CN112031893B - 发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，本发明公开了一种发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质，其方法包括：获取汽车运行参数；根据汽车运行参数计算水分增加因子和水分减少因子；根据水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量；基于润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定润滑油的当前水分。本发明可以在不增加硬件设备的情况下，实现对发动机润滑油水分的精确预测，避免了由于发动机润滑油累积过量水分导致发动机失效，提高了车辆运行的安全性。

Description

发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质。

背景技术

目前，汽车一般不设置用于检测发动机润滑油水分的检测装置。然而，在一些特殊气候条件和使用条件下，发动机润滑油容易累积过量水分，导致发动机失效。例如，在东北低温地区，部分用户每次用车时间短，发动机从启动到关闭，发动机本体温度、水温均未达到标准工作温度。在此过程中，润滑油冷凝了大量燃烧尾气中的水汽。持续一段时间后，润滑油中水含量过高，发生了乳化现象，甚至在低温下冷冻成碎冰，从而导致发动机失效。

发明内容

本发明实施例提供一种发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质，解决了由于发动机润滑油累积过量水分导致的发动机失效的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种发动机润滑油水分预测方法，包括：

获取汽车运行参数；

根据所述汽车运行参数计算发动机润滑油的水分增加因子和水分减少因子；

根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量；

基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定发动机润滑油的当前水分。

一种汽车发动机润滑油水分预测系统，包括电子控制单元和传感器；所述电子控制单元与所述传感器电连接；所述传感器用于获取汽车运行参数；所述电子控制单元用于执行上述任一种发动机润滑油水分预测方法。

一种汽车，包括上述汽车发动机润滑油水分预测系统。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述任一种发动机润滑油水分预测方法。

本发明提供的发动机润滑油水分预测方法、系统、汽车及介质，可以获取汽车运行参数，在此处，汽车运行参数指的是与发动机润滑油水分相关的运行参数(如发动机转速、发动机水箱温度)和环境参数(当前温度)。根据所述汽车运行参数计算发动机润滑油的水分增加因子和水分减少因子，在此处，可以基于对发动机润滑油水分产生正向影响的参数计算出水分增加因子，基于对发动机润滑油水分产生负向影响的参数计算出水分减少因子。根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量，在此处，当计算出所有的水分增加因子和水分减少因子，则可以计算出润滑油水分增量。基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定发动机润滑油的当前水分，在此处，发动机润滑油的当前水分为累积性的预测值，具体为在先水分与润滑油水分增量之和。本发明可以在不增加硬件设备的情况下，实现对发动机润滑油水分的精确预测，避免了由于发动机润滑油累积过量水分导致发动机失效，提高了车辆运行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中发动机润滑油水分预测方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中发动机润滑油水分预测方法的步骤S20的流程示意图；

图3是本发明另一实施例中发动机润滑油水分预测方法的步骤S20的流程示意图；

图4是本发明又一实施例中发动机润滑油水分预测方法的步骤S20的流程示意图；

图5是本发明另一实施例中发动机润滑油水分预测方法的流程示意图；

图6是本发明一实施例中计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供了一种发动机润滑油水分预测方法，包括以下步骤S10-S40：

S10、获取汽车运行参数。

在此处，汽车运行参数既包括汽车自身可能对润滑油水分产生影响的运行参数，如发动机转速，发动机水箱温度、发动机负荷、燃料燃烧特性；也包括汽车传感器监测到的可能对润滑油水分产生影响的环境参数，如温度、湿度。

S20、根据所述汽车运行参数计算发动机润滑油的水分增加因子和水分减少因子。

在此处，发动机润滑油的水分受发动机的运行状态以及环境因素影响。因而，可以基于汽车运行参数计算出润滑油的水分增加因子和水分减少因子。水分增加因子用于指代对润滑油水分产生正影响的汽车运行参数所产生的水分增加量。若产生正影响的汽车运行参数的数量大于一，则水分增加因子可以是所有产生正影响的汽车运行参数所产生的水分增加量的和。水分减少因子用于指代对润滑油水分产生负影响的汽车运行参数所产生的水分减少量。

