Система старт стоп принцип работы: Система Start-Stop для автомобиля — что такое, устройство и как работает

почему системой «Старт-стоп» не пользуются в России :: Autonews

Когда система «Старт-стоп», заглушающая двигатель при кратковременных остановках, только появилась, ее не воспринимали всерьез. Выигрыш в расходе топлива сводился преимущественно к паспортным цифрам, а реальный эффект был почти незаметен.

Тем не менее, за прошедшее десятилетие число автомобилей с системой «Старт-стоп» заметно выросло: из премиальных моделей опция добралась и до массового сегмента. Чем оборачивается работа системы на самом деле, сколько топлива она помогает сэкономить и на какие узлы автомобиля влияет – в обзоре на Autonews.ru.

Что такое система «Старт-стоп» и в чем ее смысл

Идея системы «Старт-стоп» в том, чтобы автоматически глушить двигатель при кратковременных остановках для снижения расхода топлива и выбросов вредных веществ. При этом основные вспомогательные узлы, такие как климатическая установка или мультимедиа, продолжают работать.

Предполагается, что в условиях загруженных дорог суммарный эффект от выключенного на несколько минут двигателя превращается в заметную экономию (до 10%). Все это время машину питает аккумулятор, который также подвержен суммарному эффекту, что в этом случае работает против него.

К тому же, пуск двигателя – это процесс, требующий концентрации энергии: не случайно у большинства машин в момент схватывания мотора гаснет ближний свет и замолкает аудиосистема. Однако машина, у которой есть система «Старт-стоп», запускает двигатель без подготовки – стоит лишь отпустить педаль тормоза или выжать сцепление, как мотор тут же заводится.

Чаще всего при повторном запуске не задействуется стартер, поэтому процесс происходит так быстро, объяснил представитель Mazda Motor RUS Андрей Глазков. «Цилиндр останавливается так, чтобы потом было достаточно только искры. Благодаря данной инновации iStop от Mazda быстрее остальных переводит двигатель из состояния покоя в движение», – добавил он.

Глазков уточнил, что система Mazda позволяет сэкономить примерно 0,5-0,7 л на 100 км в городских условиях эксплуатации. «Минусы у всех систем одинаковые: если не работает двигатель, а электроэнергия расходуется, но не восполняется, то аккумулятор садится. Поэтому все «Старт-стопы» не работают при крайних температурах как зимой, так и летом», – объяснил специалист.

Каким бывает «Старт-стоп»

Несмотря на одинаковый алгоритм пользования, принцип работы системы «Старт-стоп» может быть разным. Самый простой и распространенный вариант — использование усиленного стартера и специального аккумулятора, позволяющего выдерживать больше запусков (до 150 000 циклов).

Промежуточный способ – интеграция стартера и генератора с отдельным блоком управления воедино (так называемая, схема стартер-генератора). Конструкция позволяет не только вращаться ротору от привода коленвала, но и, наоборот, проворачивать мотор в режиме пуска. Кроме того, дополнительно узел может быть дооснащен конденсатором, накапливающим энергию при отпущенной педали газа путем ее рекуперации.

Профессор кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана Дмитрий Онищенко убежден, что лишний раз заводить двигатель – это в любом случае плохо. «К примеру, запуск холодного дизеля, при отрицательной температуре внешней среды, может быть эквивалентен 500 км пробегу. Понятно, что система «Старт-стоп» работает только на прогретом моторе, но полностью исключить отрицательное влияние на силовой агрегат во время запуска нельзя. При этом следует понимать, что максимальный экологический урон природе наносится именно на холостом ходу, поэтому с экологической точки зрения система «Старт-стоп» не бесполезна», – объяснил Онищенко.

К чему может привести «Старт-стоп»

Содержание автомобиля с системой «Старт-стоп» обходится незначительно, но дороже, чем обслуживание такой же машины, но без указанной опции. В первую очередь, речь идет о преждевременном износе аккумуляторной батареи. Следует понимать, что даже аккумулятор повышенной мощности стоит на 15-20% дороже обычной АКБ.

Кроме того, работа системы в некоторых случаях может пагубно сказаться и на самом двигателе. По словам профессора кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана, на моторах с экологическим стандартом Евро-5, как правило, реализован управляемый подвпрыск, работающий с середины и конца такта расширения.

«В итоге на холостом ходу это приводит к тому, что горючая смесь не сгорает полностью, а оседает на стенках цилиндров, попадая в картер и смешиваясь с моторным маслом. Если она отключается вместе с выключением системы «Старт-стоп», то это не страшно, если же нет, то попадание топлива в картер воздействует на ДВС отрицательно», – объяснил Онищенко.

Профессор добавил, что польза от заглушенного на две-три секунды двигателя не очевидна, так как при запуске мотор требует больше топлива, чем при стабильной работе. Поэтому эффект от системы тем больше, чем дольше машина стоит.

На российском рынке система «Старт-стоп» не сильно распространена в силу экономических причин. Например, в компании Ford объяснили, что решили отказаться от системы на автомобилях российской сборки с целью поддержания текущего уровня цен.

Start/Stop* – принцип действия и использование | Система Start/Stop | Запуск двигателя и вождение | V60 2015

Некоторые комбинации двигателя и коробки передач снабжены функцией Start/Stop, которая действует, например, при остановке в пробке или при ожидании на светофоре.

Функция Start/Stop активируется автоматически после запуска двигателя ключом.

Функция Start/Stop активируется автоматически после запуска двигателя ключом. Для привлечения внимания водителя в комбинированном приборе появляется символ этой функции и включается лампа в кнопке Вкл./Выкл..

Все обычные системы автомобиля такие, как освещение, радио и пр., работают в обычном режиме даже при включении режима авто-стопа двигателя, при этом возможен ограниченный режим работы некоторого оборудования, например, скорости вентилятора климатической установки или слишком громкого звука аудиосистемы.

Автоматическая остановка двигателя

В отношении автоматической остановки двигателя действуют следующие условия:

Условия	M/A
Выжмите сцепление, установите рычаг переключения передач в нейтральное положение и отпустите педаль сцепления – двигатель автоматически глушится.	M
Остановите автомобиль, используя рабочий тормоз, и не убирайте ногу с педали тормоза – двигатель автоматически глушится.	A

Если активирована функция ECO, двигатель может автоматически останавливаться до полной остановки автомобиля.

В качестве подтверждения и напоминания о том, что двигатель находится в режиме автоматической остановки, в комбинированном приборе включается символ функции Start/Stop.

Автоматический запуск двигателя

Условия	M/A
Рычаг переключения передач в нейтральном положении: Нажмите педаль сцепления или педаль газа — двигатель запустится. Включите подходящую передачу и начинайте движение.	M
Ослабьте давление ноги на рабочий тормоз – двигатель запустится автоматически, и вы можете продолжить движение.	A
Сохраняя давление на педаль тормоза, нажмите на педаль газа – двигатель запускается автоматически.	A
И наконец, существует также такая возможность: Отпустите рабочий тормоз и дайте автомобилю двигаться – двигатель автоматически запустится, когда скорость автомобиля превысит обычную скорость пешехода.	M + A

Деактивирование функции Start/Stop

В некоторых ситуациях, если необходимо временно отключить автоматическую функцию Start/Stop, следует нажать на эту кнопку.

При отключении функции в комбинированном приборе гаснет символ Start/Stop и лампа в кнопке Вкл./Выкл.

Функция Start/Stop отключена до тех пор, пока не активируется вновь этой кнопкой или до следующего запуска двигателя ключом.

Система помощи при трогании в гору, HSA

Для срабатывания функции автоматического запуска рабочий тормоз можно отпустить, даже если автомобиль находится на подъеме – функция HSA(Hill Start Assist) не позволит автомобилю скатываться назад.

HSA означает, что при трогании с места после того, как двигатель остановлен функцией авто-стопа, давление в тормозной системе сохраняется на то время, пока нога перемещается с педали тормоза на педаль газа. Временное тормозное усилие пропадает через пару секунд или при подаче газа.

Система старт-стоп — принцип работы, достоинства и недостатки + видео

В последнее время, читая характеристики того или иного авто, вы, наверняка, не раз уже встречали там слова “Start-Stop”, являющиеся названием одной современной системы автомобиля. Что она из себя представляет, зачем нужна и как работает? Ответы на все эти вопросы вы найдете ниже. 

Что такое Старт-Стоп?

Итак, система Старт-Стоп автомобиля – это специальная система, главным предназначением которой является временное автоматическое выключение двигателя в момент полной остановки машины и его последующий запуск. Другими словами она заглушает мотор в момент торможения, а при нажатии на педаль газа – снова включает. Данная функция весьма полезна в пробках, на светофорах и других подобных ситуациях, ведь она не только защищает вас от лишнего шума путем сокращения времени работы двигателя на холостом ходу, но и позволяет автовладельцу экономить топливо (порядка 1 литра на 100 километров), а также снижает количество вредных выбросов данным транспортным средством в атмосферу.

Как работает система?

“Start-Stop system” работает следующим образом. Во время торможения автомобиля блок управления данной системой получает сигнал с датчиков об изменении частоты вращения коленчатого вала, на основании которого и производит остановку работы двигателя. В тот момент, когда водитель после остановки вновь нажимает на педаль сцепления в машинах с МКПП или отпустит педаль тормоза в автомобилях с АКПП, система Старт-Стоп активирует стартер и тот час же запускает двигатель. Такой порядок действий система повторяет столько раз, сколько это требуется на дороге. Однако если ее датчики подадут на блок управления сигнал о том, что аккумулятор разрядился больше заданной производителем величины, система автоматически прекратит свою работу до тех пор, пока аккумуляторная батарея не будет заряжена.

Обязательные условия для функционирования системы.

Не все знают, но система Старт-Стоп начинает работать только при соблюдении цело ряда условий, это:

• капот и дверь водителя закрыты;
• водитель пристегнут ремнем безопасности;
• скорость движения транспортного средства больше 4 км/час.

Но и это не все. Оказывается, даже если система запущена, бывает, что отключение двигателя не происходит. Это возможно при следующих обстоятельствах:

• двигатель не прогрелся: как правило, такая ситуация характерна тогда, когда температура окружающей среды ниже -25 градусов;
• обороты мотора превышаю обороты холостого хода;
• включен обогрев лобового стекла;
• машина остановилась после включенной задней передачи;
• не прогрет салон, то есть температура в нем значительно ниже (на 8 градусов и больше) заданной для системы;
• заряд аккумуляторной батарее недостаточен, то есть меньше  заданных в системе параметров;
• имеются неполадки с генератором;
• руль повернут на значительный угол, например, по причине того, что совершался маневр на стоянке.

Кроме того есть случаи, когда системой Старт-Стоп двигатель, наоборот, может неожиданно запуститься без участия водителя, например, при скате транспортного средства со склона, когда автомобиль разогнался до скорости в 4 км/час и др.

Достоинства и недостатки Start-Stop system.

Плюсами системы автоматического включения/выключения работы двигателя являются:

• экономия на топливе;
• сокращение вредных выбросов в атмосферу;
• тишина (не слышно гула мотора) в автомобиле в пробках и на светофорах.

Минусами же системы обычно называют:

• повышенная нагрузка на стартер и аккумуляторную батарею;
• моральное уставание от функционирования системы при долгом нахождении в пробках (легко устраняется принудительным отключением системы).

Видео

Рекомендую прочитать:

Что такое система Старт-стоп, для чего предназначена и как работает

Множество автолюбителей наверняка слышали о системе «Старт-стоп». Некоторые даже являются счастливыми владельцами автомобилей, оснащённых подобными функциональными возможностями. Но статистика наглядно показывает, что количество машин с таким оснащением в России незначительное. Хотя впервые эта система появилась в конструкции автомобилей ещё в прошлом веке. Первые экземпляры начали сходить с конвейеров в 80-х годах. В настоящее время большинство автопроизводителей начали активно переходить на альтернативный способ включения зажигания и запуска двигателя. Нет необходимости проворачивать ключ в замке зажигания. Теперь всё выполняется простым нажатием одной кнопки. Эксперты уверены, что в скором времени автопроизводство может полностью отказаться от ключей зажигания. Но в такую вероятность пока мало верится, учитывая незначительный текущий спрос на системы «Старт-стоп» в России.

Принцип работы системы Старт-стоп.

Для чего нужна система

Просто знать о существовании системы «Start-stop» мало, чтобы полноценно разобраться в её особенностях и назначении. Не все понимают, в чём смысл отказа от традиционной схемы запуска двигателя с помощью проворачивания ключа в замке зажигания. Чтобы это понять, нужно учесть важные особенности эксплуатации автомобилей в современных условиях. На помощь приходит упрямая статистика. Она наглядно показывает, что около 30% всего времени, которое водитель проводит за рулём своего транспортного средства, работа двигателя протекает на холостом ходу. Это прогрев, ожидания на светофорах и перекрёстках.

В течение этого внушительного отрезка времени силовой агрегат работает, но машина не двигается. Означает это лишь то, что происходит активное сжигание топлива, пользы от которого нет совершенно, поскольку автомобиль не перемещается. Бесполезный расход топлива приводит к повышенным затратам своего водителя. Не стоит забывать и об ущербе, наносимом выхлопом окружающей среде. Опираясь на эти особенности, инженеры начали думать над решением проблемы. Именно так появилась система «Старт-стоп» на автомобиле, что позволило заметно изменить ситуацию. На эту систему возложили 3 главные функции, которые основаны на:

• снижении количества потребляемого топлива;
• уменьшении объёма вредных выхлопов;
• минимизации шума, который издаёт транспортное средство.

Нововведение даёт возможность максимально эффективно использовать двигатель. Когда машина находится в движении, мотор работает в своём штатном режиме. Если же транспортное средство стоит на месте, тогда система отключает зря расходующий топливо и загрязняющий атмосферу мотор. Тут важно добавить, что переход между режимами осуществляется практически полностью в автоматическом режиме. Двигатель выключается по сигналу со специальных датчиков.

Для запуска водителю машины с механической коробкой передач нужно выжать педаль сцепления. В случае с автоматической трансмиссией автоматический пуск силового агрегата происходит после того, как с педали тормоза убирается нога. Изначально такую систему устанавливали исключительно на машины, оснащённые гибридной силовой установкой. Когда «Старт-стоп» продемонстрировала весь свой истинный потенциал и пользу, автопроизводители начали активно применять разработку на обычных двигателях внутреннего сгорания.

Особенности конструкции и работы

Систему «Старт-стоп» можно считать во многом гениальным решением. При этом конструкцию нельзя назвать чрезмерно сложной. Если не вдаваться во всех конструктивные особенности, то выделяют всего 2 основных составных элемента решения:

• для начала это система, которая полностью отвечает за управление процессами пуска и остановки силового агрегата;
• вторым, но не менее важным устройством, является система для обеспечения быстрого включения двигателя.

Чтобы реализовать возможность быстрого запуска мотора, разные производители используют определённые способы и решения. В зависимости от типа системы «Старт-стоп», в ней используют:

• стартеры, характеризующиеся повышенными показателями мощности;
• стартеры-генераторы, которые также именуют реверсивными генераторами;
• системы для непосредственного впрыска в цилиндры двигателя топливной смеси с последующим воспламенением.

