本發(fā)明涉及特種車輛取力發(fā)電機啟動和監(jiān)控技術(shù)，具體為一種取力發(fā)電機啟動監(jiān)控裝置及方法。

背景技術(shù)：

某特種車輛的上裝設(shè)備在行軍階段需要供電工作，通過采用單一的底盤發(fā)動機動力源帶動取力發(fā)電機工作供電。但上裝設(shè)備對供電品質(zhì)要求較高，同時底盤發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化寬(600r/min～2100r/min)，在如此寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)要求取力發(fā)電機在各轉(zhuǎn)速工況發(fā)電和供電正常是個具有困難的問題。取力發(fā)電機不僅要給上裝設(shè)備供電，還需要給特種車輛的上裝蓄電池組充電。當(dāng)?shù)妆P發(fā)動機轉(zhuǎn)速在600r/min～750r/min范圍內(nèi)，同時上裝蓄電池組嚴重虧電的情況下(蓄電池組電壓會達到22V及以下)，取力發(fā)電機工作的軸功率超載，皮帶會出現(xiàn)打滑、發(fā)熱，進入取力發(fā)電機不工作的故障狀態(tài)。因此需發(fā)明一種取力發(fā)電機啟動和監(jiān)控裝置對取力發(fā)電機進行控制，保證在上述任意轉(zhuǎn)速工況下都能正常工作，滿足給上裝設(shè)備供電和蓄電池組充電的功能需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)成簡單、自動化程度高、模塊化設(shè)計、易于實現(xiàn)的取力發(fā)電機啟動和監(jiān)控裝置及方法，實現(xiàn)了一鍵啟動底盤發(fā)動機和任意工況下取力發(fā)電機可靠發(fā)電和供電的功能，同時具備取力發(fā)電機故障監(jiān)測功能，保證取力發(fā)電機操作簡單、運行可靠、信息化程度高。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：一種取力發(fā)電機啟動監(jiān)控裝置及方法，它由發(fā)電機監(jiān)控模塊、程控啟動模塊和操作模塊構(gòu)成。通過按下操作模塊上的發(fā)電機開關(guān)，在程控啟動模塊和發(fā)電機監(jiān)控模塊的配合下，自動啟動底盤發(fā)動機，控制取力發(fā)電機工作，實現(xiàn)取力發(fā)電機發(fā)電和供電自動化流程。

發(fā)電機監(jiān)控模塊由自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)、電流傳感器、電流檢測單元、電壓檢測單元、欠速檢測單元、驅(qū)動單元、CAN總線接口1、微處理器1和液晶屏組成。

AVR的作用是控制取力發(fā)電機起勵、建壓、勵磁、輸出穩(wěn)定電壓和保護取力發(fā)電機。在底盤發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，AVR設(shè)定轉(zhuǎn)速拐點，控制取力發(fā)電機輸出降壓，從而降低輸出功率功能，保證取力發(fā)電機的皮帶不出現(xiàn)打滑故障。AVR具有采集取力發(fā)電機電壓信號、電流信號、取力發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，能夠進行取力發(fā)電機保護功能。

電流傳感器采集取力發(fā)電機的輸出電流信號，將信號送入AVR和電流檢測單元進行處理。

電流檢測單元檢測電流傳感器的輸出信號，并送入到微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機電流監(jiān)測信號。

電壓檢測單元檢測取力發(fā)電機電壓，將電壓信號送入微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機電壓監(jiān)測信號。

欠速檢測單元檢測取力發(fā)電機轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速信號送入微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機欠速監(jiān)測信號。

驅(qū)動單元由發(fā)電繼電器、供電接觸器、報警繼電器、發(fā)電指示繼電器、供電指示繼電器組成，主要功能是：驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制發(fā)電繼電器，接通取力發(fā)電機勵磁電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電接觸器，接通取力發(fā)電機供電輸出；在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制報警繼電器，接通報警電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制發(fā)電指示繼電器，接通發(fā)電指示電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電指示繼電器，接通供電指示電路。

