车型:2023年江豚,驱动电机型号TZ180XSIN102/峰值功率60kW、动力电池系统额定电压307.2V/额定容量132A·h。
VIN:HEV11AF1PF×××××××。
故障现象:该车挡位灯异常且无法 READY。
故障诊断:接车后尝试上电,发现几个故障现象,第一是打开点火开关,仪表上挡位指示灯会一直闪烁,此时无法 READY上电;第二是仪表上完全没有挡位显示,此时同样无法READY(如图1所示);第三是挡位如果可以显示,此时可以正常READY,当踩制踏板动同时旋转换挡按钮换挡,则挡位指示灯会不停闪烁,但是车辆依旧处在READY状态并不会主动下电,此时车辆无法行驶。
按照上面几个故障现象进行分析,感觉故障的核心点都围绕着换挡控制这一块,读取整车控制器VCU故障码,发现系统存在的故障码为P1E1031 换挡器故障。根据该故障码的指向,读取换挡器数据流(如图2所示),可见拨动换挡按钮的瞬间,对应数据流有变化,实时从无效切换为有效,但是此时车辆并没有READY,数据流瞬间后又切换为无效。由此可以判断换挡按钮信号已经输出且VCU也能接收换挡按钮信号,只是车辆没有READY才导致仪表中的挡位不会正确显示。
诊断仪读取的VCU故障码P1E1031换挡器故障,为当前故障(如图3所示),由此怀疑是否故障点就在换挡器执行元件本身?换挡器执行元件如图4 所示,该换挡器为一个电子信号开关,其上共有12个针脚,实际上使用的只有1 号、3 ~ 7 号、9号、11号、12号脚(如图5所示),而向VCU输入挡位信号的线路只有4号、5号、6号、3号脚,对应的挡位信号分别是R/N/D/E。有了线路控制图,检查起来就简单直接,测量挡位信号4个输出针脚与VCU之间的导通,相互之间是否存在短路,对电源线、地线之间是否短路,检查均没有发现问题。旋转换挡按钮,检测对应的线路电位信号均会变化,再将故障车辆挡位执行元件对换到同类型车上,同类型车辆换挡正常,至此排除了换挡执行元件的故障嫌疑了。
维修到此,可以确定换挡执行元件本身及其与VCU之间的线束不存在故障。再来分析下挡位的控制逻辑,毕竟新能源汽车不同于传统的汽车,没有真正意义上的变速器,只是通过三相电机进行驱动。该车三相电机通过控制电机的转速来控制车速,控制电机旋变方向实现前进挡位或者后退挡位,而电机的工作状态(包括电机的转矩控制、转速指令)由电机控制器输出指令,电机控制器又是执行来自VCU的指令,并将电机反馈的执行情况、编码器反馈、传感器反馈等信息上传至VCU。VCU在采集电子挡位开关模拟信号的同时,根据制动踏板的状态及整车其他状态,判定功能逻辑挡位,再通过CAN总线指令仪表显示对应的挡位。挡位操纵机构逻辑信号如表1所示,表1中除了R/N/D/E对应的挡位信号组合,其他挡位信号组合均判定为挡位信号失效。VCU确定逻辑挡位后,再根据加速踏板开度、制动开关的状态指令电机控制器输出两种电机控制模式,分别是电机转矩控制模式和电机转速控制模式,VCU通过所发送的控制模式及逻辑挡位来确定MCU电机的工作模式。在转矩控制模式下,VCU向MCU发送的信息为电机目标转矩和电机转矩模式,而转速模式是VCU向MCU控制模块电机目标转速和电机转速模式(一般只有驻车、怠速时电机才会工作在转速控制模式),而在转矩模式和转速模式状态下,仪表显示的挡位和VCU的逻辑挡位一致,目前该车仪表挡位异常,在排除了换挡器的故障,剩下的也只有VCU 控制部分了。那么到底是不是VCU存在故障?