CN104295428A - 用于控制起动电机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制汽车的起动电机(10)的方法，其中，在收到复位信号(NRES)时或之后，利用起动电机(10)的控制单元(40)检查切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)在收到复位信号(NRES)时或之前处于什么状态，该控制单元根据对计算单元(30)的控制信号(OC、OC_L)的反应来接通或切断起动电机(10)。切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)由监视计算单元(30)的监视单元(22)或者由监视单元(33)在计算单元(30)中产生，且经由专用导线被输送给控制单元(40)。根据检查结果来推断出存在欠压或故障。

Description

用于控制起动电机的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于控制汽车的起动电机的方法和装置。
背景技术
在现代汽车中使用所谓的起动-停车系统，借此在驻车阶段例如在停车信号灯情况下将汽车的内燃机切断。例如，操纵离合器踏板，或者触动带有自动挡变速器的汽车的刹车踏板，这样就能借助起动电机把内燃机再次接通。操纵起动电机往往会导致汽车车载电网的供电电压受到干扰。此时的电压在有些情况下会低于预定的极限值(所谓的电压下限值)，因而进行所谓的欠压复位。
在欠压复位时，对包括起动电机的控制器在内的汽车控制器进行复位。但为了能实现内燃机的起动，在接收到复位信号时利用起动电机的控制单元启动定时器，该定时器保证在控制器复位期间使得起动电机持续激活预定的时间。这里的缺点是，在控制器复位期间无法通过激活的起动电机进行控制。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种方法和一种装置，其能实现改善地监视起动电机。本发明的另一目的是，提出一种相应的计算机程序产品。
采用一种根据权利要求1的特征的方法、一种根据权利要求10的特征的计算机程序产品和一种根据权利要求11的特征的装置，即可实现这些目的。
按照本发明的用于控制汽车起动电机的方法，在收到复位信号时或之后，利用起动电机的控制单元检查切断信号在收到复位信号时或之前处于什么状态，该控制单元根据对计算单元的控制信号的反应来接通或切断起动电机，其中，切断信号由汽车的监视单元或计算单元产生，且经由专用导线被输送给控制单元，监视单元监视计算单元，其中，根据检查结果来推断出存在欠压或故障。
这样一来，在故障情况下，即使当由于故障而对汽车的控制器(即计算单元、控制单元和监视单元)进行复位时也能中断起动电机的起动过程，进而中断内燃机的起动过程。这样就能禁止并非所愿的发动机起动以及因发动机起动引起的汽车移动。
利用附加地设置的切断信号，并结合复位信号对切断信号进行分析，这样就能实现所述监视。如果在产生用于消除故障的复位信号之前激活了切断信号(即探测到了故障)，起动电机的控制单元就可以在因欠压所致的复位与因所出现的故障所致的复位之间进行区分，由此可以将开篇所述的定时器激活置于无效。
按照一种有益的设计，在存在故障时，利用汽车的监视单元或计算单元把切断信号置为表示该故障的状态，并传输至控制单元。此外产生复位信号，并时间延迟地传输至控制单元。切断信号置为表示故障的状态，这意味着，切断信号处于表明故障的值，以便由此能-独立于由复位信号启动的所述定时器-切断起动电机。
根据另一种有益的设计，在存在欠压时，利用能量源产生复位信号并传输至控制单元，其中，利用汽车的能量源或电机控制机构把切断信号置为表示无故障的状态。切断信号在此具有其初始状态(默认值)。
根据另一种有益的设计，在接收到复位信号的时间点，在时间上数字地延长切断信号和/或控制信号的状态。由此可以实现分析切断信号的状态，该切断信号在接收到复位信号时会发生变化。
根据另一种有益的设计，在接收到复位信号的时间点，对切断信号进行分析。在此检查此前是否接收了表示故障的切断信号。在产生和发出切断信号之后，由于已提及的复位信号时间延迟，切断信号和复位信号的接收时间产生了偏差。
根据另一种有益的设计，在接收到复位信号的时间点，启动定时器，其中，控制信号控制着定时器的状态。确切地说，在欠压复位的情况下，利用定时器来保证起动电机尽管控制器复位仍能激活内燃机。
在此可以规定，在存在故障时结束定时器，由此将起动电机去激活。去激活是因为切断信号表明有故障。由此能避免内燃机并非所愿地起动或者汽车通过内燃机而移动。
而在存在欠压时可以保持定时器的状态，由此使得起动电机保持激活，直到定时器时间耗尽，或者直到在发动机控制机构重新启动后控制信号发生改变。由此尽管汽车控制器复位仍能保证内燃机启动。
有益的是，对切断信号和复位信号的边沿进行分析。
此外提出一种计算机程序产品，其能直接装载到数字计算机的内部存储器中，特别是装载到汽车控制器中，且包括软件代码段，当该产品在计算机上运行时，利用这些软件代码段来执行根据前述权利要求中任一项的步骤。
