专利名称：在车辆中监测油的方法
技术领域：
本发明涉及一种在内燃发动机中对油和油寿命的监测。
背景技术：
许多内燃发动机使用马达润滑油(motor oil)或发动机油(engine oil)来润滑诸如活塞和轴这样的运动零件。汽油发动机和柴油发动机两者都使用由基于石油或非基于石油的材料获得的马达润滑油，且许多油中包括添加成分。大多数发动机需要周期性的维护，这可包括更换油、添加油、或更换发动机油系统的其他构件。取决于发动机的种类、车辆的种类、运行环境和其他因素，维护的日程或周期可能会不同。
发明内容
本发明提供了一种在具有内燃发动机的车辆内监测油的方法。该方法包括测量发动机的油箱温度以及测量发动机的功率输出。将油消耗作为测量到的油箱温度和测量到的功率输出的函数进行计算。将剩余油寿命作为计算出的消耗量的函数进行计算。该方法可包括向接收器警示计算出的剩余机油寿命。上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点在下文中结合附图进行的对实施、本发明的一些较佳模式和其他实施例进行的详尽描述中可得到容易的理解，由所附的权利要求书限定的。
图1是监测发动机油体积和质量的方法或算法的示意流程图；和图2是作为油箱温度和发动机功率的函数的油消耗量的示意图。
具体实施例方式参见附图，其中这几幅附图中相同的附图标记对应着相同或类似的构件，图1中示出了用来监测发动机油体积和质量的算法或方法110的示意性流程图。可将方法110用于内燃发动机，且可成为发动机油寿命系统的组成部分或子算法。方法110能够确定或估计在发动机运转过程中被消耗的油量，以及确定或估计剩余油寿命。尽管结合机动车应用对本发明进行描述，但是本领域技术人员应能理解本发明的更广阔的用途。本领域普通技术人员应理解诸如“以上”、“以下”、“向上”、“向下”等术语描述性地用于附图，而不构成对本发明的范围的限制，所述范围由所附的权利要求限定。步骤112 测量油箱温度。出于多种目的让油经过发动机的各个零件，所述目的包括对发动机的运动零件进行润滑。机油也进行清理，抑制腐蚀，改善密封，并通过将热量从运动零件上带走而冷却发动机。方法110测量油箱中的油温度，所述油箱是油汇集或聚集的贮液池，其通常位于发动机的底部。该油箱可为湿式油箱或干式油箱。可将油箱的油通过油泵和油过滤器重新分配至发动机。
可在油在油箱中汇集、进入油箱、离开油箱以进行循环流动时使用温度传感器测量油箱中的油的温度。可将测量值记录为温度数据的瞬时点(数字输入)或持续变化的趋势(模拟输入)。也可对测量到的温度数据进行平均，或是将其过滤或平滑。方法110可在发动机运行时或诊断测试过程中的任何时间成为可运行的。方法 110被示出为用于单次循环或重复，但其可持续地循环、具有固定数量的周期、在固定的时间段内运行、或可在任意数量的重复后启动和停止。方法110可由专用控制器或计算机来执行，或可以是由诸如发动机控制模块(ECM)或混合控制处理器(HCP)这样的较大控制器或计算机执行的众多算法中的一个。并不要求图1中示出的算法或方法110的步骤的确切顺序。可重新排列步骤，省去步骤，和可包括附加的步骤。步骤114 测量发动机功率输出。方法100包括测量发动机的功率输出。当发动机工作时，发动机的功率输出根据车辆的操作者(通常指的是司机)的需求而变化。功率输出——通常以马力为单位进行测量——在发动机的工作范围之内变动，该工作范围通常以每分钟转数进行测量。可基于用于燃烧的气流和燃料来测量或计算功率输出，或可基于发动机或车辆的其他工作条件来对其进行建模。步骤116 测量事件的经过量。可以以发动机旋转或发动机的燃烧事件来衡量事件和事件经过量。在许多车辆中，燃烧事件和旋转是直接相关的。