Le resserrement continu des exigences environnementales pour les véhicules à moteur à combustion interne oblige les constructeurs automobiles à implémenter divers dispositifs sur leurs produits. L'une de ces unités est le système start-stop, qui contrôle le fonctionnement de l'unité motrice en cas de ralenti dans les embouteillages et aux feux de signalisation. Grâce à cela, le moteur est redémarré sans la participation du conducteur.
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Le but de l'invention du système Start-Stop
Les études menées sur les modes de déplacement des véhicules ont montré que jusqu'à un tiers du temps de fonctionnement, le moteur est au ralenti. Cela est dû au trafic urbain dense avec des temps morts fréquents aux feux de signalisation. Pour réduire les émissions nocives, il a été proposé d'introduire le brouillage et le démarrage automatiques de l'unité motrice.
Toyota a commencé à utiliser des arrêts de moteur forcés sur un certain nombre de modèles dès le milieu des années 1970. Mais l'introduction massive des arrêts de démarrage remonte à la période post-2005.
Le système permet:
- réduire la consommation de carburant;
- réduire le nombre d'émissions dans l'atmosphère;
- réduire le bruit de la voiture lors des arrêts.
Comment fonctionne le système start-stop
Le système start-stop fonctionne sur le principe de l'arrêt forcé du moteur après l'arrêt de la voiture et le redémarrage automatique. L'arrêt du mouvement du véhicule est enregistré par un capteur de vitesse qui transmet un signal à l'unité de commande. En même temps, des informations sur le régime du moteur sont reçues. Sur les machines à boîte manuelle, il est nécessaire de mettre le levier au point mort et de relâcher la pédale d'embrayage. Les voitures à transmission automatique activent le système lorsque la pédale de frein est maintenue enfoncée.
Sur la base de ces paramètres, le moteur s'arrête. Le fonctionnement du climatiseur ou du système audio se poursuit à partir de la batterie. En même temps, un indicateur sur le combiné d'instruments s'allume, informant le conducteur du fonctionnement du système.
Pour terminer le cycle de démarrage, vous avez besoin de:
- sur les véhicules à transmission manuelle - appuyez sur la pédale d'embrayage;
- sur une voiture à transmission automatique - relâchez la pédale de frein.
Un capteur spécial est installé sur les batteries des voitures avec un système start-stop, qui détermine le niveau de charge et la possibilité de redémarrer le moteur. Lorsque la tension aux bornes de la batterie baisse, le système s'éteint automatiquement.
Un aperçu des principes de la fonction Start / Stop sur la septième génération de VW Passat est présenté dans la vidéo du canal Dmitry Force.
Conception du système
Le système utilise un grand nombre de capteurs et d'unités de commande. La liste et le diagramme se réfèrent aux véhicules Volkswagen, car ce sont les véhicules start-stop les plus courants. Les produits d'autres constructeurs automobiles présentent des différences de conception mineures.
Schéma de principe des composants du système start-stop
Le système comprend les composants suivants:
| Désignation sur le schéma | Nom |
| ET | Batterie d'accumulateur |
| DE | Générateur sur moteur |
| C1 | Régulateur de tension embarqué |
| B | Entrée |
| F | Interrupteur de fin de course pour signaux de freinage |
| F36 | Commutateur de pédale d'embrayage |
| F416 | Bouton de commande du système marche-arrêt |
| G62 | Capteur de température de liquide de refroidissement |
| G79 | Capteur de position de la pédale d'accélérateur |
| G701 | Capteur sans contact pour la position neutre du levier de vitesses (sur la mécanique), installé sur le dessus du carter |
| J104 | Contrôleur du système de freinage antiblocage |
| J255 | Régulateur de climatisation ou de climatisation |
| J285 | Tableau de bord |
| J367 | Surveillance du niveau de charge de la batterie |
| J393 | Régulateur de confort |
| J500 | Direction assistée électrique avec contrôleur |
| J519 | Unité de contrôle des paramètres réseau embarquée |
| J532 | Système de stabilisation de tension (nécessaire au bon fonctionnement de l'électronique) |
| J533 | Canal de diagnostic |
| J623 | Unité de contrôle de fonctionnement de l'unité de puissance |
| J791 | Assistant de stationnement |
De plus, le système utilise:
- 1 - direction assistée;
- 2 - capteur de vitesse;
- 3 - divers capteurs sur le moteur;
- 4 - capteur de la ceinture de sécurité du conducteur bouclée;
- 5 - installation climatique;
- 6 - borne 50R;
- 7 - borne 30;
- 8 - système multimédia embarqué.
Les batteries remplies de fibre de verre (EFB) sont utilisées pour augmenter le nombre de démarrages du moteur. L'électrolyte dans de tels dispositifs est situé à l'intérieur des pores d'un tissu en fibre de verre pris en sandwich entre les plaques de batterie. Les batteries sont sans entretien et fournissent un ampérage de démarrage accru.
Schéma de conception de batterie EFB Une autre différence entre les machines avec un système start-stop est le générateur et le régulateur de tension, connectés via un bus de données numériques. Une telle connexion vous permet de contrôler les paramètres des nœuds et d'utiliser ces données pendant le fonctionnement du système. Le démarreur a une résistance et une durabilité accrues. Les enroulements sont adaptés à des démarrages répétés et répétés à de courts intervalles.
L'électronique comprend un régulateur de tension spécial avec une puissance de sortie de 180 à 300 W. Un dispositif de stockage d'énergie électrique est installé à l'intérieur, qui est transmis au réseau de bord via un redresseur électronique. L'appareil adoucit l'ondulation de tension aux moments du fonctionnement du démarreur. Pour cette raison, pendant le fonctionnement marche-arrêt, le système multimédia, le combiné d'instruments et les lampes d'éclairage externes ne sont pas éteints.
