故障现象
一辆于2009年生产的一汽丰田普锐斯(PRIUS)混合动力汽车，其行驶里程是117203km ,按照车主所描述的情况，该车处在地下车库停放了20余天没有能够正常使用，当进入车辆之后按下一键启动电源开关，READY灯并未点亮，而混合动力系统故障灯光亮起来了，挡位指示灯呈连续闪烁状，车辆根本没有办法启动。
故障诊断与排除
丰田普锐斯运用了THS-II系统（即Toyota Hybrid System），其中把VVT-i发动机跟2个电动机组合到了一块，它主要是由变速驱动桥总成构成，还有MG1和MG2电机总成，以及HV蓄电池，变频器总成，HV-ECU，还有阿特金森循环发动机等共同组成，电动机为整车供给动力，发动机在不同的工况之下（像是加速或者中高速的情况）切入从而提供辅助动力，它的结构如图1所示。
图1 THS-II系统
发动机启动之后，驱动桥总成会依据实际的工况，以恰当的比例去分配发动机以及电动机的驱动力，从而直接驱动车辆；MG1以及MG2 电机成能够提供车辆所需要的驱动力，还要实现能量的转化；当HV 蓄电池能量不足( ≤ 30%) 时，会启动发动机，凭借电机旋转来发电，以此进行充电，并且在减速或者制动的过程中，把制动能量转变为电能，输送到HV蓄电池当中储存起来，也就是制动能量回收；HV 蓄电池按车辆实际工况来对外输出能量，或者在能量回收时存储电能。其变频器总成，是由增压转换器、DC/DC转换器以及空调变频器组装而成 ，它主要负责把HV蓄电池包含的高压DC，转化成高压AC进而驱动MG1与MG2展开工作 ，同时它还具备这样的能力，能够把DC201.6V的电压降低到DC12V，以此为车身电器组件供应电力并且给辅助蓄电池再次进行充电 ，另外它也能够把HV蓄电池那额定的电压DC201.6V，转变成AC201.6V从而驱动空调系统里的电动变频压缩机去运作。HV - ECU接收来自传感器的信息，接收来自车上，其他ECU发送的信息，这些其他ECU包括发动机ECU，蓄电池ECU，制动防滑控制ECU，和EPS - ECU等，它会对所需要的转矩和功率进行分析运算，然后将计算结果发送给车上其他ECU，以此来控制执行器工作。
依据车主所反馈的状况，笔者遂决定率先对车辆予以启动，结果发觉车辆无法启动；接着尝试借助丰田Intelligent Tester II故障诊断仪去连接诊断接口，然而却发现故障诊断仪没办法进入系统从而读取故障信息。
首先，去排查致使诊断仪没办法进入系统的缘由。其一，运用汽车专用数字万用表的正极表笔量测DLC3诊断口的+B端电压，其值为12.64V，此情况正常；其二，量测TC端的电压，其值为11.84V，该情况正常；其三，SIL 端电压是12.23V ，此为正常情况；其四，CANH端电压为1.8V，此情况不正常( 正常数值为2.5V ～2.6V) ；其五，CANL 端电压为1.7V，此情况不正常( 正常数值为2.3V～2.4V)。依据上述检测得出的结果来进行剖析，车载网络信号同样存有故障，将由诊断口引发的故障缘由给排除掉。
其次，鉴于检测出车载网络信号呈现不正常的状况，再结合挡位指示灯持续闪烁这种故障现象，笔者经分析推测，或许是自动变速器控制单元，也就是 ECU 存在故障，它发送了错误信号，进而致使车载网络电压变得不正常，这又造成混动系统控制单元，即 HV - ECU 无法正常开展工作，最终导致车辆不能够启动。为了对这一故障设想加以验证，依照由简至繁的排故原则，首先断开自动变速器控制单元的线束接头，接着分别针对其针脚进行电压测量，以此来判断故障点是存在于 ECU 的硬件之中，还是在线路里面。在对自动变速器控制单元的 +B 端线开展测量之际，所测电压呈现为 0.83V ，而正常数值大概是 12V ，依据此状况得以推出此自动变速器控制单元不存在电源电压输入，进而没办法正常运作，致使换挡控制执行器处于不工作的状态。