南海区九江职业技术学校 潘永基

故障现象一辆2016款丰田卡罗拉混合动力车，搭载8ZR-FE发动机，累计行驶里程约为3.2万km。车主反映，车辆偶尔出现无法行驶的故障，同时组合仪表上的主警告灯、发动机故障灯等多个故障指示灯点亮，且多功能显示屏提示“混合动力系统故障，换至P挡”（图1）。

故障诊断接车后首先试车验证故障现象。踩下制动踏板，按下电源开关，组合仪表上的READY 指示灯正常点亮，观察组合仪表，无任何故障指示灯点亮。将挡位置于D挡，车辆能够正常行驶。与车主沟通得知，半年前车辆发生过一次碰撞事故，当时修理厂维修人员更换了前保险杠和左前翼子板，自从做过事故维修后，车辆经常会出现上述故障现象，且故障具有一定的偶发性。

图1 组合仪表多功能显示屏的信息提示

连接故障检测仪（GTS）读取故障代码，无任何故障代码存储。接着使用多种测试方法让故障现象重现，在使用高压水枪对车辆进行淋雨测试时，组合仪表上的多个故障指示灯点亮，并且车辆出现无法行驶的故障。用故障检测仪进行检测，读取的故障代码为“P0A3F21电动机‘A’位置传感器信号振幅最小”“P1CAD49 电动机‘A’位置传感器内部电子故障”。查阅维修手册，得知2个故障代码的设置条件及故障可能部位如表1所列。分析表1可知，这2个故障代码均与电动机解析器有关。查阅维修资料得知，卡罗拉混合动力车的混合动力驱动桥内安装了2个解析器（图2），分别监测发电机（MG1）、电动机（MG2）转子磁极位置、速度和旋转方向。解析器的定子包括3种线圈：励磁线圈、检测线圈S和检测线圈C。解析器的转子呈椭圆形，与MG1、MG2的永磁转子相连接，同步转动，椭圆形转子外圆曲线代表永磁转子磁极位置。带转换器的逆变器总成（MG ECU）将预定频率的交流电流输入励磁线圈，随着椭圆形转子的旋转，转子和定子间的间隙发生变化，就会在检测线圈S和检测线圈C上感应出相位差为90°的正弦、余弦感应电流，MG ECU根据检测线圈S和检测线圈C感应电流的波形相位、幅值及脉冲次数，计算出MG1和MG2永磁转子的磁极位置和转速信号，作为MG ECU对MG1、MG2矢量控制的基础信号。当转子从特定位置正向旋转180°时，励磁线圈、检测线圈S和检测线圈C 的输出波形如图3所示。

表1 故障代码P0A3F21和故障代码P1CAD49的设置条件及故障部位

图2 MG1解析器和MG2解析器安装位置图

根据上述解析器的工作原理，结合该车的故障现象分析，当MG2解析器输出信号错误时，MG ECU无法识别MG2的具体位置和转速，使得MG2无法转动，车辆出现无法行驶的故障。鉴于车辆之前发生过碰撞事故，且为间歇性故障，综合分析，判断故障可能出在MG2解析器及其相关的线路上。根据相关电路（图4），拆下维修服务插销，等待10 min，断开蓄电池负极端子电缆，断开MG ECU导线连接器B27，用万用表测量MG ECU导线连接器B27端子5与端子6之间的电阻（即MG2解析器励磁线圈的电阻），为13 Ω；测量端子1与端子2（检测线圈S）之间的电阻，为20.5 Ω；测量端子4与端子3（检测线圈C）之间的电阻，为20.5 Ω，与维修手册的标准值基本相符。依次测量MG ECU导线连接器B27端子1、端子2、端子3、端子4、端子5、端子6与车身搭铁之间的电阻，均大于1 MΩ，正常。将导线连接器B27复位，连接蓄电池负极端子电缆，插上维修服务插销，按下电源开关，组合仪表上的多个故障指示灯熄灭，车辆又能够正常行驶。重新整理之前的维修思路，决定再次使用高压水枪对车辆进行淋雨测试，不出所料，故障现象再次出现，立即使用气枪对发动机室部件、底盘部件上的水进行局部吹干，从而进行划分区域排查。在清理MG2解析器导线连接器上的水珠时，发现MG2解析器导线连接器内部渗水，仔细检查MG2解析器导线连接器，发现MG2解析器导线连接器防水胶塞已缺失，怀疑跟上次事故维修有关。推测在下雨天，雨水顺着线束慢慢渗入到MG2解析器导线连接器内部，使得解析器信号线出现短路故障，导致车辆无法行驶。仔细检查MG2解析器端子（图5），发现端子已经出现轻微的氧化腐蚀。

图3 解析器内励磁线圈、检测线圈S和检测线圈C布局图及其输出波形

图4 MG2解析器相关电路

图5 MG2解析器端子

故障排除使用除锈剂清理MG2解析器端子上的氧化物，并更换MG2解析器导线连接器，用故障检测仪清除故障代码，再次使用高压水枪对车辆进行淋雨测试，故障现象不再出现，于是将车辆交还给客户。1个月后对客户进行电话回访，客户反映车辆一切正常，至此，故障彻底排除。