Каждая такая система «Старт-стоп» имеет свои принцип работы и конструктивные особенности. Если брать за основу конструкцию, то наиболее простым решением считается применение стартера повышенной мощности. Интересно ещё и то, что такая система крайне эффективна.

Разработчиками являются специалисты компании Bosch. Их решение активно используется среди немецких автопроизводителей, таких как Audi, BMW и Volkswagen. Ядром системы «Старт-стоп» тут выступает стартер, обладающий повышенным ресурсом, мощностью и увеличенным сроком службы. Механизм издаёт минимум шума, за что также высоко ценится на рынке. Для прохождения управляющего сигнала применяют исполнительные устройства. Они уже непосредственно связаны с датчиками и электронным блоком управления силового агрегата.

Схема с применением реверсивных генераторов является авторской разработкой компании Valeo. Их решение получило широкое распространение среди автомобилей немецкой марки Mercedes и французских автомобилей Citroen. Разработчики уверены, что их «Старт-стоп» даёт возможность снизить уровень потребления топлива на 10%. Что же касается самого реверсивного генератора, то это специальное устройство электротехнического принципа действия. Главная особенность в том, что девайс одновременно способен выполнять функции стартера и генератора. Преимущество по сравнению со стартерами с повышенной мощности заключается в снижении времени, затрачиваемого на пуск двигателя. Приятным бонусом является бесшумность работы системы.

Третьей системой является «Старт-стоп», оснащённая непосредственным впрыском. Это самая новая разработка, авторами которой являются инженеры японской компании Mazda. Принцип работы устройства заключается в том, чтобы остановить поршни силовой установки в таком состоянии, которое будет оптимальным для последующего запуска двигателя. Образно говоря, поршни застывают в нужном положении. Такой вариант «Старт-стоп» актуален только для автомобилей, на которых устанавливается непосредственный впрыск горючей смеси топлива и воздуха.

Условия для функционирования

У разных автокомпаний имеется свой собственный принцип реализации программного обеспечения для систем запуска и остановки двигателя. При этом все они объединяются несколькими принципами, без которых система работать не сможет. Потому требуется придерживаться следующих правил:

• система работает при минимальной скорости транспортного средства от 4 километров в час и выше;
• дверь со стороны водителя обязательно должна находиться в закрытом состоянии;
• водитель пристёгивается ремнями безопасности;
• если двигатель не прогрет, система функционировать не будет;
• «Старт-стоп» не работает при обогреве стекла, вышедшем из строя генераторе или в условиях низкого заряда аккумуляторной батареи;
• система не запускается, если машина остановилась после движения задним ходом;
• «Старт-стоп» не будет работать, если совершались манёвры с большими углами поворота руля (маневрирование в условия парковки).

Прежде чем приступать к эксплуатации автомобиля, оснащённого таким оборудованием, следует внимательно изучить руководство по эксплуатации. Производители подробно прописывают все условия, нюансы, правила и требования для работы «Старт-стоп». В противном случае не удивляйтесь, что вы купили автомобиль с инновационной системой запуска, а она почему-то не работает. Хотя и исключать поломку самого оборудования не стоит. Для начала убедитесь, что вы не нарушаете правил эксплуатации кнопки «Старт-стоп». Если всё делаете верно, стоит обратиться в сервисный центр для устранения неисправностей. Нельзя сказать, что одни системы лучше, а другие хуже. Каждый «Старт-стоп» имеет свои сильные и слабые стороны. Потому этот вопрос следует рассмотреть отдельно.

Преимущества и недостатки

Современная автомобильная система «Старт-стоп» имеет свои плюсы и минусы. Причём не удивляйтесь, что перечень достоинств окажется меньше, чем список недостатков. Начнём с положительных моментов. Они уже рассматривались и заключаются в 2 главных пунктах:

1. Сокращается расход топлива. Для езды в городских условиях это внушительное преимущество. Ведь именно в населённых пунктах приходится часто стоять в пробках и на светофорах.
2. Повышается уровень экологичности. Во многих странах это не преимущество, а скорее правило. Европейские авто выходят на уровень очень жёстких экологических норм. И здесь системы «Старт-стоп» оказываются крайне эффективными.

Условно к достоинствам можно отнести факт возможности пуска без поворотов ключа. Но для многих это стало настолько привычной манипуляцией, что замена ключа на кнопку не стала для них чем-то уникальным и невероятно удобным. Тут уже каждый решает сам для себя, что ему больше нравится. Теперь поговорим про недостатки, которыми обладает система запуска «Старт-стоп». Они могут показаться для многих существенными, поскольку:

• повышается начальная стоимость транспортного средства;
• увеличиваются затраты на ремонт и обслуживание элементов системы зажигания;
• возрастает требование в отношении качества и заряда аккумуляторных батарей;
• при пуске двигателя могут возникать шумы и вибрации.

Некоторые водители привыкли, что двигатель постоянно работает, и они слышат его. Но когда мотор то заводится, то останавливается, создаётся невольное ощущение возникновения каких-то неисправностей. Это, скорее, психологический аспект восприятия новой системы. Не все готовы к таким переменам. Хотя следует быть справедливыми. Когда-то и автоматические коробки передач вызывали множество опасений и страхов у водителей. Они не могли контролировать работу двигателя, поскольку за всё начала отвечать автоматика.

Возникало множество нареканий на плохую работу, ненадёжность и частые поломки АКПП. Но теперь коробка-автомат стала неотъемлемой составляющей каждого автомобиля. Буквально все автопроизводители дают для покупателей возможность выбора между АКПП и МКПП. А некоторые модели безальтернативно оснащаются только автоматом. Так и с системами «Старт-стоп». Они находятся только на начальном этапе своего развития и становления на автомобильном рынке. Нужно время, чтобы водители привыкли к нововведениям и по достоинству оценили все преимущества.

Системы разных производителей

Многие названия становятся нарицательными, хотя по факту являются корпоративной собственностью определённых компаний. Так и в случае со «Start-stop» название принадлежит компании Bosch. Поскольку их системы запуска устанавливаются на автомобилях далеко не всех автопроизводителей, другие компании, решившие внедрить «Старт-стоп» в своих машинах, разработали собственные устройства, имеющие определённые отличия. Теперь у ведущих автокомпаний применяются собственные обозначения этого решения. Пройдёмся по основным производителям:

• немецкая компания BMW обозначает свои системы названием «Auto Start-stop»;
• в Mercedes сделали акцент на том, что их система экологичная, а потому называется «Eco Start/Stop»;
• Mazda, о которой мы уже говорили ранее, имеет два обозначения, звучащие как «i-Stop» и «i-Eloop»;
• даже Smart сделали свою систему, которую именуют MHD, что означает Micro Hybrid System;
• разработчики из Citroen не стали ничего особо выдумывать, обозначив систему «Stop & Start System»;
• у корейской компании Hyundai это «Idle Stop & Go»;
• Volvo, как и всегда, оказались весьма сдержанными и педантичными, потому их системы носят название «Start/Stop»;
• к названию системы от Volvo компания Volkswagen лишь добавила в конце слово «System»;
• а вот ещё одна корейская компания KIA проявила креатив и придумала ISG. Это Интеллектуальная система «Stop and Go».

Кто-то использует разработки других фирм, с которыми сотрудничает, применяя собственные обозначения. Другие имеют авторские разработки. Самыми распространёнными системами являются решения от:

• Устанавливаются на машины брендов BMW, Audi, VolksWagen и не только;
• Сокращённое название из систем STARS. Особенностью является применение реверсивного генератора;
• Их Smart Idle устанавливается на собственные автомобили;
• Микрогибридная система под названием ISG, во многом аналогичная решению от Bosch. Является авторской разработкой KIA.

Покупать ли машину с системой запуска и остановки двигателя, решать каждому водителю самостоятельно. Разработка определённо обладает преимуществами, но также характеризуется весомыми для многих автолюбителей недостатками.

Ставить такие решения на бюджетные машины не имеет особого смысла. Владельцы не будут готовы тратить большие деньги за покупку дорогостоящих запчастей и за проведение далеко не дешёвого ремонта более сложной системы зажигания двигателя. А если это автомобиль средней ценовой категории и выше, установка «Start-stop» во многом способна себя оправдать. Она подходит тем, кто основную часть времени за рулём проводит в условиях города, где на каждом шагу светофоры и пробки. На трассе пользы от системы нет никакой совершенно.

Система старт-стоп — что это и как работает?

 

Ежегодно автолюбители устанавливают на своих «железных коней» различные электронные системы. Они помогают сделать транспорт безопаснее. Одной из самых востребованных сегодня является система старт-стоп. Водителям обещают экономию бензина и снижение вредных выбросов. Но так ли это? Рассмотрим, что представляет собой система, вредит ли она автомобилю или нет.

История появления

Современная функция Старт-Стоп появилась впервые в 70-х годах прошлого века. Разработкой занималась компания Тойота. Японский производитель поместил на одну премиум-модель специальную «установку», помогающую выключать мотор спустя пару минут простаивания. Компания Citroen, в свою очередь, смогла использовать эту технологию в своих авто спустя более 30 лет.

Наиболее удачливой в данной области стала компания Bosh. Установку, которую произвели они, можно считать одной из самых надежных. Именно она устанавливается на современные авто марок Volkswagen, БМВ и Ауди. Разработчики утверждают, что в процессе эксплуатации система снижает расход топлива на 8%.

Назначение

Выяснилось, что функция действительно полезна и вот почему. Во время езды двигатель работает постоянно, но треть пути он функционирует «вхолостую». Инженеры-производители решили создать систему, помогающую экономить расход топлива, сделав мотор экономичным. Установка также помогла бы сократить размер выбрасываемых в атмосферу газов.

В результате работы появилась современная система Старт-Стоп. С ее внедрением «движок» начал выполнять свою работу лишь тогда, когда это нужно. Она стала актуальной для жителей больших городов, где на дорогах часто возникают пробки.

Устройство

Прежде чем выяснить, как работает система старт-стоп на автомобиле, необходимо разобраться с ее конструкцией. Она состоит из двух элементов — прибор для многократного запуска «движка» и электронное управление.

В роли прибора для запуска используются либо усиленный стартер, либо стартер-генератор. Если в качестве примера брать разработки фирмы Bosh, то они включают в себя стартер с увеличенным сроком службы.

Что касается электронного управления, то его работа направлена на остановку и запуск мотора вовремя. Также ЭУ постоянно контролирует заряд АКБ. Конструкция системы еще включает в себя множество датчиков и механизмов.

Включить и выключить систему можно при помощи кнопок на приборной панели. Механизм выключается «автоматом» при недостаточном заряде.

Принцип работы

Разобраться в том, как работает система старт-стоп, довольно просто. Система отключает «движок» в определенных условиях. К примеру, во время того, как водитель «стоит в пробке», либо автоматом при выжимании сцепления или отключении тормоза. Последнее — для автомобилей с автоматической коробкой передач.

Мощный стартер — это главное устройство, помогающее включать двигатель чаще, чем стандартный пусковой агрегат. Чтобы мотор заглушался, должны быть соблюдены следующие условия:

 полная остановка авто;

 в моделях с АКПП — выжата педаль тормоза, на МКПП — селектор управления передачами должен находиться на «нейтралке».

К дополнительным условиям активации системы относят исправную работу тормозной системы, заряженную батарею, корректно настроенную систему микроклимата, закрытые внешние панели кузова.

Если какое-либо из правил не будет соблюдено, система отключится. Включить ее получится лишь после переподключения системы зажигания.

Что такое Start-Stop с рекуперацией

Сегодня наиболее современной разработкой считается Start-Stop с рекуперацией энергии. Когда на двигатель внутреннего сгорания будет оказана большая нагрузка, он выключится автоматически. Когда авто останавливается, механизм начинает работу и в этот момент идет зарядка АКБ. Именно так происходит рекуперация энергии. Главной особенностью именно этой системы является применение реверсивного генератора. Система способна функционировать лишь тогда, когда аккумулятор заряжен на 75% и более.

Преимущества и недостатки

Несмотря на то, что функционал Start/Stop действительно полезен, система все равно продолжает развиваться. Наряду с массой преимуществ у него есть недостатки.

Перечислим преимущества системы:

 Экономия горючего. Транспортное средство способно сэкономить до 10% топлива. Этот показатель зависит от принципа работы и от изготовителя. Больше всего это преимущество нравится водителям, которые ежедневно перемещаются по большому городу и попадают в заторы.

 Экологичность. Это еще один важный «плюс» системы, поскольку забота об окружающей среде — это проблема №1 современного мира.

 Уменьшение нагрузки на двигатель, что приводит к уменьшению износа.

Как только автолюбитель «встает в пробку», двигатель отключается и соответственно меньше шумит. Это приводит к снижению нагрузки на коленвал и на элементы силовой установки.

Что касается недостатков, то они не столь существенные. Главным «минусом» технологии считается увеличенная нагрузка на стартер и аккумулятор. От последнего идет питание бортовых устройств. Некоторые автолюбители жалуются на то, что при долгой остановке мотор не издает звука, что немного «напрягает» их. Деактивировать систему получится специальной кнопкой.

Перечислим остальные «минусы» Start/Stop системы:

 Из-за высокой нагрузки на электрическую часть стартер и аккумулятор быстро ломаются. Для частых запусков обычный стартер не годится, требуется усиленный.

 Далеко не все помнят то, что для запуска двигателя с помощью кнопки требуется жать на тормоз.

 Система требует больших затрат на установку и обслуживание.

 Эффективность работы установки снижается в случае, когда водитель едет «рывками». Обычно это происходит в пробках. В результате такой езды стартер включается постоянно. Это приводит к отключению АКБ.

 Если в автомобиле активирована функция «стоп-старт», то при разгоне ТС с места возникает задержка. Разница между активированной и деактивированной системой составляет 1-2 сек.

Во время остановки электрическая нагрузка ложится на АКБ. Чем дольше водитель «стоит» в пробке или на светофоре, тем сильнее разряжается батарея. Именно от нее требуется стартовый ток для запуска «движка».

Если система Start/Stop установлена на автомобиле уже на заводе, то она оправдывает себя полностью. Если ее внедрили самостоятельно, то получить выгоду и экономию будет сложно. Установка системы требует больших вложений, которые будут окупаться не один год.

Какие существуют аналоги?

На сегодняшний день существуют разные компании, помогающие разрабатывать систему «Старт-Стоп». Самой простой и надежной считается «установка» от компании Bosch. Именно ею оснащаются такие премиальные модели авто как Ауди, Фольцваген Тигуан, БМВ. Конструкция обладает все теми же описанными элементами, включая ЭБУ и стартер со всевозможными датчиками.

Единственным отличием этой системы от других является отсутствие электронного блока. Отключение «движка» возникает при полном торможении, либо при перемещении рычага на нейтральное положение (для МКПП).

