专利名称：监测发动机油中快速油氧化和残渣生成的车载方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及一种诊断系统，更具体地涉及一种用于监测发动机油的车载方法和系统。
背景技术：
由于多种机制，发动机油在正常使用中会劣化。其中一种方式是由于油暴露在燃烧室和机油箱中的高温氧气和燃烧气体中而造成氧化和硝化。另外一种方式包括燃烧副产物对油的污染。油的劣化速度可以取决于发动机运行条件、环境温度、发动机设计和油质量。如果油暴露在超过某个点的发动机运行条件时，油的劣化速度将可能快速地增加，使得残渣形成的产物开始沉积在发动机的表面。车辆制造商的目标在于在确保油不劣化到危及发动机性能和寿命的程度的情况下，为了环境和消费者成本/便利条件而最大化油更换时间间隔。发动机油劣化的通常后果是可能造成油粘度的逐渐上升。对粘度变化的直接测量可以提供对油剩余寿命和快速劣化的发生的第一阶估计。然而，粘度的变化原因可能不止由于油劣化造成，例如由于装载增加另一种不同粘度的油造成，或者由在较低温度下重复操作形成的油中的燃料污染造成。粘度迟滞的车载测量可以具有潜力提供一种更为鲁棒的装置来确定油的剩余使用寿命和检测快速油劣化的发生。在热循环中(如在从给定的环境温度加热到运行温度期间，典型的从80摄氏度到 150摄氏度的范围，在发动机关闭后，冷却下降到环境温度)，发动机油可能会经历粘度迟滞。发动机油的粘度迟滞可以是油成份和在发动机中使用期间的氧化程度的函数。滞后的绝对值可以取决于油的劣化程度，其中较高的绝对值可以指示油劣化的增加。迟滞符号从负值到正值的变化可以作为油劣化到漆和残渣开始形成的前兆的信号。
发明内容
示范性的实施例提供了一种用于监测发动机油中快速油氧化的发生和残渣形成的方法和系统。在一个示范性实施例中，发动机油中快速油氧化的发生和残渣的形成可以使用在加热-冷却循环期间的粘度迟滞符号来监测和确定。在另一个示范性实施例中，发动机油中快速油氧化的发生和残渣的形成可以使用在加热-冷却循环期间的粘度迟滞大小来监测和确定。本发明包括以下方案1. 一种方法，包括提供具有一定量发动机油的发动机；以所述一定量的发动机油的测量温度的函数来确定在加热-冷却循环中所述一定量的发动机油的粘度迟滞的大小；和以所述加热-冷却循环的所述确定的迟滞大小的函数来确定从所述加热-冷却循环的所述一定量发动机油中的发动机油劣化的状态。2.如方案1所述的方法，其中，以所述一定量的发动机油的测量温度的函数来确定所述一定量的发动机油的迟滞大小包括将所述一定量的发动机油从第一预定温度加热到第二预定温度；在所述一定量的发动机油在所述第一预定温度和所述第二预定温度之间被加热时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第一组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第二组粘度值；从所述第一组粘度值和所述第二组粘度值之差的绝对值确定迟滞大小；和当所述迟滞大小达到预定的最小水平时通知所述发动机的操作员。3.如方案1所述的方法，进一步包括
将处理器联接到所述发动机上；将至少一个温度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个温度传感器能够测量所述一定量的发动机油的温度；将所述至少一个温度传感器电联接到所述处理器上；将至少一个粘度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个粘度传感器能够测量所述一定量的发动机油的粘度；将所述至少一个粘度传感器电联接到所述处理器上。4.如方案2所述的方法，其中，通知操作员包括将发动机指示灯联接到所述处理器上；和当所述迟滞大小达到预定水平时，激活所述发动机指示灯来通知所述发动机的所述操作员。5.如方案2所述方法，进一步包括将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度；在所述一定量的油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的油随后从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；通过比较所述第一组粘度值和所述第二组粘度值，确定迟滞的第一符号；通过比较所述第三组粘度值和所述第四组粘度值，确定迟滞的第二符号；比较所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号；和当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同时，通知所述操作员。6.如方案5所述的方法，其中，当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同时通知所述操作员包括当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同且当所述迟滞大小达到预定的最小水平时，通知所述操作员。7.如方案2所述的方法，进一步包括
