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摩托车启停技术的研究与应用

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2024年4月6日发(作者:庚榆)

第46卷第4期 

2017年8月 

小型内燃机与车辆技术 Vo1.46 No.4 

垒 垒 里 里 垦垒 里VEHICLE TECHNIQUE Aug.2017 

摩托车启停技术的研究与应用 

丁海龙刘辉何烈壮 

(广州大运摩托车有限公司 广东

广州510800) 

要:实现摩托车在行驶过程中需要临时停车(如等红灯)超过一定时间(一般是3 4 s)时。发动机 

则自动熄火功能;同时,摩托车熄火后,需要继续前进时,无需重新按启动按钮,只要一加油门发动机 

就能实现自动启动,摩托车可正常行驶功能的一种技术。 

关键词:摩托车启停技术磁电机控制器 

中圈分类号:U483 文献标识码:A 文章编号:2095—8234(2017)04—0055—06 

Research and Application of Motorcycle 

Start-stop Technology 

Ding Hmlong,Liu Hui,He Liezhuang 

Guangzhou Dayun Motorcycle Co.,Ltd.(Guangzhou,Guangdong,510800,China) 

Abstract:When the motorcycle is in need of temporary parking(such as waiting for red light)for more than 

a certain time(usually 3~48),the engine will automatically turn 0ff the function.At the same time,if the 

motorcycle is turned off,and need to move forward,it is in no need to re—press the start button.As long as a 

throttle engine can achieve automatic start,the motorcycle can be of a normal driving function. 

Keywords:Motorcycle start—stop technology;Magnetic motor;Controller 

引言 

由于现在城市道路日渐拥堵,机动车尾气排放 

行驶过程中需要临时停车(如等红灯)超过一定时间 

(一般是3~4 s)时,发动机则自动熄火功能;同时,摩 

托车熄火后,需要继续前进时,只要一加油门发动机就 

能实现自动启动,摩托车即刻正常行驶的一种技术。 

造成的污染越来越恶劣。为了缓解机动车在红绿灯 

时的尾气排放,启停技术孕育而生。启停技术在汽车 

上的应用早已不是什么新鲜事了,不少中级车已经 

应用该技术。两年前日系摩托车品牌在中国市场已 

现在的摩托车启停技术包含有3大技术:静音 

启动技术,主要由取消启动齿轮来实现的;弱磁技 

术,主要由矢量控制来实现的;启停技术,主要由智 

经率先推出了第一款带启停技术的摩托车,现在行业 

内很多摩托车厂家陆续跟进启停技术的研发工作。 

那么什么是摩托车启停技术?启停技术的工作 

逻辑又是什么呢?下面简单介绍一下摩托车启停系 

统的组成、工作逻辑和优缺点以及在整车上对电器 

件的要求。 

能熄火和智能启动来实现的。 

1.1摩托车启停系统 

摩托车启停系统是由:磁电机、主电缆、启停开 

关、启停指示灯、启停控制器、熄火开关、车速传感 

器、启动/充电转换继电器、保险丝、蓄电池、电门锁、 

启动开关、刹车开关及ECU组成。普通化油器车型 

还包括:化油器、节气门位置开关及缸头温度传感器。 

1,2摩托车启停系统的工作逻辑 

智能启停是判断骑乘者有停车或启动的意图 

1摩托车启停技术的介绍 

顾名思义,摩托车启停技术就是实现摩托车在 

作者简介:丁海龙(1983一),男,主管工程师,主要研究方向为摩托车电喷及智能控制系统。 

56 小 内燃机与 乍辆技术 第46卷 

时,控制发动机熄火或 动。主要采用的手段是采集 

峰托牛车速、发动机温度和油门开度位置,其q1,发 

动机温度是咒决条件,当发动机温度达到一定值,摩 

托 车速和汕门开度位置为零时,控制发动机熄火。 

3摩托车启停系统对整车电器件的要 

求及匹配 

前面介绍J 组成摩托 肩停系统的零部件, 

中,最主要的零部件就足磁【乜机和控制器,同H、f.这 

发动机温度达到一定值时,摩托牟车速和油门开 

度位置大于一定值时,则控制发动机启动。 

1.2.1 智能熄火工作逻辑 

也是摩托车肩停系统的核心技术。下面主要介 

下各零部件要求l及 配。 

3.1磁电机 

一 

打开电 锁和熄火7_f=关后,打开 停开关, 停 

指,Jj灯亮2 s后灭;启动摩托车,当摩托车行驶一段 磁电机 传统摩托乍ffI主要承扪发电机的作 

时 后,发动机缸头温度≥65℃,车速>l0 km/h时启 

停指示灯亮 .此时,发动机进入智能肩停模式;当车 

速<1 km/h时,发动机延时4 s后自动熄火;启停指示 

灯闪烁; 

