CN107120159A - 发动机机油品质在线监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机机油品质在线监测系统，其包括机油传感器和机油品质监测控制器；所述机油传感器包括机油品质传感器和机油液位传感器，所述机油品质监测控制器接收所述机油传感器所采集的数据，以及与所述机油品质监测控制器通过CAN总线信号连接的发动机ECU所采集的发动机基本运行信息，并对所述机油的油品信息进行处理。本系统解决了传统方法在实时性和可操作性上的难题。按照本方法布置专用传感器和机油品质监测控制器以后，通过机油品质监测控制器的运算逻辑，获得发动机机油的换油/故障情况或劣化程度，指导用户理性换油，大量节省时间和金钱。

Description

发动机机油品质在线监测系统
技术领域
本发明涉及一种主动监测发动机机油品质的系统，尤其涉及一种发动机机油品质在线监测系统。
背景技术
一直以来，判断机油劣化程度的传统方法，是将机油样本送至专门的检测机构，进行光谱分析检测和理化指标分析检测。这种方法虽然能够精确的了解机油样本的劣化情况，但是需要专门的实验设备，分析周期很长，无法及时指导用户应对不良状况。
为了消除传统方法的弊端，国内外进行了许多机油劣化在线监测新技术的开发，归纳起来可以分为两大类，即“主动系统”与“被动系统”。
主动系统——采用的是通过传感器直接采集机油品质相关信息来评估算机油劣化度的方法，代表性案例有：US6243601B1 System and Method of Determining OilChange Interval；
被动系统——采用的是通过发动机实际工况推算机油劣化度的方法，代表性案例有：奔驰卡车的“智能保养系统”、通用汽车公司的“油液寿命系统”、克莱斯勒汽车公司的“主动服务系统”。
“主动系统”受困于传感器集成化精度不高、控制模型精度差且功能单一，而“被动系统”的主要缺陷在于其策略复杂后台庞大和较差的自适应性，加之系统成本高昂等因素，两种系统都一直未能向市场推出成熟的产品。
发明内容
本发明目的是提供一种发动机机油品质在线监测系统，其能够实现对机油品质的在线实时监控，便捷、准确地对在用机油进行品质分析；并在此基础之上，及时提醒用户“按质换油”，对机油过度劣化带来的潜在危险实现警示和驾驶行为约束。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种发动机机油品质在线监测系统，其包括机油传感器和机油品质监测控制器；
所述机油传感器包括机油品质传感器和机油液位传感器，所述机油品质传感器用于检测发动机机油的油品信息，所述机油液位传感器用于检测发动机机油的液位；
所述机油品质监测控制器接收所述机油传感器所采集的数据，以及与所述机油品质监测控制器通过CAN总线信号连接的发动机ECU所采集的发动机基本运行信息，并对所述机油的油品信息进行处理，通过正确度筛选判断发动机是否更换机油，以及在更换机油时，判断是否添加了错误的机油，当添加了错误的机油时，所述机油品质监测控制器向所述发动机ECU发送警告信号并且控制仪表板显示该警告信号的警告内容；通过归一化和收敛处理判断发动机机油品质劣化程度和污染状况，并根据该发动机机油品质劣化程度准确提醒发动机更换机油；以及根据发动机机油的污染状况，当机油发生污染或者泄漏时，所述机油品质监测控制器向所述发动机ECU发送信号，使得发动机ECU限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
可选的，所述机油品质检测控制器根据该警告信号，在仪表板上显示相关警告内容。
可选的，所述发动机机油的油品信息包括介电常数、密度、粘度和温度。
可选的，所述发动机基本运行信息包括发动机转速、发动机输出扭矩和燃油消耗量。
可选的，所述机油品质传感器安装在发动机的主油道处，机油液位传感器安装在发动机的油底壳处。
可选的，所述机油品质监测控制器还通过机油粘度、机油密度、机油介电常数、机油酸碱度、铁颗粒物浓度和非金属颗粒浓度参数对机油品质进行判定，并且在判定发动机机油品质劣化程度较高，或者当机油发生污染或者泄漏时，通过发动机ECU限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
可选的，所述机油品质监测控制器通过直接驱动的控制形式，控制仪表板上显示相关警告内容。
本发明具有如下有益效果：本系统解决了传统方法在实时性和可操作性上的难题。按照本方法布置专用传感器和机油品质监测控制器以后，通过机油品质监测控制器的运算逻辑，获得发动机机油的换油/故障情况或劣化程度，指导用户理性换油，大量节省时间和金钱。
附图说明
图1为本发明的发动机机油品质在线监测系统的结构示意图；
图2为本发明所述机油品质监测控制器所使用的方法的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种发动机机油品质在线监测系统，用以分析机油劣化程度及判定发动机机油品质方面的故障，其包括机油传感器和机油品质监测控制器。
所述机油传感器包括机油品质传感器和机油液位传感器，而且所述机油品质传感器和机油液位传感器均安装在发动机上，例如，所述机油品质传感器安装在发动机的主油道处，此时机油已经经过了滤清和冷却，机油液位传感器安装在发动机的油底壳处；分别监测发动机机油的油品信息(介电常数、密度、粘度、温度)以及油底壳机油液位等信息，也就是说，该机油传感器是机油各数据的初始来源。
本实施例中，所述机油传感器所采集的数据和发动机的一些基本运行信息通过发动机发出的CAN报文输入到机油品质监测控制器中。