На работу системы влияют t двигателя, частота вращения коленвала. Больше влияние также имеют особенности функционирования аудио и кондиционирования. Эти системы считаются «прожорливыми». Они способны «разрядить» аккумулятор, не дав мотору завестись.

Еще одной востребованной системой является Valeo. Она функционирует на базе реверсивного генератора. Он представляет собой электроузел, который генерирует переменный ток. Он применяется и как генератор, и как стартер.

Систему устанавливают на автомобили марок Citroen и Mercedes. Считается, что расход горючего снижается на 10%. Узел работает без шума, запускаясь за 0,4 сек. Управление происходит через ЭБУ. Он взаимодействует с блоком силового агрегата.

SiSS — это еще одна известная система «Старт-Стоп». Ее разработчиком-производителем выступает компания Мазда. Многофункциональный комплекс сегодня популярен среди водителей. Они называют его i-Stop. В основе работы лежит впрыск и воспламенение горючего. То есть топливо подается в цилиндры и затем воспламеняется.

Система срабатывает через остановку поршней в определенном положении, чтобы следующие запуски «движка» были оптимальными. Стартер в этом случае нужен, чтобы ликвидировать излишнюю нагрузку на двигатель. Экономия топлива достигает 9%, что является неплохим результатом. Единственный незначительный «недостаток» — сопоставимость только с автоматическими коробками.

Существуют высокотехнологичные системы, способные отключать двигатель до полной остановки машины (к ним относят Engine Off). Это помогает уменьшить траты топлива еще больше. Деактивации строятся по нескольким принципам. К ним относят скорость, с которой движется авто, скорость движения до нажатия на педаль акселератора и возможность маневрировать.

Расскажем про еще одно устройство — Idle StopGo. Оно выпускается известной компанией Kia Motors. От других версий система отличается тем, что имеет другую специфику контроля над генератором. Если нагрузка на двигатель повышается, то генератор отключается, тем самым снижая расход горючего. Система деактивируется, если уровень заряда АКБ достигает значения менее 75%.

Как отключить систему?

Мы выяснили, что представляет собой система старт-стоп на автомобиле, что это за устройство и как оно работает. Несмотря на множество преимуществ, некоторые водители не видят смысла пользоваться Stop/Start. Для этого они отключают систему. Сделать это можно несколькими способами:

 При помощи специальной кнопки, предусмотренной производителем. Опция функционирует лишь для одного цикла включения зажигания, во все остальные разы запуска двигателя придется повторно нажимать кнопку. Единственный недостаток этого способа — пропадание связи АКБ с электроникой. Транспортное средство не сможет контролировать заряд.

 Также выключить Start/Stop можно, сняв штекер от кнопки управления опцией. То есть ЭБУ увидит «обрыв» и самостоятельно отключит ее.

 Чтобы система не запускалась, водитель может отключить сигнальный провод от датчика, указывающего на заряд АКБ. На приборе в этом случае все равно начнут возникать иконки, демонстрирующие попытки срабатывания системы. В ЭБУ появятся ошибки, но на работу автомобиля это не повлияет.

 Обратившись в сервисный центр, водитель сможет заказать услугу отключения системы через специальную программу. Это возможно только на автомобилях марки Volkswagen.

Существует еще один способ отключения системы через впайку конденсатора в цепь управления кнопкой. Но это можно осуществить в отношении ограниченного числа автомобилей.

Неполадки

При наступлении холодов водители думают, сможет ли их аккумулятор продержаться еще одну зиму. Часто встречающаяся неисправность «старт-стопа» — сильная нагрузка на батарею. В обычном режиме эксплуатации батарея работает около 7 лет, но если автолюбитель решит внедрить новую систему, то срок службы АКБ значительно сокращается.

Негативно на срок службы аккумулятора также влияет неисправный генератор и стартер. Первый — способен немного восстановить батарею, но на полный подзаряд надеяться не стоит. Есть, конечно, способ, решающий эту проблему. Обычно водители оставляют АКБ в сервисе на сутки, но это временная мера. Лучше всего заменить прибор на новый. Эксперты рекомендуют обратить внимание на оборудование Bosch. Они обладают увеличенным сроком службы и большой емкостью.

Чтобы понять, что батарея «умирает», необходимо обратить внимание на некоторые признаки. Например, слабое функционирование стартерной части, дефицит напряжения с затухающими индикаторами. Провести диагностику можно с использованием специальных приборов.

Эксперты советуют водителям, имеющим премиальные автомобили со «старт-стоп» системой, использовать батареи GEL и AGM. Они стоят не так дорого, при этом обладают непростой конструкцией. Пластины аккумулятора удерживаются сепараторами, то есть они не погружены в электролит. Для установки также подойдут EFB аккумуляторы, которые размещают под капотом.

Что касается стартера, то при эксплуатации машины со start-stop на него также увеличивается нагрузка. Если произойдет поломка, то водителю придется выложить крупную сумму за восстановление. Из этого можно сделать несколько выводов.

 Автомобили, которые изначально производятся с внедрением данной системы, позволяют водителю сэкономить более 200 долларов в год. Если человек самостоятельно установит систему в свое авто, он не сможет быстро окупить вложения.

 Владельцы автомобилей Ауди часто сталкиваются с тем, что машина не заводится после отработки start-stop конструкции. Требуется обновление ПО. Хозяева других моделей авто утверждают, что система часто отказывается работать по совершенно неясным причинам.

Таким образом, можно сделать вывод, что технология — капризная и требовательная. Если водитель проигнорирует хоть одно условие работы, это приведет к появлению ошибок в системе и отказу работать. Условия были приведены выше по тексту.

Заключение

«Старт-стоп» действительно экономит топливо. Водить машину в условиях большого города становится проще, поскольку система не только экономична, но и экологична. Затраты в денежном соотношении все равно остаются под вопросом, так как обслуживать машины премиальных марок — дорого. Для владельцев таких авто вопрос экономии не столь принципиален, а устанавливать систему на бюджетные ТС — нет смысла. Тем более что пользы от системы при езде на трассе нет никакой.

Система Старт/Стоп принцип работы, экономия бензина с системой Start-Stop

Чтобы внести некоторую ясность и провести автомобильный «ликбез», мы решили подробнее рассказать обо всех особенностях этой авто системы.

Преимущества системы Старт/Стоп

Естественно, что система Старт/Стоп была разработана для достижения определенной цели, а точнее, для:

 

• Снижения выброса автомобилями углекислого газа
• Экономии топлива
• Сокращения количества шума, издаваемого при работе двигателя на холостом ходу

Все эти цели близко известны каждому авто владельцу, поэтому ученые постоянно разрабатывают методы для достижения этих первостепенных задач. После того, как исследователи подсчитали, что 30% всего рабочего времени любой машины – это работа двигателя вхолостую, идея о системе автоматического включения-выключения мотора возникла искрометно! Каким именно образом собралась такая львиная доля холостого хода – известно всем авто владельцам: светофоры, пробки, тянучки и т. д.

Система Старт/Стоп идеально подходит для решения одной из самых трудных проблем нашей эпохи (смог), хотя и не на 100%, но частично она с этим справляется. Не так давно Старт/Стоп (ом) ученые решили оснащать все выпускаемые гибридные автомобили, но через некоторое время разработчики пришли к выводу, что в этом устройстве нуждаются и автомобили, работающие на привычном бензине или более тяжелом топливе. С 2015 года половина автомобилей от разных брендов начали выпускаться, оснащенные именно таким оборудованием.

Главный принцип работы Старт/Стоп

Если кто-то до этого так и не смог уловить принцип системы Старт/Стоп, то пришло время разобраться в этом вопросе:

Как только автомобиль перестает двигаться (например, на светофоре) – двигатель выключается автоматически. Чтобы запустить двигатель для движения снова, достаточно отпустить педаль тормоза (для автоматической трансмиссии) или нажать педаль «сцепления» (для механической коробки передач). Вот так совсем несложно и экономично в плане расхода топлива теперь можно ждать «зеленый» свет или стоять в пробке.

Состоит оборудование Старт/Стоп из 2 элементов:

 

1. Блок управления.
2. Устройство, которое производит многократный пуск двигателя внутреннего сгорания в необходимое время.

Система Старт/Стоп может работать по нескольким принципам остановки и запуска двигателя:

 

1. С помощью стартер-генератора (реверсионного генератора)
2. С помощью усиленного стартера
3. С помощью впрыска топлива в цилиндры для его возгорания

 

Самые популярные и востребованные авто производители в своих автомобилях используют систему Старт/Стоп от компании Bosch с описанным выше принципом действия. Например, Start Stop система в BMW от Bosch основывается на использовании специального стартера, у которого в запасе имеется огромное количество запусков двигателя, да и потенциал использования гораздо больший. Такой стартер работает почти бесшумно и за 1 мгновение запускает двигатель.

Какие именно действия может выполнять система Старт/Стоп:

 

• Запуск двигателя.
• Прекращение работы двигателя.
• Контроль над уровнем заряда в аккумуляторе.

Какие устройства помогают системе Старт/Стоп работать без сбоев:

 

• Датчики (датчик положения педали сцепления для «механики» и педали тормоза для «автомата», датчик заряда аккумулятора, датчик, считающий обороты коленвала, и еще несколько дополнительных датчиков).
• Блок управления (электронный) с соответствующим программным обеспечением.
• Устройства, которые приводят команды системы в исполнение (катушки зажигания, стартер и форсунки для впрыска топлива).

Как работает система Старт/Стоп

Как только автомобиль останавливается на светофоре, то есть совершает полную остановку, датчики системы Старт/Стоп распознают, что количество оборотов коленвала равно 0. Дальше работа двигателя останавливается, а вся включенная электроника продолжает функционировать от аккумулятора. При движении педали тормоза или сцепления (в зависимости от того, какая у вас коробка – автоматическая или механическая соответственно) устройство Старт/Стоп начинает запускать стартер. Стартер в свою очередь мгновенно запускает двигатель. Число таких операций ни чем не лимитируется, поэтому система Старт/Стоп будет включаться столько, сколько вам понадобится.

Если заряд в аккумуляторе опустится ниже нормы, то специальный датчик оповестит систему об этом и она тут же будет отключена. Включится она только тогда, когда в батарее уровень заряда поднимется до определенного показателя. Если вы по какой-то причине захотите самостоятельно отключить Старт/Стоп, то для этого вам понадобится нажать лишь 1 кнопку, расположенную на панели приборов.

Компания Kia Motors создала свою систему Старт/Стоп, но на основе управления автомобильным генератором. Как только на двигатель обрушивается максимальная нагрузка, система отключает генератор, тем самым сокращая мощность работы двигателя и экономя топливо. Так же устройство может работать и в обратном направлении: при нажатии педали тормоза мощность двигателя уже нам не интересна, поэтому включается генератор и подзаряжает аккумулятор. В ситуациях, когда аккумулятор разрядился больше, чем на 75%, система полностью само выключается.

Еще одна подобная система от компании Valeo, но здесь устройство работает на базе реверсионного генератора. Этой системой Start Stop оснащены автомобили Mercedes. Экономия топлива достаточно ощутима – 10%.

Если кто-то не знает, что представляет собой реверсионный генератор, то это электрическое устройство, создающее переменный ток. Другими словами, реверсионный генератор в зависимости от надобности может работать поочередно то стартером, то генератором. С помощью приводного ремня и обратного натяжителя сила устройства может передаваться в 2 разных направлениях. Работу реверсионного стартера почти не слышно, а запускается он в 2 раза быстрее обычного. Для сравнения реверсионный запускается за 0,4 секунды, а простой – за 0,8.

Если сравнивать систему от Valeo с системой от Bosch, то в первом случае у устройства есть свой отдельный блок управления. Остальные части (датчики и другие элементы) очень схожи.

Совсем свежей разработкой среди подобных систем стало устройство, работающее от рекуперативного торможения. Именно благодаря остановке система получает энергию и за счет этого экономит топливо: батарея заряжается от силы торможения.

И еще одна система от Mazda – двигатель запускается от впрыска бензина в цилиндр с его дальнейшим возгоранием. Эти системы обычно применяются в бензиновых авто, например такими Start Stop (ами) оборудована Honda.

Системы с впрыском топлива в двигатель при остановке двигателя фиксируют цилиндры в определенном положении, из которого потом будет легко завести двигатель снова. Если мотор нужно запустить ненадолго, то к работе подключается стартер. Такой алгоритм позволяет сэкономить до 9% топлива. Единственный недостаток – устройством могут быть оборудованы автомобили только с механической коробкой передач.

Трудно представить, что технологический прогресс уже достиг такого уровня: авто самостоятельно выключает подачу топлива для экономии ваших денег и поддержания экологической чистоты. Если провести элементарные математические расчеты, то 10% из общей суммы затрат на заправку топлива в месяц — это не мало и ощутимо для любого семейного бюджета. Будем надеяться, что в будущем новые технологии помогут экономить еще большие суммы наличных.

принцип работы, плюсы и минусы

Главное предназначение «start-stop» (СС) – уменьшение потребления топлива и токсичности выхлопных газов. 1/3 работы движка – холостой ход. Естественно, горючее, сожженное в этот промежуток времени, тратится впустую. При разработке решения данной проблемы ставились следующие цели: уменьшение потребления топлива, снижение шума, уменьшение токсичности выхлопа.

Данная СС помогла решить поставленные задачи. Особенно актуально ее применение в больших городах, где большую часть времени автомобили стоят в пробках. Изначально «start-stop» устанавливалась на модели, оснащенные гибридным мотором. Но затем нашла применение и на автомобилях с классическими моторами, которые работают на обычном бензине.

Принцип работы

Для осуществления своей функции «start-stop» имеет следующее устройство:

• узел для многократного запуска мотора;
• система управления.

В основе лежит стартер с повышенным ресурсом. Он оснащен модернизированным приводным механизмом, отличающимся низким уровнем шума. Благодаря ему можно говорить о стабильной и быстрой активации силового агрегата.

Остановку и запуск контролирует система управления. Она же контролирует заряд аккумулятора. Как и любая другая ЭСУ состоит из управляющего блока, исполнительных устройств и входных датчиков.

Остановка автомобиля задействует датчик частотности коленвала, который после нее подает сигнал для деактивации мотора. Функционирование элементов осуществляется на питании от аккумулятора. Когда педаль тормоза отпускают, СС включает стартер, а тот запускает двигатель. Данный алгоритм имеет цикличный характер.

Причем запуск мотора может осуществляться не только через стартер, но и при использовании реверсионного генератора, а также посредством впрыскивания горючего в цилиндры и его воспламенения. Реверсионный генератор являет собой электромашину, способную изменять свою функцию в зависимости от обстоятельств. То есть, брать на себя роль стартера или генератора.

При недостаточном заряде АКБ специальный датчик подает сигнал, и старт-стоп деактивируется. Автоматическая активация будет осуществлена после заряда аккума. СС можно отключить своими руками, при помощи специальной клавиши, расположенной на торпеде. Еще один вариант как можно отключить – программирование ЭБУ и внесение новых параметров.

То есть, суть работы заключается в автоматическом отключении ДВС и запуске, что позволяет экономить горючее, снижает уровень токсичности и уровень шума.

