CN104314640A - 一种车辆发动机机油储量的监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置为发动机油底壳液位底部设有压力传感器，压力传感器实时将当前的机油压力信号传递给电控单元或者发动机台架测试系统；电控单元或者发动机台架测试系统结合压力信号根据事先标定的压力与油量关系计算出当前的储油量并与报警限制进行对比，当储油量超出设定的限值时发出报警提示。由于采用上述的结构，本发明可以在试验室以及汽车正常运行的两种情况下准确监测发动机机油的存储情况，延长发动机的使用寿命；无需增加过多的元器件，最大程度地提高用户的用车体验。

Description

一种车辆发动机机油储量的监测装置
技术领域
本发明涉及发动机的技术改进，特别涉及一种车辆发动机机油储量的监测装置。
背景技术
目前检测车用发动机机油存量多少的方法主要有两类，最普遍使用的方法是使用机油标尺检查机油液位所处的位置，另一种就是使用机油液位传感器进行在线检查。两种方法都有各自的优缺点，机油标尺由于成本低、结构简单得到了普遍应用，由于结构及布置方式的原因，机油标尺显示结果不清晰、检查结果偏差大、精度低，由于是离线式的检查方法，对于很多车主来说往往忽视了机油液位检查，导致发动机因缺机油而损坏；液位传感器检测方法可以在线进行机油存量的检查，并将机油存量反馈给车主，当液位较低时还可以提醒车主及时补加机油，给车主的日常使用提供了便利，但成本相对偏高。两种方法都是检查机油液位的位置，由于液体体积受温度影响很大，特别是发动机机油温差可达100℃以上，相同重量的机油在不同温度下，体积差别很大，导致机油液位高度差异大，因此检查结果受油温的影响，偏差很大。
相对精确的机油存量检查主要有两个方面的应用，一是用车过程，经常用机油标尺检查发动机的机油存量，对车主来说是一个非常繁琐的过程，而且缺乏专业知识或技能的车主也不能精确地检测机油存量，甚至对大多数车主来说，往往忽视了机油存量检查，因此像机油液位传感器这种在线的检测、且具有提醒功能的方法，更能被追求便捷用车体验的现代车主接受，但这种方法由于受温度的影响，检测精度还是存在问题，对车辆使用存在风险。另一种应用是试验室的试验过程，在发动机开发，以及与其匹配的机油开发过程中，往往需要进行一系列的长时间的耐久性试验，整个过程中要对机油取样进行各种参数的检测分析，试验过程中补加机油量对油样检测结果有非常大的影响，而补加机油的时刻、补加机油量由机油存量决定，因此对机油存量的检测需要一个相对较高的精度，而这两种方法由于受温度限制是不符合要求的。
针对上述问题，为发动机机油储量提供一种新型的监测装置，可以在试验室以及汽车正常运行的两种情况下准确监测发动机机油的存储情况是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种车辆发动机机油储量的监测装置，可以在试验室以及汽车正常运行的两种情况下准确监测发动机机油的存储情况。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置为发动机油底壳液位底部设有压力传感器，当发动机未转动时，压力传感器将当前的机油压力信号传递给电控单元或者发动机台架测试系统；电控单元或者发动机台架测试系统结合压力信号与事先标定的压力与油量关系计算出当前的储油量，并与设定的报警限值进行对比，当储油量超出设定的限值时发出报警提示。
所述的监测装置在发动机处于台架试验模式时压力传感器连接发动机台架测试系统；发动机处于车辆正常运行过程中压力传感器连接电控单元。
所述的监测装置事先通过向油底壳中加入不同质量的机油，测出对应的压力，拟合出油量与压力的关系式，在试验室发动机机油储量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值直接输入到发动机台架测试系统中，在检测发动机储油量时，发动机台架测试系统根据压力传感器当前测得的压力，查找上述输入的储油量与压力对应关系，反求出油量，并显示在台架测试系统的输出显示屏上；在车辆实际使用发动机储油量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值或事先标定好的油量与压力关系式写入电控单元中，并在电控单元中设定上下限报警限值，车辆在用户实际使用过程中，在起动前的车辆自检时，电控单元自动检测油底壳处压力传感器测得的压力，并根据电控单元中的压力与储油量关系反求出油量，并与报警限值进行对比，决定是否报警。
