CN103323264A - 一种汽车怠速起停系统试验平台及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车怠速起停系统试验平台及其试验方法,属于汽车控制系统试验平台。包括汽油发动机、电磁离合器、惯性模拟飞轮、转速传感器、测控系统、起停系统控制单元、起停开关、发电机、增强型起动电机、电磁制动器、燃油箱、燃油流量计、废气分析装置、燃油泵和复合储能装置。优点:能够预置道路工况,实施模拟路段的循环试验,节约实车试验成本;能够对车辆滑行能量回收、怠速停止、发动起动操作进行循环试验,验证可靠。
Description
技术领域
本发明属于汽车控制系统试验平台技术领域,具体涉及一种汽车怠速起停系统试验平台及其试验方法。
背景技术
随着全球石油资源的日益短缺以及空气污染的不断加剧,采用节能技术来减少燃油的消耗和废气的排放,已经成为汽车工业中的一项重要措施。汽车怠速起停系统是一种新型的节能技术,可以使城市车辆获得良好的燃油经济性,并能减少废气排放和噪声污染。怠速是指发动机空转时的一种工作状态。简单地说,怠速就是发动机“出工不出力”,汽油燃烧产生的机械功全部消耗在内部零件的摩擦上。怠速起停系统的工作原理:在车辆停止、发动机处于怠速状态时,发动机将自动熄火;然后当驾驶员有起动车辆的意图,如重新踩下离合器、油门踏板或松抬刹车的瞬间,发动机将自动起动,驱动车辆继续行驶。使用该技术,在综合工况下可节油5%~10%,而在拥堵的市区,节能效果更好,可节油10%~15%。另外,由于在怠速状态下,燃油的消耗并没有用于车辆行驶做功,因此在排放的尾气中会含有高浓度的一氧化碳、碳氢化合物以及低浓度的氮氧物。利用怠速起停系统,可在提高车辆燃油经济性的同时减少废气排放。
目前,我国对汽车怠速起停系统的研究还处于探索阶段,怠速起停系统的核心技术在于如何根据车速、发动机转速、变速器档位和离合器操作等输入信号来判定发动机停止条件和起动条件,又如何使发动机起停系统所用的燃油切断装置和起动机工作。如果系统的开发研究每次都以实车进行试验,不仅进度缓慢,而且还会耗费大量的人力物力和财力,因此,研制出一款能与汽车怠速起停系统相适用的模拟试验平台,将是简化和加快汽车怠速起停系统开发的有效途径之一,然而在目前的国内市场上,与此类技术相关的产品及文献并不多见。如重庆交通大学学报(自然科学版)2010年8月出版的第29卷第4期公开的“汽车怠速停止与起动模拟试验系统开发”,其涉及怠速起停试验台架的开发,将加速踏板信号、档位信号、离合器信号和制动踏板信号作为判断发动机怠速停机的条件,并利用启动发电一体式电动机ISG(Integrated Starter Generator)进行发动机启动和制动能量回收,利用原有汽车蓄电池储能。但对实际情况进行考虑,仅依靠以上四个条件判断起停显然是不够的,除此之外还有必要通过汽车水温信号来判断汽车暖机状况;还有必要判断汽车用电情况、汽车的安全信号以及安全信号与ECU(英文全称为:Electronic Control Unit,中文名称为:电子控制单元)的通讯。鉴于目前技术现状,本申请人作了积极而有益的设计,下面将要介绍的技术方案便是基于该前提产生的。
发明内容
本发明的首要任务在于提供一种汽车怠速起停系统试验平台,能够预置道路工况,实施模拟路段的循环试验,节约实车试验成本。
本发明的另一任务在于提供一种汽车怠速起停系统试验方法,能够对车辆滑行能量回收、怠速停止、发动起动操作进行循环试验,验证可靠。
