專利名稱：發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)及用于汽車的智能啟停方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，優(yōu)選地為一種用于手動擋汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，并且涉及一種利用發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)而進行的汽車優(yōu)選手動擋汽車的智能啟停方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中，人們大規(guī)模使用汽車代步。大量的汽車在提供生活便利的同時，也帶來了沉重的生態(tài)壓力。除了正常行駛時的油耗和排放以外，還存在相當部分的、本應(yīng)被避免的油耗和排放，例如，行車時經(jīng)常會遇到等紅綠燈、堵車、停車聊天或暫時停車處理一些小事情等情況，這些情況下，人們習慣讓汽車發(fā)動機處在怠速工況，這種怠速工況下的油耗和排放則是應(yīng)當力求被避免的。為了實現(xiàn)這一點，目前業(yè)界的做法是采用發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，用來輔助駕駛員進行發(fā)動機啟動和停機。目前汽車發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)多用于混合動力車，普遍使用一個較大功率的啟動電機，該電機兼有常規(guī)汽車的啟動電機和發(fā)電機功能，通過大容量電池供電，直接把汽車拖動起步，同時完成發(fā)動機啟動。發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)的主要目的在于，在不增加駕駛員操作的前提下消減不必要的怠速工況，以便降低油耗減小排放。舉例而言， 由文件CN 101850767A可知一種用于發(fā)動機的快速啟停的方法，其中，控制單元與信息采集單元相連接，信息采集單元采集發(fā)動機安全因素信息和檔位信息，根據(jù)這些信息，控制單元執(zhí)行一系列判斷步驟，在處于N檔時間大于限值且發(fā)動機安全因素都大于安全值的情況下，使發(fā)動機停機，并在出現(xiàn)請求事件的情況下，重新啟動發(fā)動機。從CN 0946307A可知一種類似的發(fā)動機啟停控制方法，其中采用了 ISG代替?zhèn)鹘y(tǒng)啟動電機，并采用發(fā)動機管理控制器，發(fā)動機管理控制器從混合動力車輛控制器HCU接收信號以控制發(fā)動機的怠速停機， 電機控制器控制電機實現(xiàn)發(fā)動機快速啟動。但是，即便是如上述現(xiàn)有技術(shù)中所述那樣，將駕駛員意愿(例如，通過掛N檔操作) 考慮在內(nèi)，通過一個控制器來判斷發(fā)動機停止和重啟的條件是否滿足，從而執(zhí)行停止和重啟步驟，仍然可能存在誤判和誤操作。為了避免這種誤操作，已知一些對此進行改進的方法，例如由CN101994586A可知一種啟?？刂葡到y(tǒng)，其對起動機的狀態(tài)進行判斷。這種系統(tǒng)中，將怠速停機功能劃分為怠速停機使能條件判斷邏輯和觸發(fā)怠速停機邏輯，當?shù)∷偻C使能條件判斷中任意一個條件不滿足，則即使怠速停機功能被觸發(fā)，也不會停機，以便由此避免誤停機；此外，這種系統(tǒng)中將怠速啟動功能劃分為怠速啟動使能條件判斷邏輯和觸發(fā)怠速啟動邏輯，當?shù)∷賳邮鼓軛l件判斷邏輯中有任意一個條件不滿足，則，即使怠速啟動功能被觸發(fā)，也不會啟動，以便由此避免誤起動。此外，由CN101832188A可知一種用于柴油發(fā)動機的啟停控制方法，其采用聯(lián)接在CAN總線上的啟?？刂破鳎跐M足一定條件時，使發(fā)動機怠速停機。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的所有方案都存在一些迄今為止無法克服的缺陷。采用一個控制器(即，舉例而言，發(fā)動機管理控制器)來進行判斷，則該判斷的準確度很大程度上依賴于該控制器的處理能力，高的處理能力意味著高的成本，這使得目前絕大多數(shù)啟?？刂葡到y(tǒng)只能用于對成本較不敏感的新能源汽車例如混合動力汽車。對于現(xiàn)有交通中占絕大多數(shù)的傳統(tǒng)汽車而言，尤其是手動擋汽車而言，啟停技術(shù)仍不能達到可實用的水平。這存在著多方面的原因。例如，現(xiàn)有的啟?？刂萍夹g(shù)對于傳統(tǒng)汽車而言成本過高；傳統(tǒng)汽車尤其是手動檔汽車中，駕駛員的操作遠比混合動力汽車中的操作復(fù)雜(例如，需要旋擰啟動鑰匙、掛檔、踩離合等等)，從而使得，針對混合動力汽車的控制裝置的輸入接口無法監(jiān)控傳統(tǒng)汽車的所有可能影響啟?？刂频牟僮?如離合操作、變速箱操作等等)，因而無法直接應(yīng)用于傳統(tǒng)汽車；現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機控制器的富余處理能力有限，很難通過對其軟件進行更改而在其原有功能之外實現(xiàn)額外的啟?？刂乒δ?，并且，即便是能夠進行更改，更改以后的發(fā)動機控制器也難以確保高的判斷準確度(受處理能力所限)，而一旦出現(xiàn)誤判、尤其是在啟動發(fā)動機時出現(xiàn)誤判，后果將極其嚴重。尤其是，在傳統(tǒng)汽車中，存在駕駛員對離合踏板或換擋桿進行誤操作的可能性，而現(xiàn)有技術(shù)中的所有啟?？刂葡到y(tǒng)都無法應(yīng)對這種誤操作。 為此，現(xiàn)有技術(shù)中采用了一些折衷做法，例如上面已提及的CN101832188A中所述的，通過事先告訴駕駛員啟停系統(tǒng)的特性(例如，事先需給司機講明熄火)以及事先教導(dǎo)駕駛員在發(fā)動機熄火后釋放制動踏板等做法，來避免誤操作。但是顯然，通過改變駕駛員的駕駛習慣來彌補系統(tǒng)的不足，是不具有可操作性的。對于購車者來說，這種要求是不可接受的，而且， 不可能確保每個駕駛員都知道并始終牢記這種針對啟停系統(tǒng)的特殊操作。其結(jié)果必然是， 該啟停系統(tǒng)不被用戶所接受。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)和一種利用發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)進行汽車優(yōu)選手動擋汽車的智能啟停方法。通過本發(fā)明可以實現(xiàn)，無需駕駛員的額外操作就能實現(xiàn)智能啟停從而降低汽車尤其是手動擋汽車的油耗和排放，同時，以很低的技術(shù)成本，在完全不改變駕駛員的駕駛習慣的前提下，確保啟停系統(tǒng)的準確的判斷和操作。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于汽車優(yōu)選用于手動擋汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)包括第一開關(guān)和用于控制第一開關(guān)的發(fā)動機控制模塊 (以下簡稱EMS)，并且，該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)還包括
第二開關(guān)；以及
控制第二開關(guān)的智能傳感控制單元(以下簡稱SSCU)； 其中，
第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)以控制起動機， 且其中，
SSCU獨立于EMS地從離合器傳感器和擋位傳感器采集離合器信號和擋位信號以判斷離合器和變速箱的狀態(tài)，
其中，若離合器為完全分離狀態(tài)或變速箱為空擋狀態(tài)，則SSCU使第二開關(guān)閉合；否則， SS⑶使第二開關(guān)斷開。由此，在本發(fā)明中，起動機具有兩個彼此串聯(lián)的、各由兩個控制單元中的一個所控制的開關(guān)。換而言之，本發(fā)明使用兩個控制單元，即，采用了 EMS并增設(shè)了一個SS⑶。由此，實現(xiàn)了一種在傳統(tǒng)汽車中能夠可靠運行的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無需改變駕駛員的任何駕駛習慣就能夠?qū)崿F(xiàn)與車況相匹配的發(fā)動機停機和重啟，并且，在任何情況下，包括出現(xiàn)駕駛員多余操作動作或誤操作的情況下，都能防止啟動電機的誤觸發(fā)， 杜絕了潛在的危險。具體而言，EMS和SSCU各自獨立地采集離合器傳感器和擋位傳感器信號，且各自負責一個開關(guān)。由此實現(xiàn)了一種串聯(lián)控制，只有EMS所控制的開關(guān)和SSCU所控制的開關(guān)均閉合時，起動機才會觸發(fā)帶動發(fā)動機啟動。在本發(fā)明中，可以采用現(xiàn)有傳統(tǒng)車輛中常用的普通傳感器來確定離合器是否處于完全分離狀態(tài)以及變速箱是否處于空擋狀態(tài)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一種實施例，采用這樣的離合器傳感器，該離合器傳感器帶有頂開關(guān)和底開關(guān)，
