵学员遵循教师的引导完成“活动三”的训练任务，达到奥迪A6电控自动变速器01V常见故障的诊断和排除目标。
4．指导：
教师巡回检查和指导学员（个别指导和共性指导）。
5．评价：
小组检查和评价训练效果；教师点评和总结训练效果。
时间分配
类别
讲解与示范操作时间（分钟）
训练时间（分钟）
技能目标
关键技能
15
225
基本技能
15
30
职业素质目标
15
《凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务的内容（续1）
设备及耗材
类别
名称
规格及型号
数量
单位
备注
设备工具
电控悬架台架
凌志LS430电控悬架系统
1
台
汽车
凌志LS430汽车
1
辆
常规维修工具
1
套
耗材
万用表
1
只
连接导线
多
条
环境要求
（1）多媒体演示条件：
电脑、投影仪、话筒等
（2）空间和光线条件：
训练室可容纳20人，光线均匀明亮，每5人1台训练工作台及0.5㎡以上的活动空间。
知识准备
掌握
（1）凌志LS430电控悬架系统组成。
（2）凌志LS430电控悬架系统主要部件的功用及特点。
熟悉
（1）凌志LS430电控悬架系统控制开关的使用。
（2）凌志LS430电控悬架系统部件位置图。
了解
（1）凌志LS430电控悬架系统的应用。
（2）凌志LS430电控悬架系统结构组成与原理。
参考资料
类别
名称
作者
出版社
书号
备注
参考教材
凌志LS430维修手册
丰田汽车有限公司
其他参考资料
设备使用说明书
设备生产厂家
《凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障的诊断和排除》训练任务的内容（续2）
类别
项目
考核内容
得分
总分
评分标准
教师
签名
理论
知识
准备
（100分）
1．凌志LS430电控悬架系统的结构组成？
（20分）
根据完成情况打分。
2．简述凌志LS430电控悬架系统的工作原理。
（20分）
3．如何检测凌志LS430电控悬架系统主要部件？
（30分）
4．如何诊断与排除凌志LS430电控悬架系统故障？
（30分）
实操
技能
目标
（60分）
1．能（会）检测凌志LS430电控悬架系统的主要元部件。
会□/不会□
1.单项技能目标“会”该项得满分，“不会”该项不得分。
2.全部技能目标均为“会”记为“完成”，否则，记为“未完成”。
2．能（会）检修凌志LS430电控悬架系统故障并排除。
会□/不会□
任务完成情况
完成□/未完成□
任务
完成
质量
（40分）
1．操作熟练程度。
（10分）
1.任务“未完成”此项不得分。
2.任务“完成”，根据完成情况打分。
2．准确率。
（20分）
3．工作效率或完成任务速度。
（10分）
安全
文明
操作
1.遵守操作规程，养成严谨科学的工作态度。
2.尊重他人劳动，不窃取他人成果。
3.规范操作，安全生产。
4．严格执行5S现场管理
1.违反考场纪律，视情况扣20-45分。
2.发生设备安全事故，扣45分。
3.发生人身安全事故，扣50分。
4.实训结束后未整理实训现场扣5-10分。
评分
说明
识准备评分说明：
（这部分内容仅限教师培训使用，不在训练任务指导书上体现）
知识准备成绩是指训练任务指导书上知识准备题目的完成情况,由教师当堂批改给出成绩。
训练活动（实操）评分说明：
1．在规定时间内正确完成训练任务则该项训练活动成绩为60分。
2．原则上如未发生严重违反职业素质目标要求的情况，熟练、准确完成任务，任务完成质量为40分。
3．如果违反职业素质目标要求，则根据实际情况给予扣分。
备注：
1、评分表原则上不能出现涂改现象，若出现则必须在涂改之处签字确认。
2、每次考核结束后，教师必须及时将成绩录入管理系统，并立即上交评分表至高训中心存档。
第三部分训练任务的实施
