CN1978889A - 用于自动变速器车辆的起动电机控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于防止起动电机故障的自动变速器车辆的起动电机控制系统。本发明包括具有多个节点的起动开关，和用于将多个节点与电池相连的点火钥匙，检测变速杆位置并产生与其位置相应的脉宽调制信号的位置传感器，从位置传感器接收该脉宽调制信号并产生起动控制信号的变速控制部分，和与起动开关和变速控制部分电连接、并向起动电机供电的起动继电器，其中当变速杆位置为P位或N位时，变速控制部分产生起动控制信号。

Description

用于自动变速器车辆的起动电机控制系统
引用的相关申请
本申请要求2005年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2005-0120952的优先权和权益，其全部内容在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及用于自动变速器车辆(automatic transmission vehicle)的起动电机(starting motor)控制系统。更具体地，本发明涉及防止起动电机故障的自动变速器车辆的起动电机控制系统。
背景技术
自动变速器车辆的发动机仅在自动变速器车辆的变速杆位置为驻车(P)位或空档(N)位时才能起动。该功能由抑制器开关控制。
抑制器开关通过推拉索与变速杆相连，且根据变速器位置选择抑制器开关的P/R/N/D/2/L节点之一。
参考图1，下面将说明通过采用抑制器开关的传统自动变速器车辆的起动控制。
当选择起动开关2的起动(ST)节点从而起动发动机时，电池电源通过起动开关2的ST节点向起动继电器4的内部线圈6供电。
在该时刻后，如果选择抑制器开关3中与地相连的驻车(P)或空档(N)节点，则形成包括电池1、起动开关2的ST节点、起动继电器4的内部线圈6，和抑制器开关的闭合回路。
从而，起动继电器4的内部线圈6被磁化并产生磁力。这样，该磁力施加到内部开关7上，且该内部开关7接通。
从而，电池电源通过起动继电器4的内部开关7向起动电机5供电，且执行起动操作。
但是，如果在抑制器开关3中选择D/2/L/R节点之一而不是P或N节点，则发动机不起动，从而防止车辆快速起动，并防止起动电机5过载。
由于抑制器开关的复杂结构和抑制器开关节点的磨损，会产生很多问题，使得抑制器开关无法确定变速杆的准确位置。
为了解决这样的问题，已经设计出采用位置传感器的起动电机控制系统。
如图2中所示，采用位置传感器的起动电机控制系统包括电池10、起动开关20、位置传感器30、变速控制部分40、起动继电器50，和起动电机60。
位置传感器30检测变速杆位置，并产生与其位置对应的信号。变速控制部分40从位置传感器30接收与变速杆位置对应的信号，并确定变速杆位置是否在驻车(P)或空档(N)位置。此后，变速控制部分40控制起动继电器50以操作起动电机60。
更具体地，变速控制部分40检测起动开关20中所选择的节点，并确定起动条件是否满足。如果起动条件满足，则变速控制部分40从位置传感器30接收与变速杆位置对应的信号。同时，变速控制部分40具有一个用于产生起动控制信号的处理器41，使用该起动控制信号41以便控制起动继电器50。
在车辆处于温度非常低的情况下，电池电压在数毫秒内迅速下降。从而，由于电池电压低，处理器41无法正常操作。
因此，处理器41无法控制起动继电器50。从而，会发生很多问题，使得发动机在非常低的温度下无法起动。
为了解决这样的问题，变速控制部分40还包括缓冲器42，使得发动机可以在处理器41无法正常操作的非常低的温度下起动。
缓冲器42放大从处理器41传来的起动控制信号，并将该起动控制信号向第一开关元件Q1输出。
参考图3，下面将详细说明一种用于具有位置传感器的起动电机控制系统的控制方法。
在发动机停机的情况下，驾驶员控制起动开关20，然后变速控制部分40的处理器41检测起动开关20中ACC或ON节点的选择。
在该情况下，处理器41确定起动条件是否满足，并根据从位置传感器30传来的脉宽调制(PWM)信号确定变速杆位置。
如果变速杆位置处于P或N位，则处理器41向缓冲器42输出起动控制信号。
仅当发动机可以起动时，才输出处理器41的起动控制信号。从而，可以防止由于起动电机60长期操作而对起动电机60的损害和电池10的放电。
在预定时间ΔT1内，缓冲器42放大从处理器41传来的起动控制信号，并向第一开关元件Q1的栅极端子输出该起动控制信号。