離合器實際行程達到離合器額定行程的10%時，頂開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出頂開關(guān)信號， 離合器實際行程達到離合器額定行程的90%時，底開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出底開關(guān)信號， 其中，頂開關(guān)和底開關(guān)均已觸發(fā)，則離合器為完全分離狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種更加優(yōu)選的實施例，該離合器傳感器除了所述頂開關(guān)和底開關(guān)以外還設(shè)置有線性開關(guān)，該線性開關(guān)能夠輸出占空比正比于離合器實際行程的離合器PWM 波信號，該離合器PWM波信號可用于校驗頂開關(guān)信號和底開關(guān)信號。由此，在本發(fā)明中，一方面，在離合器傳感器中實現(xiàn)了信號的重復(fù)校驗，確保了信號無誤；另一方面，兩個控制裝置各自獨立地采集離合器信號，并各自控制兩個相串聯(lián)的開關(guān)中的一個開關(guān)。由此，極大地提高了控制的可靠性。同時，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一種實施例，采用這樣的擋位傳感器，該擋位傳感器能夠輸出擋位PWM波信號，其占空比為50%時，變速箱處于空擋狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種更加優(yōu)選的實施例，該擋位傳感器能夠輸出占空比之和為100% 的兩路擋位PWM波信號，換而言之，除了上述檔位PWM波信號以外，還能夠輸出一路校驗檔位PWM波信號，兩者占空比之和為100%時，擋位傳感器正常；即，兩路信號相互校驗。由此，在本發(fā)明中，一方面，在擋位傳感器內(nèi)部防止了對空擋狀態(tài)的誤判(通過兩路信號的相互校驗)；另一方面，兩個控制裝置各自獨立地采集檔位信號，并各自控制兩個相串聯(lián)的開關(guān)中的一個開關(guān)。由此，同樣極大地進一步提高了控制的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)形成一個串聯(lián)電路，而點火開關(guān)則與該串聯(lián)電路相并聯(lián)。也就是說，點火開關(guān)可以與發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)相獨立控制起動機。由此，即便發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也能夠可靠地啟動發(fā)動機，從而大大地提高了整車的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，SSCU以與EMS中運行的程序步驟無關(guān)的方式持續(xù)地采集離合器信號和擋位信號。這種“持續(xù)”的采集意味著， 視傳感器類型而定，以連續(xù)采集方式、或以采樣頻率極高的周期性采集方式來采集信號，并且，只要發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)被啟用，該采集就一直進行，而與EMS完全無關(guān)，即，不管EMS 當前處于何種狀態(tài)、何種步驟、也不管EMS當前是否在采集離合器信號或檔位信號。也就是，SSCU持續(xù)地采集擋位傳感器和離合器傳感器信號、一直監(jiān)控變速箱空擋狀態(tài)和離合器狀態(tài)并根據(jù)實時監(jiān)控結(jié)果控制第二開關(guān)，一旦變速箱非空擋且離合器不完全分離的情況出現(xiàn)，SS⑶立即控制第二開關(guān)斷開。這就使得，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)完全能夠適用于傳統(tǒng)汽車尤其是能夠良好地適用于手動擋汽車。舉例而言，在現(xiàn)有的啟停系統(tǒng)中，EMS 在第一步驟即信號采集分析步驟中確定了變速箱非空擋而離合器完全分離，則EMS將據(jù)此判定，具備實施發(fā)動機起動的條件；此后，EMS進入第二步驟即車速監(jiān)控步驟，當發(fā)現(xiàn)車速高于一定值時，則判斷存在觸發(fā)條件(即，溜坡觸發(fā))，那么，EMS將接通第一開關(guān)，從而，起動機帶動發(fā)動機啟動。這種控制方案在混合動力車輛中是適宜的，但是在傳統(tǒng)車輛尤其是手動擋車輛中則不適用。例如，在手動擋汽車中，在第一步驟之后在觸發(fā)啟動發(fā)動機之前， 也就是說當EMS完成第一步驟而進入車速監(jiān)控步驟時，完全有可能由于駕駛員的不當操作而導(dǎo)致第一步驟中所得出的結(jié)論已不適用，例如，駕駛員可能已經(jīng)(至少部分地)松開了離合器踏板，即，此時，出現(xiàn)了變速箱非空擋且離合器不完全分離的情況，但是，EMS并不能夠完全可靠地識別出該情況，因為此時EMS處于監(jiān)控車速的步驟而未再次跳轉(zhuǎn)至采集離合器信號的步驟，換而言之，若此時車速高于限制，則EMS會使起動機接通并嘗試“帶動”發(fā)動機，但是事實上，發(fā)動機此時可能本已在高速轉(zhuǎn)動。所造成的后果將極其嚴重，例如，起動機被反拖甚至被打壞。而根據(jù)本發(fā)明，該情況則絕不可能出現(xiàn)，因為SSCU持續(xù)地采集擋位傳感器和離合器傳感器信號，而在上述駕駛員誤操作出現(xiàn)的瞬間，SSCU已將第二開關(guān)斷開，也就是說，即便EMS將第一開關(guān)接通，啟動電機也不會被起動以用于“帶動”發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，EMS與剎車真空度傳感器G)、電池電量傳感器(5)、啟停主開關(guān)(6)、離合器傳感器、擋位傳感器以及起動機狀態(tài)傳感器(14)以信號方式連通且根據(jù)所獲取的信號而控制第一開關(guān)和/或噴油器。EMS根據(jù)多個傳感器的信號來進行判斷，能夠得出與實際情況更加相符的結(jié)論，準確地判斷是否需要進行發(fā)動機停機和重啟。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，EMS運行EMS智停邏輯 (發(fā)動機控制模塊智停邏輯)或稱EMS智停程序以及EMS智啟邏輯(發(fā)動機控制模塊智啟邏輯)或稱EMS智啟程序。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當車輛處于怠速狀態(tài)時，EMS智停邏輯對怠速停機候命條件進行輪詢，怠速停機候命條件包括
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障；
駕駛員在駕駛座上；
發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；
電池電量高于電量預(yù)設(shè)值；
制動真空度高于真空度預(yù)設(shè)值；
冷卻水溫度及水量正常；以及
上次起動后車速最高值大于車速預(yù)設(shè)值；
所有怠速停機候命條件均滿足，則EMS處于怠速停機候命狀態(tài)；否則，EMS處于非怠速停機候命狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當EMS處于怠速停機候命狀態(tài)時，EMS智停邏輯對怠速停機觸發(fā)條件進行輪詢，優(yōu)選地其還繼續(xù)對怠速停機候命條件進行輪詢，其中，怠速停機觸發(fā)條件包括
車速低于車速界限值； 離合器完全接合；以及變速箱處于空擋狀態(tài)；
當所有條件均滿足時，EMS進入怠速停機觸發(fā)狀態(tài)，其中，噴油器停止噴油。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當EMS處于怠速停機觸發(fā)狀態(tài)時，若出現(xiàn)怠速停機中止條件，則EMS進入怠速停機中止狀態(tài)，其中，EMS按照如下準則采取進一步步驟
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則EMS控制噴油器恢復(fù)噴油； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則EMS使第一開關(guān)閉合；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作，也就是，等待發(fā)動機轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降直到低于轉(zhuǎn)速下界限值，然后使第一開關(guān)閉合。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，優(yōu)選地當發(fā)動機已在 EMS控制下停機時，EMS智啟邏輯對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢以判斷是否需要由EMS進行自動啟動。當然也可以設(shè)想，在手動進行發(fā)動機停機之后，也可以進行同樣的輪詢步驟以判斷是否需要由EMS進行自動啟動。其中，發(fā)動機重啟候命條件包括
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障； 駕駛員在駕駛座上； 發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；以及
啟動失敗持續(xù)次數(shù)未超過(次數(shù)的)界限值；
