一种手动档汽车启停控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种手动档汽车启停控制系统，包括蓄电池、电池传感器、其特征在于：还包括空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关，启停控制器包括采集模块和ECU控制处理器，ECU控制处理器分别采集空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关的信号，采集模块采集汽车信息发送给ECU控制处理器，EMS唤醒常闭继电器通过EMS唤醒信号线与发动机管理系统相连，启停控制器通过驱动控制EMS唤醒常闭继电器的开闭，启停控制器通过驱动控制启动电机继电器的开闭，启动电机继电器输出端与启动电机相连接。本发明提供了一种成本低廉，方便地给售后市场手动挡汽车上加装，使用安全可靠、通用性强的智能启停系统。
【专利说明】一种手动档汽车启停控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手动档汽车启停控制系统，具体而言是给后装市场上现有的手动挡汽车加装一套启停控制系统，使发动机在怠速时可以手动停机、当车辆起步时可手动重启发动机的系统。
【背景技术】
[0002]随着能源危机、环保问题的日趋严峻，汽车厂商开始通过一些科技配置来达到节能减排的目的，在这当中发动机智能启停系统被广泛应用并熟知，它的作用就是在满足怠速条件时让发动机停止工作，从而减少油耗和尾气排放污染。
[0003]在全球范围内，欧洲配置怠速启停系统的车较多，统计显示其整体节油率约为10%。但是，该技术方一般由整车厂提供，集成于EMS，配置在新生产的汽车上。在国内市场上，该系统多配置在少数的中高档新款车型上，对于大多数没有配置启停系统的车型而言，整车厂并没有开发用于后装市场上的启停系统。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提供了一种成本低廉，方便地给售后市场手动挡汽车上加装，使用安全可靠、通用性强的独立的智能启停系统。
[0005]为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是:
一种手动档汽车启停控制系统，包括蓄电池、电池传感器、其特征在于:还包括空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关、启动电机、启停控制器、EMS唤醒常闭继电器和启动电机继电器，所述启停控制器包括采集模块和ECU控制处理器，所述E⑶控制处理器分别采集空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关的信号，所述采集模块采集汽车信息发送给ECU控制处理器分析处理，所述EMS唤醒常闭继电器通过EMS唤醒信号线与发动机管理系统相连，所述启停控制器通过第一路高边驱动和第一路低边驱动控制EMS唤醒常闭继电器的开闭，所述启停控制器通过第二路高边驱动和第二路低边驱动控制启动电机继电器的开闭，所述启动电机继电器输出端与启动电机相连接。
[0006]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述采集模块可采用硬连接线方式，所述启停控制器采集输入端分别通过连接线直接与曲轴位置传感器、发动机水温传感器、节气门开关传感器、档位信号传感器、空调开关、制动开关、车门开关、引擎盖开关、安全带开关相连接，所述启停控制器电源输入端通过连接线与外部电源设备连接，所述启停控制器接地端子通过连接线与公共地相连接。
[0007]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述采集模块采用OBD通讯模块，所述OBD通讯模块通过CAN总线与车载手动诊断系统的诊断口相连，用于获取发动机转速、冷却水温度、节气门位置开度、档位、制动开关、车门开关、引擎盖开关、空调开关和安全带开关信息，所述启停控制器电源输入端和接地端子通OBD通讯模块过连接在车载手动诊断系统诊断口的电源和地线上。
[0008]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述启停控制器的唤醒信号接在汽车点火开关的信号线上。
[0009]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:还包括电池传感器，所述电池传感器安装在蓄电池的负极上，所述电池传感器采集蓄电池相关信息通过LIN通讯传递给启停控制器。
[0010]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:还包括启停系统相关信息显示仪表，所述启停系统相关信息显示仪表通过连接线与启停控制器信息输出端相连接。
[0011]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:在启停控制器上加装有启停使能开关，所述启停使能开关通过连接线与启停控制器的唤醒信号串接。
[0012]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述蓄电池采用卷绕蓄电池。
[0013]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:当驾驶员完成以下操作时，启停控制系统才会控制发动机停机