从而，电流通过第一开关元件Q1流入起动继电器50的内部线圈51。
这时，当在起动开关20中ST节点与电池10相连时，起动继电器50的内部线圈51磁化并产生磁力。
从而，起动继电器50的内部开关52接通，且电池电源向起动电机60供电，然后发动机起动。
但是，由于采用缓冲器42，从而使根据具有位置传感器的起动电机控在非常低的温度下起动发动机，因此会产生很多问题。
由于在预定时间ΔT1内，处理器41的起动控制信号被缓冲器42放大，因此作用给起动继电器50的起动控制信号延迟时间ΔT2。
从而，如果在延迟时间ΔT2内变速杆位置变成行驶(D)位置或倒车(R)位置，则无论变速杆处于何位置，起动继电器均开启。这样，会产生诸如快速起动的问题。
此外，如果在执行起动操作时，由于驾驶员的失误，变速杆位置变成D或R位，则起动继电器保持开启。这样，会产生诸如快速起动的问题。
此外，在延迟时间ΔT2内，变速继电器位置为D或R位，且发动机重新起动的情况下，起动继电器保持开启。这样，会产生诸如快速起动的问题。
除了在温度非常低的情况下，这样的问题也会在正常情况下发生。
上述在该背景技术部分公开的信息仅用于加深对发明背景的理解，因此它可能含有不构成在该国中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明致力于提供一种用于自动变速器车辆的起动电机控制系统，其具有当发动机起动时、在变速杆位于D位或R位的情况下、禁止起动电机操作的优点。
根据本发明的一个实施例的用于自动变速器车辆的示例性起动电机控制系统可以包括：具有多个节点的起动开关，和用于将多个节点与电池相连的点火钥匙；检测变速杆位置并产生与其位置相应的脉宽调制信号的位置传感器；从位置传感器接收该脉宽调制信号并产生起动控制信号的变速控制部分；和与起动开关和变速控制部分电连接、并向起动电机供电的起动继电器，其中当变速杆位置为P位或N位时，变速控制部分产生起动控制信号。
变速控制部分可以包括：用于放大施加到起动继电器上的起动控制信号的缓冲器；用于从缓冲器接收起动控制信号并执行开关操作的第一开关元件；用于向缓冲器传递起动控制信号的处理器，该处理器与位置传感器相连，并接收与变速杆位置相应的信号；和用于从处理器接收起动控制信号，并执行开关操作的第二开关元件，该第二开关元件与第一开关元件相连。
第一开关元件和第二开关元件可以彼此串联连接。
第一开关元件可以包括：与起动继电器端子相连的漏极端子、与缓冲器输出端子相连的栅极端子，和源极端子。
第二开关元件可以包括：与第一开关元件源极端子相连的漏极端子、与处理器输出端子相连的栅极端子，和与地相连的源极端子。
第二开关元件可以在处理器操作正常时，根据处理器的起动控制信号执行开关操作。
第二开关元件可以在处理器操作不正常时，根据缓冲器的起动控制信号执行开关操作。
变速控制部分还包括与第一和第二开关元件并联的电阻器和二极管。
该二极管可以整流处理器的起动控制信号，从而不直接向第一开关元件输入。
该处理器可以从位置传感器接收脉宽调制信号，并仅当起动条件满足时产生起动控制信号。
当在发动机停机的情况下，选择起动开关的ACC或ON节点时，起动条件满足。
附图说明
图1是采用抑制器开关的用于自动变速器车辆的传统起动电机控制系统的示意图。
图2是采用位置传感器的用于自动变速器车辆的传统起动电机控制系统的示意图。
图3表示根据采用位置传感器的用于自动变速器车辆的传统起动电机控制系统的起动控制信号操作定时。
图4是根据本发明一个实施例的用于自动变速器车辆的起动电机控制系统的示意图。
图5表示根据本发明该实施例，在正常情况下的起动控制信号操作定时。
图6表示根据本发明该实施例，在非常低的温度下的起动控制信号操作定时。
<附图中主要元件的附图标记说明>
100：电池          200：起动开关
300：位置传感器    400：变速控制部分
500：起动继电器    600：起动电机
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本发明的一个实施例。
如图4中所示，根据本发明一个实施例的用于自动变速器车辆的起动电机控制系统包括电池100、起动开关200、位置传感器300、变速控制部分400、起动继电器500，和起动电机600。
电池100装在车辆上，且在发动机起动时向起动电机600供电。
起动开关200具有多个节点，包括LOCK/ACC/ON/ST节点。当节点之一通过点火钥匙210选择时，电池电源向负载供电。如果通过点火钥匙选择起动开关200的ST节点，则起动马达600操作，并且发动机执行起动操作。