其中，所有發(fā)動機重啟候命條件均滿足則EMS處于發(fā)動機重啟候命狀態(tài)，否則，EMS處于非發(fā)動機重啟候命狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當EMS處于發(fā)動機重啟候命狀態(tài)時，EMS智啟邏輯對發(fā)動機重啟觸發(fā)條件進行輪詢，優(yōu)選地，其還繼續(xù)對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢，其中，發(fā)動機重啟觸發(fā)條件包括
存在駕駛員操作觸發(fā)； 存在溜坡觸發(fā)；和存在車輛需求觸發(fā)；
當EMS處于發(fā)動機重啟候命狀態(tài)時，若發(fā)動機重啟觸發(fā)條件中的任一條件滿足，EMS進入發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)，其中，EMS根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行操作
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則EMS控制噴油器恢復(fù)噴油； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則EMS使第一開關(guān)閉合；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作，也就是，等待發(fā)動機轉(zhuǎn)速繼續(xù)下降直到低于轉(zhuǎn)速下界限值，然后使第一開關(guān)閉合。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當如下條件中任一條件滿足，則EMS智啟邏輯確定，存在駕駛員操作觸發(fā)，這些條件包括
在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器結(jié)合的情況下，出現(xiàn)頂開關(guān)信號； 在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器半離合的情況下，出現(xiàn)底開關(guān)信號；和在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器已完全分離的情況下，擋位傳感器信號占空比與50% 的偏差達占空比界限值。與傳統(tǒng)的判斷方式相比，大大提高了判斷速度，例如，在傳統(tǒng)的方法中，若變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器結(jié)合，則同樣以離合器達到完全分離狀態(tài)為標識來判斷駕駛員是否意圖啟動發(fā)動機，而在本發(fā)明中，當離合器踏板開始被踩下時，就已確認駕駛員意圖啟動發(fā)動機，而無須等待離合器踏板被踩到底，從而，大大提高了響應(yīng)速度。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當條件 變速箱處于空擋狀態(tài)且車速大于限值；和
離合器已完全分離且車速大于限值；
中任一條件滿足，則EMS智啟邏輯確定，存在溜坡觸發(fā)，此時，發(fā)動機啟動以對車輛進行反拖，防止車輛速度過高，同時避免了長時間剎車造成制動器過熱。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當條件 變速箱處于空擋狀態(tài)且電池電量不足；和
變速箱處于空擋狀態(tài)且制動真空度不足；
中任一條件滿足，則EMS智啟邏輯確定，存在車輛需求觸發(fā)，由此確保了電池在任何時刻都具有足夠的電量用于完成后續(xù)的啟動，并確保在任何時刻都能夠提供足夠的真空度以保證制動器功能。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，當EMS處于發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)時，EMS智啟邏輯對發(fā)動機重啟中止條件進行輪詢，發(fā)動機重啟中止條件包括
起動機運行時間超過界限值； 電池電量低于界限值； 駕駛員車門打開； 發(fā)動機艙蓋打開； 發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)出現(xiàn)故障； 啟停主開關(guān)將發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉；
當發(fā)動機重啟中止條件中的任一條件滿足時，EMS進入發(fā)動機重啟中止狀態(tài)，也即是， 不再嘗試自動啟動發(fā)動機。優(yōu)選地，可在此同時向駕駛員發(fā)送警告信息，以告知駕駛員自動啟動不成功。這種警告信息可通過聲學和/或光學的方式來實現(xiàn)，例如通過蜂鳴器、語音提示器或顯示器來實現(xiàn)。在系統(tǒng)中發(fā)生其它故障例如本說明書中提及的其它故障時，也可以類似方式發(fā)出與故障相應(yīng)的警告。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，在發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中，
第一開關(guān)為起動機控制繼電器，并且/或者，第二開關(guān)為傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器。也就是說，可以采用如下方案，即，EMS對原有的起動機控制繼電器進行控制，那么，僅需簡單地為該起動機控制繼電器串聯(lián)上另一個繼電器即傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器，并增設(shè)如上所述的 SSCU來控制該傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器，就能以低廉的成本，在無需改動原EMS的前提下，以不改變駕駛員駕駛習慣的方式，實現(xiàn)適用于手動擋汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)。其中，傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器用于并且僅用于監(jiān)控傳動鏈(離合器、變速箱)是否呈不允許起動機運行的狀態(tài)，因而其結(jié)構(gòu)簡單而反應(yīng)極其迅速，由此，以極低的成本實現(xiàn)了高準確性的、實時性的判斷。此外，本發(fā)明還涉及一種利用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)來進行汽車優(yōu)選手動擋汽車的智能啟停方法。其易于實現(xiàn)而成本低廉，且同時，判斷準確且不受尤其在手動擋汽車中很可能出現(xiàn)的駕駛員誤操作的干擾，因而能夠良好地適用于手動擋汽車。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)的電路框圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的SSCU控制邏輯流程圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的EMS智停邏輯流程圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的EMS智啟邏輯流程圖； 圖5示出了以駕駛員操作觸發(fā)為例的發(fā)動機重啟觸發(fā)條件判斷流程圖； 圖6示出了以溜坡觸發(fā)為例的發(fā)動機重啟觸發(fā)條件判斷流程圖； 圖7示出了以車輛需求觸發(fā)為例的發(fā)動機重啟觸發(fā)條件判斷流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行進一步描述。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)的電路框圖。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)體現(xiàn)了一種雙電子控制器(雙ECU)串聯(lián)控制方案。該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)包括SSCU(智能傳感控制單元)2和EMS(發(fā)動機控制模塊)1。EMSl可用于運行EMS智停程序或稱EMS智停邏輯以及EMS智啟程序或稱EMS智啟邏輯。EMS智啟邏輯可對發(fā)動機重啟觸發(fā)條件進行判斷，發(fā)動機重啟觸發(fā)條件可包括存在駕駛員操作觸發(fā)、存在溜坡觸發(fā)和/或存在車輛需求觸發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)可如圖1所示地包括EMSl和 SS⑶2 ；此外，可包括5V轉(zhuǎn)12V電路模塊3 ；并且，該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)還包括多個傳感器，例如剎車真空度傳感器4，電池電量傳感器5，離合器傳感器7，擋位傳感器8，且還可包括起動機狀態(tài)傳感器14 ；同時，該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)還包括起動機控制繼電器10和傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11。