专利名称：一种混合动力汽车启动系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种启动系统及其控制方法，特别地，涉及一种混合动力汽 车发动机启动系统及其控制方法。
背景技术：
众所周知，使发动机从静止状态过渡到工作状态的全过程被称为发动机 的启动过程。完成该启动过程所需要的装置叫启动系统。
目前，混合动力汽车都是采用自动控制的方式使车辆进入燃油或电动两 种动力模式的，即由一个与发动机动力输出端曲轴相连的启动机带动发动机 启动，从而实现车辆的启动运行。在该启动过程中，需要电机控制器根据车 辆行驶需求向车辆的电喷控制器发送启动指令，电喷控制器在收到该启动指 令后控制启动机控制装置以实现启动机的启动，最终在启动机的带动下使发 动机成功启动。然而， 一旦电机控制器出现故障，车辆将无法运行于电动状 态，若此时电机控制器与电喷控制器之间的通信失败，电喷控制器将接收不 到启动指令，从而无法以燃油模式启动发动机，车辆也因此而无法运行。
发明内容
为了克服现有混合动力汽车的发动机在电机控制器出现故障时无法正 常启动的问题，本发明提供一种在电机控制器与电喷控制器通信失败或车辆 的动力电池的余量不足等情况下仍可正常启动的混合动力汽车启动系统及 其控制方法。
本发明提供一种混合动力汽车启动系统，该系统包括发动机、启动机、 启动机控制装置、电喷控制器和电机控制器，发动机与启动机机械连接，启
5动机、启动机控制装置以及电喷控制器顺次电连接，电喷控制器通过总线分 别与发动机和电机控制器通信，电机控制器用于向电喷控制器发送发动机启 动指令，电喷控制器在收到该指令后控制启动机控制装置闭合，从而控制启 动机启动，启动机启动后带动发动机启动，其中，所述系统还包括点动开关， 该点动开关分别与启动机、电喷控制器以及电机控制器电连接以用于控制电 喷控制器与启动机之间的电连接的通断。
此外，本发明还提供一种混合动力汽车启动系统的控制方法，其中，根 据以上提供的启动系统，该方法包括以下步骤控制点动开关闭合；启动机 启动并最终带动发动机启动；控制点动开关断开。
本发明提供的混合动力汽车启动系统通过连接在启动机和电喷控制器 之间的点动开关可手动启动车辆的燃油模式，因此，在电机控制器与电喷控 制器之间的通信失败或车辆的动力电池的余量不足等情况下，仍可通过使用 该手动启动模式强制发动机以燃油模式启动，从而保证了在电机控制器故障 或其与电喷控制器地通信失败的情况下发动机的正常启动。此外，本发明还 提供一种混合动力汽车启动系统的控制方法。
图1为本发明提供的一种混合动力汽车启动系统的结构示意图； 图2为根据本发明的一种实施方式的混合动力汽车启动系统的结构示意
图3为根据本发明的另一种实施方式的混合动力汽车启动系统的结构示 意图4为本发明提供的一种混合动力汽车启动系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示， 一种混合动力汽车启动系统，该系统包括发动机l、启动
机2、启动机控制装置6、电喷控制器8和电机控制器9，发动机l与启动机 2机械连接，启动机2、启动机控制装置6以及电喷控制器8顺次电连接， 电喷控制器8通过总线15分别与发动机1和电机控制器9通信，电机控制 器9用于向电喷控制器8发送发动机启动指令，电喷控制器8在收到该指令 后控制启动机控制装置6闭合，从而控制启动机2启动，启动机2启动后带 动发动机l启动，其中，所述系统还包括点动开关5，该点动开关5分别与 启动机2、电喷控制器8以及电机控制器9电连接以用于控制电喷控制器8 与启动机2之间的电连接的通断。
