CN1760533B - 发动机起动辅助系统 - Google Patents

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Abstract

一种发动机起动辅助系统包括具有升压器(1a)的辅助ECU(1)、发动机ECU(2)、起动继电器(4)以及起动器(5)，其在电流(I1)流过起动继电器(4)时使得发动机起动。辅助ECU(1)和发动机ECU(2)由电源(9)供电并且向起动继电器(4)供应电流(I2、I3)。当发动机ECU(2)在发动机起动期间由于电池(9)的电压降而重新调整对起动继电器(4)的第二电流(I2)的供应时，辅助ECU(1)就使用增压器(1a)使得来自于电池(9)的电压增加，从而向起动继电器(4)供应电流(I3)。

Description

发动机起动辅助系统
技术领域
本发明涉及一种具有发动机起动器的发动机起动辅助系统。
背景技术
一种具有发动机起动器的发动机起动系统(例如：相当于JP-A-2004-257369的US 2004-0168664A1)已为所知。在该系统中，电流被供向发动机起动器的起动马达以便起动发动机。
图4为用实验方法构造的用于改进常规发动机起动系统的发动机起动系统40的示意性电路图。这种系统40包括两个开关101、102，具有线圈103a和继电器开关103b的起动继电器103，具有起动马达104a和用来将起动马达104a接合于发动机上的的电磁开关线圈104b的起动器104以及发动机电子控制单元(ECU)105。当钥匙柱转向起动位置时，开关101接通。在自动变速车辆中，当齿轮处于空档位置或停车位置时，开关102接通。在手动变速车辆中，当离合器踏板受压时，开关102接通。只要开关102接通，那么当驾驶员转动钥匙柱至起动位置时，电流I107就从端子107供向起动继电器103，而发动机ECU105接收用于指示钥匙柱接通情况的信号。于是，发动机ECU105对发动机提供燃料注入信号并且向起动继电器103供应电流I105。在这种情况下，电流I107和电流I105都流过起动继电器103。因此，就确保在发动机起动期间使得起动继电器103致动。
当电流I105或I107通过开关102而流过起动继电器103的线圈103a时，就会在线圈103a周围产生电磁力。起动器开关103b被这种力吸引从而接通。因此，电源(电池)106就向电磁开关线圈104b和起动马达104供应电流I106。这样就将发动机起动。
发动机ECU105通过端子108由电源106供应电力并且其供应电流I105以便接通起动器开关103b。同样，端子107由电源106来供应电力并且其供应电流I106以便驱动起动马达104a。电流I106变得较大以便在发动机起动期间使得电源电压快速下降。
参看图5的时序图，电源电压在时刻T1处降至预定复位水平L2以下。由于电源电压没有高到足以适当操纵发动机ECU105，所以发动机ECU105在时刻T1处重新调整电流I105的供应。
在这种情况下，只要钥匙柱处于起始位置，即开关101接通时，电流I107就从端子107持续供向线圈103a。因此，起动器开关103b保持接通，起动马达104a运转。由于起动马达104a运转，转动发动机所需的电流负载就减少。时刻T1与T2之间的电源电压相应增加。于是，当电源电压在时刻T2达到预定回复水平L1时，发动机ECU105的复位状态就解除。于是，发动机ECU105在时刻T3处重新开始供应电流I105以便起动发动机。这样，即使电源电压在发动机起动期间快速下降，也能够起动发动机。
然而，在一种最新型的发动机起动系统中，发动机通过按压按钮开关而起动，当发动机ECU105处于复位状态时，就不存在用来供应电流I107的电流通路。因此，如果发动机ECU105重新调整电流I105的供应，就不能起动发动机。
