用于车辆的初始起动装置和方法
【专利摘要】本发明提供了用于车辆的初始起动装置和用于车辆的初始起动方法。所述初始起动装置包括：转换器，其被配置为在唤醒模式期间识别能量存储器或电池的剩余能量；控制器，其被配置为控制所述转换器的唤醒模式并且根据所述能量存储器和所述电池的剩余能量来控制能量从所述能量存储器和所述电池中的至少一个施加至起动电动机；所述能量存储器，其被配置为在所述控制器的控制下将能量施加至所述起动电动机；电池；以及起动电动机，其被配置为由所述能量存储器和所述电池中的至少一个供应能量而被驱动。
【专利说明】用于车辆的初始起动装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119要求2007年4月19日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2007-0038396的韩国专利的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003]实施例涉及用于车辆的初始起动装置和方法。
【背景技术】
[0004]由于快速增长的油价和税费，已经开发了具有最大燃料效率的汽车，例如那些装备有怠速停止&开动(Idle Stop&Go (ISG))系统的汽车。
[0005]与典型的用于车辆的起动电动机不同，ISG系统的侧起动发电机(SSG)，作为起动器-交流发电机混合型电动机，其在发动机运转时用作交流发电机。ISG系统可以分为其中合并有交流发电机和起动器的一体型系统和在其中分离地设置交流发电机和起动器的分离型系统。
[0006]ISG系统能够在车辆未行驶时通过关闭车辆的发动机并且允许通过简单操作起动车辆来提供高的燃料效率。
[0007]然而，在应用了 ISG系统的车辆中，起动电动机在车辆被起动时消耗高的电流。但是，如果起动电动机瞬间消耗了比所允许量的能量更多的能量，起动电动机可能降速。此外，由于驾驶员的错误或由于长期不用的失效或电压不足的电池，可能无法起动车辆。
[0008]也就是说，车辆由使用来自电池的能量的起动电动机来起动。然而，如果由于例如车辆长期不使用、电池失效或剩余用于驱动起动电动机的能量不足，则车辆不能被起动。
【发明内容】
[0009]在一个实施例中，用于车辆的初始起动装置包括:转换器，其被配置为在唤醒(wakeup)模式期间识别能量存储器或电池的剩余能量；控制器，其被配置为控制所述转换器的唤醒模式并且根据所述能量存储器和所述电池的剩余能量来控制能量从所述能量存储器和所述电池中的至少一个施加至起动电动机；所述能量存储器，其被配置为在所述控制器的控制下将能量施加至所述起动电动机；电池；以及起动电动机，其被配置为通过由所述能量存储器和所述电池中的至少一个供给能量而被驱动。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]参考附图，通过参照附图描述某些示例性实施例，以上和/或其他的方案将会更加显而易见，在附图中:
[0011]图1是示出根据本发明一个实施例的包含怠速停止&开动(ISG)系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图；
[0012]图2是示出根 据一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图；[0013]图3是示出根据本发明另一个实施例的包含ISG系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图；
[0014]图4是示出根据另一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图；
[0015]图5是示出根据另一个实施例的包含ISG系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图；以及
[0016]图6是示出根据另一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图；
【具体实施方式】
[0017]以下说明书仅例示说明本发明的原理。即使在本说明书中未清楚地描述或示出，本领域技术人员能够在本发明的构思和范围内实施本发明的原理并且创造多种装置。在本说明书中出现的有条件的术语和实施例仅仅旨在使得本发明的构思被理解，并且它们不被限制为说明书中提到的实施例和条件。
[0018]此外，对本发明的原理、观点和实施例以及特定实施例的所有详细描述应当被理解为包括其结构和功能的等同方案。等同方案不仅包括当前已知的等同方案，还包括那些在将来待开发的等同方案，即，所有被创造以执行相同功能的设备，而不考虑它们的结构。
[0019]图1是示出根据一个实施例的包含怠速停止&开动(ISG)系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图；
[0020]参考图1，该振荡单元可以包括控制器110、直流(DC)到DC转换器120，能量存储器130、电动机/发电机140、电池150以及起动电动机160。