将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度；在所述一定量的油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的油从所述第二预定温度随后冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油的第四组粘度值；当在预定温度下，来自所述第一组粘度值、所述第二组粘度值、所述第三组粘度值或者所述第四组粘度值中的粘度值达到预定粘度值或者当所述迟滞的大小达到预定水平时，通知操作员。8.如方案2所述的方法，进一步包括接着将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度加热到所述第二预定温度；在所述一定量的油随后从所述第一预定温度被加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的油随后从所述第二预定温度被冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；和当在预定温度下或者在选定组的预定温度下，在所述第一组粘度值和所述第三组粘度值之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当在所述第二组粘度值和所述第四组粘度值之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当所述迟滞大小达到预定水平时，通知操作员。9.如方案5所述的方法，进一步包括当在预定温度下，来自所述第一组粘度值、所述第二组粘度值、所述第三组粘度值或者所述第四组粘度值中的粘度值达到预定粘度值幅度时，或者当所述迟滞的大小达到预定水平时，或者当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时，通知操作员。10.如方案5所述的方法，进一步包括当在预定温度下或者在一组预定温度下，在所述第一组粘度值和所述第三组粘度值之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当在所述第二粘度和所述第四粘度之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当所述迟滞大小达到预定水平时，或者当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时，通知操作员。11.如方案1所述的方法，进一步包括在单一的热循环中确定所述一定量的发动机油的相对迟滞值；和以所述确定的相对迟滞值的函数来确定在所述一定量的发动机油中的发动机油劣化的状态。12. —种方法，包括提供具有一定量的发动机油的发动机；确定在所述一定量的发动机油的第一加热-冷却循环期间的所述一定量的发动机油的迟滞的第一符号；确定在所述一定量的发动机油的随后的加热-冷却循环期间的所述一定量的发动机油的迟滞的第二符号；以及
通过比较所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号来确定所述一定量的发动机油的发动机油劣化的状态。13.如方案12所述的方法，进一步包括将处理器联接到所述发动机上；将至少一个温度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个温度传感器能够测量所述一定量的发动机油的温度；将所述至少一个温度传感器电联接到所述处理器上；将至少一个粘度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个粘度传感器能够测量所述一定量的发动机油的粘度；将所述至少一个粘度传感器电联接到所述处理器上；以及当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时，通知所述发动机的操作
