专利名称：关于机械操作及维护的数据采集与处理的方法及系统的制作方法
背景技术：
诸如与建筑设备、运土铲土设备、运输设备(例如机车)等结合使用的大功率柴油机系统的机械通常在恶劣的工作状况下运行。此类设备的典型工作状况需要大量的维护、修理和检查工作，以维持该设备及其部件，包括发动机系统。由于恶劣的设备工作状况，一些设备部件远在其使用寿命的预期终结之前就报废了。虽然尽力确保适当的部件安装和维护，例如包括对设备供油和润滑系统进行定期维护，但是这种部件报废也会发生。例如，大功率柴油机严重并过早的磨损可以由以下因素的结合造成，这些因素包括在发动机点火之前部件的不充分润滑、没有遵照规定的维护计划、没有采集并分析与设备操作相关的数据、系统故障、设备的通常误操作等等。
从而，需要数据采集和分析的方法和系统，其可延长设备部件的使用寿命。设备操作的各时期中部件的运动和相互作用可以对发动机系统的连续有效操作和使用寿命的预期造成影响。对于在这些时期中发动机系统的操作和/或维护，例如，可以采集并分析一些重要数据，例如温度、油压、清空油槽的时间以及与先前发动机点火周期相关的历史数据。然而，传统设备的方法和系统通常不采集并分析机械操作各阶段中的数据，以有助于机械及其部件的操作和维护。
从而，所需要的是用于采集和处理与机械和设备部件的维护、修理和常规操作相关的数据的改进方法和系统。
发明内容
在本发明方法和系统的一个实施例中，提供了一种处理与机械操作相关的数据的方法。该方法包括以下步骤在机械操作状态中检测机械的至少一个状况，其中该操作状态是从由机械的静止状态和机械的起动前状态的一组中选择出来的；采集表示所检测的状况的数据；以及执行至少存储所采集的数据和分析所采集的数据中之一，以确定是否存在与机械的所检测的状况相关的故障状况。
在本方法和系统的另一实施例中，提供了一种操作应急机械的方法。该方法包括以下步骤响应接收表示紧急状况的信号而开始启动所述应急机械；以及根据响应所述紧急状况信号而启动所述应急机械，开始至少一个预润滑操作。
也可以根据各种系统和计算机可读介质实施例来提供在此说明的方法实施例的各个方面。
图1是示出机械操作阶段和可以根据本发明方法和系统执行的数据采集、存储和分析总体情况的示意图；图2是柴油机的局部示意形式的侧视图，其中为了便于表示而拆卸了部分或者未显示出来；图3是为与图2中所示柴油机结合使用而构造的起动器和预点火油泵机构的剖面侧视图；图4是示出用于与机械操作相关的数据采集和处理的本发明系统的一个系统实施例的局部示意电路图；图5是示出图4中所示系统的另一系统实施例的局部示意电路图；图6是表示用于与机械操作相关的数据采集和处理的本发明方法的一个方法实施例的流程图；图7是柴油机的局部示意形式的等角视图，其中为了便于表示而未显示发动机的一部分和部件；图8是示出用于与机械操作相关的数据采集和处理的本发明方法的一个方法实施例的流程图；图9是根据本发明方法和系统用于执行预润滑操作的方法和系统的一个实施例的示意图；以及图10包括数据表格，其示意性示出可根据本发明方法和系统的实践而采集、存储和/或分析的数据示例。
具体实施例方式
在此所采用的术语“机械”可以包括适于根据本发明方法和系统使用的任何设备。在此所采用的“机械”的示例可以包括润滑系统、发动机、柴油机、大型柴油机、电动机、旋转设备、发电机、应急发电机、压缩机、包括一种机械(例如，采矿设备、建筑设备、水上设备等)的设备等，但是也并不局限于此。
下面参照图1，根据对本发明方法和系统的说明示出机械的总体操作阶段。为了便于说明，机械的操作可以表述为三个总体阶段。在阶段1102中，机械处于静止状态，其中没有向机械供能至任何有效程度以进行正常运行。在静止状态1102中，可以在机械上进行以下各种操作，例如更换液体、替换部件和其他维护式修理，这些操作是示例性的并且不局限于此。在阶段1104中，机械处于起动前状态，其中机械尚未达到其完全操作状态。阶段1104的起动前状态与机械的操作相关，通过并包括机械的起动直到机械的正常操作状态。如在此所采用的是，例如，当在内燃机中开始燃烧时就达到内燃机的正常操作状态。在起动前状态1104中，可以在机械上进行以下各种操作，例如预润滑操作(稍后将进行更详细说明)、维护操作和/或诊断操作。在阶段1106中，机械处于正常操作状态，其中其达到完全或者接近完全操作状况。在正常操作状态1106中，机械用于其预期的目的(例如，柴油机为机车或者汽车提供动力)。可以理解的是，机械可以从正常操作状态1106返回静止状态1102或者起动前状态1104。
在阶段1108中，处于机械运行的各种状态1102、1104、1106中的各种状况可以通过一个或者更多传感器(稍后将进行更详细说明)进行检测，所述传感器例如可运行地与机械结合。图1中示出阶段1108中采用的各种传感器的示例。可用于机械操作的传感器可以包括用于检测温度1108A的传感器、用于检测压力1108B的传感器、用于检测电压1108C的传感器、用于检测电流1108D的传感器、用于检测污染物1108E的传感器、用于检测周期时间1108F的传感器和/或者适于检测由机械在机械操作的各个阶段1102、1104、1106中经历的各种状况的其他传感器，但是也并不局限于此。