去查阅普锐斯维修点的手册，自动变速器控制单元的 +B 端是经由 1 个 20A 的 HEV 熔丝给予供电的；把蓄电池的负极断开，从发动机舱那里的保险盒将 HEV 的熔丝取下来，运用万用表对其电阻值进行检测，结果是 ∞。据此判定HEV的熔丝已然熔断，去更换一个规格相同的熔丝，接上蓄电池的负极。再度按下一键启动开关，READY灯却未点亮，混合动力系统故障灯依旧点亮着，车辆仍旧无法启动。然而挡位指示灯不再闪烁，再次检测DLC3诊断口的CANH端电压为2.5V，此为正常；CANL端电压为2.4V，也是正常；据此判定笔者的设想是正确的。
首先，将丰田Intelligent Tester II故障诊断仪连接至诊断接口，随后，诊断仪能够正常进入系统以读取车辆信息，接着，针对车辆各个系统分别开展故障码的读取操作：
1.那个被称作发动机控制系统的东西，也就是 Engine and ECT ，没查出来故障的编码，状况是正常的。
2. 蓄电池控制系统(HV Battery)，无故障码，正常;
3.对混合动力控制系统（Hybrid Control）而言，存在P0AA1以及P0AA4这两个故障码，去读取故障码的定格数据流，情况如图2、3所呈现的那样。
图2 故障码
图3 定格数据流
查阅普锐斯维修手册，故障码的含义如表1 所示。
表1 普锐斯维修手册中所列故障码含义
先断开高压蓄电池维修开关，再断开辅助蓄电池的负极，之后等待10min。接着戴上安全绝缘手套，然后穿上绝缘保护靴，随后从高压蓄电池包体内拆下故障继电器，发现继电器的铜片触点呈现出烧蚀熔块的状况，并且出现卡滞后导致接触很不好（图4）。
图4 故障继电器
更换成同型号的继电器之后，把高压线束安装妥当，将维修开关装上，把辅助蓄电池的负极接上，借助Intelligent Tester II故障诊断仪把故障码清除掉之后，再次启动诊断仪以及车辆，并且把点火开关打到IG - ON档去读取车辆各个系统的信息，系统不存在故障码。再次启动车辆，依旧没办法启动，不过混合动力系统故障灯不亮，READY灯闪一下就熄灭并且SMRP继电器断开。
查阅普锐斯维修电路图手册，系统主继电器，也就是SMR，它是依据来自，动力管理控制单元，即HV - ECU的指令，来闭合或者断开，高压动力系统的继电器，这里面包含3个SMR以及1个预充电电阻器，情况如图5所示。车辆启动时，动力管理控制单元，也就是HV - ECU，接收启动信号后，会先闭合SMRP和SMRG，借助系统主电阻器，对车辆变频器总成进行充电，目的是连接高压动力系统，之后闭合SMRB，再断开SMRP。
图5 SMR继电器控制电路图
依据启动电路控制原理，车辆于不存在故障码的情形下不能够启动，鉴于继电器触点含有烧蚀的现象，剖析可能的缘由是高压电路出现断路故障从而无法供给高压电，使用万用表DC750V的电压档，将负极表笔搭在5号端子处。把正极表笔用于测量SMRG的12号端子，再测量其6号端子，又用正极表笔测量SMRB的9号端子，接着测量其1号端子，还用正极表笔测量SMRP的9号端子之时，又测量其10号端子，所测得的电压分别对应为14.6V以及0.16V，204.9V以及0.15V，204.9V以及0.16V，把正极表笔用于测量HV - ECU的2号端子，又测量其3号端子，再测量其4号端子，所测得的电压分别对应为0.2V、0.3V以及0.3V。
参照维修手册当中针对HV蓄电池接线盒电压值所做出的规定，上述测量得出的数据全部都契合技术要求，并不存在电压不足方面的故障。再次再次启动车辆，发觉SMRP继电器闭合之后又断开，SMRB继电器不进行闭合，依据此能够判断出故障点应当在10号端子至1号端子之间。量一下SMRP继电器的9号端子与10号端子，其阻值呈现为∞，这是正常的情况；再量一下SMRP电组器的10号端子和11号端子，阻值同样是∞，然而正常的阻值范围应该是28.5至36.5Ω左右，由此考虑存在接触不良的故障。认真仔细地检查预充电电阻的两端，发现11号端子接线的地方表面堆积着一团白色固体，出现了严重的盐化现象(高压电池包运用的是镍氢材料，电解液是强碱性的氢氧化钾溶液，经过长期的充放电会挥发出具有腐蚀性的气体)，进而致使接触不良。把白色固体清洁得干干净净之后，对11号端接头开展重新焊接的操作，再次去测量10号端子以及11号端子的阻值，其阻值为32.3Ω，这阻值是符合技术要求阻值范围的。
