诊断发动机的润滑系统的方法与流程

本公开总体上涉及一种诊断发动机的润滑系统的方法。

发动机包括具有油泵的润滑系统，该油泵使润滑流体(例如，油)循环通过发动机的油道。如本文所使用，术语“油道”不仅包括润滑流体循环通过其中的发动机中的通道，而且还包括润滑流体润滑的移动零部件之间的表面。因此，油道包括支承表面、活塞环、缸膛、通道等。油泵将润滑流体加压到期望润滑流体压力，并且使润滑流体循环通过油道。期望润滑流体压力可以因为发动机的不同操作条件而变化，并且应当在发动机操作期间保持。

车辆控制器连接到油泵，并且用控制信号向油泵发信号。控制信号是具有值的命令。控制信号控制油泵以为发动机的当前操作条件提供期望润滑流体压力。车辆控制器通过调整控制信号的值来控制油泵以为发动机的不同操作条件提供不同的润滑流体压力。

油泵和/或油道中的磨损(诸如油泵的叶片中的磨损，或轴承表面之间或活塞环与缸膛之间的磨损)可能会影响润滑系统中的流体压力。另外，油道中的堵塞可能会影响润滑系统中的流体压力。车辆控制器监测油道中的实际润滑流体压力，并且调整控制信号的值以提供期望润滑流体压力。例如，如果油道中的实际润滑流体压力例如由于过度磨损对于发动机的特定操作条件而言降低，则车辆控制器可以调整进入油泵的控制信号的值以增加润滑流体压力以对于该发动机的操作条件而言实现期望的润滑液压力。

技术实现要素：

提供了一种诊断发动机的润滑系统的方法。该方法包括利用来自车辆控制器的控制信号来控制油泵。控制信号是具有针对发动机的当前操作状态来自油泵的期望润滑流体压力的值的命令。处理单元将用于发动机的当前操作状态的控制信号的值与用于发动机的当前操作状态的阈值控制值进行比较，以确定用于发动机的当前操作状态的控制信号的值是否大致上等于用于发动机的当前操作状态的阈值控制值，或者用于发动机的当前操作状态的控制信号值是否偏离用于发动机的当前操作状态的阈值控制值。当处理单元确定用于发动机的当前操作状态的控制信号的值偏离用于发动机的当前操作状态的阈值控制值时，处理单元分析控制信号的值以识别润滑系统中的故障。

在该方法的一个实施例中，当控制信号的值在阈值控制值的+/-15％之内时，用于发动机的当前操作状态的控制信号的值大致上等于用于发动机的当前操作状态的阈值控制值。百分比差值可能会有所不同。因此，在其它实施例中，当控制信号的值为基于具体应用的+/-预定义百分比时，来自发动机的当前操作状态的控制信号的值大致上等于用于发动机的当前操作状态的阈值控制值。

在该方法的一个方面中，分析控制信号的值以识别润滑系统中的故障包括跟踪发动机相对于控制信号的值的至少一个操作条件。发动机的至少一个操作条件包括发动机的转速、来自油泵的期望润滑流体压力、来自油泵的实际润滑流体压力以及润滑流体温度中的至少一个。

在该方法的另一个方面中，处理单元可以基于当前润滑流体温度来标准化用于发动机的当前操作状态的控制信号的值。

在该方法的另一个方面中，分析控制信号的值以识别润滑系统中的故障包括确定在发动机以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否大于阈值控制值，以及在发动机以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否小于阈值控制值。当处理单元确定在发动机以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值大于阈值控制值并且在发动机以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值小于阈值控制值时，处理单元可以计算故障严重性。当故障严重性大于严重性阈值时，处理单元可以发出指示油泵中的过度控制室间隙的通知。