具体而言，在发动机ECU105重新调整电流I105的供应并且发动机起动顺序停止之后，电源电压恢复至起动发动机之前的初始水平。即使当发动机起动顺序重新开始并且发动机ECU105重新开始供应电流I105，电源电压再次降至复位水平L2以下。这是因为转动发动机所需的电流负载并未减少。因此，不管按压按钮开关多长时间来起动发动机，都不能起动发动机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机起动辅助系统，其中即使电源电压在发动机起动期间降至复位水平以下也能够起动发动机。
发动机起动辅助系统包括具有升压器的辅助ECU、发动机ECU、电源、起动继电器以及起动器。辅助ECU和发动机ECU由车辆电源来供应电力，并向起动继电器供应电流。当电流流过起动继电器时，电源就向起动器供应电流以便转动发动机。即使在发动机ECU由于发动机起动期间电源的电压降而重新调整对起动继电器的电流供应的情况下，辅助ECU也能使用增压器来增加来自于电源的电压，从而向起动继电器供应电流。
附图说明
通过阅读参看附图进行的以下详细描述，将会更加清楚本发明的以上及其它目的、特征和优点。图中：
图1为根据本发明第一实施例的发动机起动辅助系统的方块电路图；
图2A为示出了在没有辅助ECU的情况下起动继电器致动时间的时序图，图2B为示出了在带有辅助ECU的情况下起动继电器致动时间的时序图；
图3为根据本发明第二实施例的发动机起动辅助系统的方块电路图；
图4为根据相关技术的发动机起动系统的方块电路图；以及
图5为示出了图4的发动机起动系统中在发动机起动期间电源电压水平的时序图。
具体实施方式
参看图1，其示出了发动机起动辅助系统20的方块电路图。系统20包括具有增压器1a的辅助ECU1、发动机ECU2、开关3、起动继电器4以及起动器5。
例如，辅助ECU1通过端子(电源装置)6由电源(蓄电池)9供应电力并且包括于电源ECU中。当端子6的电压低于预定水平时，辅助ECU1的增压器1a就使得来自于端子6的电压增加。这样，辅助ECU1就使得来自于端子6的电压保持在辅助ECU1所需的电压水平之上，以便进行发动机起动辅助控制，即向起动继电器4供应电流I3。
如图5中所示，通过进行发动机起动辅助控制，就使得辅助ECU1的复位水平L3低于发动机ECU2的复位水平L2。因此，即使在发动机ECU2落入处于复位水平L2的复位状态时，辅助ECU1也能够向起动继电器4供应电流I3。根据一个实例，复位水平L2设定为4伏而复位水平L3设定为3.5伏。
当按钮开关7受压时，按钮开关7向辅助ECU1提供第一信号。当制动踏板受压并且制动开关8接通时，制动开关就向辅助ECU1提供第二信号。当辅助ECU1接收来自按钮开关7的第一信号并同时接收来自制动开关8的第二信号时，辅助ECU1通过位于辅助ECU1与发动机ECU2之间的信号线(未示出)向发动机ECU2提供用于起动发动机的发动机起动信号。于是，辅助ECU1和发动机ECU2开始分别通过输出端子1b和输出端子2b向起动继电器4供应电流I3和I2。甚至在发动机ECU2落入复位状态即重新调整电流I2的供应之后，辅助ECU1也能够持续供应电流I3达预定周期。
在此，第一周期定义为发动机ECU2落入复位状态时至发动机ECU2重新开始供应电流I2以便起动发动机时的周期。第二周期定义为从发动机ECU2落入复位状态时至发动通过重新供应电流I2而被起动时的周期。
预定周期设定成长于第一周期并且短于第二周期从而确保发动机被起动。例如，如果第一周期为150毫秒而第二周期为500毫秒，那么就可以将预定周期设定为300毫秒左右。
替代地，只要按压开关7接通，辅助ECU1就能够持续供应电流I3，而不只是持续预定周期。另一种替代方案是，万一首次起动发动机的尝试以失败而结束，只要按压开关7接通，辅助ECU1就能够持续供应电流I3，而不只是持续预定周期。