Sur un certain nombre de voitures (par exemple, Honda ou Mercedes-Benz), il existe un système start-stop basé sur un générateur réversible. L'appareil est équipé d'une courroie d'entraînement renforcée et d'un tendeur spécialement conçu. Un tendeur commutable permet à la machine électrique de fonctionner en mode alternateur ou démarreur. L'avantage de la conception est un fonctionnement silencieux et une réponse rapide (2 fois plus rapide qu'avec un démarreur conventionnel).
Système de générateur réversible La société japonaise Mazda propose un système original basé sur le principe d'injection et d'allumage du mélange carburant dans les cylindres. Le moteur est arrêté par un signal des capteurs, tandis que les pistons sont arrêtés dans une certaine position. Après avoir donné un signal de départ, la position des pistons est interrogée. Selon les données reçues, l'unité de commande injecte du carburant dans les cylindres et s'enflamme dans une séquence donnée. Une impulsion supplémentaire au vilebrequin est donnée par un démarreur qui est connecté pendant une courte période.
Système Start-Stop de Mazda Conditions d'activation du système
Après avoir mis le contact, le réseau de bord est interrogé pour s'assurer des conditions d'activation du système:
- la voiture est à l'arrêt;
- le moteur tourne au ralenti;
- le système de refroidissement est réchauffé à une certaine température (15-25 ° C, selon le constructeur automobile);
- le système de freinage est opérationnel (sur un certain nombre de voitures, la pression est mesurée dans le servofrein à dépression);
- la batterie de la voiture est suffisamment chargée et réchauffée;
- le système de microclimat est correctement configuré (la différence entre les températures externe et interne ne dépasse pas une certaine valeur, généralement le seuil est de 5 à 6 ° C);
- il est vérifié sur un moteur diesel (pendant la procédure start-stop, il est désactivé);
- le conducteur porte une ceinture de sécurité;
- panneaux de carrosserie externes fermés (portes, capot);
- la pédale d'embrayage est enfoncée et le levier de la boîte de vitesses est au point mort (pour transmission manuelle);
- la pédale de frein est complètement relâchée (pour les transmissions automatiques).
Le non-respect d'au moins une des conditions énumérées entraîne l'arrêt du système start-stop. La réinitialisation n'est possible qu'après la remise en marche du système d'allumage.
Avantages et inconvénients du système start-stop
Selon les avis des propriétaires, les avantages suivants de l'utilisation du système peuvent être distingués:
- réduction de la consommation de carburant et, par conséquent, des émissions de substances nocives dans l'atmosphère;
- l'utilisation d'une batterie améliorée et d'un démarreur puissant facilite le démarrage du moteur à basse température.
Il existe de nombreux autres inconvénients:
- Le système fournit de bons paramètres d'économie uniquement lors de la conduite d'un feu à un autre. Lorsque vous conduisez dans des embouteillages persistants, lorsque la voiture roule sur plusieurs mètres et s'arrête, le démarrage-arrêt est moins efficace. De plus, à cause de l'activation fréquente du démarreur, le niveau de charge de la batterie diminue, ce qui n'a pas le temps d'être réapprovisionné. En conséquence, le système s'éteint automatiquement. Les tests effectués ont montré que l'efficacité du start-stop dans ces situations diffère de 2 fois.
- Augmentation de la charge de la batterie, ce qui entraîne sa détérioration rapide. Le coût d'une batterie EFB est de 50 à 60% plus élevé que celui des batteries conventionnelles.
- Installation d'un démarreur renforcé capable de démarrages fréquents. L'appareil est cher.
Noms de systèmes par différents fabricants
Presque toutes les entreprises automobiles utilisent l'expression «start-stop» dans le nom du système:
- la version de BMW a la désignation Auto Start Stop et de Mercedes-Benz - ECO start / stop;
- mazda désigne l'appareil comme i-STOP ou i-ELOOP;
- kIA sud-coréen utilise le terme système Intelligent Stop and GO;
- pour les véhicules Porsche, la désignation Auto Start-Stop-Funktion est utilisée.
Désactiver le système start-stop
Malgré les avantages du système, vous devez parfois l'éteindre:
- Les constructeurs automobiles ont fourni un bouton spécial, en appuyant sur lequel le conducteur désactive le système start-stop. Cependant, cette fonction ne fonctionne que pendant un cycle d'allumage. Lors du redémarrage du moteur, le bouton doit être à nouveau enfoncé.
- Il est possible de contourner le démarrage du système en déconnectant le fil de signal du capteur de niveau de batterie. Dans ce cas, des icônes apparaîtront sur le combiné d'instruments, indiquant les tentatives de fonctionnement du start-stop. Il y aura une erreur dans la mémoire de l'unité de contrôle, mais cela n'affectera pas les caractéristiques de la voiture. Le point négatif sera le manque de communication entre l'électronique et la batterie, ce qui ne permettra pas à la voiture de contrôler automatiquement le niveau de charge. Sur certains véhicules Volkswagen, il est possible de désactiver les icônes du combiné d'instruments via l'interface de diagnostic. Cependant, cette option dépend de la version du combiné d'instruments installée sur le véhicule.
- Il est possible de déconnecter le start-stop en retirant la fiche du bouton de commande de fonction. L'unité de contrôle détecte un circuit ouvert et arrête le système.
- Souder le condensateur dans le circuit de commande des boutons. La capacité supplémentaire émule la situation de démarrage du moteur en appuyant sur un bouton. L'unité de commande, recevant un tel signal, désactive le système. La solution ne convient pas à tous les véhicules.
