CN112796851A - 一种机油自动更换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机油自动更换系统和方法，所述机油自动更换系统包括控制器、传感器、显示器、电动阀和控制开关，所述传感器和所述显示器与所述控制器电性连接，所述传感器用于检测机油状态，所述显示器用于显示机油状态，所述电动阀安装在油底壳的下方，所述电动阀的一端与油底壳内部连通，另一端与放油管连接，所述控制开关与所述电动阀电性连接，用于控制所述电动阀启闭。本发明机油自动更换系统通过传感器监控机油品质，并通过显示器显示，用户可以直观了解机油状态，从而优化换油周期，延长机器使用寿命，并使用电动阀控制机油放油管路通断，通过控制开关实现一键放油，操作方便，保证人身安全。

Description

一种机油自动更换系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种机油自动更换系统及方法。

背景技术

对于发动机而言，机油具有至关重要的作用，其用于减少发动机内运动部件表面间的摩擦，同时具有冷却、密封、防腐防锈、绝缘、功率传送、清洗杂质的功能。在发动机运行一段时间后，机油品质会变差，燃油不完全燃烧、空气滤清器过滤质量不好、灰尘进入油底壳、发动机温度过高使机油氧化生成胶质和积炭、更换机油时未更换滤芯等原因都可能引起机油变质。而变质的机油加注到车辆中，发动机内需要润滑和冷却的部件得不到足够的保护，发动机负荷及磨损就会加剧，最终导致发动机损坏。因此当机油变质时，需要及时进行更换。

目前用户一般通过外观观测来判断机油的品质，但这种判断方式受主观因素影响较大，很难作出准确判断。也可以通过实验室检测机油的品质，但需要进行取样，操作麻烦，检测时间长，并不适用于日常使用。所以用户更换机油的时机主要根据主机厂要求的里程数或运行时间来确定，但这种更换时机的选择并不可靠。若在规定时间内机油已出现变质而没有更换，则变质的机油会损坏发动机零部件，影响发动机使用寿命；若在规定时间机油品质还在允许使用范围内而更换机油，则会造成浪费，产生过多废机油。另外，目前更换机油时操作人员需手动打开油底壳的盖子，再使用放油阀和放油插件来更换机油，需要较大的操作空间，操作不便且存在烫伤风险。

发明内容

本发明解决的问题是如何优化机油更换周期，提高换油操作的便捷性和安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种机油自动更换系统，包括控制器、传感器、显示器、电动阀和控制开关，所述传感器和所述显示器与所述控制器电性连接，所述传感器用于检测机油状态，所述显示器用于显示机油状态，所述电动阀安装在油底壳的下方，所述电动阀的一端与油底壳内部连通，另一端与放油管连接，所述控制开关与所述电动阀电性连接，用于控制所述电动阀启闭。

相对于现有技术，本发明机油自动更换系统通过传感器监控机油品质，并通过显示器显示，用户可以直观了解机油状态，从而优化换油周期，延长机器使用寿命，该系统使用电动阀控制机油放油管路通断，通过控制开关实现一键放油，操作方便，保证人身安全。

在优选或可选的实施方式中，所述传感器包括粘度传感器和温度传感器。由此，采用粘度作为机油品质判断的指标，温度传感器和粘度传感器配合，可以监测设定温度下机油的粘度变化，统一粘度检测条件，保证检测准确性。

在优选或可选的实施方式中，机油自动更换系统还包括信号器，用于发出更换机油信号，所述信号器与所述控制器电性连接。由此，信号器可以发出信号，提醒用户及时更换机油。

本发明还提供一种机油自动更换方法，使用了上述的机油更换系统，该方法包括以下步骤：

控制传感器对机油进行检测，得到检测数据；

控制器读取传感器的检测数据；

控制器根据读取的检测数据确定机油状态；

控制显示器根据所述机油状态进行显示；以及

当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号；

控制开关响应于按压动作或打开指令，使得电动阀打开，放油。

相对于现有技术，本发明机油自动更换方法通过传感器监控机油品质，控制器将检测数据转化成直观的机油状态在显示器上显示，实现机油状态可视化，用户可以随时掌握机油的情况，根据设定换油条件确定换油周期，防止机油变质影响发动机使用寿命，也不会过早换油造成浪费，换油时通过控制开关打开电动阀，实现一键放油，操作方便，自动化程度高，安全性大幅提高。