为了完成首要任务,本发明所提供的一种汽车怠速起停系统试验平台,包括汽油发动机、电磁离合器、惯性模拟飞轮、转速传感器、测控系统、起停系统控制单元、起停开关、发电机、增强型起动电机、电磁制动器、燃油箱、燃油流量计、废气分析装置、燃油泵和复合储能装置,在汽油发动机上设置发动机水温传感器以及依次连接的喷油器、喷油器燃油切断装置和发动机燃油分配管,其中,发动机水温传感器和喷油器燃油切断装置共同连接至起停系统控制单元,发动机燃油分配管通过油管与燃油流量计连接,汽油发动机还与电磁离合器、发电机以及增强型起动电机连接,电磁离合器设置有电磁离合器控制开关,所述的电磁离合器控制开关与测控系统连接,电磁离合器还通过支承轴承与惯性模拟飞轮连接,惯性模拟飞轮与电磁制动器连接,在电磁制动器上安装有电磁制动器控制装置,所述的电磁制动器控制装置与测控系统连接,测控系统还与起停系统控制单元、废气分析装置和燃油流量计连接,起停系统控制单元与转速传感器、起停开关以及复合储能装置连接,转速传感器接近惯性模拟飞轮的边缘部,复合储能装置与增强型起动电机和发电机连接,废气分析装置通过废气取样探头插在汽油发动机的排气管上,燃油箱和燃油泵通过油管依次连接在燃油流量计上。
在本发明的一个具体的实施例中,所述的复合储能装置包括起动型铅酸蓄电池、DC-DC逆变器、超级电容、第一电流电压检测装置和第二电流电压检测装置,起动型铅酸蓄电池与第二电流电压检测装置和DC-DC逆变器连接,第二电流电压检测装置与起停系统控制单元连接,DC-DC逆变器与起停系统控制单元、发电机、超级电容以及增强型起动电机连接,超级电容与第一电流电压检测装置连接,第一电流电压检测装置与起停系统控制单元连接。
在本发明的另一个具体的实施例中,所述的起停系统控制单元设置有起停功能指示灯。
在本发明的又一个具体的实施例中,所述的汽油发动机通过发动机输出轴与电磁离合器连接,通过皮带与发电机连接,通过起动齿轮与增强型起动电机连接。
在本发明的再一个具体的实施例中,所述的测控系统包括数据采集模块、计算分析模块、控制输出模块以及显示模块,数据采集模块与燃油流量计和废气分析装置连接;计算分析模块与数据采集模块和控制输出模块连接,控制输出模块与电磁离合器控制开关、电磁制动器控制装置以及起停系统控制单元连接,显示模块与数据采集模块、计算分析模块以及控制输出模块连接,同时还通过CAN通讯线与起停系统控制单元连接。
为了完成另一任务,本发明所提供的一种汽车怠速起停系统试验平台用的试验方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤S1)通过测控系统的控制输出模块预置道路试验数据,模拟车辆接近红绿灯处,进入滑行状态,起停系统控制单元判断起停开关是否闭合,若是,执行步骤S2;否则,重复步骤S1;
步骤S2)测控系统向起停系统控制单元发送制动信号,起停系统控制单元判断该制动信号是否为1,若是,表明汽油发动机进入准备起停阶段,进入步骤S3;否则,回到步骤S1;
步骤S3)起停系统控制单元通过转速传感器来判断惯性模拟飞轮的转速是否低于第一转速V1,若是,执行步骤S4;否则,重复步骤S3;
步骤S4)起停系统控制单元通过第一电流电压检测装置的输出数据,判断超级电容是否处于可充电状态,若是,执行步骤S5;否则,执行步骤S7;
步骤S5)惯性模拟飞轮的动力传递给发电机,发电机发电,并通过DC-DC逆变器对超级电容充电,超级电容回收滑行能量;
步骤S6)起停系统控制单元判断超级电容是否充满电,若是,执行步骤S7;否则,回到步骤S5;
步骤S7)起停系统控制单元通过第二电流电压检测装置的输出数据,判断起动型铅酸蓄电池是否处于可充电状态,若是,执行步骤S8;否则执行步骤S10,结束滑行能量回收;
步骤S8)发电机通过DC-DC逆变器对起动型铅酸蓄电池充电,起动型铅酸蓄电池回收滑行能量;
步骤S9) 起停系统控制单元通过转速传感器判断惯性模拟飞轮的转速是否降低至第二转速V2,第二转速V2低于第一转速V1,若是,执行步骤S10;否则,重复步骤S9;
步骤S10)测控系统向电磁离合器控制开关发出指令,使电磁离合器切断,并发出空档信号给起停系统控制单元,车辆滑行能量回收结束,执行步骤S11;
步骤S11)起停系统控制单元通过转速传感器判断惯性模拟飞轮的转速是否为第三转速V3,第三转速V3为0,若是,执行步骤S12;否则,重复步骤S11;
