起动机起动保护逻辑控制器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了起动机起动保护逻辑控制器，由单片机、延时断电保护电路、两级稳压电路、离合信号采样电路、空挡信号采样电路、输出控制电路、START信号采样电路、D+信号采样电路构成，本发明有益效果为：抗干扰能力强；采用延时断电电路，单片机受到干扰几率小；两次起动之间有时间间隔，不会出现打齿等现象损坏起动机。
【专利说明】起动机起动保护逻辑控制器
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种用于汽车发动机起动领域的起动机起动保护逻辑控制器。
【背景技术】
[0002]内燃机的起动分为电力起动和非电力起动两大类，本发明仅探讨电力起动问题。根据权威的统计数据，我国汽车发动机所配的起动机综合故障率在1%左右，对大量的起动机失效件进行故障分析表明，真正由质量原因造成的只占少部分，超过一半的失效是由不当使用或发动着车后未及时断电导致的烧毁。
[0003]汽车起动系统包括起动钥匙开关、起动继电器、电磁开关及起动机等，其中起动继电器、电磁开关及起动机在汽车起动系统中处于重要地位。因此，为了降低起动系统的故障率，在使用过程中需添加对起动系统保护的起动机起动保护逻辑控制器。但目前，在我国对于车辆起动保护，没有统一的保护电路，且大量的低端车辆根本就没有考虑，恰恰这些车辆的起动回路因质量相对较差，其后果是直接导致起动机起动后不能正常断电而很快烧毁失效，在所有的故障中比例有时高达80%~90%。除此以外，还有安全问题，每年的烧车自燃事故很大一部分原因就是跟起动机没有及时断电有关。并且对于起动机厂家而言，无论由何种原因导致的起动机失效，由于起动机失效导致的费用都需要起动机厂家赔偿，不但造成巨大的经济损失，还严重影响质量指标和市场份额。
`[0004]为了保证汽车发动机起动成功后起动机能快速可靠断开，避免反拖或误操作点火而打齿损坏，主机厂在起动机上加装双金属片感温式保护器，但是由于双金属片热惯性导致的恢复时间过长，在紧急情况下可能导致安全事故。例如在交叉道口如果起动时出现了短时过热保护，需要等待数分钟恢复，很有可能出现极其危险的事情，因此在国内推广应用时被大多数用户否定。
[0005]为此我们所采取的对策是在起动机上增加起动保护逻辑控制器。此种控制器采用电子式设计，由单片机接收输入逻辑信号，如START信号、D+信号、空挡信号及离合信号。经过单片机对信号分析、判断、处理，当输入逻辑信号符合设定的起动条件，并且钥匙开关拨到“ START”挡时，单片机输出口输出高电平信号，起动机正常起动；否则单片机输出口输出低电平信号，起动机不工作。
[0006]
【发明内容】
本发明提供的是一种采用了带限时断电保护的单片机逻辑控制电路应用于汽车领域的起动机起动保护逻辑控制器。
[0007]本发明主要特点在于:由单片机、限时断电保护电路、两级稳压电路、离合信号采样电路、空挡信号采样电路、输出控制电路、START信号采样电路、D+信号采样电路构成，其中限时断电保护电路、两级稳压电路、离合信号采样电路、空挡信号采样电路、START信号采样电路、D+信号采样电路为单片机的输入部分，输出控制电路为单片机的输出部分，其限时断电保护电路与两级稳压电路串联后与离合信号采样电路、空挡信号采样电路、START信号采样电路并联。[0008]本发明的主要特点在于:限时断电保护电路由电容、电阻、二极管、稳压管、三极管、反相器、继电器构成，其反相器的左端连接一电容Cl、电容Cl与电阻R2串联后与稳压管V3并联、V3与电阻Rl串联后与电阻RO并联，反相器的右端连接一电阻R3、电阻R3与三极管V5的B极相连，三极管V5的C极与一电阻R4相连后与二极管V2、继电器Kl并联组成的电路相串联，电阻RO与二极管Vl串联。
[0009]本发明的主要特点在于:两级稳压电路由电阻、电容、二极管、稳压管、三极管构成，其三极管V7的C极连接一电阻R5、其三极管V7的B、C间并联一电阻R6后与电容C2、稳压管V8、V9组成的电路串联，其中稳压管V8与稳压管V9串联后与电容C2并联，其三极管V7的E极连接一电阻R7后与电容C3、C4、二极管V10、稳压管Vll组成的电路串联，其中稳压管Vll的Vin、Vtjut端与二极管VlO并联，稳压管Vll的Vin、GND端与电容C3并联、稳压管Vll的Vrat、GND端与电容C4并联。
[0010]本发明的主要特点在于:离合信号采样电路由电阻、二极管、电容构成，其中电阻Rll与二极管V13并联外连接二极管V12、一电阻R12，其电阻R12的另一端连接一电阻R13，电阻R13与电容C9、电容ClO并联。
