一种智能机油传感器的应用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能机油传感器的应用系统，该系统包括车辆柴油发动机油底壳、智能机油传感器、车辆整车控制器、车联网智能车载终端、发动机控制器、整车仪表、用户手机、GPRS互联网系统、后台监控中心；其中，所述车辆柴油发动机油底壳上连接有智能机油传感器，所述智能机油传感器与整车控制器输入输出端连接，所述的整车控制器与车联网智能车载终端、发动机控制器和整车仪表连接，所述车联网智能车载终端通过GPRS互联网络系统与后台控制中心和用户手机进行通讯。本实用新型不仅能够检测发动机机油的液位、温度，更能检测发动机机油油品，实时提供检测信息给整车控制器并通过仪表显示，车联网系统的接入可以进行智能控制。
【专利说明】一种智能机油传感器的应用系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型具体涉及一种智能机油传感器的应用系统。
【背景技术】
[0002] 汽车在使用过程中，司机必须经常观看机械机油尺来判断机油的好坏、多少以确 定是否更换机油和添加机油，比较麻烦。而且司机无法准确判断更换机油的合理时间和里 程，容易造成机油更换早的话浪费，更换晚的话对发动机造成寿命影响。而且也不知道机油 的温度情况。为此，需要一种可以实现更长的机油更换间隔，驾驶员能实时监控机油油位、 油温和油品的装置，可以实现对发动机更好的保护。由于燃烧系统的设计问题，长时间短距 离行驶或者低速行驶会导致燃油在气缸内没有充分燃烧，直接导致柴油留在气缸壁上，而 残留的这部分柴油会随着活塞的上下运动进入到机油油底壳中，稀释机油。燃油未完全燃 烧的颗粒物混入机油中污染机油，机油黏度被破坏。机油加注量过高，会导致发动机摩擦功 增加，这已经是行业内公开的结论。机油加注量过高还可能导致机油老化加剧：机油液位高 后，曲轴搅动机油，导致机油更加容易氧化，机油加注量过高会导致曲轴箱内油雾更多，更 多的机油通过曲轴箱通风系统进入燃烧室，影响燃油燃烧。机油油温过高，黏度减小，影响 发动机润滑系的工作寿命。 实用新型内容
[0003] 本实用新型针对上述原因及要求提供一种商用车柴油发动机智能机油传感器及 其应用系统。本设计不仅能够检测发动机机油的液位、温度，更能检测发动机机油油品，实 时通过CAN总线提供检测信息给整车控制器并通过仪表显示，车联网系统的接入可以进行 智能控制。另外，柴油发动机智能机油传感器及其应用系统可以和整车其他流体控制配合 进行智能化的检测标定设计，可用于车辆燃油、传动系统机油、转向机油以及SCR溶液等流 体温度、液位和品质检测。
[0004] 本实用新型具体提供一种智能机油传感器的应用系统，该系统包括车辆柴油发动 机油底壳、智能机油传感器、车辆整车控制器、车联网智能车载终端、发动机控制器、整车仪 表、用户手机、GPRS互联网系统、后台监控中心；其中，所述车辆柴油发动机油底壳上连接 有智能机油传感器，所述智能机油传感器与整车控制器输入输出端连接，所述的整车控制 器通过CAN总线与车联网智能车载终端、发动机控制器和整车仪表连接，所述车联网智能 车载终端通过GPRS互联网络系统与后台监控中心以及用户手机进行通讯；所述智能机油 传感器主要包括音叉单元、温度传感器单元、信号处理单元、微控制器单元、CAN转换器单元 以及电源管理单元；所述音叉单元用于检测发动机机油的油位和机油品质，所述温度传感 器用于检测发动机机油温度；信号处理单元用于接收音叉单元和温度传感器单元输出的信 号并处理，将处理后的信号输入到微控制器单元；微控制器单元接收信号处理单元输出的 信号并处理，进而通过CAN转换器单元把油位、油温和油品参数以CAN报文的形式发给整车 控制器；
[0005] 所述整车控制器，其用于接收智能机油传感器发出的CAN报文，并将CAN报文相 关信息通过CAN总线发给整车仪表进行显示，并发送给车联网智能车载终端；
[0006] 所述车联网智能车载终端进而通过GPRS互联网络系统与后台监控中心以及用户 手机进行通讯，把相应的机油状态参数发送给后台监控中心以及用户手机。
[0007] 优先的，所述的智能机油传感器固定在油底壳左侧深端的底部中间部位，传感器 的固定口可作为机油放油口。
[0008] 优先的，所述音叉单元采用一种音叉超声波技术的检测原理检测发动机机油的油 位和机油品质，音叉单元主要由压电晶体制成，在其表面敷有电极，以使压电晶体在供电状 态下谐振。