步骤S12)起停系统控制单元通过发动机水温传感器判断汽油发动机的水温是否正常,若是,执行步骤S13;否则,重复步骤S12;
步骤S13)起停系统控制单元通过第一、第二电流电压检测装置判断复合储能装置的SOC(英文全称为:state of charge,中文名称为:荷电状态)状态是否满足起动条件,若是,则满足怠速停机条件,执行步骤S14;否则,重复步骤S13;
步骤S14)起停系统控制单元判断测控系统发送的加速踏板信号是否为0,若是,执行步骤S15;否则,重复步骤S14;
步骤S15)起停系统控制单元判断测控系统发送的离合器操作信号是否为0,若是,执行步骤S16;否则,重复步骤S15;
步骤S16)起停系统控制单元判断测控系统发送的制动操作信号及空档操作信号是否为1,若是,执行步骤S17;否则,重复步骤S16;
步骤S17)起停系统控制单元向喷油器燃油切断装置发出停机指令,喷油器燃油切断装置进入工作状态,喷油器停止供油;
步骤S18)汽油发动机停机;
步骤S19)测控系统将发送给起停系统控制单元的离合器操作信号设置为1;
步骤S20)结束怠速停止控制,进入停机等待;
步骤S21)起停系统控制单元根据在步骤S1中由测控系统预置的道路工况信息,来判断测控系统发出的离合器操作信号是否变为0, 且空档操作信号是否为1,若是,执行步骤S22;否则,重复步骤S21;
步骤S22)起停系统控制单元向喷油器燃油切断装置发出起动汽油发动机的指令,喷油器燃油切断装置进入断电状态,喷油器开始供油;
步骤S23)起停系统控制单元通过第一电流电压检测装置判断超级电容的SOC状态是否满足起动条件,若是,起停系统控制单元向DC-DC逆变器发出驱动指令,使超级电容与增强型起动电机连通,增强型起动电机得电开始工作,起动汽油发动机;否则,执行步骤S24;
步骤S24)起停系统控制单元向DC-DC逆变器发出驱动指令,使起动型铅酸蓄电池与增强型起动电机连通,增强型起动电机得电开始工作,起动汽油发动机;
步骤S25)汽油发动机的发动起动操作完成。
本发明由于采用了上述结构,为汽车怠速起停系统的开发、研究提供基本的试验平台,所述的试验平台预置红绿灯或堵车等道路工况信息,进行车辆滑行能量回收、怠速停止以及发动起动操作的模拟循环试验,可拓展性较强,节省了实车试验的成本。
附图说明
图1为本发明的汽车怠速起停系统试验平台的结构示意图。
图2为本发明的测控系统的结构框图。
图3为本发明的汽车怠速起停系统试验方法的主控流程图。
图中:1.汽油发动机;2.电磁离合器;3.惯性模拟飞轮;4.转速传感器;5.测控系统;6.起停系统控制单元;7.起停开关;8.发电机;9.增强型起动电机;10.电磁制动器;11.燃油箱;12.燃油流量计;13.废气分析装置;14.燃油泵;15.复合储能装置;16.发动机水温传感器;17.喷油器;18.喷油器燃油切断装置;19.发动机燃油分配管;20.电磁离合器控制开关;21.支承轴承;22.电磁制动器控制装置;23.起动型铅酸蓄电池;24.DC-DC逆变器;25.超级电容;26.第一电流电压检测装置;27.第二电流电压检测装置;28.起停功能指示灯;29.发动机输出轴;30.皮带;31.起动齿轮;32.数据采集模块、33.计算分析模块、34.控制输出模块;35.显示模块。
具体实施方式
为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果,申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述,但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制,任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