Аналоги системы

Bosch

Функция от Bosch является самой ходовой ввиду своей простоты и надежности. Ею оснащены машины BMW, Audi, Volkswagen Тигуан. На практике она дает уменьшение расхода горючего до 5% на реальных цифрах при обычной эксплуатации. В своем устройстве имеет вышеописанные элементы: стартер, датчики, исполнительные элементы и ЭБУ.

В отличие от других систем у нее нет собственного электронного блока. Связка идет с блоком силовой установки с установкой необходимого ПО. Исполнительными элементами выступают катушки зажигания, форсунки, стартер.  Деактивация мотора происходит в двух случаях: полное прекращение движения и нажатие педали тормоза на автомате или включении «нейтралки» на механике.

На ее функционирование влияют следующие условия:

• температура двигателя;
• частота вращения коленчатого вала;
• особенности работы аудио и кондиционирования.

Последнее условие имеет вес поскольку после деактивации ДВС функционирование этих систем зависит от заряда аккума. При выжатом сцеплении или нажатой педали акселератора СС направляет сигнал стартеру для запуска мотора. Все это имеет цикличный характер. Если системы кондиционирования и аудио «прожорливы», то могут понизить заряд аккумулятора до уровня, при котором мотор может попросту не завестись.

Valeo

Второй по популярности выступает Start от компании Valeo. Ею оснащены машины Мерседес-Бенц и Citroen. В ее основе запуска лежит реверсивный генератор. По заявлению производителя снижение расхода топлива достигает 9%. В отличие от предыдущей страт-стоп, она имеет свой ЭБУ, взаимодействующий с блоком силового агрегата. В остальном системы полностью идентичны.

SiSS

Еще одной СС, получившей неплохие отзывы, стала SiSS – продукт автомобильного производителя Mazda. В ее основу лег впрыск топлива и его воспламенение. Устанавливается подобная функция, в основном, на бензиновых установках, где априори наблюдается непосредственный впрыск горючего. Примечательным является то, что она рассчитывает положение для остановки поршневых, чтобы последующий запуск мотора был более оптимальным. Для снятия лишней нагрузки на ДВС при запуске в цикл задействован стартер. Единственным недостатком является то, что ставится подобная СС только на коробки автомат.

Engine Off

Модернизированные системы направлены на отключение движка еще до полного прекращения движения. Это позволяет снизить траты горючего еще сильнее. Принцип деактивации строится по следующим критериям:

• скорости, с которой движется автомобиль в момент времени;
• возможности маневрирования и углу наклона дорожного полотна;
• скорости движения до нажатия педали акселератора.

Если эти моменты не будут соответствовать вбитым в ПО значениям, то остановка будет осуществляться, как и в стандартных версиях start-stop.

Idle StopGo

Функция Idle StopGo с рекуперацией компании KiaMotors имеет свою отличительную особенность – управление генератором автомобиля. Она отключает генератор во время повышенной нагрузки на двигатель, чтобы облегчить его функцию и снизить таким образом траты горючего. Плюс при выжатом тормозе система включает генератор для подзарядки аккума.

Достоинства и недостатки

Подытоживая вышесказанное можно сделать вывод, что данная СС хороша только в вопросе экономии горючего. Токсичность выхлопа и шум по большому счету не являются предметом жаркого обсуждения большинства автовладельцев. Но и в ее преимуществе есть сомнения. При средней эксплуатации автомобиля экономия будет не более 70 л в год (если брать в расчет сбереженные 0,3 л на 100 км). И при условии, что авто будет эксплуатироваться в городских условиях. Вождение по трассе такой экономии не даст, а значит и сама функция будет бесполезна.

А вот нагрузка на двигатель и стартер возрастает ощутимо из-за постоянной активации/деактивации. Производители, зная этот недостаток, оснащают автомобили более мощными узлами, но это не уменьшает нагрузку на них. К тому же, учитывая высокую стоимость, как самих деталей, так и ремонтных работ с ними, рациональность использования старт-стоп ставится под вопрос. Так какие же минусы у этой системы?

• Преждевременный износ аккумуляторов. Не нужно забывать, что помимо этой, автомобиль оснащен множеством электронных систем, также призванных делать жизнь водителя проще и комфортнее. И если отсутствие системы старт-стоп не скажется на исправной работе машины, этого нельзя сказать о нефункционирующих фарах, климат-контроле, аудио и медиа-систем, подушек безопасности и прочих потребителях электроэнергии. А слабый, изношенный аккум – угроза их стабильной работе.
• Сокращение общего ресурса авто. Повышенная нагрузка на двигатель и его основные узлы не пройдет незаметно для всего устройства транспортного средства. А это означает перспективы на преждевременные замены расходников и более серьёзные ремонтные работы.
• Прямая угроза машинам с турбонадувом. Подобные двигатели в рекомендациях к эксплуатации имели пункт о нескольких минутах работы на холостом ходу после длительных поездок. Это делается для того, чтобы турбина могла остыть. Резкое отключение способно вывести ее из строя. Современные производители пытаются снизить риски посредством установки турбокомпрессоров на подшипниках, но снизить и устранить – не одно и то же.
• Преждевременный износ ДВС. Наличие СС увеличивает количество запусков и остановок двигателя в несколько сотен тысяч раз. Факт колоссальной и непомерной нагрузки очевиден.

Как и любая другая система, она может выдать неисправность. Чаще всего это связано с низкокачественным топливом, от которого забиваются форсунки. Решение – промывка исполнительных и повышенное внимание к качеству используемого бензина.

Вердикт

Опираясь на отзывы владельцев авто, можно сказать, что по большому счету эта функция является малоэффективной и неоправданно дорогой. Без нее расход топлива не увеличится в разы, зато цена использования может быть непомерно высокой. Недаром многие водители обращаются на сервисные станции для того, чтобы отключить эту «фишку». Потому ее использование, тем более внештатная установка за отдельную доплату, не слишком рациональны и экономически выгодны.

 

Интеллектуальная система запуска и остановки двигателя на основе фактического состояния движения по дороге

PLoS One. 2021; 16 (6): e0253201.

, Концептуализация, курирование данных, формальный анализ, получение финансирования, исследование, методология, администрирование проекта, ресурсы, программное обеспечение, надзор, проверка, написание — первоначальный проект, написание — просмотр и редактирование, ^{# 1, ‡ *} , концептуализация, курирование данных, ^{# 2, ‡ *} , расследование, надзор, ^{1, ‡} , курирование данных, методология, ¹ , курирование данных, формальный анализ, ¹ , формальный анализ, расследование, методология, администрирование проекта, ¹ и, курирование данных, расследование ¹

Xinhuan Zhang

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Хунцзе Лю

² Школа электронной и информационной инженерии, Сианьский университет Цзяо Тонг, Сиань, провинция Шаньси, Китай

Chengyuan Mao

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Junqing Shi

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Гуолиан Мэн

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Jinhong Wu

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Юран Пан

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

Типпа Редди Гадекаллу, редактор

¹ Институт дорожной и транспортной инженерии, Чжэцзянский педагогический университет, Цзиньхуа, провинция Чжэцзян, Китай

² Школа электронной и информационной инженерии, Сианьский университет Цзяо Тонг, Сиань, провинция Шаньси, Китай

Технологический институт Веллора: Университет VIT, ИНДИЯ

^# Участвовал в равных долях.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

‡ CM также внес в эту работу равный вклад. XZ и HL являются старшими соавторами этой работы.

Поступило 13.04.2021 г .; Принято 2021 30 мая.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Заявление о доступности данных

Во время посещения Университета Висконсин-Мэдисон с января 2020 года по февраль 2021 года я участвовал в проекте профессора Бин Рана, связанном с «Автомагистраль для подключенных автоматических транспортных средств». На более позднем этапе я написал статью, основанную на результатах экспериментов. Однако я достиг устной договоренности с командой на более раннем этапе. Мне разрешено публиковать статьи о результатах тестов, и мне не разрешается предоставлять подробные данные в какое-либо учреждение.Остальные, кто может запрашивать доступ к данным, должны получить разрешение профессора Бин Ран (его адрес электронной почты: ude.csiw.rgne@narb).

Реферат

В связи с быстрым развитием урбанизации и популяризацией автомобилей частые пробки на дорогах приводят к простоям в топливных отходах, загрязнению окружающей среды и другим проблемам. Чтобы решить эти проблемы, в последние годы в различных типах транспортных средств широко используется технология запуска и остановки двигателя.Однако нынешняя технология триггера «старт-стоп» имеет много недостатков, таких как ошибочное срабатывание и частый запуск-остановка двигателя, что значительно снижает удобство управления автомобилем, в результате чего большинство из них отключают эту систему. Интеллектуальная система запуска-остановки двигателя (IEST), основанная на фактическом состоянии движения по дороге, была создана путем построения модели распознавания изображений и модели анализа цифрового трафика для решения этой проблемы. Системный тест показывает, что IEST позволяет избежать частого запуска и остановки двигателя.Результаты показывают, что IEST может эффективно улучшить впечатления от вождения и снизить расход топлива двигателем, а также продвигает традиционную технологию запуска и остановки двигателя.

I. Введение

С быстрым ростом числа владельцев автомобилей часто возникают пробки, что приводит к уменьшению пропускной способности дорог и перекрестков, а также увеличивает время простоя автомобилей, что не только приводит к увеличению расхода топлива, но также усугубляет степень загрязнения окружающей среды.Поэтому технические методы, позволяющие машинам эффективно и безопасно проезжать дорогу и перекрестки, всегда вызывали озабоченность у людей.

Принцип работы функции старт-стоп двигателя следующий: когда соблюдается заданное условие остановки, двигатель автоматически останавливается, пока двигатель работает на холостом ходу, при намерении начать движение или обнаруживаются другие требования двигателя, двигатель быстро запускать до нормального рабочего состояния [1, 2]. Функция старт-стоп двигателя может эффективно снизить расход топлива автомобиля на холостом ходу и снизить выбросы вредных газов [3–5].Поэтому исследования систем управления пуском-остановом двигателей имеют большое значение.

Принцип работы традиционной технологии запуска и остановки двигателя заключается в том, что двигатель останавливается, когда педаль тормоза нажата в течение 2 секунд, и снова запускается, когда педаль тормоза снова нажата, что помогает экономить энергию. Однако эта технология триггера имеет два важных недостатка:

1. Когда автомобиль останавливается на красный свет менее 5 секунд, топлива, потребляемого при активации технологии запуска и остановки двигателя, больше, чем когда двигатель работает на холостом ходу в течение некоторого времени в течение красный свет.

2. Он учитывает только состояние транспортного средства, остановку или движение, но не учитывает состояние дороги, особенно дорожные заторы, что приводит к частой активации старт-стоп, дополнительно влияя на устойчивость автомобиля и комфорт вождения.

Основная причина вышеперечисленных недостатков — неумелое срабатывание системы старт-стоп двигателя. Чтобы решить эту проблему, в данной статье традиционная система запуска и остановки двигателя сочетается с интеллектуальной идентификацией фактического состояния дороги, построением модуля распознавания изображений и модуля цифрового анализа дорожного движения.В этом документе предлагается новый режим запуска для систем запуска-останова двигателя, оценивая положение транспортного средства в загруженном транспортном потоке или останавливаясь на красный свет. Эти два модуля могут контролировать время остановки двигателя, тем самым избегая ненужного запуска и остановки двигателя. Системные испытания доказали, что IEST может эффективно улучшить впечатления от вождения, снизить расход топлива двигателем и способствовать продвижению традиционной технологии запуска и остановки двигателя.

II. Обзор литературы

Общая идея системы старт-стоп двигателя заключается в экономии энергии и помощи водителю в концентрации внимания на вождении.В последние годы технология старт-стопа двигателя получила широкое распространение в различных типах транспортных средств [6–8].

В последние годы исследователи, использующие преимущества одной из областей искусственного интеллекта (ИИ) [9], предложили легкий детектор светофора в реальном времени для платформы автономного транспортного средства. Модель состоит из эвристического модуля выбора области-кандидата для идентификации всех возможных светофоров и облегченного классификатора сверточной нейронной сети (CNN) для классификации полученных результатов.С увеличением количества автомобилей, как координировать работу контроллеров светофора на нескольких перекрестках становится ключевой проблемой для многоагентного обучения с подкреплением (MARL). Большинство существующих исследований MARL основаны на традиционном Q-обучении, но его нестабильная среда приводит к плохому обучению в сложных и динамичных сценариях трафика. Ву, Тонг и др. предложить новый многоагентный алгоритм рекуррентного глубокого детерминированного градиента политики (MARDDPG), основанный на алгоритме детерминированного градиента политики для управления светофором (TLC) в транспортных сетях [10].Лян, Сяоюань и др. Предлагают модель обучения с глубоким подкреплением для управления светофором [11]. Модель количественно оценивает сложный сценарий движения в виде состояний путем сбора данных о трафике и разделения всего перекрестка на небольшие сети. Изменения продолжительности светофора — это действия, которые моделируются как многомерный марковский процесс принятия решений. Результатом является совокупная разница во времени ожидания между двумя циклами.

Многие исследователи уже исследовали системы запуска и остановки двигателей и распознавание светофоров.Например, Дэвид Ибарра исследовал уровень шума этой системы [12], а А. де ла Эскалера исследовал распознавание и анализ дорожных знаков для транспортных средств [13]. Хирабаяш предложил метод распознавания состояния светофоров на изображениях [14]. Лукас С. предложил объединить возможности обнаружения на основе глубокого обучения с картами, которые ранее использовались для распознавания соответствующих светофоров на заранее определенных маршрутах [15]. Цзянькан Дэн предложил метод глубокого обучения для распознавания лиц [16]. HaoYang предложил эффективные асимметричные однонаправленные трехмерные свертки для приближения к традиционной трехмерной свертке и достижения высокой производительности в методах распознавания действий [17].Ченг предложил двухуровневую сверточную нейронную сеть (CNN) для изучения высокоуровневых функций, которые могут эффективно распознавать лица [18]. Хайке разработал алгоритм, который может распознавать светофор и опасные события вождения [19].

Из-за оцифровки создается огромный объем данных в нескольких секторах, таких как интеллектуальное придорожное оборудование, устройства IoT. Алгоритмы машинного обучения используются для выявления закономерностей среди атрибутов этих данных. Не все атрибуты в сгенерированных наборах данных важны для обучения алгоритмов машинного обучения.Некоторые атрибуты могут быть неактуальными, а некоторые не повлиять на результат прогноза. Thippa Reddy Gadekallu et al предлагают два известных метода уменьшения размерности, линейный дискриминантный анализ (LDA) и анализ главных компонентов (PCA), которые могут помочь игнорировать или удалить эти нерелевантные или менее важные атрибуты, снижая нагрузку на алгоритмы машинного обучения [20]. Правин Кумар Редди Маддикунта и др. Предлагают использовать модель на основе машинного обучения, реализующую алгоритм случайной регрессии по лесу, для прогнозирования времени автономной работы устройств IoT.В этой модели используется несколько методов предварительной обработки, таких как преобразование и уменьшение размерности [21].