[0011]本发明的主要特点在于:空挡信号采样电路由电阻、二极管、电容构成，其中电阻R14与二极管V15并联后连接二极管V14、一电阻R15，其电阻R15的另一端连接一电阻R16，电阻R16与电容C11、电容C12并联。
[0012]本发明的主要特点在于:输出控制电路由电阻、二极管、三极管构成，其中三极管V20的E极与二极管V19相连、三极管V20的C极与二极管V23相连、三极管V20的B极与电阻R24相连、电阻R24与三极管V22的C极相连，三极管V22的C、E两端并联一二极管V21、三极管V22的B、E两端并联一电阻R25后与一电阻R26串联。
[0013]本发明的主要特点在于=START信号采样电路由电阻、二极管、电容构成，其中电阻R27与二极管V24并联后连接二极管V25、电阻R28，其电阻R28的另一端连接电阻R29，电阻R29与电容C15、电容C16并联。
[0014]本发明的主要特点在于:D+信号采样电路由电阻、电容、二极管、稳压管构成，其中二极管V6与电阻R17串联后与二极管V16、稳压管V17相连，其中二极管V16与一电阻R18串联后与一电阻R19相连，电阻R19与电容C13并联后与一电阻R20相连，其中稳压管V17与一电阻R22串联后与一稳压管V18相连，稳压管V18与一电容C14、电阻R23并联。
[0015]本发明的有益效果在于:采用单片机控制，集成度高，硬件电路简单；单片机采用两级稳压供电，抗干扰能力强；采用限时断电保护电路，单片机受到干扰几率小；两次起动之间有时间间隔，不会出现打齿等现象损坏起动机；起动成功后自动断开起动机同时禁止起动机再次起动，避免反拖或误操作点火而打齿；其具有环境适应性强、工作可靠性高、使用寿命长等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1本发明电路原理图
图2为本发明中限时断电保护电路图 图3为本发明中两级稳压电路图 图4为本发明中离合信号采样电路图 图5为本发明中空挡信号采样电路图 图6为本发明中输出控制电路图 图7为本发明中START信号采样电路图 图8为本发明中D+信号采样电路图
【具体实施方式】
[0017]如图1、起动机起动保护逻辑控制器，由单片机、限时断电保护电路1、两级稳压电路2、离合信号采样电路3、空挡信号采样电路4、输出控制电路5、START信号采样电路6、D+信号采样电路7构成，其中限时断电保护电路1、两级稳压电路2、离合信号采样电路3、空挡信号采样电路4、START信号采样电路6、D+信号采样电路7为单片机的输入部分，输出控制电路5为单片机的输出部分，其限时断电保护电路I与两级稳压电路2串联后与离合信号采样电路3、空挡信号采样电路4、START信号采样电路6并联；限时断电保护电路I由电容、电阻、二极管、稳压管、三极管、反相器、继电器构成，其反相器的左端连接一电容Cl、电容Cl与电阻R2串联后与稳压管V3并联、V3与电阻Rl串联后与电阻RO并联，反相器的右端连接一电阻R3、电阻R3与三极管V5的B极相连，三极管V5的C极与一电阻R4相连后与二极管V2、继电器Kl并联组成的电路相串联，电阻RO与二极管Vl串联；两级稳压电路2由电阻、电容、二极管、稳压管、三极管构成，其三极管V7的C极连接一电阻R5、其三极管V7的B、C间并联一电阻R6后与电容C2、稳压管V8、V9组成的电路串联，其中稳压管V8与稳压管V9串联后与电容C2并联，其三极管V7的E极连接一电阻R7后与电容C3、C4、二极管V10、稳压管Vll组成的电路串联，其中稳压管Vll的Vin、Vwt端与二极管VlO并联，稳压管Vll的Vin、GND端与电容C3并联、稳压管Vll的Vwt、GND端与电容C4并联；离合信号采样电路3由电阻、二极管、电容构成，其中电阻Rll与二极管V13并联外连接二极管V12、一电阻R12，其电阻R12的另一端连接一电阻R13，电阻R13与电容C9、电容ClO并联；空挡信号采样电路4由电阻、二极管、电容构成，其中电阻R14与二极管V15并联后连接二极管V14、一电阻R15，其电阻R15的另一端连接一电阻R16，电阻R16与电容C11、电容C12并联；输出控制电路5由电阻、二极管、三极管构成，其中三极管V20的E极与二极管V19相连、三极管V20的C极与二极管V23相连、三极管V20的B极与电阻R24相连、电阻R24与三极管V22的C极相连，三极管V22的C、E两端并联一二极管V21、三极管V22的B、E两端并联一电阻R25后与一电阻R26串联；START信号采样电路6由电阻、二极管、电容构成，其中电阻R27与二极管V24并联后连接二极管V25、电阻R28，其电阻R28的另一端连接电阻R29，电阻R29外与电容C15、电容C16并联；D+信号采样电路7由电阻、电容、二极管、稳压管构成，其中二极管V6与电阻R17串联后与二极管V16、稳压管V17相连，其中二极管V16与一电阻R18串联后与一电阻R19相连，电阻R19与电容C13并联后与一电阻R20相连，其中稳压管V17与一电阻R22串联后与一稳压管V18相连，稳压管V18与一电容C14、电阻R23并联。
