一种公交客车ECAS 检测设备的设计及应用

杨光辉 段玉武

（青岛公交集团隧道巴士有限公司，青岛 266000）

引言

随着近年青岛城市公交客车的更新换代，车辆舒适性、市民乘坐体验有了质的改变，其中重要原因之一是空气悬架系统的使用。空气悬架系统可实现车身高度的自动调节，其可变刚度特性提高了车辆行驶平顺性和乘坐舒适性，行驶振动的减轻也有利于减缓车辆部件的早期损坏。

目前电子控制空气悬架系统（ECAS）已成为低地板城市公交客车的标准配置。但伴随着车辆老化，空气悬架系统也会出现不同程度的故障，特别是在沿海区域，空气盐度比较高，更容易导致系统故障。鉴于公交场站比较分散，如何在维修站点快速判断出故障点成为现实的迫切需求。

1 公交客车ECAS 系统的基本结构及工作原理

ECAS 系统主要由电子控制单元（ECU）、组合电磁阀、高度传感器、气囊及控制开关等部件组成。它的基本工作原理是高度传感器安装在车架上，通过摆杆与车桥连接，当车身与车桥高度变化时，高度传感器内产生感应电流，电信号传到ECU，ECU将此高度变化与其内储存的设定高度进行比较，给出信号控制电磁阀给气囊充气或排气，从而实现车身高度恒定控制（图1）。

图1 公交客车ECAS 系统拓扑图

1.1 电控单元

电控单元（ECU）通常安装在驾驶室或者电气舱内，可实现不同车身高度值的管理和储存，控制包括正常高度在内的多个车辆高度，ECU 负责与诊断工具进行数据交换，同时监测系统所有部件的操作，检测并储存系统故障。ECAS 电控单元（ECU）控制原理如图2 所示。

图2 ECAS 电控单元（ECU）控制原理图

1.2 电磁阀

电磁阀通常安装在车架或车架横梁上。ECAS电磁阀采用高度集成化和模块化设计。取决于不同的配置，在通用的外部壳体内可以布置不同数量的电磁阀部件。ECAS组合电磁阀可大大节省零部件数量、安装空间以及装配费用。为了降低排气噪声，电磁阀排气口带有消音器。

1.3 高度传感器

高度传感器的外形看起来与机械高度阀相似，二者安装方式和安装位置完全相同，通常布置在车架上。传感器内部包含线圈和枢轴，当车桥与车身之间的距离发生变化时，高度横摆杆转动并带动相应的电枢在线圈中上下直线运动，造成线圈的感应系数变化，ECU 检测此感应系数的变化并将其转换成高度数字信号。

2 ECAS 检测设备的设计原理

根据ECAS 系统的控制策略，通过检测对应的输入电信号，模拟输出信号，对比车辆的实际反应，可以基本确定故障点。基于此，我们设计了ECAS检测设备电路（图3）。ECAS 检测设备实物如图4所示。

图3 ECAS 检测设备设计原理图

图4 集成封装后的ECAS 检测设备

2.1 检测输入信号

ECAS 系统的输入信号分为手动输入信号和自动输入信号，手动输入信号如系统上升/下降开关、复位开关、侧跪开关。自动输入信号如压力开关、高度传感器。

2.1.1 手动信号的检测

如图3 所示，当闭合上升开关16#线路接地，D2 指示灯会点亮。当闭合下降开关19#线路接地，D3 指示灯会点亮。当闭合复位键16#/19#线路同时接地，D2/D3 指示灯应同时点亮。当闭合侧跪开关23#线路接地，D1 指示灯会点亮。

2.1.2 自动信号的检测

按下K1 开关接通26#线路，开始测量右前轮高度传感器阻值。按下K2 开关接通8#线路，开始测量右后轮高度传感器阻值。按下K3 开关接通25#线路，开始测量左后轮高度传感器阻值。压力开关气压＞0.6MPa 时3#线路接地，D4 指示灯点亮。

2.2 模拟输出

ECAS 组合电磁阀通过控制进气电磁阀与排气电磁阀以及四个轮的电磁阀实现气囊的增压、保压、泄压，从而控制车身高度的上升和下降。

2.2.1 模拟车身上升

如图3 所示，闭合K4 开关同时互锁K5 继电器，闭合K6 开关后12#左前电磁阀得电，左前轮气囊增压，车身呈上升状态。依次闭合K7/K8/K9 开关后30#/13#/31#电磁阀得电，右前、左后、右后轮气囊增压，车身呈上升状态。

2.2.2 模拟车身下降

闭合K5 开关同时互锁K4 继电器，闭合K6开关后12#左前电磁阀得电，左前轮气囊泄压，车身呈下降状态。依次闭合K7/K8/K9 开关后30#/13#/31#电磁阀得电，右前、左后、右后轮气囊泄压，车身呈下降状态。

3 ECAS 检测设备的故障诊断方法

检测设备与车辆ECAS 系统的连接方法：将35针接插件从ECAS 电控单元上拔下，插入自制检测设备（图5）。此时自制设备通过35 针接插件获得整车供电，电源灯亮起表示连接完成。通过对ECAS 检测设备的反复应用，汇总其故障诊断方法见表1 和表2。

表1 通过检测输入判断故障表

表2 通过模拟输出判断故障表

图5 检测设备与车辆ECAS 系统的连接

4 小结

目前这套自制检测设备已在公司多个维修站点推广应用，其优点是成本造价低，简单易用，对操作者要求门槛低，能帮助判断出大部分ECAS 系统故障，减少错判，提高了故障诊断效率。但该检测设备无法修改技术参数，不能标定车身高度，还不能替代专用检测设备。