员O14.如方案13所述的方法，其中，当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时通知所述发动机的操作员包括将发动机指示灯联接到所述处理器上；和当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时，激活所述发动机指示灯来通知所述发动机的所述操作员。15.如方案12所述的方法，其中，确定迟滞的第一符号包括将所述一定量的发动机油从第一预定温度加热到第二预定温度；在所述一定量的发动机油在所述第一预定温度和所述第二预定温度之间被加热时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第一粘度；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第二粘度；通过比较所述第一粘度和所述第二粘度，确定迟滞的第一符号。16.如方案15所述的方法，其中，确定迟滞的第二符号包括将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度；在所述一定量的油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油的第三粘度；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度再次冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四粘度；通过比较所述第三粘度和所述第四粘度，确定迟滞的第二符号。17.如方案16所述的方法，进一步包括当所述第一粘度、所述第二粘度、所述第三粘度或者所述第四粘度达到预定的粘度幅度时，或者当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同时，通知操作员。18.如方案16所述的方法，进一步包括当在所述第一粘度和所述第三粘度之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当在所述第二粘度和所述第四粘度之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当所述迟滞的第一符号与所述迟滞的第二符号不同时，通知操作员。19. 一种方法，包括提供具有一定量的发动机油的发动机；将所述一定量的发动机油从第一预定温度加热到第二预定温度；在所述一定量的发动机油在所述第一预定温度和所述第二预定温度之间被加热时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第一组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第二组粘度值；随后将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度加热到所述第二预定温度；在所述一定量的油随后从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的发动机油随后从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时， 测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；在预定温度下比较所述第一组粘度值和所述第三组粘度值，并且比较所述第二组粘度值和所述第四组粘度值，从而确定在所述预定温度下在连续热循环中的相对粘度变化值；和以所述确定的相对粘度变化值的函数来确定在所述连续热循环中在所述一定量的发动机油中的发动机油劣化的状态。20.如方案19所述的方法，进一步包括当在所述预定温度下所述确定的相对粘度变化值达到预定的最小水平时，通知所述发动机的操作员。本发明的其它示范性实施例将通过以下的具体描述变得清楚。需理解的是，用于公开本发明示范性实施例的具体描述和特定的例子仅出于示意性目的，并不构成对本发明范围的限定。
本发明的示范性实施例将通过以下的具体描述和相应的附图得到更好理解，其中图IA示出了在发动机测功实验期间的不同时间收集的油样本在第一热循环期间记录的粘度与温度的关系图，示出了合成类发动机油的热迟滞；图IB示出了图IA中的油样本在多个温度下的发动机油的相对粘度变化；图2A示出了在发动机测功实验期间的不同时间收集的若干油样本在第一热循环期间记录的粘度与温度的关系图，示出了矿物类发动机油的热迟滞；图2B示出了图2A中的矿物类发动机油在333个测试小时后收集的试样的连续热循环的温度与粘度的关系图；图3是根据示范性实施例的包括用于检测快速油氧化发生和残渣形成的系统的车辆的示意图。
