CN101661085B - 汽车起动电机耐久性试验控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起动电机耐久性试验控制装置，该试验控制装置包括微控制器单片机、LCD显示屏、中间继电器RL1、中间继电器RL2、中间继电器RL3等。中间继电器RL1控制汽车插接器STA档的开关状态。中间继电器RL2控制汽车插接器ON档的开关状态。中间继电器RL1、中间继电器RL2由单片机的定时器按照规定时间对汽车点火开关插接器上的STA档和ON档的通断电时间进行控制并交替进行，从而实现对汽车起动电机的耐久性试验。本发明能对正在开发的新车型和已开发出的车型的起动电机进行耐久性试验和对设计的汽车起动电机的可靠性进行验证。

Description

汽车起动电机耐久性试验控制装置

技术领域

本发明属于汽车起动电机测试技术领域，具体来说涉及汽车起动电机耐久性试验控制装置。

背景技术

在申请号为2009101909627的关于在汽油车上进行试验的起动电机耐久性试验装置的发明专利中，该试验台由空气开关、时间继电器、交流接触器、车用继电器和计数器组成，空气开关、时间继电器、交流接触器、车用继电器和计数器之间电连接。该装置用的控制元件是硬件，这样存在控制精度不高的问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种汽车起动电机耐久性试验控制装置，该装置由软、硬件结合，使控制元件的成本降低，控制比纯硬件的控制更容易、更准确。

本发明具体采用以下技术方案：

一种汽车起动电机耐久性试验控制装置，该试验控制装置包括微控制器、LCD显示屏、第一中间继电器RL1及第一驱动电路Q1、第二中间继电器RL2及第二驱动电路Q2、第三中间继电器RL3。

所述第一中间继电器RL1线圈一端接地，另一端通过第一驱动电路Q1连接到+5V电源，该第一驱动电路Q1的控制端连接至微控制器的第一输出端口，第一中间继电器RL1的一对常开触点两端分别连接点火开关插接器STA档和蓄电池的正极“+”；

所述第二中间继电器RL2的线圈一端接地，另一端通过第二驱动电路Q2连接到+5V电源，所述第二驱动电路Q2的控制端连接至微控制器的第二输出端口，所述第二中间继电器RL2的一对常开触点两端分别连接点火开关插接器的ON档和蓄电池的正极；

第三中间继电器RL3的一端连接至发电机的发电输出端L点，另一端接地，第三中间继电器RL3的常开触点两端分别连接所述微控制器的外部中断引脚和地；

所述微控制器通过第一驱动电路Q1控制第一中间继电器RL1、通过第二驱动电路Q2控制第二中间继电器RL2常开触点闭合或断开，从而使汽车点火开关的ON档、STA档与蓄电池的正极的接通与断开，从而实现对起动电机的起停控制；

所述LCD显示屏，与所述微控制器相连，用于显示试验中起动电机耐久性试验的累计次数。

本发明的效果：采用所发明的汽车起动电机耐久性试验控制装置在汽油车上对起动电机进行耐久性试验，能在起动发动机的状态下进行，能准确测试汽车起动电机的耐久性能，本发明适用汽油发动机的汽车。

本发明结构简单、制造容易、操作和维修方便，且能通过代码的简单修改以适应不同型号起动电机耐久性试验的需要。

附图说明

图1起动机耐久性试验控制装置与汽车内部连接图；图2起动机耐久性试验控制装置电路图；

图3正常起动时序图；

图4起动失败时序图；

图5程序流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

一种汽车起动电机耐久性试验的控制装置，该试验控制装置包括微控制器单片机、LCD显示屏、第一中间继电器RL1及其驱动电路、第二中间继电器RL2及其驱动电路、第三中间继电器RL3；

所述第一中间继电器RL1控制汽车点火开关插接器STA档的开关状态，所述第一中间继电器RL1的开合状态由单片机的定时器控制。

所述第二中间继电器RL2控制汽车点火开关插接器ON档的开关状态，所述第二中间继电器RL2的开合状态由单片机的定时器控制。

所述第三中间继电器RL3的常开触点的状态信号输入到单片机作为判定发电机有无正常发电的信号，第三中间继电器RL3的主线圈的电信号由发电机发电输出端L点提供。

所述显示屏LCD采用LM1602 LCD显示屏。其中，LCD的数据端D0～D7分别接AT89C51单片机的P2.0～P2.7，LCD的控制端RS接单片机的P0.0，LCD的读写控制端RW接单片机的P0.1、LCD的使能控制端E接单片机的P0.2。LCD用于显示试验中起动电机耐久性试验的累计次数，通过单片机的程序控制使显示屏上面一行显示起动成功累计次数，显示屏下面一行显示起动失败次数。

