在微型車上應(yīng)用起停系統(tǒng)的可行性分析

馬鈞，曾玉強(qiáng)

（同濟(jì)大學(xué)，上海 201804）

在微型車上應(yīng)用起停系統(tǒng)的可行性分析

馬鈞，曾玉強(qiáng)

（同濟(jì)大學(xué)，上海 201804）

文章主要研究了在微型車上應(yīng)用起停系統(tǒng)帶來(lái)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的改善程度。通過(guò)對(duì)微型車進(jìn)行改造，裝備起停系統(tǒng)，并對(duì)改造前后汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，發(fā)現(xiàn)裝備起停系統(tǒng)后，車輛燃油經(jīng)濟(jì)性有可觀提升，排放有所改善，認(rèn)為在微型車上使用起停系統(tǒng)具有一定的意義。

微型車；起停系統(tǒng)；油耗

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.024

CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-72-06

前言

隨著我國(guó)汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車產(chǎn)量和保有量均急劇增加汽車在給人們生活帶來(lái)方便的同時(shí)，也帶來(lái)了能源安全、空氣污染及溫室效應(yīng)的問(wèn)題。

鑒于目前的嚴(yán)峻狀況，國(guó)家制定了相關(guān)政策，加快發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，以緩解能源危機(jī)，減少大氣污染與溫室氣體排放。介于內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車之間的混合動(dòng)力汽車受到了企業(yè)和消費(fèi)者的青睞；在混合動(dòng)力汽車中，根據(jù)混合度的不同又分為微混，中混和強(qiáng)混。中混和強(qiáng)混雖然節(jié)油潛力更高，但是由于成本增加較多，目前未能達(dá)到大批量的推廣；而微混汽車，由于主要是在傳統(tǒng)汽車上增加了起停系統(tǒng)，成本增加不多，燃油經(jīng)濟(jì)性有可觀的提升得到了迅猛發(fā)展。

由于市場(chǎng)上中小型車需求和保有量最大，國(guó)內(nèi)外對(duì)于起停系統(tǒng)的研究和應(yīng)用也主要集中在中小型車上，在我國(guó)，微型車的需求量和保有量較高，2012年，我國(guó)微車銷量225.67萬(wàn)輛，占乘用車銷售總量14.56%，占汽車銷售總量的11.69%，對(duì)這一重要細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用起停系統(tǒng)的研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。

1、發(fā)動(dòng)機(jī)起停系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)起停系統(tǒng)的基本工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)起停系統(tǒng)的基本工作原理參見(jiàn)圖。在駕駛過(guò)程中，遇到紅燈，駕駛員踩下剎車，調(diào)至檔位到空擋，同時(shí)松開(kāi)離合，此刻，ECU獲得這些信息后，經(jīng)過(guò)判斷是停車，那么指示發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，等待起動(dòng)。等交通燈改變后，駕駛員踩下離合，ECU判斷要準(zhǔn)備開(kāi)車，就指示起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)立刻起動(dòng)，駕駛員在掛檔后即可起動(dòng)。這些操作和駕駛員的平時(shí)操作并沒(méi)有什么不同。當(dāng)然駕駛員也可以通過(guò)操作起停系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)閉自動(dòng)起停功能。

1.2 起停系統(tǒng)的主要部件

增強(qiáng)型起停系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)、增強(qiáng)型起動(dòng)電機(jī)、AGM電池、電池傳感器(EBS)、制動(dòng)真空度、發(fā)電機(jī)、起停主開(kāi)關(guān)、離合器踏板底開(kāi)關(guān)、空擋開(kāi)關(guān)及人機(jī)界面等組成，具體如圖2。

2、試驗(yàn)描述

一個(gè)客戶提供了一臺(tái)微型車用于研究之用。

車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)裝上不同的數(shù)據(jù)采集工具DAQ包括傳感器和軟件使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以被采集。這輛車試驗(yàn)試驗(yàn)在底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試。詳細(xì)的說(shuō)明如下。

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)

這個(gè)試驗(yàn)用的發(fā)動(dòng)機(jī)是火花塞點(diǎn)燃，燃油噴射，自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)使用雙頂置凸輪軸，每缸有兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門。一些基本的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1：

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)

