混合动力汽车发动机无法停机原因分析及解决方案研究

王昌福

烟台汽车工程职业学院 山东省烟台市 265500

1 引言

随着能源短缺现象及尾气污染问题的加剧，环保汽车逐渐成为人们的关注重点。混合动力汽车作为一类环保车辆，其支持多种运行模式特征，改善了传统汽车的尾气污染问题。根据混合动力汽车运行经验，这类汽车的发动机在运行期间容易面临无法停机故障。因此，分析混合动力汽车无法停机的原因及解决方案具有一定的必要性。

2 混合动力汽车发动机常见故障

结合混合动力汽车发动机的运行状况来看，这类发动机的常见故障包含：

2.1 发动机无法启动

在混合动力汽车运行期间，发动机启动故障较为常见[1]。这类故障的形成原因相对复杂。当发现混合动力汽车发动机出现无法启动故障后，应注意考虑故障是否与点火器故障、启动系统故障或燃料喷射系统故障等有关。

2.2 发动机失速

混合动力汽车发动机运行期间，可能出现失速故障。这类故障的引发原因主要包含：第一，点火控制系统故障。混合动力汽车的温度开关工作不良，或冷启动喷油器故障，均可能引发发动机失速；第二，燃油喷射系统故障。启动发动机后，如断路继电器触点抖动、燃油喷射系统连接不当，或系统局部出现变形问题，均有一定概率引发发动机失速故障，影响混合动力汽车的正常运行。第三，进气系统故障。如进气系统局部出现漏气问题，可引发进气异常，干扰发动机的正常运行。

2.3 发动机怠速

这类故障问题的表现为：混合动力汽车发动机启动后，发动机怠速状态下，转速波动较大，造成混合动力汽车熄火。通常情况下，混合动力汽车发动机的怠速参数处于550-800转/min范围内。而当混合动力汽车发动机出现怠速故障后，其转速参数的异常波动，容易导致汽车频繁熄火，为混合动力汽车的运行带来一定安全隐患[2]。这类故障问题主要与ECU故障、点火控制系统异常等因素有关。

2.4 发动机无法停机

停机故障是混合动力汽车发动机的常见故障之一。这种故障问题表现为：启动发动机后，发动机正常启动，完成自检，确定整车符合纯电起步要求；当驾驶室操作调整运行模式（如请求以纯电模式运行）时，发动机无法停机，仍保持运行状态。

3 混合动力汽车发动机无法停机的原因

根据混合动力汽车发动机原理，无法停机故障的产生原因主要包含：

3.1 冷却液温度异常

从混合动力汽车发动机的停机原理来看，发动机运行状态下，发动机冷却液温度参数与停机存在密切关联[3]。以轻度混合型混合动力汽车Insight为例，其停机机制为：发动机启动后，启动/发电一体机（ISG）迅速影响发动机转速，将其转速水平调整至950转/min水平上，此时，发动机开始喷油点火运行；当驾驶室发出停机指令（信号）时，发动机冷却液温度符合正常工作范围要求，且混合动力汽车处于空挡停车状态（减速状态下车堵不足16km/h水平），发动机可正常停机。根据上述机制，如驾驶室发出纯电模式运行请求后，发动机冷却液温度超出正常工作范围，容易引发发动机无法停机故障。因此，在混合动力汽车发动机无法停机故障的处理中，应注意评估发动机冷却液温度是否存在异常。

3.2 发动机控制器响应异常

发动机运行状态下，驾驶室通过调整运动模式向发动机发出停机指令后，发动机控制器的响应状况，是决定发动机能否正常停机的关键所在。在响应期间，如受通信因素影响，导致发动机控制器无法正常响应来自混动整车控制器或ABS控制器的信息，可能会导致停机故障。结合目前混合动力汽车的运行状况来看，由发动机控制器响应异常引发的停机故障较为常见。

4 混合动力汽车发动机无法停机故障处理分析

这里以某故障混合动力汽车发动机为例，针对其无法停机故障的原因及解决方案进行分析：

4.1 混合动力汽车发动机分析

某企业研发的新型混合动力汽车支持发动机模式、纯电动模式以及混合动力模式3种不同运行形式。该混合动力汽车发动机的停机机制为：驾驶室发出停机指令后，ABS控制器向外传输辅助发动机停机CAN信号，发动机自动进行自检，经自检确认正常后，借助CAN总线信号实现发动机停机，并转为纯电运行模式。