在该方法的另一个方面中，当处理单元确定在发动机以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值不大于阈值控制值并且在发动机以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值不小于阈值控制值时，处理单元确定控制信号的值是否仅在发动机以高润滑流体压力机制操作时在发动机的低转速下偏离阈值控制值。当处理单元确定控制信号的值仅在发动机以高润滑流体压力机制操作时在发动机的低转速下不偏离阈值控制值时，处理单元发出指示润滑系统有未识别故障的通知。

在该方法的另一个方面中，当处理单元确定控制信号的值仅在发动机以高润滑流体压力机制操作时在发动机的低转速下偏离阈值控制值时，处理单元将剩余油寿命百分比与油寿命阈值进行比较以确定剩余油寿命百分比是否大于油寿命阈值，或者剩余油寿命百分比是否不大于油寿命阈值。当处理单元确定剩余油寿命百分比不大于油寿命阈值时，处理单元发出指示建议换油的通知。

在该方法的另一个方面中，当处理单元确定剩余油寿命百分比大于油寿命阈值时，处理单元可以计算故障严重性。另外，当处理单元确定剩余油寿命百分比大于油寿命阈值时，处理单元确定控制信号的值是否在发动机的低转速下小于阈值控制值。当处理单元确定控制信号的值在发动机的低转速下不小于阈值控制值时，并且当故障严重性大于严重性阈值时，处理单元发出指示发动机的油道中有阻塞的通知。当处理单元确定控制信号的值在发动机的低转速下小于阈值控制值时，并且当故障严重性大于严重性阈值时，处理单元发出指示发动机的油道中或油泵的泵叶片中的过度间隙的通知。

还提供了一种车辆。该车辆包括具有油道的发动机和具有油泵的润滑系统，该油泵可操作以使润滑流体循环通过发动机的油道。处理单元与油泵连通。处理单元可操作以诊断油泵。处理单元包括处理器和存储器，该存储器中存储有润滑系统诊断算法。处理器可操作以执行润滑系统诊断算法以执行诊断上述发动机的润滑系统的方法。

诊断发动机的润滑系统的方法是一种新型独特方法，其分析用于针对发动机的不同操作条件控制油泵的控制信号的值的变化以识别润滑系统中的不同故障。这种诊断润滑系统的新型方法使得处理单元能够识别可能需要维修的润滑系统的特定部件，由此提高处理单元的诊断能力。

本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点很容易从以下用于结合附图取得的对执行本教导的最佳模式的详细描述中显而易见。

附图说明

图1是车辆的示意侧视图。

图2是表示诊断发动机的润滑系统的方法的流程图。

具体实施方式

本领域一般技术人员将认识到，诸如“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语是描述性地用于图式，而并不表示对如由所附权利要求书定义的本公开的范围的限制。另外，本教导在本文可以依据功能和/或逻辑块部件和/或各个处理步骤来描述。应当意识到，这些块部件可以包括被配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件。

参考附图，其中在几个视图中相同的数字表示相同的部件，车辆通常在图1中以20示出。车辆20可以包括一种可移动平台，包括但不限于汽车、卡车、火车、atv、船、飞机等。

参考图1，车辆20包括发动机22。发动机22可以包括一种类型和/或配置的发动机22，其包括润滑系统24。除非本文另有描述，否则发动机22的具体类型、构造、操作和类型与本公开的教导无关，因此本文不再详细描述。

如图1中所示，发动机22包括油道26。如本文所使用，术语“油道”包括通道以及通过通道供应润滑流体(例如，机油)的润滑表面。润滑表面可以包括但不限于轴承和轴承表面、活塞环和缸膛等。发动机22包括油泵28，其可操作以使润滑流体(例如，机油加压)并使其循环通过油道26。油泵28从贮槽30抽吸润滑流体，并且使其循环通过油道26。润滑流体返回到贮槽30以完成流体回路。油泵28由车辆控制器主动控制以提供期望的润滑流体压力。因而，油泵28可以称为连续可变排量泵。油泵28可以包括能够对润滑流体加压并使其循环并且由控制信号主动控制以提供期望的流体压力的装置。车辆控制器将电子控制信号发送到油泵28以调整润滑流体压力。因此，控制信号包括可变或可调值。

