CN202348490U - 一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，包括发动机，单片机、温度传感器、加热金属丝、蓄电池、显示器件和继电器，当发动机启动时，单片机通过温度传感器检测到发动机机体周围的温度和蓄电池保温箱箱内温度较低时，单片机控制继电器接通加热电路进行加热：首先用加热金属丝加热蓄电池保温箱提高蓄电池的供电效率，确保蓄电池有足够的电量来加热可燃混合气和机体，其次通过加热金属丝加热可燃混合气或机体，从而使可燃混合气雾化充分和机体润滑良好，确保发动机快速安全启动，减低机械磨损和排气污染。

Description

一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置

技术领域

本实用新型属于汽车辅助装置，特别是一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，该装置能够在低温下快速帮助汽车启动。 

技术背景

我国国土面积广袤，在我国的北方地区，低温时间长达半年，自然条件非常恶劣，例如：在我国的东北地区，冬季时气温较低，一般在-5℃至-25℃，最低的时候气温可达-40℃以下，在这样的气候下，发动机必须具备低温启动的功能，否者会给我们的生活和生产带来诸多的不便，甚至造成重大损失。此外，低温也会给汽车的运行产生了重要的影响，例如在低温下汽车的启动，会出现明显的启动困难，燃油消耗量增加，排气污染加剧等一系列问题。 

在这些严寒地区，人们为了解决低温启动问题，根据经验总结出了一些发动机低温启动的方法，像直接给罐体内灌热水、用喷灯烘烤油底壳、烘烤进气管、火焰预热等。由于受条件限制且其过程较为繁琐，往往难以实现，而且这些方法存在严重的安全隐患。因此，研究低温下发动机安全快捷的启动方法就具有十分重要的意义。 

发明内容

本实用新型的目在于，提供一种帮助发动机在低温条件下快速启动的辅助装置，通过检测发动机周围环境温度，从进气歧管预热和发动机预热两种方法中，选择合适的启动预热方法，帮助发动机快速启动，同时降低启动过程中的机械磨损和排气污染。 

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术解决方案予以实现： 

一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，包括发动机，单片机、温度传感器、加热金属丝、蓄电池、显示器件和继电器，其特征在于： 

所述的温度传感器有两个，一个安装在蓄电池保温箱内，一个安装在发动机机体周围； 

所述的金属加热丝有三个，一个安装在发动机的进气歧管内，一个安装在发动机机体内，另外一个安装在蓄电池保温箱内； 

所述的继电器有三个，一个用于控制发动机的进气歧管的金属加热丝，一个控制发动机机体内的金属加热丝，另一个控制蓄电池保温箱的金属加热丝； 

所述的蓄电池有两个，一个蓄电池用于为蓄电池保温箱内的金属加热丝供电，另一个用 于为发动机的进气歧管和发动机机体内的金属加热丝供电； 

所述的显示器件有三个，一个用于显示发动机进气歧管的金属加热丝工作，另一个用于显示发动机机体内的金属加热丝工作，再一个显示蓄电池保温箱的金属加热丝工作； 

两个温度传感器和三个继电器均和单片机相连接。 

本实用新型的其它特点是： 

所述温度传感器采用数字传感器，继电器选用直流电磁式继电器，金属加热丝选用康铜丝，单片机选用8位单片机，显示器件选用发光二极管。 

本实用新型的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，采用的原理是，当发动机启动时，单片机通过温度传感器检测到发动机机体周围的温度和蓄电池保温箱箱内温度较低时，单片机控制继电器接通加热金属丝进行加热：首先用加热金属丝加热蓄电池保温箱提高蓄电池的供电效率，确保蓄电池有足够的电量来加热可燃混合气和机体，其次通过加热金属丝加热可燃混合气或机体，从而使可燃混合气雾化充分和机体润滑良好，确保发动机快速启动，减低机械磨损和排气污染。 

附图说明

图1为本实用新型的单片机最小系统原理图。 

图2为本实用新型的温度传感器电路原理图。 

图3为本实用型专利的显示电路原理图。 

图4为本实用新型专利的加热电路原理图。 

图5为本实用新型专利的加热金属丝安装布置图。图中的标记分别表示：1、绝缘层，2、水道，3、加热金属丝，4、油道，5、启动型蓄电池，6、普通蓄电池，7、蓄电池保温箱，8、进气歧管，9、发动机机体壁。 