S30、根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量。

本实施例中，润滑油水分增量即为水分增加因子和水分减少因子之差。润滑油水分增量可以是正数，也可以是负数。

S40、基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定发动机润滑油的当前水分。

本实施例中，计算润滑油水分增量和润滑油的在先水分之和，即为润滑油的当前水分。需要注意的是，润滑油的当前水分为非负数。也就是说，当润滑油水分增量和润滑油的在先水分之和小于零时，则润滑油的当前水分记为零。

步骤S10-S40中，获取汽车运行参数，在此处，汽车运行参数指的是与发动机润滑油水分相关的运行参数(如发动机转速、发动机水箱温度)和环境参数(当前温度)。根据所述汽车运行参数计算发动机润滑油的水分增加因子和水分减少因子，在此处，可以基于对发动机润滑油水分产生正向影响的参数计算出水分增加因子，基于对发动机润滑油水分产生负向影响的参数计算出水分减少因子。根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量，在此处，当计算出所有的水分增加因子和水分减少因子，则可以计算出润滑油水分增量。基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定发动机润滑油的当前水分，在此处，发动机润滑油的当前水分为累积性的预测值，具体为在先水分与润滑油水分增量之和。进而，润滑油的下一次预测水分则为当前水分与下一次预测润滑油水分增量之和。

可选的，所述水分增加因子包括第一增加因子；所述汽车运行参数包括燃烧尾气水分、发动机转速和发动机负荷。

如图2所示，在步骤S20中，所述根据所述汽车运行参数计算水分增加因子，包括：

S201、根据发动机转速和发动机负荷确定活塞漏气量和发动机扫气量；

S202、通过第一增加因子计算公式生成所述第一增加因子，所述第一增加因子计算公式为：

其中，X₁为所述第一增加因子；

Y为所述燃烧尾气水分；

A为所述活塞漏气量；

B为所述发动机扫气量；

f为采样频次。

本实施例中，发动机转速可以指发动机单位时间内做功的次数，可由安装在汽车上的测量仪表测得。发动机负荷可以指发动机的功率。活塞漏气量A通常指发动机在工作过程中,从曲轴箱通风管中逃逸出的气体的流量。可以根据发动机转速和发动机负荷确定活塞漏气量。例如，可以设置活塞漏气量查询表，在已知发动机转速和发动机负荷的情况下，可以在活塞漏气量查询表查询到对应的活塞漏气量。发动机扫气量B指的是发动机排出废气充入新鲜空气的流量。同样的，可以根据发动机转速和发动机负荷确定发动机扫气量。即，可以设置发动机扫气量查询表，在已知发动机转速和发动机负荷的情况下，可以在发动机扫气量询表查询到对应的发动机扫气量。对于一些不具有强制扫气功能的发动机，则其发动机扫气量为0。

第一增加因子X₁指的是燃料燃烧后产生的水分对润滑油水分产生的水分增加量。燃烧尾气水分Y指的是燃料燃烧后尾气的含水量。在此处，Y可以是基于化学反应式计算获得的计算值，也可以是经实测后的经验值。燃料不同，Y值存在细微的差异。在一些情况下，为了便于计算，在满足预设燃烧条件下，Y值可以是定值。采样频次f可以根据实际需要进行设置。如，f可以是0.001-10秒。在上式中，*为乘号。

可选的，所述水分增加因子还包括第二增加因子；所述汽车运行参数还包括当前温度和空气相对湿度。

如图3所示，在步骤S20中，所述根据所述汽车运行参数计算水分增加因子，还包括：

S203、获取与所述当前温度对应的空气饱和含水量；

S204、通过第二增加因子计算公式生成所述第二增加因子，所述第二增加因子计算公式为：

其中，X₂为所述第二增加因子；

B为所述发动机扫气量；

C为与当前温度对应的空气饱和含水量；

RH为空气相对湿度；

f为采样频次。

本实施例中，第二增加因子X₂指的是由于强制扫气，由空气带入发动机的水分对润滑油产生的水分增加量。在此处，第二增加因子X₂受空气饱和含水量C和空气相对湿度RH影响，与两者均呈正相关关系。空气相对湿度RH可由相应的湿度传感器测得。可以设置温度-空气饱和含水量查询表(标况下)，在已知当前温度的情况下，从上述温度-空气饱和含水量查询表查找出对应的空气饱和含水量。若汽车上安装有空气压力传感器，用于测量大气压力，则可以根据实测的大气压力对查找出的空气饱和含水量进行修正。采样频次f采用与上一实施例相同的频次。