请参阅图1,一种汽车怠速起停系统试验平台,包括汽油发动机1、电磁离合器2、惯性模拟飞轮3、转速传感器4、测控系统5、起停系统控制单元6、起停开关7、发电机8、增强型起动电机9、电磁制动器10、燃油箱11、燃油流量计12、废气分析装置13、燃油泵14和复合储能装置15,在本实施例中,所述的汽油发动机1采用捷达EA211,电磁离合器2采用上海先安电器设备有限公司的DLM10-16A-G,惯性模拟飞轮3和轮速传感器4选用现有柴油发动机上的汽车飞轮及转速传感器,测控系统5和起停系统控制单元6由飞思卡尔单片机MC9S12DG128MPV实现,起停开关7采用常规的通断开关,发电机8采用大众捷达YO2002209,增强型起动电机9采用上海法雷奥公司的ReStart系列起动机,电磁制动器10采用天津市灵捷技术有限公司的DLZ6-8,燃油箱11和燃油泵14由汽油发动机1原装携带,燃油流量计12采用淮安衡正自动化仪表有限公司的HZ-LDE,废气分析装置13采用HORIBA 生产的MEXA-584L。汽油发动机1、电磁离合器2、惯性模拟飞轮3、电磁制动器10以及复合储能装置15安装在试验平台支架上。在汽油发动机1上设置发动机水温传感器16以及依次通过油管连接的喷油器17、喷油器燃油切断装置18和发动机燃油分配管19,其中,发动机水温传感器16和喷油器燃油切断装置18与起停系统控制单元6连接,发动机燃油分配管19通过油管与燃油流量计12连接。汽油发动机1还通过发动机输出轴29与电磁离合器2连接,通过皮带30与发电机8连接,同时还通过起动齿轮31与增强型起动电机9连接。电磁离合器2设置有电磁离合器控制开关20,所述的电磁离合器控制开关20与测控系统5连接,电磁离合器2还通过支承轴承21与惯性模拟飞轮3连接,惯性模拟飞轮3与电磁制动器10连接,并通过轴承安装在试验平台支架上,用于模拟车辆车速。在电磁制动器10上安装有电磁制动器控制装置22,所述的电磁制动器控制装置22与测控系统5连接。测控系统5还与起停系统控制单元6、废气分析装置13和燃油流量计12连接,起停系统控制单元6与转速传感器4、起停开关7以及复合储能装置15连接,所述的起停系统控制单元6还设置有起停功能指示灯28。转速传感器4通过支架进行安装,接近惯性模拟飞轮3的边缘部。复合储能装置15包括起动型铅酸蓄电池23、DC-DC逆变器24、超级电容25、第一电流电压检测装置26和第二电流电压检测装置27,在本实施例中,所述的DC-DC逆变器为LAVALEE生产的ABD-24D12N40A480D,所述的超级电容采用北京合众汇能科技有限公司的HCAP-M 15R 117,此处所述的超级电容实际是由六个相同的超级电容串联而成的一模组,第一电流电压检测装置26包括电流传感器和电压传感器,其中,电流传感器采用LHB200A5VY2,电压传感器采用VSM025A,第二电流电压检测装置27与第一电流电压检测装置26结构相同。起动型铅酸蓄电池23与第二电流电压检测装置27和DC-DC逆变器24连接,第二电流电压检测装置27与起停系统控制单元6连接,DC-DC逆变器24与起停系统控制单元6、发电机8、超级电容25以及增强型起动电机9连接,超级电容25与第一电流电压检测装置26连接,第一电流电压检测装置26与起停系统控制单元6连接。发电机8产生的电能通过DC-DC逆变器24先为超级电容25充电,超级电容25充满后再为起动型铅酸蓄电池23充电;在汽油发动机1起动时,先由超级电容25通过DC-DC逆变器24为增强型起动电机9提供起动电能,当超级电容25的电量不够时,起用起动型铅酸蓄电池23提供起动电能。废气分析装置13通过废气取样探头插在汽油发动机1的排气管上,燃油箱11和燃油泵14通过油管依次连接在燃油流量计12上。
