專利名稱：Ems+peps的單繼電器起動機控制系統(tǒng)及實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛的起動控制系統(tǒng)，還涉及該起動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前汽車電子技術(shù)已發(fā)展到包括電子技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機電一體化耦合交叉技術(shù)等綜合技術(shù)的第四代系統(tǒng)。高級轎車的電子裝置更是占了整車造價的1/3以上。傳統(tǒng)的起動機控制一般都是通過機械鑰匙來實現(xiàn)的，其主要采用電磁操縱式控制裝置。它一般由點火開關(guān)控制繼電器，再由繼電器控制起動機的主開關(guān)來接通或切斷主電路，也稱電磁控制式起動機。這種控制方式起動平穩(wěn)，簡單方便，在現(xiàn)代汽車上廣泛采用。隨著生活水平的提高，人們對汽車駕乘舒適性要求越來越高，特別是在汽車起動過程中，不但要求起動平穩(wěn)，還要求有一定的駕駛樂趣。傳統(tǒng)的機械鑰匙起動系統(tǒng)已無法滿足這種要求，而且在起動過程中有時候容易熄火，無鑰匙進入起動系統(tǒng)(PEPS)的出現(xiàn)不但能彌補機械鑰匙起動系統(tǒng)的缺陷，而且能給駕乘者增添舒適的駕駛樂趣，更安全可靠。目前已有很多針對無鑰匙進入起動系統(tǒng)控制起動機的方法，例如有發(fā)動機管理系統(tǒng)(Engine Management System,簡稱 EMS)獨立控制、EMS 與車身控制模塊(Body ControlModule,簡稱BCM)協(xié)同控制、BCM單獨控制等，這些方法一般都采用兩個繼電器的邏輯配合控制起動電路的通斷，使起動安全可靠。但是，采用兩個繼電器會造成開發(fā)成本及量產(chǎn)成本的增加，經(jīng)濟性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，可以取代現(xiàn)有的雙繼電器起動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)快速、安全、可靠的起動，并降低成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)，包括起動按鈕/開關(guān)、起動繼電器、EMS控制器、PEPS控制器和起動機； 所述起動機通過起動繼電器的開關(guān)與電源電壓相連；所述起動繼電器的默認(rèn)狀態(tài)為斷路，其線圈的高端電壓由PEPS控制器控制，低端電壓由EMS控制器控制；所述PEPS控制器監(jiān)測起動按鈕/開關(guān)的信號，并且與EMS控制器通訊連接共同控制起動繼電器的閉合或斷開。進一步的，所述EMS控制器和PEPS控制器之間通過CAN總線通訊。其中，所述EMS控制器包含有低電壓保護電路。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，PEPS控制器控制起動繼電器的高端電壓，EMS控制器控制起動繼電器的低端電壓，二者進行通訊并通過起動繼電器控制起動機。
進一步的，當(dāng)有車輛起動需求時，起動按鈕/開關(guān)閉合，PEPS控制器接收到起動按鈕/開關(guān)的閉合信號后，控制起動繼電器的高端電壓拉高，同時PEPS控制器向EMS控制器發(fā)送起動請求信號，EMS控制器接收到所述起動請求信號后進行起動條件判斷，當(dāng)起動條件滿足時，EMS控制器控制起動繼電器的低端電壓拉低，起動繼電器的開關(guān)吸合，起動機獲得供電開始運轉(zhuǎn)并帶動發(fā)動機起動；當(dāng)發(fā)動機成功起動后，EMS控制器將起動繼電器的低端電壓斷開，同時向PEPS控制器發(fā)送起動成功信號，PEPS控制器接收到所述起動成功信號后將起動繼電器的高端電壓斷開，起動繼電器的開關(guān)斷開，起動機失去供電停止運轉(zhuǎn)。其中，所述PEPS控制器通過CAN總線向EMS控制器發(fā)送起動請求信號，EMS控制器通過CAN總線向PEPS控制器發(fā)送起動成功信號。其中，所述EMS控制器采集發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號，在不同溫度下發(fā)送機轉(zhuǎn)速達到對應(yīng)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，EMS控制器判斷發(fā)動機成功起動。進一步的，所述PEPS控制器接收到起動按鈕/開關(guān)的閉合信號，進行內(nèi)部邏輯判 斷后控制起動繼電器高端拉高；其中，PEPS控制器內(nèi)部邏輯判斷的通過條件是處于P/N檔、高端控制電路診斷正常、無電路故障發(fā)生。進一步的,所述EMS控制器的起動條件包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為零、發(fā)動機上次起動與本次起動間隔時間大于閾值、發(fā)動機防盜認(rèn)證通過。進一步的，在起動機帶動發(fā)動機起動過程中，EMS控制器根據(jù)起動機控制命令信號、起動機狀態(tài)反饋線信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、蓄電池電壓信號判斷起動機是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)，發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，EMS控制器立即終止起動過程以保護起動機。