專利名稱：一種基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種報警保護系統，尤其涉及一種基于機油壓力的汽車汽 油機報警保護系統。
背景技術：
目前，汽車發動機機油壓力過低時，釆用機油壓力指示燈表示，它由蓄電 池、點火開關、報警燈、機油壓力開關等組成。機油壓力開關安裝在發動機主 油道上，靜態時閉合。接通汽車點火開關，機油壓力指示燈亮，隨著發動機的 運轉，機油壓力升高，達到一定壓力時，機油壓力開關的觸點斷開，機油壓力 指示燈熄滅，反之則機油壓力指示燈亮。由于發動機在不同的轉速，對機油壓 力的需求是不同的，現有的機油壓力開關不能判斷不同轉速下的機油壓力是否 合格。此外，由于駕駛員易忽略觀察機油壓力指示燈，造成發動機在低油壓等 不正常的情況下工作，對發動機造成一定的損壞。再者，當汽車發動機拖底后， 有可能會造成油底殼露油或機油泵與集濾器的聯結斷開，使機油泵給潤滑系統 提供油壓，對此大多駕駛員心存僥幸， 一次或多次起動發動機，造成發動機在 不同程度上損壞，往往使發動機軸瓦被燒，嚴重的曲軸燒蝕。
實用新型內容
針對現有技術的缺點，本實用新型的目的是提供一種監測發動機運轉在不 同狀況下的機油壓力，判斷機油壓力是否滿足發動機工況的要求，提醒駕駛員 注意， 一定情況下為保護發動機使之熄火的基于機油壓力的汽車汽油機報警保 護系統，本實用新型性能優越、反應靈敏、可靠、結構簡單且成本低。
為實現上述目的，本實用新型的技術方案為 一種基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，包括信號檢測模塊，中央處理模塊、報警保護模塊；信號
檢測模塊的輸出端與中央處理模塊輸入端連接，中央處理模塊的輸出端與報警
保護模塊的輸入端連接；
所述信號檢測模塊包括機油壓力傳感器和發動機轉速傳感器，機油壓力傳 感器通過機油壓力信號處理電路與中央處理模塊輸入端連接，發動機轉速傳感 器通過發動機轉速信號處理電路與中央處理模塊連接；
所述報警保護模塊包括分別與中央處理模塊連接的蜂鳴器、LED報警燈和控 制發動機供電電源的保護繼電器。
更進一步的，所述機油壓力傳感器為電子式機油壓力傳感器，所述機油壓 力信號處理電路為信號濾波電路。
更進一步的，所述發動機轉速傳感器為脈沖式、光電式或霍爾式曲軸位置 傳感器，所述發動機轉速信號處理電路為施密特觸發器。
更進一步的，所述中央處理模塊通過光電耦合器U2、放大三極管Q2與保護 繼電器的電磁線圏引腳連接，保護繼電器的中心觸點引腳接被斷開的發動機供 電電源一端，保護繼電器常閉觸點？ 1腳接被斷開的發動機供電電源另 一端。
為了防止駕駛員在保護繼電器使得汽車熄火后再次發動起動機，保護發動 機，該系統還包括與中央處理模塊輸入端連接的手動復位模塊，手動復位模塊 包括復位按鍵和復位電路，復位按鍵通過復位電路與中央處理模塊輸入端連接。
更進一步的，復位電路包括電阻R1、續流二極管D1、電解電容C1;電阻 Rl—端接中央處理模塊的RESSET 口，另一端接電源正極；續流二極管Dl的正 極接中央處理模塊的RESSET 口，負極接電源正極；電解電容C1正極接中央處 理模塊的RESSET口，負極接地；復位按鍵一端接中央處理模塊(2 )的RESSET 口，另一端接地。中央處理模塊設有數模轉換接口 。
為了防止發動機工作產生的電磁輻射，所述信號檢測模塊，中央處理模塊、 報警保護模塊上設置有屏蔽裝置并通過屏蔽線連接。
與現有技術相比，本實用新型根據通過監測發動機曲軸轉速傳感器判斷發
動機的工作狀態；通過監測電子式機油壓力傳感器判斷機油壓力能否滿足發動
機工作狀態的需求的基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，然后根據中央 處理模塊對發動機曲軸轉速和機油壓力的實時監測，判斷發動機機油壓力是否 滿足發動機工作的要求，并根據不同的狀態采取不同的報警或保護措施，如提 醒駕駛員注意， 一定情況下為保護發動機使之熄火。為了防止駕駛員在系統采 取保護措施使汽車熄火后再次強行發動起動機，該系統還設有手動復位模塊， 本實用新型性能優越、反應靈敏、可靠、結構簡單且成本較低。
