专利名称：一种基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种报警保护系统，尤其涉及一种基于机油压力的汽车汽 油机报警保护系统。
背景技术：
目前，汽车发动机机油压力过低时，釆用机油压力指示灯表示，它由蓄电 池、点火开关、报警灯、机油压力开关等组成。机油压力开关安装在发动机主 油道上，静态时闭合。接通汽车点火开关，机油压力指示灯亮，随着发动机的 运转，机油压力升高，达到一定压力时，机油压力开关的触点断开，机油压力 指示灯熄灭，反之则机油压力指示灯亮。由于发动机在不同的转速，对机油压 力的需求是不同的，现有的机油压力开关不能判断不同转速下的机油压力是否 合格。此外，由于驾驶员易忽略观察机油压力指示灯，造成发动机在低油压等 不正常的情况下工作，对发动机造成一定的损坏。再者，当汽车发动机拖底后， 有可能会造成油底壳露油或机油泵与集滤器的联结断开，使机油泵给润滑系统 提供油压，对此大多驾驶员心存侥幸， 一次或多次起动发动机，造成发动机在 不同程度上损坏，往往使发动机轴瓦被烧，严重的曲轴烧蚀。
实用新型内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种监测发动机运转在不 同状况下的机油压力，判断机油压力是否满足发动机工况的要求，提醒驾驶员 注意， 一定情况下为保护发动机使之熄火的基于机油压力的汽车汽油机报警保 护系统，本实用新型性能优越、反应灵敏、可靠、结构简单且成本低。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为 一种基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，包括信号检测模块，中央处理模块、报警保护模块；信号
检测模块的输出端与中央处理模块输入端连接，中央处理模块的输出端与报警
保护模块的输入端连接；
所述信号检测模块包括机油压力传感器和发动机转速传感器，机油压力传 感器通过机油压力信号处理电路与中央处理模块输入端连接，发动机转速传感 器通过发动机转速信号处理电路与中央处理模块连接；
所述报警保护模块包括分别与中央处理模块连接的蜂鸣器、LED报警灯和控 制发动机供电电源的保护继电器。
更进一步的，所述机油压力传感器为电子式机油压力传感器，所述机油压 力信号处理电路为信号滤波电路。
更进一步的，所述发动机转速传感器为脉冲式、光电式或霍尔式曲轴位置 传感器，所述发动机转速信号处理电路为施密特触发器。
更进一步的，所述中央处理模块通过光电耦合器U2、放大三极管Q2与保护 继电器的电磁线圏引脚连接，保护继电器的中心触点引脚接被断开的发动机供 电电源一端，保护继电器常闭触点？ 1脚接被断开的发动机供电电源另 一端。
为了防止驾驶员在保护继电器使得汽车熄火后再次发动起动机，保护发动 机，该系统还包括与中央处理模块输入端连接的手动复位模块，手动复位模块 包括复位按键和复位电路，复位按键通过复位电路与中央处理模块输入端连接。
更进一步的，复位电路包括电阻R1、续流二极管D1、电解电容C1;电阻 Rl—端接中央处理模块的RESSET 口，另一端接电源正极；续流二极管Dl的正 极接中央处理模块的RESSET 口，负极接电源正极；电解电容C1正极接中央处 理模块的RESSET口，负极接地；复位按键一端接中央处理模块(2 )的RESSET 口，另一端接地。中央处理模块设有数模转换接口 。
为了防止发动机工作产生的电磁辐射，所述信号检测模块，中央处理模块、 报警保护模块上设置有屏蔽装置并通过屏蔽线连接。
与现有技术相比，本实用新型根据通过监测发动机曲轴转速传感器判断发
动机的工作状态；通过监测电子式机油压力传感器判断机油压力能否满足发动
机工作状态的需求的基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，然后根据中央 处理模块对发动机曲轴转速和机油压力的实时监测，判断发动机机油压力是否 满足发动机工作的要求，并根据不同的状态采取不同的报警或保护措施，如提 醒驾驶员注意， 一定情况下为保护发动机使之熄火。为了防止驾驶员在系统采 取保护措施使汽车熄火后再次强行发动起动机，该系统还设有手动复位模块， 本实用新型性能优越、反应灵敏、可靠、结构简单且成本较低。