本發(fā)明采用EMS控制器和PEPS控制器協(xié)同控制單個繼電器實現(xiàn)起動，通過兩個控制器之間的相互邏輯配合完成起動機快速、安全、可靠的起動，不但兼顧了舒適性，而且省去了一個繼電器，節(jié)約了成本。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中附圖標(biāo)記說明如下I為起動按鈕/開關(guān)；2為起動繼電器；3為EMS控制器；4為PEPS控制器；5為起動機；6為發(fā)動機；7為CAN總線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。參閱附圖，為本發(fā)明EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的示意圖，其包括起動按鈕/開關(guān)I、起動繼電器2、EMS控制器3、PEPS控制器4和起動機5。其中，起動機5通過起動繼電器2的開關(guān)與UBD (與電源直接相連，中間沒有負(fù)載)相連；起動繼電器2的默認(rèn)狀態(tài)為斷路，其線圈的高端電壓由PEPS控制器4控制，低端電壓由EMS控制器3控制；PEPS控制器4連接UBR (經(jīng)過起動繼電器的電源)，其監(jiān)測起動按鈕/開關(guān)I的信號，并且與EMS控制器3通過CAN總線7通訊，共同控制起動繼電器2的閉合或斷開。當(dāng)有起動車輛需求時，駕駛員踩下剎車踏板并按下起動按鈕/開關(guān)1，PEPS控制器4接收到該信號后，通過內(nèi)部邏輯判斷(例如是否處于P/N檔，高端控制電路診斷結(jié)果正常，沒有發(fā)生電路故障等)，然后控制起動繼電器2高端電壓拉高，同時PEPS控制器4通過CAN總線7向EMS控制器3發(fā)送起動請求信號。EMS控制器3接收到該起動請求信號后，首先判斷起動條件是否滿足，其中包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為零、發(fā)動機上次起動與本次起動間隔時間滿足條件(間隔時間必須大于某個閾值以防止起動機打齒)、發(fā)動機防盜認(rèn)證通過等，若以上全部條件都滿足，EMS控制起動繼電器2低端電壓拉低，起動繼電器2吸合，起動機5獲得供電開始運轉(zhuǎn)并拖動發(fā)動機6起動。EMS控制器3通過發(fā)動機6的轉(zhuǎn)速判斷起動是否成功，當(dāng)發(fā)動機6的轉(zhuǎn)速達到不同水溫的標(biāo)定轉(zhuǎn)速(不同溫度下，起動成功的標(biāo)定轉(zhuǎn)速不同)，EMS控制器3認(rèn)為起動成功。當(dāng)EMS控制器3判定起動成功后，一方面斷開起動繼電器2的低端電壓，另一方面通過CAN總線7向PEPS控制器4發(fā)送起動成功信號，PEPS控制器4接收到起動成功信號后，斷開起動繼電器2的高端電壓。這樣就完成了對起動機起動過程的控制。在起動過程中，EMS控制器3根據(jù)起動機控制命令信號、起動機狀態(tài)反饋線信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、蓄電池電壓信號等判斷起動機5是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)(EMS輸出控制命令信號、 起動機狀態(tài)反饋線輸出高電平、蓄電池有電壓降而發(fā)動機轉(zhuǎn)速為0或小于某個閾值，則認(rèn)為起動機發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障)，因為堵轉(zhuǎn)可能會毀壞起動機5，造成嚴(yán)重后果，因此一旦檢測到發(fā)生堵轉(zhuǎn)，EMS控制器3會立即終止起動過程，以保護起動機5。除起動機5堵轉(zhuǎn)之外，EMS控制器3對起動繼電器2的黏著、開路，驅(qū)動級的短地、短電源、開路，以及起動機反饋線的短地、短電源有相應(yīng)的故障診斷策略，一旦發(fā)現(xiàn)故障，EMS控制器3會將相應(yīng)的故障類型記錄在故障內(nèi)存中。上述故障診斷策略在EMS控制器3內(nèi)部有不同的優(yōu)先級及安全等級，EMS控制器3會根據(jù)不同的故障類型判斷該故障發(fā)生時 是否會影響到安全的起動，如果影響(發(fā)生堵轉(zhuǎn)故障，如果持續(xù)起動容易燒壞起動機)則即刻終止起動過程，如不會影響則繼續(xù)起動，最大限度地保證駕駛員的起動意愿，同時在內(nèi)存中記錄故障，這樣保證了起動過程的安全性及策略的完整性。當(dāng)車輛在低溫條件下，起動過程可能導(dǎo)致蓄電池電壓迅速下降，并有可能讓EMS控制器3發(fā)生復(fù)位，故本發(fā)明的硬件驅(qū)動(位于EMS控制器3中的ECU控制單元里)采用了低電壓保護電路，這樣EMS控制器3的控制pin腳仍然拉低，最大限度地保證了低溫甚至極低溫條件下的起動。本發(fā)明中EMS+PEPS的單繼電器協(xié)同控制起動機以及相應(yīng)的故障診斷策略保證了起動機控制的安全可靠，同樣實現(xiàn)了雙繼電器控制起動機的效果，并且省去了一個繼電器，降低了成本，有一定的經(jīng)濟效益。