空气悬架系统

第一节概述

汽车悬架是车身或车架与车轮或车桥之间传力连接装置的总称。其作用主要有如下三个方面：

（1）与轮胎共同作用，缓冲和吸收来自车轮的振动，使汽车平稳行驶。

（2）将车轮与路面之间产生的驱动力和制动力及其力矩传递到车身。

（3）将车身支承在前后车桥上，并保持车身与车轮之间的几何关系。

传统的悬架系统主要由弹簧、减振器、稳定杆等组成。弹簧用于使路面产生的振动和车轮摆动不致直接传到车身，弹簧也有助于提高轮胎着地能力。减振器能迅速衰减弹簧的振动，使乘坐舒适，并能改善汽车的方向稳定性。正是弹簧和减振器的综合特性，确定了汽车的行驶性能和操纵性能。而传统的机械弹簧其刚度是不能变化的，即使是变刚度弹簧，其变化范围也十分有限，传统的减振器其减振力同样不能变化。因此，由这些传统元件组成的悬架不可能同时满足良好的乘坐舒适性和良好的操纵稳定性。例如，为提高汽车乘坐的舒适性，要求悬架做得比较软。以满足汽车在不平路面上行驶时车轮有较大的运动空间。但这将导致汽车在行驶过程中，由于路面的颠簸而使车身位移增大，这种位移的增大会对汽车行驶的稳定性带来十分不利影响。反之，为提高汽车操纵的稳定性，要求悬架要有较大的弹簧刚度和较大的减振器减振阻尼，以限制车身过大的运动。但这又会导致车身产生较大颠簸，从而影响汽车的乘坐舒适性和车辆行驶的平顺性。

因此，传统的悬架在设计过程中不可避免地要不断在乘坐舒适性和操纵稳定性中寻求妥协。尽管近年来传统悬架在结构上的不断更新和完善，采用优化设计方法进行设计，已使汽车，特别是轿车的乘坐舒适性和操纵稳定性有了很大提高，但传统悬架仍然受到诸多的限制。如最终设计的悬架参数（弹簧刚度和减振器减振阻尼等）是不可调节的，使得传统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。图10-1为传统的螺旋弹簧悬架示意图。

图10-1 传统的螺旋弹簧悬架

随着高速公路的发展，汽车速度有了很大提高，对汽车的性能也提出了更高的要求。而传统的悬架限制了汽车性能的进一步提高。以微电脑为代表的电子技术、传感器技术的飞速发展，电子设备性能的大幅改善和可靠性的不断提高，促成了汽车电子装置的高可靠性、低成本和空间节省，使电子控制技术被广泛地应用于包括悬架在内的汽车的各个部分。通过采用电子技术实现汽车悬架的控制，既能使汽车乘坐的舒适性达到令人满意的程度，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。近年来，人们不断开发适应各种行驶工况的最优悬架控制系统，在轿车，尤其是豪华高档轿车中，相继出现了性能更加优越的各种电子控制悬架系统。

丰田的电子控制悬架系统（TEMS）就是其中的一种。这一系统最早用于1984年的姬先达（CRESSIDA）车型上，但只对减振器的减振阻尼进行控制。80年代末发展为电子控制空气悬架系统，应用在豪华轿车凌志LS400。这一系统除控制减振器的减振阻尼外，还可控制空气弹簧的刚度及车身（底盘）的高度。图10-2为凌志LS400的电子控制空气悬架系统示意图。

图10-2 电子控制空气悬架

本章主要介绍凌志LS400的电子控制空气悬架系统。

凌志LS400于1989年12月面世，车型为ucFl0。直至1994年9月，其电子控制空气悬架系统均未有大的改动。从1994年10月起，车型改为ucF20，其电子控制空气悬架系统也有了较大改进。

第二节系统的功能

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的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。

丰田的电子控制空气悬架系统是一种能同时控制弹簧刚度、减振器减振阻尼和车身高度的系统。这一系统可同时使汽车乘坐的舒适性和行驶稳定性在各种不同的工况下均能大幅度提高。

电子控制空气悬架系统的功能如下：

（1）模式变化。

凌志LS400的电子控制空气悬架系统提供了悬架控制开关，给驾驶员进行选择。悬架开关由LRC（凌志乘坐控制）开关和高度控制开关组成，如图10-3所示。

图10-3 悬架开关

LRC开关有两个位置：NORM（常规）和SPORT（运动）。NORM模式着重于乘坐舒适性，通常用于一般的行驶。SPORT模式着重于提高急转弯等情况下的车辆稳定性。

高度控制开关也有两个位置：NORM（常规）和HIGH（高位）。NORM位置在一般道路上行驶时选用，HIGH位置则在不平道路上行驶时选用。

（2）弹簧刚度和减振阻尼控制。

弹簧刚度和减振器减振阻尼力均由电子装置控制。弹簧刚度有“软”和“硬”两种模式，减振器减振阻尼则有“软”、“中”和“硬”三种模式。电子装置根据车速和路面的变化自动地调节悬架刚度和减振阻尼，这种控制方式共有四种：高车速控制、不平道路控制、颠动控制和跳振控制。此外，在车速或转向急剧变化时，会造成车身姿态的急剧变化，既破坏汽车乘坐的舒适性，又容易使汽车失去方向稳定性。所以，必须对车身姿态实施控制。这种控制方式共有三种：转向时的车身侧倾控制、制动时的车身“点”头控制和起步或突然加速时的车身后仰控制。

每项控制的功能见表10-1。

表10-1 电子控制空气悬架系统的功能

控制项目		功能
防侧倾控制		使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制侧倾，使汽车的姿势变化减至最小，以改善操纵性
防“点”头控制		使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制汽车制动“点”头，使汽车的姿势变化减至最小
防后仰控制		使弹簧刚度和减振阻尼变成“硬”状态。该项控制能抑制汽车加速时后仰，使汽车的姿势变化减至最小
高车速控制		使弹簧刚度变成“硬”状态和使减振阻尼变成“中”状态。该项控制能改善汽车高速行驶时的稳定性和操纵性
不平整道路控制		使弹簧刚度和减振阻尼视需要变成“中”或“软”状态，以抑制汽车车身在悬架上下跳动，改善汽车在不平坦道路上行驶时的乘坐舒适性
颠动控制		使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。它能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的颠动
跳振控制		使弹簧刚度和减振阻尼变成“中”或“软”状态。该项控制能抑制汽车在不平坦道路上行驶时的上下跳振
路面感应* 半主动控制		对应于不同的道路，提供四轮独立的减振阻尼最佳控制。相应地，汽车可在各种不同的道路和行驶状况下保持恒定姿态

*仅限于ucF20车型

（3）车身（底盘）高度控制。

根据高度控制开关所选取的模式以及汽车所处的状态，控制装置自动调整汽车的车身高度，使汽车经常处于稳定的状态。这种控制方式有三种：自动高度控制、高车速控制和点火开关关断控制。

