CN102305163B - 一种汽车发动机起动控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机起动控制系统及控制方法，所述汽车发动机起动控制系统，包括点火钥匙、起动电机、蓄电池及起动继电器，起动继电器分别与起动电机及蓄电池电连接，还包括发动机电控单元、自动变速箱控制单元及车身控制器；发动机电控单元及自动变速箱控制单元分别通过CAN总线与车身控制器连接；起动继电器及点火钥匙与车身控制器连接；所述汽车发动机起动控制系统的控制方法，BCM获取发动机转速信号及变速箱的档位位置，并根据发动机转速及变速箱的档位位置进行逻辑判断，来控制起动继电器吸合或开启，控制起动电机起动。本发明实现了发动机起动的智能化控制，能保证发动机起动时车辆及使用者的安全，并能为起动电机及蓄电池提供保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机起动控制系统及控制方法。
背景技术
汽车发动机是由车载直流起动电机转动来带动发动机的飞轮旋转，实现起动。图1为发动机起动控制系统结构示意图，发动机的起动过程为：当点火钥匙从ON档旋转到START档，点火钥匙1闭合；起动继电器2闭合，蓄电池3给起动电机4供电，起动电机4带动驱动齿轮产生机械运动，而传动机构进行传动带动飞轮转动，起动发动机。发动机起动后，当点火钥匙从START档回到ON档时，起动电机的机械结构又能和飞轮齿圈自动脱离，不干扰发动机的正常运转。
汽车起动电机属于汽车中的贵重部件，轻易不会损坏，但是，为了延长起动电机的使用寿命，须有恰当的使用方法。由于目前的发动机起动控制系统及控制方法，都是由开关闭合控制起动继电器吸合，把蓄电池的电能提供给起动电机，起动电机带动发动机进行运转。发动机起动控制系统及控制方法比较简单，没有发动机起动保护功能，在汽车发动机起动时，容易出现以下问题。
首先，在汽车发动机起动时，只有当汽车变速箱档位处于空档(N档)或驻车档(P档)状态时，汽车发动机才能点火起动，否则容易因起动电机瞬间的强力转动，使汽车移动；前方一旦有障碍物，将会损坏汽车或危害人身安全。而目前的发动机起动控制方法无法判断汽车点火起动时汽车变速箱档位，无法保证发动机起动时车辆及使用者的安全性。
其次，为保护起动电机，每次发动机起动的时间不得过长，若汽车起动电机带负荷连续运转时间超过5～8秒；即发动机起动后，点火钥匙连续5～8秒不断开，起动电机将继续工作，飞轮齿轮会带动起动电机驱动齿轮高速旋转，加速损坏起动电机单向离合器。而目前的发动机起动控制方法无法判断起动电机连续通电时间，容易造成起动电机损坏，影响起动电机和蓄电池的使用寿命。
再次，若发动机起动后，又误将点火钥匙接通，则起动电机驱动齿轮将与高速旋转的飞轮相碰撞而损坏起动电机，因而在发动机起动状况下不可再次起动。而目前的发动机起动控制方法无法防止起动电机再次被起动，容易造成起动电机损坏。
最后，若发动机初次起动失败，发动机再次起动的时间间隔需控制在合理的范围内，如发动机起动时间间隔太小，则蓄电池短时间内连续深度放电，将影响蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效保证车辆及使用者安全性的汽车发动机起动控制系统及控制方法；本发明进一步的目的在于提供一种能有效为起动电机和蓄电池提供保护的汽车发动机起动控制系统及控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
所述的汽车发动机起动控制系统，包括点火钥匙、起动电机、蓄电池及起动继电器，所述起动继电器分别与所述起动电机及蓄电池电连接，还包括发动机电控单元、自动变速箱控制单元及车身控制器；所述发动机电控单元及自动变速箱控制单元分别通过CAN总线与所述车身控制器连接；所述起动继电器及点火钥匙与所述车身控制器连接。
所述的车身控制器内部设有计时器。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，具体包括以下步骤；
(1)点火钥匙位置判断步骤，用于判断点火钥匙是否闭合；
BCM检测到点火钥匙闭合，开启内部计时器，并进入下一步骤；
BCM检测到点火钥匙未闭合，重新返回点火钥匙位置判断步骤；
(2)发动机转速判断步骤，用于判断发动机是否已经起动；
BCM检测到发动机转速大于或等于500r/min，则发动机已经起动，BCM控制起动继电器断开，返回到步骤(1)；
发动机的转速小于500r/min，则发动机未起动，进入下一判断步骤；
(3)自动变速箱档位判断步骤，用于判断发动机起动时自动变速箱的档位是否处于P档或N档；
BCM检测到自动变速箱的档位处于P档或N档，BCM断开其他车身用电器负载；同时BCM控制起动继电器吸合，蓄电池给起动电机提供电能，起动电机带动发动机起动；