a、车速为0，且发动机转速低于850rpm；
b、驾驶员完全松开离合器，即离合器10%和90%位置开关都没有置位，并且将档位拨至N档或者P挡。
[0014]前述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:当驾驶员完成以下操作时，启停控制系统会控制发动机重启:当档位在N档或者P挡时，轻踩离合器踏板，即离合器10%位置开关置位，或者轻踩加速度踏板。
[0015]本发明的有益效果是:本发明手动档汽车启停控制系统，成本低廉，方便地给售后市场手动挡汽车上加装，安全可靠、通用性强，使发动机在怠速时可以手动停机、当车辆起步时可手动重启，从而达到节省燃油、减少排放的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明启停控制系统一实施例电路结构示意图。
[0017]图2是本发明启停控制系统另一实施例电路结构示意图。
图中各英文标记的中文含义为:
EMS:发动机低通系统；SSC:启停控制器；0BD:车载手动诊断系统；IBS:只能电池传感器。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0019]如图1-2所示，一种手动档汽车启停控制系统，包括卷绕蓄电池、电池传感器、其特征在于:还包括空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关、启动电机、启停控制器、EMS唤醒常闭继电器和启动电机继电器，所述启停控制器包括采集模块和E⑶控制处理器，所述E⑶控制处理器分别采集空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关的信号，所述采集模块采集汽车信息发送给ECU控制处理器分析处理，所述EMS唤醒常闭继电器通过EMS唤醒信号线与发动机管理系统相连，所述启停控制器通过第一路高边驱动和第一路低边驱动控制EMS唤醒常闭继电器的开闭，所述启停控制器通过第二路高边驱动和第二路低边驱动控制启动电机继电器的开闭，所述启动电机继电器输出端与启动电机相连接。
[0020]其中卷绕蓄电池有以下特性:启动次数最少15000次，是普通蓄电池的3倍；启动电流是普通蓄电池的3倍；零下18°C时的最大输出电流高达600A。其中起动电机有以下特性:22万次暖机起动，3.5万次冷起动；起动噪声低；起动速度快。
[0021]所述采集模块可采用OBD通讯模块，该模块通过线束连接在汽车OBD诊断口上，与汽车进行通信。OBD通讯协议包括CAN，Kline等，本实施例以CAN通讯为例。根据ISO-15031，启停控制器通过CAN-H和CAN-L可以从诊断口获取发动机转速，冷却水温度，节气门位置开度等信息；根据厂家自定义的协议，可以从诊断口获取档位，制动开关，车门开关，引擎盖开关，空调开关等信，E⑶控制处理器根据这些信息并结合控制策略，控制发动机的启停。并且，OBD诊断口可以给启停控制器提供电源和地。该方法的优点是:可以避免破线，线束比较少，且安全可靠，易于推广。E⑶控制处理器根据这些信息并结合控制策略，控制发动机的启停。
[0022]本发明另一种实施例方案为:E⑶控制处理器通过传感器硬线获取相关信息，如从曲轴位置传感器端获取发动机转速信号，从发动机水温传感器端或者水温信号，从节气门开关传感器端获取加速度踏板位置信号，从档位信号获取当前档位，从空调开关处获取空调开关信号，从制动开关处获取制动开关信号，从车门开关处获取车门开关信号，从引擎盖开关处获取引擎盖开关信号，从安全带处获取安全带使用信息。而启停控制器电源输入端通过连接线与外部电源设备连接，所述启停控制器接地端子通过连接线与公共地相连接。
[0023]本发明启停控制器的唤醒信号KL15接在汽车钥匙ON挡(点火开关)信号线上，一旦汽车钥匙打到ON档，启停控制器就被激活。智能电池传感器安装在蓄电池的负极上，采集蓄电池温度，电流，电压等信息，精确地估算出蓄电池的S0C，通过LIN通讯传递给启停控制器；
本发明启停控制器加装启停系统相关信息显示仪表，仪表通过RS-232接收来自启停控制器的相关信息，显示启停控制器控制发动机启动的次数，启停控制器控制发动机停机的次数，启停控制器运行期间发动机运转时间，启停控制器控制发动机停机的时间和启停系统节省的油量，电池S0C，发动机冷却水温度等信息。
[0024]E⑶控制处理器接受汽车相关信息，当满足发动机停机条件时，启停控制器通过I路高边驱动和I路低边驱动来控制此EMS唤醒常闭继电器断开，从而实现发动机怠速停机的功能。该方法的优点是:通过断开EMS唤醒常闭继电器来控制EMS下电来关闭发动机，模拟发动机正常停机流程，保证停机过程安全可靠。同时，EMS唤醒常闭继电器可以保证启停系统退出工作或者出现故障时，不影响发动机正常工作。
[0025]同时当满足发动机启动条件时，启停控制器通过同时驱动一路高边驱动和一路低边驱动来控制继电器盒内启动电机继电器闭合一定时间来驱动启动电机，在通过启动电机重启发动机。为了避免启动电机与发动机结合时间过长，当启动电机继电器闭合时间超过