具体实施例方式下面对实施例的描述本质上仅是示范性(示意性)的，并不意欲限制本发明、本发明的应用或用途。示范性的实施例可提供一种使用基于粘度的发动机油诊断来监测发动机油中快速油氧化发生和残渣形成的方法和系统。更具体地，示范性实施例可以利用车载的方法，基于时间的发动机油粘度，来确定发动机油的可使用寿命的终点。根据示范性实施例，该基于时间的发动机油粘度可以通过利用两个独立的粘度迟滞现象的一个或者两个来表达和测量，即所谓的迟滞大小及符号， 然后它们能够用来预测或计算油劣化的程度和残渣出现的前兆。材料性质的迟滞现象通常意味着其值不仅依赖于系统的状态，同时也依赖于位于其参数空间中的系统路径，即，其在先的参数值和它们可能的变化率。在本申请中，在使用的发动机油的粘度的热迟滞指的是所述测量的粘度值不仅依赖油的温度，同时也依赖于测量是否在冷却或加热期间进行。粘度迟滞曲线图示出了发动机油的粘度与油在预定的起始温度和终止温度之间被第一次加热时所测量的温度之间的关系，随后油被冷却到起始温度来完成加热-冷却循环(又称为热循环，正如下面图1A，2A和2B所示出的)。所示曲线图用实线示出了加热期间测量的粘度值，并用虚线示出了冷却期间测量的粘度值。迟滞曲线图可以指示特定加热-冷却循环10中的迟滞的大小Δ η (T)，其也定义为在单个加热-冷却循环中加热粘度曲线12和冷却粘度曲线14之间的特定温度T的粘度变化(即，Δ η (T) = Hfinal(T)-Iiintitial(τ) = ηcooling(T)-Iiheating(τ))0另外，也可以表达迟滞的幅度(即，ι Δ η (τ) ι)，其定义为在预定起始温度和终止温度之间的沿着整条冷却粘度曲线14和加热粘度曲线12的给定温度测量的粘度值之间的差值的绝对值。对于单个热循环的相对迟滞值(即，I Δ η⑴I/ Iiteating)，定义为给定温度下测量的粘度值之差的绝对值与“初始”粘度值的比值，即，在预定起始温度和终止温度之间的沿着整条冷却粘度曲线14和加热粘度曲线12的加热期间的粘度值也可以用于诊断目的。另外，迟滞曲线图也可以在任意加热-冷却循环10中指示迟滞符号，不论其是负迟滞还是正迟滞。负迟滞(B卩，Δ η⑴=η。。。ling(T)-Ilheating⑴< 0)发生在从预定起始温度到终止温度之间的特定的加热-冷却循环10中当冷却粘度曲线14的粘度小于加热粘度曲线12中的相应的物质的粘度时，而正迟滞(S卩，Δ η (T) > 0)发生在从预定起始温度到终止温度之间的特定的加热-冷却循环10中当冷却粘度曲线14的粘度大于加热粘度曲线12中的相应的物质的粘度时。也可以示出连续热循环中的加热或者冷却期间的绝对粘度变化(艮口， Δ nheating(τ, N) = nheating(T, N) - nheating(T,o)或 Δ nc。。ling(T，N) = nC00ling(T, N)- n。。。ling(T，o))，其表征在热循环的加热或者冷却部分期间在特定温度τ处的热循环“N” 和“初始”或者“基准”热循环“0”之间的粘度变化，其是热循环次数(即发动机旋转的时间或次数)的函数。最后，也可以示出在连续热循环中的加热或者冷却期间的相对粘度变化(即，Δ nheating(T,N)/nheating(T,0)或者 δ n。。。ling(T，N)/ii。。。ling(T，o))，其表征在特定温度 τ 处绝对粘度变化与初始粘度(即在“初始”或者“基准”热循环0的加热或冷却部分期间测量) 的比值，其是热循环次数的函数(即发动机旋转的时间或次数)。首先参考图IA和1B，示范性的粘度迟滞图和相对粘度变化图可用来说明合成类发动机油，此处的合成类油为具有SAE 0W-20粘度额定值的油。已知发动机油的油劣化特性使用高温、高负载(HTHL)测功实验来估算。所述测功器具有3000rpm的发动机速度，103Nm的负载，且油箱的温度大约为140摄氏度。另外，图 1A(以及下面的图2)中的粘度数据采用I^ar SVM3000粘度计来测量。另外，图IA和2A的测功实验中的油样本在加热冷却循环10期间的温度在20和105摄氏度之间变化，其平均温度变化率设定在每分钟2摄氏度。如图IA所示，6个样本的合成类SAE 0W-20油在上述情况下从发动机测功实验中的预定时间(此处从10小时变化到290小时)被采样。发动机油样本随后被从20摄氏度左右加热到105摄氏度左右，然后再冷却回到20摄氏度左右以完成热循环10。发动机油粘度在热循环10期间被连续地测量，生成加热粘度曲线(如图IA中的实线12所示)和冷却粘度曲线(如图IA中的虚线14所示)。热循环10被认为是模拟了典型的发动机性能，从一开始的开启(随着发动机加热所述油生成加热粘度曲线12)到随后的关闭(油的冷却而生成冷却粘度曲线14)。在图IB中，示出了以上6个样本，以及在相同测功实验中不同时间收集的其它样本的相对粘度变化。如图IA所示，合成类油的粘度随着时间而劣化，这首先通过沿着加热和冷却曲线 12、14两者上多个温度中测量的粘度的增加而显现出来。另外，如图IA和IB所示，迟滞的绝对大小、和相对粘度变化，两者都随着时间而增加。综上所述，这些测量可以确定SAE 0W-20 油随着时间而劣化。现在参考图2A，相似地，示范性的粘度迟滞图(即迟滞轮廓)可以用来说明矿物类发动机油，此处为可购买到的SAE 5W-30 GF-4油。在图2A中，四个测试样本在与上述图 IA中所描述的相同的测试条件下的测功实验收集得到。如图2A所示，所测量的粘度、绝对幅度、和迟滞的大小，都随着时间而增加。该测试因而可以确定，与上述图IA相似的，矿物类SAE 5W-30 GF-4发动机油随着时间而劣化。