混合動力汽車發動機無法停機原因分析及解決方案研究

王昌福

煙臺汽車工程職業學院 山東省煙臺市 265500

1 引言

隨著能源短缺現象及尾氣污染問題的加劇，環保汽車逐漸成為人們的關注重點。混合動力汽車作為一類環保車輛，其支持多種運行模式特征，改善了傳統汽車的尾氣污染問題。根據混合動力汽車運行經驗，這類汽車的發動機在運行期間容易面臨無法停機故障。因此，分析混合動力汽車無法停機的原因及解決方案具有一定的必要性。

2 混合動力汽車發動機常見故障

結合混合動力汽車發動機的運行狀況來看，這類發動機的常見故障包含：

2.1 發動機無法啟動

在混合動力汽車運行期間，發動機啟動故障較為常見[1]。這類故障的形成原因相對復雜。當發現混合動力汽車發動機出現無法啟動故障后，應注意考慮故障是否與點火器故障、啟動系統故障或燃料噴射系統故障等有關。

2.2 發動機失速

混合動力汽車發動機運行期間，可能出現失速故障。這類故障的引發原因主要包含：第一，點火控制系統故障。混合動力汽車的溫度開關工作不良，或冷啟動噴油器故障，均可能引發發動機失速；第二，燃油噴射系統故障。啟動發動機后，如斷路繼電器觸點抖動、燃油噴射系統連接不當，或系統局部出現變形問題，均有一定概率引發發動機失速故障，影響混合動力汽車的正常運行。第三，進氣系統故障。如進氣系統局部出現漏氣問題，可引發進氣異常，干擾發動機的正常運行。

2.3 發動機怠速

這類故障問題的表現為：混合動力汽車發動機啟動后，發動機怠速狀態下，轉速波動較大，造成混合動力汽車熄火。通常情況下，混合動力汽車發動機的怠速參數處于550-800轉/min范圍內。而當混合動力汽車發動機出現怠速故障后，其轉速參數的異常波動，容易導致汽車頻繁熄火，為混合動力汽車的運行帶來一定安全隱患[2]。這類故障問題主要與ECU故障、點火控制系統異常等因素有關。

2.4 發動機無法停機

停機故障是混合動力汽車發動機的常見故障之一。這種故障問題表現為：啟動發動機后，發動機正常啟動，完成自檢，確定整車符合純電起步要求；當駕駛室操作調整運行模式（如請求以純電模式運行）時，發動機無法停機，仍保持運行狀態。

3 混合動力汽車發動機無法停機的原因

根據混合動力汽車發動機原理，無法停機故障的產生原因主要包含：

3.1 冷卻液溫度異常

從混合動力汽車發動機的停機原理來看，發動機運行狀態下，發動機冷卻液溫度參數與停機存在密切關聯[3]。以輕度混合型混合動力汽車Insight為例，其停機機制為：發動機啟動后，啟動/發電一體機（ISG）迅速影響發動機轉速，將其轉速水平調整至950轉/min水平上，此時，發動機開始噴油點火運行；當駕駛室發出停機指令（信號）時，發動機冷卻液溫度符合正常工作范圍要求，且混合動力汽車處于空擋停車狀態（減速狀態下車堵不足16km/h水平），發動機可正常停機。根據上述機制，如駕駛室發出純電模式運行請求后，發動機冷卻液溫度超出正常工作范圍，容易引發發動機無法停機故障。因此，在混合動力汽車發動機無法停機故障的處理中，應注意評估發動機冷卻液溫度是否存在異常。

3.2 發動機控制器響應異常

發動機運行狀態下，駕駛室通過調整運動模式向發動機發出停機指令后，發動機控制器的響應狀況，是決定發動機能否正常停機的關鍵所在。在響應期間，如受通信因素影響，導致發動機控制器無法正常響應來自混動整車控制器或ABS控制器的信息，可能會導致停機故障。結合目前混合動力汽車的運行狀況來看，由發動機控制器響應異常引發的停機故障較為常見。

4 混合動力汽車發動機無法停機故障處理分析

這里以某故障混合動力汽車發動機為例，針對其無法停機故障的原因及解決方案進行分析：

4.1 混合動力汽車發動機分析

某企業研發的新型混合動力汽車支持發動機模式、純電動模式以及混合動力模式3種不同運行形式。該混合動力汽車發動機的停機機制為：駕駛室發出停機指令后，ABS控制器向外傳輸輔助發動機停機CAN信號，發動機自動進行自檢，經自檢確認正常后，借助CAN總線信號實現發動機停機，并轉為純電運行模式。

