【正文】 ................................................ 23 起動(dòng)保護(hù)器電路 ...................................................................................... 25 變速箱檔位檢測(cè) ....................................................................................... 26 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測(cè)電路 ........................................................... 32 電源電路 .................................................................................................. 35 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)開關(guān)的檢測(cè) .......................................................................... 37 起動(dòng)保護(hù)控制器控制程序 ....................................................................... 43 第 5 章汽車起動(dòng)保護(hù)控制器的維修和保養(yǎng) ......................................................... 44 汽車起動(dòng)機(jī)常見故障分析及維修保養(yǎng)方法 .......................................... 44 汽車蓄電池的維護(hù)與保養(yǎng)常識(shí) ............................................................... 45 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)保養(yǎng) .............................................................................. 46 第 6 章 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................. 49 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 50 致 謝 ....................................................................................................................... 51 附 錄 ..................................................................................................................... 52 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 汽車起動(dòng)保護(hù)控制器的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì) 汽車起動(dòng)保護(hù)控制器的現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車作為人類重要的交通工具正在迅猛增加。 汽車工業(yè)的 水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志 ，現(xiàn)代的汽車發(fā)展完全離不開電子技術(shù) ， 電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車各部分 ，隨著 汽車保有量的增加和轎車檔次的提高 ， 汽車起動(dòng)保護(hù) 問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。 汽車起動(dòng)保護(hù)控制器的組成 汽車起動(dòng)保護(hù)控制器功能是對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了檢測(cè)控制，對(duì)汽車起動(dòng)機(jī)的保護(hù)。 目前 汽車的安全保護(hù)技術(shù)己引起廣泛重視 ， 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)和安全保護(hù)，需從汽車電氣控制系統(tǒng)予以考慮。 128 字節(jié) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 1﹪）選項(xiàng)并且其頻率可進(jìn)行很好的調(diào)節(jié)。只需要較低的時(shí)鐘頻率即可達(dá)到同樣的性能，這樣無(wú)疑降低了功耗和 EMI。 （ 6）空閑和兩種不同的掉電節(jié)電模式。 （ 8）通過(guò)用戶可編程 Flash 配置位來(lái)選擇片內(nèi)振蕩器的頻率范圍。但整個(gè)芯片有一個(gè)最大值的限制。一個(gè)機(jī)器周期由 2 個(gè) CPU 時(shí)鐘周期組成，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為 1 到 2 個(gè)機(jī)器周期。 CPU 時(shí)鐘 (OSCCLK) P89LPC901 提供幾個(gè)可由用戶選擇的振蕩器選項(xiàng)來(lái)產(chǎn)生 CPU 時(shí)鐘。 當(dāng)使用頻率高于 12MHz 的振蕩器時(shí)，必須使能 的復(fù)位輸入功能。當(dāng)不使用晶振時(shí)，可從XTAL2/CLKOUT 輸出時(shí)鐘。%。 頻率可從 0Hz到 18MHz。 比較器總的連接方式如圖 5 所 示。另外，比較器被禁止后，應(yīng)將比較器標(biāo)志 CMFx 清除。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 當(dāng)比較器中斷使能時(shí)（完全掉電模式除外） ，比較器輸出發(fā)生改變時(shí)將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷并將處理器喚醒。 