用於自動變速器車輛的起動電機控制系統的製作方法
2023-07-14 18:21:41 2
專利名稱：用於自動變速器車輛的起動電機控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於自動變速器車輛(automatic transmission vehicle)的起動電機(starting motor)控制系統。更具體地，本發明涉及防止起動電機故障的自動變速器車輛的起動電機控制系統。
背景技術：
自動變速器車輛的發動機僅在自動變速器車輛的變速杆位置為駐車(P)位或空檔(N)位時才能起動。該功能由抑制器開關控制。
抑制器開關通過推拉索與變速杆相連，且根據變速器位置選擇抑制器開關的P/R/N/D/2/L節點之一。
參考圖1，下面將說明通過採用抑制器開關的傳統自動變速器車輛的起動控制。
當選擇起動開關2的起動(ST)節點從而起動發動機時，電池電源通過起動開關2的ST節點向起動繼電器4的內部線圈6供電。
在該時刻後，如果選擇抑制器開關3中與地相連的駐車(P)或空檔(N)節點，則形成包括電池1、起動開關2的ST節點、起動繼電器4的內部線圈6，和抑制器開關的閉合迴路。
從而，起動繼電器4的內部線圈6被磁化並產生磁力。這樣，該磁力施加到內部開關7上，且該內部開關7接通。
從而，電池電源通過起動繼電器4的內部開關7向起動電機5供電，且執行起動操作。
但是，如果在抑制器開關3中選擇D/2/L/R節點之一而不是P或N節點，則發動機不起動，從而防止車輛快速起動，並防止起動電機5過載。
由於抑制器開關的複雜結構和抑制器開關節點的磨損，會產生很多問題，使得抑制器開關無法確定變速杆的準確位置。
為了解決這樣的問題，已經設計出採用位置傳感器的起動電機控制系統。
如圖2中所示，採用位置傳感器的起動電機控制系統包括電池10、起動開關20、位置傳感器30、變速控制部分40、起動繼電器50，和起動電機60。
位置傳感器30檢測變速杆位置，並產生與其位置對應的信號。變速控制部分40從位置傳感器30接收與變速杆位置對應的信號，並確定變速杆位置是否在駐車(P)或空檔(N)位置。此後，變速控制部分40控制起動繼電器50以操作起動電機60。
更具體地，變速控制部分40檢測起動開關20中所選擇的節點，並確定起動條件是否滿足。如果起動條件滿足，則變速控制部分40從位置傳感器30接收與變速杆位置對應的信號。同時，變速控制部分40具有一個用於產生起動控制信號的處理器41，使用該起動控制信號41以便控制起動繼電器50。
在車輛處於溫度非常低的情況下，電池電壓在數毫秒內迅速下降。從而，由於電池電壓低，處理器41無法正常操作。
因此，處理器41無法控制起動繼電器50。從而，會發生很多問題，使得發動機在非常低的溫度下無法起動。
為了解決這樣的問題，變速控制部分40還包括緩衝器42，使得發動機可以在處理器41無法正常操作的非常低的溫度下起動。
緩衝器42放大從處理器41傳來的起動控制信號，並將該起動控制信號向第一開關元件Q1輸出。
參考圖3，下面將詳細說明一種用於具有位置傳感器的起動電機控制系統的控制方法。
在發動機停機的情況下，駕駛員控制起動開關20，然後變速控制部分40的處理器41檢測起動開關20中ACC或ON節點的選擇。
在該情況下，處理器41確定起動條件是否滿足，並根據從位置傳感器30傳來的脈寬調製(PWM)信號確定變速杆位置。
如果變速杆位置處於P或N位，則處理器41向緩衝器42輸出起動控制信號。
僅當發動機可以起動時，才輸出處理器41的起動控制信號。從而，可以防止由於起動電機60長期操作而對起動電機60的損害和電池10的放電。
在預定時間ΔT1內，緩衝器42放大從處理器41傳來的起動控制信號，並向第一開關元件Q1的柵極端子輸出該起動控制信號。
從而，電流通過第一開關元件Q1流入起動繼電器50的內部線圈51。
這時，當在起動開關20中ST節點與電池10相連時，起動繼電器50的內部線圈51磁化並產生磁力。
從而，起動繼電器50的內部開關52接通，且電池電源向起動電機60供電，然後發動機起動。
但是，由於採用緩衝器42，從而使根據具有位置傳感器的起動電機控在非常低的溫度下起動發動機，因此會產生很多問題。
由於在預定時間ΔT1內，處理器41的起動控制信號被緩衝器42放大，因此作用給起動繼電器50的起動控制信號延遲時間ΔT2。
從而，如果在延遲時間ΔT2內變速杆位置變成行駛(D)位置或倒車(R)位置，則無論變速杆處於何位置，起動繼電器均開啟。這樣，會產生諸如快速起動的問題。
