專利名稱：在車輛中監(jiān)測油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在內(nèi)燃發(fā)動機中對油和油壽命的監(jiān)測。
背景技術(shù)：
許多內(nèi)燃發(fā)動機使用馬達(dá)潤滑油(motor oil)或發(fā)動機油(engine oil)來潤滑諸如活塞和軸這樣的運動零件。汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機兩者都使用由基于石油或非基于石油的材料獲得的馬達(dá)潤滑油，且許多油中包括添加成分。大多數(shù)發(fā)動機需要周期性的維護(hù)，這可包括更換油、添加油、或更換發(fā)動機油系統(tǒng)的其他構(gòu)件。取決于發(fā)動機的種類、車輛的種類、運行環(huán)境和其他因素，維護(hù)的日程或周期可能會不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在具有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛內(nèi)監(jiān)測油的方法。該方法包括測量發(fā)動機的油箱溫度以及測量發(fā)動機的功率輸出。將油消耗作為測量到的油箱溫度和測量到的功率輸出的函數(shù)進(jìn)行計算。將剩余油壽命作為計算出的消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算。該方法可包括向接收器警示計算出的剩余機油壽命。上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行的對實施、本發(fā)明的一些較佳模式和其他實施例進(jìn)行的詳盡描述中可得到容易的理解，由所附的權(quán)利要求書限定的。


圖1是監(jiān)測發(fā)動機油體積和質(zhì)量的方法或算法的示意流程圖；和圖2是作為油箱溫度和發(fā)動機功率的函數(shù)的油消耗量的示意圖。
具體實施例方式參見附圖，其中這幾幅附圖中相同的附圖標(biāo)記對應(yīng)著相同或類似的構(gòu)件，圖1中示出了用來監(jiān)測發(fā)動機油體積和質(zhì)量的算法或方法110的示意性流程圖。可將方法110用于內(nèi)燃發(fā)動機，且可成為發(fā)動機油壽命系統(tǒng)的組成部分或子算法。方法110能夠確定或估計在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中被消耗的油量，以及確定或估計剩余油壽命。盡管結(jié)合機動車應(yīng)用對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解本發(fā)明的更廣闊的用途。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解諸如“以上”、“以下”、“向上”、“向下”等術(shù)語描述性地用于附圖，而不構(gòu)成對本發(fā)明的范圍的限制，所述范圍由所附的權(quán)利要求限定。步驟112 測量油箱溫度。出于多種目的讓油經(jīng)過發(fā)動機的各個零件，所述目的包括對發(fā)動機的運動零件進(jìn)行潤滑。機油也進(jìn)行清理，抑制腐蝕，改善密封，并通過將熱量從運動零件上帶走而冷卻發(fā)動機。方法110測量油箱中的油溫度，所述油箱是油匯集或聚集的貯液池，其通常位于發(fā)動機的底部。該油箱可為濕式油箱或干式油箱?？蓪⒂拖涞挠屯ㄟ^油泵和油過濾器重新分配至發(fā)動機。
可在油在油箱中匯集、進(jìn)入油箱、離開油箱以進(jìn)行循環(huán)流動時使用溫度傳感器測量油箱中的油的溫度?？蓪y量值記錄為溫度數(shù)據(jù)的瞬時點(數(shù)字輸入)或持續(xù)變化的趨勢(模擬輸入)。也可對測量到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，或是將其過濾或平滑。方法110可在發(fā)動機運行時或診斷測試過程中的任何時間成為可運行的。方法 110被示出為用于單次循環(huán)或重復(fù)，但其可持續(xù)地循環(huán)、具有固定數(shù)量的周期、在固定的時間段內(nèi)運行、或可在任意數(shù)量的重復(fù)后啟動和停止。方法110可由專用控制器或計算機來執(zhí)行，或可以是由諸如發(fā)動機控制模塊(ECM)或混合控制處理器(HCP)這樣的較大控制器或計算機執(zhí)行的眾多算法中的一個。并不要求圖1中示出的算法或方法110的步驟的確切順序?？芍匦屡帕胁襟E，省去步驟，和可包括附加的步驟。步驟114 測量發(fā)動機功率輸出。方法100包括測量發(fā)動機的功率輸出。當(dāng)發(fā)動機工作時，發(fā)動機的功率輸出根據(jù)車輛的操作者(通常指的是司機)的需求而變化。功率輸出——通常以馬力為單位進(jìn)行測量——在發(fā)動機的工作范圍之內(nèi)變動，該工作范圍通常以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測量?？