每项控制的功能列于表10-2。

表10-2 车身高度控制的功能

控制项目		功能
自动高度控制		不管乘员和行李重量情况如何，使汽车高度保持在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“hight（高）”位置时，汽车高度会降低到“正常”状态。这就改善高速行驶时的空气动力学和稳定性
点火开关关断* 控制		当点火开头关断后因乘员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

*仅适用于ucF10车型，ucF20车型取消了这一控制

第三节系统的组成和结构

凌志LS400的电子控制空气悬架系统主要由空气弹簧和减振器总成、空气压缩机、干燥器、排气电磁阀、高度控制阀、悬架ECU、高度传感器、转向传感器、悬架控制执行器和节气门位置传感器组成。凌志LS400 ucFl0型采用的LRC开关和高度控制通断开关在ucF20型中已取消，ucF20型则增设了加速度传感器，悬架控制执行器、高度传感器和对空气弹簧做了改进，相应地，悬架ECU的控制方法也进行了改进。ucFl0型和ucF20型电子控制空气悬架系统的布置分别见图10-4和图10-5。

图10-4 ucFl0电子控制空气悬架系统

图10-5 ucF20电子控制空气悬架系统

一、元件的结构和工作原理

1、悬架控制开关

对于ucFl0车型，悬架控制开关由LRC开关和高度控制开关组成（见图10-3所示）。LRC开关用于选择减振器和空气弹簧的工作模式（NORMAL或SPORT）；高度控制开关用于选择所希望的车身高度（NORMAL或HIGH）。

LRC开关和高度控制开关与悬架ECU的联系如图10-6所示。当LRC开关和高度控制开关设在“NORM”位置时，12V的电压分别加在悬架ECU的TSW端子和HSW端子；当LRC开关设在“SPORT”位置、高度控制开关设在“HIGH”位置时，悬架ECU的TSW端子和HSW端子的电压变为0V。悬架ECU据此判断设置模式。当LRC开关设在“SPORT”位置时，组合仪表内的LRC指示灯亮；当高度控制开关设在“HIGH”位置时，组合仪表内的另一高度控制指示灯也亮。

图10-6 悬架控制开关电路

对于ucF20车型，由于整个悬架控制系统性能的提高而取消了LRC开关。

2、高度控制通断开关

对于ucFl0车型，这一开关位于行李箱的工具储藏室内，如图10-7所示。将开关拨至OFF位置，悬架控制系统中止车辆高度控制。当车辆被举升、停在不平的路面或车辆被拖曳时，这样可避免空气弹簧中压缩空气排出，从而可防止车身高度的下降。

高度控制通断开关与悬架ECU的联系如图10-8。当开关拨至OFF位置时，悬架ECU的NSW端子接地，电压为0V，ECU中止车辆高度控制。

图10-7 高度控制通断开关图10-8 高度控制通断开关电路

当需要顶起车辆进行修理时，一定要关断这个开关。如果在这个开关位于ON位置时顶起车辆，悬架控制系统会控制压缩空气从空气弹簧中排出，当放下车辆时，车身可能会因过低而受损。

对于ucF20车型，当点火开关关上时，车身高度控制被中止，所以这一开关也不再存在。

对于ucF20车型，当需要顶起车辆进行修理时，一定要关上点火开关。如需要在车辆被升起时运转发动机，则必须短接TDCL上的TD和E₁端子以中止悬架控制系统的车身高度控制。

3、制动灯开关

这一开关位于制动踏板支架上，如图10-9。当制动踏板踩下时，开关接通。12V的电压加在悬架ECU的STP端子上，如图10-10所示。悬架ECU利用这一信号判断汽车是否在制动。

图10-9 制动灯开关图10-10 制动灯开关电路

4、门控灯开关

4个车门各有一个门控灯开关，这些开关都位于门柱上，如图10-11所示。当所有的门都关上时，所有开关都断开，蓄电池电压加在悬架ECU的DOOR端子上；当有任一个门打开时，悬架ECU的DOOR端子电压变为0V，如图10-12所示（ucFl0车型）。悬架ECU据此判断车门是打开还是关上。

图10-11 门控灯开关图10-12 门控灯开关电路（ucFl0型）

对于ucF20车型，由于采用了多路传输通信系统，各车门的门控灯开关并非直接与悬架ECU相连，而是通过各车门的ECU和车身ECU，最终由车身ECU与悬架ECU发生关系，如图10-13。而结果则与ucF10车型相同，

5、车速传感器

车速传感器位于变速器输出轴上，如图10-14（ucFl0）和图10-15（ucF20），用来检测变速器输出轴的转速。车速传感器有两种形式，ucFl0车型采用磁阻式，输出轴每转一圈产生20个信号，此信号可直接驱动组合仪表内的车速表，之后经组合仪表内的脉冲转换电路转换为输出轴每转一圈产生4个信号，再传送到悬架ECU（如图10-16）。ucF20车型则采用电磁感应式，车速传感器先将信号送到发动机和变速器ECU，由后者将车速信号送到组合仪表内的车速表，并驱动车速表。车速信号再在组合仪表内转换成每转4个脉冲送至悬架ECU（如图10-17）。

图10-13 门控灯开关电路图（ucF20型）

图10-14 车速传感器（ucFl0）图10-15 车速传感器（ucF20）

图10-16 车速传感器电路（ucF10）图10-17 车速传感器电路（ucF20）

6、节气门位置传感器

节气门位置传感器装在节气门体上，如图10-18，用来检测节气门的开度。传感器的结构如图10-19。发动机和变速器ECU将5V的恒定电压加在传感器的Vc端子上，当传感器的节气门信号触点随节气门开度在可变电阻器上滑动时，加在传感器V_TA端子上的电压就与节气门开度成正比，如图10-20。

图10-18 节气门位置传感器图10-19 节气门位置传感器结构

图10-20 节气门位置传感器信号

发动机和变速器ECU将这一代表节气门开度的信号V_TA，经过转换送到悬架ECU。对于ucFl0车型，发动机和变速器ECU通过L₁、L₂和L₃将节气门开度信号传送到悬架ECU，如图10-21；对于ucF20车型，发动机和变速器ECU只需L₁便可将节气门开度信号送到悬架ECU，如图10-22。

图10-21 节气门位置传感器电路（ucFl0）图10-22 节气门位置传感器电路（ucF20）

7、发电机IC调节器

发电机IC调节器位于发动机的交流发电机内，如图10-23。IC调节器的L端子在发动机运转时（即发电机发电）为蓄电池电压，在发动机停止时（即发电机不发电）不高于1.5V。IC调节器的L端子直接与悬架ECU的REG端子连接，悬架ECU据此判断发动机是否运转。悬架ECU利用这一信号，进行如转向高度等传感器的检查和失效保护。

