专利名称：用于实现发动机安全自起动的控制系统的制作方法
用于实现发动机安全自起动的控制系统
技术领域：
本发明属于汽车节能技术领域，涉及一种用于发动机的控制系统，尤其涉及一种用于实现发动机安全自起动的控制系统。
背景技术：
随着全球石油资源的日渐枯竭，人们开发出越来越多的汽车节能技术并将其投入应用，发动机自动起停功能即其中之一。发动机自动起停功能是在车辆停车怠速时将发动机自动熄火，并在车辆需要动力时将发动机自起动，自动熄火与自起动的过程由系统自动控制而不需要由驾乘人员进行干预。由于发动机自动起停系统增加了起动装置的工作次数，而且自起动过程又没有驾乘人员进行参与，因此防止起动意外就显得尤其重要，它们包括防止起动装置在传动链接合的情况下工作、防止传动链状态的误判断、防止控制单元故障导致的起动装置误动作、防止起动装置继电器粘滞导致的起动装置常工作、以及可以检测到起动装置意外工作的故障等。在公开号为CN101761404A的中国专利文献中，它公开了一种发动机自动停机的控制方法，其根据汽车在上一次自动停机后的车速、基本发动机条件、舒适性条件、安全条件、电池条件等来实现发动机自动停机控制；同时，它也公开了一种发动机自动启动的控制方法，即根据汽车发动机是否处于自动停机状态，是否满足基本发动机条件、舒适性条件、 安全条件、驾驶条件、电池条件和动力转向条件来实现发动机自动启动控制。然而，该发动机自动停机/自动启动的控制方法并不能解决以上问题。
发明内容有鉴于此，本发明的目的在于针对发动机自动起停系统的安全要求，提出一种用于实现发动机安全自起动的控制系统，从而可以有效解决现有技术中存在的上述问题。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种用于实现发动机安全自起动的控制系统，其包括信号采集子系统、起动控制子系统和起动执行子系统，其中所述信号采集子系统包括用于进行人机信息交互的人机界面单元、设置于车辆上且涉及车辆起动安全的第一类传感器、设置于车辆上但不涉及车辆起动安全的第二类传感器、用于采集所述人机界面单元的信息和/或所述第二类传感器的信号并将其传递到车载网络上的网关、以及连接在所述车载网络上的网络节点；所述起动控制子系统包括起动辅控单元，其与所述网关、网络节点和第一类传感器通信用以判断传动链是否已断开，并在传动链已断开时指示所述起动执行子系统中的辅控继电器进行吸合操作； 禾口起动主控单元，其与所述起动辅控单元通信，并且与所述网关、网络节点和第一类传感器通信用以判断传动链是否已断开，并在传动链已断开且需要起动发动机时指示所述起动执行子系统中的主控继电器进行吸合操作，并且所述起动主控单元比较其接收的第一类传感器信号与所述起动辅控单元接收的第一类传感器信号是否逻辑一致如果是，则指示所述起动执行子系统中的起动装置执行自起动操作，否则不进行自起动操作；以及所述起动执行子系统包括主控继电器，其连接于所述辅控继电器并与所述起动主控单元通信；辅控继电器，其连接于所述主控继电器和起动装置并与所述起动辅控单元通信； 和起动装置，其与所述起动主控单元通信用以提供包括起动装置工作状态信息的反馈信号，并且所述起动装置仅在所述主控继电器与辅控继电器均已吸合时才能执行自起动操作。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述起动主控单元还包括安全告警模块，其用于在所述主控继电器和辅控继电器均出现粘滞故障时禁止所述起动装置执行自起动操作并通过驾驶室内的仪表部件加以警示。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述起动主控单元还包括时间控制模块，其用于控制所述起动装置的工作时间。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述第一类传感器包括空挡位置传感器和离合器分离位置传感器。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述空挡位置传感器具有完全独立的第一信号输出线路和第二信号输出线路，它们分别连接到所述起动主控单元和起动辅控单元。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述离合器分离位置传感器具有完全独立的第一信号输出线路和第二信号输出线路，它们分别连接到所述起动主控单元和起动辅控单元。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述第二类传感器包括车门位置传感器、安全带传感器、电池状态传感器和真空度传感器。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述网络节点包括变速箱控制器、车身控制器、车身稳定控制单元、转向角传感单元和仪表部件。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述起动装置是设置于发动机中的起动电机。在上述的用于实现发动机安全自起动的控制系统中，优选地，所述车载网络包括 CAN网络。本发明的有益效果在于由于它采取以上技术方案而具有许多优点，因此可以将其应用在车辆节能技术领域，上述的优点包括1.本发明将信号采集子系统的传感器专门分为与车辆起动安全相关或不相关的第一类传感器与第二类传感器，并且针对第一类传感器均设置了彼此独立的双路信号输出线路，从而提升并保证了传动链状态判断的准确性，防止了起动装置在传动链结合的情况下进行工作。2.本发明通过同时设置起动主控单元与起动辅控单元，并且仅在这两个控制单元均判断传动链断开的情况下才可能使起动装置工作，从而防止了由于单个起动控制单元故