所述发动机l、启动机2、电机控制装置6、电喷控制器8以及电机控制 器9可以为任意类型的可应用于车辆系统中的相应装置，均可通过商购获得。 其中，发动机l用于车辆运行，启动机2用于带动发动机1启动，如图2所 示，该启动机2由启动电机12和励磁电机13总成，且优选为安装在发动机 1的机体上。启动电机12还与发动机1机械连接，励磁电机13还分别与启 动机控制装置6和点动开关5电连接，励磁电机13用于带动启动电机12启 动。电机控制器9用于控制车辆的驱动电机并通过车辆的CAN总线与电喷 控制器8通信，所述驱动电机用于在电动模式下驱动车辆运行。该电机控制 器9可根据车辆的行驶需求向电喷控制器8发送启动指令。所述电喷控制器 8可通过车辆的CAN总线与电机控制器9和发动机1通信，用于根据电机 控制器9的指令控制启动机控制装置6的导通以及控制发动机1的运行状态。 所述启动机控制装置6用于在电喷控制器的控制下实现启动机2与电喷控制 器8之间的电连接的通断。此外，上述装置的内部构造及工作原理等为本领 域技术人员所公知，在此不再赘述。
所述点动开关5可以为任意能够在短暂导通后断开的常开开关，可以采 用手动开闭的常开型点动开关，也可以采用自动断开的延时继电器、具有延时触点的接触器等等来实现，为了操作简便和稳定运行，优选为采用手动开 闭的常开型点动开关实现。
在实际应用中，当混合动力车的驱动电机或电机控制器9出现故障而无 法正常工作时,车辆将无法运行在电动模式，因此只能以纯燃油模式运行， 若此时电机控制器9与电喷控制器8的通信失败，则由于电喷控制器8无法 接收到来自电机控制器9的启动指令而不能控制启动机控制装置6的导通， 因此，此时需要通过本发明所述的手动方式启动车辆的燃油模式，即通过闭 合点动开关5来实现电喷控制器8与起动机2之间的电连接的导通，从而使 励磁电机13启动。此外，当车辆运行在电动模式下时，若出现电池及电池 控制系统因故障而无法继续工作或车辆连续低速行驶且电池余量不足的情 况，也同样期望车辆以纯燃油模式运行。在上述各种情况下，安装有所述启 动系统的混合动力车的使用者均可通过按下点动开关5使发动机1以燃油模 式启动。当发动机l成功启动后，使用者停止按压点动开关5时，该点动开 关5即恢复原有常开状态，从而断开励磁电机13与电源的电通路。车辆在 纯燃油模式下的启动原理为本领域技术人员所公知，故不再赘述。
点动开关5被分别连接到电喷控制器8和电机控制器9，这样做的优点 在于当使用者按下点动开关5时，电喷控制器8和电机控制器9的燃油感 应端口被置为高电平，使得二者同时感知车辆的燃油模式已启动。因而，即 使电喷控制器8与电机控制器9之间的通信失败，二者还能确定车辆正运行 于燃油模式，从而避免了车辆控制的混乱。
在实际应用中，仅利用一个点动开关5实现对线路通断的控制很容易引 发误操作，这将对车辆系统造成损害，甚至带来意外的人身伤害。因此，如 图2所示，根据本发明的一种优选实施方式，所述系统还包括安全开关7， 该安全开关7连接在点动开关5与启动机2、电喷控制器8与电机控制器9 电连接的电路中，以防止误操作，且该安全开关7的另一端接电源。所述安全开关7可以是任意一种常开开关，可以采用继电器、开关管等方式实现， 为了结构简单并减小成本，优选为采用普通的手动开关实现，且当车辆需要 进入燃油模式时，安全开关7可以与点动开关5以任意顺序先后闭合。此外， 为了便于驾驶员操作，所述点动开关5和安全开关7优选为安置在车辆的方 向盘右侧的仪表台面板上。
如图3所示，根据本发明的另一种优选实施方式，所述系统还包括指示 装置10，该指示装置10的一接线端连接在安全开关7与点动开关5电连接 的电路中，且该接线端还与电喷控制器8电连接，在电喷控制器8与电机控 制器9通信失败或车辆的动力电池的电压低于其额定电压的20%时，所述电 喷控制器8控制指示装置10闪亮，且当安全开关7和点动开关5均闭合时， 指示装置10长亮。该指示装置10可以为任意具有指示功能的装置，例如可 以通过发光或声音进行指示，为了便于实现，优选为采用发光二极管实现。
由此，根据本发明的一种优选实施方式，所述电喷控制器8还用于控制 指示装置10的闪亮。例如，当电喷控制器8通过车辆的CAN总线多次尝试 与电机控制器9的通信失败时，电喷控制器8可以控制指示装置10闪亮， 从而指示使用者车辆需要以手动方式进入燃油模式，且当安全开关7和电动 开关5均闭合时，指示装置10变为长亮，由此通知使用者手动的燃油模式 启动线路已导通。且本领域技术人员可以预见到，电喷控制器8可通过多种 方式使指示装置10闪亮，例如，可通过一串高低电平的组合信号触发指示 装置10。
