2016款起亚KX5车怠速起停系统工作后起步缓慢

广西通惠汽车销售服务有限公司 李康林

一辆2016款起亚KX5车，搭载G4FJ发动机，累计行驶里程约为8.5万km。车主反映，怠速起停（ISG）系统使发动机熄火后，若原地停车时间超过40 s再释放制动踏板，发动机能够重新起动，但车辆起步缓慢，约2 s后才能行驶，且有时起步瞬间加速，车辆“发闯”；不使用ISG功能时，车辆起步和加速均正常。

接车后试车，确认故障现象与车主所述一致。使用故障检测仪（KDS）检测，无相关故障代码存储；进入发动机系统查看蓄电池数据，蓄电池电压为14.16 V，蓄电池的充电状态（SoC）和蓄电池的健康状态（SoH）均为81%（图1）。该车在行驶中停车后，ISG系统能够使发动机熄火并重新起动，说明ISG系统的工作条件是满足的，同时执行器部分也正常，暂时排除ISG系统控制部分引起故障的可能。

图1 发动机系统中的蓄电池数据（截屏）

频繁的起动操作会使车载网络的工作电压降低，为了向电压敏感电气部件（音响、组合仪表、空调控制面板及导航等）提供稳定电源，该车配备了低压直流/直流转换器。如图2所示，一般情况下，低压直流/直流转换器启用旁通电路直接输出蓄电池电压，而在起动发动机时，低压直流/直流转换器启用转换电路，将降低的蓄电池电压升压后输出稳定电压。

图2 低压直流/直流转换器的工作原理

在ISG系统重新起动发动机时播放U盘音乐，不存在卡顿，说明低压直流/直流转换器工作正常。

读取起步时发动机系统中的燃油压力数据（图3），发现目标和实际燃油压力（绝对压力）均为4.5 bar（1 bar=100 kPa），设定和实际燃油共轨压力（绝对压力）均约为58 bar，正常，由此排除燃油供给系统引发故障的可能。反复试车，同时读取发动机数据流，确认发动机不存在失火现象，由此排除发动机工作不良引起故障的可能。

图3 起步时发动机系统中的燃油压力数据（截屏）

举升车辆，仔细检查4个车轮的制动情况，不存在制动拖滞现象。该车车身稳定控制（ESC）系统具有上坡起步辅助控制（HAC）功能，进入ESC系统读取相关数据（图4），横向加速度传感器、横摆率传感器及纵向加速传感器的数值均不为0。执行纵向加速度传感器校准后，上述3个传感器的数值均为0。试车，释放制动踏板后，ESC总成内部的主缸压力快速降低至为0 bar左右，说明ESC系统工作正常。

图4 ESC系统中的相关数据（截屏）

故障时变速器处于D1挡状态，怀疑可能与变速器的控制部分有关。如图5所示，该车配备7速干式双离合变速器，它主要由双离合器总成（内含奇数挡离合器和偶数挡离合器）、离合器执行器总成（内含2个离合器电机）、挡位执行器总成（内含2个换挡电机和2个选挡电磁阀）、齿轮组等部分组成。变速器控制单元（TCU）根据挡位开关、发动机转速、输入轴转速、加速踏板位置、节气门开度、车速、制动开关等信号控制挡位执行器总成和离合器执行器总成工作，并能够预选2个挡位（1个奇数挡和1个偶数挡），以达到迅速升挡或降挡的需求，最终保证传动效率高、换挡速度快、动力无中断。

图5 7速干式双离合变速器的组成

如图6所示，换挡杆处于P挡，踩下制动踏板，起动发动机，TCU接收到发动机转速信号后控制挡位执行器总成工作，提前将内部齿轮预选在D1挡和R挡状态；如图7所示，将换挡杆置于R挡，离合器电机2位置（偶数挡轴）为9.588 mm，输入轴转速2（偶数挡轴）为0 r/min；如图8所示，将换挡杆置于D挡，离合器电机1位置（奇数挡轴）为9.535 mm，输入轴转速1（奇数挡轴）为0 r/min。从输入轴转速可以看出，此时离合器并没有真正接合，只是处于临界工作状态（离合接触点位置），只有松开制动踏板后，离合器压盘才会继续移动，从而压紧离合器摩擦片，将动力传递给输入轴。

图6 P挡时的预选挡位状态（截屏）

图7 R挡时离合器电机2工作在离合接触点位置（截屏）

图8 D挡时离合器电机1工作在离合接触点位置（截屏）

读取变速器数据流，发现故障出现时的挡位为D1状态，松开制动踏板，约3 s后输入轴转速1（奇数挡轴）才慢慢升高，推断离合器1（负责为奇数挡传递动力）接合异常。进一步试车，重点观察离合器电机1位置和离合器电机1电流数据（图9），发现松开制动踏板，发动机重新起动瞬间，离合器电机1位置从9.328 mm（离合器接触点位置）变成-1.928 mm（离合器完全分离位置），离合器电机1电流从6.53 A变成0.27 A，约2.6 s后离合器电机1电流又升至6 A，离合器电机1位置从-1.928 mm变成12.5 mm（完全接合位置），此时离合器1接合，车辆可以起步。与正常起步时的变速器数据流（图10）对比，推断故障是由离合器1无法维持在当前离合器接触点位置引起的。另外还注意到，松开制动踏板后，在发动机起动瞬间，故障车的TCU供电会从12.5 V降低至9.85 V，而正常车的TCU供电只降低至11.40 V，怀疑故障是由TCU供电过低，出现“重启”现象导致的。

图9 起步异常时的变速器数据流（截屏）

图10 正常车起步时的变速器数据流（截屏）

仔细检查TCU的端子、电源及搭铁，均未见异常。由于TCU供电是在起动瞬间产生明显电压降的，怀疑与蓄电池有关。检查蓄电池，发现蓄电池并非原厂配件，但蓄电池规格与原厂配件一致。用蓄电池检测仪检查蓄电池，显示蓄电池电压为12.93 V，SoC为100%，但SoH只有33%（图11），说明蓄电池已老化，需要更换。

图11 蓄电池的检测结果

更换原厂蓄电池，静置4 h学习后试车，读取变速器数据流，ISG系统使发动机熄火后，离合器电机1电流一直为6 A，离合器电机1位置一直为9.5 mm，说明离合器1一直工作在离合器接触点的位置状态；松开制动踏板，发动机起动瞬间TCU供电从14 V下降到11.6 V，离合器电机1位置从9.5 mm上升至13 mm，同时输入轴转速1上升，说明离合器1进入接合状态，已将发动机的动力传输到奇数挡输入轴上。车辆起步一切正常，故障排除。