5障而导致起动装置误动作。3.本发明通过同时设置主控继电器、辅控继电器与起动装置这些起动执行部件， 并且将主控继电器与辅控继电器的负载端串联连接来一起控制起动装置，即使得仅在主控继电器与辅控继电器均吸合的情况下起动装置才能工作，从而有效地防止了在单个继电器粘滞时起动装置发生误动作。
以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中图1是本发明的用于实现发动机安全自起动的控制系统的一个较佳实施例的组成示意图。附图标记说明4车载网络12辅控继电器21起动主控单元31人机界面单元33 网关35空挡位置传感器37反馈信号线路
具体实施方式图1以框图方式示意性地显示出了本发明的用于实现发动机安全自起动的控制系统的一个较佳实施例的基本组成。如图1所示，在本较佳实施例中，它包括信号采集子系统、起动控制子系统与起动执行子系统。概括而言，首先由信号采集子系统将自起动发动机所需的信号传递给起动控制子系统，然后由起动控制子系统判断是否需要起动发动机以及起动是否安全，如果需要起动发动机并且起动安全，则通过起动执行子系统实现发动机的自起动。以下将结合图1 来对此进行详细说明，以便于更加清楚地理解本发明的工作原理及其特点和优点。请参阅图1，信号采集子系统包括人机界面单元31、第一类传感器(例如图示的空挡位置传感器35、离合器分离位置传感器36)、第二类传感器32、网关33和网络节点34等。 其中，人机界面单元31是用来提供人机信息交互功能。而上述的第一类传感器和第二类传感器则都是被装设在车辆上由于监测车辆的运行参数信号，并且由前者来提供涉及到车辆起动安全的信号，而后者提供的信号则并不涉及车辆起动安全，这样的第二类传感器包括但并不限于车门位置传感器、安全带传感器、电池状态传感器、真空度传感器等。对于网关 33而言，它是用来采集人机界面单元31的信息和/或第二类传感器32的信号，并将其传递到车载网络4 (例如，CAN网络等)。在车载网络4上还设置有一个或多个网络节点34，它们包括变速箱控制器、车身控制器、车身稳定控制单元、转向角传感单元和仪表部件。以下将介绍起动控制子系统，它是本用于实现发动机安全自起动的控制系统中的另一个重要组成部分。请再参考图1，起动控制子系统主要包括起动主控单元21和起动辅控单元22，它
11主控继电器 13起动装置 22起动辅控单元 32第二类传感器 34网络节点
36离合器分离位置传感器们相互连接进行通信。其中，在起动主控单元21中运行自起动得控制逻辑，并且它还与上述的网关33、网络节点34和第一类传感器相互连接进行通信，以便通过接收传送过来的信号来判断传动链是否已断开，并且在传动链被确认已经断开而且需要起动发动机时，由起动主控单元21指示起动执行子系统中的主控继电器11 (随后将详述)进行吸合操作，并且起动主控单元21还通过比较由它接收到的第一类传感器信号、由起动辅控单元22接收到的第一类传感器信号二者是否在逻辑上保持一致如果一致，则由起动主控单元21指示起动执行子系统中的起动装置13(随后将详述)执行自起动操作，否则不进行自起动操作。在本发明中，自起动的安全判断条件除了在起动主控单元21中进行判断以外，也在起动辅控单元22中进行判断。该起动辅控单元22与网关33、网络节点34和第一类传感器相互连接进行通信，从而通过接收到的信号来判断传动链是否已断开，并在传动链被确认已经断开时由其指示起动执行子系统中的辅控继电器12进行吸合操作。再如图1所示，在本较佳实施例中，起动执行子系统包括主控继电器11、辅控继电器12和起动装置13。其中，主控继电器11与辅控继电器12、起动主控单元21均进行连接， 而辅控继电器12则与主控继电器11、起动装置13以及起动辅控单元22均进行连接通信， 在图1中的主控继电器11与辅控继电器12的负载端是显示进行串联连接的。对于起动装置13而言，它是本系统中用于最终实现起动操作的部件，例如设置在发动机中的起动电机。在图1中，起动装置13被图示出通过反馈信号线路37与起动主控单元21进行通信用以向后者提供反馈信号，这样的反馈信号包括起动装置13的工作状态信息等。需要指出的是，起动装置13在本发明中仅是在主控继电器11与辅控继电器12均已吸合的情况下才能执行自起动操作，即起动装置13在起动主控单元21认为安全、并且起动辅控单元22也同时认为安全的情况下才能进行工作，从而显著提高并可靠保证了自起动的安全控制性能。在本发明的其他众多实施例中，还可以针对本发明的用于实现发动机安全自起动的控制系统中的上述各组成部分加以改变。举例而言，在一个未示出的实施例中，起动主控单元21还包括安全告警模块，它是被设置用来在主控继电器11和辅控继电器12均出现粘滞故障时，由该安全告警模块来禁止起动装置13执行自起动操作并且通过驾驶室内的仪表部件加以警示，以提醒驾乘人员出现该故障。在另一个未示出的实施例中，在起动主控单元21中还设置了时间控制模块用来控制起动装置13的工作时间，并且优选地可以通过人机界面单元31由厂商、用户或维护人员根据实际需要进行设定或调整。此外，尽管起动主控单元21和起动辅控单元22可以通过共用线路从诸如前述的空挡位置传感器35、离合器分离位置传感器36等第一类传感器上获取信号。