Поскольку запуск и остановка тормоза связаны с безопасностью транспортного средства, подключенных и автоматизированных транспортных средств (CAV), данные, генерируемые датчиками, однако, уязвимы для аномалий, вызванных сбоями, ошибками и / или кибератаками, которые может стать причиной несчастных случаев со смертельным исходом. Чтобы помочь избежать таких ситуаций за счет своевременного обнаружения аномалий, Абдул Рехман Джавед и др. Предлагают метод обнаружения аномалий, который включает комбинацию многоступенчатого механизма внимания с сверточной нейронной сетью (CNN) на основе долгосрочной краткосрочной памяти (LSTM). , Метод MSALSTM-CNN эффективно увеличивает скорость обнаружения аномалий в случаях аномальных явлений как с низкой, так и с высокой магнитудой в наборе данных [22].Абдул Рехман Джавед и др. Предлагают новый подход под названием CANintelliIDS для обнаружения атак вторжения транспортных средств на шину CAN. CANintelliIDS основан на комбинации CNN и модели GRU, основанной на внимании, для обнаружения одиночных атак вторжения, а также смешанных атак вторжения на шину CAN [23].

В настоящее время система управления запуском и остановом двигателя слишком проста, чтобы судить об условиях остановки. Как правило, он управляет остановкой, когда двигатель останавливается на холостом ходу, и не учитывает дорожные условия и окружающую среду.Легко вызвать частый старт-стоп, когда нет необходимости в старт-стопе, и нет функции старт-стоп, когда есть необходимость старт-стоп, что вызывает проблему повышенного расхода топлива. Например, когда цвет сигнальной лампы вот-вот изменится с красного на зеленый (данные испытаний показывают, что расход топлива за один запуск эквивалентен 5 секундам холостого хода, вызванным бензиновым двигателем, и 20 секундам холостого хода, вызванным дизельным двигателем [24] ]) во время ожидания на красный свет менее определенного времени лучше экономить топливо и снижать выбросы загрязняющих веществ без использования функции старт-стоп.Частые запуски и остановка двигателя на слегка загруженных участках дороги и отказ кондиционера после выключения двигателя в жаркую погоду вызывают плохие впечатления от вождения для водителя и пользователя. Некоторые пользователи даже отключают функцию старт-стоп двигателя на долгое время. А поскольку запуск и остановка тормоза связаны с безопасностью транспортного средства, необходимо установить высокоточные специальные датчики для мониторинга и защиты, а также использовать различные усиливающие компоненты, поэтому цикл разработки длинный, производство стоимость высока, а удобство использования неудовлетворительное, не подходит для общего использования.Следовательно, очень необходимо спроектировать и разработать систему управления и метод управления, подходящие для универсального применения, на основе зрелого стартера, аккумуляторной батареи и других компонентов существующей системы запуска-останова двигателя.

Принимая во внимание тот факт, что текущий уровень развития аппаратного обеспечения системы старт-стоп двигателя достиг определенного уровня, но все еще есть некоторые дефекты, такие как задержка запуска, дрожание, неточная оценка выключения и т. Д., Можно получить вдвое больший результат с половиной усилий, чтобы сосредоточиться на разработке системы управления и метода управления, подходящего для популярного приложения.В то же время, для решения проблемы, заключающейся в том, что текущая система управления запуском-остановкой двигателя не может воспринимать фактическую информацию о среде движения на дороге, на основе существующей логики управления запуском-остановкой двигателя, интеллектуальная система запуска-остановки двигателя, основанная на фактическое состояние движения по дороге предлагается сделать более точным управление запуском и остановкой двигателя, чтобы улучшить эффект экономии топлива от функции автоматического запуска и остановки двигателя и улучшить впечатления пользователя от вождения. Можно предсказать, что система управления запуском и остановом двигателя и логическая схема управления с замечательным эффектом энергосбережения и снижения выбросов, а также отличным пользовательским интерфейсом станут горячей точкой текущих и будущих исследований и разработок.

III. Методология

представляет принцип работы IEST (интеллектуальная система запуска и остановки двигателя) в виде блок-схемы. При столкновении со светофором или пробкой транспортное средство, оснащенное IEST, сначала проверяет состояние всех датчиков, а затем определяет, соответствует ли двигатель транспортного средства традиционным условиям остановки. Традиционные условия отключения: 1) Датчики частоты вращения колес антиблокировочной системы показывают ноль. 2) Коробка передач не работает задним ходом.3) Электронные датчики батареи определяют, что у батареи достаточно энергии для следующего зажигания [25]. При соблюдении этих условий IEST позволяет модулю распознавания изображений работать, и камера начинает делать снимки передней дороги, чтобы получить информацию о светофоре. Если оставшееся время красного света превышает 5 секунд, двигатель перестанет работать. Если модуль распознавания изображений не обнаруживает на изображении красный свет, модуль цифрового анализа трафика начинает определять, есть ли на дороге заторы или нет.Оценивая состояние дороги и намерения водителя, IEST подает команды и инструкции для управления двигателем.

Блок-схема принципа работы ИЭСТ.

После выполнения традиционных условий выключения IEST будет работать с системой запуска и остановки двигателя с большей точностью, определяя состояние дороги, что не только может максимизировать экономию топлива и снизить выбросы CO ₂ , но также избежать частого запуска автомобиля. часто останавливаются на загруженных дорогах и, в свою очередь, повышают готовность водителя использовать систему запуска и остановки двигателя.

IV. Распознавание светофоров

Недавно стало доступно большое количество данных на основе изображений во многих дисциплинах, включая медицину [10], сельскохозяйственное производство [26], геологию [27], экологию [28], а также дорожное движение. домен. В этом проекте была применена технология обработки изображений для определения фактического состояния дороги.

Процесс идентификации сигнала светофора показан на. Подробности того, как система декодирует и распознает изображение, представлены в следующем разделе.

Блок-схема распознавания изображений и обработки изображений.

A. Выделение характеристической области

1) Выделение целевой области в пространстве RGB

Недавно были получены различные модели анатомии верхней конечности человека. Биомеханические модели руки, которые представляют собой точные анатомические модели, включая мышцы, сухожилия и кости, слишком сложны для использования в механической конструкции антропоморфной руки робота. С точки зрения механизма, мы должны создать более практичную модель для легкой и эффективной реализации.Модель RGB широко используется в области распознавания изображений [11, 29–31], но редко используется для разделения характерных областей, поскольку на компоненты RGB легко влияет свет. Однако разница, соответствующая трем компонентам из трех цветов, остается в определенном диапазоне, и разница практически не зависит от света, поэтому разницу можно применить для улучшения сегментации характеристической области в пространстве RGB без преобразования пространства в реальном времени. .

В этом модуле ключевой частью изображения, которую необходимо идентифицировать, является красная область, и разность R, G, отмеченная как ΔR _g , ΔR _b , может использоваться в качестве основы для суждения для извлечения характерный регион.Распределение ΔR _g , ΔR _b между красной областью и другими цветовыми областями светофора показано на.

Распределение красной области.

Сравнивая фиг. С, значение ΔR _g , ΔR _b красных областей оказывается больше 60, в то время как в других цветных областях значения меньше 20, поэтому разница ΔR _g и ΔR _b , может использоваться как параметры идентификации для распознавания светофора.Уравнение может быть выражено уравнением 1

{pij = 1 (Rij − Gij)> 60, (Rij − Bij)> 60pij = 0 (Rij − Gij) ≤60, (Rij − Bij) ≤60

(1)

Распределение областей другого цвета.

R _ij — значение R пикселя в строке i и столбце j в исходном изображении. G _ij — значение G пикселя в строке i и столбце j в исходном изображении. B _ij — значение B пикселя в строке i и столбце j в исходном изображении.

P — двоичное изображение. P _ij — значение серого двоичного изображения.

Изображения после процесса распознавания цвета показаны в.

Сравнение изображений до и после распознавания цвета светофора.

Изображения показывают, что модель RGB может быть применена для выделения общей целевой области.Однако некоторые светофоры с высокой интенсивностью света могут вызывать эффект ореола, как показано на. На этом изображении эффект ореола показывает, что контур света красный, в то время как лампа белая, что приводит к появлению характерной области с зубчатым белым краем и черной внутренней частью. Опрос показал, что это явление очень распространено. Эффект ореола увеличивает сложность извлечения целевой области. Поэтому для решения этой проблемы в данной статье был изучен метод использования эффекта гало для выделения целевой области.

2) Выделение целевой области с использованием эффекта ореола

Эффект ореола заставляет два разных цвета (цвет лампы и цвет периферии трубки) смешиваться вместе и делает целевую область нечеткой: лампа является внутренним слоем целевая область белого цвета, а периферия трубки — внешний слой красного цвета. В этом исследовании наиболее важной частью этого модуля является выделение светлого цвета и числа. Следовательно, внутренний слой — это та часть, которую необходимо извлечь.На основе метода определения порогового значения разности пикселей внешний слой может быть успешно извлечен на первом этапе. Следующим шагом будет извлечение внутреннего слоя.

Анализируя результаты распознавания цвета, этот модуль через характер ореола, окружающего внутренний слой, сначала извлекает край внешнего слоя, а затем инвертирует внутренний слой, чтобы выделить целевую область. Алгоритм выражается следующим образом:

• Шаг 1: Все изображение может быть разделено на матрицы изображений n посредством распознавания цвета светофора, а размер матрицы изображения k-й равен M _k * N _k , k = 1;

• Шаг 2: Просканируйте столбец j в k-й матрице с именем p , если P _{i 01, j} <0 и P _ij > 0, затем x ₁ = i , y ₁ = j или повторите шаг 2, когда i = M _k , затем j = j + 1, если j = N _k , перейдите к шагу 5.

• Шаг 3: Do i = i + 1, если P _{i (j − 1)} > 0 и P _ij <0, то x ₂ = i , y ₂ = j или повторяйте шаг 3 до i = M _k , do x ₂ 10 = M к , y ₂ = j ;

• Шаг 4: Do P _ij = — ( P _ij -1), i ∈ ( x ₁ x 2 ), j ∈ ( y ₁ , y ₂ ), j = j + 1 и i , j являются целыми числами и следующий возврат к шагу 2;

• Шаг 5: Матрица p должна быть разделена как шаг 1, тем временем сделать k = k + 1 и вернуться к шагу 2, если k = n , алгоритм завершится.

показывает изображение, когда эффект ореола (был обработан вышеуказанным алгоритмом. Результат показывает, что изображение с эффектом ореола было успешно перенесено в нормальное изображение (как показано на.

Извлечение целевая область с использованием эффекта ореола

B. Обработка с подавлением шума на основе порогового значения площади

Поскольку есть некоторые точки шума, которые похожи на целевую область, точки шума должны быть удалены из цели область, чтобы упростить сопоставление с образцом.Шумовые точки легко удаляются, потому что связанная с шумом область обычно меньше целевой области [32]. Как показано на, большинство точек шума было удалено, а большая область шума (показанная в нижней левой области в также может быть удалена во время распознавания образов.

Сравнительные изображения до и после шумоподавления.

C. Характеристика сегментация области

Перед выполнением распознавания образов целевая область должна быть разделена методом проецирования для повышения скорости сопоставления.Процесс сегментации проекции состоит из следующих шагов:

• Шаг 1: Завершите вертикальную проекцию изображения.

• Шаг 2: Запишите количество белых точек в каждом столбце.

• Шаг 3: Сохраните часть, в которой количество белых точек в каждом столбце превышает 3, и удалите часть, в которой количество белых точек в каждом столбце меньше 3.

Учитывая, что размер изображения M * N , метод проецирования показан в виде следующих формул:

{S (j) = ∑j = 1Mpijj = 2,3,4∼N, если S (j − 1)> 3, то S (j)> 3, j = j ‘

(2)

Значение Дж можно разделить на k наборов, а длина k-го набора , обозначенного как C , составляет n _k .Элемент J _{kj ’} in J _k должен подчиняться следующим формулам:

{Jkj ‘= Jk (j’− 1) + 1, где: j’ = 1,2,3∼nkS (Jkj ‘)> 3

(3)

показывает изображение, разделенное методом проекции, показан результат в .

Сегментация изображения на основе проекционного метода.

D. Распознавание образов на основе характеристического вектора и нейронной сети

1) Извлечение и выбор характеристики

На изображениях появляются разные объекты, и эти объекты должны быть классифицированы, распознаны или идентифицированы.Классификация объектов может быть эффективно выполнена путем извлечения и выбора характерных величин [27]. На характеристическую величину не должно влиять движение объекта, которое включает перемещение, поворот и масштабирование изображения [33].

Hu, согласно правилу определения, описывает характеристики масштабной инвариантности, трансляционной инвариантности и инвариантности вращения [27, 34, 35]. Бинаризованное изображение может быть выражено с помощью двумерной функции плотности, поэтому инвариантный момент может быть применен для анализа характеристики изображения.Для двумерного изображения характерными значениями являются семь моментов инвариантности, φ1, φ2… φ7.

Чтобы распознать время светофора, характеристическое значение шаблонов от цифр от 0 до 9 играет важную роль в процессе сопоставления шаблонов. Из-за влияния света и угла съемки затрагиваются семь характерных значений двоичного изображения числа a (a = 0,1,2… 9). Для повышения точности идентификации в данном исследовании тридцать характеристических значений ( η _{i , 1} ∼ η _{i , 30} , i = 0… 7) каждого числа a (a = 0,1,2… 9), и сначала из этих значений следует исключить ложное значение в соответствии с критерием обработки ошибок.Затем среднее значение оставшихся η _{1, j} должно быть вычислено как характеристическое значение шаблона η ₁ . Аналогичным образом, η ₂ , η ₃ , η ₄ , η ₅ , η ₆ , η _{7 также может рассматриваться как характеристика шаблона. ценности.}

2) Сопоставление с образцом на основе нейронных сетей

Нейронные сети (NN) в последние годы широко использовались в распознавании образов, аппроксимации функций и во многих других областях приложений и показали свою силу в решении сложных проблем.

В этом модуле применяется технология нейронных сетей для повышения точности процесса сопоставления с образцом. Формально нейронная сеть состоит из Q слоев, где первый слой обозначает вход, последний, Q — выход, а промежуточные слои — скрытые слои. Поскольку семь инвариантных моментов использовались в качестве значений характеристик изображения, входной узел m равен 7, а общее количество категорий a равно 11, а узлы выходного слоя n равно 11.Количество узлов в скрытом слое может быть определено уравнением 4:

n ₁ — количество узлов в скрытом слое, n ₁ = 15 в этой статье. Этот модуль использует метод сопряженных градиентов TRAINSCG в качестве нового алгоритма обучения весу, и 147 образцов были протестированы для обучения нейронной сети. Ошибки нормализации градиента этих выборок после 49 итераций и нормализации градиента. показаны в.

Ошибки нормировки градиента этих образцов.

От, ошибки тестирования нейронной сети сконцентрированы на -0,0158, что указывает на то, что нейронная сеть может использоваться в сопоставлении шаблонов светофоров. При использовании этого метода точность распознавания среди 90 снимков транспортных перекрестков, сделанных в этом проекте, составляет более 90%.