[0009] 优先的，所述整车仪表，用于显示发动机机油当前的油位、温度，还用于进行报警 提示和信息显示，以提醒司机。
[0010] 优先的，所述的温度传感器单元为正温度系数电阻式温度传感器。
[0011] 优先的，所述的音叉单元在机油中以26kHz的频率谐振产生的复数阻抗的变化得 出机油的动力黏度、密度和介电常数，并把检测到的参数发给整车控制器。
[0012] 优先的，所述后台监控中心还用于对接收的发动机机油状态参数进行处理，并发 出是否干预发动机工作状态的信息；所述车联网智能车载终端还用于接收后台监控中心发 出是否干预发动机工作状态的信息，并通过CAN总线发给发动机控制器，所述发动机控制 器根据接收到的信息控制发动机的工作状况。
[0013] 该智能机油传感器的应用系统通过更改设计参数可以和整车其他流体控制配合 进行智能化的检测标定设计，可用于车辆燃油、传动系统机油、转向机油以及SCR溶液等流 体温度、液位和品质检测。减少开发周期和费用，提高模块化和通用化设计能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1系统框图。
[0015] 图2智能机油传感器内部原理框图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图1和图2说明对本发明做进一步详细说明。
[0017] 参见图1，一种商用车柴油发动机智能机油传感器及其应用系统，系统包括车辆柴 油发动机油底壳1、智能机油传感器2、车辆整车控制器3、车联网智能车载终端4、发动机控 制器5、整车仪表6、用户手机7、GPRS互联网系统8、后台监控中心9。所述油底壳1上连接 有智能机油传感器2,所述智能机油传感器2与整车控制器3输入输出端连接，所述的整车 控制器3通过CAN总线与车联网智能车载终端4、发动机控制器5和整车仪表6连接，所述 车联网智能车载终端4通过GPRS互联网络系统8与后台控制中心9和用户手机7进行通 讯。
[0018] 所述的智能机油传感器2固定在油底壳1左侧深端的底部中间部位，传感器的固 定口可作为机油放油口密封可靠。
[0019] 所述的智能机油传感器2可以同时检测到发动机机油的油位、温度和机油品质， 检测到的油位、油温和品质参数信号通过其自身的MCU和CAN控制器处理后向整车控制器 输出含有符合SAE J1939协议的报文信息。
[0020] 智能机油传感器2的内部原理框图如图2所示，音叉和温度传感器的信号输入个 信号处理单元，通过信号处理单元给微处理器MCU，MCU做好处理通过CAN转换器把油位、油 温和油品参数以CAN报文的形式发给整车控制器或CAN总线上。
[0021] 所述的智能机油传感器2检测发动机机油的油位和机油品质采用一种音叉超声 波技术的检测原理。该音叉由压电晶体制成，在其表面敷有电极，以使压电晶体在供电状态 下谐振。音叉在机油中在机油中以26kHz的频率谐振产生的复数阻抗的变化得出机油的动 力黏度、密度和介电常数，并把检测参数发给整车控制器3。整车控制器中存储有标定好的 各种环境温度、转速下的发动机机油黏度、密度、介电常数，当整车控制器接收到智能机油 传感器发送的机油温度、黏度、密度、介电常数后通过查表对比存储器中的标定数值确定当 前的发动机机油的品质是否正常，或通过数学模型计算判断发动机机油的品质好坏。
[0022] 所述的智能机油传感器2工作环境温度为一 40°C?125°C，系统工作电压24V。
[0023] 所述的智能机油传感器2检测发动机的油位，并在仪表上显示发动机机油当前的 油位情况。可以检测机油最高油位和最低油位，在仪表上进行报警提示和信息显示，并通过 声音提醒司机。可检测发动机机油最高温度，在仪表上报警提示，并通过声音提醒司机。检 测油温的温度传感器为正温度系数电阻式温度度传感器。
[0024] 所述的智能机油传感器2可检测发动机的油位，通过超声波在机油中的传递时间 来计算判断当前油位。
[0025] 所述的智能机油传感器2和整车控制器3组成的系统可以清楚的判断汽车加入的 是什么类型的机油以及有没有加错机油，为用户更换机油把好安全质量关。
[0026] 发动机启动前整车上电，整车控制器3会根据检测的机油的油位、油温和油品判 断机油状态是否正常，若机油异常，则发出报警和显示信息，车辆无法正常启动。若机油正 常，则车辆可正常启动。车辆运行过程中，智能机油传感器2将其检测到的发动机机油参数 发给整车控制器3,由整车控制器3根据收到的检测数据估算出整车需要更换机油的剩余 里程或时间，对司机用户提示。若剩余里程小于100公里或时间小于5天时，整车仪表6会 进行视觉个声音报警，提醒司机用户注意。
