◆文/深圳李明权劳模创新工作室 张杰
一辆2022款本田雅阁混动版全新车,搭载LFA11型发动机,行驶里程才5km,做新车检查时发现该车无法启动,且仪表台上显示:高压蓄电池电量为0格、12V充电指示灯亮起、12V充电系统故障请勿驾驶、电力系统故障请勿驾驶等故障信息。
由于该车为全新商品车,按照步骤首先检查车辆遥器是否正常,结果为正常。按下发动机启动/停止按钮,并踩下制动踏板,发现车辆无法进入READY状态;观察仪表台,发现显示屏上亮起12V充电指示灯,同时显示12V充电系统故障请勿驾驶、电力系统故障请勿驾驶等故障信息。另外,高压蓄电池电量表显示为0格(图1)。
根据仪表台上的故障提醒信息,对12V蓄电池进行检查,发现该蓄电池的电量仅为7%,为确保能顺利检测,先更换了12V蓄电池,然后使用HDS对车辆进行检测,发现系统存有两个故障码(图2):P06AF-发动机熄火;P1DFD-来自PCM的电源系统指示器照明请求。
查阅电子维修手册,对于故障码P06AF的排查方法如图3所示。根据该故障码的维修指引,需要对电力系统的故障码P1DFD进行排查(图4)。
根据电子维修手册指引无法确定故障部位。考虑到这是一辆全新商品车,不可随意做替换测试,只能将该车辆电动传动系统的数据记录下来进行原因分析。将故障车电动传动系统数据进行截屏,同时找到同款正常车的数据进行对比,发现有多处数据异常(图5)。
借助上述数据对比,再对故障码P06AF的定格数据进行解析,发现故障车定格数据中的DC-DC、IGBT、VCU、SOC等数值显示均不正常(图6)。
从上述数据中可以看出,DC-DC转换器已停止工作。由于DC-DC转换器位于电源控制单元(PCU)内部,由内置于PCU内的电机控制单元监控DC-DC转换器的温度。如果温度异常升高,电机控制单元将停止DC-DC转换器的工作,同时点亮12V充电指示灯。当检测到输入电压或输出电压异常时,DC-DC转换器也会停止工作,同时12V充电指示灯点亮。当DC-DC 转换器因异常情况停止工作时,12V电源将会出现电量不足,系统将根据12V蓄电池的输出下降限制电动动力系统的输出。当蓄电池状态监视单元监测高压蓄电池电压过低和PCU内部数据异常时,就无法发出指令来驱动发电机(图7)。
根据上述检测及数据分析,初步判定故障车的高压蓄电池电压比正常车偏低,且PCU内部数据异常、12V蓄电池电量仅为7%。于是先更换12V蓄电池,确保整车供电处于正常范围后,踩下制动踏板按下发动机启动按钮,故障车依旧无法进入READY状态,只听到发动机有“咔咔”的响声。拔开与发动机连接的燃油管路发现燃油泵未工作(图8),检查所有启动相关的熔丝和继电器,均未发现异常。燃油泵继电器如图9所示。
查阅故障车型燃油及排放系统电路图(图10),并据此检查喷油器和点火线圈的供电与搭铁情况,均未发现异常,说明故障车燃油及排放系统控制线路回路正常。
拔开燃油泵继电器PGM-F1,测量1、3号端子的供电情况,正常;检查2号端子与燃油泵1号端子的导通情况,正常。另外,需要说明的是:无需拔开油泵插接器,通过测量油泵继电器PGM-F1的2号端子与搭铁点之间的电阻,就可确定燃油泵线圈回路是否正常,并以此来判断燃油泵的好坏。根据燃油泵电路(图11),笔者做了一个大胆的尝试,将燃油泵继电器PGM-F1的1号和2号端子进行短接,然后踩下制动踏板并按下发动机启动按钮,发现车辆已启动。但此时,仪表上的12V蓄电池充电指示灯点亮,同时显示高压电池电量过低,车辆不能启动等故障信息。短接大约2min后,仪表板台上开始显示“启动已准备完毕”,同时车辆已经进入READY状态、高压蓄电池电量表逐渐显示为4格,此时整个仪表板上的故障指示灯及故障信息全部消失。
再未关闭发动机的状态下,拔开燃油泵继电器1号和2号端子的短接线,然后插回继电器直至高压蓄电池电量表显示为满格(图12)。需要说明的是,根据维修手册上的操作规范,这种操作涉嫌违规。
此时,使用HDS再次进行检测,所有系统均未存储故障码、各项数据均恢复正常。试车检查车辆的EV驱动模式、HV驱动模式、发动机驱动模式,均正常。电力传动系统所有参数也都恢复正常。至此,该车故障被彻底排除。
