宇通客車(chē)ZF液力緩速器工作異常故障排除

李國(guó)慶

（鄭州宇通客車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450016）

1 車(chē)輛及其緩速器介紹

一輛鄭州宇通客車(chē)股份有限公司于2007年7月出廠(chǎng) （當(dāng)年6月生產(chǎn)）的高檔客車(chē)，車(chē)型ZK6146HS-1，已行駛里程45萬(wàn)km左右，搭載日野P11C-UR發(fā)動(dòng)機(jī)、ZF6S1901B變速器 （采埃孚機(jī)械變速器）。變速器總成帶有ZF液力緩速器，緩速器最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩3200Nm。電器主要配置為整車(chē)進(jìn)口ACTIA CAN總線(xiàn)、4IOU模塊+CAN儀表，匹配國(guó)產(chǎn)行車(chē)記錄儀。

正常情況下應(yīng)該在車(chē)輛速度大于10km／h左右，駕駛員松開(kāi)油門(mén)踏板，通過(guò)拉動(dòng)緩速器手柄開(kāi)關(guān)，或者踩下制動(dòng)踏板情況下，在常規(guī)氣制動(dòng)開(kāi)始工作之前，液力緩速器開(kāi)始工作，并點(diǎn)亮組合儀表上的緩速器工作指示燈。且在下長(zhǎng)坡的路況下，此時(shí)如將緩速器手柄開(kāi)關(guān)拉到1檔，液力緩速器可以使車(chē)輛保持當(dāng)前車(chē)速行駛，減少駕駛員頻繁踩制動(dòng)踏板的動(dòng)作，減輕駕駛疲勞強(qiáng)度，直到下一次踩下油門(mén)或者踩下制動(dòng)踏板，解除巡航狀態(tài)。

緩速器作為一種輔助制動(dòng)裝置，可以大大減少對(duì)客車(chē)制動(dòng)器的磨損，并顯著降低車(chē)輪制動(dòng)器的溫度，延長(zhǎng)常規(guī)制動(dòng)器的使用壽命。當(dāng)前客車(chē)緩速器有電渦流緩速器和液力緩速器兩種類(lèi)型，其中液力緩速器有以下優(yōu)點(diǎn)：①更適應(yīng)長(zhǎng)坡、陡坡地形；②質(zhì)量輕，電渦流緩速器采用銅，液力緩速器采用鋁合金材料；③耗油量日益降低，一般10萬(wàn)公里以上才需要更換潤(rùn)滑油，在客車(chē)報(bào)廢年限內(nèi)更換潤(rùn)滑油次數(shù)較少；④電量消耗小；⑤雖然價(jià)格是電渦流緩速器的2～3倍，但耐用、可靠性高。

2 故障現(xiàn)象

故障車(chē)輛在整車(chē)上電之后，在車(chē)輛靜止?fàn)顟B(tài)下，緩速器工作指示燈即常亮，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并掛檔行駛過(guò)程中拉動(dòng)緩速器手柄開(kāi)關(guān)以及踩下制動(dòng)踏板時(shí)，均感覺(jué)液力緩速器沒(méi)有工作，沒(méi)有對(duì)車(chē)輛進(jìn)行輔助制動(dòng)。

3 故障診斷及分析

ZF液力緩速器由ECU控制，ECU根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速信息、ABS工作狀態(tài)、緩速器控制開(kāi)關(guān)是否閉合等條件，來(lái)控制緩速器是否工作以及制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。以上控制輸入信息部分來(lái)自CAN總線(xiàn) （遵循SAE J 1939協(xié)議）的報(bào)文信息 （如發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)開(kāi)度、轉(zhuǎn)速信息、車(chē)速信息等），部分來(lái)自于直接接入ECU的線(xiàn)路提供的信號(hào) （如ABS工作狀態(tài)、緩速器控制開(kāi)關(guān)是否閉合等）。在ECU供電正常的前提下，任何一個(gè)控制信號(hào)異常或者不滿(mǎn)足，都有可能導(dǎo)致液力緩速器工作不正常。ZF液力緩速器原理圖如圖1所示。

由于導(dǎo)致液力緩速器不工作的原因很多，如果逐一排查的話(huà)，將花費(fèi)大量時(shí)間和精力，效率很低。鎖定故障原因最快捷的方法是使用ZF液力緩速器的檢測(cè)儀，將檢測(cè)儀通過(guò)診斷接口連接進(jìn)入ECU，可以很快檢測(cè)到當(dāng)前緩速器工作異常的原因。經(jīng)過(guò)診斷儀檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)緩速器ECU未接收到整車(chē)的車(chē)速信號(hào)，導(dǎo)致緩速器無(wú)法正常工作。

液力緩速器可以通過(guò)兩種方式接收車(chē)速信號(hào)，一種是通過(guò)ECU的PIN腳接收整車(chē)?yán)锍瘫韨鞲衅鞯能?chē)速信號(hào)，但ECU只能接收到標(biāo)準(zhǔn)C3信號(hào)，直接連接里程表傳感器輸出的車(chē)速信號(hào)無(wú)法工作，需要經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器輸出的標(biāo)準(zhǔn)C3信號(hào)才能接入ECU；另外一種方式是根據(jù)SAE J 1939協(xié)議，通過(guò)CAN線(xiàn)接收來(lái)自行車(chē)記錄儀的車(chē)速信息報(bào)文。

