发动机机油粘度的检测装置和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机机油粘度的检测装置和车辆。


背景技术：

2.机油作为发动机的重要考核件，其在发动机工作过程中起到润滑减磨、辅助冷却降温等作用。然而，机油在发动机内长时间工作后，汽油稀释、燃烧废物以及金属磨粒等会导致机油的粘度、密度发生变化，从而引起机油品质下降，破坏发动机运动副油膜，严重的会造成发动机烧瓦、拉缸等严重问题。
3.目前，发动机中机油的换油周期大多通过运转时间或者行驶里程保守估计，然而，根据不同使用情况，有时到达换油周期的机油还可继续使用，导致品质良好的机油提前被更换，增加了客户的用车成本；相反的，有时还未到达换油周期，发动机中机油的品质已经很差，影响发动机的使用寿命和运行可靠性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种发动机机油粘度的检测装置和车辆，以解决现有技术中的缺陷，实现实时检测发动机机油的粘度，从而检测机油的品质，从而对于机油品质良好的发动机，可以适当延长保养周期，用以减少客户的用车成本；对机油品质较差的发动机，可以提示客户及时更换机油，以保护发动机正常工作，提高发动机的使用寿命和运行可靠性。
5.第一方面，本发明提供一种发动机机油粘度的检测装置，包括：晶体振荡器、检测电路和控制器；
6.所述晶体振荡器与待测发动机的机油接触；
7.所述检测电路分别与所述晶体振荡器和所述控制器电连接；所述检测电路与所述晶体振荡器组成振荡电路；
8.所述控制器用于向所述检测电路提供检测信号；
9.所述检测电路用于将所述检测信号转换为激励信号，并提供至所述晶体振荡器，以使所述振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号；
10.所述控制器还用于获取所述谐振信号，并根据所述谐振信号确定所述机油的粘度信息。
11.可选的，所述的发动机机油粘度的检测装置，还包括：保护外壳；
12.所述保护外壳至少部分围绕所述晶体振荡器。
13.可选的，所述保护外壳的侧壁上设有至少2个开口，所述开口均匀分布于所述侧壁上。
14.可选的，所述晶体振荡器包括石英晶体压电材料。
15.可选的，所述的发动机机油粘度的检测装置，还包括：结构主体；
16.所述检测电路设置于所述结构主体内；所述晶体振荡器固定于所述结构主体的一端；所述结构主体复用为所述待测发动机的油塞。
17.可选的，所述的发动机机油粘度的检测装置，还包括：温度监测单元，用于实时监测所述机油的油温信息；
18.所述控制器还与所述温度监测单元连接；所述控制器还用于获取所述油温信息，并根据所述油温信息和所述粘度信息，确定所述机油的品质等级。
19.可选的，所述的发动机机油粘度的检测装置，还包括：线束接头；
20.所述检测电路通过所述线束接头与所述控制器电连接。
21.可选的，所述的发动机机油粘度的检测装置，还包括：显示器；
22.所述显示器与所述控制器连接；所述控制器还用于控制所述显示器进行显示。
23.可选的，所述检测电路包括rlc谐振电路。
24.第二方面，本发明提供一种车辆，包括上述任一项所述的发动机机油粘度的检测装置。
25.本发明的技术方案，通过晶体振荡器与待测发动机的机油接触，检测电路分别与晶体振荡器和控制器电连接，检测电路与晶体振荡器组成振荡电路，当控制器向所述检测电路提供检测信号时，检测电路将检测信号转换为激励信号，并提供至晶体振荡器，以使振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号，当发动机的机油粘度发生变化时，振荡电路产生的谐振信号也相应变化，从而控制器通过获取谐振信号，并根据谐振信号可以确定机油的粘度信息，实现实时检测发动机的机油的粘度，从而检测机油的品质，对于机油品质良好的发动机，可以适当延长保养周期，用以减少客户的用车成本；对机油品质较差的发动机，可以提示客户及时更换机油，以保护发动机正常工作，提高发动机的使用寿命和运行可靠性。
26.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
28.图1为本发明实施例提供的一种发动机机油粘度的检测装置的结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的一种振荡电路的电气原理图；
30.图3为本发明实施例提供的同种机油的粘度与其温度的关系示意图；
31.图4为本发明实施例提供的另一种发动机机油粘度的检测装置的第一视角下的立体示意图；
32.图5为本发明实施例提供的另一种发动机机油粘度的检测装置的第二视角下的立体示意图；
