专利名称：经济的怠速停止和起动系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种经济的ISG (怠速停止和起动(Idle Stop & Go))系统，更加具体而言，涉及一种在配备有普通自动变速器的车辆中以低成本来实施ISG功能的技术。
背景技术：
ISG系统基于多种信息通过在怠速期间使得发动机停止工作而提高了车辆的燃油效率，所述信息例如为速度、发动机转速和车辆停止时冷却水的温度。在相关技术当中，为了实现ISG系统，通常需要以下部件具有充电和放电耐久性的AGM(吸附式玻璃纤维隔板(Absorptive GlassMat))电池、用来估测电池状态的电池传感器、用来处理数量增大的启动次数的增强启动器、通过防止重新启动时的电压降而用来防止音响和电池组(cluster)被复位的DC-DC转换器、以及用来防止发动机在低增压下停止工作的制动增压传感器，这些部件是实现所有ISG系统的不可缺少的部件，而不管车辆的变速器的规格如何。进一步地，当车辆的变速器是相关技术的自动变速器的时候，额外地需要斜坡起步(hill-start)辅助控制设备和副油泵来实现ISG系统。该斜坡起步辅助控制设备被设置成在发动机停止工作的情况下防止在D档位上的重新启动当中车辆在斜坡上的回退，副油泵被设置成在发动机停止工作的情况下维持自动变速器的液压。然而，当车辆是低成本车辆时，将斜坡起步辅助控制设备和副油泵额外地安装在车辆当中可能会恶化车辆的商业品质，这是因为部件数量增加并且成本提高。公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般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了一种经济的ISG系统及其控制方法，其通过在配备有自动变速器的车辆中在低成本下实现了 ISG系统，而能够提高车辆的燃油效率，并通过相对减少了部件并且降低了制造车辆的成本，而能够显著提高车辆的商业品质。本发明的各方面提供了一种经济的怠速停止和起动(ISG)系统，包括电池，该电池具有充电和放电的耐久性；电池传感器，该电池传感器估测所述电池的状态；增强启动器，该增强启动器具有对抗不断增加的启动次数的耐久性；制动增压传感器；以及控制器， 该控制器通过使用所述电池传感器来监测所述电池的状态，通过利用来自电池的电来操作所述增强启动器而在怠速停止状态下重新启动发动机，响应于来自所述制动增压传感器的信号而确定是否进入怠速停止状态，并且该控制器按照驾驶员对换档杆和制动器进行操作的操作状态来启动/停止所述发动机。本发明的其它方面提供了一种对经济的ISG系统的控制方法，该方法包括利用车辆速度、加速器踏板的操作状态和来自所述制动增压传感器的信号来确定第一怠速停止状态的进入，该确定第一怠速停止状态的进入确定了是否满足怠速停止状态的进入条件； 在确定了第一怠速停止状态的进入之后，确定第二怠速停止状态的进入，该确定第二怠速停止状态的进入确定了所述换档杆是否处在N档位并且所述制动器是否已经被开启；作为确定了第二怠速停止状态的进入的结果，当所述换档杆处在N档位并且所述制动器已经被开启的时候，通过使得发动机停止工作来进入怠速停止状态；确定第一怠速停止状态的释放，该确定第一怠速停止状态的释放确定了所述换档杆是否处在D档位并且所述制动器是否已经被开启；并且作为确定了第一怠速停止状态的释放的结果，当所述换档杆处在D档位并且所述制动器已经被开启的时候，使得第一怠速停止状态释放来重新启动所述发动机。本发明在不使用副油泵和斜坡起步辅助控制设备的情况下，通过在配备了自动变速器的车辆当中以低成本实现ISG系统，而可以提高车辆的燃油效率，并且通过相对减少部件并降低制造车辆的成本而显著提高了车辆的商业品质。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的本发明的具体实施方式
中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的本发明的具体实施方式
中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式
共同用于解释本发明的特定原理。本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式
中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式
共同用于解释本发明的特定原理。
图1是显示根据本发明的示例性的经济的ISG的配置的视图。图2是显示根据本发明的经济的ISG系统的示例性控制方法的流程图。应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分地由特定目的的应用和使用环境所确定。在这些图形中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同或等效的部分。
