楊光輝 段玉武

（青島公交集團(tuán)隧道巴士有限公司，青島 266000）

引言

隨著近年青島城市公交客車的更新?lián)Q代，車輛舒適性、市民乘坐體驗(yàn)有了質(zhì)的改變，其中重要原因之一是空氣懸架系統(tǒng)的使用?？諝鈶壹芟到y(tǒng)可實(shí)現(xiàn)車身高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，其可變剛度特性提高了車輛行駛平順性和乘坐舒適性，行駛振動(dòng)的減輕也有利于減緩車輛部件的早期損壞。

目前電子控制空氣懸架系統(tǒng)（ECAS）已成為低地板城市公交客車的標(biāo)準(zhǔn)配置。但伴隨著車輛老化，空氣懸架系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障，特別是在沿海區(qū)域，空氣鹽度比較高，更容易導(dǎo)致系統(tǒng)故障。鑒于公交場(chǎng)站比較分散，如何在維修站點(diǎn)快速判斷出故障點(diǎn)成為現(xiàn)實(shí)的迫切需求。

1 公交客車ECAS 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

ECAS 系統(tǒng)主要由電子控制單元（ECU）、組合電磁閥、高度傳感器、氣囊及控制開(kāi)關(guān)等部件組成。它的基本工作原理是高度傳感器安裝在車架上，通過(guò)擺桿與車橋連接，當(dāng)車身與車橋高度變化時(shí)，高度傳感器內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電信號(hào)傳到ECU，ECU將此高度變化與其內(nèi)儲(chǔ)存的設(shè)定高度進(jìn)行比較，給出信號(hào)控制電磁閥給氣囊充氣或排氣，從而實(shí)現(xiàn)車身高度恒定控制（圖1）。

圖1 公交客車ECAS 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1.1 電控單元

電控單元（ECU）通常安裝在駕駛室或者電氣艙內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)不同車身高度值的管理和儲(chǔ)存，控制包括正常高度在內(nèi)的多個(gè)車輛高度，ECU 負(fù)責(zé)與診斷工具進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所有部件的操作，檢測(cè)并儲(chǔ)存系統(tǒng)故障。ECAS 電控單元（ECU）控制原理如圖2 所示。

圖2 ECAS 電控單元（ECU）控制原理圖

1.2 電磁閥

電磁閥通常安裝在車架或車架橫梁上。ECAS電磁閥采用高度集成化和模塊化設(shè)計(jì)。取決于不同的配置，在通用的外部殼體內(nèi)可以布置不同數(shù)量的電磁閥部件。ECAS組合電磁閥可大大節(jié)省零部件數(shù)量、安裝空間以及裝配費(fèi)用。為了降低排氣噪聲，電磁閥排氣口帶有消音器。

1.3 高度傳感器

高度傳感器的外形看起來(lái)與機(jī)械高度閥相似，二者安裝方式和安裝位置完全相同，通常布置在車架上。傳感器內(nèi)部包含線圈和樞軸，當(dāng)車橋與車身之間的距離發(fā)生變化時(shí)，高度橫擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)相應(yīng)的電樞在線圈中上下直線運(yùn)動(dòng)，造成線圈的感應(yīng)系數(shù)變化，ECU 檢測(cè)此感應(yīng)系數(shù)的變化并將其轉(zhuǎn)換成高度數(shù)字信號(hào)。

2 ECAS 檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)原理

根據(jù)ECAS 系統(tǒng)的控制策略，通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的輸入電信號(hào)，模擬輸出信號(hào)，對(duì)比車輛的實(shí)際反應(yīng)，可以基本確定故障點(diǎn)?；诖耍覀?cè)O(shè)計(jì)了ECAS檢測(cè)設(shè)備電路（圖3）。ECAS 檢測(cè)設(shè)備實(shí)物如圖4所示。

圖3 ECAS 檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)原理圖

圖4 集成封裝后的ECAS 檢測(cè)設(shè)備

2.1 檢測(cè)輸入信號(hào)