2.2 車輛

測(cè)試車輛的參數(shù)可參見(jiàn)表，車輛的測(cè)試裝置是用來(lái)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)臺(tái)架不能獲取的數(shù)據(jù)。這個(gè)設(shè)置是用來(lái)獲取電子系統(tǒng)，變速箱和輔助載荷的數(shù)據(jù)。車輛的測(cè)試裝置對(duì)這個(gè)研究是不可分割的一部分，因?yàn)樗谦@取與車輛起停相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的唯一方法。

表2 測(cè)試車輛參數(shù)

車輛配備了ETASDAQ系統(tǒng)來(lái)記錄ECU的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)被記錄在電腦里，通過(guò)一個(gè)叫做INCA的軟件來(lái)與ETAS DAQ連接。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)系統(tǒng)切換

由于原車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)系統(tǒng)為大陸汽車電子（以下簡(jiǎn)稱“Conti”）的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)+機(jī)械門體系統(tǒng)，因此首先將發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和電子門體系統(tǒng)的切換為聯(lián)合汽車電子有限公司（以下簡(jiǎn)稱“UAES”）的產(chǎn)品。

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)概述

發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)相當(dāng)于汽車的大腦，它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，傳感器和執(zhí)行器組成。其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。

發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量、噴油量和點(diǎn)火提前角這三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作進(jìn)行控制。在整個(gè)過(guò)程中，傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，如溫度，壓力，位置，空燃比等，這些信息傳遞給ECU，ECU通過(guò)計(jì)算，控制信號(hào)輸出到功率驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)執(zhí)行器。執(zhí)行器負(fù)責(zé)執(zhí)行ECU的策略。同時(shí)為了增加安全性，ECU還有自我監(jiān)控模塊和故障診斷模塊。遇到故障會(huì)進(jìn)行亮燈報(bào)警，并可以通過(guò)診斷設(shè)備讀出故障碼，便于進(jìn)行維修。

本次改造采用的是Bosch的M7發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。M7發(fā)動(dòng)機(jī)控制想系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。

3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)零件的改造

本次發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的切換主要更換了以下零件：ECU，電子節(jié)氣門體，電子油門踏板，空氣壓力溫度傳感器及發(fā)動(dòng)機(jī)線束。

3.2.1 ECU改造

ECU是電子控制單元，它相當(dāng)于車輛的大腦，收集傳感器的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析計(jì)算，給執(zhí)行器相應(yīng)的信號(hào)。

本次系統(tǒng)改造選用的是UAES的ME788系統(tǒng)：在實(shí)現(xiàn)電子油門控制的基礎(chǔ)上，集成了起停功能的軟件包，并且在硬件上重新為起停功能分配了資源； ECU外形圖見(jiàn)圖。

3.2.2 電子節(jié)氣門體改造

本次改造使用的是UAES 的電子節(jié)氣門體。見(jiàn)圖。

3.2.3 電子油門踏板功能介紹及改造

電子油門踏板取消了油門踏板和節(jié)流閥體之間的油門拉線或者其他機(jī)械連接裝置，通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)了電子控制。駕駛員踩下油門踏板后，油門踏板上的位置傳感器將采集到的位置信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將其傳給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通過(guò)計(jì)算，給電子節(jié)氣門體的執(zhí)行電機(jī)發(fā)送信號(hào)，電機(jī)會(huì)對(duì)節(jié)氣門進(jìn)行調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確的節(jié)氣門開(kāi)度控制。本次改造選用UAES的電子油門踏板，見(jiàn)圖7。

3.2.4 空氣壓力溫度傳感器介紹及改造

原車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)系統(tǒng)配置了空氣壓力與空氣溫度兩個(gè)傳感器，為降低系統(tǒng)成本，將其改造為空氣壓力溫度一體傳感器；見(jiàn)圖8。

3.2.5 整車線束改造

基于新的ECU線束圖實(shí)現(xiàn)了從原車CONTI系統(tǒng)線束到UAES系統(tǒng)線束的改造。

3.2.6 其他零件改造

另外還需要進(jìn)行離合器頂開(kāi)關(guān)、雙路制動(dòng)開(kāi)關(guān)（制動(dòng)踏板信號(hào)、制動(dòng)燈信號(hào)）的安裝：離合器頂開(kāi)關(guān)用于與電子油門配合以實(shí)現(xiàn)更好的駕駛性和換檔平順性；而雙路制動(dòng)開(kāi)關(guān)則是用于電子油門監(jiān)控功能。

4、起停系統(tǒng)部件的改造

如附圖所示，為起停系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，由于車輛條件的限制，演示項(xiàng)目并未選擇所有的配置，只是針對(duì)實(shí)現(xiàn)起停功能所必需的配置進(jìn)行了安裝和改造。

