用于车辆的发动机管理系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的发动机管理系统。


背景技术：

2.通常地，电子燃料喷射(electronic fuel injection，efi)系统与电控单元(electric control unit，ecu)联接，并且使用各种传感器来控制内燃发动机以及满足车辆的排放、燃料经济性和驱动能力要求。进一步地，为减少过量的燃料消耗，在车辆中还结合了集成式起动发电机(integrated starter generator，isg)。isg用曲柄启动发动机并产生电力。在一些情况下，isg还配备有自动怠速启停功能。由此，当车辆暂时停止时，isg感测到这种暂时停止并关闭发动机，以节省燃料的消耗。而一旦用户致动车辆的节气门，isg就立即启动发动机，从而减少燃料消耗。如此一来，isg还与控制isg运行的ecu联接。
3.目前，车辆结合了efi和isg两个系统。如此一来，车辆便具有控制efi以及isg的共用ecu。进一步地，还存在许多仅有efi系统的车辆，而这种车辆就要求对isg系统进行改装。在这样的车辆中，当isg系统被改装时，efi的ecu被替换为一种控制efi和isg两者的共用控制器。
4.然而，具有用于efi和isg两者的单个ecu存在着几个问题，其中的一个问题是单个ecu体积大，并且因其占据大量空间而难以安装在车辆上。此外，用于isg的控制器通常会产生大量的热，并且当与共用控制器中用于efi的控制器的功能相组合时还因此实现了这种控制器的功能，而共用控制器产生大量的热并因此需要进行充分冷却。然而，共用控制器并不具有有效消散该热量的必要方式。即使布置额外的散热器用于散热，但这种散热器也将使整个封装体积更大并会占据车辆上大量的空间。进一步地，如果efi系统或isg系统之一需要进行修理或更换，那么共用ecu也必须被更换或维修。这便增加了更换和劳动力成本。而且，单个ecu的校准在每次维修或更换期间都会花费大量的时间。并且，具有isg的车辆和不具有isg的车辆将需要有着不同版本软件的控制器，这是运行该控制器所要求的。
5.因此，本领域中需要一种至少解决上述问题的系统。


技术实现要素：

6.本发明涉及一种用于车辆的发动机管理系统。该发动机管理系统具有第一控制器、第二控制器以及将第一控制器和第二控制器相互连接的控制总线。第一控制器可操作地联接到内燃发动机的燃料喷射系统和点火系统。第一控制器配置成从安装在车辆上的第一组传感器接收输入；将输入与预定条件进行比较并针对输入中的每个输入生成比较结果；以及基于比较结果，将控制信号输出到燃料喷射系统和点火系统的第一组致动器。第二控制器远离第一控制器定位并可操作地联接到集成式起动发电机(isg)。第二控制器配置成从第一控制器并从安装在车辆上的第二组开关接收输入；将输入与预定条件进行比较并针对输入中的每个输入生成比较结果；以及基于比较结果，将控制信号输出到isg。
7.在本发明的一个实施例中，第一组传感器包括曲轴位置传感器、节气门位置传感
器、发动机温度传感器和车辆速度传感器中的至少一个。对此，第一控制器还配置成将从曲轴位置传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器和车辆速度传感器接收的输入传送到第二控制器，而第二控制器还配置成：将输入与预定条件进行比较并针对输入中的每个输入生成比较结果；以及基于比较结果，将怠速停止信号输出到isg并将点火禁用信号输出到第一控制器。
8.在本发明的另一实施例中，第一组传感器包括用于测量车辆的角位置的翻转传感器和用于检测车辆的侧支架的状态的侧支架传感器中的至少一个。对此，第一控制器还配置成，在车辆处于翻转状态和/或侧支架处于展开状态的情况下，将点火禁用信号输出到点火系统并将喷射禁用信号输出到燃料喷射系统。
9.在本发明的又一实施例中，第一控制器还配置成将从翻转传感器和侧支架传感器接收的输入传送到第二控制器，而第二控制器还配置成：在车辆处于翻转状态和/或侧支架处于展开状态的情况下，将启动禁用信号输出到isg。
10.在本发明的再一实施例中，第一控制器配置成从第一组开关接收输入，第一组开关包括点火钥匙和断路开关中的至少一个；以及在点火钥匙被关闭和/或断路开关被接通的情况下，将点火禁用信号输出到点火系统并将喷射禁用信号输出到燃料喷射系统。
11.在本发明的另一实施例中，第一控制器还配置成将从点火钥匙和断路开关接收的输入传送到第二控制器。第二控制器还配置成在点火钥匙被关闭和/或断路开关被接通的情况下，将启动禁用信号输出到isg。
12.在本发明的又一实施例中，第一控制器还配置成监测第一组传感器中的每个传感器的状态；以及将指示第一组传感器中的任何传感器的故障的信号输出到第二控制器。
13.在本发明的再一实施例中，第一组致动器包括燃料喷射系统的喷射器和燃料泵，以及点火系统的点火线圈。
14.在本发明的一个实施例中，第二组开关包括电起动开关、制动开关、点火钥匙和怠速启停开关中的至少一个。
