CN110688755B - 一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法及计算系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法及计算系统，方法包括基于转速、转速‑流量MAP图、滤芯使用时间、油压和油温计算出滤芯剩余寿命T1。当油温大于等于油温阈值时，基于滤芯两侧压差值计算出滤芯剩余寿命T2，取T1和T2中最小值作为最终滤芯剩余寿命；否则取T1和上一周期的T2中最小值作为最终滤芯剩余寿命。显示最终滤芯剩余寿命，当小于寿命阈值时提醒用户进行更换或保养。系统包括实施上述步骤的第一、第二滤芯剩余寿命计算模块，判断模块，最终滤芯剩余寿命确定模块和显示提醒模块。本发明可以根据发动机的运行工况和滤芯两侧压差值的大小实时综合计算滤芯剩余寿命，实现滤芯的最大化利用和发动机的最优保护。

Description

一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法及计算系统

技术领域

本发明属于发动机燃油、机油过滤技术领域，尤其涉及一种可适用于机油滤芯和燃油滤芯的发动机滤芯剩余寿命的计算方法及计算系统。

背景技术

目前，发动机燃油滤芯和机油滤芯的保养方式为按照保养说明定期更换；因应用行业不同，发动机运行工况不同，若按照原来的更换周期(凭经验预测的周期)进行更换，会造成滤芯寿命未最大化利用、或滤芯超寿命运行过滤效率低于标准的情况；不利于实现使用成本的降低和发动机的最优保护。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的第一个技术问题是，提供一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法，可以根据发动机的运行工况和滤芯两侧压差值的大小实时综合计算滤芯消耗并预测剩余寿命，实现滤芯寿命的最大化利用和发动机的最优保护。

作为同一个技术构思，本发明解决的第二个技术问题是，提供一种用于实施上述计算方法的发动机滤芯剩余寿命的计算系统。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法，所述发动机滤芯为燃油滤芯或机油滤芯，所述计算方法包括：

S1、基于当前工况下发动机的转速、预先标定的转速-流量MAP图、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1；

S2、当油温大于等于设定的油温阈值时，执行步骤S3；否则，执行步骤S4；

S3、基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2并存储；取所述滤芯剩余寿命T1和所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

S4、直接获取上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2；取所述滤芯剩余寿命T1和上一周期的所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

S5、显示所述最终滤芯剩余寿命；当所述最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯。

进一步，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下燃油或机油的初始流速V1；

S12、基于滤芯使用时间、油压和油温对所述初始流速V1进行修正；

S13、根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得燃油或机油通过所述滤芯的累积流量Q1；

S14、根据所述累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出所述滤芯剩余寿命T1。

进一步，所述步骤S12具体包括以下步骤：

S121、基于滤芯使用时间，从预先标定的第一修正系数MAP图中查找出修正系数A1；

S122、当油压达到设定的限压阀开启阈值时，执行步骤S123；否则，执行步骤S124；

S123、基于当前转速下的油温，从预先标定的第二修正系数MAP图中查找出修正系数A2；修正后的流速等于所述初始流速V1、所述修正系数A1和所述修正系数A2三者的乘积；

S124、修正后的流速等于所述初始流速V1和所述修正系数A1二者的乘积。

进一步，所述修正系数A1为1～1.2。

进一步，所述步骤S14中所述滤芯剩余寿命T1的计算公式为：

进一步，所述步骤S3具体包括：

S31、连续多次获取当前转速下的所述滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1；

S32、根据所述有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出所述滤芯剩余寿命T2。

进一步，所述步骤S32中所述滤芯剩余寿命T2的计算公式为：

为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种发动机滤芯剩余寿命的计算系统，所述发动机滤芯为燃油滤芯或机油滤芯，所述计算系统包括：

第一滤芯剩余寿命计算模块，根据当前工况下发动机的转速、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1；

