CN105156248A - 一种商用车用柴油机智能启停系统 - Google Patents

一种商用车用柴油机智能启停系统 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种商用车用柴油机智能启停系统，基于强化起动机方案，能实现怠速启停功能、智能发电功能及整车能量管理及优化。为满足城市公交车的频繁起停的要求，开发了长寿命的强化起动机；为进行科学的整车能量管理，保证整车的安全可靠启动，匹配了智能LIN发电机，开发了24V铅酸电池LBMS控制器，实现了对电池的电荷状态、功能状态及健康状态监控；开发了START/STOP系统控制和诊断逻辑与柴油机ECU的燃油控制系统完美融合。智能发电机与电池控制器LBMS通过LIN进行通讯，而电池控制器LBMS通过CAN与发电机ECU进行通讯。该智能启停系统通过CAN和LIN网络获取整车、发动机、电池、发电机等信号，来科学可靠地实现柴油机START/STOP控制、发电机控制及电池的监控。

Description

一种商用车用柴油机智能启停系统
技术领域
本发明属于商用车用柴油机技术领域，特别是涉及一种商用车用柴油机智能启停系统。
背景技术
怠速启停技术在乘用车上应用较成熟，能节油3%~8%，减排效果8%~10%。常见的技术方案有BSG电机方案和强化起动机方案，分别如图1、图2所示。
其中，BSG方案使用代表有奔驰、标致等；强化起动机方案使用代表宝马、大众等。
BSG方案通过皮带传动机构与发动机连接，既可在热机起动时作为起动机，又可取代原有发电机的功能；该方案一般需保留传统起动机，以保证低温起动时的可靠性；这种系统成本较高，且对发动机尺寸有一定的要求，受整车应用布置尺寸限制。强化起动机方案需要采用强化起动机，保证起动机次数、速度、功率、寿命等方面更高的要求。同时，通过换装成本较低、发电效率更高的智能型发电机，可在原有基础上进一步提高1%左右的节油率。较皮带传动在平顺性、噪声等稍有不足。
怠速启停技术不仅适用于城市用乘用车，应同样适用于城市用商用车如公交车、城市配送物流车等。但目前该技术在商用车用柴油机上开发应用没见报道。
发明内容
本发明目的在于降低城市用商用车如公交车、物流卡车等的排放和燃油消耗，促进怠速启停技术在商用车上的应用，改善城市环境。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：其包括电池组、电池传感及控制器、启停开关、ECU、发电机、强化起动机、柴油机；
所述电池组用于为所述强化起动机提供电源；
所述电池传感及控制器用于检测电池组状态参数，并将状态参数发送给ECU，并根据电池组状态参数发送控制信号控制发电机工作；
所述启停开关与电池传感及控制器相连，用于开关启停功能；
所述ECU根据接收的电池组状态参数和车辆状态信息控制强化起动机启动柴油机；
所述发电机根据电池传感及控制器的控制信号对所述电池组进行充电；
所述强化起动机用于启动柴油机。
其进一步特征在于：所述电池传感及控制器和发电机之间通过LIN总线连接；所述电池传感及控制器和ECU通过CAN总线连接。
进一步的：发电机工作依次具有不发电模式、相电压调节模式、故障发电模式、最大发电模式及正常发电模式五种发电控制模式，五种所述发电控制模式优先级从不发电模式至正常发电模式从高到低排列；其发电模式转换的判断条件依次为
当电池组荷电状态SOC大于设定值时发电机为不发电模式；
当发动机转速低于设定值时发电机为相电压调节模式；
当电池传感及控制器或LIN总线故障，或发电机皮带打滑时发电机为故障发电模式；
当电池组荷电状态SOC低于设定值或商用车处于刹车状态时发电机为最大发电模式；
当发电机为正常发电模式时发电电压根据预设的表格获得，所述预设的表格中的发电电压与电池组荷电状态SOC和电池温度相关联。
优选的：所述故障发电模式时发电电压为28V，所述最大发电模式时发电电压为31V。
所述电池组电压为24V。
与乘用车启停技术相比，本发明具有下述优点：
（1）适用于中重型商用车的强化起动机能够保证10万次可靠起动。
（2）开发了24V铅酸电池的电池传感及控制器LBMS。相比乘用车的12V系统，电压平台得到了提高，而且LBMS具有电池监控（SOC、SOF及SOH等）、发电机控制、与ECU通讯、诊断等多种功能。
（3）自主的智能LIN发电机控制开发。频繁起停可能会导致电瓶馈电，为此要根据电池SOC等状态进行科学发电控制，为此采用高效和较高功率的LIN智能发电机，并自主开发基于LIN的发电机控制策略——智能控制是否发电及发多少电，该控制策略集成于铅酸电池控制器中。