[0021]控制器110可以判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式并且识别唤醒DC-DC转换器120的周期。当DC-DC转换器120由于例如车辆长期不使用而在睡眠模式下运转时，控制器110可以识别DC-DC转换器120的预定唤醒周期，并且可以在达到预定唤醒周期时输出唤醒控制信号至DC-DC转换器120。
[0022]一旦DC-DC转换器120被唤醒，控制器110可以从DC-DC转换器120获取能量存储器130和电池150的充电状态(SOC)信息。
[0023]控制器110可以参考SOC信息来控制电池150中待传送至能量存储器130的能量的临界量。
[0024]然后，控制器110可以控制待分别以能量存储器130和电池150中的剩余能量来起动的起动电动机160。
[0025]响应于来自控制器110的控制信号的接收，DC-DC转换器120可以规律的时间间隔从睡眠模式被唤醒。DC-DC转换器120可以规律的时间间隔被唤醒，然后可以判定能量存储器130和电池150的剩余能量并且将通过判定所获取的SOC信息输出至控制器110。
[0026]用于存储和供应能量的多种设备，例如超级电容器、吸附式玻璃纤维隔板(AGM)电池、铅电池或锂电池，可以作为能量存储器130来使用。能量存储器130可以存储由电动机/发电机140产生或恢复的能量，并且可以为ISG功能的驱动供应能量。能量存储器130可以用来自电池150的临界量的能量来充电。用来给能量存储器130充电的能量可以被传送至起动电动机160从而起动该起动电动机160。
[0027]电动机/发电机140可以通过用能量存储器130中存在的能量驱动例如交流发电机(AT)或侧起动发电机(SSG)的电动机发动机来执行ISG模式。[0028]电池150可以为车辆的初始起动供应用于驱动起动电动机160的能量。电池150可以根据DC-DC转换器120的监控结果数据将临界量的能量传送至能量存储器130。
[0029]可以由来自电池150的能量来驱动起动电动机160，以用于车辆的初始起动。还可以由通过结合电池150和能量存储器130的剩余能量而获得的组合能量来驱动起动电动机160。
[0030]参考图1和图2，在下文中，将描述根据一个实施例的车辆的初始驱动操作。
[0031]图2是示出根据一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图。
[0032]参考图2，当车辆长期未使用时，控制器110判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式下并且识别DC-DC转换器120的唤醒周期(S210)。
[0033]控制器110判定是否达到了唤醒周期(S220)。
[0034]响应于所做出的已经达到唤醒周期的判定，控制器110将DC-DC转换器120从睡眠模式中唤醒(S230)。
[0035]控制器110从DC-DC转换器120中获取能量存储器130和电池150的SOC信息(S240)。
[0036]控制器110基于所获取的SOC信息来判定能量存储器130和电池150的剩余能量是否低于预定阈值(S250)。预定阈值可以表示驱动电动机/发电机140或起动电动机160所要求的最小量的能量。
[0037]响应于所做出的能量存储器130和电池150的剩余能量低于预定阈值的判定，控制器110控制临界量的能量从电池150传送至能量存储器130 (S260)。
[0038]能量的临界量可以说明电池150的剩余能量的预定百分比。例如，能量的临界量可以设置为，但不限定于，电池150的剩余能量的5%。能量的临界量可以取决于车辆的初始起动所要求的能量而变化。
[0039]能量存储器130的存储容量小于电池150的存储容量。另外，由于能量存储器130相比于电池150具有优良的放电能力，所以即使在低电压下能量存储器130也能够输出具有高量值的电流。因此，在任意既定输出能量下能够输出的电流量值方面，能量存储器130可以超过电池150。
[0040]控制器110控制能量存储器130用来自电池150的临界量的能量来充电(S270)。
[0041]响应于能量存储器130的充电的完成，控制器110通过组合能量存储器130和电池150的剩余能量来获取组合能量(S280)。
[0042]控制器110将该组合能量施加至起动电动机160以使得起动电动机160能够在初始驱动请求时被起动。
[0043]根据图1和图2的实施例，当由于例如长期不使用车辆导致电池失效而不能起动该车辆时，通过组合能量存储器130和电池150的剩余能量而获得的组合能量被施加至起动电动机160以起动车辆。
[0044]图3是示出根据另一个实施例的包含ISG系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图；
[0045]在图3中示出的振荡单元的结构类似于在图1中示出的振荡单元的结构。
[0046]参考图3，控制器110可以判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式下并且识别唤醒DC-DC转换器120的周期。当DC-DC转换器120由于例如长期不使用车辆而在睡眠模式下运转时，控制器Iio可以识别DC-DC转换器120的预定唤醒周期，并且可以基于预定唤醒周期的达到而将唤醒控制信号输出至DC-DC转换器120。