图6为本实用新型专利的流程图。 

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

具体实施方式

本实施例给出一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，包括发动机，单片机、温度传感器、加热金属丝、蓄电池、显示器件和继电器。 

所述的单片机有1个，单片机起控制作用，该单片机应具有较强的抗干扰能力，较低的成本，可选用8位的单片机。 

所述的蓄电池有2个，一个蓄电池用于为蓄电池保温箱加热电路供电，由于加热密闭环境，蓄电池的输出电流不应过大，可选用普通的铅酸电池；另一个容量相对较大的蓄电池用于为 进气歧管和机体加热电路供电，蓄电池应具有输出电流大的优点，可选用启动型蓄电池。 

所述的温度传感器有2个，一个安装在蓄电池保温箱内，一个安装在发动机机体周围，温度传感器应该具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用单片机接口少等优点，可选用数字温度传感器。 

所述的金属加热丝有3个，一个安装在发动机进气歧管内，一个安装在发动机机体内，另外一个安装在蓄电池保温箱内，金属加热丝应该具有较低的电阻温度系数，较宽的使用温度范围等优点，可选用康铜丝。 

所述的继电器有3个，一个用于控制发动机的进气歧管的金属加热丝，一个控制发动机机体内的金属加热丝，另一个控制蓄电池保温箱的金属加热丝；该继电器流过的电流应为直流，可选用直流电磁式继电器。 

所述的显示器件有3个，一个显示发动机进气歧管的金属加热丝的工作与否，另一个显示发动机机体内的金属加热丝的工作与否，另一个显示蓄电池保温箱的金属加热丝的工作与否，可选用典型的发光二极管。 

装置采用电加热方式，对影响发动机低温启动的关键部位(机体和进气)进行加热，并不是对汽车整个启动回路进行加热。当环境气温低于-25℃时汽车采用“发动机机体预热启动”；当外在温度高于-25℃的低温环境时，对汽车采用“进气预热启动”。加热蓄电池，是为了提高蓄电池的使用效率。蓄电池在0℃至40℃，提供电量为100％，在0℃时，可提供电量为65％，在-20℃时可提供电量仅为40％。 

本装置采用通过单片机检测发动机周围环境温度和蓄电池保温箱箱内温度，获取发动机的启动环境条件。温度获取后便决定是否加热蓄电池保温箱、进气空气和发动机机体。加热蓄电池保温箱，使保温箱中的蓄电池能有较大的使用效率；加热进气空气，使发动机的启动温度降低，可燃混合气雾化充分，降低排气污染；预热机体，使机体温度升高，水温和油温也随之上升，降低机件磨损，减少启动阻力矩，从而使启动容易。通过对蓄电池保温箱、进气空气和机体的预热，可以保证发动机快速安全启动，同时降低启动过程中的机械磨损和排气污染，是对低温气候下，汽车快速安全启动方法的创新。 

参见图1，本实施例的单片机可选用P89C52系列的单片机。该单片机要正常工作，需要一个最小系统：电源电路、复位电路、晶振电路，使用5伏直流电源为单片机供电，使用电容C1、C2和晶振XTAL构成晶振电路，使用电阻R1、R2、电容C3和开关S1构成复位电路。 

参见图2，数字温度传感器选择DS1820数字温度传感器，装置共使用了2个。一个DS1820 数字温度传感器接单片机的P2端口的P2.1管脚，该DS1820数字温度传感器用于测量发动机机体周围环境温度；另一个DS1820数字温度传感器接单片机的P2端口的P2.2管脚，该DS1820数字温度传感器用于测量蓄电池保温箱箱内的温度。图中只画了一个测量电路，另一个类似，只是单片机的接口管脚不一样，使用P2.2控制。 

参见图3，装置使用了3个发光二极管LED，为了便于区别可选用分别使LED1、LED2、LED3分别发红、黄、绿光的发光二极管。LED1用于显示混合可燃进气需要预热，开启进气歧管加热电路；LED2用于显示发动机需要预热，开启机体加热电路；LED3用于显示蓄电池需要预热，开启蓄电池保温箱加热电路。当P1中相应管脚为低电平时，就会有电流流过发光二极管，发光二极管就会发光，所以我们通过单片机的P1的1、2、3管脚高低电平的变化控制LED1、LED2、LED3的亮灭状态。 