在优选或可选的实施方式中，所述控制传感器对机油进行检测，得到检测数据步骤具体包括，控制温度传感器检测机油温度，控制粘度传感器检测机油粘度；所述控制器读取传感器的检测数据步骤具体包括，控制器读取设定温度下的机油粘度。由此，采用粘度作为机油品质判断的指标，温度传感器和粘度传感器配合，监测设定温度点下机油的粘度变化，统一粘度检测条件，保证检测准确性。

在优选或可选的实施方式中，所述设定温度选自0℃-40℃之间的一个温度点。由此，机油容易达到0℃-40℃的设定范围，便于进行检测，且在该温度范围内机油的粘度较大，可以减少误差对检测结果的影响。

在优选或可选的实施方式中，所述控制根据读取的检测数据确定机油状态步骤具体包括，所述控制器根据读取的检测数据，计算机油的粘度变化率，所述粘度变化率的计算公式为：

其中，C为粘度变化率，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度。

由此，通过粘度变化率来反应机油的状态，可以准确掌握机油变质情况，用户可以从显示器直观了解机油状态。

在优选或可选的实施方式中，所述当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号步骤中，所述设定换油条件为粘度变化率大于等于最大粘度变化率，所述最大粘度变化率为15％-25％。

由此，当机油的粘度变换率到达15％-25％，表明机油的品质下降到了需要换油的状态，继续使用会对发动机造成损害，一般最大粘度变化率留有一定的余量，以应对无法及时换油的情况，最大粘度变化率的选值可以人工设定，也可以由控制器根据机油初始粘度自动进行程序选择。

在优选或可选的实施方式中，所述控制器根据读取的检测数据确定机油状态步骤具体包括，所述控制器根据读取的检测数据，计算机油寿命，所述机油寿命的计算公式为：

其中，S为机油寿命，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度，Q为最大粘度变化率。

由此，将机油的粘度数据转化为机油寿命，便于用户更直观地了解机油状态。

在优选或可选的实施方式中，所述当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号步骤中，所述设定换油条件为机油寿命等于0％。

由此，通过机油寿命直观反应机油质量的变化情况，便于用户理解和确定更换机油的时间。

附图说明

图1为本发明实施例中机油自动更换系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中机油自动更换方法的流程图。

附图标记说明：

1-控制器，2-粘度传感器，3-温度传感器，4-显示器，5-电动阀，6-控制开关，7-放油管，8-信号器，9-油底壳。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的实施例提供一种机油自动更换系统，应用于车辆发动机，以实现车辆根据机油品质进行自动换油。结合图1所示，该机油自动更换系统包括控制器1、传感器、显示器4、电动阀5、控制开关6和信号器8。图中虚线表示电性连接，其中传感器、显示器4和信号器8与控制器1电性连接，电动阀5与控制开关6电线连接。

机油有多种检测指标，如粘度、酸碱值、闪点等，其中粘度是一项重要的指标。机油使用一段时间后，油品氧化产生大量的油污和杂质，会导致机油粘度增大，而发动机运行时会剪切机油，破坏机油中的粘指剂导致机油粘度降低，因此粘度变化情况可以反映出机油的状态。检测机油的粘度变化即将机油的初始粘度与当前粘度进行比较，但是机油温度对粘度有很大的影响，温度越高，机油的粘度越大，因此需要相同的温度下测试机油的初始粘度和当前粘度，才能准确反映粘度的变化率。