為該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)設(shè)置有啟停主開關(guān)6，且該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)中可例如通過CAN總線9來傳輸數(shù)據(jù)。該發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)與起動機13相連接。 起動機控制繼電器10和傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11形成串聯(lián)電路以控制起動機13。根據(jù)本發(fā)明，EMSl可繼承原車控制功能，增加采集剎車真空度傳感器4信號、電池電量傳感器5信號、啟停主開關(guān)6信號、離合器傳感器7信號、擋位傳感器8信號和起動機狀態(tài)傳感器14信號；EMSl根據(jù)所采集的信號來驅(qū)動起動機控制繼電器10。根據(jù)本發(fā)明，增設(shè)了 SS⑶2，其控制邏輯流程圖舉例而言如圖2所示。SS⑶2能夠輔助EMSl進行信號處理并與EMSl串聯(lián)控制起動機。根據(jù)一種實施例，SSCU2采集離合器傳感器7信號、擋位傳感器8信號和起動機狀態(tài)傳感器14信號，并驅(qū)動傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器IloSSCU2可設(shè)置有電壓轉(zhuǎn)換模塊，例如5V轉(zhuǎn)12V電路模塊3，其用于接駁5V傳感器信號到EMS的12V處理電路上。此外，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有啟停主開關(guān)6，啟停主開關(guān)6充當人機界面，當啟停主開關(guān)6吸合時，發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)工作，當啟停主開關(guān)6斷開時，發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)停止工作。若發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)工作，則點火開關(guān)12斷開，起動機由EMSl和SSCU2控制。 EMSl驅(qū)動起動機控制繼電器10吸合且SSCU2驅(qū)動傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11吸合時，起動機帶動發(fā)動機啟動；起動機控制繼電器10和傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11形成串聯(lián)電路，因此只要兩者中有一個斷開，則起動機不會帶動發(fā)動機啟動。
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)不工作，則起動機控制繼電器10和傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器 11斷開，起動機由點火開關(guān)12控制，若點火開關(guān)12 (例如通過駕駛員的操作而)接合，則起動機帶動發(fā)動機啟動。根據(jù)本發(fā)明，離合器傳感器7可采用電子離合主缸位置傳感器，例如泰科電子離合主缸位置傳感器。根據(jù)本發(fā)明，離合器傳感器7可如此設(shè)計，即，其能夠根據(jù)離合器踏板動作輸出三路信號，其中兩路為開關(guān)信號，即頂開關(guān)信號和底開關(guān)信號，頂開關(guān)信號在離合器踏板踩下10%行程時(S卩，離合器實際行程達到離合器額定行程的10%時)觸發(fā)，底開關(guān)信號在離合器踏板踩下90%行程時觸發(fā)；因此，它們可表示離合器處在何種狀態(tài)。頂開關(guān)和底開關(guān)皆未觸發(fā)，表示離合器結(jié)合；頂開關(guān)觸發(fā)，底開關(guān)未觸發(fā)，表示離合器處于半離合狀態(tài)；頂開關(guān)和底開關(guān)皆觸發(fā)，表示離合器為完全分離狀態(tài)。優(yōu)選地，還可輸出一路離合器 PWM波信號，其占空比的大小與離合器實際行程成正比。利用離合器PWM波信號可對上述頂開關(guān)和底開關(guān)信號進行校驗當頂開關(guān)觸發(fā)時，對應(yīng)的離合器PWM波信號占空比應(yīng)為10% ； 當?shù)组_關(guān)觸發(fā)時，對應(yīng)的離合器PWM波信號占空比應(yīng)為90%。如果離合器PWM波信號占空比與頂開關(guān)、底開關(guān)信號不匹配，則表示離合器傳感器7有故障。擋位傳感器8能夠輸出擋位PWM波信號。擋位傳感器8可采用霍爾式傳感器，例如泰科電子T40MC2霍爾式傳感器。根據(jù)本發(fā)明，擋位傳感器8可如此設(shè)計，即，其能夠根據(jù)變速箱動作輸出兩路擋位PWM波信號，這兩路擋位PWM波信號的占空比是互補的。舉例而言，通常使用占空比為50%的PWM波來表示變速箱處于空擋位置。那么，根據(jù)本發(fā)明，兩路 PWM波占空比均為50%時，變速箱處于空擋位置，而當兩路PWM波占空比非50%時，則變速箱處于非空擋位置，但是，無論是哪種情況，兩路PWM波占空比之和都必須為100%，也就是，兩路PWM波相互校驗。兩路PWM波占空比和不為100%，則表示出現(xiàn)了故障，例如，擋位傳感器有故障。以下，借助于根據(jù)本發(fā)明的控制邏輯流程圖闡述根據(jù)本發(fā)明的智能啟停方法。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)能夠執(zhí)行該方法。如圖2所示的本發(fā)明的SSCU控制邏輯用于控制傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器的吸合與斷開。步驟15中，SS⑶2自檢，以判斷SS⑶2是否有故障 若出現(xiàn)了故障，則進入步驟18，傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11斷開；
若無故障，則進入步驟16，其中，SSCU2判斷變速箱狀態(tài)和離合器狀態(tài) 若變速箱為空擋或離合器完全分離，則SSCU2進入步驟17，傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11 吸合；否則，進入步驟18，傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11斷開。優(yōu)選地，在傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11吸合的狀態(tài)下，持續(xù)進行步驟16。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的EMS智停邏輯流程如圖3，本發(fā)明的EMS智停邏輯用于處理停止發(fā)動機事件。EMS首先執(zhí)行步驟19，判斷車輛是否處于怠速狀態(tài)，如果不是怠速狀態(tài)，程序返回，不進行停止發(fā)動機處理。如果是怠速狀態(tài)，則進入步驟20，判斷怠速停機候命條件是否全都滿足，怠速停機候命條件包括發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障；駕駛員在駕駛座上；發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；電池電量高于電量預(yù)設(shè)值；制動真空度高于真空度預(yù)設(shè)值；冷卻水溫度及水量正常；以及上次起動后車速最高值大于車速預(yù)設(shè)值(該車速預(yù)設(shè)值例如為20km/h)；如果所有怠速停機候命條件都滿足，則EMS進入怠速停機候命狀態(tài)21，如果怠速停機候命條件中任意一個不滿足，則程序返回，不進行停止發(fā)動機處理。處于怠速停機候命狀態(tài)21時，EMS執(zhí)行步驟22，判斷怠速停機觸發(fā)條件是否滿足，怠速停機觸發(fā)條件包括車速低于車速界限值；離合器完全接合；以及變速箱處于空擋狀態(tài)；怠速停機觸發(fā)條件滿足，則進入怠速停機觸發(fā)狀態(tài)23，其中，噴油器停止噴油；否則，不進行停止發(fā)動機處理。如果怠速停機已觸發(fā)，即，EMS已處于怠速停機觸發(fā)狀態(tài)，則EMS執(zhí)行步驟M，判斷怠速停機是否應(yīng)中止，如果怠速停機無需中止，則噴油器保持不噴油。如果怠速停機需要中止，則EMS執(zhí)行步驟25，判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否大于上界限值 (例如，500轉(zhuǎn)/分)，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于上界限值，則執(zhí)行步驟28，噴油器恢復(fù)噴油，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于上界限值，則EMS執(zhí)行步驟沈，判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否小于下界限值(例如50 轉(zhuǎn)/分)，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速不小于下界限值，則繼續(xù)等待轉(zhuǎn)速下降到小于下界限值，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于下界限值，則EMS執(zhí)行步驟27，接通起動機控制繼電器10。