如图4所示，本发明还提供一种混合动力汽车启动系统的控制方法，其 中，根据上述提供的启动系统，该方法包括以下步骤控制点动开关闭合； 启动机启动并最终带动发动机启动；控制点动开关断开。
根据本发明的一种优选实施方式，所述方法还包括在电喷控制器8与电 机控制器9通信失败或车辆的动力电池的电能余量不足的情况下，控制指示装置10闪亮，之后控制点动开关5闭合。即当电喷控制器8多次尝试与电 机控制器9通信而未能成功时，电喷控制器8可确定与电机控制器9通信失 败，并触发指示装置10闪亮，之后车辆使用者可通过手动按压点动开关5 而使其闭合，由此使得电喷控制器8与启动机2之间的电连接导通，促使启 动机2启动并最终带动发动机1启动，此时停止对点动开关5的按压，该点 动开关5即复位，此时电喷控制器8与启动机2之间的电连接断开，从而完 成了车辆的燃油模式的启动过程。
此外，还可根据混合动力车的车速及电池容量来确定车辆的运行模式， 例如，当车速低于15Km/h且电池实际电压值高于该电池的额定电压的40X 时，可使车辆运行于纯电动模式，以解决发动机1低速运转油耗高的缺点， 当车速高于15Km/h且维持30秒以上时，此时可通过电机控制器9发送启动 请求给电喷控制器8 ，电喷控制器8即控制电机控制装置6导通，从而通过自 动模式启动燃油模式。当电机控制器9出现故障或其与电喷控制器8的通信 失败亦或电池及电池控制系统出现故障无法工作时，可通过本发明所述的手 动模式启动车辆的燃油模式。此外，在车辆运行中的任意时刻，均可通过所 述手动方式启动车辆的燃油模式，从而使车辆运行于纯燃油模式或电动模式 与燃油模式共存的混合运行模式。
此外，根据本发明的一种优选实施方式，当所述启动系统中包括安全开 关7时，安全开关7和点动开关5可以任意顺序断开或闭合。所述方法还包 括以下步骤闭合安全开关7;之后闭合点动开关5，从而使启动机2启动 并带动发动机1启动。
根据本发明的一个优选实施方式，当所述系统中包括指示装置10时， 该方法还包括在电喷控制器8与电机控制器9通信失败或车辆的动力电池的 电压低于其额定电压的20%的情况下，控制指示装置IO闪亮；控制安全开 关7闭合；控制点动开关5闭合，从而使指示装置10长亮；启动机2启动并最终带动发动机l启动。
此外，所述启动系统可通过车上的各种电源装置供电，所述电源分别连
接到启动机控制装置6、安全开关7以及启动电机12的供电端。目前常规的 做法是采用额定电压为12伏的启动电机12并用12伏的直流电源为车上各 种用电设备供电。然而，因为车辆中的用电设备较多，例如，当车上还安装 有电动助力转向系统(EPS)时，由于该EPS也由该12伏的电源供电，因 此，在启动机2与EPS同时工作时，车上供电系统的电压就会下降很多，从 而导致车上的其他用电设备不能正常工作。因此，根据本发明的一种优选实 施方式，所述启动系统改用额定电压为39伏到44伏的启动电机12并用另 一个额定电压为39伏到44伏的直流电源为启动电机12供电，从而确保车 辆上的其他用电设备能够正常工作。
ii
权利要求
1、一种混合动力汽车启动系统，该系统包括发动机(1)、启动机(2)、启动机控制装置(6)、电喷控制器(8)和电机控制器(9)，发动机(1)与启动机(2)机械连接，启动机(2)、启动机控制装置(6)以及电喷控制器(8)顺次电连接，电喷控制器(8)通过总线(15)分别与发动机(1)和电机控制器(9)通信，电机控制器(9)用于向电喷控制器(8)发送发动机启动指令，电喷控制器(8)在收到该指令后控制启动机控制装置(6)闭合，从而控制启动机(2)启动，启动机(2)启动后带动发动机(1)启动，其特征在于，所述系统还包括点动开关(5)，该点动开关(5)分别与启动机(2)、电喷控制器(8)以及电机控制器(9)电连接以用于控制电喷控制器(8)与启动机(2)之间的电连接的通断。
