电子控制装置,阶跃软啮合起动机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及起动机技术领域，特别是一种阶跃软啮合起动机的电子控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]图1为目前已有的辅助啮合式起动机的剖视图，参考图1，对这种类型起动机的整体结构进行说明。在图1中，通过减速装置2降低电机I中的电枢11的输出转速同时增加其输出的旋转力矩，由电机I驱动通过单向器4安装于输出轴5的驱动齿轮6，进而对发动机施加起动力矩。
[0003]图2为现有技术的辅助啮合式起动机的电路图，该类型辅助啮合式起动机的电路主要包括直流电机1、电磁开关3和控制继电器12，目前的辅助啮合式起动机电磁开关3中的线圈都由一个吸引线圈36和保持线圈37组成，二个线圈的匝数基本相等，且首端连接在一起，即控制继电器12静触点的输出端50与吸引线圈36和保持线圈37连接在一起，吸引线圈36的尾端与直流电机I的电源端也是电磁开关的电机的输入端子30b连接，保持线圈37的尾端搭铁。控制继电器12与电磁开关的电磁开关的电源端子30连接。
[0004]吸引线圈36的电阻较小，如额定电压为24V的起动机，其电阻一般约为100毫欧，这样起动机在电磁开关3主触点闭合之前能够小扭矩慢转，从而让驱动齿轮6抵在飞轮齿圈10端面上时，驱动齿轮6能够慢慢旋转，叉开顶齿状态，啮入发动机飞轮齿圈10 ;啮入齿圈后，电磁开关3主触点才会闭合，电机I中才会有大电流流过，起动机才会大扭矩输出，从而避免起动机铣齿故障的发生。因此这类起动机也称为软啮合起动机。
[0005]由于这类起动机电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的首端连在一起，为了保证电磁开关3可靠断电，这样电磁开关3的吸引线圈36和保持线圈37的有效匝数必须基本一致，而保持线圈37的匝数又不能太少，这样吸引线圈36的匝数也较多。虽然可以通过适当的增大吸引线圈36的线径、并减少吸引线圈36匝数的方法，使起动机在电磁开关3主触点未闭合之前能够慢慢旋转；但是吸引线圈36的匝数不能减少的太多，否则，考虑电磁开关3可靠断电，保持线圈36的匝数也需要大幅减少。由于这类起动机产生的软啮合力矩有限，在一些情况下，驱动齿轮6无法啮入齿圈10，从而产生顶齿现象，即驱动齿轮无法啮合齿圈故障。由于驱动齿轮6无法啮入飞轮齿圈10，吸引线圈36被迫长时间通电，而线圈中的电流又较大，这样辅助啮合式起动机的电磁开关3容易产生故障。
[0006]此外，目前软啮合起动机采用的继电器12为普通电磁式继电器，体积比较大，功能比较单一；当客户异常使用起动机，起动机异常工作时，该继电器12不具有检测保护功能，无法保护起动机。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对现有软啮合起动机存在的上述问题，提供一种电子控制装置，以有效地提高起动机柔性啮合的成功率，及有效地降低异常原因造成的起动机失效的故障率，从而提闻起动机的使用寿命。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供的一种电子控制装置，一种电子控制装置，连接在一起动机上，并通过一控制电源端子与一蓄电池连接，所述起动机包括有电磁开关和电机，所述电子控制装置包括:
[0009]控制输入端子，与电磁开关的电源端子连接；
[0010]第一输出端子，连接在电磁开关的吸引线圈和保持线圈首端；
[0011]第二输出端子，与电机的输入端子连接；
[0012]第一功率管，设置在控制输入端子与第一输出端子之间；
[0013]第二功率管，设置在控制输入端子与第二输出端子之间；以及
[0014]逻辑控制模块，与所述第一功率管和第二功率管分别连接，以根据起动机的通电时间和起动机的端子电压控制第一功率管及/或第二功率管导通/不导通/截至；
[0015]其中，所述第二功率管与电机的输入端子之间设置有限流电阻，以使电机在第二功率管导通时产生阶跃性的扭矩。
[0016]上述的电子控制装置，其中，所述逻辑控制模块包括电压采集模块、电压比较模块、计时模块和控制单元，所述电压采集模块用于采集起动机的一端子电压，所述电压比较模块与电压采集模块连接将所述端子电压与一设定电压相比较，所述计时模块用于检测所述起动机的通电时间/所述第一功率管的导通时间/所述第二功率管的导通时间，所述控制单元与所述电压比较模块和计时模块分别连接，且所述控制单元基于所述电压比较模块及/或所述计时模块导通/不导通/截至所述第一功率管及/或所述第二功率管。