發動機響應駕駛室停機指令的過程為：ABS控制器持續向發動機發送EBC1報文，當系統識別出Byte4 Bit6 Bit5的值為“01”時，發動機控制器響應停機指令，控制發動機的噴油動作。隨著噴油的中斷，混合動力汽車發動機轉速逐漸降低，并逐漸轉為停機狀態。在這一期間，EBC1報文處于持續發送狀態。一旦報文傳輸中斷，或接收終止，發動機可能無法正常停機。

4.2 故障描述

該混合動力汽車的發動機運行一段時間后，突發停機故障。故障表現為：混合動力汽車鑰匙處于Start檔狀態，發送機啟動并順利完成自檢，確定整車符合純電起步運行條件，但發動機始終未停機。

4.3 故障原因

根據該混合動力汽車發動機的運行原理及初步檢測結果，判斷該汽車發動機產生停機故障的原因為：發動機控制器出現響應異常。

該混合動力汽車共有車身CAN2及動力CAN1兩條CAN線（通信速率：250k）。從發動機構成來看，發動機控制器及ABS均位于動力CAN1上。當混合動力汽車啟動后，整車高壓、低壓均處于通電狀態，整車網絡通信系統運行，ABS控制器參照SAE J1939標準向外發送報文。當整車鑰匙開到Start檔時，發動機開始自檢評估，判斷混合動力汽車是否符合純電起步條件（由混動整車控制器發揮作用，監測氣壓、電池電量等參數是否符合要求），確定符合后，混動整車控制器向外發送EBC1報文，促使發動機控制機停機。在這一期間，混動整車控制器與ABS控制器同時發送EBC1，導致動力CAN1網段上出現兩個相同ID，此時，發動機控制器無法響應CAN網段中的EBC1信號，形成發動機停機故障。

4.4 故障處理

根據該混合動力汽車發動機的停機原理，停機故障的解決思路包含：

第一，總線控制調節模式。在該混合動力汽車中，發動機控制器可經響應總線報文信號這一途徑，實現車下啟停發動機功能。根據這一原理，當發現發動機在停機指令下出現無法停機故障時，可直接利用整車控制器發送CAN信號，對發動機產生控制作用，達成停機目的。第二，變更ABS控制器報文源地址。從該混合動力汽車無法停機故障的產生原因來看，這一故障形成的關鍵在于：駕駛室發出停機指令后，動力CAN1網段上同時收到兩個相同ID的CAN報文。為了解決上述故障，可按照避免動力CAN1網段上接收兩個相同ID報文原則，針對ABS控制器的報文源地址進行調整。對照整車控制器發送EBC1報文的源地址，將ABS控制器的報文發送源地址修改為其他源地址，此時，由于動力CAN1網段接收的CAN報文ID不同，因此，發動機控制器可正常響應，控制發動機正常停機。第三，調整混動整車控制器報文源地址。混合動力汽車駕駛室請求純電運行模式時，ABS控制器與混動整車控制器在EBC1報文標識符方面的沖突，是導致發動機出現無法停機故障的關鍵。為了避免上述狀況，可按照調整混動整車控制器報文源地址這一思路，對混動整車發動機通信模式進行優化。根據該混合動力汽車發動機的通訊協議，可將混動整車控制器發送的EBC1報文ID由OB調整為0x18F001EF，并將發動機的報文接收模式更改為：僅接受固定源地址（PGN=F001）的報文。在這種情況下，當駕駛室發出請求純電運行模式指令后，動力CAN1網段僅接收到來自ABS控制器的EBC1報文，而無標識符沖突產生，此時，發動機可正常停機，并轉為純電運行模式。

此外，為了更好地減少混合動力汽車發動機停機故障及其他相關故障的發生，可根據各類故障的特征表現、形成原因，建立故障診斷系統。即收集與混合動力汽車發動機故障有關的信息，將相關信息整合后，建立完善的故障數據庫，于數據庫中對不同故障、故障原因進行分類。當混合動力汽車發動機的運行出現問題時，可將問題的關鍵信息輸入數據庫中進行檢索，查找故障診斷系統中是否有類似信息，如發現類似信息，可直接提供相關信息，為混合動力汽車發動機故障的處理及預防，提供良好的支持。

結論：綜上所述，加強混合動力汽車發動機停機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生，可結合混合動力汽車發動機的運行原理，綜合評估可能導致混動整車發動機無法停機故障的原因，并確定可靠的解決方案。此外，還應注意不斷從混合動力汽車發動機故障處理經驗中，總結有效技巧，為混合動力汽車發動機的改進提供支持。