發(fā)動機怠速熄火系統(tǒng)

1、Engine idling stop system發(fā)動機怠速熄火系統(tǒng)Development of “idling stop system” for small-size motorcycles小排量發(fā)動機“怠速熄火系統(tǒng)”的發(fā)展Stops the engine automatically, starts the engine by only opening the throttle自動熄火，僅僅操作油門就可以起動發(fā)動機Key points of development 發(fā)展要點Operations of “idling stop system” 怠速熄火系統(tǒng)的操作 0.9 second

2、 from the opening of throttle to the start of vehicle操作油門只需0.9秒即可起動車輛Starts the engine quiet and jolt-free, scooter starts moving smoothly起動發(fā)動機輕松自如，踏板車起步平順Alternator/starter motor directly mounted on the end of the crankshaft 交流發(fā)電機和起動電機（一體）直接安裝在曲軸端部When the ACG functions as a starter motor當ACG的功能作為起

3、動電機時Precise control of charging and discharging the battery電池充電、不充電的精確控制Charging system designed to prevent discharging of the battery充電系統(tǒng)的設計防止電池不充電Reduced friction from the power generation 減少發(fā)電系統(tǒng)帶來的摩擦 The charging voltage at the time of start is regulated. 起動時控制充電電壓Improved fuel economy and r

4、educed exhaust emissions in city-driving mode 在城市起場工況改善燃油經(jīng)濟性和降低排放Benefits of the “idling stop system” “怠速熄火系統(tǒng)”的優(yōu)點Development of “idling stop system” for small-size motorcycles小排量摩托車“怠速熄火系統(tǒng)”的發(fā)展An advanced system aimed to reduce fuel consumption and exhaust emissions by means of an automatic engine st

5、op, while the vehicle is stopped due to a traffic signal, traffic jam, etc. “怠速熄火系統(tǒng)”是一種先進的控制系統(tǒng)，其作用是在車輛因為交通信號或交通堵塞等情況下停止時，通過發(fā)動機的自動停止來達到降低油耗和排放的目的。2001年，本田推出“Crea Scoopy-i” 50cc 踏板車，配置水冷輕量級四沖程發(fā)動機，安裝了外轉子式起動發(fā)電機，采用了“怠速熄火系統(tǒng)：，與未采用該系統(tǒng)的摩托車相比，油耗降低了5.5%， CO2 降低了 5.2%, CO降低 8%, HC降低 2%（城市工況）。  “Crea Scoopy

6、-i” equipped with “idling stop system”  “Smart Dio Deluxe” equipped with “idling stop system” Stops the engine automatically, starts the engine by only opening the throttle.自動熄滅發(fā)動機，僅僅操縱油門就可起動發(fā)動機通過ECU采集各類傳感器的喜好，怠速熄火系統(tǒng)可以在車輛因交通信號或交通堵塞而停車時自動熄滅發(fā)動機，并且通過操縱油門重新起動發(fā)動機 Key points of development 開發(fā)要點在怠速熄火系

7、統(tǒng)中，ECU通過各類傳感器采集到的信號控制發(fā)動機的運裝。通過控制安裝在曲軸端的ACG起動電機的旋轉（它也是交流發(fā)電機），系統(tǒng)允許通過搖動自由的方式重新起動. 轉速傳感器、溫度傳感器、節(jié)氣門開度（TPS）、脈沖發(fā)生器和座位傳感器檢測車輛狀態(tài)如：停車、發(fā)動機溫度、節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉速、是否有人駕駛等等。.在冷起動情況下，當發(fā)動機暖機后系統(tǒng)自動熄滅發(fā)動機，并且在節(jié)氣門操作時重新起動。系統(tǒng)也控制邊撐開關指示燈，用于在怠速熄火系統(tǒng)工作情況下提示用戶。 ”Idling stop system” configurationOperations of “idling stop system” 怠速

8、熄火系統(tǒng)的操作 Operations of “idling stop system”當?shù)∷偻＼嚒皶r的附加功能當車輛處在“怠速停車“狀態(tài)時，邊撐指示燈閃爍提醒駕駛者車輛處于操縱油門就可以起動的狀態(tài)。一個座位傳感器被用來檢測是否有駕駛者坐在座墊上，以防止沒有駕駛者騎乘車輛時油門誤操作引起發(fā)動機起動。大燈電壓被限制已降低電力消耗。 The meter for Crea Scoopy-i 1.起動發(fā)動機時（最初）最初，駕駛者通過壓下起動按鈕起動車輛，其操做與傳統(tǒng)車輛的起動一樣，也許由于車輛長時間放置和環(huán)境溫度低的原因，起動會花幾秒的時間。在這種工況下，即使車輛起動后超過3秒沒有起步

9、車輛也會保持在怠速狀態(tài)。2.當發(fā)動機暖機(shifts to the “idling stop” mode)和/或車輛進入怠速熄火模態(tài)最初的起動后，當車速超過10km/h并且水溫傳感器檢測到發(fā)動機溫度超過50度，ECU檢測到這些信息并判斷發(fā)動機已經(jīng)暖機，系統(tǒng)將從下次停車開始進入怠速熄火模態(tài)。3.車輛停止時 (“idling stop” ready)當車輛停止并且油門開度全關、駕駛員在車輛上乘坐時，系統(tǒng)關閉點火從而使發(fā)動機熄火。車輛停止3秒以后系統(tǒng)才切斷點火，這樣延遲熄火可以保證駕駛者進行一個“U”形轉彎或在停止信號前瞬時停車。4.再起動( 發(fā)動機再起動車輛前進)重新起動，當安裝在化油器上的節(jié)氣