圖l為本實用新型基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統框圖； 圖2為本實用新型基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統電路圖； 圖3為本實用新型工作程序流程圖。
具體實施方式
如圖l所示， 一種基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，包括信號檢 測模塊l，中央處理模塊2、報警保護模塊3;信號檢測模塊l的輸出端與中央 處理模塊2輸入端連接，中央處理模塊2的輸出端與報警保護模塊3的輸入端 連接。
信號檢測模塊1包括機油壓力傳感器11和發動機轉速傳感器12;報警保護 模塊3包括分別與中央處理模塊2連接的蜂鳴器31、 LED報警燈32和保護繼電 器33，所述保護繼電器33控制發動機供電電源。本實用新型還包括與中央處理模塊2輸入端連接的手動復位模塊4,以防止 駕駛員再次起動發動機，達到保護發動機的目的，其只有在對發動機潤滑系統 進行檢修后，維修人員通過復位按^t才能重新閉合發動機供電電源。
更進一步的，信號檢測模塊1的機油壓力傳感器11為電子式機油壓力傳感 器，發動機轉速傳感器12為曲軸轉速傳感器。機油壓力傳感器ll通過機油壓 力信號處理電路13與中央處理模塊2輸入端連接，發動機轉速傳感器12通過 發動機轉速信號處理電路14與中央處理模塊2連接；所述機油壓力信號處理電 路13為信號濾波電路，所述發動機轉速信號處理電路14為施密特觸發器。
另外，中央處理模塊2還包括單片機(帶A/D轉換接口 )、外部晶振電路、 5V直流電源，ADC供電電3各。
圖2為本實用新型基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統電路圖，包括 如下幾個模塊
中央處理模塊2:
包括單片機ATMEGE16、晶振CRYSTAL、電感L1、陶瓷電容C3、電容C4、電 容C5。
單片機ATMEGE16的AVCC 口接5V電源正極，單片機ATMEGE16的AVCC 口接 電感L1的一端，電感Ll的另一端接陶資電容C3的一端，陶瓷電容C3的另一 引腳接地，晶振CRYSTAL的一端接單片機ATMEGE16的XTAL1 口，晶振CRYSTAL 的另一端接單片機ATMEGE16的XTAL2 口，單片機ATMEGE16的XTAL1 口接電容 C4的一端，電容C4的另一端接地，單片機ATMEGE16的XTAL2 口接電容C5的一 端，電容C5的另一端接地。
單片機ATMEGE16的引腳10接5V電源正極，單片機ATMEGE16的引腳11和 單片機ATMEGE16的引腳31都接地。信號檢測模塊l:
包括為機油壓力傳感器11、發動機轉速傳感器12、機油壓力信號處理電路 13和發動機轉速信號處理電路14。機油壓力傳感器11通過機油壓力信號處理 電路13與中央處理模塊2輸入端連接，發動機轉速傳感器12通過發動機轉速 信號處理電路14與中央處理模塊2連接。
機油壓力傳感器11為電子式機油壓力傳感器，發動機轉速傳感器12為脈 沖式、光電式或霍爾式的曲軸位置傳感器。
所述機油壓力信號處理電路13為信號濾波電路，包括電解電容C2和電阻 R2。機油壓力傳感器11輸出的信號接單片機ATMEGE16的PAO 口 ，此信號端還 接電解電容C2的正極端，電解電容C2的負極端接地，同時接電阻R2的一端， 電阻R2的另一端接地。機油壓力傳感器11輸出的信號為4-20mA。
所述發動機轉速信號處理電路14為施密特觸發器74HC14。曲軸轉速傳感器 測得的曲軸轉速傳感器信號接入施密特觸發器74HC14的引腳1，施密特觸發器 74HC14的引腳2接入單片機ATMEGE16的PBO 口。
報警保護模塊3:
包括LED報警燈32、蜂鳴器31和保護繼電器33,具體到本連接電路上，LED 報警器32為發光二極管D2,蜂鳴器31為蜂鳴喇叭LS1，保護繼電器33為繼電 器RLl,其它電路元件還包括光電耦合器U2、電阻R3、電阻R5、電阻R4、電阻 R6、三極管Q1、三極管Q2、續流二極管D3。
發光二極管D2負極連接單片機ATMEGE16的PB1 口 ，發光二極管D2正極連 接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接5V電源正極。
