車輛自動啟停系統工作不良的檢測與排除

摘要：汽車企業在我國經濟結構中具有舉足輕重的地位，對國家經濟發展變革、社會建設的貢獻有目共睹。汽車自動啟停功能是近年來非常流行的環保功能，可以快速實現車輛的自動停止，非常容易操作，同時也節省了燃油的成本，深受人們的喜愛。該功能是一個智能的系統，具有許多模塊和組件，因此在技術上維護難度較大。據此，分析了汽車故障診斷與維修的方法，并對故障診斷與維修進行了研究，以期對該功能的優化有所幫助。

關鍵詞：汽車；自動啟停失效；故障診斷與維修

中圖分類號：U472 收稿日期：2022-12-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.02.023

1 前言

隨著我國汽車數量的增加，交通擁堵已成為城市生活的一個常見現象。當車輛通行不暢時，大部分發動機處于怠速狀態，這不僅增加了汽車的燃料消耗，還增加了污染物的排放強度。為了解決怠速狀態下車輛的燃料消耗問題，減少污染物的排放，汽車發動機自動啟停技術應運而生。目前汽車發動機自動啟停技術的發展已廣泛應用于汽車生產，并已成為汽車的重要功能［1-2］。汽車發動機自動啟停技術對于汽車發動機故障診斷和維修技術提出了新的挑戰，因此本文以汽車發動機自動啟停系統的不良檢測與排除為主要內容展開研究。

2 自動啟停技術

2.1 自動啟停功能概述

汽車發動機自動啟停系統，即是在車輛行駛過程中由于交通密度和緊急情況而自動啟動和停止熄火的控制系統［3-4］。當汽車需要保持運轉時，發動機重新啟動，車輛在停車時踩下剎車后自動關閉發動機。駕駛員長踩剎車可以確保發動機維持在關閉狀態，如果需要重啟，只需放慢剎車踏板或轉動方向盤開始移動時，發動機會重新自動工作，只需要駕駛員重新踩油門出發即可。汽車在自動啟停的過程中需要維持在D 擋，因此速度不會很快。

當汽車發動機自動啟停功能啟動時，始終保持踩下踏板，發動機自動關閉，儀表上的自動駐車信號燈打開，松開踏板后，發動機立即啟動，燈將自動熄滅。同時汽車發動機自動啟停技術也含有一個可手動關閉的開關功能。混合動力汽車處于純電工況時，僅由驅動電機驅動車輛行駛，這時可以視為驅動電機提供了車輛行駛的全部動力。車輛在行駛循環中，起步工況需要克服一個較大的靜摩擦力，因此對于汽車發動機啟停功能有著更高的技術要求。

2.2 自動啟停工作的基本條件

汽車自動啟停工作的基本條件包含以下幾個方面：

a. 自動擋擋位處于D 擋；b. 駕駛員未踩油門、汽車沒有保持供油狀態；c. 環境溫度通常在指定溫度范圍內，為0～30 °C；d. 當發動機處于加熱狀態時，蓄電池的穩定正常，電量充足，溫度恒溫；e. 駕駛員安全帶正常，剎車正常工作，無故障；h. 主駕駛門、發動機蓋等主要設備處于正常工作狀態。

但是當出現以下外力因素影響時，系統無故障仍然會出現其系統未正常啟動的現象。例如，大量用電設備處于使用狀態時，空調制冷或制熱時會出現蓄電池大量用電的情況，為避免出現大量用電導致蓄電池出現損耗的情況，自動啟停功能會自動執行關機命令；如果蓄電池電量不足，汽車長時間停放，也會造成電量不足引起的自動啟停功能未正常工作；如果剎車器停止，方向盤繼續轉動時也會出現短暫停止的情況；同時短時間內反復出現剎車啟動的現象，停車時路面不平整，處于斜坡等狀態，也會出現系統不啟動的狀況；由于外界環境的影響，發動機水溫過低，蓄電池更換沒有重置傳感器等問題，都會影響自動啟停功能的正常工作。

3 汽車發動機自動啟停系統工作原理

汽車發動機自動啟停系統的技術原理是，在車輛行駛的過程中，出現交通擁堵、紅綠燈等情況需要車輛暫時處于停滯狀態時，汽車無里程數，駕駛員通過剎車的方式使車輛緊急停下，但是發動機仍在運轉，發動機仍然處于工作狀態，長時間的空轉會嚴重影響發動機的工作壽命，對發動機的磨損非常高［5］。

在汽車自動啟停功能開始執行時，系統會自動預檢發動機的運行狀態，如果運行中出現的情況滿足系統的條件，自動啟動系統將自動工作。如果車輛必須繼續向前行駛，駕駛員可以通過手動操作“啟動停止器”來啟動該系統進入正常工作。發動機停機時，需要讓電機提供一個負扭矩給發動機調速，得到發動機停機的合理轉速。

