通过油质量的因素进行的自动发动机油寿命判断

摘要

本文披露一种方法，用于在使用油基的内燃发动机中更换油之前判断剩余油寿命的方法。该方法包括：将油基传输到发动机并确定经传输的油基的体积。该方法还包括确定经传输的油基的质量并基于经确定的油基的质量和体积来确定剩余油寿命。该方法额外地包括在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器。还公开了一种系统，用于确定一定体积油所允许的发动机转数。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于采用油质量因素进行自动发动机油寿命判断的系 统。

背景技术

在内燃发动机中，油通常用于润滑、清理、防腐蚀、改善密封，并通过 将热量从运动部件带走而冷却发动机。发动机油通常从基于石油和不基于石 油的合成化合物获得。现代的发动机油主要是通过使用包括碳氢化合物的基 础油(base oil)和用于各种特定应用的其他化学添加剂混合制成的。在油服 役寿命过程中，发动机油会被外来颗粒和可溶污染物频繁地污染，且其化学 性质由于氧化和氮化而变差(退化)。这种污染和退化的常见结果是油失去 了其完全保护发动机的能力，由此必须将用过的油更换或替换为干净的新 油。

发动机油通常基于服役的时间、或基于发动机的主车辆行驶的距离来更 换。车辆的实际运行状况和发动机运转的小时数是在确定何时更换发动机油 中比较常用的一些因素。基于时间的间隔用于行驶里程较少但同时会积累较 多污染物的短程旅行。这种短程旅行中，油通常不会获得足够长时间的完全 运行温度以烧掉冷凝物、过多的燃料和其他会造成“油泥”、“漆膜”或其他 有害沉积的污染物。

为了有助于经常进行的油更换，现代发动机通常包括油寿命监测系统， 以基于通常造成退化的因素来估计油状况，如发动机速度和油或冷却剂温 度。当采用油寿命监测系统的发动机用在车辆中时，自上次油更换以来这种 车辆行进的总距离可以是决定油更换的合适时间的额外因素。

发明内容

本文公开一种方法，用于在使用油基的内燃发动机中更换油之前确定剩 余油寿命的方法。该方法包括将油基传输到发动机并确定经传输的油基的体 积。该方法还包括确定经传输的油基的质量并基于油基的经确定的质量和体 积来确定剩余油寿命。该方法额外地包括在剩余油寿命达到预定水平时启动 油更换指示器。

该方法还可额外地包括在油更换之后重置油更换指示器，以示出100％ 的剩余油寿命。确定经传输的油基体积的操作、确定剩余油寿命的操作和启 动并重置油寿命指示器的操作中的至少一个经由操作性地连接到发动机的 控制器来完成。

发动机可包括设置为接收经传输的油基的油箱。确定经传输的油基体积 的操作可包括确定油箱中经传输的油基的液位。确定剩余油寿命的操作还可 包括确定发动机的每次燃烧事件的转数，且进一步包括使用经确定的油基积 来确定所允许的燃烧事件数。

确定该体积油的质量水平的操作可经由设置在发动机上的传感器完成， 或可经由访问查找表来完成。这种查找表可以被编程到上述控制器中。

还公开了一种系统，用于确定一定体积的油所允许的剩余油寿命。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能 容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是发动油寿命监测系统的示意图；

图2是发动油监测系统的替换实施例的示意图；和

图3是流程图，显示了用于确定内燃发动机中一定体积油所允许的发动 机转数的方法。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记在几幅图中对应相同或相似的构件，图 1显示了自动机润滑油(automatic oil)寿命系统5。油寿命系统5配置为用 于判断在油更换之前内燃发动机中所用油的剩余有效或使用寿命。通过油寿 命系统5做出的剩余油寿命的判断包括判断已定体积的油允许的发动机转 数。