具体实施例方式接下来将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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这些示例性实施方案，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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。参考图1，根据本发明各个实施方案的经济的ISG系统包括具有充电和放电耐久性的电池1、估测电池1的状态的电池传感器3、具有对抗不断增大的启动次数的耐久性的增强启动器5、制动增压传感器7、以及控制器11，该控制器11通过使用电池传感器3来监测电池1的状态，通过利用来自电池1的电来操作增强启动器5从而在怠速停止状态下重新启动发动机9，响应于来自制动增压传感器7的信号而确定是否进入怠速停止状态，并且该控制器11按照驾驶员对换档杆和制动器进行操作的操作状态来启动/停止所述发动机。亦即，可以仅仅通过使用上述的配置来实施配备有自动变速器的车辆的ISG功能，其中不使用相关技术中的副油泵和斜坡起步控制设备，并且它们的功能通过控制器11 的控制而进行实施。在该配置当中，电池1可以是AGM电池，并且还包括DC-DC转换器13，其如图1中的虚线所示，其目的是为了防止在重新启动发动机9的时候产生电压降，该电压降用于释放怠速停止状态。满足了另一个怠速停止的进入条件，当换档杆处在N档位并且制动器已经开启的时候，控制器11使得发动机停止工作从而进入怠速停止状态，并且只有在怠速停止状态下换档杆处在D档位并且制动器已经被开启的时候，控制器11才重新启动发动机。参考图2显示的流程图来对根据本发明各个实施方案的具有上述配置的ISG系统的控制方法进行描述。参考图2，本发明的ISG系统的控制方法包括在步骤SlOl中，利用车辆速度、加速器踏板的操作状态和来自制动增压传感器7的信号来确定第一怠速停止状态的进入，其确定了是否满足怠速停止状态的进入条件；在步骤S102中，在步骤SlOl中确定了第一怠速停止状态的进入之后，确定第二怠速停止状态的进入，其确定换档杆是否处在N档位并且制动器是否已经被开启；在步骤S103中，作为在步骤S102中确定了第二怠速停止状态的进入的结果，当换档杆处在N档位并且制动器已经被开启的时候，通过使得发动机停止工作来进入怠速停止状态；在步骤S104中，确定第一怠速停止状态的释放，该确定第一怠速停止状态的释放确定了换档杆是否处在D档位并且所述制动器是否已经被开启；并且在步骤 S105中，作为在步骤S104中确定了第一怠速停止状态的释放的结果，当换档杆处在D档位并且制动器已经被开启的时候，使得第一怠速停止状态释放来重新启动发动机。也就是说，在步骤SlOl中确定第一怠速停止状态的进入和在步骤S102中确定第二怠速停止状态的进入是按顺序执行的，从而进入怠速停止状态。在步骤SlOl中确定第一怠速停止状态的进入期间，与相关技术中的ISG车辆的方式相同，接收车辆速度、加速器踏板的操作状态和来自制动增压传感器7的传感器，并且当确定了车辆速度为0，驾驶员并未操作加速器，并且即使由于制动增压不足而导致发动机停止工作也确保了制动力没问题的时候，则在步骤SlOl中确定了确定第一怠速停止状态的进入的条件得到满足，并且在步骤 S102中执行所述确定第二怠速停止状态的进入。当驾驶员将换档杆转换到N档位的时候，在步骤S102中确定第二怠速停止状态的进入大致满足了所述条件。亦即，与相关技术中的普通ISG车辆不同，只有当驾驶员在踩下致动器踏板的时候将换档杆移动到N档位的时候，才实施怠速停止状态。之后，在步骤S104中确定用来释放怠速停止状态的第一怠速停止状态的释放期间，驾驶员应当将已经转换到N档位的换档杆转换到D档位，并且操作制动器，从而满足所述条件并且即使在斜坡上启动的时候也能防止车辆回退。也就是说，当在斜坡上释放了怠速停止状态并启动车辆的时候，可以防止车辆回退，而甚至不需要相关技术中的斜坡起步辅助控制设备。进一步地，各个实施方案还包括在步骤S106中，在步骤S105中的第一怠速停止状态释放之后，确定第二怠速停止状态的释放，该确定第二怠速停止状态的释放确定了自动变速器的液压是否准备充分；在步骤S107中，作为在步骤S106中确定了第二怠速停止状态的释放的结果，推迟怠速停止状态的释放，当自动变速器的液压没有准备充分的时候，该推迟怠速停止状态的释放将变速器的换档档位保持在N档位；并且在步骤S108中，作为在步骤S106中确定第二怠速停止状态的释放的结果，当自动变速器的液压准备充分的时候， 结束怠速停止状态的释放，该结束怠速停止状态的释放将变速器的换档档位转换至D档位。亦即，即使已经启动了发动机来释放怠速停止状态并且变速杆处在D档位，作为在步骤S106中确定第二怠速状态释放的结果，仍对N档位进行保持直到已经确定了自动变速器的液压已经准备充分，而不实质上将变速器的液压回路转换到D档位，其目的是即使没有相关技术中的副油泵的情况下防止变速器的震动，接着实施D档位。在步骤S106中确定第二怠速停止状态的释放期间，当发动机的转数变得大于第一参考水平的时候，则可以确定自动变速器的液压已经准备充分。进一步地，在步骤S106中确定第二怠速停止状态的释放期间，当在步骤S105中所述发动机在所述第一怠速停止状态的释放期间重新启动之后所经过的时间大于第二参考水平的时候，则可以确定自动变速器的液压已经准备充分。然而，在图2所示的示例性显示的实施方案当中，在步骤S106中确定第二怠速停止状态的释放期间，当发动机的转数变得大于第一参考水平，并且在步骤S105中的第一怠速停止状态的释放期间发动机重新启动之后所经过的时间大于第二参考水平的时候，则确定了自动变速器的液压已经准备充分，从而实现更稳定的控制。并且，在进一步考虑控制器 11的结束启动的比特位状态(state of start-finishing bit)是否已经转换为继续启动 (start-on)状态，从而确定了自动变速器的液压已经准备充分，该结束启动的比特位状态是考虑了除了发动机的转数和发动机重新启动之后所经过的时间之外的其它因素而进行转换的。