15.在本发明的又一实施例中，第二控制器还被配置成从第二组传感器接收输入。第二组传感器具有用于检测isg的转子的速度的速度传感器和用于检测isg的转子的位置的位置传感器中的至少一个；并且将控制信号输出到isg，从而动态地控制isg的运行。
16.在本发明的另一实施例中，第一控制器和第二控制器使用can协议或k线协议通过控制总线以彼此通信。
17.在本发明的又一实施例中，第二控制器是混合动力车辆的电子控制单元(ecu)，并且配置成：与第一控制器通信。
18.在本发明的另一实施例中，第一控制器还配置成与车辆的仪表盘通信。
19.在本发明的再一实施例中，第一控制器还配置成与车辆的车载信息服务单元或车辆的惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)或车辆的间隔控制单元(bay control unit)或车辆的液压与电子控制单元通信。
附图说明
20.将参考本发明的实施例，其示例会在附图中示出。这些图旨在说明而非限制本发明。尽管总体上是在这些实施例的背景下描述本发明，但应当理解的是，其目的并非是将本
发明的范围限制在这些特定的实施例中。
21.图1示出了根据本发明的实施例的具有发动机管理系统的车辆的右侧立体图。
22.图2示出了根据本发明的实施例的发动机管理系统的框图。
23.图3示出了根据本发明的实施例的具有发动机管理系统的车辆的分解图。
具体实施方式
24.本发明公开了一种用于两轮车辆的发动机管理系统。
25.图1示出了鞍乘式车辆100的右侧立体图。车辆100在前轮110和后轮120之间延伸。车辆具有联接到其前轮110的操纵把手130。在把手130和前轮110之间，存在前盖140和后盖150。前盖140和后盖150彼此邻接，以形成用于车辆100的各个部件的壳体。车辆100具有底板160，其用作坐在座位170上的骑乘者的脚踏板。进一步地，车辆具有左侧盖180和右侧盖(未示出)。如图3所示，在左侧盖180和右侧盖之间，容纳了车辆100的各个部件，如内燃(ic)发动机、传动系统、集成式起动发电机(isg)、燃料喷射系统、点火系统等。进一步地，车辆100具有中央支架190a和侧支架190b。
26.图2示出了本发明的发动机管理系统200的框图。如图所示，发动机管理系统200具有第一控制器210和第二控制器220。第一控制器210可操作地联接到车辆100的ic发动机的燃料喷射系统230和点火系统240。另一方面，第二控制器200可操作性地联接到集成式起动发电机(isg)250。第一控制器210和第二控制器220通过控制总线262相互连接。
27.燃料喷射系统230将燃料递送到ic发动机，同时精确地控制喷射正时、燃料雾化和其他参数。对此，燃料喷射系统230包括电池、燃料泵230a和喷射器230b。点火系统240产生火花或将电极加热到高温以将ic发动机中的燃料-空气混合物点燃。对此，点火系统240包括电池、点火线圈240a和火花塞。isg 250用作双向电力转换器，从而将机械能转换成电能，反之亦然。其作为电动机发挥作用，几乎无声地起动ic，并且比任何常规起动器要快得多。而其作为发电机，为灯、电池等产生电力。
28.现在参见图2，为了控制燃料喷射器系统230和点火系统240的运行，第一控制器210从安装在车辆100上的第一组传感器260接收输入。对此，第一控制器210配置成将从第一组传感器260接收的输入与预定条件进行比较并针对输入中的每个输入生成比较结果，以及基于比较结果，将控制信号输出到燃料喷射系统230和点火系统240。因此，燃料喷射系统230的燃料泵230a和喷射器230b由从第一控制器210接收的控制信号控制。类似地，点火系统240的点火线圈240a由从第一控制器210接收的控制信号控制。燃料泵230a、喷射器230b和点火线圈240a构成由来自第一控制器210的控制信号控制的第一组致动器242。
29.为了控制isg 250的运行，第二控制器从第一控制器210并从安装在车辆100上的第二组开关280接收输入。第二控制器220远离第一控制器210定位，并且通过控制总线260与第一控制器相互连接。在本发明的实施例中，第一控制器210和第二控制器220之间的通信通过can协议或通过k线协议实现。如图3所示，在本发明的实施例中，第一控制器210位于前盖140和后盖150之间，而第二控制器220位于左侧盖180和右侧盖之间。进一步地，第二控制器220配置成将从第一控制器和第二组开关280接收的输入与预定条件进行比较并针对输入中的每个输入生成比较结果，以及基于比较结果，将控制信号输出到isg 250。因此，来自第二控制器220的控制信号控制isg 250的运行，从而控制ic发动机的启动和车辆的怠速
启停。