此外提出一种用于控制汽车起动电机的装置，其包括能量源、计算单元、监视计算单元的监视单元、起动电机的控制单元。控制单元被设计用于根据对(例如按照发动机控制机构设计的)计算单元的控制信号的反应来接通或切断起动电机，且在收到复位信号时或之后检查切断信号在收到该复位信号时或之前处于什么状态，其中，切断信号由汽车的监视单元或计算单元产生，且可经由专用导线输送给控制单元，其中，可以根据检查结果来推断出存在欠压或故障。
附图说明
下面借助实施例参照附图详述本发明的其它优点和特征。其中：
图1为本发明的用于控制起动电机的装置的示意图；
图2为在识别到欠压情况下被起动电机的控制单元处理的信号的时序图；和
图3为在故障情况下被起动电机的控制单元处理的信号的时序图。
具体实施方式
图1所示为本发明的用于控制起动电机10的装置的示意图。该装置包括能量源20、计算单元30以及起动电机10的控制单元40。
控制单元40用于借助控制信号GD来接通或切断起动电机10，作为对计算单元30的控制信号OC的反应。为此在该装置的工作中把控制信号OC施加到或者通过通信接口传输到控制单元40的控制输入端42上。用于起动电机10的控制信号GD在输出端45处被提供，且例如与起动电机10的未示出的可控的开关部件的控制接头连接。控制单元40还包括第一所谓的禁用输入端41、复位输入端43和第二禁用输入端44。在装置的工作中，如果识别到欠压或者由监视单元22、33在能量源20和/或计算单元30中确定出错误，就由能量源20在复位输入端43上施加复位信号NRES。如果由能量源20或者计算单元30确定出错误，就向相应的禁用输入端41和/或44传输切断信号DIS或NDIS，由此显示出错误。
能量源20例如是电机控制器(所谓的电子控制单元ECU)的电源。能量源20包括用于识别欠压的单元21以及用于识别计算单元的故障的监视单元22。用于识别欠压的单元21以及监视单元22可以是能量源20的集成的组成部分。用于识别欠压的单元21以及监视单元22可以是外部的组件。
用于识别欠压的单元21通过或-门电路25与能量源20的复位输出端26耦接。在利用单元21识别到欠压的情况下，通过或-门电路25把复位信号NRES施加到复位输出端26上，并传递到计算单元30和控制单元40上。复位信号NRES在计算单元30的输入端38上且在控制单元40的输入端43上供处理之用。在接收到复位信号NRES时，计算单元30和控制单元40以公知的方式复位，从而其功能在复位时段期间基本上不可用。
监视单元22通过延迟单元24与或-门电路25耦接。如果监视单元22确定出故障，就利用该监视单元同样产生复位信号，该复位信号通过延迟单元24经过时间延迟被施加到或-门电路25和输出端26上。在故障情况下，监视单元22还产生切断信号NDIS，该切断信号在禁用输出端27上被提供且在装置工作中传递到控制单元40的禁用输入端44上。由于监视单元22直接地即无延迟单元地与禁用输出端27连接，所以切断信号NDIS在时间上在复位信号NRES之前到达控制单元40。在故障情况下，切断信号NDIS处于表示故障的状态下，例如逻辑低“L”。如果没有故障，切断信号NDIS就处于表示默认状态(无故障)的状态下，例如逻辑高“H”。
计算单元30例如是电机控制器的微控制器。计算单元30除了包括中央计算单元31外，还包括监视单元33。中央计算单元31包括用于确知复位的单元32。该单元可以作为软件在中央计算单元上执行。单元32通过或-门电路34与复位输出端35连接。复位输出端35与能量源20的复位输入端28连接。能量源的复位输入端28又通过延迟单元23与或-门电路25连接。如果用于确知复位的单元32确定出故障，就由该单元产生复位信号，该复位信号通过延迟单元23在时间上延迟地被施加在能量源20的或-门电路25和输出端26上，并按照上述方式传递到计算单元30和控制单元40上。
监视单元33也与或-门电路34耦接。如果监视单元33确定出故障，就由该监视单元也产生复位信号，该复位信号通过或-门电路34施加到输出端35上。在监视单元33的故障情况下，监视单元33还产生切断信号DIS，该切断信号在禁用输出端37上被提供并在装置工作中传递到控制单元40的禁用输入端41上。由于监视单元33直接地即无延迟单元地与禁用输出端41连接，所以切断信号DIS在时间上在由能量源输出的复位信号NRES之前到达控制单元40。控制信号OC由中央计算单元31产生并被施加到控制输出端36上，该控制输出端与控制单元40的控制输入端42连接。在故障情况下，切断信号DIS处于表示故障的状态下，例如逻辑高“H”。如果没有故障，切断信号DIS就处于表示默认状态(无故障)的状态下，例如逻辑低“L”。
如果计算单元30和控制单元40进行复位，复位信号NRES就处于表示复位的状态下，例如逻辑低“L”。于是在默认状态下，复位信号NRES处于逻辑高“H”。
下面参照附图2和3中所示的时序图详述装置的工作方式，其中图2为在识别到欠压情况下被起动电机20的控制单元40处理的信号OC、DIS、NDIS、NRES、LBT和GD的时序图，图3为在故障情况下被起动电机10的控制单元40处理的信号OC、DIS、NDIS、NRES、LBT和GD的时序图。
为便于理解，下面再次介绍上述信号的功能。