图10-23 发电机电压调节器及其电路

8、转向传感器

转向传感器位于组合开关总成内，如图10-24，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。

图10-24 转向传感器

当汽车转弯时，方向盘转动，信号盘也随之转动。从ECU-IG保险丝供给的电流使两个发光二极管发光（见图10-25）。当信号盘在两个发光二极管和光敏晶体管之间通过时，从发光二极管发出的光线被交替切断和通过，光敏晶体管也就被这光线交替接通和切断。这样，三极管Tr_l和Tr₂就按照来自光敏晶体管的信号而发出通断信号。所以，电流按照来自光敏晶体管的通／断信号从悬架ECU的SS₁和SS₂端子流至三极管Tr₁和Tr₂。若电流流过时信号为1，电流不流过时信号为0，则合成信号如图10-25所示。悬架ECU就根据这些信号的变化来检测转弯的方向和转弯的角度。

圈10-25 转向传感器

9、高度传感器

高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的每个悬架的位移量，并将之转换成电子信号输入到悬架ECU。

高度传感器有两种形式：用于ucFl0车型的光电式和用于ucF20车型的线性式。两种形式的高度传感器安装位置都相同（均装在车身上），传感器通过传感器轴外端的导杆与控制杆相连。对于前悬架，控制杆的另一端与减振器下支承相连；对于后悬架，控制杆的另一端连接到悬架下摆臂，如图10-26（ucFl0）和图10-29（ucF20）。

（1）光电式高度传感器。

传感器内部有一个有缝信号盘和4对遮光器，信号盘固定在传感器轴上，由导杆带动而转动。遮光器由发光二极管和光敏晶体管组成，在发光二极管和光敏晶体管之间隔着信号盘。当车身高度发生变化，或因路面不平造成各悬架的位移量发生变化时，信号盘在导杆的带动下转动，使发光二极管的光被遮挡或通过，从而使接收光线的光敏晶体管切断或导通如图10-26所示。这些通断信号送到悬架ECU，悬架ECU就可以检测出车身高度的变化。

图10-26 高度传感器（ucFl0）

根据传感器内使用的遮光器数量，通过各遮光器通／断信号的组合，可把车身高度分为不同数量的区域，以便对车身高度进行精确的控制。凌志LS400 ucFl0型使用了4个遮光器，这4个遮光器通断信号的组合，可把车身高度从低至高分为16级，如表10-3所示。

表10-3 车辆高度和传感器输出的关系

车辆高度

高度分级

光敏晶体管

最低

低

标准

高

最高

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩













Tr₁

断

通

断

Tr₂

断

通

断

Tr₃

断

通

断

通

Tr₄

断

通

断

通

断

通

断

通

断

每个高度传感器的车身高度信号即为按4个遮光器中的光敏晶体管Tr₁、Tr₂、Tr₃和Tr₄顺序排列的通断信号，4个高度传感器把已按顺序排列好的信号送到悬架ECU的SHFR、SHFL、SHRR和SHRL端子（如图10-27）。而悬架ECU从SHCLK和SHLOAD端子送出的信号是供4个高度传感器作正时用的基准信号。例如，当如图10-28所示的高度信号由左后高度传感器送到悬架ECU的SHRL端子时，悬架ECU就按照基准信号SHCLK和SHLOAD的正时时刻读出左后高度传感器的Tr_l、Tr₂、Tr₃和Tr₄分别为断、通、通和断，于是判断该处车身高度为第⑤级（见表10-3）。

图10-27 高度传感器电路

图10-28 基准信号

（2）线性式高度传感器。

线性式高度传感器的安装与光电式高度传感器相同，如图10-29所示。线性式高度传感器利用因悬架位移量的变化而造成电阻器阻值的变化，得到线性式的输出，这种传感器检测精度更高。

图10-29 线性式高度传感器

传感器由传感器轴、转板、电刷和印刷电路板组成，传感器轴、转板和电刷组合成一个整体，由导杆带动而转动；印刷电路板上有一电阻器，电刷可在电阻器上滑动（如图10-30所示）。

图10-30 线性式高度传感器结构和原理

当由于车身高度的变化使与转板和传感器轴一体的电刷在电阻器上滑动时，A和B之间的电阻值就发生变化，电阻值的变化与转板的转动角度成正比，也即与车身高度的变化成正比。当悬架ECU把一个恒定电压加到整个电阻器时，A和B之间产生的电压变化取决于转板的转动角度。这一电压信号送到悬架ECU，悬架ECU即可从电压的变化中检测出车身高度的变化，如图10-31。

图10-31 线性式高度传感器电路图（ucF20）

10、加速度传感器

加速度传感器用来测量车身的垂直加速度。只有ucF20车则才装有加速度传感器。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10-32。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。

图10-32 加速度传感器

加速度传感器主要由压电陶瓷盘和膜片组成，如图10-33所示，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的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，如图10-34所示。

图10-33 加速度传感器结构及工作原理

图10-34 加速度传感器电路

悬架ECU根据从加速度传感器接收到的信号计算出4个车轮的弹簧支承质量的垂直加速度。此外，悬架ECU还通过高度传感器计算出弹簧支承质量和非弹簧支承质量之间的相对速度。根据这些数据，悬架ECU把4个车轮的减振阻尼控制在最佳值，以获得稳定的汽车行驶状态，提高汽车驾驶的稳定性。

11、悬架控制执行器

悬架控制执行器装在各空气弹簧和可调减振器的上方，如图10-35所示。对于ucF10车型，执行器同时驱动减振器的转阀和空气弹簧的连通阀，以改变减振器的减振阻尼和空气弹簧的刚度；对于ucF20车型，执行器只驱动减振器的转阀。

图10-35 悬架控制执行器（ucF10）

UcF10的悬架控制执行器是一个有3步动作的电磁阀；ucF20的则是一个有9步动作的步进电机。

（1）ucF10的电磁阀式悬架控制执行器。

执行器由电磁力驱动，能够精确地对频繁变化的行驶工况作出快速响应。电磁阀由4个定子绕组（铁芯和线圈）和永久磁铁转子组成，如图10-36所示。电流流到定子绕组的线圈时，在定子铁芯中产生电磁力。流到两个定子线圈的电流由悬架ECU调节。悬架ECU通过控制流到定于线圈电流的流向，可以改变定广铁芯的极性，即从N极变到S极，或从S极变为N极，又或是变为非极性状态。永久磁铁转子由定子线圈产生的磁力而转动。永久磁铁转子与空气弹簧的连通阀控制杆连成一个整体，并通过一对齿轮与减振器的转阀控制杆联动。