1.2.2智能启动工作逻辑 

打开电¨锁和熄火开关后,扣‘开肩停开关,肩 

停指示灯亮2 S后火;肩动摩托车,当摩托车行驶一 

段H, ̄fHq后,发动机缸头温度≥65 ,车速>10 km/h 

}I、f房停指示灯亮;当车速<1 krn/h时,发动机延时 

4 s后自动熄火;启停指示灯闪烁;加油门发动机自 

动 『Jl{动 

2摩托车启停系统的优缺点 

2.1摩托车启停系统的优点 

1)摩托车启停系统在使用过程中更节能和环 

保、城市道路交通拥堵,红、绿灯较多,在等红灯过程 

巾,整乍自动熄火,不排f{j尾气污染物,从而比普通 

年型更加节能和环保。 

2)发动机房动机构结构更简单,使用寿命更长。 

启停状态发动机比普通发动机(GY6系列)少启动机 

电、超越离合器、启动大街轮、启动惰齿轮及启动齿 

轮轴,在启动时减少了肩动机构中各零部件的磨损, 

从而提高发动机肩动机构的使用寿命。 

3)降低整车启动噪声。由于发动机肩动机构减 

少r相关的齿轮,使发动机在启动时大大降低了发 

动机启动时噪声,从而提高整车的舒适性。 

4)摩托车在行驶过程中临时停车熄火后,起步 

更方便、快捷 摩托车在行驶过程中临时停车熄火 

后,只需轻轻加油门就能正常骑行,无需重新捏刹车 

按扁动开关,从而更方便、快捷。 

2.2摩托车启停系统的缺点 

1)摩托启停系统对零部件(磁电机、控制器、蓄 

电池)要求高,生产成本高。 

2)摩托肩停系统零部件通用性不强,导致后期 

维护成本较高 

刖,给整车电路及用电器提供电源, }l、f,给蓄f 池 

充电。在肩停技术里面磁电机结合丫 动电机的功 

能,往整年肩动时,磁电机由控制器转换成电动机, 

带动}1f1轴旋转,启动发动机 发动机启动后,{lf… 

控制器将其转换成发电机,给整车电路及用电器提 

供电源,同时,给蓄电池充电 

磁电机由转子(磁缸)、定子(线 )、诬尔传感}斡{ 

(位置传感器)及触发线圈组成(如图1所示) 

1磁电机组成 

转子是产生磁场的转动部件,它j三 f}1永磁体、 

内圈和支撑架3部分组成。在有限的范隔内,首先必 

须满足电磁方面的要求,保证在T作问隙(0.5~1 I11111) 

中能产生足够的磁通。其次足要满足机械方面的受 

求,保证结构牢同和稳定,能传递一定转矩及转动 

惯量。 

定子是静止部分,传统磁电机定子足卜h导磁的 

铁芯和导电的绕线、触发线圈组成。仇 停磁电机 

仪仅只是磁电机,还是无刷直流电动机,所以还得『Jl1 

第4期 

上霍尔传感器。 

丁海龙等:摩托车启停技术的研究与应用 

动灯21 W、喇叭18 W。 

57 

霍尔传感器是利用磁效应原理来确定电机相限 

位置…。其工作原理如图2所示。 

摩托车在夜间怠速时需使用电喷系统、大灯、位 

置灯、仪表照明及制动灯,用电器总功率为ll4 w。 

根据摩托车夜间怠速用电要求,即:P=U/p2 J。此 

时,磁电机在1 650 r/min时,通过控制器需输出14V 

稳压直流电流≥8 A。 

摩托车在夜间骑行时需使用电喷系统、大灯、位 

置灯、仪表照明、制动灯、转向灯及喇叭,用电器总功 

率为154 W。 

根据摩托车夜间骑行用电要求,即:P= J『 l。此 

时,保险系数为1.5;磁电机在4 000 r/min时,通过控 

制器输出l4 V稳压直流电流≥l6.5 A;磁电机在 

罔2霍尔传感器工作原理 

8 000 r/min时,通过控制器输出14 V稳压直流电 

流≤20A: 

3.2.2磁电机启动性能 

可利用霍尔信号判断磁电机相限,其测量方法 

如下: 

I)用示波器探头l正极接霍尔 相,负极接地; 

2)用示波器探头2正极接磁电机 相,负极接 

相: 

传统GY6发动机电机参数如下: 

功率(P4)为:300 W;转矩( )为:0.32 N・m;转 

速(n4)为:9 000 r/min。 

3)顺时针转动磁电机,此时,查看示波器波形; 

波形图如图3所示。 

发动机启动大齿齿数Zl为:60;双联齿齿数Z2/ 

Z3为:17/49;启动电机齿数 为:9齿。 

根据i=(Z1/Z2)×(Z3/Z4)131计算得出i=(60/ 

17)X(49/9)=19.2。 

根据:i=n4/nl 131计算得出nl(曲轴转速)= 

9 000/19.2=469 r/min。 

1=T4×i131计算得}}{ 1(曲轴转矩)=0.32× 

19.2=6.14 N-m。 

根据齿轮传动效率为99% ̄t 算I ,n l=469/0.99/ 

0.99 480 r/min。 

T1=6.14/0.99/0.99 6.3 N・m。 

由此可得,发动机启动转速应I>480 r/min;发动 

图3不波器波形 

以上为u相测量方法,测量 相时,将上面的 

霍尔u更改为 ,电机正接 ,负接电机 ;测 相 

时,将霍尔 改为 ,电机正接 ,负接电机 ;依 

此测量磁电机 相和 相; 