施加在控制单元40的控制输出端45上的GD是用于起动电机10的控制信号。借助于控制信号GD例如控制起动电机10的未示出的可控的开关部件的控制接头，以便接通或切断起动电机。如果GD为逻辑低“L”，起动电机10就不激活。如果GD为逻辑高“H”，起动电机10就激活。控制信号GD的默认值是逻辑“L”。
控制信号GD被接至“L”还是“H”，这要借助用于起动电机10的工作模式的控制信号OC利用控制单元40来确定。控制信号OC由计算单元30产生，例如以便在停车信号灯以后借助起动电机10又将汽车内燃机起动。如果OC为逻辑低“L”，起动电机10就不激活，如果OC为逻辑高“H”，起动电机10就利用控制单元40激活。控制信号OC的默认值是逻辑“L”。
借助由能量源20输出的复位信号NRES，引起计算单元30和控制单元40复位。如果NRES为逻辑高“H”，就不进行复位。如果NRES为逻辑低“L”，就利用计算单元30和控制单元40进行复位。在正常状态下，复位信号NRES的默认值是逻辑“H”。
信号DIS和NDIS是切断信号，其根据所探测的故障要么由监视单元22(NDIS)产生，要么由计算单元30(DIS)产生。如果没有故障，切断信号DIS就处于值逻辑低“L”。如果由计算单元30探测到故障，切断信号DIS就处于值逻辑高“H”。这是切断信号DIS的默认值。对于切断信号NDIS来说，情况相反。如果没有故障，切断信号NDIS就处于值逻辑高“H”。如果由能量源20探测到故障，切断信号NDIS就处于值逻辑低“L”。这是切断信号NDIS的默认值。
LBT是所谓的“低电池”定时器。当LBT为逻辑高“H”时，该定时器激活(“运行”)。当LBT为逻辑低“L”时，该定时器不激活。如果在接收到复位信号NRES时利用控制单元40激活定时器，该定时器基本上在预定的时段内持续激活，然后又去激活。LBT默认为逻辑“L”。
在图2和3的时序图中还绘出了信号OC_L、DIS_L和NDIS_L。后缀“L”表示“长”，其含义是，在接收到复位信号时使得相应的信号OC、DIS和NDIS在控制单元40中数字地延长，以便能够保持在复位信号之前所处的状态，并由此能实现按下述方式进行分析。因此，直到被激活的复位信号NRES的时间点，信号OC_L、DIS_L和NDIS_L才与信号OC、DIS和NDIS相应。
在图2和3的时序图中，上述信号在时间点t1之前分别具有其默认值，即OC＝“L”、DIS＝“L”、NDIS＝“H”、NRES＝“H”、LBT＝“L”和GD＝“L”。在时间点t1，利用计算单元30把信号OC置为逻辑“H”，以便激活起动电机10。在同一时间点，信号OC_L和GD的状态也改变为逻辑“H”。由于GD＝“H”，起动电机10激活。
在时间点t2，在根据图2的实施例中，利用能量源20的单元21探测到欠压，因此使得复位信号NRES从“H”改变为“L”。在NRES改变的同时，信号OC、DIS和NDIS的状态借助于信号OC_L、DIS_L和NDIS_L数字地延长至时间点t3。相比之下，信号OC、DIS和NDIS又处于其默认值。同样，在NRES改变的同时，低电池定时器启动，也就是说，LBT在时间点t2从LBT＝“L”改变为LBT＝“H”。
在时间点t2，在接收到复位信号NRES＝“L”时对数字地延长的信号DIS_L和NDIS_L的状态进行分析。在时间点t2，在根据图2的实施例中，DIS_L＝“L”且NDIS_L＝“H”，这意味着，在能量源20和/或计算单元30中不存在错误。定时器LBT由此可以处于其LBT＝“H”的状态下，且尽管计算单元30和控制单元40复位，起动电机10仍进行激活。
在根据图3的实施例中，在时间点t2之前且在时间点t1之后，利用计算单元30探测到故障，因此使得切断信号DIS从“L”改变为“H”。在DIS改变的同时，状态OC＝“H”改变为OC＝“L”，由此也使得GD＝“L”，且在该时间点激活的起动电机10被去激活。在DIS改变的同时，信号OC和DIS的状态借助于信号OC_L和DIS_L数字地延长。由计算单元30探测到的故障经由输出端35传输至能量源20，于是该能量源产生复位信号NRES。
复位信号NRES时间延迟地在时间点t2从“H”改变为“L”。在接收到改变的信号DIS和复位信号之间的时间延迟由延迟单元23决定。在NRES改变的同时，信号NDIS的状态借助于信号NDIS_L数字地延长至时间点t3。由于在接收到复位信号NRES时的时间点t3存在故障，所以低电池定时器未启动，也就是说，它保持LBT＝“L”。因而在故障情况下无法接通起动电机10。
优选通过对相关信号的边沿的分析来进行信号分析。
附图标记清单
10        起动电机
20        能量源
21        用于识别欠压的单元
22        监视单元
23        第一延迟单元
24        第二延迟单元
25        门电路
26        复位输出端
27        禁用输出端
28        复位输入端
30        计算单元
31        中央计算单元
32        用于确知复位的单元
33        监视单元
34        门电路
35        复位输出端