传感器包括粘度检测器和温度检测器，其中粘度传感器2用于检测机油的粘度，温度传感器3用于检测机油的温度，粘度传感器2和温度传感器3配合使用，可以获得某一设定温度下机油的粘度参数。本实施例中粘度传感器2为压电超声粘度传感器2，通过压电超声敏感器件的参数变化，来感知机油粘度的变化，可动态检测机油的粘度，检测精度高。温度传感器3为热敏温度传感器3，通过热敏元件的参数变化，来感知机油的温度变化，可动态检测机油的温度。

控制器1为单片机，其用于读取传感器的检测数据，并将检测数据进行运算转化，转换为便于用户查看和理解的机油状态，再通过显示器4显示，实现机油状态可视化。

显示器4可以单独设置，也可以直接使用车辆内的电子显示屏。控制器1将运算获得的机油状态传输到显示器4，通过显示器4向用户直观展示。显示器4的界面可以进行美化设置，如设置条状图、柱形图、圆形图等展示机油状态，还将机油质量的通过不同颜色进行显示，以使用户更直观了解车辆机油的状态，及时进行更换。

信号器8用于发出更换机油的信号，信号器8可以选用灯光报警器、蜂鸣器等。当控制器1判断到机油质量下降，继续使用会损害发动机时，控制器1向信号器8发出信号，信号器8发出声光报警信号，提醒用户更换机油，避免发动机继续使用造成不利影响。

电动阀5用于控制发动机换油管路的通断，其安装在油底壳9的下方，进液端与油底壳9内部连通，出液端连接一放油管7。电动阀5关闭时，油底壳9的换油管路断开，电动阀5打开时，换油管路导通，油底壳9内机油受重力作用从放油管7流出，实现机油更换。控制开关6与电动阀5电性连接，用于控制电动阀5打开和关闭。控制开关6可以与控制器1电性连接，受控制器1信号控制，也可以不与控制器1连接，受操作人员按压控制。控制开关6可以设置在车辆的驾驶室内，并设置防护罩等保护结构，避免用户误碰。本实施例中电动阀5为电磁阀，其具有常开或常闭状态，控制开关6为按压式按钮，通过控制开关6可以一键打开或关闭，实现一键放油，操作方便，操作者不需要与油底壳直接接触，防止烫伤，保证人身安全。

在其他实施方式中，电动阀5为电动调节阀，控制开关6为旋钮，旋转控制开关6可以调节电动阀5的开度，从而调节放油速度，提高换油操作自动化程度。

本实施例的机油自动更换系统通过传感器监控机油品质，并通过显示器4显示，用户可以直观了解机油状态，可以根据机油的实际品质确定换油时间，从而优化换油周期，延长发动机使用寿命，减少机油浪费。

结合图2所示，本发明的另一实施例提供一种机油自动更换方法，本方法需要通过上述实施例中的机油自动更换系统实现，具体包括以下步骤：

S100：控制传感器对机油进行检测，得到检测数据；

S200：控制器1读取传感器的检测数据；

S300：控制器1根据读取的检测数据确定机油状态；

S400：控制显示器4根据机油进行显示；

S500：控制器1判断机油状态是否满足设定换油条件，当不满足设定换油条件时，则返回执行步骤S100，当机油状态满足设定换油条件时，则控制信号器8发出提示信号；

S600：用户或操作人员判断车辆环境可以进行放油时，按压控制开关6或通过控制器1发出打开指令，控制开关6响应于按压动作或打开指令，使得电动阀5打开，油底壳9内的机油从放油管7排出，换油操作完成后返回执行S100。

本实施例机油自动更换方法通过传感器持续监控机油品质，并根据机油品质来判断更换机油的时机，换油周期更加科学，既可以防止机油变质影响发动机使用寿命，又能避免过早更换机油造成浪费，本方法中放油操作通过控制开关6打开电动阀5实现，操作方便，自动化程度高，减少了人工操作，操作人员不需要直接与发动机或油底壳9接触，安全性大幅提高。