然而，由于要防止起动器5发生故障，所以辅助ECU1向起动继电器持续供应电流I3的周期部分受限。
在此，第三周期定义为发动机ECU2能够向起动继电器4持续供应I2的周期。第四周期定义为在起动器5没有发生故障的情况下电流I1未从电源9持续供向起动器5以外的周期。第五周期定义为电流I3的受限周期。
例如，在将第三周期设定为30秒而将第四周期设定为60秒时，那么就将第五周期设定为15秒。具体而言，第五时间周期设定成小于第四周期减去第三周期后的周期。在这种情况下，即使发动机ECU2在第三周期期间向起动继电器4持续供应电流I2，电流I1在第四周期以外并未流过起动器5。因此，防止了起动器5发生故障。
发动机ECU2还由端子6来供应电力并且执行诸如根据加速器(未示出)上的压力而向发动机输出燃料注入信号之类的功能。
此外，当发动机ECU2收到来自辅助ECU1的发动机起动信号时，发动机ECU2确定是否满足发动机起动的条件。如果满足条件，发动机ECU2就通过输出端子2a向起动继电器4供应电流I2。
而且，发动机ECU2确定端子6的电压是否高于复位水平L2。如果端子6的电压低于复位水平L2，发动机ECU2就调整对起动继电器4的电流I2的供应。于是，发动机ECU2就停止供应电流I2直至端子6的电压恢复至回复水平L1。回复水平L1设定成高于复位水平L2。
根据齿轮位置接通开关3。在自动变速车辆中，当齿轮处于空档位置或停车位置时，开关3接通。在手动变速车辆中，当离合器踏板受压时，开关3接通。
起动继电器4包括线圈4a和继电器开关4b。当电流I2或电流I3流过线圈4a时，就会在线圈4a周围产生电磁力。继电器开关4b受到该力的吸引而接通。
起动器5包括起动马达5a和电磁开关线圈5b。起动器5由电源9供电，其由端子6来供应电力并且向起动器5供应电流I1。根据一个实例，电源9在正常工作状况下的电压为12伏。电流I1通过接通与关闭继电器开关4b来控制。
下面将对发动机起动辅助系统20的工作情况进行描述。
当辅助ECU1收到表示按压开关7接通的第一信号并同时收到表示制动开关8接通的第二信号时，辅助ECU1就向发动机ECU2提供发动机起动信号。于是，发动机ECU2就确定是否满足发动机起动的条件。例如，发动机ECU2确定水温是否高于预定水平，或者停动编码是否经认可。如果满足条件，发动机ECU2就向起动继电器4供应电流I2以便驱动起动器5。同样，辅助ECU1就向起动继电器4供应电流I3以便驱动起动器5。
当电流I2或电流I3流过起动继电器4的线圈4a时，就会在线圈4a周围产生电磁力。继电器开关4b受到该力的吸引而接通。于是，电源9就向起动器5的电磁开关线圈5b和起动马达5a供应电流I1。这样，起动马达5b就运转并且发动机被起动。
发动机ECU2由端子6来供应电力并且向起动继电器4供应电流I2。如果端子6的电压降至复位水平L2以下，发动机ECU2就落入复位状态并停止供应电流I2。
然而，在这种情况下，辅助ECU1的增压器1a就使得来自于端子6的电压增加，从而使得来自于端子6的电压保持在辅助ECU1所需的电压水平之上，以便进行发动机起动辅助控制。因此，即使在发动机ECU2就落入复位状态时，辅助ECU1也能够向起动继电器4供应电流I3。
这样，起动器开关4b就被接通，电源9就向起动器5的电磁开关线圈5b和起动马达5a供应电流I1。因此，起动马达5a运转。
于是，就可以起动发动机。即使在发动机并未被起动的情况下，用于转动发动机所需的电流负载也随着起动马达5a的运转而减少。因此，端子6的电压就相应增加。当端子6的电压恢复至回复水平L1时，发动机ECU2的复位状态就被解除。然后，发动机ECU2重新开始向起动继电器4供应电流I2，从而起动发动机。
如图2A的时序图中所示，如果辅助ECU1没有提供辅助作用(即电流I3)，那么在发动机ECU2处于复位状态期间就没有电流流过起动继电器4，因而起动继电器4并未致动。因此，没有电流I1来自于电源9并且起动器5没有被供能。