图10-36 电磁阀式悬架控制执行器（ucF10）

悬架控制执行器电路如图10-37。执行器分为前、后两组，前左、前右和后左后右均同时动作。以后执行器为例，当电流从悬架ECU的RS^-端子流到执行器，并经悬架ECU的RS⁺端子流回时，执行器控制杆的位置从“中”或“硬”转至“软”；当电流从悬架ECU的RCH端子流到执行器，并从执行器的4端子接地时，执行器控制杆的位置从“硬”或“软”转至“中”；当电流从悬架ECU的RS⁺端子流到执行器，并经悬架ECU的RS^-端子流回时，执行器控制杆的位置从“软”或“中”转至“硬”。表10-3表示电流方向、定子铁芯极性、减振器减振阻尼、空气弹簧刚度和执行器动作之间的关系。

图10-37 悬架控制执行器电路（ucF10）

表10-3 电磁阀式悬架控制执行器

减振阻尼		软	中	硬
弹簧刚度		软	硬	硬
端子极性	1（FS⁺）		—
	2（FS^-）		—
	3（FCH）	—		—
	4	—		—
定子铁芯
执行器的动作

（2）ucF20的步进电机式悬架控制执行器。

这种执行器由步进电机驱动。与上述3步式的电磁阀相比，可获得更快速的响应和更精确的控制，因此汽车在不平路面行驶时可获得更佳的悬架控制效果。

步进电机装在悬架控制执行器内，由定子和线圈以及永磁转子组成，如图10-38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°），如果改变脉动电流的施加顺序，步进电机也可以逆转。步进电机为非接触型电机，根据脉动电流的施加方式，可以自由控制转子的旋转速度和停留位置。其电路如图10-39所示，每个悬架控制执行器可独立动作。

图10-38 步进电机式悬架执行器

图10-39 步进电机式悬架控制执行器电路

12、可调式减振器

可调式减振器装在空气弹簧下面，与空气弹簧一起构成悬架支柱，上端与车架连接，下端装在悬架摆臂上，如图10-40所示。

图10-40 空气弹簧和减振器总成

可调式减振器减振阻尼的改变是由流过活塞节流孔油量的变化来实现的，而油量的变化是靠改变活塞节流孔的大小来实现。以ucF10车型为例，与控制杆连成一体的转阀上有两组节流孔，活塞杆上也有两个节流孔。悬架控制执行器驱动控制杆，使转阀在活塞杆内转动，从而打开或关闭这些节流孔，使通过这些节流孔的油液量发生变化，以此来控制减振器的减振阻尼，如图10-41所示。

图10-41 可调式减振器

节流孔A和B开合的不同组合，可得到减振器减振阻尼力的3级变化。减振器减振阻尼力特性曲线如图10-42。

图10-42 减振阻尼力特性曲线

可调式减振器减振阻尼力变化状态如下：

1）减振阻尼力为“软”。

节流孔A和B均打开，减振器油液流动如图10-43所示。

图10-43 减振器减振阻尼力为“软”

2）减振阻尼力为“中”。

节流孔A关闭，节流孔B打开，减振器油液流动如图10-44所示。

图10-44 减振器减振阻尼力为“中”

3）减振阻尼力为“硬”。

节流孔A和B均关闭，减振器油液流动如图10-45所示。

图10-45 减振器减振阻尼力为“硬”

ucF20车型的可调式减振器结构和工作原理与ucFl0车型基本相同。但由于采用了步进电机式悬架控制执行器，减振器的减振阻尼力变化范围比ucFl0大很多，减振阻尼力的变化也从3级变为连续变化，如图10-46所示。

图10-46 减振阻尼特性曲线

此外，ucF20的可调式减振器内增加了一个回跳弹簧，如图10-47所示。这一弹簧可有效地抑制汽车姿态的变化。如在汽车转弯时，回跳弹簧可抑制汽车内侧车轮的上升趋势；在制动时，回跳弹簧也可有效地阻止汽车后轮的上升趋势。

图10-47 前、后空气弹簧和减振器总成（ucF20）

如图10-48所示，回跳弹簧一端装在与减振器活塞杆连成一体的止动板上，另一端装在可沿活塞杆滑动的弹簧导块上，一块橡胶回跳止动块装在弹簧导块上。当回跳弹簧的止动块未触到减振器上部时，回跳弹簧不起任何作用。在如图10-48所示的L范围内，这种减振器就如ucFl0减振器一样，使汽车保持良好的乘坐舒适性。

图10-48 减振器回跳弹簧

13、空气弹簧

空气弹簧安装于可调减振器上端，与可调式减振器一起构成悬架支柱，上端与车架相连接，下端装在悬架摆臂上。

（1）ucFl0的空气弹簧。

ucFl0车型的前、后空气弹簧和减振器总成如图10-49所示。

图10-49 前后空气弹簧和减振器总成（ucF10）

ucF10车型的空气弹簧主要由一个主气室和一个副气室组成，如图10-50所示。主副气室之间由连通阀相连，连通阀由悬架控制执行器通过连通阀控制杆来控制，以连通或关闭主、副气室之间的空气通道，使空气弹簧的有效工作容积改变，从而使空气弹簧的刚度发生变化。此外，主气室也是一个变容室，其下部有卷动膜片（参看图10-49），通过增减主气室内的压缩空气量，就可调节汽车高度。

图10-50 空气弹簧

当连通阀转到如图10-51所示的位置时，主、副气室的气体通道被打开，主气室的气体经连通阀的中间孔与副气室的气体相通，相当于空气弹簧的工作容积增大，空气弹簧的刚度为“软”。

图10-51 空气弹簧“软”

当连通阀转到如图10-52所示的位置时，主、副气室的气体通道被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时的空气弹簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为“硬”。

图10-52 空气弹簧“硬”

此外，空气弹簧还可以控制车身高度。当需要升高车身时，由空气压缩机来的空气经高度控制电磁阀向空气弹簧的主气室充气，使空气弹簧伸张，从而使车身高度增加；当需要降低车身高度时，空气弹簧主气室的空气经排气电磁阀排出到大气，使空气弹簧收缩，降低车身高度。所以，通过增、减空气弹簧主气室内的空气量，可实现对车身高度的控制，如图10-53所示。

图10-53 车身高度控制

（2）ucF20的空气弹簧。

ucF20的空气弹簧和减振器总成如图10-47所示。

这种空气弹簧与ucFl0车型在结构和工作原理方面基本相同，但也有不同的地方，主要是把主、副气室组合为一个单一的空气室，使空气弹簧的空气室体积加大，压缩空气的容量也加大，从而提高了乘坐舒适性。

14、空气压缩机

空气压缩机用来产生供车身高度调节所需的压缩空气。如图10-54所示，空气压缩机采用单缸活塞连杆式结构，由直流电机驱动，其电路如图10-55所示。悬架ECU通过控制1号高度控制继电器来控制空气压缩机。当车内乘员人数或汽车载荷增加时，车身高度降低，悬架ECU控制1号高度控制继电器，启动空气压缩机，并打开高度控制电磁阀，给空气弹簧主气室充气，使车身高度升高；当车内乘员人数或汽车载荷减少时，车身高度会上升，这时悬架ECU打开高度控制电磁阀和排气电磁阀，使空气弹簧主气室内的空气排出，从而使车身下降。此外，悬架ECU通过测量RM⁺和RM^-端子的电压来判断电机的运行状态，并在检测到异常情况时中止高度控制。

