于浩洋，王　穎（一汽轎車股份有限公司產(chǎn)品部，吉林 長春　130001）

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基于手自一體變速器車型起停裝置的設(shè)計(jì)

于浩洋，王穎
（一汽轎車股份有限公司產(chǎn)品部，吉林 長春130001）

摘要：介紹一種手自一體變速器車型的起停裝置的設(shè)計(jì)方法，并針對(duì)系統(tǒng)方案、起動(dòng)電路、CAN信號(hào)和控制邏輯進(jìn)行了闡述，該設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行。

關(guān)鍵詞：起停裝置；起動(dòng)電路；手自一體變速器

隨著三階段油耗政策的實(shí)施，四階段油耗政策的出臺(tái)，乘用車油耗要求不斷提高。傳統(tǒng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停技術(shù) （后文稱為起停裝置）因可有效降低油耗3％～5％［1］，而被很多主機(jī)廠裝備，然而在市場投放的裝備起停裝置的車輛并不多見，尤其是在手自一體變速器車型上。而國標(biāo)GB 27999—2014《乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》4.1.7中提出的裝備怠速起停裝置的車輛燃料消耗量可相應(yīng)減去一定額度［2］，主機(jī)廠一定會(huì)加速起停裝置的裝備。

1　基本原理描述

圖1　起停裝置原理圖

所謂起停裝置，是指在車輛短暫停止時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，有恢復(fù)行駛需求時(shí)，不需要操作點(diǎn)火鑰匙，并且在不改變駕駛員駕駛習(xí)慣的前提下，而能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)［3］。起停裝置就是通過減少不必要的怠速工況燃油消耗實(shí)現(xiàn)的燃油降低。

起停裝置的實(shí)現(xiàn)方式主要有3種，強(qiáng)化起動(dòng)機(jī)起動(dòng)、BSG電機(jī)起動(dòng)以及ISG電機(jī)起動(dòng)，本文所述的起停裝置為強(qiáng)化起動(dòng)機(jī)起動(dòng)方案。

起停裝置是集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU中，由ECU根據(jù)當(dāng)前車輛的工況，綜合判斷水溫、制動(dòng)真空度、環(huán)境壓力、油門踏板、安全帶、車門、空調(diào)、車輛傾角以及轉(zhuǎn)向盤角度等信息，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)熄火和自動(dòng)起動(dòng)，詳細(xì)原理圖如圖1所示。一般手動(dòng)擋車型的起停裝置主要是根據(jù)離合器和擋位的狀態(tài)來

判斷駕駛員意圖，手自一體變速器車型是通過制動(dòng)踏板來判斷駕駛員意圖。除此之外，手自一體變速器車型的起停裝置需要自動(dòng)變速器控制單元TCU來配合實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停功能。

2　電路設(shè)計(jì)

起停裝置的電路設(shè)計(jì)主要是針對(duì)起動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)車輛上，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是由ECU來控制的，而帶有起停裝置的車型上，起動(dòng)電路若由單一控制單元來控制，對(duì)于起動(dòng)功能來說，是存在安全風(fēng)險(xiǎn)的，如果由兩個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)共同執(zhí)行起動(dòng)控制則會(huì)大大提升起動(dòng)功能安全?；诖税踩栽O(shè)計(jì)思路，我們提出了在起動(dòng)電路中使用兩個(gè)繼電器，并且兩個(gè)繼電器分別由ECU和TCU來獨(dú)立控制，詳細(xì)控制電路參見圖2。

圖2　起動(dòng)電路

3　CAN信號(hào)及邏輯設(shè)計(jì)

為了方便起停裝置功能的理解并實(shí)現(xiàn)，本文將起停裝置分成了9種狀態(tài)機(jī)，詳見圖3。

圖3　起停裝置狀態(tài)機(jī)

根據(jù)不同工況，以及駕駛員的需求情況，我們設(shè)置了14種流轉(zhuǎn)方式，以實(shí)現(xiàn)在這9種狀態(tài)機(jī)下進(jìn)行流轉(zhuǎn)。詳細(xì)的流轉(zhuǎn)條件見表1。

表1　起停裝置流轉(zhuǎn)方式

手自一體變速器車型的起停裝置設(shè)計(jì)上需要考慮ECU和TCU的信號(hào)和邏輯的配合，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起?？刂?，并且TCU需要保證在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停機(jī)過程中的換擋油壓，因此在起停裝置的設(shè)計(jì)中，本文提供了一種 “請(qǐng)求-應(yīng)答”的信號(hào)交互方式，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)起?？刂?，信號(hào)的描述如下。

1）EngineStopEnable（TCU）：用于指示手自一體變速器當(dāng)前的狀態(tài)是否可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停機(jī)的條件，如變速器是否故障、變速器油溫狀態(tài)以及擋位狀態(tài)等。如果當(dāng)前狀態(tài)可以滿足自動(dòng)停機(jī)，則該信號(hào)置位。

2）EngineStopRequest（ECU）：ECU根據(jù)當(dāng)前工況判斷是否可以停機(jī)，如果有停機(jī)需求時(shí)，該信號(hào)則置位，來向TCU請(qǐng)求自動(dòng)停機(jī)。

3）EngineStopAllow（TCU）：當(dāng)TCU接收到ECU的請(qǐng)求后，TCU根據(jù)當(dāng)前的換擋狀態(tài) （如是否在換擋過程中）來判斷是否允許自動(dòng)停機(jī)。

詳細(xì)的功能實(shí)現(xiàn)及信號(hào)交互邏輯如圖4所示。

圖4　功能實(shí)現(xiàn)及信號(hào)交互邏輯

4　結(jié)束語

起停裝置已經(jīng)成為傳統(tǒng)車應(yīng)對(duì)四階段油耗政策的關(guān)鍵功能，手動(dòng)擋車型的起停裝置設(shè)計(jì)方案已經(jīng)非常成熟，自動(dòng)擋車型的起停裝置在市場的投放相對(duì)較少，尤其是手自一體變速器的車型。本文完善地概括了手自一體變速器車型的特點(diǎn)并提供了一種解決方案，該方案簡單、可實(shí)施性強(qiáng)，具備實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的操作條件。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳積先，讓松.基于工況仿真的起停功能AGM鉛酸電池性能研究［J］.汽車電器，2015（5）：68-71.

［2］ GB 27999—2014，乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)［S］.2014.

［3］陳中澤.新帕薩特藍(lán)驅(qū)技術(shù)版轎車發(fā)動(dòng)機(jī)起停裝置淺析［J］.汽車電器，2015（7）：15-18.

（編輯文珍）

中圖分類號(hào)：U464.142

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003－8639（2016）05－0041－03

收稿日期：2015-11-12；修回日期：2015-12-02

作者簡介：于浩洋 （1983-），男，碩士，工程師，從事動(dòng)力總成電控系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)工作；王穎 （1988-），助理工程師，從事動(dòng)力總成電控系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)工作。

Design of Start Stop System for Auto-transmission Vehicle

YU Hao-yang，WANG Ying
（Products Development Department，F(xiàn)irst Automation Works Co.，Ltd.，Changchun 130001，China）

Abstract：Design method for start stop system based on auto-transmission vehicle is introduced.Detailed description of the system strategy，start circuit，CAN signal and control logic is also expounded.This design method is practical and could be used for mass-production.

Key words：start stop system；start circuit；auto-transmission