除了发动机转数和发动机重新启动之后所经过的时间之外的其它因素可以例如是发动机进气歧管的增压，这些其它因素使得控制器11的结束启动的比特位状态转换为继续启动状态。如上所述，根据本发明，由于可以在低成本下在配备了自动变速器的车辆当中实现ISG功能，而不需要相关技术中的副油泵和斜坡起步辅助控制，因此车辆的商业品质得到巨大提高。前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导， 可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择和描述的目的在于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不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
权利要求
1.一种经济的怠速停止和起动系统，包括 电池，该电池具有充电和放电的耐久性； 电池传感器，该电池传感器估测所述电池的状态；增强启动器，该增强启动器具有对抗不断增加的启动次数的耐久性； 制动增压传感器；以及控制器，该控制器通过使用所述电池传感器来监测所述电池的状态，通过利用来自电池的电来操作所述增强启动器从而在怠速停止状态下重新启动发动机，响应于来自所述制动增压传感器的信号而确定是否进入怠速停止状态，并且该控制器按照驾驶员对换档杆和制动器进行操作的操作状态来启动/停止所述发动机。
2.根据权利要求1所述的经济的怠速停止和起动系统，其中所述电池是吸附式玻璃纤维隔板电池，并且其中所述怠速停止和起动系统还包括DC-DC转换器，以便在重新启动发动机的时候防止用于释放所述怠速停止状态的电压降。
3.据权利要求2所述的经济的怠速停止和起动系统，其中满足了另一个怠速停止状态的进入条件，当所述换档杆处在N档位并且所述制动器被开启的时候，所述控制器使得发动机停止工作从而进入所述怠速停止状态，并且只有在所述怠速停止状态下所述换档杆处在D档位并且制动器被开启的时候，所述控制器才重新启动发动机。
4.一种方法，用于控制根据权利要求1所述的经济的怠速停止和起动系统，该方法包括利用车辆速度、加速器踏板的操作状态和来自所述制动增压传感器的信号来确定第一怠速停止状态的进入，该确定第一怠速停止状态的进入确定了是否满足怠速停止状态的进入条件；在确定了第一怠速停止状态的进入之后，确定第二怠速停止状态的进入，该确定第二怠速停止状态的进入确定了所述换档杆是否处在N档位并且所述制动器是否已经被开启； 作为确定了第二怠速停止状态的进入的结果，当所述换档杆处在N档位并且所述制动器已经被开启的时候，通过使得发动机停止工作来进入怠速停止状态；确定第一怠速停止状态的释放，该确定第一怠速停止状态的释放确定了所述换档杆是否处在D档位并且所述制动器是否已经被开启；并且作为确定了第一怠速停止状态的释放的结果，当所述换档杆处在D档位并且所述制动器已经被开启的时候，使得第一怠速停止状态释放来重新启动所述发动机。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括在所述第一怠速停止状态释放之后，确定第二怠速停止状态的释放，该确定第二怠速停止状态的释放确定了自动变速器的液压是否准备充分；作为确定了第二怠速停止状态的释放的结果，推迟怠速停止状态的释放，当所述自动变速器的液压没有准备充分的时候，该推迟怠速停止状态的释放将变速器的换档档位保持在N档位；并且当所述自动变速器的液压准备充分的时候，结束怠速停止状态的释放，该结束怠速停止状态的释放将变速器的换档档位转换至D档位。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在确定第二怠速停止状态的释放期间，当所述发动机的转数变得大于预定的第一参考水平的时候，则确定了所述自动变速器的液压已经准备充分。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，在确定第二怠速停止状态的释放期间，当所述发动机在所述第一怠速停止状态的释放期间重新启动之后所经过的时间大于第二参考水平的时候，则确定了所述自动变速器的液压已经准备充分。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，在确定第二怠速停止状态的释放期间，当所述发动机的转数变得大于第一参考水平并且发动机在第一移除期间重新启动之后所经过的时间大于第二参考水平的时候，则确定了所述自动变速器的液压已经准备充分。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在确定第二怠速停止状态的释放期间，在进一步考虑所述控制器的结束启动的比特位状态是否已经转换为继续启动状态，从而确定了自动变速器的液压已经准备充分，所述结束启动的比特位状态是考虑了除了发动机的转数和发动机重新启动之后所经过的时间之外的其它因素而进行转换的。
全文摘要
本发明公开了一种经济的怠速停止和起动系统及其控制方法，所述ISG系统在不使用副油泵和斜坡起步辅助控制设备的情况下，通过在配备了自动变速器的车辆当中以低成本实现ISG系统，而可以提高车辆的燃油效率，并且通过相对减少部件并降低制造车辆的成本而显著提高了车辆的商业品质。
文档编号B60W10/26GK102485559SQ20111024124
公开日2012年6月6日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年12月1日
发明者方晶焕, 权聪芽, 柳志勇, 金世埈 申请人:现代自动车株式会社