CN104712448A - 一种怠速起停控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机怠速起停控制系统，怠速起停系统通过CAN总线与汽车发动机管理系统连接，其包括：怠速起停控制板以及传感系统；传感系统用以检测刹车踏板信息、发动机信息、变速箱信息、离合器踏板信息、电池信息、车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息、车速信息、驻车制动信息以及空调信息并提供一检测信号;怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑；怠速起停系统根据检测信号、怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑控制发动机管理系统，从而控制发动机启动或停止。采用上述技术方案后，使得不同类型的汽车的发动机在更多的情况下可以起动或停止，节能省油效果更好。

Description

一种怠速起停控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车控制系统，尤其涉及一种怠速起停控制系统及控制方法。

背景技术

汽车工业的快速发展，不但给石油资源带来了巨大压力，同时也产生了极为严重的环境污染问题。中国政府号召各行各业采取各项措施进行节能减排，减少二氧化碳的排放。起停技术是在车辆停止前进并且发动机处于怠速状况时，在安全的前提下，停止发动机工作，从而节省车辆怠速时的燃油消耗，达到节能、减排的目的。目前，能够实现该功能的技术方案有2种，分别是增强型起动电机方案和BSG(belt driven starter generator)弱混合动力方案。

增强型起动电机方案是在不改变发动机和整车布置的情况下，通过增强型起动电机和深度放电蓄电池配合使用，实现快速频繁的起动。BSG弱混合动力方案是通过使用起动－发电一体机拖动发动机快速起动。该方案需要重新设计起动传动系统，增加起动-发电一体机及其控制器并需要增强型的大容量蓄电池配合使用。综合比较2种方案的节油效果、排放水平和净增成本，选择增强型起动电机方案具有一定的优势。

因此，对增强型起动电机的控制需要一整套强大的控制系统，来针对每一行驶过程中可能出现的情况加以发动机的控制方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种怠速起停控制系统及控制方法，针对现有技术控制系统的不全面性加以修正，保证驾驶员的每一动作都会得到判断，从而起到最佳的节能环保效果。

本发明公开了一种汽车发动机怠速起停控制系统，所述怠速起停系统通过CAN总线与汽车发动机管理系统连接，其包括：怠速起停控制板以及传感系统；所述传感系统用以检测刹车踏板信息、发动机信息、变速箱信息、离合器踏板信息、电池信息、车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息、车速信息、驻车制动信息以及空调信息并提供一检测信号;所述怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑；所述怠速起停系统根据所述检测信号、所述怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑控制所述发动机管理系统，从而控制发动机启动或停止。

优选地，所述怠速起停控制系统还包括继电器组，所述继电器组设于所述怠速起停控制板与所述发动机管理系统间。

优选地，所述怠速起停系统还包括与所述怠速起停控制板连接的怠速起停状态指示灯、发动机状态指示灯、电池状态指示灯，分别指示怠速起停系统状态、发动机状态及电池状态。

优选地，所述怠速起停控制系统独立于汽车ACC系统及点火系统设置。

优选地，所述传感系统包括电池传感器，用于检测所述电池信息。

优选地，所述的电池信息包括电池的剩余电量、电压、温度、内阻信息。

优选地，所述传感系统包括制动真空度传感器，用于检测制动真空助力器内的制动真空度。

优选地，所述传感系统包括状态检测传感器，用于检测所述车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息。

