混合动力汽车发动机无法停机原因分析及解决方案

王 斌，胡艳峰，王保平，郑 欣，徐 峰

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

1 故障描述

某车厂开发的一款混合动力电动汽车，有3种模式：纯电动模式、混合动力模式以及发动机模式。在正常情况下，应是发动机先自检，确认正常后发动机停机，然后纯电动起步。现在问题是，在钥匙打到Start挡后，发动机启动并完成自检，且整车满足纯电起步的条件，但发动机一直工作没有停机 （或只偶尔情况下停机），即使驾驶室操作EV纯电模式开关请求车辆纯电模式运行，发动机仍不停机。

2 当前发动机停机指令分析

此时的发动机停机指令，实际是借用ABS控制器发送的辅助发动机停机CAN信号来完成的。采用CAN总线信号实现发动机停机，通信报文见表1。

表1 发动机停机报文

发动机在接收到EBC1报文时，若Byte4 Bit6 Bit5值为“01”时，发动机控制器将控制发动机停止喷油，发动机转速逐渐下降，直至发动机停机，因此该报文应该持续发送直到发动机停机为止 （停机过程不可终止该报文发送）。原因是若停机的过程中，该报文接收终止，发动机转速还在一定转速以上时，发动机会自行恢复到正常运行状态。车辆网络架构如图1所示。

3 故障分析

图1 车辆网络架构

由总线拓扑可知，整车有2条CAN线，动力CAN1及车身CAN2，通信速率都是250k。其中ABS及发动机控制器 （EEC）都在CAN1上，当车辆ON挡后，整车高低压都上电，此时网络通信开始，ABS控制器会按照SAE J1939的要求发送自己的报文。当Start后，发动机启动自检，同时混动整车控制器 （HCU）会监测动力电池电量、气压等车辆相关状态，满足纯电起步后，HCU会控制EEC停机，即发送借用的EBC1报文中的辅助发动机停机信号来使发动机停机。这时，问题出来了，ABS发送EBC1，HCU也发送EBC1，根据CAN通信的原理，一个CAN网段上不能出现2个相同的ID，因此EEC无法响应HCU发送的EBC1报文，从而导致发动机无法停机。

4 解决方案

4.1 避免同一个CAN网段上发送2个相同ID的CAN报文

由于该车型匹配的是电控发动机，发动机在出厂前已经内部刷了程序，只对源地址0B的EBC1报文有响应。因此要实现HCU通过EBC1控制发动机停机，只能是ABS控制器修改发送EBC1报文的源地址。但和ABS厂家沟通，厂家表示产品已经批量化且符合SAE J1939规定，所以无法修改EBC1源地址。

4.2 考虑是否可以现场改线，更改为硬线控制

图2为发动机控制器EEC的部分硬线输入PIN脚。其中K67为车下发动机启动开关，车辆维修或上装取力时可以车下启动发动机。车下启停开关为选用装置，并且用此功能停机必须在停车即车速为0的条件下才有效。因此行车过程中要停止发动机无法借用该开关，所以行车中如果遇到需要停止发动机的情况，这种硬线方式还是无法实现。

图2 发动机控制器部分硬线PIN脚

4.3 总线控制

车下启停发动机功能，除了上述的车下启停发动机硬线开关能实现此功能外，发动机ECU也可以响应总线的报文信号实现此功能，需要停机时，整车控制器发送CAN信号控制发动机停机。查看发动机通讯协议，发现有ID为0x0CFF0431的DEC1（开关控制器）报文，见表2。

表2 DEC1报文

Byte2的Bit6、5车下停止发动机信号，可以实现发动机的停机。根据PGN=00FF04=65284，查看SAE J1939，得知65284为一个制造商自定义的PGN。由此可以看出发动机开放DEC1报文是他们自己定义的，专门用于车下启停发动机。由于车下启停功能是在车辆停止的情况下才能使用的，因此该DEC1报文应用的一个限制条件就是车速必须为0，发动机才会响应DEC1发送的发动机停机信号。所以在行车时如果要发动机停机，DEC1还是实现不了，当然我们可以屏蔽车速信号，但又存在一定的安全隐患。

4.4 又回到EBC1报文

HCU借用EBC1来停止发动机，由于与ABS也发EBC1标识符冲突，导致无法停机的情况发生。上述我们试图让ABS厂家来修改ABS发送的EBC1的源地址没有成功，那么，为什么不让HCU发送的EBC1将源地址OB修改为其它呢？经与发动机厂家沟通，发动机只接收一个源地址的PGN=F001的报文，所以只需要出厂前配置好即可，这样就解决了ID冲突，并可以控制发动机停机。因此，修改HCU发送的EBC1报文ID为0x18F001EF，通过实验验证，这种方法很好地解决了发动机的停机问题。

5 故障总结

故障的出现是由于同一CAN网段上出现了2个相同的标识符，通过修改HCU发送停机EBC1报文的源地址，以及发动机厂家出厂前设置好对源地址EF标识的识别，从而最终解决了发动机无法受控停机的问题。