图10-54 空气压缩机

图10-55 空气压缩机电路

15、干燥器和排气电磁阀

干燥器的作用是去除压缩空气中的水分。

排气电磁阀的作用是将空气弹簧内的压缩空气排出到大气，同时还将干燥器中的水分带走。

两者的结构如图10-56。干燥器内填充有硅胶做干燥剂，所吸收的水分在排气电磁阀打开时排走，所以硅胶干燥剂无需更换。空气悬架系统维修时，若需拆卸干燥器，必须密封好空气管道接口，以延长硅胶的使用寿命。

图10-56 干燥器和排气电磁阀

排气电磁阀由悬架ECU控制，当收到来自悬架ECU的SLEX端子的降低汽车高度的信号时，排气电磁阀打开，将压缩空气从空气弹簧排到大气中去。

图10-57 排气电磁阀电路

16、前后高度控制电磁阀

高度控制电磁阀的作用是根据悬架ECU的控制信号控制空气悬架的充气和排气。前高度控制电磁阀用于前悬架，它由两个电磁阀组成，分别控制左右空气弹簧。后高度控制电磁阀用于后悬架，也是由两个电磁阀组成，与前控制电磁阀不同的是，两个电磁阀不是单独工作，而是同时工作。后高度控制电磁阀中还装有一个减压阀，用来防止空气管道内压力过高。如图10-58所示。

图10-58 高度控制电磁阀

高度控制电磁阀的电路如图10-59所示，如果悬架ECU从SLFR端子流出电流，则相应的电磁阀打开，车辆左前侧高度升高或降低；如果悬架ECU让电流从SLRR和SLRL端子流出，则后高度控制电磁阀的两个电磁阀均打开，车辆后侧高度升高或降低。

图10-59 高度控制电磁阀电路

17、LRC指示灯

对于ucFl0车型，LRC指示灯位于组合仪表上，如图10-60所示。这个指示灯用来指示当前减振器和空气弹簧的工作模式（“NORM”或“SPORT”）。当选择“SPORT”（运动）模式时，指示灯亮；当选择“NORM”（常规）模式时，指示灯灭。

图10-60 LRO指示灯及其电路

对于ucF20车型，由于悬架系统性能提高而取消了LRC开关，因而也取消了LRC指示灯。

18、车身高度指示灯

对于1993年以前的ucFl0车型，车身高度指示灯有2个（HI、NORM）或3个[HI、NORM、LO（LO仅适用于美国规格）]；对于1993年及以后的ucFl0车型，车身高度指示灯只有一个（HI），如图10-61所示。这些指示灯均位于组合仪表上，用来指示所选择的车身高度。当车身高度控制开关的位置改变时，指示灯马上指示出切换后的位置，但要达到所设定的车身高度则需要一定的时间。指示灯的电路如图10-62所示。

图10-61 车身高度指示灯

图10-62 车身高度指示灯电路

19、高度控制连接器

本连接器对高度控制系统的检查和修理提供了很大方便。通过连接该连接器上的不同端子，可以不必通过悬架ECU而直接操纵压缩机电机、高度控制电磁阀和排气阀，从而控制车身高度。此外，ucFl0车型的连接器还提供了清除悬架ECU中故障代码的端子。凌志LS400 ucFl0车型的高度控制连接器放在后行李箱右侧；ucF20车型则放在手套箱下（如图10-63和图10-64）。高度控制连接器各端子的连接及相应的控制如表10-4和表10-5。

图10-63 高度控制连接器ucF10

图10-64 高度控制连接器（ucF20）

表10-4 高度控制连接器功能（ucF10）

端子功能	1	2	3	4	5	6	7	8	9
升高右前悬架	〇	〇					〇
升高左前悬架	〇		〇				〇
升高右后悬架	〇			〇			〇
升高左后悬架	〇				〇		〇
降低右前悬架	〇	〇				〇
降低左前悬架	〇		〇			〇
降低右后悬架	〇			〇		〇
降低左后悬架	〇				〇	〇
清除故障代码								〇	〇

〇〇表示连接

表10-5 高度控制连接器功能（ucF20）

端子功能	1	2	3	6	7	8	9
升高右前悬架		〇	〇	〇
升高左前悬架	〇		〇	〇
升高右后悬架			〇	〇			〇
升高左后悬架			〇	〇		〇
降低右前悬架		〇	〇		〇
降低左前悬架	〇		〇		〇
降低右后悬架			〇		〇		〇
降低左后悬架			〇		〇	〇

〇〇表示连接

20、气管

空气悬架系统一般采用钢管和尼龙软管作为空气管。钢管用于固定在车身上的前、后高度控制阀之间的固定管道；尼龙软管用于诸如空气弹簧与高度控制阀之间的有相对运动的管道。尼龙软管采用单触式接头，以方便维修和具有良好的密封性（如图10-65）。

图10-65 气管和接头

第四节控制系统

空气悬架系统由悬架ECU控制。其控制原理如图10-66和图10-67所示，电路如图10-68（ucF20）和图10-69（ucF10）所示。

图10-66 空气悬架系统的控制原理（一）

图10-67 空气悬架系统的控制原理（二）

图10-68 ucF20空气悬架系统电路图

图10-69 ucF10空气悬架系统电路图

悬架ECU根据从各个传感器来的信号以及悬架控制开关的选择模式独立地控制4个车轮上的减振器减振阻尼力、悬架弹簧刚度（ucFl0）和车辆高度。悬架ECU还具有自我诊断功能，它可对悬架控制系统的故障进行诊断，把故障代码储存在储存器，并对司机发出警示。悬架ECU又具备失效保护功能，在系统出现故障时可禁止或继续支持悬架控制。

一、减振阻尼力和弹簧刚度控制

这一控制具有以下功能：

1、防侧倾控制（见图10-66、图10-67、图10-68和图10-69）

本控制可在转弯中或在S形弯路上抑制车辆的侧倾。根据车速和转弯角度，悬架ECU使电流从FS⁺和RS⁺端子流出，从而将悬架执行器设置在“硬”的位置（如图10-70）。在方向盘恢复至正向前位置约2s后，悬架ECU取消这一控制，让电流从FS^-和RS^-端子流出，使执行器恢复至原来的减振阻尼力和弹簧刚度。如果方向盘连续沿左右两个方向来回转动，或转动得比正常转弯大时，则这一控制的时间延长。

