发动机系统典型故障诊断与排除

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摘要：为了提高能源的利用率，降低汽车油耗和尾气排放对大气的污染，汽车发动机怠速启停技术得到了广泛的应用。该系统可在怠速情况下，实现车辆智能启停。在实际使用过程中，由于各种原因，导致汽车怠速启停系统无法运行，车辆组合仪表盘提示怠速启停系统功能异常。文章针对奔腾某车型发动机怠速启停系统进行分析，并提出故障诊断和排除方法。

关键词：怠速启停系统；故障诊断；故障排除

引言

随着汽车节能技术的发展，越来越多的汽车发动机配备了怠速启停系统。发动机怠速启停系统能够有效降低燃油量、减少环境污染，避免发动机积碳问题[1]。然而发动机怠速启停系统功能复杂、故障时有发生，维修繁琐。下面就以奔腾B50手动挡轿车的发动机怠速启停系统为例，介绍其工作原理和故障诊断排除方法。

1怠速启停系统概述

怠速启停系统是在整车短时间停止时控制发动机停止，并在驾驶员操作或者系统有需求时再次起动的智能控制系统。当遇到红绿灯或者堵车时，发动机怠速启停系统能够让发动机熄火；当驾驶员踩下离合器、油门踏板或松开刹车的瞬间，发动机启动。该系统通过传感器采集车辆运行状态信号判断车辆是否具备智能启停条件，通过采集驾驶员操作信号判断是否执行智能启停，上述条件满足情况下进行发动机停机或启动，完全实现了智能监测操控功能，不影响驾驶员合理的操作习惯[2]。怠速启停系统主要由控制器ECU、蓄电池、起动机、启停系统仪表指示灯、主开关、继电器、离合器踏板开关、空挡位置传感器、制动真空度传感器、蓄电池传感器、速度传感器、温度传感器等组成。控制器ECU是车辆控制中心，用以整理各种传感器检测的参数，并进行分析，用于控制车辆的运行；蓄电池用于储存电能，给起动机供电；启停系统仪表指示灯能够显示系统运行情况，方便驾驶员查看车辆状况；主开关位于仪表板左侧护板上，用于人为操控怠速启停系统的开启和关闭。其他各类传感器用于监测车辆的各类参数，并传输给控制器[3]。

2怠速启停系统功能

驾驶员旋转点火开关至ON位置，启动发动机，怠速启停系统自动开启。按下怠速启停系统主开关以关闭怠速启停系统，怠速启停系统关闭0FF指示灯黄色显示，再次按下此开关可重新启用怠速启停系统。如果在自动停车状态时按下怠速启停系统主开关，将重新起动发动机，并关闭系统。为了保证安全，怠速启停系统的功能触发、自动停机、自动启动都由控制器ECU根据车辆运行参数和人为操作进行控制。下面就怠速起停系统的触发条件、自动停机的人为条件、自动起动的人为条件及特殊情况进行介绍。

2.1发动机自动停机条件

对于手动变速箱的车辆，发动机启动后，组合仪表盘上的怠速启停指示灯黄色显示。待车辆行驶一段时间，满足特定条件时，才能触发怠速启停系统运行，也就是可以实现自动停机，此时组合仪表盘上的怠速启停指示灯不亮。自动停机需要满足以下所有条件。（1）车辆无怠速启停系统故障。（2）怠速启停功能处于开启状态。（3）驾驶员侧车门关闭。（4）驾驶员侧安全带使用正确且系紧。（5）发动机保护盖关闭。（6）空调除霜功能关闭。（7）空调温度不能处在最低（LOW）温度或最高（HIGH）温度。（8）空调设置的目标温度与车内实际温度差小于3摄氏度。（9）车辆行驶道路的横向和纵向坡度分别不大于4.5度。（10）行驶车速大于10km/h。（11）蓄电池电量充足，且蓄电池电解液温度处于-10——70摄氏度之间。（12）发动机冷却液温度大于40摄氏度。（13）制动真空度大于450hPa。（14）如果档位处于R档行驶（在档时间大于500ms）后，车辆停止后需要向前行驶速度超过10km/h（公里/小时）后才能进行停机操作。（15）方向盘转动角小于45度，其转动角速度小于25度/秒。

2.2发动机停止的人为条件

发动机满足自动停机条件后，即组合仪表盘上的怠速启停指示灯不亮。此时驾驶员按照以下步骤进行操作，发动机熄火，进入自动停机状态。此时组合仪表盘上的怠速启停指示灯绿色显示。（1）踩下制动刹车踏板直到车速为零；（2）将档杆切换至N档；（3）松开离合器踏板；（4）发动机自动停机。

