王昌福

煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 山東省煙臺(tái)市 265500

1 引言

隨著能源短缺現(xiàn)象及尾氣污染問題的加劇，環(huán)保汽車逐漸成為人們的關(guān)注重點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力汽車作為一類環(huán)保車輛，其支持多種運(yùn)行模式特征，改善了傳統(tǒng)汽車的尾氣污染問題。根據(jù)混合動(dòng)力汽車運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這類汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行期間容易面臨無法停機(jī)故障。因此，分析混合動(dòng)力汽車無法停機(jī)的原因及解決方案具有一定的必要性。

2 混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見故障

結(jié)合混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況來看，這類發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障包含：

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)

在混合動(dòng)力汽車運(yùn)行期間，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障較為常見[1]。這類故障的形成原因相對復(fù)雜。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)無法啟動(dòng)故障后，應(yīng)注意考慮故障是否與點(diǎn)火器故障、啟動(dòng)系統(tǒng)故障或燃料噴射系統(tǒng)故障等有關(guān)。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)失速

混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，可能出現(xiàn)失速故障。這類故障的引發(fā)原因主要包含：第一，點(diǎn)火控制系統(tǒng)故障?；旌蟿?dòng)力汽車的溫度開關(guān)工作不良，或冷啟動(dòng)噴油器故障，均可能引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)失速；第二，燃油噴射系統(tǒng)故障。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，如斷路繼電器觸點(diǎn)抖動(dòng)、燃油噴射系統(tǒng)連接不當(dāng)，或系統(tǒng)局部出現(xiàn)變形問題，均有一定概率引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)失速故障，影響混合動(dòng)力汽車的正常運(yùn)行。第三，進(jìn)氣系統(tǒng)故障。如進(jìn)氣系統(tǒng)局部出現(xiàn)漏氣問題，可引發(fā)進(jìn)氣異常，干擾發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。

2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速

這類故障問題的表現(xiàn)為：混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，造成混合動(dòng)力汽車熄火。通常情況下，混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速參數(shù)處于550-800轉(zhuǎn)/min范圍內(nèi)。而當(dāng)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速故障后，其轉(zhuǎn)速參數(shù)的異常波動(dòng)，容易導(dǎo)致汽車頻繁熄火，為混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行帶來一定安全隱患[2]。這類故障問題主要與ECU故障、點(diǎn)火控制系統(tǒng)異常等因素有關(guān)。

2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)

停機(jī)故障是混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障之一。這種故障問題表現(xiàn)為：啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，發(fā)動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)，完成自檢，確定整車符合純電起步要求；當(dāng)駕駛室操作調(diào)整運(yùn)行模式（如請求以純電模式運(yùn)行）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)，仍保持運(yùn)行狀態(tài)。

3 混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)的原因

根據(jù)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理，無法停機(jī)故障的產(chǎn)生原因主要包含：

3.1 冷卻液溫度異常

從混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的停機(jī)原理來看，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度參數(shù)與停機(jī)存在密切關(guān)聯(lián)[3]。以輕度混合型混合動(dòng)力汽車Insight為例，其停機(jī)機(jī)制為：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)（ISG）迅速影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，將其轉(zhuǎn)速水平調(diào)整至950轉(zhuǎn)/min水平上，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開始噴油點(diǎn)火運(yùn)行；當(dāng)駕駛室發(fā)出停機(jī)指令（信號）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度符合正常工作范圍要求，且混合動(dòng)力汽車處于空擋停車狀態(tài)（減速狀態(tài)下車堵不足16km/h水平），發(fā)動(dòng)機(jī)可正常停機(jī)。根據(jù)上述機(jī)制，如駕駛室發(fā)出純電模式運(yùn)行請求后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超出正常工作范圍，容易引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)故障。因此，在混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)故障的處理中，應(yīng)注意評估發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度是否存在異常。

3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器響應(yīng)異常

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，駕駛室通過調(diào)整運(yùn)動(dòng)模式向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出停機(jī)指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的響應(yīng)狀況，是決定發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常停機(jī)的關(guān)鍵所在。在響應(yīng)期間，如受通信因素影響，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制器無法正常響應(yīng)來自混動(dòng)整車控制器或ABS控制器的信息，可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)故障。結(jié)合目前混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行狀況來看，由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器響應(yīng)異常引發(fā)的停機(jī)故障較為常見。

4 混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)故障處理分析

這里以某故障混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為例，針對其無法停機(jī)故障的原因及解決方案進(jìn)行分析：

4.1 混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)分析

某企業(yè)研發(fā)的新型混合動(dòng)力汽車支持發(fā)動(dòng)機(jī)模式、純電動(dòng)模式以及混合動(dòng)力模式3種不同運(yùn)行形式。該混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的停機(jī)機(jī)制為：駕駛室發(fā)出停機(jī)指令后，ABS控制器向外傳輸輔助發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)CAN信號，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行自檢，經(jīng)自檢確認(rèn)正常后，借助CAN總線信號實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，并轉(zhuǎn)為純電運(yùn)行模式。

發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)駕駛室停機(jī)指令的過程為：ABS控制器持續(xù)向發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)送EBC1報(bào)文，當(dāng)系統(tǒng)識別出Byte4 Bit6 Bit5的值為“01”時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器響應(yīng)停機(jī)指令，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油動(dòng)作。隨著噴油的中斷，混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低，并逐漸轉(zhuǎn)為停機(jī)狀態(tài)。在這一期間，EBC1報(bào)文處于持續(xù)發(fā)送狀態(tài)。一旦報(bào)文傳輸中斷，或接收終止，發(fā)動(dòng)機(jī)可能無法正常停機(jī)。