发动机响应驾驶室停机指令的过程为：ABS控制器持续向发动机发送EBC1报文，当系统识别出Byte4 Bit6 Bit5的值为“01”时，发动机控制器响应停机指令，控制发动机的喷油动作。随着喷油的中断，混合动力汽车发动机转速逐渐降低，并逐渐转为停机状态。在这一期间，EBC1报文处于持续发送状态。一旦报文传输中断，或接收终止，发动机可能无法正常停机。

4.2 故障描述

该混合动力汽车的发动机运行一段时间后，突发停机故障。故障表现为：混合动力汽车钥匙处于Start档状态，发送机启动并顺利完成自检，确定整车符合纯电起步运行条件，但发动机始终未停机。

4.3 故障原因

根据该混合动力汽车发动机的运行原理及初步检测结果，判断该汽车发动机产生停机故障的原因为：发动机控制器出现响应异常。

该混合动力汽车共有车身CAN2及动力CAN1两条CAN线（通信速率：250k）。从发动机构成来看，发动机控制器及ABS均位于动力CAN1上。当混合动力汽车启动后，整车高压、低压均处于通电状态，整车网络通信系统运行，ABS控制器参照SAE J1939标准向外发送报文。当整车钥匙开到Start档时，发动机开始自检评估，判断混合动力汽车是否符合纯电起步条件（由混动整车控制器发挥作用，监测气压、电池电量等参数是否符合要求），确定符合后，混动整车控制器向外发送EBC1报文，促使发动机控制机停机。在这一期间，混动整车控制器与ABS控制器同时发送EBC1，导致动力CAN1网段上出现两个相同ID，此时，发动机控制器无法响应CAN网段中的EBC1信号，形成发动机停机故障。

4.4 故障处理

根据该混合动力汽车发动机的停机原理，停机故障的解决思路包含：

第一，总线控制调节模式。在该混合动力汽车中，发动机控制器可经响应总线报文信号这一途径，实现车下启停发动机功能。根据这一原理，当发现发动机在停机指令下出现无法停机故障时，可直接利用整车控制器发送CAN信号，对发动机产生控制作用，达成停机目的。第二，变更ABS控制器报文源地址。从该混合动力汽车无法停机故障的产生原因来看，这一故障形成的关键在于：驾驶室发出停机指令后，动力CAN1网段上同时收到两个相同ID的CAN报文。为了解决上述故障，可按照避免动力CAN1网段上接收两个相同ID报文原则，针对ABS控制器的报文源地址进行调整。对照整车控制器发送EBC1报文的源地址，将ABS控制器的报文发送源地址修改为其他源地址，此时，由于动力CAN1网段接收的CAN报文ID不同，因此，发动机控制器可正常响应，控制发动机正常停机。第三，调整混动整车控制器报文源地址。混合动力汽车驾驶室请求纯电运行模式时，ABS控制器与混动整车控制器在EBC1报文标识符方面的冲突，是导致发动机出现无法停机故障的关键。为了避免上述状况，可按照调整混动整车控制器报文源地址这一思路，对混动整车发动机通信模式进行优化。根据该混合动力汽车发动机的通讯协议，可将混动整车控制器发送的EBC1报文ID由OB调整为0x18F001EF，并将发动机的报文接收模式更改为：仅接受固定源地址（PGN=F001）的报文。在这种情况下，当驾驶室发出请求纯电运行模式指令后，动力CAN1网段仅接收到来自ABS控制器的EBC1报文，而无标识符冲突产生，此时，发动机可正常停机，并转为纯电运行模式。

此外，为了更好地减少混合动力汽车发动机停机故障及其他相关故障的发生，可根据各类故障的特征表现、形成原因，建立故障诊断系统。即收集与混合动力汽车发动机故障有关的信息，将相关信息整合后，建立完善的故障数据库，于数据库中对不同故障、故障原因进行分类。当混合动力汽车发动机的运行出现问题时，可将问题的关键信息输入数据库中进行检索，查找故障诊断系统中是否有类似信息，如发现类似信息，可直接提供相关信息，为混合动力汽车发动机故障的处理及预防，提供良好的支持。

结论：综上所述，加强混合动力汽车发动机停机故障的分析具有一定的必要性。为了减少这类故障问题的发生，可结合混合动力汽车发动机的运行原理，综合评估可能导致混动整车发动机无法停机故障的原因，并确定可靠的解决方案。此外，还应注意不断从混合动力汽车发动机故障处理经验中，总结有效技巧，为混合动力汽车发动机的改进提供支持。