2006年豐田普銳斯起步抖動

上海/劉華偉

2006年豐田普銳斯起步抖動

上海/劉華偉

圖1 豐田第二代混合動力系統

VIN：LFMCFB0E963××××××。

車型：2006年第二代油電混合版豐田普銳斯，搭載1．5L1NZ-FXE發動機和P112電動無級變速器。

行駛里程：62780km。

故障現象：客戶來店反映，該車之前行駛20km/h左右時車輛會有明顯的抖動，在其他廠維修多日，檢查更換過變頻器、維修變速器后原先故障非但沒有改善，反而車輛起步時也出現抖動現象。

故障診斷：接車后，全車控制模塊檢查沒有故障存儲，隨客戶試車時發現該車在起步加速時車身抖動明顯，行駛至20km/h時，車身還會產生一次震動且冷車時較為嚴重，其他工況下均表現正常。

該車采用的是豐田第二代混合動力系統THS（如圖1所示），全稱Toyota Hybrid System，屬于混聯式混合動力。

該車搭載的1．5L汽油發動機，采用Atiknson循環熱效率高，膨脹比大。通過減小燃燒室容積，提高壓縮比。采用VVT-i（智能可變氣門正時）裝置，可以根據工況準確調整進氣門開啟與關閉時刻，始終保持最大充氣效率。發動機的最高轉速在5000r/min。發動機轉速的提高使發電機旋轉更快，提高加速時的驅動力，改善了燃油效率。

HV蓄電池（如圖2所示）。采用強化的鎳金屬氫化物電池共用28 塊168個單格，額定電壓為201．6V，更加緊湊且性能更好。

帶換向器的變頻器（如圖3所示）。主要功用是將HV蓄電池的高壓直流電轉換為三相交流電來驅動變速器驅動橋的MG1和MG2。此外，變頻器也可將MG1發電機的交流電轉換為直流電存儲于HV蓄電池中。另外還能將HV蓄電池的高壓電DC 的12V為車身電器提供工作電壓，也能將蓄電池的201．6V的直流高壓電轉換為201．6V的交流高壓電供空調壓縮機使用。

混合動力驅動橋。混合動力驅動橋由MG1、MG2和行星齒輪組組成，THS控制系統根據工況靈活的控制發動機和MG1、MG2，使車輛平穩前行實現無級變速。

THS的核心是用行星齒輪組組成的動力組合器（如圖4所示），用于協調發動機和電動機的運動和動力傳遞。

MG1 、MG2為三相交流永磁同步電機，為車輛提供驅動力。MG2通過齒輪和鏈條傳動機構與前輪連接，并在車輛減速時充當發電機給電池發電。MG1與太陽輪連接，可為MG2供電并給蓄電池充電，同時也用作啟動機啟動發動機。發動機直接與行星架連接。

圖2 HV電池總成

圖3 變頻器

圖4 動力組合器

車輛起步時發動機并不工作，HV蓄電池直接給MG2供電來驅動車輛，如圖5所示。

繼續行駛時發動機由MG1啟動，這時發動機會帶動MG1發電供MG2的電機使用，也可將剩余電量存儲至HV蓄電池當中，如圖6所示。

大負荷工況下發動機會與電動機雙動力輸出。MG1和HV蓄電池都將會給MG2提供電流來補充發動機動力，如圖7所示。

減速時系統將停止供電，而MG2被車輪驅動作為發電機將電能存儲在HV蓄電池當中，如圖8所示。

結合故障現象與系統功能分析，該車起步抖動或與MG2 以及負責MG2電能輸出的變頻器有關，加之這個故障是由于維修變速箱引起的，所以將故障點鎖定在MG2的驅動電機上，而20km/h時的抖動正好是發動機工作的接入點，有可能是發動機本身的故障或MG1啟動電機以及與控制電機的變頻器有關。由于之前的維修已經更換過變頻器，于是將故障鎖定在發動機與變速器兩個部件上，發動機進行檢查時發現節氣門、火花塞積炭嚴重，更換火花塞且清洗節氣門后發現20km/h時的抖動感消失，冷車試車正常，這時只剩起步抖了。征得客戶同意后將變速器拆下檢查，內部的機械部件以及MG2線圈沒有發現明顯的異常。 為了驗證推斷還是更換了一個同型號的舊的線圈組。

故障排除：更換了MG2電機和更換發動機火花塞且清洗噴油器及節氣門后故障排除。

故障總結：車輛保養的不及時引發的系列問題從小到大，惡性循環。而如今的汽車代表了民用的最高科技，技術日新月異，需不斷的學習才能跟得上行業發展，只有這樣處理起問題來才能得心應手事半功倍，節約了維修時間給客戶節省了維修成本。

圖5 車輛起步

圖6 行駛中

圖7 大負荷工況

圖8 減速行駛