再次参照图1，在阶段1110中，可以从传感器(用于阶段1108中的)采集数据并且在阶段1112中进行存储和/或在阶段1114中进行分析。在本发明方法和系统的各方面中，可以用相对于机械本地或远程设置的方法和/或系统存储和/或分析数据。在本发明方法和系统的其他方面中，可以相对于机械操作的一个或者更多阶段1102、1104、1106存储所采集的数据。一旦对数据进行存储和/或分析，就可以通过对与机械操作相关的所采集数据进行分析来确定一个或者更多故障状况。这些故障状况可以在阶段1116中进行记录，并且在阶段1118中生成与这些故障状况相关的一个或者更多通知。在此所公开的各种实施例中，在阶段1118中生成的通知可以包括音频信号、视频信号或者这些信号的某些适当结合的通信。例如，在其他类似类型的通信和存储方法和系统中，根据在此所述的各种实施例，此类通知信号可以，例如存储于数据存储器上、通过卫星通信进行通信和/或根据例如IEEE 802.11协议进行通信。
为了示出本发明方法和系统，下面参照图2，示出柴油机10，其中为了便于示出柴油机10的润滑系统而移除和/或拆卸了其一部分。可以理解，仅为了便于公开和显示而在此示出并说明柴油机10，并且在此所确定的许多其他机械可以采用根据本发明系统和方法的各种实施例。总体上，润滑系统包括主油泵20，其由柴油机10的曲轴22进行机械驱动。当由曲轴22的旋转致动时，主油泵20通过筛分部件26从槽24抽取油并且在压力下将其分配至多条管道28。受压的油被传输至发动机10的曲轴轴承30、涡轮增压器单元32、气阀机构组件34、活塞36、通过过滤组件38、传输至需要润滑的其他发动机部件。可以理解，在发电机10的润滑系统内可以包括一个或者更多阀门和/或更多通道(未示出)，以控制向各发动机部件提供油的流动。
下面将参照图2和3，在发动机10的运行过程中，由于电动机械的起动组件40的运行，所以曲轴22开始转动前不会致动主油泵20。起动组件40的构造可以是传统的，并且可以包括直流电机组件50，该直流电机组件具有穿过其延伸的电枢轴52。电枢轴52支撑邻近起动组件40一端的起动齿轮54。该起动齿轮54与飞轮23啮合，以在受到致动时旋转驱动曲轴22。邦迪克斯驱动机构(bendix drive mechanism)56控制起动齿轮54的轴向移动，以使起动齿轮54与飞轮23啮合和分离。由于在润滑系统中主油泵20能够达到正常运行油压之前可能经历很多时间，发动机10的主要部件可能在很少或者没有润滑压力下移动和相互作用多个周期。这就导致不希望的发动机部件的过度磨损和早期故障。
在本发明方法和系统的一个实施例中，在发动机10中产生燃烧和曲轴22旋转之前，可以启动预润滑电动机械系统。在发动机10的部件开始运行和相互作用之前，预润滑系统可以用于实现正常运行油压。为了向发动机10的部件提供润滑，预润滑系统可以包括辅助油泵42，其运行地连接于起动组件40。在一个方面中，辅助油泵42可以包括机械驱动齿轮式油泵，其具有细长的驱动轴43和齿轮44和45。可以看出，辅助油泵42通过进油管46、出油管47和止回阀48与发动机10的润滑系统连通。在一个实施例中，辅助油泵42的驱动轴43可以与起动电机40的电枢轴52连接，从而两轴43、52可以一起旋转，其中电枢轴52以任何便利方式与起动齿轮54相对。虽然图中没有示出，但是辅助油泵42和起动电机40可以便利地结合于单个外壳中，以形成整体单元。在本发明方法和系统的一些实施例中，辅助油泵42可以安装成发动机10的随机部件，或者安装成远程定位的外部油泵。
在本发明方法和系统的另一方面，止回阀48可以安装在发动机10上邻近出油管47，以防止在辅助油泵42不工作时油回流。该止回阀48也可以防止在发动机10的正常操作过程中由油流动导致起动组件40自转。可以看出，辅助油泵42的故障不会使发动机10不工作，从而避免发动机10及其相关设备的潜在的昂贵停机时间和维护。同样，因为在油进入发动机10之前辅助油泵42泵送油至通过过滤组件38，辅助油泵42的故障不可能将破坏性的颗粒导入发动机10中。
下面参照图4至6，在本发明方法和系统的一个示例性实施例中，三个位置的机械键式开关72例如包括断开位置72A、运行位置72B和发动或起动位置72C，其中该开关配置为与诸如发动机进行机械连接来工作。如图所示，机械键式开关72可以通过电池端子72D由电池74或者其他等效适当电源进行供电，其中所述适当电源有效地对开关72供电。可以理解，在断开位置72A，由开关72启动的电气系统不工作。在断开位置72A，开关72可以与一件设备的机架76保持接地，在该机架中安装有该发动机。在一个示例性实施例中，发动机可以包括大功率柴油机，例如，其运行与发动机部件相一致并且起到上文中所述的作用。
在步骤202中，当键式开关72移动通过运行位置72B(例如，通过手动或自动功能)，机械键式开关72就将电信号传输至电子控制模块78的运行输入78A。当开关72处于运行位置72B时，可以理解，发动机的起动继电器80可以保持电气失活(electrically inactive)，以在发动机中进行预润滑操作之前将发动机部件保持在静止状态中。例如，机械的操作者可以手动移动键式开关72通过运行位置72B直到起动位置72C，以发动机械的发动机，从而发动机开始点火。可以理解，当键式开关72移动通过运行位置72B时，本发明方法和系统的各个方面基本上自动接合并工作，而需要或者无需操作者的干预。电子控制模块78包括油温输入78B，以从为了检测发动机内的油温所配置的油温传感器82中接收电子信号。电子控制模块78也包括油压输入78C，以从为了检测发动机内的油压水平所配置的油压开关84接收电子信号。电子控制模块78也可以包括针对一个或者更多附加传感器85的一个或者多个输入，其中所述附加传感器运行地配置为检测机械操作过程中的状况。在一个方面中，电子控制模块78可以包括电池电压输入78E，以从运行地与起动继电器80相联的一个或者更多电池74接收输入。
