汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置製造方法
2023-04-27 00:30:41 1
汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，包括微控制器，微控制器通過第一模數轉換器與機油壓力傳感器連接，微控制器通過第二模數轉換器與機油液位高度傳感器連接，微控制器還分別連接有穩壓器、液晶顯示屏、LED報警燈和語音播報模塊，語音播報模塊還連接有揚聲器。本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，解決了現有檢測方法繁瑣及行車過程中不能及時發現機油供應系統異常的問題，減少汽車機油量過少和機油壓力過低、過高而造成的潤滑系統故障，導致汽車拉缸燒瓦等嚴重故障發生，結構簡單，使用方便，保證了車輛安全，並在一定程度上保障了汽車在高速公路上行駛因機油減少而熄火的尷尬境遇。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於汽車傳感裝置【技術領域】，具體涉及一種汽車機油壓力與油箱液位 檢測顯示預警裝置。 汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置
【背景技術】
[0002] 根據現有汽車發動機性能和維護保養技術要求與車輛安全行駛要求，機油對車輛 發動機極為重要，機油具有潤滑和散熱兩大功能。因此，對車輛發動機，絕不能缺少機油。機 油過少，容易造成發動機潤滑和散熱不良，影響發動機的正常工作，甚至造成發動機零部件 過度磨損而損壞發動機。但過量的添加機油（超過機油標尺上限），對發動機正常運行並無 益處。機油過多，會增加曲軸的轉動阻力，降低發動機的輸出功率，並且那些過量機油會竄 入燃燒室參與燃燒，造成車輛燒機油、冒藍煙，以至機油消耗過多，造成機油燃燒後的殘留 物（其主要成分是碳顆粒）積聚在發動機缸體內壁和活塞密封構件上，減少發動機燃燒室 空間，降低車輛發動機的壓縮比，同時也會加速氣缸與活塞的磨損從而降低車輛的使用壽 命。
[0003] 目前，檢查發動機潤滑油的容量，需要將汽車停放在平坦的路面上，檢查前至少應 將發動機停止運轉10分鐘以上，最好是隔夜停放，充分冷卻的發動機檢測效果更好。檢 測時將機油檢測標尺緩慢地拔出來，檢查潤滑油標尺上沾附的機油痕跡，如果油跡位於 High(最高）和LOW(最低）標記中間位置，則表示機油液位正常，否則就要適量添加或者 放掉少許機油。這種傳統測試方法過程較為繁瑣，需駕駛員在每次出車前，開啟引擎蓋，拔 出機油標尺查看，極易被駕駛員忽視和遺忘檢測。若在車輛正常使用、發動機高速運轉過程 中，駕駛室中控臺儀表面板顯示發動機機油欠缺信息並警報（在正常行車過程，駕駛員高 度關注道路行車安全，駕駛室中控臺機油欠缺報警信息極易被忽略），則會對發動機活塞和 缸體造成輕微損害甚至嚴重損壞發動機活塞、缸體等主要零部件。
[0004] 此外，在車輛靜態檢測發動機機油液位正常，而在車輛行駛過程中突發機油潤滑 系統壓力不正常（機油供應系統故障造成機油壓力過低、過高或者突然失壓）工況，若不能 及時發現並停車熄火檢測維修，則容易造成發動機潤滑不良燒瓦等嚴重故障。
[0005] 以上兩種汽車機油供應系統故障都會影響車輛發動機的正常工作，縮短發動機使 用壽命或嚴重損害發動機主要零部件造成發動機大修提前，甚至使發動機直接報廢。因此， 研究和開發一套發動機機油箱液位和機油供油主管路壓力實時測試預警系統，對於保護車 輛發動機和行車安全具有積極和重要的現實應用意義。 實用新型內容
[0006] 本實用新型的目的在於提供一種汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，解 決了現有檢測方法繁瑣及行車過程中不能及時發現機油供應系統異常的問題。
[0007] 本實用新型所採用的技術方案是：汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置， 包括微控制器，微控制器通過第一模數轉換器與機油壓力傳感器連接，微控制器通過第二 模數轉換器與機油液位高度傳感器連接，微控制器還分別連接有穩壓器、液晶顯示屏、LED 報警燈和語音播報模塊，語音播報模塊連接有揚聲器。
[0008] 本實用新型的特點還在於，
[0009] 微控制器的型號為AT89C51。
[0010] 機油壓力傳感器採用濺射薄膜壓力傳感器，型號為NZ-S330。
[0011] 機油液位高度傳感器採用擴散矽壓力傳感器，型號為JYB-K0-HAG。
[0012] 液晶顯示屏為IXD1604液晶顯示屏。
[0013] 語音播報模塊米用ISD2560語音播報晶片。
