汽车启停系统（MT）方案详解

一.启停系统

1.启停系统英文翻译为：Start-Stop系统；

发动机启停系统是车辆行驶过程中临时停车（例如等红灯）时自动熄火，当需要继续前进时，系统自动重启发动机的一套系统。它通过将传统发动机的启动电机升级为具有怠速起停功能的加强电机，使得当汽车在满足怠速停车条件时自动熄火节能；而当整车再次启动时，怠速起停电机系统迅速响应驾驶员启动命令，快速启动发动机，从而省略了发动机的怠速阶段

2.功能介绍：

激活：在一定条件下，如下图，发动机空转且没有挂挡；防锁定系统的车轮转速传感器显示为零；电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次启动，空调系统没有打开等）时，发动机处于熄火状态，发动机内的润滑油会持续运转，使发动机内部保持润滑；

恢复：当松开制动踏板后，发动机将再次启动，此时，因润滑油一直循环，即使频繁的停车和起步，也不会对发动机内部造成磨损。（用户也可以通过起停系统主开关实现关闭自动起停功能

3.启停系统作用：

1) 节能：综合油耗节油4～5%

2) 减排：减少怠速停车工况的CO₂排放

3) 降噪：减少城市交通的噪声污染；

4) 智能起/停：降低驾驶员起/停发动机的操作强度；

5) 其它：国家福利政策（第四阶段“乘用车燃料消耗量评价方法及指标”中提出怠速起停可以减免一定额定的燃料消耗量）

4．启停系统方案（示意）：

常规起停系统起停零部件：

手动挡起停系统零部件主要分两部分：

（1）一部分是起停系统专用零件，包括蓄电池、电池传感器、起动机、发电机、制动真空度传感器、离合传感器、空挡传感器、起停开关等

1	起动电机	功率加大，寿命提高
2	蓄电池	高充放电效率
3	蓄电池传感器	测电池电压、电流和温度
4	空档开关	双路
5	离合器底开关	双路
6	真空度传感器	刹车真空度检测
7	起停主开关	集成起停指示灯
8	机舱盖开关、驾驶员车门开关	电路改动
9	动力总成传动链状态继电器	常规继电器
10	ECU	软件开发、标定、控制开发

（2）另外一部分是起停系统配合模块，包括车身控制模块（BCM）、组合仪表（ICM）、空调系统（HVAC）、座椅通风模块、电动助力转向系统（EPS）、发动机管理单元（EMS）

6. EMS的起停控制逻辑

EMS的起停控制逻辑主要包括起停使能逻辑、怠速停机逻辑和发动机起停逻辑。

（1）起停使能条件有电池电量充足、制动真空度充足、起停系统无故障运行停机（起动机、发动机、各传感器无故障）满足整车安全状态（如驾驶员在座及前舱盖闭合状态）、起停主开关处于使能状态、空调状态允许起停（如制冷情况下，在外气温小于25度，且蒸发器出口空气温度小于15度；制暖情况下，在外气温大于10度，且水温大于60度）、电动助力转向系统运行起停等，满足以上条件，车辆自动起停功能开启。

（2）怠速停机条件有车辆停止或车速低于阈值（可标定）、档位由其他档位换到空挡、离合器踏板松开、油门踏板完全松开，车辆满足以上条件，车辆自动关闭发动机。

发动机处于自动停机状态下，起动逻辑分为3类：车辆需求触发、溜坡自动启动和驾驶员操作触发。车辆需求触发的前提是处于空挡，主要有以下几种情况：

a) 电池低电量触发

发动机怠速停机状态下，若车辆用电将电池降低到一定程度，再进一步降低则有无法起动的风险时，触发自动起动进行电池充电。

b)制动真空度不足触发

在发动机怠速停机状态下，如果连续踩制动等原因导致制动真空度不足，则触发自动起动提供制动真空度，防止无法制动的风险。

c)空调状态触发

在怠速停机状态，空调根据除雾模式、内外温差等，判断影响当前驾乘舒适度，发出总线信号请求起动发动机。

溜坡自动起动条件包括空挡状态或离合器踏板踩到底状态、车速超过匹配值。

3）发动机启停逻辑：

驾驶员操作触发条件包括处于空挡、有踩油门、离合踏板操作等判断驾驶员的行车意图，是起停功能策略的核心部分。离合器传感器有2个开关量输出，1个在离合器踏板行程踩下10%时顶开关触发，1个在离合器踏板行程踩下90%时触发底开关。空挡传感器是一个非接触式霍尔传感器，通过2路PWM信号输出判断档位。根据离合器和空挡传感器的状态可以把传动链状态分成6种。

EMS起停功能逻辑示意如图如下。

a: 起停功能逻辑：

EMS根据起停使能条件、怠速停机条件和发动机启动条件等判断起停功能状态，根据起停功能状态控制发动机的停机和启动。EMS对起停的控制状态由6个，定义如下：

[0] non-start/stop mode Reset:表示起停功能被驾驶员禁止；

[1] Engine standby:表示发动机处于刚上电但尚未起动的状态；

[2] Engine Stopped:发动机处于停机状态（之前运行过，现在仍然是KeyOn）；

[3] Starter restart：自动起动中的起动机拖动过程；

[4] Engine restart：自动起动中的起动机脱离但未达到目标转速；

[5] Engine Operation：发动机正常运转状态；

[6] Engine auto-stopping：发动机自动停机过程。各状态的转化关系。

 b:传动链状态图：

状态1至状态4表示传动链脱开，状态5、状态6表示传动链结合。从状态1到状态2、状态2到状态3的过程可以触发停机，这一过程即处于空挡时驾驶员松离合踏板的过程；从状态3到状态2、状态2到状态1的过程可以触发起动，这一过程即处于空挡时驾驶员踩离合器踏板的过程。

c:起停状态：

7.低电压保护：

起动机工作瞬间大电流，会显著拉低蓄电池电压。低温冷起动、长期停机等极端条件下，蓄电池电压有可能低至7V，甚至更低。车内各控制器的要求电压范围为9V-16V，导航、音响、仪表等安全电压要求10.5V以上，雨刮、大灯等功率型用电器在不同电压下响应差异显著。因此，该系统主要有两种低电压保护方式。首先是预留DCDC配置，保护导航仪

两种低压保护方式对比示意图：

二.A5启停原理及操作实例：

1.显示和操纵

这个绿色指示灯表示：智能起停系统已将发动机关闭了.