如图1中所示，发动机22可以包括压力传感器34，其可操作以感测油道26中的润滑流体压力。压力传感器34被设置成与处理单元32进行通信以将与油道26中的润滑流体的流体压力有关的数据传输到处理单元32。发动机22还可以包括温度传感器36，其可操作以感测润滑流体的温度。温度传感器36还与处理单元32进行通信以将关于润滑流体的温度的数据传输到处理单元32。

处理单元32通常可以称为计算机、控制器、控制模块，并且可以更具体地称为发动机控制单元、发动机控制模块、发动机控制器、诊断控制器、诊断控制模块、车辆控制器等。处理单元32可操作以诊断包括润滑系统24的发动机22的操作。在一些实施例中，处理单元32可以位于车辆20上并且与车辆控制器集成以控制发动机22。在其它实施例中，处理单元32可以远离车辆20定位，并且将所需数据从车辆20无线地传输到处理单元32。处理单元32可以包括计算机和/或处理器38，并且包括所有软件、硬件、存储器、算法、连接、传感器等，以管理和控制包括润滑系统24的发动机22的操作。因而，下面描述并且总体上在图2中示出的方法可以被实施为可在处理单元32上操作的程序或算法。应当明白的是，处理单元32可以包括能够分析来自各种传感器的数据、比较数据、做出控制发动机22和润滑系统24的操作所需的决定以及执行控制发动机22和润滑系统24的操作的所需任务的装置。

处理单元32可以被实施为一个或多个数字计算机或主机，它们各自具有一个或多个处理器38、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、电可编程只读存储器(eprom)、光驱、磁驱等，高速时钟、模数转换(a/d)电路、数模转换(d/a)电路和所需的输入/输出(i/o)电路、i/o装置和通信接口，以及信号调节和缓冲电子装置。

计算机可读存储器可以包括参与提供数据或计算机可读指令的非暂时性/有形介质。存储器可以是非易失性的或易失性的。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其它永久存储器。示例性易失性介质可以包括动态随机存取存储器(dram)，其可以构成主存储器。用于存储器的实施例的其它示例包括软盘、软盘或硬盘、磁带或其它磁介质、cd-rom、dvd和/或其它光学介质，以及诸如闪速存储器等其它可能的存储器装置。

处理单元32包括有形非暂时性存储器40，其上记录有计算机可执行指令，该计算机可执行指令包括润滑系统诊断算法42。处理单元32的处理器38可操作以执行润滑系统诊断算法42。润滑系统诊断算法42实施诊断发动机22的润滑系统24的方法，如下所述。

可以包括处理单元32的车辆控制器经由控制信号的值来控制油泵28以为发动机22的一组当前操作条件提供期望润滑流体压力。处理单元32从压力传感器34和温度传感器36接收关于油道26中的实际润滑流体压力和油泵28的针对该控制信号的值产生的润滑流体的温度的输入。车辆控制器(诸如但不限于处理单元32)可以调整控制信号的值以实现用于发动机22的当前操作条件的期望润滑流体压力。出于各种不同的原因，对于发动机22的具体操作条件，在油道26中由油泵28产生的实际润滑流体压力可以随时间改变。因此，通过跟踪针对发动机22的具体操作条件的控制信号的值的变化，处理单元32可以识别润滑系统24的变化何时会影响润滑流体压力。通过在不同操作条件期间分析控制信号的值，处理单元32可以隔离或识别润滑系统24的具体部件，其可能负责润滑流体压力的变化，并且可能需要维修或注意。