[0014] 本實用新型的有益效果是：本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝 置，通過微控制器分別連接機油壓力傳感器和機油液位高度傳感器，分別檢測汽車動態與 靜態時的機油油量，並通過液晶顯示屏和語音播報模塊進行顯示和預警，解決了現有檢測 方法繁瑣及行車過程中不能及時發現機油供應系統異常的問題，減少汽車機油量過少和機 油壓力過低、過高而造成的潤滑系統故障，導致汽車拉缸燒瓦等嚴重故障發生，結構簡單， 使用方便，保證了車輛安全，並在一定程度上保障了汽車在高速公路上行駛因機油減少而 熄火的尷尬境遇。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置的結構示意圖；
[0016] 圖2是本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置液晶顯示屏與微 控制器的電路連接圖；
[0017] 圖3是本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置語音播報模塊的 電路連接圖。
[0018] 圖中，1.微控制器，2.機油壓力傳感器，3.第一模數轉換器，4.機油液位高度傳感 器，5.第二模數轉換器，6.穩壓器，7.液晶顯示屏，8. LED報警燈，9.語音播報模塊，10.揚 聲器。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0020] 本實用新型汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，如圖1所示，包括 AT89C51型微控制器1，微控制器1通過第一模數轉換器3與機油壓力傳感器2連接，機油 壓力傳感器2設置在汽車機油供油主管路口，機油壓力傳感器2採用型號為NZ-S330的濺 射薄膜壓力傳感器，微控制器1通過第二模數轉換器5與機油液位高度傳感器4連接，機油 液位高度傳感器4設置在汽車機油油箱內，機油液位高度傳感器4採用型號為JYB-K0-HAG 的擴散矽壓力傳感器，微控制器1還分別連接有穩壓器6、IXD1604液晶顯示屏7、
[0021] LED報警燈8和語音播報模塊9,語音播報模塊9採用ISD2560語音播報晶片，語 音播報模塊9還連接有揚聲器10。
[0022] AT89C51型微控制器1採用40引腳的雙列直插式封裝（DIP)形式，內部由CPU，4KB 的ROM，256B的RAM，2個16位的定時/計數器TO和T1，4個8位的I/O埠和一個全雙工 串行通信口等部分組成。AT89C51型微控制器1是汽車機油壓力及液面高度檢測與顯示預 警裝置的核心部件，其作用是接收並分析機油壓力傳感器2和機油液位高度傳感器4的檢 測結果，對計時器的計數結果進行數據處理後送入LCD1604液晶顯示屏7顯示以及控制包 含ISD2560語音播報晶片的語音播報模塊9。
[0023] 機油壓力傳感器2作為力電變換測量元件，將機油壓力物理量直接變換成電量。 機油壓力傳感器2輸入電壓（Vcc) = 12?36VDC，輸出電流特性4?20mADC兩線，輸出精 度：0. 1 % FS、0. 2% FS、0. 5% FS (包括非線性、重複型、遲滯），機油壓力傳感器2通過第一 模數轉換器3與AT89C51型微控制器1連接，實時採集汽車行駛過程中機油壓力變化值。
[0024] 機油液位高度傳感器4採用擴散矽感壓晶片，通過檢測汽車機油箱液面壓力狀 態，經過機電轉化，換算為機油箱液位高度。機油液位高度傳感器4選取0?0. 2m量程，輸 出電壓型信號，通過第二模數轉換器5與AT89C51型微控制器1連接，實時採集汽車機油油 箱油量值。
[0025] IXD1604液晶顯示屏7與AT89C51型微控制器1的連接方式如圖2所示，IXD1604 液晶顯示屏7的RB01-RB07埠分別與AT89C51微控制器1的P0. 0-P0. 7埠連接，VSS 接入5V電壓。
[0026] 語音播報模塊9中，ISD2560語音播報晶片與AT89C51型微控制器1接口電路如 圖3所示，P2. 0埠為微控制器1與ISD2560語音播報晶片的通訊口。ISD2560語音播報 晶片中，模擬電源（VCCA)和數字電源（VCCD)使用不同的電源總線，分別引到外封裝上；模 擬地（VSSA)和數字地（VSSD)也使用不同的地線；地址端4132、4334、45、46、47接地， A8、A9同時接微控制器1的P2. 1埠。