CAN總線接口1用于與CAN總線接口2通信使用。

微處理器1用于發(fā)電機監(jiān)控模塊進行各種信號的處理和任務(wù)調(diào)度。

液晶屏用于顯示取力發(fā)電機的運行電壓、電流、轉(zhuǎn)速、總工作時間和故障信息。

程控啟動模塊由輸入開關(guān)檢測單元、啟動驅(qū)動單元、取力輸出驅(qū)動單元、升速輸出驅(qū)動單元、熄火輸出驅(qū)動單元、微處理器2、CAN總線接口2組成。

輸入開關(guān)檢測單元接受發(fā)電機開關(guān)信號，輸入信號到微處理器2進行處理。

啟動驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機啟動繼電器的供電電路。

取力輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通取力電磁閥的供電電路。

升速輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機的升速電路。

熄火輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機的熄火電路。

微處理器2用于程控啟動模塊進行各種信號的處理和任務(wù)調(diào)度使用。

CAN總線接口2用于與CAN總線接口1通信使用，同時接受底盤發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號和變速箱的檔位信號。

操作模塊由發(fā)電機開關(guān)、斷電開關(guān)、發(fā)電指示燈、供電指示燈和報警指示燈組成。

發(fā)電機開關(guān)用于將啟動信號接入到輸入開關(guān)檢測單元，接通程控取力模塊和發(fā)電機監(jiān)控模塊的供電電源。

斷電開關(guān)用于輸出斷電信號到微處理器1。

發(fā)電指示燈用于接收發(fā)電指示電路的電信號，在取力發(fā)電機發(fā)電正常后進行狀態(tài)指示。

供電指示燈用于接收供電指示電路的電信號，在取力發(fā)電機供電正常后進行狀態(tài)指示。

報警指示燈用于接收報警電路的電信號，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速的故障時，進行報警指示。

本發(fā)明一種取力發(fā)電機啟動監(jiān)控裝置及方法，啟動監(jiān)控方法是：

第一步，按下發(fā)電機開關(guān)，給發(fā)電機監(jiān)控模塊和程控啟動模塊供電，微處理器2通過CAN總線接口2獲取底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為駐車狀態(tài)，微處理器2控制啟動驅(qū)動單元輸出，接通啟動繼電器的供電電路，啟動繼電器閉合帶動啟動機運轉(zhuǎn)，之后啟動機帶動底盤發(fā)動機運轉(zhuǎn)，底盤發(fā)動機啟動完成。微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動，延時1s后，微處理器2控制升速輸出驅(qū)動單元輸出，自動接通底盤發(fā)動機的升速電路，底盤發(fā)動機升速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速范圍為1000r/min～2100r/min。

第二步，微處理器2通過CAN總線接口2發(fā)送取力電磁閥通電工作的信息到CAN總線接口1，微處理器1通過CAN總線接口1接收取力電磁閥通電工作的信息，控制發(fā)電繼電器通電，接通取力發(fā)電機勵磁電路，AVR控制取力發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電，并根據(jù)底盤發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行取力發(fā)電機電壓調(diào)整。在發(fā)電正常的情況下，微處理器1控制發(fā)電指示繼電器，接通發(fā)電指示電路，在發(fā)電指示燈上進行狀態(tài)指示。隨后微處理器1控制供電接觸器通電，取力發(fā)電機供電輸出，在供電正常的情況下，微處理器1控制供電指示繼電器，接通供電指示電路，供電指示燈顯示供電狀態(tài)。

第三步，在需要關(guān)閉取力發(fā)電機時，按下斷電開關(guān)，輸出斷電信號到微處理器1，微處理器1控制供電接觸器和供電指示繼電器斷開，取力發(fā)電機斷開輸出，供電指示燈熄滅。隨后微處理器1控制發(fā)電繼電器和發(fā)電指示繼電器斷開，取力發(fā)電機斷開發(fā)電，發(fā)電指示燈熄滅。

第四步，微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為駐車條件時，微處理器2控制升速輸出驅(qū)動單元斷開，底盤發(fā)動機降速到怠速狀態(tài)。延時1s后，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動。延時1s后，微處理器2控制熄火輸出驅(qū)動單元輸出，自動接通底盤發(fā)動機的熄火電路，底盤發(fā)動機降速并熄火，之后微處理器2控制熄火輸出驅(qū)動單元斷開。