配备手动变速器的车

(1)将车辆制动至停住,将手动变速器置于空挡,松开离合器踏板,智能起停系统:将发动机关闭，组合仪表上亮起绿色指示灯。

(2)踩下离合器踏板,智能起停系统:起动发动机，指示灯熄灭。

这个白色指示灯表示：发动机自动停止功能暂时不可用。

配备双离合器变速器的车

(1)将车辆制动至停住,智能起停系统,将发动机关闭，组合仪表上亮起绿色指示灯。

(2)松开制动踏板,智能起停系统:起动发动机，指示灯熄灭。

自动启停功能的前提条件

1. 司机车门和发动机舱盖必须已关闭。

2. 司机安全带已经系好。

3. 车辆自上次停车起车速已达到4km/h。

4. 未接挂车1)。

2、功能的前提条件

下述情况下，发动机不会被自动关闭:

1. 发动机还没有达到让智能起停系统工作的最低温度。

2. 未达到空调所选温度。

3. 车外温度非常高或者非常低。

4. 前风挡玻璃在除霜。

5. 泊车辅助已激活。

6. 蓄电池充电过低（电量不足）。

7. 大幅度转动了方向盘或者有转向运动。

8. 先前挂了倒档了。

9. 车辆停在斜度很大的坡上。

3、自动再次起动

1. 下述情况下，发动机会被智能起停系统自动起动：

2. 车辆开始移动了。

3. 要给前风挡玻璃除霜。

4. 空调所选温度与车内温度相差比较悬殊。

5. 制动压力过小。

6. 蓄电池充电过低（电量不足）。

7. 电流消耗过大。

4、司机手动再次起动

如果司机进行了下述操作，发动机会被智能起停系统起动：

1. 选择了除霜模式。

2. 关闭了智能起停系统。

3. 打开了发动机舱盖。

4. 将方向盘转动了一定量。

5. 关闭了电子稳定控制系统。

6. 将选挡杆置于倒档位置。

5、几种使用方式说明

a:智能起停系统与自适应定速巡航(ACC)

合用配备双离合器变速器的车自适应定速巡航功能在走走停停的交通状况时，可以为司机提供帮助。如果识别出的、在本车前面行驶的物体停住了，那么就会在系统能力范围内对车辆实施制动并将车辆停住。在智能起停系统已激活时，在满足某些条件时会关闭发动机。除了常见的智能起停系统接通条件外，在这种情况时满足下述条件的话，会再次起动发动机：本车前面行驶的车辆起步了；拉动了ACC操纵杆；轻踩了油门踏板。

b:智能起停系统与起步辅助系统或者电动机械式驻车制动器合用

配备双离合器变速器的车在起步辅助系统已激活时，如果将车辆制动到停住且通过智能起停系统关闭了发动机，那么可以将脚移离制动踏板，发动机不会起动。车辆通过起步辅助系统或者（如果停车时间较长的话）通过电动机械式驻车制动器被停住。在踩下油门踏板时，发动机才会再次起动。

c:配备手动变速器的车

配备手动变速器的车，也是通过起步辅助系统或者通过电动机械式驻车制动器被停住的，只是在踏下离合器踏板时才会起动发动机（就像智能起停系统上常见的那样）。

d:选挡杆位置P的间歇工作模式

配备双离合器变速器的车(示例)发动机已被智能起停系统关闭了且选挡杆在位置P。发动机这时可因例如空调方面的请求而重新起动，且在达到要求的温度（空调装置取消了停机禁令）时智能起停系统也可再次关闭发动机。

e)由司机操作而后续关闭发动机

发动机已被智能起停系统关闭了。司机选择了除霜功能，发动机就又起动了。司机关闭了除霜功能，发动机就又再次关闭

三．基本启停系统拓展升级：

1.滑行熄火启停系统：

作为基本启停系统的补充，在一些汽车上开发了滑行熄火启停系统，即车辆滑行时发动机自动停机，此时车辆处于滑行，发动机随车速逐渐为零，起到节油效果，由于发动机一直处于反拖作用，在停稳过程中平顺性会略差，同时该系统硬件与常规起停系统相同。

2.制动能量回收系统：.

(1)定义：

制动能量回收系统（Braking EnergyRecovery System）是指一种应用于汽车或者轨道交通上的，能够将制动时产生的热能转换成机械能，并将其存储在电容器内，在使用时可迅速将能力释放的系统

（2）系统

制动能量回收系统包括与车型相适配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。制动能量回收系统回收车辆在制动或惯性滑行中释放出的多余能量，并通过发电机将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于之后的加速行驶。这个蓄电池还可为车内耗电设备供电，降低对发动机的依赖、发动机油耗及二氧化碳排放

（3）原理

在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放，而在带启停系统即混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。

一般认为，在车辆非紧急制动的普通制动场合，约1/5的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。