此外，如果在執行起動操作時，由於駕駛員的失誤，變速杆位置變成D或R位，則起動繼電器保持開啟。這樣，會產生諸如快速起動的問題。
此外，在延遲時間ΔT2內，變速繼電器位置為D或R位，且發動機重新起動的情況下，起動繼電器保持開啟。這樣，會產生諸如快速起動的問題。
除了在溫度非常低的情況下，這樣的問題也會在正常情況下發生。
上述在該背景技術部分公開的信息僅用於加深對發明背景的理解，因此它可能含有不構成在該國中本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
發明內容
本發明致力於提供一種用於自動變速器車輛的起動電機控制系統，其具有當發動機起動時、在變速杆位於D位或R位的情況下、禁止起動電機操作的優點。
根據本發明的一個實施例的用於自動變速器車輛的示例性起動電機控制系統可以包括具有多個節點的起動開關，和用於將多個節點與電池相連的點火鑰匙；檢測變速杆位置並產生與其位置相應的脈寬調製信號的位置傳感器；從位置傳感器接收該脈寬調製信號並產生起動控制信號的變速控制部分；和與起動開關和變速控制部分電連接、並向起動電機供電的起動繼電器，其中當變速杆位置為P位或N位時，變速控制部分產生起動控制信號。
變速控制部分可以包括用於放大施加到起動繼電器上的起動控制信號的緩衝器；用於從緩衝器接收起動控制信號並執行開關操作的第一開關元件；用於向緩衝器傳遞起動控制信號的處理器，該處理器與位置傳感器相連，並接收與變速杆位置相應的信號；和用於從處理器接收起動控制信號，並執行開關操作的第二開關元件，該第二開關元件與第一開關元件相連。
第一開關元件和第二開關元件可以彼此串聯連接。
第一開關元件可以包括與起動繼電器端子相連的漏極端子、與緩衝器輸出端子相連的柵極端子，和源極端子。
第二開關元件可以包括與第一開關元件源極端子相連的漏極端子、與處理器輸出端子相連的柵極端子，和與地相連的源極端子。
第二開關元件可以在處理器操作正常時，根據處理器的起動控制信號執行開關操作。
第二開關元件可以在處理器操作不正常時，根據緩衝器的起動控制信號執行開關操作。
變速控制部分還包括與第一和第二開關元件並聯的電阻器和二極體。
該二極體可以整流處理器的起動控制信號，從而不直接向第一開關元件輸入。
該處理器可以從位置傳感器接收脈寬調製信號，並僅當起動條件滿足時產生起動控制信號。
當在發動機停機的情況下，選擇起動開關的ACC或ON節點時，起動條件滿足。
圖1是採用抑制器開關的用於自動變速器車輛的傳統起動電機控制系統的示意圖。
圖2是採用位置傳感器的用於自動變速器車輛的傳統起動電機控制系統的示意圖。
圖3表示根據採用位置傳感器的用於自動變速器車輛的傳統起動電機控制系統的起動控制信號操作定時。
圖4是根據本發明一個實施例的用於自動變速器車輛的起動電機控制系統的示意圖。
圖5表示根據本發明該實施例，在正常情況下的起動控制信號操作定時。
圖6表示根據本發明該實施例，在非常低的溫度下的起動控制信號操作定時。
附圖中主要元件的附圖標記說明
100電池 200起動開關300位置傳感器400變速控制部分500起動繼電器600起動電機具體實施方式
下面將結合附圖詳細說明本發明的一個實施例。
如圖4中所示，根據本發明一個實施例的用於自動變速器車輛的起動電機控制系統包括電池100、起動開關200、位置傳感器300、變速控制部分400、起動繼電器500，和起動電機600。
電池100裝在車輛上，且在發動機起動時向起動電機600供電。
起動開關200具有多個節點，包括LOCK/ACC/ON/ST節點。當節點之一通過點火鑰匙210選擇時，電池電源向負載供電。如果通過點火鑰匙選擇起動開關200的ST節點，則起動馬達600操作，並且發動機執行起動操作。
位置傳感器300將與變速杆位置相應的信號轉換成脈寬調製(PWM)信號，並將該PWM信號傳遞給變速控制部分400。
在當發動機停機時，起動條件滿足的情況下，變速控制部分400從位置傳感器300接收該PWM信號並確定變速杆位置。如果變速杆位置為駐車(P)或空檔(N)位，則變速控制部分400向起動繼電器500輸出起動控制信號。
當在發動機停機的情況下，選擇起動開關的ACC或ON節點時，可以滿足起動條件。
同時，在起動控制信號從變速控制部分400向起動繼電器500傳遞，且選擇起動開關的ST節點情況下，起動繼電器500的內部線圈510磁化並產生磁力。從而，起動繼電器500的內部開關520接通，且電池電源向起動電機600供電。