图1为起动机耐久性试验控制装置与汽车内部的系统连接图，其中起动机耐久性试验控制装置的反馈信号RETURN连接汽车的发电机的发电输出端L点，起动机耐久性试验控制装置的接地端GND连接汽车蓄电池负极，起动机耐久性试验控制装置的点火开关控制端ON连接汽车点火开关插接器的ON档，起动机耐久性试验控制装置的起动开关控制端STA连接汽车点火开关插接器的STA档，起动机耐久性试验控制装置的起动机电源控制端DRIVE端连接汽车点火开关插接器的蓄电池正极。

图2为起动机耐久性试验控制装置的电路原理图，所述控制装置的微控制器采用51系列的单片机AT89C51，其晶振采用外部晶振方式；单片机的P0与单片机的P2接显示屏LCD(型号为LM1602)，其中单片机的P2接LCD的数据端，单片机的P0.0接LCD的控制端RS、单片机的P0.1接LCD的读写控制端RW、单片机的P0.2接LCD的使能端E，且单片机的P0采用电阻上拉方式输出；单片机的P1作为输出控制端，其中单片机的P1.0外接RL1的驱动Q1，单片机的P1.1外接RL2的驱动Q2，Q1、Q2采用NPN三极管作为开关元件驱动继电器，Q1的发射集接RL1的输入端控制RL1输出端的通断，Q2的发射集接RL2的输入端控制RL2输出端的通断；RL3的输入RETURN端由发电机的L点控制，GND接电池负端。

起动机耐久性试验控制装置的工作原理：在系统上电后，系统自动进行初始化操作，将对LCD、单片机内部的定时器0及I/O口进行初始化。初始化完成后，LCD将每一秒刷新显示屏一次。在定时器到达设定的时间后，P1.0及P1.1为高电平，Q1、Q2导通，RL1、RL2常开触点闭合，起动机耐久性试验控制装置的起动机电源控制端DRIVE与起动开关控制端STA连通、同时起动机电源控制端DRIVE与点火开关控制端ON连通。由于起动机电源控制端DRIVE连接在点火开关插接器的电源正极、起动开关控制端STA连接在点火开关插接器的STA档、点火开关控制端ON连接在点火开关插接器的ON档，所以此时点火开关插接器STA档、ON档与电池正极接通，起动电机进行起动使发动机工作。起动动作可能按以下两种情况运行：

1.起动电机起动正常时，所述控制装置的STA、RETURE、ON端起动过程中的电压波形图如图3所示：

在一个周期的开始，单片机(控制器)发出指令使单片机的P1.0端口输出为高电平，Q1饱和，第一中间继电器RL1的线圈通电使其常开触点闭合，接通点火开关插接器STA档，起动系电路通电；同时控制器发出指令使单片机的P1.1端口输出为高电平，Q2饱和，第二中间继电器RL2线圈通电使其常开触点闭合，接通点火开关插接器ON档，ECU通电(ECU控制电动燃油泵、喷油器和点火线圈工作)，使起动电机启动发动机工作。发动机工作S时间后发电机发电使L点电压升高、经过起动机耐久性试验控制装置的反馈信号RETURN端使中间继电器RL3的线圈通电动作，中间继电器RL3输出端的常开触点闭合使P3.2接地，触发单片机外部中断程序，使单片机端口P1.0清零，Q1截止使第一中间继电器RL1常开触点断开，切断点火开关STA档电源，起动电机停止工作。在发动机工作时间T_start时间结束时，P1.1清零，Q2断开，使RL2常开触点断开，切断点火开关插接器ON档电源。此后经过发动机休停时间T_stop时间的休停后，一个周期T完成，计数器记录一次成功起动，此时完成一次循环。起动电机的工作时间为S秒，发电机工作时间为T_start-S秒。在整个起动电机耐久性试验中，按照每个周期T不断循环，直到试验结束。