[0047]一旦DC-DC转换器120被唤醒，控制器110可以从DC-DC转换器120获取能量存储器130和电池150的SOC信息。
[0048]如果电池150的剩余能量不足以驱动起动电动机160，则控制器110可以控制由能量存储器130的剩余能量驱动起动电动机160。
[0049]响应于来自控制器110的控制信号的接收，DC-DC转换器120可以规律的时间间隔从睡眠模式被唤醒。DC-DC转换器120可以规律的时间间隔被唤醒，然后可以判定能量存储器130和电池150的剩余能量并且将通过判定所获取的SOC信息输出至控制器110。
[0050]用于存储和供应能量的多种设备，例如超级电容器、AGM电池、铅电池或锂电池，可以作为能量存储器130来使用。能量存储器130可以存储由电动机/发电机140产生或恢复的能量，并且可以为ISG功能的驱动提供能量。能量存储器130也可以供应用于起动电动机160的能量。
[0051]电动机/发电机140可以通过用能量存储器130中存在的能量驱动例如AT或SSG的电动机发动机来执行ISG模式。
[0052]电池150可以供应用于驱动起动电动机160以进行车辆的初始起动的能量。
[0053]起动电动机160可以用来自电池150的能量来起动车辆。起动电动机160还可以用来自能量存储器130的能量来起动车辆。
[0054]参考图3和图4，在下文中，将描述根据另一个实施例的车辆的初始驱动操作。
[0055]图4是示出根据另一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图。
[0056]参考图4，控制器110判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式下并且识别DC-DC转换器120的唤醒周期(S410)。
[0057]控制器110判定是否达到了唤醒周期(S420)。响应于所做出的已经达到唤醒周期的判定，控制器110将DC-DC转换器120从睡眠模式切换到唤醒模式(S430)。
[0058]控制器110从DC-DC转换器120识别能量存储器130和电池150的剩余能量(S440)，并且判定能量存储器130和电池150的剩余能量是否低于预定阈值(S450)。
[0059]响应于所做出的电池150的剩余能量低于预定阈值的判定，控制器110控制待传送至能量存储器130的电池150中的能量的临界量(S460)。
[0060]控制器110控制能量存储器130以用来自电池150的临界量的能量进行充电(S470)。
[0061]响应于能量存储器130的剩余能量低于预定阈值，控制器110控制能量存储器130的剩余能量施加至起动电动机160 (S480)。
[0062]由于能量存储器130相比于电池150具有优良的放电能力，所以即使在低电压下能量存储器130也能够输出具有高量值的电流。因此，能量存储器130能够通过仅使用电池150的能量的一小部分来提供比电池150高的能量输出。因此，能够由来自能量存储器130的能量来起动起动电动机160。
[0063]图5是示出根据另一个实施例的包含ISG系统的车辆的振荡单元中的能量流的框图。
[0064]参考图5，振荡单元可以包括控制器110、直流(DC)-DC转换器120、能量存储器130、起动电动机170以及电池150。
[0065]控制器110可以判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式下并且识别唤醒DC-DC转换器120的周期。当DC-DC转换器120由于例如车辆长期不使用而在睡眠模式下运转时，控制器110可以识别DC-DC转换器120的预定唤醒周期，并且可以在达到预定唤醒周期时将唤醒控制信号输出至DC-DC转换器120。
[0066]一旦DC-DC转换器120被唤醒，控制器110可以从DC-DC转换器120获取能量存储器130和电池150的SOC信息。
[0067]控制器110可以参考SOC信息来控制电池150中待传送至能量存储器130的能量的临界量。
[0068]控制器110可以控制待从能量存储器130供应给起动电动机170的能量。
[0069]响应于来自控制器110的控制信号的接收，DC-DC转换器120可以规律的时间间隔从睡眠模式被唤醒。DC-DC转换器120可以规律的时间间隔被唤醒，然后可以判定能量存储器130和电池150的剩余能量并且将通过判定所获取的SOC信息输出至控制器110。
[0070]用于存储和供应能量的多种设备，例如超级电容器、AGM电池、铅电池或锂电池，可以作为能量存储器130来使用。能量存储器130可以存储由起动电动机170产生或恢复的能量，并且可以供应用于驱动起动电动机170的ISG功能的能量。
[0071]起动电动机170可以通过使用能量存储器130中存在的用于驱动例如AT或SSG的电动机发动机的能量来执行ISG模式。起动电动机170可以用电池150的剩余能量来起
动车辆。
[0072]电池150可以为起动电动机170供应用于车辆的初始起动的能量。电池150可以根据DC-DC转换器120的监控结果数据而将临界量的能量传送至能量存储器130。
[0073]参考图5和图6，在下文中，将描述另一个实施例的车辆的初始驱动操作。
[0074]图6是示出根据另一个实施例的车辆的初始驱动操作的流程图。