图10-70 防侧倾控制（ucFl0）

2、防“点”头控制

这一控制用于防止汽车在制动时过量的点头。当车速、制动灯开关和汽车高度发生变化时，悬架ECU让电流从其FS⁺和RS⁺端子流出，通过悬架执行器把减振阻尼力和弹簧刚度设置到“硬”状态（如图10-71）。在松开制动踏板约1s后，这一控制被取消，电流从悬架ECU的FS^-和RS^-端子或FCH和RCH端子流出，悬架执行器恢复至原来的减振阻尼力和弹簧刚度。

图10-71 防“点”头控制（ucF10）

3、防下坐控制

这一控制可在汽车起动或突然加速时抑制汽车后部的下坐。当悬架ECU从车速传感器和节气门位置传感器（检测节气门开启和打开的速度）测知汽车在起步或突然加速时，会让电流从其FS⁺和RS⁺端子流出，使悬架执行器把减振阻尼力和弹簧刚度设置到“硬”状态（如图10-72）。这一控制约在2s后或是车速达到预定值时取消，悬架ECU让电流从FS^-和RS^-或FCH和RCH端子流出，从而恢复至原来的减振阻尼力和弹簧刚度。

图10-72 防下坐控制

4、高车速控制

这一控制可在汽车高速时改善行驶稳定性和可控制性。当车速较高时（约≥140km／h），悬架ECU使电流从其FCH和RCH端子流出，将减振阻尼力和弹簧刚度分别设置到“中”和“硬”位置，以提高汽车稳定性（如图10-73）。当车速降至某一值（约120km/h）以下时，悬架ECU让电流从其FS^-和RS^-端子流出，使悬架执行器回复至原来的设置。

图10-73 高车速控制

5、坏路控制

这一控制可抑制汽车在坎坷不平道路上行驶时发生的碰底、俯仰和跳振，以改善乘坐的舒适性。这一控制可根据汽车前、后高度的变化分别对前轮和后轮单独进行。但当车速低于10km／h时，不再进行这一控制（如图10-74）。当左前或右前高度传感器检测到路面不平整时，悬架ECU使电流从FCH端子流出，将减振阻尼力设置为“中”，弹簧刚度设置为“硬”；若检测到路面很不平整时，悬架ECU将减振阻尼力和弹簧刚度均设置为“硬”。后悬架的设置方式与前悬架一样，只是由左后或右后高度传感器来检测路面的平整程度。

图10-74 坏路控制

二、半主动控制

对于1994年10月后产的ucF20车型，凌志LS400的电控空气悬架系统引入了半主动控制。它可独立地把4个车轮的悬架减振阻尼力精确地调节到最佳，以适应路面的不平。这种悬架同样由弹簧和减振器组成（如图10-75）。悬架ECU通过加速度传感器和高度传感器检测车身的垂直速度（弹簧质量的垂直速度）、减振器速度（弹簧质量和非弹簧质量的相对速度），然后输出控制信号到悬架控制执行器，以提供最佳的减振力。下面以汽车走过一个凸起路面为例说明这一控制。其控制过程可分成如下4个步骤：

图10-75 半主动悬架系统

（1）开始上坡。

如图10-76所示，当车轮开始走向凸起面，使减振器受到压缩，且车身向上移动时，减振器的减振阻尼力减少，以使减振器阻力不把车身推向上。

（2）继续上升。

如图10-77所示，当车轮继续升上凸起路面时，弹簧力向上推车身，使减振器逐渐伸张。因此，减振器的减振阻尼力增加以减少车身向上运动。

图10-76 开始上坡图10-77 继续上升

（3）开始下坡。

如图10-78所示，当车轮开始走下凸起路面，使减振器伸张，且车身向下运动时，减振器的减振阻尼力减少，以使悬架平缓向下。

（4）继续下行。

如图10-79所示，当车轮进一步下行，使减振器逐渐受到压缩时，减振器的减振阻尼力增加，以减少车身向下运动。

图10-78 开始下坡图10-79 继续下行

因此，通过悬架ECU的指令，半主动控制功能会根据不同的情况调节减振器的减振阻尼力。在上述（1）和（3）中，由于减振器的减振阻尼力有助车身运动，因此悬架ECU使减振器变软。而在（2）和（4）中，由于减振器的减振阻尼力抑制车身运动，因此悬架ECU使减振器变硬。

根据这一方法，即使在不平的路面，悬架ECU也可在所有4个车轮上独立地实现最佳减振阻尼力的控制。

三、车身高度控制

对于ucFl0车型，汽车车身高度控制有自动高度控制、高速控制和关闭点火开关控制3种。而经改进的ucF20则保留前两种控制而取消了关闭点火开关控制，相应地在ucFl0车型后行李箱内的高度控制通断开关被取消。

1、自动高度控制

不管车内乘员人数和装载质量如何变化，本控制都能自动控制车身高度，使其保持恒定，这不仅可避免汽车底盘与不平路面相碰刮，而且由于减振弹簧的有效变形被限制在一定范围内，从而使弹簧能最大程度地吸收振动能量，改善汽车乘坐的舒适性。此外，本控制还能使汽车前大灯光束射程保持恒定，提高汽车行驶的安全性，其工作原理见图10-80。

图10-80 自动高度控制

当悬架ECU检测到汽车高度变化时，就向1号高度控制继电器（RCMP）、排气电磁阀、前／后高度控制电磁阀（SLFL，SLFR，SLRL和SLRR）输出或切断电流（见图10-81），以调节气缸内的压缩空气量，使汽车高度保持恒定，悬架ECU控制各端子的电流及作用如表10-6所示。

图10-81 自动高度控制

表10-6 自动高度控制

部件（端子）车辆高度		2号高度控制继电器（MREY）	1号高度控制继电器（RCMP）	排气电磁阀（SLEX）	前高度控制电磁阀		后高度控制电磁阀
部件（端子）车辆高度		2号高度控制继电器（MREY）	1号高度控制继电器（RCMP）	排气电磁阀（SLEX）	用于左侧（SLFL）	用于右侧（SLFR）	用于左侧（SLRL）	用于右侧（SLRR）
升高	左前	〇	〇	—	〇	—	—	—
	右前	〇	〇	—	—	〇	—	—
	左后和右后	〇	〇	—	—	—	〇	〇
降低	左前	〇	—	〇	〇	—	—	—
	右前	〇	—	〇	—	〇	—	—
	左后和右后	〇	—	〇	—	—	〇	〇
无变化		〇	—	—	—	—	—	—

〇：导电；—：不导电

2、高车速控制

当汽车高速行驶时，高车速控制令车身自动降低高度，从而提高汽车高速行驶的稳定性，并减少空气阻力。当车速超过140km／h时，即使高度控制开关设置在“HIGH”（高）的位置，车身高度仍会降至“NORM” （常规）位置，且仪表板上的“NORM”指示灯点亮。当车速降至120km／h以下时，高车速控制便自动取消，车身恢复至原来高度，如图10-82所示。