请参阅图2,所述的测控系统5包括数据采集模块32、计算分析模块33、控制输出模块34以及显示模块35,数据采集模块32与燃油流量计12和废气分析装置13连接;计算分析模块33与数据采集模块32和控制输出模块34连接,控制输出模块34与电磁离合器控制开关20、电磁制动器控制装置22以及起停系统控制单元6连接,显示模块35与数据采集模块32、计算分析模块33以及控制输出模块34连接,同时还通过CAN通讯线与起停系统控制单元6连接。测控系统5通过数据采集模块32与燃油流量计12、废气分析装置13的电连接,获取燃油流量信号和汽油发动机1的尾气成分信号。计算分析模块33分析试验时预置的道路工况信息,如行驶时间,红绿灯数量,红绿灯亮灯时间等,决策电磁离合器控制开关20的开合、电磁制动器10的制动力矩并模拟驾驶员的加速踏板操作、制动操作以及空档换档操作,并把决策信息送给控制输出模块34;同时,计算分析模块33还对按照预置的道路工况信息所获取的如燃油流量、废气成分及含量等试验数据进行分析,用以分析该起停系统节能减排的能力,判断自动停机方式对汽油发动机的影响。控制输出模块34通过与电磁离合器控制开关20的电连接,对电磁离合器2进行接合与分离的控制;通过与电磁制动器控制装置22的电连接,实现对电磁制动器10的控制;通过与起停系统控制单元6的电连接,把模拟驾驶员的加速踏板操作、离合器操作、制动操作以及空档操作的相关信号发送给起停系统控制单元6。起停系统控制单元6通过CAN通讯线将从发动机水温传感器16、复合储能装置15的第一电流电压检测装置26、第二电流电压检测装置27以及喷油器燃油切断装置18等获得的发动机水温信号、复合储能装置15的SOC状态信号以及燃油切断等信号发送给显示模块35,显示模块35接收起停系统控制单元6、数据采集模块32、计算分析模块33以及控制输出模块34等信息后进行相关的试验状态的数据显示。
本发明起停控制的核心在于起停系统控制单元6,所述的起停系统控制单元6与转速传感器4、测控系统5、起停开关7、发动机水温传感器16、复合储能装置15中的第一、第二电流电压检测装置26、27以及喷油器燃油切断装置18电连接,获取惯性模拟飞轮3的转速信号、模拟驾驶员制动、换档操作的信号、起停开关信号、发动机水温信号以及复合储能装置的SOC状态信息。起停系统控制单元6根据上述信息向喷油器燃油切断装置18、DC-DC逆变器24以及起停功能指示灯28发送对应的控制信号。起停系统控制单元6通过控制喷油器燃油切断装置18和DC-DC逆变器24能够模拟车辆滑行能量回收、怠速停止以及发动起动操作。
请参阅图3,一种汽车怠速起停系统试验平台用的试验方法,包括模拟车辆滑行能量回收、怠速停止以及发动起动操作三个阶段,具体步骤如下:
步骤S1)测控系统5预置道路试验数据,模拟车辆接近红绿灯处,进入滑行状态,起停系统控制单元6判断起停开关7是否闭合,若是,执行步骤S2;否则,重复步骤S1;
步骤S2)测控系统5向起停系统控制单元6发送制动信号,起停系统控制单元6判断该制动信号是否为1,若是,表明汽油发动机1进入准备起停阶段,进入步骤S3;否则,回到步骤S1;
步骤S3)起停系统控制单元6通过转速传感器4来判断惯性模拟飞轮3的转速是否低于第一转速V1,在该实施例中,所述的第一转速V1为1000r/min(转/分),此时对应的模拟车速一般取低于40km/h,若是,执行步骤S4;否则,重复步骤S3;
步骤S4)起停系统控制单元6通过第一电流电压检测装置26的输出数据,判断超级电容25是否处于可充电状态,若是,执行步骤S5;否则,执行步骤S7;
步骤S5)惯性模拟飞轮3的动力传递给发电机8,发电机8发电,并通过DC-DC逆变器24对超级电容25充电,超级电容25回收滑行能量,具体地,起停系统控制单元6通过控制电磁离合器2来实现惯性模拟飞轮3的动力传递,当汽油发动机1启动时断开动力传递,启动完成后进行动力传递,在能量回收阶段再次断开动力传递,进行能量回收;
步骤S6)起停系统控制单元6判断超级电容25是否充满电,若是,执行步骤S7;否则,执行步骤S5;
步骤S7)起停系统控制单元6通过第二电流电压检测装置27的输出数据,判断起动型铅酸蓄电池23是否处于可充电状态,若是,执行步骤S8;否则,执行步骤S10,结束滑行能量回收;