可选的，所述汽车运行参数包括发动机水箱温度、发动机转速和发动机负荷。

如图4所示，在步骤S20中，所述根据所述汽车运行参数计算水分减少因子，包括：

S201、根据所述发动机转速和所述发动机负荷确定活塞漏气量和发动机扫气量；

S205、根据所述发动机水箱温度确定排气饱和含水量；

S206、通过水分减少因子计算公式生成所述水分减少因子，所述水分减少因子计算公式为：

其中，X₃为所述水分减少因子；

M为所述排气饱和含水量；

A为所述活塞漏气量；

B为所述发动机扫气量；

f为采样频次。

本实施例中，计算活塞漏气量和发动机扫气量的步骤与在先实施例中计算活塞漏气量和发动机扫气量的步骤相同，在此不再赘述。水分减少因子X₃指的是由于燃烧排气从发动机排出，对润滑油水分产生的水分减少量。排气饱和含水量近似于在排气温度下的空气饱和含水量。在一些情况下，排气温度可以基于发动机水箱温度推导得出。可通过实测试验，计算排气温度与发动机水箱温度的相关关系。在若该相关关系具有重现性，则可以基于已获得的相关关系以及现测的发动机水箱温度计算出排气温度。同样的，可以基于实测试验确定排气温度与M值的计量关系，然后再由测得的计算关系和排气温度反推M值。在确定M值之后，可以计算出水分减少因子X₃。采样频次f采用与上一实施例相同的频次。

可选的，所述水分增加因子包括第一增加因子和第二增加因子。

步骤S30，即所述根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量，包括：

通过水分增量计算公式生成所述润滑油水分增量，所述水分增量计算公式为：

其中，δX为所述润滑油水分增量；

X₁为所述第一增加因子；

X₂为所述第二增加因子；

X₃为所述水分减少因子；

V为润滑油的体积；

ρ为润滑油的密度。

本实施例中，润滑油水分增量δX即为水分增加因子和水分减少因子之差。水分增加因子为第一增加因子X₁与第二增加因子X₂之和。体积V为发动机加入润滑油的体积，可以是设计加注量的下限值。密度ρ为润滑油的密度，与润滑油的具体物理性质有关，如可以是0.85g/cm³。

可选的，步骤S40，即所述基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定润滑油的当前水分，包括：

通过当前水分计算公式生成所述润滑油的当前水分，所述当前水分计算公式为：

X_now＝X_prev+δX；

其中，X_now为润滑油的当前水分，且X_now≥0；

X_prev为润滑油的在先水分，且X_prev≥0；

δX为润滑油水分增量。

本实施例中，润滑油的当前水分X_now可由润滑油的在先水分X_prev和润滑油水分增量δX计算得到。在此处，X_now和X_prev均为非负数，而δX则可正可负。也就是说，在上述当前水分计算公式中，若X_prev+δX＜0；则X_now＝0。在外界温度低，发动机温度也较低时，δX＞0。在发动机温度较高时，δX＜0。

可选的，如图5所示，步骤S40之后，即所述基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定润滑油的当前水分之后，还包括：

S50、若所述当前水分大于预设阈值，则发出提醒信息。

本实施例中，预设阈值可以根据实际需要进行设置。若当前水分大于预设阈值，说明润滑油的水分较高，可能发生乳化或结冰，容易导致下一次用车时发动机失效。提醒信息可以是提醒用户注意润滑油的水分较高的信息。当润滑油水分超出预设阈值时，可以通过更换发动机润滑油，或者采取指定驾驶工况(提高发动机水箱温度，使δX<0)消除水分，防止因为发动机润滑油水分过高而出现发动机失效。

