CN102485565A - 怠速停止和起动系统以及用于控制该系统的方法 - Google Patents

怠速停止和起动系统以及用于控制该系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种怠速停止和起动系统以及用于控制该系统的方法。ISG系统以及控制该ISG系统的方法通过根据配备有自动变速器的车辆的发动机停止条件和重新起动条件而控制发动机的起动，从而防止由于不必要怠速而引起的燃料消耗。用于控制ISG系统的方法包括：确定是否满足发动机操作时发动机控制器中发动停止的先决条件；满足发动机停止的先决条件时，确定是否能够使发动机停止；能够使发动机停止时，确定是否满足发动机停止条件；满足发动机停止条件时，使操作中的发动机停止；发动机停止时，确定是否满足键控起动条件；不满足键控起动条件时，确定是否能够重新起动；能够重新起动时，确定是否满足重新起动条件；并且满足重新起动条件时，使发动机重新起动。

Description

怠速停止和起动系统以及用于控制该系统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月6日提交的韩国专利申请第10-2010-0123862号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种ISG系统以及一种控制该ISG系统的方法，更特别而言，涉及一种ISG系统以及一种控制该ISG系统的方法，该ISG系统通过根据配备有自动变速器的车辆的发动机停止条件和重新起动条件而控制发动机的起动，从而能够防止由于不必要怠速而引起的燃料消耗。
背景技术
近来，进行了各种努力来减少来自车辆的温室气体，并且作为这种努力的一部分，考虑各种方法来提高燃料效率。世界各地正在越来越多地采用ISG(怠速停止和起动)系统以提高燃料效率。在车辆速度、发动机转速和冷却水温度等方面信息的基础上，ISG系统通过停止怠速中的发动机来防止燃料消耗。
换句话说，当车辆由于等待交通信号灯等而停止时，ISG系统自动地停止发动机怠速，并且在预定时间之后，其根据控制加速器和制动器踏板的驾驶员的要求而重新起动发动机。ISG系统在实际燃料效率模式方面能够达到大约5～15％的燃料效果。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供一种ISG系统以及一种控制该ISG系统的方法，其能够通过根据配备有自动变速器的车辆的发动机停止条件和重新起动条件而控制发动机的起动，从而能够防止由于不必要怠速而引起的燃料消耗。
另外，本发明的各个方面致力于提供一种ISG系统以及一种控制该ISG系统的方法，其根据发动机重新起动条件，通过在发动机通过ISG系统而停止时利用副泵来保持自动变速器的液压，从而使得在重新起动发动机时不会产生感觉上的差别，即使恰好在发动机重新起动之后也能够提高可操作性。
另外，本发明的各个方面致力于提供一种ISG系统以及一种控制该ISG系统的方法，其在发动机通过ISG系统而停止时，通过保持使电机驱动的转向控制器可操作从而能够实施动力转向。
本发明的各个方面提供一种ISG系统(怠速停止和起动系统)，包括：发动机控制器，所述发动机控制器在满足用于ISG的发动机停止条件时停止发动机并将ISG停止信号传输到控制器，并且在满足发动机重新起动条件时重新起动发动机并将ISG重新起动信号传输到控制器；电机驱动的转向控制器，在从所述发动机控制器接收到所述ISG停止信号时，所述电机驱动的转向控制器通过保持转向电机的操作从而即使在发动机停止时也允许进行动力转向；自动变速器控制器，在从所述发动机控制器接收到所述ISG停止信号时，所述自动变速器控制器控制自动变速器的副油泵(oil sub-pump)的操作以保持所述自动变速器的液压，并且将所述自动变速器的档域(shift range)传输到所述发动机控制器；制动器控制器，所述制动器控制器将制动器踏板的操作、制动器增压压力和车辆行驶倾斜角度传输到所述发动机控制器；组合仪表(cluster)，所述组合仪表显示从所述发动机控制器传输的ISG操作状态，并且将发动机罩是否打开、车门是否打开以及座椅安全带是否未系紧的信号传输到所述发动机控制器；以及电池管理系统，所述电池管理系统将电池的充电状态传输到所述发动机控制器，其中所述发动机控制器响应于来自车辆中的所述自动变速器控制器、所述制动器控制器、所述组合仪表、所述电池管理系统和传感器的信号，根据是否满足所述发动机停止条件和所述发动机重新起动条件来控制发动机的操作。
本发明的另一个示例性实施方案提供了一种用于控制ISG系统的方法，所述方法包括：确定是否满足在发动机处于操作中时发动机控制器中用于发动停止的先决条件；当满足用于发动机停止的所述先决条件时，确定是否能够使发动机停止；当能够使发动机停止时，确定是否满足发动机停止条件；当满足所述发动机停止条件时，使处于操作中的发动机停止；当发动机停止时，确定是否满足键控起动(keystart)条件；当不满足所述键控起动条件时，确定是否能够重新起动；当能够重新起动时，确定是否满足重新起动条件；并且当满足所述重新起动条件时，使发动机重新起动。
