发动机启停系统的结构组成及工作原理

化永星

摘 要：STOP&START简称STT，是车辆在行驶过程中节能减排的一种技术。STT是一套控制发动机启动和停止的系统，是现在汽车的一个重要辅助功能的组成部分，它影响汽车的燃油经济性。本文主要讲述了发动机启停技术发展过程、部件组成和工作原理等，着重介绍了启停系统的主要组成元件、工作原理。

关键词：启动系统 停止系统 工作原理 工作条件

The Structural Composition and Working Principle of The Engine Start-Stop System

Hua Yongxing

Abstract：STOP&START is abbreviated as STT， which is a technology for energy saving and emission reduction during vehicle driving. STT is a system that controls the start and stop of the engine. It is a component of an important auxiliary function of the current car. It affects the fuel economy of the car. This article mainly describes the engine start-stop technology development process， component composition and working principle， etc.， focusing on the main components and working principles of the start-stop system.

Key words：start system， stop system， working principle， working conditions

1 發动机启停技术简介

发动机启停技术简称STT。它出现在上世纪七十年代。本篇文章主要以大众汽车中的启停系统为例进行讲解。STT是通过电脑判断车辆的运行状态，例如车辆在十字路口等待红灯、城市拥堵等停滞状态，电脑通过相应的传感器传递信息，向发动机控制单元传递停车信号，汽车供油系统自动停止供油，发动机停止工作。此技术首先由丰田皇冠应用，一些汽车企业也开始涉足这项技术，例如：奥迪、一汽大众、东风雪铁龙等众多品牌都开始涉足这一技术，但一直到2006年自动启停技术才开始被汽车企业广泛投入使用。

2 系统概览

2.1 启停系统结构组成

2.1.1 启停系统结构

STT系统是发动机电脑中其中的一个功能，该系统运行需要相关的传感器、执行器与电脑等部件参与。下面列出了一些必要的车辆部件，如图1所示。但是，为了起动/停止系统与车辆上其它系统工作的协调性，以及对启动停止系统的工作条件进行检测，还需要一些相关信息。如：蓄电池电压、蓄电池温度、冷却液温度、方向盘转角、换挡杆位置、制动踏板位置信号、制动压力信号、车外温度信号、车内温度信号。

2.1.2 主要组成部件

1）起动/停止运行开关F416，该开关安装在换挡杆右下方的开关板条上。不同车型起动/停止按钮不同，当起止运行开关损坏时，发动机的自动启停功能失效，随后发动机控制器的故障存储器就会记录相关故障信息。

2）蓄电池监控传感器

蓄电池的电量决定发动机的再启动，它是发动机启动停止运行过程的一个重要条件。蓄电池监控传感器安装在蓄电池的负极。

蓄电池传感器根据测得的蓄电池信号，转换为以下信息：蓄电池电压、蓄电池电流和蓄电池温度。

3）启动电机

启停系统主要故障经常会出现在启动机、蓄电池、控制单元、控制程序等方面，尤其启动机出现的故障概率最高，所以带有启停功能的车辆对启动电机有相对较高的要求。不带启停功能的车辆在行驶中，正常就启动一次，带启停功能的车辆，在行驶过程中启动电机会频繁的启动对启动机的质量和性能要求较高。

4）发电机

普通车辆的发电机是通过一根单独的导线使其与发动机和汽车电路相连接的。而带有启停功能的车辆，其发电机是通过一条LIN线来进行信息的传递的。信息也可以通过CAN线向其它一些相关的控制器传递相关信息。比如发动机控制器、加速踏板控制器。

5）蓄电池

带有启停功能的车辆对蓄电池有较高的要求，在车辆行驶过程中会频繁启动，蓄电池也需要频繁向启动电机供电，这就会加快消耗蓄电池的使用寿命，普通铅蓄电池满足不了这样的恶劣的工作状况，所以就需要相对更为高级的蓄电池，即为AGM蓄电池。