- Sur certains véhicules Volkswagen, il est possible de désactiver complètement le système à l'aide du programme de diagnostic VASYa-diagnostician. L'opération est réalisée dans des centres spécialisés ou indépendamment, si le propriétaire dispose du matériel et peut l'utiliser.
galerie de photos
Vidéo
Les méthodes de désactivation de la fonction Start / Stop sur les voitures BMW sont présentées dans la vidéo filmée pour la chaîne BimmerDoc.
Le système Stop & Start (dans une autre interprétation - le système Start & Stop) est conçu pour économiser du carburant, réduire les émissions nocives et le bruit en réduisant le temps de ralenti du moteur. Comme le montre la pratique du fonctionnement de la voiture, le mode ralenti représente jusqu'à 30% du temps de fonctionnement total du moteur. Ceci est facilité par des arrêts fréquents aux feux de signalisation, des embouteillages, qui sont des attributs d'une grande ville.
Jusqu'à récemment, le système Stop & Start était principalement utilisé dans les véhicules hybrides. Aujourd'hui, la situation change radicalement. Presque tous les grands constructeurs automobiles ont des voitures équipées de ce système dans leur gamme de modèles.
Le principe de fonctionnement du système Stop-Start est de couper le moteur lorsque le véhicule est arrêté et de le démarrer rapidement en appuyant sur la pédale d'embrayage (transmission manuelle) ou en relâchant la pédale de frein (transmission automatique).
Structurellement, le système Stop-Start combine un dispositif qui fournit plusieurs démarrages du moteur et un système de contrôle électronique.
Il existe plusieurs approches pour implémenter la fonction de démarrage de plusieurs moteurs:
- démarreur renforcé;
- générateur réversible (démarreur-générateur);
- injection de carburant dans les cylindres et allumage du mélange.
Le plus simple et le plus fiable en termes de conception est le système Arrêter et démarrer de Bosch. Grâce à ce système, le nom «stop-start» est devenu un nom commun pour le reste des systèmes. Le système est installé sur les voitures Audi, BMW, Volkswagen et permet une réduction de la consommation de carburant et des émissions nocives jusqu'à 8%.
Le système est basé sur un démarreur spécial conçu pour un grand nombre de démarrages du moteur et avec une durée de vie prolongée. Le démarreur est équipé d'un mécanisme d'entraînement renforcé à faible bruit, qui garantit un démarrage rapide, fiable et silencieux du moteur.
Le système de contrôle arrête et démarre le moteur, ainsi que contrôle la charge de la batterie. Comme tous les systèmes électroniques modernes, il comprend des capteurs d'entrée, une unité de commande et des actionneurs.
Le système ne dispose pas de sa propre unité électronique, mais utilise la puissance de l'unité de commande du moteur, dans laquelle le logiciel correspondant est installé. Les actionneurs du système sont des injecteurs du système d'injection, des bobines d'allumage et un démarreur.
Le fonctionnement du système Stop & Start est cyclique (arrêt-démarrage). L'arrêt du moteur se produit dans les conditions suivantes:
- arrêt complet de la voiture;
- mettre le levier de vitesses au point mort et relâcher la pédale d'embrayage - pour une voiture avec une boîte de vitesses manuelle;
- pédale de frein enfoncée - pour les véhicules à transmission automatique.
De plus, au moment de décider d'arrêter le moteur, le système évalue le régime du moteur, la température du liquide de refroidissement, le niveau de charge de la batterie et le mode de fonctionnement du climatiseur.
Lorsque le moteur ne tourne pas, les consommateurs d'énergie électrique (climatiseur, système audio, etc.) sont alimentés par la batterie d'accumulateurs.
Lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée (relâchement de la pédale de frein sur un véhicule à transmission automatique), le système active le démarreur et démarre le moteur. À l'avenir, le cycle du système se répète.
Si la valeur de la charge de la batterie tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, le système est désactivé sur la base du signal du capteur correspondant et de la commande de l'unité de commande. Le système est mis en marche après avoir chargé la batterie. Le système peut être désactivé de force à l'aide d'un bouton dédié sur le tableau de bord.
Système start-stop la prochaine génération coupe le moteur déjà en train d'arrêter la voiture (jusqu'à ce qu'il s'arrête complètement), permettant ainsi une économie de carburant encore plus grande. Le processus d'arrêt de la voiture est reconnu par le boîtier de commande en fonction de certains paramètres de conduite: la vitesse avant le freinage, la vitesse à l'heure actuelle, l'absence de pente de route, le manque de manœuvres. Si les paramètres de conduite ne correspondent pas aux valeurs prédéfinies, le système se déclenche après un arrêt complet du véhicule.
Le système a une conception similaire ISG (Stop & Go au ralenti) de Kia Motors. La principale différence de ce système est le contrôle du générateur de voiture. Ainsi, à une charge élevée sur le moteur pour réduire la consommation de carburant, le générateur est éteint, lors du freinage, le générateur est mis en marche et la batterie est rechargée. Lorsque la puissance de la batterie tombe en dessous de 75% de la valeur nominale, le système s'éteint. Le système s'éteint également lors de l'utilisation du climatiseur.
Système ÉTOILES (Système réversible d'alternateur de démarreur), fabriqué par Valeo, utilise un générateur réversible dans son travail. Le système est installé sur les voitures Citroën, Mercedes et permet de réduire la consommation de carburant jusqu'à 10%.
Générateur réversible est une machine électrique à courant alternatif qui, selon les conditions, peut jouer le rôle de générateur et de démarreur. Le fonctionnement du générateur réversible est assuré par une courroie d'entraînement spéciale et un tendeur réversible, qui permet le transfert de force dans deux directions. L'alternateur réversible fonctionne silencieusement et a un temps de démarrage plus court (0,4 s contre 0,8 s pour un démarreur conventionnel).