可根据本发明方法和系统使用的附加传感器85的一个示例是污染物传感器，其以商标“LUBRIGARD”(Lubrigard有限公司，英国、北美、欧洲)销售。污染物传感器可以提供与氧化产物、水、乙二醇、金属磨损颗粒和/或其他污染物相关的信息，它们可以存在于机器润滑油、液压油、变速箱油、润滑油、压缩油和/或用于各种机械中的其他流体内。在本发明方法和系统的各个方面中，可以在一个或者更多预润滑操作过程中采用污染物传感器，例如在开始发动机械和/或该机械点火之前，在该机械上进行所述预润滑操作。
在步骤204中，该系统可以通过使用传感器82、84、85检测一个或者更多发动机状况。例如，在步骤204A中，该系统可以利用传感器84检查发动机油压。例如，在步骤204B中，该系统可以利用传感器82检查发动机内的油温。例如，在步骤204C中，该系统可以检查由预润滑电路获取的电流量。例如，在步骤204D中，该系统可以检查一个或者更多电池的电压，其中所述电池用于该发动机中，以向本发明方法和系统中采用的各种部件供能。例如，在步骤204E中，该系统可以在发动机操作之前和操作过程中检查交流电流。例如，在步骤204F中，该系统可以检查发动机内是否存在污染物(例如，油污染物)。例如，在步骤204G中，该系统可以检查用于执行各个发动机操作(例如，预润滑操作或者流体排出操作)的一个或者更多周期已经历的时间量(即周期时间)。
在步骤206中，在为了进行说明而在图6中提出的方法中，如果发动机的油压没有处于理想的预定范围OPmin(例如，大于预定磅每平方英寸阈值)内，则在步骤208中对预润滑磁开关86供电。预润滑磁开关86可以通过从电子控制模块78的预润滑磁开关输出78D传输电信号而被开启。根据先前所述的预润滑操作，发动机可以包括辅助油泵88和运行地相关的预润滑起动器90，其在对发动机进行发动并点火时在部件移动并相互作用之前泵送油通过发动机。可以理解，由于需要对发动机进行预润滑，预润滑磁开关86在步骤208中保持开启。随着预润滑操作的进行，可以在步骤204中进行油压和其他发动机状况的一个或更多检查。在步骤206中将当前油压水平与预定OPmin阈值进行比较，直至达到该阈值。
在步骤210中，一旦如由步骤206所确定地达到充足的发动机油压，就可以关闭预润滑磁开关86，以断开油从辅助油泵88至发动机的流动。在本发明方法和系统的一些实施例中，辅助油泵88和/或预润滑起动器90相对于发动机润滑系统的操作可以远程定位或者整合定位。一方面，该预润滑周期操作可以根据操作者手动旋转键式开关72通过运行位置72B至起动位置72C而发生，以开始发动该发动机。另一方面，预润滑周期操作可以根据键式开关72移动通过运行位置72B至起动位置72C而基本上自动发生，以开始发动该发动机。在运行中，电信号可以从开关72传输至电子控制模块78的起动输出78F。电子信号也可以从电子控制模块78的起动输出78F传输至起动继电器80，以开始对发动机点火。
在步骤212中，电子控制模块78可以接收和存储与预润滑磁开关86的开启和关闭以及发动机的操作相关的数据。可以理解，在为发动机开始预润滑操作时并且在已经达到充分的发动机油压时，可以由电子控制模块78采集周期时间数据和其他信息。以此方式，例如，可以在步骤214中通过分析所采集的数据来计算周期时间，以提供完成预润滑操作所经历的时间的指示。例如，对于给定的油温或温度范围(例如，可以在步骤204B中通过温度传感器82检测和收集)，可以在步骤214中通过对两个或更多所采集的周期时间进行分析来计算平均周期时间。在一个方面中，本发明方法和系统可以确定对于给定的油温或温度范围，最近所经历的周期时间是否偏离正常平均周期时间或者周期时间范围。与正常周期时间或者时间范围的不可接受的偏差可导致在步骤216中记录一个故障。可以理解，根据本发明方法和系统的实践，可以检测、分析和记录许多其他类型的故障状况。在其他示意性示例中，例如可以检测、分析与电池电压、电流和/或机械中污染物的存在相关的状况并且记录一个或者更多故障状况。
在一个实施例中，在步骤216中可将故障事件记录在运行地与电子控制模块78结合的事件数据存储器92或者计算机系统94中。在另一实施例中，故障事件可以存储在电路97和运行相关的电路存储器99上。在步骤218中可以生成一个通知，该通知形成为以下形式，即例如照明警示灯96或者显示器，或者其他适当的音频、视频或音像警示标志。例如，该警示灯96可以由从电子控制模块78的故障输出78H向警示灯96传送的电信号来进行照明。可以看出，根据本发明方法和系统提供的数据采集和分析使维护人员可以确定并定位机械操作的潜在问题。
所采集和分析的信息以及所记录的故障事件可以结合电子控制模块78、电路97存储和/或在远程位置存储。在本发明方法和系统的各种实施例中，电子控制模块78和/或电路97可以配置成作为机械的整合部件或者作为未本地安装于机械上的远程部件来运行。所采集和分析的信息可以存储于图4和5中所示的事件数据存储器92中或者适于结合电子控制模块78使用的另外的传统存储器中。该信息也可存储于设备及其发动机的外部。如图所示，例如，诸如故障数据之类的数据可以通过射频发送器98无线传输或者通过从电子控制模块78至计算机系统94的有线连接来传输。例如，个人数字助理可以用作计算机系统94，以接收并处理从电子控制模块78采集的关于预润滑和流体维护操作的数据。例如，有关运行地与起动继电器80结合的电池的信息可以传输至电子控制模块78的电池电压输入78E。例如，如果检测到电池电压处于预定正常范围之外，该故障事件就可记录于与电子控制模块78关联的事件数据存储器92中。可以理解，故障数据可用于将来对机械及其部件进行修改操作和/或修正维护安排中。
