專利名稱：電池供電的機動車的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機動車的控制系統(tǒng)。它還涉及機動車的安全系統(tǒng)，其可以可選地與該控制系統(tǒng)組合。具體來說，它涉及電動車和可以裝配到這樣的機動車上的控制和安全系統(tǒng)。將理解，安全系統(tǒng)尤其可以裝配到其它非電動車上，諸如那些使用內(nèi)燃發(fā)動機或所謂的混合內(nèi)燃/電動車。
背景技術(shù)：
隨著越來越多消費者和商業(yè)變得注意機動車排放對環(huán)境的影響，一直存在動力來 發(fā)展電動的機動車，其使用電源和電動機作為它們的傳動系統(tǒng)(drive train)的核心。電池供電的機動車將不會發(fā)出有害的二氧化碳排放物并且可以通過將它連接到電力網(wǎng)供電來迅速且容易地充電。迄今為止，這樣的機動車的局限性一直是可以存儲在電源中的能量的量，這又限制機動車在重新充電之間可以移動的路程。電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)意味著更多的能量可以存儲在更小的因此更輕的電源中，并且該技術(shù)現(xiàn)在處于這樣的階段可以生產(chǎn)出具有50英里或更多的可用范圍以及比如說50mph左右的可接受的最高速度的機動車。仍然需要將電池單元重量降低到最小，特別是對于諸如廂式貨車之類的商用機動車，因為更小的電池重量意味著可以運載更大的凈載重量。因此重要的是盡可能地最小化電池消耗(battery drain)。目前在機動車的使用期間控制電池消耗的大部分嘗試已經(jīng)集中于提高電動機的效率并且降低機動車的滾動阻力/阻礙。申請人已經(jīng)認識到，有效的電池電力控制策略將是合乎需要的。申請人:認識到的進一步的問題是運輸機動車的安全(在比其它的機動車型更小的程度上)是最重要的，因為駕駛員不斷地進出機動車。家庭運輸也在增加，尤其是由于對互連網(wǎng)上的物品的購買的增長的結(jié)果。運輸駕駛員可以將機動車停放在交貨地址，然后在返回之前迅速地將貨物拿到該地址。駕駛員總是太容易在進行交貨時忘記關(guān)掉機動車或選擇不關(guān)掉機動車，這使得容易讓投機取巧的小偷有機可乘。無論如何，機動車易有被盜竊的危險。對機動車安全問題的一個非常確實的解決方案是為機動車裝配鎖止器(immobi I iser )。對于傳統(tǒng)的汽油或柴油機發(fā)動的機動車,這將隔離發(fā)動機動車所需的電路。例如，它可以隔離起動發(fā)動機，或者在更先進的配置中，向發(fā)動機管理單元發(fā)送不向發(fā)動機提供燃料的指令。雖然這樣的鎖止器在汽油/柴油車上能很好地工作，但是它們在電動車上卻不能很好地工作，因為電池及其它電力系統(tǒng)要花費相對較長的時間從斷電狀態(tài)轉(zhuǎn)到機動車即將行駛的狀態(tài)。對于汽油/柴油機動車來說，幾乎不需要將零件斷電，因為電池壽命不是那么大的問題，距離不是由電池容量限制而是由車上燃料量限制。電池需要被檢查并且機動車需要對電池執(zhí)行診斷以確保有足夠的電力并且電池安全可用。然后有選擇地隔離電池接觸(通常為機械的電池接觸器)的開關(guān)裝置才可以閉合以將HV電零件連接到電池。如果鎖止器每次都激活的話，這個時間延遲可能證實會引起重復地進出機動車的遞送駕駛員不快。另一方面，讓事物始終加電又將只是消耗電池，因而縮小了機動車的行程，并且使其易有被盜竊的危險。此外，重復的開關(guān)接觸器由于電弧等可能引起過早的耗損。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供這樣一種電池供電的機動車的控制系統(tǒng)，其裝備有電源和至少一個開關(guān)裝置(諸如接觸器)，其可操作地將電源的輸出連接到裝配到該機動車上的大功率的電零件(諸如電力驅(qū)動發(fā)動機)，其中該控制系統(tǒng)可操作地將該機動車設(shè)置在至少3種不同的工作模式在的一種,包括 第一模式，其中機動車被鎖止并且接觸器被保持在斷開位置以將電池與該電零件隔
離，
第二模式，其中機動車不被鎖止并且接觸器保持在閉合位置以將電池與該電零件連接，以及
