大宇客車車速信號異常分析

廖興明

（桂林大宇客車有限公司，廣西 桂林 541003）

1 故障現象

客戶采購一批指定裝配有康明斯歐Ⅴ發動機的客車，在檢測線測試車速時，出現組合儀表——車速表指針異常擺動且隨著車速升高后瞬間指針掉為0的現象。

2 故障診斷與排除

該批客車配置與車速相關的部件有：康明斯ISD270-50歐Ⅴ發動機、特爾佳TB17緩速器、ZF 6S1350BO變速器、行車記錄儀、ZB299CAN組合儀表、C3信號轉換器。

對原設計的線束圖進行分析：車速信號均取自ZF 6S1350BO變速器上配的霍爾式車速傳感器（其中，特爾佳TB17緩速器車速信號取自裝配在緩速器主機上的磁電式車速傳感器，并非取自變速器上的車速傳感器信號）。因為康明斯發動機接收的車速信號要求為原速信號（即傳感器直接輸出的車速信號），所以設計線束時，傳感器輸出的車速信號分出一路信號直接輸入到發動機ECM 端子33，另外再分2路信號提供給ZB299CAN組合儀表和C3信號轉換器。C3信號轉換器（技術要求為車速信號輸入8脈沖、速比1∶1403，輸出8脈沖、速比1∶1000、有4路輸出腳位）使用2路輸出信號，一路信號提供給行車記錄儀，另一路信號提供給緩速器接口作為預留（該車裝配的是特爾佳TB17緩速器，車速信號非取自主機廠設計的線束）。初步分析故障原因為：①線路故障；②車速傳感器故障；③儀表故障；④C3信號轉換器搶信號；⑤發動機ECM搶信號。

原設計的線束簡圖如圖1所示（省略了相關的熔斷絲、導線的顏色、導線的橫截面積及連接插頭代號等）。

圖1 原設計的線束簡圖

1）檢查是否存在線路故障：將變速器上車速傳感器連接插頭拔出，用跳線分別將線束端的A1、A2、U+、U-與大梁搭鐵，同時將線束的前車端的連接插頭拔出，用萬用表歐姆檔測量阻值。經檢查歐姆值均小于1 Ω，表明線束連接正常無故障。

2）檢查是否有車速傳感器故障：由于更換變速器上的車速傳感器較為困難，故采用外圍檢測的方法進行，即將組合儀表車速輸入端A8端子挑出，輸入發動機ECM的車速信號端子33挑出，C3信號轉換器的連接插件拔出，將C3信號轉換器的端子7與端子1用跳線連接，即車速信號只提供給行車記錄儀使用。線束修改狀態準備完畢后，將行車記錄儀的特征系數修改為輸入8脈沖、速比1∶1403，修改完畢保存退出管理員模式后，車輛上檢測線再次檢測。測試的速度如表1所示，變速器車速傳感器正常。

表1 測試速度（檢查車速傳感器）

3）檢查是否存在儀表故障：將第2項檢查車速傳感器故障的行車記錄儀端的連接插件拔開，斷開C3信號轉換器端子7與端子1的跳線，且插件不插入C3信號轉換器，然后把之前線束儀表端A8插入原插件的腳位，發動機ECM 端子33保持挑出狀態。線束修改狀態準備完畢后，將車輛上檢測線再次檢測。測試的速度如表2所示，儀表正常無故障。

表2 測試速度（檢查儀表）

4）檢查是否因C3信號轉換器搶信號：儀表車速信號保持輸入狀態不變，將C3信號轉換器的連接插頭插入信號轉換器中，4路輸出端保持斷開，然后車輛上檢測線檢測。經檢測發現儀表車速表的指針從低速到高速一直處于擺動狀態，重復測試3次車速由低到高再又從高到低，均表現指針擺動現象，但未出現指針瞬間歸0現象，至此可判斷為因C3信號轉換器引起的車速表異常擺動。

