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技术领域

本公开涉及用于无线流体液位传感器的控制方法，并且更确切地涉及用于内燃发动机的无线油位传感器。

背景技术

此部分提供与本公开相关的且并不一定是现有技术的背景信息。

维持发动机中合适的油量是重要的，以便于恰当地润滑发动机。通常，发动机装备有量油计，其被手动地从发动机移除以便于观察量油计上油的油位。虽然油量油计是检测油位的可靠方法，但是其需要车辆操作者打开车辆引擎罩并且将量油计从发动机取出。还存在可选的将低油位通知操作者的发动机油开关。这些油开关必须由线连接到车辆中并且在表示需要向用户通知低油状况的最小液位的液位处固定地安装在油底壳内。因此，通常的油位传感器仅对于在存在低油状况时用于提供低油指示器是有用的。

发明内容

本公开提供无线油位传感器的执行和控制方法。控制方法包括将无线油压传感器安装到发动机的油塞。油压传感器检测然后能够用于确定在该传感器上的油的体积或液位的压力。油位传感器能够包括加速计传感器，该加速计传感器能够由发动机的启动引起的振动所激励，从而“叫醒”传感器。传感器能够读取在启动时的初始压力，并且使此压力读数与油位相关联，然后该油位能够被传输到车辆控制单元。传感器能够保持闲置直到加速计传感器不再检测到发动机振动，此时激活传感器从而以预定时间间隔读取压力读数并且将相关联的油位传输到车辆中央处理器单元直到预定时间周期期满。然后，油传感器进入休眠模式以便于最大化电池寿命。

根据本公开的另外的方面，还能够使用油传感器来检测换油状态并且将换油状态报告至车辆控制单元，使得能够自动重置油寿命监控器而不需要来自车辆操作者的任何输入。

根据本公开的另外的方面，能够使用油传感器来估计在发动机运行期间的曲轴箱压力，以帮助维修技术人员确定曲轴箱通风系统或活塞环是否正在恰当地运行。

适用性的另外的范围从此文中提供的描述将变得显而易见的。在此发明内容部分中的描述和特定示例仅旨在说明的目的，且并不旨在限制本公开的范围。

根据本公开，其还存在以下技术方案：

1.一种用于控制车辆的发动机中的无线流体液位传感器的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括压力传感器、加速计传感器、电池以及发射器；

响应于由所述发动机的启动引起的所述加速计传感器的激励来激活所述无线流体液位传感器，以及读取压力水平并且将表明所述压力水平的油位传输到车辆控制器。

2.如技术方案1所述的方法，还包括使所述传感器保持在闲置状态直到所述加速计传感器不再检测到发动机振动，且然后激活所述压力传感器从而以预定时间间隔读取压力读数，并且将相关联的油位传输到所述车辆传感器，直到预定时间周期期满。

3.如技术方案2所述的方法，其特征在于，在所述预定时间周期之后，所述无线流体液位传感器然后进入休眠模式。

4.如技术方案1所述的方法，其特征在于，所述无线流体液位传感器安装到油塞。

5.一种用于采用车辆的发动机中的无线流体液位传感器来检测换油状态的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括压力传感器、加速计传感器、电池以及发射器；

响应于所述加速计传感器的激励来激活所述无线流体液位传感器；

通过所述压力传感器检测压力变化率，并且确定所述压力变化率是否表明换油状态；

将来自所述无线流体液位传感器的信号传输到车辆控制单元以表明已经检测到换油状态；以及

响应于来自所述无线流体液位传感器的所述信号，重置车辆控制单元的油寿命监控器状态。

6.如技术方案5所述的方法，其特征在于，所述无线流体液位传感器安装到油塞。

7.一种用于采用车辆的发动机中的无线流体液位传感器来检测换油状态的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括加速计传感器、电池以及发射器；