机启动转矩应≥6.3 N・1TI。 

通过对整车启动电流测量得出,,:55 A,已知 

12 v;其中,电喷系统为:45 W;可计算出磁电机 

通过对整车启动转速测量得出,r/, 600r/rain。 

的启动功率l lp=U×,=660—45=615 W。 

3.2磁电机的技术要求 

根据T=9 550×P/nt ’公式计算得:T=9 550 X 

0.6l5/600—9.8 N。 

由于磁电机不但要对整车电路中的用电器提供 

电源和为蓄电池充电,还得为整车启动时提供足够 

的转矩。因此,针对市场电喷踏板车型对磁电机技术 

要求如下: 

3.2.1磁电机发电性能 

在启动转速为400 r/arin时,实测磁电机堵转转 

矩约为:6.5 N。 

当发动机活塞处于压缩行程时,发动机启动转 

现市场上电喷踏板车用电器总功率(启动电机 

除外)为l25.6 W,其中,电喷系统45 W、大灯35 W、 

转向灯22 w、位置灯7 w(前、后)、仪表照明6w、制 

矩最大,约为6-3 N・1TI。磁电机通过霍尔信号,确定磁 

电机停机定位位置;使发动机每次停机,活塞行程都 

不处在压缩行程;确保发动机每一次启动都会使磁 

电机有一定转动惯量。同时,还可以通过减小发动机 

58 小型内燃机与车辆技术 第46卷 

内阻方式来增加启动电机的转矩(即在启动电机相 

同的转矩下,发动机内阻越小,启动电机转速越高)。 

如增加发动机减压机构等措施。 

3.3蓄电池的选择 

当整车处于一1O qC环境时,测量磁电机启动时电 

流为55 A;按每次启动时间5 s,要求启动40次;计 

算蓄电池容量。 

根据蓄电池(常温25 oC)电容计算公式 : 

C:W X 7y(V X K)X 1.25 

或 

C=(,X T)/K×1.25 

其中:c为蓄电池额定电容(A・h);W为功率(W);T 

为时间(h);V为放电终值保护电压(V);,为电流 

(A);K为电池放电效率。当T=l-3 h时,K=0.5~ 

0.6;当 =3~5 h时,K=0.75~0.8;当T=5—10 h时, 

图4启停控制器 

及大灯。 

3.4.2启停控制器与各相关电器件的逻辑关系 

0.85;当T>10 h时,K=1;设:环境温度为25 cc 

C=55 X【(5 X40)/3 6ool/o.5 X 1.25 7.64 A・h 

取C=8 A・h (1) 

整车实现肩停控制功能的逻辑关系(如图5所 

示)为: 

时,启动电流为55 A得出: 

1)控制器l8脚为电源端口,为控制器提供电 

源;当发动机未启动时,为停机定位的霍尔信号提供 

电源; 

根据蓄电池(低温25℃以下)电容计算公式: 

C 史勋 :C,『l+Kl(t~25)】 

2)打开电门锁,捏住刹车接通刹车开关,此时, 

其中:t为放电时的环境温度(℃);K。温度系数;10 h 

率放电时,Kl=0.006/ ̄C;5 h率放电时,K :0.007/ ̄C; 

3 h率放电时,K =0.O08/℃;1 h率放电时, = 

0.01/ ̄C; 

控制器1O脚优先判断熄火开关信号;当熄火开关 

(边撑开关)断开时,控制器l0脚接收低电位信号, 

输出给l6脚信号为低位信号,控制器l6脚输f“低 

电位信号给ECU第32脚,ECU接收到低电位信号 

后.给ECU第6脚输出断油指令,喷油器不喷油;此 

按上式和(1)反推常温下蓄电池额定容量为: 