在該情況下，起動電機600由從起動繼電器500提供的電池電源操作，且發動機執行起動操作。
變速控制部分400包括處理器410、緩衝器420、第一開關元件Q11、第二開關元件Q21、電阻器R11，和二極體D11。
處理器410控制起動控制部分400的全部操作。
當在發動機停機的情況下，起動條件滿足時，處理器410從位置傳感器300接收PWM信號。如果變速杆位置為P或N位，則處理器410向緩衝器420和第二開關元件Q21輸出起動控制信號。
緩衝器420放大從處理器410傳來的起動控制信號，從而改善發動機在非常低的溫度下的起動性能。
第一開關元件Q11具有與起動繼電器端子相連的漏極端子D1、與緩衝器420輸出端子相連的柵極端子G1，和源極端子S1。第一開關元件Q11根據從緩衝器420傳來的起動控制信號執行開關操作。
第二開關元件Q21具有與第一開關元件Q11源極端子S1相連的漏極端子D2、與地相連的源極端子S2，和與處理器410輸出端子相連的柵極端子G2。當處理器410操作正常時，第二開關元件Q21根據從處理器410傳來的起動控制信號執行開關操作。而當處理器410操作不正常時，第二開關元件Q21根據從緩衝器420傳來的起動控制信號執行開關操作。
第一開關元件Q11和第二開關元件Q21彼此串聯相連。
電阻器R11和二極體D11彼此串聯相連，並與第一開關元件Q11和第二開關元件Q21並聯。
當處理器410操作不正常時，二極體D11將第一開關元件Q11的起動控制信號向第二開關元件Q21傳遞。
從而，在溫度很低的情況下，當處理器410操作不正常時，第二開關元件Q21接收緩衝器420向第一開關元件Q11傳遞的起動控制信號並執行開關操作。當發動機起動且處理器410操作正常時，第二開關元件Q21接收處理器410的起動控制信號並執行開關操作。
同時，二極體D11整流處理器410的起動控制信號，從而不直接向第一開關元件Q11輸入。
在下文中，參考附圖，將詳細說明根據本發明該實施例的用於自動變速器車輛的起動電機控制系統的控制方法。
圖5表示根據本發明該實施例，在正常情況下的起動控制信號操作定時(timings)。
如圖5中所示，駕駛員在發動機停機的情況下控制起動開關200。然後，變速控制部分400的處理器410確定選擇起動開關200的ACC或ON節點。
這時，處理器410確定起動條件滿足。然後，處理器410從位置傳感器300接收PWM信號，並根據該PWM信號確定變速杆位置。
如果變速杆位置為P或N位，則處理器410向第二開關元件Q21的柵極端子G2輸出起動控制信號。
此外，處理器410向緩衝器420輸出起動控制信號。
在預定時間ΔT11內，緩衝器420放大從處理器410輸入的起動控制信號，然後將起動控制信號向第一開關元件Q11的柵極端子G1輸出。
從而，通過彼此串聯相連的第一開關元件Q11和第二開關元件Q21的開關操作，向起動繼電器500提供該起動控制信號。
在該狀態下，如果起動繼電器500檢測到在起動開關200中選擇ST節點，則起動繼電器500的內部線圈510被磁化並產生磁力。從而，起動繼電器500的內部開關520接通。
這樣，電池電源向起動電機600供電，且發動機執行起動操作。
在發動機執行起動操作的情況下，當處理器410的起動控制信號不提供給緩衝器420和第二開關元件Q21時，由處理器410直接控制的第二開關元件Q21斷開。
此外，在延遲時間ΔT12內，由緩衝器420控制的第一開關元件Q11保持接通。
但是，由於不管第一開關元件Q11的開關操作如何，第二開關元件Q21均斷開，因此起動開關信號不作用到起動繼電器500上。
從而，當發動機起動時，如果變速杆位置變成行駛(D)或倒車(R)位，車輛可以不快速起動。
圖6表示根據本發明該實施例，在非常低的溫度下的起動控制信號操作定時。
如圖6中所示，駕駛員在發動機停機的情況下控制起動開關200。然後，變速控制部分400的處理器410確定選擇起動開關200的ACC或ON節點。
這時，處理器410確定起動條件滿足。然後，處理器410從位置傳感器300接收PWM信號，並根據該PWM信號確定變速杆位置。
如果變速杆位置為P或N位，則處理器410向第二開關元件Q21的柵極端子G2輸出起動控制信號。
在這種情況下，由於處理器410在溫度非常低的情況下操作不正常，因此第二開關元件Q21不接通。