本发明的另一实施例提供一种机油自动更换方法，通过上述实施例中的机油自动更换系统实现，具体包括以下步骤：

S110：控制粘度传感器2检测机油粘度，粘度变化情况可以反映出机油的品质变化，本方法选用粘度作为机油品质判断的指标。

S120：控制温度传感器3检测机油粘度，温度作为粘度检测的环境条件，需要在相同温度下比较粘度的变化，才能准确反应机油品质的变化。

S210：控制器1读取粘度传感器2和温度传感器3的检测数据。

S220：控制器1得到设定温度下的机油粘度数据，机油温度对粘度有很大的影响，在相同温度下进行粘度比较是准确获取粘度变化情况的必要条件。设定温度选自0℃-40℃内的一个温度点，在该温度选择范围内，机油容易达到设定温度，检测数据充足，且在该温度范围内机油的粘度较大，机油变质时粘度的变化量也较大，可以进行准确检测，减少误差对检测结果的影响，提高粘度变化率的计算精度。

S300：控制器1根据读取的检测数据，计算机油的粘度变化率，粘度变化率的计算公式为：

其中，C为粘度变化率，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度。

通过该公式可以得到机油初始粘度与当前粘度的变化情况，并以相对初始粘度的变化率作为评价参数，而不是直接使用统一数值指标，这样可以根据机油本身的性质更加准确地反映机油品质变化情况。

S400：控制显示器4显示粘度变化率，可以通过数值进行显示，也可以设置条状图、柱形图、圆形图等图形更加直观的展示粘度变化情况。

S500：控制器1判断机油状态是否满足设定换油条件，设定换油条件为粘度变化率大于等于最大粘度变化率，最大粘度变化率选择15％-25％内的一个特定数值。若不满足设定换油条件则持续执行步骤S110至S400的步骤，若满足设定换油条件则发出提示信号。当机油的粘度变换率到达最大粘度变化率时，表明机油的品质下降到了需要换油的状态，继续使用会对发动机造成损害。最大粘度变化率可以根据使用环境或机油品质在15％-25％的范围内选择，一般最大粘度变化率需要留有一定的余量，以应对无法及时换油的情况。最大粘度变化率的选值可以人工设定，也可以由控制器1根据机油初始粘度自动进行程序选择。

S600：用户或操作人员判断车辆环境可以进行放油时，按压控制开关6，控制开关6响应于按压动作，使得电动阀5打开，油底壳9内的机油从放油管7排出。换油操作完成后返回执行S100，此时机油初始粘度进行重新测定。

本实施例机油自动更换方法通过温度传感器3和粘度传感器2配合，监测设定温度下机油的粘度变化，采用粘度变化率作为机油品质判断的指标，可以准确反应机油变质情况，以此确定机油更换时机，时机选择准确，换油周期更加科学，从而延长发动机使用寿命，减少机油浪费。

本发明的另一实施例提供一种机油自动更换方法，通过上述实施例中的机油自动更换系统实现，具体包括以下步骤：

S110：控制粘度传感器2检测机油粘度，粘度变化情况可以反映出机油的品质变化，本方法选用粘度作为机油品质判断的指标。

S120：控制温度传感器3检测机油粘度，温度作为粘度检测的设定条件，需要在相同温度下比较粘度的变化。

S210：控制器1读取粘度传感器2和温度传感器3的检测数据。

S220：控制器1得到设定温度下的机油粘度数据，设定温度选自0℃-40℃内的一个特定温度。

S300：控制器1根据读取的检测数据，计算机油寿命，机油寿命的计算公式为：

其中，S为机油寿命，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度，Q为最大粘度变化率，最大粘度变化率Q为20％。在其他实施方式中最大粘度变化率Q选自15％-25％一个特定数值。

该公式根据机油的粘度计算机油寿命，新机油的粘度变化率为0％，对应的机油寿命为100％，当粘度变化率大于等于±20％时，机油的寿命为0％，设置线性关系，当机油的变化率在0％至最大粘度变化率之间时，将机油变化率转换为0％-100％中的数值，以此表示机油的寿命，用户可以更直观地了解机油状态。