第三模式，其中機動車被鎖止但是接觸器保持在閉合位置以將電池與該電零件連接；其中該控制系統(tǒng)被布置為響應(yīng)于指示駕駛員相對于機動車的位置的一個或多個信號來在所述模式之間轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)可以包括由機動車的用戶攜帶的標簽和產(chǎn)生指示該標簽相對于機動車的位置的第一信號的檢測器。該系統(tǒng)可以響應(yīng)于來自于檢測到駕駛員接近、進入或解鎖機動車的檢測器的第一信號，從第一模式切換到第二模式?？商鎿Q地，如果作為指示駕駛員已經(jīng)接近/進入機動車的替換或者除此之外它還接收到指示駕駛員已經(jīng)坐在駕駛員座位上的信號，它可以從第一模式切換到第二模式。只有當?shù)谝缓偷诙盘柖家呀?jīng)接收到時，它才可以從第一模式轉(zhuǎn)變到第二模式。該系統(tǒng)可以響應(yīng)于指示駕駛員離開機動車座位的第三信號從第二模式切換到第三模式。該第三信號可以是與第二信號相同的信號，或者是來自于與第二信號相同的設(shè)備的信號。提供三個不同的工作模式的控制系統(tǒng)的提供使得當駕駛員進入該機動車并且開始操作控制時機動車電零件能夠被逐漸接通以及諸如接觸器之類的開關(guān)裝置閉合，進一步當駕駛員離開機動車時，至少保持與大功率的零件閉合的接觸器關(guān)掉，以使得當駕駛員再進入機動車時，該電力系統(tǒng)可以快速地切換回第三模式，而且汲取最小的電力。這確保了當機動車被重新起動時沒有長的延遲。另外，接觸器的重復的開關(guān)由于電弧可能引起耗損，因此如果機動車可以被再次起動的機會很大的話，則在增加接觸器的壽命方面保持接觸器閉合具有優(yōu)點。設(shè)想開關(guān)裝置通常將包括接觸器，因為這些設(shè)備適合于切換大功率負載。電池供電的機動車的電動機通常將汲取大量的電力，因此需要魯棒的開關(guān)?？梢允褂闷渌拈_關(guān)，也許固態(tài)器件。在第三模式下，該控制系統(tǒng)可以切斷在第二模式下接通的一個或多個電零件，優(yōu)選地使用相對較大電力量的零件。示例是電功率輔助的轉(zhuǎn)向泵、加熱器系統(tǒng)等。此切斷是獨立于保持閉合的接觸器的位置而執(zhí)行。
在最優(yōu)選的配置中，存在至少4個不同的工作模式，以致另外包括控制系統(tǒng)在進入第二模式之前從第一模式或第三模式進入的第四(備用)模式，并且在第四模式中，執(zhí)行機動車鎖止器例程并且檢查駕駛員標識符。該控制系統(tǒng)可以在鎖止和許可過程完成之后從第四模式直落到第二模式。可替換地，可以需要諸如點火開關(guān)的轉(zhuǎn)動或起動按鈕的按下的信號。如果檢測到故障或者該鎖止例程失敗，則該系統(tǒng)可以將機動車切換回第一模式。在第一模式下，所有非必要的電零件可以關(guān)掉。至于非必要的電零件，我們的意思是不具有安全功能的燈、指示器、門鎖模塊、控制系統(tǒng)等。具有安全功能的零件的示例是機動車障礙燈(如果提供的話)?？刂葡到y(tǒng)可以包括第一計時器，其計算自控制模式從第四模式轉(zhuǎn)變到第二模式以來的時間，該控制系統(tǒng)在已經(jīng)由該計時器計算了的預定義的時間段之后將機動車轉(zhuǎn)變到第 一模式。該時間可以包括I分鐘，或者也許更長，比如說5分鐘。它也可以包括第二計時器，其計算自進入到第四模式(如果提供的話)的時間，并且如果該機動車已經(jīng)保持在第四模式的時間比預定義的時間長度(例如，I分鐘)長，則返回到第一模式。此將通常指示鎖止例程的故障或失敗。該系統(tǒng)可以包括至少一個與機動車的門有關(guān)的門傳感器，該傳感器對駕駛員攜帶的安全設(shè)備做出響應(yīng)。該傳感器可以包括標簽檢測器和由該駕駛員攜帶的標簽，如前所述。該傳感器可以用作檢測駕駛員進入機動車的裝置并且可以形成用于從第一模式轉(zhuǎn)變到第二模式的第一信號的基礎(chǔ)。這可以包括基于感應(yīng)循環(huán)的檢測器，用于檢測由標簽檢測器發(fā)出的電磁輻射的存在以產(chǎn)生簽名信號或ID。該傳感器/檢測器可以包括對于由駕駛員攜帶的I-buttorT型標簽的檢測器。這樣的設(shè)備由Dallas Semiconductor inc制造并且在本領(lǐng)域中為大家所熟知。安全設(shè)備(諸如I-button)可以通過唯一的標識碼(或偽唯一碼)與機動車匹配。因而，僅僅與該機動車匹配的傳感器將操作門傳感器。該安全設(shè)備可以發(fā)出由控制系統(tǒng)檢測的第一信號，并且響應(yīng)于該信號，該控制系統(tǒng)可以開始鎖止例程和駕駛員許可檢查。