P89LPC901單片機(jī)汽車(chē)起動(dòng)保護(hù)控制器設(shè)計(jì)

1引言

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是通過(guò)起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。由蓄電池驅(qū)動(dòng)的起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合入飛輪齒圈，同時(shí)能在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后自動(dòng)脫開(kāi)；起動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的通斷由電磁開(kāi)關(guān)控制。汽車(chē)起動(dòng)機(jī)屬于汽車(chē)中的貴重部件，輕易不會(huì)損壞。但是，為了延長(zhǎng)起動(dòng)機(jī)的使用壽命，須有恰當(dāng)?shù)氖褂梅椒?。由于誤操作等原因，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，若發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后起動(dòng)機(jī)不能及時(shí)斷電．將燒毀起動(dòng)機(jī)或損壞飛輪齒環(huán)；若起動(dòng)時(shí)變速器不在空檔，則會(huì)引發(fā)交通事故和人身安全。在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，起動(dòng)機(jī)要從蓄電池引人300～400 Ah的電量，為了防止蓄電池出現(xiàn)過(guò)流或損壞現(xiàn)象，起動(dòng)時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)5 s；冬季容易出現(xiàn)起動(dòng)困難的現(xiàn)象，多次起動(dòng)時(shí)每次起動(dòng)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，每次起動(dòng)應(yīng)留有適當(dāng)間隔。

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)和安全保護(hù)，需從汽車(chē)電氣控制系統(tǒng)予以考慮。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路系統(tǒng)中，汽車(chē)起動(dòng)機(jī)的供電電源來(lái)自電瓶，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)機(jī)線圈電流非常大，達(dá)上百安培。為了保證汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)能正常起動(dòng)，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，要求切斷汽車(chē)燈光等車(chē)身電器電源，只保證為汽車(chē)起動(dòng)機(jī)提供電源。為了防止汽車(chē)起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)安全事故，只有當(dāng)汽車(chē)變速器檔位處于空檔狀態(tài)下，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)才能點(diǎn)火啟動(dòng)，否則因起動(dòng)機(jī)瞬間的強(qiáng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，將使汽車(chē)位移，前方一旦有障礙物，將會(huì)損壞汽車(chē)或危害人身安全。為了保護(hù)起動(dòng)機(jī)，每次起動(dòng)不得超過(guò)一定的時(shí)間，若汽車(chē)起動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間超過(guò)5～8 s，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后起動(dòng)開(kāi)關(guān)不斷開(kāi)，起動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作，則飛輪齒輪會(huì)帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪高速旋轉(zhuǎn)，加速損壞起動(dòng)機(jī)單向離合器。若發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，又誤將起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通，則起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪將與高速旋轉(zhuǎn)的飛輪相碰撞而損壞起動(dòng)機(jī)，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀況下不可再次起動(dòng)。在此，介紹了一種基于NXP P89LPC901單片機(jī)的汽車(chē)起動(dòng)保護(hù)控制器。該控制器對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了檢測(cè)控制，通過(guò)采用逐個(gè)關(guān)閉或打開(kāi)負(fù)載電源系統(tǒng)，解決了起動(dòng)電流大對(duì)汽車(chē)電源的沖擊影響，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中變速箱檔位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)起動(dòng)機(jī)的保護(hù)。

2起動(dòng)保護(hù)器工作過(guò)程及功能

2.1工作過(guò)程

圖1給出汽車(chē)起動(dòng)保護(hù)器原理框圖。其工作過(guò)程是：起動(dòng)保護(hù)控制器對(duì)起動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，若變速箱檔位開(kāi)關(guān)處于空檔位置，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)未在工作狀態(tài)時(shí)，接通車(chē)身電器電源繼電器，切斷車(chē)身電器負(fù)載電源，延時(shí)0.5 s后，接通起動(dòng)控制繼電器，起動(dòng)機(jī)通電起動(dòng)。當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到300 r／min后，控制器釋放起動(dòng)控制繼電器，起動(dòng)機(jī)斷電停止工作，延時(shí)0.5 s后。釋放車(chē)身電器電源繼電器，接通車(chē)身電器負(fù)載電源，起動(dòng)完成。