33.图6为本发明实施例提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是
本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
36.本发明实施例提供一种发动机机油粘度的检测装置，图1为本发明实施例提供的一种发动机机油粘度的检测装置的结构示意图，参考图1所示，该发动机机油粘度的检测装置100包括：晶体振荡器01、检测电路02和控制器06；晶体振荡器01与待测发动机的机油接触，检测电路02分别与晶体振荡器01和控制器06电连接；检测电路02与晶体振荡器01组成振荡电路；控制器06用于向检测电路02提供检测信号；检测电路02用于将检测信号转换为激励信号，并提供至晶体振荡器01，以使振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号；控制器06还用于获取谐振信号，并根据谐振信号确定机油的粘度信息。
37.其中，晶体振荡器01可以包括但不限于石英晶体压电材料构成的晶振，在一示例性实施例中，晶体振荡器01还可以为具备压电效应的其他材料制备而成的振荡器。晶体振荡器01与待测发动机的机油接触可以为晶体振荡器01完全浸泡在待测发动机的机油中，从而当待测发动机的机油的粘度发生变化时，振荡电路产生的谐振信号会随之发生变化。检测信号可以包括但不限于直流电压信号或数字信号，在一示例性实施例中，当检测信号为直流电压信号时，该直流电压信号的电压范围为[3.3v,24v]。激励信号可以为交流电压信号，该交流电压信号的频率等于晶体振荡器01的谐振频率，从而振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号。
[0038]
具体的，晶体振荡器01与待测发动机的机油接触，检测电路02分别与晶体振荡器01和控制器06电连接，当控制器06向检测电路02提供检测信号时，检测电路02可以将检测信号转换为激励信号，并将该激励信号提供至晶体振荡器01，使得振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号；控制器06获取振荡电路产生的谐振信号，并根据谐振信号可以确定机油的粘度信息，以实现实时检测发动机的机油的粘度，从而检测机油的品质。
[0039]
可选的，图2为本发明实施例提供的一种振荡电路的电气原理图，参考图2所示，检测电路02可以包括rlc谐振电路，可以理解的是，rlc谐振电路的等效电路中可以包括电容c
p
、电容c0、电阻r0、电感l0等器件，其中，电容c0、电阻r0、电感l0和晶体振荡器01串联之后，与电容c
p
并联，且rlc谐振电路的电容c
p
、电容c0、电阻r0、电感l0均由检测电路02和晶体振荡器01自身的特性决定，与机油的粘度无关，因此可以认为是常数；当电路中存在电感和电容时，电路不是纯电阻特性，需要用阻抗来体现，阻抗相对于电阻需要考虑两个因素，即输入信号频率对阻抗的影响、以及输入信号和输出信号的相位差异，共振状态下晶体振荡器01的阻抗z
(ω)
主要和机油密度ρ及粘度η相关，因此在复数坐标下，阻抗z
(ω)
可以参考下述公式：
[0040][0041]
其中，ω为晶体振荡器01的谐振频率，真空中有一个固定值ω0，当机油具有不同的粘度时，ω的对应值不同；i为复数的虚数部分，可以认为是复数坐标系下的相位差异；ρ为待测发动机机油的密度，当待测发动机为柴油机时，柴油的密度和机油的密度基本一致，因此，密度ρ可以认为是常数，当待测发动机为汽油机时，目前发动机机油稀释度一般为2～3％，该发动机机油稀释度为机油中汽油的含量，此时，以稀释度为2％为例，机油的密度ρ＝2％*0.75+0.85*97％＝0.847,即机油的密度同样可以认为是常数。
[0042]
在一示例性实施例中，机油的粘度与阻抗之间的关系可以在实验条件下进行标定，即通过对不同粘度的机油对应的阻抗z
(ω)
进行测试，可以确定出不同粘度的机油与阻抗z
(ω)
的变化关系，该变化关系可以为二维图表，也可以为根据实验数据拟合的二维曲线，本实施例对此不做具体限定；将标定的机油的不同粘度与阻抗z
(ω)
的变化关系输入至控制器06，并进行存储，从而当控制器06获取到振荡电路产生的谐振信号后，可以根据谐振信号计算出晶体振荡器的阻抗，进而根据晶体振荡器的阻抗，确定待测发动机机油的粘度。
[0043]