优选地，所述传感系统包括踏板传感器，检测刹车踏板、离合器踏板状态信息。

优选地，所述传感系统包括曲轴位置传感器，用于检测曲轴位置信息。

优选地，所述怠速起停控制系统还包括起停功能开关，当所述发动机正常停机时，关闭所述起停功能开关将启动所述发动机。

优选地，所述怠速起停控制系统后装于所述汽车。

本发明还公开了一种汽车发动机的怠速起停控制方法，使用一怠速起停系统控制发送机启动或停止；所述怠速起停控制系统包括：怠速起停控制板以及传感系统；所述传感系统检测汽车状态并提供一检测信号；所述怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑；所述怠速起动逻辑包括：A空档位状态下，离合器踩踏至5-25%位置；B空档位状态下，汽车电池电压或者电量低于电压或电量阈值；C空档位状态下，发动机温度大于95℃或低于50℃；D空档位状态下,驻车制动松开;E空档位状态下，智能电池传感器与怠速起停控制系统通信错误；F空档位状态下，制动真空度低于阈值；G非空档位状态下，离合踩踏到75-100%位置;所述条件A-G的任一条件满足时，所述发动机启动；所述怠速停止逻辑包括：H汽车电池电量充足；I发动机温度处于50℃至95℃间；J驾驶员在座位上且系好安全带开关；K驾驶员车门关闭；L发动机前舱盖关闭；M制动真空度高于阈值;N车速小于0-3公里/小时;O离合完全松开;P空调不在最大档位;Q变速器处于空档位置;R发动机转速小于1200转/分钟；所述条件H-R的所有条件满足时长超过一定时间时或驻车制动拉起时，所述发动机停止。

优选地，空档位状态下，当电池传感器与怠速起停控制板通信错误时，所述发动机启动；当电池传感器与怠速起停控制板通信正常时，所述发动机停止。

优选地，所述一定时间为3秒。

采用上述技术方案后，相比于现有技术，本发明的怠速起停控制系统具有更多逻辑判断情况，使得发动机在更多的情况下可以起动或停止，节能省油效果更好。

附图说明

图1为本发明发动机起停技术控制原理图；

图2为本发明发动机怠速起动控制逻辑示意图；

图3为本发明发动机怠速停机控制逻辑示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

参阅图1，本发明汽车发动机怠速起停控制系统（ESS System）通过CAN总线将控制指令发送至汽车发动机管理系统，其中，汽车发动机怠速起停控制系统包括怠速起停控制板及传感系统，传感系统可包括电池传感器，以检测电池信息，其中电池信息包括电池的剩余电量、电压、温度、内阻信息等；还可包括状态检测传感器，以检测车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息，即车门关闭或开启与否、安全带系上或未系上与否，发动机前舱盖盖上或未盖上与否等，以上状态均由状态检测传感器检测。此外，传感系统还包括制动真空度传感器，以检测制动真空助力器内的制动真空度，从而判断汽车当前制动状态。传感系统还包括踏板传感器，以检测刹车踏板、离合器踏板的状态信息，即刹车是否踩踏下或踩踏下的程度、离合器是否踩踏下或踩踏下的程度。另外，传感系统同样可包括曲轴位置传感器，判断当前曲轴的工作状态。具有上述任一传感器后，传感系统可收集多项汽车状态或信息如刹车踏板信息、发动机信息、变速箱信息、离合器踏板信息、电池信息、车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息、车速信息、空调信息及DC/DC稳压器信息等，并可得到以上信息的具体数值（仅限于以数值表示的信息），收集完上述信息后，传感系统向怠速起停控制系统提供一检测信号，根据该检测信号，怠速起停控制系统启动指控逻辑的判断。

怠速起停控制系统具有一怠速起停控制板，该怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑，上述两个控制逻辑根据得到的检测信号进行判断，并生成一控制信号，发送至发动机管理系统，从而控制发动机的启动或停止。

以上怠速起停控制板与发动机管理系统可通过CAN总线连接，同样地，当汽车不具备CAN总线连接功能时，该怠速起停控制系统还包括继电器组，设于怠速起停控制板与发动机管理系统间，用于控制发动机管理系统的状态。

为使驾驶员能及时了解发动机、电池、怠速起停控制系统的状态，该怠速起停控制系统还包括与该系统连接的怠速起停状态指示灯、发动机状态指示灯、电池状态指示灯，通过上述指示灯的亮或灭的状态，驾驶员可得知怠速起停系统是否工作、发动机是否正常运行、电池电量是否充足等信息，从而方便驾驶员对怠速起停控制系统进行控制。