V. Анализ транспортного потока

A. Теоретический анализ оценки дорожных заторов

Этот модуль применяет статистические принципы для анализа и оценки дорожных условий, чтобы снизить частоту запуска и остановки двигателя в час пик. .

Согласно теории очередей в операционных исследованиях, при одном случайном прибытии транспортных средств средняя скорость прибытия составляет λ , а средний интервал прибытия между двумя автомобилями составляет 1/ λ на определенном расстоянии. Скорость отхода составляет мкм в одной полосе, поэтому среднее время обслуживания составляет 1/ мкм . Отношение ρ = λ / μ называется коэффициентом интенсивности движения, используемым для определения различного состояния дороги. Когда ρ <1 ( λ <μ ) и времени достаточно, каждый статус (состояние затора, состояние полузащиты, состояние плавного потока) этой дороги будет повторяться.Когда ρ > 1, каждое состояние является нестабильным, и длина линии увеличивается без верхнего предела. Таким образом, условие для поддержания стабильного состояния, которое могло бы гарантировать одноканальную эвакуацию очереди, составляет ρ <1. Исследование показывает, что, когда интенсивность трафика ρ превышает 1,1, длина очереди будет быстро увеличиваться, а уровень обслуживания снижаться. быстро [36].

В рамках данного исследования было изучено множество городских дорог с учетом только что описанного принципа. Для презентации здесь была выбрана одна репрезентативная дорога с перекрестками A, и B, .показывает статистику за тот же период 10 рабочих дней:

Таблица 1

Статистика состояния дорожного транспортного средства.

Время подсчета	Время	Количество больших автомобилей (A)	Количество маленьких автомобилей (A)	Среднее количество прибытий (A)	Количество больших автомобилей (B)	Среднее прибытие скорость (B)	Скорость расхождения ( μ ) (B)	Количество остановок	Количество светофоров	ρ
1	17: 00–17: 30	143	1520	1663	144	1524	1668	0	0	1.001
2	17: 30–18: 00	82	846	928	70	736	806	73	0	705
…	…	…	…	…	…	…	…	…
20	17: 30–18: 00	77: 30–18: 00	77	58	712	760	84	0	1.116

показывает диаграмму разброса, составленную из двадцати групп измеренных данных (из) с использованием критерия обработки ошибок для исключения случайных значений.

Соотношение между ρ и количеством остановок вагона.

с. ρ напрямую связано с количеством остановок автомобилей, поэтому ρ рассматривается как эталон для оценки дорожных условий. Более того, время остановки машины в единицу времени является еще одним показателем загруженности дороги.

B. Основные принципы оценки дорожного движения

Когда ρ больше 1,1, эта система считает, что состояние дороги в заторе. От, частота остановок f равна 3 за 58,536 секунд. Следовательно, если количество остановок превышает 3 раза в течение t ₀ секунд (t ₀ = 58,36 с), дорога в этой системе перегружена.

Когда этот модуль работает, он записывает время трех последних остановок и троганий с места, а затем вычисляет и анализирует общее время этих трех остановок.Если общее время меньше t ₀ и длительность двух остановок меньше 5 с, двигатель остановится. Если общее время превышает t ₀ , эта система по умолчанию отключается в соответствии с основными принципами оценки трафика.

Поскольку автомобиль в основном останавливается в пробках или на светофоре на городских дорогах, эта система может сэкономить топливо и улучшить впечатления от вождения.

VI. Системный тест

Программное обеспечение интеллектуальной системы запуска и остановки двигателя на основе MATLAB было разработано в соответствии с описанными в данной статье модулем распознавания изображений и модулем анализа цифрового трафика.показывает программный интерфейс.

Программный интерфейс ИЭСТ.

Программное обеспечение включает моделирование состояния дороги и состояния транспортного средства. Когда система запуска активирована, каждый шаг обработки изображения отображается на интерфейсе. Окончательный результат, определяющий, работает ли движок, появится в интерфейсе. Это исследование проверило многие виды статуса дороги. показывает обработку теста для типичных статусов дороги.

• ✓ Когда оставшееся время красного света превышает 5 с, двигатель останавливается, иначе он не остановится.
• ✓ Если в статусе дороги нет светофоров, но зато много, модуль цифрового анализа трафика активируется для определения статуса дороги и определения необходимости остановки двигателя.

Эти результаты согласуются с принципом системы IEST, и по результатам тестирования системы, проведенного в этом исследовании, было установлено, что IEST с описанной программной платформой правильно работает в этих статусах дороги. Это также показывает, что теория, лежащая в основе IEST, верна и осуществима.

VII. Заключение

В этом документе была предложена новая система IEST для уменьшения количества ненужных остановок за счет использования технологии распознавания изображений и числовых статистических методов, позволяющих судить о состоянии дороги. В этом документе также изучалась способность системы оценивать состояние дороги и составлять эталон оценки заторов. В целом, эта система имеет большое значение для дальнейшего продвижения традиционной системы запуска и остановки двигателя для достижения целей экономии энергии и снижения выбросов CO ₂ .

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить г-на Хунцзе Лю за предоставленные данные для исследования. Кроме того, особая благодарность Guolian Meng за ее сотрудничество с исследованиями и анализом, спасибо анонимным рецензентам за их очень полезные комментарии и предложения относительно более ранней версии этой статьи.

Заявление о финансировании

Это исследование было поддержано Китайским фондом естественных наук провинции Чжэцзян (общая программа) (грант №.LY18G010009 и LY18G030021), Комитет по образованию провинции Чжэцзян (грант №Y201738488), Фонд научных исследований для вернувшихся ученых, Министерство образования Китая (грант №ZC304012027). Спонсоры не играли никакой роли в разработке исследования, сборе и анализе данных. , решение о публикации или подготовка рукописи.

Доступность данных

Во время посещения Университета Висконсин-Мэдисон с января 2020 года по февраль 2021 года я участвовал в проекте профессора Бин Рана, связанном с «Автомагистраль для подключенных автоматизированных транспортных средств».На более позднем этапе я написал статью, основанную на результатах экспериментов. Однако я достиг устной договоренности с командой на более раннем этапе. Мне разрешено публиковать статьи о результатах тестов, и мне не разрешается предоставлять подробные данные в какое-либо учреждение. Остальные, кто может запрашивать доступ к данным, должны получить разрешение профессора Бин Ран (его адрес электронной почты: ude.csiw.rgne@narb).

Список литературы

1. Sheridan Thomas B. Телероботика, автоматизация и диспетчерский контроль [M]. Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 8,1992: 301–319.[Google Scholar] 2. Чэнь Кэбинь, ЧжицянЮ Шон Дэн, У Цян, Цзоу Цзяньсинь, Цзэн Сяоцинь. Оценка низкотемпературных характеристик литий-ионных батарей на основе оксида лития-марганца / титаната лития для приложений пуска / останова [J]. Журнал источников энергии, 2012, 278: 411–419. doi: 10.1016 / j.jpowsour.2014.12.051 Получите права и контент. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Фонсека Наталья., Хесус Казанова, Мануэль Вальдес. Влияние системы остановки / запуска на выбросы CO2 дизельного транспортного средства в городском движении [J].Транспортные исследования, часть D, 2011 (16): 194–200. doi: 10.1016 / j.trd.2010.10.001 [CrossRef] [Google Scholar] 5. Ибарра Давид, Рикардо А Рамирес-Мендоса, Эдгар Лопес Рохелио Бустаманте. Влияние автомобильной системы Start / Stop на уровень шума [C]: экспериментальное исследование Applied Acoustics. 2015 (12), 100: 55–62. doi: 10.1016 / j.apacoust.2015.07.003 [CrossRef] [Google Scholar] 6. Де Ла Эскалера А., Ма Армингол. Дж., Мата М. Распознавание и анализ дорожных знаков для интеллектуальных транспортных средств [J]. Image and Vision Computing, 2003 (21): 247–258.DOI: 10.1016 / S0262-8856 (02) 00156-7 [CrossRef] [Google Scholar] 7. М. Л., З. Х, З. Л., Исследование интеллектуальной системы старт-стоп [J]. Автомобиль Электро. 2015. (1): 15–18. [Google Scholar] 8. Булусвар С., Дрейпер Б. Распознавание цвета на наружных изображениях [C]. Шестая международная конференция по компьютерному зрению, IEEE, 1998 (1): 47–49. DOI: 10.1109 / ICCV.1998.710715 [CrossRef] [Google Scholar] 9. Оуян Чжэньчао, Ню Цзяньвэй, Ю Лю, Мохсен Гуйзани. Детектор светофора в реальном времени на основе Deep CNN для беспилотных транспортных средств, транзакции IEEE на мобильных вычислениях., 19 (2), 2019: 300–313. doi: 10.1109 / TMC.2019.2892451 [CrossRef] [Google Scholar] 10. У Тонг, Пан Чжоу, Кай Лю, Яли Юань, Сюмин Ван, Хуанг Хуанг и др. Многоагентное глубокое обучение с подкреплением для управления городским светофором в автомобильных сетях, Транзакции IEEE по автомобильным технологиям. 28 мая 2020 г.: 8243–8256 doi: 10.1109 / TVT.2020.2997896 [CrossRef] [Google Scholar] 11. Лян Сяоюань, Сюньшэн Ду, Гуйлин Ван, Чжу Хань. Сеть глубокого обучения с подкреплением для управления циклом светофора, транзакции IEEE по автомобильным технологиям.68 (2), 2019: 1243–1253. doi: 10.1109 / TVT.2018.28 [CrossRef] [Google Scholar] 12. Ибарра Дэвид., Рикардо А., Рамирес-Мендоса., Эдгар Лопес. Влияние автомобильной системы Start / Stop на уровень шума [C]: Экспериментальное исследование Applied Acoustics., 100,15 / Декабрь / 2015: 55–62. doi: 10.1016 / j.apacoust.2015.07.003 [CrossRef] [Google Scholar] 13. Де Ла Эскалера А., Ма Армингол. Дж., Мата. М. Распознавание и анализ дорожных знаков для интеллектуальных транспортных средств [J]. Image and Vision Computing, 2003 (21): 247–258.doi: 10.1016 / S0262-8856 Получение прав и содержания [CrossRef] [Google Scholar] 14. Хирабаяси Манато, Судзиво Ади, Монррой Абрахам, Като Шинпей, Эдахиро Масато. Распознавание светофора с использованием функций карты высокой четкости, робототехники и автономных систем. 2019. (111): 62–72. doi: 10.1016 / j.robot.2018.10.004 [CrossRef] [Google Scholar] 15. Посатти Лукас К., Раник Гвидолини, Винисиус Б. Кардозу, Родриго Ф. Берриэль, Тьяго М. Пайшао, Клодин Баду и др. Распознавание светофора с использованием глубокого обучения и предыдущих карт для автономных автомобилей.в: Международная совместная конференция по нейронным сетям (IJCNN), 2019 г., IEEE. 2019: 1–8. DOI: 10.1109 / IJCNN.2019.8851927 [CrossRef] [Google Scholar] 16. Цзянькан Дэн, Цзя Го, Няннан Сюэ, Стефанос Зафейриу. Arcface: дополнительная потеря углового поля для глубокого распознавания лиц. в: Материалы конференции IEEE по компьютерному зрению и распознаванию образов. 2019: 4690–4699. DOI: 10.1109 / CVPR.2019.00482 [CrossRef] 17. Ян Х., Юань К., Ли Б., Ду Й., Син Дж., Ху В., Мэйбанк С. Дж. Асимметричные трехмерные сверточные нейронные сети для распознавания действий, Распознавание образов.2019. (85): 1–12. [Google Scholar] 18. Cheng E.-J., Chou K.-P., Rajora S., Jin B.-H., Tanveer M., Lin C.-T. и др., Классификатор глубокого разреженного представления для распознавания и обнаружения лиц система, буквы распознавания образов. 2019. (125): 71–77. [Google Scholar] 19. Гуан Х., Касахара Р., Яно Т., Распознавание светофора и обнаружение опасных событий вождения по видеонаблюдению камеры транспортного средства, Электронная визуализация. 2017: 3–10. DOI: 10.2352 / ISSN.2470-1173.2017 4.SRV-349. [CrossRef] [Google Scholar] 20.Типпа Редди Гадекаллу, Правин Кумар Редди, Лакшман Курува, Калури Раджеш, Дхармендра Сингх Раджпут, Гаутам Шривастава и др. Анализ методов уменьшения размерности больших данных, IEEE Access, IEEE. 26 марта 2020 г. (том: 8): 54776 — 54788, doi: 10.1109 / ACCESS.2020.2980942 [CrossRef] [Google Scholar] 21. Правин Кумар Редди Маддикунта, Гаутам Шривастава, Типпа Редди Гадекаллу, Натараджан Дипа, Прабадеви Бупатия, Прогнозирующая модель времени автономной работы в сетях IoT, Интеллектуальные транспортные системы IET, ноябрь 2020, 14 (11): 1388–1395.doi: 10.1049 / iet-its.2020.0009 [CrossRef] [Google Scholar] 22. Абдул Рехман Джавед, Мухаммад Усман, Саиф Ур Рехман, Мохиб Уллах Хан, Мохаммад Саяд Хагхиги. Обнаружение аномалий в автоматических транспортных средствах с помощью многоступенчатой ​​сверточной нейронной сети на основе внимания. Транзакции IEEE по интеллектуальным транспортным системам, IEEE, 1 октября 2020 г. doi: 10.1109 / TITS.2020.3025875 [CrossRef] [Google Scholar] 23. Рехман Абдул, Саиф Ур Рехман, Мохибулла Хан, Мамун Алазаб, Типпа Редди Г. CANintelliIDS: обнаружение атак с проникновением в транспортную сеть с использованием CNN и ГРУ на основе внимания.IEEE Transactions on Network Science and Engineering, IEEE, 19 февраля, 21. DOI: 10.1109 / tnse.2020.3032117 [CrossRef] [Google Scholar] 24. Сяо Сяо. Механизм и метод управления запуском и остановкой двигателя для гибридного электромобиля [D]. Циньхуандао: Университет Яншань, 2018: 108–115. [Google Scholar] 25. де ла Эскалера А., Армингол Дж., Мата М., Распознавание и анализ дорожных знаков для интеллектуальных транспортных средств, Вычисление изображений и зрения. 21 (3), 2003: 247–258. [Google Scholar] 26. Типпа Редди Гадекаллу, Дхармендра Сингх Раджпут, М.Правин Кумар Редди, Курува Лакшманна, Света Бхаттачарья, Саураб Сингх и др. Новая модель глубокой нейронной сети на основе оптимизации PCA – кита для классификации болезней растений томата с использованием графического процессора. Журнал обработки изображений в реальном времени, Springer, 12 июня 2020 г. doi: 10.1007 / s11554-020-00987-8 [CrossRef] [Google Scholar] 27. Де А., ла Эскалера Л. Э. Морено, Саликс М.А., Армингол Дж. М., Обнаружение и классификация дорожных знаков, Транзакция IEEE по промышленной электронике. 44 (6), 1997: 848–859.[Google Scholar] 28. Ким С.-К. Новый подход к алгоритму обнаружения и распознавания дорожных знаков // Тр. Int Symp. Automot Technology Autom, Vol. 30, Движение и машинное зрение в автомобильной промышленности. 1997: 171–178. [Google Scholar] 29. Заде Махмуд М., Касванд Т., Чинг Ю. Суен М., Локализация и распознавание дорожных знаков для автоматизированных систем управления транспортными средствами // Интеллектуальные транспортные системы. 27 Январь 1998. doi: 10.1117 / 12.300865 [CrossRef] [Google Scholar] 30. Овертон К., Уэймут Т.Алгоритм предварительной обработки с уменьшением шума // Тр. IEEE Computer Science Conf. на Распознавание образов и обработка изображений. 1979: 498–507. [Google Scholar]

31. С. Амбеллуис, Ф. Кабестен, Анализ движения с помощью нейронной сети с временной задержкой, в: Симпозиум по робототехнике и кибернетике (Лилль, 9–12 июля 1996 г.). 1996: 328–332.