2.起动电机起动失败时，其中控制装置的STA、RETURE、ON端起动过程中的波形图如图4所示：

在一个周期的开始，单片机(控制器)发出指令使P1.0为高电平，Q1饱和，第一中间继电器RL1的线圈通电使常开触点闭合，接通点火开关插接器STA档，起动系电路通电；同时单片机(控制器)发出指令使P1.1为高电平，Q2饱和，第二中间继电器RL2的线圈通电使常开触点闭合，接通点火开关插接器ON档，ECU通电(ECU控制电动燃油泵、喷油器和点火线圈工作)，使起动电机启动，但发动机未工作或发动机工作在设定时间T_set内发电机未正常发电，发电机L点为低电位，起动机耐久性试验控制装置的反馈信号RETURN信号不能使第三中间继电器RL3的线圈通电动作，P1.0保持高电平。在T_set时间后定时中断程序检测到P1.0为高电平，定时中断程序使P1.0清零，Q1截止，使中间继电器RL1输出端常开触点断开，切断点火开关STA档电源，起动电机停止工作。在发动机工作时间T_start时间结束时，P1.1清零，Q2断开，使RL2常开触点断开，切断点火开关插接器ON档电源。此后经过发动机休停时间T_stop时间的休停后，一个周期完成，计数器记录一次失败起动，此时完成一次循环。起动电机工作时间为T_set秒。

程序控制过程如图5所示：

在系统上电后，首先运行初始化程序，将定时器、LCD、I/O口进行初始化。其中，外部中断初始化为边沿触发方式；定时器初始化为0.05秒的定时中断，在定时器中断程序内部设置一记数器NUM，每进入一次中断记数器NUM加1，当记数器NUM＝20时(即程序运行一秒钟)将记数器NUM清零，同时进入定时中断程序中的核心程序段。

在核心程序段中，在设定T_set秒时间点将对P1.0的状态进行检测，如果P1.0＝0表明起动正常且发电机已发电，此时成功计数器加1；如果P1.0＝1说明发电机没发电，起动系统可能出现故障，此时程序会使P1.0清零，断开起动电机，失败计数器加1。不管起动成功还是失败，都将在发动机工作时间T_start秒时间点使P1.1清零，断开ON档，发电机停止工作。然后经过发动机休停时间T_stop秒后更新LCD显示、进入下一周期。

发电机是否在规定的设定T_set时间内发电的信号由发电机的输出信号RETURN返回至外部中断。如果正常发电，则外部中断P3.2将出现低电平，外部中断程序运行。在外部中断程序中使P1.0清零，从而实现点火开关插接器STA档的断开。

Claims (3)

1.一种汽车起动电机耐久性试验控制装置，该试验控制装置包括微控制器、LCD显示屏、第一中间继电器(RL1)及第一驱动电路(Q1)、第二中间继电器(RL2)及第二驱动电路(Q2)、第三中间继电器(RL3)；其特征在于：

所述第一中间继电器(RL1)线圈一端接地，另一端通过第一驱动电路(Q1)连接到+5V电源，该第一驱动电路(Q1)的控制端连接至微控制器的第一输出端口，第一中间继电器(RL1)的一对常开触点两端分别连接点火开关插接器STA档和蓄电池的正极；

所述第二中间继电器(RL2)的线圈一端接地，另一端通过第二驱动电路(Q2)连接到+5V电源，所述第二驱动电路(Q2)的控制端连接至微控制器的第二输出端口，所述第二中间继电器(RL2)的一对常开触点两端分别连接点火开关插接器的ON档和蓄电池的正极；

第三中间继电器(RL3)的一端连接至发电机的发电输出端L点，另一端接地，第三中间继电器(RL3)的常开触点两端分别连接所述微控制器的外部中断引脚和地；

所述微控制器通过第一驱动电路(Q1)控制第一中间继电器(RL1)、通过第二驱动电路(Q2)控制第二中间继电器(RL2)常开触点闭合或断开，从而使汽车点火开关的ON档、STA档与蓄电池的正极的接通与断开，从而实现对起动电机的起停控制；

所述LCD显示屏，与所述微控制器相连，用于显示试验中起动电机耐久性试验的累计次数。

2.根据权利要求1所述的起动电机耐久性试验的控制装置，其特征在于：所述第一至第三中间继电器(RL1、RL2、RL3)均为普通直流中间继电，所述微控制器选择MCU-51系列单片机，所述LCD显示屏为1602系列的LCD显示屏。

3.根据权利要求1或2所述的起动电机耐久性试验的控制装置，其特征在于：

所述第一和第二驱动电路(Q1，Q2)选择NPN三极管，所述控制端为NPN三极管的基极。

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