相对于现有技术，本发明的怠速起停控制系统独立于汽车ACC系统及点火系统，单独设置。如此配置的好处在于，当驾驶员启动发动机或ACC系统或点火系统时，将不会同时启动怠速起停控制系统，避免了刚发动时状态不稳定导致的怠速起停控制系统根据特殊情况意外停止或启动发动机，保障了行车的安全性。

在发动机正常停机的情况下，当驾驶员无需此怠速起停控制系统运作时，其可关闭怠速起停控制系统内的起停功能开关来启动发动机。

以上任一实施例中的怠速起停控制系统，均后装于汽车上，即为，独立于原汽车本身具有的发动机管理系统，针对那些出厂时未安装怠速起停控制系统的车辆，可单独安装该怠速起停控制系统，不论是否出厂时安装怠速起停系统，最终所有车辆均可具有该功能，以达到最高效的节能减排效果。本发明还公开了一种怠速起停控制方法，该方法中，使用一怠速起停系统控制发送机启动或停止，怠速起停系统使用的为上述任一优选实施例中的怠速起停系统，包括怠速起停控制板以及传感系统，传感系统可检测汽车状态并提供检测信号，怠速起停控制板内设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑，具体来说，怠速起动控制逻辑包括：所述怠速起动逻辑包括以下条件：A空档位状态下，离合器踩踏至5-25%位置；B空档位状态下，汽车电池电压或者电量低于电压或电量阈值；C空档位状态下，发动机温度大于95℃或低于50℃；D空档位状态下,驻车制动松开;E空档位状态下，智能电池传感器与怠速起停控制系统通信错误；F空档位状态下，制动真空度低于阈值;G非空档位状态下，离合踩踏到75-100%位置。当上述条件任一满足时，发动机启动。所述怠速停机逻辑包括以下条件：H汽车电池电量充足；I发动机温度处于50℃至95℃间；J驾驶员在座位上且系好安全带开关；K驾驶员车门关闭；L发动机前舱盖关闭；M制动真空度高于阈值;N车速小于0-3公里/小时;O离合完全松开;P空调不在最大档位;Q变速器处于空档位置;R发动机转速小于1200转/分钟。当以上每一条件满足时长超过一定时间或驻车制动拉起时，发动机停止。

参阅图2，为本发明发动机怠速起动控制逻辑示意图。首先判断汽车是否满足安全启动条件，若否，则不能启动发动机，若是，则继续判断档位是否处于空档位状态下，若否，则判断离合器是否踩踏至75-100%位置，若是，则启动发动机，若否，则继续判断行车制动是否释放。回到之前判断档位是否处于空档位状态下的情况，若是，则继续判断离合器是否踩踏至5-25%位置，若是，则启动发动机，若否，则与上述情况相同，判断行车制动是否释放。若是，则启动发动机，若否，则判断蓄电池工作是否异常，若是，则启动发动机，若否，则判断电池传感器工作是否异常，若是，则启动发动机，若否，则继续判断制动真空度是否不足，若是，则启动发动机，若否，则判断引擎温度是否正常，若是，则启动发动机，若否，则判断起停功能是否关闭，若是，则启动发动机，若否，则不能启动发动机。

参阅图3，为本发明发动机怠速停机控制逻辑示意图。当车辆停止或低于一定值时，判断发动机状态是否允许停机，若否，则发动机不能停机，若是，则判断蓄电池是否工作正常，若否，则发动机不能停机，若是，则判断电池传感器工作是否正常，若否，则发动机不能停机，若是，判断制动真空度是否充足，若否，则发动机不能停机，若是，则判断是否满足安全停止条件，若否，则发动机不能停机，若是，则同时判断是否采用行车制动及等待时间是否固定，若上述两个条件的判断结果均为是，则发动机停机。

