混合动力电动客车自起动故障诊断与排除

赵 佳，王 力，刘清波

（中通客车新能源工程部，山东 聊城 252000）

1 故障现象

接公司售后服务人员反馈，一批出厂不久的新能源混合动力电动客车在钥匙打到ON档，但没有打START档的时候经常出现自行起动的情况，维修人员在接近发动机时存在安全隐患，客户对此表示十分忧虑，希望尽快查明原因排除故障。售后服务人员在排查过程中发现了一个奇怪的现象，拔掉配电盒中起动控制电路的熔断丝后，按常理发动机不应该再起动，但实际发现仍然会起动。

2 故障分析

设计人员不在现场，通过电话与现场服务人员进行仔细沟通，初步做如下分析:①多数车辆存在自起动现象，故障具有普遍性；②之前批次车辆未出现类似问题，故障具有批次性，应关注本批次客车与之前批次客车的任何细微改动；③此批车与之前批次车的起动电路及配电盒未有任何改动，初步排除设计原因；④发动机起动由混合动力系统的ISG电机起动，并不是由传统起动机起动，初步断定不是传统起动电路的故障；⑤配电盒中的起动控制电路可能存在串电现象。通过以上分析，笔者将重点放在混合动力系统的起动控制电路上面，此批车的起动电路原理图如图1所示，虚线框内的部分为配电盒内部电路。

3 起动电路工作原理

正常的起动过程为:钥匙START档将起动信号送给整车控制器HCM （图2），整车控制器HCM联合AMT控制器TCM共同判断是否满足混合动力ISG电机起动条件，若满足，则使用ISG电机拖动；若不满足，则接通两个起动使能继电器，然后驱动应急起动继电器，使用传统起动机拖动发动机。混合动力客车与传统客车相比有两种起动模式，正常情况下使用ISG电机快速起动模式，起动时间约为0.2～0.5 s；当混合动力有故障时则使用应急起动模式，即使用传统起动机起动，起动时间约为2～5 s。

4 故障诊断

正常情况下，拔掉9B和7C之间的起动熔断丝F1后，无论是ISG电机起动还是应急起动都不会再起作用，可实际情况是ISG电机仍可顺利起动发动机。想到这个奇怪的现象，笔者从仓库借出一个相同批次生产的的配电盒，检查是否有不经过起动熔断丝的其它途径向7C供电的电路。拆开后发现熔断丝F1并联着一个熔断丝熔断指示电路，如图3所示，其中图3a是带熔断丝的电流流向，图3b是拔掉熔断丝之后的电流流向。

从图3中可以看到，带熔断丝时，来自9B的电流直接通过熔断丝F1向7C供电。拔掉熔断丝后，电流通过熔断丝熔断指示电路继续为7C供电，虽然电流很微弱，但依然可触发整车控制器的起动信号输入管脚，只有断开7C才能彻底断开起动信号。笔者随即电话联系服务人员进行现场测试，切断配电盒处的7C电路后，发动机果然不会再起动。这样拔掉起动熔断丝F1后发动机仍然能起动着的现象就解释通了，同时也排除了从配电盒到整车控制器之间的线路存在问题的可能性。

可是发动机自起动的故障还是没有解决，笔者将焦点锁定在9B线路上，9B并不是由钥匙起动开关直接控制，而是经过仪表前控模块输出，如图4所示。

之所以这样设计，是因为前控模块加入了发动机转速、后舱门接近开关、空档检测的逻辑控制功能，只有当发动机停止、后舱门关闭且变速器处在空档档位时才允许9B往外输出电流。但是9B管脚具有自我检测的功能，只要模块一上电，管脚便每隔100 s输出一个微弱的检测电流，用来检测负载线路是否断路。笔者大胆猜想，整车控制器HCM是不是将这个微弱的检测电流误认为是起动信号，从而导致在没有打钥匙START档的情况下自行命令混合动力ISG电机起动发动机呢？带着这个假设，笔者随即对整车控制器的7C管脚电路（图5）进行分析。 从图5中可以看出，管脚内部接有一只滤除高频噪声干扰的旁路电容CRF，当模块输出检测电流时会给旁路电容充电，随着时间的累积，当CRF两端电压达到设定阈值时，就会触发整车控制器发出起动信号。

为了验证这个猜想，笔者设计了一套临时测试电路，在配电盒7C管脚输出端增加一个2 kΩ左右的搭铁电阻，用来吸收检测电流，如图6所示。测试方案确定后立即通知服务人员进行现场测试，结果验证了笔者的猜想，加上搭铁电阻后发动机没有再自起动，接通钥匙起动档开关，发动机起动正常。

5 电路改进及故障排除

故障原因找到后，笔者对起动电路进行了重新设计，见图7。更改后的起动电路增加了一个起动控制继电器，将前控模块起动输出管脚的检测电流与整车控制器接收的起动信号进行有效隔离，既保留了前控模块自身的起动逻辑和负载检测功能，又消除了整车控制器错误识别起动信号的隐患。方案确定后，立即通知服务人员利用配电盒内的备用继电器更改起动线路。经现场测试，自起动现象消失，发动机可正常起动。

6 故障总结

经过3天努力故障虽然解决了，却留给笔者一个疑问，同样的起动电路，为什么之前几批车辆未出现自起动的故障呢？笔者认为有两个原因:一是此批车的整车控制器可能修改了接收起动信号的阈值，反应过于灵敏，导致误将微弱的检测电流当作起动信号；二是此批车的前控模块可能增大了检测电流值，以致触发了整车控制器的起动命令。为避免再次出现类似故障，后续车辆的起动电路全部按照图7所示的原理进行设计，市场反馈良好，未出现自起动现象。

混合动力客车的起动电路比传统客车的起动电路更加复杂，很难一下子就找出问题的根源。解决此类故障应充分掌握控制模块的输出控制逻辑和整车控制器的工作原理，认真分析每一个可能引起故障的细节，理清思路循序渐进逐个排除，故障便会迎刃而解。