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CN104343491B - 一种发动机滑油添加探测系统及方法 - Google Patents

一种发动机滑油添加探测系统及方法 Download PDF

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CN104343491B CN201310314246.1A CN201310314246A CN104343491B CN 104343491 B CN104343491 B CN 104343491B CN 201310314246 A CN201310314246 A CN 201310314246A CN 104343491 B CN104343491 B CN 104343491B
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Abstract

本发明涉及一种发动机滑油添加探测系统及方法。该发动机滑油添加探测方法，包括：确定第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值是否大于第一门限值；响应于第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值大于第一门限值，延时并确定第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值是否大于第二门限值；以及响应于第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值大于第二门限值，探测滑油增量。

Description

一种发动机滑油添加探测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种探测系统及方法，特别地，涉及一种发动机滑油添加探测系统及方法。
背景技术
滑油系统是维持发动机正常运行的重要组成部分。滑油在发动机内部不断循环以向发动机运转部件提供润滑和散热的功能。当发动机某些重要部件如：轴承、滑油热交换器、油气封严等出现异常时，滑油消耗量会发生不正常变化。因此，滑油消耗量的变化是反映发动机性能的重要指标之一。通过持续监控滑油消耗和滑油系统参数的短期和长期变化趋势可以及时发现发动机内部子部件性能衰退情况，避免由于滑油系统的直接或间接失效导致发动机空中停车。各航空公司都非常重视对发动机滑油量的监控；并通过计算滑油消耗率以掌握发动机运行的健康情况，为保障飞机安全运行提供保证。
目前，航空公司的滑油添加以及数据录入仍由人工完成。具体做法是当飞机降落以后，地勤人员手工添加滑油直至加满，然后手工记录滑油的添加量。因为每次都添加滑油至加满，每次滑油的添加量与前后两次添加滑油期间飞机运行时间之比就能够反映滑油的消耗率。滑油添加量和滑油消耗率的信息随后被输入到航空公司的数据录入系统，然后上传至航空公司的数据服务器中。现有的滑油添加方式涉及到多个部门的相互协作，需要大量的人力参与。因而，人为因素和工作流程的偏差难免会导致数据误差的产生，也就直接影响到滑油添加的及时性与滑油消耗量监控的准确性。另外，以人工发送的方式来获取滑油数据在时效性上难以保证，往往造成滑油添加量信息无法及时获取。例如，航空公司出于航线运营布局上的需要，常出现飞机多日在外站过夜的情况，而外站的客观情况很多时候会影响滑油添加量的获取。
虽然各个航空公司一直以来都致力于发展一种能够自动实现滑油添加量探测的系统，然而至今尚未有航空公司提出这样的系统。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，根据本发明的一个方面，提出一种滑油添加探测方法，包括：确定第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值是否大于第一门限值；响应于第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值大于第一门限值，延时并确定第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值是否大于第二门限值；以及响应于第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值大于第二门限值，探测滑油增量。
上述方法进一步包括：确定探测的所述滑油增量是否大于第三门限值。
上述方法中所述第一时间点和第二时间点之间为第一时间，在所述第一时间内没有断电时间；以及所述第三时间点与第四时间点之间为第二时间，所述第二时间与所述第一时间相等。
上述方法中所述第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值为所述第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值；以及所述第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值为所述第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值。
上述方法中所述第一时间点在断电前，所述第二时间点在重新上电后；以及所述第三时间点与所述第一时间相同，所述第四时间点晚于所述第二时间点。
上述方法中所述第一门限值、第二门限值和第三门限值均为机务要求的最小滑油添加量。
上述方法中所述探测滑油增量包括：获取最大的滑油增量；延时，并重新获取滑油增量；根据所述重新获取滑油增量，确定测量的时间间隔；根据确定的所述时间间隔，多次重新获取滑油增量，以及计算所述多次重新获取滑油增量的平均值。