C实际=C/【1一K1(t~25)】 

C实 、=8/【1—0.01:Ic(一10—25)] 5.93 A・h;取C= 

6 A・h; 

时,按下启动按扭,控制器1l脚接收启动信号,由于 

控制器10脚接收的为低电位信号,同时输出低电位 

信号给l5脚;使l5脚无信号出给启动/充电继电器, 

启动/充电继电器无动作,磁电机未能切换成电动机, 

电动机无法转动,发动机无法启动。当熄火开关接通 

时,控制器l0脚接收高电位信号,输出给l6脚信号 

为高位信号,控制器16脚输出高电位信号给ECU 

第32脚,ECU接收到高电位信号后,给ECU第6脚 

输出供油指令,喷油器正常喷油;此时,按下启动按 

扭,控制器1l脚接收启动信号,由于控制器1O脚接 

收的高电位信号,同时输出高电位信号给l5脚;使 

l5脚给启动/充电继电器供电组成回路,肩动/充电 

继电器动作,将磁电机切换成电动机,电动机带动发 

动机转动,发动机正常启动。夜间启动时,打开电门 

通过以上公式计算可得出,在常温25 o(=时,容 

量为6 A・h的蓄电池,在一l0℃时,实际要求容量 

8 A・h;因此,该车型应选用8 A・h以上的容量的蓄电池。 

3.4启停控制器 

3.4.1启停控制器的功能 

启停控制器分为:启动单元、电子换向单元、调 

压整流充电单元、信号接收单元、信号处理单元、逻 

辑控制单元及信号输m单元。 

启停控制器(如图4所示)整车上兼容了调压整 

流器的功能;将磁电机发出的交流电转换为恒定直 

流电输出到整车蓄电池和各用电器上。 

启停控制器还具备磁电机与电动机的转换功 

能;以及将车速信号、启停开关信号、熄火信号、缸头 

温度信号及节气门位置信号输入控制器逻辑控制单 

元;再由逻辑控制单元输出到整车ECU、启停指示灯 

锁及大灯开关后由于发动机未启动(启动优先),控 

制器给第22脚低电位信号,大灯不亮;在发动机正 

常启动后,控制器给第22脚高电位信号.大灯亮;此 

时,在未关闭电门锁情况下,发动机熄火后控制器仍 

第4期 丁海龙等:摩托车启停技术的研究与应用 

继电器 

59 

图5启停控制功能的逻辑关系 

给第22脚高电位信号保证大灯长亮;同时,在任何 

情况下,控制器第1O脚都优先判断并执行熄火开关 

功能。 

3)当整车启动后,发动机缸头温度达到启停所 

需温度时,ECU第33脚给控制器第8脚高电位信 

号;同时,ECU第l6脚将节气门信号(当节气门打开 

时输出高电位信号,节气门关闭时输出低电位信号) 

输出给控制器第9脚;车速传感器将车速脉冲波形 

图6整车仪表 

输出给控制器第6脚;此时,控制器检’狈0第14脚电 

信号(断开为低电位,接通为高电位),如果启停开关 

为断开时,控制器不实施启停功能,同时,不给l3脚 

高电位信号;启停指示灯不亮;如果启停开关为接通 

时,启停指示灯长亮,可实现启停功能,发动机延时 

4S后熄火,启停指示灯闪烁。 

3.5车速传感器及启停指示灯 

车速传感器和启停指示灯集成在整车仪表上 

(如图6所示),在仪表机芯上增加一个车速信号,输 

出到控制器第6脚。输出波形为lkm/h 47个j_L。 

启停指示灯为在仪表上共正极发光二极管,负 

极输出到控制器第l3脚。 

3.6启动/充电转换继电器 

图7启动/充电转换继电器 

大接通电流选用:常开60 A;常闭30 A;动作电压:< 

启动/充电转换继电器(如图7所示)分别由常开 

和常闭两组触点组成;由于磁电机在启动时最大电 

流有55 A;充电时最大电流≥l8 A;因此,继电器最 

8 V;电气寿命:l X 10 次;机械寿命:l×10 次,300 

次/airn;工作环境:一40 oC~+80℃; 

(下转第65页) 

第4 朱训栋等:电动两轮峰托车车架刚度研究 

2 

3 

3)尽管分析 Ij试验二 之间存在一定的误差. 

但lIJ‘以行ffI采川仃限元计 算 设汁初期可以起到较 

好的指导作J{j 

4结论 

以电动摩托1 乍架为研究对象,通过试验与仃 

限几分忻卡}j互验il 的方式确定了一套合理的车架刚 

度 验方法,为 动摩托 乍架刚度数据库的建设 

积累r数据, 助没汁人 新乍型开发前期制定 

4 

合 的 架川度f1 值另外,通过车架刚度试验I『 

以 脱乍架产rIfr一敛性的检验(例如 架是否存 

明 l 的焊接缺陷等),Ⅱ土是衡 4.=架轻量化是 合理 

的一个标准一 

参考文献

1 

6 

8 

做.曙托1 构没汁『M1.J匕 :人民邮电.…版 ,1997 

— —址— 业—址— —址—址—址.址儿.址—址— L—i止儿.S止—址— 止—址.S屯.s止—址— 止j止—i —S也』止 止. .址

— —

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s也 s止—址—s止—址.址—^止儿j止. 止 

(上接第59页) 

3.7熄火开关(边撑开关) 

熄火)I=关( f殳】8所示)安装后开关挡位要求转 

动顺畅,接触石r ;开关应 备防水性能;开关触点 

降小大了 16 l11、/A,经耐久性试验后,开关触点压 

降小犬下60 mV/A 

~一 彻一一一~一靴  一一 一~一~ 一~ 一 ~一. ~一., 凇礼一 圳一 一 一¨ 

一 一 一一~一.一 ~ 一~ 一 一 

没 一~ ~ ~一强 孙  一 

J、 用 

4结束语 

通过对摩托车j {停技术的』、 川, I『以大大地降 

低摩托乍的肩动噪,{ ;同时也n丁以减少在,fiIK 乘 

骑时的油耗及排放 

摩托车在实现 停控制功能后,随着人f『J对摩 

托车功能要求也越来越多;通过H前住汽^_. 所刖 

的新技术,如智能开肩大灯功能、尤钏匙开锁 乍功 

能及GPS定位功能等都可以运川剑摩托车f 米 当 

然,这还需要后期孜孜不倦地对新技术进行研究和 

参考文献 

1张深. 流无刷电动机 理及应j}JIM1.北京:机能r、l 

版礼,2004 

2 j长石.刘晓志.电_r技术I .北京:机械 

4徐曼珍.新型蓄电池 

什.2005 

ff{版 ,2012 

3陈浩,邓J 云.机械波汁 础IM1.北京:科学m版十l ,2016 

与应用IM1.J匕 :人RIIfI;【U¨{版 

(II 稿¨期:2()l 7一()5—19) 