因而，隨著駕駛員接近處于鎖定狀態(tài)的該機動車，他們可以出示安全設(shè)備。如果它被門傳感器(它具有識別的碼)識別出，則該門傳感器將向控制系統(tǒng)發(fā)送喚醒信號。這將執(zhí)行檢查，然后將開始使機動車準備行駛，為一些系統(tǒng)加電并且轉(zhuǎn)變到第四模式。還可以提供第二傳感器，其檢測機動車座位中的駕駛員的存在并且產(chǎn)生第二輸出信號。因此，來自于該傳感器的第二輸出信號也可以被傳遞給該控制系統(tǒng)。在沒有裝配開關(guān)門或者要求額外的安全的應(yīng)用中，可以在接近于或鄰近于駕駛員座位處提供與第一傳感器相似的傳感器，并且組合的兩個信號用于提供檢測駕駛員進入具有座位傳感器的機動車的手段，單獨的信號用于提供駕駛員已經(jīng)離開機動車的確認。座位傳感器可以在提供它的輸出信號之前等待預定義的時間，或者該控制系統(tǒng)可以在將機動車轉(zhuǎn)變到第二模式之前從檢測到該信號起等待一定時間。該時間可以包括5秒，或10秒或更多。它應(yīng)當盡可能短以最大化安全但是足夠長以確保該模式不會由于駕駛員在駕駛時在座位上四處移動而意外地轉(zhuǎn)變。當處于第一和第三模式時，機動車控制系統(tǒng)可以鎖止該機動車。這可以通過禁用裝配到機動車的對移動該機動車必不可少的一個或多個電零件來執(zhí)行。例如，傳動馬達可以被禁用或變速箱(如果裝配的話)可以保持在空檔。該機動車控制系統(tǒng)也可以可操作地將機動車置于第五模式，其中所有的電零件都被斷電。在此模式下，例如，可以沒有觸電風險地執(zhí)行電力系統(tǒng)的維護或電池的去除?？梢蕴峁c火開關(guān)或按鈕，其產(chǎn)生第三信號，該第三信號必須由該控制系統(tǒng)接收來將機動車從第一(或第四)模式轉(zhuǎn)變到第二模式?？商鎿Q地，一旦駕駛員壓下加速器或換檔或者釋放手制動器，該機動車就可以轉(zhuǎn)變到第二模式。它將保持在此模式中直到駕駛員離開駕駛員座位。在改進中，該控制系統(tǒng)可以根據(jù)基于操作該機動車的駕駛員的標識符的多于一個子模式將機動車操作在第二模式下。該駕駛員標識符可以由從裝配到該機動車中的設(shè)備傳遞到該控制系統(tǒng)的一個或多個信號確定。 該門傳感器可以確定至少兩個不同的安全設(shè)備(機械的或電的鑰匙)中的哪一個用來進入該機動車并且在每種情況下向該控制系統(tǒng)發(fā)送不同的信號?？商鎿Q地，可以提供編碼的鍵盤，通過該編碼的鍵盤駕駛員可以輸入代碼或密碼。此外，對于適當裝備的機動車，RFID或ibutton標簽(或其它的設(shè)備)可以提供傳送識別駕駛員的代碼或密碼的可重編程的裝置。例如，在一個子模式下，機動車最高速度可以被設(shè)置在它的最高可用的級別，并且可用于發(fā)動機的扭矩也可以被設(shè)置在它的最高可用的級別。在第二子模式下，最大可用速度可以被限制，以及扭矩也可以被限制。在第三子模式下，速度和扭矩可以被更進一步限制。這允許具有不同經(jīng)驗水平的不同的駕駛員安全地操作機動車，或者允許控制不同條件下的機動車的操作。例如，如果該機動車路途包含快速道路(諸如高速干道)的話，則可以發(fā)出一個允許進入第一子模式的密鑰，只有當機動車將被用在聚集的城市地區(qū)(諸如市中心)時才發(fā)出允許進入第三模式的第二密鑰。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種用于這種具有傳動系統(tǒng)的機動車的安全系統(tǒng)，包括電池、至少一個接觸器、通過該接觸器連接到該電池的電動機和控制該電動機的功能的驅(qū)動電路，以及進入控制電路，其被布置為識別駕駛員接近或進入該機動車并且其也控制電力到裝配到該機動車中的一個或多個其它電零件的分配，該安全系統(tǒng)包括
合并在該傳動系統(tǒng)或該進入控制電路內(nèi)的第一子系統(tǒng)和合并在該進入控制和傳動系統(tǒng)的另一個內(nèi)的第二子系統(tǒng)，該兩個子系統(tǒng)通過通信鏈路連接，其中在駕駛機動車之前，這兩個子系統(tǒng)執(zhí)行安全測試，包括下列步驟的序列
第二子系統(tǒng)向第一子系統(tǒng)發(fā)送第一編碼的信號；
第一子系統(tǒng)檢查第一編碼信號與存儲在與第一子系統(tǒng)有關(guān)的存儲器中的代碼之間的匹配；
第一子系統(tǒng)向第二子系統(tǒng)發(fā)送第二編碼信號；
