徐 杰

(重慶工商職業(yè)學(xué)院，重慶 401520)

0 引 言

智能啟停系統(tǒng)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在乘用車上，其節(jié)能減排效果非常顯著。智能啟停系統(tǒng)的節(jié)油效果很大程度上取決于其控制策略，同時，控制策略還要綜合考慮駕乘人員操作便利性、車輛工作的安全性以及發(fā)動機啟動噪音對駕乘人員的影響，所以智能啟停系統(tǒng)的控制邏輯尤為重要。對發(fā)動機動智能啟停系統(tǒng)控制策略進行研究及優(yōu)化，以期達(dá)到更佳的節(jié)油環(huán)保效果及乘坐舒適性[1-2]。

1 智能啟停系統(tǒng)基本控制策略

發(fā)動機進入停機(STOP)模式和重啟(RESTART)模式條件分別如圖1、2所示。

圖1 發(fā)動機自動進入停機(STOP)模式條件

發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)功能是停止和重啟發(fā)動機，停止發(fā)動機即停止燃油噴射和點火，使發(fā)動機熄火，重啟發(fā)動機即系統(tǒng)自動激活起動機，燃油噴射系統(tǒng)及點火系統(tǒng)重新進入工作狀態(tài)。智能啟停系統(tǒng)在研發(fā)設(shè)計時需考慮多方面的限制因素，主要包括：安全因素，駕駛員操控性及舒適性要求，發(fā)動機零部件技術(shù)及壽命限制，能源管理等。

圖2 發(fā)動機自動重啟(RESTART)模式條件

2 智能啟停系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作流程

智能啟停系統(tǒng)的工作流程如圖3所示，其中心部分ECU根據(jù)采集到的汽車概況數(shù)據(jù)，由預(yù)先設(shè)置好的運行策略，通過CAN總線發(fā)出指令控制整個汽車運行啟停動作。其主要部件包括了優(yōu)化的加強型啟動電機、電控和24 V電池系統(tǒng)。通過專用的啟動電機，改善智能啟停發(fā)動機的啟動性能，且有助力加速功能，以防止發(fā)動機低速運行時推力不足[3-5]。

圖3 智能啟停系統(tǒng)的工作框圖

汽車發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)具有駕駛員開關(guān)，駕駛員可根據(jù)自身習(xí)慣和汽車行駛條件選擇智能啟停系統(tǒng)開啟或者關(guān)閉。同時，啟停系統(tǒng)在邏輯設(shè)置上具有以下幾點控制策略[6-7]：

(1) 為保證發(fā)動機在啟動時工作溫度迅速上升至發(fā)動機適宜的80～90 ℃的工作溫度，怠速啟停功能在冷卻液溫度低于40 ℃時不會自動停機。

(2) 若停車過程中無需關(guān)閉發(fā)動機，只需踩住離合器，發(fā)動機不會關(guān)閉。

(3) 蓄電池低于安全值，發(fā)動機不會自動停機，智能啟停系統(tǒng)停止工作。

(4) 車輛制動真空度不足。以上三種情形智能啟停系統(tǒng)將不會工作。

(5) 車輛初次啟動，車速較低時，啟停開啟指示燈將呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)，仍可正常使用。

3 智能啟停系統(tǒng)油耗及道路適應(yīng)性研究實驗

為分析智能啟停系統(tǒng)在城市道路的節(jié)油效果及智能啟停的適應(yīng)性，選擇東風(fēng)雪鐵龍C4L(1.2 T)在重慶市余松路立交到鵝公巖大橋的位置進行了多次道路實驗，對其油耗及智能啟停的綜合應(yīng)用進行了分析總結(jié)。實驗路段如圖4所示，其起始點里程為15 km，道路良好，沿途設(shè)有2個紅綠燈，上下班高峰期堵車現(xiàn)象嚴(yán)重，非高峰期基本無堵車現(xiàn)象。實驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 發(fā)動機自動停機及啟動條件

圖4 實驗道路地圖

通過道路實驗，可以發(fā)現(xiàn)智能啟停系統(tǒng)在城市道路堵車時節(jié)油效果明顯，最高值和最低值可相差13%。同時，通過道路實驗也發(fā)現(xiàn)了該車智能啟停系統(tǒng)在城市道路適應(yīng)性方面的問題，主要為以下三點：

(1) 堵車時，頻繁啟停嚴(yán)重。

(2) 倒車時，駕駛員手動關(guān)閉發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，車輛中控屏幕會出現(xiàn)“智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉”字樣，影響倒車映像的使用。

(3) 由車輛前進到駕駛員掛倒車擋的短暫停車瞬間，車輛會自動啟停1次[8]。

4 智能啟?？刂撇呗詢?yōu)化策略及待解決的問題

(1) 控制策略中應(yīng)設(shè)置避免發(fā)動機頻繁啟停，例如可以邏輯控制在固定的時間啟停次數(shù)的上限，以保證發(fā)動機因頻繁啟停所帶來的零部件損耗和啟動瞬間的高油耗。

(2) 應(yīng)通過控制邏輯設(shè)置：在倒車時如關(guān)閉智能啟停系統(tǒng)，在中控屏幕上不顯示“智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉”字樣，待倒車結(jié)束退出倒擋時再顯示“智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉”字樣。

(3) 駕駛員倒車前會松油門、踩腳剎，車輛短暫處于停車狀態(tài)，此時發(fā)動機不應(yīng)進入停機狀態(tài)，但因車輛無法預(yù)判斷駕駛員將要倒車，所以智能啟停系統(tǒng)在邏輯上較難控制發(fā)動機，此時不進入停機狀態(tài)，故對于此問題的解決辦法需要進一步研究。

5 結(jié) 語

對發(fā)動機控制策略進行了研究，并接合其結(jié)構(gòu)對工作流程和特定情況的控制方法進行了分析。同時，以雪鐵龍C4L為例對啟停系統(tǒng)開啟和關(guān)閉兩個狀態(tài)下進行了道路試驗，并對其油耗進行了對比。最后對C4L控制策略所存在的問題進行了優(yōu)化處理，進一步的優(yōu)化將在未來進行更深入的研究[9-10]。