一种车辆发动机机油储量的监测装置，由于采用上述的结构，本发明可以在试验室以及汽车正常运行的两种情况下准确监测发动机机油的存储情况，延长发动机的使用寿命；无需增加过多的元器件，最大程度地提高用户的用车体验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种车辆发动机机油储量的监测装置的结构示意图；
图2为本发明一种车辆发动机机油储量的监测装置在某发动机实际应用过程中的压力与储油量关系图；
在图1中，1、压力传感器；2、电控单元；3、发动机台架测试系统；4、发动机。
具体实施方式
本发明主要针对发动机的两种工作模式进行储油量的测量：试验室发动机机油储量检测模式和车辆实际使用发动机储油量检测模式，其组成部分和工作流程分别如下：
试验室发动机机油储量检测模式：安装在发动机4油底壳液位底部的压力传感器1，检测当前的液位压力，并输入到发动机台架测试系统3中，发动机台架测试系统3根据事先标定好的压力-储油量关系式，反算出发动机当前的储油量，并输出到发动机台架测试系统3的显示屏上，供试验人员参考；
车辆实际使用发动机储油量检测模式：车辆起动前的自检过程中，安装在发动机4油底壳液位底部的压力传感器1，检测当前液位压力，并输入到车辆发动机电控单元2中，电控单元2根据事先存入的压力-储油量关系式，反算出当前储油量，并与电控单元2中存入的油量上或下限值进行对比，如果超限则在车辆仪表台上作出报警提示，未超限则不显示报警提示，当显示报警提示时，用户必须自行或至专用的服务站进行检查，必要时在报警期间，电控单元2还可以限制发动机的转速。
具体的如图1所示，本发明为发动机4油底壳液位底部设有压力传感器1，压力传感器1实时将当前的机油压力信号传递给电控单元2或者发动机台架测试系统3；电控单元2或者发动机台架测试系统3结合压力信号并根据事先设定的压力与油量关系计算出当前的储油量，并与报警限值进行对比，当储油量超出设定的门限值时发出报警提示。
监测装置在发动机4处于的试验模式时压力传感器1连接发动机台架测试系统3；发动机4处于车辆正常运行过程中压力传感器1连接电控单元2。监测装置在正常运行的过程中，如果电控单元2输出报警信息时，电控单元2对发动机4的转速可以进行限定。
监测装置事先通过向油底壳中加入不同质量的机油，测出对应的压力，拟合出油量与压力的关系式，在试验室发动机机油储量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值直接输入到发动机台架测试系统3中，在检测发动机储油量时，发动机台架测试系统3根据压力传感器1当前测得的压力，查找上述输入的储油量与压力对应关系，反求出油量，并显示在台架测试系统的输出显示屏上；在车辆实际使用发动机储油量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值或事先标定好的油量与压力关系式写入电控单元2中，并在电控单元2中设定上下限报警限值，车辆在用户实际使用过程中，在起动前的车辆自检时，电控单元2自动检测油底壳处压力传感器1测的压力，并根据电控单元2中的压力与储油量关系反求出油量，并与报警限值进行对比，决定是否报警。监测装置中压力传感器1测得的压力与储油量关系为：y＝15.68x2+7.84x+462.56；其中x为发动机的储油量，y为测得的油压。
所述的监测装置可以理解为按以下工作原理，液体压强关系式，油底壳某机油深度处的压强为：
P＝ρgh+P0
P-某机油深度处的压强；
h–深度；
g-重力加速度；
P0-大气压力；
