南海區(qū)九江職業(yè)技術(shù)學(xué)校 潘永基

故障現(xiàn)象一輛2016款豐田卡羅拉混合動(dòng)力車(chē)，搭載8ZR-FE發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為3.2萬(wàn)km。車(chē)主反映，車(chē)輛偶爾出現(xiàn)無(wú)法行駛的故障，同時(shí)組合儀表上的主警告燈、發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈等多個(gè)故障指示燈點(diǎn)亮，且多功能顯示屏提示“混合動(dòng)力系統(tǒng)故障，換至P擋”（圖1）。

故障診斷接車(chē)后首先試車(chē)驗(yàn)證故障現(xiàn)象。踩下制動(dòng)踏板，按下電源開(kāi)關(guān)，組合儀表上的READY 指示燈正常點(diǎn)亮，觀察組合儀表，無(wú)任何故障指示燈點(diǎn)亮。將擋位置于D擋，車(chē)輛能夠正常行駛。與車(chē)主溝通得知，半年前車(chē)輛發(fā)生過(guò)一次碰撞事故，當(dāng)時(shí)修理廠維修人員更換了前保險(xiǎn)杠和左前翼子板，自從做過(guò)事故維修后，車(chē)輛經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象，且故障具有一定的偶發(fā)性。

圖1 組合儀表多功能顯示屏的信息提示

連接故障檢測(cè)儀（GTS）讀取故障代碼，無(wú)任何故障代碼存儲(chǔ)。接著使用多種測(cè)試方法讓故障現(xiàn)象重現(xiàn)，在使用高壓水槍對(duì)車(chē)輛進(jìn)行淋雨測(cè)試時(shí)，組合儀表上的多個(gè)故障指示燈點(diǎn)亮，并且車(chē)輛出現(xiàn)無(wú)法行駛的故障。用故障檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，讀取的故障代碼為“P0A3F21電動(dòng)機(jī)‘A’位置傳感器信號(hào)振幅最小”“P1CAD49 電動(dòng)機(jī)‘A’位置傳感器內(nèi)部電子故障”。查閱維修手冊(cè)，得知2個(gè)故障代碼的設(shè)置條件及故障可能部位如表1所列。分析表1可知，這2個(gè)故障代碼均與電動(dòng)機(jī)解析器有關(guān)。查閱維修資料得知，卡羅拉混合動(dòng)力車(chē)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)安裝了2個(gè)解析器（圖2），分別監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)（MG1）、電動(dòng)機(jī)（MG2）轉(zhuǎn)子磁極位置、速度和旋轉(zhuǎn)方向。解析器的定子包括3種線圈：勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈S和檢測(cè)線圈C。解析器的轉(zhuǎn)子呈橢圓形，與MG1、MG2的永磁轉(zhuǎn)子相連接，同步轉(zhuǎn)動(dòng)，橢圓形轉(zhuǎn)子外圓曲線代表永磁轉(zhuǎn)子磁極位置。帶轉(zhuǎn)換器的逆變器總成（MG ECU）將預(yù)定頻率的交流電流輸入勵(lì)磁線圈，隨著橢圓形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子和定子間的間隙發(fā)生變化，就會(huì)在檢測(cè)線圈S和檢測(cè)線圈C上感應(yīng)出相位差為90°的正弦、余弦感應(yīng)電流，MG ECU根據(jù)檢測(cè)線圈S和檢測(cè)線圈C感應(yīng)電流的波形相位、幅值及脈沖次數(shù)，計(jì)算出MG1和MG2永磁轉(zhuǎn)子的磁極位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)，作為MG ECU對(duì)MG1、MG2矢量控制的基礎(chǔ)信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)子從特定位置正向旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈S和檢測(cè)線圈C 的輸出波形如圖3所示。

表1 故障代碼P0A3F21和故障代碼P1CAD49的設(shè)置條件及故障部位

圖2 MG1解析器和MG2解析器安裝位置圖

根據(jù)上述解析器的工作原理，結(jié)合該車(chē)的故障現(xiàn)象分析，當(dāng)MG2解析器輸出信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，MG ECU無(wú)法識(shí)別MG2的具體位置和轉(zhuǎn)速，使得MG2無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輛出現(xiàn)無(wú)法行駛的故障。鑒于車(chē)輛之前發(fā)生過(guò)碰撞事故，且為間歇性故障，綜合分析，判斷故障可能出在MG2解析器及其相關(guān)的線路上。根據(jù)相關(guān)電路（圖4），拆下維修服務(wù)插銷(xiāo)，等待10 min，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極端子電纜，斷開(kāi)MG ECU導(dǎo)線連接器B27，用萬(wàn)用表測(cè)量MG ECU導(dǎo)線連接器B27端子5與端子6之間的電阻（即MG2解析器勵(lì)磁線圈的電阻），為13 Ω；測(cè)量端子1與端子2（檢測(cè)線圈S）之間的電阻，為20.5 Ω；測(cè)量端子4與端子3（檢測(cè)線圈C）之間的電阻，為20.5 Ω，與維修手冊(cè)的標(biāo)準(zhǔn)值基本相符。依次測(cè)量MG ECU導(dǎo)線連接器B27端子1、端子2、端子3、端子4、端子5、端子6與車(chē)身搭鐵之間的電阻，均大于1 MΩ，正常。將導(dǎo)線連接器B27復(fù)位，連接蓄電池負(fù)極端子電纜，插上維修服務(wù)插銷(xiāo)，按下電源開(kāi)關(guān)，組合儀表上的多個(gè)故障指示燈熄滅，車(chē)輛又能夠正常行駛。重新整理之前的維修思路，決定再次使用高壓水槍對(duì)車(chē)輛進(jìn)行淋雨測(cè)試，不出所料，故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)，立即使用氣槍對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)室部件、底盤(pán)部件上的水進(jìn)行局部吹干，從而進(jìn)行劃分區(qū)域排查。在清理MG2解析器導(dǎo)線連接器上的水珠時(shí)，發(fā)現(xiàn)MG2解析器導(dǎo)線連接器內(nèi)部滲水，仔細(xì)檢查MG2解析器導(dǎo)線連接器，發(fā)現(xiàn)MG2解析器導(dǎo)線連接器防水膠塞已缺失，懷疑跟上次事故維修有關(guān)。推測(cè)在下雨天，雨水順著線束慢慢滲入到MG2解析器導(dǎo)線連接器內(nèi)部，使得解析器信號(hào)線出現(xiàn)短路故障，導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法行駛。仔細(xì)檢查MG2解析器端子（圖5），發(fā)現(xiàn)端子已經(jīng)出現(xiàn)輕微的氧化腐蝕。

圖3 解析器內(nèi)勵(lì)磁線圈、檢測(cè)線圈S和檢測(cè)線圈C布局圖及其輸出波形

圖4 MG2解析器相關(guān)電路

圖5 MG2解析器端子

故障排除使用除銹劑清理MG2解析器端子上的氧化物，并更換MG2解析器導(dǎo)線連接器，用故障檢測(cè)儀清除故障代碼，再次使用高壓水槍對(duì)車(chē)輛進(jìn)行淋雨測(cè)試，故障現(xiàn)象不再出現(xiàn)，于是將車(chē)輛交還給客戶。1個(gè)月后對(duì)客戶進(jìn)行電話回訪，客戶反映車(chē)輛一切正常，至此，故障徹底排除。