ECAS 系統(tǒng)的輸入信號(hào)分為手動(dòng)輸入信號(hào)和自動(dòng)輸入信號(hào)，手動(dòng)輸入信號(hào)如系統(tǒng)上升/下降開(kāi)關(guān)、復(fù)位開(kāi)關(guān)、側(cè)跪開(kāi)關(guān)。自動(dòng)輸入信號(hào)如壓力開(kāi)關(guān)、高度傳感器。

2.1.1 手動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)

如圖3 所示，當(dāng)閉合上升開(kāi)關(guān)16#線路接地，D2 指示燈會(huì)點(diǎn)亮。當(dāng)閉合下降開(kāi)關(guān)19#線路接地，D3 指示燈會(huì)點(diǎn)亮。當(dāng)閉合復(fù)位鍵16#/19#線路同時(shí)接地，D2/D3 指示燈應(yīng)同時(shí)點(diǎn)亮。當(dāng)閉合側(cè)跪開(kāi)關(guān)23#線路接地，D1 指示燈會(huì)點(diǎn)亮。

2.1.2 自動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)

按下K1 開(kāi)關(guān)接通26#線路，開(kāi)始測(cè)量右前輪高度傳感器阻值。按下K2 開(kāi)關(guān)接通8#線路，開(kāi)始測(cè)量右后輪高度傳感器阻值。按下K3 開(kāi)關(guān)接通25#線路，開(kāi)始測(cè)量左后輪高度傳感器阻值。壓力開(kāi)關(guān)氣壓＞0.6MPa 時(shí)3#線路接地，D4 指示燈點(diǎn)亮。

2.2 模擬輸出

ECAS 組合電磁閥通過(guò)控制進(jìn)氣電磁閥與排氣電磁閥以及四個(gè)輪的電磁閥實(shí)現(xiàn)氣囊的增壓、保壓、泄壓，從而控制車身高度的上升和下降。

2.2.1 模擬車身上升

如圖3 所示，閉合K4 開(kāi)關(guān)同時(shí)互鎖K5 繼電器，閉合K6 開(kāi)關(guān)后12#左前電磁閥得電，左前輪氣囊增壓，車身呈上升狀態(tài)。依次閉合K7/K8/K9 開(kāi)關(guān)后30#/13#/31#電磁閥得電，右前、左后、右后輪氣囊增壓，車身呈上升狀態(tài)。

2.2.2 模擬車身下降

閉合K5 開(kāi)關(guān)同時(shí)互鎖K4 繼電器，閉合K6開(kāi)關(guān)后12#左前電磁閥得電，左前輪氣囊泄壓，車身呈下降狀態(tài)。依次閉合K7/K8/K9 開(kāi)關(guān)后30#/13#/31#電磁閥得電，右前、左后、右后輪氣囊泄壓，車身呈下降狀態(tài)。

3 ECAS 檢測(cè)設(shè)備的故障診斷方法

檢測(cè)設(shè)備與車輛ECAS 系統(tǒng)的連接方法：將35針接插件從ECAS 電控單元上拔下，插入自制檢測(cè)設(shè)備（圖5）。此時(shí)自制設(shè)備通過(guò)35 針接插件獲得整車供電，電源燈亮起表示連接完成。通過(guò)對(duì)ECAS 檢測(cè)設(shè)備的反復(fù)應(yīng)用，匯總其故障診斷方法見(jiàn)表1 和表2。

表1 通過(guò)檢測(cè)輸入判斷故障表

表2 通過(guò)模擬輸出判斷故障表

圖5 檢測(cè)設(shè)備與車輛ECAS 系統(tǒng)的連接

4 小結(jié)

目前這套自制檢測(cè)設(shè)備已在公司多個(gè)維修站點(diǎn)推廣應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是成本造價(jià)低，簡(jiǎn)單易用，對(duì)操作者要求門檻低，能幫助判斷出大部分ECAS 系統(tǒng)故障，減少錯(cuò)判，提高了故障診斷效率。但該檢測(cè)設(shè)備無(wú)法修改技術(shù)參數(shù)，不能標(biāo)定車身高度，還不能替代專用檢測(cè)設(shè)備。