6）电压稳定器

稳压器就是-个DC/DC-变压器。电压稳定器的作用就是将车辆12V电源在特殊工况下，将车载网络的工作电压稳定在约12V。因为STT系统需要很大电流才能正常工作，会影响车上其它用电器的正常使用。它可以稳定工作电压，确保使汽车其它用电设备正常工作。

2.2 系统通信

发动机起动时，不仅要接收油门和刹车信号以外，还要接收并处理更多的信息，比如：启动停止开关信号、发动机转速信号、机油液位信号、制动踏板位置信号、蓄电池电压信号、蓄电池温度信号等等。逻辑系统首先要确定点火开关信号，其次对启停装置运行及其它系统进行调节。

3 启停系统工作原理

按下启停功能按键，启停功能激活。

启动蓄电池向蓄电池监控单元供电，蓄电池监控单元被激活形成回路，蓄电池监控单元监控启动蓄电池的启动电压、启动电流和蓄电池温度，将检测到的数据信息传递给J533（网关），网关将处理好的信号传递J623（发动机控制单元），F47（制动踏板开关）把信号传递给J623（发动机控制单元），如图2所示。档位传感器将档位信号传递给发动机控制单元，发动机控制单元对这些信号统一处理，处理完后，发动机控制单元将要关闭发动机信号传递给J538（燃油泵控制单元），燃油泵控制单元将信号传递给供给燃油泵，供给燃油泵收到信号后，停止工作，供油中断，发动机熄火，停止工作。

当道路不在拥堵或者交通信号灯已经变为绿色信号灯后，发动机需要再次启动。再次启动首先要满足启动的条件，启动电机经过蓄电池供电进入工作，启动电机通过启动继电器2（J907）和启动继电器1（J906）将启动信号传递给启动开关E693，最后启动信号传递到发动机控制单元当中。发动机控制单元紧接着对信号进行处理，处理后将启动信号通过燃油泵控制单元传递给供给燃油泵，供给燃油泵（G6）接到信号后开始工作，快速向燃油系统供油，发动机开始工作。

4 启停系统工作条件

4.1 停车—关闭发动机

发动机中STT系统关闭的条件，除了驾驶员正常操作离合器、制动器和换档杆外，还需要满足一些其它条件：

方向盘转角<270°。

车的倾斜角≤10%。

冷却液温度在25℃-100℃之间。

制动真空压力大于550mbar。

车辆停止，轮速为0km/h。

蓄电池温度大于或等于-1℃并且要低于55℃。

發动机机舱盖盖上：防止由于意外的重启，机舱内旋转部件造成危害。

发动机转速小于每分钟1200转。

4.2 继续行驶—启动发动机

要想让发动机启停系统再次启动。需要满足以下条件：

驾驶员位置系好安全带。

发动机机舱盖已经关闭。

驾驶员侧（左前）车门已关闭。

驾驶员已踩下离合器踏板（手动挡）。

换挡杆处于空挡位置。（手动挡）

驾驶员松开制动踏板。

自动档车处于D档。

4.3 按车辆需求启动发动机

如下这些因素会促使发动机起动。

根据车辆配置的不同，可能涉及到下述条件：车辆停在坡道上时溜车，当需要制动系统助力和转向系统助力时，当车辆速度超过3km/h，发动机会自动启动;发动机冷却液温度超出范围（不在25℃到100℃之间）;制动助力不足;蓄电池电压不足;使用了除霜按键，鼓风机档位超过了4级，需要空调的制热或制冷要求，出风口目标温度和成员室温度之差大于8℃等。

4.4 中断条件

下列这些条件会使启动停止系统工作中断，条件如下：启停系统功能键关闭;蓄电池电量不足以满足再次发动机启动功能再次启动的要求;除霜功能已开启;前风玻璃调控制操作设置温度与车内实际温度差大于8℃;发动机转速高于1200r/min;发电机损坏。

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