4.2 故障描述

該混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，突發(fā)停機(jī)故障。故障表現(xiàn)為：混合動(dòng)力汽車鑰匙處于Start檔狀態(tài)，發(fā)送機(jī)啟動(dòng)并順利完成自檢，確定整車符合純電起步運(yùn)行條件，但發(fā)動(dòng)機(jī)始終未停機(jī)。

4.3 故障原因

根據(jù)該混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理及初步檢測結(jié)果，判斷該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生停機(jī)故障的原因?yàn)椋喊l(fā)動(dòng)機(jī)控制器出現(xiàn)響應(yīng)異常。

該混合動(dòng)力汽車共有車身CAN2及動(dòng)力CAN1兩條CAN線（通信速率：250k）。從發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成來看，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器及ABS均位于動(dòng)力CAN1上。當(dāng)混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)后，整車高壓、低壓均處于通電狀態(tài)，整車網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運(yùn)行，ABS控制器參照SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)向外發(fā)送報(bào)文。當(dāng)整車鑰匙開到Start檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開始自檢評估，判斷混合動(dòng)力汽車是否符合純電起步條件（由混動(dòng)整車控制器發(fā)揮作用，監(jiān)測氣壓、電池電量等參數(shù)是否符合要求），確定符合后，混動(dòng)整車控制器向外發(fā)送EBC1報(bào)文，促使發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)停機(jī)。在這一期間，混動(dòng)整車控制器與ABS控制器同時(shí)發(fā)送EBC1，導(dǎo)致動(dòng)力CAN1網(wǎng)段上出現(xiàn)兩個(gè)相同ID，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器無法響應(yīng)CAN網(wǎng)段中的EBC1信號，形成發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障。

4.4 故障處理

根據(jù)該混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的停機(jī)原理，停機(jī)故障的解決思路包含：

第一，總線控制調(diào)節(jié)模式。在該混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可經(jīng)響應(yīng)總線報(bào)文信號這一途徑，實(shí)現(xiàn)車下啟停發(fā)動(dòng)機(jī)功能。根據(jù)這一原理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)在停機(jī)指令下出現(xiàn)無法停機(jī)故障時(shí)，可直接利用整車控制器發(fā)送CAN信號，對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生控制作用，達(dá)成停機(jī)目的。第二，變更ABS控制器報(bào)文源地址。從該混合動(dòng)力汽車無法停機(jī)故障的產(chǎn)生原因來看，這一故障形成的關(guān)鍵在于：駕駛室發(fā)出停機(jī)指令后，動(dòng)力CAN1網(wǎng)段上同時(shí)收到兩個(gè)相同ID的CAN報(bào)文。為了解決上述故障，可按照避免動(dòng)力CAN1網(wǎng)段上接收兩個(gè)相同ID報(bào)文原則，針對ABS控制器的報(bào)文源地址進(jìn)行調(diào)整。對照整車控制器發(fā)送EBC1報(bào)文的源地址，將ABS控制器的報(bào)文發(fā)送源地址修改為其他源地址，此時(shí)，由于動(dòng)力CAN1網(wǎng)段接收的CAN報(bào)文ID不同，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可正常響應(yīng)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)正常停機(jī)。第三，調(diào)整混動(dòng)整車控制器報(bào)文源地址?；旌蟿?dòng)力汽車駕駛室請求純電運(yùn)行模式時(shí)，ABS控制器與混動(dòng)整車控制器在EBC1報(bào)文標(biāo)識符方面的沖突，是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)無法停機(jī)故障的關(guān)鍵。為了避免上述狀況，可按照調(diào)整混動(dòng)整車控制器報(bào)文源地址這一思路，對混動(dòng)整車發(fā)動(dòng)機(jī)通信模式進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)該混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的通訊協(xié)議，可將混動(dòng)整車控制器發(fā)送的EBC1報(bào)文ID由OB調(diào)整為0x18F001EF，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的報(bào)文接收模式更改為：僅接受固定源地址（PGN=F001）的報(bào)文。在這種情況下，當(dāng)駕駛室發(fā)出請求純電運(yùn)行模式指令后，動(dòng)力CAN1網(wǎng)段僅接收到來自ABS控制器的EBC1報(bào)文，而無標(biāo)識符沖突產(chǎn)生，此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可正常停機(jī)，并轉(zhuǎn)為純電運(yùn)行模式。

此外，為了更好地減少混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障及其他相關(guān)故障的發(fā)生，可根據(jù)各類故障的特征表現(xiàn)、形成原因，建立故障診斷系統(tǒng)。即收集與混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障有關(guān)的信息，將相關(guān)信息整合后，建立完善的故障數(shù)據(jù)庫，于數(shù)據(jù)庫中對不同故障、故障原因進(jìn)行分類。當(dāng)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)，可將問題的關(guān)鍵信息輸入數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，查找故障診斷系統(tǒng)中是否有類似信息，如發(fā)現(xiàn)類似信息，可直接提供相關(guān)信息，為混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障的處理及預(yù)防，提供良好的支持。

結(jié)論：綜上所述，加強(qiáng)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)故障的分析具有一定的必要性。為了減少這類故障問題的發(fā)生，可結(jié)合混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理，綜合評估可能導(dǎo)致混動(dòng)整車發(fā)動(dòng)機(jī)無法停機(jī)故障的原因，并確定可靠的解決方案。此外，還應(yīng)注意不斷從混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障處理經(jīng)驗(yàn)中，總結(jié)有效技巧，為混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)提供支持。