本实施例中，通过晶体振荡器与待测发动机的机油接触，检测电路分别与晶体振荡器和控制器电连接，检测电路与晶体振荡器组成振荡电路，当控制器向所述检测电路提供检测信号时，检测电路将检测信号转换为激励信号，并提供至晶体振荡器，以使振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号，当发动机的机油粘度发生变化时，振荡电路产生的谐振信号也相应变化，从而控制器通过获取谐振信号，并根据谐振信号可以确定机油的粘度信息，实现实时检测发动机的机油的粘度，从而检测机油的品质，对于机油品质良好的发动机，可以适当延长保养周期，用以减少客户的用车成本；对机油品质较差的发动机，可以提示客户及时更换机油，以保护发动机正常工作，提高发动机的使用寿命和运行可靠性。
[0044]
可选的，本实施例提供的发动机机油粘度的检测装置100还包括温度监测单元(图中未示出)，用于实时监测机油的油温信息；控制器06还与温度监测单元连接；控制器06还用于获取油温信息，并根据油温信息和粘度信息，确定机油的品质等级。
[0045]
其中，温度监测单元可以包括但不限于温度传感器。在一示例性实施例中，温度监测单元可以集成于结构主体内部，用于实时检测机油的油温信息。控制器06与温度监测单元连接的方式不限于通讯连接或者电连接，只要满足控制器06能够通过温度监测单元获取机油的油温信息即可。
[0046]
在一示例性实施例中，图3为本发明实施例提供的同种机油的粘度与其温度的关系示意图，参考图3所示，对于同种机油，其粘度随着温度的升高而降低。如此，发动机机油的粘度与其温度的变化关系可以在实验条件下进行标定，即通过对不同温度的机油的粘度进行测试，以确定出待测发动机机油的粘度与其温度的变化关系，将标定的待测发动机机油的粘度与其温度的变化关系输入至控制器06，并进行存储，从而当控制器06根据振荡电路的阻抗确定待测发动机机油的粘度的同时，根据油温信息和待测发动机的机油粘度与其温度的变化关系，确定当前待测发动机机油粘度与标定的该温度下机油的粘度的差异，当差异大于或等于预设差异时，可以确定机油的品质等级为品质较差，其中，预设差异可以根据待测发动机对机油的品质要求确定，示例性的，预设差异可以为当前待测发动机机油粘度ρ与标定的该温度下机油的粘度ρ0的差异为30％ρ0。
[0047]
具体的，控制器06获取油温信息之后，还根据油温信息和粘度信息，确定机油的品质等级，以校准温度对粘度的影响，进一步提高实时检测发动机机油的粘度的精确性。
[0048]
可选的，图4为本发明实施例提供的另一种发动机机油粘度的检测装置的第一视角下的立体示意图，图5为本发明实施例提供的另一种发动机机油粘度的检测装置的第二视角下的立体示意图，结合参考图4和图5所示，该发动机机油粘度的检测装置100还包括保护外壳03，保护外壳03至少部分围绕晶体振荡器01，从而可以保护晶体振荡器01，避免运输、安装或者取出检测装置时，晶体振荡器01因发生碰撞而损坏失效。
[0049]
可选的，继续参考图4和图5所示，保护外壳03的侧壁上设有至少2个开口，开口均匀分布于侧壁上，从而可以保证晶体振荡器01可以完全与待测发动机的机油接触，同时使得机油可以顺畅的流经晶体振荡器01。
[0050]
需要说明的是，保护外壳03的侧壁上可以设有2个开口，也可以设有多个口，图4和图5仅示例性示出了保护外壳03的侧壁上设有6个开口，且各开口均匀分布于侧壁各个位置处的情况，本实施例对开口的数量不做具体限定，另外，本实施例对开口的形状也不做具体限定，只要可以使机油顺畅的流经晶体振荡器01即可。
[0051]
可选的，继续参考图4和图5所示，本实施例提供的发动机机油粘度的检测装置100还包括结构主体04；检测电路02设置于结构主体04内；晶体振荡器01固定于结构主体04的一端；结构主体04可以复用为待测发动机的油塞。
[0052]
其中，结构主体04需要具备抗冲击、抗振动和抗腐蚀等性能，结构主体04的材料可以包括但不限于不锈钢或者铜等，本实施例对结构主体04的材料不做具体限定。结构主体04的外形可以与待测发动机的油塞保持一致，从而可以将结构主体04复用为待测发动机的油塞，从而在能够实现实时检测待测发动机机油的粘度的同时，无需额外设置结构主体，仅将检测电路集成于油塞中即可，进而有利于简化发动机的整体结构。
[0053]
在一示例性实施例中，当发动机机油粘度的检测装置100还包括保护外壳03时，该保护外壳03可以固定于结构主体04固定晶体振荡器01的一端，使得保护外壳03与结构主体04组成一体结构，有利于简化发动机机油粘度的检测装置100的结构。
[0054]
需要说明的是，本实施例提供的发动机机油粘度的检测装置100可以应用于开发阶段的车辆，也可以应用于已经投产的车辆，本实施例提供的控制器06可以复用为待测发动机的控制器06。对于开发阶段的车辆，可以额外取样用其他确定机油的粘度或者机油的品质的方法加以佐证，并将佐证的数据输入至控制器06，从而矫正机油的不同粘度与阻抗z
(ω)
的变化关系，可以进一步提高实时检测机油的粘度的精确度。
[0055]