4.1 演示項(xiàng)目配置項(xiàng)

4.1.1 起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)：配備了BOSCH增強(qiáng)型起動(dòng)電機(jī)/高效發(fā)電機(jī)

由于起停系統(tǒng)頻繁起停，需要增強(qiáng)型和高壽命的起動(dòng)電機(jī)以及高效的發(fā)電機(jī)對(duì)電池充電。

4.1.2 起停配置項(xiàng)

1）開(kāi)關(guān)類

離合器低位開(kāi)關(guān)、空檔開(kāi)關(guān)、起停主開(kāi)關(guān)；以實(shí)現(xiàn)駕駛員操作意圖的輸入；

2）傳感器類

制動(dòng)真空度傳感器，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)安全相關(guān)的輸入

3）繼電器類

起動(dòng)電機(jī)繼電器、傳動(dòng)鏈狀態(tài)繼電器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)起動(dòng)機(jī)的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)起動(dòng)；

4）指示燈

以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)指示，易于駕駛員的理解和操作；

4.2 演示項(xiàng)目未配置項(xiàng)

1）EBS電池傳感器2)發(fā)電機(jī)控制

3）起動(dòng)電機(jī)控制常閉（防打齒）繼電器

4)車門/座位/安全帶開(kāi)關(guān)，前艙蓋開(kāi)關(guān)

5)空調(diào)開(kāi)關(guān)（該車輛未配置空調(diào)）

以上作為演示項(xiàng)目可暫時(shí)省略，但若作為批產(chǎn)項(xiàng)目的話則必須要配置電池傳感器、防打齒繼電器，以及車門/座位/安全帶開(kāi)關(guān)、前艙蓋開(kāi)關(guān)等安全相關(guān)的開(kāi)關(guān)。

5、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)及起停系統(tǒng)的標(biāo)定及結(jié)果分析

5.1 車輛基本標(biāo)定

演示項(xiàng)目未安排臺(tái)架試驗(yàn)，但聯(lián)合汽車電子有限公司已經(jīng)做過(guò)類似發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配，因此以類似項(xiàng)目的臺(tái)架標(biāo)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換成為該發(fā)動(dòng)機(jī)電子門體系統(tǒng)的標(biāo)定數(shù)據(jù)，包括充氣模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，爆震控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，基本點(diǎn)火角數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，扭矩模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，EGR流量和EGR率標(biāo)定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等。

5.2 車輛轉(zhuǎn)轂標(biāo)定

5.2.1 混合氣預(yù)控標(biāo)定

在臺(tái)架數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了實(shí)車轉(zhuǎn)轂檢查，檢查結(jié)果表明，各轉(zhuǎn)速負(fù)荷條件下混合氣預(yù)控良好，空燃比偏差不超過(guò)5%。

5.2.2 二路充氣模型標(biāo)定

經(jīng)過(guò)標(biāo)定，基于節(jié)氣門體的次充氣模型與基于MAP傳感器的主充氣模型，在大部分工況下穩(wěn)態(tài)偏差控制在5%以內(nèi)。

5.2.3 EGR流量檢查

經(jīng)過(guò)典型的工況檢查，如2000rpm中等負(fù)荷，3000rpm中等負(fù)荷；結(jié)果表明，EGR流量標(biāo)定數(shù)據(jù)基本合理，對(duì)混合氣空燃比的影響在3%以內(nèi)。

5.2.4 常溫起動(dòng)怠速標(biāo)定

常溫起動(dòng)標(biāo)定安排了溫度點(diǎn)10℃到30℃的詳細(xì)標(biāo)定，以及暖機(jī)起動(dòng)和熱機(jī)起動(dòng)的標(biāo)定檢查；標(biāo)定完成后車輛在10℃以上具有良好的起動(dòng)性能，可以用于排放及起停功能的標(biāo)定。

同時(shí)完成了冷機(jī)怠速和熱機(jī)怠速的標(biāo)定檢查，標(biāo)定完成后車輛具有良好的冷機(jī)和熱機(jī)怠速穩(wěn)定性，怠速轉(zhuǎn)速波動(dòng)在正負(fù)30轉(zhuǎn)以內(nèi)。