上述方法中所述探测滑油增量其中较大的所述重新获取滑油增量对应的测量时间间隔小于较小的所述重新获取滑油增量对应的时间间隔。
上述方法中所述探测滑油增量进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，再次计算之前重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法中所述探测滑油增量进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k的取值范围为1.05-1.35；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法中所述探测滑油增量进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT*(AT-T)/(t-T)，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k取值为1.35，AT为两次测量之间的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法进一步包括：确定第一时刻与第二时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间。
上述方法进一步包括：确定第一时刻与第三时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第三时刻为发动机启动前3-10秒的滑油油量。
根据本发明的另一个方面，提出一种发动机滑油添加探测方法，包括：获取最大的滑油增量；延时，并重新获取滑油增量；根据所述重新获取滑油增量，确定测量的时间间隔；根据确定的所述时间间隔，多次重新获取滑油增量，以及计算所述多次重新获取滑油增量的平均值。
上述方法其中较大的所述重新获取滑油增量对应的测量时间间隔小于较小的所述重新获取滑油增量对应的时间间隔。
上述方法进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，再次计算之前重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k的取值范围为1.05-1.35；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法进一步包括：确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT*(AT-T)/(t-T)，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k取值为1.35，AT为两次测量之间的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述方法进一步包括：确定第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值是否大于第一门限值；响应于第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值大于第一门限值，延时并确定第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值是否大于第二门限值；以及响应于第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值大于第二门限值，探测滑油增量。
上述方法进一步包括：确定探测的所述滑油增量是否大于第三门限值。
上述方法中所述第一时间点和第二时间点之间为第一时间，在所述第一时间内没有断电时间；以及所述第三时间点与第四时间点之间为第二时间，所述第二时间与所述第一时间相等。
上述方法中所述第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值为所述第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值；以及所述第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值为所述第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值。
上述方法中所述第一时间点在断电前，所述第二时间点在重新上电后；以及所述第三时间点与所述第一时间相同，所述第四时间点晚于所述第二时间点。
上述方法中所述第一门限值、第二门限值和第三门限值均为机务要求的最小滑油添加量。
上述方法进一步包括：确定第一时刻与第二时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间。
上述方法进一步包括：确定第一时刻与第三时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第三时刻为发动机启动前3-10秒的滑油油量。
根据本发明的又一个方面，提出一种滑油添加探测系统，包括：添加探测模块，其确定第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值是否大于第一门限值；校验模块，其响应于第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值大于第一门限值，确定第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值是否大于第二门限值，其中所述第二时间晚于第一时间；以及增量计算模块，其响应于第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值大于第二门限值，探测滑油增量。
