基于单片机控制的汽车启动控制盒的制作方法
【专利摘要】本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒，司机离车时可以人为的设定汽车发动机的启动时间间隔和工作时间，可实现在寒冷天气情况下，发动机自动启动点火和熄火，通过发动机运转来进行暖车工作，保证下次出行可以顺利启动发动机。不再使用车钥匙和点火开关启动发动机，利用单片机内置的软件程序，通过数码键盘的数字键和功能键盘来启动发动机，实现科学合理的启动过程控制，保护启动机，并且延长启动机的工作寿命，避免了由于点火开关的机械性故障造成的启动机通电时间过长而烧毁，同时具备防盗功能。本发明的控制盒还可以对启动机异常工作进行报警，提示司机及时进行操作，避免启动机意外烧毁。本发明的控制盒结构科学合理，操作简单。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于单片机控制的汽车启动控制盒，主要应用于大货车及农用车。 基于单片机控制的汽车启动控制盒
【背景技术】
[0002] 在天气比较寒冷的情况下，汽车会因为在外长时间停放，机油粘稠度增大、柴油 "挂腊"使汽车启动困难，影响司机的正常出行。同时，绝大多数货车仍然在使用传统的车钥 匙启动汽车，靠人为经验来判断启动是否成功。这种方法经常会因为司机经验不足造成点 火开关的机械结构损坏，或者因为启动机通电时间过长造成启动机过热烧毁。
[0003] 当遇到发动机启动困难，通常的做法是用热水、烘烤等对机油箱、管路进行加温， 还有对柴油箱内柴油进行电加温的解决方式。这些方法不仅费时、费力，不能彻底解决出现 的问题，而且还不安全，容易造成事故。当前，虽然有一些技术手段来控制启动的过程，保护 启动机，但是，因为各种条件限制，使得这些技术的应用范围受限。
【发明内容】
[0004] 为了解决已有技术存在的问题，本发明提供了基于单片机控制的汽车启动控制 盒。
[0005] 本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒包括点火开关、发电机、启动机、 电源、A/D转换组件、单片机、数码键盘、显示窗、驱动器、继电器、蜂鸣器；所述的点火开关、 发电机、启动机均是汽车的原有配品； 单片机与电源、点火开关顺次相连；点火开关与继电器相连；单片机与A/D转换组件、 发电机顺次相连，采集发动机转速信号，转化为发动机启动信号；单片机与A/D转换组件、 启动机顺次相连，采集启动机励磁线圈通电信号，转化为启动机工作信号；单片机与数码键 盘、显示窗连接，接收数码键的指令，并且在显示窗上显示相关信息；单片机与驱动器相连， 驱动器对单片机发出的指令进行放大处理；驱动器与继电器、蜂鸣器相连，驱动器将单片机 发出的指令进行放大后，控制蜂鸣器、继电器进行工作；所述的继电器是继电器组，包含3 个相同的继电器，继电器分别控制点火开关接通，控制发动机启动、发动机熄火、娱乐模式 选择、冬季模式选择； 所述的点火开关内部有如下接线：15线、30线、ACC线、0N线，30线直接与车载电瓶相 连，30线与15接线接通时，用于启动发动机，30线与ACC接线接通时，为汽车的点烟器，娱 乐器等供电，30线与0N线接通时，为汽车的系统供电； 所述的电源是电源转换芯片，用于将车载电瓶电源转换为芯片能够使用的电源，电源 为整机供电； 所述的A/D转换组件用于将发电机和启动机的状态的模拟信号转换为单片机能识别 处理的数字信号； 单片机中存储有软件，进行人机交互、命令处理、控制和数据存贮； 所述的数码键盘包含数字键有0-9数字键和点火键、冬季模式键、娱乐模式键、熄火 键、设置键、回退键、确认键； 所述的点火键、熄火键，实现汽车发动机的启动、熄火功能，代替车钥匙的点火、熄火操 作； 所述的娱乐模式键，实现司机不启动发动机的条件下，使用收音机、CD机或使用点烟器 的操作； 司机通过所述的冬季模式键与数码键盘的数字键配合，给汽车设定发动机自启动的时 间间隔和发动机工作时间，保证司机在离开汽车后，单片机能自行控制发动机自动点火、熄 火、运转，通过发动机怠速运转，实现给机油进行加温的操作，为了在冬季时，实现低温自启 动"暖车"功能，保证司机在启动汽车时，不受低温的影响， 所述的设置键能实现对控制盒的密码设置、修改、清除的操作，以实现只有本车司机才 能操作驾驶该车；还可以对该车的使用时间进行查看和清除；设置该项功能的目的，主要 是为了产品的售后维修服务提供信息； 所述的回退键用于返回上一菜单功能或者修改输错的数字操作； 