5.3 檔位判別及駕駛性標(biāo)定

在完成了檔位判別的標(biāo)定和駕駛性標(biāo)定的初步檢查后，車輛具有良好的駕駛性能，加減速平穩(wěn)，無(wú)轉(zhuǎn)速?zèng)_擊、高怠速或滑行熄火等現(xiàn)象，標(biāo)定數(shù)據(jù)可以用于進(jìn)行排放的標(biāo)定。

5.4 起停功能標(biāo)定

5.4.1 起停功能配置

如附圖0所示，為起停功能的標(biāo)準(zhǔn)配置，由于車輛條件的限制（參見(jiàn)前述起停系統(tǒng)的改造），演示項(xiàng)目并未打開(kāi)所有的配置，只是針對(duì)實(shí)現(xiàn)起停功能所必需的配置進(jìn)行了標(biāo)定。

1）演示項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)功能

（1）駕駛員輸入；

（2）制動(dòng)真空度檢測(cè)；

（3）起動(dòng)機(jī)控制

（4）Start/Stop人機(jī)界面

2）演示項(xiàng)目未實(shí)現(xiàn)功能

（1）電池狀態(tài)檢測(cè)；

（2）駕駛員在座及前艙蓋檢測(cè)

（3）空調(diào)系統(tǒng)輸入-N1B12演示車輛未配置空調(diào)系統(tǒng)

5.4.2 起停系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制相關(guān)的標(biāo)定

1）發(fā)動(dòng)機(jī)禁止停機(jī)條件的設(shè)定

由于是演示項(xiàng)目，為避免由于某些情況影響起停功能的實(shí)現(xiàn)，暫時(shí)關(guān)閉了其他禁止停機(jī)的條件，如碳罐負(fù)荷高、扭矩自學(xué)習(xí)未完成等，而保留水溫條件和催化器加熱條件禁止停機(jī)的功能；

為確保在排放循環(huán)第三個(gè)怠速段即能夠停機(jī)以提高節(jié)油效果，水溫條件應(yīng)低于第三個(gè)怠速段前的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，在第三個(gè)怠速段前發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在58度左右，為確保停機(jī)，演示項(xiàng)目將水溫條件設(shè)置在50度，即在水溫大于50度時(shí)，方可進(jìn)行自動(dòng)停機(jī)。

2）發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)控制

在自動(dòng)停機(jī)條件（見(jiàn)下文駕駛員操作）滿足時(shí)，ECU發(fā)出斷油指令，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停機(jī)。

3）扭矩需求控制

由于未配置發(fā)電機(jī)控制，故發(fā)電機(jī)扭矩管理功能關(guān)閉。

4）進(jìn)氣量控制

為了減少怠速重新起動(dòng)的進(jìn)氣量，對(duì)此重新進(jìn)行了標(biāo)定，以減低怠速重復(fù)起動(dòng)的油耗，熱機(jī)起動(dòng)overshoot控制在1300多轉(zhuǎn)。

5）噴油控制

為了減少怠速重新起動(dòng)的噴油量，以便提高節(jié)油效果，重新優(yōu)化了重復(fù)起動(dòng)，尤其是排放工況停機(jī)時(shí)間的重復(fù)起動(dòng)，LAMBDA僅沉底到0.9左右，并且在0.7s就上升到1。

6）露點(diǎn)及氧傳感器加熱

為了加快怠速重復(fù)起動(dòng)后進(jìn)入閉環(huán)的時(shí)間，在減少起動(dòng)噴油的情況下提高起動(dòng)的安全性并降低油耗，重新調(diào)整了氧傳感器加熱的策略，并重新調(diào)整了自動(dòng)停機(jī)后排溫模型的計(jì)算，以及在自動(dòng)停機(jī)引起的斷油情況下不再觸發(fā)清氧功能，怠速重復(fù)起動(dòng)后1s內(nèi)即進(jìn)入閉環(huán)。

7）附件控制

自動(dòng)停機(jī)時(shí)若水溫過(guò)高，ECU會(huì)控制風(fēng)扇繼續(xù)工作，但由于未配置電池傳感器，因此該功能暫時(shí)關(guān)閉；由于該車輛未配置空調(diào)，因此空調(diào)相關(guān)功能調(diào)整關(guān)閉。

5.4.3 起停系統(tǒng)車輛控制相關(guān)的標(biāo)定

1）真空度計(jì)算及起停控制功能

演示車輛安裝有真空度傳感器，系統(tǒng)在進(jìn)行了配置和標(biāo)定后能夠?qū)崟r(shí)測(cè)得制動(dòng)真空度，以便在制動(dòng)真空度小于設(shè)定值時(shí)控制系統(tǒng)重新起動(dòng)。