上述系统中所述增量计算模块获取最大的滑油增量；延时，并重新获取滑油增量；根据所述重新获取滑油增量，确定测量的时间间隔；根据确定的所述时间间隔，多次重新获取滑油增量，以及计算所述多次重新获取滑油增量的平均值。
根据本发明的一个实施例，上述系统的增量计算模块中较大的所述重新获取滑油增量对应的测量时间间隔小于较小的所述重新获取滑油增量对应的时间间隔。
上述系统的增量计算模块进一步包括：所述增量计算模块确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，再次计算之前重新获取的滑油增量的平均值。
上述系统的增量计算模块进一步包括：所述增量计算模块确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k的取值范围为1.05-1.35；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述系统的增量计算模块进一步包括：所述增量计算模块确定所述多次测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT*(AT-T)/(t-T)，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k取值为1.35，AT为两次测量之间的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
上述系统进一步包括：断电探测模块，其确定重新上电后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第一门限值；其中所述校验模块响应于重新上电后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第一门限值，确定延时一段时间后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第二门限值；其中，所述增量计算模块响应于延时一段时间后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第二门限值，探测滑油增量。
上述系统进一步包括：滑耗计算模块，其根据来自所述增量计算模块的滑油增量以及发动机运行时间计算发动机的滑耗率。
上述系统进一步包括：滑油添加事件探测模块，其确定第一时刻与第二时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间。
上述系统进一步包括：滑油添加事件探测模块，其确定第一时刻与第三时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第三时刻为发动机启动前3-10秒的滑油油量。
根据本发明的又一个方面，提出一种发动机滑油监视方法，包括：响应于飞机添加了滑油，生成滑油添加报文；以及将所述滑油添加报文通过地面传输设备或者ACARS系统传输。
上述方法，其中生成滑油添加报文包括：确定飞机是否处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段；响应于飞机处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段，触发滑油添加报文触发器；响应于飞机处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段，触发滑油增量触发器；所述滑油增量触发器获得发动机的滑油增量，并将所获得的所述滑油增量发送到所述滑油添加触发器；以及所述滑油添加触发器获取报文预设参数和滑油添加相关信息，生成所述滑油添加报文。
上述方法进一步包括：所述滑油添加触发器获取滑油添加的人工记录。
上述方法进一步包括：如果存在多次滑油添加事件，所述滑油增量触发器发送滑油增量的总量。
上述方法进一步包括：所述滑油添加触发器根据所添加的滑油量计算滑耗数据。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是飞机运行各个阶段的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的滑油添加探测方法流程图；
图3是根据本发明的一个实施例的滑油添加量的获取方法流程图；
图4显示根据本发明的一个实施例的滑油增量计算流程图；
图5是根据本发明的一个实施例的滑耗计算方法的流程图；
图6是根据本发明的一个实施例的发动机滑油添加探测系统的结构示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的客户化报文，即27号报文的示意图；
图8是根据本发明的一个实施例生成27号报文的方法的流程图；
图9是根据本发明的一个实施例的发动机滑油监视方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
虽然发动机滑油的油箱中包括一个探测滑油量的油量传感器，但是准确探测发动机滑油量仍是一个非常具有挑战的任务。首先，当飞机处于不同飞行阶段时，滑油油箱中的滑油液面可能会处于不同的位置，探测的难度很大。其次，在飞机添加滑油的过程中，其他航后维护工作需要同时进行，例如：飞机可能短时间断电，可能被拖动，也可能滑油被多次添加，这些都会影响滑油的探测。再次，由于发动机的虹吸效应，滑油添加完成后滑油油箱中的滑油液面仍会存在变化。并且，由于油量传感器精度不高以及发动机滑耗低等不利因素，实现滑油添加的自动探测是非常困难的。
图1是飞机运行各个阶段的示意图。如图1所示，飞机运行的各个阶段包括飞机上电阶段、滑行起飞阶段、爬升阶段、巡航阶段、下降阶段、降落滑行阶段和停机阶段。其中，发动机启动阶段是指飞机上电阶段中飞机完成上电后至发动机启动直至飞机开始滑动之前的阶段；发动机停车阶段，指飞机结束滑行后发动机停车的阶段，即停机阶段。