一种汽车发动机润滑油水分预测系统，包括电子控制单元和传感器；所述电子控制单元与所述传感器电连接；所述传感器用于获取汽车运行参数；所述电子控制单元用于执行上述任一种发动机润滑油水分预测方法。

一种汽车，包括上述汽车发动机润滑油水分预测系统。

在一实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机可读指令和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机可读指令的运行提供环境。该计算机可读指令被处理器执行时以实现一种的发动机润滑油水分预测方法。

在一实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现上述的发动机润滑油水分预测方法。所述计算机设备可以是指汽车的控制模块，亦可以是指设置在汽车之外并与所述汽车通信连接的计算机设备。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现上述的发动机润滑油水分预测方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元或模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，包括：

获取汽车运行参数；

根据所述汽车运行参数计算发动机润滑油的水分增加因子和水分减少因子；

根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量；

基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定发动机润滑油的当前水分；

所述水分增加因子包括第一增加因子；所述汽车运行参数包括燃烧尾气水分、发动机转速和发动机负荷；

所述根据所述汽车运行参数计算水分增加因子，包括：

根据发动机转速和发动机负荷确定活塞漏气量和发动机扫气量；

通过第一增加因子计算公式生成所述第一增加因子，所述第一增加因子计算公式为：

其中，X₁为所述第一增加因子；

Y为所述燃烧尾气水分；

A为所述活塞漏气量；

B为所述发动机扫气量；

f为采样频次。

2.如权利要求1所述的发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，所述水分增加因子还包括第二增加因子；所述汽车运行参数还包括当前温度和空气相对湿度；

所述根据所述汽车运行参数计算水分增加因子，还包括：

获取与所述当前温度对应的空气饱和含水量；

通过第二增加因子计算公式生成所述第二增加因子，所述第二增加因子计算公式为：

其中，X₂为所述第二增加因子；

B为所述发动机扫气量；

C为与当前温度对应的空气饱和含水量；

RH为空气相对湿度；

f为采样频次。

3.如权利要求1所述的发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，所述汽车运行参数包括发动机水箱温度、发动机转速和发动机负荷；

所述根据所述汽车运行参数计算水分减少因子，包括：

根据所述发动机转速和所述发动机负荷确定活塞漏气量和发动机扫气量；

根据所述发动机水箱温度确定排气饱和含水量；

通过水分减少因子计算公式生成所述水分减少因子，所述水分减少因子计算公式为：

其中，X₃为所述水分减少因子；

M为所述排气饱和含水量；

A为所述活塞漏气量；

B为所述发动机扫气量；

f为采样频次。

4.如权利要求1所述的发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，所述水分增加因子包括第一增加因子和第二增加因子；

所述根据所述水分增加因子和水分减少因子计算润滑油水分增量，包括：

通过水分增量计算公式生成所述润滑油水分增量，所述水分增量计算公式为：

其中，δX为所述润滑油水分增量；

X₁为所述第一增加因子；

X₂为所述第二增加因子；

X₃为所述水分减少因子；

V为润滑油的体积；

ρ为润滑油的密度。

5.如权利要求1所述的发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，所述基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定润滑油的当前水分，包括：

通过当前水分计算公式生成所述润滑油的当前水分，所述当前水分计算公式为：

X_now＝X_prev+δX；

其中，X_now为润滑油的当前水分，且X_now≥0；

X_prev为润滑油的在先水分，且X_prev≥0；

δX为润滑油水分增量。

6.如权利要求1所述的发动机润滑油水分预测方法，其特征在于，所述基于所述润滑油水分增量和润滑油的在先水分确定润滑油的当前水分之后，还包括：

若所述当前水分大于预设阈值，则发出提醒信息。

7.一种汽车发动机润滑油水分预测系统，其特征在于，包括电子控制单元和传感器；所述电子控制单元与所述传感器电连接；所述传感器用于获取汽车运行参数；所述电子控制单元用于执行如权利要求1至6中任一项所述的发动机润滑油水分预测方法。

8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求7所述的汽车发动机润滑油水分预测系统。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的发动机润滑油水分预测方法。

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