苫谟糜谌紵臍饬骱腿剂蟻頊y量或計算功率輸出，或可基于發(fā)動機或車輛的其他工作條件來對其進(jìn)行建模。步驟116 測量事件的經(jīng)過量?？梢砸园l(fā)動機旋轉(zhuǎn)或發(fā)動機的燃燒事件來衡量事件和事件經(jīng)過量。在許多車輛中，燃燒事件和旋轉(zhuǎn)是直接相關(guān)的。然而，在可變排量發(fā)動機中，這些事件不總是直接成比例的?？商鎿Q地，可將發(fā)動機運行時間作為測量單位，或可將運行時間與旋轉(zhuǎn)或燃燒事件相結(jié)合。方法110追蹤或測量時間的經(jīng)歷或事件的經(jīng)過量(發(fā)生量)，以確定消耗的油量。額外地，可將事件經(jīng)過量用來確定油的剩余壽命。步驟118 計算油消耗量。方法110包括將油消耗量作為測量到的油箱溫度和測量到的功率輸出的函數(shù)進(jìn)行計算。參照圖2，且繼續(xù)參照圖1，其中示出了作為油箱溫度和發(fā)動機功率的函數(shù)的油消耗量的示意圖210。將參照步驟U8-132對圖210(和類似的圖) 的確定和衍生進(jìn)行討論。圖210的χ軸212示出了發(fā)動機油箱溫度。圖210的y軸214示出了發(fā)動機的每功率輸出單位的油消耗率。舉例來說，且非限制性地，可以以攝氏度表達(dá)沿X軸212的溫度。 舉例來說，且非限制性地，可以以每小時每馬力的克數(shù)表達(dá)沿y軸214的每功率輸出單位的油消耗量。線220是溫度和油消耗率之間的關(guān)系的近似，且可為對一些特定的數(shù)據(jù)點做出近似的趨勢線。在步驟118，方法110采用由步驟112得出的測量油箱溫度和由步驟114得出的測量功率輸出并確定當(dāng)前運行條件下的油消耗率?？蓪⒂拖穆视嬎銥閱蝹€數(shù)據(jù)點、多個數(shù)據(jù)點、或可將其平均或積分以確定在發(fā)動機工作循環(huán)內(nèi)的總消耗量。舉例來說，且非限制性地，可在整個日歷日(calendar day)內(nèi)車輛的使用中每隔數(shù)秒對油的消耗量進(jìn)行取樣，并對該油的消耗量積分以確定那一天消耗的總油量?？商鎿Q地，可在駕駛行程中(例如從點火至車輛停駛)計算消耗的油量，并可由控制器寄存并記錄駕駛行程中消耗的油量。步驟120 計算油體積。方法110將發(fā)動機的油體積作為計算出的油消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算。舉例來說，且非限制性地，控制者可知道發(fā)動機初始時具有5夸脫油，且在90 天后，步驟118已經(jīng)確定出消耗了大約1夸脫油。方法110可隨后計算出有大約4夸脫油剩余在發(fā)動機和油箱中。
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步驟122:油體積警示。方法110可包括向接收器警告計算出的油體積。取決于步驟120中計算出的油體積，控制器可存儲或記錄油體積，以用于后續(xù)使用或診斷，或控制器可向接收器警示當(dāng)前油體積。示例性地，如果油體積降至極大地增加了對發(fā)動機造成損壞的可能性的水平，則控制器可對車輛的儀表盤上接收器發(fā)出警示，接收器諸如是警示燈或其他的顯示器。如果車輛裝備有更先進(jìn)的通信能力——諸如蜂窩電話、無線網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信，則控制器可將油體積水平傳播至通信網(wǎng)絡(luò)，并由此對網(wǎng)絡(luò)、操作者、或附近的維修組織發(fā)出警示。步驟124 計算剩余的油壽命。方法110可包括將剩余的油壽命作為計算出的油體積的函數(shù)進(jìn)行計算。總體地，隨著油消耗，剩余的油與有更多體積油時相比會更快地劣化。因此，如果將控制器配置為用來估計剩余的油壽命，控制器可將步驟120中計算出的油體積合并入剩余油壽命的計算。舉例來說，控制器可能已經(jīng)預(yù)測出在大約六十天內(nèi)不需要更換發(fā)動機油。然而，如果步驟120確定發(fā)生了顯著的油消耗，則控制器會需要減少所估計的時間，直至油需要被更換。可替換地，可以以發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)或發(fā)動機的燃燒事件來衡量計算出的剩余油壽命。以旋轉(zhuǎn)或燃燒事件進(jìn)行衡量可允許控制器將每天或相對于其他基于時間的測量方式的增加或減少的駕駛量考慮在內(nèi)。可將車輛行駛里程用作由控制器和方法110測量和記錄的單位事件(event unit)。由于油消耗量和油體積緊密相關(guān)，可由油消耗量直接計算出剩余油壽命，而不用在步驟120中首先計算油體積。步驟126 油壽命報警。一旦確定了油壽命，方法110可向接收器警示計算出的剩余油壽命。警示的種類可基于計算出的剩余油壽命變化。示例性地，如果步驟1 確定了油壽命大約為一百天預(yù)測壽命期限的百分之九十，則步驟126可警示控制器，以使得如果車輛操控者希望觀察估計油壽命就可讀取所述控制器。然而，如果計算出的油壽命僅為預(yù)測壽命期限的百分之五，則步驟126可包括通過激活在儀表盤上的警示燈或顯示出油壽命來直接警告車輛的操作者。