根据本发明的各个方面，通过根据配备有自动变速器的车辆的发动机停止条件和重新起动条件而控制发动机的起动，从而可以防止由于不必要怠速而引起的燃料消耗。
另外，根据本发明的各个方面，根据发动机重新起动条件，通过在发动机通过ISG系统而停止时利用副泵来保持自动变速器的液压，使得在重新起动发动机时不会产生感觉上的差别，从而即使恰好在发动机重新起动之后也能够提高可操作性。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是显示根据本发明用于控制ISG的示例性ISG系统结构的视图。
图2是显示控制图1所示的ISG系统的示例性方法的流程图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地做出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖各个实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
参考图1和2，ISG系统包括发动机控制器10、传感器单元20和控制器30，发动机控制器10响应于车辆操作状态的信号而控制发动机的ISG，传感器单元20将由传感器测得的车辆操作状态的信号传输到发动机控制器10，控制器30将车辆中各部件的操作状态的信号传输到发动机控制器10，并且接收从发动机控制器10传输的发动机操作状态的信号。另外，发动机控制器10能够从驱动部件40传输/接收信号。
另外，电机驱动的转向控制器34受控为通过即使其接收从发动机控制器10传输的ISG停止信号也保持转向电机操作，从而即使发动机停止也能够实施动力转向。另外，自动变速器控制器33通过即使在其接收到从发动机控制10传输的ISG停止信号也能够操作自动变速器的副油泵，从而即使在发动机通过ISG而停止时也保持自动变速器的液压，进而能够提高发动机重新起动时的可操作性。另外，组合仪表35能够通过ISG通知驾驶员发动机被起动或停止。另外，组合仪表35能够显示发动机是否能够起动、发动机停止条件、重新起动条件以及发动机是否能够重新起动。
在步骤S1中，发动机控制器10在由ISG开关21接收的信号的基础上检查是否满足ISG启动条件。当ISG开关21保持开启并且ISG系统正常操作而发动机处于操作中时，发动机控制器10确定满足发动机操作时的ISG启动条件。另外，当ISG开关21保持开启而发动机停止时，发动机控制器10确定满足发动机停止时的ISG启动条件。
另外，当满足ISG启动条件时，在步骤S2中，当发动机处于操作中时，发动机控制器10在从传感器单元20和控制器30传输的信号的基础上检查是否满足发动机停止的先决条件。发动机停止的先决条件以及接收这些条件的信号的因素如表1所示。
表1
Figure BDA0000105519170000051
在预定时间之内，当发动机停止的先决条件全部满足时，发动机控制器10确定满足发动机停止的先决条件。尽管预定时间可以设置为大约1至5秒，但是其在本发明中并不受到限制。
冷却水温度的预定温度可以设定为65摄氏度。变速器油的温度范围的预定温度可以设定为35至120摄氏度。发动机转速的预定转速可以设定为1200rpm。最大行驶速度的预定车速可以设定为8km/h。当重新起动之后经过预定时间时的预定时间可以设定为5秒。这些参考值可以根据车辆的状态而进行改变。
当满足发动机停止的先决条件时，在步骤S3中，发动机控制器10在从传感器单元20、控制器30和驱动部件40传输的信号的基础上检查发动机是否能够停止。当当前状态并未包含在表2所述的发动机停止禁止条件中时，发动机控制器10确定发动机不能够停止，并且当满足发动机停止禁止条件的至少一个时，发动机控制器10禁止发动机停止。
表2
Figure BDA0000105519170000052
即使发动机能够通过ISG停止发动机控制器10也禁止发动机停止，直到满足发动机停止禁止条件而解决了发动机停止禁止条件。
用于确定电池未被充分充电的电池充电状态可以设定为79％。另外，作为确定是否超过转向角的参考的预定角度可以设定为+/-180。制动系统启动之后的预定时间可以设定为10秒。传动装置换档到R档位之后的预定时间可以设为1秒。当换档控制器的CAN联系错误、换挡控制器33的故障以及变速器副泵控制器中的问题中的任意一个发生时，换挡控制器确定不满足各条件。制动器增压压力的参考水平可以设定为-35kPa。当其为-10m/s2时，确定车速快速减小。在行驶时上坡和下坡倾斜角度的预定水平可以分别设定为-/+12％。大气压力的预定水平可以设定为800kPa。起动电机的次数或操作次数的预定水平可以设定为350,000次。这些参考值可以根据车辆的状态而进行改变。