冬1 8熄火外火 

2024年4月6日发(作者:庚榆)

第46卷第4期 

2017年8月 

小型内燃机与车辆技术 Vo1.46 No.4 

垒 垒 里 里 垦垒 里VEHICLE TECHNIQUE Aug.2017 

摩托车启停技术的研究与应用 

丁海龙刘辉何烈壮 

(广州大运摩托车有限公司 广东

广州510800) 

要:实现摩托车在行驶过程中需要临时停车(如等红灯)超过一定时间(一般是3 4 s)时。发动机 

则自动熄火功能;同时,摩托车熄火后,需要继续前进时,无需重新按启动按钮,只要一加油门发动机 

就能实现自动启动,摩托车可正常行驶功能的一种技术。 

关键词:摩托车启停技术磁电机控制器 

中圈分类号:U483 文献标识码:A 文章编号:2095—8234(2017)04—0055—06 

Research and Application of Motorcycle 

Start-stop Technology 

Ding Hmlong,Liu Hui,He Liezhuang 

Guangzhou Dayun Motorcycle Co.,Ltd.(Guangzhou,Guangdong,510800,China) 

Abstract:When the motorcycle is in need of temporary parking(such as waiting for red light)for more than 

a certain time(usually 3~48),the engine will automatically turn 0ff the function.At the same time,if the 

motorcycle is turned off,and need to move forward,it is in no need to re—press the start button.As long as a 

throttle engine can achieve automatic start,the motorcycle can be of a normal driving function. 

Keywords:Motorcycle start—stop technology;Magnetic motor;Controller 

引言 

由于现在城市道路日渐拥堵,机动车尾气排放 

行驶过程中需要临时停车(如等红灯)超过一定时间 

(一般是3~4 s)时,发动机则自动熄火功能;同时,摩 

托车熄火后,需要继续前进时,只要一加油门发动机就 

能实现自动启动,摩托车即刻正常行驶的一种技术。 

造成的污染越来越恶劣。为了缓解机动车在红绿灯 

时的尾气排放,启停技术孕育而生。启停技术在汽车 

上的应用早已不是什么新鲜事了,不少中级车已经 

应用该技术。两年前日系摩托车品牌在中国市场已 

现在的摩托车启停技术包含有3大技术:静音 

启动技术,主要由取消启动齿轮来实现的;弱磁技 

术,主要由矢量控制来实现的;启停技术,主要由智 

经率先推出了第一款带启停技术的摩托车,现在行业 

内很多摩托车厂家陆续跟进启停技术的研发工作。 

那么什么是摩托车启停技术?启停技术的工作 

逻辑又是什么呢?下面简单介绍一下摩托车启停系 

统的组成、工作逻辑和优缺点以及在整车上对电器 

件的要求。 

能熄火和智能启动来实现的。 

1.1摩托车启停系统 

摩托车启停系统是由:磁电机、主电缆、启停开 

关、启停指示灯、启停控制器、熄火开关、车速传感 

器、启动/充电转换继电器、保险丝、蓄电池、电门锁、 

启动开关、刹车开关及ECU组成。普通化油器车型 

还包括:化油器、节气门位置开关及缸头温度传感器。 

1,2摩托车启停系统的工作逻辑 

智能启停是判断骑乘者有停车或启动的意图 

1摩托车启停技术的介绍 

顾名思义,摩托车启停技术就是实现摩托车在 

作者简介:丁海龙(1983一),男,主管工程师,主要研究方向为摩托车电喷及智能控制系统。 

56 小 内燃机与 乍辆技术 第46卷 

时,控制发动机熄火或 动。主要采用的手段是采集 

峰托牛车速、发动机温度和油门开度位置,其q1,发 

动机温度是咒决条件,当发动机温度达到一定值,摩 

托 车速和汕门开度位置为零时,控制发动机熄火。 

3摩托车启停系统对整车电器件的要 

求及匹配 

前面介绍J 组成摩托 肩停系统的零部件, 

中,最主要的零部件就足磁【乜机和控制器,同H、f.这 

发动机温度达到一定值时,摩托牟车速和油门开 

度位置大于一定值时,则控制发动机启动。 

1.2.1 智能熄火工作逻辑 

也是摩托车肩停系统的核心技术。下面主要介 

下各零部件要求l及 配。 

3.1磁电机 

一 

打开电 锁和熄火7_f=关后,打开 停开关, 停 

指,Jj灯亮2 s后灭;启动摩托车,当摩托车行驶一段 磁电机 传统摩托乍ffI主要承扪发电机的作 

时 后,发动机缸头温度≥65℃,车速>l0 km/h时启 

停指示灯亮 .此时,发动机进入智能肩停模式;当车 

速<1 km/h时,发动机延时4 s后自动熄火;启停指示 

灯闪烁; 