S400：控制显示器4显示机油寿命，可以根据机油寿命的数值设置不同的显示颜色，如机油寿命为40％-100％时，显示为绿色，当机油寿命为10％-40％时，显示为黄色，当机油寿命为0％-10％时，显示为红色，以便提醒用户及时查看机油状况，按时进行更换。

S500：控制器1判断机油状态是否满足设定换油条件，满足设定换油条件为机油寿命下降至0％，若不满足设定换油条件则返回执行步骤S110至S400的步骤，若满足设定换油条件，控制器1向信号器8发出信号，信号器8可以发出声光报警，提醒用户更换机油，避免发动机损坏。

S600：用户或操作人员判断车辆环境可以进行放油时，通过控制器1发出打开指令，控制开关6响应于打开指令，使得电动阀5打开，油底壳9内的机油从放油管7排出。排油过程中可以通过控制开关6调节电动阀5开度，从而调节排油速度，避免放油过快。换油操作完成后返回执行S100，换油操作完成后返回执行S100此时机油初始粘度进行重新测定，机油寿命为100％。

本实施例机油自动更换方法将机油的粘度变化率转换为机油寿命进行显示，使用户更加直观地了解机油状态，从而优化换油周期，延长发动机使用寿命，减少机油浪费，该方法还提高了换油操作的自动化程度，安全性和清洁性得到更好的保障。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种机油自动更换系统，其特征在于，包括控制器(1)、传感器、显示器(4)、电动阀(5)和控制开关(6)，所述传感器和所述显示器(4)与所述控制器(1)电性连接，所述传感器用于检测机油状态，所述显示器(4)用于显示机油状态，所述电动阀(5)安装在油底壳(9)的下方，所述电动阀(5)的一端与油底壳(9)内部连通，另一端与放油管(7)连接，所述控制开关(6)与所述电动阀(5)电性连接，用于控制所述电动阀(5)启闭。

2.根据权利要求1所述的机油自动更换系统，其特征在于，所述传感器包括粘度传感器(2)和温度传感器(3)。

3.根据权利要求1所述的机油自动更换系统，其特征在于，还包括信号器(8)，用于发出更换机油信号，所述信号器(8)与所述控制器(1)电性连接。

4.一种机油自动更换方法，其特征在于，使用如权利要求1-3任一所述的机油更换系统，所述方法包括以下步骤：

控制传感器对机油进行检测，得到检测数据；

控制器(1)读取传感器的检测数据；

控制器(1)根据读取的检测数据确定机油状态；

控制显示器(4)根据所述机油状态进行显示；以及

当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号；

控制开关(6)响应于按压动作或打开指令，使得电动阀(5)打开，放油。

5.根据权利要求4所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述控制传感器对机油进行检测，得到检测数据步骤具体包括，控制温度传感器(3)检测机油温度，控制粘度传感器(2)检测机油粘度；所述控制器(1)读取传感器的检测数据步骤具体包括，控制器(1)读取设定温度下的机油粘度。

6.根据权利要求5所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述设定温度选自0℃-40℃之间的一个温度点。

7.根据权利要求5所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述控制器(1)根据读取的检测数据确定机油状态步骤具体包括，所述控制器(1)根据读取的检测数据，计算机油的粘度变化率，所述粘度变化率的计算公式为：

其中，C为粘度变化率，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度。

8.根据权利要求7所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号步骤中，所述设定换油条件为粘度变化率大于等于最大粘度变化率，所述最大粘度变化率为15％-25％。

9.根据权利要求5所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述控制器(1)根据读取的检测数据确定机油状态步骤具体包括，所述控制器(1)根据读取的检测数据，计算机油寿命，所述机油寿命的计算公式为：

其中，S为机油寿命，v₀为机油初始粘度，v为机油当前粘度，Q为最大粘度变化率。

10.根据权利要求9所述的机油自动更换方法，其特征在于，所述当所述机油状态满足设定换油条件时，发出提示信号步骤中，所述设定换油条件为机油寿命等于0％。

Images