比一般启停系统时间节省一倍，马自达i-stop智能启停系统解析

为了节能减排，当前带启停的发动机成为最普通的节油技术之一。发动机启停系统可以使发动机在汽车怠速的时候自动熄火，当要继续行驶时，驾驶员只要轻踩油门踏板或松开制动踏板，发动机就会立刻重新启动。因此，通过有效减少汽车在怠速工况下所产生的燃油消耗和尾气排放，启停技术能起到明显的节能减排效果。根据工信部的油耗测试，搭载启停系统的汽车可以大约可以节油5%左右，而在拥堵的市中心日常行驶里，节油效果甚至可以达到15%以上。

一、概述

目前，行业中启停系统可以分为分离式启停系统、直接启停系统和集成式启停系统三大类。其中分离式启停系统应用最为广泛，广大合资、自主品牌均有搭载，主要是这种技术对发动机改动较小，成本低吗，适应性最强。而直接启停系统目前仅有马自达独家应用，其称之为i-stop智能启停系统，其主要优势就是启动迅速。

二、i-stop系统工作原理

传统怠速停止系统系统是靠启动电动机重启发动机，而马自达的i-stop则是直接向停止的气缸内喷射燃油，借助发动机燃烧瞬间的推力推动活塞，重启发动机。

i-stop 系统为了消除再启动瞬间的迟滞，采用膨胀缸热机启动+启动机辅助的技术，形成一种响应快速的启停方式，即膨胀缸热机启动技术。从 i -stop 执行再启动指令开始到发动机转速上升至1000rpm，时间在 0.35s 以内，与传统启停系统相比，节约了一半以上的时间。

启停的工作过程：

第一步：驾驶者在松开刹车踏板或者踩离合器踏板时，i-stop系统执行再启动，信号输出给 PCM，向活塞停止在膨胀行程的气缸内喷油，且起动机开始运转；

第二步：发动机控制单元给予混合气混合的时间，在一定延迟后执行点火（第一次点火），推动活塞往下止点（BDC）运动，在这个过程中，发动机控制单元对压缩行程气缸喷油，进行预混合；

第三步：当压缩行程气缸的活塞经过压缩上止点（TDC）后，发动机控制单元执行点火（第二次点火）；

第四步：从第三次点火开始，由于持续燃烧做工将发动机转速上升。

为了实现燃烧启动，必须保证第一次点火和第二次点火的成功率，由于这两次点火进排气门已经关闭，只能依靠气缸内部的气体，所以要求气缸内有新鲜空气。在 i-stop 系统中，当发动机停止供油后，转速下降过程中，将关闭的节气门打开，通过这种方式来保证气缸内新鲜空气的浓度。

另外，由于第一点火时活塞停留在膨胀行程，从而对熄火后活塞停止位置提出要求。活塞停止位置的控制主要通过发动机控制单元和交流发电机的协同配合，在发动机停止前的瞬间，调整交流发电机的充电负荷，从而调整活塞的停止位置，保证其正好落入到合适的位置。

三、I-stop发动机控制

i-stop 控制包括发动机停止控制、发动机重新起动控制、电动AT 油泵驱动器控制和坡道起步辅助功能。

1、发动机停止控制

当i-stop( 发动机停机控制) 许用条件满足时，发动机控制单元将根据如下控制让发动机停机:

1）燃油喷射控制( 停供燃油)：发动机转速因燃油停供而下降。

2）线控驾驶控制( 节气门开/ 关)：通过调节节气门开口角度，发动机转速下降，利用泵气损失来让发动机停机。

3）电动可变气门正时控制( 进气门正时延迟)：在i-stop 控制发动机重新起动时执行进气门正时延迟。

4）发电机输出控制( 发电机负荷)：通过降低发电机负荷来降低发动机转速。

i-stop停机控制

2、发动机重新起动控制

当i-stop( 发动机重新起动) 条件满足时，发动机控制单元将根据如下控制让发动机重新起动:

1）燃油喷射控制( 从第一次将燃油喷射到特定气缸( 膨胀冲程))：燃油被喷射到确定在膨胀冲程停机的气缸。在i-stop控制( 发动机停机) 过程中，将根据曲轴位置传感器的信号识别气缸，而且那些被判定在膨胀冲程中首次停机的气缸将启动燃油喷射。

2）DC-DC 转换器控制：当汽车由i-stop 控制而重新起动时, 因蓄电池为驱动起动机供电，蓄电池电压会下降。当起动机转动时，DC-DC 转换器将提高供给电子设备的电压。

i-stop启动控制

3、电动AT 油泵驱动器控制

当满足i-stop( 发动机停止控制) 许用条件而且发动机已停止时，电动AT 油泵将在自动变速器的油路中生成液压。在i-stop发挥作用期间，通过保持油压，实现了发动机重新起动时易起动性。

4、坡道起步辅助功能

当车辆在坡道开始起步时通过启动牵引力控制电磁阀来帮助驾驶员在坡道上起步的功能，可保持/减小制动液压力来防止在一定时间内车辆溜车，最长时间为2秒。当车辆在坡度约6%或以上的斜坡上停车时该系统将自动启动。实际时间随负荷或车辆状况如轮胎磨损程度或空气压力不同而略有变化。

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