自动机润滑油寿命系统5包括内燃发动机，其示意性地通过附图标记10 表示和代表。发动机10包括发动机体(engine block)12。该发动机机体12 承装诸如曲轴14、往复运动的活塞16和连杆18这样的发动机内部构件。活 塞16经由杆18附接到曲轴14，以将燃烧的力传递到曲轴并由此让发动机 10旋转。发动机10的旋转(其通常以每分钟转数(RPM)来衡量)通过箭 头19表示。相应活塞16和杆18之间的、以及杆和曲轴14之间的每个连接 部都包括用于平稳且可靠旋转的合适轴承(未示出)。

发动机10还包括油盘或油箱20。油箱20被设置在发动机10上并附接 到机体12，用于保持油基(body of oil(润滑油底质))22。油基22被用在 发动机10中，用于润滑发动机的运动部件，如轴承(未示出)、活塞16和 杆18，且用于其他功能，如通过将由摩擦和燃烧产生的热从运动部件带走而 冷却发动机。油基22额外地用于从发动机10带走污染物。发动机10额外 地包括油过滤器26，该油过滤器具体构造为捕获油服役时收集到的各种外来 颗粒。为了不限制油的流动，过滤器26通常能捕获仅小到一定尺寸的颗粒， 且由此不能捕获较小的污染物。油基22还可以吸收无法被过滤器26去除的 可溶污染物。由此，随着时间过去，油基22会由于氧化和氮化以及被外来 物质污染而化学性能退化，由此在其对发动机10的保护方面效果变差，且 有必要将油更换。油箱20包括可拆卸插塞24，该插塞可构造为可螺旋拧入 的紧固件，用于允许油基22在油更换过程中从油箱排出。

自动机润滑油寿命系统5还包括控制器28，且可包括第一传感器30和 第二传感器32，如图所示。控制器28可以是配置为调节发动机10运行的中 央处理器或是被编程为仅用于操作自动机润滑油寿命系统的专用单元。传感 器30配置为感知油基22的液位或高度，且第二传感器32配置为感知油的 质量。控制器28与第一传感器30通讯，该第一传感器相对于油箱20设置 在发动机10上。第一传感器30至少部分地没入到油基22中并配置为感知 存在于油箱20中的油位，并将这种数据通讯给控制器28。第一传感器30 可配置为在发动机10停机时或在发动机运行时(即动态地)感知油基22的 液位。

控制器28还可操作地连接到第二传感器32，该第二传感器设置在油箱 20中与油基22接触。第二传感器32配置为感知存在于油箱20中的油基22 的质量，并将这种数据通讯给控制器28。第二传感器32可以是电化学传感 器，其被配置为感知油更换之间油基22的电阻率和介电常数。控制器28接 收来自第一传感器30和第二传感器32每一个的数据，并判断油基22要被 更换(即用新的油更换)的合适时间或情况。

在更换油基22之前的合适的允许发动机转数根据数学关系或运算规则 R(Rev)＝K(Oil)×K(Eng)×V来确定，其通过附图标记33表示。数学关系 33被编程并存储在控制器28中。R(Rev)代表油基22的一定体积和质量所允 许的发动机总转数。R(Rev)还代表在有必要更换油之前油基22中剩余的有 效或使用寿命的预定水平。因数K(Oil)代表每升油基22所允许的发动机10 的燃烧事件的总数，K(Eng)代表对于发动机每次燃烧事件来说发动机10的 转数，且V代表存在于油箱20中的以油基22升数表示的体积。每升油基 22所允许的燃烧事件总数K(Oil)是关系33中的输入变量。

基于油在发动机10中受到耐久度测试时针对化学性能退化和污染所作 的各种类型和等级的油的评估凭经验确定K(Oil)。因此，K(Oil)直接与被保 持在油箱20中的油基22的质量有关。例如，以规则的间隔评估具体等级和 /或类型的油样品并记录发动机10的相应燃烧事件数，直到退化和/或污染的 水平达到被视为不可接受的临界。这种燃烧事件数随后被确定为用于在关系 33中采用的具体等级和/或类型的油的K(Oil)。