如上所述，处理单元32的过程执行润滑系统诊断算法42以实施诊断发动机22的润滑系统24的方法。参考图2，诊断润滑系统24的方法包括为发动机22的当前操作状态定义控制信号的值。定义用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值的步骤通常由图2中的框100指示。控制信号是具有用于使油泵28以某种方式操作以便在油道26中提供期望润滑流体压力的值的命令。处理单元32从各种传感器和/或其它控制模块接收输入，并且基于用于发动机22的当前操作状态的期望润滑流体压力来定义控制信号的值。发动机22的不同操作状态需要不同的润滑流体压力，因此车辆控制器基于发动机22的当前操作状态来定义用于油泵28的控制信号的电流值。随着发动机22的当前操作状态改变，车辆控制器改变油泵28的控制信号的值以提供不同的润滑流体压力。车辆控制器将控制信号传送到油泵28以便利用控制信号来控制油泵28。

处理单元32将用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值与用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值进行比较。用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值是控制信号的值的定义极限，其指示用于发动机22的当前操作状态的控制信号的可接受值。阈值控制值可以包括最小值或最大值，并且可以存储在处理单元32的存储器40上的表中。应当明白的是，针对发动机22的每个不同操作状态的控制信号的值将具有针对该发动机22的相应操作状态的相应阈值控制值。处理单元32将控制信号的值与针对发动机22的当前操作状态定义的阈值控制值进行比较。基于作为具体温度的润滑流体来定义阈值控制值。因为流体压力与温度直接相关，所以为了将控制信号的值与阈值控制值进行比较，处理单元32基于当前润滑流体温度对控制信号的值进行归一化。归一化控制信号的值的步骤通常由图2中的框102指示。换句话说，处理单元32归一化(即，调整)控制信号的值以考虑油道26中的润滑流体的实际温度与定义阈值控制值时的润滑流体的温度之间的差值。处理单元32可以以合适的方式归一化控制信号的值。

如上所述，处理单元32将用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值与用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值进行比较，以便确定用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值是否大致上等于用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值，或者用于发动机22的当前操作状态的控制信号值是否偏离用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值。将控制信号的值与阈值控制值进行比较的步骤通常由图2中的框104指示。在一些实施例中，当控制信号的值在阈值控制值的+/-15％之内时，用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值可以认为大致上等于用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值。相比之下，在一些实施例中，当控制信号的值不在阈值控制值的+/-15％之内或者超过它时，用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值可以认为偏离用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值。百分比差值可能会有所不同。因此，在其它实施例中，当控制信号的值在基于该具体应用的+/-预定义百分比之内时，来自发动机22的当前操作状态的控制信号的值大致上等于用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值，并且当控制信号的值不在基于该具体应用的+/-预定义百分比之内或者超过它时，来自发动机22的当前操作状态的控制信号的值偏离用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值。

当处理单元32确定用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值大致上等于用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值时，通常在106处指示，处理单元32不采取进一步行动并再次开始该过程。然而，当处理单元32确定用于发动机22的当前操作状态的控制信号的值确实偏离用于发动机22的当前操作状态的阈值控制值时，通常在108处指示，处理单元32针对发动机22的不同操作条件分析控制信号的值与控制阈值之间的差值以识别润滑系统24中的故障。

为了分析控制信号的值以识别润滑系统24中的故障，处理单元32可以跟踪发动机22相对于控制信号的值的至少一个操作条件。跟踪发动机22的操作条件的步骤通常由图2中的框110指示。发动机22的操作条件包括发动机22的转速、来自油泵28的期望润滑流体压力、来自油泵28的实际润滑流体压力以及润滑流体温度中的至少一个。另外，处理单元32可以针对发动机22的其它操作状态的控制信号的不同值跟踪发动机22的操作条件。因此，处理单元32可以针对发动机22的不同操作状态的不同控制信号跟踪发动机22的操作条件。