在本发明方法和系统的各种实施例中，从机械操作采集的数据可以用与电路97运行关联的电路存储器99存储在电路97上。在一方面中，电路97可以是“临时性(one-shot)”电路，该术语由本领域技术人员所能理解。电路97可以配置成接收并存储与发动机的静止状态、起动前状态和/或运行状态中的各种状况相关的数据。在一个实施例中，电路97可以在发动机点火之前将数据存储于电路存储器99中，然后一旦开始点火就将所存储的数据传输至电子控制模块78中或者另一计算机系统中。在另一实施例中，电路97可以存储在发动机正常操作过程中采集的状况数据，以随后下载至电子控制模块78或者另一适当的计算机系统中。在各种实施例中，电路97可以配置为在电子控制模块78不工作时(例如，在机械维护操作过程中)用于数据采集和存储。以此方式，例如，电路97可以用于存储对应于与油更换相关的电子事件的数据，并且在机械点火时可以将与油更换相关的该数据传输至电子控制模块78。在各种实施例中，电路97可以是独立的、分立模块，或者可以配置成全部或者部分整合于电子控制模块78的操作中。
图5示出本发明方法和系统的实施例，其中辅助油泵88′远离发动机的润滑系统定位。在该实施例中，辅助油泵88′运行地与预润滑磁开关86结合。
下面参照图4至8，在本发明方法和系统的另一说明性方面中，例如，可以根据在发动机101上执行的油排出操作进行数据采集和分析。可以理解，例如，上面结合图4和5描述的各种部件和过程中的一个或者更多可用于发动机101的操作中。
例如，在油更换操作中，管线组件102可以通过使用联接器104联接于辅助油泵88，该联接器104连接于发动机101润滑系统的支架106。在另一实施例中，辅助油泵88可以相对发动机101的位置远程定位。一旦正确定位管线组件102并将其连接于发动机101的润滑系统，就可以在步骤302中启动油排出按钮100，以向油排出电路进行供电并开始了从发动机101移除废油的过程。油排出按钮100也可以运行地与电子控制模块78的油排出输入78I结合。如上所述，电路97可以包括运行关联的电路存储器99，其可用于替代电子控制模块78或者与其结合。在各类传感器中，油温传感器82可以以与电子控制模块78运行关联的方式定位并配置在发动机101内，以在步骤304中采集并传输表示在油更换操作过程中的发动机101内的状况(例如，油温、油压、周期时间、污染物的存在或者其他状况)的数据。
在步骤306中，启动预润滑磁开关86(例如，在图4和5的实施例的文中所述的预润滑磁开关86)。在步骤308中，通过管线组件102从发动机101的润滑系统排泄或者排出废油。在步骤310中，一旦基本上不再有油通过管线组件102从发动机101流出，则通过断开预润滑磁开关86可以关闭油排出电路。油排出电路的关闭可以自动进行，例如通过从与管线组件102结合的机构(例如，流体开关)传输电信号，或者通过手动启动油排出按钮100。
在步骤304中，与油更换事件相关的信息(例如油更换持续时间)和其他发动机状况可以结合电子控制模块78和/或电路97和/或它们运行关联的存储介质或媒体来记录并处理。例如，也可以为一个或者更多此类油更换来记录油更换事件的数据和时间。数据分析可以假定在不变和可重复量的时间中在给定温度下从发动机润滑系统排出基本上恒定量的油。在步骤312中，可以进行计算来考虑在给定温度下(例如，由油温传感器82检测的温度)进行油更换所需的时间量。利用该计算，可以计算从发动机排出或者输出的油量。在步骤314中，所计算的排出的油量与油槽容量的正常数值进行比较。如果在步骤316中确定计算量大于或者小于正常值或者公差范围，则在步骤318中将该信息记录为故障，以进一步调查和/或维护。在一个实施例中，在步骤318中记录的故障可以电子化地记录，例如，与电子控制模块78和/或管线组件102的自动排出装置(例如，上述流体开关)的运行关联。在步骤320中，例如，可以为发动机的操作者生成一个或者更多通知，以告知该操作者已经由系统记录了一个故障。该通知可以形成为音频信号、视频或文字信号或者这些信号的适当结合。
在本发明方法和系统的其他实施例中，提供方法和系统，根据应急机械的操作而执行一个或者更多预润滑操作。在此采用的“应急机械”可以包括任何机械(如上所述)，这些机械在以下事件中起作用，即表示紧急状况的信号传送至应急机械。“应急机械”的一个示例性示例是备用或者后备发电机，其配置为在发生预定紧急状况时(例如，原始发电系统供电发生故障)运行。在其他说明性的方面，应急机械可以包括发电机组(即，本领域所能理解的术语“发电机(genset)”)，其可以包括例如驱动发电机的内燃机。
在各种应用中，应急机械可以配置有预置启动时间，而从发生紧急状况的时间开始通过该启动时间将该应急机械启动至其正常操作状态。可以理解，与应急机械的启动和运行相关的问题之一是与对应急机械的部件进行充分润滑所需时间相比，预置启动时间可能持续得更短。
