基于汽車啟停系統的車載網絡技術研究

黃曉鵬，藺宏良

（陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710018）

基于汽車啟停系統的車載網絡技術研究

黃曉鵬，藺宏良

（陜西交通職業技術學院，陜西 西安 710018）

本論文介紹了汽車啟停技術的應用背景、控制原理，并介紹了汽車車載網絡的應用，結合具體車型分析了車載網絡技術在汽車啟停系統中的應用。

汽車啟停系統；車載網絡；蓄電池充電狀態盒；控制原理

CLC NO.: U463.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2014)10-30-03

前言

近年來，世界范圍內節能環保的呼聲日益強烈,各國汽車排放與油耗法規也都越來越嚴格。同時我國汽車保有量逐年提高,大城市的交通擁堵和空氣污染也日益嚴重,各個大城市不斷采取措施來降低由汽車引起的交通擁堵和空氣污染，比如部分大城市已經相繼開始限行措施，《北京市大氣污染防治條例》也于今年3月1日起正式實施，該條例規定，北京提倡環保駕駛，在大部分地段，機動車駕駛員在停車三分鐘以上時，應當熄滅發動機。汽車上的自動啟停技術能夠順應我國大環境的發展及相關法律的要求，已經在東風雪鐵龍C4L、一汽大眾高爾夫等眾多主流車型中應用，而車載網絡的發展使得汽車啟停技術更易實現、控制更加完善。本論文主要分析研究車載網絡技術在汽車啟停系統中的應用。

1、汽車啟停系統

1.1 概述

汽車啟停系統是一套控制發動機啟動和停止的系統，當車輛在紅燈、堵塞等停滯狀態下，電腦可以控制發動機自動停止運行，從而大大減少油耗和廢氣排放；當整車需要再啟動時，啟動機快速啟動發動機，瞬時銜接，保障行車過程和駕駛習慣不受影響。相對于新燃料應用、制動能量回收等復雜的節能科技，汽車啟停系統具有技術可靠、實用性強的優勢。而且這個系統可配置汽油發動機、柴油發動機及各類變速箱，手動變速器汽車的啟停模式的操作模式如圖1所示。

據統計，裝備自動啟停系統的車輛在綜合路況（高速、

公路、城市）條件下可以節約 5% 左右的燃油，而在擁堵路段中最高可以節約 15% 左右的燃油，而且可以降低汽車尾氣的排放。

1.2 汽車啟停系統組成

目前，汽車上大多采用啟動機型的汽車啟停系統，即汽車需要發動機停止時發動機電腦控制噴油器和點火控制器停止噴油和點火，需要重新啟動時，控制啟動機運轉并控制噴油器和點火控制器重新開始噴油和點火。

汽車啟停系統主要由蓄電池充電狀態盒（BECB）、特殊的電池、交流發電機、網絡電壓保持設備（DMTR）、啟動機控制盒、增強型啟動機、傳感器等組成的。用以保證汽車能夠進入正常的啟停模式。圖2為汽車啟停系統部分組成，分別是VLRA密封性蓄電池、蓄電池充電狀態盒、啟停開關。

1.3 汽車啟停系統控制策略

啟停系統進入工作狀態是不能以犧牲車輛其它系統正常工作為代價的，比如在蓄電池電量低于限定值、駕駛員沒有寄安全帶、車輛空調系統在進行除霧工作、剎車系統內壓力下降到某一點之下、汽車行駛坡度大于某一值、車輛出現向前或者向后“溜車”等情況時，啟停系統不會熄滅發動機，如果發動機熄火后出現這些情況也立即地重新啟動。圖2為汽車啟停系統控制策略原理。

2、車載網絡在啟停系統中的應用

汽車網絡技術真正在汽車上應用始于20世紀80年代，在20世紀90年代，汽車網絡在不同車型上開始廣泛使用。車載網絡系統能夠在多個設備之間通過公共的界面傳輸數據，可以減化線束，并通過共享信號減少傳感器數量，增加功能，因此現在很多廠商都在自己生產的車輛上使用車載網絡系統并且應用到很多系統中。

