1引言
汽車發(fā)動機的起動是通過起動機驅(qū)動發(fā)動機飛輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。由蓄電池驅(qū)動的起動機驅(qū)動齒輪產(chǎn)生機械運動；傳動機構(gòu)將驅(qū)動齒輪嚙合入飛輪齒圈，同時能在發(fā)動機起動后自動脫開；起動機直流電動機的通斷由電磁開關控制。汽車起動機屬于汽車中的貴重部件，輕易不會損壞。但是，為了延長起動機的使用壽命，須有恰當?shù)氖褂梅椒?。由于誤操作等原因，在汽車發(fā)動機起動時，若發(fā)動機起動后起動機不能及時斷電．將燒毀起動機或損壞飛輪齒環(huán)；若起動時變速器不在空檔，則會引發(fā)交通事故和人身安全。在起動發(fā)動機的過程中，起動機要從蓄電池引人300～400 Ah的電量，為了防止蓄電池出現(xiàn)過流或損壞現(xiàn)象，起動時間一般不應超過5 s；冬季容易出現(xiàn)起動困難的現(xiàn)象，多次起動時每次起動時間不宜過長，每次起動應留有適當間隔。
為了實現(xiàn)發(fā)動機的正常起動和安全保護，需從汽車電氣控制系統(tǒng)予以考慮。在汽車發(fā)動機的起動電路系統(tǒng)中，汽車起動機的供電電源來自電瓶，發(fā)動機起動時起動機線圈電流非常大，達上百安培。為了保證汽車發(fā)動機能正常起動，通常在發(fā)動機起動時，要求切斷汽車燈光等車身電器電源，只保證為汽車起動機提供電源。為了防止汽車起動時出現(xiàn)安全事故，只有當汽車變速器檔位處于空檔狀態(tài)下，汽車發(fā)動機才能點火啟動，否則因起動機瞬間的強力轉(zhuǎn)動，將使汽車位移，前方一旦有障礙物，將會損壞汽車或危害人身安全。為了保護起動機，每次起動不得超過一定的時間，若汽車起動機帶負荷連續(xù)運轉(zhuǎn)時間超過5～8 s，發(fā)動機起動后起動開關不斷開，起動機繼續(xù)工作，則飛輪齒輪會帶動起動機驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，加速損壞起動機單向離合器。若發(fā)動機起動后，又誤將起動開關接通，則起動機驅(qū)動齒輪將與高速旋轉(zhuǎn)的飛輪相碰撞而損壞起動機，因此，在發(fā)動機起動狀況下不可再次起動。在此，介紹了一種基于NXP P89LPC901單片機的汽車起動保護控制器。該控制器對汽車發(fā)動機起動過程進行了檢測控制，通過采用逐個關閉或打開負載電源系統(tǒng)，解決了起動電流大對汽車電源的沖擊影響，通過對發(fā)動機起動過程中變速箱檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速的檢測，實現(xiàn)對汽車起動機的保護。
2起動保護器工作過程及功能
2.1工作過程
圖1給出汽車起動保護器原理框圖。其工作過程是：起動保護控制器對起動開關進行檢測，當起動開關接通時，若變速箱檔位開關處于空檔位置，汽車發(fā)動機未在工作狀態(tài)時，接通車身電器電源繼電器，切斷車身電器負載電源，延時0.5 s后，接通起動控制繼電器，起動機通電起動。當起動開關斷開或者發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到300 r／min后，控制器釋放起動控制繼電器，起動機斷電停止工作，延時0.5 s后。釋放車身電器電源繼電器，接通車身電器負載電源，起動完成。
2.2.1正常起動
根據(jù)汽車起動保護器的功能及工作過程要求，應用NXPP90LPC901單片機的汽車起動保護器電路由電源電路、單片機電路、開關信號輸入電路、發(fā)動機轉(zhuǎn)速輸入電路，電源繼電器及起動繼電器控制電路等組成(見圖3)。P89LPC901采用內(nèi)部復位電路和片內(nèi)RC振蕩器(7.373 MHz)，可以提供6個可編程I／O接口，分別用于輸入檢測和輸出控制。
發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號，其電壓幅值范圍為3～6 V。發(fā)動機輸出信號為173個脈沖／轉(zhuǎn)。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于300 r／min后，完成起動時。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的正弦信號經(jīng)比較器LM2903轉(zhuǎn)換為方波信號接人單片機的P12引腳，即P89LPC901的計數(shù)器輸入引腳，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號大于2 V時為高電平；低于2 V時為低電平。
設計的汽車起動保護控制器電路考慮了汽車的環(huán)境和可靠性。采用NXP 89LPC901單片機控制，具有控制電路設計簡單，控制靈活、可靠性高、成本低等優(yōu)點，已經(jīng)在宇通客車上裝車五萬余輛，使用證明，工作穩(wěn)定可靠，運行良好。
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