基于單片機控制的默認關閉發動機啟停功能的方法探討

【摘 要】隨著國家對汽車排放標準的不斷嚴苛，為改善城市空氣品質，各大汽車廠家紛紛引入發動機啟停技術。該技術雖可手動關閉，但發動機每次重新起動時，系統又會自動開啟此功能。對于不喜歡此項功能的駕駛員而言，這帶來了極為糟糕的用戶體驗。文章設計一種電路，能夠實現該功能默認關閉，且在有需要時可手動開啟，在一定程度上提高了駕駛員的駕駛體驗。

【關鍵詞】汽車;單片機;發動機啟停技術;設計

中圖分類號：U463.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）11-0029-02

Discussion on the Method of Default Shutdown of Engine Start-stop Function Based

on Single-chip Microcomputer Control

【Abstract】With the continuous strictness of national automobile emission standards，in order to improve urban air quality，major automobile manufacturers have introduced engine start-stop technology. Although the technology can be turned off manually，the system will automatically turn this function on every time the engine is restarted. For drivers who don't like this feature，it makes for a very bad user experience. This paper designs a circuit that can realize the default shutdown of the function，and can be manually opened when necessary，which improves the driver's driving experience to a certain extent.

【Key words】automobile;single-chip computer;engine start-stop technology;design

近幾年，中國一線城市對新車尾氣排放標準持續提升，先后從國Ⅳ躍升至國Ⅴ，再進階到國Ⅵ。與此同時，為了有效改善城市空氣品質并減少汽油能源的消耗，各大汽車生產廠家紛紛在燃油汽車上引入發動機啟停技術。

1 問題分析

發動機啟停技術具有顯著優勢，即在較長時間等待紅燈時，可通過發動機自動熄火來節約燃油，同時減少長時間怠速產生的尾氣排放污染。然而，頻繁起動會使汽車出現較為明顯的抖動，噪聲增大，還會縮短電源系統和起動機的使用壽命，增加使用成本[1]。

在車輛實際使用過程中，大多數駕駛員會在開車前選擇手動關閉啟停功能，這給很多駕駛員帶來了麻煩，甚至嚴重影響了車輛的使用體驗。為此，部分車主通過拆除該系統電源接線使系統功能失效來取消啟停功能，也有部分車主使用儀器設備修改系統電腦數據以實現永久關閉該功能。但以上兩種方法直接取消了啟停功能，當駕駛員需要使用該功能時無法及時開啟，因而不能很好地解決問題。

徐杰[2]在《汽車發動機智能啟停系統技術研究》一文中提到了對啟停系統功能優化建議：限定每次自動停機間隔應超過30s或限定每60s內的啟停次數，其具體控制方案需在多個城市進行多路段、多時段的道路試驗來制定。該建議在一定程度上改善了駕駛體驗，但對于已經出廠的車輛而言，問題并不能得到有效解決。

2 設計思路

車內啟停功能開關按鍵通過觸發脈沖信號傳輸給系統電腦，以實現開啟與關閉功能的交替切換。對于每次起動發動機都默認開啟該功能的車輛，只需通過電路設計，利用單片機模擬出一個相同的脈沖信號發送給系統電腦即可。基于此，需要設計一塊以單片機為控制核心的電路模塊。

2.1 模塊電源

通過對2017款馬自達CX5和2016款吉普自由光車型的了解可知，駕駛員必須在接通點火開關ON擋后，才能通過按鍵關閉發動機啟停功能。因此，選擇點火開關的IG電源作為模塊的電源。這樣，在斷開點火開關ON擋時，模塊斷電，再次接通時，模塊通電，可以避免模塊在其余時間產生電能損耗。

在汽車的配電盒中，可以使用熔斷絲取電器從其他熔斷絲獲取IG電源，如：燃油泵熔斷絲等。熔斷絲取電器中有相應的熔斷絲安裝位置，在模塊發生過載時，起到保護作用。熔斷絲取電器如圖1所示。

2.2 脈沖信號控制

根據電路圖可知，部分車型的啟停功能開關的工作原理為：觸點開關通過將信號線與搭鐵線接通時長超過3s，即可實現開與關交替切換啟停狀態。因此，在接通點火開關ON擋后，使用單片機P0輸出口控制MOS管將信號線與搭鐵線接通時長4s，便可以實現初次將啟停功能關閉。

2.3 故障反饋

本模塊在每次接通點火開關ON擋時，單片機會自動模擬開關操作一次，將默認開啟的啟停功能關閉。考慮到在使用過程中，模塊硬件電路或元件的故障導致無法成功關閉啟停功能，因此在電路中設計了閉路反饋信號。當未能成功按照程序要求執行時，通過蜂鳴器發出一聲“嘀”進行失敗提示。

由于成功關閉啟停功能時，原車開關位置會有相應的提示燈亮起，所以為了提升使用舒適性，本模塊未設置成功提示音。

2.4 控制流程

由于在每次重新接通點火開關ON擋時，汽車發動機都會開啟啟停功能，而單片機電路具有斷電后程序自動復位功能，所以在程序設計時，主程序只需控制MOS管導通一次，且時長達4s，隨后進行While無執行指令的死循環，等待下次斷電復位即可。程序控制流程圖如圖2所示。

3 設計面對的問題

本設計能夠有效地實現著車后取消默認開啟啟停功能的目的，為部分不喜歡使用啟停功能的駕駛員省去不必要的麻煩。然而，由于是后期加裝的控制模塊，所以需要對啟停功能開關的插頭進行改動。如果要實現無損安裝，還需要定制三通連接線，且不同車型的插頭規格也不同，這為模塊的推廣使用增加了一定的難度。

本模塊的電源是通過熔斷絲取電器從其它熔斷絲獲取，這在一定程度上可能會帶來安全隱患，并且對安裝的要求較高，從而增加了一定的安裝難度。

4 結束語

汽車發動機啟停技術的應用，一方面能夠節約燃油，另一方面也能減少汽車尾氣排放量。雖有諸多好處，但給駕駛員帶來的不良體驗也不可忽視。既然在車上設置了關閉開關，那么駕駛員也理應擁有設置默認狀態的權限，不能強行推廣啟停功能。本設計在現階段提供了一種解決措施，然而最根本的改進還是需要汽車生產廠家在汽車出廠時開放啟停功能的默認狀態設置。

參考文獻：

[1] 劉立展. 使用H6汽車智能診斷平臺關閉大眾2017款邁騰啟停系統[J]. 汽車維修技師，2019（5）：124.

[2] 徐杰. 汽車發動機智能啟停系統技術研究[J]. 農業裝備與車輛工程，2019（6）：90-92.