由汽車啟停系統的組成和控制策略可以看出，在汽車啟停系統中，有一些傳感器和控制單元是和汽車其它系統共用的，并且汽車的啟停系統上很多限制條件是受控于汽車上其它系統的，因此，如果用傳統的線束結構來增加汽車此項功能，將勢必增加很多線束、傳感器以及插接器，大大增加汽車的復雜程度。

因此，汽車啟停系統和車載網絡技術就自然而然聯系在一汽，目前的汽車啟停系統中就應用了不同類型的車載網絡結構，從而在增加很少的線束的情況下實現了汽車的自動啟停功能，并且和汽車其它控制系統實現信息共享，保證了啟停系統進入工作狀態時不影響車輛其它系統正常工作。

圖4為CAN網和LIN網在蓄電池充電狀態盒中的應用，而蓄電池充電狀態盒正是汽車啟停系統中新增的設備之一，通過LIN網把蓄電池電壓、電流、溫度、充電狀態（SOC）等信息傳輸給智能控制盒，智能控制盒再通過CAN高速網把其中部分信息傳輸給發動機電腦進行啟停系統控制的依據。

3、C4L轎車啟停系統中的車載網絡

東風雪鐵龍C4L轎車智驅版汽車是在原C4L車型上加裝了啟停系統，更改了主線束、儀表板和電源線束，增加了一個啟停功能關閉按鍵，在組合儀表上增加了一個啟停系統的指示燈，同時，增加了蓄電池充電狀態盒（BECB）、VLRA密封性蓄電池、LIN控制的交流發電機、網絡電壓保持設備（DMTR）、啟動機控制盒、增強型啟動機、傳感器等設備，從而完成了自動啟停系統的功能。

C4L啟停系統的功能是通過停止和重啟發動機來完成的，停止發動機即停止噴射和點火使發動機熄火，重啟發動機即激活起動機同時噴射和點火。同時，啟停功能還考慮了多方面的限制因素，例如：安全、駕駛員的舒適性、駕駛員的要求、零件的技術限制、能源管理等。

在該車型的啟停系統中應用了CAN網和LIN網兩種不同的車載網絡協議，控制和傳輸不同的信息，同時CAN網又分為CAN高速網（CAN I/S）和CAN低速網（CAN LS），如圖5所示。其中LIN網主要控制交流發電機的輸出電壓，以及傳輸蓄電池的充電狀態；CAN低速網主要在空調電腦、組合儀表、智能控制盒等電腦之間進行信息傳輸；CAN高速網則在發動機電腦、智能控制盒、電子穩定程序、網絡電壓保持設備等模塊中進行信息傳輸共享；然后經過網關智能控制盒使得CAN低速、CAN高速中的信息得以共享。最終完成該轎車啟停系統的控制，同時考慮了多個其它系統方面的限制要求，并在組合儀表中顯示出來。

4、結束語

隨著人們對環境污染的日益重視以及汽車技術方面的限制，跟歐洲發達國家一樣，我國市場上將會出現越來越多的帶有啟停系統的汽車，而這些系統中必然會應用到各種不同的車載網絡協議，使得汽車的啟停技術和車載網絡技術得到進一步的發展和完善。

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[7]C4L技術資料.

Car automotive research network technology based start-stop system

Huang Xiaopeng, Lin Hongliang
（Shaanxi College Of Communacation Technology, Shaanxi Xi’an 710018）

This paper describes the application background auto start-stop technology, control theory, and introduces the automotive vehicle networking applications, combined with analysis of specific models vehicle networking technology in the automotive start-stop system.

Auto start-stop system; Vehicle Network; State of charge of the battery cartridge; Control Principle

U463.3

A

1671-7988(2014)10-30-03

黃曉鵬，碩士研究生，就職于陜西交通職業技術學院。

陜西交通職業技術學院院級科研項目，編號：YJ12001。