图l为本实用新型基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统框图； 图2为本实用新型基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统电路图； 图3为本实用新型工作程序流程图。
具体实施方式
如图l所示， 一种基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，包括信号检 测模块l，中央处理模块2、报警保护模块3;信号检测模块l的输出端与中央 处理模块2输入端连接，中央处理模块2的输出端与报警保护模块3的输入端 连接。
信号检测模块1包括机油压力传感器11和发动机转速传感器12;报警保护 模块3包括分别与中央处理模块2连接的蜂鸣器31、 LED报警灯32和保护继电 器33，所述保护继电器33控制发动机供电电源。本实用新型还包括与中央处理模块2输入端连接的手动复位模块4,以防止 驾驶员再次起动发动机，达到保护发动机的目的，其只有在对发动机润滑系统 进行检修后，维修人员通过复位按^t才能重新闭合发动机供电电源。
更进一步的，信号检测模块1的机油压力传感器11为电子式机油压力传感 器，发动机转速传感器12为曲轴转速传感器。机油压力传感器ll通过机油压 力信号处理电路13与中央处理模块2输入端连接，发动机转速传感器12通过 发动机转速信号处理电路14与中央处理模块2连接；所述机油压力信号处理电 路13为信号滤波电路，所述发动机转速信号处理电路14为施密特触发器。
另外，中央处理模块2还包括单片机(带A/D转换接口 )、外部晶振电路、 5V直流电源，ADC供电电3各。
图2为本实用新型基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统电路图，包括 如下几个模块
中央处理模块2:
包括单片机ATMEGE16、晶振CRYSTAL、电感L1、陶瓷电容C3、电容C4、电 容C5。
单片机ATMEGE16的AVCC 口接5V电源正极，单片机ATMEGE16的AVCC 口接 电感L1的一端，电感Ll的另一端接陶资电容C3的一端，陶瓷电容C3的另一 引脚接地，晶振CRYSTAL的一端接单片机ATMEGE16的XTAL1 口，晶振CRYSTAL 的另一端接单片机ATMEGE16的XTAL2 口，单片机ATMEGE16的XTAL1 口接电容 C4的一端，电容C4的另一端接地，单片机ATMEGE16的XTAL2 口接电容C5的一 端，电容C5的另一端接地。
单片机ATMEGE16的引脚10接5V电源正极，单片机ATMEGE16的引脚11和 单片机ATMEGE16的引脚31都接地。信号检测模块l:
包括为机油压力传感器11、发动机转速传感器12、机油压力信号处理电路 13和发动机转速信号处理电路14。机油压力传感器11通过机油压力信号处理 电路13与中央处理模块2输入端连接，发动机转速传感器12通过发动机转速 信号处理电路14与中央处理模块2连接。
机油压力传感器11为电子式机油压力传感器，发动机转速传感器12为脉 冲式、光电式或霍尔式的曲轴位置传感器。
所述机油压力信号处理电路13为信号滤波电路，包括电解电容C2和电阻 R2。机油压力传感器11输出的信号接单片机ATMEGE16的PAO 口 ，此信号端还 接电解电容C2的正极端，电解电容C2的负极端接地，同时接电阻R2的一端， 电阻R2的另一端接地。机油压力传感器11输出的信号为4-20mA。
所述发动机转速信号处理电路14为施密特触发器74HC14。曲轴转速传感器 测得的曲轴转速传感器信号接入施密特触发器74HC14的引脚1，施密特触发器 74HC14的引脚2接入单片机ATMEGE16的PBO 口。
报警保护模块3:
包括LED报警灯32、蜂鸣器31和保护继电器33,具体到本连接电路上，LED 报警器32为发光二极管D2,蜂鸣器31为蜂鸣喇叭LS1，保护继电器33为继电 器RLl,其它电路元件还包括光电耦合器U2、电阻R3、电阻R5、电阻R4、电阻 R6、三极管Q1、三极管Q2、续流二极管D3。
发光二极管D2负极连接单片机ATMEGE16的PB1 口 ，发光二极管D2正极连 接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接5V电源正极。
电阻R5的一端连接单片机ATMEGE16的PB2 口，电阻R5的另一端连接三极 管Q1的基极，三极管Q1的发射极连接5V电源正极，三极管Q1的集电极连接蜂鸣嘲叭LS1的正极，蜂鸣喇叭LS1的负极接地。