[0018]本发明中，通过单片机控制系统实现对输入信号的采样、逻辑分析判断、输出控制等，从而实现起动机起动的各种逻辑保护。
[0019]①单片机供电端采用限时断电保护电路，当汽车发动机起动成功后，限时160秒断开单片机供电端，使单片机受到电磁干扰的几率大大降低；
②对单片机的供电电源采用两级稳压电路，抗干扰能力强，保证单片机稳定工作；③采样电压信号与蓄电池电压信号比较的方式作为起动成功判断依据，起动成功后自动断开起动机，误判断几率低，避免反拖损坏；
④汽车发动机每次起动不成功后，需再次起动时，起动保护逻辑控制器延时3秒后起动起动机，保证起动机不会由于打齿等原因而损坏；
⑤汽车发动机起动成功后，由于人员误操作再次起动起动机时，由起动保护逻辑控制器控制禁止起动机起动，从而保护起动机，避免打齿损坏；
⑥由起动保护逻辑控制器严格控制汽车起动机的单次工作时间(30s)，避免因起动机长时间工作过热而损坏。
[0020]如图2所示:限时断电保护电路，“X3”端接整车的起动开关的“0N”端(即电源端)，通过电阻Rl限流，稳压管V3将电压稳定在5V给反相器⑶4069供电。此时电容Cl的上端电压为高电平5V，而电容还没有进行充电，因此电容Cl的下端电压(反相器的I脚)也为高电平5V。通过两级反向门，再经过限流电阻R3，接通控制三极管V5，起动机起动保护逻辑控制器工作；此时通过Cl、R2的RC充电回路给电容Cl充电，经过160s的充电时间，Cl两端电位差达到5V，此时电容Cl的下端的电压值为0，通过两级反向门，输出为低电平，三极管V5关断，起动机起动保护逻辑控制器处于断电保护状态，因此单片机受到整车正常运行时产生的电磁干扰影响的几率大大降低；当“(^”端关闭，电容Cl通过电阻R0、R1、R2回路放电。
[0021]如图3所示:两级稳压电路，控制继电器Kl的开关端闭合后，“0N”端电源传至R5端。经过V8、V9稳压管稳压，三极管V7接通，电压经过限流电阻R5、R7进入稳压管Vll的Vin，经过稳压管稳压后，Vout输出为无干扰的5V电压，为单片机提供工作电压，图中电解电容C2、C3、C4均为滤波电 容。
[0022]如图4所示:离合信号采样电路:离合信号经过防反接二极管V12、限流电阻R12后接入单片机RB3脚，作为单片机的采样信号。其中电解电容C10、瓷片电容C9均用作滤波电容。
[0023]如图5所示:空挡信号采样电路，空挡信号经过防反接二极管V14、限流电阻R15后接入单片机RB4脚，作为单片机的采样信号。其中电解电容C12、瓷片电容Cll均用作滤波电容。
[0024]如图6所示:输出控制电路，单片机采集到输入信号后，经过判断，当输入信号逻辑符合设定的起动条件时，单片机输出端输出高电平信号至R26，因此三极管V22接通，X4端(即START)电源经过限流电阻R24，三极管V20的发射极与集电极接通，电信号加到“XI”即起动继电器的线包端“50C”，起动机开始工作。
[0025]如图7所示=START信号采样电路，START信号经过防反接二极管V25、限流电阻R28后接入单片机RBl脚，作为单片机的采样信号。其中电解电容C16、瓷片电容C15均用作滤波电容。
[0026]如图8所示:D+信号采样电路，“X5”端的D+信号经过防反二极管V16、限流电阻R18、R20进入单片机“RA1”引脚；“X5”端的D+信号经过稳压管V17、限流电阻R22进入单片机“RB0”引脚，其中瓷片电容C13、C14均为滤波电容。单片机通过此电路对D+信号进行采样。
[0027]起动机起动时带动发动机工作，发动机起动成功时D+信号由低电平变升高为高电平，单片机采集到D+信号后与“ON”端电压比较，当D+信号升高到与“ON”端电压相差在IV时，判断为发动机起动成功，此时单片机发送低电平信号给起动控制电路，强制断开起动继电器，使起动机与发动机脱开，保护起动机不会因为反拖或误操作点火而打齿损坏。
【权利要求】