步骤S8)发电机8通过DC-DC逆变器24对起动型铅酸蓄电池23充电,起动型铅酸蓄电池23回收滑行能量;
步骤S9) 起停系统控制单元6判断惯性模拟飞轮3的转速是否降低至第二转速V2,第二转速V2低于第一转速V1,在该实施例中,所述的第二转速V2为200r/min,此时,对应的模拟车速一般取低于10km/h,若是,执行步骤S10;否则,重复步骤S9;
步骤S10)测控系统5向电磁离合器控制开关20发出指令,使电磁离合器2切断,并发出空档信号给起停系统控制单元6,至此,车辆滑行能量回收结束;
步骤S11)起停系统控制单元6通过转速传感器4判断惯性模拟飞轮3的转速是否低于第三转速V3,第三转速V3低于第二转速V2,在该实施例中,所述的第三转速V3为0,若是,执行步骤S12;否则,重复步骤S11;
步骤S12)起停系统控制单元6通过发动机水温传感器16判断汽油发动机1的水温是否正常,若是,执行步骤S13;否则,重复步骤S12;
步骤S13)起停系统控制单元6通过第一、第二电流电压检测装置26、27判断复合储能装置的SOC状态是否满足起动条件,即是否至少能够启动一次汽油发动机1,若是,则满足怠速停机条件,执行步骤S14;否则,重复步骤S13;
步骤S14)起停系统控制单元6判断测控系统5发送的加速踏板信号是否为0,即没有加速踏板动作,若是,执行步骤S15;否则,重复步骤S14;
步骤S15)起停系统控制单元6判断测控系统5发送的离合器操作信号是否为0,即电磁离合器2是否处于分离状态,若是,执行步骤S16;否则,重复步骤S15;
步骤S16)起停系统控制单元6判断测控系统5发送的制动操作信号及空档操作信号是否为1,制动操作信号为1表示制动踏板为制动状态,空档操作信号为1表示处于空档状态,若是,执行步骤S17;否则,重复步骤S16;
步骤S17)起停系统控制单元6向喷油器燃油切断装置18发出停机指令,喷油器燃油切断装置18进入工作状态,喷油器17停止供油;
步骤S18)汽油发动机1停机;
步骤S19)测控系统5将发送给起停系统控制单元6的离合器操作信号设置为1;
步骤S20)结束怠速停止控制,进入停机等待;
步骤S21)起停系统控制单元6根据在步骤S1中由测控系统5预置的道路工况信息,来判断测控系统5发出的离合器操作信号是否变为0, 且空档操作信号是否为1,若是,执行步骤S22;否则,重复步骤S21;
步骤S22)起停系统控制单元6向喷油器燃油切断装置18发出起动汽油发动机1的指令,喷油器燃油切断装置18进入断电状态,喷油器17开始供油;
步骤S23)起停系统控制单元6通过第一电流电压检测装置26判断超级电容25的SOC状态是否满足起动条件,即是否至少能够启动一次汽油发动机1,若是,起停系统控制单元6向DC-DC逆变器24发出驱动指令,使超级电容25与增强型起动电机9连通,增强型起动电机9得电开始工作,起动汽油发动机1;否则,执行步骤S24;
步骤S24)起停系统控制单元6向DC-DC逆变器24发出驱动指令,使起动型铅酸蓄电池23与增强型起动电机9连通,增强型起动电机9得电开始工作,起动汽油发动机1;
步骤S25)汽油发动机1的发动起动操作完成。
本发明通过测控系统5预置试验数据,模拟各种道路工况下的循环试验。起停系统控制单元6可根据测控系统5的控制信号来模拟车辆滑行能量回收、怠速停止以及发动起动操作,为怠速起停系统的研究和开发提供试验平台,通过试验来验证怠速起停系统的控制策略及结构优化,节省了实车试验的成本。
Claims (6)
