基于單片機(jī)控制的默認(rèn)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能的方法探討

【摘 要】隨著國(guó)家對(duì)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)苛，為改善城市空氣品質(zhì)，各大汽車廠家紛紛引入發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)。該技術(shù)雖可手動(dòng)關(guān)閉，但發(fā)動(dòng)機(jī)每次重新起動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟此功能。對(duì)于不喜歡此項(xiàng)功能的駕駛員而言，這帶來(lái)了極為糟糕的用戶體驗(yàn)。文章設(shè)計(jì)一種電路，能夠?qū)崿F(xiàn)該功能默認(rèn)關(guān)閉，且在有需要時(shí)可手動(dòng)開(kāi)啟，在一定程度上提高了駕駛員的駕駛體驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】汽車;單片機(jī);發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guó)一線城市對(duì)新車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提升，先后從國(guó)Ⅳ躍升至國(guó)Ⅴ，再進(jìn)階到國(guó)Ⅵ。與此同時(shí)，為了有效改善城市空氣品質(zhì)并減少汽油能源的消耗，各大汽車生產(chǎn)廠家紛紛在燃油汽車上引入發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)。

1 問(wèn)題分析

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，即在較長(zhǎng)時(shí)間等待紅燈時(shí)，可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火來(lái)節(jié)約燃油，同時(shí)減少長(zhǎng)時(shí)間怠速產(chǎn)生的尾氣排放污染。然而，頻繁起動(dòng)會(huì)使汽車出現(xiàn)較為明顯的抖動(dòng)，噪聲增大，還會(huì)縮短電源系統(tǒng)和起動(dòng)機(jī)的使用壽命，增加使用成本[1]。

在車輛實(shí)際使用過(guò)程中，大多數(shù)駕駛員會(huì)在開(kāi)車前選擇手動(dòng)關(guān)閉啟停功能，這給很多駕駛員帶來(lái)了麻煩，甚至嚴(yán)重影響了車輛的使用體驗(yàn)。為此，部分車主通過(guò)拆除該系統(tǒng)電源接線使系統(tǒng)功能失效來(lái)取消啟停功能，也有部分車主使用儀器設(shè)備修改系統(tǒng)電腦數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)永久關(guān)閉該功能。但以上兩種方法直接取消了啟停功能，當(dāng)駕駛員需要使用該功能時(shí)無(wú)法及時(shí)開(kāi)啟，因而不能很好地解決問(wèn)題。

徐杰[2]在《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能啟停系統(tǒng)技術(shù)研究》一文中提到了對(duì)啟停系統(tǒng)功能優(yōu)化建議：限定每次自動(dòng)停機(jī)間隔應(yīng)超過(guò)30s或限定每60s內(nèi)的啟停次數(shù)，其具體控制方案需在多個(gè)城市進(jìn)行多路段、多時(shí)段的道路試驗(yàn)來(lái)制定。該建議在一定程度上改善了駕駛體驗(yàn)，但對(duì)于已經(jīng)出廠的車輛而言，問(wèn)題并不能得到有效解決。

2 設(shè)計(jì)思路

車內(nèi)啟停功能開(kāi)關(guān)按鍵通過(guò)觸發(fā)脈沖信號(hào)傳輸給系統(tǒng)電腦，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟與關(guān)閉功能的交替切換。對(duì)于每次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)都默認(rèn)開(kāi)啟該功能的車輛，只需通過(guò)電路設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)模擬出一個(gè)相同的脈沖信號(hào)發(fā)送給系統(tǒng)電腦即可?；诖?，需要設(shè)計(jì)一塊以單片機(jī)為控制核心的電路模塊。

2.1 模塊電源

通過(guò)對(duì)2017款馬自達(dá)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(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON擋后，才能通過(guò)按鍵關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能。因此，選擇點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的IG電源作為模塊的電源。這樣，在斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON擋時(shí)，模塊斷電，再次接通時(shí)，模塊通電，可以避免模塊在其余時(shí)間產(chǎn)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(yīng)的熔斷絲安裝位置，在模塊發(fā)生過(guò)載時(shí)，起到保護(hù)作用。熔斷絲取電器如圖1所示。

2.2 脈沖信號(hào)控制

根據(jù)電路圖可知，部分車型的啟停功能開(kāi)關(guān)的工作原理為：觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)通過(guò)將信號(hào)線與搭鐵線接通時(shí)長(zhǎng)超過(guò)3s，即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)與關(guān)交替切換啟停狀態(tài)。因此，在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON擋后，使用單片機(jī)P0輸出口控制MOS管將信號(hào)線與搭鐵線接通時(shí)長(zhǎng)4s，便可以實(shí)現(xiàn)初次將啟停功能關(guān)閉。

2.3 故障反饋

本模塊在每次接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON擋時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)模擬開(kāi)關(guān)操作一次，將默認(rèn)開(kāi)啟的啟停功能關(guān)閉?？紤]到在使用過(guò)程中，模塊硬件電路或元件的故障導(dǎo)致無(wú)法成功關(guān)閉啟停功能，因此在電路中設(shè)計(jì)了閉路反饋信號(hào)。當(dāng)未能成功按照程序要求執(zhí)行時(shí)，通過(guò)蜂鳴器發(fā)出一聲“嘀”進(jìn)行失敗提示。

由于成功關(guān)閉啟停功能時(shí)，原車開(kāi)關(guān)位置會(huì)有相應(yīng)的提示燈亮起，所以為了提升使用舒適性，本模塊未設(shè)置成功提示音。

2.4 控制流程

由于在每次重新接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ON擋時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)開(kāi)啟啟停功能，而單片機(jī)電路具有斷電后程序自動(dòng)復(fù)位功能，所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)，主程序只需控制MOS管導(dǎo)通一次，且時(shí)長(zhǎng)達(dá)4s，隨后進(jìn)行While無(wú)執(zhí)行指令的死循環(huán)，等待下次斷電復(fù)位即可。程序控制流程圖如圖2所示。

3 設(shè)計(jì)面對(duì)的問(wèn)題

本設(shè)計(jì)能夠有效地實(shí)現(xiàn)著車后取消默認(rèn)開(kāi)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(duì)啟停功能開(kāi)關(guān)的插頭進(jìn)行改動(dòng)。如果要實(shí)現(xiàn)無(wú)損安裝，還需要定制三通連接線，且不同車型的插頭規(guī)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(guò)熔斷絲取電器從其它熔斷絲獲取，這在一定程度上可能會(huì)帶來(lái)安全隱患，并且對(duì)安裝的要求較高，從而增加了一定的安裝難度。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠節(jié)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(lái)的不良體驗(yàn)也不可忽視。既然在車上設(shè)置了關(guān)閉開(kāi)關(guān)，那么駕駛員也理應(yīng)擁有設(shè)置默認(rèn)狀態(tài)的權(quán)限，不能強(qiáng)行推廣啟停功能。本設(shè)計(jì)在現(xiàn)階段提供了一種解決措施，然而最根本的改進(jìn)還是需要汽車生產(chǎn)廠家在汽車出廠時(shí)開(kāi)放啟停功能的默認(rèn)狀態(tài)設(shè)置。

參考文獻(xiàn)：

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

[2] 徐杰. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能啟停系統(tǒng)技術(shù)研究[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2019（6）：90-92.