0.8S，或者发动机转速大于IOOOrpm，启停控制器控制启动电机继电器断开。如果第一次没有顺利启动发动机，只要满足启动条件，启停系统会在0.3S后再一次闭合启动电机继电器来重启发动机。当启停失败次数大于4次时，启停系统会进入故障模式。[0026]在启停控制器上加装有启停使能开关，所述启停使能开关通过连接线与启停控制器的唤醒信号串接。加装的启停使能开关可以让驾驶员自主的选择是否启用启停功能，当驾驶员按下启停使能开关时，启停系统开始工作，否则启停功能不起作用；当启停系统发生故障时，启停使能开关LED灯闪烁。
[0027]当以下条件都满足时，启停控制器才会控制发动机停机:
a.安全驾驶条件:引擎盖关闭，车门关闭，安全带系上；
b.蓄电池SOC大于80%标定值，
c.发动机冷却水温度大于75°C，
d.启停使能开关闭合；
e.汽车完成第一次冷启动，且发动机运行时间超过30S；
f.汽车在上一次运行期间，车速大于10km/h，或者一直维持原地不动；
g.车速为0，且发动机转速低于850rpm；
h.驾驶员完全松开离合器，即离合器10%和90%位置开关都没有置位，并且将档位在N档或者P挡；
当以下条件满足时，启停系统控制发动机启动:
a.安全驾驶条件:引擎盖关闭，车门关闭，安全带系上，同时，
b.当档位在N档或者P挡时，轻踩离合器，即离合器10%位置开关置位或者轻踩油门，
c.踩下制动踏板
d.SOC低于60%标定值，例如60%，或者
e.水温低于65°C；
其中a条件必须满足，条件b、C、d、e满足任意一个即可控制发动机启动。
[0028]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
【权利要求】
1.一种手动档汽车启停控制系统，包括蓄电池、电池传感器、其特征在于:还包括空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关、启动电机、启停控制器、EMS唤醒常闭继电器和启动电机继电器，所述启停控制器包括采集模块和ECU控制处理器，所述E⑶控制处理器分别采集空挡位置传感器、离合器踏板10%位置开关、离合器踏板90%位置开关的信号，所述采集模块采集汽车信息发送给ECU控制处理器分析处理，所述EMS唤醒常闭继电器通过EMS唤醒信号线与发动机管理系统相连，所述启停控制器通过第一路高边驱动和第一路低边驱动控制EMS唤醒常闭继电器的开闭，所述启停控制器通过第二路高边驱动和第二路低边驱动控制启动电机继电器的开闭，所述启动电机继电器输出端与启动电机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述采集模块可采用硬连接线方式，所述启停控制器采集输入端分别通过连接线直接与曲轴位置传感器、发动机水温传感器、节气门开关传感器、档位信号传感器、空调开关、制动开关、车门开关、引擎盖开关、安全带开关相连接，所述启停控制器电源输入端通过连接线与外部电源设备连接，所述启停控制器接地端子通过连接线与公共地相连接。
3.根据权利要求1所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述采集模块采用OBD通讯模块，所述OBD通讯模块通过CAN总线与车载手动诊断系统的诊断口相连，用于获取发动机转速、冷却水温度、节气门位置开度、档位、制动开关、车门开关、引擎盖开关、空调开关和安全带开关信息，所述启停控制器电源输入端和接地端子通OBD通讯模块过连接在车载手动诊断系统诊断口的电源和地线上。
4.根据权利要求2或3所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述启停控制器的唤醒信号接在汽车点火开关的信号线上。
5.根据权利要求4所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:还包括电池传感器，所述电池传感器安装在蓄电池的负极上，所述电池传感器采集蓄电池相关信息通过LIN通讯传递给启停控制器。
6.根据权利要求5所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:还包括启停系统相关信息显示仪表，所述启停系统相关信息显示仪表通过连接线与启停控制器信息输出端相连接。
7.根据权利要求6所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:在启停控制器上加装有启停使能开关，所述启停使能开关通过连接线与启停控制器的唤醒信号串接。
8.根据权利要求7所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:所述蓄电池采用卷绕蓄电池。
9.根据权利要求8所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:当驾驶员完成以下操作时，启停控制系统才会控制发动机停机 a、车速为0，且发动机转速低于850rpm； b、驾驶员完全松开离合器，即离合器10%和90%位置开关都没有置位，并且将档位拨至N档或者P挡。
10.根据权利要求8所述的一种手动档汽车启停控制系统，其特征在于:当驾驶员完成以下操作时，启停控制系统会控制发动机重启:当档位在N档或者P挡时，轻踩离合器踏板，即离合器10%位置开关置位，或者轻踩加速度踏板。
【文档编号】F02N11/08GK103775265SQ201410040221
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】高晓杰, 张臻, 顾宇峰, 牛敬彬, 陈雷, 姜辛 申请人:昆山力久新能源汽车技术有限公司