1.一种汽车怠速起停系统试验平台,其特征在于:包括汽油发动机(1)、电磁离合器(2)、惯性模拟飞轮(3)、转速传感器(4)、测控系统(5)、起停系统控制单元(6)、起停开关(7)、发电机(8)、增强型起动电机(9)、电磁制动器(10)、燃油箱(11)、燃油流量计(12)、废气分析装置(13)、燃油泵(14)和复合储能装置(15),在汽油发动机(1)上设置发动机水温传感器(16)以及依次连接的喷油器(17)、喷油器燃油切断装置(18)和发动机燃油分配管(19),其中,发动机水温传感器(16)和喷油器燃油切断装置(18)共同连接至起停系统控制单元(6),发动机燃油分配管(19)通过油管与燃油流量计(12)连接,汽油发动机(1)还与电磁离合器(2)、发电机(8)以及增强型起动电机(9)连接,电磁离合器(2)设置有电磁离合器控制开关(20),所述的电磁离合器控制开关(20)与测控系统(5)连接,电磁离合器(2)还通过支承轴承(21)与惯性模拟飞轮(3)连接,惯性模拟飞轮(3)与电磁制动器(10)连接,在电磁制动器(10)上安装有电磁制动器控制装置(22),所述的电磁制动器控制装置(22)与测控系统(5)连接,测控系统(5)还与起停系统控制单元(6)、废气分析装置(13)和燃油流量计(12)连接,起停系统控制单元(6)与转速传感器(4)、起停开关(7)以及复合储能装置(15)连接,转速传感器(4)接近惯性模拟飞轮(3)的边缘部,复合储能装置(15)与增强型起动电机(9)和发电机(8)连接,废气分析装置(13)通过废气取样探头插在汽油发动机(1)的排气管上,燃油箱(11)和燃油泵(14)通过油管依次连接在燃油流量计(12)上。
2.根据权利要求1所述的一种汽车怠速起停系统试验平台,其特征在于所述的复合储能装置(15)包括起动型铅酸蓄电池(23)、DC-DC逆变器(24)、超级电容(25)、第一电流电压检测装置(26)和第二电流电压检测装置(27),起动型铅酸蓄电池(23)与第二电流电压检测装置(27)和DC-DC逆变器(24)连接,第二电流电压检测装置(27)与起停系统控制单元(6)连接,DC-DC逆变器(24)与起停系统控制单元(6)、发电机(8)、超级电容(25)以及增强型起动电机(9)连接,超级电容(25)与第一电流电压检测装置(26)连接,第一电流电压检测装置(26)与起停系统控制单元(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车怠速起停系统试验平台,其特征在于所述的起停系统控制单元(6)设置有起停功能指示灯(28)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车怠速起停系统试验平台,其特征在于所述的汽油发动机(1)通过发动机输出轴(29)与电磁离合器(2)连接,通过皮带(30)与发电机(8)连接,通过起动齿轮(31)与增强型起动电机(9)连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车怠速起停系统试验平台,其特征在于所述的测控系统(5)包括数据采集模块(32)、计算分析模块(33)、控制输出模块(34)以及显示模块(35),数据采集模块(32)与燃油流量计(12)和废气分析装置(13)连接;计算分析模块(33)与数据采集模块(32)和控制输出模块(34)连接,控制输出模块(34)与电磁离合器控制开关(20)、电磁制动器控制装置(22)以及起停系统控制单元(6)连接,显示模块(35)与数据采集模块(32)、计算分析模块(33)以及控制输出模块(34)连接,同时还通过CAN通讯线与起停系统控制单元(6)连接。
6.一种汽车怠速起停系统试验平台用的试验方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤S1)通过测控系统(5)的控制输出模块(34)预置道路试验数据,模拟车辆接近红绿灯处,进入滑行状态,起停系统控制单元(6)判断起停开关(7)是否闭合,若是,执行步骤S2;否则,重复步骤S1;
步骤S2)测控系统(5)向起停系统控制单元(6)发送制动信号,起停系统控制单元(6)判断该制动信号是否为1,若是,表明汽油发动机(1)进入准备起停阶段,进入步骤S3;否则,回到步骤S1;
步骤S3)起停系统控制单元(6)通过转速传感器(4)来判断惯性模拟飞轮(3)的转速是否低于第一转速V1,若是,执行步骤S4;否则,重复步骤S3;