响应于所述加速计传感器的激励，激活所述无线流体液位传感器；

经由所述加速计传感器检测在所述油底壳上紧密靠近所述无线流体液位传感器处的表明换油状态的一系列敲击；

将来自所述无线流体液位传感器的信号传输到车辆控制单元以表明已经检测到换油状态；以及

响应于来自所述无线流体液位传感器的所述信号，重置车辆控制单元的油寿命监控器状态。

8.如技术方案7所述的方法，其特征在于，所述无线流体液位传感器安装到油塞。

9.一种用于采用车辆的发动机中的无线流体液位传感器来检测换油状态的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括压力传感器、姿态传感器、电池以及发射器；

检测所述压力传感器的姿态变化，并且确定所述姿态变化是否表明换油状态；

将来自所述无线流体液位传感器的信号传输到车辆控制单元以表明已经检测到换油状态；以及

响应于来自所述无线流体液位传感器的所述信号，重置车辆控制单元的油寿命监控器状态。

10.一种采用在发动机的油底壳中的无线压力传感器来诊断发动机状态的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括压力传感器、电池以及发射器；

在发动机运行期间使用信号监控装置来激活所述无线流体液位传感器，以引起所述无线流体液位传感器将压力信号传输到所述信号监控装置；

通过所述信号监控装置接收所述压力信号；以及

确定所测量的压力是否在预定的压力范围内。

11.如技术方案10所述的方法，其特征在于，所述无线流体液位传感器安装到油塞。

12.一种采用在发动机的油底壳中的无线压力传感器来诊断发动机状态的方法，包括：

将无线流体液位传感器安装在车辆的油底壳中，所述无线流体液位传感器包括压力传感器、电池以及发射器；

在发动机运行期间激活所述无线流体液位传感器，以引起所述无线流体液位传感器将压力信号传输到车辆中央控制器单元；以及

确定所测量的压力是否在对于发动机运行状态的正常运行范围之外，并且如果在其之外，则提供维修信号至车辆操作者。

附图说明

此文中描述的附图仅仅是为了所选择实施例的说明性的目的，而不是所有可能的执行，并且不旨在限制本公开的范围。

图1是具有带有根据本公开原理的无线油传感器设置在油底壳中的发动机的车辆的示意图；

图2是带有根据本公开原理的无线油传感器设置在油底壳中的发动机的示意图；

图3是安装到接纳在油底壳中的油塞的油传感器的示意图；以及

图4是图解根据本公开原理的无线油传感器与车辆控制单元之间的通信的示意图。

相对应的附图标记在全部附图的若干个视图中表示相对应的部分。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例实施例。

如此提供示例实施例，使得本公开将是完整的，并且将其范围充分传达给本领域技术人员。阐述了多个特定细节，例如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的完整理解。对本领域技术人员而言将显而易见的是，可不采用特定细节，示例实施例可以多种不同形式实现，且其不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。

此文中使用的术语仅仅为了描述具体示例实施例的目的，并不旨在是限制性的。如此文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可旨在也包括复数形式，除非上下文以其它方式明确指明。术语“包括”、“包含”、“带有”和“具有”是包括性的，并且由此明确所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组。此文中描述的方法步骤、过程和操作不被解释为必须要求它们的实施是以所讨论或说明的具体顺序，除非明确指定为实施顺序。还应该理解到，可以采用额外的或可替代的步骤。

当元件或层被称为在另一个元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一个元件或层时，其可直接地在另一个元件或层上、直接接合到、连接到或联接到另一个元件或层，或可存在中介元件或层。相反，当元件称为在另一个元件或层“直接上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一个元件或层时，可不存在中介元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词应该以类似方式进行解释（例如，“在…之间”相对于“直接在…之间”、“邻近”相对于“直接邻近”等）。如此文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或更多个的任意的以及所有的组合。

