宇通客車ZF液力緩速器工作異常故障排除

李國慶

（鄭州宇通客車股份有限公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450016）

1 車輛及其緩速器介紹

一輛鄭州宇通客車股份有限公司于2007年7月出廠 （當年6月生產(chǎn)）的高檔客車，車型ZK6146HS-1，已行駛里程45萬km左右，搭載日野P11C-UR發(fā)動機、ZF6S1901B變速器 （采埃孚機械變速器）。變速器總成帶有ZF液力緩速器，緩速器最大制動轉(zhuǎn)矩3200Nm。電器主要配置為整車進口ACTIA CAN總線、4IOU模塊+CAN儀表，匹配國產(chǎn)行車記錄儀。

正常情況下應該在車輛速度大于10km／h左右，駕駛員松開油門踏板，通過拉動緩速器手柄開關(guān)，或者踩下制動踏板情況下，在常規(guī)氣制動開始工作之前，液力緩速器開始工作，并點亮組合儀表上的緩速器工作指示燈。且在下長坡的路況下，此時如將緩速器手柄開關(guān)拉到1檔，液力緩速器可以使車輛保持當前車速行駛，減少駕駛員頻繁踩制動踏板的動作，減輕駕駛疲勞強度，直到下一次踩下油門或者踩下制動踏板，解除巡航狀態(tài)。

緩速器作為一種輔助制動裝置，可以大大減少對客車制動器的磨損，并顯著降低車輪制動器的溫度，延長常規(guī)制動器的使用壽命。當前客車緩速器有電渦流緩速器和液力緩速器兩種類型，其中液力緩速器有以下優(yōu)點：①更適應長坡、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10萬公里以上才需要更換潤滑油，在客車報廢年限內(nèi)更換潤滑油次數(shù)較少；④電量消耗?。虎蓦m然價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

故障車輛在整車上電之后，在車輛靜止狀態(tài)下，緩速器工作指示燈即常亮，起動發(fā)動機并掛檔行駛過程中拉動緩速器手柄開關(guān)以及踩下制動踏板時，均感覺液力緩速器沒有工作，沒有對車輛進行輔助制動。

3 故障診斷及分析

ZF液力緩速器由ECU控制，ECU根據(jù)當前發(fā)動機的油門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速信息、ABS工作狀態(tài)、緩速器控制開關(guān)是否閉合等條件，來控制緩速器是否工作以及制動轉(zhuǎn)矩的大小。以上控制輸入信息部分來自CAN總線 （遵循SAE J 1939協(xié)議）的報文信息 （如發(fā)動機油門開度、轉(zhuǎn)速信息、車速信息等），部分來自于直接接入ECU的線路提供的信號 （如ABS工作狀態(tài)、緩速器控制開關(guān)是否閉合等）。在ECU供電正常的前提下，任何一個控制信號異?；蛘卟粷M足，都有可能導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。

由于導致液力緩速器不工作的原因很多，如果逐一排查的話，將花費大量時間和精力，效率很低。鎖定故障原因最快捷的方法是使用ZF液力緩速器的檢測儀，將檢測儀通過診斷接口連接進入ECU，可以很快檢測到當前緩速器工作異常的原因。經(jīng)過診斷儀檢測后，發(fā)現(xiàn)緩速器ECU未接收到整車的車速信號，導致緩速器無法正常工作。

液力緩速器可以通過兩種方式接收車速信號，一種是通過ECU的PIN腳接收整車里程表傳感器的車速信號，但ECU只能接收到標準C3信號，直接連接里程表傳感器輸出的車速信號無法工作，需要經(jīng)過信號處理器輸出的標準C3信號才能接入ECU；另外一種方式是根據(jù)SAE J 1939協(xié)議，通過CAN線接收來自行車記錄儀的車速信息報文。

我們首先采用第1種方式來解決車速信號問題。按圖2實車接好線路后，試車發(fā)現(xiàn)車速在40km／h以上緩速器才會工作，并且此時感覺緩速器工作轉(zhuǎn)矩較小，同時緩速器工作燈不亮，但試車駕駛員包括車上人員都認為緩速器已經(jīng)工作，只是效果不好。說明雖然通過模擬電路實現(xiàn)了給ZF緩速器ECU提供車速信號，但是提供給ECU的車速信號脈沖數(shù)和實際車速沒有對應起來，導致ECU在實車車速已經(jīng)達到40km／h時才認為車輛速度只有每小時十幾公里，因此ECU控制緩速器以較小的轉(zhuǎn)矩進行制動，所以駕駛員感覺雖然緩速器工作了，但是制動效果較差。

要解決此問題，必須調(diào)整信號處理器內(nèi)標定好的K值，使信號處理器輸出的C3信號脈沖值盡可能接近實際車速，這樣ECU才會準確控制緩速器工作。但是由于信號處理器已經(jīng)標定好，如果要更改K值，就需要更換處理器，需要一定時間，所以此方案暫時擱置，考慮采用第2種方式給緩速器ECU提供車速信號。

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CAN通信，接收來自行車記錄儀發(fā)出的車速信息。接口如圖3所示，接口線束定義如圖4所示，整車CAN網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖5所示。

查詢ZF液力緩速器ECU有關(guān)CAN報文定義文檔，ZF規(guī)定：當ECU的第8PIN腳沒有連接車速信號線時，ECU通過報文從行車記錄儀獲取車速信息。

具體報文為：如果ZF液力緩速器ECU無法獲得ETC1報文 （一般為安裝機械變速器的車輛），那么ECU讀取TCO1報文 （需要由帶有CAN功能的行車記錄儀提供），報文ID：0CFE6CEEh，從此報文數(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，此種情況下ZF液力緩速器ECU的第8針腳不接相應的車速信號線束。

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

4 故障排除

經(jīng)現(xiàn)場確認，當前行車記錄儀沒有向ZF緩速器ECU發(fā)出變速器輸出軸的車速信息，現(xiàn)場聯(lián)系行車記錄儀廠家編寫程序，重新刷寫記錄儀后，經(jīng)試車，ZF緩速器工作正常，制動轉(zhuǎn)矩正常，緩速器工作指示燈正常點亮。且行車記錄儀計算的變速器輸出軸軸速信息比采用模擬信號提供給ECU的速度信息更準確，緩速器工作更精確。

5 故障總結(jié)

目前ZF液力緩速器ECU對于車速信號的接收形式有2種，前期老型號的緩速器采用CAN通信的方式接收來自行車記錄儀的車速報文，新型緩速器ECU基本都已統(tǒng)一為通過ECU的PIN腳接收標準C3信號來接收車速信息，進而保證緩速器正常工作，遇到類似車速信號影響緩速器工作的問題，可以參考本故障處理過程進行解決。