当所有的发动机停止禁止条件均不满足时，在步骤S4中，发动机控制器10在来自控制器30的基础上确定发动机能够停止，并且检查是否满足发动机停止条件。发动机停止条件的实例以及传输这些条件的信号的因素如表3所示。
表3
Figure BDA0000105519170000071
当满足发动机停止条件中的至少一个并且已经经过预定时间时，发动机控制器10确定满足发动机停止条件。另外，用于确定制动器液压是否处于预定水平之上的预定水平可以设定为8巴(bar)，但是其能够根据车辆的状态而改变。
当满足发动机停止条件时，在步骤S5中发动机控制器10使发动机停止。另外，在步骤S6中，当发动机停止时，发动机控制器10检查发动机是否不能够通过ISG而重新起动，并且在确定发动机是否能够通过ISG而重新起动之前，发动机控制器10检查是否满足能够在键开启时进行重新起动的键控起动条件。也即，在步骤S6中，发动机控制器10在来自控制器30的信号的基础上检查是否满足键控起动条件。键控起动条件的实例以及传输这些条件的信号的因素如表4所示。
表4
Figure BDA0000105519170000072
尽管在发动机不能在两秒之内起动时预定次数可以设定为一次，但是其在本发明中不受限制。
当满足键控起动条件的至少一个时，发动机控制器10确定发动机不能够通过ISG重新起动并且能够在键开启时重新起动，并且在步骤S9中，发动机控制器10在键处于开启处(ON)时使发动机重新起动。
另外，当所有键控起动条件均不满足时，在步骤S7中，发动机控制器10检测发动机是否能够通过ISG重新起动。当发动机停止之后已经经过预定时间并且加速器踏板踩下(ON)时，发动机控制器10确定发动机不能够安全地重新起动。如果发动机并非不可能重新起动，则发动机控制器10确定发动机能够重新起动。
当发动机控制器10确定发动机能够重新起动时，在步骤S8中，发动机控制器10检测是否满足重新起动的条件。当满足自动重新起动条件、强制重新起动条件和ISG不启动条件中的至少一个时，发动机控制器10确定满足发动机重新起动的条件。
首先，通过由驾驶员操作换档传动装置和制动器踏板而实施重新起动的自动重新起动条件的实例如表5所示。用于换档传动装置的信号从自动变速器控制器33传输到发动机控制器10，并且用于制动器踏板和液压的信号从制动器控制器31传输到发动机控制器10。
表5
制动器液压的预定水平可以设定为低于最大液压20％的值。另外，在换档之后的预定时间可以设定为1秒。这些参考值可以根据车辆的状态而进行改变。
当发动机控制器10确定了满足自动重新起动条件中的至少一个时，在步骤S9中，发动机控制器10使发动机重新起动。用于使发动机强制重新起动的强制重新起动条件的实例如表6所示。
表6
在停止发动机时降低的制动器增压压力可以设定为35kPa。倾斜角度的预定范围可以设定为-16％至+16％。这些参考值可以根据车辆的状态而进行改变。
当发动机控制器10确定了满足强制重新起动条件中的至少一个时，在步骤S9中，发动机控制器10使发动机重新起动。
另外，当满足下列条件中的至少一个时，发动机控制器10确定满足ISG不启动条件：当发动机处于操作中时ISG开关断开，当发动机处于操作中时ISG系统损坏，以及当发动机停止时ISG开关断开。另外，当发动机控制器10确定了满足ISG不启动条件时，在步骤S9中，发动机控制器10不启动发动机的ISG并且使发动机重新起动。
根据ISG系统以及控制该ISG系统的方法，通过根据配备有自动变速器的车辆的发动机停止条件而在预定场合下停止发动机，例如停止车辆及等待交通信号灯，从而可以防止由于不必要怠速而引起的燃料消耗。另外，根据ISG系统以及控制该ISG系统的方法，根据发动机重新起动条件，通过在发动机通过ISG而停止时保持自动变速器的液压并保持转向系统可操作，从而在重新起动发动机时不会产生感觉上的差别，使得即使恰好在发动机重新起动之后也可以保持可操作性。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种怠速停止和起动系统，包括：
发动机控制器，所述发动机控制器在满足用于怠速停止和起动的发动机停止条件时停止发动机并将怠速停止和起动停止信号传输到控制器，并且在满足发动机重新起动条件时重新起动发动机并将怠速停止和起动重新起动信号传输到所述控制器；
电机驱动的转向控制器，在从所述发动机控制器接收到所述怠速停止和起动停止信号时，所述电机驱动的转向控制器通过保持转向电机的操作从而即使在发动机停止时也允许进行动力转向；
自动变速器控制器，在从所述发动机控制器接收到所述怠速停止和起动停止信号时，所述自动变速器控制器控制自动变速器的副油泵的操作以保持所述自动变速器的液压，并且将所述自动变速器的档域传输到所述发动机控制器；