1.起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:由单片机、限时断电保护电路(I)、两级稳压电路(2)、离合信号采样电路(3)、空挡信号采样电路(4)、输出控制电路(5)、START信号采样电路(6)、D+信号采样电路(7)构成，其中限时断电保护电路(I)、两级稳压电路(2)、离合信号采样电路(3)、空挡信号采样电路(4)、START信号采样电路(6)、D+信号采样电路(7)为单片机的输入部分，输出控制电路(5)为单片机的输出部分，其限时断电保护电路(I)与两级稳压电路(2)串联后与离合信号采样电路(3)、空挡信号采样电路(4)、START信号米样电路(6)并联。
2.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:限时断电保护电路(I)由电容、电阻、二极管、稳压管、三极管、反相器、继电器构成，其反相器的左端连接一电容(Cl)、电容(Cl)与电阻(R2)串联后与稳压管(V3)并联、(V3)与电阻(Rl)串联后与电阻(RO)并联，反相器的右端连接一电阻(R3)、电阻(R3)与三极管V5的B极相连，三极管V5的C极与一电阻(R4)相连后与二极管(V2)、继电器(Kl)并联组成的电路相串联，电阻(RO)与二极管(Vl)串联。
3.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:两级稳压电路(2)由电阻、电容、二极管、稳压管、三极管构成，其三极管(V7)的C极连接一电阻(R5)、其三极管(V7)的B、C间并联一电阻(R6)后与电容(C2)、稳压管(V8、V9)组成的电路串联，其中稳压管(V8)与稳压管(V9)串联后与电容(C2)并联，其三极管(V7)的E极连接一电阻(R7)后与电容(C3、C4)、二极管(V10)、稳压管(Vll)组成的电路串联，其中稳压管(Vll)的Vin、Vwt端与二极管(VlO)并联，稳压管(Vll)的Vin、GND端与电容(C3)并联、稳压管(Vll)的Vwt、GND端与电容(C4)并联。
4.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:离合信号采样电路(3)由电阻、二极管、电容构成，其中电阻(Rll)与二极管(V13)并联外连接二极管(V12)、一电阻(R12)，其电阻(R12)的另一端连接一电阻(R13)，电阻(R13)与电容(C9)、电容(ClO)并联。
5.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:空挡信号采样电路(4)由电阻、二极管、电容构成，其中电阻(R14)与二极管(V15)并联后连接二极管(V14)、一电阻(R15)，其电阻(R15)的另一端连接一电阻(R16)，电阻(R16)与电容(C11)、电容(C12)并联。
6.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:输出控制电路(5)由电阻、二极管、三极管构成，其中三极管(V20)的E极与二极管(V19)相连、三极管(V20)的C极与二极管(V23)相连、三极管(V20)的B极与电阻(R24)相连、电阻(R24)与三极管(V22)的C极相连，三极管(V22)的C、E两端并联一二极管(V21)、三极管(V22)的B、E两端并联一电阻(R25)后与一电阻(R26)串联。
7.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于=START信号采样电路(6)由电阻、二极管、电容构成，其中电阻(R27)与二极管(V24)并联后连接二极管(V25)、电阻(R28)，其电阻(R28)的另一端连接电阻(R29)，电阻(R29)与电容(C15)、电容(C16)并联。
8.根据权利要求1所述的起动机起动保护逻辑控制器，其特征在于:D+信号采样电路(7)由电阻、电容、二极管、稳压管构成，其中二极管(V6)与电阻(R17)串联后与二极管(V16)、稳压管(V17)相连，其中二极管(V16)与一电阻(R18)串联后与一电阻(R19)相连，电阻(R19)与电容(C13)并联后与一电阻(R20)相连，其中稳压管(V17)与一电阻(R22)串联后与一稳压管(V18)相连，稳压管(`V18)与一电容(C14)、电阻(R23)并联。
【文档编号】F02N11/08GK103821653SQ201310010013
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年1月11日 优先权日:2013年1月11日
【发明者】王智军, 戴世纯, 郭云琴, 郭婧婧 申请人:安徽省智纯动力科技有限公司