踩下制动踏板，再次按下一键启动开关，READY灯亮起来，车辆能够正常启动，测量1号端子与6号端子之间的工作电压是218.2V，这符合正常电压范围，利用诊断仪再次读取故障码，没有任何故障码显示，故障被彻底排除。
普锐斯是丰田公司自己研究开发出来拥有产品注册专利的一款混联式混合动力汽车，该车辆的混合动力系统具备可靠性良好、故障率低的特性。本文作者能够将碰到的这个案例撰写出来，并且针对故障现象，依据普锐斯混合动力系统的构造特点以及工作原理开展了故障原因的分析与推理，其检查过程详尽，测量数据完整，这是一篇十分难得的混合动力车辆故障修理的优质文章。因混合动力车辆正渐渐增多，丰田第二代混合动力系统即THS-II ，于一汽丰田的卡罗拉、广汽丰田的雷凌上实现了批量国产化。这给行业于混合动力车辆修理方面带来了全新的技术挑战，故而，为使读者对本案例所关涉的一些系统、元件功能以及故障码诊断信息有更为深入的认识，特地作出以下几点补充。
1.混动版普锐斯的驱动桥是一种电动变速器EVT，也就是Electrical Variable Transmission，关于它的结构以及工作原理，文章开头部分作者已经进行了介绍。文中所讲的专门用于自动变速器的控制单元，其具备的功能并非是用来控制变速器进行升降档操作，确切来说，它是依据HV ECU以及电源ECU发出的指令，进而去激活换挡控制执行器总成，以此来实现将挡位锁定在P挡或者是解除该挡位锁定的作用。构成换挡执行器总成的有驻车锁止电机，这是磁阻式电机哦，还有摆线减速器，以及电机旋转角度传感器，驻车控制系统原理图呈现于图6那儿。
图6 普锐斯电子换挡系统图
2.针对 SMR（混合动力系统主继电器）控制而言，SMR 是那种在接收到 HV ECU 发出的指令之后，会去接通或者断开高压电路电源的继电器 ，它一共有三个继电器 ，负极侧存在 1 个继电器 ，正极侧有 2 个继电器 ，这三个继电器共同来保障系统处于正常工作状态。当电路接通的时候 ，SMRP 和 SMRG 开始工作 ，随后 SMRB 开展工作 ，此时 SMRP 处于闭合状态。藉由与 SMRP 触点串联的预充电电阻器所具备的限流作用 ，进而让电路中的触点受到保护 ，防止因强电流冲击而造成损害。在电路处于断开状态之时，先是SMRB关闭，紧接着SMRG关闭；随后HVECU确认各个继电器是否已然关闭，是否存在卡住这种情况；若SMR触点出现卡住状况，造成继电器没办法实现断开操作，那么HV ECU就会进入到失效保护程序中，致使主警告灯被点亮，车辆无法启动（见图7）。
图7 SMR高压电源继电器工作顺序图
3.丰田混合动力系统的故障码，和其他电控系统不一样，它是由5位DTC也就是故障主代码，以及3位INF代码也就是信息代码构成，INF代码能在DTC定格数据里找到，如图8所示。
图8 丰田混合动力系统故障码组成
DTC对故障系统做了指示，INF代码则指示出问题或者故障部位，要是没有INF代码，那就没办法进行故障排除，得在DTC定格数据里检查所有的DTC，并且要从顺序数字最小的DTC开始检查(图9)。
图9 丰田混合动力系统故障码出现顺序
DTC定格数据里，还记载着DTC存储之际的详尽信息，这详尽信息以图10呈现，它能够助力剖析混合动力系统故障出现的时间，以及故障出现时的里程，还有混合动力系统运行状态的信息。
图10 丰田混合动力系统故障码的详细信息