本发明如果是试验室发动机机油储量检测模式，由于在相同区域使用，重力加速度和大气压力变化较小，可以忽略不计，如果是车辆实际使用发动机储油量检测模式，虽然车辆在不同的区域使用，不同地区重力加速度和压强存在一定的差异，但这种差异不会导致发动机在实际使过程中出现问题，因此忽略大气压力和重力加速度的影响，近似认为压强只与深度和密度有关。相同质量的机油，油温越高，体积越大(液位深度越高)，密度越低；油温越低，体积越小(液位深度越低)，密度越大；虽然不同的油温，密度和体积不同，但是相同质量的油量下，二者的乘积近似是相同的，即压强相同，上式可以转化为下式理解：
P = mg A + P 0
P-某机油深度处的压强；
m-某深度以上机油重量；
g-重力加速度；
A–该深度处的截面积；
P0-大气压力；
上式同样忽略大气压力与重力加速度的差异影响，在油底壳内同一液位深度(相同的截面积)测得的机油压力只与重量成正比，而与机油的液位深度、当前的机油温度和密度无关。
由于油底壳是不规则的，各液位深度处截面积不同，需要对上述关系式进行校正，本发明的办法是，事先通过向油底壳中加入不同质量的机油，测出对应的压力，拟合出油量与压力的关系式。以100克/次或更低的重量向油底壳内加入机油，记下每次加油后油底壳中的累计储油量及压力传感器测得的对应油压(或输出电压)，直至累计油量达到设计规定的最大储油量。在试验室发动机机油储量检测模式中，将每次加油后的发动机储油量以及与其对应的油压(或输出电压)输入到发动机台架测试系统3中，对于车辆实际使用发动机储油量检测模式，将每次加油后的发动机储油量以及与其对应的油压(或输出电压)输入到ECU中，并在电控单元2中设置发动机油量的上、下限报警限值，再将电控单元2装到整车上。某发动机储油量-油压(或输出电压)对应关系曲线，见图2，也可以将各点拟合成公式，直接输入到发动机台架测试系统3或电控单元2中。
在两种工作模式中，当测得的油压为Px时，即可以根据图2标定的储油量与压力关系，反求出对应的存油量mx，并根据两种工作模式的不同输出形式，显示在台架测试系统屏幕上供试验人员参考，或作出整车储油量超限报警提示，供用户作出相应的行动。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置为发动机(4)油底壳液位底部设有压力传感器(1)，压力传感器(1)将当前的机油压力信号传递给电控单元(2)或者发动机台架测试系统(3)；电控单元(2)或者发动机台架测试系统(3)结合压力信号根据事先标定的压力与油量关系计算出当前的储油量，并与设定的报警限值进行对比，当储油量超出设定的限值时发出报警提示。
2.根据权利要求1所述的一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置在发动机(4)处于的试验模式时压力传感器(1)连接发动机台架测试系统(3)；发动机(4)处于正常运行过程中压力传感器(1)连接电控单元(2)。
3.根据权利要求1所述的一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置在正常运行的过程中，如果电控单元(2)输出报警信息时，电控单元(2)对发动机(4)的转速进行限定。
4.根据权利要求1所述的一种车辆发动机机油储量的监测装置，其特征在于：所述的监测装置事先通过向油底壳中加入不同质量的机油，测出对应的压力，拟合出油量与压力的关系式，在试验室发动机机油储量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值直接输入到发动机台架测试系统(3)中，在检测发动机储油量时，发动机台架测试系统(3)根据压力传感器(1)当前测得的压力，查找上述输入的储油量与压力对应关系，反求出油量，并显示在台架测试系统的输出显示屏上；在车辆实际使用发动机储油量检测模式中，将不同的储油量以及与其对应的压力值或事先标定好的油量与压力关系式写入电控单元(2)中，并在电控单元(2)中设定上下限报警限值，车辆在用户实际使用过程中，在起动前的车辆自检时，电控单元(2)自动检测油底壳处压力传感器(1)测的压力，并根据电控单元(2)中的压力与储油量关系反求出油量，并与报警限值进行对比，决定是否报警。
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