所述的确认键用于对功能键的操作以及指令进行确认操作； 所述的显示窗是液晶显示屏，用于信息显示； 所述的蜂鸣器，能提供启动机的工作报警：（1)启动机的工作报警，只要启动机通电的 时候，该工作状态会经过A/D组件转变为数字信号送入单片机，单片机内置程序将发出指 令到驱动器，经过放大后控制蜂鸣器鸣响，提示司机启动机在工作；在发动机启动成功后， 启动机退出工作，该鸣响消失；（2)启动机非正常工作报警：汽车在正常运行中，如果出现 意外情况使启动机内部励磁导线搭接通电，启动机开始工作，蜂鸣器鸣响报警；由于汽车在 正常运行中，司机在驾驶舱内无法感知，就会出现启动机超时工作而被烧毁的结果，为了对 司机进行提示，设置了启动机非正常工作报警。当司机确认属于意外情况，就可以采取必要 的措施，防止启动机被意外烧毁，造成损失； 单片机6中存储的软件流程图，如图3-8所示。
[0006] 有益效果：本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒，司机离车时可以人 为的设定汽车发动机的启动时间间隔和工作时间，可实现在寒冷天气情况下，发动机自动 启动点火和熄火，通过发动机运转来进行暖车工作，保证下次出行可以顺利启动发动机。同 时，不再使用车钥匙和点火开关启动发动机，而是利用单片机内置的软件程序，通过数码键 盘的数字键和功能键盘来启动发动机，实现科学合理的启动过程控制，保护启动机，并且延 长启动机的工作寿命，从根本上避免了由于点火开关的机械性故障造成的启动机通电时间 过长而烧毁，同时也具备防盗功能。本发明的控制盒还可以对启动机异常工作进行报警，提 示司机及时进行操作，避免启动机意外烧毁。本发明的控制盒，结构科学合理，操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒结构示意图的方框图。
[0008] 图2是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒数码键盘7和显示窗8的 结构示意方框图。
[0009] 图3是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的主流程图。
[0010]图4是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的发动机启动子程序流 程图。
[0011] 图5是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的发动机熄火子程序流 程图。
[0012] 图6是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的发动机熄火子程序流 程图。
[0013] 图7是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的冬季模式子程序流程 图。
[0014] 图8是本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒的设置子程序流程图。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 本发明提供的基于单片机控制的汽车启动控制盒包括点火开关1、发电机2、启动机3、 电源4、A/D转换组件5、单片机6、数码键盘7、显示窗8、驱动器9、继电器10、蜂鸣器11 ;所 述的点火开关1、发电机2、启动机3均是汽车的原有配品； 单片机6与电源4、点火开关1顺次相连；点火开关1与继电器10相连；单片机6与A/ D转换组件5、发电机2顺次相连，采集发动机转速信号，转化为发动机启动信号；单片机6 与A/D转换组件5、启动机3顺次相连，采集启动机励磁线圈通电信号，转化为启动机工作信 号；单片机6与数码键盘7、显示窗8连接，接收数码键7的指令，并且在显示窗8上显示相 关信息；单片机6与驱动器9相连，驱动器9对单片机发出的指令进行放大处理；驱动器9 与继电器10、蜂鸣器11相连，驱动器9将单片机6发出的指令进行放大后，控制蜂鸣器11、 继电器10进行工作；所述的继电器10是继电器组，包含3个相同的继电器，继电器分别与 控制点火开关1接通，控制发动机启动、发动机熄火、参数设置、娱乐模式选择、冬季模式选 择； 所述的点火开关1内部有如下接线：15线、30线、ACC线、0N线，30线直接与车载电瓶 相连，30线与15接线相连，用于启动发动机，30线与ACC接线相连，为汽车的点烟器，娱乐 