2）離合器開(kāi)關(guān)、空檔開(kāi)關(guān)信號(hào)計(jì)算及診斷

由于演示車輛開(kāi)關(guān)的改造屬于由聯(lián)合汽車電子臨時(shí)安裝，未按標(biāo)準(zhǔn)離合器/空檔開(kāi)關(guān)配置，因此軟硬件進(jìn)行了重新調(diào)整，以滿足實(shí)車需要，獲取可信的離合器和空檔信號(hào)，這對(duì)本演示項(xiàng)目沒(méi)有什么影響。

3）其他開(kāi)關(guān)

由于未配置前艙蓋、車門/座椅/安全帶等開(kāi)關(guān)，相關(guān)功能關(guān)閉。

4）起動(dòng)機(jī)控制及診斷功能

為了從硬件上實(shí)現(xiàn)起停的可靠性，安裝了傳動(dòng)鏈狀態(tài)繼電器。

但由于未裝常閉繼電器，因此不能實(shí)現(xiàn)防打齒功能。

5）電池狀態(tài)檢測(cè)功能

由于演示車輛未配置電池傳感器，故功能關(guān)閉。

6）人機(jī)界面功能

如前所述，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩盞燈四種狀態(tài)的指示，以及主開(kāi)關(guān)的操作實(shí)現(xiàn)關(guān)閉和打開(kāi)起停功能。

5.4.4 起停操作功能的標(biāo)定

如上所述，目前演示車輛實(shí)現(xiàn)的起停操作設(shè)定如下：

1）停機(jī)功能

（1）駕駛員操作觸發(fā)停機(jī)：

當(dāng)車速降低至15km/h時(shí)，

a.若檔位在檔：踩離合掛空檔時(shí)；

b.若檔位空檔：松開(kāi)離合踏板時(shí)；

注：上次停機(jī)后（包括第一次鑰匙起動(dòng)前的停機(jī)），只有車速再次超過(guò)10km/h才允許再次停機(jī)。

（2）無(wú)操作觸發(fā)停機(jī)

若系統(tǒng)觸發(fā)自動(dòng)起動(dòng)后15s內(nèi)，駕駛員沒(méi)有任何踏板和檔位操作，則系統(tǒng)認(rèn)為駕駛員無(wú)起步行駛意圖從而使發(fā)動(dòng)機(jī)再次停機(jī)。

2）自動(dòng)起動(dòng)功能

（1）駕駛員操作觸發(fā)自動(dòng)起動(dòng)。

a.若檔位處于空檔且離合器踏板未踩下時(shí)：當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時(shí)，發(fā)出起動(dòng)指令；

b.若檔位處于空檔且離合器踏板踩到底時(shí)：當(dāng)駕駛員掛檔時(shí)，發(fā)出起動(dòng)指令；

c.當(dāng)檔位處于空檔或者離合器踏板已被踩到底：當(dāng)駕駛員按下起停主開(kāi)關(guān)關(guān)閉起停功能時(shí)，發(fā)出起動(dòng)指令；

d.當(dāng)檔位處于空檔或者離合器踏板已被踩到底：當(dāng)駕駛員踩下油門踏板，發(fā)出起動(dòng)指令。

（2）無(wú)操作觸發(fā)起動(dòng)

在自動(dòng)停機(jī)情況下如果發(fā)生車輛溜坡，當(dāng)車速超過(guò)15km/h時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)重起。

6、排放標(biāo)定及油耗檢查

在完成車輛基本標(biāo)定和起停系統(tǒng)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，對(duì)排放進(jìn)行了標(biāo)定和檢查。以下排放結(jié)果在UAES同一排放室進(jìn)行，滑行曲線使用單點(diǎn)法950+100=1050KG，因此油耗結(jié)果只做對(duì)比起停功能的效果使用，其絕對(duì)值不作參考。

6.1 原車系統(tǒng)排放及油耗檢查

首先針對(duì)原車Conti系統(tǒng)做了兩次排放，其結(jié)果用作UAES系統(tǒng)切換的參考，以排除系統(tǒng)切換導(dǎo)致的油耗異常。其結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 原車系統(tǒng)排放及油耗檢查