相反，如图2B的时序图中所示，如果辅助ECU1提供了辅助作用，那么电流I3在发动机ECU2处于复位状态期间流过起动继电器4，因此，起动继电器4被致动。结果，电流I1来自于电源9并且起动器5被供能以便起动发动机。
在系统20中辅助ECU1提供了辅助功能，因此，即使发动机ECU2在发动机起动期间落入复位状态，也能够在系统20中起动发动机。
参看图3，其示出了发动机起动系统30的方块电路图。
系统30的基本构造类似于系统20，并且其旁边具有继电器10。继电器10包括线圈10a和继电器开关10b。只有当点火IG接通时，点火开关(IG)的电压才应用于线圈10a上。换句话说，点火IG断开时，点火开关(IG)的电压就不会应用于线圈10a上。当电流流过线圈10a时，继电器开关10b利用线圈10a周围所产生的磁引力而被接通。继电器开关10b控制着电流通路，辅助ECU1或发动机ECU2通过该电流通路而分别向起动继电器4供应电流I3或电流I2。
简而言之，继电器开关10b根据点火开关的接通与关闭状态而被接通与关闭，并相应地接通或关闭电流通路。这样，只有当点火开关接通时，辅助ECU1或发动机ECU2才向起动继电器4供应电流I3或电流I2。
如果辅助ECU1或发动机ECU2发生故障，在不需要电流I2、I3时，电流I3或电流I2就可以持续供向起动继电器4。然而，当点火开关断开时，继电器开关10b就中断电流I2、I3。因此，就可以改进系统30的安全性。
上述实施例可以按照各种方法进行改良。
例如，端子6可以连接在不同于电源9的另一个电源(未示出)上。在这种情况下，由于端子6未受到起动马达5b的影响，所以端子6的电压在发动机起动期间不会降低。然而，由于除了起动马达5b之外的电负载，端子6的磨损、噪声、温度等等因素，端子6的电压可能降至复位水平L2以下。即使在这种情况下，增压器1a也能够使得辅助ECU1向起动继电器4供应电流I3。因此，即使当发动机ECU2重新调整电流I2的供应时，起动马达5b也能够运转从而起动发动机。
辅助ECU1的增压器1a可以任选，只要辅助ECU1可以在发动机ECU2的复位状态期间向起动器4供应电流I3即可。
上述实施例可以被改良用于一种发动机起动系统，这种系统中发动机通过转动钥匙柱来起动而不是通过按压按钮开关7来起动。
这些变化和改型可以理解成属于附属权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种用于起动车辆发动机的辅助系统，包括： 
起动器(5)； 
电源(9)，其向起动器(5)供应第一电流(I1)； 
负载驱动单元(4)，其用于控制第一电流(I1)； 
发动机控制单元(2)，其由电源装置(6)来供应电力并且在发动机起动期间向负载驱动单元(4)供应第二电流(I2)；以及 
辅助电流供应单元(1)，其由电源装置(6)来供应电力并且在发动机起动期间向负载驱动单元(4)供应第三电流(I3)，其中 
当第二电流(I2)和第三电流(I3)中至少一个供向负载驱动单元(4)时，第一电流(I1)就供向起动器(5)， 
当电源装置(6)的电压低于第一预定水平(L2)时，发动机控制单元(2)重新调整第二电流(I2)的供应，以及 
辅助电流供应单元(1)供应第三电流(I3)而与发动机控制单元(2)是否重新调整第二电流(I2)的供应情况无关。 
2.根据权利要求1所述的系统，其中 
辅助电流供应单元(1)包括增压器(1a)，并且 
即使发动机控制单元(2)重新调整第二电流(I2)的供应，增压器(1a)也能够使得来自于电源装置(6)的电压增加以便向负载驱动单元(4)供应第三电流(I3)。 
3.根据权利要求1所述的系统，还包括 
开关(10)，第二电流(I2)和第三电流(I3)通过所述开关供向负载驱动单元，其中 