但是，为了实现更加可靠、有效的安全控制，在又一个优选的实施例中，每一个第一类传感器都具有完全独立的第一信号输出线路和第二信号输出线路，以便通过彼此不关联的输出线路分别连接到起动主控单元21和起动辅控单元22，从而进一步提升安全控制性能。另外，在再一个示例中，起动装置13采用的普通的12V电压控制的起动电机。当然，如果根据实际需要而需要采用其他适宜电压下的电机，这也是完全可行的。以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的用于实现发动机安全自起动的控制系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。 因此所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
权利要求
1.一种用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括信号采集子系统、起动控制子系统和起动执行子系统，其中所述信号采集子系统包括用于进行人机信息交互的人机界面单元、设置于车辆上且涉及车辆起动安全的第一类传感器、设置于车辆上但不涉及车辆起动安全的第二类传感器、用于采集所述人机界面单元的信息和/或所述第二类传感器的信号并将其传递到车载网络上的网关、以及连接在所述车载网络上的网络节点；所述起动控制子系统包括起动辅控单元，其与所述网关、网络节点和第一类传感器通信用以判断传动链是否已断开，并在传动链已断开时指示所述起动执行子系统中的辅控继电器进行吸合操作；和起动主控单元，其与所述起动辅控单元通信，并且与所述网关、网络节点和第一类传感器通信用以判断传动链是否已断开，并在传动链已断开且需要起动发动机时指示所述起动执行子系统中的主控继电器进行吸合操作，并且所述起动主控单元比较其接收的第一类传感器信号与所述起动辅控单元接收的第一类传感器信号是否逻辑一致如果是，则指示所述起动执行子系统中的起动装置执行自起动操作，否则不进行自起动操作；以及所述起动执行子系统包括主控继电器，其连接于所述辅控继电器并与所述起动主控单元通信；辅控继电器，其连接于所述主控继电器和起动装置并与所述起动辅控单元通信；和起动装置，其与所述起动主控单元通信用以提供包括起动装置工作状态信息的反馈信号，并且所述起动装置仅在所述主控继电器与辅控继电器均已吸合时才能执行自起动操作。
2.根据权利要求1所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述起动主控单元还包括安全告警模块，其用于在所述主控继电器和辅控继电器均出现粘滞故障时禁止所述起动装置执行自起动操作并通过驾驶室内的仪表部件加以警示。
3.根据权利要求1所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述起动主控单元还包括时间控制模块，其用于控制所述起动装置的工作时间。
4.根据权利要求1或2所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述第一类传感器包括空挡位置传感器和离合器分离位置传感器。
5.根据权利要求4所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述空挡位置传感器具有完全独立的第一信号输出线路和第二信号输出线路，它们分别连接到所述起动主控单元和起动辅控单元。
6.根据权利要求4所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述离合器分离位置传感器具有完全独立的第一信号输出线路和第二信号输出线路，它们分别连接到所述起动主控单元和起动辅控单元。
7.根据权利要求1或2所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述第二类传感器包括车门位置传感器、安全带传感器、电池状态传感器和真空度传感器。
8.根据权利要求1或2所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述网络节点包括变速箱控制器、车身控制器、车身稳定控制单元、转向角传感单元和仪表部件。
9.根据权利要求1或2所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于，所述起动装置是设置于发动机中的起动电机。
10.根据权利要求1或2所述的用于实现发动机安全自起动的控制系统，其特征在于， 所述车载网络包括CAN网络。
全文摘要
本发明公开了一种用于实现发动机安全自起动的控制系统，其包括信号采集子系统、起动控制子系统和起动执行子系统，其中所述信号采集子系统包括人机界面单元、第一类传感器、第二类传感器、网关和网络节点，所述起动控制子系统包括起动辅控单元和起动主控单元，所述起动执行子系统包括主控继电器、辅控继电器和起动装置。本发明通过采用将传感器分为第一类和第二类传感器，并采用双路独立信号输出线路等技术措施，防止了起动装置在传动链结合的情况下、单个控制单元出现故障或者单个继电器发生粘滞等情况下的误动作，从而保证了传动链状态判断的准确性，提高了安全性能。
文档编号F02N11/10GK102562403SQ20101058353
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者周磊, 霍宏煜, 高卫民 申请人:上海汽车集团股份有限公司