所述机油品质监测控制器对所述机油的油品信息进行处理，例如通过正确度筛选判断发动机是否更换机油，以及在更换机油时，判断是否添加了错误的机油；并通过归一化和收敛处理判断发动机机油品质劣化程度和污染状况，并根据该发动机机油品质劣化程度准确提醒发动机更换机油；以及根据发动机机油的污染状况，当机油发生污染或者泄漏时，限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
在发动机机油品质劣化程度和污染状况判断过程中，引入了原始数据可信性判定和趋势分析法，目的是为了消除原始数据过度波动造成对劣化程度误判断。
本实施例中，所述发动机机油品质在线监测系统的机油品质监测控制器可以根据实际情况考虑安装在整车底盘或驾驶室内，机油品质监测控制器采集机油传感器所获得的机油信息，并通过CAN总线与发动机ECU、仪表实现通讯。
发动机ECU向所述机油品质监测控制器提供必要的发动机基本运行信息，以及当所述机油品质监测控制器判断需要更换机油，限制发动机扭矩输出或者停机时，所述发动机ECU进行响应，例如，控制仪表盘显示更换机油，以及控制发动机跛行、停机。
与现有的机油离线检测技术相比，本系统解决了传统方法在实时性和可操作性上的难题。按照本方法布置专用传感器和机油品质监测控制器以后，通过机油品质监测控制器的运算逻辑，获得发动机机油的换油/故障情况或劣化程度，指导用户理性换油，大量节省时间和金钱。
本发明的发动机机油品质在线监测系统在使用时，接通24VDC稳压电源，使得机油传感器、发动机ECU、机油品质监测控制器和仪表盘上电；机油品质监测控制器按既定逻辑和控制策略，对机油的劣化程度进行动态实时判定；同时，在劣化度分析过程中发现的机油品质异常现象，能为发动机故障预判提供依据，并在异常现象严重到一定程度时激活发动机ECU的故障应对模式，确保发动机和驾乘人员的安全；仪表的提示、报警功能实现了人机互动，使驾驶员时刻掌握机油与发动机的安全信息。
本发明的发动机机油品质在线监测系统体积较小，电气改装程度较低，因此能应用于各类空间宽敞的中载、重载商用车。
而且，所述机油品质监测控制器还可以通过机油粘度、机油密度、机油介电常数、机油酸碱度、铁颗粒物浓度、非金属颗粒浓度等参数对机油品质进行判定，并且在判定发动机机油品质劣化程度较高，或者当机油发生污染或者泄漏时，限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
本发明的发动机机油品质在线监测系统是基于锡柴发动机专门开发的机油品质主动在线监测系统，对非锡柴的发动机具有较强的可移植性；但由于本系统所有参数标定都是结合锡柴发动机特有工况特性实现的，因此与同类功能相似系统相比，对锡柴发动机具有最高的优先适配权。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，包括机油传感器和机油品质监测控制器；
所述机油传感器包括机油品质传感器和机油液位传感器，所述机油品质传感器用于检测发动机机油的油品信息，所述机油液位传感器用于检测发动机机油的液位；
所述机油品质监测控制器接收所述机油传感器所采集的数据，以及与所述机油品质监测控制器通过CAN总线信号连接的发动机ECU所采集的发动机基本运行信息，并对所述机油的油品信息进行处理，通过正确度筛选判断发动机是否更换机油，以及在更换机油时，判断是否添加了错误的机油，当添加了错误的机油时，所述机油品质监测控制器向所述发动机ECU发送警告信号并且控制仪表板显示该警告信号的警告内容；通过归一化和收敛处理判断发动机机油品质劣化程度和污染状况，并根据该发动机机油品质劣化程度准确提醒发动机更换机油；以及根据发动机机油的污染状况，当机油发生污染或者泄漏时，所述机油品质监测控制器向所述发动机ECU发送信号，使得发动机ECU限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
2.根据权利要求1所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述机油品质检测控制器根据该警告信号，在仪表板上显示相关警告内容。
3.根据权利要求2所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述发动机机油的油品信息包括介电常数、密度、粘度和温度。
4.根据权利要求3所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述发动机基本运行信息包括发动机转速、发动机输出扭矩和燃油消耗量。
5.根据权利要求4所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述机油品质传感器安装在发动机的主油道处，机油液位传感器安装在发动机的油底壳处。
6.根据权利要求5所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述机油品质监测控制器还通过机油粘度、机油密度、机油介电常数、机油酸碱度、铁颗粒物浓度和非金属颗粒浓度参数对机油品质进行判定，并且在判定发动机机油品质劣化程度较高，或者当机油发生污染或者泄漏时，通过发动机ECU限制发动机扭矩输出或者停机来保护发动机。
7.根据权利要求1所述的发动机机油品质在线监测系统，其特征在于，所述机油品质监测控制器通过直接驱动的控制形式，控制仪表板上显示相关警告内容。
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