1.2.2智能启动工作逻辑 

打开电¨锁和熄火开关后,扣‘开肩停开关,肩 

停指示灯亮2 S后火;肩动摩托车,当摩托车行驶一 

段H, ̄fHq后,发动机缸头温度≥65 ,车速>10 km/h 

}I、f房停指示灯亮;当车速<1 krn/h时,发动机延时 

4 s后自动熄火;启停指示灯闪烁;加油门发动机自 

动 『Jl{动 

2摩托车启停系统的优缺点 

2.1摩托车启停系统的优点 

1)摩托车启停系统在使用过程中更节能和环 

保、城市道路交通拥堵,红、绿灯较多,在等红灯过程 

巾,整乍自动熄火,不排f{j尾气污染物,从而比普通 

年型更加节能和环保。 

2)发动机房动机构结构更简单,使用寿命更长。 

启停状态发动机比普通发动机(GY6系列)少启动机 

电、超越离合器、启动大街轮、启动惰齿轮及启动齿 

轮轴,在启动时减少了肩动机构中各零部件的磨损, 

从而提高发动机肩动机构的使用寿命。 

3)降低整车启动噪声。由于发动机肩动机构减 

少r相关的齿轮,使发动机在启动时大大降低了发 

动机启动时噪声,从而提高整车的舒适性。 

4)摩托车在行驶过程中临时停车熄火后,起步 

更方便、快捷 摩托车在行驶过程中临时停车熄火 

后,只需轻轻加油门就能正常骑行,无需重新捏刹车 

按扁动开关,从而更方便、快捷。 

2.2摩托车启停系统的缺点 

1)摩托启停系统对零部件(磁电机、控制器、蓄 

电池)要求高,生产成本高。 

2)摩托肩停系统零部件通用性不强,导致后期 

维护成本较高 

刖,给整车电路及用电器提供电源, }l、f,给蓄f 池 

充电。在肩停技术里面磁电机结合丫 动电机的功 

能,往整年肩动时,磁电机由控制器转换成电动机, 

带动}1f1轴旋转,启动发动机 发动机启动后,{lf… 

控制器将其转换成发电机,给整车电路及用电器提 

供电源,同时,给蓄电池充电 

磁电机由转子(磁缸)、定子(线 )、诬尔传感}斡{ 

(位置传感器)及触发线圈组成(如图1所示) 

1磁电机组成 

转子是产生磁场的转动部件,它j三 f}1永磁体、 

内圈和支撑架3部分组成。在有限的范隔内,首先必 

须满足电磁方面的要求,保证在T作问隙(0.5~1 I11111) 

中能产生足够的磁通。其次足要满足机械方面的受 

求,保证结构牢同和稳定,能传递一定转矩及转动 

惯量。 

定子是静止部分,传统磁电机定子足卜h导磁的 

铁芯和导电的绕线、触发线圈组成。仇 停磁电机 

仪仅只是磁电机,还是无刷直流电动机,所以还得『Jl1 

第4期 

上霍尔传感器。 

丁海龙等:摩托车启停技术的研究与应用 

动灯21 W、喇叭18 W。 

57 

霍尔传感器是利用磁效应原理来确定电机相限 

位置…。其工作原理如图2所示。 

摩托车在夜间怠速时需使用电喷系统、大灯、位 

置灯、仪表照明及制动灯,用电器总功率为ll4 w。 

根据摩托车夜间怠速用电要求,即:P=U/p2 J。此 

时,磁电机在1 650 r/min时,通过控制器需输出14V 

稳压直流电流≥8 A。 

摩托车在夜间骑行时需使用电喷系统、大灯、位 

置灯、仪表照明、制动灯、转向灯及喇叭,用电器总功 

率为154 W。 

根据摩托车夜间骑行用电要求,即:P= J『 l。此 

时,保险系数为1.5;磁电机在4 000 r/min时,通过控 

制器输出l4 V稳压直流电流≥l6.5 A;磁电机在 

罔2霍尔传感器工作原理 

8 000 r/min时,通过控制器输出14 V稳压直流电 

流≤20A: 

3.2.2磁电机启动性能 

可利用霍尔信号判断磁电机相限,其测量方法 

如下: 

I)用示波器探头l正极接霍尔 相,负极接地; 

2)用示波器探头2正极接磁电机 相,负极接 

相: 

传统GY6发动机电机参数如下: 

功率(P4)为:300 W;转矩( )为:0.32 N・m;转 

速(n4)为:9 000 r/min。 

3)顺时针转动磁电机,此时,查看示波器波形; 

波形图如图3所示。 

发动机启动大齿齿数Zl为:60;双联齿齿数Z2/ 

Z3为:17/49;启动电机齿数 为:9齿。 

根据i=(Z1/Z2)×(Z3/Z4)131计算得出i=(60/ 

17)X(49/9)=19.2。 

根据:i=n4/nl 131计算得出nl(曲轴转速)= 

9 000/19.2=469 r/min。 

1=T4×i131计算得}}{ 1(曲轴转矩)=0.32× 

19.2=6.14 N-m。 

根据齿轮传动效率为99% ̄t 算I ,n l=469/0.99/ 

0.99 480 r/min。 

T1=6.14/0.99/0.99 6.3 N・m。 

由此可得,发动机启动转速应I>480 r/min;发动 

图3不波器波形 

以上为u相测量方法,测量 相时,将上面的 

霍尔u更改为 ,电机正接 ,负接电机 ;测 相 

时,将霍尔 改为 ,电机正接 ,负接电机 ;依 

此测量磁电机 相和 相; 