[0027] 整车控制器3通过CAN总线与车联网智能车载终端4、发动机控制器5和整车仪 表6连接。整车控制器判断发动机机油油品是否正常后，把判断结果通过CAN总线发给整 车仪表6进行显示，同时也发送给车联网智能车载终端4,车载终端4通过GPRS互联网络系 统8与后台控制中心9和用户手机7进行通讯，把相应的机油状态参数发送给后台控制中 心9和手机用户7。手机用户7通过手机看到发动机机油状态提示信息，明了自己车辆的机 油状态。
[0028] 整车车联网智能车载终端4、发动机控制器5连接。后台控制中心5通过对接收的 发动机机油状态参数的分析后，决定是否干预发动机的工作状态。若油品异常或变质，车载 终端4会接收后台控制中心的控制发动机的工作状况限制的命令，然后通过CAN总线发给 发动控制器5,发动机控制器5按照限制命令控制发动机的工作状况（如限扭矩或转速）， 保护发动机避免因机油变质而长期工作或高负荷工作带来的隐患。若正常，则不管。
【权利要求】
1. 一种智能机油传感器的应用系统，该系统包括车辆柴油发动机油底壳、智能机油传 感器、车辆整车控制器、车联网智能车载终端、发动机控制器、整车仪表、用户手机、GPRS互 联网系统、后台监控中心；其中，所述车辆柴油发动机油底壳上连接有智能机油传感器，所 述智能机油传感器与整车控制器输入输出端连接，所述的整车控制器通过CAN总线与车联 网智能车载终端、发动机控制器和整车仪表连接，所述车联网智能车载终端通过GPRS互联 网络系统与后台监控中心以及用户手机进行通讯；其特征在于： 所述智能机油传感器主要包括音叉单元、温度传感器单元、信号处理单元、微控制器单 元、CAN转换器单元以及电源管理单元；所述音叉单元用于检测发动机机油的油位和机油 品质，所述温度传感器用于检测发动机机油温度；信号处理单元用于接收音叉单元和温度 传感器单元输出的信号并处理，将处理后的信号输入到微控制器单元；微控制器单元接收 信号处理单元输出的信号并处理，进而通过CAN转换器单元把油位、油温和油品参数以CAN 报文的形式发给整车控制器； 所述整车控制器，其用于接收智能机油传感器发出的CAN报文，并将CAN报文相关信 息通过CAN总线发给整车仪表进行显示，并发送给车联网智能车载终端； 所述车联网智能车载终端进而通过GPRS互联网络系统与后台监控中心以及用户手机 进行通讯，把相应的机油状态参数发送给后台监控中心以及用户手机。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的智能机油传感器固定在油底壳左 侧深端的底部中间部位，传感器的固定口可作为机油放油口。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述音叉单元采用一种音叉超声波技术 的检测原理检测发动机机油的油位和机油品质，音叉单元主要由压电晶体制成，在其表面 敷有电极，以使压电晶体在供电状态下谐振。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述整车仪表，用于显示发动机机油当前 的油位、温度，还用于进行报警提示和信息显示，以提醒司机。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的温度传感器单元为正温度系数电 阻式温度传感器。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的音叉单元在机油中以26kHz的频 率谐振产生的复数阻抗的变化得出机油的动力黏度、密度和介电常数，并把检测到的参数 发给整车控制器。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述后台监控中心还用于对接收的发动 机机油状态参数进行处理，并发出是否干预发动机工作状态的信息；所述车联网智能车载 终端还用于接收后台监控中心发出是否干预发动机工作状态的信息，并通过CAN总线发给 发动机控制器，所述发动机控制器根据接收到的信息控制发动机的工作状况。
【文档编号】F01M11/12GK203879577SQ201420309915
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】苏涛 申请人:陕西重型汽车有限公司