CN101796292B - 无钥匙点火 - Google Patents

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Abstract

一种用于接地车辆(10)的发动机启动系统(22)，系统(22)包括输入装置(26)、处理电路(30)、显示器(34)和发动机控制器单元(36)。输入装置(26)当被压下时产生信号，信号开始将电力施加到发动机启动系统(22)。处理电路(30)通过所述电力的施加到其上被激活。显示器(34)可通信地与处理电路(30)连接。输入装置(26)当被压下时产生另一信号。所述另一信号被处理电路(30)检测，且处理电路(30)响应另一信号发送PIN请求通知给显示器(34)或发送启动信号给发动机控制器单元(36)。

Description

无钥匙点火
技术领域
本发明涉及无钥匙点火系统，尤其涉及用于接地车辆的无钥匙点火系统。
背景技术
内燃机的启动系统已存在一百多年了。一些内燃机通过简单地旋转组件的手动旋转启动。早期的汽车设有包括启动曲柄的机械启动系统，由汽车的操作员旋转启动曲柄以启动发动机。电启动系统已包括物理接合控制杆或踏板，其中，接通启动齿轮的动作也激活电路以供电旋转电机，借此以足够的速度旋转发动机以启动内燃机。
为了提高车辆的安全性并防盗，开发出钥匙系统，要求操作员在启动内燃机的系统使用之前具有匹配锁的钥匙。
在典型的启动系统中，钥匙被置入点火位置，这使得电池电压从钥匙开关供应到点火继电器线圈，这使线圈通电以向点火系统提供电池电压。当钥匙转到启动位置时，电池电压供应到启动器继电器线圈，这使线圈通电且向发动机启动器提供电池电压。对于打开点火电、启动发动机和向机器继续供应点火电力，钥匙开关为单点故障。当故障时，电路没有提供系统诊断或反馈，这能够对机器造成过长的停机时间。如果机器正在运行且钥匙开关故障，点火电力被除去，机器将停止工作。
技术领域中需要的是减少停机时间且更高效以及制造更廉价的启动系统。
发明内容
本发明其一种形式针对接地车辆使用的发动机启动系统，所述系统包括输入装置、处理电路、显示器和发动机控制器单元。当压下时所述输入装置产生信号，所述信号开始将电力施加到发动机启动系统。所述处理电路通过电力施加到其上被激活。所述显示器与所述处理电路可通信地连接。当压下时所述输入装置产生另一信号。所述另一信号被所述处理电路检测，并且所述处理电路响应该另一信号，发送PIN请求通知至所述显示器或发送启动信号至发动机控制器单元。
附图说明
图1是使用本发明的无钥匙点火系统的实施例的装载机的示意性侧视图；
图2是图1的无钥匙点火系统的示意性方框图；
图3是用于图1-2的无钥匙点火系统中的控制面板的实例；
图4描绘了使用用于图1-3中的点火系统的一实施例的序列步骤的方法；以及
图5-7是用于图1-4的无钥匙点火系统的管理的显示器。
具体实施方案
现在，参考图，尤其参考图1，示出接地车辆10，其可以为装载机10的形式。装载机10包括铲斗12、接合地面并连接到带有发动机18的框架16的车轮14。发动机18为装载机10的移动提供原动力并为控制系统20的使用发电。控制系统20可以横跨装载机10的不同部分分布，部分在装载机10的驾驶室中，以使操作员可以访问控件以控制装载机10。
现在，另外参考图2-3，示出了控制系统20，其包括可以与系统20集成的发动机启动系统22。控制系统20包括控制面板24，控制面板24具有启动按钮26和其它控件28。控制系统20另外包括处理器30、电源电路32、显示器34、发动机控制器36和弯曲负载控制器38。尽管控制系统20的各种元件示为均连接到处理器30，也可以知道，可以借助于控制线和地址总线连接这些组件，且图2仅用于示例控制系统20的各个部分的连通性的部分。发动机启动系统22使用之后所述的方法操作。控制面板24包括启动按钮26，其直接连接到电源电路32。启动按钮26激活电路32，使得将电力从电路32施加到控制系统20的其余部分。启动按钮26也可操作地连接到处理器30，并且，当压下启动按钮26时，向处理器30发送信号。当电路32向其供电时，激活处理器30。可替代地，处理器30甚至可以在控制系统20的其他部分之前通电，且可以具有睡眠模式，可以借助于从电路32施加电或借助于来自启动按钮26的信号从睡眠模式唤醒处理器30。显示器34位于装载机10的操作员驾驶室中。显示器34向操作员提供包括来自系统的由操作员在控制面板24上输入的请求的信息。