步骤S4)起停系统控制单元(6)通过第一电流电压检测装置(26)的输出数据,判断超级电容(25)是否处于可充电状态,若是,执行步骤S5;否则,执行步骤S7;
步骤S5)惯性模拟飞轮(3)的动力传递给发电机(8),发电机(8)发电,并通过DC-DC逆变器(24)对超级电容(25)充电,超级电容(25)回收滑行能量;
步骤S6)起停系统控制单元(6)判断超级电容(25)是否充满电,若是,执行步骤S7;否则,回到步骤S5;
步骤S7)起停系统控制单元(6)通过第二电流电压检测装置(27)的输出数据,判断起动型铅酸蓄电池(23)是否处于可充电状态,若是,执行步骤S8;否则执行步骤S10,结束滑行能量回收;
步骤S8)发电机(8)通过DC-DC逆变器(24)对起动型铅酸蓄电池(23)充电,起动型铅酸蓄电池(23)回收滑行能量;
步骤S9) 起停系统控制单元(6)通过转速传感器(4)判断惯性模拟飞轮(3)的转速是否降低至第二转速V2,第二转速V2低于第一转速V1,若是,执行步骤S10;否则,重复步骤S9;
步骤S10)测控系统(5)向电磁离合器控制开关(20)发出指令,使电磁离合器(2)切断,并发出空档信号给起停系统控制单元(6),车辆滑行能量回收结束,执行步骤S11;
步骤S11)起停系统控制单元(6)通过转速传感器(4)判断惯性模拟飞轮(3)的转速是否为第三转速V3,第三转速V3为0,若是,执行步骤S12;否则,重复步骤S11;
步骤S12)起停系统控制单元(6)通过发动机水温传感器(16)判断汽油发动机(1)的水温是否正常,若是,执行步骤S13;否则,重复步骤S12;
步骤S13)起停系统控制单元(6)通过第一、第二电流电压检测装置(26、27)判断复合储能装置(15)的SOC状态是否满足起动条件,若是,则满足怠速停机条件,执行步骤S14;否则,重复步骤S13;
步骤S14)起停系统控制单元(6)判断测控系统(5)发送的加速踏板信号是否为0,若是,执行步骤S15;否则,重复步骤S14;
步骤S15)起停系统控制单元(6)判断测控系统(5)发送的离合器操作信号是否为0,若是,执行步骤S16;否则,重复步骤S15;
步骤S16)起停系统控制单元(6)判断测控系统(5)发送的制动操作信号及空档操作信号是否为1,若是,执行步骤S17;否则,重复步骤S16;
步骤S17)起停系统控制单元(6)向喷油器燃油切断装置(18)发出停机指令,喷油器燃油切断装置(18)进入工作状态,喷油器(17)停止供油;
步骤S18)汽油发动机(1)停机;
步骤S19)测控系统(5)将发送给起停系统控制单元(6)的离合器操作信号设置为1;
步骤S20)结束怠速停止控制,进入停机等待;
步骤S21)起停系统控制单元(6)根据在步骤S1中由测控系统(5)预置的道路工况信息,来判断测控系统(5)发出的离合器操作信号是否变为0, 且空档操作信号是否为1,若是,执行步骤S22;否则,重复步骤S21;
步骤S22)起停系统控制单元(6)向喷油器燃油切断装置(18)发出起动汽油发动机(1)的指令,喷油器燃油切断装置(18)进入断电状态,喷油器(17)开始供油;
步骤S23)起停系统控制单元(6)通过第一电流电压检测装置(26)判断超级电容(25)的SOC状态是否满足起动条件,若是,起停系统控制单元(6)向DC-DC逆变器(24)发出驱动指令,使超级电容(25)与增强型起动电机(9)连通,增强型起动电机(9)得电开始工作,起动汽油发动机(1);否则,执行步骤S24;
步骤S24)起停系统控制单元(6)向DC-DC逆变器(24)发出驱动指令,使起动型铅酸蓄电池(23)与增强型起动电机(9)连通,增强型起动电机(9)得电开始工作,起动汽油发动机(1);
步骤S25)汽油发动机(1)的发动起动操作完成。
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