判断模块，判断当前转速下的油温是否大于等于设定的油温阈值；

第二滤芯剩余寿命计算模块，基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2；

最终滤芯剩余寿命确定模块，当油温大于等于设定的油温阈值时，取所述滤芯剩余寿命T1和计算的所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；当油温小于设定的油温阈值时，取所述滤芯剩余寿命T1和上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

显示提醒模块，显示所述最终滤芯剩余寿命；并当所述最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯。

进一步，所述第一滤芯剩余寿命计算模块包括：

初始流速获取单元，基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下燃油或机油的初始流速V1；

修正单元，基于滤芯使用时间、油压和油温对所述初始流速V1进行修正；

累积流量计算单元，根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得燃油或机油通过所述滤芯的累积流量Q1；

第一寿命计算单元，根据所述累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出所述滤芯剩余寿命T1。

进一步，所述第二滤芯剩余寿命计算模块包括：

压差获取单元，连续多次获取当前转速下的所述滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1；

第二寿命计算单元，根据所述有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出所述滤芯剩余寿命T2。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明发动机滤芯剩余寿命的计算方法及计算系统，计算方法主要包括基于当前工况下发动机的转速、预先标定的转速-流量MAP图、滤芯的持续使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1；油温大于等于设定的油温阈值时，基于当前转速下的滤芯两侧压差值，重新计算出滤芯剩余寿命T2，取滤芯剩余寿命T1和该滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；油温小于设定的油温阈值时，为了避免寿命计算出现跳跃影响计算的精确性，需要取滤芯剩余寿命T1和上一计算周期满足油温条件时计算的那个滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；显示最终滤芯剩余寿命；当最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯。计算系统用于实施上述计算方法。

本发明改变了传统定期更换滤芯的策略，基于发动机运行工况(通过滤芯的累积流量)和滤芯两侧压差值的大小实时综合计算滤芯消耗并预测剩余寿命。实现滤芯寿命的最大化利用和发动机的最优保护。且本发明计算方法简单易实现。

附图说明

图1是本发明发动机滤芯剩余寿命的计算方法的逻辑框图；

图2是本发明发动机滤芯剩余寿命的计算方法的具体流程图；

图3是图2中步骤S1的具体流程图；

图4是图3中步骤S12的具体流程图；

图5是图2中步骤S3的具体流程图；

图6是本发明发动机滤芯剩余寿命的计算系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅是为了便于简化描述，用以解释本发明，并不用于限定本发明。

机油滤芯、燃油滤芯在滤芯设计时已经决定了其在标准过滤效率下的滤芯设计流量Q0。当过滤流量超过该值时滤芯的过滤效率会低于标准值，此时滤芯需要更换。通过压差传感器测量滤芯两侧压差值与滤芯设计压差值P0对比，当实际压差值超过滤芯设计压差值P0时，需要更换滤芯。基于上述原理设计本发发动机滤芯剩余寿命的计算方法，以此来准确量化滤芯的使用寿命。

本实施例以机油滤芯为例进行说明，由图1和图2共同所示，一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法，具体包括以下步骤：

S1、基于当前工况下发动机的转速、预先标定的转速-流量MAP图、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1。

需要说明的：基于模拟的不同工况进行发动机台架试验，标定出不同工况下转速和机油流量的特性曲线(机油泵特性曲线)，该特性曲线定义为转速-流量MAP图；将转速-流量MAP图预先存入发动机电控单元中，以便于查找调用。

滤芯使用时间是指，安装机油滤芯后开始计时，之后以转速大于0为计时条件，进行累计计时；也可认为是发动机运行的累计时间。

S2、当油温大于等于设定的油温阈值时，执行步骤S3；否则，执行步骤S4。

S3、基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2；取滤芯剩余寿命T1和滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命。

S4、直接获取上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2；取滤芯剩余寿命T1和上一周期的滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命。

需要说明的是，油温过低时(发动机刚起动时)，滤芯两侧压差值误差较大，此时不进行滤芯剩余寿命T2的计算；但是为了避免寿命计算出现跳跃现象影响计算的精确性，需要将步骤S1计算出的滤芯剩余寿命T1和上一计算周期计算并存储的滤芯剩余寿命T2进行比较，以确保计算的精确性。