Le système STARS est contrôlé à l'aide d'une unité de commande électronique distincte qui interagit avec l'unité de commande du moteur. La composition des capteurs d'entrée est similaire à celle des autres systèmes Stop-Start.
Un autre développement de ce système est l'utilisation du freinage par récupération pour créer de l'énergie supplémentaire et réduire la consommation de carburant.
Mazda a développé un système SISS (Système d'arrêt intelligent au ralenti), qui est une alternative aux autres systèmes Stop & Start. Un autre nom pour le système j'arrête... Il utilise l'injection de carburant dans les cylindres et enflamme le mélange air-carburant pour démarrer le moteur à plusieurs reprises. Le système est installé sur les moteurs à essence équipés d'une injection directe de carburant.
Pour assurer le fonctionnement du système SISS, les pistons des cylindres sont arrêtés dans certaines positions optimales pour un démarrage ultérieur du moteur. Lorsque le véhicule se met en mouvement (lorsque la pédale de frein est relâchée), du carburant est injecté dans les cylindres et le mélange air-carburant s'enflamme, démarrant ainsi le moteur. Lors du démarrage du moteur, en plus de l'énergie de combustion du carburant, l'énergie du démarreur est utilisée, qui est allumé pendant une courte période.
La réduction de la consommation de carburant lors de l'utilisation de ce système atteint 9%. SISS ne fonctionne qu'avec des transmissions automatiques.
Le système start-stop économise du carburant, réduit le bruit et les émissions en réduisant le temps de ralenti du moteur. La pratique du fonctionnement de la voiture montre qu'en mode ralenti, le moteur tourne jusqu'à 30% du temps. Ceci est facilité par la circulation avec des arrêts fréquents aux feux et aux embouteillages - les attributs d'une grande ville.
Jusqu'à récemment, la technologie start-stop était perçue exclusivement comme un élément des véhicules hybrides. Aujourd'hui, la situation a considérablement changé, la plupart des principaux constructeurs automobiles ayant élargi leur gamme de véhicules équipés d'un tel système. La fonction start-stop, selon les experts, apparaîtra sur la moitié des voitures particulières produites d'ici 2015.
Comment fonctionne le système start-stop très simple: lorsque le véhicule est arrêté, le moteur est coupé, et lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée (si une transmission manuelle est installée) ou que la pédale de frein est relâchée (si une transmission automatique est installée), le moteur démarre rapidement.
La conception du système start-stop devrait inclure les éléments suivants:
- dispositif pour le démarrage de plusieurs moteurs;
- système de contrôle.
La fonction de démarrage répété du moteur peut être réalisée avec:
- démarreur renforcé;
- générateur réversible (démarreur-générateur);
- injection de carburant dans les cylindres et allumage du mélange;
- hydrostarter.
Système start-stop avec générateur renforcé
La solution la plus simple et la plus fiable d'un point de vue technique est le système Start & Stop de Bosch. Grâce à ce système, le nom «start-stop» est devenu un nom familier pour tous les systèmes de ce type. Le système «Start & Stop» est installé sur les voitures VW, BMW, Audi, etc., permettant une réduction de 4% de la consommation de carburant d'une voiture particulière et de ses émissions de CO 2 dans le «Nouveau cycle de conduite européen» (NEDC) et jusqu'à 8% dans le cycle urbain.
Le système "Start & Stop" est basé sur un démarreur renforcé, qui a une durée de vie prolongée (conçu pour un grand nombre de démarrages du moteur). Le démarreur est également équipé d'un mécanisme d'entraînement spécial à faible bruit, qui garantit un démarrage rapide, fiable et répété du moteur.
Le système «Start & Stop» remplit les fonctions d'arrêt et de démarrage du moteur, en surveillant le niveau de charge de la batterie. Le système n'a pas sa propre unité de commande électronique, mais utilise les capacités de l'unité de commande du moteur, où le logiciel correspondant est installé.
Du fait que les composants du système Start & Stop ne sont pas plus grands que les composants conventionnels, le système Bosch peut être facilement intégré dans presque tous les véhicules. Cependant, certaines unités et certains systèmes nécessitaient une adaptation supplémentaire pour fonctionner en mode marche-arrêt. Ils sont listés dans le tableau ci-dessous (une variante du système avec un générateur renforcé est envisagée à l'aide de l'exemple du système start-stop inclus dans le pack BlueMotion pour les véhicules Volkswagen).
| Nœud / système | Mesures d'adaptation mises en œuvre |
|---|---|
| Unités de contrôle (en général) | Extension des codes de programme des unités de commande d'un bit d'information pour le système start-stop (s'applique aux unités de commande qui affectent ou dépendent du système start-stop) |
| Générateur | Connecté via LIN à l'interface de diagnostic du bus de données |
| Batterie | Batterie remplie de fibre de verre pour des temps de cycle plus longs |
| Entrée | Augmentation de la résistance à l'usure |
| Réseau embarqué | Un capteur spécial sur le pôle négatif pour surveiller l'état de la batterie en fibre de verre. Nouveau câblage à la batterie. L'unité de commande pour la surveillance de l'état de la batterie via le bus LIN est connectée à l'interface de diagnostic du bus de données. |
| CSI | Capteur de reconnaissance d'engrenage (capteur avec sortie analogique ou capteur avec signal de sortie modulé en largeur d'impulsion) |
Le dispositif du système star-stop avec le générateur renforcé "VW BlueMotion"
Vous trouverez ci-dessous un schéma du système start-stop avec un générateur VW BlueMotion amélioré. La conception des systèmes d'autres fabricants ne diffère pas de manière significative.
