教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测（教学课件）-《电动汽车控制系统故障诊断与检测》同步精品课堂

驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 《电动汽车控制系统故障诊断与检测》 教学目标 1.学生能描述车辆故障现象； 2.学生能使用解码仪读取故障码及数据流； 3.学生能理解故障码与故障数据流含义； 4.学生能使用万用表检测旋变传感器电路； 5.学生应掌握旋变传感器故障诊断思路与检测方法。 教学重难点 1.学生能描述电机旋变传感器工作原理。 2.旋变传感器电路检测方法及检测思路的培养。 课程导入 驾驶员在上电操作后，车辆无法上READY电，仪表背景灯点亮正常，系统故障指示灯点亮。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 教学主要内容目录： 一、掌握车辆状况，验证故障现象 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 二、使用解码仪读取故障码 三、分析旋变传感器励磁REF+线束断路故障引起的故障码 四、旋变传感器基本工作原理 五、车辆故障基本检查 六、分析电机旋变传感器的故障原因 七、检测旋变传感器相关电路及元器件 八、课后思考题 故障描述：踩刹车，按下启动按钮，仪表ready指示灯不亮，仪表背景点亮正常；系统故障警告灯 、EPB故障警告灯、故障提醒警告灯、ESC故障提醒指示灯点亮。 一、验证故障现象 车型 仪表状态 上电结果 吉利EV450 系统故障警告灯 无法上电 EPB故障警告灯 故障提醒警告灯 ESC故障提醒指示灯 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 二、使用解码仪读取故障码 低压蓄电池的电压不能低于12V，确保车辆低压控制系统供电正常。 （一）测量低压蓄电池电压 低压蓄电池电压 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 点击诊断软件，依次操作解码仪：吉利→帝豪→帝豪EV→全新帝豪EV450→系统选择→整车控制系统（VCU） 诊断盒连接至车辆DCL （二）解码仪诊断盒连接至车辆诊断接口 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 进入车辆控制系统，读取故障码: （三）读取故障码 整车控制器报 电机控制器报 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 三、分析旋变传感器励磁REF+线束断路故障引起的故障码 模块 故障码 整车控制系统（VCU） U011087 与电机控制器通讯丢失 P1C3E01 ESC(电子稳定控制单元)失效 P1C5104 IPU(集成动力控制器)执行关闭命令超时(上下电) P1C3C96 TCS(牵引力控制系统)报故障 P1C4296 车速信号警告故障 电机控制系统（PEU） 无法通讯 旋变传感器 励磁REF+线束断路 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 车辆 无法上电 （一）无法上电的故障原因 若励磁线路断路、短路或接触不良，会导致传感器无法接收励磁信号，车辆的动力控制单元（如VCU整车控制器、PEU电机控制器）会将旋变信号视为“核心安全信号”, 电机的换相、扭矩输出、转速控制均依赖该信号实现闭环控制。 1.上电自检阶段的故障拦截 车辆上电（尤其是高压上电）前，电控系统会执行旋变传感器信号的有效性检测。 2.部分车型的分级保护策略 少数车型可能允许低压上电（如仪表点亮、低压附件工作），但会因旋变信号故障禁止高压系统激活。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （二）电机控制器通讯丢失的原因 当车辆控制模块出现与电机控制器通讯丢失时，可能由以下原因导致： 1.直接导致传感器信号丢失，触发控制器保护机制 励磁线路损坏（如断线、短路、接头松动）会使传感器无法获得供电，电机控制器会判定 “旋变传感器故障”，为避免电机失控（无法精准控制扭矩和换向），会触发安全保护模式：切断电机动力输出（进入跛行模式或直接停机）。 2.极端情况下可能干扰控制器内部电路，间接影响通讯 若励磁线路发生短路（如与电源正极/负极短路），可能导致控制器内部的励磁信号驱动电路损坏（如驱动芯片烧毁）。若损坏范围涉及控制器的 CAN 通讯接口电路（如共用电源或接地回路），会直接造成控制器与外界（VCU、BMS 等）的 CAN 通讯中断。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 四、旋变传感器基本工作原理 （一）旋变传感器功用与安装位置 功用：旋转传感器简称旋变，是一种电磁式传感器，又称同步分解器，测量电机转子位置，经控制单元解码后可以获知电机转速、电机转子的精确位置及旋转方向。 旋变传感器安装在驱动电机后端 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （二）旋变传感器结构 结构：旋转变压器包含一个励磁线圈、两个驱动线圈和一个不规则形状的金属转子。金属转子以机械方式固定在电机轴上。 旋变传感器结构 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （二）旋变传感器结构 控制器（MCU）输出高频交流励磁信号（通常为正弦波，频率几千赫兹），为旋变传感器的初级线圈供电，是传感器工作的 “能量源”。 