此外，如果車輛被連接至通信網(wǎng)絡(luò)，則步驟1 可包括向網(wǎng)絡(luò)警示被降低的油壽命，以及更換發(fā)動機油的需要。步驟128，確定油消耗率。為了在步驟124中計算剩余油壽命，控制器需要獲知發(fā)動機的期望油消耗率。因此，方法110可包括確定存儲于控制器內(nèi)的油消耗率。步驟130 回歸分析。油消耗率可與圖2中示出的曲線圖210類似，或可將其存儲為一函數(shù)，該函數(shù)以油箱溫度(Sump_T)和發(fā)動機功率(HP)作為函數(shù)輸入項。為了獲取函數(shù)方程式或曲線圖210中的任一個，方法110可包括對代表性的發(fā)動機進(jìn)行測試?；跍y試結(jié)果，可將回歸分析用來由測試結(jié)果確定出趨勢線或擬合曲線。舉例來說，可將油消耗趨勢線表達(dá)為函數(shù)油消耗=A+BXexp (CXSump_T) XHP ；其中A、B和C為常數(shù)?？呻S后將所述函數(shù)存儲在控制器內(nèi)，且由方法110在步驟118內(nèi)使用，來計算油消耗量。步驟132 查找表。代替求解上述方程，方法110可使用一個或多個查找表來確定油消耗量。舉例來說，以具有由步驟112測量出的油箱溫度和由步驟114測量出的功率輸出作為表格輸入項的查找表可將油消耗量或油消耗率(以每單位時間的質(zhì)量表示)輸出。 可由步驟130的回歸分析推導(dǎo)出步驟132中使用的查找表，或可從對發(fā)動機的多個運行點的測試直接推導(dǎo)出所述查找表。上述詳盡描述和附圖或視圖為對本發(fā)明進(jìn)行了描述或支持，但本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的許多替換設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種用來監(jiān)測具有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛中的油的方法，所述方法包括 測量發(fā)動機的油箱溫度；測量發(fā)動機的功率輸出；將油消耗量作為測量到的油箱溫度和測量到的功率輸出的函數(shù)進(jìn)行計算； 將發(fā)動機的油體積作為計算出的油消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算；且將剩余油壽命作為計算出的油體積的函數(shù)進(jìn)行計算。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，計算剩余油壽命包括參照查找表。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中，查找表由回歸分析推導(dǎo)得出。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，以發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)和發(fā)動機的燃燒事件中之一來衡量計算出的剩余油壽命。
5.如權(quán)利要求4的方法，還包括向接收器警示計算出的剩余油壽命。
6.一種用來監(jiān)測具有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛中的油的方法，方法包括 測量發(fā)動機的油箱溫度；測量發(fā)動機的功率輸出；將油消耗量作為測量到的油箱溫度和測量到的功率輸出的函數(shù)進(jìn)行計算； 將剩余油壽命作為計算出的消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算； 向接收器警示計算出的剩余油壽命。
7.如權(quán)利要求6的方法，還包括向接收器警示計算出的油體積。
8.如權(quán)利要求7的方法，還包括將發(fā)動機的油體積作為計算出的油消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算。
9.如權(quán)利要求8的方法，其中，以發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)和發(fā)動機的燃燒事件中之一來衡量計算出的剩余油壽命。
10.如權(quán)利要求9的方法，還包括向接收器警示計算出的油體積。
全文摘要
一種在具有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛內(nèi)監(jiān)測油的方法。該方法包括測量發(fā)動機的油箱溫度以及測量發(fā)動機的功率輸出。將油消耗作為測量到的油箱溫度和測量到的功率輸出的函數(shù)進(jìn)行計算。將剩余油壽命作為計算出的消耗量的函數(shù)進(jìn)行計算。該方法可包括向接收器警示計算出的剩余機油壽命。
文檔編號F01M11/10GK102418577SQ20111023657
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者丹尼爾.H.布洛斯菲爾德, 馬修.J.斯內(nèi)德 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司