器等供电，30线与0N线相连，为汽车的系统供电； 所述的电源4是电源转换芯片，用于将车载电瓶电源转换为芯片能够使用的电源，电 源4为整机供电； 所述的A/D转换组件5用于将发电机和启动机的状态的模拟信号转换为单片机能识别 处理的数字信号； 单片机6中存储有软件，进行人机交互、命令处理、控制和数据存贮； 所述的数码键盘7包含数字键有0-9数字键和点火键、冬季模式键、娱乐模式键、熄火 键、设置键、回退键、确认键； 所述的点火键、熄火键，实现汽车发动机的启动、熄火功能，代替车钥匙的点火、熄火操 作； 所述的娱乐模式键，实现司机不启动发动机的条件下，使用收音机、CD机或使用点烟器 的操作； 司机通过所述的冬季模式键与数码键盘7的数字键配合，给汽车设定发动机自启动的 时间间隔和发动机工作时间，保证司机在离开汽车后，单片机6能自行控制发动机自动点 火、熄火、运转，通过发动机怠速运转，实现给机油进行加温的操作，为了在冬季时，实现低 温自启动"暖车"功能，保证司机在启动汽车时，不受低温的影响， 所述的设置键能实现对控制盒的密码设置、修改、清除的操作，以实现只有本车司机才 能操作驾驶该车；还可以对该车的使用时间进行查看和清除；设置该项功能的目的，主要 是为了产品的售后维修服务提供信息； 所述的回退键用于返回上一菜单功能或者修改输错的数字操作； 所述的确认键用于对功能键的操作以及指令进行确认操作； 所述的显示窗8是液晶显示屏，用于信息显示； 所述的蜂鸣器11，能提供启动机的工作报警：（1)启动机的工作报警，只要启动机3通 电工作的时候，该工作状态会经过A/D组件5转变为数字信号送入单片机6,单片机6内置 程序将发出指令到驱动器9,经过放大后控制蜂鸣器11鸣响，提示司机启动机在工作；在发 动机启动成功后，启动机退出工作，该鸣响消失；（2)启动机非正常工作报警：汽车在正常 运行中，如果出现意外情况使启动机3内部导线搭接通电，启动机开始工作，蜂鸣器11鸣 响报警；由于汽车在正常运行中，司机在驾驶舱内无法感知，就会出现启动机3超时工作而 被烧毁的结果，为了对司机进行提示，设置了启动机非正常工作报警，司机确认属于意外情 况，就可以采取必要的措施，防止启动机被意外烧毁，造成损失； 单片机6中存储的软件流程图，如图3-8所示。
[0016] 如附图3所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的主程序如下： 进行步骤601，上电； 进行步骤602,显示公司标志； 进行步骤603,系统进行自检； 进行步骤604,进行自检判断；自检未通过，进行步骤605 ;自检通过，进行步骤607 ; 进行步骤605,显示窗8的液晶显示屏显示系统未通过警告文字； 进行步骤606,系统停止执行命令。
[0017] 进行步骤607,显示窗8的液晶显示屏显示主菜单页面，等待选择功能键； 进行步骤608,选择面板上不同功能的按键，进入相应的选择功能； 进行步骤100,按压点火键，进入启动发动机子程序，参见说明书附图4,具体执行步骤 101-115 ； 步骤200,按压熄火键，进入发动机熄火子程序，参见说明书附图5,具体执行步骤 201-207 ； 步骤300,按压娱乐模式键，进入娱乐模式子程序，参见说明书附图7,具体执行步骤 301-308 ； 步骤400,按压冬季模式键，进入冬季模式子程序，参见说明书附图8,具体执行步骤 401-408 ； 步骤500,按压设置键，进入设置子程序，进行密码和查看使用时间子程序，参见说明书 附图6,具体执行步骤501-523 ; 在子程序结束后，均返回主菜单页面； 如附图4所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的发动机启动子程序如 下： 步骤101，在数码键盘7上按压启动键，在数码键盘上7输入密码； 进行步骤102,按压确认键，确认密码正确后，单片机6发出启动命令； 进行步骤103,判断发动机是否在运转？是，进行步骤114,判断为发动机启动成功； 否，发动机未运转，则执行步骤104 ; 进行步骤104,执行10秒启动，启动时间被控制不超过10秒； 进行步骤105,10秒钟内，判断是否成功？是，进行步骤114,如10秒内未成功，则执行 步骤106 ; 进行步骤106,等待15秒，以利于启动机进行散热，15秒后执行步骤107 ; 进行步骤107,进行第二次10秒启动； 进行步骤108,10秒钟内，判断是否成功？是，进行步骤114,否，则执行步骤109 ; 进行步骤109,等待15秒，以利于启动机进行散热，15秒后，执行步骤110 ; 进行步骤110,进行第三次30秒启动； 进行步骤111，判断30秒启动是否成功？是，进行步骤114,否，执行步骤112 ; 进行步骤112,自动进行熄火操作；该熄火命令是内置程序发出的，不需要人为按压数 码键盘的熄火按键； 进行步骤113,显示窗（8)的液晶显示屏显示："启动失败，检查相关部件"的文字提示； 进行步骤114,判断系统启动成功； 进行步骤115,结束，启动过程结束。