机启动转矩应≥6.3 N・1TI。 

通过对整车启动电流测量得出,,:55 A,已知 

12 v;其中,电喷系统为:45 W;可计算出磁电机 

通过对整车启动转速测量得出,r/, 600r/rain。 

的启动功率l lp=U×,=660—45=615 W。 

3.2磁电机的技术要求 

根据T=9 550×P/nt ’公式计算得:T=9 550 X 

0.6l5/600—9.8 N。 

由于磁电机不但要对整车电路中的用电器提供 

电源和为蓄电池充电,还得为整车启动时提供足够 

的转矩。因此,针对市场电喷踏板车型对磁电机技术 

要求如下: 

3.2.1磁电机发电性能 

在启动转速为400 r/arin时,实测磁电机堵转转 

矩约为:6.5 N。 

当发动机活塞处于压缩行程时,发动机启动转 

现市场上电喷踏板车用电器总功率(启动电机 

除外)为l25.6 W,其中,电喷系统45 W、大灯35 W、 

转向灯22 w、位置灯7 w(前、后)、仪表照明6w、制 

矩最大,约为6-3 N・1TI。磁电机通过霍尔信号,确定磁 

电机停机定位位置;使发动机每次停机,活塞行程都 

不处在压缩行程;确保发动机每一次启动都会使磁 

电机有一定转动惯量。同时,还可以通过减小发动机 

58 小型内燃机与车辆技术 第46卷 

内阻方式来增加启动电机的转矩(即在启动电机相 

同的转矩下,发动机内阻越小,启动电机转速越高)。 

如增加发动机减压机构等措施。 

3.3蓄电池的选择 

当整车处于一1O qC环境时,测量磁电机启动时电 

流为55 A;按每次启动时间5 s,要求启动40次;计 

算蓄电池容量。 

根据蓄电池(常温25 oC)电容计算公式 : 

C:W X 7y(V X K)X 1.25 

或 

C=(,X T)/K×1.25 

其中:c为蓄电池额定电容(A・h);W为功率(W);T 

为时间(h);V为放电终值保护电压(V);,为电流 

(A);K为电池放电效率。当T=l-3 h时,K=0.5~ 

0.6;当 =3~5 h时,K=0.75~0.8;当T=5—10 h时, 

图4启停控制器 

及大灯。 

3.4.2启停控制器与各相关电器件的逻辑关系 

0.85;当T>10 h时,K=1;设:环境温度为25 cc 

C=55 X【(5 X40)/3 6ool/o.5 X 1.25 7.64 A・h 

取C=8 A・h (1) 

整车实现肩停控制功能的逻辑关系(如图5所 

示)为: 

时,启动电流为55 A得出: 

1)控制器l8脚为电源端口,为控制器提供电 

源;当发动机未启动时,为停机定位的霍尔信号提供 

电源; 

根据蓄电池(低温25℃以下)电容计算公式: 

C 史勋 :C,『l+Kl(t~25)】 

2)打开电门锁,捏住刹车接通刹车开关,此时, 

其中:t为放电时的环境温度(℃);K。温度系数;10 h 

率放电时,Kl=0.006/ ̄C;5 h率放电时,K :0.007/ ̄C; 

3 h率放电时,K =0.O08/℃;1 h率放电时, = 

0.01/ ̄C; 

控制器1O脚优先判断熄火开关信号;当熄火开关 

(边撑开关)断开时,控制器l0脚接收低电位信号, 

输出给l6脚信号为低位信号,控制器l6脚输f“低 

电位信号给ECU第32脚,ECU接收到低电位信号 

后.给ECU第6脚输出断油指令,喷油器不喷油;此 

按上式和(1)反推常温下蓄电池额定容量为: 