制动器控制器，所述制动器控制器将制动器踏板的操作、制动器增压压力和车辆行驶倾斜角度传输到所述发动机控制器；
组合仪表，所述组合仪表显示从所述发动机控制器传输的怠速停止和起动操作状态，并且将发动机罩是否打开、车门是否打开以及座椅安全带是否未系紧的信号传输到所述发动机控制器；以及
电池管理系统，所述电池管理系统将电池的充电状态传输到所述发动机控制器；
其中所述发动机控制器响应于来自车辆中的所述自动变速器控制器、所述制动器控制器、所述组合仪表、所述电池管理系统和传感器的信号，根据是否满足所述发动机停止条件和所述发动机重新起动条件来控制发动机的操作。
2.根据权利要求1所述的怠速停止和起动系统，其中所述发动机控制器响应于由车辆中的所述自动变速器控制器、所述制动器控制器、所述组合仪表、所述电池管理系统和传感器接收到的信号，检查是否满足如下条件：用于启动所述怠速停止和起动系统的条件，用于在发动机处于操作中时停止发动机并且禁止发动机停止的条件，用于在发动机停止时自动重新起动、强制重新起动和禁止重新起动的条件。
3.一种用于控制怠速停止和起动系统的方法，所述方法包括：
确定在发动机处于操作中时是否满足发动机控制器中用于发动停止的先决条件；
当满足用于发动机停止的所述先决条件时，确定是否能够使发动机停止；
当能够使发动机停止时，确定是否满足发动机停止条件；
当满足所述发动机停止条件时，使处于操作中的发动机停止；
当发动机停止时，确定是否满足键控起动条件；
当不满足所述键控起动条件时，确定是否能够重新起动；
当能够重新起动时，确定是否满足重新起动条件；并且
当满足所述重新起动条件时，使发动机重新起动。
4.根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中在确定禁止发动机停止之前，当怠速停止和起动开关断开或者所述怠速停止和起动系统损坏时，确定满足怠速停止和起动不启动条件，并且当不满足所述怠速停止和起动不启动条件时，确定发动机禁止停止条件被执行。
5.根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当发动机停止之后已经经过预定时间并且加速器踏板踩下时，禁止发动机重新起动，直到所述加速器踏板抬起，在确定了不满足所述键控起动条件时，确定在所述加速器踏板抬起之后是否能够进行重新起动。
6.根据权利要求5所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中在确定了不满足所述键控起动条件之后，当发动机已经停止预定时间或更少时间并且所述加速器踏板踩下时，执行重新起动发动机的步骤。
7.根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当满足所述键控起动条件时，只在键开启状态下执行重新起动发动机的步骤。
8.根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当满足自动重新起动条件和强制重新起动条件中的至少一个时，确定是否满足所述重新起动条件的步骤确定满足使发动机重新起动的条件。
9.根据权利要求8所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当满足如下任意一项条件时，将是否满足自动重新起动的条件确定为得到满足：制动器液压处于预定水平之下而换档传动装置处于D档域，在所述换档传动装置切换到R档域之后已经经过了预定时间，恰好在所述换档传动装置切换到R档域之后制动器抬起，所述制动器踩下而在车辆停止的同时所述换档传动装置切换到N档位和P档位，以及所述换档传动装置切换到手动档域。
10.根据权利要求8所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当满足如下任意一项条件时，将是否满足强制重新起动的条件确定为得到满足：在停止发动机时制动器增压压力减小，在停止发动机时产生了车速，需要对电池充电，生成了用于操作空气调节系统的指令，在停止发动机时倾斜角度超过了预定范围，以及在停止发动机时移除了安全条件而所述制动器踩下。
11.根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法，其中当满足如下条件时，将是否满足发动机停止的先决条件确定为得到满足：在通过开启键而完成发动机起动之后冷却水的温度高于预定温度，变速器油的温度处于预定范围之内，发动机转速处于预定转速之下，在发动机重新起动之后最大车速处于预定车速之上，所述加速器踏板抬起，车速为0Kph，以及在车辆重新起动之后已经经过了预定时间。
12.一种怠速停止和起动系统，包括发动机控制器，所述发动机控制器通过利用根据权利要求3所述的用于控制怠速停止和起动系统的方法来控制发动机的操作。
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