第二子系統(tǒng)檢查第一編碼信號與存儲在與第二子系統(tǒng)有關(guān)的存儲器中代碼的之間的匹配，以及如果第一和第二編碼信號二者不匹配的話，則該機動車被鎖止。因此安全系統(tǒng)提供控制子系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)之間的兩路握手。如果該握手在兩個方向中的任一方向上失敗的話，則該機動車將被鎖止。該電零件可以包括電動車的電動機。
第一子系統(tǒng)和第二子系統(tǒng)二者可以裝備有一對代碼發(fā)生器，該對代碼發(fā)生器的每一個與另一個子系統(tǒng)的一對代碼發(fā)生器的另一個同步，并且具有其中存儲發(fā)送代碼和接收代碼的非易失性存儲器的區(qū)域。代碼發(fā)生器可以產(chǎn)生偽隨機碼，并且當利用種子值播種(seed)時可以產(chǎn)生起始碼。因而，假如利用相同的種子同時對兩個發(fā)生器播種(例如，對機動車的初始起動)，則滾動碼將保持同步。在執(zhí)行匹配的每個階段，可以向發(fā)送該編碼信號的子單元發(fā)送回答復以指示匹配是否成功。如果不成功，則可以發(fā)送進一步的編碼信號并且重試匹配例程。如果期望的話，·可以再次重復。在最優(yōu)選的配置中，它可以具有三次嘗試。這允許要被調(diào)節(jié)的兩個發(fā)生器之間的輕微的失配，例如如果它們稍微漂移不同步。本發(fā)明的第二方面的系統(tǒng)可以與第一方面的控制系統(tǒng)結(jié)合，其中該請求可以是當駕駛員進入機動車時從第一模式轉(zhuǎn)變到第二模式的請求，或者也許是當駕駛員坐在駕駛員座位上時從第二模式轉(zhuǎn)變到第三模式的請求。通過提供根據(jù)第二方面的控制系統(tǒng)，提高了機動車相對于由于竄改傳動系統(tǒng)或進入控制電路而引起盜竊的安全性。只有當存在被正確地互相編碼的傳動系統(tǒng)和存取控制單元時，機動車鎖止器才被無效。如果使用從不同的機動車取下的子單元，例如從不同的機動車偷竊的子單元，則它將不會與另一個子單元對話并且不能起動機動車。進入控制子系統(tǒng)可以包括在本發(fā)明的第一方面的意義內(nèi)的機動車控制系統(tǒng)的整體部分。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供一種用于機動車的進入控制系統(tǒng)，其包括控制單元，對來自于至少一個門模塊的信號做出響應(yīng)，
其中該門模塊通過通信鏈路連接到該控制單元，并且裝備有可以通過該通信鏈路發(fā)送的電子碼，該電子碼對于該機動車上的門模塊是唯一的；通過將該門模塊上的插腳的相應(yīng)的不同組合連接到保持在預定義的電勢的裝配到該機動車的組件或該機動車的部件來定義不同的代碼。該預定義的電勢優(yōu)選地為該機動車地，并且該部件或組件可以包括機動車底盤或車體的部件。不連接到該電勢的插腳可以保持浮動或連接到不同的電勢(諸如12伏)。編碼門模塊的該配置提供了識別機動車上的不同的門模塊的簡單且有成本效益的方法。不需要在制造期間提供將碼寫入到它們的存儲器中的不同的門模塊-它們可以在裝配期間通過插腳的正確連接來編碼。例如，可以通過將該插腳連接到機動車的車體或底盤或任何其它的接地零件上來將它們接地。它們可以直接連接或通過地引線/母線連接。該門模塊可以包括微處理器，每個插腳連接到微處理器的各個輸入。該微處理器可以產(chǎn)生該唯一碼并且可以通過該通信鏈路發(fā)送它。當提供多于一個門模塊時，可以為每個門模塊給定不同的碼。該碼可以由該門模塊讀取插腳的狀態(tài)并且通過該通信鏈路向該控制系統(tǒng)發(fā)送信號來詢問?？商鎿Q地，該控制系統(tǒng)可以通過該通信鏈路被動地讀取該碼。該通信鏈路可以包括一個或多個硬連線(hardwired)的電連接。這些可以形成多路復用的網(wǎng)絡(luò)總線的一部分。
該門模塊可以包括傳感器，諸如對于I-button的閱讀器，其從兼容的標簽中讀取ID，并且可以被布置為將該ID作為消息從該傳感器發(fā)送到控制系統(tǒng)。該門模塊碼也可以包括在該消息中，或者在該ID之前或之后。該傳感器的激活可以觸發(fā)由該門模塊將該碼發(fā)送到控制系統(tǒng)?？商鎿Q地，當該傳感器從諸如I-button的安全設(shè)備中讀取ID時，它可以將那些信息發(fā)送到該控制系統(tǒng)。作為回復，該控制系統(tǒng)可以將信號發(fā)送回該門模塊，詢問它的密碼，例如詢問哪一個門模塊發(fā)送了該信號。在從該門模塊接收到該碼的時候，該控制系統(tǒng)可以執(zhí)行檢查以確定該鎖是否為與該機動車有關(guān)的鎖。密碼的列表可以被存儲在該控制系統(tǒng)的存儲器中以使得能夠進行該檢查。只有當識別到該鎖時，來自于該鎖的信息才被處理。