32. Grisan Enrico, Marco Foracchia, Alfredo Ruggeri, Новый метод автоматической оценки извилистости сосудов сетчатки, Медицинские операции IEEE по визуализации. 2008 г.Мар; 27 (3): 309–310. DOI: 10.1109 / TMI.2007.7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Лекшми С., Ревати К., Наяр С. П., Классификация галактик с использованием фрактальной сигнатуры, Астрономия и астрофизика. 405 (3) 2003: 1163–1167. [Google Scholar] 34. Боуман Э. Т., Сога К., Драммонд В., Определение формы частиц с помощью анализа дескрипторов Фурье, G´eotechnique. 51 (6): 2001: 545–554. [Google Scholar] 35. Рассел Дж. К., Хаслер Н., Клетт Р., Розенхан Б., Автоматическое распознавание следов для идентификации загадочных видов, Экология.90 (7), 2009: 2007–2013. DOI: 10.1890 / 08-1069.1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Ху М. К., Распознавание визуальных образов с помощью инвариантов моментов, Теория информации IRE. 8 (2) (19), 1962: 179–187. [Google Scholar]

Как Start-Stop Engines Challenge Motor Oil — AMSOIL Blog

Почти все технологии, формирующие автомобильную промышленность, можно связать с одной целью: повышение экономии топлива. Двигатели Start-Stop — еще один инструмент, который есть в арсенале автопроизводителей, чтобы гарантировать, что сегодняшние автомобили соответствуют завтрашним ужесточающимся правилам экономии топлива.

Как работают двигатели Start-Stop?

В принципе, технология старт-стопа двигателя проста: двигатель автоматически отключается, когда вы работаете на холостом ходу, и перезапускается, когда вы снимаете ногу с тормоза.

Это сокращает расход топлива на холостом ходу. Автопроизводители представили различные системы старт-стоп в конце 70-х — начале 80-х; однако водители сочли их неудобными и недостойными более высокой стоимости автомобиля.

Современные системы старт-стоп менее навязчивы и доступны на моделях автомобилей большинства автопроизводителей.

Нельзя сказать, что у них нет недоброжелателей.

Фактически, некоторые автопроизводители установили выключатели, которые позволяют автомобилистам отключать эту функцию в ответ на отрицательную обратную связь с водителем.

Старт-стопные двигатели — надолго

Несмотря на свои подводные камни, старт-стопные двигатели никуда не денутся. Рассмотрим эту статистику:

• По данным производителя подшипников MAHLE, в 2017 году американских транспортных средства сожгли 3,9 миллиарда галлонов бензина на холостом ходу .
• Buick сообщает, что двигатели с технологией Start-Stop увеличивают экономию топлива на 4-5 процентов с использованием цикла испытаний EPA.

Автопроизводители радуются ничтожной экономии топлива, поэтому можете поспорить, что они будут придерживаться всего, что может обеспечить прирост на 4-5 процентов.

При чем здесь моторное масло?

Возможно, вы знаете, что в основном двигатель изнашивается при холодном пуске. Что ж, износ двигателя происходит и при теплых запусках, как и при каждом перезапуске двигателя, оснащенного технологией Start-Stop.

Мы должны получить техническую информацию, чтобы понять, почему.

Коленчатый вал вращается тысячи раз в минуту при работающем двигателе. Во время вращения масло проходит через крошечные отверстия в шейках коленчатого вала и заполняет пространства между шейками и коренными подшипниками.

Коленчатый вал буквально плавает на масляной пленке и не касается подшипников.

Мы называем этот сценарий гидродинамической смазкой . В этом режиме подшипники мало изнашиваются и служат долго.

Однако остановка двигателя уменьшает толщину масляной пленки. Коленчатый вал опирается на опорные поверхности, а не плавает над ними. Толщина масляной пленки уменьшается примерно до той же толщины, что и шероховатость поверхности коленчатого вала.

Это называется граничной смазкой .

Запуск двигателя позволяет микроскопическим выступам на металлических поверхностях соприкасаться и вызывать износ до тех пор, пока масляная пленка не восстановится, а коленчатый вал снова не будет плавать над подшипниками.

Именно здесь присадки к маслу играют огромную роль в защите.

Износ обладает смешивающим действием

Разумеется, при каждом запуске двигателя может возникнуть только минимальный износ. Это не большая проблема для традиционного двигателя, который правильно обслуживается и использует хорошее масло.

Но что, если значительно увеличить количество циклов запуска-останова двигателя?

Рассмотрим другую статистику от MAHLE:

• Циклы пуска-останова в оборудованных двигателях могут утроиться за срок службы двигателя по сравнению с традиционными двигателями.

Это означает, что в три раза больше, запусков двигателя больше, в три раза больше, случаев граничной смазки и в три раза больше случаев повышенного износа подшипников.

Износ подшипников также может стать неконтролируемым снежным комом.

Частицы металла могут отламываться и попадать в масло. Опорная поверхность становится более шероховатой, что способствует адгезионному износу, при котором выступы на металлических поверхностях захватывают и разрывают сопрягаемые поверхности. В конце концов шейка кривошипа и подшипник могут свариться, разрушив подшипник.

Все это указывает на простую директиву, если у вас есть двигатель Start-Stop: используйте синтетическое масло премиум-класса для защиты от износа подшипников.

Толщина масляной пленки уменьшается при запуске двигателя с полной остановки, что еще более важно для защиты масла от присадок.

Поскольку двигатели со старт-стопом проводят гораздо больше времени в условиях граничной смазки, жизненно важно использовать масло с превосходной прочностью пленки и качеством присадок.

Синтетическое моторное масло AMSOIL Signature Series соответствует всем требованиям. Он обеспечивает на 75% больше защиты двигателя от потери мощности и износа. помогает защитить современные передовые двигатели.

Технология запуска и остановки в поисках защиты от холостого хода

Как известно каждому руководителю автопарка, сокращение времени простоя выгодно и рентабельно. Это обеспечивает экономию в виде снижения расхода топлива и затрат на техническое обслуживание, тем самым продлевая срок службы автомобиля и сокращая выбросы. Двигатель на холостом ходу потребляет топливо только для того, чтобы поддерживать себя и аксессуары транспортного средства в рабочем состоянии — экономия топлива составляет ноль миль на галлон! В качестве основного ключевого показателя эффективности (KPI) Geotab предоставляет несколько правил и отчетов, которые помогают лучше информировать водителей о простоях и помогают менеджерам автопарка достичь поставленных целей по сокращению затрат.

Что, если бы существовала встроенная технология, которая могла бы помочь водителям автоматически сокращать время простоя? Технология уже существует сегодня. Системы Старт-Стоп доступны у ряда производителей автомобилей. Принцип очень прост: система «старт-стоп» позволяет двигателю автоматически останавливаться, когда транспортное средство полностью останавливается, и мгновенно включается, когда это необходимо. Например, при приближении к красному свету двигатель выключается, когда автомобиль полностью останавливается.Когда загорится зеленый свет и отпущена педаль тормоза, двигатель включится, и автомобиль будет работать в обычном режиме.

Эта технология существует уже некоторое время. Fiat и Volkswagen выпустили модели, оснащенные системой Start-Stop, еще в 80-х годах. Так продолжалось до 2010 года, когда давление со стороны нового европейского регламента по выбросам Евро V побудило производителей более широко внедрять эту технологию. Существенная разница между Северной Америкой и Европой в отношении цены на топливо на заправочной станции помогла Европе оставаться впереди всех.Примерно 45% автомобилей, производимых сегодня в Европе, оснащены системой Start-Stop, в то время как Соединенные Штаты отстают: в 2013 году было продано всего около 500 000 новых автомобилей, оснащенных этой системой. «Большая тройка» Детройта внедряет систему на все больше своих моделей каждый год.

Как работают системы Start-Stop?

Для автомобилей с автоматической коробкой передач система довольно проста: когда автомобиль останавливается, двигатель переходит в режим ожидания. Когда водитель отпускает педаль тормоза, двигатель автоматически оживает.Для автомобилей с механической коробкой передач это немного сложнее. Когда автомобиль останавливается, водитель должен выжать сцепление, переключить передачу в нейтральное положение и отпустить сцепление, чтобы активировать режим остановки. Двигатель включается, как только снова выжимается сцепление.

Хотя принцип работы прост и одинаков для всех транспортных средств, разные производители автомобилей разработали различные технологии, реализующие системы Start-Stop, и сегодня на рынке доминируют две системы (генератор стартера с ременным приводом и усовершенствованный стартер).

Улучшенный стартер

Усовершенствованная система запуска-останова стартера состоит из модифицированного стартера, который справляется с нагрузкой на двигатель при дополнительных запусках по сравнению с обычным стартером. В системе также используется модифицированный генератор для рекуперации энергии. Основным преимуществом этой технологии является низкая стоимость внедрения (требуются минимальные изменения в конструкции транспортного средства), но она обычно страдает от грубых перезапусков и медленного времени отклика (двигатель должен быть полностью остановлен, прежде чем его можно будет снова включить. ).

Bosch и Denso являются основными поставщиками этой технологии и обычно используются в BMW Efficient Dynamics, FIAT и Alfa Romeo, Ford, Jaguar, Kia, Land Rover, Opel, Toyota и группе Volkswagen (Volkswagen Blue Motion, Audi e и Skoda GreenLine ) транспортных средств.

Стартер-генератор с ременным приводом

В системе генератора стартера с ременным приводом (BSG) используется другой метод запуска двигателя: реверсивный генератор переменного тока, который также действует как электродвигатель, в данном случае имитируя стартер.BSG интегрирован в систему ременного привода обычного двигателя внутреннего сгорания так же, как и обычный генератор переменного тока, поскольку он имеет те же точки крепления. Основное отличие от стандартной системы ременного привода заключается в усилении натяжения ремня, BSG действует на ремень двунаправленно, чтобы ускорить двигатель внутреннего сгорания во время запуска.

Для небольших двигателей обычный стартер не нужен, а для более крупных он необходим.

Основными преимуществами этого решения, помимо умеренной стоимости, являются более плавный перезапуск и возможность останавливать двигатель внутреннего сгорания во время движения автомобиля (до 20 км / ч в автоматическом режиме и 8 км / ч в ручном режиме). .

Компания Valeo была пионером в этой технологии, и сегодня такие решения есть у Bosch и Denso. PSA (Peugeot и Citroen), Mercedes-Benz и Smart в Европе и GM в Северной Америке являются основными производителями, предлагающими модели с решениями BSG.

Недавние разработки представили возможность форсирования двигателя во время фаз ускорения, обеспечивая микромягкий гибридный тип транспортного средства.

Устройство прямого пуска

Прямой стартер использует прямой впрыск и сгорание для мгновенного перезапуска двигателя.Принципиальная конструкция этой системы состоит в том, чтобы позиционировать поршень в оптимальном положении во время остановки транспортного средства, чтобы мгновенно перезапустить транспортное средство путем впрыска топлива в цилиндр. Mazda разработала эту технологию внутри компании, основным преимуществом которой является быстрое время отклика при перезапуске.

Встроенный / стартер-генератор коленчатого вала (ISG / CSG)

Встроенный стартер-генератор (ISG) объединяет обычный автомобильный стартер и генератор (генератор) в единую машину, которая устанавливается непосредственно на коленчатый вал двигателя.Помимо запуска и остановки, ISG также может использоваться для рекуперации энергии от рекуперативного торможения. Кроме того, аналогично решениям Direct Starter, автомобили с ISG обычно называют умеренно-гибридными, поскольку они не только обеспечивают функции старт-стопа и рекуперации, но также обеспечивают дополнительный импульс при разгоне. Основными преимуществами этой системы являются относительно простая конструкция, более устойчивая к износу, и возможность увеличения мощности двигателя. Это требует более высоких затрат по сравнению с другими решениями.Continental и Bosch наряду с Honda являются основными поставщиками решений такого типа.

Экономия

Экономия топлива за счет технологии Start-Stop обычно находится в диапазоне от 5 до 10 процентов: измерения, проведенные в рамках нового европейского ездового цикла (NEDC), показали экономию топлива и сокращение выбросов примерно на 8%. В условиях реального городского движения возможна экономия до 15%. Исследования в Северной Америке показали аналогичные результаты, проведенные AAA: три автомобиля, оснащенные автоматическими системами остановки и запуска, были испытаны с использованием «городского» цикла движения Агентства по охране окружающей среды, и была зафиксирована улучшенная экономия топлива до 7% при использовании автоматической системы Start-Stop. увлеченный.Следует отметить, что разные технологии дают разные результаты: генератор ленточного стартера может обеспечить лучшие результаты, чем усовершенствованный стартер, а встроенный стартер-генератор / генератор коленчатого вала обеспечивает более высокую экономию топлива. FEV представляет интересное сравнение различных технологий, показывающее, что явного победителя нет:

Скептики

В отношении технологии Start-Stop было высказано несколько критических замечаний, и хотя некоторые из них можно классифицировать как «городские мифы», другие следует учитывать.

С точки зрения водителей, недоброжелатели говорят, что эта функция раздражает, заставляя их думать, что их автомобили заглохли, когда двигатель заглохнет на светофоре или знаке остановки: этот комментарий чаще встречается в Северной Америке, где такой технологии нет. как широко известный. Это ясно указывает на необходимость того, чтобы менеджеры автопарка четко общались со своими водителями при внедрении этих систем.

Еще одна частая жалоба — задержка перезапуска. Хотя это может быть правдой с технологией Enhanced Starter, другие системы справляются с этим хорошо.Например, Mazda указывает задержку на 0,35 секунды для своего решения i-Stop.

Последний «миф» заключается в том, что при запуске двигателя в течение часа сжигается больше бензина, чем на холостом ходу: в то время как холодный двигатель работает на богатой смеси, потребляя больше топлива, чем обычно, двигатель, уже имеющий оптимальную рабочую температуру, не использует чрезмерное количество топлива для запуска и остановка. Bosch сообщает, что в сочетании с современным бензиновым двигателем количество топлива, необходимое для теплого запуска, будет таким же, как и при работе на холостом ходу в течение 0.7 секунд.