[0017]上述的电子控制装置，其中，所述逻辑控制模块包括电压采集模块、电压比较模块、计时模块和控制单元，所述电压采集模块用于采集起动机的两端子电压，所述电压比较模块与电压采集模块连接将所述两端子电压相比较，所述计时模块用于检测所述起动机的通电时间/所述第一功率管的导通时间/所述第二功率管的导通时间，所述控制单元与所述电压比较模块和计时模块分别连接，且所述控制单元基于所述电压比较模块及/或所述计时模块导通/不导通/截至所述第一功率管及/或所述第二功率管。
[0018]上述的电子控制装置，其中，所述电压采集模块包括:
[0019]第一电压采集模块，与所述控制电源端子或所述电磁开关的电源端子连接以采集控制电源端子电压或电磁开关电源端子电压；以及
[0020]第二电压采集模块，与所述电机的输入端子连接以采集电机输入端子电压。
[0021]本发明进一步提供一种阶跃软啮合起动机，包括依次连接电子控制装置、电磁开关和电机，所述电子控制装置通过一控制电源端子与一蓄电池连接，所述电子控制装置包括:
[0022]控制输入端子，与电磁开关的电源端子连接；
[0023]第一输出端子，连接在电磁开关的吸引线圈和保持线圈首端；
[0024]第二输出端子，与电机的输入端子连接；
[0025]第一功率管，设置在控制输入端子与第一输出端子之间；
[0026]第二功率管，设置在控制输入端子与第二输出端子之间；以及
[0027]逻辑控制模块，与所述第一功率管和第二功率管分别连接，以根据起动机的通电时间和起动机的端子电压控制第一功率管及/或第二功率管导通/不导通/截至；
[0028]其中，所述第二功率管与电机的输入端子之间设置有限流电阻，以使电机在第二功率管导通时产生阶跃性的扭矩。
[0029]上述的阶跃软啮合起动机，其中，所述逻辑控制模块包括电压采集模块、电压比较模块、计时模块和控制单元，所述电压采集模块用于采集起动机的一端子电压，所述电压比较模块与电压采集模块连接将所述端子电压与一设定电压相比较，所述计时模块用于检测所述起动机的通电时间/所述第一功率管的导通时间/所述第二功率管的导通时间，所述控制单元与所述电压比较模块和计时模块分别连接，且所述控制单元基于所述电压比较模块及/或所述计时模块导通/不导通/截至所述第一功率管及/或所述第二功率管。
[0030]上述的阶跃软啮合起动机，其中，所述逻辑控制模块包括电压采集模块、电压比较模块、计时模块和控制单元，所述电压采集模块用于采集起动机的两端子电压，所述电压比较模块与电压采集模块连接将所述两端子电压相比较，所述计时模块用于检测所述起动机的通电时间/所述第一功率管的导通时间/所述第二功率管的导通时间，所述控制单元与所述电压比较模块和计时模块分别连接，且所述控制单元基于所述电压比较模块及/或所述计时模块导通/不导通/截至所述第一功率管及/或所述第二功率管。
[0031]上述的阶跃软啮合起动机，其中，所述电压采集模块包括:
[0032]第一电压采集模块，与所述控制电源端子或所述电磁开关的电源端子连接以采集控制电源端子电压或电磁开关电源端子电压；以及
[0033]第二电压采集模块，与所述电机的输入端子连接以采集电机输入端子电压。
[0034]本发明进一步提供一种阶跃软啮合起动机的控制方法，通过如上述的电子控制装置进行控制，包括有步骤:
[0035]S140，起动机起动一 Tl时间后，逻辑控制模块基于起动机的端子电压判断电磁开关的触点是否已经闭合，如果是，控制第一功率管继续导通；如果不是，控制第一功率管和第二功率管皆导通，以使电机中产生一阶跃性的扭矩。
[0036]上述的阶跃软啮合起动机的控制方法，其中，在所述步骤S140中，于控制第一功率管和第二功率管皆导通后，还包括:
[0037]步骤S1440，判断第二功率管导通时间是否超过一设定的时间T2，如果是，控制第二功率管截止；如果不是，控制第一功率管和第二功率管继续导通。
[0038]上述的阶跃软啮合起动机的控制方法，其中，在所述步骤S140之前，还包括步骤:
[0039]S120，判断控制电源端子电压是否大于或等于设定的电压值Ul，如果是，控制第一功率管不导通；如果不是，控制第一功率管导通。
[0040]上述的阶跃软啮合起动机的控制方法，其中，在所述步骤S140之前，还包括步骤:
[0041]S120，判断电磁开关电源端子电压是否大于