通常情況下，此時允許起動機正常地拖動發(fā)動機進行啟動。然而，正如上文所述，EMS在接通起動機控制繼電器 10之前要對多個傳感器信號進行采集并據(jù)此進行前后相繼的多個步驟的判斷。尤其是在手動擋汽車中，在進行后一步驟時，前一步驟中已判斷過的條件可能發(fā)生變化，也就是不再滿足。例如，在EMS執(zhí)行步驟27以接通起動機控制繼電器10時，可能由于駕駛員的誤操作而出現(xiàn)如下情況，即，變速箱已經(jīng)處于非空擋且離合器已經(jīng)接合。這種情況下，理論上是不允許由起動機帶動發(fā)動機啟動的，因為發(fā)動機轉(zhuǎn)速可能仍然很高，以致于將起動機反拖乃至擊壞。但是，由于EMS對變速箱和離合器狀態(tài)的判斷在執(zhí)行步驟27之前已完成而執(zhí)行步驟27之時通常并不再次進行判斷，因此，EMS可能無法識別或無法及時識別出這種誤操作。 也就是，在理論上不應(yīng)當接通起動機的時候，EMS實際上卻接通了起動機控制繼電器10從而接通了起動機，那么，就可能造成起動機的損壞。根據(jù)本發(fā)明，規(guī)定EMS智停邏輯在對怠速停機觸發(fā)條件進行輪詢的同時，繼續(xù)對怠速停機候命條件進行輪詢，由此能夠在一定程度上防止誤操作導(dǎo)致的損壞。這種創(chuàng)新的做法，本身就可獨立于SS⑶的設(shè)置而成為本發(fā)明的一個方面。而更加有利的做法則是，如根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計的那樣，增設(shè)SSCU2。那么，即便出現(xiàn)了駕駛員誤操作，也不會損壞起動機，這是因為，假如(仍以上述情況為例)變速箱已經(jīng)處于非空擋且離合器已經(jīng)接合，那么，由于SSCU2如上所述持續(xù)地(與EMS正在執(zhí)行的步驟或所處狀態(tài)無關(guān)地)監(jiān)控變速箱和離合器狀態(tài)，一旦出現(xiàn)變速箱為非空擋且離合器接合， 則SS⑶2立即斷開傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11。那么，即便起動機控制繼電器10接通，起動機也不會接通，因為起動機控制繼電器10和傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11形成串聯(lián)電路。由此，有利地實現(xiàn)了如下這點，即，無需對EMSl進行任何改動，也就是，該EMSl可按原來的流程工作，只需增設(shè)SSCU2，從而，以極低的成本和極高的可靠性實現(xiàn)了發(fā)動機的安全的啟動。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施例的EMS智啟邏輯流程圖。如圖4，本發(fā)明的EMS智啟邏輯用于處理啟動發(fā)動機事件。EMS首先執(zhí)行步驟四，判斷發(fā)動機重啟候命條件是否全都滿足，發(fā)動機重啟候命條件包括發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障；駕駛員在駕駛座上；發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；以及啟動失敗持續(xù)次數(shù)未超過界限值(例如， 3次)；如果所有發(fā)動機重啟候命條件都滿足，則進入發(fā)動機重啟候命狀態(tài)30，如果發(fā)動機重啟候命條件中任意一個條件不滿足，則不進行啟動發(fā)動機處理。發(fā)動機重啟候命狀態(tài)30 中，EMS同時進行三個查詢步驟，即，步驟31 判斷駕駛員操作觸發(fā)是否存在；步驟32 判斷溜坡觸發(fā)是否存在；步驟33 判斷車輛需要觸發(fā)是否存在；如果31，32和33中任一個判斷結(jié)果為肯定(即，存在駕駛員操作觸發(fā)、溜坡觸發(fā)和車輛需求觸發(fā)中的任意一個)，則進入步驟341 ；否則，不進行啟動發(fā)動機處理。優(yōu)選地，駕駛員操作觸發(fā)、溜坡觸發(fā)和/或車輛需求觸發(fā)還可充當或視為怠速停機終止條件。步驟341中，EMS判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否大于上界限值，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于上界限值，則噴油器直接恢復(fù)噴油，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于上界限值，則EMS執(zhí)行步驟34，判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否小于下界限值，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速不小于下界限值，則繼續(xù)等待轉(zhuǎn)速下降到小于下界限值，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于下界限值，則EMS執(zhí)行步驟 35，接通起動機控制繼電器10。EMS在執(zhí)行步驟35的過程中還對發(fā)動機重啟中止條件進行查詢，發(fā)動機重啟中止條件包括起動機運行時間超過起動機運行時間界限值；電池電量低于電量界限值；駕駛員車門打開；發(fā)動機艙蓋打開；發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)出現(xiàn)故障；啟停主開關(guān)將發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉；當發(fā)動機重啟中止條件中的任一條件滿足時，EMSl進入發(fā)動機重啟中止狀態(tài)37。在此，EMS同樣需要采集大量的信號并進行大量的判斷步驟。那么，如果要求EMS 在執(zhí)行上述步驟的同時，還額外地對變速箱狀態(tài)和離合器狀態(tài)進行實時監(jiān)控，則一方面，大多數(shù)現(xiàn)有EMS的處理能力并不能滿足該要求，因而需要進行改動。然而，EMS通常是針對一定車型大批量定制生產(chǎn)的，一旦出現(xiàn)改動，則會影響整個批量生產(chǎn)，因此，這種改動通常很難被業(yè)界接受；另一方面，即便某些EMS能夠?qū)崿F(xiàn)這種實時監(jiān)控，但是，由于EMS內(nèi)多種信號的同時存在，其所實現(xiàn)的實時監(jiān)控的可靠性級別相對于一旦出現(xiàn)誤判可能造成的后果的嚴重性級別(例如反拖并打壞起動機)而言仍然是不夠的。而在本發(fā)明中，通過增設(shè)SSCU2， 可靠地解決了該問題；SSCU2結(jié)構(gòu)簡單，因而成本低廉，同時，由于SSCU2僅執(zhí)行很少的步驟且僅對特定的少數(shù)幾個信號持續(xù)地進行采集，因此，其所實現(xiàn)的實時監(jiān)控的可靠性極高；并且，尤其地可無需對原廠EMS進行任何改動。圖5、6、7中示出了以駕駛員操作觸發(fā)、溜坡觸發(fā)以及車輛需求觸發(fā)為例的發(fā)動機重啟觸發(fā)條件判斷流程圖。如圖5，根據(jù)本發(fā)明的駕駛員操作觸發(fā)判斷邏輯用于快速響應(yīng)發(fā)動機啟動。如果發(fā)動機處于重啟候命狀態(tài)30，EMS首先判斷變速箱是否空擋(步驟38)，如果變速箱不是空擋狀態(tài)，則程序返回，如果變速箱是空擋狀態(tài)，則同時執(zhí)行步驟39、40和41，判斷離合器狀態(tài)。 如果在步驟39中確認離合器踏板處于松開狀態(tài)，即離合器處于完全接合狀態(tài)，則在步驟42 中判斷，離合器踏板被踩下的程度是否達到離合器踏板整個行程的10%，若是，則進入上述 (參照圖3而闡述過的)步驟341 (進入步驟341意指，回到圖3中的步驟341并繼續(xù)執(zhí)行隨后的步驟，為避免重復(fù)，可參閱上文)。如果在步驟40中確認離合器踏板當前已經(jīng)以一定程度被踩下，即，踩下的程度在離合器踏板整個行程的10%到90%之間，即離合器處于半離合狀態(tài)，則在步驟43中判斷，離合器踏板是否被(繼續(xù))踩下超過離合器踏板整個行程的 90%，若是，則同樣進入上述步驟341。如果在步驟41中確認離合器踏板當前已經(jīng)被踩下超過離合器踏板整個行程的90%，即離合器本已處于完全分離狀態(tài)，則在步驟44中判斷，變速箱是否被掛至非空擋44，如果是，則進入上述步驟341。如圖6，本發(fā)明的溜坡觸發(fā)判斷邏輯同樣用于快速響應(yīng)發(fā)動機啟動。如果發(fā)動機處于重啟候命狀態(tài)30，則EMS在步驟46中判斷如下條件是否滿足，即，變速箱為空擋或離合器踏板完全分離；如果變速箱為空擋或離合器為完全分離狀態(tài)，則在步驟47中判斷車速是否大于溜坡限值，如果車速大于溜坡限值，則進入上述步驟341。該溜坡限值可例如為IOkm/h。如圖7，本發(fā)明的車輛需求觸發(fā)判斷邏輯用于快速響應(yīng)發(fā)動機啟動。如果發(fā)動機處于重啟候命狀態(tài)30，則EMS在步驟49中判斷變速箱是否空擋49，如果變速箱不是空擋狀態(tài)，則程序返回，如果變速箱是空擋狀態(tài)，則判斷電池電量是否不足(步驟50)，制動真空度是否不足(步驟51)，如果步驟50和51中任一個的判斷結(jié)果為是，則進入上述步驟341。由此可見，本發(fā)明具有如下顯著的優(yōu)點