[0075]参考图6，控制器110判定DC-DC转换器120是否处于睡眠模式下并且识别DC-DC转换器120的唤醒周期(S602)。
[0076]控制器110判定是否达到了唤醒周期(S604)。
[0077]响应于所做出的已经达到唤醒周期的判定，控制器110将DC-DC转换器120从睡眠模式中唤醒(S606)。
[0078]控制器110从DC-DC转换器120中获取能量存储器130和电池150的SOC信息(S608)。
[0079]控制器110基于所获取的SOC信息来判定能量存储器130和电池150的剩余能量是否低于预定阈值(S610)。预定阈值可以表示驱动起动电动机170所要求的最小量的能量。
[0080]响应于所做出的能量存储器130和电池150的剩余能量低于预定阈值的判定，控制器110控制临界量的能量从电池150传送至能量存储器130 (S612)。
[0081]能量的临界量可以说明电池150的剩余能量的预定百分比。能量的临界量可以取决于车辆的初始起动所要求的能量而不同。
[0082]由于能量存储器130的存储容量小于电池150的存储容量，并且由于其优良的放电能力，即使在低电压下能量存储器130也能够输出具有高量值的电流，因此仅仅电池150的剩余部分被传送至能量存储器130。因此，能量存储器130能够通过仅使用电池150的能量的一小部分来提供比电池150高的能量输出。
[0083]控制器110控制能量存储器130以由来自电池150的临界量的能量来充电(S614)。
[0084]响应于能量存储器130的充电完成，控制器110施加能量存储器130中的能量(S616)。
[0085]控制器110生成用于车辆的初始起动的控制信号并且控制待起动的车辆(S618)。
[0086]根据图5和图6的实施例，当由于例如长期不使用车辆导致电池失效而不能起动该车辆时，可以将临界量的能量从电池150传送至能量存储器130，并且用来为能量存储器130充电的能量能够被施加至起动电动机170，以使车辆能够被起动。
[0087]尽管已经参考其中一些示例性实施例来描述了本发明实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以设计出将要落入本公开的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。尤其是，在本公开范围内组成部分和/或主题组合装置的排列中多种变化和修改是可能的。除在组成部分和/或排列中的变化和修改之外，对本领域技术人员而言，可替代使用也将是显而易见的。
【权利要求】
1.一种用于车辆的初始起动装置，包括: 转换器，其被配置为在唤醒模式期间识别能量存储器或电池的剩余能量； 控制器，其被配置为控制所述转换器的所述唤醒模式并且根据所述能量存储器和所述电池的剩余能量来控制能量从所述能量存储器和所述电池中的至少一个施加至起动电动机； 所述能量存储器，其被配置为在所述控制器的控制下将能量施加至所述起动电动机； 所述电池；以及 所述起动电动机，其被配置为通过由所述能量存储器和所述电池中的至少一个供应能量而被驱动。
2.如权利要求1所述的初始起动装置，其中所述控制器被进一步配置为:响应于所述转换器在睡眠模式下持续工作预定时间量，以预定周期的间隔将所述转换器从睡眠模式切换到所述唤醒模式。
3.如权利要求2所述的初始起动装置，其中所述控制器被进一步配置为:响应于所述转换器从所述睡眠模式切换到所述唤醒模式，识别所述能量存储器和所述电池的剩余能量。
4.如权利要求1所述的初始起动装置，其中所述控制器被进一步配置为控制通过组合来自所述能量存储器和所述电池的能量而获取的组合能量施加至所述起动电动机。
5.如权利要求4所述的初始起动装置，其中所述能量存储器被进一步配置为:根据所识别的剩余能量，用由电池施加至其的临界量的能量供应所述能量存储器并且用由电池施加至其的临界量的能量对所述能量存储器进行充电，然后向所述起动电动机供应能量。
6.如权利要求5所述的初始起动装置，其中所述控制器被进一步配置为:响应于所述电池的剩余能量低于预定阈值，将临界量的能量从所述电池传送至所述能量存储器。
7.如权利要求1所述的初始起动装置，其中所述控制器被进一步配置为:根据所述能量存储器和所述电池的剩余能量，将能量从所述能量存储器施加至所述起动电动机。
8.一种用于车辆的初始起动方法，包括: 在唤醒模式期间识别能量存储器或电池的剩余能量； 响应于所述能量存储器或所述电池的剩余能量低于预定阈值，将能量从所述电池传送至所述能量存储器； 用所传送的能量对所述能量存储器充电；以及 将对所述能量存储器进行充电的所述能量供应给电动机。
9.如权利要求8所述的初始起动方法，其中所述识别包括: 判定转换器是否处于睡眠模式下并且识别所述转换器的唤醒周期； 判定是否已经达到所述唤醒周期；以及 响应于所述转换器被唤醒，识别所述能量存储器或所述电池的剩余能量。
10.如权利要求8所述的初始起动方法，其中所述预定阈值是起动所述车辆所要求的最小量的能量。
【文档编号】F02N11/00GK103790748SQ201310528667
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】李世亨, 全凡守, 金雄会, 金亨泽, 金英珉 申请人:Ls产电株式会社