BCM检测到自动变速箱的档位不在P档或N档位置，重新返回自动变速箱档位判断步骤。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)发动机转速再次判断步骤，用于再次判断发动机是否已经被起动；
BCM检测到发动机转速大于或等于500r/min，则发动机已经起动，BCM控制起动继电器断开，返回到步骤(1)；
发动机的转速小于500r/min，则发动机未起动，重新返回到发动机转速再次判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则返回步骤(2)的发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)点火钥匙持续闭合时间判断步骤，用于判断起动电机持续工作时间；
BCM检测点火钥匙持续闭合时间超过5秒，BCM强制控制起动继电器断开，起动电机停止工作；BCM恢复被强制关掉的车身用电器负载，进入下一步骤；
BCM检测持续闭合时间不超过5秒，返回到点火钥匙持续闭合时间判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则返回步骤(2)的发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)点火钥匙位置再次判断步骤，用于保证发动机已经起动情况下起动电机停止工作；
BCM检测到点火钥匙处于ON档位置，则BCM控制起动继电器断开，起动电机不工作；BCM恢复被强制关掉的车身用电器负载，进入下一步骤；
如点火钥匙不是处于ON档位置，返回点火钥匙位置再次判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则返回步骤(2)的发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
本发明的有益效果在于：所述汽车发动机起动控制系统及控制方法，通过引入发动机电控单元、自动变速箱控制单元及车身控制器，实现了发动机起动的智能化控制；首先能够保证发动机起动时车辆及使用者的安全；其次，通过控制能够避免起动电机长时间通电，从而延长起动电机和蓄电池的使用寿命；再次，能避免在发动机已经启动的情况下，再次给起动电机供电，从而避免起动电机齿轮损坏；再其次，能够有效控制连续两次启动发动机的时间间隔，避免蓄电池的深度放电，为蓄电池提供保护；最后，引入现有的硬件资源，实现发动机起动的智能控制，不会额外增加硬件成本，并具备很好的控制效果。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为现有技术中汽车发动机起动控制系统结构示意图；
图2为本发明中汽车发动机起动控制系统结构示意图；
图3为本发明中汽车发动机起动控制方法流程图；
上述图中的标记均为：
1、点火钥匙，2、起动继电器，3、蓄电池，4、起动电机，5、车身控制器，6、CAN总线，7、发动机电控单元，8、自动变速箱控制单元。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图2所示，所述的汽车发动机起动控制系统，包括点火钥匙1、起动电机4、蓄电池3及起动继电器2，起动继电器2分别与起动电机4及蓄电池3电连接，还包括发动机电控单元7、自动变速箱控制单元8及车身控制器5；发动机电控单元7及自动变速箱控制单元8分别通过CAN总线6与车身控制器5连接；起动继电器2及点火钥匙1与车身控制器5连接。
车身控制器5内部设有计时器。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，通过控制起动继电器2吸合，使蓄电池3给起动电机4提供电能，BCM5检测点火钥匙1的闭合情况，同时与发动机ECU7进行CAN总线6通讯，通过CAN总线6接收发动机转速信号，判断发动机是否起动成功；BCM5与自动变速箱TCU8进行CAN总线6通讯，通过CAN总线判断当前变速箱的档位是否处于P档或N档；BCM根据发动机转速及变速箱的档位条件进行逻辑判断，来控制起动继电器2吸合或开启，控制起动电机起动。
在汽车发动机起动时，起动电机线圈电流非常大，达上百安培，为了保证汽车发动机能正常起动，通常在发动机起动时，要求切断汽车灯光等车身电器电源，保证为汽车起动电机提供最大的电能。
如图3所示，所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，包括以下步骤；
(1)点火钥匙位置判断步骤，用于判断点火钥匙是否闭合；