采用I-OTPAE（改进的五步法）组织训练。
一、目标描述
⊙技能目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
关键技能：
●能（会）检测凌志LS430电控悬架系统的主要元部件。
●能（会）检修凌志LS430电控悬架系统故障并排除。
基本技能：
●能（会）使用专用工具进行规范拆装。
●能（会）使用仪器或仪表进行检测作业
⊙知识目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●能了解凌志LS430电控悬架系统的结构。
●能理解凌志LS430电控悬架系统的工作原理。
●能掌握凌志LS430电控悬架系统主要部件的检测技能。
●能掌握凌志LS430电控悬架系统故障诊断与排除。
⊙职业素质目标：
完成本训练任务后，你应当能（够）：
●严格执行汽车检修规范，养成严谨科学的工作态度。
●尊重他人劳动，不窃取他人成果。
●养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。
●养成团结协作精神。
●严格执行5S现场管理。
二、任务描述
在凌志LS430车辆或液压式电控悬架系统实训台上，老师设置一些故障，通过引导学习凌志LS430电控悬架系统的结构和控制原理，分析常见故障并示范诊断与排除故障。
学员在老师的指导下，进行诊断与排除凌志LS430车辆或实训台电控悬架系统常见故障。
三、知识准备
（见附件）
1．凌志LS430电控悬架系统的结构组成？
答：
2．简述凌志LS430电控悬架系统的工作原理。
答：
3．如何检测凌志LS430电控悬架系统主要部件？
答：
4．如何诊断与排除凌志LS430电控悬架系统故障？
答：
四、训练活动
♂活动一：
知识抽查
要求：
●老师对学员知识准备情况进行抽查具体抽查内容见知识准备的问题；
●抽查方式：
√口答□试卷□操作
●老师要记录学员回答问题的情况，老师必要时做简单的讲解。
♂活动二：
示范讲解
内容：
在凌志LS430车辆或液压式电控悬架系统实训台上，老师设置一些故障，通过引导学习凌志LS430电控悬架系统的结构和控制原理，分析常见故障并示范诊断与排除故障。
●步骤一：
利用PPT结合实训台讲解丰田凌志LS430电控悬架系统的结构组成
●步骤二：
利用PPT讲解丰田凌志LS430电控悬架工作原理
LS430的车身（底盘）高度控制由压缩空气系统来完成的。
其结构及组成如下图所示：
车辆使用中，悬架ECU（见图1、图2）通过悬架高度位置传感器（见见图1、图2），检测车身（底盘）的高度，如高出规定，则ECU使空气压缩机工作，同时打开高度电磁阀，压缩空气经过干燥器干燥后，经高度电磁阀，进入气压缸，使车身（底盘）升高。
如检测车身底盘，高度低于规定，则打开高度电磁阀和排气阀，在车身重力的作用下，使气体排出气压缸，从而降低车身（底盘）高度。
其中，压缩机只在升高的过程中工作其余时间，均不工作。
●步骤三：
讲解丰田凌志LS430电控悬架主要部件结构
（1）电磁式悬架调节执行器
电磁式悬架调节执行器由步进电机驱动。
步进电机装在悬架调节执行器内，由定子和线圈以及永磁转子组成，如下图所示。
定子有两个12极的铁芯，相互错开半齿而对置，两个线圈绕在两个铁芯上，但绕线方向相反。
转子则是一个具有12极的永久磁铁。
当悬架ECU对两个线圈通以脉动电流时，在定子上便产生电磁力，使永久磁铁转子转动，从而通过减振器控制杆使减振器转阀转动。
悬架ECU每施加一次脉动电流，转子转动一步（一步是1/24圈即15°）。
与3步式的电磁阀相比，可获得更快速的响应。
（2）加速度传感器
加速度传感器用于测量车身的垂直加速度。
加速度传感器共有3个，两个前加速度传感器分别装在前左、前右高度传感器内；一个后加速度传感器装在行李箱右侧的下面，如图7。