目前技術的發展使發動機和蓄電池的應用范圍不斷增大，攻克了很多技術難題，汽車在低溫等惡劣條件下也可以維持其正常運轉，但是啟動時需要長時間的預熱過程。

4 汽車發動機自動啟停系統的類型

4.1 分離式

目前，市面上常見的汽車自動啟停系統為分離式啟停系統，主要特點是發動機和蓄電池獨立工作，同時發動機和發電機彼此獨立。該系統實現了系統中動力總成在不同動力需求下各種工作模式之間靈活、準確的切換，也避免了工作狀態在某些模式之間頻繁切換，比如發動機的頻繁啟停、電池頻繁的充放電，發電機必須保障蓄電池充電才能確保啟動器的正常工作。

4.2 集成式

集成啟停系統是基于轉子和定子的同步電機，該系統起發電機的作用，可以為汽車提供電力。此外，當車輛加速或爬坡時，該系統可以為車輛提供額外的輔助力矩，以提供車輛特別是電動車輛所需的能量，確保車輛在行駛過程中的靈活性和有效性，提高運營效率。如果車輛需要減速，集成啟停系統可以有效地將動能轉換為電能，并為汽車的電池充電，從而有效地提高能源效率并減少燃油消耗。集成啟停系統以實現系統行駛模式靈活、準確切換為原則，根據當前車速、驅動電池SOC和需求功率三個參數的門限閾值來確定汽車自動啟停系統的工作模式。

4.3 SISS 智能啟停系統

目前市面上的SISS 智能啟停系統主要由氣缸直接啟動，其動力來源是燃油燃燒時產生的膨脹力，同時該系統可以很大程度地優化啟動時間，可壓縮至0.35 s，并比其他自動啟停系統的啟動速度提高了一倍多。

5 自動啟停故障的診斷與維修分析

汽車自動啟停系統的自動化程度高，涉及多個模塊和部件，控制線路復雜，工作狀態的診斷和維修困難。在系統故障檢測的過程中，對于自動啟停系統的運行狀態、汽車發動機的運行狀態、組成元件的磨損程度、其他系統的工作原理等限制條件都需要檢測［6］。

在汽車維修和停車故障的情況下，根據車主的故障描述，盡可能地還原系統的狀態，更細致地檢測系統故障，因此在具體的檢測中需要遵循以下幾個步驟：

a. 嘗試再現自動啟動機器和車輛測試的停車故障，檢查啟動器溫度、外部溫度、大電流設備的使用、儀表盤提示等。

b. 道路測試時，檢查自動啟動器和停車的基本操作條件，以檢查基本操作條件是否一致，并且當基本操作條件不滿足時，與自動啟停工作的基本條件比對，檢測發動機是否達到正常操作溫度并且關閉大電流電力設施。當重復自動停止的基本條件時，自動停止功能不起作用，并開始下一步診斷。

c. 通常使用醫療設備或電池充電器來檢測自動啟動和停止期間的故障。正常情況下，健康狀態和電池電量應超過70%。如果仍然出現故障，需要進行維護和更換。蓄電池狀況良好，重新進行道路運行測驗。

d. 車輛試運行完成后，檢查自動啟動和停車功能是否正常，檢查試運行后代碼故障是否增加。清除故障代碼，自動修復，如果功能正常且故障代碼數量未增加，表示車輛已修復。

e. 如果檢查了蓄電池的狀態，沒有故障代碼，并且自動啟停功能不工作，則必須將繼電器放置在保險絲、啟動馬達和相應線路上，以便讓線路排除存儲故障碼的組件。

6 自動啟停常見故障診斷與維修案例分析

6.1 故障現象

據車主介紹，故障車是一輛行駛距離為11 萬公里的SUV，汽車在交通信號燈前停下，當踩下剎車踏板時，汽車會自動停止發動機并節省機油，但當儀表盤信號燈亮起時，抬起剎車踏板，發動機出現不能自動點火的情況，需要手動點火。這種故障出現的頻率不規范，增加了汽車自動啟停系統不良檢測與排除工作的難度。故障排除：經過反饋后，測試了幾次智能啟停功能，使用專用故障檢測設備檢測并保存故障代碼。在檢查過程中，與客戶進行了進一步溝通。當發生故障時，儀表板指示燈會點亮。根據以往經驗判斷，發動機自動停止不是由發動機踩油門引起的，而是由發動機本身的故障引起的。