根据本发明的一个实施例，本发明的发动机滑油添加探测系统和方法主要在发动机停车阶段运行，自动探测滑油添加量，并进一步进行滑耗计算。在飞机经停时间较短的情况下，本发明的系统和方法也可以运行在飞机的上电阶段和发动机启动阶段。根据本发明的一个实施例，经过计算得出的相关数据和/或中间数据将被自动存储在非易失性存储器中以应对突然的断电事件，和/或以各种数据载体的形式自动传输到地面工作站和航空公司的服务器中。
根据本发明的一个实施例，本发明的系统和方法可以利用飞机上的数据获取系统。以飞行数据接口与管理组件FDIMU(Flight Data Interface and Management Unit)为例，FDIMU接收来自机载传感器或其他设备的航空器状态数据。FDIMU的数据获取子系统将获取的航空器状态数据转换为数字信号进行广播。快速存取记录器QAR(Quick AccessRecorder)接收到广播的航空器状态数据并进行存储。其中，一部分数据被存储到飞行数据记录器FDR(Flight Data Recorder)，即“黑匣子”中，以便在航空器发生突发性事件后，供有关人员进行调查分析。
飞机上的数据获取系统以固定的频率获得飞机的飞行状态数据，包括来自滑油油量传感器的油量数据。例如，滑油油量传感器可以每秒钟或者每1/2秒都将其探测到的油量数据发送到例如FDIMU的数据获取系统。利用数据获取系统记录的这些不同时刻的滑油油量数据，本发明的系统和方法可以实现滑油添加的自动探测。当然本发明的滑油添加探测系统也可以自行保存不同时刻的滑油油量数据以实现滑油添加的自动探测。
由于目前航空公司对发动机滑油勤务工作的要求为：滑油添加应在发动机停车后的一定时间内完成，滑油量添加不用少于最低滑油添加量，且应加至满位标记。本发明的方法也应当符合机务的上述要求。
图2是根据本发明的一个实施例的滑油添加探测方法流程图。如图2所示，滑油添加探测方法200包括：在步骤210，判断飞机的运行状态，如果处于发动机停车的阶段或者飞机上电或发动机启动阶段，则起始或者继续本实施例的滑油添加探测，否则，结束滑油添加探测过程。在步骤220，获取第一时刻滑油油量；在步骤230，获取第二时刻的滑油油量，其中第二时刻晚于第一时刻。根据本发明的一个实施例，第一时刻为发动机停机后8-15分钟，优选为10分钟。第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间，优选为晚10-20分钟。例如，如果机务要求滑油在发动机停机后30分钟内添加，第二时刻可以为发动机停机后45分钟。如果不存在第二时刻的滑油油量，则在步骤240，获取第三时刻的滑油油量。根据本发明的一个实施例，第三时刻为发动机启动前3-10秒的滑油油量，优选为发动机启动前5秒的滑油油量。
在步骤250，比较第二时刻或第三时刻与第一时刻的滑油油量，如果滑油油量的增量大于预设阈值，则在该期间添加了滑油；反之，则认为没有添加滑油。根据本发明的一个实施例，预设阈值为机务要求的滑油最小添加量或更大。
在步骤210之后，同时在步骤260，获取滑油的添加量。或者在步骤250之后，在步骤260，获取滑油的添加量。
虽然在不添加滑油的情况下，第一、第二和第三时刻的滑油油量应当相差不多，可以由此判断是否添加了滑油；但是，如前所介绍的各种原因，特别是虹吸效应会使得滑油添加后滑油油箱中的滑油不断减少，因此，直接将第二时刻或第三时刻与第一时刻的滑油油量相减，并不能得出准确的滑油添加量。
图3是根据本发明的一个实施例的滑油添加量的获取方法。如图所示，本实施例的滑油添加量的获取方法300包括：在步骤310，获取滑油油量数据以及初始化各个门限值。在步骤320，进行断电检测，判断是否发生了飞机临时断电然后重新上电。在飞机停机后，一般要从飞机的内部电源转换到机场的外部电源。这期间可能会出现飞机断电然后重新上电的情况。对飞机的其他维护工作或者其他情况下，也可能出现飞机断电然后重新上电。根据本发明的一个实施例，本发明的滑油添加探测系统包括一个非易失性存储器，本发明的滑油添加探测方法执行过程中产生的临时数据存储或者备份在非易失性存储器中。由此，能判断飞机是否断电。在飞机断电后数据不会丢失，重新上电后能正常运行。
如果发生了飞机断电然后重新上电，在步骤330，判断断电期间是否添加了滑油。例如，判断重新上电后的滑油量是否大于断电之前的滑油量。如果添加了滑油，则转到步骤350。
如果未检测到断电然后重新上电或者断电期间未添加滑油，则在步骤340，确定第一时间范围内每一秒的滑油量，并得出第一时间范围内的最大值与最小值。根据本发明的一个实施例，第一时间范围包括当前时刻之前第一时间开始至当前时刻，例如，当前时刻之前20-40秒内，优选当前时刻之前30秒内。
在步骤350，判断步骤340所得的第一时间范围内滑油量的最大值与最小值之间的差值是否大于第一门限值，或者将重新上电后的滑油量与断电之前的滑油量之差是否大于第一门限值。根据本发明的一个实施例，第一门限值等于或大于机务要求的滑油最小添加量。
如果小于第一门限值，即滑油添加不符合要求，则返回断电检测步骤320。如果大于第一门限值，则在步骤360，延时第二时间。根据本发明的一个实施例，第二时间的范围为5-20秒，优选为10秒。然后，在步骤370，检验步骤350和步骤340的结果，以避免油面波动和传感器测量误差，包括按照步骤350的方法，重新获取油量最大值与油量最小值之间的差值，或按照步骤340的方法，重新获取的滑油增量；然后在步骤380，将步骤370所得的检验的数据与第二门限值进行比较，如果步骤370所得的检验的数据大于第二门限值，则可以推定的确存在滑油添加。否则，返回步骤310。根据本发明的一个实施例，第二门限值等于或大于第一门限值。