采用上述技术方案后，相比于现有技术，本发明的怠速起停控制系统具有更多逻辑判断情况，使得发动机在更多的情况下可以起动或停止，节能省油效果更好。同时，由于本怠速起停控制系统为后装于汽车，技术实现更加方便，对于改善已安装的汽车的尾气排放具有重要的意义。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种汽车发动机怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停系统通过CAN总线与汽车发动机管理系统连接，其包括：

怠速起停控制板以及传感系统；

所述传感系统用以检测刹车踏板信息、发动机信息、变速箱信息、离合器踏板信息、电池信息、车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息、车速信息、驻车制动信息以及空调信息并提供一检测信号;

所述怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑；

所述怠速起停系统根据所述检测信号、所述怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑控制所述发动机管理系统，从而控制发动机启动或停止。

2.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停控制系统还包括继电器组，所述继电器组设于所述怠速起停控制板与所述发动机管理系统间。

3.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停系统还包括与所述怠速起停控制板连接的怠速起停状态指示灯、发动机状态指示灯、电池状态指示灯，分别指示怠速起停系统状态、发动机状态及电池状态。

4.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停控制系统独立于汽车ACC系统及点火系统设置。

5.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述传感系统包括电池传感器，用于检测所述电池信息。

6.如权利要求5所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述的电池信息包括电池的剩余电量、电压、温度、内阻信息。

7.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述传感系统包括制动真空度传感器，用于检测制动真空助力器内的制动真空度。

8.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述传感系统包括状态检测传感器，用于检测所述车门信息、安全带信息、发动机前舱盖信息。

9.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述传感系统包括踏板传感器，用于检测刹车踏板、离合器踏板状态信息。

10.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述传感系统包括曲轴位置传感器，用于检测曲轴位置信息。

11.如权利要求1所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停控制系统还包括起停功能开关，当所述发动机正常停机时，关闭所述起停功能开关将启动所述发动机。

12.如权利要求1至11任一项所述的怠速起停控制系统，其特征在于：

所述怠速起停控制系统后装于所述汽车。

13.一种汽车发动机的怠速起停控制方法，其特征在于：

使用一怠速起停系统控制发送机启动或停止；

所述怠速起停控制系统包括：怠速起停控制板以及传感系统；

所述传感系统检测汽车状态并提供一检测信号；

所述怠速起停控制板设有怠速停机控制逻辑及怠速起动控制逻辑；

所述怠速起动逻辑包括：

A 空档位状态下，离合器踩踏至5-25%位置；

B 空档位状态下，汽车电池电压或者电量低于电压或电量阈值；

C 空档位状态下，发动机温度大于95℃或低于50℃；

D 空档位状态下,驻车制动松开;

E 空档位状态下，智能电池传感器与怠速起停控制系统通信错误；

F 空档位状态下，制动真空度低于阈值;

G 非空档位状态下，离合踩踏到75-100%位置；

所述条件A-G的任一条件满足时，所述发动机启动；

所述怠速停止逻辑包括：

H 汽车电池电量充足；

I 发动机温度处于50℃至95℃间；

J 驾驶员在座位上且系好安全带开关；

K 驾驶员车门关闭；

L 发动机前舱盖关闭；

M 制动真空度高于阈值;

N 车速小于0-3公里/小时;

O 离合完全松开;

P 空调不在最大档位;

Q 变速器处于空档位置;

R 发动机转速小于1200转/分钟；

所述条件H-R的所有条件满足时长超过一定时间时或驻车制动拉起时，所述发动机停止。

14.如权利要求13所述的怠速起停控制方法，其特征在于：

空档位状态下，当电池传感器与怠速起停控制板通信错误时，所述发动机启动；

当电池传感器与怠速起停控制板通信正常时，所述发动机停止。

15.如权利要求13所述的怠速起停控制方法，其特征在于：

所述一定时间为3秒。