如同第二方面一樣，本發(fā)明的第三方面的系統(tǒng)可以與本發(fā)明的第一和第二方面的任何特征結(jié)合。


現(xiàn)在將僅僅通過示例的方式參考附圖并如圖所示來描述本發(fā)明的一個實施例，其中
圖I是本發(fā)明涉及的電動車的一般 圖2是從圖I的機動車的下側(cè)的簡化 圖3是機動車的電氣和電子電路的示意 圖4是示出了圖I的機動車的四個關(guān)鍵操作模式之間的關(guān)系的狀態(tài) 圖5是示出了在機動車的斷電模式下執(zhí)行的工作步驟的第一流程 圖6是示出了在機動車的備用模式下執(zhí)行的工作步驟的第二流程 圖7是示出了在機動車的運行模式下執(zhí)行的工作步驟的第三流程 圖8是示出了在機動車的電池節(jié)約開關(guān)模式下執(zhí)行的工作步驟的第四流程 圖9是并入到圖I的機動車中的車輛安全保護系統(tǒng)的各個功能部件的示意圖；和 圖10是機動車的門鎖模塊的示意性表示。
具體實施例方式圖I示出了電動車100。該示例中的機動車是專用運輸機動車，通過對車身的簡單改變，它可以是廂式汽車或小型公共汽車或任何其它的商業(yè)或民用機動車。在它的核心是電傳動系統(tǒng)，包括電動機200，從電池組件210為它供電。這示出在附圖的圖2中，其示意地示出了從下面看到的機動車。發(fā)動機通過變速箱230驅(qū)動機動車100的后軸229。后軸連接到機動車的兩個后輪240a、240b。電池組件210包括包含電池單元的整裝單元、用于調(diào)節(jié)電池電荷和電壓的電池控制電路、和有選擇地將電池連接到單元輸出端子或隔離它們的一組接觸器。接觸器通常包括繼電器，這樣消耗功率以保持接觸器閉合。該示例中的電池具有42伏或120伏的標稱輸出，并且位于機動車的主側(cè)底盤橫欄250a、250b之間。也提供一直保持在恒定的12伏的次級輸出。電池單元210的輸出由傳動系統(tǒng)控制器(圖2中不可見)控制。傳動系統(tǒng)控制器操作發(fā)動機200以根據(jù)駕駛員需要移動機動車。它也響應(yīng)于駕駛員需要(手動)或根據(jù)工作條件(自動)控制變速箱230中的檔位的選擇。該傳動系統(tǒng)控制器也控制冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)防止發(fā)動機過熱并且將機艙保持在舒適的環(huán)境溫度。它也控制開關(guān)的操作，該開關(guān)有選擇地將HV組件與電池輸出端子隔離。該控制器和電池和隔離器全部內(nèi)建到一個整裝的電源組中。在前面，底盤承載駕駛室260，駕駛員坐在駕駛室中并且該駕駛室由可鎖定的門保護。如圖所示，駕駛室具有駕駛員和乘客座位(未示出)以及平常的手動控制，包括方向盤和腳踏制動器和加速器、變速桿和手制動器。對于適合公路上使用的機動車，也照常提供刻度盤和用于電零件(諸如燈和指示器)的手工操作的按鈕/開關(guān)。在后面，底盤承載車體270，諸如如圖I所示的封閉的廂式車廂(盡管可以提供其它的車體)。智能接線盒300 (圖3的示意圖所示)位于駕駛室260內(nèi)，其中它被保護隔離這些元件并且通過CAN總線310連接到傳動系統(tǒng)(具體來說，連接到電池傳動系統(tǒng)控制器)，以及
通過更簡單的LIN總線320連接到裝配到該機動車的其它低壓電零件，諸如燈、舷燈、指示器等。SJB 300也連接到該電池控制器以及車輛安全系統(tǒng)。SJB獲得從電池單元饋送的固定的12伏并且控制這如何通過總線饋送到電零件。包括SJB 300的大功率系統(tǒng)和低功率系統(tǒng)的電氣配置詳細地示意地示出在附圖的圖3中。該智能接線盒(SJB) 300在構(gòu)思中是中央控制器，其接口連接數(shù)字(0N/0FF)信號、模擬信號、信號和功率電平設(shè)備和通信設(shè)備。它設(shè)置將顯示在駕駛員儀表盤上的信息、設(shè)置提供給機動車電零件以便打開/關(guān)閉燈等的電壓和電流。與其它相關(guān)的電路一起，它也執(zhí)行檢查機動車的駕駛員驗證和鎖止的安全性功能。