30.在本发明的实施例中，第一组传感器230包括确定发动机rpm的曲轴位置传感器、检测车辆100的节气门/加速器的位置的节气门位置传感器、检测ic发动机的温度的发动机温度传感器以及确定车辆速度的车辆速度传感器。因此，第一控制器从曲轴位置传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器以及车辆速度传感器接收输入；将输入与预定条件进行比较并将相应的控制信号输出到第一组致动器。在本发明的另一实施例中，第一控制器还配置成将从曲轴位置传感器260a、节气门位置传感器260b、发动机温度传感器260c和车辆速度传感器260d接收的输入传送到第二控制器220。对此，第二控制器220还配置成：将输入与预定条件进行比较并针对输入260a、260b、260c、260d中的每一个生成比较结果；以及将相应的控制信号输出到isg。在本发明的另一实施例中，在从第一控制器210接收的输入260a、260b、260c、260d指示使车辆停止的情况下，控制器220基于比较结果，将怠速停止信号输出到isg 250并将点火禁用信号输出到第一控制器210。因此，第一控制器210抑制燃料泵230a、喷射器230b和点火线圈240a的运行。
31.在本发明的另一实施例中，第一组传感器260包括安全关键传感器，如用于测量车辆100的角位置的翻转传感器和用于检测车辆100的侧支架190的状态的侧支架传感器。对此，第一控制器210还配置成：在车辆处于翻转状态和/或侧支架190b处于展开状态的情况下，将点火禁用信号输出到点火系统240并将喷射禁用信号输出到燃料喷射系统230。在本发明的另一实施例中，第一控制器210配置成：将从翻转传感器260e和侧支架传感器260f接收的输入传送到第二控制器220，其中第二控制器220配置成：在车辆100处于翻转状态和/或侧支架190处于展开状态的情况下，将启动禁用信号输出到isg 250。
32.在本发明的实施例中，第一组传感器260还包括用于确定歧管内压力的歧管压力传感器、用于确定氧气浓度的氧气传感器。基于这些输入，第一控制器210控制燃料喷射器系统230和点火系统240的运行。
33.在本发明的实施例中，车辆100具有第一组开关290，如点火钥匙290a和断路开关290b。对此，第一控制器210配置成从第一组开关290接收输入，并且在点火钥匙被关闭和/或断路开关被接通的情况下，将点火禁用信号输出到点火系统并将喷射禁用信号输出到燃料喷射系统。第一控制器210还配置成将从点火钥匙和断路开关接收的输入290a’、290b’传送到第二控制器220，由此第二控制器220在点火钥匙被关闭和/或断路开关被接通的情况下将启动禁用信号输出到isg。来自第二控制器220的启动禁用信号限制isg启动ic发动机。
34.进一步地，第一控制器210还配置成监测第一组传感器260中的每一个的状态。当第一控制器210已经进行监测时，其配置成将指示第一组传感器260中的任何一个的故障的信号264输出到第二控制器220。向第二控制器220指示传感器故障，有助于第二控制器220独立于从第一组传感器260接收的输入来控制isg 250的运行。
35.如上所述，为了控制isg 250的运行，第二控制器220接收从安装在车辆100上的第二组开关280接收输入。第二组开关280包括用于激活车辆100的电系统的电起动开关280a、用于检测制动的施加的制动开关280b、用于激活车辆100的点火的点火钥匙280c、用于激活前照灯的前照灯开关280d、以及怠速启停开关280e。第二控制器220还连接到电池300，以监测电池300的充电状态。基于从第二组开关280接收的输入，第二控制器220控制isg 250的运行。
36.并且，第二控制器220还配置成从第二组传感器(未示出)接收输入并将控制信号输出到isg，从而动态地控制isg 250的运行。对此，第二组传感器包括但不限于：用于检测isg的转子的速度的速度传感器和用于检测isg的转子的位置的位置传感器中的至少一个。
37.尽管已经用可操作地联接到isg 250上的第二控制器(220)描述了本发明，但可以指出的是，本发明还可扩展到混合动力车辆，其中第二控制器是混合动力车辆的电子控制单元(ecu)，并且配置成与第一控制器通信。
38.而且，第一控制器210还可配置成与车辆100的仪表盘通信。在本发明的另一实施例中，第一控制器210还可配置成与车辆100的车载信息服务单元或车辆100的惯性测量单元(imu)或车辆100的间隔控制单元或车辆100的液压与电子控制单元通信。
39.有利地，本发明无需普通的大体积控制器，以用于控制燃料喷射器系统、点火系统和isg的运行。如此一来，根据本发明的单独控制器在车辆上的封装和安装就变得可行且更加容易。进一步地，本发明的控制器中的一个控制器发生故障，只需更换该控制器而不是整个系统的控制器。由此，如果efi系统或isg系统之一需要进行替换修理，那么可以独立完成该替换修理而不干扰其他设置。此外，由于在本发明的每个控制器上的引脚的数量较少，因此任何硬件变化均是可行且可容易实现的。结果是，本发明的控制器的组装时间、安装时间和维修时间将会减少。并且，在具有efi系统的车辆中用isg单元来对车辆进行改装的情况下，这种改装可在不更换控制器的情况下完成。
40.进一步地，第二控制器220连接到前照灯单元310、指示车辆的启动/停止状态的怠速启停指示器320以及指示isg 250的故障或失灵的isg故障指示器330。
41.尽管已经就某些实施例描述了本发明，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以做出各种变化和修改。