表 2 可用的 I/O 口數(shù)目 I/O 口配置 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 除了 1 個(gè)口以外， P89LPC901 其他所有的 I/O 口均可由軟件配置成 4 種輸出類型之一。 P89LPC901 為 3V 器件，但管腳可承受 5V 電壓（除 XTAL1 和 XTAL2 外）。它帶有一個(gè)施密特觸發(fā)輸入口以及一個(gè)干擾抑制電路。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 附加端口特性 上電后所有的管腳都僅為輸入模式，請(qǐng)注意這與 LPC76x 系列器件不同。 轉(zhuǎn)速 傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器是用于將旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)速狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種傳感器。電感式轉(zhuǎn)速傳感器是以轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，再通過(guò)電勢(shì)大小的測(cè)量得出旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速值。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。 注意器具的容積。 (2)、 干荷蓄電池 它的全稱是干式荷電鉛酸蓄電池，它的主要特點(diǎn)是負(fù)極板有較高的儲(chǔ)電能力，在完全干燥狀態(tài)下，能在兩年內(nèi)保存所得到的電量，使用時(shí)，只需加入電解液，等過(guò) 20— 30 分鐘就可使用。電池在用直流電充電時(shí)，兩極分別生成鉛和二氧化鉛。為了保證汽車發(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)，要求切斷汽車燈光等車身電器電源，只保證為汽車起動(dòng)機(jī)提供電源。有滾柱式、彈簧式、摩擦式三種。 （ 2）起動(dòng)機(jī)傳給發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要大于發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速： 若低于這個(gè)轉(zhuǎn)速，汽油泵供油不足，氣流速度過(guò)低，可燃混合 氣形成不充分，還會(huì)使壓縮行程的散熱損失和漏氣損失增加，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。組成： 電樞：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 ， 磁極：產(chǎn)生磁場(chǎng) ， 換向器：改變引入電流方向 ， 電刷組件：引入電流 ， ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 殼體 ：安裝磁極，固定機(jī)件 。 圖 36 磁場(chǎng)和磁路 電刷組件 用銅粉和碳粉（或石墨）壓制而成。 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖（ c）的位置時(shí)，換向器片不與電刷接觸，線圈中無(wú)電流通過(guò)，此時(shí)，電樞線圈在慣性作用下轉(zhuǎn)過(guò)這個(gè)位置。但其工作原理還是一樣的。 吸引線圈和保持線圈通過(guò)電流后，由于電流方向相同，磁場(chǎng)相加，將引鐵吸入。當(dāng)起動(dòng)開關(guān)斷開或者發(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) s 后。 重復(fù)起動(dòng)保護(hù) 若發(fā)動(dòng)機(jī)已處于工作狀態(tài)，而且轉(zhuǎn)速大于 300 r／ min，當(dāng)鑰匙開關(guān)從 ON 檔打到 START 檔時(shí)，則控制器保證起動(dòng)機(jī)不再起動(dòng)。在起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí) , 電流很大 , 可達(dá)上百安培 , 可能會(huì)造成電瓶虧電 , 電壓降低。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于 300r/min 后 , 完成起動(dòng)時(shí)。 當(dāng) 空檔開關(guān) NULLSW 接合 時(shí) ， R R19 串聯(lián)接入電路中，起到了分壓的作用， 24V 電壓經(jīng)過(guò) R R19 分壓后 把輸入的 24V 轉(zhuǎn)換成適合三極管 2N5551 導(dǎo)通的 電壓，之后 把轉(zhuǎn)變后的電壓 經(jīng)過(guò) R7 傳遞給三極管 2n5551 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 的基極， R7 的作用 是 防止波動(dòng) 電壓為達(dá)到 致使三極管導(dǎo)通的作用，而 C7 電容 在這里 是給經(jīng)分壓后的 電壓穩(wěn)壓，防止跳變導(dǎo)致三極管誤導(dǎo)通。 在某些使用頻率高于 12MHz 的振蕩器的應(yīng)用中，當(dāng) VDD 降至低于指定的最低工作電壓時(shí)， 需要一個(gè)外部掉電檢測(cè)電路使器件保持復(fù)位狀態(tài)。 （ 3） Protel99se 還允許用戶使用數(shù)字運(yùn)算符，創(chuàng)建仿真波形函數(shù)，以便能直接觀察達(dá)到更復(fù)雜的電路參數(shù)。 因?yàn)?2N5551 是個(gè)三極管，下面我們來(lái)分析下三極管做開關(guān)的電路。 三極管開關(guān)電路的分析設(shè)計(jì) 由于對(duì)硅三極管而言，其基射極接面之正向偏壓值約為 伏特，因此欲使三極管截止， Vin 必須低于 伏特，以使三極管的基極電流為零。 總而言之，三極管接成圖 1 的電路之后，它的作用就和一只與負(fù)載相串聯(lián)的機(jī)械式開關(guān)一樣，而其啟閉開關(guān)的方式，則可以直接利用輸入電壓方便的控制，而 不須采用機(jī)械式開關(guān)所常用的機(jī)械引動(dòng) (mechanical actuator)﹑螺管柱塞(solenoid plunger)或電驛電樞 (relay armature)等控制方式。