光电耦合器U2的引脚1接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接5V电源正 极。光电耦合器U2的引脚2接单片机ATMEGE16的PD6 口.光电耦合器U2的引 脚5接12V电源正极，光电耦合器U2的引脚4接电阻R6—端，电阻M的另一 端接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接续流二 极管D3的正极，续流二极管D3的负极接12V电源正极，三极管02的集电极接 继电器RL1线圏引脚1，继电器RL1线圏引脚2接5V电源正极，继电器RL1的 中心触点引脚5接被断开的发动机供电电源一头，继电器RL1常闭触点引脚4 接被断开的发动机供电电源另 一头。
手动复位模块4:
包括复位按键F1、复位电路42。复位电路42包括电阻R1、续流二极管Dl、 电解电容C1;
单片机ATMEGE16的RESSET 口接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接5V电 源正极。单片机ATMEGE16的RESSET 口接续流二极管Dl的正极，续流二极管Dl 的负极接5V电源正极。单片机ATMEGE16的RESSET 口接电解电容C1的正极， 电解电容C1的负极接地。单片机ATMEGE16的RESSET 口接按4AF1的一端，按 4泉F1的另一端接地。
图3为本实用新型工作程序流程图。体现了汽车汽油机机油压力与汽车运 行状况的实际情况，并通过不同措施进行报警和保护。
当点火开关闭合后，汽车电源给全车电气设备供电，单片机ATMEGE16 (以 下简称单片机)开始上电，单片机电源可以由5V直流电源，也可以由蓄电池的 12V变压到5V后为单片机上电。单片机上电后，进行单片机初始化，通过单片 机的AD 口接收发动机曲轴转速传感器信号，并计算出发动机转速，若单片机没有釆集到曲轴转速传感器12传来的脉沖信号，则继续采集曲轴转速传感器12 信号；如果单片机采集到发动机曲轴转速传感器12信号，则检测电子式机油压 力传感器ll信号并计算出主油道机油压力。将主油道压力与该时刻发动机转速 所需要的最低机油压力相比较，若机油压力正常，则继续采集发动机曲轴转速 传感器信号12和电子式机油压力传感器信号11,转化成发动机转速和机油压力， 并进行比较判断。
通过单片机实时检测发动机曲轴转速和机油压力，判断即时发动机机油压 力是否满足发动机工作的要求，并根据不同的情况采取不同的报警或保护措施。 若主油道内的机油压力比发动机该时刻所需要的最低压力小，本例列举如下几 种情况进行说明，在本例所列举的几种情况下进行扩展的，也属于本例的保护 范围。第一种情况是发动机低速运转时，机油压力比发动机低速运转时所需要 的最低压力要求还低的话，单片机则控制蜂鸣器31发出响声报警，并通过LED 报警灯32慢闪烁提醒驾驶员注意应尽快停车或抓紧维修；第二种情况是发动机 高速运转时，机油压力与发动机高速运转时所需要的最低机油压力要求还低的 话，单片机控制蜂鸣器31发出响声报警，并通过LED报警灯32快闪烁提醒驾 驶员应尽快停车或抓紧维修；第三种情况是发动机起动时，当单片机接受到曲 轴转速传感器的信号后，可判断发动机开始工作，但发动机主油道的油压的升 高需要一个过程，会造成在刚起动阶段内油压过低，但此时发动机各润滑表面 由于有原有的机油润滑，所以发动机在其无油压安全运行时间内不会对发动机
则单片机继续去监测转速和机油压力信号。但若发动机处于油压过低的时间超 过设定的发动机无油压安全运行时间，单片机控制保护继电器33切断发动机供 电电源，使发动机熄火以保护发动机。第四种情况是汽车发动机拖底后，可能会造成油底壳破裂，油底壳内的机油泄漏，也有可能会造成机油泵与集滤器的联结断开，导致发动机工作时机油泵无法泵出机油，使得主油道内无油压。若
继电器33切断发动机供电电源，使发动机熄火以保护发动机。
在发生上述第三种或第四种情况所导致的单片机控制继电器切断发动机供电电源使发动机熄火，为防止驾驶员反复起动发动机造成轴瓦烧蚀，本实用新
型设置了手动复位按键Fl。此时汽车只能由专业修理人员对发动机润滑系统检修后，手动复位单片机。
另外，信号检测模块l，中央处理模块2、报警保护模块3外部设置有屏蔽装置并通过屏蔽线进行信号连接，具体为集成该系统的相关电路板釆用屏蔽盒封装，以防止发动机产生的电磁辐射对本系统产生的干扰。
