NXP P89LPC901單片機(jī)汽車起動保護(hù)控制器設(shè)計

1引言

汽車發(fā)動機(jī)的起動是通過起動機(jī)驅(qū)動發(fā)動機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。由蓄電池驅(qū)動的起動機(jī)驅(qū)動齒輪產(chǎn)生機(jī)械運動；傳動機(jī)構(gòu)將驅(qū)動齒輪嚙合入飛輪齒圈，同時能在發(fā)動機(jī)起動后自動脫開；起動機(jī)直流電動機(jī)的通斷由電磁開關(guān)控制。汽車起動機(jī)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(jī)的使用壽命，須有恰當(dāng)?shù)氖褂梅椒āＳ捎谡`操作等原因，在汽車發(fā)動機(jī)起動時，若發(fā)動機(jī)起動后起動機(jī)不能及時斷電．將燒毀起動機(jī)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(jī)的過程中，起動機(jī)要從蓄電池引人300～400 Ah的電量，為了防止蓄電池出現(xiàn)過流或損壞現(xiàn)象，起動時間一般不應(yīng)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(yīng)留有適當(dāng)間隔。

為了實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的正常起動和安全保護(hù)，需從汽車電氣控制系統(tǒng)予以考慮。在汽車發(fā)動機(jī)的起動電路系統(tǒng)中，汽車起動機(jī)的供電電源來自電瓶，發(fā)動機(jī)起動時起動機(jī)線圈電流非常大，達(dá)上百安培。為了保證汽車發(fā)動機(jī)能正常起動，通常在發(fā)動機(jī)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(jī)提供電源。為了防止汽車起動時出現(xiàn)安全事故，只有當(dāng)汽車變速器檔位處于空檔狀態(tài)下，汽車發(fā)動機(jī)才能點火啟動，否則因起動機(jī)瞬間的強(qiáng)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(hù)起動機(jī)，每次起動不得超過一定的時間，若汽車起動機(jī)帶負(fù)荷連續(xù)運轉(zhuǎn)時間超過5～8 s，發(fā)動機(jī)起動后起動開關(guān)不斷開，起動機(jī)繼續(xù)工作，則飛輪齒輪會帶動起動機(jī)驅(qū)動齒輪高速旋轉(zhuǎn)，加速損壞起動機(jī)單向離合器。若發(fā)動機(jī)起動后，又誤將起動開關(guān)接通，則起動機(jī)驅(qū)動齒輪將與高速旋轉(zhuǎn)的飛輪相碰撞而損壞起動機(jī)，因此，在發(fā)動機(jī)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(jī)的汽車起動保護(hù)控制器。該控制器對汽車發(fā)動機(jī)起動過程進(jìn)行了檢測控制，通過采用逐個關(guān)閉或打開負(fù)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(jī)起動過程中變速箱檔位、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測，實現(xiàn)對汽車起動機(jī)的保護(hù)。

2起動保護(hù)器工作過程及功能

2.1工作過程

圖1給出汽車起動保護(hù)器原理框圖。其工作過程是：起動保護(hù)控制器對起動開關(guān)進(jìn)行檢測，當(dāng)起動開關(guān)接通時，若變速箱檔位開關(guān)處于空檔位置，汽車發(fā)動機(jī)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(fù)載電源，延時0.5 s后，接通起動控制繼電器，起動機(jī)通電起動。當(dāng)起動開關(guān)斷開或者發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到300 r／min后，控制器釋放起動控制繼電器，起動機(jī)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(fù)載電源，起動完成。