第五步，斷開發(fā)電機開關(guān)，進行發(fā)電機監(jiān)控模塊和程控啟動模塊斷電。

啟動監(jiān)控方法第一步中，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動。

啟動監(jiān)控方法第二步中，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，AVR對取力發(fā)電機進行故障保護，在液晶屏顯示故障；同時微處理器1自動控制報警繼電器，接通報警電路，在報警指示燈上進行故障指示。

啟動監(jiān)控方法第四步中，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是：1、構(gòu)成簡單、模塊化設(shè)計。2、具備故障監(jiān)測功能，縮短維修時間。3、操作取力發(fā)電機自動化程度高、運行可靠，簡化了人為操作，方便了用戶使用，保證操作流程自動化一鍵實施。

附圖說明

圖1為一種取力發(fā)電機啟動監(jiān)控裝置原理圖

圖2為取力發(fā)電機啟動監(jiān)控流程圖

具體實施方式

下面通過借助實施例更加詳細地說明本發(fā)明，但以下實施例僅是說明性的，本發(fā)明的保護范圍并不受這些實施例的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供的一種取力發(fā)電機啟動監(jiān)控裝置，由發(fā)電機監(jiān)控模塊、程控啟動模塊和操作模塊構(gòu)成。

通過按下操作模塊上的發(fā)電機開關(guān)，在程控啟動模塊和發(fā)電機監(jiān)控模塊的配合下，自動啟動底盤發(fā)動機，控制取力發(fā)電機工作，實現(xiàn)取力發(fā)電機發(fā)電和供電自動化流程。

發(fā)電機監(jiān)控模塊由自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)、電流傳感器、電流檢測單元、電壓檢測單元、欠速檢測單元、驅(qū)動單元、CAN總線接口1、微處理器1和液晶屏組成。

AVR的作用是控制取力發(fā)電機起勵、建壓、勵磁、輸出穩(wěn)定電壓和保護取力發(fā)電機。在底盤發(fā)動機轉(zhuǎn)速600r/min～750r/min范圍內(nèi)，AVR設(shè)定轉(zhuǎn)速拐點，控制取力發(fā)電機輸出降壓，并規(guī)定電壓不低于25.6V，從而降低取力發(fā)電機帶載功率功能，保證取力發(fā)電機的皮帶不出現(xiàn)打滑故障。AVR具有采集取力發(fā)電機電壓信號、電流信號、取力發(fā)電機轉(zhuǎn)速信號，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，能夠進行取力發(fā)電機保護功能。

電流傳感器采集取力發(fā)電機的輸出電流信號，將信號送入AVR和電流檢測單元進行處理。

電流檢測單元檢測電流傳感器的輸出信號，并送入到微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機電流監(jiān)測信號。

電壓檢測單元檢測取力發(fā)電機電壓，將電壓信號送入微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機電壓監(jiān)測信號。

欠速檢測單元檢測取力發(fā)電機轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速信號送入微處理器1進行處理，作為取力發(fā)電機欠速監(jiān)測信號。

驅(qū)動單元由發(fā)電繼電器、供電接觸器、報警繼電器、發(fā)電指示繼電器、供電指示繼電器組成，主要功能是：驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制發(fā)電繼電器，接通取力發(fā)電機勵磁電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電接觸器，接通取力發(fā)電機供電輸出；在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制報警繼電器，接通報警電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制發(fā)電指示繼電器，接通發(fā)電指示電路；驅(qū)動單元接收微處理器1的指令，自動控制供電指示繼電器，接通供電指示電路。

CAN總線接口1用于與CAN總線接口2通信使用。

微處理器1用于發(fā)電機監(jiān)控模塊進行各種信號的處理和任務(wù)調(diào)度。

液晶屏用于顯示取力發(fā)電機的運行電壓、電流、轉(zhuǎn)速、總工作時間和故障信息。

程控啟動模塊由輸入開關(guān)檢測單元、啟動驅(qū)動單元、取力輸出驅(qū)動單元、升速輸出驅(qū)動單元、熄火輸出驅(qū)動單元、微處理器2、CAN總線接口2組成。

輸入開關(guān)檢測單元接受發(fā)電機開關(guān)信號，輸入信號到微處理器2進行處理。

啟動驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機啟動繼電器的供電電路。

取力輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通取力電磁閥的供電電路。

升速輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機的升速電路。

熄火輸出驅(qū)動單元接受微處理器2的指令，自動接通底盤發(fā)動機的熄火電路。

微處理器2用于程控啟動模塊進行各種信號的處理和任務(wù)調(diào)度使用。

CAN總線接口2用于與CAN總線接口1通信使用，同時接受底盤發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號和變速箱的檔位信號。