在它的核心處，SJB 300包括基于微處理器的多路復用控制電路301，其通過斷開/閉合開關(guān)(硬件開關(guān)或軟件開關(guān))或者發(fā)出引起電池控制器斷開/閉合開關(guān)的控制信號，來有選擇地控制機動車上到電零件330的電力分配，并且其也控制機動車進入的功率模式。為此，它在存儲區(qū)域中包括可以由處理器運行的程序指令。SJB 300可以在任何給定時間將機動車設(shè)置在4個工作模式中的任何一個下。每個模式根據(jù)接觸器是否斷開或閉合、哪些開關(guān)斷開或閉合、是否已經(jīng)完成駕駛員許可以及是否已經(jīng)通過鎖止例程而不同。這四個模式如下
la) MCU斷開
1)斷電
2)運行
3)電池省電；以及
4)備用
這些模式以及它們之間的關(guān)系示出在附圖的圖4到圖7的狀態(tài)圖中?，F(xiàn)在將更詳細地描述每個模式。la) MCU 斷開
在此模式下，電池控制單元關(guān)掉所有電零件，除了提供12伏的剩余功率給SJB(以及從SJB獲得剩余功率的任何設(shè)備)。電池接觸器斷開。此模式保存電池電力。在此模式下，不能駕駛該機動車并且加速器的操作不引起發(fā)動機轉(zhuǎn)動。I)斷電
在此模式410下，所有的大功率電零件以及最低功率的零件斷電。接觸器斷開。但是，諸如側(cè)燈、障礙燈之類的關(guān)鍵安全零件加電并且可以由駕駛員操作。這使得電池上的電力消耗最小化同時確保機動車遵守公路安全要求。在此模式下，電池睡眠并且僅僅檢查它的可用狀態(tài)而沒有真正連接到機動車傳動系統(tǒng)，因為接觸器是斷開的。例如，沒有可用的大功率輸出。該機動車被鎖止。在此模式下，不能駕駛該機動車并且加速器的操作不引起發(fā)動機轉(zhuǎn)動。2)運行
此模式410是主模，其中可以駕駛該機動車，并且在此模式下，接觸器閉合以及所有電氣裝置根據(jù)需要加電。在此模式下，鎖止器被禁能。為了保持在此模式中，駕駛員必須坐在駕駛員座位上。3)電池省電 因為將電池從斷電模式400喚醒可能有相當大的時間延遲，所以有用的是，一旦駕駛員很明顯不再駕駛，例如已經(jīng)離開駕駛員座位，就進入該模式420。在此模式下，許多電氣裝置將被斷電以降低功率消耗，機動車將被鎖止，接觸器將保持閉合，并且電池處于警戒狀態(tài)。4)備用
在進入運行模式之前進入該模式430，并且模式430執(zhí)行鎖止例程以及其它的安全性檢查。注意，稱零件被加電不意味著它必須被接通。例如，側(cè)燈被加電只是意味著它具有電力饋電給它并且可以由操作燈開關(guān)或按鈕的駕駛員接通或斷開。當斷電時，它總是斷開的，不管駕駛員想要它做什么。一個模式和另一個模式之間的切換是由SJB 300響應(yīng)于從各種設(shè)備(諸如裝配到該機動車的傳感器、開關(guān)及其它電路)接收到的信號執(zhí)行的。關(guān)鍵設(shè)備是駕駛員接近/進入檢測器系統(tǒng)340，包括確定駕駛員何時接近機動車的許多門鎖模塊345和檢測駕駛員何時坐在駕駛員座位上的座位傳感器350。在附圖的圖4中提供了示出了可能的模式變化的狀態(tài)圖。開始，如圖5所示，機動車100處于斷電模式410，并且SJB等著看是否嘗試進入機動車(步驟411，412)。如果已有，則進行檢查(步驟413)以看看駕駛員是否已經(jīng)坐在駕駛員座位上。如果沒有，則SJB將等待(414) 一段時間。在收到指示駕駛員處于駕駛員座位中的有效信號之時，將機動車轉(zhuǎn)變(415)到備用模式并且斷電模式結(jié)束(416)。如圖6所示，在備用模式下，起動(步驟601)鎖止并且同時嘗試驗證駕駛員進入標簽(步驟602)。SJB檢查以看看握手是否已經(jīng)成功地完成(步驟603)，并且如果是并且該標簽被驗證的話，則機動車直接下降(步驟604)到運行模式。如果握手失敗或者驗證沒有完成，則SJB將機動車下降回到斷電模式(步驟605)，否則它進入運行模式(步驟606)并且備用模式結(jié)束。在運行模式下，機動車準備被駕駛。如圖7所示，在此模式下，SJB 300檢查駕駛員仍然在駕駛員座位上(步驟701)。接著，如果確定駕駛員離開座位，則起動計時器(步驟702)，并且以時間t的規(guī)律間隔進行檢查以看看駕駛員是否已經(jīng)回到了座位(步驟703)。如果駕駛員在計時器到達預定義的值Tmax (比如說5秒)時(步驟704、705)還沒有返回，則SJB將機動車轉(zhuǎn)變回到電池省電模式(步驟706)，準備如果它們坐回座位的話就迅速地返回到備用模式。