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解读通用汽车起停系统

发布时间:2019-11-01 浏览次数:45898次

    “新车型”的诞生随之而来的是新的科技配置。例如最近很流行的“发动机起/停技术”。目前,该技术已不再只是属于豪华车的配置,越来越多的普通家用车型,甚至是自主品牌车型也开始搭载自动起/停技术。至2020年,通用汽车公司将为旗下所有轻型汽车配备起停系统。今天我们来解读通用汽车起停系统。

    一、基本概念与操作
    1.基本概念
    发动机起停系统可以根据车辆运行条件,自动控制发动机的起动和停止,达到节油和减排的目的,即在车辆处于低速或静止状态时,自动停止发动机;需要前行时,该系统也能自动起动发动机让车辆继续行驶。
      2.操作
      (1)手动挡操作
    手动挡操作如图1所示。

      自动停机关键操作:挂入空挡、释放离合器踏板;
      自动起动关键操作:踩下离合器踏板。
      (2)自动挡操作
      自动挡操作如图2所示。

      自动停机关键操作:踩下制动踏板;
      自动起动关键操作:释放制动踏板。

      二、起停优势
      综合工况下,可以节油3%~5%,二氧化碳排放量降低5%;
    城市工况下,可以节油8%~15%。
    三、停机特征
    起停系统停机期间,发动机将停止运行,同时车辆还具备以下特征:点火开关仍在ON位置;转速表指针指向“AUTO STOP”刻度;暖风系统可以正常使用;车载电器可以正常使用;电动助力转向系统继续提供助力。
    四、组成部件
    为了判断起停条件,起停系统需要搜集多个传感器和开关信息。
    1.起停控制开关
如图3所示,部分车型配置起停控制开关,可用于手动解除起停功能,可以避免在发动机关闭或起动时,出现车灯瞬间变暗或者空调风扇转速降低的情况。

    2.发动机舱盖开关
    发动机舱盖开关为三线式梯形电阻开关,其作用是发动机舱盖打开时,禁用起停功能。
    3.制动踏板位置传感器
    制动踏板位置传感器是1个双滑变电阻器,它输出0~5V电压信号至ECM和BCM,仅用于自动挡车辆的起停系统。
    4.制动真空度传感器
      制动真空度传感器安装在真空助力器上,是压敏电阻式压力传感器,用于检测助力器内真空度。
    5.电流传感器
      电流传感器集成在蓄电池负极桩头,通过LIN总线与BCM或ECM实现通信,提供蓄电池充放电电流信号,用于评估蓄电池充电量状态。
    6.起停系统主控模块ECM
      图4为起停系统主控模块ECM。ECM的作用是判断各项起停条件,判断起停相关DTC及控制发动机起动或停止。


    7.仪表

    图5为仪表,在发动机转速表刻度盘中增加有AUTO STOP刻度,在自动停机期间,转速表指针指向该刻度,仪表模块从低速GMLAN网络总线获取信息。

    8.AGM蓄电池
    AGM蓄电池与普通铅酸蓄电池的区别是使用玻璃纤维棉吸附内部流动的电解液,其容量(AH)和冷起动电流值(CCA)等技术指标都高于普通铅酸蓄电池。
    9.增强型起动机
      增强型起动机比普通起动机寿命更长,可循环使用30~40万次,手动挡起动时间小于650ms,自动挡起动时间小于550ms。通过MDR电机控制线圈和PDS拨叉驱动线圈来控制起动机,磁极更大,还增设缓冲弹簧,不仅增加点击功率,还能使接合更平顺。
      10.冷却液循环泵
    在发动机自动停机期间,维持冷却液的循环,用于保证驾驶室内暖风的需求。
      11.电源稳压装置
      该装置分为电源稳压器、电容及控制模块。用于发动机自动起动时,保持TCM、仪表、收音机等模块和附件系统的电压稳定。

      五、控制原理
    1.起动机控制
      图6所示为增强型起动机

    ECM通过2个继电器对MDR和PDS实现单独控制,发动机正常工作时PDS先工作,MDS后工作,实现平稳起动。
    如果在停机指令已经下达,但发动机还在未完全停机状态下,驾驶员又踩下了加速踏板,ECM则控制电机线圈通电,使电机运转达到一定转速时,再控制拨叉线圈介入工作,与尚未完全停止的发动机飞轮啮合,以实现迅速起动。
    2.电源稳压器控制(以2015款昂科拉为例)
      电源稳压器通过车身网络判断车辆是常规起动还是起停工作,当有起动需求时,起动机继电器信号由ECM控制搭铁,电源稳压器接收到低电平信号开始变压,稳压器产生的稳定电压输出至收音机、仪表等模块。


    3.电容器控制(以2016款ATS-L为例)
    如图7所示,电容器控制模块通过车身网络判断发动机自动起停时,将电容器与蓄电池串联接通,以提高系统电压,模块通过检测电容温度和中点电压,判断电容器的性能和充放电状态。

    4.自动停机控制原理
    自动停机控制原理如图8所示。

    5.自动起动控制原理
      自动起动控制原理如图9所示。

    六、故障检修
    起停系统诊断流程如图10所示。

      七、结束语
    人们对于新兴的技术,起初会保持质疑的态度。对于自动起停技术,也是如此。
    虽然自动起停避免了发动机一直保持怠速,降低了这部分油耗,但是发动机起动时的油耗数字本身也不低。而现在在市区内,走走停停基本是个普遍现象,所以频繁地关闭一起动发动机是否真的能够省油还需要打个问号。
    更重要的是,频繁地起停发动机对于起动机和发动机中的部件寿命肯定会造成影响。最简单的,频繁地起停发动机至少增加了使用次数,降低了使用寿命。而从整个生命周期看,也会增加发动机的磨损量。在正常行驶状态中,发动机的磨损是很小的,因为当发动机进入工作状态后,机油润滑和零部件之间的配合都进入了最理想的状态。而在起动过程中,因为缺少机油的保护,零部件之间的配合间隙过大,发动机的磨损量反而更大。一般来说,发动机在起动时的磨损量是整个生命周期磨损量的6成以上。
    因此,反复地起动发动机,必然会缩减发动机的寿命。当然,由于在行驶过程中,且关闭与起动之间的时间间隔都较短,发动机的温度基本不会降低,而机油大多也还留在油道中,影响发动机磨损的主要因素就变成了机油的润滑效果。所以配备了自动起停技术的发动机,对机油的品质要求也较高。因此,自动起停系统本身的价格可能不算太高,但是增加的维护和保养成本不可小觑。
 

来源:网络

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