36        用于起动电机的工作模式的控制输出端
37        禁用输出端
38        复位输入端
40        控制单元
41        禁用输入端(DIS/DIS_L)
42        控制输入端(OC/OC_L)
43        复位输入端(NRES)
44        禁用输入端(NDIS/NDIS_L)
45        控制输出端
DIS/DIS_L 切断信号
OC/OC_L     用于起动电机的工作模式的控制信号
NDIS/NDIS_L 切断信号
NRES        复位信号
LBT         欠压定时器信号
GD          用于起动电机的控制信号

Claims (11)

1.一种用于控制汽车的起动电机(10)的方法，其中，在收到复位信号(NRES)时或之后，利用起动电机(10)的控制单元(40)检查切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)在收到复位信号(NRES)时或之前处于什么状态，该控制单元根据对计算单元(30)的控制信号(OC、OC_L)的反应来接通或切断起动电机(10)，其中，切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)由汽车的监视单元(22)或计算单元(30)产生，且经由专用导线被输送给控制单元(40)，监视单元监视计算单元(30)，其中，根据检查结果来推断出存在欠压或故障。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在存在故障时，利用汽车的能量源(20)或计算单元(30)把切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)置为表示该故障的状态，并传输至控制单元(40)，以及产生复位信号(NRES)，并时间延迟地传输至控制单元(40)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在存在欠压时，利用能量源(20)产生复位信号(NRES)并传输至控制单元(40)，其中，利用汽车的能量源(20)或电机控制机构(30)把切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)置为表示无故障的状态。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在接收到复位信号(NRES)的时间点，在时间上数字地延长切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)和/或控制信号(OC、OC_L)的状态。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在接收到复位信号(NRES)的时间点，对切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)进行分析。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在接收到复位信号(NRES)的时间点，只在欠压复位的情况下，启动定时器(LBT)，其中，控制信号(GD)控制着定时器的状态。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在存在故障时并不启动定时器(LBT)，由此将起动电机(10)去激活。
8.如权利要求6所述的方法，其中，在存在欠压时保持控制信号(GD)的状态，由此使得起动电机(10)保持激活，直到定时器(LBT)时间耗尽，或者直到在发动机控制机构(30)重新启动后控制信号(OC、OC_L)发生改变。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)和复位信号(NRES)的边沿进行分析。
10.一种计算机程序产品，其能直接装载到数字计算机的内部存储器中，且包括软件代码段，当该产品在计算机上运行时，利用所述软件代码段来执行根据前述权利要求中任一项的步骤。
11.一种用于控制汽车的起动电机(10)的装置，包括能量源(20)、计算单元(30)、监视该计算单元(30)的监视单元(22)、起动电机(10)的控制单元(40)，其中，控制单元(40)被设计用于根据对计算单元(30)的控制信号(OC、OC_L)的反应来接通或切断起动电机(10)，且在收到复位信号(NRES)时或之后检查切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)在收到该复位信号(NRES)时或之前处于什么状态，其中，切断信号(DIS、DIS_L；NDIS、NDIS_L)由监视单元(22、23)特别是在能量源(20)中或者在计算单元(30)中产生，且可经由专用导线输送给控制单元(40)，其中，可以根据检查结果来推断出存在欠压或故障。
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