10、門位置傳感器檢測到節(jié)氣門被打開時，系統(tǒng)控制起動電機轉動并且同時恢復點火，這樣發(fā)動機就被起動。發(fā)動機轉速上升，離心離合器結合，車輛可以行進。0.9 second from the opening of throttle to the start of vehicle從操作油門到車輛起動只需0.9秒當發(fā)動機在怠速狀態(tài)（傳統(tǒng)模式，不熄火）下，從操作油門到發(fā)動機起動只需0.5秒，如果發(fā)動機處在非怠速（有怠速熄火系統(tǒng)，發(fā)動機熄火）時，需要0.9秒。盡管有0.4秒的延遲，但實際上在起動車輛時幾乎感受不到。 Time from opening throttle to vehicle movemen

11、tThis graph compares the time period from opening throttle to vehicle movement with and without the engine idling. The time duration from opening throttle is shown on the horizontal axis, engine revolutions shown on the left vertical axis, and the distance of vehicle travel shown on the right vertic

12、al axis. Starts the engine quiet and jolt-free, scooter starts moving smoothly起動從容自如，踏板車起步平順在“怠速熄火系統(tǒng)“中，具備從容充電系統(tǒng)來保證電瓶能充分充滿滿足起動的需要；同時，能夠確保節(jié)氣門打開后可以起動的燃料供給系統(tǒng)也是非常重要的。保證起動和充電核心的零部件是最新開發(fā)的ACG起動電機，它兼有了起動電機和發(fā)電機的功能。 Alternator/starter motor directly mounted on the end of the crankshaft 交流發(fā)電機/起動電機 直接安裝在曲軸末端

13、0;Crea Scoopy-i 發(fā)動機裝配了ACG 起動電機 ACG 起動電機為了能夠從怠速熄火狀態(tài)平穩(wěn)起動，新開發(fā)了一種小電刷的ACG起動電機。這種集成的裝置直接安裝在曲軸端，其作用兼具起動機和發(fā)動機的功能。這種新的ACG起動電機技術可以實現(xiàn)平穩(wěn)起動直接帶動發(fā)動機。這種機構還克服了傳統(tǒng)的起動齒輪嚙合時的噪聲。這種無電刷的ACG起動電機是外轉子式，磁鐵裝在飛輪上。是三相的。飛輪和起動電機當通過ECU內(nèi)的FET供電時就變成了一個直流無刷電機。磁性傳感器安裝在轉子的中央，霍爾式轉角傳感器安裝在定子上，用以判斷轉子的位置。 Cross sectional view of brus

14、h-less ACG starterWhen the ACG functions as a starter motorACG作為起動電機功能時 控制ACG起動電機的ECU被用作鐵芯的轉子芯安裝在磁鐵中間，線圈纏繞其上。通過這種結構，實現(xiàn)了同一機構兼具起動電機和交流發(fā)動機的功能。 When working as a starter motor 當作為起動電機工作時來自磁鐵的磁通量作用在定子和轉子間。當電流通過定子線圈時，強烈的磁通量在定子芯產(chǎn)生，產(chǎn)生足夠的扭矩滿足發(fā)動機起動的要求。 無刷ACG起動電機剖面圖When working as an ACG (altern

15、ator) 作為ACG交流發(fā)電機時普通的起動電機如果高速旋轉時，會在轉子芯產(chǎn)生過多的充電電流和摩擦損失，這樣起動電機就不能作為交流發(fā)電機使用。新開發(fā)的ACG起動電機在磁鐵中間布置了轉子芯解決了上述問題。來自磁鐵的磁通量作用在轉子芯并反作用在定子芯上。當線圈產(chǎn)生充電電流時，定子芯產(chǎn)生反向的磁通量，增機了轉子芯的磁通量并且減小了定子芯的磁通量。這樣，來自芯部的摩擦損失被成功減小同時可以到達足夠的發(fā)電能量。  作為交流發(fā)電機時Precise control of charging and discharging the battery精確控制電瓶是否充電當起動電機因為電瓶虧電而無法起動發(fā)動

16、機時，即使裝配了“怠速熄火系統(tǒng)“也無法起動。為防止電瓶虧電，”怠速熄火系統(tǒng)“的充電能力即使在交通阻塞的情況下也被設定的遠遠高于普通車輛。 Charging system designed to prevent discharging of the battery充電系統(tǒng)設計防止電瓶不充電與普通車輛相比增加“怠速熄火”車輛的充電能力是必要的。因為當車輛因交通信號等而熄火時電瓶無法充電?！暗∷傧ɑ稹避嚵吭陔娖刻濍姾推饎与姍C無法帶動曲軸轉動時無法起動車輛。為對應這個問題，車輛的充電性能被設定成：即使在交通擁堵的情況下使用“怠速熄火”功能也不會造成電瓶不充電。Reduced friction from

17、 the power generation減少發(fā)電時的摩擦損失當采用“怠速熄火”系統(tǒng)時，因為在怠速熄火時沒有電力發(fā)出，電器負荷如大燈消耗的電瓶的能量就很可觀。怠速熄火時消耗的電力在發(fā)動機轉速上升發(fā)電機工作后很快被補充。一部分發(fā)動機的發(fā)出的機械能量勢必被交流發(fā)電機消耗掉，從而造成車輛的加速變差。 Friction from power generationThe charging voltage at the time of start is regulated.起動時的充電電壓被調節(jié)。為降低發(fā)電機的摩擦損失并確保車輛的有力的加速能力，一些特定工況下的充電電壓被設定在12V一下（正常為14.5V）。為此車輛在加速時不向電瓶充電，只是在穩(wěn)速工況和減速工況下向電瓶充電。在減速工況下充電特別有效，因為這樣利用了多余的能量（減速滑行的能量）.   Charging voltage regulationImproved fuel economy and