图10-82 高车速控制

3、关闭点火开关控制

当汽车停下或乘员需要上、下车时，通过关闭点火开关，本控制可自动降低车身高度，从而改善汽车驻车姿势，方便乘员出入，如图10-83所示。

图10-83 关闭点火开关控制

本控制在关闭点火开关约3min后才能使用。但如果有任一个车门打开，悬架ECU就判断有人在下车而中断这个控制。在所有车门都关闭后，这个控制又重新开始。在关闭点火开关约30min后，这个控制无条件被取消。

四、自我诊断

悬架ECU还具备下列3种自我诊断功能：对输入到悬架ECU的信号进行检查的输入信号检查功能；对悬架控制系统的故障发出警示的故障警告功能；以代码的形式显示故障内容的故障代码显示功能。

1、输入信号检查功能

这一功能可检查来自转向传感器和制动灯开关等元件的信号是否正确地输送到悬架ECU。连接发动机舱内的检查连接器的端子Ts和E₁（如图10-84），方向盘、制动踏板等元件按表10-7的规定进行操作。

图10-84 检查连接器

表10-7 输入信号检查操作表

检查项目	操作A	操作B
转向传感器	转向朝正前方	转向角不小于36°
制动灯开关	位于OFF（制动踏板不踩下）	位于“ON”（制动踏板踩下）
门控灯开关	位于OFF（所有车门关闭）	位于“ON”（各车门打开）
节气门位置传感器	油门踏板未踩下	油门踏板在1s之内踩到底
车速传感器	车速<20km/h	≥20km/h
高度控制开关	“NORM”位置	“HIGH”位置
LRC开关^*1	“NORM”位置	“SPORT”位置
高度控制通断开关^*2	“ON”位置	OFF位置
右前加速传感器^*3		使车辆保持静止，不产生垂直运动，持续1s
左前加速传感器^*3		使车辆保持静止，不产生垂直运动，持续1s
右后加速传感器^*3		使车辆保持静止，不产生垂直运动，持续1s

*1：适用ucF10车型

*2：适用1989年12月~1992年8月的ucF10车型

*3：适用ucF20车型

对于1992年8月以前的凌志LS400，输入信号检查的结果由仪表板上的车身高度指示灯“NORM”显示：若输入信号正常，按操作A，则“NORM”指示灯每0.5s闪烁一次；按操作B，则该灯持续点亮（如图10-85）。否则表示输入信号有故障。对于1992年8月以后的凌志LS400，输入信号检查的结果则由仪表板上的车辆高度指示灯“HI”直接以代码的形式闪烁出来（如图10-86）。 1992年8月以后的ucFl0车型和1994年10月以后的ucF20车型故障代码的含义有所不同。两种车型的故障代码见表10-8和表10-9。

图10-85 输入信号检查结果（1992年8月以前车型）

图10-86 输入信号检查结果（1992年8月以后）

表10-8 输入信号检查故障代码表（ucF10）

故障码	系统	闪烁模式	诊断
82	转向传感器电路		不输入转向角36°以上的信号
83	制动灯开关电路		制动灯开关信号不变化
84	门控灯开关电路		门控灯开关信号不变化
85	节气门位置信号电路		不输入节气门位置信号
91	车速传感器电路		不输入车速高于20km/h的信号
92	高度控制开关电路		高度控制开关信号不变化
93	LRC开关电路		LRC开关信号不变化

表10-9 输入信号检查故障代码表（ucF20）

故障码	系统	闪烁模式	诊断
81	转向传感器电路		转向角大于36°的信号不输入
82	制动灯开关电路		制动灯开关信号不改变
83	门控灯开关电路		门控灯开关信号不改变
84	节气门位置信号电路		节气门位置信号未输出
85	车速传感器电路		不输入车速20km/h的信号
86	高度控制开关电路		高度控制开关信号不改变
91	右前加速度传感器电路		使车辆保持静止，不产生垂直运动，持续1s
92	左前加速度传感器电路
93	后加速度传感器电路

此外，对1992年8月以前的车型，在进行输入信号检查时，悬架控制系统的减振力和弹簧刚度都固定在“硬”位置，车身高度控制则可正常进行；而对于1992年8月以后的车型，减振阻尼力、弹簧刚度和车身高度控制均可正常进行。当关闭点火开关，脱开检查连接器的端子T_s和E₁，即可退出输入信号检查状态。

2、故障警告功能

当在悬架控制系统出现故障时，悬架ECU会及时地对故障进行检测，并通过闪烁故障警告灯来警告驾驶员。故障警告灯就是车身高度指示灯（1992年8月以前是“NORM”，1992年8月以后是“HI”，见图10-85和图10-86）。但当悬架ECU自身出现故障时，则故障警告灯熄灭。

3、故障代码显示功能

当悬架ECU检测到故障时，它会把故障以代码的形式储存在储存器里。当接通点火开关并连接检查连接器或TDCL上的TC和E₁端子时，故障代码就会显示出来（如图10-87）。若故障警告灯均匀地每0.5s闪烁一次，则为正常代码，表示系统正常；若故障警告灯闪烁不均匀，则表示有故障（如图10-87的右下图表示故障代码12和31）。若有两个或更多的故障同时发生，数字小的故障代码先显示。故障代码的内容详见表10-10。

