利用瞬间操作提供升压电压的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]传统上，汽车和其他车辆主要并且几乎专有地经由汽油燃料技术来驱动。车辆的操作者可以主要采用蓄电池电力(即，经由电力)将处于非操作状态中的车辆接合。之后，车辆可以被置于其中用于确保车辆的运动的相关机构主要由诸如汽油的燃料来驱动的模式。
[0002]由于车辆的运动主要由汽油驱动，因此在汽油驱动模式期间，蓄电池电力的节省不是首要的。然而，近来，车辆开发人员已经朝向建立多模式的车辆移动。负责车辆运动的车辆的方面现在可以由蓄电池电力和汽油动力的组合来操作。
[0003]在某些情况下，车辆可以采用各种方式的组合来提供动力并驱动发动机车辆。该新实施的技术中的一种是起动-停止系统。所述起动-停止系统自动地关闭并重启内燃机以减少发动机空转所消耗的时间量。这减少了燃料消耗，并且因此提高了车辆如何操作的总效能。
[0004]例如，如果车辆在交通灯处或在交通拥挤中停止，则发动机不必处于连续操作的状态。在这种情况下，所述起动-停止系统可以致动，并且车辆电气系统可以通过电力(而不是燃料)保持运行。通过采用该技术，车辆可以以更加有效的方式操作，同时降低对环境的有害影响。
[0005]用来帮助所述起动-停止系统的元件中的一个是升压电路。所述升压电路实质上检测降至预定值(例如，6.8V)之下的电压，并且将补偿电压施加到电压输出节点(Vout)以补偿电压降。
[0006]—旦在Vin节点上的电压升高到某值之上，则该升压电路停用。
[0007]图1图示了起动-停止系统100的传统实施方式的范例。该系统100包括车辆蓄电池110、升压电路120以及微控制器130。
[0008]车辆蓄电池110用以为车辆中的各种元件和部分提供电力，并且具有接地节点112，并且经由节点111连接到升压电路120。在图1中示出的背景中，车辆蓄电池110用以从节点111到输入节点128为升压电路120供电。升压电路120包括各种电路元件，例如，元件121-125。由于图1中示出的升压电路120是本领域普通技术人员已知的，因此将省略对元件121-125的解释。对升压电路120的控制通过将具有具体占空比的电压脉冲的序列施加到晶体管栅极126以及供应129来实现。供应129是控制与升压电路120相关联的电压/电荷栗浦的信号。实质上，如果车辆蓄电池110负载更多的电力要求，则供应129将电压脉冲序列施加到栅极126，从而允许升压电路120操作以提供升压电压。
[0009]微处理器130监测升压电路120的状态131 (即，确定升压电路120正产生或需要产生多高的电压)，并且经由控制输入132来停用或启用升压电路120。以这种方式，微处理器130可以有效地确定升压电路120是否接通/断开，以升压处于所述起动-停止系统的停止模式的车辆操作所要求的电压量。
[0010]实际上，在如上所示的起动-停止系统100中的发动机处于停止情况(即，空转或停止)时，如果车辆的操作者接合油门踏板，则通常要求对电流的提升以帮助重启发动机。该能量汲取自以上示出的蓄电池110，这导致蓄电池110过重负载，并且潜在地引起尖峰。由于车辆的各种元件可以依赖蓄电池110 (例如，照明、音响、HVAC等)(各种操作可以暂停、失败或改变)，从而影响在起动-停止系统中对车辆的总体体验。
[0011]上面的传统系统采用状态销131以确定是否启用升压电路120。因此，当检测到曲柄发动(即，确认(assert)油门踏板以离开停止模式)时，或当蓄电池电压被检测为低时，升压电路120可以连续地在两种情况下运行。然而，状态中的每个可以针对不同的时间量要求不同量的升压电压/电力。采用利用图1在上面公开的方面，针对不同的时间量提供不同量的升压电压/电力是不可能的。
【发明内容】
[0012]提供了一种用于利用车辆的起动-停止系统的瞬间操作来提供升压电压的系统、方法和电路。所述系统包括:占空比监测器，其用以基于所述瞬间操作来检测占空比的变化；曲柄发动超时(crank)检测器，其用以确定占空比的所述变化是否超过预定阈值；以及复位发生器，其用以产生对升压电路的复位，所述升压电路在预定延迟之后产生所述升压电压。
【附图说明】
[0013]参考以下附图来进行具体描述，其中，相同的附图标记指示相同的项目，并且其中:
[0014]图1图示了起动-停止系统的传统实施方式的范例。
[0015]图2是用于利用瞬间操作来提供升压电压的系统的范例。
[0016]图3是用于利用瞬间操作来提供升压电压的电路的范例。
[0017]图4图示了基于图2的系统或图3的电路的实施方式的范例图表。
[0018]图5图示了具有各种如示例图所示的曲柄发动模式的在图2中的系统或在图3中的电路的另一范例实施方式。
[0019]图6图示了用于基于瞬间操作来提供升压电压的方法。
【具体实施方式】
