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        神龍汽車發(fā)動機起停系統(tǒng)STT概述

        2016-07-05 08:40:37周劍神龍汽車有限公司技術(shù)中心湖北武漢430056
        汽車電器 2016年6期

        周劍(神龍汽車有限公司技術(shù)中心,湖北武漢 430056)

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        神龍汽車發(fā)動機起停系統(tǒng)STT概述

        周劍
        (神龍汽車有限公司技術(shù)中心,湖北武漢430056)

        摘要:闡述神龍汽車STT系統(tǒng)的組成,分析系統(tǒng)工作原理,并列出常見故障分析與處理。

        關(guān)鍵詞:起停系統(tǒng);STT蓄電池;網(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)節(jié)器

        眾所周知,汽車尾氣排放對生態(tài)環(huán)境帶來巨大影響。在諸多的解決方案中,新能源汽車是未來發(fā)展的趨勢,但是由于新能源關(guān)鍵的技術(shù)目前尚不夠成熟,絕大部分的汽車仍然是傳統(tǒng)汽車。STT(起停系統(tǒng))是全球各大汽車廠家普遍采用的方式之一,能有效減少污染物的排放。

        1 STT系統(tǒng)組成

        STT系統(tǒng)車輛與非STT車輛的區(qū)別如表1所示。

        表1 STT車輛與非STT車輛區(qū)別

        1.1STT蓄電池

        專門用于STT車的蓄電池VLRA(閥控式密封鉛酸蓄電池,又名密封電池),此蓄電池可以承受放電/充電周期和放電程度增加,如圖1所示。

        圖1 STT蓄電池

        1.2DMTR

        網(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)節(jié)器,完全保護電網(wǎng),如圖2所示。

        1.3BICD

        代替現(xiàn)在無STT車上的起動機控制方法,使用MOSFET代替繼電器,以滿足對耐久性的要求,BICD有一個集成診斷電路,能探測故障并啟動降級模式,如圖3所示。

        1.4STT起動機

        加強一些零件,使其能承受重占空比,耐久次數(shù)成幾何倍數(shù)增加,如圖4所示。

        圖2 網(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)節(jié)器DMTR

        圖3 專用起動機控制繼電器BICD

        1.5BECB

        BECB測量電池數(shù)據(jù):①SOC——電荷狀態(tài)(剩余電量/總電池電量);②電壓、電量、溫度。BECB集成在蓄電池負極的電池圈上,并卷在蓄電池負極的電纜上,如圖5所示。

        圖4 STT起動機

        圖5 蓄電池充電狀態(tài)傳感器BECB

        1.6STT開關(guān)

        STT系統(tǒng)有一個開關(guān)按鈕,以滿足各類用戶的需求,按下該開關(guān),開關(guān)按鍵上的工作指示燈亮,STT系統(tǒng)禁止,再次按下STT開關(guān),STT系統(tǒng)激活。出現(xiàn)故障時,閃爍7次(而且每一次之后都要按壓STT按鈕)。

        1.7STT工作指示燈

        STT系統(tǒng)儀表上也有LED指示燈,提示駕駛員STT系統(tǒng)工作狀態(tài),停止時,點亮;如果不允許停止,閃爍3次;如果自動重啟,閃爍3次后熄滅,如圖6所示。

        圖6 組合儀表上STT LED指示燈

        STT系統(tǒng)分布在整車各個部分,但是核心的監(jiān)控器是發(fā)動機控制單元CMM,其它各個ECU系統(tǒng)也是STT系統(tǒng)重要組成部分。

        2 監(jiān)控策略

        遍布整車各個部分,包括發(fā)動機監(jiān)控、電子電器監(jiān)控和整車監(jiān)控。

        2.1發(fā)動機監(jiān)控

        根據(jù)發(fā)動機的內(nèi)部條件,如催化劑溫度、發(fā)動機冷卻液溫度、氧傳感器溫度、排放需求、發(fā)動機部件的保護(渦輪增壓機,blow-by)等,發(fā)動機監(jiān)控將允許停止或請求重啟。

        2.2電子電器監(jiān)控

        根據(jù)電子電器部件和功能的狀態(tài),如能源管理(負載狀態(tài)和蓄電池電壓、優(yōu)先充電需求、交流發(fā)電機管理)和電子電器部件(起動機,蓄電池,DMTR…)的保護(每分鐘激活的次數(shù)、熱能保護、起動機機械保護、起動機生命周期末期),電子電器監(jiān)控將允許停止或請求重啟。

        2.3整車監(jiān)控

        根據(jù)從整車其他子系統(tǒng)獲得的請求,整車監(jiān)控將允許停止或請求重啟。

        1)ESP:ESP調(diào)節(jié)后2s內(nèi),不允許停止。

        2)坡度:①ESP根據(jù)角速度傳感器的信息計算坡度;②為了精確測量坡度,只有當(dāng)車速“確定”為0時,才允許停止(避免在制動結(jié)束時,泵產(chǎn)生移動);③為了避免車輛在陡峭的下坡路面上出現(xiàn)漂移的情況,即當(dāng)坡度大于9%時,不允許停止。

        3)爬坡輔助:①由于重起發(fā)動機的時間(450~500ms),當(dāng)車輛上坡時,向后的沖程會增加;②為了不影響駕駛員,當(dāng)坡度大于3%時,將使用爬坡輔助功能;③在這種情況下,只有當(dāng)爬坡輔助功能可用時,才能允許停止。

