大宇客车车速信号异常分析

廖兴明

（桂林大宇客车有限公司，广西 桂林 541003）

1 故障现象

客户采购一批指定装配有康明斯欧Ⅴ发动机的客车，在检测线测试车速时，出现组合仪表——车速表指针异常摆动且随着车速升高后瞬间指针掉为0的现象。

2 故障诊断与排除

该批客车配置与车速相关的部件有：康明斯ISD270-50欧Ⅴ发动机、特尔佳TB17缓速器、ZF 6S1350BO变速器、行车记录仪、ZB299CAN组合仪表、C3信号转换器。

对原设计的线束图进行分析：车速信号均取自ZF 6S1350BO变速器上配的霍尔式车速传感器（其中，特尔佳TB17缓速器车速信号取自装配在缓速器主机上的磁电式车速传感器，并非取自变速器上的车速传感器信号）。因为康明斯发动机接收的车速信号要求为原速信号（即传感器直接输出的车速信号），所以设计线束时，传感器输出的车速信号分出一路信号直接输入到发动机ECM 端子33，另外再分2路信号提供给ZB299CAN组合仪表和C3信号转换器。C3信号转换器（技术要求为车速信号输入8脉冲、速比1∶1403，输出8脉冲、速比1∶1000、有4路输出脚位）使用2路输出信号，一路信号提供给行车记录仪，另一路信号提供给缓速器接口作为预留（该车装配的是特尔佳TB17缓速器，车速信号非取自主机厂设计的线束）。初步分析故障原因为：①线路故障；②车速传感器故障；③仪表故障；④C3信号转换器抢信号；⑤发动机ECM抢信号。

原设计的线束简图如图1所示（省略了相关的熔断丝、导线的颜色、导线的横截面积及连接插头代号等）。

图1 原设计的线束简图

1）检查是否存在线路故障：将变速器上车速传感器连接插头拔出，用跳线分别将线束端的A1、A2、U+、U-与大梁搭铁，同时将线束的前车端的连接插头拔出，用万用表欧姆档测量阻值。经检查欧姆值均小于1 Ω，表明线束连接正常无故障。

2）检查是否有车速传感器故障：由于更换变速器上的车速传感器较为困难，故采用外围检测的方法进行，即将组合仪表车速输入端A8端子挑出，输入发动机ECM的车速信号端子33挑出，C3信号转换器的连接插件拔出，将C3信号转换器的端子7与端子1用跳线连接，即车速信号只提供给行车记录仪使用。线束修改状态准备完毕后，将行车记录仪的特征系数修改为输入8脉冲、速比1∶1403，修改完毕保存退出管理员模式后，车辆上检测线再次检测。测试的速度如表1所示，变速器车速传感器正常。

表1 测试速度（检查车速传感器）

3）检查是否存在仪表故障：将第2项检查车速传感器故障的行车记录仪端的连接插件拔开，断开C3信号转换器端子7与端子1的跳线，且插件不插入C3信号转换器，然后把之前线束仪表端A8插入原插件的脚位，发动机ECM 端子33保持挑出状态。线束修改状态准备完毕后，将车辆上检测线再次检测。测试的速度如表2所示，仪表正常无故障。

表2 测试速度（检查仪表）

4）检查是否因C3信号转换器抢信号：仪表车速信号保持输入状态不变，将C3信号转换器的连接插头插入信号转换器中，4路输出端保持断开，然后车辆上检测线检测。经检测发现仪表车速表的指针从低速到高速一直处于摆动状态，重复测试3次车速由低到高再又从高到低，均表现指针摆动现象，但未出现指针瞬间归0现象，至此可判断为因C3信号转换器引起的车速表异常摆动。

5）检查是否因发动机ECM抢信号：仪表车速信号保持输入状态不变，将C3信号转换器的连接插头拔出，然后将发动机ECM端子33车速信号输入端插入护套，使用康明斯发动机诊断工具连接诊断仪，查看ECM接收车速实时数据。车辆上检测线进行检测，重复测试3次车速，均由低到高再由高到低，发现：在0～90 km/h仪表车速表与诊断仪显示ECM实时接收车速均一致正常，但当车速高于90 km/h后，仪表车速表指针瞬间归0且车速再增加仪表的指针仍为0，而诊断仪显示发动机ECM接收的车速信号与检测线显示的实时车速一致。断开发动机车速信号输入，仪表显示正常，就此断定故障是因发动机ECM引起的高速时仪表车速表指针归0的现象。

重新对各零部件再次进行分析。该变速器使用的车速传感器有2路脉冲信号输出（即正信号和负信号），通常设计线束时，一般采集正信号。组合仪表有一路备用的C3信号（即8脉冲、速比1∶1000）输出。

分析得到以上信息，再对线束重新制定方案。由于发动机所接收的车速信号用于ECM内部的相关控制算法，所以输入发动机ECM的车速信号单独取车速传感器输出的负信号。另外C3信号转换器不能同时与组合仪表共用车速信号，所以改用C3信号转换器备用的输出端信号供仪表使用，并将仪表接收的速比改为8脉冲、速比1∶1000。具体方案见图2。将上述方案准备完毕后，将车辆上检测线检测，使用康明斯发动机诊断工具连接诊断仪，查看ECM接收车速实时数据，重复测试3次车速由低到高再由高到低，发现在0～90 km/h时，测试反应与之前相同，但当车速高于90 km/h后仪表的车速表指针瞬间归0，归0后又迅速回到正常时速，而诊断仪显示发动机ECM接收的车速信号与检测线显示的实时车速一致无异常。将发动机ECM车速信号输入断开，重新检测，该异常存在；继续将输入行车记录仪的车速信号断开，再次检测，该异常仍然存在。表明C3信号转换器输出的信号在高速时信号失真。

图2 新制定方案1

将C3信号转换器取消，行车记录仪和仪表共用车速传感器输出正信号，发动机ECM接收车速传感器负信号。具体方案见图3。将上述方案准备完毕后，将车辆上检测线进行检测，使用康明斯发动机诊断工具连接诊断仪查看ECM接收车速实时数据，重复测试3次车速由低到高再由高到低，发现在0～90 km/h仪表的车速表与诊断仪显示ECM实时接收车速均一致正常，但当车速高于110 km/h后，仪表的车速表指针瞬间归0，且车速再增加时仪表的指针仍为0，但诊断仪显示发动机ECM接收的车速信号与检测线显示的实时车速一致。将发动机ECM车速信号输入断开，重新检测，仍有该异常现象。继续将输入行车记录仪的车速信号断开，异常现象消失。表明行车记录仪在高速时会与仪表抢信号。

图3 新制定方案2

经分析，组合仪表有一路备用的C3信号（即8脉冲、速比1∶1000）输出，可将该信号供行车记录仪使用（将行车记录仪的特征系数修改为：8脉冲、速比1∶1000），组合仪表单独接收车速传感器的正信号，发动机ECM接收车速传感器的负信号。具体方案见图4。将上述方案准备完毕后，将车辆上检测线进行检测，使用康明斯发动机诊断工具连接诊断仪查看ECM接收车速实时数据，重复测试3次车速由低到高再由高到低，发现仪表、行车记录仪和诊断仪显示的车速均正常，未有之前的异常现象出现，同时省去了C3信号转换器，节俭了成本。

图4 线束最终方案

3 故障总结

该车仪表的车速表显示异常，是因为发动机ECM和C3信号转换器以及行车记录仪在共线路时抢信号所引起的。对于信号异常的检查，可以从线路、传感器、信号输入与输出等4方面入手进行排查，采用单一变量法，一一排除后，即可得出故障的原因。