如果駕駛員在Tmax之前返回到座位，則SJB返回到檢查座位占用情況并且計時器停止/重置到它的啟動值。在電池省電模式下，一旦進入該模式，就從初始的零值起動(步驟801)第二計時器/計數(shù)器。該系統(tǒng)察看駕駛員是否已經(jīng)回到了座位(步驟802)，并且如果是的話，將機動車轉(zhuǎn)變到備用模式，準備返回到運行模式。如果不的話，計時器增加I (步驟803)并且查看(步驟804)它是否已經(jīng)到達預定義的極限(Tmax2)。如果沒有達到的話，檢查/增加繼續(xù)。如果已經(jīng)到達極限，則假定駕駛員不會很快回來，并且將機動車倒退到斷電模式。在SJB內(nèi)由集成的車輛安全系統(tǒng)(VSS)370處理來自于各種傳感器的、用于在不同的模式內(nèi)的步驟之間轉(zhuǎn)變的信號。 車輛安全保護系統(tǒng)370包括三個主要部件向裝配到機動車的安全設(shè)備341、350提供信號的功能中心、由從該設(shè)備接收到的信號中識別駕駛員的駕駛員許可模塊360、和一個或多個門模塊345的配置。它也將從駕駛員座位傳感器350接收信號，盡管如果優(yōu)選的話，這可以被直接饋送到SJB 300的處理器。車輛安全保護系統(tǒng)更詳細地示意地示出在附圖的圖9中。關(guān)鍵部件是
-主VSS LIN節(jié)點370，其存在于SJB中，并且VSS通過其與SJB對話；和 -多個從節(jié)點，包括
從第一傳感器(座位)350和安全設(shè)備閱讀器接收信號的至少一個DAM 360，和對用戶數(shù)據(jù)攜帶者(UDC)或諸如Ibutton閱讀器的標簽342做出響應(yīng)的許多第二傳感器(門模塊345，在圖8中簡單地標為門I、門2····門7)。進入控制
安全系統(tǒng)370的功能是每當駕駛員嘗試獲得進入時詢問門模塊345，以及如果識別出駕駛員標簽342，則指示門模塊341打開它的相關(guān)門鎖。這使得與模塊有關(guān)的正確的門鎖能夠被打開或關(guān)閉。如前所述，正是這個提示用于觸發(fā)機動車從斷電模式轉(zhuǎn)變到電池省電模式。門模塊341示出在附圖的圖10中。它包括主處理器900、來自于標簽的簽名或ID可以存儲在其中的電子存儲器910的區(qū)域、標簽檢測器/閱讀器920、以及多個導電插腳930。插腳可以在外接地，并且接地的插腳的選擇設(shè)置對于門模塊的唯一碼。這允許裝配到機動車的一組門模塊能夠在裝配期間以簡單且快速的方式被編碼。在使用中，駕駛員可以向標簽閱讀器920出示它們的標簽342。這將檢測標簽的存在并且將喚醒門模塊準備閱讀標簽簽名。標簽閱讀器于是將閱讀該標簽簽名并且還閱讀它的唯一碼(由接地的插腳930設(shè)置)并且將消息發(fā)送回SJB 300。這將告訴SJB該門模塊在機動車上的位置以及它已經(jīng)閱讀了哪一個標簽。SJB 300于是將比較該簽名與一組它保持在存儲器中的預存儲的可接受的簽名。如果該簽名與存儲的簽名匹配，則它將信號發(fā)送回該門模塊，以告訴該駕駛員被許可。門模塊然后能夠可選地解鎖與該模塊有關(guān)的門鎖機制940，以允許駕駛員通過該門進入該機動車。該功能可以可替換地由SJB執(zhí)行。鎖止
SJB 300的另一個功能是執(zhí)行機動車鎖止。該鎖止用來確保不能駕駛機動車100除非存在正確的駕駛員安全設(shè)備341 (例如Ibutton)并且還存在SJB 300與傳動系統(tǒng)的正確的匹配。這確保了該單元不能被篡改。
該鎖止包括在SJB 300和傳動系統(tǒng)控制器之間執(zhí)行的兩階段的握手過程。為了執(zhí)行握手，SJB和傳動系統(tǒng)二者包括兩個隨機數(shù)發(fā)生器和兩個最近的隨機數(shù)存儲在其中的存儲器。形成兩對隨機數(shù)發(fā)生器，每對的一個來自于SJB而另一個來自于傳動系統(tǒng)，利用相同的種子播種一對的兩個隨機數(shù)發(fā)生器，因此它們是同步的。每次運行握手例程，都按它們的順序?qū)l(fā)生器階躍到下一數(shù)字上。在第一步驟中，一對的一個隨機數(shù)發(fā)生器(在此示例中，SJB的發(fā)生器的一個)將向傳動系統(tǒng)控制器發(fā)送它的最近的數(shù)字，而傳動系統(tǒng)控制器將該數(shù)字與存儲在存儲器中的它的最近的數(shù)字相比較。