（4）自主开发SS控制策略，通过BY_PASS开发技术集成于柴油机ECU中。
本发明能实现怠速启停功能、智能发电功能及整车能量管理及优化，这种智能启停系统能适用于城市用商用车如公交车、城市配送物流车等，在城市工况下能节油3%~5%，减少车辆排放污染5%~10%。
附图说明
图1为乘用车START/STOP的BSG电机方案示意图。
图2为乘用车START/STOP的强化起动机方案示意图。
图3为发电机的五模式控制策略示意图。
图4为本发明商用车用柴油机智能启停系统示意图。
具体实施方式
如图4所示，一种商用车用柴油机智能启停系统，其包括电池组、电池传感及控制器、启停开关、ECU、发电机、强化起动机、柴油机。
所述电池组电压24V，用于为所述强化起动机提供电源。
所述电池传感及控制器用于检测电池组状态参数，并将状态参数发送给ECU；所述电池传感及控制器和ECU通过CAN总线连接。并根据电池组状态参数发送控制信号控制发电机工作；电池传感及控制器具有电池监控（SOC、SOF及SOH等）、发电机控制、与ECU通讯、诊断等多种功能。
所述五模式发电控制策略用于智能LIN发电机控制；
所述启停开关与电池传感及控制器相连，用于开关启停功能；
所述ECU根据接收的电池组状态参数和车辆状态信息控制强化起动机启动柴油机；
所述发电机用于根据电池传感及控制器的控制信号对所述电池组进行充电；
所述强化起动机用于启动柴油机。
如图3所示，发电机工作依次具有不发电模式、相电压调节模式、故障发电模式、最大发电模式及正常发电模式五种发电控制模式，五种所述发电控制模式优先级从不发电模式至正常发电模式从高到低排列；其发电模式转换的判断条件依次为
当电池组荷电状态SOC大于设定值时发电机为不发电模式；
当发动机转速低于设定值时发电机为相电压调节模式；
当电池传感及控制器或LIN总线故障，或发电机皮带打滑时发电机为故障发电模式，发电电压为28V；
当电池组荷电状态SOC低于设定值或商用车处于刹车状态时发电机为最大发电模式，发电电压为31V；
当发电机为正常发电模式时发电电压根据预设的表格获得，所述预设的表格中的发电电压与电池组荷电状态SOC和电池温度相关联。
本发明能实现怠速启停功能、智能发电功能及整车能量管理及优化，这种智能启停系统能适用于城市用商用车如公交车、城市配送物流车等，在城市工况下能节油3%~5%，减少车辆排放污染5%~10%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：其包括电池组、电池传感及控制器、启停开关、ECU、发电机、强化起动机、柴油机；
所述电池组用于为所述强化起动机提供电源；
所述电池传感及控制器用于检测电池组状态参数，并将状态参数发送给ECU，并根据电池组状态参数发送控制信号控制发电机工作；
所述启停开关与电池传感及控制器相连，用于开关启停功能；
所述ECU根据接收的电池组状态参数和车辆状态信息控制强化起动机启动柴油机；
所述发电机根据电池传感及控制器的控制信号对所述电池组进行充电；
所述强化起动机用于启动柴油机。
2.根据权利要求1所述的商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：所述电池传感及控制器和发电机之间通过LIN总线连接；所述电池传感及控制器和ECU通过CAN总线连接。
3.根据权利要求2所述的商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：发电机工作依次具有不发电模式、相电压调节模式、故障发电模式、最大发电模式及正常发电模式五种发电控制模式，五种所述发电控制模式优先级从不发电模式至正常发电模式从高到低排列；其发电模式转换的判断条件依次为
当电池组荷电状态SOC大于设定值时发电机为不发电模式；
当发动机转速低于设定值时发电机为相电压调节模式；
当电池传感及控制器或LIN总线故障，或发电机皮带打滑时发电机为故障发电模式；
当电池组荷电状态SOC低于设定值或商用车处于刹车状态时发电机为最大发电模式；
当发电机为正常发电模式时发电电压根据预设的表格获得，所述预设的表格中的发电电压与电池组荷电状态SOC和电池温度相关联。
4.根据权利要求3所述的商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：所述故障发电模式时发电电压为28V，所述最大发电模式时发电电压为31V。
5.根据权利要求1-4任一项所述的商用车用柴油机智能启停系统，其特征在于：所述电池组电压为24V。
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