下面参照图9，提供了结合应急机械的启动与运行用于对应急机械进行润滑的方法和系统的一个示意性实施例。在步骤402中，表示紧急状况的信号通过用于传送此类紧急信号的传统方法或者系统传送至应急机械404。在一个或者更多方面，应急机械404可以配置为大致根据各种机械的上述各种实施例操作的机械。电子控制模块及其相关部件406运行地与应急机械404结合并且配置为检测紧急信号与应急机械404之间的通信。电子控制模块和部件406可以配置成大致上述各种电子控制模块和部件的其他方面和实施例的那些电子控制模块和部件。此外，电子控制模块和部件406可以配置为包括与上述各种电子控制模块和部件实施例基本相同或者类似功能。在本发明方法和系统的各种方面中，根据先前所述的实施例，电子控制模块和部件406可以包括以下功能，例如采集数据、分析数据、存储数据、确定故障状况和/或生成通知，但是也并不局限于此。
在步骤408A中，作为紧急信号通信的结果，应急机械404接收信号，以开始启动该应急机械404。此外，作为紧急信号通信的结果，在步骤408B中访问电子控制模块和部件406，并且结合电子控制模块406的运行可以在步骤408C中开始一种预润滑操作或者一些预润滑操作。对于各个方面，可以类似地根据上述各个实施例中各种预润滑操作和部件来提供步骤408C的一种或一些预润滑操作。可以理解，步骤408C的一种或一些预润滑操作可以与在步骤408A中由应急机械404处理启动信号的同时进行。
在步骤410A中，如果需要，则持续预润滑操作，并且基本上与应急机械404的启动并行，以润滑应急机械404的部件。在步骤410B中，应急机械404达到其正常操作状态。可以看出，如果在正常(即非紧急)状况下操作应急机械404，根据应急机械404的预置启动时间，步骤408C和410A的预润滑操作可以将应急机械404的部件润滑到至少应急机械404正常所需达到的程度的一部分。通过预润滑操作和启动的应急机械404的润滑系统的共同作用将减少为应急机械404加压的时间，可以实现本发明方法和系统的另一优点。一旦在应急机械404中达到充足的压力，就可以在步骤408B中访问电子控制模块406，以在步骤412中停止应急机械404的预润滑操作。
在步骤414中，根据上述本发明方法和系统的各种实施例，电子控制模块和部件406可以执行一个或者更多附加功能。在一个示例中，在步骤414A中，电子控制模块和部件406可以检测预润滑操作和/或应急机械404的启动过程中的机械状况(例如，压力、温度、污染物的存在、电压水平、电流水平等)。在步骤414A中，电子控制模块和部件406可以通过采用一个或者更多传感器(例如，在本发明方法和系统的各种实施例中的上述传感器)来检测机械状况。在其他示例功能中，与应急机械的功能相关的数据可以在步骤414B中采集和/或在步骤414C中存储在数据存储器中。在另一示例中，所采集和/或存储的数据可以在步骤414D中分析，以确定应急机械404的操纵是否存在故障状况。在其他示例中，可以在步骤414E中记录故障状况和/或可以在步骤414F中生成与故障状况关联的一个或者更多通知。
操作示例下面参照图10，以数据表格形式示意性提供根据本发明方法和系统所采集和分析的数据。可以理解，根据本发明方法和系统的实践可以预先确定和改变各种公差、操作范围、可接受偏差以及其他参数和统计方法。例如，此类参数的选择可取决于机械操作者的偏好、机械规格和/或其他因素。
图10中所示的数据是记录在每个事件的基础上起动给定机械的各个时间。各个事件具有902列中所示的数字标识。可以理解，902列的数字标识仅是为了便于说明，并且根据本发明方法和系统可以采集、记录和/或分析多于或者少于图10中所示事件的总数。
当起动机械时，各个事件标记有日期(904列)和时间(906列)。在908列中，可以以伏特记录电池电压。在本发明方法和系统的一个操作示例中，如果908列的电池电压被检测并记录为小于18V或者大于24V，则可在926列中包括“YES”的记录故障标识。在910列中，可以采集并记录与机械运行相关的电流。在本发明方法和系统的另一操作示例中，如果910列的电流被检测并记录为小于150A或者大于225A，则可以在926列中包括“YES”的记录故障标识。虽然在该示例中以词语“YES”和“NO”指示故障状况，但是可以理解，许多其他故障标识同样适用于本发明的方法和系统。例如，在另一示意性方面，可以将“HIGH”和“LOW”标识运用于908列中所示的电池电压数值。
在912列中，可以存储机械温度，其为例如油温或者水温，或者机械中采用的其他流体的温度。在914列中，可以采集并存储加压时间。例如，在预润滑操作中，加压时间可以表示已经在机械中达到可接受的油压，该油压允许机械点火及其部件的安全旋转。根据914列的历史数值，可以在916列中计算平均加压时间。在一个方面中，可以为914列的历史数值计算标准偏差，并且许多可接受的标准偏差(例如一个标准偏差)可以确立为914列的加压时间的数值的公差。如图10的图示中所示，为以下事件在926列中记录故障，这些事件中914列的加压时间数值超过916列的平均加压时间的一个标准偏差(例如，事件5、7、13和15-17)。在另一示意性方面，例如，可以计算并应用914列的数值总量的平均数，以确定故障状况。然而，为了便于说明，可以理解，在该操作示例中仅公开了一些统计方法。本领域技术人员可以理解，可以采用许多其他统计方法并且可以根据本发明方法和系统的实践来应用。
在918列中，可以为机械采集并存储维护仪表读数(即机器运转时间)。920列提供了在其中发生油更换的事件(即，事件1和17)的指示。油更换事件可以根据由例如在油更换事件使用的内部辅助泵或者外部辅助泵生成的电信号而存储。从机械排出油或者其他流体的时间示于922列中，油更换事件之间的时间可以在924列中计算。例如，在本发明方法和系统的一个方面的操作示例中，可以确定如果油更换事件之间经历了少于225操作小时或者大于300操作小时，则在926列中记录故障标识。此外，如参照图7和8所述，可以计算平均排出时间并且根据许多标准偏差确立公差，其中实际排出时间数值(922列)偏离于平均数值或者预期数值或者数值范围。在另一方面中，实际排出时间数值(922列)的公差可以确立为排出时间的平均数值或者预期数值或者数值范围的百分数。可以理解，可以根据本发明方法和系统采用任何数字与参数和/或统计方法的适当结合，以确定何时应当将故障状况记录在926列中。