这3个加速度传感器分别检测车身的前左、前右和后右位置的垂直加速度。
车身后左位置的垂直加速度则由悬架ECU从这3个加速度传感器所获得的数据推导出来。
加速度传感器主要由压电陶瓷盘和膜片组成，，两个压电陶瓷盘固定在膜片两侧，并支承在传感器中心。
当加速度作用在整个传感器时，压电陶瓷盘在其自身重量作用下弯曲变形。
根据压电陶瓷的特性，它们将产生与其弯曲率成正比例变化的电荷。
这些电荷由传感器内电子电路转换成与加速率成正比例变化的电压，输送到悬架ECU，据根据信息精确的控制，因此汽车在不平路面行驶时可获得更佳的悬架控制效果。
（3）转角传感器转
角传感器外形结构如下图所示，该传感器位于转向盘下面，装在组合开关总成内，用于检测汽车转弯的方向和转弯的角度。
转向传感器由一个信号盘（有缝圆盘）和两个遮光器组成。
每个遮光器有一个发光二极管和光敏晶体管，两者相互对置，并固定在转向柱管上。
信号盘沿圆周开有20条光缝，它被固定在方向盘主轴上，随主轴转动而转动。
●步骤四：
示范讲解丰田凌志LS430电控悬架检修
1．基本检查
对电控悬架系统进行检修时，应先进行基本检查，以确认电控悬架的故障性质，避免将故障复杂化。
基本检查的内容有：
车身高度调整功能检查、减压阀检查、漏气检查和车身高度初始调整。
（1）车身高度调整功能检查
①检查轮胎气压是否正确。
②检查汽车高度。
③起动发动机，将高度控制开关从“NORM”位置切换到“HIGH”位置。
检查电控悬架完成高度调整所需的时间和汽车车身高度的变化量。
正常时，在升高过程中，按下高度控制开关到压缩机启动时间约为2S，从压缩机启动到完成高度调整约需20～40S，车高的调整为10～30mm。
在降低过程中，按下高度控制开关到排气电磁阀打开时间约为2S，从压缩机启动到完成高度调整约需20～40S，车高的调整为10～30mm。
（2）排气阀的检查。
打开点火开关，短接悬挂系统高度控制接插头中端子3和6（如下图），开启压缩机，等待一段时间后，检查减压阀应有空气逸出（注意：
连接时间不能超过15S）。
然后将点火开关关闭。
清除故障代码（因迫使压缩机运行时，悬架ECU会记录下故障代码）。
2．故障自诊断
悬架ECU具备下列3种自我诊断功能：
对悬架控制系统的故障发出警示的故障警告功能；对输入到悬架ECU的信号进行检查的输入信号检查功能；以代码的形式显示故障内容的故障代码显示功能。
（1）故障码调取
故障代码的检查方法如下：
①将点火开关转到“接通”（ON）的位置。
②用跨接线跨接诊断接头上的“Tc和E1”两端头，见下图。
③观察仪表板上高度控制“正常”指示灯（NORM）或高度指示灯（HEIGHTHI）的闪烁来读取故障代码。
④数该灯闪烁和间歇次数，第一次闪烁代表第一位故障代码的数字，在停歇一次后，数第二次闪烁的次数，它代表故障代码的第二位数字。
如果故障代码不止一个，将会有一个较长的间歇，然后显示下一个故障代码的第一位和第二位数字。
如果微机内存储的代码多于一个，则由小数字向大数字逐个显示。
⑤记录故障代码。
⑥根据厂家维修手册的资料了解故障代码的含义，手册中故障代码表列出了故障代码及所代表的含义和有问题的元件或线路，有时故障表列出了维修手册中有相应维修步骤的书页号。
对于失效电子系统的元件，常用的维修方法是更换。
⑦统维修完成后，消除诊断代码。
其方法是：
跨接诊断坐上Tc、E1端子，8S内开关车门3次（94～97年的车型）或3S内踩踏制动踏板8次（97年8月后车型）
⑧汽车路试后，再次检查指示灯。
如果灯不闪，则故障排除了；如路试灯还亮，则再次检查故障代码。
3．输入信号检查
如按上述方法无法调取故障码，刚就进行输入信号检查。
输入信号检查方法与故障码调取方法一类似，只是在故障码调取中跨接的是Tc、E1端子，而在输入信号检查中则跨接的是Ts、E1端子。
