某純電客車(chē)拋錨后無(wú)法繼續(xù)行駛的故障分析與排查

文/趙飛云

1 故障現(xiàn)象

某純電客車(chē)突然在半路拋錨，司機(jī)試圖加油門(mén)開(kāi)車(chē)，車(chē)依然無(wú)法繼續(xù)行駛，而儀表上沒(méi)有顯示任何故障碼，同時(shí)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行目視檢查，也未發(fā)現(xiàn)明顯故障；另外，車(chē)輛儀表顯示進(jìn)入GO 行駛模式，但加油門(mén)，車(chē)輛始終無(wú)法移動(dòng)。

2 故障排查與分析

針對(duì)車(chē)輛無(wú)法繼續(xù)行駛，可能導(dǎo)致該故障的原因，依照由易到難、由簡(jiǎn)到繁的原則，逐步排查。

2.1 排查車(chē)輛無(wú)法行駛有關(guān)的下列幾個(gè)基本因素：

2.1.1 出于安全考慮，乘客門(mén)打開(kāi)后，車(chē)輛無(wú)法移動(dòng)，以保證乘客在上、下車(chē)時(shí)的安全。因此，首先確認(rèn)這臺(tái)車(chē)的前后乘客門(mén)都已關(guān)閉，這是車(chē)輛可以行駛的一個(gè)前提。

2.1.2 確認(rèn)儀表上的手剎信號(hào)指示燈已滅，說(shuō)明手剎已經(jīng)松開(kāi)，手剎松開(kāi)是車(chē)輛可以行駛的另一個(gè)前提。

2.1.3 雖然已通過(guò)目視檢查，根據(jù)儀表確認(rèn)前后乘客門(mén)均已關(guān)閉，手剎也已經(jīng)解除。但是，為更進(jìn)一步準(zhǔn)確確認(rèn)這幾個(gè)位置的狀態(tài)，實(shí)車(chē)通過(guò)CANoe（總線開(kāi)發(fā)環(huán)境，CAN open environment）工具對(duì)整車(chē)的前門(mén)狀態(tài)信號(hào)、后門(mén)狀態(tài)信號(hào)、手剎信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖1 所示，確認(rèn)這三個(gè)信號(hào)是正常的，前后門(mén)均已關(guān)閉，手剎已經(jīng)松開(kāi)[1]。

圖1 CANoe 實(shí)車(chē)測(cè)試數(shù)據(jù)

2.2 車(chē)輛行駛的基本有關(guān)因素確認(rèn)正常后，車(chē)輛仍無(wú)法行駛。由此，需進(jìn)一步確認(rèn)整車(chē)控制器VCU是否有請(qǐng)求電機(jī)控制器的扭矩輸出以及電機(jī)實(shí)際上是否有扭矩輸出。

實(shí)車(chē)給車(chē)輛加油門(mén)進(jìn)行檢查測(cè)試，同時(shí)使用CANoe 記錄和分析數(shù)據(jù)，選取了和行駛有關(guān)的四條報(bào)文：油門(mén)踏板信號(hào)、VCU 請(qǐng)求扭矩、電機(jī)實(shí)際扭矩、電機(jī)轉(zhuǎn)速，以此對(duì)這4 條報(bào)文進(jìn)行分析。如圖2 的實(shí)車(chē)數(shù)據(jù)分析，在A 階段，司機(jī)將擋位掛在D 擋前進(jìn)擋，踩油門(mén)且維持了5.93s，油門(mén)最大開(kāi)度值為59%，整車(chē)控制器VCU 請(qǐng)求的最大扭矩值為1509Nm，電機(jī)的實(shí)際扭矩值也達(dá)到1509Nm。但是電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速始終是0，電機(jī)不轉(zhuǎn)，車(chē)輛沒(méi)有行駛。在圖2 的B 階段，司機(jī)將檔位掛在R 擋倒車(chē)擋，踩油門(mén)且維持了4.41s，油門(mén)最大開(kāi)度達(dá)到96%，整車(chē)控制器VCU 請(qǐng)求的最大扭矩值為-1787Nm，電機(jī)的實(shí)際扭矩值也達(dá)到-1787Nm。但是電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速始終是0，電機(jī)不轉(zhuǎn)，車(chē)輛沒(méi)有行駛。