本领域技术人员可以很容易理解本发明方法和系统的优点。可以看出，在机械的操作阶段中采集和分析的信息可以提高机械的效率并延长机械及其部件的使用寿命。此外，可以理解，从与机械运行相关的事件采集并分析的信息可以导致前摄的维护计划的开展，例如，其对各种机械操作的需求更加敏感。
本领域技术人员可以理解在此确定的术语“计算机可读介质”。例如，可以理解，在一些实施例中在此所述的方法步骤可以采用存储在计算机可读介质或者媒介上的指令来进行，这些指令指导计算机系统执行这些方法步骤。例如，计算机可读介质可以包括存储装置，诸如磁盘、只读和可写入类型的缩微盘、光盘驱动器和硬盘驱动器。计算机可读介质也可以包括以下类型存储器，即可以是物理的、虚拟的、永久的、暂时的、半永久的和/或半暂时的。计算机可读介质还可以包括在一个或者多个载波上传输的一个或者多个数据信号。
如同在此所用地，“计算机”或者“计算机系统”可以是无线或有限类型的微型电子计算机、小型计算机、膝上型电脑、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、寻呼机、处理器或者任何其他可以配置为在网络上传输和接受数据的计算机化装置。在此公开的计算机装置可以包括用于存储一些软件应用程序的存储器，这些软件应用程序用于对数据进行获取、处理和通信。可以理解，此类存储器可以是内部的或者外部的。该存储器也可以包括用于存储软件的任何装置，包括硬盘、光盘、软盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存储器)、PROM(可编程ROM)、EEPROM(扩展可擦除PROM)和其他类似的计算机可读介质。
应该理解，为了对本发明进行清楚理解，本发明的附图和说明简化了对相关部件的说明，同时为了清楚起见删除了其他部件。然而，本领域技术人员将意识到这些和其他部件可以是所需要的。然而，由于此类部件在本领域是公知的，并且由于它们对更好地理解本发明并没有帮助，所以在此没有对此类部件进行说明。
可以理解，在此说明的本发明方法和系统的一些实施例中，单个部件可以由多个部件代替，同样多个部件可以由单个部件代替，以执行给定的功能。除了此类替代不可以实践本发明方法和系统的情况之外，此类替代处于本发明的范围之内。
在此列出的示例为了示出本发明方法和系统实施例的可能执行方式。可以理解，此类示例主要是为了进行说明。在此说明的示例性方法和系统的实施例的特定方面并不意味着对本发明的范围构成限制。
虽然已经主要结合相对较大规格的柴油机对本发明方法和系统进行了说明，但是应当意识到，本发明也可以用于许多其他类型的内燃机。例如，可以考虑将本发明方法和系统用于汽车应用方面，例如结合汽车发动机使用。从而，虽然为了说明本发明并且不对其构成限制而对本发明的特定实施例进行了说明，但是本领域技术人员可以理解，在本发明的原理和范围内，可以对部件的详细情况、材料和布局进行许多改变，而不脱离所附权利要求书所限定的本发明。
权利要求
1.一种处理与机械操作相关的数据的方法，所述方法包括以下步骤在所述机械的操作状态中检测所述机械的至少一个状况，其中所述操作状态是从由所述机械的静止状态和所述机械的起动前状态组成的一组中选择出来的；采集表示所述检测的状况的数据；以及执行至少存储所述采集的数据和分析所述采集的数据中之一，以确定是否存在与所述机械的所述检测的状况相关的故障状况。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使用至少一个传感器来检测所述机械的所述状况。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述传感器是从由温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器、污染物传感器和周期时间传感器组成的一组中选择出来的。
4.如权利要求1所述的方法，其中存储所述采集的数据包括将所述数据存储在运行地与电子控制模块结合的数据存储装置上。
5.如权利要求1所述的方法，其中存储所述采集的数据包括将所述数据存储在运行地与临时性电路结合的数据存储装置上。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述分析所述采集的数据包括比较所述采集的数据与所述采集的数据的预期值。
7.如权利要求6所述的方法，还包括根据所述采集的数据与所述采集的数据的预期值之间的所述比较而记录所述故障状况。
8.如权利要求1所述的方法，还包括记录所述故障状况。
9.如权利要求1所述的方法，还包括根据所述故障状况而生成通知。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述操作状态包括至少一个预润滑操作。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述操作状态包括至少一个流体排出操作。
