宇通客车ZF液力缓速器工作异常故障排除

李国庆

（郑州宇通客车股份有限公司技术中心，河南 郑州 450016）

1 车辆及其缓速器介绍

一辆郑州宇通客车股份有限公司于2007年7月出厂 （当年6月生产）的高档客车，车型ZK6146HS-1，已行驶里程45万km左右，搭载日野P11C-UR发动机、ZF6S1901B变速器 （采埃孚机械变速器）。变速器总成带有ZF液力缓速器，缓速器最大制动转矩3200Nm。电器主要配置为整车进口ACTIA CAN总线、4IOU模块+CAN仪表，匹配国产行车记录仪。

正常情况下应该在车辆速度大于10km／h左右，驾驶员松开油门踏板，通过拉动缓速器手柄开关，或者踩下制动踏板情况下，在常规气制动开始工作之前，液力缓速器开始工作，并点亮组合仪表上的缓速器工作指示灯。且在下长坡的路况下，此时如将缓速器手柄开关拉到1档，液力缓速器可以使车辆保持当前车速行驶，减少驾驶员频繁踩制动踏板的动作，减轻驾驶疲劳强度，直到下一次踩下油门或者踩下制动踏板，解除巡航状态。

缓速器作为一种辅助制动装置，可以大大减少对客车制动器的磨损，并显著降低车轮制动器的温度，延长常规制动器的使用寿命。当前客车缓速器有电涡流缓速器和液力缓速器两种类型，其中液力缓速器有以下优点：①更适应长坡、陡坡地形；②质量轻，电涡流缓速器采用铜，液力缓速器采用铝合金材料；③耗油量日益降低，一般10万公里以上才需要更换润滑油，在客车报废年限内更换润滑油次数较少；④电量消耗小；⑤虽然价格是电涡流缓速器的2～3倍，但耐用、可靠性高。

2 故障现象

故障车辆在整车上电之后，在车辆静止状态下，缓速器工作指示灯即常亮，起动发动机并挂档行驶过程中拉动缓速器手柄开关以及踩下制动踏板时，均感觉液力缓速器没有工作，没有对车辆进行辅助制动。

3 故障诊断及分析

ZF液力缓速器由ECU控制，ECU根据当前发动机的油门开度、发动机转速、车速信息、ABS工作状态、缓速器控制开关是否闭合等条件，来控制缓速器是否工作以及制动转矩的大小。以上控制输入信息部分来自CAN总线 （遵循SAE J 1939协议）的报文信息 （如发动机油门开度、转速信息、车速信息等），部分来自于直接接入ECU的线路提供的信号 （如ABS工作状态、缓速器控制开关是否闭合等）。在ECU供电正常的前提下，任何一个控制信号异常或者不满足，都有可能导致液力缓速器工作不正常。ZF液力缓速器原理图如图1所示。

由于导致液力缓速器不工作的原因很多，如果逐一排查的话，将花费大量时间和精力，效率很低。锁定故障原因最快捷的方法是使用ZF液力缓速器的检测仪，将检测仪通过诊断接口连接进入ECU，可以很快检测到当前缓速器工作异常的原因。经过诊断仪检测后，发现缓速器ECU未接收到整车的车速信号，导致缓速器无法正常工作。

液力缓速器可以通过两种方式接收车速信号，一种是通过ECU的PIN脚接收整车里程表传感器的车速信号，但ECU只能接收到标准C3信号，直接连接里程表传感器输出的车速信号无法工作，需要经过信号处理器输出的标准C3信号才能接入ECU；另外一种方式是根据SAE J 1939协议，通过CAN线接收来自行车记录仪的车速信息报文。

我们首先采用第1种方式来解决车速信号问题。按图2实车接好线路后，试车发现车速在40km／h以上缓速器才会工作，并且此时感觉缓速器工作转矩较小，同时缓速器工作灯不亮，但试车驾驶员包括车上人员都认为缓速器已经工作，只是效果不好。说明虽然通过模拟电路实现了给ZF缓速器ECU提供车速信号，但是提供给ECU的车速信号脉冲数和实际车速没有对应起来，导致ECU在实车车速已经达到40km／h时才认为车辆速度只有每小时十几公里，因此ECU控制缓速器以较小的转矩进行制动，所以驾驶员感觉虽然缓速器工作了，但是制动效果较差。

要解决此问题，必须调整信号处理器内标定好的K值，使信号处理器输出的C3信号脉冲值尽可能接近实际车速，这样ECU才会准确控制缓速器工作。但是由于信号处理器已经标定好，如果要更改K值，就需要更换处理器，需要一定时间，所以此方案暂时搁置，考虑采用第2种方式给缓速器ECU提供车速信号。

第2种方式即根据SAE J 1939协议规定，ZF液力缓速器ECU通过CAN通信，接收来自行车记录仪发出的车速信息。接口如图3所示，接口线束定义如图4所示，整车CAN网络拓扑图如图5所示。

查询ZF液力缓速器ECU有关CAN报文定义文档，ZF规定：当ECU的第8PIN脚没有连接车速信号线时，ECU通过报文从行车记录仪获取车速信息。

具体报文为：如果ZF液力缓速器ECU无法获得ETC1报文 （一般为安装机械变速器的车辆），那么ECU读取TCO1报文 （需要由带有CAN功能的行车记录仪提供），报文ID：0CFE6CEEh，从此报文数据域的第5、6字节中获取变速器输出轴的速度信号，此种情况下ZF液力缓速器ECU的第8针脚不接相应的车速信号线束。

从以上定义可以知道，报文ID为0CFE6CEEh，PGN为FE6C（65132d），参数组编号为记录仪，目标地址为EE（238d），属于记录仪发出的TCO1报文。ZF缓速器ECU需要接收此报文数据域第5、6字节的轴速信号，SPN为1623，SPN描述信息为Calculated speed of the transmission output shaft（记录仪计算出的变速器输出轴的车速信息）。

4 故障排除

经现场确认，当前行车记录仪没有向ZF缓速器ECU发出变速器输出轴的车速信息，现场联系行车记录仪厂家编写程序，重新刷写记录仪后，经试车，ZF缓速器工作正常，制动转矩正常，缓速器工作指示灯正常点亮。且行车记录仪计算的变速器输出轴轴速信息比采用模拟信号提供给ECU的速度信息更准确，缓速器工作更精确。

5 故障总结

目前ZF液力缓速器ECU对于车速信号的接收形式有2种，前期老型号的缓速器采用CAN通信的方式接收来自行车记录仪的车速报文，新型缓速器ECU基本都已统一为通过ECU的PIN脚接收标准C3信号来接收车速信息，进而保证缓速器正常工作，遇到类似车速信号影响缓速器工作的问题，可以参考本故障处理过程进行解决。