参见图4，金属加热丝使用单片机控制继电器构成加热电路，继电器的一路引出到P2端口上，另一路控制一个金属加热丝的工作。从图中可以看出，继电器的1、2端为常闭端；1、3端为常开端。通过4、5端的电流由三极管Q1来控制，当单片机的控制端P2.5给三极管的基极B送低电平时，三极管导通，继电器4、5端有电流流过，继电器吸合；当单片机的控制端P2.5给三极管的基极B送高电平时，三极管截止，继电器4、5端无电流流过，继电器断开。当4、5端通过一定电流后，线圈产生的磁效应将接通1、3端，这时加热电路工作，电热丝发热加热相应器件，其中电阻R9为限流电阻，防止电流过大，烧毁加热丝，R8为可调电阻，改变其阻值可调节电流，调控金属丝的发热强度。图中只画了一路加热电路，另外二路类似，只是单片机的接口管脚不一样，分别使用P2.6和P2.7控制。P2.5控制蓄电池加热电路，使用普通铅酸电池供电；P2.6和P2.7分别控制机体加热电路和进气歧管加热电路，使用启动型蓄电池供电。 

参见图5，对于发动机机体，加热金属丝安装在机体内部，加热丝表面有绝缘层包围，防止漏电；对于进气歧管，加热金属丝安装在进气管道内部；对于蓄电池保温箱，加热金属丝安装在保温箱内部。图中的标记分别表示：1、绝缘层，2、水道，3、加热金属丝，4、油道，5、启动型蓄电池，6、普通蓄电池，7、蓄电池保温箱，8、进气歧管，9、发动机机体壁。 

参见图6，该装置的工作过程是： 

第一步，发动机机体上的温度传感器检测启动时的环境温度t1，若t1大于-5℃，则不需要辅助启动装置，直接结束；若t1低于-5℃，则点亮发光二极管(LED1小灯)，LED1小灯发红光，提示发动机的进气需要加热；若温度在-5℃至-25℃之间，则直接进入第二步；若t1低于-25℃，则点亮发光二极管(LED2小灯)，LED2小灯发黄光，提示发动机的机体需要加热，进入第二步。 

第二步，蓄电池保温箱内的温度传感器检测启动时蓄电池的温度t2，若t2高于10℃，则直接进入第三步；若低于10℃，则点亮LED3小灯，小灯发绿光，提示蓄电池加热，单片机控制继电器，开启蓄电池加热电路，保温箱温度随之提高。当温度上升到10℃后，单片机控制继电器，使蓄电池加热电路停止工作，进入第三步。 

第三步，若t1低于-25℃，单片机控制继电器，开启进气歧管加热电路和发动机加热电路，进气温度和发动机温度随之升高，当t1升高到-25度后，单片机控制继电器，关闭发动机机体加热电路，当t1升高到-5度后单片机关闭进气加热电路，辅助装置结束工作。此时，发动机机体和可燃混合气得到充分预热，发动机可以正常启动。 

Claims (6)

1.一种基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，包括发动机，单片机、温度传感器、加热金属丝、蓄电池、显示器件和继电器，其特征在于：

所述的温度传感器有两个，一个安装在蓄电池保温箱内，一个安装在发动机机体周围；

所述的金属加热丝有三个，一个安装在发动机的进气歧管内，一个安装在发动机机体内，另外一个安装在蓄电池保温箱内；

所述的继电器有三个，一个用于控制发动机的进气歧管的金属加热丝，一个控制发动机机体内的金属加热丝，另一个控制蓄电池保温箱的金属加热丝；

所述的蓄电池有两个，一个蓄电池用于为蓄电池保温箱内的金属加热丝供电，另一个用于为发动机的进气歧管和发动机机体内的金属加热丝供电；

所述的显示器件有三个，一个用于显示发动机进气歧管的金属加热丝工作，另一个用于显示发动机机体内的金属加热丝工作，再一个显示蓄电池保温箱的金属加热丝工作；

两个温度传感器和三个继电器均和单片机相连接。

2.如权利要求1所述的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，所述的温度传感器采用数字传感器。

3.如权利要求1所述的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，所述的金属加热丝选用康铜丝。

4.如权利要求1所述的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，所述的继电器选用直流电磁式继电器。

5.如权利要求1所述的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，所述的显示器件选用发光二极管。

6.如权利要求1所述的基于单片机控制的汽车低温辅助启动装置，所述的单片机选用8位单片机。

Images