C实际=C/【1一K1(t~25)】 

C实 、=8/【1—0.01:Ic(一10—25)] 5.93 A・h;取C= 

6 A・h; 

时,按下启动按扭,控制器1l脚接收启动信号,由于 

控制器10脚接收的为低电位信号,同时输出低电位 

信号给l5脚;使l5脚无信号出给启动/充电继电器, 

启动/充电继电器无动作,磁电机未能切换成电动机, 

电动机无法转动,发动机无法启动。当熄火开关接通 

时,控制器l0脚接收高电位信号,输出给l6脚信号 

为高位信号,控制器16脚输出高电位信号给ECU 

第32脚,ECU接收到高电位信号后,给ECU第6脚 

输出供油指令,喷油器正常喷油;此时,按下启动按 

扭,控制器1l脚接收启动信号,由于控制器1O脚接 

收的高电位信号,同时输出高电位信号给l5脚;使 

l5脚给启动/充电继电器供电组成回路,肩动/充电 

继电器动作,将磁电机切换成电动机,电动机带动发 

动机转动,发动机正常启动。夜间启动时,打开电门 

通过以上公式计算可得出,在常温25 o(=时,容 

量为6 A・h的蓄电池,在一l0℃时,实际要求容量 

8 A・h;因此,该车型应选用8 A・h以上的容量的蓄电池。 

3.4启停控制器 

3.4.1启停控制器的功能 

启停控制器分为:启动单元、电子换向单元、调 

压整流充电单元、信号接收单元、信号处理单元、逻 

辑控制单元及信号输m单元。 

启停控制器(如图4所示)整车上兼容了调压整 

流器的功能;将磁电机发出的交流电转换为恒定直 

流电输出到整车蓄电池和各用电器上。 

启停控制器还具备磁电机与电动机的转换功 

能;以及将车速信号、启停开关信号、熄火信号、缸头 

温度信号及节气门位置信号输入控制器逻辑控制单 

元;再由逻辑控制单元输出到整车ECU、启停指示灯 

锁及大灯开关后由于发动机未启动(启动优先),控 

制器给第22脚低电位信号,大灯不亮;在发动机正 

常启动后,控制器给第22脚高电位信号.大灯亮;此 

时,在未关闭电门锁情况下,发动机熄火后控制器仍 

第4期 丁海龙等:摩托车启停技术的研究与应用 

继电器 

59 

图5启停控制功能的逻辑关系 

给第22脚高电位信号保证大灯长亮;同时,在任何 

情况下,控制器第1O脚都优先判断并执行熄火开关 

功能。 

3)当整车启动后,发动机缸头温度达到启停所 

需温度时,ECU第33脚给控制器第8脚高电位信 

号;同时,ECU第l6脚将节气门信号(当节气门打开 

时输出高电位信号,节气门关闭时输出低电位信号) 

输出给控制器第9脚;车速传感器将车速脉冲波形 

图6整车仪表 

输出给控制器第6脚;此时,控制器检’狈0第14脚电 

信号(断开为低电位,接通为高电位),如果启停开关 

为断开时,控制器不实施启停功能,同时,不给l3脚 

高电位信号;启停指示灯不亮;如果启停开关为接通 

时,启停指示灯长亮,可实现启停功能,发动机延时 

4S后熄火,启停指示灯闪烁。 

3.5车速传感器及启停指示灯 

车速传感器和启停指示灯集成在整车仪表上 

(如图6所示),在仪表机芯上增加一个车速信号,输 

出到控制器第6脚。输出波形为lkm/h 47个j_L。 

启停指示灯为在仪表上共正极发光二极管,负 

极输出到控制器第l3脚。 

3.6启动/充电转换继电器 

图7启动/充电转换继电器 

大接通电流选用:常开60 A;常闭30 A;动作电压:< 

启动/充电转换继电器(如图7所示)分别由常开 

和常闭两组触点组成;由于磁电机在启动时最大电 

流有55 A;充电时最大电流≥l8 A;因此,继电器最 

8 V;电气寿命:l X 10 次;机械寿命:l×10 次,300 

次/airn;工作环境:一40 oC~+80℃; 

(下转第65页) 

第4 朱训栋等:电动两轮峰托车车架刚度研究 

2 

3 

3)尽管分析 Ij试验二 之间存在一定的误差. 

但lIJ‘以行ffI采川仃限元计 算 设汁初期可以起到较 

好的指导作J{j 

4结论 

以电动摩托1 乍架为研究对象,通过试验与仃 

限几分忻卡}j互验il 的方式确定了一套合理的车架刚 

度 验方法,为 动摩托 乍架刚度数据库的建设 

积累r数据, 助没汁人 新乍型开发前期制定 

4 

合 的 架川度f1 值另外,通过车架刚度试验I『 

以 脱乍架产rIfr一敛性的检验(例如 架是否存 

明 l 的焊接缺陷等),Ⅱ土是衡 4.=架轻量化是 合理 

的一个标准一 

参考文献

1 

6 

8 

做.曙托1 构没汁『M1.J匕 :人民邮电.…版 ,1997 

— —址— 业—址— —址—址—址.址儿.址—址— L—i止儿.S止—址— 止—址.S屯.s止—址— 止j止—i —S也』止 止. .址

— —

址 

s也 s止—址—s止—址.址—^止儿j止. 止 

(上接第59页) 

3.7熄火开关(边撑开关) 

熄火)I=关( f殳】8所示)安装后开关挡位要求转 

动顺畅,接触石r ;开关应 备防水性能;开关触点 

降小大了 16 l11、/A,经耐久性试验后,开关触点压 

降小犬下60 mV/A 

~一 彻一一一~一靴  一一 一~一~ 一~ 一 ~一. ~一., 凇礼一 圳一 一 一¨ 

一 一 一一~一.一 ~ 一~ 一 一 

没 一~ ~ ~一强 孙  一 

J、 用 

4结束语 

通过对摩托车j {停技术的』、 川, I『以大大地降 

低摩托乍的肩动噪,{ ;同时也n丁以减少在,fiIK 乘 

骑时的油耗及排放 

摩托车在实现 停控制功能后,随着人f『J对摩 

托车功能要求也越来越多;通过H前住汽^_. 所刖 

的新技术,如智能开肩大灯功能、尤钏匙开锁 乍功 

能及GPS定位功能等都可以运川剑摩托车f 米 当 

然,这还需要后期孜孜不倦地对新技术进行研究和 

参考文献 

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2 j长石.刘晓志.电_r技术I .北京:机械 

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ff{版 ,2012 

3陈浩,邓J 云.机械波汁 础IM1.北京:科学m版十l ,2016 

与应用IM1.J匕 :人RIIfI;【U¨{版 

(II 稿¨期:2()l 7一()5—19) 

冬1 8熄火外火 

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