[0020]下文参考其中示出本发明的示范性实施例的附图来更加全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式来实施并且不应被解释为限于本文中所阐述的实施例。相反地，这些示范性实施例被提供为使得本公开详尽，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。应当理解，就本公开的目的来说，“每个中的至少一个”应当被解读为意指在相应语言后的列举的元件的任何组合，包括列举的元件中多个的组合。例如，“X、Y和Z中的至少一个”应当被解释为意指仅为X、仅为Y、仅为Z，或X、Y和Z中的两个或更多个项目的任意组合(例如，XYZ、XZ、YZ、X)。遍及附图和说明书，除非另外描述，否则相同的附图参考标记应当被理解为指的是相同的元件、特征和结构。为了清楚、图示和方便起见，可以对这些元件的相对大小和描绘进行扩大。
[0021]所述起动-停止系统用于确保现代车辆以有效的方式操作，并且当车辆不移动或不加速时允许能量节省。所述起动-停止系统可以利用在从“停止模式”向“起动模式”转变期间栗送电压或电荷的升压电路而被实施。起动模式可以指车辆正在移动或正在加速的模式。
[0022]然而，传统的升压电路只检测蓄电池电压，并且基于检测到的蓄电池电压来启用升压电路。取决于蓄电池电压的读数的该传统的升压电路在不完全需要升压电路的情况下(例如，在蓄电池被检测为处于低电压时)可以致动。因此，归因于以上讨论的所引入的低效能，升压电路必须更大并且消耗更多的能量。
[0023]本文公开了用于利用瞬间操作来提供升压电路的方法和系统。通过在检测到瞬间状态的情况下(即，确认油门踏板或从停止状态或空转状态对发动机的重新激活)激活该升压电路，该升压电路可以被有效地修改到合适的大小并操作以提供要求平稳操作的能量的量，并且在不要求升压电压或已经提供足够的升压电压的情况下不提供能量。
[0024]因此，采用本文中公开的方面的起动-停止系统可以更加平稳地操作，并且继而以有效的方式操作。另一优点是，通过采用本文中公开的方面，可以为升压电路提供比在传统实施方式中已知的电路元件更小的电路元件。对于提供更小元件的理由将在下面更加详细地解释。
[0025]图2是用于利用瞬间操作来提供升压电压/电力的系统200的范例。该瞬间操作可以指车辆蓄电池250的任何种类的负载。系统200可以利用现有的起动-停止系统来实施，或被集成到利用车辆实施的起动-停止系统中。系统200包括占空比监测器210、曲柄发动超时检测器220以及复位发生器230。
[0026]参考图2，示出了油门踏板240、车辆蓄电池250以及升压电路260。升压电路260可以以有线方式与系统200通信，并且通过各种输入/输出节点经由系统200被控制。
[0027]油门踏板240被示出。然而，可以采用从油门踏板或发动机加速设备发出的任何种类的信号。因此，传感器可以利用用以检测发动机加速的设备来实施，并且指示到要求发动机加速的升压电路260。这可以引起包含起动-停止系统的所述车辆退出停止模式，并且重新进入起动模式。
[0028]车辆蓄电池260和升压电路260可以类似于图1中示出的元件来操作，并且因此省略了对这些部分的解释。
[0029]占空比监测器210监测升压电路260，并且特别地监测在其中需要升压电压的模式期间监测提供输入电压的栅极节点(在图2中未示出)。当检测到命令升压电路260接通的信号时(在这种情况下，检测到车辆蓄电池250承担负载超过特定的量)，激活实质上接通升压电路260的电压。这引起产生(预定的量的)占空比231。经由在占空比监测器210中的电路实施的硬件元件来检测操作的变化(如经由占空比231所指示的)。实质上，对传播到曲柄发动超时检测器220的脉冲进行锁存。
[0030]曲柄发动超时检测器220从占空比监测器210接收曲柄发动操作(即，发动机重启)已经发生或已经被发起的指示。曲柄发动超时检测器220的主要功能是确定来自占空比监测器210的指示是超过预定阈值的信号强度。
[0031]如果信号强度超过预定阈值，则曲柄发动超时检测器220可以检测经由元件210检测到的占空比的变化正确地对应于检测到的曲柄发动操作。曲柄发动超时检测器220可以将指示传输到复位发生器230。
[0032]如果信号强度低于预定阈值，则曲柄发动超时检测器220忽略来自占空比监测器210的指示。这可以指示车辆蓄电池250由于其他原因而电量低。
[0033]复位发生器230经由复位信号231对升压电路260进行复位，并且实质上经由升压电路260断开升压产生。可以引入各种延迟元件(例如，图3中示出的那些延迟元件)以确保足够的延迟，使得升压电路260可在预定的时间量内操作。
[0034]允许升压电路260在预定的时间量内操作(在激活复位231之前)，并且实质上在预定的时间量内提供升压电压。经