通过步骤320-370，本发明的滑油添加探测方法可以排除大多数的非滑油添加事件对滑油传感器测量的油量数据引起的变化。通过设定第一和第二门限值，可以过滤由于传感器误差和小幅干扰引起的油量变化。通过获取第一时间内的油量最大值和最小值之差以及延伸检验，可以避免由于飞机拖动引起的滑油油面倾斜以及油面大幅度振荡引起的油量变化，从而使得滑油添加探测更为准确。
如果存在滑油添加，在步骤390，进行增量计算，并将增量计算所得滑油增量值与第三门限值进行比较，如果比较结果正常，则系统将所得滑油增量数据输出。否则，返回步骤310，重新检测滑油添加事件。
图4显示根据本发明的一个实施例的滑油增量计算流程图。如图4所示，滑油增量计算方法400包括以下步骤：在步骤410，检测最大滑油增量DT0。对于滑油添加事件，在滑油的添加过程中，滑油箱中的滑油量不断增加。在某一时刻，滑油量不再增加。此时的滑油量与开始添加滑油之时或之前的滑油量之间的差值即为最大滑油增量DT0。
在步骤420，等待一段时间后，再次检测滑油增量DT1，并确定滑油增量DT1的范围。根据本发明的一个实施例，等待时间的取值范围为20-50秒，优选30秒。
根据本发明的一个实施例，在获得发动机滑油箱添加的最大滑油增量后，采取多次测量取平均值的方法排除滑油液面扰动或振荡、测量误差等因素的影响。如果各个测量之间的间隔时间太短，则不利于排除这些干扰因素。但是，由于虹吸效应，部分滑油将逐渐回流到发动机组件中，使得滑油油量随时间的变化呈现递减的趋势。因此，如果各个测量之间的间隔时间太长，则虹吸效应将影响测量的准确性。因此，为了使计算出的滑油增量更加贴合实际的滑油添加量，不同的滑油增量采集时间间隔应有所不同，较小的滑油增量采集时间的间隔应当缩短，而较大的滑油增量采集时间的间隔可以适当延长。
在步骤430，根据DT1的范围，确定采集时间间隔T。如上所述，不同的滑油增量对应于不同的增量采集时间间隔。例如，对于小于或等于0.75QT的滑油增量，采集时间间隔一般为大约1分钟；对于大于0.75QT且小于或等于1.5QT的滑油增量，采集时间间隔一般为大约2分钟；对于大于1.5QT的滑油增量，采集时间间隔一般为大约3分钟。
在步骤440，实际等待时间T1后，检测滑油增量DT2；并将实际等待时间T1与采集时间间隔T比较。如果T1等于T，说明采集正常，则记录所采集的滑油增量DT2。如果T1大于延时最大值t，说明增量计算中断时间过长，可能发生了飞机断电等情况，并且长时间未重新上电。因为此时所检测的增量受虹吸效应影响将会偏小，所以舍弃所检测的增量DT2，将之前所测的DT0和DT1的平均值作为最终的滑油增量DT并终止增量计算。如果T1大于采集时间间隔T小于等于延时最大值t，说明增量计算发生中断，例如受断电影响，但所检测的增量受虹吸效应影响不是特别明显。根据本发明的一个实施例，此时将所采集的滑油增量DT2修正为k*DT2，将其作为检测增量。k的取值范围为1.05-1.35，优选为1.2。根据本发明的另一个实施例，此时将所采集的滑油增量DT2修正k*DT2*(AT-T)/(t-T)，其中k为调整系数，k取值为1.35，AT为实际的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔。根据本发明的一个实施例，延时最大值t为完成一次滑油添加的时间，取值范围为8-12分钟，优选10分钟。
同样地，在步骤450，实际等待时间T2后，检测滑油增量DT3，并将实际等待时间T2与采集时间间隔T比较。如果T2等于T，则记录所采集的滑油增量DT3。如果T2大于延时最大值t，则舍弃所检测的增量DT3，将之前所测的DT0、DT1和DT2的平均值作为最终的滑油增量DT，并终止增量计算。如果T2大于采集时间间隔T小于等于延时最大值t，根据本发明的一个实施例，则将所采集的滑油增量DT3修正为k*DT3，将其作为检测增量。k的取值范围为1.05-1.35，优选为1.2。根据本发明的另一个实施例，此时将所采集的滑油增量DT3修正k*DT3*(AT-T)/(t-T)，其中k为调整系数，k取值为1.35，AT为实际的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔。根据本发明的一个实施例，延时最大值t为完成一次滑油添加的时间，取值范围为8-12分钟，优选10分钟。
同样地，在步骤460，实际等待时间T3后，检测滑油增量DT4，并将实际等待时间T3与采集时间间隔T比较。如果T3恰好等于T，则记录所采集的滑油增量DT4。如果T3大于延时最大值t，则舍弃所检测的增量DT4，将之前所测的DT1、DT2和DT3的平均值作为最终的滑油增量DT，并终止增量计算。如果T3大于采集时间间隔T小于等于延时最大值t，根据本发明的一个实施例，则将所采集的滑油增量DT4修正为k*DT4，将其作为检测增量。k的取值范围为1.05-1.35，优选为1.2。根据本发明的另一个实施例，此时将所采集的滑油增量DT4修正k*DT4*(AT-T)/(t-T)，其中k为调整系数，k取值为1.35，AT为实际的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔。根据本发明的一个实施例，延时最大值t为完成一次滑油添加的时间，取值范围为8-12分钟，优选10分钟。
接下来，在步骤470，如果记录了DT2、DT3和DT4，则将计算所检测的滑油增量DT2、DT3和DT4平均值，作为最终的滑油增量DT，并终止增量计算。
根据本发明的一个实施例，记录最终的滑油增量DT的添加时间，即为最终的滑油增量DT加上时间戳。这样，如果出现多次滑油添加时间，就会得到不同时间戳的多个滑油增量。将这些滑油增量相加，就可以得出全部的滑油添加量。
上述实施例中充分考虑到了在滑油添加量的计算过程中飞机有可能会断电。例如，航后已工作结束，飞机出现飞机断电或切换至外部电源供电等情况。断电将导致增量计算中断。飞机上电后，增量计算虽然会继续执行，但如果中断的时间过长，由于滑油增量随时间的变化，从而影响滑油增量计算的准确性。根据以上方法所得出的滑油增量最大限度地避免了因断电时间过长导致虹吸效应影响滑油增量的计算，保证了所得滑油增量的精确性。