圖2 數(shù)據(jù)分析：整車(chē)控制器VCU 請(qǐng)求的扭矩與電機(jī)實(shí)際扭矩的關(guān)系

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析得知，電機(jī)控制器和電機(jī)是有扭矩輸出的，排除是由于電機(jī)控制器和電機(jī)沒(méi)有扭矩輸出導(dǎo)致的車(chē)輛不能移動(dòng)。

2.3 電機(jī)實(shí)際有扭矩輸出，但是車(chē)輛仍無(wú)法移動(dòng)，進(jìn)一步考慮是否是剎車(chē)系統(tǒng)的機(jī)械抱死導(dǎo)致車(chē)輛一直存在制動(dòng)，所以無(wú)法行駛?？蛙?chē)的剎車(chē)系統(tǒng)分為手剎系統(tǒng)和腳剎系統(tǒng)兩部分。假如手剎系統(tǒng)漏氣，將會(huì)導(dǎo)致手剎系統(tǒng)工作，輪胎和剎車(chē)盤(pán)抱死，所以車(chē)輛無(wú)法移動(dòng)。司機(jī)首先對(duì)手剎系統(tǒng)進(jìn)行排查，實(shí)車(chē)把手制動(dòng)彈簧氣室的螺桿擰出，解除了制動(dòng)彈簧氣室的制動(dòng)力，但是把手剎解除后繼續(xù)嘗試開(kāi)車(chē)，但車(chē)輛還是無(wú)法行駛。由此，排除了手剎制動(dòng)導(dǎo)致的車(chē)輛不能行駛這一因素[2]。

2.4 排除了手剎制動(dòng)的因素后，隨即排除是否是腳制動(dòng)氣路異常充氣導(dǎo)致腳剎制動(dòng)回路在工作，所以車(chē)輛無(wú)法移動(dòng)。這臺(tái)車(chē)配備有ASR 功能，ASR 閥的錯(cuò)誤工作將導(dǎo)致腳剎制動(dòng)回路一直工作。如圖3 所示的ASR 工作原理圖，如果ASR 電磁閥打開(kāi)，儲(chǔ)氣筒的氣將依次通過(guò)ASR 電磁閥、雙通道單向閥、ABS 電磁閥，最后將氣給到制動(dòng)氣室，制動(dòng)氣室進(jìn)行充氣，從而腳剎起作用。

圖3 ASR 工作原理圖

為了排除ASR 的影響，實(shí)車(chē)將ASR 電磁閥的線束插頭拔掉。將ASR 電磁閥的線束插頭拔掉后，ASR 電磁閥將不受ABS ECU 的控制，ASR 電磁閥始終處于關(guān)閉的狀態(tài)。這樣儲(chǔ)氣筒的氣將無(wú)法通過(guò)ASR 電磁閥給到制動(dòng)氣室，從而排除ASR 導(dǎo)致腳制動(dòng)氣室工作的影響。結(jié)果，斷開(kāi)ASR 電磁閥的線束插頭后，車(chē)輛還是無(wú)法移動(dòng)。

2.5 該車(chē)同時(shí)配備EPB 電子手剎系統(tǒng)，EPB 電子手剎系統(tǒng)的原理圖如圖4 所示。如果EPB 電子手剎系統(tǒng)的臨時(shí)停車(chē)閥被錯(cuò)誤地打開(kāi)，將導(dǎo)致腳剎一直在制動(dòng)。如圖4 所示，臨時(shí)停車(chē)閥打開(kāi)后，1 號(hào)儲(chǔ)氣筒的氣將依次通過(guò)圖示藍(lán)色路徑1、2、3、4，把氣給到繼動(dòng)閥5，然后繼動(dòng)閥5 工作，繼動(dòng)閥5 將控制1 號(hào)儲(chǔ)氣筒的氣通過(guò)紅色路徑6、7、8、9 分別給兩個(gè)腳制動(dòng)氣室充氣，從而腳剎工作。

為了排除EPB 電子手剎系統(tǒng)的因素，將臨時(shí)停車(chē)閥的線束插頭斷開(kāi)，這樣臨時(shí)停車(chē)閥會(huì)始終處于關(guān)閉狀態(tài)，EPB 電子手剎系統(tǒng)將不會(huì)通過(guò)臨時(shí)停車(chē)閥給腳剎氣路和腳剎氣室充氣。但是，當(dāng)斷開(kāi)臨時(shí)停車(chē)閥的插頭后，車(chē)輛仍無(wú)法移動(dòng)，因此故排除該因素的影響。