Есть две области, в которых опасения по поводу эффективности системы Start-Stop имеют более веские основания: дополнительный износ, который приведет к увеличению числа запусков и остановок двигателя, и если полученная экономия действительно покрывает дополнительные расходы на систему Start-Stop. сам. Что касается дополнительного износа некоторых компонентов двигателя, то есть аккумуляторной батареи и стартера, они были специально разработаны для дополнительного использования и не будут затронуты. На данный момент нет анализа того, какие долгосрочные эффекты могут иметь определенные компоненты.Особенно это касается турбокомпрессоров и коленчатых валов. Следует также отметить, что продолжительная работа на холостом ходу приводит к большему износу масла и масляного фильтра и увеличивает потребность в большем количестве замен масла и фильтров. Точно так же, чем больше время холостого хода вызывает износ, тем раньше потребуется ремонт самого двигателя.

Что касается соотношения затрат и выгод, Агентство по охране окружающей среды не принимает во внимание влияние технологии остановки / запуска в своих испытаниях на экономию топлива, а представитель EPA заявил The Huffington Post — что резко контрастирует с выводами AAA, — что « Запуск / остановка двигателя автомобиля практически не влияет на экономию топлива.Редактор Green Car Reports, веб-сайта, посвященного экологически чистым автомобилям, повторил заявление EPA, сообщив Huffington Post, что системы обычно добавляют только 0,1 мили на галлон к автомобилю, когда они подвергаются испытательному циклу EPA на экономию топлива.

Возникает много споров о том, как испытательные циклы не связаны с тем, как водят автомобили, и о том, как это влияет на производителей автомобилей. Например, Mazda заявляет, что Mazda 3 с i-stop набирает только 1/10 от 1% в городском цикле EPA и, следовательно, U.S. Mazdas обойдется без остановки-старта, в то время как в Японии тест городского цикла имеет 40 секунд холостого хода, так что стоимость i-stop там оправдана.

Преимущества телематики

Мы можем выделить две области, в которых использование телематики может помочь в адаптации технологии Start-Stop в автопарке:

• Обучение водителей: Как мы видели, большая часть необоснованной критики этих систем исходит от водителей. Поэтому для менеджера автопарка чрезвычайно важно владеть всеми инструментами, чтобы гарантировать, что технология используется в полном объеме.Устройства Geotab GO способны отслеживать истинный холостой ход, то есть время, в течение которого двигатель работает, когда автомобиль не движется, независимо от состояния зажигания. Отчеты можно настроить для отслеживания времени простоя, сразу выделяя, какие драйверы не используют систему.
• Измерения эффективности: Системы Start-Stop не только многообещающие, но и стоят меньше, чем технологии конкурентов (полные гибридные, подключаемые гибридные или чисто электрические транспортные средства).Отчеты на основе топлива с помощью геотаблицы можно использовать для мониторинга эффективности технологии с учетом конкретных привычек вождения автопарка и предоставления четких указаний менеджерам автопарка, чтобы определить, окупятся ли инвестиции в такую ​​технологию.

Мы будем рады услышать от вас, поделитесь своим мнением о технологии системы Start-Stop, оставив комментарий ниже.

НРАВИТСЯ этот пост или ПОДЕЛИТЬСЯ, если вам это интересно.

Ссылки

Цепь пуска / останова | Контакт и катушка

Очень полезным шаблоном программирования релейной логики является схема запуска / остановки.Этот шаблон является расширением шаблона Sealed in Coil и похож на State Coil. Однако, если катушка состояния является «доминирующей» (т.е. условие запуска имеет приоритет над условием прерывания), цепь пуска / останова «доминирует остановка»:

Цепь пуска / останова

Как и Sealed in Coil, катушка работы всегда возвращается в обесточенное (выключенное) состояние, если ПЛК выключен или программа релейной логики сброшена. Это полезное свойство, потому что при запуске машины нам, вероятно, понадобятся двигатели и т. Д., находиться в выключенном состоянии до тех пор, пока логика не решит их запустить.

Входами в эту схему являются условия «Пуск» и «Стоп». Вы можете представить себе, что обе кнопки мгновенного действия на экране оператора включены, пока оператор фактически нажимает кнопку. Если оператор нажимает кнопку «Пуск», катушка «Пуск» включается и герметизируется, пока оператор не нажмет кнопку «Стоп». Причина, по которой этот шаблон является «доминантным», заключается в том, что мы хотим, чтобы условие Stop имело приоритет над условием Start в случае, когда активны оба сигнала.Представьте себе случай, когда по какой-то причине застряло условие Start. По крайней мере, оператор может остановить двигатель и т. Д., Удерживая кнопку «Стоп» до тех пор, пока он не сможет выключить машину с помощью главного выключателя. Вот пример временной диаграммы:

Это имеет больше смысла, если вы представите, что Start и Stop — это физические кнопки, подключенные к входам ПЛК. В этом случае мы обычно подключаем кнопку Start, используя «нормально открытый» контакт (поэтому нажатие кнопки Start включает вход), и мы подключаем кнопку Stop, используя «нормально закрытый» контакт (поэтому нажатие кнопки Stop включает вход выключен).Обычно открытые контакты могут привариваться и иногда привариваются в положении «включено», и сделать кнопку «Стоп» приоритетом перед кнопкой «Пуск» имеет еще больший смысл. В этом случае логика выглядит немного иначе:

Цепь пуска / останова с Н.З. кнопкой останова

Причина, по которой кнопки подключены таким образом, заключается в том, что если провод к кнопке Stop будет отключен или питание кнопки Stop будет потеряно, то машина будет действовать так, как если бы была нажата кнопка Stop, двигатель и т. Д., остановится. Предположительно, это более безопасное состояние, чем позволить двигателю продолжать работать без возможности его остановить.

Другие шаблоны программирования релейной логики.

Как работает система запуска

Стартер с предварительным включением

Шестерня приводится в движение соленоидом; есть начальный период, когда двигатель вращается медленно, чтобы обеспечить зацепление, поэтому вся операция более щадящая и вызывает меньший износ зубьев.

Сделать двигатель начать его надо крутить на какой-то скорости, чтоб хреново топливо и воздух в цилиндры , и сжимает его.

Мощный электростартер мотор делает поворот. Его вал несет небольшую шестерню ( механизм колеса), которая входит в зацепление с большим зубчатым венцом вокруг обода двигатель маховик .

В варианте с передним расположением двигателя стартер установлен низко рядом с задней частью двигателя.

Стартеру нужна тяжелая электрическая Текущий , который он протягивает через толстые провода от аккумулятор .Нет обычного ручного управления выключатель может включить его: для работы с большим током нужен большой переключатель.

Выключатель должен включаться и выключаться очень быстро, чтобы избежать опасного, опасного искрения. Так что соленоид используется — устройство, в котором небольшой переключатель включает электромагнит завершить схема .

Цепь стартера

Все компоненты заземлены на металлический кузов автомобиля. Для передачи тока к каждому компоненту нужен только один провод.

Выключатель стартера обычно срабатывает зажигание ключ. Поверните ключ за пределы положения «зажигание включено», чтобы подать ток на соленоид.

выключатель зажигания имеет возвратная пружина , так что как только вы отпускаете ключ, он пружинит и выключает стартер.

Когда переключатель подает ток на соленоид, электромагнит притягивает железный стержень.

Движение штока замыкает два тяжелых контакта, замыкая цепь от аккумулятор к стартеру.

Шток также имеет возвратную пружину — когда ключ зажигания перестает подавать ток на соленоид, контакты размыкаются и пусковой двигатель останавливается.

Возвратные пружины необходимы, потому что стартер не должен вращаться больше, чем необходимо для запуска двигателя. Частично причина в том, что стартер потребляет много электроэнергии, которая быстро разряжает аккумулятор.

Кроме того, если двигатель запускается, а стартер остается включенным, двигатель будет вращать стартер так быстро, что он может быть серьезно поврежден.

Сам стартер имеет устройство, называемое шестерней Bendix, которое взаимодействует своей шестерней с зубчатым венцом на маховике только тогда, когда стартер вращает двигатель. Он отключается, как только двигатель набирает обороты, и это можно сделать двумя способами: инерция система и система с предварительным включением.

Инерционный стартер полагается на инерцию шестерни, то есть ее сопротивление вращению.

Система инерции

Стартер инерционного типа: это «внутренний» стартер, в котором шестерня Bendix отбрасывает шестерню в сторону двигателя; есть и «внешние», в которых он движется в другую сторону.

Шестерня не прикреплена жестко к валу двигателя — она ​​навинчивается на него, как свободно вращающаяся гайка на болте с очень крупной резьбой.

Представьте, что вы внезапно закручиваете болт: инерция гайки не дает ей сразу повернуться, поэтому она смещается по резьбе болта.

При вращении инерционного стартера шестерня движется по резьбе вала двигателя и входит в зацепление с зубчатым венцом маховика.

Затем он достигает остановки в конце резьбы, начинает вращаться вместе с валом и, таким образом, вращает двигатель.

Инерция тяжелого поршневого узла предотвращает его немедленное вращение при вращении вала двигателя, поэтому он скользит по резьбе и входит в зацепление; при запуске двигателя шестерня вращается быстрее, чем вал, поэтому она выходит из зацепления.

При запуске двигателя шестерня вращается быстрее, чем вал собственного стартера. Вращающееся действие закручивает шестерню обратно по ее резьбе и выходит из зацепления.

Шестерня возвращается в исходное положение с такой силой, что на валу должна быть сильная пружина, чтобы смягчить ее удар.

Резкое включение и выключение инерционного стартера может вызвать сильный износ зубьев шестерни. Чтобы решить эту проблему, был введен стартер с предварительным включением, который имеет соленоид, установленный на двигателе.

Автомобильная стартерная система — это еще не все: соленоид не только включает двигатель, но и перемещает шестерню по валу, чтобы зацепить ее.

Вал прямой шлицы вместо резьбы Бендикс, чтобы шестерня всегда вращалась вместе с ней.

Шестерня входит в контакт с зубчатым кольцом маховика с помощью скользящей вилки.Вилка приводится в движение соленоидом, который имеет два набора контактов, замыкающихся один за другим.

Первый контакт подает слабый ток на двигатель, поэтому он вращается медленно — ровно настолько, чтобы зубья шестерни зацепились. Затем замыкаются вторые контакты, питая двигатель большим током, который запускает двигатель.

Toyota Авто Стоп / Старт | Как использовать

Toyota недавно представила технологию трансмиссии, впервые для Toyota в Северной Америке — систему остановки и запуска двигателя.Эта технология автоматически останавливает и перезапускает двигатель всякий раз, когда автомобиль останавливается, будь то светофор, знак остановки, интенсивное движение или аналогичная ситуация. Система переводит автомобиль в режим ожидания до тех пор, пока он не потребуется снова двигаться.

Использование запуска и остановки двигателя

В правильных условиях автомобиль выключает двигатель при достижении 0 миль в час и при нажатии на тормоз. Значок на информационной панели загорается при выключении двигателя. Когда водитель отпускает тормозное давление, двигатель плавно перезапускается.Эта система способствует экономии топлива вашего автомобиля, окружающей среде и вашему личному комфорту. Это увеличит экономию топлива до 1 мили на галлон в городе, что со временем сэкономит вам значительную сумму на бензоколонке. Поскольку двигатель выключается, когда вы останавливаетесь, ваш автомобиль также не производит вредных выбросов и нежелательных шумов или вибраций, что делает вашу кабину более спокойной.

Так как запуск и остановка активны по умолчанию, некоторые водители предпочитают отключать систему в определенных ситуациях, например, при буксировке прицепа, когда кондиционер должен оставаться на пике производительности или если окна запотевают.Процесс прост. Чтобы выключить его, нажмите назначенную кнопку слева от руля. Появится значок индикатора, подтверждающий, что система выключена. Вы можете повторно активировать систему, нажав ту же кнопку еще раз, и она перезапустит двигатель, даже если он выключен. Вы также можете полностью выключить автомобиль, а затем перезапустить его, чтобы снова активировать запуск и остановку.

Посетите Toyota в Далласе

Мы не только являемся экспертами в области новых технологий безопасности и производительности Toyota, таких как система запуска и остановки двигателя, но и компания Toyota из Далласа уже более 40 лет зарабатывает бизнес, приверженность и поддержку местного сообщества.Мы заработали эту репутацию благодаря отмеченному наградами сервису, предлагая полный выбор новых и подержанных автомобилей, отвечающих потребностям наших клиентов, используя подходящие таланты и помогая сообществу через множество спонсорских программ и программ. Мы приглашаем вас посетить нас сегодня, познакомиться с отличными продуктами и услугами и присоединиться к семье.

Как работают системы остановки холостого хода | HowStuffWorks

Хотя экономия топлива, которую вы получите в мягком гибриде, не сравнится с экономией полного гибридного автомобиля, технология стоп-старт по-прежнему является многообещающим шагом вперед в повышении топливной экономичности обычных автомобилей.Это особенно важный шаг, поскольку большинство проблем с экономией топлива возникает из-за холостого хода и постоянных остановок и езде по городу. Технология на самом деле существует уже некоторое время, но мы рассмотрим некоторые примечательные новые автомобили, использующие системы остановки на холостом ходу, и улучшения, которые проводятся для существующей технологии.

В нескольких последних моделях автомобилей будет использоваться (или уже использовалась) какая-либо технология остановки и запуска двигателя, большинство из которых поступают из Европы или Японии. Некоторые люди могут не знать, что MINI Cooper, производимый BMW Group, фактически использует технологию остановки на холостом ходу с 2007 года.Немецкий автопроизводитель Audi начал использовать систему остановки на холостом ходу во втором квартале 2009 года в своих моделях A3, A4 и A5.

Самым последним и, возможно, наиболее значимым примером использования системы остановки на холостом ходу для автомобиля является Madza3, в котором к концу 2009 года будет использоваться новый и улучшенный тип технологии остановки и запуска двигателя. Чтобы пострадать из-за использования обычного электрического стартера, который может вызывать медленные и вялые перезапуски, новая система Mazda будет использовать сгорание для перезапуска.Прямой впрыск играет неотъемлемую роль в работе системы, которую Mazda называет Smart Idle Stop System, или SISS. Когда автомобиль замедляется и останавливается, датчики позиционируют поршни двигателя в определенных местах в каждом из цилиндров. Это позволяет системе определить, какой из цилиндров находится под полным давлением и готов к срабатыванию. При перезапуске топливо впрыскивается в соответствующий цилиндр, смесь топлива и воздуха воспламеняется, и двигатель продолжает работать в обычном режиме.

С этими небольшими улучшениями Mazda утверждает, что их двигатели могут перезапускаться за 350 миллисекунд, что примерно вдвое меньше времени, необходимого для перезапуска других традиционных систем, и это также приводит к сокращению расхода топлива на 10 процентов.

Для получения дополнительной информации о гибридных автомобилях и технологиях экономии топлива перейдите по ссылкам на следующей странице.

No related posts.