专利名称：针对消耗的油体积调整的自动发动机油寿命判断的制作方法
技术领域：
本发明涉及为由发动机消耗的机油的体积进行调整的自动发动机机油寿命确定
系统。ο
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中被发动机消耗的油体积并基于油基的经确定体积和经确定的被消耗的油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
ο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、确定被发动机消耗的油体积、确定剩余油寿命的操作和启动并重置油更换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个燃烧事件的转数，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。可经由配置为提供表示发动机消耗的油体积的信号的装置来实现确定油体积的操作。可基于预定的油消耗率来实现确定发动机消耗的油体积的操作。
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。


图1是发动油寿命监测系统的示意图；图2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。
具体实施例方式参见附图，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沈，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沈去除的可溶污染物。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M，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，且可包括传感器30和装置32，如图所示。将传感器30配置为用来感知油箱20中的油基22的液位或高度。控制器观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被至少部分地没入油基22内，且将其配置为将这种数据发送至控制器观。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，且配置为将这种数据发送至控制器观。当发动机10停机时，传感器30可有助于确定发动机内存在的油的总体积。另一方面，当发动机10运转且油的一部分循环流过发动机时，传感器30可有助于仅判断油箱20中剩余的油体积。如图所示，控制器观也被可操作性地连接至装置32，该装置可以是被配置为用来在油箱内的油液位已减少了预设的量时提供信号的油位开关。将装置32设置在油箱20中，与油基22接触。控制器观从传感器30和装置22每一个接收数据，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。用于更换油基22的合适的时间和情况根据数学关系R(Rev)= K(Oil) XK(Eng) X [V1-VJ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观中。R(Rev)代表油基22的一定体积所允许的发动机总转数。R(Rev)还可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。V1代表机油更换后存在于油箱20中的以油基22升数表示的初始体积，而\代表油基22中被发动机10消耗或损失的以升数表示的油体积。大多数\通常为在发动机10 运行期间进入燃烧室17中的油体积，且在相应的燃烧事件中在其中被燃烧。因此，以升数表示的、任意特定时间在油箱20中存在的油基22的体积为[V1-VJ的结果。相应地，能确定在油更换之间油基22的体积的减少，并由此在计算相应的R(Rev)的减少时将该体积减少考虑在内。替换地，油基22中被发动机10消耗的油体积可取决于具体发动机设计的预定油消耗率。可在发动机的测试和评估期间按照经验确定这种预定油消耗率。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。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。V1是油基22的以升数表示的初始体积，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，控制器观执行控制动作，如启动或触发油更换指示器34。油更换指示器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。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，油更换指示器34可以被定位在车辆的乘客车厢内的仪表盘上。油更换指示器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，油更换指示器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)。 控制器观额外地被编程为具有可使用由附图标记35标示的数学关系R (Rev) EFF = R(Rev) XPFqt和查找表36。因数PFqt对应着由于油箱20中的油温度造成的、油基22的允许发动机转数的不利影响。因数R(Rev)EFF代表一定体积的油的允许发动机有效转数，针对由油箱20内油基的具体提升的温度造成油退化来对其进行调整或降低。可在针对油的化学退化的评价过程中按照经验确定因数PFra，其中所述化学退化是由于在对发动机10的耐久性测试中暴露在一定的温度下而造成。可随后将查找表36编程为包括与油箱20中油基 22的具体温度对应的特定因数PFra。 为了支持对R(Rev) EFF的确定，可将控制器28配置为与传感器38通信。传感器38 定位在油箱20内，且适于感知油基22的温度。在这种情况下，控制器观接收来自传感器 38的油温度数据，访问查找表36，并使用对应的PFqt因数交叉引用(cross reference)接收到的温度数据。相应地，在经由数学关系33计算出R(Rev)后，可通过数学关系35进一步对其进行调整，以确定在油更换之前一定剩余体积的油所允许的发动机有效转数R(Rev)EFF。可经由至控制器观的插入式电子链接额外地更新或可经由互联网无线更新包含在查找表36中的特定因数PFra和相应的温度。所述插入或无线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，以对油更换指示器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2中，且针对图1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，在该处其包括确定经传输的油基22中被发动机10消耗的油体积。可在发动机的运行期间由装置32和/或传感器30间歇地或连续地监测被发动机10消耗的油体积，并经由控制器观确定所述体积。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)基于通过油基22的经确定的体积和利用关系33确定的被发动机10消耗的油体积。额外地， 如上所述，在经由数学关系33确定了 R(Rev)后，可通过数学关系35对其进行进一步调整， 以确定在油更换前油基22仍能维持的发动机有效转数(Rev)EFF。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，如启动油更换指示器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。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。
权利要求
1.一种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；确定经传输的油基的体积；确定经传输的油基中被发动机消耗的油体积；基于油基的经确定的体积和经确定的被发动机消耗的油体积来确定剩余油寿命；和在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器。
2.如权利要求1所述的方法，还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，其中，对经传输的油基体积的所述确定、对被发动机消耗的油体积的所述确定、对剩余油寿命的所述确定和对油更换指示器的所述启动和所述重置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。
3.如权利要求1所述的方法，其中，发动机包括设置为接收经传输的油基的油箱，且对经传输的油基体积的所述确定包括确定油箱中经传输的油基的液位。
4.如权利要求1所述的方法，其中，对剩余油寿命的所述确定包括确定发动机的每个燃烧事件的转数，且进一步包括使用经确定的油体积来确定所允许的燃烧事件数。
5.如权利要求1所述的方法，其中，经由配置为提供代表被发动机消耗的油体积的信号的装置来实现被发动机消耗的油体积的所述确定。
6.如权利要求1所述的方法，其中，基于预定的油消耗率来实现对被所述发动机消耗的油体积的所述确定。
7.一种系统，用于确定在使用油基的内燃发动机中更换油之前所允许的剩余油寿命， 该系统包括油箱，设置在发动机中，以接收初始油基；传感器，设置在发动机上并配置为提供表示油箱中初始油基体积的信号；配置为提供表示被发动机消耗的油体积的信号的装置；和控制器，与传感器和所述装置通讯，且被编程为基于初始油基体积和被消耗的油体积确定剩余油寿命。
8.如权利要求7所述的系统，还包括油更换指示器，其中，控制器被配置为在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器，其中，油更换指示器在更换油之后被重置，以示出 100%的剩余油寿命。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述装置是油位开关，其被为配置在油箱内的油位已减少了预定量时提供所述信号。
10.如权利要求8所述的系统，其中，所述控制器被编程为基于油消耗率确定被发动机消耗的油体积，且所述装置是被配置为将油消耗率发送至所述控制器的界面端口。
全文摘要
本发明公开一种方法，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中被发动机消耗的油体积并基于油基的经确定体积和经确定的被消耗的油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。本发明也提供了一种用来确定一定体积的机油所允许的发动机旋转次数的系统。
文档编号G01N33/30GK102375048SQ20111023657
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者埃里克.W.施耐德, 戴维.R.斯塔利, 马修.J.斯内德 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司