為了進(jìn)一步排除腳制動(dòng)的影響，在圖4 中把8 和9接到制動(dòng)氣室的氣管拆開(kāi)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏氣的聲音，說(shuō)明腳制動(dòng)氣室沒(méi)有充氣、沒(méi)有制動(dòng)，完全排除了剎車(chē)氣路導(dǎo)致的車(chē)輛不能移動(dòng)。

圖4 EPB 電子手剎系統(tǒng)工作原理圖

2.6 確認(rèn)電機(jī)與電機(jī)控制之間旋變線是否正常。電機(jī)與電機(jī)控制器之間旋變線的連接情況如表1 中所示。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)3 組旋變線的阻值進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果也如表1 所示，旋變阻值在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，說(shuō)明旋變線是正常的。

表1 旋變阻值的標(biāo)準(zhǔn)定義與實(shí)車(chē)測(cè)量結(jié)果

2.7 綜合上邊的排查步驟，首先，排除了門(mén)開(kāi)信號(hào)和手剎信號(hào)導(dǎo)致的車(chē)輛不能移動(dòng)；其次，確認(rèn)電機(jī)控制器和電機(jī)實(shí)際是有扭矩輸出的；再次，排除了手剎制動(dòng)系統(tǒng)和腳剎制動(dòng)系統(tǒng)工作導(dǎo)致的車(chē)輛不能移動(dòng)，進(jìn)一步確認(rèn)了電機(jī)控制器和電機(jī)之間的旋變線也是正常的；最后，把故障排查聚焦于電機(jī)本體上。把電機(jī)和傳動(dòng)軸斷開(kāi)，讓電機(jī)處于自由的狀態(tài)，試圖用手和撬棒去旋轉(zhuǎn)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)根本無(wú)法旋轉(zhuǎn)，因此定位到故障是電機(jī)本身導(dǎo)致的，電機(jī)內(nèi)部的卡死導(dǎo)致電機(jī)完全無(wú)法旋轉(zhuǎn)，從而車(chē)輛無(wú)法移動(dòng)。

3 解決故障

更換一臺(tái)電機(jī)總成，車(chē)輛恢復(fù)正常，然后駕駛車(chē)輛出去進(jìn)行路試，一切正常。隨后，持續(xù)跟蹤車(chē)輛1 個(gè)月，故障沒(méi)有再現(xiàn)，至此認(rèn)定故障解決。

筆者和電機(jī)廠家的工程師討論，因這臺(tái)故障的車(chē)輛發(fā)生在海外市場(chǎng)，電機(jī)的檢修需要一定的環(huán)境要求，所以故障電機(jī)將返回電機(jī)原廠進(jìn)行進(jìn)一步的拆解，初步判斷電機(jī)內(nèi)部卡死的原因?yàn)殡姍C(jī)軸承卡死導(dǎo)致。

4 結(jié)語(yǔ)

純電客車(chē)突然拋錨不能行駛，儀表又沒(méi)有任何的故障碼提示。在處理這類故障的時(shí)候，需要綜合分析能夠引起車(chē)輛不能移動(dòng)的所有因素，從簡(jiǎn)單的排查點(diǎn)入手，依次進(jìn)行排查。在這臺(tái)車(chē)的故障處理中，直到最后找到真正的問(wèn)題點(diǎn)，幾乎涉及和純電客車(chē)行駛有關(guān)的所有因素，從簡(jiǎn)單的門(mén)開(kāi)信號(hào)、手剎信號(hào)的檢查入手，對(duì)與行駛有關(guān)的報(bào)文進(jìn)行了分析；在報(bào)文分析沒(méi)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，又排除了傳統(tǒng)剎車(chē)系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛行駛的影響。另外，這臺(tái)出口車(chē)又配備了較為先進(jìn)的ASR系統(tǒng)和EPB 電子手剎系統(tǒng)，同樣增加了故障處理的難度。本文從ASR 系統(tǒng)和EPB 系統(tǒng)的原理著手思考，使用簡(jiǎn)單有效的辦法，斷開(kāi)關(guān)鍵的電磁閥體，從而順利排除這些較為復(fù)雜的系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛行駛的影響，直到最后找到真正的故障原因，因此本文對(duì)純電客車(chē)不能行駛類的故障處理有實(shí)用的參考意義。