发动机控制器36可以位于接近发动机18，且可通信地连接到处理器30，以用于接收指示和用于在两者之间传递信息。发动机控制器36不仅实施发动机启动系统22的指示，而且监控发动机18并向处理器30报告关于发动机18的信息，该信息包括任何故障或其操作数据。
弯曲负载控制器38示为独立于处理器30的实体，但是，可以主要为存储器，且可以完全地与处理器30集成。负载控制器38处理与除了发动机18之外的装载机10的操作相关的控制信息，发动机18处于发动机控制器36的控制之下并由发动机控制器36监控。
控制面板24不仅包括启动按钮26和控件28，而且包括停止按钮40、启动按钮26上的指示器42以及其他指示器44和其他按钮36。一些按钮46在其上包括数值48，也许至少一些按钮46具有多种用途。
现在，另外参考图4，示例了发动机启动系统22实施的方法100。在步骤102中，按下并释放启动按钮26以开始方法100。在步骤104中，通过电源电路32提供电力，借此，提供电力给处理器30和电启动系统22的其它部分。向发动机启动系统22的各个组件施加电力使得发动机启动系统22激活，以处理用于开始发动机18的启动顺序和用于控制装载机10的指令。
在步骤106中，从发动机控制器单元接收信息。以类似的方式，在步骤108中，从弯曲负载控制器接收信息。显然，可以顺次或甚至并行地执行步骤106和108。在步骤110中，处理器30将来自发动机控制器单元36的信息与来自弯曲负载控制器38的信息进行比较，以确保装载机10的组件不被危害或窜改。例如，如果想偷窃装载机10的某人试图用窃贼已知的个人识别号(PIN)放置新的发动机控制器单元，由于来自发动机控制器单元36和弯曲负载控制器38的信息的比较，装载机10将使方法100直接进行到步骤114要求PIN号，或者甚至可以阻止机器活动并使其不运行，除非信息兼容。本方法不要求信息相同，但是控制器单元36和控制器38中的信息将彼此验证信息，借此，确定控制器是否已被窜改或替换。
如果来自控制器单元36和38的信息表明不存在窜改，然后，方法100进行到步骤112，其中，处理器30确定是否安全特性已启用。后面将更加详细地讨论安全特性。如果没有安全水平被启用，然后方法100进行到步骤118，以确保在步骤122中启动发动机18之前再次压下启动按钮26。压下启动按钮26的这两个步骤用第一次压下有效地给启动系统加电，而发动机的启动发生在启动按钮26的第二次压下时。
操作员具有诸如5分钟或30分钟等预定量的时间输入PIN以验证操作员。通过选择包含数值48的按钮46将PIN的信息输入控制面板24中，其对应于操作员PIN。如果在步骤116中已检测到有效的PIN，然后，在诸如1分钟、5分钟或30分钟等预定量的时间内，在步骤118中必须压下启动按钮26，以使得方法100进行到其中启动发动机18的步骤122。如果PIN无效，然后，在诸如5分钟等预定量的时间之后，然后，在步骤120中电力被切断。以类似的方式，如果不压下启动按钮26，如步骤118中所确定，在诸如30分钟等预定时间内，然后，在步骤120中电力被除去。