同時，在預定時間ΔT11內，緩衝器420放大處理器410的起動控制信號，然後將起動控制信號向第一開關元件Q11的柵極端子G1輸出。
此外，第一開關元件Q11的起動控制信號傳遞給第二開關元件Q21，且第二開關元件Q21接通。
從而，通過彼此串聯相連的第一開關元件Q11和第二開關元件Q21的開關操作，向起動繼電器500提供該起動控制信號。
在該狀態下，如果起動繼電器500檢測到在起動開關200中選擇ST節點，則起動繼電器500的內部線圈510被磁化並產生磁力。從而，起動繼電器500的內部開關520接通。
這樣，電池電源向起動電機600供電，且發動機執行起動操作。
當發動機執行起動操作時，處理器410恢復到正常狀態。從而，第二開關元件Q21由處理器410直接控制。
從而，當處理器410的起動控制信號不提供給緩衝器420和第二開關元件Q21時，由處理器410直接控制的第二開關元件Q21斷開。
此外，在延遲時間ΔT12內，由緩衝器420控制的第一開關元件Q11保持接通。
但是，由於不管第一開關元件Q11的開關操作如何，第二開關元件Q21均斷開，因此起動開關信號不作用到起動繼電器500上。
從而，當發動機起動時，如果變速杆位置變成行駛(D)或倒車(R)位，車輛可以不快速起動。
如上所述，根據本發明的該實施例，可以提高車輛在非常低的溫度下的起動性能，且當變速杆位置為D或R位時，起動電機不會操作。從而，由於防止車輛快速起動，因此可以提高穩定性和可靠性。
儘管已經結合一個實際實施例對本發明作了說明，但可以理解本發明並不局限於公開的實施例。相反，本發明涵蓋各種包括在下文所附的權利要求的精神與範圍中的改進和等價的布置。
權利要求
1.一種用於自動變速器車輛的起動電機控制系統，通過向其供電操作起動電機，該控制系統包括具有多個節點的起動開關，和用於將多個節點與電池相連的點火鑰匙；檢測變速杆位置並產生與其位置相應的脈寬調製信號的位置傳感器；從位置傳感器接收該脈寬調製信號並產生起動控制信號的變速控制部分；和與起動開關和變速控制部分電連接，並向起動電機供電的起動繼電器，其中當變速杆位置為P位或N位時，變速控制部分產生起動控制信號。
2.根據權利要求1所述的系統，其中變速控制部分包括用於放大施加到起動繼電器上的起動控制信號的緩衝器；用於從緩衝器接收起動控制信號並執行開關操作的第一開關元件；用於向緩衝器傳遞起動控制信號的處理器，該處理器與位置傳感器相連，並接收與變速杆位置相應的信號；和用於從處理器接收起動控制信號，並執行開關操作的第二開關元件，該第二開關元件與第一開關元件相連。
3.根據權利要求2所述的系統，其中第一開關元件和第二開關元件彼此串聯連接。
4.根據權利要求3所述的系統，其中第一開關元件包括與起動繼電器端子相連的漏極端子；與緩衝器輸出端子相連的柵極端子；和源極端子。
5.根據權利要求4所述的系統，其中第二開關元件包括與第一開關元件源極端子相連的漏極端子；與處理器輸出端子相連的柵極端子；和與地相連的源極端子。
6.根據權利要求2所述的系統，其中在處理器操作正常時，第二開關元件根據處理器的起動控制信號執行開關操作。
7.根據權利要求6所述的系統，其中在處理器操作不正常時，第二開關元件根據緩衝器的起動控制信號執行開關操作。
8.根據權利要求2所述的系統，其中變速控制部分還包括與第一和第二開關元件並聯且相互串聯的電阻器和二極體。
9.根據權利要求8所述的系統，其中該二極體整流處理器的起動控制信號，從而不直接向第一開關元件輸入。
10.根據權利要求2所述的系統，其中該處理器從位置傳感器接收脈寬調製信號，並僅當起動條件滿足時產生起動控制信號。
11.根據權利要求10所述的系統，其中當在發動機停機的情況下，選擇起動開關的ACC或ON節點時，起動條件滿足。
全文摘要
本發明涉及一種用於防止起動電機故障的自動變速器車輛的起動電機控制系統。本發明包括具有多個節點的起動開關，和用於將多個節點與電池相連的點火鑰匙，檢測變速杆位置並產生與其位置相應的脈寬調製信號的位置傳感器，從位置傳感器接收該脈寬調製信號並產生起動控制信號的變速控制部分，和與起動開關和變速控制部分電連接、並向起動電機供電的起動繼電器，其中當變速杆位置為P位或N位時，變速控制部分產生起動控制信號。
文檔編號H02P1/10GK1978889SQ20061009229
公開日2007年6月13日 申請日期2006年6月16日 優先權日2005年12月9日
發明者趙太熙 申請人:現代自動車株式會社