1、可靠性高。通過采用雙ECU串聯(lián)控制，有效避免了起動機誤觸發(fā)，防止發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時起動機突然啟動的危險性。同時，點火開關(guān)與起動繼電器、傳動鏈繼電器并聯(lián)，即使智能啟?？刂葡到y(tǒng)失效，也能通過點火開關(guān)(例如點火鑰匙)實現(xiàn)發(fā)動機啟停。2、抗干擾能力強。根據(jù)本發(fā)明的離合器傳感器7和擋位傳感器8具有信號校驗功能，能進一步防止錯誤信號導(dǎo)致的誤觸發(fā)。3、針對性強。SS⑶2控制器能處理EMS控制器不能處理的或不便于處理的信號，例如，實時監(jiān)控信號。SS⑶2結(jié)構(gòu)簡單，便于自主開發(fā)。SS⑶2的自主開發(fā)，能與EMS等復(fù)雜控制系統(tǒng)形成相輔相成關(guān)系，從而以極其低廉的成本實現(xiàn)極高的可靠性，且不改動原有EMS， 易于被業(yè)界所接受。4、開發(fā)時間短。SS⑶2的使用節(jié)省了 EMS開發(fā)工作量，并且可縮減軟件控制策略， 節(jié)約軟件開發(fā)時間。5、油耗低。實驗證明，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)在綜合工況下能使燃油消耗降低5. 7%，在市區(qū)工況下能使燃油消耗降低9. 1%。由此可見
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其包括
第一開關(guān)；
發(fā)動機控制模塊1，用于控制第一開關(guān)； 其中，所述發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)還包括 第二開關(guān)；以及
控制第二開關(guān)的智能傳感控制單元2 ； 其中，
第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)以控制起動機， 且其中，
智能傳感控制單元2獨立于發(fā)動機控制模塊1地從離合器傳感器7和擋位傳感器8采集離合器信號和擋位信號以判斷離合器和變速箱的狀態(tài)，
其中，若離合器為完全分離狀態(tài)或變速箱為空擋狀態(tài)，則智能傳感控制單元2使第二開關(guān)閉合；否則，智能傳感控制單元2使第二開關(guān)斷開。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述離合器傳感器7帶有頂開關(guān)和底開關(guān)， 離合器實際行程達到離合器額定行程的10%時，頂開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出頂開關(guān)信號， 離合器實際行程達到離合器額定行程的90%時，底開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出底開關(guān)信號， 其中，頂開關(guān)和底開關(guān)均已觸發(fā)，則離合器為完全分離狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述離合器傳感器7帶有頂開關(guān)和底開關(guān)，離合器實際行程達到離合器額定行程的10%時，頂開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出頂開關(guān)信號， 離合器實際行程達到離合器額定行程的90%時，底開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出底開關(guān)信號， 其中，頂開關(guān)和底開關(guān)均已觸發(fā)，則離合器為完全分離狀態(tài)；
并且，離合器傳感器7還帶有線性開關(guān)，該線性開關(guān)能夠輸出占空比正比于離合器實際行程的離合器PWM波信號以用于校驗頂開關(guān)信號和底開關(guān)信號。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，擋位傳感器8能夠輸出擋位PWM波信號，其占空比為50%時，變速箱處于空擋狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，擋位傳感器(8)能夠輸出占空比之和為100%的兩路擋位PWM波信號以進行相互校驗，其中，兩路擋位PWM波信號的占空比均為50%時，變速箱處于空擋狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)所形成的串聯(lián)電路與點火開關(guān)12并聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，智能傳感控制單元2以與發(fā)動機控制模塊1中運行的程序步驟無關(guān)的方式持續(xù)地采集離合器信號和擋位信號。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述發(fā)動機控制模塊1與剎車真空度傳感器4、電池電量傳感器5、啟停主開關(guān)6、離合器傳感器7、擋位傳感器8以及起動機狀態(tài)傳感器14以信號方式連通且根據(jù)所獲取的信號而控制第一開關(guān)和/或噴油器。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，發(fā)動機控制模塊1運行發(fā)動機控制模塊智停邏輯和發(fā)動機控制模塊智啟邏輯。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當車輛處于怠速狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機候命條件進行輪詢，怠速停機候命條件包括
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障；
駕駛員在駕駛座上；
發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；
電池電量高于電量預(yù)設(shè)值；
制動真空度高于真空度預(yù)設(shè)值；
冷卻水溫度及水量正常；以及
上次起動后車速最高值大于車速預(yù)設(shè)值；
所有條件滿足，則發(fā)動機控制模塊1為怠速停機候命狀態(tài)；否則，發(fā)動機控制模塊1為非怠速停機候命狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1為怠速停機候命狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機觸發(fā)條件進行輪詢，其中，怠速停機觸發(fā)條件包括
車速低于車速界限值； 離合器完全接合；以及變速箱處于空擋狀態(tài)；
當所有怠速停機觸發(fā)條件滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入怠速停機觸發(fā)狀態(tài)，其中，噴油器停止噴油。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1為怠速停機候命狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機觸發(fā)條件進行輪詢，并且，發(fā)動機控制模塊智停邏輯在此同時還繼續(xù)對怠速停機候命條件進行輪詢，其中，怠速停機觸發(fā)條件包括 車速低于車速界限值； 離合器完全接合；以及變速箱處于空擋狀態(tài)；
當所有怠速停機候命條件和所有怠速停機觸發(fā)條件均滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入怠速停機觸發(fā)狀態(tài)，其中，噴油器停止噴油。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1處于怠速停機觸發(fā)狀態(tài)時， 發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機中止條件進行輪詢，
當?shù)∷偻C中止條件滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入怠速停機中止狀態(tài)，其中， 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則發(fā)動機控制模塊1控制噴油器恢復(fù)噴油； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則發(fā)動機控制模塊1使第一開關(guān)閉合； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機已在發(fā)動機控制模塊1控制下停機時， 發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢，發(fā)動機重啟候命條件包括
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障； 駕駛員在駕駛座上； 發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；以及啟動失敗持續(xù)次數(shù)未超過界限值；