现在，另外参考图5-7，示例了可以显示在显示器34上的菜单，其允许控制装载机10的安全特性。例如，图5示例了在步骤114中输入特定的PIN以允许访问控制系统20的各个元件时显示的主菜单。例如，在图5中，如果选择“安全”，那么菜单取名为安全，如图6所示，然后，显示在显示器34上。图6表示安全被“打开”，以使得当执行方法100被确定是否安全启用时，然后，询问其中存储方法100的存储器元件以确定方法100的操作。另外，可以通过有权细读如图5-7所示的菜单的装载机10的拥有者改变PIN号。拥有者可以改变他自己的PIN，也管理多个操作员PIN和运输PIN。例如，当从图6所示的屏幕上进行管理操作员PIN选择时，这引导到图7所示的屏幕，其中，拥有者可以改变可以输入到操作装载机10的可接受的操作员PIN。相应地，通过操作员PIN可以指定装载机10的功能。例如，如果操作员3对于装载机10的最高速度无经验，可以通过图7中未示出的选择降级。以类似的方式，运输PIN可以分配到包括具有为装载机10选择的某性能降级元件在内，也可以限制可以操作装载机10的时间的长度。例如，运输PIN的缺省操作可以使得装载机10仅运行30分钟或一小时或一些其他的预选时间，借此，防止正运输装载机10的某人延长装载机10的商业利用。在运输模式下，操作剩余时间量的倒计时可以示于显示器34上。可替代地，在预定时间已到期之后，装载机10可以继续操作，但是，然后，通过PIN的再使用防止装载机10的任何启动。控制面板24组合了处理器30并为操作员打开点火电、请求发动机开动、关闭发动机、关闭点火电提供了途径并且在点火继电器不激励时提供诊断。通过压下电源按钮26供应的电池电压激励电路32的一部分的点火继电器。
控制器局域网(CAN)可以包括两条电线和一防护罩，提供控制面板24和系统的其他控制元件的通信。控制系统20控制指示器42和44的照明，以反馈给操作员。可以以固定的打开、或关闭状态以及闪烁状态点亮指示器42和44，以及闪烁状态可以表示相对于由按钮46上的图标表示的各个元件需要注意。
尽管没有示例，制动踏板传感器可以借助于变速控制器指示制动踏板的位置。变速控制器可以借助于CAN向控制系统20播送由制动踏板传感器感应到的制动踏板的位置，以用于启动顺序中。可替代地，可以使用可包括由处理器30读取的控制面板24上的输入的特定操作顺序，以允许访问控制系统20的各种功能。例如，除非在预定时间之内压下启动按钮26和制动踏板，可以不启动发动机。为了停止发动机18的运行，可以压下停止按钮40以命令关闭发动机以及解除控制系统20的激励。控制系统20包括诊断以确定点火继电器的故障。例如，指示器42可以闪烁表示继电器有问题。
本发明具有各种优点，在于不仅承担继电器电路的诊断，而且诊断机器启动故障的原因。系统具有关闭发动机而不需关闭点火电的灵活性。其他优点为，由于装载机10的操作不需要钥匙，不需要钥匙开关的担保。安全水平和PIN形式的许多不同的密码可以编程到此系统中，以控制装载机10的访问。来自发动机控制器36的诊断可以用于控制系统20中，以通知操作员装载机10的状态。由于发动机的关闭处于控制系统20的控制之下，可以以被控的方式关闭发动机，其可以包括在消除点火电或向发动机18供应燃料之前经历减速顺序。系统另外允许要求操作员测试诸如制动踏板、喇叭等各个控件的灵活性，以确保关闭隔间门、在机器启动之前打开或关闭灯，这有助于保证机器在启动之前处于安全状态。可替代地，可以编程使系统不具有安全特性，仅允许按下按钮启动系统。
已说明了优选的实施例，显然，在不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种变型。

Claims (15)

1.一种用于接地车辆的发动机启动系统，所述系统包括：
一输入装置，当所述输入装置被压下时，产生一信号，所述信号开始将电力施加到所述系统；
一处理电路，其通过所述信号和所述电力的施加中的一个被激活；
一发动机控制器；以及
一存储器，其包含数据，所述处理电路从所述存储器接收所述数据的至少一部分，所述处理电路从所述发动机控制器接收信息，通过所述处理电路比较所述信息和所述数据的所述至少一部分以确定所述存储器和所述发动机控制器中的至少一个是否已被窜改或替换。
2.如权利要求1所述的发动机启动系统，进一步包括一显示器，其可通信地连接到所述处理电路，当所述输入装置被再次压下时产生另一信号，所述另一信号被所述处理电路检测，所述处理电路响应所述另一信号，发送以下其中之一：给所述显示器的个人识别号PIN请求通知和给所述发动机控制器的启动信号。