4．分析电控悬架电路
5．丰田凌志LS430轿车悬挂系统电脑各端子电压检测
相对应的端子号
条件
标准数值（V）
STP（A17-1）一车身接地点
点火开关ON
制动踏板松开
0
制动踏板踩下
蓄电池电压
REG（17-3）—车身接地点
点火开关ON
0
发动机怠速运转
蓄电池电压
HSW（A17-5）—车身接地点
点火开关ON
高度控制开关位于“NORM”
约为5
高度控制开关位于“HIGH”
0
T
（A17-6）—车身接地点
点火开关ON
连接TDCL的端子T
和E1
0
断开TDCL的端子T
和E1
蓄电池电压
VH（A17-7）—车身接地点
点火开关ON
高度控制开关位于“NORM”
0
高度控制开关位于“HIGH”
蓄电池电压
SS
（A17-8）—车身接地点
点火开关ON，慢慢转动方向盘
反复0
约5
SS
（A17-9）—车身接地点
点火开关ON，慢慢转动方向盘
反复0
约5
DOOR（A17—10）一车身接地
点火开关ON
所有车门全关
蓄电池电压
有一扇车门开
0V
TC（A17-11）—车身接地点
点火开关ON
连接TDCL的端子TC和E1
0
断开TDCL的端子TC和E1
蓄电池电压
T
（A17-12）—车身接地点
点火开关ON
连接检查连接器的端子T
和E1
0
断开检查连接器的端子T
和E1
蓄电池电压
L
（A16-1）一车身接地
点火开关ON，加速踏板从全松到全踩下
全松时5V，
全踩下时0V
SHRL（A16-2）—车身接地点
发动机怠速运转，将高度控制开关从“NORM”转至“HIGH”
2．5
2．7
♂活动三：
凌志LS430电控悬架系统认知、常见故障的诊断和排除
内容：
在凌志LS430车辆或液压式电控悬架系统实训台上，老师设置一些故障，学员在老师的指导下，全面认知凌志LS430电控悬架系统的结构与原理后，按“活动二”的方法诊断与排除凌志LS430车辆或实训台电控悬架系统常见故障。
步骤
操作项目
操作要领
检修记录
1
车辆准备
2
悬架调节执行器检修
3
加速度传感器检修
4
故障码调取
5
测量输入信号检查
6
电控悬架故障诊断及排除
7
故障检验
♂活动四：
根据完成结果交流、点评。
内容：
●学员展示训练成果
●小组互评成绩
●教师点评优秀训练成果
●教师对广泛存在的问题进行总结。
五、训练效果评价
自我评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
小组评价
1．训练任务的关键技能及基本技能有没有掌握？
评价情况：
2．训练任务的目标有没有实现？
效果如何？
评价情况：
参评人员：
老师评价
老师总体评价：
按“考核及评价表”（标准）对学员训练过程、训练结果进行评估。
评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
总体评价
老师总体评价：
按比例自我评价：
小组评价：
教师评价=10%：
10%：
80%给出总体评价。
总体评价情况：
老师签名：
日期：
年月日
第四部分附录
一、凌志LS430电控悬架系统
1．概述
（1）汽车传统悬架的缺点
悬架就是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的传力连接装置的总称。
悬架的功能较多，实现的过程也比较复杂。
但最主要的功能有以下几方面：
1）把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向力，以及这些反力所造成的力矩都传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车正常行驶。
2）在装载变化、车速及行驶转弯等情况下，必须使车轮与轴线保持正确配合，保证车辆的稳定性。