2、 根据权利要求1所述的混合动力汽车启动系统，其特征在于，所述 系统还包括安全开关(7)，该安全开关(7)连接在点动开关(5)与启动机(2)、电喷控制器(8)与电机控制器(9)电连接的电路中，以防止误操作。
3、 根据权利要求2所述的混合动力汽车启动系统，其特征在于，所述 点动开关(5)和安全开关(7)安装在方向盘右侧的仪表台面板上。
4、 根据权利要求1所述的混合动力汽车启动系统，其特征在于，所述 系统还包括指示装置(10)，该指示装置(10)的一接线端连接在安全开关(7)与点动开关(5)电连接的电路中，且该接线端还与电喷控制器(8) 电连接，在电喷控制器(8)与电机控制器(9)通信失败或车辆的动力电池 的电压低于其额定电压的20%时，所述电喷控制器(8)控制指示装置(10) 闪亮，且当安全开关(7)和点动开关(5)均闭合时，指示装置(10)长亮。
5、 根据权利要求1所述的混合动力汽车启动系统，其特征在于，所述 启动机(2)包括彼此机械连接的启动电机(12)和励磁电机(13)，启动电 机(12)还与发动机(1)机械连接，励磁电机(13)还分别与启动机控制 装置(6)和点动开关(5)电连接。
6、 根据权利要求5所述的混合动力汽车启动系统，其特征在于，所述 启动电机(12)的额定电压为39-44伏。
7、 一种混合动力汽车启动系统的控制方法，该系统包括发动机(1)、 启动机(2)、启动机控制装置(6)、电喷控制器(8)和电机控制器(9)， 发动机(1)与启动机(2)机械连接，启动机(2)、启动机控制装置(6) 以及电喷控制器(8)顺次电连接，电喷控制器(8)通过总线(15)分别与 发动机(1)和电机控制器(9)通信，电机控制器(9)用于向电喷控制器(8)发送发动机启动指令，电喷控制器(8)在收到该指令后控制启动机控 制装置(6)闭合，从而控制启动机(2)启动，启动机(2)启动后带动发 动机(1)启动，其特征在于，所述系统还包括点动开关(5)，该点动开关(5)分别与启动机(2)、电喷控制器(8)以及电机控制器(9)电连接， 该方法包括控制点动开关(5)闭合；启动机(2)启动并最终带动发动机(1) 启动；控制点动开关(5)断开。
8、 根据权利要求7所述的混合动力汽车启动系统的控制方法，其特征 在于，该系统还包括安全开关(7)，该安全开关(7)连接在点动开关(5) 与启动机(2)、电喷控制器(8)与电机控制器(9)电连接的电路中，该方 法还包括闭合安全开关(7);之后闭合点动开关(5),从而使启动机(2) 启动并带动发动机(1)启动。
9、根据权利要求8所述的混合动力汽车启动系统的控制方法，其特征 在于，所述系统还包括指示装置(10)，该指示装置(10)的一接线端连接 在安全开关(7)与点动开关(5)电连接的电路中，且该接线端还与电喷控 制器(8)电连接，该方法还包括在电喷控制器(8)与电机控制器(9)通 信失败或车辆的动力电池的电压低于其额定电压的20%的情况下，控制指示 装置(10)闪亮；控制安全开关(7)闭合；控制点动开关(5)闭合，从而 使指示装置(10)长亮；启动机(2)启动并最终带动发动机(1)启动。
全文摘要
本发明提供一种混合动力汽车启动系统，该系统包括发动机(1)、启动机(2)、启动机控制装置(6)、电喷控制器(8)和电机控制器(9)，发动机(1)与启动机(2)机械连接，启动机(2)、启动机控制装置(6)以及电喷控制器(8)顺次电连接，其中，所述系统还包括点动开关(5)，该点动开关(5)分别与启动机(2)、电喷控制器(8)以及电机控制器(9)电连接以用于控制电喷控制器(8)与启动机(2)之间的电连接的通断。使用所述启动系统可通过手动启动模式强制发动机(1)以燃油模式启动，从而保证了在电机控制器(9)故障的情况下发动机(1)的正常启动。此外，本发明还提供一种混合动力汽车启动系统的控制方法。
文档编号F02D41/06GK101469642SQ20071030786
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者超 徐, 伟 苏, 蒋荣勋, 运 顾 申请人:比亚迪股份有限公司