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的正弦信號(hào)經(jīng)比較器 LM2903 轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)接人單片機(jī)的P12 引腳，即 P89LPC901 的計(jì)數(shù)器輸入引腳，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳感器輸出的信號(hào)大于 2 V 時(shí)為高電平；低于 2 V 時(shí)為低電平。再接通起動(dòng)繼電器，起動(dòng)機(jī)起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于 300 r／ min 后，或者鑰匙開關(guān)由 START 檔回到 ON 檔時(shí)，控制器控制起動(dòng)繼電器斷開，起動(dòng)機(jī)斷電，延時(shí) s，再接通車身電器負(fù)載電源，起動(dòng)過(guò)程完成。 但是由于電路的設(shè)計(jì)原因，輸出的脈沖信號(hào)不是怎么理想，但是足以表示了各元件的功能，把輸出的波形形象的展示在我們面前。當(dāng) HA7355 輸出的 電壓經(jīng)過(guò) C3 和 C4 整形后就變得更穩(wěn)了。 Zv壓敏電阻器的阻抗，它可以從正常值的幾兆歐降到幾歐，甚至小于 1Ω 。另外還有 5 個(gè)固定電壓輸出（ 、 、 、 和 5V）的型號(hào)。它與國(guó)家半導(dǎo)體的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件 LM317 有相同的管腳排列。壓敏電阻器的伏安特性曲線 如圖 414 所示 ： 圖 414 壓敏電阻器的伏安特性曲線 從圖中可 以看出，壓敏電阻器的阻抗 Zv 與電路總阻抗 (包括浪涌阻抗 Zs) 構(gòu)成了分壓器，因此壓敏電阻器的限制電壓可由下式確定 : Vc = VsZv/(Zs+ Zv) 式中 : Vc 限制電壓 。電路的電容起到了穩(wěn)壓濾波的作用，電路剛輸入的電壓是尖形的三角波，波動(dòng)很大對(duì)電路的刺激，影響 很大 。 圖 411 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)檢測(cè)電路的仿真原理圖 傳 感器把檢測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)輸入的數(shù)字信號(hào)， 圖 412 是 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測(cè)電路的仿真波形圖 圖 412 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測(cè)電路的仿真波形圖 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 由圖 412 可知，圖中形象的表達(dá)出來(lái)： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的正弦信號(hào)經(jīng)比較器 LM339 轉(zhuǎn)換為方波信號(hào) 。 單片機(jī)不能簡(jiǎn)單通過(guò)它輸入的信號(hào)就做出任何判斷的，它應(yīng)該和上面所介紹的空檔開關(guān)一同作為單片機(jī)控 制起動(dòng)機(jī)的輸入信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出信號(hào)為 173 個(gè)脈沖／轉(zhuǎn)。欲使開關(guān)閉合，則其 Vin 值必須夠高，以送出超過(guò)或等于 (式 1) 式所要求的最低基極電流值。 同理，當(dāng) Vin 為高電壓時(shí)，由于有基極電流流動(dòng)，因此使集電極流過(guò)更大的放大電流，因此負(fù)載回路便被導(dǎo)通，而相當(dāng)于開關(guān)的閉合，此時(shí)三極管乃勝作于飽和區(qū) (saturation)。當(dāng) 2n5551 截止時(shí) Vout 輸出 0V的電壓值，也就是低電平傳給單片機(jī)，當(dāng) 2n5551 的 Ube= 時(shí)三極管導(dǎo)通， Vout 輸出 3V 電壓值，也就是輸出個(gè)高電平給單片機(jī)。這是內(nèi)嵌仿真功能電路 CAD 元件的特點(diǎn)。上電時(shí)，需要一個(gè)外部電路使器件保持復(fù)位狀態(tài)，直至 VDD 到達(dá)指定的電平。 變速箱檔位檢測(cè) 一、空檔 開關(guān)的工作原理和電路分析 起動(dòng)保護(hù)控制器的輸入開關(guān)有：起動(dòng)開關(guān) (STARTSW)、空檔開關(guān) (NULLSW) 2 個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)，它們分別 接正電源 (+24 V)有效。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸入檢測(cè)電路 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是正弦信號(hào) , 其電壓幅值范圍為 3～ 6V。 2 個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào) , 它們分別接正電源 ( +24 V)有效。起動(dòng)過(guò)程與正常起動(dòng)相同。 二、汽車 起 動(dòng)保護(hù) 控制 器 工作過(guò)程 汽車 起 動(dòng)保護(hù) 控制 器原理框圖如 圖 42： 圖 42 啟動(dòng)保護(hù)器原理框圖 原理圖的解析： 圖中 給出汽車起動(dòng)保護(hù)器原理框圖。 吸引線圈電路為：蓄電池正極 —— 保險(xiǎn)絲 —— 點(diǎn)火開關(guān)（起動(dòng)檔） —— 電磁開關(guān) 50 接柱 —— 吸引線圈 —— 電動(dòng)機(jī)開關(guān)的 C 接柱， —— 磁場(chǎng)線圈（也叫勵(lì)磁線圈） —— 正電刷 —— 電樞線圈 —— 負(fù)電刷 —— 搭鐵 —— 蓄電池負(fù)極。 一個(gè)線圈的電動(dòng)機(jī)，雖能旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)動(dòng)力量小，轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定，