所有條件滿足則發(fā)動機控制模塊1為發(fā)動機重啟候命狀態(tài)，否則，發(fā)動機控制模塊1為非發(fā)動機重啟候命狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1為發(fā)動機重啟候命狀態(tài)時， 發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟觸發(fā)條件進行輪詢，其中，發(fā)動機重啟觸發(fā)條件包括
存在駕駛員操作觸發(fā)； 存在溜坡觸發(fā)；和存在車輛需求觸發(fā)；
當發(fā)動機重啟觸發(fā)條件中任一條件滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)，其中，發(fā)動機控制模塊1根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行操作
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則發(fā)動機控制模塊1控制噴油器恢復(fù)噴油；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則發(fā)動機控制模塊1使第一開關(guān)閉合；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1為發(fā)動機重啟候命狀態(tài)時， 發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟觸發(fā)條件進行輪詢，并且，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯在此同時還繼續(xù)對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢，其中，發(fā)動機重啟觸發(fā)條件包括
存在駕駛員操作觸發(fā)； 存在溜坡觸發(fā)；和存在車輛需求觸發(fā)；當所有發(fā)動機重啟候命條件均滿足并且發(fā)動機重啟觸發(fā)條件中的任一條件滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)，其中，發(fā)動機控制模塊1根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行操作
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則發(fā)動機控制模塊1控制噴油器恢復(fù)噴油；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則發(fā)動機控制模塊1使第一開關(guān)閉合；
若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當駕駛員操作觸發(fā)存在條件中任一條件滿足，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在駕駛員操作觸發(fā)，其中，所述駕駛員操作觸發(fā)存在條件包括
在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器結(jié)合的情況下，出現(xiàn)頂開關(guān)信號， 在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器半離合的情況下，出現(xiàn)底開關(guān)信號，和在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器已完全分離的情況下，擋位傳感器信號占空比與50% 的偏差達占空比界限值。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當溜坡觸發(fā)存在條件中任一條件滿足，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在溜坡觸發(fā)，其中，所述溜坡觸發(fā)存在條件包括
變速箱處于空擋狀態(tài)且車速大于限值，和離合器已完全分離且車速大于限值；
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當車輛需求觸發(fā)存在條件中任一條件滿足時，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在車輛需求觸發(fā)，其中，所述車輛需求觸發(fā)存在條件包括 變速箱處于空擋狀態(tài)且電池電量不足，和變速箱處于空擋狀態(tài)且制動真空度不足。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，當發(fā)動機控制模塊1處于發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟中止條件進行輪詢，發(fā)動機重啟中止條件包括
起動機運行時間超過界限值；
電池電量低于界限值；
駕駛員車門打開；發(fā)動機艙蓋打開；
發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)出現(xiàn)故障；
啟停主開關(guān)將發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉；
當任一條件滿足時，發(fā)動機控制模塊1進入發(fā)動機重啟中止狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，第一開關(guān)為起動機控制繼電器10，且/或， 第二開關(guān)為傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器11。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述汽車為手動擋汽車。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種利用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)所進行的汽車的智能啟停方法。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，所述汽車為手動擋汽車。應(yīng)當指出，本發(fā)明的上述各種特征可獨立地或彼此結(jié)合地被應(yīng)用。以上實例以解釋本發(fā)明的方式提供，并且不意圖限制本發(fā)明。本發(fā)明的可獲得專利保護的范圍由權(quán)利要求書限定，并且包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的其它實例。如果這些其它實例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)性元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言有非實質(zhì)性區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)性元件，則這些其它實例意圖處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車優(yōu)選用于手動擋汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，包括第一開關(guān)；發(fā)動機控制模塊(1)，用于控制第一開關(guān)； 其特征在于，所述發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)還包括 第二開關(guān)；以及控制第二開關(guān)的智能傳感控制單元O)； 其中，第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)以控制起動機， 且其中，智能傳感控制單元( 獨立于發(fā)動機控制模塊(1)地從離合器傳感器(7)和擋位傳感器(8)采集離合器信號和擋位信號以判斷離合器和變速箱的狀態(tài)，其中，若離合器為完全分離狀態(tài)或變速箱為空擋狀態(tài)，則智能傳感控制單元(2)使第二開關(guān)閉合；否則，智能傳感控制單元(2)使第二開關(guān)斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，所述離合器傳感器(7)帶有頂開關(guān)和底開關(guān)，離合器實際行程達到離合器額定行程的10%時，頂開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出頂開關(guān)信號， 離合器實際行程達到離合器額定行程的90%時，底開關(guān)觸發(fā)并發(fā)出底開關(guān)信號， 其中，頂開關(guān)和底開關(guān)均已觸發(fā)，則離合器為完全分離狀態(tài)；優(yōu)選地，離合器傳感器(7)還帶有線性開關(guān)，該線性開關(guān)能夠輸出占空比正比于離合器實際行程的離合器PWM波信號以用于校驗頂開關(guān)信號和底開關(guān)信號； 并且/或者，擋位傳感器⑶能夠輸出擋位PWM波信號，其占空比為50%時，變速箱處于空擋狀態(tài)； 