本案例中的故障车为全新待售商品车。事后了解到,该车因燃油耗尽,仪表台上的燃油报警灯曾经点亮过,之后销售人员添加了大约10L燃油,燃油报警灯自动熄灭。据此推测,该车的故障原因是燃油耗尽时销售员未及时添加,导致电机控制单元PCU一直处于工作状态,另外,蓄电池状态监视器单元监测到高压蓄电池电压过低和PCU内部数据异常时,就无法发出指令来驱动发电机工作,但由于燃油耗尽发动机无法启动,发电机无法工作。最终导致电力传动系统数据紊乱。
对于故障车型,从图13可以看出,PCU的29号针脚输出发电机转速信号,PCM的E插接器的66号针脚检测发电机转子旋转脉冲信号。当高压蓄电池电压过低、发电机转速过低时,产生的脉冲信号不足以激活PCU内部的三极管工作,此时,控制系统就会出现紊乱,使车辆无法进入READY状态,PCM的A插接器的11号针脚与燃油泵继电器4号针脚出现信号中断,燃油泵无法工作,发动机无法启动。
最后,需要特别注意以下三点:
1.一定要告知销售人员和车主,千万不可让燃油耗尽,尤其是混动车型;
2.对于商品车,当故障出现后不可随意拆卸零部件来进行互换,而要结合故障现象、故障码、维修手册、数据流等,尽快锁定故障部位,同时对相关联的线路进行测试、确认,千万不要大范围拆卸,另外,维修完毕后需对拆卸过的地方进行全面检查后方可交销售员;
3.当借助故障码和维修手册无法找到故障根源时,一定要拓宽思路,在全面掌握系统架构、控制逻辑的基础上,找到新的突破点。
看到这篇维修记录后,感觉稍微有点乱,为此先进行一下梳理,以便大家更容易理解。
首先,导致故障车发动机不能正常启动、12V蓄电池及高压蓄电池无法充电的主要原因是:商品车燃油被耗尽。由于缺少燃油,12V蓄电池在后续开启仪表、进行新车检查的过程中,电量损耗但又无法通过发电机进行充电,使得只能通过高压蓄电池向12V蓄电池充电。由于该车是全新商品车,高压蓄电池本身的电量也不是全满,此时,就会启动发动机进行补充充电。
正常情况下,发电机6通过发电机轴5驱动发电机轴齿轮4,再与输入轴齿轮3啮合,驱动输入轴1转动,此时发动机曲轴转动,由PCM控制点火、喷油,使发动机启动并处于运转状态。但是,由于故障车油箱内的燃油耗尽,此时发动机无法启动,导致高压蓄电池电量被白白消耗。可以想象,只要油箱内没有燃油,打开点火开关后就会一直出现此过程,直至高压蓄电池电量降低到系统设定的阈值。与此同时,由于12V蓄电池得不到有效的电力补充,其电量也会降低到无法保证各控制模块正常工作的程度,此时,就会设置相应的故障码。
当更换12V蓄电池后,发电机驱动发动机曲轴转动,但是由于此时的高压蓄电池电量已经比较低了,只有15%左右,电压也由正常值276V降低到253V左右。正常车辆,高压蓄电池电量不会降到这么低。此时,发电机和发动机的转速都比较低,导致PCM无法正常启动燃油泵继电器控制。燃油泵不工作,即使此时有高压火花,发动机也不能启动。比较幸运的是故障车高压蓄电池电量还有15%左右,如果,此时没有使用短接燃油泵继电器使燃油泵工作的话,最严重的后果,就是高压蓄电池电量被彻底耗尽。那么,面临的结果就只有更换高压蓄电池一条路了。如果是插电式的车辆,还有挽救机会,充电就行了。但是,实际维修中,已经出现了需要更换高压蓄电池的案例。
虽然作者在维修作业中,出现了一些违规操作的情况,但情有可原,至少及时找到了故障原因,并且避免了更大的损失。
通过本案例,对广大汽修人员及车主普及了相关的知识,一定要避免人为消耗高压蓄电池的电量,尤其是高压蓄电池容量不高的车辆。一般FHEV混动车型配备的高压蓄电池容量较小,且没有预留充电口,故障排查时应尽量减少启动次数,如果频繁启动容易造成高压蓄电池过度亏电而无法充电,从而必须更换高压蓄电池。同样,作为车主,如果燃油消耗完毕,发动机无法启动时,也会导致高压蓄电池电量过度消耗。另外,需要注意的是:雅阁切换到运动模式,即可越过READY模式,直接启动发动机,还可以进入检修模式。
从维护消费者利益的角度出发,厂家也应该提供专用的高压蓄电池充电服务,尽量减少车主的损失。毕竟,由于非正常状态导致高压蓄电池亏电,车辆不能正常工作,并不代表高压蓄电池已经不能使用了,不能用更换高压蓄电池的方式来增加消费者的负担。
部分地区的维修人员,采用了一些土办法,拆开高压蓄电池,进行单格充电方法来充电,此做法,不规范,也容易导致一些危险事故发生,这里也不建议大家采用。