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爱卡研究院—滑行版自动起动/停止系统

    [XCAR 评测 原创]

    一辆车在与我们共度的时光中,有很大一部分时间是在无端浪费自己的寿命和能源,还增加了污染排放量。比较典型的包括在路口等红绿灯的临时停车和车辆减速滑行两种状态。虽然在第一种情况下我们可以依靠主动关闭发动机来达到省油减少排放的目的,但这增加了驾驶者的劳动强度,同时更频繁的起动也会对车辆造成额外负担;第二种情形就不能依靠主动灭车来完成,因为大部分车辆仍旧以发动机运转来带动方向盘助力泵等影响车辆行驶的关键部件。发动机熄火后,以上系统的运转将受到影响,会造成极大的安全隐患。那么,真的没有一种风险低且成本也不高的解决方案吗?

起停

    或许目前市面上已经逐渐流行的自动起动/停止系统是上述问题的解决方案之一。德国博世为代表的汽车零部件企业根据市场需求所研发的自动起动/停止系统已经让汽车厂商和消费者尝到了甜头。以博世推出的系列起动/停止系统来看,这类产品的组成部分无外乎以下几种:

起停

    首先,需要有带起动/停止功能的发动机控制单元,然后是用于执行关闭和起动发动机的发动机控制单元。另外,为保证发动机自动起动时不会出现闯车等安全隐患,系统内部还必须带有档位及车轮转速传感器。另外,在起动/停止系统将发动机关闭后,为保证车辆电气系统的正常工作,电池感应器、12伏DC/DC转换器和高功率发电机也必不可少。普通起动马达无法承受这种更为频繁的工作频率,因此需要更换为专门匹配起动/停止系统的产品。而为了在每次起停时让发动机响应最快,同时降低震动及噪声,曲轴传感器也不可或缺。

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    而为了保证车辆自身机件能够正常运转,转向助力泵和真空泵都需要由液压改为电动控制。车辆蓄电池单元也需要得到加强。

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    目前,大部分起/停系统在工作时都要求车辆处于静止状态,虽然已经在一定程度上达到了节能减排的效果,但博世认为其还有很大的提升空间。

    基于这种想法,博世推出了带滑行功能的起动/停止系统。该系统可使车辆在大部分行驶时间内实现零排放、无噪声、低阻力驾驶模式。这项技术创新在车辆行进中(例如在平缓的下坡)即可关闭发动机,从而进一步节省燃油。一旦驾驶员踩下油门或刹车踏板时,发动机才将重新启动。

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    来自博世的测试表明,在实际交通中,滑行功能可以减少10%的油耗。起停系统的创新之处在于使用已有的传感器数据令软件系统得到加强。与此同时,装配起停系统的起动机可承受更大的电流并使起动更快速。另一方面,无论是欧洲的柴油车,北美的汽油车,还是亚洲的天然气汽车,都可以安装这一系统,而几乎不需额外零件。

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    据博世相关负责人表示,在德国,2012年的新车销量大约是三百万辆。统计数据显示,每辆车每年平均行驶里程大约是11500km。如果每辆新车都装备带有滑行功能的起动停止系统,每公里能减少10克二氧化碳排放量,每年的二氧化碳排放量将减少30000多吨。

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    如今,在双离合变速系统越来越普及的时候,部分车辆已经具备“简化版”滑行功能:当驾驶员松开油门踏板时,系统会自动把发动机转为怠速状态。第一代起停系统只能在车辆完全停下来时才关闭发动机,而加强版起停系统在车辆滑行准备停止时即可关闭发动机(例如遇到红灯)。当驾驶员松开油门踏板和制动踏板时,配备滑行功能的起停系统在车辆行进时就会自动关闭发动机,以节省更多燃油。此外,因为发动机和传动系统分离,发动机不再发挥倒拖制动功能,因此带有滑行功能的车辆可以滑行更远的距离。

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    对于车辆使用的系统来说,需要创新精神,但安全及可靠性更受关注。在安全方面,博世官方表示新一代滑行版起/停系统本身不存在安全隐患,并且能够依靠系统组件来保证车辆行驶安全。

    例如在组成起/停系统的基本元件之外,博世还加入了真空压力传感器,可以实时监测车辆制动系统的压力。当制动压力不能满足车辆正常减速及驻车时,系统将不会被激活运行,发动机正常运转;在车辆静止且起/停系统已经将发动机熄火后,压力传感器依旧会继续监测制动压力。压力偏低时,系统会起动发动机,以便迅速恢复制动压力;为预防车辆在熄火期间溜车产生安全隐患,博世为起/停系统设定了5-10公里/小时的发动机重起临界速度。当车辆溜车速度超过临界值时,发动机会迅速起动以保障安全。

    技术发展的脚步是不会停歇的,虽然起/停系统的表现已经十分优异,但一些潜在的问题还需要技术人员去研究解决。新能源没有替代传统化石燃料之前,在现有内燃发动机的架构内进行技术革新仍然会是汽车技术发展的主要方向。

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