基于流程圖的客車電控懸架系統(tǒng)故障診斷

陳國(guó)強(qiáng)

（廈門城市職業(yè)學(xué)院，福建 廈門 361008）

1 客車ECAS（電控懸掛系統(tǒng)）簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)的空氣懸架控制模式是采用機(jī)械高度閥，即通過高度閥閥門的開啟調(diào)節(jié)對(duì)氣囊的充放氣，從而保持車輛恒定的行駛高度。隨著車輛控制技術(shù)的發(fā)展，電子控制逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械控制，產(chǎn)生了被人們所熟悉的電控懸架系統(tǒng) （ECAS）。ECAS主要由電子控制單元ECU、電磁閥、高度傳感器等部件組成 （圖1［1］）。其基本工作原理是：安裝在車橋上的高度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛高度 （車架和車橋間的距離）的變化，并把這一信息傳遞給ECU，同時(shí)ECU還接受其他的輸入信息，如車速信息、制動(dòng)信息、車門狀態(tài)和壓力信息等，然后ECU根據(jù)所有的輸入信息來(lái)判斷當(dāng)前的車輛狀態(tài)，按照其內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的控制邏輯來(lái)控制電磁閥的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)氣囊的充氣和放氣來(lái)調(diào)節(jié)空氣懸架的氣囊高度。與常規(guī)的空氣懸掛系統(tǒng)相比，ECAS可以使懸架的控制更加方便、靈活，升降自如，它不僅可以控制正常高度，而且可以通過與開關(guān)的配合來(lái)控制任何預(yù)先設(shè)定的高度［2］和側(cè)跪功能 （非常方便殘疾人上下車）。因此在中國(guó)ECAS已在客車市場(chǎng) （尤其高檔公交車和旅游車）有著廣泛的使用。圖2［1］是典型的ECAS系統(tǒng)在4X2客車上的布置示意圖，前橋裝1個(gè)高度傳感器，后橋裝2個(gè)高度傳感器，中央控制閥接受ECU信息控制4個(gè)氣囊。目前客車上常用的WABCO公司提供的ECAS系統(tǒng)。

圖1 電控懸架系統(tǒng)組成［1］

圖2 ECAS系統(tǒng)在4X2客車上的布置示意圖［1］

2 基于流程圖的故障診斷方法

電子控制技術(shù)在懸架系統(tǒng)的應(yīng)用自然也引起了懸架系統(tǒng)的故障診斷方法的變化。目前ECAS系統(tǒng)常用的診斷方式是閃碼診斷、診斷儀診斷、PC診斷3種［3］。閃碼診斷是需要根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書要求，按一定步驟進(jìn)行上電和下電操作后通過讀取儀表臺(tái)上的故障指示燈 （圖3）閃爍的次數(shù)，然后查閱閃碼表解讀出相對(duì)應(yīng)的故障信息；診斷儀是由系統(tǒng)供應(yīng)商提供一整套完整的專業(yè)診斷設(shè)備 （圖4），一般不同廠家不能通用；PC機(jī)診斷需要配備相關(guān)的適配器和診斷軟件，但它的優(yōu)點(diǎn)是不同廠家診斷軟件可以同時(shí)安裝在同一臺(tái)PC機(jī)上。

圖3 故障燈

圖4 診斷儀

目前PC診斷方式最受歡迎且深入人心，長(zhǎng)此以往就導(dǎo)致許多汽車電工及維修人員故障排查能力下降。一旦沒有電腦設(shè)備就不會(huì)排查故障，完全依賴電腦提供的故障信息后才會(huì)進(jìn)入下一步的故障排查工作故障原因分析。而3種診斷方法實(shí)現(xiàn)核心都是需要系統(tǒng)控制單元 （ECU）提示故障信息，有些時(shí)候系統(tǒng)有故障但控制單元 （ECU）不發(fā)出報(bào)警信息 （但實(shí)際上車輛車身姿態(tài)高度控制有問題，如本文所述案例），技術(shù)人員往往就束手無(wú)策。

因此本人根據(jù)多年的系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)與故障診斷經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合WABCO電路原理圖和產(chǎn)品說(shuō)明書［3］，并配合表1~表5（表1~表5是根據(jù)客車上常用的WABCO公司ECAS系統(tǒng)接口定義總結(jié)歸納列表），自行總結(jié)設(shè)計(jì)一套基于流程圖的客車ECAS故障診斷方案 （圖5）。應(yīng)用這樣一套完整的故障排查方案，技術(shù)人員可以按流程步驟立即展開排查工作，能夠比較快速、準(zhǔn)確地找出車輛故障點(diǎn)。