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| L'image peut être agrandie. Symboles des éléments du système à l'aide de l'exemple d'un réducteur mécanique: | |||
| UNE | Batterie | J623 | Calculateur moteur |
| C | Générateur | J791 | Calculateur d'aide au stationnement |
| C1 | Régulateur de tension | 1 | Direction assistée électromécanique |
| B | Entrée | 2 | Signal de vitesse, capteur de distance |
| F | Interrupteur de lumière de frein | 3 | Systèmes de commande du moteur (par ex. Allumage, alimentation électrique, formation de mélange, recirculation des gaz d'échappement, remplissage d'air secondaire, épuration des gaz d'échappement, etc.) |
| F36 | Commutateur de pédale d'embrayage | 4 | Reconnaissance de la ceinture de sécurité |
| F416 | Bouton d'alimentation du système Start-Stop | 5 | Chauffage, ventilation, climatisation |
| G62 | Capteur de température de liquide de refroidissement | 6 | Terminal 50R |
| G79 | Capteur de position de la pédale d'accélérateur | 7 | Terminal 30 |
| G701 | Capteur de position neutre de la boîte de vitesses (uniquement pour la boîte de vitesses manuelle) | 8 | Magnétophone radio, système de navigation radio |
| J104 | Unité de contrôle ABS | ||
| J255 | Unité de commande Climatronic | ||
| J285 | Unité de commande du combiné d'instruments | ||
| J367 | Unité de contrôle de surveillance de batterie avec capteur de batterie | ||
| J393 | Unité de commande centrale du système confort | ||
| J500 | Calculateur de direction assistée | ||
| J519 | Unité de contrôle d'alimentation embarquée | ||
| J532 | Régulateur de tension | ||
| J533 | Interface de diagnostic du bus de données | ||
Fonctionnement du système Bosch Star-Stop
Le système "Start & Stop" fonctionne comme suit. Lorsque la machine s'arrête devant un feu de signalisation ou dans un embouteillage, le système, basé sur le signal du capteur de vitesse du vilebrequin, coupe le moteur. Les consommateurs d'électricité (climatiseurs, systèmes audio, etc.) sont alimentés par une batterie d'accumulateurs. Lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée (relâchement de la pédale de frein sur un véhicule à transmission automatique), le système active le démarreur et démarre le moteur. Ce cycle d'arrêt et de démarrage du moteur est répété autant de fois que nécessaire.
De nombreux conducteurs s'inquiètent du fait qu'en utilisant le système d'arrêt en étoile, ils se retrouveront avec une batterie déchargée (par exemple, en cas de gel sévère). Cependant, ces craintes ne sont pas fondées, car si la valeur de la charge de la batterie tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, le système est éteint sur la base du signal du capteur correspondant. La fonction marche-arrêt est activée uniquement après la charge de la batterie. De plus, la fonction "Start & Stop" peut être désactivée de force avec un bouton spécial sur le tableau de bord.
Système start-stop avec générateur réversible
STARS (Starter Alternator Reversible System) de Valeo utilise un générateur réversible dans son fonctionnement. Le système est installé sur les voitures «Citroën», «Mercedes» et permet de réduire la consommation de carburant jusqu'à 10%.
Alternateur réversible Une machine électrique à courant alternatif, qui, selon les conditions, peut remplir à la fois les fonctions de générateur et de démarreur.
Le fonctionnement du générateur réversible est assuré par une courroie d'entraînement spéciale et un tendeur réversible, qui permet de transmettre la puissance dans deux directions. L'alternateur réversible est silencieux et a un temps de démarrage plus court (0,4 seconde contre 0,8 seconde pour un démarreur conventionnel).
Système start-stop avec injection de carburant
Mazda a développé le SISS (Smart Idle Stop System) comme alternative aux autres systèmes de démarrage / arrêt. Ce système utilise l'injection de carburant dans les cylindres et enflamme le mélange air-carburant pour démarrer le moteur à plusieurs reprises. Le système est installé sur les moteurs à essence équipés d'une injection directe de carburant.
Pour que ce système fonctionne, les pistons doivent s'arrêter dans une position strictement définie, de sorte que chaque cylindre dispose du volume d'air nécessaire pour un démarrage optimal du moteur dans le futur. Le système d'arrêt de ralenti intelligent surveille la position des pistons pendant l'arrêt du moteur. "SISS" énumère les cylindres, et dès que le mouvement commence (lorsque la pédale de frein est relâchée), du carburant est injecté dans les cylindres et le mélange air-carburant s'enflamme, c'est-à-dire que le moteur démarre. Lors du démarrage du moteur, en plus de l'énergie de combustion du carburant, l'énergie du démarreur est utilisée, qui est allumé pendant une courte période.
Pour les véhicules à transmission automatique, le processus de démarrage prend 0,35 seconde, ce qui est presque deux fois plus rapide que les systèmes conventionnels. De plus, Mazda SISS garantit un démarrage rapide du moteur dans chaque cas individuel. Le conducteur ne doit pas ressentir de retard lorsqu'il veut quitter un endroit.
Lors de l'utilisation de ce système, il atteint 9%. Le système start-stop SISS fonctionne uniquement avec une transmission automatique.