处理单元32使用跟踪数据来分析控制信号的值以便识别润滑系统24中的故障。因此，处理单元32确定在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否大于阈值控制值，以及在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否小于阈值控制值。换句话说，处理单元32确定是否满足这两个条件，即，在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否大于阈值控制值，以及在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否小于阈值控制值。确定在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否大于阈值控制值并且在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值是否小于阈值控制值的步骤通常由图2中的框112指示。如上所述，期望润滑流体压力可以因为发动机22的不同操作状态而改变。对于一些操作状态，期望润滑流体压力可以定义为低润滑流体压力机制。低润滑流体压力机制可以因为不同实施例而变化，并且可以取决于发动机的转速。例如，低润滑流体压力机制可以根据发动机22的具体转速的最大压力来定义。例如，低润滑流体压力机制可以定义为发动机的给定转速下的最大压力除以三(最大压力/3)。在其它操作状态中，期望润滑流体压力可以定义为高润滑流体压力机制。高润滑流体压力机制可以因为不同实施例而变化，并且可以取决于发动机的转速。例如，高润滑流体压力机制可以根据发动机22的具体转速的最大压力来定义。例如，高润滑流体压力机制可以定义为发动机的给定转速下的最大压力乘以三分之二(最大压力*2/3)。

当处理单元32确定在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值大于阈值控制值并且在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值小于阈值控制值时，通常在114处指示，处理单元32计算故障严重性。故障严重性是控制信号的值与发动机22的当前操作状态的控制阈值之间的差值的量度。故障严重性可以合适的方式计算，并且可以被表达为数字或百分比。例如，故障严重性可以被表达为控制信号的值与阈值控制值之间的百分比差值。

当处理单元32确定故障严重性大于严重性阈值并且在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值大于阈值控制值并且在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值小于阈值控制值时，处理单元32发出指示油泵28中的过度控制室间隙的通知。发出指示油泵28中的过度控制室间隙的通知的步骤通常由图2中的框116指示。严重性阈值是控制信号的值与阈值控制值之间的差值的可允许变化的极限，其由故障严重性表示。严重性阈值可以被定义为基于润滑系统24和发动机22的具体部件的合适值，并且可以是应用所特有的。发出指示油泵28中的过度控制室间隙的通知可以包括能够传达消息的过程。例如，发出指示在油泵28中的过度控制室间隙的通知可以包括但不限于点亮仪表显示代码，发出警告信号的声音、在处理单元32的存储器40中记录诊断代码位、联系远程第三方以安排维护等。

当处理单元32确定在发动机22以低润滑流体压力机制操作时控制信号的值不大于阈值控制值并且在发动机22以高润滑流体压力机制操作时控制信号的值不小于阈值控制值时，通常在118处指示，处理单元32确定控制信号的值是否仅在发动机22以高润滑流体压力机制操作时在发动机22的低转速下偏离阈值控制值。换句话说，处理单元32确定是否满这足两个条件，即，控制信号的值仅在发动机22的低旋转速度下是否偏离阈值控制值并且发动机22是否以高润滑流体压力机制操作。控制信号的值仅在发动机22以高润滑流体压力机制操作时在低旋转速度下是否偏离阈值控制值的步骤通常由图2中的框120指示。如上所述，期望润滑流体压力可以因为发动机22的不同操作状态而改变。对于一些操作状态，期望润滑流体压力可以定义为发动机22的低转速。如本文所使用，发动机22的低转速被定义为发动机22的转速小于1,500转/分钟。

如上所述，当控制信号在阈值控制值的+/-15％之内时，控制信号的值大致上等于阈值控制值，并且当控制信号的值不在阈值控制值的+/-15％之内或者超过它时，控制信号的值可以被认为偏离阈值控制值。

当处理单元32确定控制信号的值仅在发动机22以高润滑流体压力机制操作时在发动机22的低转速下不偏离阈值控制值时，处理单元32发出指示润滑系统24有未识别故障的通知。发出指示润滑系统24有未识别故障的通知的步骤通常由图2中的框124指示。换句话说，当控制信号的值在除了当发动机22以高润滑流体压力机制操作时在发动机22以低转速操作之外的时间偏离阈值控制值时，处理单元32仅发出指示润滑系统24有未识别故障的通知。发出指示润滑系统24有未识别故障的通知可以包括能够传达消息的过程。例如，发出指示润滑系统24有未识别故障的通知可以包括但不限于点亮仪表显示代码，发出警告信号的声音、在处理单元32的存储器40中记录诊断代码位、联系远程第三方以安排维护等。