图5是根据本发明的一个实施例的滑耗计算方法的流程图。根据本发明的一个实施例，滑耗计算方法500包括：在步骤510，获得滑油添加量DT。图2-图4所示的方法可以应用到本实施例中以获得准确的滑油添加量。由于根据本发明的方法计算所得的滑油增量具有相对高的精确性，由此得出发动机的滑油消耗率也就更加贴近发动机实际的滑油消耗情况。
在步骤520，获得两次添加滑油事件期间的发动机运行时间t。与传统的滑耗计算不同，本实施例中并没有采用飞机的飞行时间，即起飞与降落之间的在翼时间作为滑耗计算的依据。因为飞机在起飞之前和降落之后发动机可能已经开始或者仍在运转，所以传统的方法计算的滑耗偏差较大。特别是对于发动机性能监控而言，传统的滑耗计算方法可能会带来误报警。在步骤530，计算滑油消耗率DT/t。
本发明的发动机滑油添加探测系统和方法可以以多种方式在飞机上实施。根据本发明的一个实施例，本发明的发动机滑油添加探测系统以机载硬件的形式实施在飞机上。
图6是根据本发明的一个实施例的发动机滑油添加探测系统的结构示意图。如图6所示，滑油添加探测系统600包括多个功能模块：初始化和/或数据获取模块601、断电探测模块602、添加探测模块603、校验模块604、增量计算模块605以及滑耗计算模块606。
初始化和数据获取模块601连接到其他各个模块，初始化滑油添加探测系统600，并为所要与滑油添加探测有关的各个参数赋值。初始化和数据获取模块601可以实时从滑油油箱的传感器或飞行数据接口与管理组件FDIMU获取当前滑油油量的数据，也可以从快速存取记录器QAR或者其他数据源获取之前的滑油油量数据，起始滑油添加探测。根据本发明的一个实施例，初始化和数据获取模块601可以由独立的初始化模块和数据获取模块代替。
断电探测模块602对飞机的断电进行判断和处理。如果滑油的添加是在飞机断电的时候进行的，重新上电后断电探测模块602确定断电期间是否添加了滑油。例如，判断重新上电后的滑油油量与断电之前的滑油油量之差是否大于机务要求的最小滑油添加量。
添加探测模块603对滑油的添加情况进行探测。例如，添加探测模块603每一秒都对30秒范围内的滑油量进行采集，然后判断30秒范围内滑油油量的最大值与最小值之差是否大于机务要求的最小滑油添加量。
校验模块604连接到添加探测模块603，用于消除系统的误判。例如，在延时一定时间之后，校验模块604重新判断30秒范围内滑油油量的最大值与最小值之差是否大于机务要求的最小滑油添加量。
增量计算模块605连接到校验模块604，获取准确的滑油添加量。增量计算模块605多次测量取平均值的方式获取滑油添加量，并且每次测量的时间间隔根据滑油增量的不同而变化。对于较小的滑油增量测量时间的间隔更短，而较大的滑油增量测量时间的间隔更长。如果获取滑油添加量期间断电，则停止测量。根据本发明的一个实施例，增量计算模块605采用时间戳更新的算法，以解决多次添加滑油所引起的数据计算问题，并最终得出相对接近实际滑油添加量的滑油增量值；
滑耗计算模块606连接到增量计算模块605，根据所得滑油增量以及所探测的发动机运行时间得出发动机的滑耗率，从而可以对发动机的性能进行实时监控。
根据本发明的一个实施例，滑油添加探测系统600进一步包括滑油添加事件探测模块，获取例如发动机停车后10分钟、发动机停车后45分钟或者发动机启动前5秒的滑油油量，比较发动机停车后10分钟和发动机停车后45分钟或者发动机启动前5秒的滑油油量，判断是否有滑油添加事件。
根据本发明的一个实施例，本发明的发动机滑油添加探测系统可以以软件的方式在机载计算机上实施。与图6所示的实施例相似，滑油添加探测系统可以包括多个功能模块：初始化和/或数据获取模块、断电探测模块、添加探测模块、校验模块、增量计算模块以及滑耗计算模块。这些模块的功能与图6所示的实施例中各个模块的功能相似，这里不再赘述。
根据本发明的一个实施例，本发明的发动机滑油添加探测系统在航空器状态监控系统ACMS(Aircraft Condition Monitoring System)上实施。
ACMS监视，收集，记录航空器状态数据，并且在特定触发条件下输出预定航空器状态数据，供航务和机务人员日常监控航空器状态和性能使用。由于其输出数据的内容和格式可由用户更改，也称为报文。
ACMS报文由集成的应用软件控制产生。报文由特定航空器状态参数的阈值或多项特定航空器状态参数的组合逻辑，即特定的报文触发逻辑来触发。ACMS的生产厂家设计和测试的报文触发逻辑产生的ACMS报文称为基本报文。很多基本报文已经成为了民用航空管理部门规定的标准。以空客A320飞机为例，其使用的ACMS基本报文约有20多个。
通过自行编写ACMS报文触发逻辑可以产生客户化报文。客户化报文可以使得本领域技术人员不再受制于基本报文中参数的限制，而能直接面对数万个航空器状态参数，包括发动机的滑油油量。
图7是根据本发明的一个实施例的客户化报文，即27号报文的示意图。如图所示，27号报文包括四个部分：第一部分包括报文预设参数，例如：机号、航班号、航段等信息；以及报文结束时间27TMR、滑油量变化校验时间CKTMR、滑油增量判断停止时间ENDTMR、滑油添加增量门限值DETQ、滑油添加结束判断增量门限值ENDTQ、采集最大时间间隔OIQEXT。第二部分包括：发动机停车10分钟时滑油量和记录的时间以及发动机停车45分钟或下次启动前5秒时滑油量和记录的时间。第三部分是27号报文的主体部分，其可以分为4段。第1段为滑油添加相关信息，包括：滑油添加标识、加油的起始时间、断电加油标识、加油前20秒油量、起始油量、油量历史数据。第2段为左侧发动机的滑油添加信息，包括：左发的滑油增量和对应的记录时间。第3段为右侧发动机的滑油添加信息，包括：右发的滑油增量和对应的记录时间。第4段为滑耗信息。如果加油，则显示发动机的计算滑耗，包括空中滑耗与地面和空中滑耗。第4段还包括如下信息：滑油增量的平均值、滑油增量和有效滑油增量的数量。为了与现有的人工滑油添加记录方式兼容，并且进一步确认滑油的添加信息，27号报文的第四部分包括：如果在驾驶舱人工输入加油量，则记录加油量、发动机空中小时、滑耗和员工身份ID。