Alternative hydraulique
Pour le segment des poids lourds, qui représente environ 30% des émissions nocives, le développement de la société Poclain Hydraulics est le système hydraulique CleanStart. Le composant principal du CleanStart est un démarreur hydraulique léger et compact qui peut être monté directement sur le vilebrequin pour minimiser les pertes mécaniques. Les propriétés inhérentes à un entraînement hydrostatique (le moment atteint dans ce cas 800 N ∙ m) permettent de démarrer des moteurs lourds d'un volume allant jusqu'à 16 litres presque instantanément (le temps de démarrage est de 0,4 seconde) sans bruit ni vibration. Par conséquent, ce développement a été particulièrement intéressé par les fabricants de bus, dont le bloc d'alimentation peut être éteint non seulement en prévision du signal d'autorisation du feu de signalisation, mais également lors de l'embarquement et du débarquement des passagers à l'arrêt de bus. Ici, le système start-stop offre encore plus d'avantages que dans le segment des voitures particulières.
En plus d'un moteur hydraulique de 15 kW, le circuit du système «CleanStart» comprend plusieurs autres éléments: une pompe (une pompe hydraulique existante alimentant divers types d'équipements auxiliaires peut être utilisée), une vanne de régulation, un accumulateur hydraulique et un réservoir. Pendant que la pompe fonctionne, l'électrovanne dirige une partie du flux de fluide de travail vers l'accumulateur, où l'azote gazeux est comprimé par l'huile à travers la membrane de séparation. L'énergie ainsi stockée est économisée sans pertes pour diverses transformations pour un démarrage ultérieur. La décharge est contrôlée par une vanne proportionnelle, et la puissance n'est pas suffisante pour un, mais pour plusieurs démarrages, la ressource totale du système est d'environ 4 millions de cycles. Il est également important que l'accumulateur permette des cycles de charge et de décharge rapides, ne nécessite pas d'entretien et ait une puissance spécifique plus élevée que les sources d'énergie chimiques. Mais si nous parlons du système "CleanStart" dans son ensemble, il est toujours inférieur à ses concurrents en termes de poids et de dimensions - le poids à vide d'un véhicule équipé d'un démarreur hydraulique augmente d'environ 40 kg, mais pour un bus ou un camion, ce n'est pas une très forte augmentation de poids.
Selon le développeur, un bus équipé du système CleanStart réduit la consommation de carburant de plus de 10% en cycle urbain (12 arrêts d'une durée de 15 secondes à une distance de 7 km). Considérant que l'équipement peut être monté non seulement sur des véhicules neufs, mais également sur des véhicules en fonctionnement, ce système peut être considéré comme une réserve sérieuse pour l'amélioration de l'environnement.
Système start-stop de moto
Honda a développé un système start-stop pour motos et scooters appelé Idling Stop System. Le système fonctionne en mode automatique et fournit un arrêt du moteur à court terme après avoir atteint le régime zéro, ce qui permet d'économiser jusqu'à 7% de carburant. Lorsque vous tournez la manette des gaz, elle allume à nouveau le moteur pour un déplacement ultérieur.
L'introduction du système d'arrêt au ralenti a nécessité des changements importants dans la conception du démarreur, qui a été intégré dans le volant.
De plus, le système de démarrage / arrêt de la moto ne doit être activé qu'après s'être assis sur le siège du conducteur. Puisqu'il n'y a aucune information pertinente du fabricant, nous supposerons qu'un capteur de poids est installé dans le siège, ce qui désactive le système chaque fois que le conducteur quitte son siège.
Système start-stop intelligent avec récupération
La prochaine étape dans le développement des systèmes start-stop est l'utilisation de la récupération d'énergie lors du freinage.
Le système ISG (Idle Stop & Go) de Kia Motors a une conception similaire au système Bosch, mais il existe une différence importante dans le contrôle du générateur de voiture: à charge moteur élevée pour réduire la consommation de carburant, le générateur est éteint, lors du freinage, le générateur s'allume et la batterie est en cours de recharge - l'énergie est récupérée. Si la charge de la batterie tombe en dessous de 75% de la valeur nominale, le système ISG est automatiquement désactivé. Lors de l'utilisation du climatiseur, le système s'éteint également. Un tel système peut être qualifié d'intellectuel.
Probablement dans un proche avenir, les concurrents d'ISG deviendront également des systèmes avec récupération.
Fonctionnement du système start-stop
Si le moteur de la voiture n'est pas encore réchauffé ou si la température extérieure est très basse, le système start-stop ne fonctionnera pas. Il s'éteindra également en cas de consommation d'énergie très élevée (par exemple, lors de l'utilisation d'un climatiseur), d'une charge insuffisante et après avoir appuyé à plusieurs reprises sur la pédale de frein. La Russie a un long hiver, pendant lequel le système ne se justifiera pas pleinement, mais en été, en automne et au printemps, il économisera un peu de carburant.
Comment le système start-stop affectera-t-il l'usure de la batterie ou du démarreur? Pas question, car les voitures sont équipées d'unités renforcées. Par exemple, les emplacements du support de démarreur, qui sont soumis à des charges très lourdes, ont une grande marge de sécurité, ils ne doivent donc pas se casser pendant toute la durée de fonctionnement.
Bosch fournit ses systèmes start-stop aux constructeurs automobiles depuis 2007. Pendant ce temps, une expérience s'est accumulée qui permet à l'entreprise d'occuper une position de leader dans le développement, la production et le diagnostic des dysfonctionnements de ces systèmes et composants, leur entretien et leur réparation. En prenant l'exemple des produits de l'entreprise, nous tenterons de trouver les «pièges» du nouveau système.
Le nombre de voitures particulières équipées d'un système qui réduit la consommation de carburant et les émissions de CO2 de 5 à 8% est en constante augmentation. Selon les prévisions, en 2013, une nouvelle voiture sur deux, de la ville compacte à la voiture de sport exécutive ou high-tech, sera équipée d'un système start-stop.