然而，在可变排量发动机中，这些事件不总是直接成比例的。可替换地，可将发动机运行时间作为测量单位，或可将运行时间与旋转或燃烧事件相结合。方法110追踪或测量时间的经历或事件的经过量(发生量)，以确定消耗的油量。额外地，可将事件经过量用来确定油的剩余寿命。步骤118 计算油消耗量。方法110包括将油消耗量作为测量到的油箱温度和测量到的功率输出的函数进行计算。参照图2，且继续参照图1，其中示出了作为油箱温度和发动机功率的函数的油消耗量的示意图210。将参照步骤U8-132对图210(和类似的图) 的确定和衍生进行讨论。图210的χ轴212示出了发动机油箱温度。图210的y轴214示出了发动机的每功率输出单位的油消耗率。举例来说，且非限制性地，可以以摄氏度表达沿X轴212的温度。 举例来说，且非限制性地，可以以每小时每马力的克数表达沿y轴214的每功率输出单位的油消耗量。线220是温度和油消耗率之间的关系的近似，且可为对一些特定的数据点做出近似的趋势线。在步骤118，方法110采用由步骤112得出的测量油箱温度和由步骤114得出的测量功率输出并确定当前运行条件下的油消耗率。可将油消耗率计算为单个数据点、多个数据点、或可将其平均或积分以确定在发动机工作循环内的总消耗量。举例来说，且非限制性地，可在整个日历日(calendar day)内车辆的使用中每隔数秒对油的消耗量进行取样，并对该油的消耗量积分以确定那一天消耗的总油量。可替换地，可在驾驶行程中(例如从点火至车辆停驶)计算消耗的油量，并可由控制器寄存并记录驾驶行程中消耗的油量。步骤120 计算油体积。方法110将发动机的油体积作为计算出的油消耗量的函数进行计算。举例来说，且非限制性地，控制者可知道发动机初始时具有5夸脱油，且在90 天后，步骤118已经确定出消耗了大约1夸脱油。方法110可随后计算出有大约4夸脱油剩余在发动机和油箱中。
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步骤122:油体积警示。方法110可包括向接收器警告计算出的油体积。取决于步骤120中计算出的油体积，控制器可存储或记录油体积，以用于后续使用或诊断，或控制器可向接收器警示当前油体积。示例性地，如果油体积降至极大地增加了对发动机造成损坏的可能性的水平，则控制器可对车辆的仪表盘上接收器发出警示，接收器诸如是警示灯或其他的显示器。如果车辆装备有更先进的通信能力——诸如蜂窝电话、无线网络或卫星通信，则控制器可将油体积水平传播至通信网络，并由此对网络、操作者、或附近的维修组织发出警示。步骤124 计算剩余的油寿命。方法110可包括将剩余的油寿命作为计算出的油体积的函数进行计算。总体地，随着油消耗，剩余的油与有更多体积油时相比会更快地劣化。因此，如果将控制器配置为用来估计剩余的油寿命，控制器可将步骤120中计算出的油体积合并入剩余油寿命的计算。举例来说，控制器可能已经预测出在大约六十天内不需要更换发动机油。然而，如果步骤120确定发生了显著的油消耗，则控制器会需要减少所估计的时间，直至油需要被更换。可替换地，可以以发动机的旋转或发动机的燃烧事件来衡量计算出的剩余油寿命。以旋转或燃烧事件进行衡量可允许控制器将每天或相对于其他基于时间的测量方式的增加或减少的驾驶量考虑在内。可将车辆行驶里程用作由控制器和方法110测量和记录的单位事件(event unit)。由于油消耗量和油体积紧密相关，可由油消耗量直接计算出剩余油寿命，而不用在步骤120中首先计算油体积。步骤126 油寿命报警。一旦确定了油寿命，方法110可向接收器警示计算出的剩余油寿命。警示的种类可基于计算出的剩余油寿命变化。示例性地，如果步骤1 确定了油寿命大约为一百天预测寿命期限的百分之九十，则步骤126可警示控制器，以使得如果车辆操控者希望观察估计油寿命就可读取所述控制器。