汽車怠速起停系統教學實驗臺的設計制作

孟杰++陳慶樟++李學智

【摘要】汽車怠速起停系統是近年來為適應節約能源、減少汽車排放而發展起來的一項新型汽車技術，目前越來越多車輛配備該系統。開發能夠完成相關怠速起停系統結構原理、工作過程及其系統開發流程的自主教學實驗型臺架具有緊迫的現實意義。通過開發自制相關系統臺架，可以增強教師對該系統教學的自如應用，提升教師工程實踐能力，擬開發自制的汽車怠速起停系統教學實驗臺架可以完成相關實驗，同時自主開發設計型實訓項目。

【關鍵詞】怠速啟停系統 教學實驗臺架 實訓項目

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0160-01

一、引言

怠速啟停系統英文全稱為Idle Stop-Start System，該系統的工作原理是，當遇到紅燈或堵車，車速較低時，發動機將自動熄火。當駕駛員重新踏下離合器、油門踏板或松抬剎車的瞬間，起動機將快速啟動發動機。

汽車怠速起停系統是近年來為適應節約能源、減少汽車排放而發展起來的一項新型汽車技術，目前越來越多車輛配備該系統。怠速起停系統逐步成為了汽車專業教學相關知識體系必備的知識點之一，它的結構原理、系統工作過程、系統型式及它的系統開發過程成為汽車相關專業課程，如《汽車電子控制技術》、《汽車車身嵌入系統開發》等有待與應用發展俱進的補充內容。

目前國內相關課程已經把汽車怠速起停系統的知識加入了課程教學內容，但是相關教學實驗必須依托相應的系統臺架來完成，抽象地課堂講述很難讓學生們理解其系統工作過程及系統開發過程，而該方面的設備市場上只有基于簡單框圖講解的臺架系統，還沒有基于整個系統實物體系運行的臺架，開發能夠完成相關怠速起停系統結構原理、工作過程及其系統開發流程的自主教學實驗型臺架具有緊迫的現實意義。

基于此，常熟理工學院汽車工程學院自主開發了一套可用于教學、科研的怠速起停系統。通過開發、自制怠速起停相關系統的臺架，增強了教師對該系統教學的自如應用，提升教師工程實踐能力，擬開發自制的汽車怠速起停系統教學實驗臺架可以完成相關實驗，同時自主開發設計型實訓項目。該系統還可作為科研設備，在能量回收環節進行二次開發。

二、怠速起停臺架的設計方案

一個完整的怠速起停系統臺架，包括發動機、怠速起停控制系統、起動機、變速器、萬向傳動裝置、慣性模擬輪以及能量回收發電機等組成。

其中，發動機是整個臺架系統的動力源。本臺架選取了捷達AJR發動機及其變速機構作為整個臺架的動力傳遞系統。怠速起停控制系統是整個臺架的核心部分，主要用來模擬汽車在道路上遇到紅燈或堵車時，怠速起停系統啟動的實際情況。怠速起停控制系統包括怠速起停ECU、各類模擬開關以及各類傳感器、繼電器。怠速起停ECU是整個怠速起停控制系統的大腦，用來接收并發出相關指令，控制怠速起停系統的啟動或者關閉；各類模擬開關是用來模擬汽車真實工況，譬如熄火、空擋信號等。各類傳感器主要用來檢測動力系統的信號并傳給怠速起停ECU。

三、怠速起停臺架在教學科研中的應用

1.怠速起停系統在教學中的應用

怠速起停系統在汽車技術領域的應用已經非常廣泛，因此也是汽車服務工程專業和車輛工程專業的教學知識體系必備的知識點。譬如汽車電子控制技術、汽車車身嵌入系統開發、汽車單片機與接口技術等課程應當加入怠速起停系統的內容。可以針對性地開發汽車怠速起停系統結構原理實驗（驗證性實驗）、怠速起停系統節油控制模式及控制方法實驗（綜合性實驗）以及能量回收怠速起停系統設計開發實訓。同時，還可以在此臺架基礎上，進行怠速起停系統的故障檢測與診斷實驗（綜合性實驗）。

2.怠速起停系統在科研中的應用

怠速起停作為一門新型汽車技術，其發展日漸成熟。但目前汽車上所采用的怠速起停系統只是滿足最基本的起停要求。該系統本身具有極強的開放性，因此在傳統怠速起停系統基礎上進行二次開發，也是汽車技術的一個重要方向。本次開發的怠速起停臺架系統，兼具了能量回收的功能，可以提高汽車的經濟性。因此，怠速起停臺架系統在科研上，特別是軟硬件開發也具有廣闊的應用空間。

四、結論

汽車怠速起停系統作為一項節約能源、減少汽車排放而發展起來的新型汽車技術，也逐步成為了汽車專業教學相關知識體系必備的知識點。本次所開發的怠速起停臺架系統一方面可以為起停技術相關理論課程提供實驗、實訓項目，同時能夠為教師科研提供一個開放性平臺。因此，本臺架系統的開發對于汽車類相關專業課程提供了良好的平臺，有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1] 張穎劍. 汽車怠速啟停系統的現狀及思考[J].汽車工業研究，2013（3）：47-50.

[2] 胡明明.基于超級電容的汽車怠速起停系統試驗研究[D].蘇州：蘇州大學，2014.

[3] 朱敏慧.馬自達智能怠速停止技術[J].汽車與配件，2011（33）：20-21.endprint