Comme tous les autres composants et assemblages d'une voiture, ce système nécessitera une réparation et un entretien de haute qualité. Pour évaluer son état technique et dépanner, vous avez besoin d'au moins un testeur de diagnostic approprié, tel que le KTS de Bosch. Il est également utilisé pour enregistrer une nouvelle batterie dans le système de surveillance et de gestion de batterie. L'enregistrement est nécessaire pour garantir des performances de démarrage-arrêt optimales. Ces conditions suffisent à elles seules pour comprendre que même un simple remplacement de batterie doit être effectué dans un atelier. Un mécanicien automobile peut également «casser du bois». Afin d'éviter les erreurs, il est important pour lui de disposer des informations nécessaires. Le logiciel Bosch ESI contient des données sur tous les véhicules équipés de systèmes start-stop et fournit des instructions de réparation et d'entretien, des informations système et un catalogue de pièces. Il est conseillé à l'employé de disposer d'un équipement spécial tel que le testeur BAT 131 pour vérifier l'état des batteries et le système de diagnostic Bosch FSA qui détermine l'état des capteurs.
Les batteries marche-arrêt ne diffèrent pratiquement pas des batteries traditionnelles. Photo: Bosch
Les sources d'alimentation d'une puissance et d'une fiabilité accrues peuvent être appelées le cœur du système. Le démarrage du moteur est le mode de fonctionnement de la batterie le plus intense, nécessitant un retour rapide d'une énorme quantité d'énergie électrique. Et si dans une voiture de conception traditionnelle la batterie ne subit un tel choc que quelques fois par jour, en présence d'un système start-stop, de telles surcharges peuvent survenir toutes les heures, voire toutes les minutes. Pour économiser le carburant, les experts conseillent d'éteindre le moteur chaque fois qu'un arrêt de plus de 30 secondes est prévu. Pensez par vous-même combien de fois vous devrez démarrer le moteur lorsque vous «conduisez» dans un embouteillage. Et la batterie doit non seulement assurer des démarrages fréquents et fiables du moteur, mais également maintenir le fonctionnement de tous les consommateurs d'électricité pendant un arrêt - des lampes d'éclairage à la climatisation et à la «musique». La batterie rechargeable doit offrir des performances élevées, être résistante aux charges cycliques élevées et pouvoir se recharger rapidement. Il doit fournir de l'énergie lorsque le moteur est fréquemment démarré, ainsi qu'alimenter les appareils électriques nécessaires pendant la phase d'arrêt. Une batterie normale ne durera pas longtemps dans ces conditions. Bosch, par exemple, dispose de deux lignes de batteries dédiées - la Bosch S5 EFB (avec électrolyte liquide) et S6 AGM (avec fibre de verre absorbante). À propos, il est important de se rappeler que la batterie EFB peut être remplacée par une autre de la même chose ou par une batterie AGM. Si une batterie AGM a été installée à l'origine, elle ne peut être remplacée que par une batterie du même type. La sélection correcte de la batterie peut être effectuée à l'aide du logiciel ESI de Bosch, qui fournit également des instructions sur la façon de remplacer la batterie.
Dans les nouvelles conditions, ce ne sont pas seulement les batteries qui tombent. Les démarreurs spécialement développés par Bosch pour les systèmes start-stop sont conçus pour beaucoup plus de démarrages moteur et ont des roulements renforcés, des engrenages planétaires améliorés et un collecteur optimisé. En effet, beaucoup plus souvent impliqués dans le travail, ils doivent résister non seulement à des charges mécaniques, mais également thermiques. Beaucoup de nos automobilistes se souviennent des pannes complètes (quoique temporaires) du démarreur surchauffé, qui "amélioraient" leur "Zhiguli" en enlevant l'écran thermique sous le tuyau d'échappement.
Système start-stop. Photo: Bosch
Il existe également des exigences particulières pour les générateurs. Non seulement ils ont besoin d'une puissance accrue pour compenser l'augmentation de la consommation d'énergie des batteries causée par les démarrages fréquents et le travail des consommateurs aux arrêts, mais aussi pour commencer à produire de l'électricité déjà au ralenti. Les batteries doivent être rechargées rapidement et dans toutes les conditions.
La fonction start-stop a été «juste» ajoutée à l'unité de commande électronique du moteur déjà familière en ajoutant les capteurs nécessaires (tels que l'état de la batterie ou les capteurs de vitesse de roue). Nous avions également besoin de convertisseurs DC / DC supplémentaires (DC vers DC à nouveau). Ils stabilisent la tension dans le système lorsque la voiture commence à bouger et assurent le bon fonctionnement de la radio, du système de navigation et du casque mains libres. Pour ceux qui sont finalement convaincus que "start-stop" est très simple, nous mettons un point épais dans notre histoire. Et à ceux qui ont des doutes parmi les spécialistes, nous vous dirons que le groupe de sociétés Bosch a organisé une formation à la manipulation sûre des systèmes start-stop »dans 43 centres de formation Bosch à travers le monde. Une hotline technique Bosch est disponible pour les employés des stations-service qui rencontrent des problèmes.
Une fois, un collègue de l'institut de recherche électronique a pris un hack. Il est tombé sur le client idéal du ministère: avec de l'argent, mais pas de cervelle. Avec un simple autoradio étranger et une demande de «formation» pour recevoir les émissions de radio nationales en stéréo. Le client était contrarié par le fait que la LED stéréo jaune refusait obstinément de s'allumer. Vous voulez savoir ce que le système de démarrage / arrêt a à voir avec cela?
Mon collègue n'a pas inventé de décodeur stéréo. Il l'a fait plus facilement: il a pris et soudé la LED nocive directement sur le commutateur Mono / Stéréo. Le client s'est immédiatement calmé: si vous appuyez sur le bouton, le voyant clignote en jaune, voici votre chaîne stéréo. Appuyez à nouveau - voici un mono.
