汽车发动机机油消耗量检测方法技术

本发明专利技术涉及一种汽车发动机机油消耗量检测方法，其特征在于：发动机智能油尺通过专用数据线与电控单元相连接，电控单元通过4G网络与云服务器通信，上传监测数据；能测量发动机的机油液面高度；将测量数据进行分析处理并上传到云端数据库保存；通过测量发动机机油油面高度的变化，实时监测发动机的机油消耗量，当机油量不足或消耗量很大时及时警示驾驶员进行机油补充或维修，以确保发动机工作时机油量充足，保持正常的工作状态和使用寿命。保持正常的工作状态和使用寿命。保持正常的工作状态和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
汽车发动机机油消耗量检测方法


[0001]本专利技术涉及一种汽车发动机机油消耗量检测方法，属于汽车应用领域。

技术介绍

[0002]汽车在工作过程中必须保证发动机润滑机油的品质和容量，否则可能会造成发动机不正常磨损。发动机工作过程中机油会有正常的消耗，有些发动机由于自身结构的原因，还会有机油消耗量过大的问题，非常容易产生缺油运行的现象，导致发动机的损坏。
[0003]通常是汽车使用者通过发动机油尺观察发动机内的机油油面高度，从而监测发动机的机油消耗量，当发动机机油油面高度低于机油尺标注的下限时就需要补充加注机油。人工操作的实时性和准确性不易保证，可能会影响发动机的工作性能乃至使用寿命。
[0004]发动机工作过程中，机油的油面高度非常不稳定，通常人工观测机油油面高度要求在发动机停机十分钟以后进行，使得润滑机油能够流回到发动机油底壳内，但由于油的热膨胀效应，这样操作并不能排除机油温度对油面高度的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种汽车发动机机油消耗量检测方法，是基于电容测量技术的油面高度测量和电容式油面高度传感器，提出了应用频谱分析技术的标准采样条件判断理论；搭建的发动机机油消耗量检测系统，为了保证发动机的运行安全性，并确保符合汽车售后服务的有关规定，在安装机油液面传感器时不改变发动机及其零部件的结构，将原来的金属油尺改为具有油面高度、机油温度和发动机振动等参数测量功能的智能油尺，配合电控单元，能测量发动机的机油液面高度；将测量数据进行分析处理并上传到云端数据库保存；通过测量发动机机油油面高度的变化，实时监测发动机的机油消耗量，当机油量不足或消耗量很大时及时警示驾驶员进行机油补充或维修，以确保发动机工作时机油量充足，保持正常的工作状态和使用寿命。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种汽车发动机机油消耗量检测方法，由发动机智能油尺，电控单元和云服务器组成发动机油面高度监测系统,其特征在于：发动机智能油尺通过专用数据线与电控单元相连接，电控单元通过4G网络与云服务器通信，上传监测数据；
[0007]所述的发动机智能油尺包括油面高度传感元件、同轴电缆、电容测量电路和专用数据线；其中油面高度传感元件通过同轴电缆与电容测量电路相连，专用数据线连接电容测量电路和电控单元；油面高度传感元件由一对相互绝缘的金属板构成，这两个金属板就是电容的极板，其电容值与极板面积、间距和绝缘介质的介电系数有关：
[0008][0009]其中，C是电容值(F)，ε0是真空中的介电系数(8.85
×
10
‑
12
)，ε1是电容绝缘材料的介电常数与真空介电系数的比值，S是极板的面积(m2)，T是极板间距(m)；
[0010]油面高度传感元件的电容值计算公式如下：
[0011][0012]其中，B—极板宽度
[0013]A—极板长度
[0014]H—极板浸入液面高度
[0015]T—极板间距离
[0016]Z—极板对数
[0017]所述的电容测量电路是测量油面高度传感元件电容值的变化的，油面高度传感元件通过同轴电缆连接到电容测量电路，电容测量采用放电时间方法，电容测量电路中数字信号处理器DSP对被测电容与标准电容的放电时间进行对比分析，计算出被测电容的容量值，并通过数据总线传给电控单元。
[0018]所述的电控单元由微处理器和物联网模块即包含4G和GPS/北斗定位模块，用于油面高度测量时刻判定、决定测量参数、数据处理和上传云存储。
[0019]电控单元在发动机停机后，开始监测机油温度的变化；如果油温高于70℃，则等待油温降至60℃时开始测量油面的高度；如果油温不到70℃，说明发动机工作时间较短，机油未充分流动，不满足测量标准条件，等待下次发动机工作。
[0020]为满足汽车上工作的电控单元的节能需求，电控单元的工作模式为休眠—工作切换模式，即每休眠一定时间(设定为3分钟)后唤醒进入工作模式，在工作模式下进行机油检测，数据上传工作，电控单元上电后，程序开始运行，具体步骤如下：
[0021](1)判断是否将数据上传到服务器，程序设定的数据上传时间间隔是30小时，并且在车辆运行期间进行数据上传，因此，首先检测发动机振动和机油温度信号，然后读取RTC时钟，当间隔时间超过30小时，并且通过检测振动的信号判定为车辆运行时，就进入数据上传流程，进行数据上传；