S5、利用仪表显示最终滤芯剩余寿命；当最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值(10％)时，提醒用户进行更换或保养滤芯。

其中，由图3所示，上述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下机油的初始流速V1。

S12、基于滤芯(机油滤芯)使用时间、油压(机油压力)和油温(机油温度)对该初始流速V1进行修正。

S13、根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得机油通过滤芯(机油滤芯)的累积流量Q1(机油累积流量)。

S14、根据累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出滤芯剩余寿命T1。其中，滤芯剩余寿命T1的计算公式为：

由图4所示，上述步骤S12具体包括以下步骤：

S121、基于滤芯使用时间，从预先标定的第一修正系数MAP图中查找出修正系数A1。

S122、当油压达到设定的限压阀开启阈值时，执行步骤S123；否则，执行步骤S124。

S123、基于当前转速下的油温，从预先标定的第二修正系数MAP图中查找出修正系数A2；修正后的流速(V3)等于初始流速V1、修正系数A1和修正系数A2三者的乘积。即，V3＝V1×A1×A2。

S124、修正后的流速(V2)等于初始流速V1和修正系数A1二者的乘积。即，V2＝V1×A1。机油滤芯使用时间越长，修正系数越大，修正系数A1从1～1.2之间根据时间变动。

由图5所示，上述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、连续多次(三次)获取当前转速下的滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1。

S32、根据有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出滤芯剩余寿命T2。其中，滤芯剩余寿命T2的计算公式为：

本实施例还公开了一种实施上述计算方法的发动机滤芯剩余寿命的计算系统，由图6所示，计算系统包括：

第一滤芯剩余寿命计算模块，根据当前工况下发动机的转速、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1。

判断模块，判断当前转速下的油温是否大于等于设定的油温阈值。

第二滤芯剩余寿命计算模块，基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2。

最终滤芯剩余寿命确定模块，当油温大于等于设定的油温阈值时，取所述滤芯剩余寿命T1和计算的滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；当油温小于设定的油温阈值时，取滤芯剩余寿命T1和上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命。

显示提醒模块，显示最终滤芯剩余寿命；并当最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯。

其中，第一滤芯剩余寿命计算模块包括：

初始流速获取单元，基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下机油的初始流速V1。

修正单元，基于滤芯使用时间、油压和油温对初始流速V1进行修正。

累积流量计算单元，根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得机油通过滤芯(机油滤芯)的累积流量Q1；

第一寿命计算单元，根据累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出滤芯剩余寿命T1。

第二滤芯剩余寿命计算模块包括：

压差获取单元(包含压差传感器)，连续多次(三次)获取当前转速下的滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1；

第二寿命计算单元，根据有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出滤芯剩余寿命T2。

其中，各个模块或各个单元可直接通过编写软件模块集成在发动机电控单元ECU内，也可以是独立的一个集成计算方法的处理芯片，该处理芯片与发动机电控单元ECU可进行数据交换。

具体工作工程可参照前文计算方法部分的内容，在此不再赘述。

本文中所公开的实施例描述的方法可以直接用硬件、发动机电控单元ECU执行的软件模块(程序模块)，或者二者的结合来实施。为了清楚的说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照一般性的描述个各示例的组成及步骤，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

综上，本发明改变了传统定期更换滤芯的策略，基于发动机运行工况(通过滤芯的累积流量)和滤芯两侧压差值的大小实时综合计算滤芯消耗并预测剩余寿命。实现滤芯寿命的最大化利用和发动机的最优保护。且本发明计算方法简单易实现。

以上所述仅为本发明的优选的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明设计原理的前提下，还可作出若干变形和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种发动机滤芯剩余寿命的计算方法，所述发动机滤芯为燃油滤芯或机油滤芯；其特征在于，所述计算方法包括：

S1、基于当前工况下发动机的转速、预先标定的转速-流量MAP图、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1；