当处理单元32确定控制信号的值仅在发动机22以高润滑流体压力机制操作时在发动机22的低转速下不偏离阈值控制值时，通常在126处指示，处理单元32将剩余油寿命百分比与油寿命阈值进行比较。将剩余油寿命百分比与油寿命阈值进行比较的步骤通常由图2中的框128指示。剩余油寿命百分比可以合适的方式计算，并且通常容易由处理单元32从其它诊断程序获得。油寿命阈值是指示应更换润滑流体的极限。如果剩余油寿命百分比大于阈值，则建议换油。如果剩余油寿命百分比小于阈值，则不建议换油。

将剩余油寿命百分比与油寿命阈值进行比较，以确定剩余油寿命百分比是否大于油寿命阈值，或者剩余油寿命百分比是否不大于油寿命阈值。当处理单元32确定剩余油寿命百分比不大于油寿命阈值时，通常在130处所指示，处理单元32发出指示建议换油的通知。发出建议换油的通知的步骤通常由图2中的框132指示。发出指示建议换油的通知可以包括能够传达消息的过程。例如，发出指示建议换油的通知可以包括但不限于点亮仪表显示代码，发出警告信号的声音、在处理单元32的存储器40中记录诊断代码位、联系远程第三方以安排维护等。

当处理单元32确定剩余油寿命百分比大于油寿命阈值时，通常在134处指示，处理单元32确定控制信号的值是否在发动机22的低转速下小于阈值控制值。确定控制信号的值在低转速下小于阈值控制值进的步骤通常由图2中的框136指示。另外，当处理单元32确定剩余油寿命百分比大于油寿命阈值时，处理单元32计算故障严重性。如上所述，故障严重性是控制信号的值与发动机22的当前操作状态的控制阈值之间的差值的量度。故障严重性可以合适的方式计算，并且可以被表达为数字或百分比。例如，故障严重性可以被表达为控制信号的值与阈值控制值之间的百分比差值。

当处理单元32确定控制信号的值在发动机22的低转速下不小于阈值控制值时，通常在138处指示，并且当故障严重性大于严重性阈值时，处理单元32发出指示发动机22的油道26中有阻塞的通知。发出指示油道26中有阻塞的通知的步骤通常由图2中的框140指示。发出指示发动机22的油道26中有阻塞的通知可以包括能够传达消息的过程。例如，发出指示发动机22的油道26中有阻塞的通知可以包括但不限于点亮仪表显示代码，发出警告信号的声音、在处理单元32的存储器40中记录诊断代码位、联系远程第三方以安排维护等。

当处理单元32确定控制信号的值在发动机22的低转速下小于阈值控制值时，通常在142处指示，并且当故障严重性大于严重性阈值时，处理单元32发出指示发动机22的油道26中或油泵28的叶片中的过度间隙的通知。发出指示油道26中或泵叶片中的过度间隙的通知的步骤通常由图2中的框144指示。发出指示发动机22的油道26中或油泵28的泵叶片中的过度间隙的通知可以包括能够传达消息的过程。例如，发出指示发动机22的油道26中或油泵28的泵叶片中的过度间隙的通知可以包括但不限于点亮仪表显示代码，发出警告信号的声音、在处理单元32的存储器40中记录诊断代码位、联系远程第三方以安排维护等。

详述和图式或图支持并且描述本公开，但是本公开的范围仅仅是由权利要求书定义。虽然已详细地描述了用于执行本教导的某些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践随附权利要求书中定义的本公开的各种替代设计和实施例。