6.2 故障維修

首先，需要更新系統并拆下節氣門，然后進行清洗，發現無故障后重新投入使用。幾天后，車主反映車輛仍有問題，送工廠檢查并報告制造商，技術人員需要根據行車記錄儀尋找系統在運行過程中出現的異常數據。根據此次的報修案例，技術人員在檢測的過程中遇到了很多問題和困難，經過反復的檢測發現，在系統運行的過程中PICE200 的故障代碼被錯誤過濾，其主要的信息為汽車發動機運行速度太慢，車輛出現抖動的情況并且熄火，也因此導致了系統運行的故障。

找到問題的原因后，技術人員制訂了維修計劃：a.確認供電線路、起動機和線路的外觀沒有出現老化、磨損等情況；b. 對于汽車的起動機和小齒輪的運行狀態進行檢測；c. 對飛輪的磨損進行檢測。最終結果是更換起動機總成，并在測試后故障排除。

6.3 維修總結

如果自動啟動和停止系統發生故障，維修人員可以分析故障原因，并使用以下項目創建維修程序。a. 必須了解車輛信息的基本要素，如年齡、距離、保養和交通狀況；b. 確定車輛故障的原因，聯系車輛駕駛員，了解車輛的正常使用情況，了解自動啟動故障的具體細節，包括道路故障、故障時間、頻率等；c. 制訂維修計劃，執行維修和保養，并在道路上測試車輛。確保車輛過程中存在反映的自動啟動器故障，并了解更多有關車輛在啟動-停止系統故障期間是否正常運行的信息。無論高功率電源設施、室外溫度、發動機溫度、儀表盤讀數怎樣，基于道路測試和觀察結果，可以根據自動啟動和停車系統操作所需的三個條件來檢查車輛狀況，如果未完成，則測試車輛的狀況和系統的正常功能。

例如，在滿足這些條件后，如果自動啟動和停止系統不能正常工作，則在汽車電機的故障診斷中，可以首先使用電池檢測器，如果整個電池的健康狀態達到70%或更高，則可以毫無問題地檢測電池。如果電池的操作不完美，可以通過調試或維護將電池調整到正常狀態，然后再次進行路試。如果無法在正常蓄電池狀態下開啟自動啟動和停止功能，請進行下一診斷。

使用自動診斷儀讀取自動故障代碼，關注駕駛員啟動和停車失敗的情況，識別故障，計劃維修，然后維修汽車。維修完成后，再次在道路上檢查車輛，確保車輛的起動機和駐車功能正常使用，并在道路測試完成后再次使用車輛故障診斷裝置，以確定故障是否增加。如果自動啟動和停止功能恢復正常，并且故障數量沒有增加，則可以獲取故障代碼并完成維修。

檢測完成后系統在行駛循環工況的不同工作模式之間實現了合理準確的切換，有效避免了發動機的頻繁啟停，將發動機的啟停轉速有效控制在預設閾值轉速的合理范圍內，驅動電機轉矩、功率的輸出情況與整車驅動模式相符合，整個循環中電池SOC 變化平穩，未出現電池充放電模式切換過于頻繁的現象，并且整個行駛循環中系統的油耗表現良好。如果檢測到蓄電池狀況良好且無故障代碼，則電機的自動關閉無法正常工作，因此需要根據維修說明和路線圖檢查車輛部件（如電機、繼電器和相關線路），必須根據檢查結果進行維修。

7 結語

智能啟停技術是通過適應新技術來控制社會發展的一種手段。如果在短時間內汽車需要立即停止，可以啟動智能啟動和停止控制。在機器自動控制下，節能環保、操作方便是目前該技術最常見的應用形式之一。在診斷自動啟動和停止功能之前，需要熟悉操作原理、操作條件、操作手冊和示意圖。在維修過程中，必須首先清楚地知道各項配件的正常工作狀態，尤其是關鍵配件起動機、發動機、蓄電池等故障因素已排除。通過讀取故障代碼、檢查故障代碼，并嘗試查找故障。因此維修的難點在于電池的狀況是否良好，有無相關的故障代碼，需要維修員耐心仔細地檢查操作，經過反復地推演來實現故障的排除。

參考文獻：

［1］王昆淺談商用車自動啟停技術［J］汽車實用技術，2022，47（12）：171-175

［2］李紅亮汽車發動機自動啟停功能的故障診斷與維修分析［J］內燃機與配件，2021（23）：173-174

［3］鄭曉輝汽車發動機自動啟停功能的故障診斷與維修分析［J］內燃機與配件，2021（15）：184-185

［4］閆文博汽車發動機自動啟停功能的故障診斷與維修分析［J］內燃機與配件，2021（14）：161-162

［5］葛智峰汽車發動機自動啟停功能的故障診斷與維修分析［J］內燃機與配件，2021（8）：115-116

［6］何欣車輛自動啟停系統工作不良的檢測與排除［J］科技風，2020（15）：156

作者簡介：

羅誠，男，1997 年生，研究方向為車輛強度理論與系統可靠性。