3.如权利要求2所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路响应所述另一信号，发送所述PIN请求通知给所述显示器。
4.如权利要求3所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路接收来自所述输入装置的PIN输入信息，所述PIN输入信息与来自所述发动机控制器的所述信息和所述数据的所述至少一部分中的至少一个进行比较，以验证所述PIN输入信息。
5.如权利要求4所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路根据有效的PIN输入信息发送所述启动信号给所述发动机控制器。
6.一种用于接地车辆的发动机启动系统，所述系统包括：
一输入装置，当所述输入装置被压下时，产生一信号，所述信号开始将电力施加到所述系统；
一处理电路，其通过所述电力的施加被激活；
一显示器，其可通信地与所述处理电路连接；
一发动机控制器单元，当所述输入装置被再次压下时产生另一信号，所述另一信号被所述处理电路检测，所述处理电路响应所述另一信号，发送以下其中之一：给所述显示器的个人识别PIN请求通知和给所述发动机控制器单元的启动信号；以及
一存储器，其包含数据，所述处理电路从所述存储器接收所述数据的至少一部分，所述处理电路从所述发动机控制器单元接收信息，通过所述处理电路比较所述信息和所述数据的所述至少一部分，以确定所述存储器和所述发动机控制器单元其中至少一个是否已被窜改。
7.如权利要求6所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路响应所述另一信号，发送所述PIN请求通知给所述显示器。 
8.如权利要求7所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路接收来自所述输入装置的PIN输入信息，所述PIN输入信息与来自所述发动机控制器单元的所述信息和所述数据的所述至少一部分中的至少一个进行比较，以验证所述PIN输入信息。 
9.如权利要求8所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路根据有效的PIN输入信息发送所述启动信号给所述发动机控制器单元。
10.如权利要求6所述的发动机启动系统，其中，所述处理电路不检测所述信号，但仅作为所述信号的结果被激活。
11.一种接地车辆，其包括：
一框架；
一发动机，其连接到所述框架；以及
一发动机启动系统，其可操作地连接到所述发动机，所述发动机启动系统包括：
一输入装置，当压下时，所述输入装置产生信号，所述信号开始将电力施加到所述系统；
一处理电路，其通过所述电力的施加被激活；
一发动机控制器单元；以及
一存储器，其包含数据，所述处理电路从所述存储器接收所述数据的至少一部分，所述处理电路从所述发动机控制器单元接收信息，通过所述处理电路比较所述信息和所述数据的所述至少一部分，以确定所述存储器和所述发动机控制器其中至少一个是否已被窜改或替换。
12.如权利要求11所述的接地车辆，进一步包括一显示器，其可通信地连接到所述处理电路，当所述输入装置被再次压下时产生另一信号，所述另一信号被所述处理电路检测，所述处理电路响应所述另一信号，发送以下其中一个：给所述显示器的个人识别号PIN请求通知和给所述发动机控制器单元的启动信号。
13.如权利要求12所述的接地车辆，其中，所述处理电路响应所述另一信号发送所述PIN请求通知给所述显示器。
14.如权利要求13所述的接地车辆，其中，所述处理电路接收来自所述输入装置的PIN输入信息，所述PIN输入信息与来自所述发动机控制器单元的所述信息和所述数据的所述至少一部分中的至少一个进行比较，以验证所述PIN输入信息。
15.如权利要求14所述的接地车辆，其中，所述处理电路根据有效的PIN输入信息发送所述启动信号给所述发动机控制器单元。
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