| 专利名称： | 一种机车启动系统 | ||
| 专利名称(英文)： | Engine starting system | ||
| 专利号： | CN201320751569.2 | 申请时间： | 20131126 |
| 公开号： | CN203560027U | 公开时间： | 20140423 |
| 申请人： | 湖北英索尔电子有限公司 | ||
| 申请地址： | 441000 湖北省襄樊市高新区佳海工业园第A42-2号 | ||
| 发明人： | 杨及娣; 柯贤翠 | ||
| 分类号： | F02N11/08 | 主分类号： | F02N11/08 |
| 代理机构： | 深圳市嘉宏博知识产权代理事务所 44273 | 代理人： | 杨敏 |
| 摘要： | 本实用新型涉及一种机车启动系统，其包括汽车蓄电池、启动继电器、电磁开关以及传动机构；启动继电器包括单片机、DC-DC电压转换芯片、场效应管、电流监测模块和电流采样模块；DC-DC电压转换芯片连接于汽车蓄电池与单片机的Vdd端口之间；场效应管的栅极连接单片机的I/O端口，源极连接电磁开关，漏极连接于DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间；电流监测模块设于场效应管的源极与电磁开关之间；电流监测模块通过电流采样模块与单片机的A/D转换端口连接。本实用新型结构设计简单、合理，尤其采用无触点式结构设计的启动继电器，即能有效保证汽车在实现点火启动过程中的可靠性和稳定性，又避免了引起起动机故障，延长了传动机构的使用寿命。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model relates to an engine starting system which comprises an automobile storage battery, a starting relay, an electromagnetic switch and a transmission mechanism, wherein the starting relay comprises a single-chip microcomputer, a DC-DC voltage converting chip, a field-effect tube, a current monitoring module and a current sampling module, the DC-DC voltage converting chip is connected between the automobile storage battery and a Vdd port of the single-chip microcomputer, the grid electrode of the field-effect tube is connected with an I/O port of the single-chip microcomputer, the source electrode of the field-effect tube is connected with the electromagnetic switch, the drain electrode of the field-effect tube is connected between the DC-DC voltage converting chip and the automobile storage battery, and the current monitoring module is arranged between the source electrode of the field-effect tube and the electromagnetic switch and is connected with an A/D converting port of the single-chip microcomputer through the current sampling module. The engine starting system is simple and reasonable in structural design. Particularly, due to the adoption of the contactless starting relay, reliability and stability of ignition starting of an automobile can be effectively guaranteed, breakdown of a starter is avoided, and the service life of the transmission mechanism is prolonged. | ||
1.一种机车启动系统，包括汽车蓄电池、与所述汽车蓄电池连接的启动继电器、与所述启动继电器连接的电磁开关以及与所述电磁开关连接的传动机构；其特征在于：所述启动继电器包括单片机、DC-DC电压转换芯片、场效应管、电流监测模块和电流采样模块； 所述DC-DC电压转换芯片连接于所述汽车蓄电池与所述单片机的Vdd端口之间；所述场效应管的栅极连接所述单片机的I/O端口，源极连接所述电磁开关，漏极连接于所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间； 所述电流监测模块设于所述场效应管的源极与所述电磁开关之间； 所述电流监测模块通过所述电流采样模块与所述单片机的A/D转换端口连接。
2.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间设有点火钥匙； 所述场效应管的漏极连接于所述点火钥匙与DC-DC电压转换芯片之间。
3.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述电磁开关连接汽车传动机构。
4.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述电流监测模块与电磁开关之间还连接有抛负载保护电路。
1.一种机车启动系统，包括汽车蓄电池、与所述汽车蓄电池连接的启动继电器、与所述启动继电器连接的电磁开关以及与所述电磁开关连接的传动机构；其特征在于：所述启动继电器包括单片机、DC-DC电压转换芯片、场效应管、电流监测模块和电流采样模块； 所述DC-DC电压转换芯片连接于所述汽车蓄电池与所述单片机的Vdd端口之间；所述场效应管的栅极连接所述单片机的I/O端口，源极连接所述电磁开关，漏极连接于所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间； 所述电流监测模块设于所述场效应管的源极与所述电磁开关之间； 所述电流监测模块通过所述电流采样模块与所述单片机的A/D转换端口连接。