位置传感器300将与变速杆位置相应的信号转换成脉宽调制(PWM)信号，并将该PWM信号传递给变速控制部分400。
在当发动机停机时，起动条件满足的情况下，变速控制部分400从位置传感器300接收该PWM信号并确定变速杆位置。如果变速杆位置为驻车(P)或空档(N)位，则变速控制部分400向起动继电器500输出起动控制信号。
当在发动机停机的情况下，选择起动开关的ACC或ON节点时，可以满足起动条件。
同时，在起动控制信号从变速控制部分400向起动继电器500传递，且选择起动开关的ST节点情况下，起动继电器500的内部线圈510磁化并产生磁力。从而，起动继电器500的内部开关520接通，且电池电源向起动电机600供电。
在该情况下，起动电机600由从起动继电器500提供的电池电源操作，且发动机执行起动操作。
变速控制部分400包括处理器410、缓冲器420、第一开关元件Q11、第二开关元件Q21、电阻器R11，和二极管D11。
处理器410控制起动控制部分400的全部操作。
当在发动机停机的情况下，起动条件满足时，处理器410从位置传感器300接收PWM信号。如果变速杆位置为P或N位，则处理器410向缓冲器420和第二开关元件Q21输出起动控制信号。
缓冲器420放大从处理器410传来的起动控制信号，从而改善发动机在非常低的温度下的起动性能。
第一开关元件Q11具有与起动继电器端子相连的漏极端子D1、与缓冲器420输出端子相连的栅极端子G1，和源极端子S1。第一开关元件Q11根据从缓冲器420传来的起动控制信号执行开关操作。
第二开关元件Q21具有与第一开关元件Q11源极端子S1相连的漏极端子D2、与地相连的源极端子S2，和与处理器410输出端子相连的栅极端子G2。当处理器410操作正常时，第二开关元件Q21根据从处理器410传来的起动控制信号执行开关操作。而当处理器410操作不正常时，第二开关元件Q21根据从缓冲器420传来的起动控制信号执行开关操作。
第一开关元件Q11和第二开关元件Q21彼此串联相连。
电阻器R11和二极管D11彼此串联相连，并与第一开关元件Q11和第二开关元件Q21并联。
当处理器410操作不正常时，二极管D11将第一开关元件Q11的起动控制信号向第二开关元件Q21传递。
从而，在温度很低的情况下，当处理器410操作不正常时，第二开关元件Q21接收缓冲器420向第一开关元件Q11传递的起动控制信号并执行开关操作。当发动机起动且处理器410操作正常时，第二开关元件Q21接收处理器410的起动控制信号并执行开关操作。
同时，二极管D11整流处理器410的起动控制信号，从而不直接向第一开关元件Q11输入。
在下文中，参考附图，将详细说明根据本发明该实施例的用于自动变速器车辆的起动电机控制系统的控制方法。
图5表示根据本发明该实施例，在正常情况下的起动控制信号操作定时(timings)。
如图5中所示，驾驶员在发动机停机的情况下控制起动开关200。然后，变速控制部分400的处理器410确定选择起动开关200的ACC或ON节点。
这时，处理器410确定起动条件满足。然后，处理器410从位置传感器300接收PWM信号，并根据该PWM信号确定变速杆位置。
如果变速杆位置为P或N位，则处理器410向第二开关元件Q21的栅极端子G2输出起动控制信号。
此外，处理器410向缓冲器420输出起动控制信号。
在预定时间ΔT11内，缓冲器420放大从处理器410输入的起动控制信号，然后将起动控制信号向第一开关元件Q11的栅极端子G1输出。
从而，通过彼此串联相连的第一开关元件Q11和第二开关元件Q21的开关操作，向起动继电器500提供该起动控制信号。
在该状态下，如果起动继电器500检测到在起动开关200中选择ST节点，则起动继电器500的内部线圈510被磁化并产生磁力。从而，起动继电器500的内部开关520接通。
这样，电池电源向起动电机600供电，且发动机执行起动操作。
在发动机执行起动操作的情况下，当处理器410的起动控制信号不提供给缓冲器420和第二开关元件Q21时，由处理器410直接控制的第二开关元件Q21断开。
此外，在延迟时间ΔT12内，由缓冲器420控制的第一开关元件Q11保持接通。
但是，由于不管第一开关元件Q11的开关操作如何，第二开关元件Q21均断开，因此起动开关信号不作用到起动继电器500上。
从而，当发动机起动时，如果变速杆位置变成行驶(D)或倒车(R)位，车辆可以不快速起动。
图6表示根据本发明该实施例，在非常低的温度下的起动控制信号操作定时。
