淺談乘用車起停技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)

張志平　王恒

摘 要：本文詳細(xì)介紹了乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速起停技術(shù)的原理、零部件組成及作用。通過對(duì)起停功能開發(fā)過程起停系統(tǒng)的硬件組成、起停系統(tǒng)的軟件原理、邏輯策略及人機(jī)界面要求等研究，明確起停系統(tǒng)的前期開發(fā)時(shí)的技術(shù)方案及思路。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)怠速起停；技術(shù)方案；功能開發(fā)

1 起停系統(tǒng)簡(jiǎn)介

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速起停系統(tǒng)簡(jiǎn)稱STT系統(tǒng)（Engine Start-stop System），原理是整車通過控制策略實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火、重啟，即當(dāng)車輛處于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作情況時(shí)（如等紅燈，短暫停車等），起停系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，再次起步時(shí)，起動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)快速起動(dòng)。

故STT起停系統(tǒng)可通過怠速停機(jī)降低燃油消耗，且在擁堵路段中節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)也可降低CO2排放，低碳環(huán)保。

面對(duì)國內(nèi)日益嚴(yán)苛的排放、油耗標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，具有降油耗、減排放作用的起停系統(tǒng)越來越多地被應(yīng)用于新品車型上，目前市場(chǎng)上國內(nèi)自主品牌吉利、長城、長安等注銷車型均已配置STT起停系統(tǒng)。

2 STT起停系統(tǒng)硬件組成

主要零部件及要求：

2.1 ECU模塊

集成起停功能的ECU模塊，是STT起停系統(tǒng)核心控制單元。

2.2 增強(qiáng)型起動(dòng)機(jī)

為了滿足頻繁的起停要求，整車需采用大幅度提升使用壽命和起動(dòng)次數(shù)的增強(qiáng)型起動(dòng)機(jī)，同時(shí)要優(yōu)化起動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)能力，增強(qiáng)電機(jī)功率。

2.3 高效智能發(fā)電機(jī)

起停系統(tǒng)起動(dòng)機(jī)的頻繁使用，電池的耗電量較大且需快速充電，所以選用高效智能發(fā)電機(jī)。高效智能發(fā)電機(jī)通過ECU可以控制發(fā)電機(jī)發(fā)電的時(shí)機(jī)、發(fā)電量等，既能給蓄電池快速充電，又可保證使整車用電需求。

2.4 儀表

主要為開發(fā)有起停標(biāo)識(shí)顯示功能的儀表模塊。

2.5 深度放電蓄電池

車輛頻繁起動(dòng)及頻繁電池充放電的工況需要，起停系統(tǒng)需采用深度放電蓄電池，需具備高起動(dòng)放電能力、更好的深循環(huán)性能以及較長的使用壽命。

2.6 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

主要功能為起停起動(dòng)時(shí)將不穩(wěn)定的7-14V的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的12V電壓。

2.7 制動(dòng)真空度傳感器

主要用于判斷真空助力器內(nèi)的真空度。

2.8 電源管理系統(tǒng)

增加電池傳感器，檢測(cè)電池的狀態(tài)（電壓，電流和電池電量等）。

2.9 其他專用件

根據(jù)本起停系統(tǒng)開發(fā)了其他相關(guān)專用件如起停主開關(guān)總成、引擎蓋接觸開關(guān)、空擋位置傳感（用于MT車型判斷檔位是否在空擋）等。

3 起停系統(tǒng)軟件原理

STT起停系統(tǒng)中，與起停相關(guān)的邏輯信號(hào)需直接接入ECU或通過CAN通訊轉(zhuǎn)發(fā)給ECU，起動(dòng)機(jī)則由ECU控制，原理圖見圖1。

4 起停系統(tǒng)邏輯方案

4.1 起停系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

人機(jī)接口：自動(dòng)起/停能夠符合駕駛員的實(shí)際意愿，駕駛員可清楚地預(yù)測(cè)能否執(zhí)行起停，駕駛員可及時(shí)獲知起停系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，駕駛員可隨時(shí)執(zhí)行關(guān)閉起停功能的操作。

性能：平穩(wěn)停機(jī)（NVH），快速起動(dòng)， 盡可能高的節(jié)油率，盡可能低的排放。

安全性：需避免由于增加起停功能而可能造成的嚴(yán)重故障后果。

4.2 起停狀態(tài)定義

依據(jù)起停系統(tǒng)工作過程中可能出現(xiàn)的各種工作狀態(tài)，對(duì)起停系統(tǒng)功能控制輯進(jìn)行劃分，并通過一定的關(guān)系串聯(lián)起來，形成如下起停狀態(tài)關(guān)系圖2。

4.3 起停系統(tǒng)判斷條件說明

4.3.1 起停系統(tǒng)停機(jī)觸發(fā)判斷條件，見表1

4.3.2 非駕駛員意愿重啟判斷條件

該功能主要判斷車輛使用安全及其他功能需求。

5 STT起停系統(tǒng)儀表顯示

起停控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，主要包含起停主開關(guān)和起停指示燈。起停主開關(guān)用來開啟或關(guān)閉起停功能，起停指示燈用來提示駕駛員當(dāng)前起停功能的工作狀態(tài)，由起停系統(tǒng)狀態(tài)燈（綠色）和起停系統(tǒng)警告燈（黃色）組合進(jìn)行指示，指示燈對(duì)應(yīng)的起停功能工作狀態(tài)見表3。

6 結(jié)語

本文對(duì)STT起停系統(tǒng)從硬件組成、軟件原理設(shè)計(jì)、起停邏輯判斷、人機(jī)交互等關(guān)鍵部分進(jìn)行研究、歸納，為新車型起停系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)過程提供更明確的技術(shù)路線及

方案。

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