2.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间设有点火钥匙； 所述场效应管的漏极连接于所述点火钥匙与DC-DC电压转换芯片之间。
3.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述电磁开关连接汽车传动机构。
4.如权利要求1所述的机车启动系统，其特征在于：所述电流监测模块与电磁开关之间还连接有抛负载保护电路。
翻译：技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种机车启动系统。
背景技术
启动继电器是汽车上重要部件之一，它是汽车启动系统中实现点火启动环节中必不可少，且要求其具有极高的可靠性，否则汽车无法工作。
目前，重型卡车和大型客车的汽车启动系统中启动继电器是传统的触点式启动继电器由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合，形成控制电流回路。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到在电路中的导通、切断电路的目的。然而，这种通过给线圈通电来吸合继电器里面的触点，从而给电磁开关里面线圈通电，最终使起动机的齿轮弹出，使起动机正常工作，由于触点式继电器线圈吸合的瞬间，触点电流很大，可能会导致触点处温升很高，当电机启动频繁或者顶齿时间较长时，会导致触点处变形或者粘连，当继电器触点粘连导致电磁开关和电机长时间通电，对电磁开关和电机造成损害或者线圈烧断，引起起动机故障。
鉴于此，有必要现有技术进一步改进。
发明内容
本实用新型是为了解决现有汽车启动系统中启动继电器在汽车实现点火启动过程中使用不够稳定、可靠，易损坏，容易引起起动机故障等问题而提出一种结构设计简单、合理，启动继电器在汽车实现点火启动过程中可靠性和稳定性好，能有效避免引起起动机故障的机车启动系统。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
上述的机车启动系统，包括汽车蓄电池、与所述汽车蓄电池连接的启动继电器、与所述启动继电器连接的电磁开关以及与所述电磁开关连接的传动机构；所述启动继电器包括单片机、DC-DC电压转换芯片、场效应管、电流监测模块和电流采样模块；所述DC-DC电压转换芯片连接于所述汽车蓄电池与所述单片机的Vdd端口之间；所述场效应管的栅极连接所述单片机的I/O端口，源极连接所述电磁开关，漏极连接于所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间；所述电流监测模块设于所述场效应管的源极与所述电磁开关之间；所述电流监测模块通过所述电流采样模块与所述单片机的A/D转换端口连接。
所述机车启动系统，其中：所述DC-DC电压转换芯片与汽车蓄电池之间设有点火钥匙；所述场效应管的漏极连接于所述点火钥匙与DC-DC电压转换芯片之间。
所述机车启动系统，其中：所述电磁开关连接汽车传动机构。
所述机车启动系统，其中：所述电流监测模块与电磁开关之间还连接有抛负载保护电路。
有益效果：
本实用新型机车启动系统结构设计简单、合理；尤其启动继电器通过单片机以及在场效应管的源极与电磁开关之间设电流监测模块，能够将监测到的回路电流通过电流采样模块实时采样，并经单片机的AD转换传输至单片机中，经单片机判断，若判断为大电流，则通过经单片机的I/O端口输出低电平，以关闭场效应管并及时切断大电流回路；与此同时，驱动小齿轮与飞轮齿圈脱开，保护了轮齿不被损毁；同时，这种通过进行正常与异常模式下的电流比较，当出现异常模式状况时自动关闭启动继电器，有效保护了启动继电器和电磁开关不被损坏；再则，还能通过对单片机的编程来实现启动继电器的通断时间可调功能，并最终实现无触点式的启动继电器来进行机车启动功能，有效克服了现有技术中启动继电器工作不可靠、不稳定、很容易出现继电器触点烧蚀、粘连、电磁开关损坏等故障，从而大大提高了电磁开关的可靠性、稳定性并延长了驱动小齿轮及飞轮轮齿的寿命，适于推广与应用。
附图说明
图1为本实用新型无触点式机车启动继电器的结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型机车启动系统，包括汽车蓄电池1、与汽车蓄电池1连接的启动继电器2、与启动继电器2连接的电磁开关3以及与电磁开关3连接的传动机构4。
启动继电器2包括单片机21、DC-DC电压转换芯片22、场效应管23、电流监测模块24和电流采样模块25。
单片机21具有Vdd端口、I/O端口和A/D转换端口；其中，该单片机21的Vdd端口连接于DC-DC电压转换芯片22并通过DC-DC电压转换芯片22连接汽车蓄电池1，该汽车蓄电池1为24V直流电，其通过DC-DC电压转换芯片22将24V直流电转换成5V的直流电，以给单片机21供电。同时，在汽车蓄电池1与DC-DC电压转换芯片22之间还设有点火钥匙5；该单片机21的I/O端口连接于场效应管23的栅极，A/D转换端口通过电流采样模块25与电流监测模块24连接。
场效应管23为大功率场效应管，其漏极和源极是串联于电磁开关3组成启动电路回路中；其中，场效应管23的漏极连接于点火钥匙5与DC-DC电压转换芯片22之间，源极连接于电流监测模块24并通过电流监测模块24连接电磁开关3。该电磁开关3一端连接于电流监测模块24，另一端与传动机构4连接，其中，在电流监测模块24与电磁开关3之间还连接有抛负载保护电路6。该传动机构4采用驱动齿轮与飞轮啮合传动。
本实用新型工作原理：
当点火钥匙5打开后，汽车蓄电池1的24V直流电经过DC-DC电压转换芯片22，将24V直流电转换成5V的直流电，以作为单片机21的标准电源，给单片机21供电；单片机21上电后，用软件编程，控制I/O端口输出高电平，接场效应管23的栅极，使场效应管23的漏极、源极处于开态导通；由于场效应管23的漏极、源极是串联在电磁开关3组成的启动电路回路中，因此电磁开关3接通电源开始正常工作，达到机车启动的目的。
当机车在启动过程中，出现小齿轮与飞轮齿圈长时间顶齿时，由于电磁开关3与场效应管23组成的回路中的电流会急剧增加并持续，电流监测模块24将监测到的回路电流通过电流采样模块25传输至单片机21中，经单片机21判断，若判断为大电流，则通过经单片机21的I/O端口输出低电平，以关闭场效应管23并及时切断大电流回路；与此同时，驱动小齿轮与飞轮齿圈脱开，保护了轮齿不被损毁。
本实用新型结构设计简单、合理，尤其采用了无触点式结构设计的启动继电器，不仅能有效解决现有技术中启动继电器工作不可靠、不稳定、容易出现继电器触点烧蚀、粘连、电磁开关损坏等故障，而且大大提高了启动继电器、电磁开关的可靠性、稳定性，延长了驱动小齿轮及飞轮轮齿的寿命。