如图6中所示，驾驶员在发动机停机的情况下控制起动开关200。然后，变速控制部分400的处理器410确定选择起动开关200的ACC或ON节点。
这时，处理器410确定起动条件满足。然后，处理器410从位置传感器300接收PWM信号，并根据该PWM信号确定变速杆位置。
如果变速杆位置为P或N位，则处理器410向第二开关元件Q21的栅极端子G2输出起动控制信号。
在这种情况下，由于处理器410在温度非常低的情况下操作不正常，因此第二开关元件Q21不接通。
同时，在预定时间ΔT11内，缓冲器420放大处理器410的起动控制信号，然后将起动控制信号向第一开关元件Q11的栅极端子G1输出。
此外，第一开关元件Q11的起动控制信号传递给第二开关元件Q21，且第二开关元件Q21接通。
从而，通过彼此串联相连的第一开关元件Q11和第二开关元件Q21的开关操作，向起动继电器500提供该起动控制信号。
在该状态下，如果起动继电器500检测到在起动开关200中选择ST节点，则起动继电器500的内部线圈510被磁化并产生磁力。从而，起动继电器500的内部开关520接通。
这样，电池电源向起动电机600供电，且发动机执行起动操作。
当发动机执行起动操作时，处理器410恢复到正常状态。从而，第二开关元件Q21由处理器410直接控制。
从而，当处理器410的起动控制信号不提供给缓冲器420和第二开关元件Q21时，由处理器410直接控制的第二开关元件Q21断开。
此外，在延迟时间ΔT12内，由缓冲器420控制的第一开关元件Q11保持接通。
但是，由于不管第一开关元件Q11的开关操作如何，第二开关元件Q21均断开，因此起动开关信号不作用到起动继电器500上。
从而，当发动机起动时，如果变速杆位置变成行驶(D)或倒车(R)位，车辆可以不快速起动。
如上所述，根据本发明的该实施例，可以提高车辆在非常低的温度下的起动性能，且当变速杆位置为D或R位时，起动电机不会操作。从而，由于防止车辆快速起动，因此可以提高稳定性和可靠性。
尽管已经结合一个实际实施例对本发明作了说明，但可以理解本发明并不局限于公开的实施例。相反，本发明涵盖各种包括在下文所附的权利要求的精神与范围中的改进和等价的布置。

Claims (11)

1.一种用于自动变速器车辆的起动电机控制系统，通过向其供电操作起动电机，该控制系统包括：
具有多个节点的起动开关，和用于将多个节点与电池相连的点火钥匙；
检测变速杆位置并产生与其位置相应的脉宽调制信号的位置传感器；
从位置传感器接收该脉宽调制信号并产生起动控制信号的变速控制部分；和
与起动开关和变速控制部分电连接，并向起动电机供电的起动继电器，
其中当变速杆位置为P位或N位时，变速控制部分产生起动控制信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中变速控制部分包括：
用于放大施加到起动继电器上的起动控制信号的缓冲器；
用于从缓冲器接收起动控制信号并执行开关操作的第一开关元件；
用于向缓冲器传递起动控制信号的处理器，该处理器与位置传感器相连，并接收与变速杆位置相应的信号；和
用于从处理器接收起动控制信号，并执行开关操作的第二开关元件，该第二开关元件与第一开关元件相连。
3.根据权利要求2所述的系统，其中第一开关元件和第二开关元件彼此串联连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其中第一开关元件包括：
与起动继电器端子相连的漏极端子；
与缓冲器输出端子相连的栅极端子；和
源极端子。
5.根据权利要求4所述的系统，其中第二开关元件包括：
与第一开关元件源极端子相连的漏极端子；
与处理器输出端子相连的栅极端子；和
与地相连的源极端子。
6.根据权利要求2所述的系统，其中在处理器操作正常时，第二开关元件根据处理器的起动控制信号执行开关操作。
7.根据权利要求6所述的系统，其中在处理器操作不正常时，第二开关元件根据缓冲器的起动控制信号执行开关操作。
8.根据权利要求2所述的系统，其中变速控制部分还包括与第一和第二开关元件并联且相互串联的电阻器和二极管。
9.根据权利要求8所述的系统，其中该二极管整流处理器的起动控制信号，从而不直接向第一开关元件输入。
10.根据权利要求2所述的系统，其中该处理器从位置传感器接收脉宽调制信号，并仅当起动条件满足时产生起动控制信号。
11.根据权利要求10所述的系统，其中当在发动机停机的情况下，选择起动开关的ACC或ON节点时，起动条件满足。
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