基于手自一體變速器車型起停裝置的設(shè)計

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

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)計方法，并針對系統(tǒng)方案、起動電路、CAN信號和控制邏輯進行了闡述，該設(shè)計方案切實可行。

關(guān)鍵詞：起停裝置；起動電路；手自一體變速器

隨著三階段油耗政策的實施，四階段油耗政策的出臺，乘用車油耗要求不斷提高。傳統(tǒng)車的發(fā)動機自動起停技術(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價方法及指標(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］，主機廠一定會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，自動關(guān)閉發(fā)動機，有恢復(fù)行駛需求時，不需要操作點火鑰匙，并且在不改變駕駛員駕駛習(xí)慣的前提下，而能實現(xiàn)發(fā)動機自動起動［3］。起停裝置就是通過減少不必要的怠速工況燃油消耗實現(xiàn)的燃油降低。

起停裝置的實現(xiàn)方式主要有3種，強化起動機起動、BSG電機起動以及ISG電機起動，本文所述的起停裝置為強化起動機起動方案。

起停裝置是集成在發(fā)動機控制單元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)動機的自動熄火和自動起動，詳細原理圖如圖1所示。一般手動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變速器控制單元TCU來配合實現(xiàn)發(fā)動機自動起停功能。

2　電路設(shè)計

起停裝置的電路設(shè)計主要是針對起動回路的設(shè)計，傳統(tǒng)車輛上，發(fā)動機的起動是由ECU來控制的，而帶有起停裝置的車型上，起動電路若由單一控制單元來控制，對于起動功能來說，是存在安全風(fēng)險的，如果由兩個完全獨立的系統(tǒng)共同執(zhí)行起動控制則會大大提升起動功能安全?；诖税踩栽O(shè)計思路，我們提出了在起動電路中使用兩個繼電器，并且兩個繼電器分別由ECU和TCU來獨立控制，詳細控制電路參見圖2。

圖2　起動電路

3　CAN信號及邏輯設(shè)計

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

圖3　起停裝置狀態(tài)機

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，以實現(xiàn)在這9種狀態(tài)機下進行流轉(zhuǎn)。詳細的流轉(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)計上需要考慮ECU和TCU的信號和邏輯的配合，才能實現(xiàn)自動起?？刂?，并且TCU需要保證在發(fā)動機自動停機過程中的換擋油壓，因此在起停裝置的設(shè)計中，本文提供了一種 “請求-應(yīng)答”的信號交互方式，以實現(xiàn)發(fā)動機的自動起?？刂疲盘柕拿枋鋈缦隆?/p>

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)動機自動停機的條件，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)可以滿足自動停機，則該信號置位。

2）EngineStopRequest（ECU）：ECU根據(jù)當(dāng)前工況判斷是否可以停機，如果有停機需求時，該信號則置位，來向TCU請求自動停機。

3）EngineStopAllow（TCU）：當(dāng)TCU接收到ECU的請求后，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停機。

詳細的功能實現(xiàn)及信號交互邏輯如圖4所示。

圖4　功能實現(xiàn)及信號交互邏輯

4　結(jié)束語

起停裝置已經(jīng)成為傳統(tǒng)車應(yīng)對四階段油耗政策的關(guān)鍵功能，手動擋車型的起停裝置設(shè)計方案已經(jīng)非常成熟，自動擋車型的起停裝置在市場的投放相對較少，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并提供了一種解決方案，該方案簡單、可實施性強，具備實現(xiàn)量產(chǎn)的操作條件。

參考文獻：

［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價方法及指標(biāo)［S］.2014.

［3］陳中澤.新帕薩特藍驅(qū)技術(shù)版轎車發(fā)動機起停裝置淺析［J］.汽車電器，2015（7）：15-18.

（編輯文珍）

中圖分類號：U464.142

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：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