图8是根据本发明的一个实施例生成27号报文的方法的流程图。如图8所示，生成27号报文的方法800包括以下步骤：在步骤810，ACMS中的基本触发器(或进程)确定飞机是否处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段。如果结果为“否”，则不触发任何触发器，不启动滑油添加探测系统；如果结果为“是”，则触发27号报文触发器RTP27和第一和第二滑油增量触发器OILADD1和OILADD2。
ACMS中的基本触发器是ACMS系统被起始后始终都在运行的进程。用于生成各种报文的各个触发器都由基本触发器触发。通过在基本触发器中加入27号报文的触发逻辑，例如飞机是否处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段，以及相应的后续动作，就可以实现27号报文生成进程的触发。根据本发明的一个实施例，27号报文触发器RTP27和第一和第二滑油增量触发器OILADD1和OILADD2也可以由其他的触发器，例如监视飞机运行状态的触发器触发。
在步骤820，触发器RPT27探测发动机停车10分钟后的滑油量。在步骤830，触发器RPT27探测发动机停车时间是否大于45分钟，如果判定结果为“是”，则探测发动机停车45分钟的滑油量；如果判定结果为“否”，在步骤840，触发器RPT27探测下次发动机启动前5秒的滑油量。与此同时，在步骤850，触发器OILADD1和OILADD2起始滑油添加探测系统，其中触发器OILADD1用来探测左侧发动机的滑油增量，而触发器OILADD2用来探测右侧发动机的滑油增量。该滑油添加探测系统可以是以机载硬件方式实施的，也可以是在机载计算机上以软件方式实施的，或者以ACMS上的软件方式实施。在步骤860，获得左侧和右侧发动机的滑油增量，并将所获得的滑油增量发送到触发器RTP27。如果存在多次滑油添加事件，则发送最终的滑油增量的总量。在步骤870，触发器RTP27进行滑油添加探测记录和滑耗计算；得出所添加的滑油量以及滑耗数据。在步骤880，触发器RTP27获取27号报文的预设参数和滑油添加相关信息；以及滑油添加的人工记录。最后，在步骤890，触发器RPT27生成27号报文。
图9是根据本发明的一个实施例的发动机滑油监视方法的示意图。如图9所示，发动机滑油量监视方法900包括：在步骤910，确定飞机是否处于飞机上电或发动机启动或发动机停车的阶段；在步骤920，判断飞机在此期间是否添加了滑油，如果添加了滑油则生成相应的27号报文；在步骤930，将27号报文通过地面传输设备或者ACARS系统传输到航空公司的服务器上；以及步骤940，根据27号报文所记载的滑油添加增量信息和已有滑油的信息，得出当前发动机中的滑油量以及之前飞行的滑耗，从而实现发动机滑油量的监视。根据本发明的一个实施例，27号报文可以自动进入到发动机滑油量监视系统中，从而实现发动机滑油量的自动监视。
与现有技术相比，本发明的滑油添加探测系统自动采集发动机的滑油量和计算发动机滑油消耗率，并传到地面工作站进行分析，解决了传统发动机滑耗监控的准确性和实效性问题，提升了飞行运行的安全性。同时，最大限度的减少飞机断电对探测数据的影响，极大的提高了所探测数据的可靠性。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (23)

1.一种发动机滑油添加探测方法，包括：
确定第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值是否大于第一门限值；
响应于第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值大于第一门限值，延时并确定第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值是否大于第二门限值；以及
响应于第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值大于第二门限值，探测滑油增量。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定探测的所述滑油增量是否大于第三门限值。
3.根据权利要求1所述的方法，所述第一时间点和第二时间点之间为第一时间，在所述第一时间内没有断电时间；以及所述第三时间点与第四时间点之间为第二时间，所述第二时间与所述第一时间相等。
4.根据权利要求3所述的方法，所述第一时间点与第二时间点之间滑油量的差值为所述第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值；以及所述第三时间点与第四时间点之间滑油量的差值为所述第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值。
5.根据权利要求1所述的方法，所述第一时间点在断电前，所述第二时间点在重新上电后；以及所述第三时间点与所述第一时间点相同，所述第四时间点晚于所述第二时间点。
6.根据权利要求1所述的方法，所述第一门限值、第二门限值和第三门限值均为机务要求的最小滑油添加量。
7.根据权利要求1所述的方法，所述探测滑油增量包括：
获取最大的滑油增量；
延时，并重新获取滑油增量；
根据所述重新获取滑油增量，确定测量的时间间隔；
根据确定的所述时间间隔，多次重新获取滑油增量，以及