[0022](2)数据上传，在数据上传条件满足时，首先启动物联网模块，打开GPS和GPRS，然后读取GPS信息并存盘，然后在GPRS成功打开的前提下进行RTC时钟校准和数据上传；
[0023](3)判断机油高度测量条件是否满足，当发动机振动和机油温度满足机油高度测量条件，就进行机油高度测量，否则退出此次程序运行；
[0024](4)机油液面高度检测，在测量条件满足时，进入液面高度检测流程，进行电容测量，并换算为液面高度；
[0025](5)液面高度异常判定，当测量获得的液面高度变化超出了许可的变化范围，判定机油消耗量异常，此时进入数据上传流程，将异常数据上传到云服务器。
[0026](6)云服务器实现云端数据存储与分析，对单台(或多台车辆)上传至云服务器的数据进行实时数据分析管理；建立每个车型的油面高度与机油存量的数学模型，云服务器根据云端数据和数学模型，监测每台车的发动机机油存量及油量变化情况，如发现机油消耗率过快或存量少于下限的情况，会发出预警。
[0027]本专利技术积极效果是采用电容测量技术测量机油油面的高度变化情况，与普通油尺的安装方法相同，智能油尺既不破坏发动机的设计状态，又满足售后质保的要求。利用机油作为电容介质，油面高度变化时会改变电容的介质平均密度，从而使电容量发生变化。机油
消耗量检测算法主要实现两个功能，第一是判断发动机工作状态，确定标准采样时刻；第二是对智能油尺的测量结果进行分析处理，从而获得发动机机油消耗量的准确值。机油消耗量检测算法在以单片机为核心的电控单元中实现。通过对发动机状态的检测，在标准的采样时刻测量发动机机油的液面高度，再通过对数据的处理和分析，感知油面高度的变化情况，从而对发动机内机油的余量做出判断；其提出了“标准测量状态”的判断方法，能有效地避免由于测量时机差异产生的测量误差，如发动机运转时测量、发动机升温过程测量、发动机未充分热车时测量等情况。可用于汽车发动机机油的变化情况监测，除了能提醒用户及时进行保养外，还可以远程监控车辆的机油消耗等状态，在车辆管理和售后服务方面发挥作用。
附图说明：
[0028]图1为本专利技术的发动机油面高度监测系统硬件构成。
[0029]图2为本专利技术的电容式油面高度传感元件的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术的电容式油面高度测量原理示意图。
[0031]图4为本专利技术的电容测量原理图。
[0032]图5本专利技术的发动机工作时振动信号频谱示意图。
[0033]图6为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车发动机机油消耗量检测方法，由发动机智能油尺，电控单元和云服务器组成发动机油面高度监测系统,其特征在于：发动机智能油尺通过专用数据线与电控单元相连接，电控单元通过4G网络与云服务器通信，上传监测数据；所述的发动机智能油尺包括油面高度传感元件、同轴电缆、电容测量电路和专用数据线；其中油面高度传感元件通过同轴电缆与电容测量电路相连，专用数据线连接电容测量电路和电控单元；油面高度传感元件由一对相互绝缘的金属板构成，这两个金属板就是电容的极板，其电容值与极板面积、间距和绝缘介质的介电系数有关：其中，C是电容值(F)，ε0是真空中的介电系数(8.85
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12
)，ε1是电容绝缘材料的介电常数与真空介电系数的比值，S是极板的面积(m2)，T是极板间距(m)；油面高度传感元件的电容值计算公式如下：其中，B—极板宽度A—极板长度H—极板浸入液面高度T—极板间距离Z—极板对数所述的电容测量电路是测量油面高度传感元件电容值的变化的，油面高度传感元件通过同轴电缆连接到电容测量电路，电容测量采用放电时间方法，电容测量电路中数字信号处理器DSP对被测电容与标准电容的放电时间进行对比分析，计算出被测电容的容量值，并通过数据总线传给电控单元。2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机机油消耗量检测方法，其特征在于所述的电控单元由微处理器和物联网模块即包含4G和GPS/北斗定位模块，用于油面高度测量时刻判定、决定测量参数、数据处理和上传云存储；电控单元在发动机停机后，开始监测机油温度的变化；如果油温高于70℃，则等待油温降至60℃时开始测量油面的高度；如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东光，冯鸣跃，刘镇宁，张晓龙，卢延辉，张友坤，郝春光，
申请(专利权)人：华奥安心技术服务集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：