反馈线路：传感器次级线圈根据转子位置产生相位或幅值调制的信号，回传给控制器，用于计算转子角度和转速。 旋变传感器结构简化图 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （三）旋变传感器原理 信号输入端输入一个正弦信号，交流电压从励磁线圈经过铁芯转变为正弦线圈或余弦线圈中的交流电压。由于转子转动过程中间隙大小变化，使输出电压的幅值发生改变，幅值随间隙增大而降低，当间隙最小时，输出电压的幅值接近输入电压幅值，当转子转动至间隙最大时，输出电压的幅值为0。 正弦线圈与励磁线圈绕制方向相同，输入与输出信号方向相同;余弦线圈与励磁线圈绕制方向相反，输入与输出信号方向相反。 旋变传感器结构 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 五、车辆故障基本检查 （一）旋变传感器故障相关低压连接器的检查 检查项目： 1.插接器内部外部是否水渍脏污 2.插接器和插座的连接情况 旋变传感器插头 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 电机控制器插头 六、分析电机旋变传感器的故障原因 （一）旋变传感器电路组成 1.电机控制器电源电路 B+供电线和GND搭铁线：B+供电线来至于蓄电池正极12V常供电，搭铁线连接至车身G18搭铁点。 2.电机控制器通讯电路 PCAN-L和PCAN-H是电机控制器与车辆其他控制器相互通讯的必要线路，与其他控制器协同工作。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 吉利EV450旋变传感器电路 3.旋变传感器信号电路 励磁电路（初级线圈电路）：由电机控制器内部励磁信号发生器通过REF+和REF-线束向旋变传感器初级线圈传递高频正弦波励磁信号。 反馈电路（次级线圈电路）：两组（正弦线圈 SIN、余弦线圈 COS），感应的信号幅值/相位随转子角度变化，输出的信号由电机控制器进行放大、滤波，调制后的信号传输至电机控制器的信号采集模块。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （一）旋变传感器电路组成 吉利EV450旋变传感器电路 （二）旋变传感器电路的识读 1.符号及线路的含义： ①REF+和REF-：控制器通过 REF+和REF-向旋变的定子励磁绕组输入高频交流励磁信号REF+励磁信号正极；REF-励磁信号负极，输入为高频正弦交流信号，幅值通常为 5V。 ②SIN+和SIN-：是旋变传感器输出的正弦交变电压信号的正极端和负极端，两者构成旋变传感器的正弦输出信号回路。 ③COS+和COS-：是旋变传感器输出的余弦交变电压信号的正极端和负极端，两者构成旋变传感器的余弦输出信号回路。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 吉利EV450旋变传感器电路 (三)分析故障原因 旋变传感器励磁线圈短路故障 1.电机控制器内部励磁信号发生器损坏，需要维修或更换电机控制器本体； 2.REF+和REF-线束短接故障，导致旋变传感器励磁线圈绕组中无法产生交变磁场；需要维修线路； 3.REF+或REF-线束断路故障，导致旋变传感器励磁线圈绕组中无法产生交变磁场；需要维修线路； 4.旋变传感器中励磁线圈损坏，更换或维修励磁线圈。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 吉利EV450旋变传感器电路 七、检测旋变传感器相关电路及元器件 （一）检测旋变传感器励磁电路负载电压 测量条件：点火开关处在ON档，万用表选择交流电压档； 测量位置：使用穿刺针分别连接REF+和REF-线束，穿刺线分别连接至万用表红表黑表笔； 测量值：电压为3.189V，正常；0V，检修此线是否发生断路或电机控制器损坏； 标准值：5V左右。 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 旋变传感器REF+和REF-之间负载电压 吉利EV450旋变传感器电路 （二）检测旋变传感器励磁REF+和REF-线束导通电阻 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 测量条件：点火开关处在OFF档，断开电机控制器BV11和电机BV13插头，万用表选择欧姆档； 测量位置：使用测试线分别连接BV11/15和BV13/12端子，测试线分别连接至万用表红/黑表笔； 测量值：电阻为0.6OΩ，正常；无穷大，检修此线是否发生断路； 标准值：小于10OΩ左右。 吉利EV450旋变传感器电路 旋变传感器REF+线束导通测量方法 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （三）检测旋变传感器励磁正弦余弦电阻 车型 励磁 正弦 余弦 江淮IEV4 21Ω 48Ω 52Ω 吉利EV450 24Ω 55Ω 60Ω 旋变传感器 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 （四）检测旋变传感器余弦电路的波形 读波条件：D档，车速60KM/H。 波形特点： 1.励磁信号是一个低压高频交流电。 2.正弦和余弦信号是幅值变化的交流电。 3.正转时，正弦波形超前余弦波形90°；反转时，正弦波形滞后余弦波形90°。 4.理想情况下，输出波形应为平整的正、余弦波，无缺失或毛刺。 读取江淮IEV4旋变传感器波形 八、课后思考题 1.旋变传感器作用及其原理？ 2.旋变传感器检测方法？ 3.旋变传感器示波方法？ 教学项目九 驱动电机旋变传感器故障诊断与检测 $$