        4)動力轉(zhuǎn)向:①為了不影響駕駛員,只有在轉(zhuǎn)向盤角度約為0和車輪靜止的情況下,動力轉(zhuǎn)向才允許停止;②在停止過程中,關(guān)閉動力轉(zhuǎn)向,從而避免大量的電量消耗。

        5)空調(diào):①為了確保座艙內(nèi)有一個舒適的環(huán)境,空調(diào)系統(tǒng)可以請求重啟。如第1次在低溫或高溫起動發(fā)動機之后,在一定的時間內(nèi),空調(diào)系統(tǒng)不允許停止,或者當(dāng)座艙內(nèi)外的溫度相差很大,空調(diào)系統(tǒng)會請求重啟或者禁止停止。②在部分位置上,如除霜位置或高溫/低溫,空調(diào)系統(tǒng)會自動地請求重啟或者禁止停止。

        6)一般整車條件:①第1次起動車輛后,車速必須超過一定值(10km/h),才能允許停止。②超過一定的速度門檻值(1~3 km/h),系統(tǒng)會自動地進入重啟模式,從而確保安全性功能可以運行(動力轉(zhuǎn)向,制動…),即使動力總成未開啟。

        3 STT系統(tǒng)原理

        1)STT系統(tǒng)車輛存在3種狀態(tài),如表2所示。進入停止?fàn)顟B(tài)的條件,如圖7所示。進入重啟狀態(tài)的條件,如圖8所示。

        表2 STT系統(tǒng)3種狀態(tài)

        圖7 進入停止?fàn)顟B(tài)條件

        圖8 進入重啟狀態(tài)條件

        2)STT系統(tǒng)一般運行原理如圖9所示。

        3)STT系統(tǒng)的主要原理:發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時,停止發(fā)動機的運轉(zhuǎn),駕駛員需要時起動發(fā)動機,如圖10~圖11所示。

        圖9 STT系統(tǒng)一般運行原理

        圖10 STT系統(tǒng)工作原理(1)

        圖11 STT系統(tǒng)工作原理(2)

        4)STT系統(tǒng)電子電器架構(gòu)如圖12~圖13所示。

        5)如果下列條件滿足,就會進入停止?fàn)顟B(tài):①駕駛員進入駕駛座:車門關(guān)閉,安全帶系上;②STT功能被激活;③初始駕駛條件達到:車速達到過一次臨界值;④未探測到任何操作;⑤坡度<9%;⑥爬坡輔助功能允許停止;⑦上一次重啟至少是在2s前發(fā)生的;⑧熱條件,無重啟請求;⑨發(fā)動機系統(tǒng),無重啟請求;⑩制動系統(tǒng),無重啟請求;11○能源系統(tǒng),無重啟請求;12○無ESP調(diào)節(jié)正在運行中,或者調(diào)節(jié)在2s前就結(jié)束了;13○未探測到故障;14○電源有足夠能量。

        6)如下列條件滿足,就會進入重啟狀態(tài):①駕駛員離開車:車門開啟,或者安全帶解開;②STT功能關(guān)閉;③探測到有操作(自動變速箱:反齒輪嚙合);④熱條件的重啟請求;⑤發(fā)動機系統(tǒng)的重啟請求;⑥制動系統(tǒng)的重啟請求;⑦能源系統(tǒng)的重啟請求;⑧探測到故障;⑨電源能量不足。

        圖12 STT系統(tǒng)電子電器架構(gòu)圖(1)

        圖13 STT系統(tǒng)電子電器架構(gòu)圖(2)

        4 STT系統(tǒng)故障診斷

        STT系統(tǒng)的常見故障通??梢苑譃?類,如表3所示。

        表3 STT系統(tǒng)常見故障分類

        讀取到的故障日志中如果有影響STT系統(tǒng)工作相關(guān)的故障代碼,需要分析是什么原因?qū)е?;如果故障日志中的故障代碼與STT系統(tǒng)無關(guān),則可直接清除故障日志。

        CMM核心監(jiān)控ECU與其它遍布車輛的各監(jiān)控系統(tǒng)之間通過CAN信息幀進行通信,因此采集故障發(fā)生時車輛的CAN信息非常重要,哪些系統(tǒng)進行了授權(quán),哪些系統(tǒng)沒有進行授權(quán),可以根據(jù)采集到的信息幀進行分析和判斷。

        上述對車輛STT系統(tǒng)常見故障和分析方法進行了匯總,遇到STT實際問題時,需要具體情況具體分析。

        5 應(yīng)用

        STT系統(tǒng)目前已經(jīng)應(yīng)用于雪鐵龍C4L、雪鐵龍C5、新標(biāo)致408、標(biāo)致508等車型,后續(xù)STT系統(tǒng)會逐步應(yīng)用于神龍公司更多車型。

        (編輯心翔)

        Overview of DPCA Vehicle Engine Stop-start System

        ZHOU Jian
        (Dongfeng Peugeot Citroen Automobile Corporation Technology Centre,Wuhan 430056,China)

        Abstract:The article demonstrates STT system of DPCA vehicles and analyses the system working principle.Common faults and handling method is also listed.

        Key words:STT(start/stop);STT battery;DMTR(Dispositif de Maintien en Tension Réseau)

        中圖分類號:U463.6

        文獻標(biāo)識碼:B

        文章編號:1003-8639(2016)06-0028-04

        收稿日期:2015-11-09;修回日期:2015-12-14

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