可选的，继续参考图4和图5所示，本实施例提供的发动机机油粘度的检测装置100还包括线束接头05，检测电路02通过线束接头05与控制器06电连接，控制器06通过线束接头05向检测电路02提供检测信号，同时，控制器06通过线束结构获取振荡电路产生的谐振信号，从而在检测装置的结构主体04或者晶体振荡器01损坏时，无需更换控制器06，从而降低维护成本。同时，线束接头05的存在可以使得检测电路02与控制器06之间实现可插拔连接，以便于结构主体的拆卸、更换、维修等。
[0056]
可选的，本实施例提供的发动机机油粘度的检测装置100还包括显示器(图中未示出)，显示器与控制器06连接；控制器06还用于控制显示器进行显示，示例性的，显示器可以复用为车辆的显示仪表，从而客户可以通过显示器获取待测发动机机油的粘度信息和/或
机油的品质，从而对于机油品质良好的发动机，可以适当延长保养周期，用以减少客户的用车成本；对机油品质较差的发动机，可以提示客户及时更换机油，以保护发动机正常工作，提高发动机的使用寿命和运行可靠性。
[0057]
基于同一发明构思，本实施例还提供一种车辆，图6为本发明实施例提供的一种车辆的结构框图，参考图6所示，该车辆200包括上述任一实施例提供的发动机机油粘度的检测装置，因此，该车辆能够达到本发明实施例提供的发动机机油粘度的检测装置的有益效果，相同之处可参照上文描述。
[0058]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，包括：晶体振荡器、检测电路和控制器；所述晶体振荡器与待测发动机的机油接触；所述检测电路分别与所述晶体振荡器和所述控制器电连接；所述检测电路与所述晶体振荡器组成振荡电路；所述控制器用于向所述检测电路提供检测信号；所述检测电路用于将所述检测信号转换为激励信号，并提供至所述晶体振荡器，以使所述振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号；所述控制器还用于获取所述谐振信号，并根据所述谐振信号确定所述机油的粘度信息。2.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，还包括：保护外壳；所述保护外壳至少部分围绕所述晶体振荡器。3.根据权利要求2所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，所述保护外壳的侧壁上设有至少2个开口，所述开口均匀分布于所述侧壁上。4.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，所述晶体振荡器包括石英晶体压电材料。5.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，还包括：结构主体；所述检测电路设置于所述结构主体内；所述晶体振荡器固定于所述结构主体的一端；所述结构主体复用为所述待测发动机的油塞。6.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，还包括：温度监测单元，用于实时监测所述机油的油温信息；所述控制器还与所述温度监测单元连接；所述控制器还用于获取所述油温信息，并根据所述油温信息和所述粘度信息，确定所述机油的品质等级。7.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，还包括：线束接头；所述检测电路通过所述线束接头与所述控制器电连接。8.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，还包括：显示器；所述显示器与所述控制器连接；所述控制器还用于控制所述显示器进行显示。9.根据权利要求1所述的发动机机油粘度的检测装置，其特征在于，所述检测电路包括rlc谐振电路。10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发动机机油粘度的检测装置。

技术总结
本发明公开了一种发动机机油粘度的检测装置和车辆，该发动机机油粘度的检测装置包括：晶体振荡器、检测电路和控制器；晶体振荡器与待测发动机的机油接触；检测电路的分别与晶体振荡器和控制器电连接；检测电路与晶体振荡器组成振荡电路；控制器用于向检测电路提供检测信号；检测电路用于将检测信号转换为激励信号，并提供至晶体振荡器，以使振荡电路处于共振状态，并产生谐振信号；控制器还用于获取谐振信号，并根据谐振信号确定机油的粘度信息。本发明的技术方案，能够实时检测发动机机油的粘度，从而检测机油的品质。从而检测机油的品质。从而检测机油的品质。


技术研发人员：胡福尚 郝鑫 于文东 王建振 梁登书
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/31