BCM检测到点火钥匙处于START档时，点火钥匙闭合，开启内部计时器，并进入下一步骤，即进入发动机转速判断步骤；
BCM检测到点火钥匙未闭合，重新返回点火钥匙位置判断步骤；
(2)发动机转速判断步骤，用于判断发动机是否已经起动；
BCM通过CAN总线获得发动机的转速信号，并进行如下判断：发动机转速大于或等于500r/min，则发动机已经起动，BCM控制起动继电器断开，蓄电池不能给起动电机供电，起动电机不工作，返回到点火钥匙位置判断步骤；
发动机的转速小于500r/min，则发动机未起动，进入下一判断步骤，即进入自动变速箱档位判断步骤；
(3)自动变速箱档位判断步骤，用于判断发动机起动时自动变速箱的档位是否处于P档或N档；
BCM通过CAN总线获得自动变速箱档位信号，并进行如下判断：自动变速箱的档位处于P档或N档，BCM断开其他车身用电器负载；同时BCM控制起动继电器吸合，蓄电池给起动电机提供电能，起动电机带动发动机起动；
自动变速箱的档位不在P档或N档位置，这时使用者应当检测自动变速箱的档位位置，确保处于P档或N档位置，再次进入自动变速箱档位判断步骤，直至自动变速箱的档位处于P档或N档位置，BCM断开其他车身用电器负载，同时BCM控制起动继电器吸合，蓄电池给起动电机提供电能，起动电机带动发动机起动。
所述的汽车发动机起动控制方法，通过BCM的智能控制，能够准确控制及判断发动机起动，同时能够确保发动机起动时汽车变速箱档位在P档或N档位置，能够保证发动机起动时车辆及使用者的安全性。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)发动机转速再次判断步骤，用于再次判断发动机是否已经被起动；
BCM通过CAN总线再次获得发动机的转速信号，并进行如下判断：发动机转速大于或等于500r/min，则发动机已经起动，BCM控制起动继电器断开，蓄电池不能给起动电机供电，起动电机停止工作，BCM接通强制断开的电器，进入下一判断步骤，即进入发动机再次起动时间间隔判断步骤；
发动机的转速小于500r/min，则发动机未起动，返回到发动机转速再次判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
计时器记录点火钥匙第二次闭合与第一次次闭合之间的时间间隔来判断发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则进入先前的发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
自动变速箱档位在P档或N档时，BCM再次判断发动机转速，进而判断发动机是否被起动；进一步保证发动机起动时车辆及使用者的安全；同时能够有效控制连续两次启动发动机的时间间隔，避免蓄电池的深度放电，为蓄电池提供保护。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)点火钥匙持续闭合时间判断步骤，用于判断起动电机持续工作时间；
计时器记录点火钥匙持续闭合时间，即记录点火钥匙持续处于START档的时间，BCM检测点火钥匙持续闭合时间超过5秒，BCM强制控制起动继电器断开，起动电机停止工作，并自动与发动机脱离；同时BCM恢复被强制关掉的车身用电器负载，进入下一步骤；
BCM检测持续闭合时间不超过5秒，返回到点火钥匙持续闭合时间判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
计时器记录点火钥匙第二次闭合与第一次次闭合之间的时间间隔来判断发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则进入发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
通过BCM的内部计时器检测点火钥匙持续闭合时间来控制起动电机的通电时间，BCM将起动电机的通电时间严格控制在5秒钟以下，能够避免起动电机长时间通电，给起动电机及蓄电池提供保护，延长起动电机及蓄电池的使用寿命；同时能够有效控制连续两次启动发动机的时间间隔，避免蓄电池的深度放电，为蓄电池提供保护。
所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)点火钥匙位置再次判断步骤，用于保证发动机已经起动情况下起动电机停止工作；
BCM检测点火钥匙的位置，如点火钥匙处于ON档位置，则BCM控制起动继电器断开，蓄电池不能给起动电机供电，起动电机不工作，并自动与发动机脱离；同时BCM恢复被强制关掉的车身用电器负载，进入下一步骤；
如点火钥匙不是处于ON档位置，返回点火钥匙位置再次判断步骤；
(5)发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