计算所述多次重新获取滑油增量的平均值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中较大的所述重新获取滑油增量对应的测量时间间隔小于较小的所述重新获取滑油增量对应的时间间隔。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，再次计算之前重新获取的滑油增量的平均值。
10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k的取值范围为1.05-1.35；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
11.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT*(AT-T)/(t-T)，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k取值为1.35，AT为两次测量之间的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定第一时刻与第二时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间。
13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定第一时刻与第三时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第三时刻的滑油量为发动机启动前3-10秒的滑油油量。
14.一种滑油添加探测系统，包括：
添加探测模块，其确定第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值是否大于第一门限值；
校验模块，其响应于第一时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值大于第一门限值，确定第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值是否大于第二门限值，其中所述第二时间晚于第一时间；以及
增量计算模块，其响应于第二时间内滑油量的最大值与最小值之间的差值大于第二门限值，探测滑油增量。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述增量计算模块
获取最大的滑油增量；
延时，并重新获取滑油增量；
根据所述重新获取滑油增量，确定测量的时间间隔；
根据确定的所述时间间隔，多次重新获取滑油增量，以及
计算所述多次重新获取滑油增量的平均值。
16.根据权利要求15所述的系统，其中较大的所述重新获取滑油增量对应的测量时间间隔小于较小的所述重新获取滑油增量对应的时间间隔。
17.根据权利要求15所述的系统，进一步包括：所述增量计算模块确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于延时最大值，再次计算之前重新获取的滑油增量的平均值。
18.根据权利要求15所述的系统，进一步包括：所述增量计算模块确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k的取值范围为1.05-1.35；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
19.根据权利要求15所述的系统，进一步包括：所述增量计算模块确定多次所述测量中两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，响应于两次测量之间的时间间隔是否大于确定的所述时间间隔并小于延时最大值，采用如下公式修正重新获取的滑油增量：k*DT*(AT-T)/(t-T)，其中DT表示重新获取的滑油增量，k为调整系数，k取值为1.35，AT为两次测量之间的时间间隔，t为延时最大值，T为确定的时间间隔；以及再次计算之前重新获取的滑油增量与修正后的重新获取的滑油增量的平均值。
20.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：断电探测模块，其确定重新上电后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第一门限值；其中所述校验模块响应于重新上电后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第一门限值，确定延时一段时间后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第二门限值；其中，所述增量计算模块响应于延时一段时间后的滑油油量与断电之前的滑油量之间的差值是否大于第二门限值，探测滑油增量。
21.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：滑耗计算模块，其根据来自所述增量计算模块的滑油增量以及发动机运行时间计算发动机的滑耗率。
22.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：滑油添加事件探测模块，其确定第一时刻与第二时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第二时刻晚于维护机务要求的滑油添加期间。
23.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：滑油添加事件探测模块，其确定第一时刻与第三时刻的滑油量之间的差值是否大于预设的阈值，其中所述第一时刻为发动机停机后8-15分钟，所述第三时刻的滑油量为发动机启动前3-10秒的滑油油量。
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