[0018] 如附图5所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的发动机熄火子程 序如下： 进行步骤201，在数码键盘7上按下熄火键，单片机6发出熄火命令； 进行步骤202,判断发动机是否在运转中？否，执行步骤207,返回系统主菜单；是，则 执行步骤203 ; 进行步骤203,显示窗（8)的液晶显示屏显示："确认熄火"；提示司机确认是否熄火？ 防止车辆在运行时，司机不小心触碰到"熄火"按键，造成车辆发动机立即熄火，而进入不安 全状态，司机再次按压数码键盘7的"熄火"键后，单片机6接受到熄火命令后，进行步骤 204,执行熄火命令；否则执行步骤207,返回系统主菜单； 进行步骤204,单片机6将熄火的命令输出到驱动器9,信号经过放大后控制继电器10 断开，继电器10的工作触点控制了点火开关1接线断开，控制发动机熄火； 进行步骤205,单片机通过A/D组件5转换的发电机2的传感信号进行发动机工作状态 判断熄火是否成功？是，执行步骤207,则返回系统主菜单，否，则执行步骤206 ; 进行步骤206,显示窗（8)的液晶显示屏显示警告语，提示司机熄火未成功，进行相应 处理； 进行步骤207,结束，返回系统主菜单。
[0019] 如附图6所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的娱乐模式子程序 说明，参见说明书附图6: 进行步骤301，在数码键盘7上按下娱乐模式键，单片机6发出娱乐模式指令； 步骤302,判断发动机是否运转？是，车内系统有电，则进行步骤306,在显示屏8上显 示"发动机正在运转"，提示司机按键无效，可以正常使用车载收音机等功能；否，进行步骤 303 ； 进行步骤303,单片机6内置的程序输出控制命令到驱动器9,信号放大后到继电器10， 继电器吸合，继电器工作触点控制电瓶电源向相应的收音机、CD机或使用点烟器通电，使其 工作； 进行步骤304,是否退出娱乐模式？是，按压娱乐模式键者回退键，则执行步骤305 ; 否，始终保持着娱乐模式； 进行步骤305,娱乐模式结束，单片机6内置的程序停止输出控制命令，继电器断开，断 电； 进行步骤306,显示窗8的液晶显示屏显示"发动机正在运转"； 进行步骤307,延时2秒； 进行步骤308,返回主菜单。
[0020] 如附图7所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的冬季模式子程序 如下： 进行步骤401，在数码键盘7上按下冬季模式键，单片机6发出冬季模式命令； 进行步骤402,通过数码键盘输入要设定的发动机工作时间间隔和发动机工作时间； 进行步骤403,判断是按压冬季模式键或者是启动键？是按压启动键，进行步骤404 ; 是按压冬季模式键，进行步骤405 ; 进行步骤404,按压启动键，发动机进行启动，启动成功后执行步骤407 ; 进行步骤405，按压冬季模式键，系统开始计时，延时时间等待，达到设定的发动机工 作时间间隔后，执行步骤406 ; 进行步骤406，发动机执行启动命令，启动成功后执行步骤407 ; 进行步骤407,系统计时，当达到设定的发动机工作时间后，执行步骤408 ; 进行步骤408,发动机熄火，返回步骤405,开始下一轮计时等待； 如附图8所示，基于单片机控制的汽车启动控制盒的软件程序的设置子程序如下： 进行步骤501，按压设置键，单片机6发出设置指令； 进行步骤502,通过数码键盘7,选择密码设置或者时间设置；选择密码设置，进行步骤 503 ;选择时间设置，进行步骤515 ; 进行步骤503,设置密码； 进行步骤504,修改密码或清除密码？