5）檢查是否因發動機ECM搶信號：儀表車速信號保持輸入狀態不變，將C3信號轉換器的連接插頭拔出，然后將發動機ECM端子33車速信號輸入端插入護套，使用康明斯發動機診斷工具連接診斷儀，查看ECM接收車速實時數據。車輛上檢測線進行檢測，重復測試3次車速，均由低到高再由高到低，發現：在0～90 km/h儀表車速表與診斷儀顯示ECM實時接收車速均一致正常，但當車速高于90 km/h后，儀表車速表指針瞬間歸0且車速再增加儀表的指針仍為0，而診斷儀顯示發動機ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實時車速一致。斷開發動機車速信號輸入，儀表顯示正常，就此斷定故障是因發動機ECM引起的高速時儀表車速表指針歸0的現象。

重新對各零部件再次進行分析。該變速器使用的車速傳感器有2路脈沖信號輸出（即正信號和負信號），通常設計線束時，一般采集正信號。組合儀表有一路備用的C3信號（即8脈沖、速比1∶1000）輸出。

分析得到以上信息，再對線束重新制定方案。由于發動機所接收的車速信號用于ECM內部的相關控制算法，所以輸入發動機ECM的車速信號單獨取車速傳感器輸出的負信號。另外C3信號轉換器不能同時與組合儀表共用車速信號，所以改用C3信號轉換器備用的輸出端信號供儀表使用，并將儀表接收的速比改為8脈沖、速比1∶1000。具體方案見圖2。將上述方案準備完畢后，將車輛上檢測線檢測，使用康明斯發動機診斷工具連接診斷儀，查看ECM接收車速實時數據，重復測試3次車速由低到高再由高到低，發現在0～90 km/h時，測試反應與之前相同，但當車速高于90 km/h后儀表的車速表指針瞬間歸0，歸0后又迅速回到正常時速，而診斷儀顯示發動機ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實時車速一致無異常。將發動機ECM車速信號輸入斷開，重新檢測，該異常存在；繼續將輸入行車記錄儀的車速信號斷開，再次檢測，該異常仍然存在。表明C3信號轉換器輸出的信號在高速時信號失真。

圖2 新制定方案1

將C3信號轉換器取消，行車記錄儀和儀表共用車速傳感器輸出正信號，發動機ECM接收車速傳感器負信號。具體方案見圖3。將上述方案準備完畢后，將車輛上檢測線進行檢測，使用康明斯發動機診斷工具連接診斷儀查看ECM接收車速實時數據，重復測試3次車速由低到高再由高到低，發現在0～90 km/h儀表的車速表與診斷儀顯示ECM實時接收車速均一致正常，但當車速高于110 km/h后，儀表的車速表指針瞬間歸0，且車速再增加時儀表的指針仍為0，但診斷儀顯示發動機ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實時車速一致。將發動機ECM車速信號輸入斷開，重新檢測，仍有該異常現象。繼續將輸入行車記錄儀的車速信號斷開，異常現象消失。表明行車記錄儀在高速時會與儀表搶信號。

圖3 新制定方案2

經分析，組合儀表有一路備用的C3信號（即8脈沖、速比1∶1000）輸出，可將該信號供行車記錄儀使用（將行車記錄儀的特征系數修改為：8脈沖、速比1∶1000），組合儀表單獨接收車速傳感器的正信號，發動機ECM接收車速傳感器的負信號。具體方案見圖4。將上述方案準備完畢后，將車輛上檢測線進行檢測，使用康明斯發動機診斷工具連接診斷儀查看ECM接收車速實時數據，重復測試3次車速由低到高再由高到低，發現儀表、行車記錄儀和診斷儀顯示的車速均正常，未有之前的異常現象出現，同時省去了C3信號轉換器，節儉了成本。

圖4 線束最終方案

3 故障總結

該車儀表的車速表顯示異常，是因為發動機ECM和C3信號轉換器以及行車記錄儀在共線路時搶信號所引起的。對于信號異常的檢查，可以從線路、傳感器、信號輸入與輸出等4方面入手進行排查，采用單一變量法，一一排除后，即可得出故障的原因。