6.2 UAES系統(tǒng)排放及油耗預(yù)查

為了排除排放中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)UAES系統(tǒng)車輛先進(jìn)行了兩次排放預(yù)查（一次不帶起停功能，一次帶起停功能），其結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 UAES系統(tǒng)排放及油耗預(yù)查

在這兩次排放中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，如在排放循環(huán)的高速段系統(tǒng)進(jìn)入了加濃保護(hù)，增加了油耗與排放；如在排放循環(huán)的高速段由于三元催化保護(hù)功能起作用而未斷油，增加了油耗，且閉環(huán)控制不合理，導(dǎo)致了NOx的大幅增加。在修改了標(biāo)定之后，以上問(wèn)題得到了解決。

在排除了一切異常問(wèn)題后，專注于起停和非起停的對(duì)比，分別安排了帶起停功能與不帶起停功能的排放試驗(yàn)，如圖11完整的排放循環(huán)，不帶起停為完整的不帶起停功能的排放循環(huán)，而圖12 完整的排放循環(huán)，帶起停，停機(jī)10次為帶起停功能的完整的排放循環(huán)，一共實(shí)現(xiàn)停機(jī)10次。

6.3 不帶起停功能排放及油耗檢查

表5的結(jié)果表明，UAES系統(tǒng)車輛的油耗是低于原車系統(tǒng)的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)系統(tǒng)的切換（包括臺(tái)架標(biāo)定的移植，車輛的基本標(biāo)定等）是成功的。

表5 不帶起停功能排放及油耗檢查

6.4 帶起停功能排放及油耗檢查

表的結(jié)果表明，起停功能的實(shí)現(xiàn)確有節(jié)油的效果。

表6 帶起停系統(tǒng)功能排放及油耗檢查

7、節(jié)油效果總結(jié)及裝備起停系統(tǒng)的成本分析

基于以上結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表7。

表7 油耗結(jié)果

可以看出，起停功能在小型MPV上的節(jié)油效果2.98%，每百公里節(jié)油0.216升，具有一定的節(jié)油效果。

按照汽油價(jià)格7.5元/L 計(jì)算，每百公里節(jié)省費(fèi)用1.62元。如果起停系統(tǒng)增加的費(fèi)用為1000元，那么車輛在開(kāi)到6萬(wàn)公里左右可以收回成本，即2～3年后可以收回增加起停系統(tǒng)的費(fèi)用。

以上是針對(duì)1.2L的車輛，如果排量增加，那么節(jié)油效果會(huì)更明顯，那么在更短的時(shí)間內(nèi)即就可以收回成本。因此從成本角度，在微型車上增加起停系統(tǒng)是有意義的。

8、結(jié)論

本文主要從技術(shù)的角度研究了在起停系統(tǒng)應(yīng)用在微型車的可行性及從經(jīng)濟(jì)角度分析了起停系統(tǒng)對(duì)使用成本的影響。首先介紹了將無(wú)起停系統(tǒng)微型車增加起停系統(tǒng)需做的硬件改裝工作，接著研究了增加起停系統(tǒng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)需要做的標(biāo)定數(shù)據(jù)更新，最后將原車與改動(dòng)后的車輛進(jìn)行燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)裝備起停系統(tǒng)后的車輛的油耗有顯著的降低，排放也有改善，表明起停系統(tǒng)應(yīng)用在微型車上從技術(shù)角度是可行的。進(jìn)一步核算了裝備起停系統(tǒng)需增加的費(fèi)用及起停系統(tǒng)帶來(lái)的油耗成本降低，結(jié)果表明，增加起停系統(tǒng)后，綜合成本會(huì)降低，說(shuō)明在微型上應(yīng)用起停系統(tǒng)同時(shí)也是有意義的。

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The feasibility study for applying Start-Stop system on Micro vehicle

Ma Jun, Zeng Yuqiang
( Tongji University, Shanghai 201804 )

The paper is to study the feasibility of lowering fuel consumption of micro vehicle by implementing Start-Stop system. By comparing the fuel consumption and emission performance with and without the Start-Stop system, this paper find out that the start-stop system can reduce the fuel consumption and emission, so it makes sense to apply the Start-stop system on micro-vehicle.

Micro vehicle; Start/Stop system; Fuel consumption

U467.3

A

1671-7988(2016)10-72-06

馬鈞，就職于同濟(jì)大學(xué)。曾玉強(qiáng)（1981-），男，就讀于同濟(jì)大學(xué)，研究方向：車輛工程，現(xiàn)就職于輝門（中國(guó)）有限公司。