12.一种处理与机械操作相关的数据的系统，所述系统步骤用于在所述机械的操作状态中检测所述机械的至少一个状况的装置，其中所述操作状态是从由所述机械的静止状态和所述机械的起动前状态组成的一组中选择出来的；用于采集表示所述检测的状况的数据的装置；以及至少用于存储所述采集的数据的装置和用于分析所述采集的数据的装置中之一，用于确定是否存在与所述机械的所述检测的状况相关的故障状况。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述用于检测的装置包括至少一个用于检测所述机械的所述状况的传感器。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述传感器是从由温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器、污染物传感器和周期时间传感器组成的一组中选择出来的。
15.如权利要求12所述的系统，其中用于存储所述采集的数据的装置包括运行地与一种电子控制装置结合的数据存储装置。
16.如权利要求12所述的系统，其中用于存储所述采集的数据的装置包括运行地与一种临时性电路装置结合的数据存储装置。
17.如权利要求12所述的系统，其中所述用于分析所述采集的数据的装置包括用于比较所述采集的数据与所述采集的数据的预期值的装置。
18.如权利要求17所述的系统，还包括与所述用于比较所述采集的数据与所述采集的数据的预期值的装置结合的用于记录所述故障状况的装置。
19.如权利要求12所述的系统，还包括用于记录所述故障状况的装置。
20.如权利要求12所述的系统，还包括用于根据所述故障状况生成通知的装置。
21.如权利要求12所述的系统，其中所述操作状态包括至少一个预润滑操作。
22.如权利要求12所述的系统，其中所述操作状态包括至少一个流体排出操作。
23.一种处理与机械操作相关的数据的系统，该系统包括电子控制模块，其配置为检测在所述机械的操作状态中检测所述机械的至少一种状况，其中所述操作状态是从由所述机械的静止状态和所述机械的起动前状态组成的一组中选择出来的；至少一个运行地与所述电子控制模块结合的传感器，所述传感器配置为将表示所述检测的状况的数据传输至所述电子控制模块；以及所述电子控制模块配置为执行至少存储所述传输的数据和分析所述传输的数据中之一，以确定是否存在与所述机械的所述检测的状况相关的故障状况。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述传感器是从由温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器、污染物传感器和周期时间传感器组成的一组中选择出来的。
25.如权利要求23所述的系统，还包括至少一个配置为运行地与所述电子控制模块结合的数据存储器，所述数据存储器配置为存储所述传输的数据。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述数据存储器包括临时性电路。
27.如权利要求23所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为通过比较所述传输的数据与所述传输的数据的预期值而分析所述传输的数据。
28.如权利要求27所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为结合所述分析所述传输的数据而记录所述故障状况。
29.如权利要求23所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为根据所述故障状况生成通知。
30.如权利要求23所述的系统，其中所述操作状态包括至少一个预润滑操作。
31.如权利要求23所述的系统，其中所述操作状态包括至少一个流体排出操作。
32.一种计算机可读介质，其包括用于执行处理与机械操作相关的数据的方法的指令，所述方法包括以下步骤在所述机械的操作状态中检测所述机械的至少一个状况，其中所述操作状态是从由所述机械的静止状态和所述机械的起动前状态组成的一组中选择出来的；采集表示所述检测的状况的数据；以及执行至少存储所述采集的数据和分析所述采集的数据中之一，以确定是否存在与所述机械的所述检测的状况相关的故障状况。
33.如权利要求32所述的介质，还包括用于采用至少一个传感器来检测所述机械的所述状况的指令。
34.如权利要求33所述的介质，其中所述传感器是从由温度传感器、压力传感器、电压传感器、电流传感器、污染物传感器和周期时间传感器组成的一组中选择出来的。
35.如权利要求32所述的介质，其中存储所述采集的数据包括将所述数据存储在运行地与电子控制模块结合的数据存储装置上。
36.如权利要求32所述的介质，其中存储所述采集的数据包括将所述数据存储在运行地与临时性电路结合的数据存储装置上。
37.如权利要求32所述的介质，其中所述分析所述采集的数据包括比较所述采集的所述数据与所述采集的数据的预期值。
38.如权利要求37所述的介质，还包括用于根据所述采集的数据与所述采集的数据的预期值之间的所述比较的结果而记录所述故障状况的指令。
39.如权利要求32所述的介质，还包括用于记录所述故障状况的指令。
40.如权利要求32所述的介质，还包括用于根据所述故障状况而生成通知的指令。
41.如权利要求32所述的介质，其中所述操作状态包括至少一个预润滑操作。
42.如权利要求32所述的介质，其中所述操作状态包括至少一个流体排出操作。