我們首先采用第1種方式來(lái)解決車(chē)速信號(hào)問(wèn)題。按圖2實(shí)車(chē)接好線(xiàn)路后，試車(chē)發(fā)現(xiàn)車(chē)速在40km／h以上緩速器才會(huì)工作，并且此時(shí)感覺(jué)緩速器工作轉(zhuǎn)矩較小，同時(shí)緩速器工作燈不亮，但試車(chē)駕駛員包括車(chē)上人員都認(rèn)為緩速器已經(jīng)工作，只是效果不好。說(shuō)明雖然通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)了給ZF緩速器ECU提供車(chē)速信號(hào)，但是提供給ECU的車(chē)速信號(hào)脈沖數(shù)和實(shí)際車(chē)速?zèng)]有對(duì)應(yīng)起來(lái)，導(dǎo)致ECU在實(shí)車(chē)車(chē)速已經(jīng)達(dá)到40km／h時(shí)才認(rèn)為車(chē)輛速度只有每小時(shí)十幾公里，因此ECU控制緩速器以較小的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行制動(dòng)，所以駕駛員感覺(jué)雖然緩速器工作了，但是制動(dòng)效果較差。

要解決此問(wèn)題，必須調(diào)整信號(hào)處理器內(nèi)標(biāo)定好的K值，使信號(hào)處理器輸出的C3信號(hào)脈沖值盡可能接近實(shí)際車(chē)速，這樣ECU才會(huì)準(zhǔn)確控制緩速器工作。但是由于信號(hào)處理器已經(jīng)標(biāo)定好，如果要更改K值，就需要更換處理器，需要一定時(shí)間，所以此方案暫時(shí)擱置，考慮采用第2種方式給緩速器ECU提供車(chē)速信號(hào)。

第2種方式即根據(jù)SAE J 1939協(xié)議規(guī)定，ZF液力緩速器ECU通過(guò)CAN通信，接收來(lái)自行車(chē)記錄儀發(fā)出的車(chē)速信息。接口如圖3所示，接口線(xiàn)束定義如圖4所示，整車(chē)CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖5所示。

查詢(xún)ZF液力緩速器ECU有關(guān)CAN報(bào)文定義文檔，ZF規(guī)定：當(dāng)ECU的第8PIN腳沒(méi)有連接車(chē)速信號(hào)線(xiàn)時(shí)，ECU通過(guò)報(bào)文從行車(chē)記錄儀獲取車(chē)速信息。

具體報(bào)文為：如果ZF液力緩速器ECU無(wú)法獲得ETC1報(bào)文 （一般為安裝機(jī)械變速器的車(chē)輛），那么ECU讀取TCO1報(bào)文 （需要由帶有CAN功能的行車(chē)記錄儀提供），報(bào)文ID：0CFE6CEEh，從此報(bào)文數(shù)據(jù)域的第5、6字節(jié)中獲取變速器輸出軸的速度信號(hào)，此種情況下ZF液力緩速器ECU的第8針腳不接相應(yīng)的車(chē)速信號(hào)線(xiàn)束。

從以上定義可以知道，報(bào)文ID為0CFE6CEEh，PGN為FE6C（65132d），參數(shù)組編號(hào)為記錄儀，目標(biāo)地址為EE（238d），屬于記錄儀發(fā)出的TCO1報(bào)文。ZF緩速器ECU需要接收此報(bào)文數(shù)據(jù)域第5、6字節(jié)的軸速信號(hào)，SPN為1623，SPN描述信息為Calculated speed of the transmission output shaft（記錄儀計(jì)算出的變速器輸出軸的車(chē)速信息）。

4 故障排除

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，當(dāng)前行車(chē)記錄儀沒(méi)有向ZF緩速器ECU發(fā)出變速器輸出軸的車(chē)速信息，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系行車(chē)記錄儀廠(chǎng)家編寫(xiě)程序，重新刷寫(xiě)記錄儀后，經(jīng)試車(chē)，ZF緩速器工作正常，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩正常，緩速器工作指示燈正常點(diǎn)亮。且行車(chē)記錄儀計(jì)算的變速器輸出軸軸速信息比采用模擬信號(hào)提供給ECU的速度信息更準(zhǔn)確，緩速器工作更精確。

5 故障總結(jié)

目前ZF液力緩速器ECU對(duì)于車(chē)速信號(hào)的接收形式有2種，前期老型號(hào)的緩速器采用CAN通信的方式接收來(lái)自行車(chē)記錄儀的車(chē)速報(bào)文，新型緩速器ECU基本都已統(tǒng)一為通過(guò)ECU的PIN腳接收標(biāo)準(zhǔn)C3信號(hào)來(lái)接收車(chē)速信息，進(jìn)而保證緩速器正常工作，遇到類(lèi)似車(chē)速信號(hào)影響緩速器工作的問(wèn)題，可以參考本故障處理過(guò)程進(jìn)行解決。