2.3发动机起动的人为条件

发动机由怠速启停系统控制下的自动停机转变为自动启动，需要驾驶员执行以下的操作，使发动机起动，此时组合仪表盘上的怠速启停指示灯黄色显示。具体方法如下：（1）方法一：踩下离合器踏板；（2）方法二：踩下加速踏板；（3）方法三：转动方向盘角度大于20度或角速度大于100度/秒；（4）方法四：按下空调除霜按键。2.4发动机自动启动的特殊条件当车辆状况满足一定条件后，无需驾驶员操作，发动机即可自动启动，此时组合仪表盘上的怠速启停指示灯黄色显示。当下列情况的任意一种发生时，发动机都会自动启动。（1）蓄电池处于馈电状态；（2）制动真空度小于45000帕；（3）车辆溜车车速度大于3千米/小时；（4）空调设定目标温度与车内温度差大于5摄氏度。

3怠速启停系统起动电气原理图

发动机怠速起停系统控制发动机自动启动的电气原理图可以为故障诊断维修提供依据。奔腾B50车型发动机怠速启停系统发动机自动启动的电气原理图，如图1所示。

4典型故障诊断与排除

4.1怠速启停系统仪表指示灯

仪表指示灯能够反映怠速启停系统的运行状态。指示灯无故障状态下，当怠速启停系统关闭时，组合仪表上的指示灯OFF点亮。同时组合仪表使用另一个双色LED灯（绿色/黄色）来向驾驶员指示怠速启停系统开启的状态。仪表盘怠速启停指示灯的状态含义，如表1所示。

4.2故障的诊断与排除方法

发动机怠速启停系统的故障多种多样，需要根据指示灯状态与怠速启停系统的运行状况，进行综合分析，找到故障原因，进行维修。

4.2.1常见故障根据维修人员的反映，发动机怠速启停系统的常见故障主要有以下几种情况。（1）离合器上、下位开关故障离合器上、下位开关位于离合器踏板支架上，作用是分别为ECU提供离合器松开信号和踩下信号。结构形式为机械式触点开关，由于暴露于驾驶室且经常受力，是较为常见的故障点。（2）空挡开关故障空挡开关安装在靠近变速杆侧的换挡拉线上，为ECU提供空挡状态信号，保证启动安全，为霍尔效应是开关。由于其结构形式及工作环境，是较为常见的故障点。（3）LIN通信故障LIN通信是将参数传送给ECU，进而分析控制怠速启停系统运行。通常是线路老化磨损导致的，或者对应元件损坏导致，需要综合分析。（4）其他各种传感器故障传感器用于检测车辆运行过程中的各种参数，传感器损坏会导致ECU无法读取车辆信息，使怠速启停功能失效。

4.2.2诊断与排除方法发动机怠速启停系统的故障，可分为系统无法正常工作和仪表盘指示灯故障。对于维修技术人员来说，要能够判断两种故障，为维修做准备。（1）系统能够运行，指示灯无法正常显示当怠速启停系统能够正常工作，而仪表盘指示灯指示出错，即系统状态和指示灯代表状态不一致，则表示指示灯出现问题。依据怠速启停系统系统开启后的运行状态，指示灯会按照指示灯黄色显示、指示灯不亮、指示灯绿色显示依次显示。具体诊断和排除方法为：根据电气原理图找到指示灯及其对应的线路，利用万用表进行线路导通性检查，更换对应线路或指示灯元件即可恢复正常。（2）系统无法运行对于怠速启停系统无法正常工作的问题，需要对比系统触发、自动停机和自动起动的条件进行综合判断，进一步确定原因，判断是否是故障导致的。对于故障导致的无法正常工作，首先使用故障诊断仪进行故障代码查看，根据故障代码找到具体的原因，使用电工仪表检查对应元件及线路故障，制定具体的维修方案，直至系统恢复正常。

参考文献

[1]喻金龙.某车型怠速启停系统原理及其标定[J].汽车工程师,2018(7):51-55.

[2]臧利国,彭志洋,裴跃翔,等.汽车怠速起停系统双开关起动机的设计[J].农业装备与车辆工程,2018,56(4):36-39.

[3]李振磊,林逸,龚旭.智能起停微混轿车试验研究[J].汽车工程,2010,32(8):654-658.

[4]张颖剑.汽车怠速启停系统发展现状与思考[J].汽车工业研究,2013(3):47-49.

作者：周武郁 徐聪 陈磊 单位：信阳职业技术学院汽车与机电工程学院