操作模塊由發(fā)電機開關(guān)、斷電開關(guān)、發(fā)電指示燈、供電指示燈和報警指示燈組成。

發(fā)電機開關(guān)用于將啟動信號接入到輸入開關(guān)檢測單元，接通程控取力模塊和發(fā)電機監(jiān)控模塊的供電電源。

斷電開關(guān)用于輸出斷電信號到微處理器1。

發(fā)電指示燈用于接收發(fā)電指示電路的電信號，在取力發(fā)電機發(fā)電正常后進行狀態(tài)指示。

供電指示燈用于接收供電指示電路的電信號，在取力發(fā)電機供電正常后進行狀態(tài)指示。

報警指示燈用于接收報警電路的電信號，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速的故障時，進行報警指示。

如圖2所示，本發(fā)明提供的取力發(fā)電機啟動監(jiān)控流程圖。

第一步，按下發(fā)電機開關(guān)，給發(fā)電機監(jiān)控模塊和程控啟動模塊供電，微處理器2通過CAN總線接口2獲取底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為駐車狀態(tài)，微處理器2控制啟動驅(qū)動單元輸出，接通啟動繼電器的供電電路，啟動繼電器閉合帶動啟動機運轉(zhuǎn)，之后啟動機帶動底盤發(fā)動機運轉(zhuǎn)，底盤發(fā)動機啟動完成。微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動，延時1s后，微處理器2控制升速輸出驅(qū)動單元輸出，自動接通底盤發(fā)動機的升速電路，底盤發(fā)動機升速到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1500r/min。

第二步，微處理器2通過CAN總線接口2發(fā)送取力電磁閥通電工作的信息到CAN總線接口1，微處理器1通過CAN總線接口1接收取力電磁閥通電工作的信息，控制發(fā)電繼電器通電，接通取力發(fā)電機勵磁電路，AVR控制取力發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電，并根據(jù)底盤發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行取力發(fā)電機電壓調(diào)整。在發(fā)電正常的情況下，微處理器1控制發(fā)電指示繼電器，接通發(fā)電指示電路，在發(fā)電指示燈上進行狀態(tài)指示。隨后微處理器1控制供電接觸器通電，取力發(fā)電機供電輸出，在供電正常的情況下，微處理器1控制供電指示繼電器，接通供電指示電路，供電指示燈顯示供電狀態(tài)。

第三步，在需要關(guān)閉取力發(fā)電機時，按下斷電開關(guān)，輸出斷電信號到微處理器1，微處理器1控制供電接觸器和供電指示繼電器斷開，取力發(fā)電機斷開輸出，供電指示燈熄滅。隨后微處理器1控制發(fā)電繼電器和發(fā)電指示繼電器斷開，取力發(fā)電機斷開發(fā)電，發(fā)電指示燈熄滅。

第四步，微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為駐車條件時，微處理器2控制升速輸出驅(qū)動單元斷開，底盤發(fā)動機降速到怠速狀態(tài)。延時1s后，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動。延時1s后，微處理器2控制熄火輸出驅(qū)動單元輸出，自動接通底盤發(fā)動機的熄火電路，底盤發(fā)動機降速并熄火，之后微處理器2控制熄火輸出驅(qū)動單元斷開。

第五步，斷開發(fā)電機開關(guān)，進行發(fā)電機監(jiān)控模塊和程控啟動模塊斷電。

啟動監(jiān)控方法第一步中，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元輸出，接通取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動。

啟動監(jiān)控方法第二步中，在取力發(fā)電機出現(xiàn)過壓、過流和欠速故障時，AVR對取力發(fā)電機進行故障保護，在液晶屏顯示故障；同時微處理器1自動控制報警繼電器，接通報警電路，在報警指示燈上進行故障指示。

啟動監(jiān)控方法第四步中，當(dāng)微處理器2判別底盤發(fā)動機及變速箱的狀態(tài)為非駐車條件時，微處理器2控制取力輸出驅(qū)動單元斷開，自動斷開取力電磁閥的供電電路，取力發(fā)電機停止轉(zhuǎn)動。

以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。