以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，該實施例僅僅是本發(fā)明的較佳實施例，其并非對本發(fā)明進行限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員對控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制策略等做出的等效置換和改進，均應(yīng)視為在本發(fā)明所保護的技術(shù)范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)，其特征是包括起動按鈕/開關(guān)、起動繼電器、EMS控制器、PEPS控制器和起動機； 所述起動機通過起動繼電器的開關(guān)與電源電壓相連； 所述起動繼電器的默認(rèn)狀態(tài)為斷路，其線圈的高端電壓由PEPS控制器控制，低端電壓由EMS控制器控制； 所述PEPS控制器監(jiān)測起動按鈕/開關(guān)的信號，并且與EMS控制器通訊連接共同控制起動繼電器的閉合或斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)，其特征是所述EMS控制器和PEPS控制器之間通過CAN總線通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)，其特征是所述EMS控制器包含有低電壓保護電路。
4.如權(quán)利要求I所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是PEPS控制器控制起動繼電器的高端電壓，EMS控制器控制起動繼電器的低端電壓，二者進行通訊并通過起動繼電器控制起動機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是 當(dāng)有車輛起動需求時，起動按鈕/開關(guān)閉合，PEPS控制器接收到起動按鈕/開關(guān)的閉合信號后，控制起動繼電器的高端電壓拉高，同時PEPS控制器向EMS控制器發(fā)送起動請求信號，EMS控制器接收到所述起動請求信號后進行起動條件判斷，當(dāng)起動條件滿足時，EMS控制器控制起動繼電器的低端電壓拉低，起動繼電器的開關(guān)吸合，起動機獲得供電開始運轉(zhuǎn)并帶動發(fā)動機起動； 當(dāng)發(fā)動機成功起動后，EMS控制器將起動繼電器的低端電壓斷開，同時向PEPS控制器發(fā)送起動成功信號，PEPS控制器接收到所述起動成功信號后將起動繼電器的高端電壓斷開，起動繼電器的開關(guān)斷開，起動機失去供電停止運轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是所述PEPS控制器通過CAN總線向EMS控制器發(fā)送起動請求信號，EMS控制器通過CAN總線向PEPS控制器發(fā)送起動成功信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是所述EMS控制器采集發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號，在不同溫度下發(fā)送機轉(zhuǎn)速達到對應(yīng)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速，EMS控制器判斷發(fā)動機成功起動。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是所述PEPS控制器接收到起動按鈕/開關(guān)的閉合信號，進行內(nèi)部邏輯判斷后控制起動繼電器高端拉高；其中，PEPS控制器內(nèi)部邏輯判斷的通過條件是處于P/N檔、高端控制電路診斷正常、無電路故障發(fā)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是所述EMS控制器的起動條件包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速為零、發(fā)動機上次起動與本次起動間隔時間大于閾值、發(fā)動機防盜認(rèn)證通過。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是在起動機帶動發(fā)動機起動過程中，EMS控制器根據(jù)起動機控制命令信號、起動機狀態(tài)反饋線信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、蓄電池電壓信號判斷起動機是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)，發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，EMS控制器立即終止起動過程 以保護起動機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EMS+PEPS的單繼電器起動機控制系統(tǒng)及實現(xiàn)方法，包括起動按鈕/開關(guān)、起動繼電器、EMS控制器、PEPS控制器和起動機；所述起動機通過起動繼電器的開關(guān)與電源電壓相連；所述起動繼電器的默認(rèn)狀態(tài)為斷路，其線圈的高端電壓由PEPS控制器控制，低端電壓由EMS控制器控制；所述PEPS控制器監(jiān)測起動按鈕/開關(guān)的信號，并且與EMS控制器通訊連接共同控制起動繼電器的閉合或斷開。本發(fā)明采用EMS控制器和PEPS控制器協(xié)同控制單個繼電器實現(xiàn)起動，通過兩個控制器之間的相互邏輯配合完成起動機快速、安全、可靠的起動，不但兼顧了舒適性，而且省去了一個繼電器，節(jié)約了成本。
文檔編號F02N11/08GK102748185SQ20121021402
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者劉寧, 於仕達, 栗工 申請人:聯(lián)合汽車電子有限公司