权利要求1、一种基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，包括信号检测模块(1)，中央处理模块(2)、报警保护模块(3)；信号检测模块(1)的输出端与中央处理模块(2)输入端连接，中央处理模块(2)的输出端与报警保护模块(3)的输入端连接，其特征在于所述信号检测模块(1)包括机油压力传感器(11)和发动机转速传感器(12)，机油压力传感器(11)通过机油压力信号处理电路(13)与中央处理模块(2)输入端连接，发动机转速传感器(12)通过发动机转速信号处理电路(14)与中央处理模块(2)连接；所述报警保护模块(3)包括分别与中央处理模块(2)连接的蜂鸣器(31)、LED报警灯(32)和控制发动机供电电源的保护继电器(33)。
2、 根据权利要求l所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，其特 征在于所述机油压力传感器(11)为电子式机油压力传感器，所述机油压 力信号处理电路(13)为信号滤波电路。
3、 根据权利要求1所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，其特 征在于所述发动机转速传感器(12)为脉沖式、光电式或霍尔式曲轴位置 传感器；所述发动机转速信号处理电路(14)为施密特触发器。
4、 根据权利要求l所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，其特 征在于所述中央处理模块(2)通过光电耦合器U2、放大三极管Q2与保护 继电器(33)的电磁线圈引脚连接，保护继电器(33)的中心触点引脚接被 断开的发动机供电电源一端，保护继电器(33)常闭触点引脚接被断开的发 动机供电电源另一端。
5、 根据权利要求1至4任一项所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，其特征在于还包括与中央处理模块(2)输入端连接的手动复位模块 (4)，手动复位模块(4)包括复位按键F1和复位电路(42)，复位按键F1 通过复位电路(42)与中央处理模块(2)输入端连接。
6、 根据权利要求5所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统，其特 征在于复位电路(42)包括电阻R1、续流二极管D1、电解电容C1;电阻R1—端接中央处理^^莫块(2)的RESSET引脚，另一端接电源正极； 续流二极管Dl的正极接中央处理模块(2 )的RESSET引脚，负极接电源 正极；电解电容C1正极接中央处理模块(2)的RESSET引脚，负极接地； 复位按键F1—端接中央处理模块(2)的RESSET引脚，另一端接地。
7、 根据权利要求1至4任一项所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护 系统，其特征在于中央处理模块(2)设有数模转换接口。
8、 根据权利要求1至4任一项所述基于机油压力的汽车汽油机报警保护 系统，其特征在于所述信号检测模块(l)，中央处理模块(2)、报警保护 模块(3 )上设置有屏蔽装置并通过屏蔽线连接。
专利摘要本实用新型涉及一种报警保护系统，尤其涉及一种基于机油压力的汽车汽油机报警保护系统。包括信号检测模块，中央处理模块、报警保护模块；信号检测模块的输出端与中央处理模块输入端连接，中央处理模块的输出端与报警保护模块的输入端连接，所述信号检测模块包括机油压力传感器和发动机转速传感器，机油压力传感器通过机油压力信号处理电路与中央处理模块输入端连接，发动机转速传感器通过发动机转速信号处理电路与中央处理模块连接；所述报警保护模块包括分别与中央处理模块连接的蜂鸣器、LED报警灯和控制发动机供电电源的保护继电器，本实用新型还包括与中央处理模块输入端连接的手动复位模块。本实用新型性能优越、反应灵敏、可靠、结构简单且成本低。
文档编号F01M1/20GK201367928SQ200920051598
公开日2009年12月23日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者刘妍华, 吕恩利, 吴慕春, 洲 杨, 王海林, 闫国琦, 陆华忠 申请人:华南农业大学