然而，如果计算出的油寿命仅为预测寿命期限的百分之五，则步骤126可包括通过激活在仪表盘上的警示灯或显示出油寿命来直接警告车辆的操作者。此外，如果车辆被连接至通信网络，则步骤1 可包括向网络警示被降低的油寿命，以及更换发动机油的需要。步骤128，确定油消耗率。为了在步骤124中计算剩余油寿命，控制器需要获知发动机的期望油消耗率。因此，方法110可包括确定存储于控制器内的油消耗率。步骤130 回归分析。油消耗率可与图2中示出的曲线图210类似，或可将其存储为一函数，该函数以油箱温度(Sump_T)和发动机功率(HP)作为函数输入项。为了获取函数方程式或曲线图210中的任一个，方法110可包括对代表性的发动机进行测试。基于测试结果，可将回归分析用来由测试结果确定出趋势线或拟合曲线。举例来说，可将油消耗趋势线表达为函数油消耗=A+BXexp (CXSump_T) XHP ；其中A、B和C为常数。可随后将所述函数存储在控制器内，且由方法110在步骤118内使用，来计算油消耗量。步骤132 查找表。代替求解上述方程，方法110可使用一个或多个查找表来确定油消耗量。举例来说，以具有由步骤112测量出的油箱温度和由步骤114测量出的功率输出作为表格输入项的查找表可将油消耗量或油消耗率(以每单位时间的质量表示)输出。 可由步骤130的回归分析推导出步骤132中使用的查找表，或可从对发动机的多个运行点的测试直接推导出所述查找表。上述详尽描述和附图或视图为对本发明进行了描述或支持，但本发明的范围仅由权利要求书限定。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
1.一种用来监测具有内燃发动机的车辆中的油的方法，所述方法包括 测量发动机的油箱温度；测量发动机的功率输出；将油消耗量作为测量到的油箱温度和测量到的功率输出的函数进行计算； 将发动机的油体积作为计算出的油消耗量的函数进行计算；且将剩余油寿命作为计算出的油体积的函数进行计算。
2.如权利要求1的方法，其中，计算剩余油寿命包括参照查找表。
3.如权利要求2的方法，其中，查找表由回归分析推导得出。
4.如权利要求3的方法，其中，以发动机的旋转和发动机的燃烧事件中之一来衡量计算出的剩余油寿命。
5.如权利要求4的方法，还包括向接收器警示计算出的剩余油寿命。
6.一种用来监测具有内燃发动机的车辆中的油的方法，方法包括 测量发动机的油箱温度；测量发动机的功率输出；将油消耗量作为测量到的油箱温度和测量到的功率输出的函数进行计算； 将剩余油寿命作为计算出的消耗量的函数进行计算； 向接收器警示计算出的剩余油寿命。
7.如权利要求6的方法，还包括向接收器警示计算出的油体积。
8.如权利要求7的方法，还包括将发动机的油体积作为计算出的油消耗量的函数进行计算。
9.如权利要求8的方法，其中，以发动机的旋转和发动机的燃烧事件中之一来衡量计算出的剩余油寿命。
10.如权利要求9的方法，还包括向接收器警示计算出的油体积。
全文摘要
一种在具有内燃发动机的车辆内监测油的方法。该方法包括测量发动机的油箱温度以及测量发动机的功率输出。将油消耗作为测量到的油箱温度和测量到的功率输出的函数进行计算。将剩余油寿命作为计算出的消耗量的函数进行计算。该方法可包括向接收器警示计算出的剩余机油寿命。
文档编号F01M11/10GK102418577SQ20111023657
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者丹尼尔.H.布洛斯菲尔德, 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