L'industrie automobile mondiale démontre depuis un certain temps exactement le même «soin» pour une personne. Seulement au lieu du mode stéréo, qui était autrefois inaccessible à l'homme moyen de la rue, il lui glisse un autre tilleul.
Le premier exemple est l'Euro-6 et d'autres normes. Les honorer honnêtement, sans rapprocher le coût d'une voiture particulière du prix d'un rover, n'est pas encore possible. Celui qui s'est fait prendre est lui-même un imbécile.
Le deuxième exemple est celui des hybrides avec une consommation déclarée d'un litre pour cent. En principe, vous pouvez déclarer zéro litre pour cent - et cela fonctionnera! Après tout, il n'est pas du tout nécessaire d'informer l'acheteur que les cent premiers kilomètres seront transportés par la batterie, qui sera ensuite déchargée.
Troisième exemple - voitures avec mode démarrage / arrêt. Je me suis rendu à un feu de signalisation, je me suis arrêté à un feu rouge - le moteur s'éteint immédiatement, économisant l'essence personnelle et l'air public. Le voyant vert s'allume - vous relâchez le frein (ou vous appuyez sur le gaz - cela arrive parfois), le moteur se réveille rapidement et vous entraîne. La victoire est évidente!
Mais - uniquement sur papier. Et le fait n'est même pas que les centaines et les milliers de lancements supplémentaires affecteront nécessairement la ressource des unités de machine. Et même pas cela, surtout pour de telles machines, il était nécessaire d'inventer des batteries, qui sont une fois et demie, voire deux fois plus chères que les conventionnelles.
Alors, quel est le problème? Et dans ce qui s'est avéré dans la pratique: les voitures start-stop "dorment" franchement aux intersections, et avec l'économie de l'essence aussi, il y avait des problèmes. Et cela s'est avéré ni aujourd'hui ni hier.
Pour que personne ne dise que les Russes ont tout mélangé, et que l'auteur est un frein au progrès (pourtant, ils le diront quand même), tournons-nous vers nos collègues occidentaux. Les journalistes de l'AutoBild allemand ont emmené 15 voitures avec le système start / stop pour un test et ont mis en place une expérience simple: il a été décidé de mesurer le retard de départ à partir d'un feu de signalisation. En d'autres termes, le temps nécessaire pour accélérer la voiture à 20 km / h avec le système activé et désactivé a été pris en compte. Dans le premier cas, le moteur au feu de signalisation a été mis hors tension par les automatiques, et dans le second, il a battu au ralenti minimum, comme d'habitude.
Que vouliez-vous? Par exemple, le Mazda CX-3 Skyactiv-D accélère aux kilomètres d'essai par heure avec une vitesse automatique stupide en 3,15 secondes, bien que sans elle, il ait fait la même chose en seulement 1,54 seconde! Le système médiocre a doublé l'overclocking, mangeant 1,61 s!
La Volkswagen Polo 1.4 TDI (1,48 s de retard supplémentaire) et la Hyundai i30 bleue 1,4 (1,12 s) s'en tiraient un peu mieux. Combien de bips à l'arrière recevront leurs conducteurs à chaque intersection, estimez-vous.
Dans ce contexte, une perte de seulement 20% semble déjà magnifique. C'est exactement ainsi que se sont montrées l'Audi A4 3.0 TDI quattro et la Porsche 911 Carrera. Et la Mercedes-Benz GLC 250 4Matic est généralement recouverte de chocolat: elle n'a duré que 0,08 seconde.
Et maintenant à propos de l'essentiel. Pourquoi avez-vous introduit "start-stop"? Vous pensez économiser du carburant? Heureux celui qui croit. Par exemple, sur la Volkswagen Passat 2.0 TDI, la différence était de… 0,1 l / 100 km! Ceux qui n'y croient pas, je vous invite à suivre le lien. Comparez cette «économie» avec les conditions d'une ville paresseusement rampante - vous compterez moins d'un pour cent.
À propos, personne n'avertit le futur propriétaire de la voiture d'une telle détérioration de la dynamique de la voiture. Dites, payez de l'argent pour l'innovation et sauvez la nature! Et ne pensez pas à la quantité de ressources naturelles qui ont également été abandonnées dans la production de toutes ces cloches et sifflets.
Erreur de calcul? Rien de tel! Le même test a été effectué en 2012! Voici quelques chiffres de l'époque: la BMW 116d a dégradé ses performances de 84%, l'Audi A6 TDI - de 63%, la Volkswagen Passat TDI - de 59%, la Porsche Cayenne - de 47%. Seule une voiture avec une étoile à trois branches sur la calandre a réussi à garder les apparences.
Sinon, comment amener une personne à débourser constamment pour un nouveau produit, si elle est assez satisfaite de l'ancien? Seulement pour interdire l'ancien produit: marteler constamment dans la tête que, disent-ils, ce néandertalien brûle l'air, dévore l'huile, empoisonne les frères à l'esprit. De plus, cela est déclaré au plus haut niveau - en mots, tous les managers défendent l'environnement.
Dans ce contexte, un raisonnement ennuyeux sur les dangers des démarrages fréquents, le coût des cloches et des sifflets fragiles, le coût élevé des batteries AGM semblent non rentables et dépassés. Soit dit en passant, en ce qui concerne les batteries, on nous laisse entendre sans ambiguïté qu’il n’y en aura pas d’autres bientôt. Pourquoi les produire si les batteries AGM peuvent remplacer les vieilles dames dans n'importe quelle situation?
En général, vous appuyez sur un bouton, allumez la bonne ampoule - et tout le monde est heureux.