计时器记录点火钥匙第二次闭合与第一次次闭合之间的时间间隔来判断发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则进入发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，BCM控制点火钥匙自动断开。
通过BCM检测点火钥匙的位置来进一步判断汽车发动机是否已经成功起动；在汽车发动机已经起动的情况下，自动断开起动继电器，蓄电池不能给起动电机供电，起动电机不工作并自动与发动机脱离，可以防止发动机起动状态下，蓄电池再次给起动电机供电，能够为起动电机提供保护，避免起动电机齿轮损坏。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，以上实施例中的一种或是几种的组合均为本发明的技术方案；同时只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种汽车发动机起动控制系统的控制方法，所述起动控制系统，包括点火钥匙（1）、起动电机（4）、蓄电池（3）及起动继电器（2），所述起动继电器（2）分别与所述起动电机（4）及蓄电池（3）电连接，还包括发动机电控单元（7）、自动变速箱控制单元（8）及车身控制器（5）；所述发动机电控单元（7）及自动变速箱控制单元（8）分别通过CAN总线（6）与所述车身控制器（5）连接；所述起动继电器（2）及点火钥匙（1）与所述车身控制器（5）连接；所述的车身控制器（5）内部设有计时器；其特征在于：具体包括以下步骤；
（1）点火钥匙位置判断步骤，用于判断点火钥匙是否闭合；
车身控制器检测到点火钥匙闭合，开启内部计时器，并进入下一步骤；
车身控制器检测到点火钥匙未闭合，重新返回点火钥匙位置判断步骤；
（2）发动机转速判断步骤，用于判断发动机是否已经起动；
车身控制器检测到发动机转速大于或等于500 r／min，则发动机已经起动，车身控制器控制起动继电器断开，返回到步骤（1）；
发动机的转速小于500 r／min，则发动机未起动，进入下一判断步骤；
（3）自动变速箱档位判断步骤，用于判断发动机起动时自动变速箱的档位是否处于P档或N档；
车身控制器检测到自动变速箱的档位处于P档或N档，车身控制器断开其他车身用电器负载；同时车身控制器控制起动继电器吸合，蓄电池给起动电机提供电能，起动电机带动发动机起动；
车身控制器检测到自动变速箱的档位不在P档或N档位置，重新返回自动变速箱档位判断步骤。
2.按照权利要求1所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，其特征在于：在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
(4)发动机转速再次判断步骤，用于再次判断发动机是否已经被起动；
车身控制器通过CAN总线再次获得发动机的转速信号，并进行如下判断：发动机转速大于或等于500 r／min，则发动机已经起动，车身控制器控制起动继电器断开，蓄电池不能给起动电机供电，起动电机停止工作，车身控制器接通强制断开的电器，进入下一判断步骤；
发动机的转速小于500 r／min，则发动机未起动，重新返回到发动机转速再次判断步骤；
（5）发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则返回步骤（2）的发动机转速判断步骤；
如时间间隔小于15秒，车身控制器控制点火钥匙自动断开。
3.按照权利要求1所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，其特征在于：在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
（4）点火钥匙持续闭合时间判断步骤，用于判断起动电机持续工作时间；
车身控制器检测点火钥匙持续闭合时间超过5秒，车身控制器强制控制起动继电器断开，起动电机停止工作；车身控制器恢复被强制关掉的车身用电器负载，进入下一步骤；
车身控制器检测持续闭合时间不超过5秒，返回到点火钥匙持续闭合时间判断步骤；
（5）发动机再次起动时间间隔判断步骤，用于确定发动机两次起动之间的时间间隔；
如时间间隔大于或等于15秒，则返回步骤（2）的发动机转速判断步骤；
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4.按照权利要求1所述的汽车发动机起动控制系统的控制方法，其特征在于：在所述自动变速箱档位判断步骤后增加以下步骤；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |