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(xiàn)象

客戶采購一批指定裝配有康明斯歐Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)的客車，在檢測線測試車速時(shí)，出現(xiàn)組合儀表——車速表指針異常擺動(dòng)且隨著車速升高后瞬間指針掉為0的現(xiàn)象。

2 故障診斷與排除

該批客車配置與車速相關(guān)的部件有：康明斯ISD270-50歐Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)、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(zhuǎn)換器。

對原設(shè)計(jì)的線束圖進(jìn)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(jī)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?yàn)榭得魉拱l(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)線束時(shí)，傳感器輸出的車速信號分出一路信號直接輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)換器。C3信號轉(zhuǎn)換器（技術(shù)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(yù)留（該車裝配的是特爾佳TB17緩速器，車速信號非取自主機(jī)廠設(shè)計(jì)的線束）。初步分析故障原因?yàn)椋孩倬€路故障；②車速傳感器故障；③儀表故障；④C3信號轉(zhuǎn)換器搶信號；⑤發(fā)動(dòng)機(jī)ECM搶信號。

原設(shè)計(jì)的線束簡圖如圖1所示（省略了相關(guān)的熔斷絲、導(dǎo)線的顏色、導(dǎo)線的橫截面積及連接插頭代號等）。

圖1 原設(shè)計(jì)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(shí)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(jīng)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(jìn)行，即將組合儀表車速輸入端A8端子挑出，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的車速信號端子33挑出，C3信號轉(zhuǎn)換器的連接插件拔出，將C3信號轉(zhuǎn)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(tài)準(zhǔn)備完畢后，將行車記錄儀的特征系數(shù)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(xiàng)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(zhuǎn)換器端子7與端子1的跳線，且插件不插入C3信號轉(zhuǎn)換器，然后把之前線束儀表端A8插入原插件的腳位，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM 端子33保持挑出狀態(tài)。線束修改狀態(tài)準(zhǔn)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(zhuǎn)換器搶信號：儀表車速信號保持輸入狀態(tài)不變，將C3信號轉(zhuǎn)換器的連接插頭插入信號轉(zhuǎn)換器中，4路輸出端保持?jǐn)嚅_，然后車輛上檢測線檢測。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)儀表車速表的指針從低速到高速一直處于擺動(dòng)狀態(tài)，重復(fù)測試3次車速由低到高再又從高到低，均表現(xiàn)指針擺動(dòng)現(xiàn)象，但未出現(xiàn)指針?biāo)查g歸0現(xiàn)象，至此可判斷為因C3信號轉(zhuǎn)換器引起的車速表異常擺動(dòng)。

5）檢查是否因發(fā)動(dòng)機(jī)ECM搶信號：儀表車速信號保持輸入狀態(tài)不變，將C3信號轉(zhuǎn)換器的連接插頭拔出，然后將發(fā)動(dòng)機(jī)ECM端子33車速信號輸入端插入護(hù)套，使用康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)診斷工具連接診斷儀，查看ECM接收車速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。車輛上檢測線進(jìn)行檢測，重復(fù)測試3次車速，均由低到高再由高到低，發(fā)現(xiàn)：在0～90 km/h儀表車速表與診斷儀顯示ECM實(shí)時(shí)接收車速均一致正常，但當(dāng)車速高于90 km/h后，儀表車速表指針?biāo)查g歸0且車速再增加儀表的指針仍為0，而診斷儀顯示發(fā)動(dòng)機(jī)ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實(shí)時(shí)車速一致。斷開發(fā)動(dòng)機(jī)車速信號輸入，儀表顯示正常，就此斷定故障是因發(fā)動(dòng)機(jī)ECM引起的高速時(shí)儀表車速表指針歸0的現(xiàn)象。

重新對各零部件再次進(jìn)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(fù)信號），通常設(shè)計(jì)線束時(shí)，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(fā)動(dòng)機(jī)所接收的車速信號用于ECM內(nèi)部的相關(guān)控制算法，所以輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的車速信號單獨(dú)取車速傳感器輸出的負(fù)信號。另外C3信號轉(zhuǎn)換器不能同時(shí)與組合儀表共用車速信號，所以改用C3信號轉(zhuǎn)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(zhǔn)備完畢后，將車輛上檢測線檢測，使用康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)診斷工具連接診斷儀，查看ECM接收車速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，重復(fù)測試3次車速由低到高再由高到低，發(fā)現(xiàn)在0～90 km/h時(shí)，測試反應(yīng)與之前相同，但當(dāng)車速高于90 km/h后儀表的車速表指針?biāo)查g歸0，歸0后又迅速回到正常時(shí)速，而診斷儀顯示發(fā)動(dòng)機(jī)ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實(shí)時(shí)車速一致無異常。將發(fā)動(dòng)機(jī)ECM車速信號輸入斷開，重新檢測，該異常存在；繼續(xù)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(zhuǎn)換器輸出的信號在高速時(shí)信號失真。

圖2 新制定方案1

將C3信號轉(zhuǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)ECM接收車速傳感器負(fù)信號。具體方案見圖3。將上述方案準(zhǔn)備完畢后，將車輛上檢測線進(jìn)行檢測，使用康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)診斷工具連接診斷儀查看ECM接收車速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，重復(fù)測試3次車速由低到高再由高到低，發(fā)現(xiàn)在0～90 km/h儀表的車速表與診斷儀顯示ECM實(shí)時(shí)接收車速均一致正常，但當(dāng)車速高于110 km/h后，儀表的車速表指針?biāo)查g歸0，且車速再增加時(shí)儀表的指針仍為0，但診斷儀顯示發(fā)動(dòng)機(jī)ECM接收的車速信號與檢測線顯示的實(shí)時(shí)車速一致。將發(fā)動(dòng)機(jī)ECM車速信號輸入斷開，重新檢測，仍有該異常現(xiàn)象。繼續(xù)將輸入行車記錄儀的車速信號斷開，異常現(xiàn)象消失。表明行車記錄儀在高速時(shí)會與儀表搶信號。

圖3 新制定方案2

經(jīng)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(shù)修改為：8脈沖、速比1∶1000），組合儀表單獨(dú)接收車速傳感器的正信號，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM接收車速傳感器的負(fù)信號。具體方案見圖4。將上述方案準(zhǔn)備完畢后，將車輛上檢測線進(jìn)行檢測，使用康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)診斷工具連接診斷儀查看ECM接收車速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，重復(fù)測試3次車速由低到高再由高到低，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象出現(xiàn)，同時(shí)省去了C3信號轉(zhuǎn)換器，節(jié)儉了成本。

圖4 線束最終方案

3 故障總結(jié)

該車儀表的車速表顯示異常，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)ECM和C3信號轉(zhuǎn)換器以及行車記錄儀在共線路時(shí)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(jìn)行排查，采用單一變量法，一一排除后，即可得出故障的原因。