当车辆的点火开关(IG)接通时，开关(10)接通， 
当车辆的点火开关(IG)断开时，开关(10)断开。 
4.根据权利要求1所述的系统，其中 
当电源装置(6)的电压低于小于第一预定水平(L2)的第二预定水平(L3)时，辅助电流供应单元(1)就重新调整第三电流(I2)的供应。 
5.根据权利要求4所述的系统，其中 
第一预定水平(L2)为4伏左右，而 
第二预定水平(L3)为3.5伏左右。 
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其还包括 
按钮开关(7)，其在按钮开关(7)受压而起动发动机时向辅助电流供应单元(1)提供第一信号； 
当辅助电流供应单元(1)接收第一信号时，辅助电流供应单元(1)就向发动机控制单元(2)提供发动机起动信号以便起动发动机。 
7.根据权利要求6所述的系统，还包括 
制动开关(8)，其在车辆进行制动操作时向辅助电流供应单元(1)提供第二信号，其中 
辅助电流供应单元(1)在接收第二信号期间提供发动机起动信号，而在接收来自按压开关(7)的第一信号期间向负载驱动单元(4)供应第三电流(I3)。 
8.根据权利要求7所述的系统，其中 
发动机控制单元(2)具有第三周期，在第三周期内容许第二电流(I2)持续供向负载驱动单元(4)， 
起动器(5)具有第四周期，在起动器(5)没有发生故障的情况下，第一电流(I1)在第四周期以外持续供向起动器(5)，并且 
辅助电流供应单元(1)在由第四周期减去第三周期而确定的第五周期内供应第三电流(I3)。 
9.根据权利要求8所述的系统，其中 
第五周期为15秒左右。 
10.根据权利要求1所述的系统，其中 
电源(9)和电源装置(6)包括互不相同的相应电池。 
11.根据权利要求1所述的系统，其中 
电源装置(6)连接于电源(9)上以便接收电源(9)的电力。 
12.根据权利要求1所述的系统，其中 
在发动机控制单元(2)重新调整第二电流(I2)的供应之后，辅助电流供应单元(1)就向负载驱动单元(4)供应第三电流(I3)达预定周期，并且 
预定周期长于第一周期并且短于第二周期，其中第一周期从发动机控制单元(2)重置第二电流(I2)的供应时到发动机控制单元(2)重新起动第二电流(I2)的供应时，第二周期从发动机控制单元(2)重置第二电流(I2)的供应时到发动机通过重新起动第二电流(I2) 的供应而起动时。 
13.根据权利要求12所述的系统，其中
预定周期长于150毫秒。
14.根据权利要求12所述的系统，其中
预定周期为300毫秒左右。
15.一种负载驱动系统，包括
至少一个电负载(4)；
第一电源装置(1)，其用于向负载(4)供应第一电力；以及
第二电源装置(2)，其用于向负载(4)供应第二电力；
其中第一电源装置(1)构造成即使在第二电源装置(2)不能够供应第二电力的情况下也能向负载供应第一电力；
电池(9)，其用于向第一电源装置(1)和第二电源装置(2)供应电池电力；以及
起动器(5)，其可以通过负载(4)供应的电池电力来操作，该负载由第一电力或第二电力驱动，
其中第一电源装置(1)为可以利用电池电力来操作的第一电子控制单元并且包括增压器(1a)以便即使在电池电力降至预定水平(L2)以下时也能用于增加电池电力以供应第一电力；并且
其中第二电源装置(2)为可以利用电池电力来操作的第二电子控制单元并且在电池电力位于预定水平(L2)以下时不可操作。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括
按压开关(7)，用于产生信号以便驱动起动器，
其中第一电源装置(1)和第二电源装置(2)响应于来自按压开关(7)的信号而向负载(4)供应第一电力和第二电力。 
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