图10-87 TDCL和检查连接器及故障代码

表10-10 故障代码一览表

故障码	诊断	故障部位	警告^*1	存储^*2	适用车型
11	右前高度传感器电路	·悬架ECU和高度传感器之间的配线或连接器 ·高度传感器 ·悬架ECU	〇	〇	所有
12	左前高度传感器电路		〇	〇
13	右后高度传感器电路		〇	〇
14	左后高度传感器电路		〇	〇
15	右前加速度传感器电路	·悬架ECU和加速度传感器之间的配线或连接器 ·加速度传感器 ·悬架ECU	—	〇	ucF20
16	左前加速度传感器电路		—	〇
17	后加速度传感器电路		—	〇
21	前悬架控制执行器电路	·悬架ECU和悬架控制执行器之间的配线或连接器 ·悬架控制执行器 ·悬架ECU	〇	〇	ucF10
21	右前悬架控制执行器电路		—	〇	ucF20
22	后悬架控制执行器电路		〇	〇	ucF10
22	左前悬架控制执行器电路		—	〇	ucF20
23	右后悬架控制执行器电路		—	〇	ucF20
24	左后悬架控制执行器电路		—	〇	ucF20
31	前高度控制电磁阀电路	·悬架ECU与高度控制电磁阀之间的配线或连接器 ·高度控制电磁阀 ·悬架ECU	〇	〇	ucF10
31	右前高度控制电磁阀电路		〇	〇	ucF20
32	左前高度控制电磁阀电路		〇	〇	ucF20
33	右后高度控制电磁阀电路		〇	〇	所有
34	左后高度控制电磁阀电路		〇	〇	所有
35	排气电磁阀电路	·悬架ECU与排气电磁阀之间的配线或连接器 ·排气电磁阀 ·悬架ECU	〇	〇	所有
41	1号高度控制继电器电路	·悬架ECU和继电器之间的配线或连接器 ·继电器 ·悬架ECU	〇	〇	ucF10
41	空气悬架继电器电路	·悬架ECU和继电器之间的配线或连接器 ·继电器 ·悬架ECU	〇	〇	ucF20
42	压缩机电机电路	·悬架ECU和压缩机电机之间的配线或连接器 ·压缩机电机 ·悬架ECU	〇	〇	所有
51^*3	至1号高度控制继电器的持续电流	·压缩机电机 ·压缩机 ·气管 ·高度控制电磁阀 ·排气电磁阀 ·高度传感器控制杆 ·高度传感器 ·减压阀 ·悬架ECU	—	〇	ucF10
51^*3	至空气悬架继电器的持续电流		—	〇	ucF20
52^*4	至排气电磁阀的持续电流	·高度控制电磁阀 ·排气电磁阀 ·气管 ·高度传感器控制杆 ·高度传感器 ·悬架ECU	—	〇	所有
61	悬架控制信号	悬架ECU失灵	—	〇	ucF10（1992年7月以前）
71^*5	高度控制通／断开关电路	·悬架ECU与高度控制通断开关之间的配线或连接器 ·高度控制通断开关 ·悬架ECU	〇	—	ucF10
72	悬架控制执行器电源电路	·AIR SUS保险丝 ·悬架ECU与发动机主继电器之间的配线或连接器 ·悬架ECU	—	—	ucF10
73^*6	发电机IC调节器电路（发电机电路）	·悬架ECU与发电机IC调节器之间的配线或连接器 ·悬架ECU	—	—	1992年8月以后的ucF10和ucF20
74	车身高度控制电源电路	·悬架ECU与蓄电池之间的配线或连接器 ·PWR-IG保险丝 ·AIR SUS保险丝 ·点火继电器 ·发电机汇调节器 ·蓄电池 ·悬架ECU	—	—	1992年8月以后的ucF10
74	电源电路		—	—	ucF20
75	高度传感器电路	·汽车停放在不平路面（正常） ·高度传感器控制杆 ·高度传感器 ·悬架ECU	—	—	1992年8月以后的ucF10和ucF20

注*1：“警告”栏中注有标记“○”，表示故障警告灯每秒闪烁一次；注有标记“—”，表示警告灯不闪烁。

*2：“存储”栏中注有标记“○”，表示即使断开点火开关，故障码也储存在储存器中，标记“—”表示不储存。

*3：由于压缩空气的释放压力为980kPa，如车辆在爬陡坡、超载或发动机运转时用千斤顶顶起等情况下，试图进行车辆高度控制，则车辆高度控制功能可能会暂时失效，并可能输出51故障码（这并非不正常）。但是，在这种情况下，将点火开关接通约70min后，车辆高度控制功能即可恢复。

*4：如拆卸车轮或用千斤顶顶起车辆时，进行车辆高度控制，则有可能输出52故障码。这并非不正常。当有52故障码输出时，表明未执行车辆高度控制功能。在这种情况下，只要将点火开关先断开然后再接通，或停止拆卸车轮或放下车辆，高度控制功能即可恢复。

*5：对于1992年8月以前的ucFl0车型，当高度控制通断开关在“OFF”位置时，会输出71故障码。

*6：对于1992年8月以后的ucFl0和ucF20车型，发动机未运转时，输出73故障码。

储存在悬架ECU中的故障代码，即使在关闭点火开关后也能保留下来。故障代码的消除方法随车型年份的不同而有所不同。

（1）ucFl0车型（1989年12月～1994年9月）。

下述两种方法均可清除故障代码：

1）关闭点火开关，将位于驾驶室内1号接线盒上的ECU-B保险丝拆下10s以上（如图10-88）。

图10-88 清除故障代码

2）对于1989年12月～1992年7月的ucFl0车型，关闭点火开关，连接高度控制连接器的8和9端子，并同时连接检查连接器的T_s和E₁端子（如图10-89）。再接通点火开关，10s后，在点火开关仍然接通的情况下脱开高度控制连接器的8、9端子及检查连接器的T_s和E₁端子。对1992年8月～1994年9月的ucFl0车型，除不需连接T_s和E₁外，其余与上述相同。

（2）ucF20车型（1994年10月～1997年7月）。

清除故障代码的方法也有下述两种：

1）关闭点火开关，将位于驾驶室内1号接线盒上的ECU-B保险丝拆下30s以上（如图10-90）。

图10-89 清除故障代码图10-90 清除故障代码

2）接通点火开关，连接TDCL或检查连接器上的TC和E₁端子，然后在8s内开、关车门3次（如图10-91）。

图10-91 清除故障代码

（3）ucF20车型（1997年8月以后）

清除故障代码的方法只有一种：接通点火开关，连接检查连接器上的TC和E₁端子，然后在3s之内踩制动踏板8次或以上。需要注意的是，这种方法同时会把ABS、TRC和VSC的故障代码一起清除掉。

第五节故障诊断分析

故障诊断分析以凌志LS400的ucF20车型为例进行。

一、故障诊断分析程序

1、诊断程序（图10-92）

空气悬架控制系统故障诊断见下图。

现象模拟

确认故障现象

现象不出现

现象出现

再检查故障代码

正常代码

故障代码

故障代码一览表

基本检查

故障

代码

正常代码

图10-92 空气悬架控制系统故障诊断框图

2、故障代码电路检测一览表（表10-11）

按照上述诊断程序，在“再检查故障代码”步骤中，如显示故障代码，则按表10-11，对该故障代码所代表的电路和元件进行检查。

表10-11 故障代码检测电路一览表

故障代码	检测电路
11、12、13、14	高度传感器电路
15、16、17	加速度传感器电路
21、22、23、24	悬架控制执行器电路
31、32、33、34、35	高度控制电磁阀及排气电磁阀电路
41	空气悬架继电器电路
42	压缩机电机电路
51	造成电流连续输至空气悬架继电器的故障
52	造成电流连续输至排气电磁阀的故障
73	发电机IC调节器电路
74	电源电路
75	高度传感器电路

3、输入信号故障代码检测电路一览表

按照上述诊断程序，在“输入信号检查”步骤中，如显示故障代码，则按表10-12，对该故障代码所代表的电路和元件进行检查。

表10-12 输入信号故障代码检测电路一览表

故障码	检测电路	故障码	检测电路
81	转向传感器电路	86	高度控制开关电路
82	停车灯开关电路	91	右前加速度传感器电路
83	门控灯开关电路	92	左前加速度传感器电路
84	节气门位置传感器电路	93	后加速度传感器电路
85	车速传感器电路

4、故障现象表

按照诊断程序检查故障代码时，若代码正常而故障仍然存在，则应按表10-13中的顺序，对每一个故障现象进行故障排除分析，并检查其相应的电路。