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）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，或者踩下制動踏板情況下，在常規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。

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點：①更適應長坡、陡坡地形；②質量輕，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，在客車報廢年限內更換潤滑油次數較少；④電量消耗小；⑤雖然價格是電渦流緩速器的2～3倍，但耐用、可靠性高。

2 故障現象

故障車輛在整車上電之后，在車輛靜止狀態下，緩速器工作指示燈即常亮，起動發動機并掛檔行駛過程中拉動緩速器手柄開關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根據當前發動機的油門開度、發動機轉速、車速信息、ABS工作狀態、緩速器控制開關是否閉合等條件，來控制緩速器是否工作以及制動轉矩的大小。以上控制輸入信息部分來自CAN總線 （遵循SAE J 1939協議）的報文信息 （如發動機油門開度、轉速信息、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、緩速器控制開關是否閉合等）。在ECU供電正常的前提下，任何一個控制信號異常或者不滿足，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。經過診斷儀檢測后，發現緩速器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SAE J 1939協議，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，試車發現車速在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工作，只是效果不好。說明雖然通過模擬電路實現了給ZF緩速器ECU提供車速信號，但是提供給ECU的車速信號脈沖數和實際車速沒有對應起來，導致ECU在實車車速已經達到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，必須調整信號處理器內標定好的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SAE J 1939協議規定，ZF液力緩速器ECU通過CAN通信，接收來自行車記錄儀發出的車速信息。接口如圖3所示，接口線束定義如圖4所示，整車CAN網絡拓撲圖如圖5所示。

查詢ZF液力緩速器ECU有關CAN報文定義文檔，ZF規定：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，從此報文數據域的第5、6字節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），參數組編號為記錄儀，目標地址為EE（238d），屬于記錄儀發出的TCO1報文。ZF緩速器ECU需要接收此報文數據域第5、6字節的軸速信號，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

經現場確認，當前行車記錄儀沒有向ZF緩速器ECU發出變速器輸出軸的車速信息，現場聯系行車記錄儀廠家編寫程序，重新刷寫記錄儀后，經試車，ZF緩速器工作正常，制動轉矩正常，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

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。