K(Eng)是数学常数，其值取决于具有已定数量汽缸的实际发动机构造。 例如，在六缸、四冲程发动机中，对于每个汽缸需要两个完整发动机回转来 经历一次燃烧事件，即在同一例子中K(Eng)等于2除以6，且由此等于1/3 的值。V是以油基22的升数表示的体积，通过发动机10的额定油容量决定， 该额定油容量通常在油位指示器或量油尺(未示出)上以“满”的标记示出， 或者基于在油更换后通过第一传感器30感知的油箱20中的油位。

在基于关系33确定R(Rev)之后，控制器28执行控制动作，如启动或触 发油寿命指示器34。油寿命指示器34被构造为当经确定的油基22的质量和 体积所允许的发动机转数R(Rev)已经达到时向发动机或主车辆的操作者发 出信号。油寿命指示器34还显示剩余油寿命的百分比。为了确保操作者能 可靠地注意到何时已经到达油更换的时刻，油寿命指示器34可以被定位在 车辆的乘客车厢内的仪表盘上。油寿命指示器34可在判断出已经达到R(Rev) 时立即被触发，或仅在发动机启动和/或停止时已经达到R(Rev)之后触发。 油更换之后，油寿命指示器34被重置，以显示100％的剩余油寿命，并可以 开始对新的油基判断R(Rev)。

替换实施例是图2所示的系统105。除了不包括第二传感器32、控制器 128代替了控制器28和包括接口136以外，系统105在所有方面与系统5 相同。除了上述的控制28的所有功能以外，控制器128被编程为具有查找 表135。该查找表135包括表示各种油类型和这些油质量水平的相应数据的 信息，包括该体积的油基22的质量水平。查找表135中各种油的质量水平 的数据对应于一定种类的油。

接口136被构造为接收表示在油更换过程中被引入到油箱20中的油类 型的信息。接口136操作性地与控制器128连接，用于向控制器发送表示被 引入到油箱20中的油种类型的信息。在控制器128中，针对记录在查找表 135中的油种类的相应质量水平对该经发送的信息做出参照。因而，基于在 查找表135中获取的油基22的质量水平，控制器128确定因数K(Oil)。随 后，使用关系33，控制器128计算一定体积和质量的油所允许的发动机总转 数R(Rev)。

接口136可以是设置在乘客车厢中或主车辆的发动机隔间中的键盘，以 被车辆操作者或油更换服务提供者使用来输入表示油更换过程中被引入到 油箱20中的油类型的合适信息。接口136还可以是链接到控制器128的电 子链接，用于将这种信息经由互联网发送给控制器。所述的电子链接由此被 经授权以为主车辆提供服务的个体(如车辆零售店)所使用，以对油寿命指 示器34进行编程，从而向车辆操作者发出有关进行下次油更换的合适时间 的警报。

用于在油更换之前确定剩余油寿命的方法40显示在图3中，且针对图1 和2所示的结构描述如下。方法40在方框42处开始，将油基22传输到油 箱20。在方框42之后，方法前进到方框44，在该处其包括确定被传输的油 基22的油体积V，如针对图1如上所述的。在方框44之后，方法前进到方 框46，在该处其包括确定油基22的质量。

可以经由接收来自第二传感器32的信号的系统5的控制器28或经由接 收来自接口136的信号的系统105的控制器128来确定油基22的质量，所 述信号表明被传输到油箱20中的油种类。在系统5中，所感知的油基22的 质量直接用于通过控制器28来计算因数K(Oil)。在系统105中，在查找表 135中将从接口136以信号发送的油类型针对用于该类型油的质量水平做出 参照，以确定因数K(Oil)。

在方框46之后，方法前进到方框48。在方框48，该方法包括判断剩余 油寿命何时达到预定水平。预定的剩余油寿命水平可以根据发动机转数 R(rev)建立，其中，R(rev)是基于通过使用关系33得到的油基22的经确定质 量和经确定体积的。在方框48之后，方法前进到方框50，在该处其包括执 行控制动作，如启动油寿命指示器34，以向发动机10或发动机所在车辆的 操作者发出信号，指示剩余油寿命何时达到预定水平。还可以提供剩余使用 油寿命百分比的连续读数。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术 人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计 和实施例。