参照图1，车辆10被示出包括具有油底壳14的发动机12，其中油传感器16设置在油底壳中。油传感器16能够将无线信号提供到车辆中央处理器单元18，其能够经由车辆显示器单元20将信息显示给车辆操作者。图2示出发动机12油底壳14的更大更详细的视图，其中油传感器16设置在油底壳塞22中。图3示出油底壳塞22的更大更详细的视图，该油底壳塞22设置在油底壳14的底部中的螺纹开口24中，并且其中油传感器16安装到油底壳塞22。

图4提供用于与车辆中央处理器单元18通信的无线油传感器16的部件的示意性说明。无线油传感器16包括传感器中央处理器单元30，其与能够包括压力传感器32、温度传感器34、加速计传感器36和姿态传感器37的多个传感器相通信。能够使用额外的传感器。提供电池38用于将电力提供到无线油传感器16，并且提供RF收发器40用于将信号提供到中央处理器单元30并且传输来自其的信号。RF收发器40能够将信号传输到车辆中央处理器单元18的RF收发器42以及接收来自RF收发器42或从其它编程工具50（图1）的信号。

当发动机关闭时，传感器功能开始使传感器处于休眠模式。当“钥匙”转到“开启”或以其它方式引起发动机运转时，加速计传感器36由发动机的振动激励，并且其使油传感器16转换到操作/苏醒模式。然后，油传感器16立即读取油底壳14内的温度和压力，并且能够将这些温度和压力读数转换成启动时的相对应的油位（L）。应该注意的是，为了此文中讨论的目的，由于所感测到压力大体对应于一定的油位，因此油位L和所感测到压力P一定程度上可互换使用。可选地，能够通过采取已知的油密度以及针对温度的校正将油位转换成油质量。需要在发动机运行引起油分散在发动机的整个润滑系统中使得油底壳14中的油的液位不表示在发动机关闭时通常测量的油量之前立即读取传感器读数。也需要在油曲轴箱大气压力被发动机运行影响之前读取传感器读数。在剩余的发动机运行循环期间，油传感器16能够保持闲置。

当钥匙转到“关闭”或发动机以其它方式被关闭时，加速计传感器36的激励停止。在油传感器16经由加速计传感器36检测到发动机振动已经停止后，油传感器中央处理器单元30开始计时，并且对于预定时间周期以预定增量开始对油位取样。以非限制性示例的方式，预定增量能够是10秒增量，以及预定时间周期能够基于对于大部分发动机油返回到油底壳14通常所需的时间量来确定。对于不同的发动机设计，此时间周期能够是在1分钟至若干分钟的范围内。油传感器中央处理器单元30能够针对温度校正油位和可选的体积变化或质量，并且将对于每个液位读数的油位/体积传输到车辆中央传感器单元18的射频收发器42。在预定的时间周期期满后，油传感器16返回到休眠模式。

无线油传感器16的控制方法使得无线传感器16在其环境中能自主运行。无线油传感器能够感测其自身环境，并且当可进行精确测量时，其能够选择性地进行通电以测量流体液位。由于选择性的操作，油传感器的电池寿命得以最大化。本公开的控制方法使能使用无线的发动机油位传感器，并且具有更换现有车辆中所使用的当前油位量油计和低油开关的可能性。通过允许在车辆显示器20上显示准确的油位信息，系统能够产生降低成本、提高油位测量精确度以及改善客户便利性。如果车辆停放在斜坡上，则姿态传感器37能够用于调整对于倾斜的油位读数。因此，能够避免错误的低油位标示。

本公开的进一步特征是能够使用无线油传感器16以包括识别环境条件的算法，其对于换油是唯一的。通常识别到的是，在整个车辆运行过程中油位变化非常慢，然而换油将包括在非常短时间周期上的油位的变化。油传感器16能够识别换油事件，并且通信到车辆中央处理器单元18。特别地，根据本公开的一方面，油传感器16能够计算油位相对于时间的变化（dL/dT），并且确定dL/dT的值是否小于0，以及其绝对值是否大于阈值，然后识别换油事件。换言之，在油传感器16安装到油塞22的情况下，油塞和油传感器16的移除将导致油传感器通过被激励的加速计由于油塞22的旋转和移除来从休眠模式被激活。当油塞22和油传感器从油底壳移除时，油传感器16将意识到压力立即下降，因为压力传感器32此时暴露至大气压力。压力的下降能够被识别为换油事件，其能够被识别至车辆中央处理器单元18，该车辆中央处理器单元18能够自动更新当前换油事件的车辆数据库，或经由显示器20提示车辆操作者以确认正实施或已实施换油。作为可替代方案，能够使用姿态传感器37来检测油塞已被移除，以发出正在实施换油的信号。油塞的移除将改变油塞的姿态，并且允许车辆中央处理器单元识别到正在实施换油。