3）保持车辆行驶方向的可操作性，在各种道路条件下保证驾驶员能有效控制转向。
4）与轮胎共同作用，缓冲来自车轮的振动，使车辆舒适、平稳行驶。
传统的悬架系统主要由弹簧、减振器和导向机构组成。
传统的悬架系统的刚度和阻尼参数，是按经验设计或优化设计方法选择的，一经选定后，在汽车行驶过程中就无法进行调节，使得传统的悬架只能保证汽车在一种特定的道路和速度条件下达到性能最优的匹配，并且只能被动地承受地面对车身的作用力，而不能根据道路、车速的不同而改变悬架参数，更不能主动地控制地面对车身的作用力。
特别是现在，随着高速公路的发展，汽车速度有了很大的提高，对汽车的性能也提出了更高的要求。
传统的悬架显然无法满足这些要求！
这就促使人们开始考虑对传统的悬架进行变革，电控悬架就是在这一基础上应运而生的。
（2）电控悬架的功能
从汽车的使用方面来说：
1）降低路面不平引起的加速度和车身急剧跳动对乘员的影响。
由于路面的输入是随机的，一般无专用设备的汽车无法探测路面的平整度，但可以通过加速度传感器在汽车行驶过程中所产生的电压信号波动大小来判断路面的好坏。
如加速度幅值较小，则在同一速度下路面质量就好，此时电控单元ECU就可以通过调节机构来使悬架阻尼变小；反之，控制悬架阻尼使之变大，以使振动迅速衰减，以达到降低车身振动，提高乘坐舒适性的目的。
2）减少汽车行驶时的车身姿态变化。
车身的姿态控制应包括三种控制功能，即转向时的车身侧倾控制、制动时的车身点头控制、起步时的车身俯仰控制。
在急速转向的情况下，应加大悬架阻尼值，以减少车身侧倾。
当驾驶员猛打方向盘时，安装在转向器上的转向传感器把方向盘的转角及变化速度传给微机，由它对悬架发出指令，使之处于合适状态。
抑制制动时车身点头和突然起步时车身俯仰，则应增加悬架阻尼值。
通过以上途径使车身的姿态控制在最优的范围之内。
3）保证在弯曲路段和高速行驶时的操纵稳定性。
汽车在弯曲路面或者高速行驶时，可根据路面状况适时的调节减振器的阻尼，以达到增加轮胎接地性的目的，从而提高汽车的操纵稳定性。
从性能上来说，电控悬架系统无外乎就是通过一系列的控制，对汽车悬架的减振力（阻尼力）和弹簧刚度、悬架的长短（悬架的长短可决定车身的高度）两方面进行调节。
2.凌志LS430电控悬架系统（TEMS）
（1）LS430电控悬架的功能
对于汽车悬架而言，若悬架刚度减少，则悬架的平顺性好，汽车乘坐的舒适性提高，但过低的悬架刚度会造成汽车在行驶过程中产生横摆和纵摇，破坏汽车正常行驶状态，使汽车行驶稳定性降低。
而且，若只减少悬架刚度而不改变减振器的减振阻尼，地面冲击力会通过减振器传至车身，汽车乘坐的舒适性也会被破坏。
因此，悬架刚度控制最好能与车身高度控制和减振器减振阻尼控制联合作用，才能有效地改善汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
LS430汽车上所用的电控悬架系统，是一种能同时控制车身高度和减振器减振阻尼、弹簧刚度的系统。
是比较有代表性的汽车电控悬架系统。
其功能如下：
1）车身高度控制功能，如表1。
表1汽车车身高度控制
控制项目
功能
自动高度控制
不管乘客和行李重量情况如何使汽车高度保持某一个恒定的高度位置，操作高度控制开关能使汽车的目标高度变为“正常”或“高”的状态
高车速控制
当高度控制开关在“height（高）”位置时，汽车高度会降低到“正常”状态，这就改善高车速行驶时的空气动力学和稳定性
驻车
控制
当点火开关关断后因乘客重量和行李重量变化而使汽车高度变为高于目标高度时，能使汽车高度降低到目标高度，这就能改善汽车驻车时的姿势
2）减振力（阻尼力）与弹簧刚度控制功能，如表2。
表2弹簧刚度和减振力控制
控制项目
功能
防侧倾控制
使弹簧刚度和减振力变成“坚硬”状态。
该项控制能抑制侧倾而使汽车的姿势变化
升级会员 