圖5 基于流程圖的客車ECAS故障診斷方案

當(dāng)車輛ECAS系統(tǒng)工作不正常時(shí)，應(yīng)先把整個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分解為3個(gè)部分：①輸入設(shè)備：儀表臺(tái)開關(guān)、高度傳感器、壓力開關(guān)等；②輸出設(shè)備：電磁閥、差動(dòng)電磁閥等；③控制單元：ECU，并確定各設(shè)備在車輛上具體的安裝位置。然后就可以開始按圖5上的流程及5張?jiān)\斷表 （表1~表5）按步驟分析故障原因，基本不用花費(fèi)太多時(shí)間就應(yīng)該能夠找出故障點(diǎn)。

3 實(shí)際案例應(yīng)用

一款配置了WABCO公司的ECAS系統(tǒng)中巴車型，當(dāng)車輛下線時(shí)按正常程序使用安裝有WABCO ECAS標(biāo)定軟件電腦標(biāo)定后車輪高度是正常且電腦無(wú)故障信息提示，但標(biāo)定之后沒多久后車身姿態(tài)就會(huì)開始傾斜直到不能再傾斜為止，此時(shí)儀表臺(tái)上故障指示燈沒被點(diǎn)亮。再次通過標(biāo)定軟件 （圖6［3］） 對(duì)氣囊進(jìn)行充氣放氣是可以把車輛調(diào)整到水平，但復(fù)位后沒過多久車輛又開始往一邊傾斜，調(diào)試人員試圖通過閃碼診斷、診斷儀診斷、PC診斷進(jìn)行故障排除也沒能解決問題，令調(diào)試人員非常困惑。事實(shí)上，ECU根本就沒有發(fā)出故障信息，因此只好按本文所述流程圖法老老實(shí)實(shí)地從“輸入設(shè)備”開始按步驟查起。當(dāng)查到“高度傳感器接線是否正確”這一步就發(fā)現(xiàn)“左左高度傳感器”接線反了，核對(duì)圖紙發(fā)現(xiàn)并不是工人操作失誤，而是設(shè)計(jì)人員在線束設(shè)計(jì)時(shí)把線號(hào)標(biāo)記錯(cuò)誤導(dǎo)致。

圖6 標(biāo)定軟件示意

表1 高度傳感器位置

表2 電磁閥接線

表3 電磁閥控制氣囊對(duì)應(yīng)表

表4 氣路連接

表5 儀表接線

原因分析：接頭設(shè)計(jì)是否正確，ECU單元是無(wú)法知道的，理論上2個(gè)插頭電參數(shù)是一樣的，ECU是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的。接頭設(shè)計(jì)錯(cuò)誤后導(dǎo)致實(shí)際的傳感器與車身水平高度位置關(guān)系見圖7。因?yàn)檐嚿聿豢赡芤恢北３炙綘顟B(tài)，即使一開始是水平，慢慢地當(dāng)有其中一側(cè)的車身低于水平高度位置時(shí)，如左側(cè)低于右側(cè)，左高度傳感器檢測(cè)結(jié)果卻是高于車身水平高度，右高度傳感器檢測(cè)結(jié)果是低于車身水平高度，ECU就會(huì)給左側(cè)氣囊放氣降低左側(cè)高度同時(shí)給右側(cè)氣囊打氣提升右側(cè)高度，結(jié)果是進(jìn)一步導(dǎo)致左右高度偏差更大，車輛更加傾斜，直到氣囊無(wú)法再被放氣和打氣。這就可以解釋：當(dāng)采用軟件方式人工對(duì)實(shí)際氣囊高度進(jìn)行放氣和打氣可以把車身高度調(diào)整好而之后恢復(fù)為ECU控制就又開始誤控了。

圖7 接頭設(shè)計(jì)錯(cuò)誤后導(dǎo)致實(shí)際的傳感器與車身水平高度位置關(guān)系

4 總結(jié)

實(shí)際案例應(yīng)用證明，通過應(yīng)用本文所述方法能夠幫助客車ECAS疑難雜癥排除，還能有效地提升技術(shù)人員的故障分析與解決能力。實(shí)踐證明，診斷工具是可以幫助技術(shù)人員進(jìn)行故障診斷，但技術(shù)人員如能善于思考和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后構(gòu)建一套合適的故障診斷流程后結(jié)合診斷工具才能真正有效地提高故障排查效率。