電阻R5的一端連接單片機ATMEGE16的PB2 口，電阻R5的另一端連接三極 管Q1的基極，三極管Q1的發射極連接5V電源正極，三極管Q1的集電極連接蜂鳴嘲叭LS1的正極，蜂鳴喇叭LS1的負極接地。
光電耦合器U2的引腳1接電阻R4的一端，電阻R4的另一端接5V電源正 極。光電耦合器U2的引腳2接單片機ATMEGE16的PD6 口.光電耦合器U2的引 腳5接12V電源正極，光電耦合器U2的引腳4接電阻R6—端，電阻M的另一 端接三極管Q2的基極，三極管Q2的發射極接地，三極管Q2的集電極接續流二 極管D3的正極，續流二極管D3的負極接12V電源正極，三極管02的集電極接 繼電器RL1線圏引腳1，繼電器RL1線圏引腳2接5V電源正極，繼電器RL1的 中心觸點引腳5接被斷開的發動機供電電源一頭，繼電器RL1常閉觸點引腳4 接被斷開的發動機供電電源另 一頭。
手動復位模塊4:
包括復位按鍵F1、復位電路42。復位電路42包括電阻R1、續流二極管Dl、 電解電容C1;
單片機ATMEGE16的RESSET 口接電阻R1的一端，電阻R1的另一端接5V電 源正極。單片機ATMEGE16的RESSET 口接續流二極管Dl的正極，續流二極管Dl 的負極接5V電源正極。單片機ATMEGE16的RESSET 口接電解電容C1的正極， 電解電容C1的負極接地。單片機ATMEGE16的RESSET 口接按4AF1的一端，按 4泉F1的另一端接地。
圖3為本實用新型工作程序流程圖。體現了汽車汽油機機油壓力與汽車運 行狀況的實際情況，并通過不同措施進行報警和保護。
當點火開關閉合后，汽車電源給全車電氣設備供電，單片機ATMEGE16 (以 下簡稱單片機)開始上電，單片機電源可以由5V直流電源，也可以由蓄電池的 12V變壓到5V后為單片機上電。單片機上電后，進行單片機初始化，通過單片 機的AD 口接收發動機曲軸轉速傳感器信號，并計算出發動機轉速，若單片機沒有釆集到曲軸轉速傳感器12傳來的脈沖信號，則繼續采集曲軸轉速傳感器12 信號；如果單片機采集到發動機曲軸轉速傳感器12信號，則檢測電子式機油壓 力傳感器ll信號并計算出主油道機油壓力。將主油道壓力與該時刻發動機轉速 所需要的最低機油壓力相比較，若機油壓力正常，則繼續采集發動機曲軸轉速 傳感器信號12和電子式機油壓力傳感器信號11,轉化成發動機轉速和機油壓力， 并進行比較判斷。
通過單片機實時檢測發動機曲軸轉速和機油壓力，判斷即時發動機機油壓 力是否滿足發動機工作的要求，并根據不同的情況采取不同的報警或保護措施。 若主油道內的機油壓力比發動機該時刻所需要的最低壓力小，本例列舉如下幾 種情況進行說明，在本例所列舉的幾種情況下進行擴展的，也屬于本例的保護 范圍。第一種情況是發動機低速運轉時，機油壓力比發動機低速運轉時所需要 的最低壓力要求還低的話，單片機則控制蜂鳴器31發出響聲報警，并通過LED 報警燈32慢閃爍提醒駕駛員注意應盡快停車或抓緊維修；第二種情況是發動機 高速運轉時，機油壓力與發動機高速運轉時所需要的最低機油壓力要求還低的 話，單片機控制蜂鳴器31發出響聲報警，并通過LED報警燈32快閃爍提醒駕 駛員應盡快停車或抓緊維修；第三種情況是發動機起動時，當單片機接受到曲 軸轉速傳感器的信號后，可判斷發動機開始工作，但發動機主油道的油壓的升 高需要一個過程，會造成在剛起動階段內油壓過低，但此時發動機各潤滑表面 由于有原有的機油潤滑，所以發動機在其無油壓安全運行時間內不會對發動機
則單片機繼續去監測轉速和機油壓力信號。但若發動機處于油壓過低的時間超 過設定的發動機無油壓安全運行時間，單片機控制保護繼電器33切斷發動機供 電電源，使發動機熄火以保護發動機。第四種情況是汽車發動機拖底后，可能會造成油底殼破裂，油底殼內的機油泄漏，也有可能會造成機油泵與集濾器的聯結斷開，導致發動機工作時機油泵無法泵出機油，使得主油道內無油壓。若
繼電器33切斷發動機供電電源，使發動機熄火以保護發動機。
在發生上述第三種或第四種情況所導致的單片機控制繼電器切斷發動機供電電源使發動機熄火，為防止駕駛員反復起動發動機造成軸瓦燒蝕，本實用新
型設置了手動復位按鍵Fl。此時汽車只能由專業修理人員對發動機潤滑系統檢修后，手動復位單片機。
另外，信號檢測模塊l，中央處理模塊2、報警保護模塊3外部設置有屏蔽裝置并通過屏蔽線進行信號連接，具體為集成該系統的相關電路板釆用屏蔽盒封裝，以防止發動機產生的電磁輻射對本系統產生的干擾。