[0027] 本實用新型的原理為：在汽車未點火時（未啟動前屬於靜態測試模式），機油液位 高度傳感器4將感應到的機油液面高度信號通過第二模數轉換器5轉換為數位訊號，交由 微控制器1處理。當液面高度小於或大於設定值時，可以確定汽車油箱機油過少或過多，微 控制器1控制語音播報模塊9和LED報警燈8同時發出預警信息，提示司機機油油量過少 或過多，司機也可以通過LCD1604液晶顯示屏7的屏幕直接讀取機油油量的多少。在汽車 啟動後（車輛行駛過程中），機油壓力傳感器2將感應到的機油油箱壓力信號通過第一模數 轉換器3轉換為數位訊號，交由微控制器1處理。當機油壓力和系統預先設定值（發動機 正常工作機油壓力閾值）不同時，微控制器1判斷機油壓力異常，並通過語音播報模塊9和 LED報警燈8同時發出預警信息，提示司機機油壓力異常，司機也可以通過液晶顯示屏7的 屏幕直接讀取機油壓力的大小。
[0028] 使用時，在汽車未啟動時（汽車處於靜態模式），機油液位高度傳感器4將檢測到 的機油液位高度信號通過第二模數轉換器5轉換為數位訊號，交由微控制器1處理，微控制 器1每0. Is讀取一次機油液位高度傳感器2輸出的模擬值，判斷油箱液位高度。對於從合 適的油量到油量過多或過少的過渡階段，需要設定一個電壓的閾值，該閾值由使用者設定。 當汽車油箱液位高度大於機油最大量或小於機油最小量時，微控制器1通過語音播報模塊 9和LED報警燈8及時提示司機油量過多或過少，同時，司機通過液晶顯示屏7可以查看油 量的多少，方便及時排放或添加適量的機油，保證機油量在合適的範圍內，方便駕駛員和車 輛維修保養人員進行車輛發動機機油添加和維護，減少汽車在高速行駛中機油不足而導致 的汽車發動機系統故障的發生。
[0029] 在汽車行駛過程中（汽車處於動態模式），機油壓力傳感器2將感應到的機油壓力 信號通過第一模數轉換器3轉換為數位訊號，交由微控制器1處理，微控制器1每100ms讀 取一次機油壓力傳感器2輸出的模擬值，判斷機油壓力的大小，對於從合適的機油壓力到 機油壓力異常的過渡階段，需要設定一個電壓的閾值，該閾值由使用者依據汽車設計要求 進行設定。在車輛行駛過程中，機油壓力大於設定的最大壓力值或小於設定的最小壓力值 時，微控制器1控制語音播報模塊9和LED報警燈8及時提示司機機油壓力過大或過小，同 時，司機可以通過液晶顯示屏7查看實時的機油壓力，方便及時排查機油壓力過大或過小 的原因，保證機油壓力正常，避免汽車因機油壓力過低導致汽車潤滑不足、增加氣缸磨損、 機油浪費或因機油過多會造成燃燒室積炭過多、散熱功能降低等不利發動機正常工作因素 的發生。
[0030] 本實用新型具有以下優點：
[0031] 1)安裝和使用便捷。本實用新型採用獨立模塊電路，採用機油壓力傳感器2和 機油液位高度傳感器4測試機油系統壓力和油箱液面高度，單獨併入已有汽車電路系統， 無需改動汽車現有電路系統，不對現有汽車電路造成任何影響，採用汽車蓄電池為本裝置 供電，在車輛上安裝和電路連接簡單，對於車輛可直接附加，不更改原有電路，安裝使用便 捷；
[0032] 2)成本低廉、測試結果準確。本裝置採用51系列單片機作為微控制器1，機油壓 力傳感器2和機油液位高度傳感器4採用現有市場成熟產品，其成本低廉、測試結果準確；
[0033] 3)雙向測試、液晶顯示、語音播報和LED燈光報警聯合使用，全面有效檢測發動機 機油供應系統。通過機油壓力傳感器2和機油液位高度傳感器4雙向檢測，實時動態準確監 控發動機機油供油主管路壓力和機油箱液面高度，確保機油在汽車使用過程中的正確、準 確與合理使用，全面有效監測發動機潤滑系統的工作，從而確保發動機整機系統正常工作， 切實保證車輛行駛安全。
【權利要求】
1. 汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，其特徵在於，包括微控制器（1)，所述 微控制器（1)的型號為AT89C51，所述微控制器（1)通過第一模數轉換器（3)與機油壓力傳 感器（2)連接，所述機油壓力傳感器（2)採用濺射薄膜壓力傳感器，型號為NZ-S330,所述微 控制器（1)通過第二模數轉換器（5)與機油液位高度傳感器（4)連接，所述機油液位高度 傳感器（4)採用擴散矽壓力傳感器，型號為JYB-KO-HAG，所述微控制器（1)還分別連接有穩 壓器（6)、液晶顯示屏（7)、LED報警燈⑶和語音播報模塊（9)，所述語音播報模塊（9)連 接有揚聲器（10)。
2. 如權利要求1所述的汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，其特徵在於，所 述液晶顯示屏（7)為IXD1604液晶顯示屏。
3. 如權利要求1所述的汽車機油壓力與油箱液位檢測顯示預警裝置，其特徵在於，所 述語音播報模塊（9)採用ISD2560語音播報晶片。
【文檔編號】F01M11/12GK203906035SQ201420212152
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】董雅文, 張寶鋒, 楊恆發, 劉強 申請人:西安工程大學