如果油传感器16未安装到油塞22，但以其它方式安装在油底壳14内，则当油从油底壳14排出时，油传感器16将识别到压力随着时间（dL/dT）迅速降低。压力随着时间的迅速降低能够被确定为表示换油事件，其能够被识别至车辆中央处理器单元18，该车辆中央处理器单元18能够自动更新当前换油事件的车辆数据库以重置油寿命监控器，或经由显示器20提示车辆操作者以确认正实施或已实施换油，并且然后，如果得到确认，则能够重置油寿命监控器。

根据可替代的换油检查功能，在紧密靠近油传感器16的油塞22的表面上的反复敲击能够由加速计传感器36识别，并且油传感器16能够将发出的正在进行换油事件的信号传输到车辆中央处理器单元18。反复敲击能够表示接合油塞22的扭转或换油技术人员所实施的另外的强制模式。然后，反复敲击方式（经由油塞22的重新安装或由换油技术人员所实施的强制模式）能够由加速计36识别，并且油传感器16能够将信号传输到车辆中央处理器单元18以发出换油事件已完成的信号，使得在有或没有车辆操作者确认换油事件的情况下能够自动重置油寿命监控器。换油检测特征提供能够自动重置车辆上的油寿命监控器而无需车辆操作者输入的方法。

根据本公开的另外的方面，能够使用定位在油底壳排出塞22中的油传感器16以估计在发动机的各种运行情况期间的曲轴箱压力，以确定通风系统或活塞环是否正在恰当运行。维护技术人员目前必须安装单独的漏气测量装置至发动机上，以确定活塞环是否未恰当地密封。维护技术人员还没有测量曲轴箱压力以确定通风系统是否正确运行的方法。使用油传感器16以估计在发动机运行期间的压力消除了安装单独的曲轴箱压力传感器和/或漏气测量装置的需要，其节省劳力和诊断时间。为了使用油传感器16用于检测发动机运行情况，技术人员开启发动机并且使其空转。技术人员使用手持信号监测装置50（图2）或车辆显示器（图2）以从油传感器16读取压力输出。以非限制性示例的方式，低于正常预定值（例如-4kPa）的压力值能够表明曲轴箱压力调节阀卡住在打开位置中并且需要维修。高于正常预定值（例如3kPa）的压力值表明活塞环未恰当地密封或压力调节阀闭合卡住。因此，在油底壳中的油压传感器能够由维护技术人员使用来诊断发动机故障。

技术人员使用信号监控装置来激活传感器的可替代方案是“自动模式”，其在发动机运行期间周期性地检测曲轴箱压力，并且报告至发动机中央处理器单元18。中央处理器单元18捕集信号并且确定发动机是否处在需要的“标准”状态下（例如，温和空转）。如果如此，则中央处理器单元18检查在“正常”窗口中的压力值。如果不是如此，则中央处理器单元18提供信号以通知操作者可能的维修需要。

已经提供的实施例的前述描述是为了说明和描述的目的。其不旨在是详尽的或者限制本公开。特定实施例的单独的元件或特征通常不限于该具体实施例，但是即使没有具体示出或说明，在可适用的情况下，其是可互换的并且能够使用在所选择的实施例中。同样还可以多种方式进行改变。此类变型不视为偏离本公开，并且所有此类修改旨在包括在本公开的范围内。