權利要求1、一種基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，包括信號檢測模塊(1)，中央處理模塊(2)、報警保護模塊(3)；信號檢測模塊(1)的輸出端與中央處理模塊(2)輸入端連接，中央處理模塊(2)的輸出端與報警保護模塊(3)的輸入端連接，其特征在于所述信號檢測模塊(1)包括機油壓力傳感器(11)和發動機轉速傳感器(12)，機油壓力傳感器(11)通過機油壓力信號處理電路(13)與中央處理模塊(2)輸入端連接，發動機轉速傳感器(12)通過發動機轉速信號處理電路(14)與中央處理模塊(2)連接；所述報警保護模塊(3)包括分別與中央處理模塊(2)連接的蜂鳴器(31)、LED報警燈(32)和控制發動機供電電源的保護繼電器(33)。
2、 根據權利要求l所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，其特 征在于所述機油壓力傳感器(11)為電子式機油壓力傳感器，所述機油壓 力信號處理電路(13)為信號濾波電路。
3、 根據權利要求1所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，其特 征在于所述發動機轉速傳感器(12)為脈沖式、光電式或霍爾式曲軸位置 傳感器；所述發動機轉速信號處理電路(14)為施密特觸發器。
4、 根據權利要求l所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，其特 征在于所述中央處理模塊(2)通過光電耦合器U2、放大三極管Q2與保護 繼電器(33)的電磁線圈引腳連接，保護繼電器(33)的中心觸點引腳接被 斷開的發動機供電電源一端，保護繼電器(33)常閉觸點引腳接被斷開的發 動機供電電源另一端。
5、 根據權利要求1至4任一項所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，其特征在于還包括與中央處理模塊(2)輸入端連接的手動復位模塊 (4)，手動復位模塊(4)包括復位按鍵F1和復位電路(42)，復位按鍵F1 通過復位電路(42)與中央處理模塊(2)輸入端連接。
6、 根據權利要求5所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統，其特 征在于復位電路(42)包括電阻R1、續流二極管D1、電解電容C1;電阻R1—端接中央處理^^莫塊(2)的RESSET引腳，另一端接電源正極； 續流二極管Dl的正極接中央處理模塊(2 )的RESSET引腳，負極接電源 正極；電解電容C1正極接中央處理模塊(2)的RESSET引腳，負極接地； 復位按鍵F1—端接中央處理模塊(2)的RESSET引腳，另一端接地。
7、 根據權利要求1至4任一項所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護 系統，其特征在于中央處理模塊(2)設有數模轉換接口。
8、 根據權利要求1至4任一項所述基于機油壓力的汽車汽油機報警保護 系統，其特征在于所述信號檢測模塊(l)，中央處理模塊(2)、報警保護 模塊(3 )上設置有屏蔽裝置并通過屏蔽線連接。
專利摘要本實用新型涉及一種報警保護系統，尤其涉及一種基于機油壓力的汽車汽油機報警保護系統。包括信號檢測模塊，中央處理模塊、報警保護模塊；信號檢測模塊的輸出端與中央處理模塊輸入端連接，中央處理模塊的輸出端與報警保護模塊的輸入端連接，所述信號檢測模塊包括機油壓力傳感器和發動機轉速傳感器，機油壓力傳感器通過機油壓力信號處理電路與中央處理模塊輸入端連接，發動機轉速傳感器通過發動機轉速信號處理電路與中央處理模塊連接；所述報警保護模塊包括分別與中央處理模塊連接的蜂鳴器、LED報警燈和控制發動機供電電源的保護繼電器，本實用新型還包括與中央處理模塊輸入端連接的手動復位模塊。本實用新型性能優越、反應靈敏、可靠、結構簡單且成本低。
文檔編號F01M1/20GK201367928SQ200920051598
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者劉妍華, 呂恩利, 吳慕春, 洲 楊, 王海林, 閆國琦, 陸華忠 申請人:華南農業大學