如果初始的數(shù)字匹配，則將 信號發(fā)送回SJB以說明已經(jīng)完成匹配，一起發(fā)送的還有按照RNG序列的下一數(shù)字。SJB檢查該下一數(shù)字對于該序列是否是正確的，以及如果不正確，則使得機動車變?yōu)殒i止。如果下一數(shù)字是正確的，則SJB向傳動系統(tǒng)發(fā)送確認以允許再移動過程繼續(xù)。如果初始的數(shù)字不匹配，則發(fā)送回失敗信號。SJB于是將發(fā)送它產(chǎn)生的下一數(shù)字，并且傳動系統(tǒng)控制器將嘗試與它的最近的數(shù)字(沒有產(chǎn)生新的數(shù)字)匹配，此“重試”過程僅僅允許發(fā)生兩次，因此總共3次嘗試來實現(xiàn)匹配。如果沒有匹配完成，則進行進一步的嘗試，其后失配將使得鎖止故障信號被發(fā)送回SJB。如果實現(xiàn)匹配，則使用第二對隨機數(shù)發(fā)生器從傳動系統(tǒng)控制器到SJB逆向重復相同的過程。再次，允許三次嘗試。如果雙向都實現(xiàn)了匹配，則該鎖止將被釋放并且系統(tǒng)準備進入駕駛模式。如果沒有實現(xiàn)，則該系統(tǒng)將被鎖住并且將保持鎖止。
權(quán)利要求
1.一種具有傳動系統(tǒng)的電池供電的機動車，包括電池、至少一個接觸器、通過該接觸器連接到該電池的電動機和控制該電動機的功能的驅(qū)動電路，以及進入控制電路，其被布置為識別駕駛員接近或進入該機動車并且其也控制到裝配到該機動車中的一個或多個其它電零件的電力分配，該機動車包括安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)包括 合并在該傳動系統(tǒng)或該進入控制電路內(nèi)的第一子系統(tǒng)和合并在該進入控制電路和傳動系統(tǒng)的另一個內(nèi)的第二子系統(tǒng)，該兩個子系統(tǒng)通過通信鏈路連接，其中在駕駛機動車之前，這兩個子系統(tǒng)執(zhí)行安全測試，包括下列步驟的序列 第二子系統(tǒng)向第一子系統(tǒng)發(fā)送第一編碼信號； 第一子系統(tǒng)檢查第一編碼信號與存儲在與第一子系統(tǒng)有關(guān)的存儲器中的代碼之間的匹配； 第一子系統(tǒng)向第二子系統(tǒng)發(fā)送第二編碼信號； 第二子系統(tǒng)檢查第一編碼信號與存儲在與第二子系統(tǒng)有關(guān)的存儲器中的代碼之間的匹配，以及如果第一和第二編碼信號二者不匹配的話，則該機動車被鎖止，其中第一子系統(tǒng)和第二子系統(tǒng)二者裝備有一對代碼發(fā)生器，該對代碼發(fā)生器的每一個與另一個子系統(tǒng)的該對代碼發(fā)生器的另一個同步，并且具有其中存儲發(fā)送代碼和接收代碼的非易失性存儲器的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池供電的機動車，其中該電零件包括電動車的電動機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池供電的機動車，其中該代碼發(fā)生器產(chǎn)生偽隨機碼，并且當利用種子值播種可以產(chǎn)生起始碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池供電的機動車，其中在執(zhí)行匹配的每個階段中，向發(fā)送該編碼信號的子單元發(fā)送回答復以指示匹配是否成功。
全文摘要
一種電池供電的機動車的控制系統(tǒng)，其裝備有電源和至少一個諸如接觸器的開關(guān)裝置，其可操作地將電源的輸出連接到裝配到該機動車上的大功率的電零件，諸如電力驅(qū)動發(fā)動機，其中該控制系統(tǒng)可操作地將該機動車設(shè)置在至少3種不同的工作模式中的一種，包括第一模式，其中機動車被鎖止并且接觸器被保持在斷開位置以將電池與該電零件隔離，第二模式，其中機動車不被鎖止并且接觸器保持在閉合位置以將電池與該電零件連接，以及第三模式，其中機動車被鎖止但是接觸器保持在閉合位置以將電池與該電零件連接。
文檔編號B60R25/04GK102815228SQ201210129868
公開日2012年12月12日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者I.坎寧安, C.希恩 申請人:國際卡車和發(fā)動機投資公司