S2、当油温大于等于设定的油温阈值时，执行步骤S3；否则，执行步骤S4；

S3、基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2并存储；取所述滤芯剩余寿命T1和所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

S4、直接获取上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2；取所述滤芯剩余寿命T1和上一周期的所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

S5、显示所述最终滤芯剩余寿命；当所述最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯；

所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下燃油或机油的初始流速V1；

S12、基于滤芯使用时间、油压和油温对所述初始流速V1进行修正；

S13、根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得燃油或机油通过所述滤芯的累积流量Q1；

S14、根据所述累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出所述滤芯剩余寿命T1；

所述步骤S12具体包括以下步骤：

S121、基于滤芯使用时间，从预先标定的第一修正系数MAP图中查找出修正系数A1；

S122、当油压达到设定的限压阀开启阈值时，执行步骤S123；否则，执行步骤S124；

S123、基于当前转速下的油温，从预先标定的第二修正系数MAP图中查找出修正系数A2；修正后的流速等于所述初始流速V1、所述修正系数A1和所述修正系数A2三者的乘积；

S124、修正后的流速等于所述初始流速V1和所述修正系数A1二者的乘积；

所述步骤S14中所述滤芯剩余寿命T1的计算公式为：

；

所述步骤S3具体包括：

S31、连续多次获取当前转速下的所述滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1；

S32、根据所述有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出所述滤芯剩余寿命T2；

。

2.如权利要求1所述的发动机滤芯剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述修正系数A1为1~1.2。

3.一种发动机滤芯剩余寿命的计算系统，所述发动机滤芯为燃油滤芯或机油滤芯；其特征在于，所述计算系统包括：

第一滤芯剩余寿命计算模块，根据当前工况下发动机的转速、滤芯使用时间、油压和油温参数，计算出滤芯剩余寿命T1；

判断模块，判断当前转速下的油温是否大于等于设定的油温阈值；

第二滤芯剩余寿命计算模块，基于当前转速下的滤芯两侧压差值，计算出滤芯剩余寿命T2；

最终滤芯剩余寿命确定模块，当油温大于等于设定的油温阈值时，取所述滤芯剩余寿命T1和计算的所述滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；当油温小于设定的油温阈值时，取所述滤芯剩余寿命T1和上一周期满足油温条件时计算并存储的滤芯剩余寿命T2二者之中的最小值作为最终滤芯剩余寿命；

显示提醒模块，显示所述最终滤芯剩余寿命；并当所述最终滤芯剩余寿命小于设定的寿命阈值时，提醒用户进行更换或保养滤芯；

所述第一滤芯剩余寿命计算模块包括：

初始流速获取单元，基于当前工况下发动机的转速和预先标定的转速-流量MAP图，计算出当前转速下燃油或机油的初始流速V1；

修正单元，基于滤芯使用时间、油压和油温对所述初始流速V1进行修正，

基于滤芯使用时间，从预先标定的第一修正系数MAP图中查找出修正系数A1；

当油压达到设定的限压阀开启阈值时，基于当前转速下的油温，从预先标定的第二修正系数MAP图中查找出修正系数A2；修正后的流速等于所述初始流速V1、所述修正系数A1和所述修正系数A2三者的乘积；当油压达到未设定的限压阀开启阈值时，修正后的流速等于所述初始流速V1和所述修正系数A1二者的乘积；

累积流量计算单元，根据滤芯使用时间对修正后的流速进行累积积分计算，获得燃油或机油通过所述滤芯的累积流量Q1；

第一寿命计算单元，根据所述累积流量Q1和预设的滤芯设计流量Q0计算出所述滤芯剩余寿命T1；

；

所述第二滤芯剩余寿命计算模块包括：

压差获取单元，连续多次获取当前转速下的所述滤芯两侧压差值，并取平均值作为有效滤芯两侧压差值P1；

第二寿命计算单元，根据所述有效滤芯两侧压差值P1和预设的滤芯设计压差值P0计算出所述滤芯剩余寿命T2；

。