清除密码，行步骤505 ;修改密码，进行步骤509 ; 选择进行用户密码修改或者用户密码清除功能； 进行步骤505,输入厂家的密码； 进行步骤506,密码验证，密码正确，执行步骤507,否则返回505,重新输入； 进行步骤507,清除密码； 进行步骤508,结束，系统重启； 进行步骤509,输入用户密码； 进行步骤510,进行密码验证；密码正确，执行步骤511，否则返回509,重新输入； 进行步骤511，输入新密码； 进行步骤512,再次输入新密码； 进行步骤513,进行两次输入密码对比，如果输入不一致，返回步骤511，重新输入，如 果输入一致，执行步骤514; 进行步骤514,新密码设定成功，结束返回设置界面， 进行步骤515,输入厂家密码； 进行步骤516,进行密码验证；如密码正确，执行步骤517,如密码不正确，返回步骤 515,重新输入； 进行步骤517,设置时间； 进行步骤518,设置时间类型选择；进行日期设定，执行步骤519,进行时间设定，执行 步骤520,时间查看，执行步骤521 ;时间清除，执行步骤522 ; 进行步骤519,输入日期； 进行步骤520,输入时间； 进行步骤521，查看使用时间； 进行步骤522,清除使用时间； 进行步骤523,返回设置主菜单。
【权利要求】
1. 一种基于单片机控制的汽车启动控制盒，其特征在于，包括点火开关（1)、发电机 (2)、启动机（3)、电源（4)、A/D转换组件（5)、单片机（6)、数码键盘（7)、显示窗（8)、驱动 器（9)、继电器（10)、蜂鸣器（11);所述的点（1)、发电机（2)、启动机（3)均是汽车的原有配 品； 单片机（6)与电源（4)、点火开关（1)顺次相连；点火开关（1)与继电器（10)相连；单 片机（6 )与A/D转换组件（5 )、发电机（2 )顺次相连，采集发动机转速信号，转化为发动机启 动信号；单片机（6)与A/D转换组件（5)、启动机（3)顺次相连，采集启动机励磁线圈通电信 号，转化为启动机工作信号；单片机（6)与数码键盘（7)、显示窗（8)连接，接收数码键（7) 的指令，并且在显示窗（8)上显示相关信息；单片机（6)与驱动器（9)相连，驱动器（9)对单 片机发出的指令进行放大处理；驱动器（9)与继电器（10)、蜂鸣器（11)相连，驱动器（9)将 单片机（6)发出的指令进行放大后，控制蜂鸣器（11)、继电器（10)进行工作；所述的继电器 (10)是继电器组，包含3个相同的继电器，继电器分别与控制点火开关（1)接通，控制发动 机启动、发动机熄火、参数设置、娱乐模式选择、冬季模式选择； 所述的点火开关（1)内部有如下接线：15线、30线、ACC线、ON线，30线直接与车载电 瓶相连，30线与15接线相连，用于启动发动机，30线与ACC接线相连，为汽车的点烟器，娱 乐器等供电，30线与ON线相连，为汽车的系统供电； 所述的电源（4)是电源转换芯片，用于将车载电瓶电源转换为芯片能够使用的电源，电 源（4)为整机供电； 所述的A/D转换组件（5)用于将发电机和启动机的状态的模拟信号转换为单片机能识 别处理的数字信号； 单片机（6)中存储有软件，进行人机交互、命令处理、控制和数据存贮； 所述的数码键盘（7)包含数字键有0-9数字键和点火键、冬季模式键、娱乐模式键、熄 火键、设置键、回退键、确认键； 所述的点火键、熄火键，实现汽车发动机的启动、熄火功能，代替车钥匙的点火、熄火操 作； 所述的娱乐模式键，实现司机不启动发动机的条件下，使用收音机、CD机或使用点烟器 的操作； 司机通过所述的冬季模式键与数码键盘（7)的数字键配合，给汽车设定发动机自启动 的时间间隔和发动机工作时间，保证在冬季时，司机在离开汽车后，单片机（6)能自行控制 发动机自动点火、熄火、运转，通过发动机怠速运转，实现给机油进行加温的操作； 所述的设置键能实现对控制盒的密码设置、修改、清除的操作；还可以对该车的使用时 间进行查看和清除； 所述的回退键用于返回上一菜单功能或者修改输错的数字操作； 所述的确认键用于对功能键的操作以及指令进行确认操作； 所述的显示窗（8)是液晶显示屏，用于信息显示； 所述的蜂鸣器（11)，能提供启动机的工作报警：a.启动机的工作报警：只要启动机（3) 通电的时候，该工作状态会经过A/D组件（5)转变为数字信号送入单片机（6)，单片机（6)内 置程序将发出指令到驱动器（9)，经过放大后控制蜂鸣器（11)鸣响，提示司机启动机在工 作；在发动机启动成功后，启动机退出工作，该鸣响消失；b.启动机非正常工作报警：汽车 在正常运行中，如果出现意外情况使启动机（3)内部导线搭接通电，启动机开始工作，蜂鸣 器（11)鸣响报警。
【文档编号】F02P9/00GK104097595SQ201310116395
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月7日 优先权日:2013年4月7日
【发明者】王刚, 钟震山, 卢延辉 申请人:王刚