丰田普锐斯车发动机不能正常熄火

苏州建设交通高等职业技术学校 顾晓庆

故障现象 一辆行驶里程约26万km的丰田普锐斯混合动力车，在低速行驶时偶然会出现发动机一直运转，不能以纯电动方式行驶的故障现象。

故障诊断 接车后反复试车，使故障现象重现，通过观察发现，在各种用电设备均关闭的情况下，该车发动机怠速运转近30 min，仍不能自动熄火。观察仪表盘右侧的电量指示，当发动机运转时，高压电池（HV）的电量不但没有上升，反而有逐渐下降的趋势。该车发动机停机的条件之一是高压电池（HV）的电量要充足，如果高压电池的电量不足，发动机则不会熄火。当该车的故障症状出现时，高压电池（HV）的电量停止升高，将发动机熄火后再起动，故障现象会自行消失；故障现象消失后，在发动机怠速运转时，高压电池（HV）的电量不断上升，约10 min后即可充满，此时，发动机自动熄火。

该车采用丰田第二代混合动力系统，能够根据车辆行驶状态，自动使用2种动力源。使用故障检测仪进入电池管理ECU和混动电子控制系统ECU，未发现任何故障代码。为进一步分析故障，根据该车扭矩列线图（图1），比较车辆在故障状态与正常状态下的数据。故障状态下，混合动力变速驱动桥中的MG1电动机的输出转矩为0 N·m，而正常状态应约为-6 N·m，当MG1电动机的输出转矩为负值时，表示MG1电动机由发动机驱动，作为发电机使用。故障状态时，MG1电动机的输出转矩为0 N·m，表示MG1电动机处于空载状态，并未发电。

从HV的充电状态分析，车辆故障状态时，发动机怠速运转30 min，高压电池（HV）的电量长时间维持在50%左右；而车辆恢复正常状态时，发动机怠速运转仅5 min左右，高压电池（HV）的电量已经上升了约5%。从高压电池的电流输出看，车辆故障状态时，电流数据为正值，表明高压电池（HV）正在输出电能，说明发动机正消耗高压电池（HV）的电量来维持自身的运转。正常状态下，高压电池（HV）的输出电流为-10 A，表示其正处于充电状态。因为高压电池（HV）的输出电流是由电流传感器（图2）检测的，这说明高压电池（HV）与用电系统是接通的。

以上数据表明故障状态下发动机没有带动MG1电动机发电。发动机不能正常熄火的原因，是由于高压电池（HV）没有获得充电，故障应该在高压电池（HV）与MG1电动机的连接上。

图1　丰田普锐斯车扭矩列线图

图2　电流传感器和电池管理ECU

根据变频器总成的示意图（图3），在发动机怠速运转时，MG1电动机作为发电机为高压电池（HV）充电。MG1电动机的输出电流经过整流器变成直流后，必须经过升压转换器中的场效应管才能到达高压电池（HV）。现在的充电电流为0 A，有2种可能性：一是电动机或整流器有故障，二是场效应管没有导通。由于MG1电动机及整流器都是三相结构，同时失效的可能性不大。场效应管是受变频器总成内部的电动机控制单元控制的，混动电子控制系统ECU通过数据总线向电动机控制单元传送控制指令，电动机控制单元根据指令来控制场效应管的导通量。根据偶发故障的排除经验，MG1电动机线路可能存在接触不良的现象。于是，当故障出现时，在观察数据流的同时，晃动变频器总成的MG1电动机控制线束，发现高压电池（HV）的输出电流由正变负，说明其充电恢复了。而晃动线束的部位正好靠近MG1电动机导线连接器，这说明故障点就在MG1电动机控制线束的连接器内部。

故障排除 断开高压电池（HV）左后侧的检修塞（橙色），隔绝车辆与高压电池（HV）的高电压连接，断开MG1电动机与变频器的导线连接器，清理并锁紧该连接器三相插座和接线柱，恢复断开的导线连接器和检修塞，反复试车，确认故障彻底排除。

图3　变频器总成示意图