汽車怠速起停系統(tǒng)教學(xué)實驗臺的設(shè)計制作

孟杰++陳慶樟++李學(xué)智

【摘要】汽車怠速起停系統(tǒng)是近年來為適應(yīng)節(jié)約能源、減少汽車排放而發(fā)展起來的一項新型汽車技術(shù)，目前越來越多車輛配備該系統(tǒng)。開發(fā)能夠完成相關(guān)怠速起停系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理、工作過程及其系統(tǒng)開發(fā)流程的自主教學(xué)實驗型臺架具有緊迫的現(xiàn)實意義。通過開發(fā)自制相關(guān)系統(tǒng)臺架，可以增強教師對該系統(tǒng)教學(xué)的自如應(yīng)用，提升教師工程實踐能力，擬開發(fā)自制的汽車怠速起停系統(tǒng)教學(xué)實驗臺架可以完成相關(guān)實驗，同時自主開發(fā)設(shè)計型實訓(xùn)項目。

【關(guān)鍵詞】怠速啟停系統(tǒng) 教學(xué)實驗臺架 實訓(xùn)項目

【中圖分類號】G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0160-01

一、引言

怠速啟停系統(tǒng)英文全稱為Idle Stop-Start System，該系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)遇到紅燈或堵車，車速較低時，發(fā)動機將自動熄火。當(dāng)駕駛員重新踏下離合器、油門踏板或松抬剎車的瞬間，起動機將快速啟動發(fā)動機。

汽車怠速起停系統(tǒng)是近年來為適應(yīng)節(jié)約能源、減少汽車排放而發(fā)展起來的一項新型汽車技術(shù)，目前越來越多車輛配備該系統(tǒng)。怠速起停系統(tǒng)逐步成為了汽車專業(yè)教學(xué)相關(guān)知識體系必備的知識點之一，它的結(jié)構(gòu)原理、系統(tǒng)工作過程、系統(tǒng)型式及它的系統(tǒng)開發(fā)過程成為汽車相關(guān)專業(yè)課程，如《汽車電子控制技術(shù)》、《汽車車身嵌入系統(tǒng)開發(fā)》等有待與應(yīng)用發(fā)展俱進的補充內(nèi)容。

目前國內(nèi)相關(guān)課程已經(jīng)把汽車怠速起停系統(tǒng)的知識加入了課程教學(xué)內(nèi)容，但是相關(guān)教學(xué)實驗必須依托相應(yīng)的系統(tǒng)臺架來完成，抽象地課堂講述很難讓學(xué)生們理解其系統(tǒng)工作過程及系統(tǒng)開發(fā)過程，而該方面的設(shè)備市場上只有基于簡單框圖講解的臺架系統(tǒng)，還沒有基于整個系統(tǒng)實物體系運行的臺架，開發(fā)能夠完成相關(guān)怠速起停系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理、工作過程及其系統(tǒng)開發(fā)流程的自主教學(xué)實驗型臺架具有緊迫的現(xiàn)實意義。

基于此，常熟理工學(xué)院汽車工程學(xué)院自主開發(fā)了一套可用于教學(xué)、科研的怠速起停系統(tǒng)。通過開發(fā)、自制怠速起停相關(guān)系統(tǒng)的臺架，增強了教師對該系統(tǒng)教學(xué)的自如應(yīng)用，提升教師工程實踐能力，擬開發(fā)自制的汽車怠速起停系統(tǒng)教學(xué)實驗臺架可以完成相關(guān)實驗，同時自主開發(fā)設(shè)計型實訓(xùn)項目。該系統(tǒng)還可作為科研設(shè)備，在能量回收環(huán)節(jié)進行二次開發(fā)。

二、怠速起停臺架的設(shè)計方案

一個完整的怠速起停系統(tǒng)臺架，包括發(fā)動機、怠速起停控制系統(tǒng)、起動機、變速器、萬向傳動裝置、慣性模擬輪以及能量回收發(fā)電機等組成。

其中，發(fā)動機是整個臺架系統(tǒng)的動力源。本臺架選取了捷達AJR發(fā)動機及其變速機構(gòu)作為整個臺架的動力傳遞系統(tǒng)。怠速起停控制系統(tǒng)是整個臺架的核心部分，主要用來模擬汽車在道路上遇到紅燈或堵車時，怠速起停系統(tǒng)啟動的實際情況。怠速起停控制系統(tǒng)包括怠速起停ECU、各類模擬開關(guān)以及各類傳感器、繼電器。怠速起停ECU是整個怠速起停控制系統(tǒng)的大腦，用來接收并發(fā)出相關(guān)指令，控制怠速起停系統(tǒng)的啟動或者關(guān)閉；各類模擬開關(guān)是用來模擬汽車真實工況，譬如熄火、空擋信號等。各類傳感器主要用來檢測動力系統(tǒng)的信號并傳給怠速起停ECU。

三、怠速起停臺架在教學(xué)科研中的應(yīng)用

1.怠速起停系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用

怠速起停系統(tǒng)在汽車技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，因此也是汽車服務(wù)工程專業(yè)和車輛工程專業(yè)的教學(xué)知識體系必備的知識點。譬如汽車電子控制技術(shù)、汽車車身嵌入系統(tǒng)開發(fā)、汽車單片機與接口技術(shù)等課程應(yīng)當(dāng)加入怠速起停系統(tǒng)的內(nèi)容?？梢葬槍π缘亻_發(fā)汽車怠速起停系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理實驗（驗證性實驗）、怠速起停系統(tǒng)節(jié)油控制模式及控制方法實驗（綜合性實驗）以及能量回收怠速起停系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)實訓(xùn)。同時，還可以在此臺架基礎(chǔ)上，進行怠速起停系統(tǒng)的故障檢測與診斷實驗（綜合性實驗）。

2.怠速起停系統(tǒng)在科研中的應(yīng)用

怠速起停作為一門新型汽車技術(shù)，其發(fā)展日漸成熟。但目前汽車上所采用的怠速起停系統(tǒng)只是滿足最基本的起停要求。該系統(tǒng)本身具有極強的開放性，因此在傳統(tǒng)怠速起停系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，也是汽車技術(shù)的一個重要方向。本次開發(fā)的怠速起停臺架系統(tǒng)，兼具了能量回收的功能，可以提高汽車的經(jīng)濟性。因此，怠速起停臺架系統(tǒng)在科研上，特別是軟硬件開發(fā)也具有廣闊的應(yīng)用空間。

四、結(jié)論

汽車怠速起停系統(tǒng)作為一項節(jié)約能源、減少汽車排放而發(fā)展起來的新型汽車技術(shù)，也逐步成為了汽車專業(yè)教學(xué)相關(guān)知識體系必備的知識點。本次所開發(fā)的怠速起停臺架系統(tǒng)一方面可以為起停技術(shù)相關(guān)理論課程提供實驗、實訓(xùn)項目，同時能夠為教師科研提供一個開放性平臺。因此，本臺架系統(tǒng)的開發(fā)對于汽車類相關(guān)專業(yè)課程提供了良好的平臺，有廣闊的應(yīng)用前景。

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