優(yōu)選地，擋位傳感器(8)能夠輸出占空比之和為100%的兩路擋位PWM波信號以進行相互校驗，其中，兩路擋位PWM波信號的占空比均為50%時，變速箱處于空擋狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)所形成的串聯(lián)電路與點火開關(guān)(12)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，智能傳感控制單元(2)以與發(fā)動機控制模塊(1)中運行的程序步驟無關(guān)的方式持續(xù)地采集離合器信號和擋位信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制模塊(1)與剎車真空度傳感器G)、電池電量傳感器(5)、啟停主開關(guān)(6)、離合器傳感器(7)、擋位傳感器(8)以及起動機狀態(tài)傳感器(14)以信號方式連通且根據(jù)所獲取的信號而控制第一開關(guān)和/或噴油器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機控制模塊(1)運行發(fā)動機控制模塊智停邏輯和發(fā)動機控制模塊智啟邏輯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當車輛處于怠速狀態(tài)時， 發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機候命條件進行輪詢，怠速停機候命條件包括發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障； 駕駛員在駕駛座上； 發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；電池電量高于電量預(yù)設(shè)值； 制動真空度高于真空度預(yù)設(shè)值； 冷卻水溫度及水量正常；以及上次起動后車速最高值大于車速預(yù)設(shè)值；所有條件滿足，則發(fā)動機控制模塊(1)為怠速停機候命狀態(tài)；否則，發(fā)動機控制模塊 (1)為非怠速停機候命狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當發(fā)動機控制模塊(1)為怠速停機候命狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機觸發(fā)條件進行輪詢，優(yōu)選地，發(fā)動機控制模塊智停邏輯在此同時繼續(xù)對怠速停機候命條件進行輪詢，其中，怠速停機觸發(fā)條件包括車速低于車速界限值； 離合器完全接合；以及變速箱處于空擋狀態(tài)；當所有條件滿足時，發(fā)動機控制模塊(1)進入怠速停機觸發(fā)狀態(tài)，其中，噴油器停止噴油。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當發(fā)動機控制模塊(1)處于怠速停機觸發(fā)狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智停邏輯對怠速停機中止條件進行輪詢，當?shù)∷偻C中止條件滿足時，發(fā)動機控制模塊(1)進入怠速停機中止狀態(tài)，其中， 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則發(fā)動機控制模塊(1)控制噴油器恢復(fù)噴油； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則發(fā)動機控制模塊(1)使第一開關(guān)閉合； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當發(fā)動機已在發(fā)動機控制模塊(1)控制下停機時，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢，發(fā)動機重啟候命條件包括 發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)無故障； 駕駛員在駕駛座上； 發(fā)動機艙蓋關(guān)閉；以及啟動失敗持續(xù)次數(shù)未超過界限值；所有條件滿足則發(fā)動機控制模塊(1)為發(fā)動機重啟候命狀態(tài)，否則，發(fā)動機控制模塊 (1)為非發(fā)動機重啟候命狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當發(fā)動機控制模塊(1) 為發(fā)動機重啟候命狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟觸發(fā)條件進行輪詢，優(yōu)選地，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯在此同時繼續(xù)對發(fā)動機重啟候命條件進行輪詢，其中，發(fā)動機重啟觸發(fā)條件包括存在駕駛員操作觸發(fā)； 存在溜坡觸發(fā)；和存在車輛需求觸發(fā)；當任一條件滿足時，發(fā)動機控制模塊(1)進入發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)，其中，發(fā)動機控制模塊(1)根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行操作若發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)速上界限值，則發(fā)動機控制模塊(1)控制噴油器恢復(fù)噴油； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速下界限值，則發(fā)動機控制模塊(1)使第一開關(guān)閉合； 若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速上界限值且高于轉(zhuǎn)速下界限值，則噴油器和第一開關(guān)均不動作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當駕駛員操作觸發(fā)存在條件中任一條件滿足，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在駕駛員操作觸發(fā)，其中，所述駕駛員操作觸發(fā)存在條件包括在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器結(jié)合的情況下，出現(xiàn)頂開關(guān)信號， 在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器半離合的情況下，出現(xiàn)底開關(guān)信號，和在變速箱處于空擋狀態(tài)且離合器已完全分離的情況下，擋位傳感器信號占空比與50% 的偏差達占空比界限值；當溜坡觸發(fā)存在條件中任一條件滿足，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在溜坡觸發(fā)，其中，所述溜坡觸發(fā)存在條件包括變速箱處于空擋狀態(tài)且車速大于限值，和離合器已完全分離且車速大于限值；當車輛需求觸發(fā)存在條件中任一條件滿足時，則發(fā)動機控制模塊智啟邏輯確定，存在車輛需求觸發(fā)，其中，所述車輛需求觸發(fā)存在條件包括 變速箱處于空擋狀態(tài)且電池電量不足，和變速箱處于空擋狀態(tài)且制動真空度不足。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于，當發(fā)動機控制模塊(1) 處于發(fā)動機重啟觸發(fā)狀態(tài)時，發(fā)動機控制模塊智啟邏輯對發(fā)動機重啟中止條件進行輪詢， 發(fā)動機重啟中止條件包括起動機運行時間超過界限值； 電池電量低于界限值； 駕駛員車門打開； 發(fā)動機艙蓋打開； 發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)出現(xiàn)故障； 啟停主開關(guān)將發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)關(guān)閉；當任一條件滿足時，發(fā)動機控制模塊(1)進入發(fā)動機重啟中止狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，其特征在于， 第一開關(guān)為起動機控制繼電器(10)，且/或，第二開關(guān)為傳動鏈狀態(tài)監(jiān)控繼電器(11)。
15.一種利用根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)所進行的汽車優(yōu)選手動擋汽車的智能啟停方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)及用于汽車的智能啟停方法，具體而言，涉及一種用于汽車優(yōu)選用于手動擋汽車的發(fā)動機智能啟停系統(tǒng)，包括第一開關(guān)；發(fā)動機控制模塊，用于控制第一開關(guān)；第二開關(guān)；以及控制第二開關(guān)的智能傳感控制單元；其中，第一開關(guān)與第二開關(guān)相串聯(lián)以控制起動機，且其中，智能傳感控制單元獨立于發(fā)動機控制模塊地從離合器傳感器和擋位傳感器采集離合器信號和擋位信號以判斷離合器和變速箱的狀態(tài)，其中，若離合器為完全分離狀態(tài)或變速箱為空擋狀態(tài)，則智能傳感控制單元使第二開關(guān)閉合；否則，智能傳感控制單元使第二開關(guān)斷開。此外，還涉及一種相應(yīng)的智能啟停方法。
文檔編號B60W30/00GK102390376SQ20111030631
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者劉巨江, 吳堅, 林思聰, 黃銳景 申請人:廣州汽車集團股份有限公司