43.一种操作应急机械的方法，所述方法包括以下步骤响应接收表示紧急状况的信号而开始启动所述应急机械；以及根据响应所述紧急状况信号而启动所述应急机械，开始至少一个预润滑操作。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述应急机械配置以有预置启动时间。
45.如权利要求44所述的方法，还包括在所述预置启动时间流逝之前开始所述预润滑操作。
46.如权利要求43所述的方法，还包括基本上与所述启动所述应急机械并行地执行所述预润滑操作。
47.如权利要求43所述的方法，还包括在所述应急机械达到正常操作状态之后停止所述预润滑操作。
48.如权利要求43所述的方法，还包括检测所述应急机械的至少一个状况。
49.如权利要求48所述的方法，还包括根据所述检测的状况采集数据。
50.如权利要求49所述的方法，还包括执行至少分析所述采集的数据和存储所述采集的数据中之一。
51.如权利要求50所述的方法，还包括根据所述分析所述采集的数据而记录至少一个故障状况。
52.如权利要求51所述的方法，还包括根据所述故障状况生成至少一个通知。
53.一种操作应急机械的系统，所述系统包括用于响应接收表示紧急状况的信号而开始启动所述应急机械的装置；以及用于根据响应所述紧急状况信号启动所述应急机械而开始至少一个预润滑操作的装置。
54.如权利要求53所述的系统，其中所述应急机械配置有预置启动时间。
55.如权利要求54所述的系统，还包括用于在所述预置启动时间流逝之前开始所述预润滑操作的装置。
56.如权利要求53所述的系统，还包括用于基本上与所述启动所述应急机械并行地执行所述预润滑操作的装置。
57.如权利要求53所述的系统，还包括用于在所述应急机械达到正常操作状态之后停止所述预润滑操作的装置。
58.如权利要求53所述的系统，还包括用于检测所述应急机械的至少一个状况的装置。
59.如权利要求58所述的系统，还包括用于根据所述检测的状况采集数据的装置。
60.如权利要求59所述的系统，还包括至少用于分析所述采集的数据的装置和用于存储所述采集的数据的装置中之一。
61.如权利要求60所述的系统，还包括用于根据所述分析所述采集的数据而记录至少一个故障状况的装置。
62.如权利要求61所述的系统，还包括用于根据所述故障状况生成至少一个通知的装置。
63.一种操作应急机械的系统，所述系统包括电子控制模块，其配置为响应表示紧急状况的信号而开始启动所述应急机械；以及运行地与所述电子控制模块结合的预润滑系统，所述预润滑系统用于根据响应所述紧急状况信号启动所述应急机械而执行至少一个预润滑操作。
64.如权利要求63所述的系统，其中所述应急机械配置有预置启动时间。
65.如权利要求64所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为在所述预置启动时间流逝之前用所述预润滑系统开始所述预润滑操作。
66.如权利要求63所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为在所述应急机械达到正常操作状态之后停止所述预润滑操作。
67.如权利要求63所述的系统，还包括至少一个运行地与所述电子控制模块结合的传感器，所述传感器配置为检测所述应急机械的至少一个状况。
68.如权利要求67所述的系统，其中所述电子控制模块还配置为根据所述检测的状况而采集数据。
69.如权利要求63所述的系统，还包括至少一个运行地与所述电子控制模块结合的数据存储器。
70.一种计算机可读介质，包括用于执行操作应急机械的方法的指令，所述方法包括以下步骤响应接收表示紧急状况的信号而开始启动所述应急机械；以及根据响应所述紧急状况信号而启动所述应急机械，开始至少一个预润滑操作。
71.如权利要求70所述的介质，其中所述应急机械配置有预置启动时间。
72.如权利要求71所述的介质，还包括用于在所述预置启动时间流逝之前执行所述预润滑操作的指令。
73.如权利要求70所述的介质，还包括用于基本上与所述启动所述应急机械并行地执行所述预润滑操作的指令。
74.如权利要求70所述的介质，还包括用于在所述应急机械达到正常操作状态之后停止所述预润滑操作的指令。
75.如权利要求70所述的介质，还包括用于根据所述应急机械的至少一种状况而采集数据的指令。
76.如权利要求75所述的介质，还包括至少用于分析所述采集的数据的指令和用于存储所述采集的数据的指令中之一。
77.如权利要求76所述的介质，还包括用于根据所述分析所述采集的数据而记录至少一个故障状况的指令。
78.如权利要求77所述的介质，还包括用于根据所述故障状况而生成至少一个通知的指令。
全文摘要
提供了一种处理与机械操作相关的数据的方法。该方法包括在机械的操作状态中检测机械的至少一个状况，其中该操作状态是从由机械的静止状态和机械的起动前状态组成的一组中选择出来的；采集表示该检测的状况的数据；以及执行至少存储采集的数据和分析采集的数据中之一，以确定是否存在与机械的检测的状况相关的故障状况。在另一实施例中，提供了一种操作应急机械的方法，包括响应表示传输至应急机械的紧急状况的信号而开始启动该应急机械；及根据响应该传输的紧急状况信号而启动该应急机械，开始至少一个预润滑操作。根据在此说明的各种方法的实施例，也提供了系统和计算机可读介质的实施例。
文档编号F01M1/18GK1685134SQ03822611
公开日2005年10月19日 申请日期2003年9月22日 优先权日2002年9月24日
发明者约翰·K·阿波斯托利德斯 申请人:Rpm工业公司