另外，SAE 5W-30 GF_4矿物类油的迟滞符号在237到333小时之间的某些点上从负值(即，冷却曲线的粘度小于加热曲线的粘度)变化到正值，正如333小时轮廓所示出的。这种粘度符号的变化确信是因为SAE 5W-30 GF-4矿物类发动机油的热聚合而产生的， 这与不能溶解在戊烷中的油劣化产物的量的增加相关，这种现象通常与残渣的生成相关。现在参考图2B，矿物类SAE 5W-30 GF_4油的另一个(333小时的或者测试终点的) 样本通过两个连续的热循环IOA和IOB被估算。如图示出的，沿着后一个热循环IOB的加热粘度曲线12B和冷却粘度曲线14B测量的粘度大于第一加热粘度曲线12A和第一冷却粘度曲线14A的相应的粘度。另外，后一个热循环IOB的迟滞的大小更大，其被认为是聚合反应仍在继续的表现。此处的示范性实施例使用上述图1A，1B，2A，2B中以图的形式示出的迟滞因素来提供一种车载方法，其可以确定油劣化的状态和残渣的产生，从而预防和最小化发动机性能的降低。所述示范性实施例可以使用在具有矿物类或者合成类油的系统中。另外，由于许多个人常常可能将与原始油组分不同的额外发动机油添加到发动机中，因此所述示范性实施例可以用于不同组分或者不同劣化状态的矿物类油或合成类油的混合物。
在一个示范性方法和实施例中，如图3所示，可以提供具有一定量的发动机油22 的发动机20。发动机油22可以是与图1A，1B，2A和2B所示出的和所描述的类似的矿物类或者合成类发动机油22。 一个或多个传感器M可以联接在发动机20内的发动机油22流动的关键位置。这些传感器M能够测量发动机油22的粘度。一个或多个温度传感器观也可以设置在发动机20的关键位置上用来测量发动机油22的温度。粘度传感器M和温度传感器观也可以电联接到处理器沈。如图3所示，在一个例子中，单个粘度传感器M和单个温度传感器观可以联接在油盘40中，并且可以电联接到处理器沈。在示范性实施例中，可以电联接到处理器沈的很多不同类型的粘度传感器M都可以独立地或者联合地使用。在各种示范性实施例中，粘度传感器M可以是扭转类装置 (与Viscolite 1100LX1在线粘度计相类似，可以从英格兰约克郡Malton的Hydramotion 有限公司获得)，振动叉传导器(比如S0lartr0n ViSC0niC工业粘度传导器，可以从德州休斯顿的Mobrey股份有限公司获得)，或者是可振动读取的粘度计。当然，图3的发动机 20中使用的实际粘度传感器M应足够鲁棒以在发动机环境中发挥作用，并且具有根据需要的尺寸和空间来安装的尺寸。在示范性实施例中，可以电联接到处理器上的许多类型的温度传感器观都可以独立地或者联合地使用。传感器有多种类型并且可以具有各种各样的形状。例如，根据一个示范性实施例，一种通用的温度传感器观可以是小的圆筒状(钼温度检测器，又称Pt RTD)。根据另一个示范性实施例，另一种类型的通用温度传感器观可以是两种不同金属制成的线的熔合线(如热电偶)。可以使用的另一种通用温度传感器观是沉积在平的陶瓷基体上的小的温度依赖电阻器，又称为热敏电阻。当然，图3的发动机20中使用的实际温度传感器观应足够鲁棒以在发动机环境中起作用，并且具有根据需要的尺寸和空间来安装的尺寸。在又一个示范性实施例中，温度传感器观和粘度传感器M可以结合到带有集成的温度传感器的在线粘度计中，与上述披露的Viscolite 1100LX1在线粘度计相似，在其内部包含100欧姆的Pt RTD。处理器沈装备有算法，其能够接收来自传感器对，28的电输入并以预定的时间间隔以油22的测量粘度和温度为函数来确定迟滞的大小或迟滞符号，或者同时确定迟滞大小和迟滞符号。处理器沈还可以包括算法来确定发动机油22的绝对幅度和/或粘度幅度。因此，对于给定的热循环，处理器沈可以以迟滞大小或者迟滞符号或以迟滞大小和迟滞符号两者的函数来计算油劣化的水平和检测任意给定时间点的残渣的生成前兆。在另一个示范性实施例中，处理器也可以将特定的加热-冷却循环期间的发动机油的粘度值和迟滞的绝对幅度作为因素。当发动机油22的油劣化水平达到预定值时，如通过所测量的粘度和温度而确定，或者通过迟滞符号的变化而检测到残渣的形成时，可以从处理器26向操作员发出通知。当发动机22联接在车辆40内时，如图3所示，可以从处理器沈向发动机指示灯50发送通知，所述指示灯可以安装在车辆40的乘客车厢52中。在一个示范性实施例中，处理器沈可以联接到发动机20上，使得其可以检测燃烧事件。当这些燃烧事件开始时，例如当发动机第一次起动时，随着油温度在两个预定的温度值之间增加，处理器26将读取其粘度值，所述两个预定的温度值也就是预定最小温度值和预定最大温度值。例如，如图1和图2所示，温度可以是在大约20到105摄氏度之间从而近似地对应于图IA和2A中的加热粘度曲线12。当发动机20随后关闭时，随着发动机油在两个预定温度值之间(即，与图IA和2A中的冷却粘度曲线14相似)冷却时，处理器沈测量多个粘度值。这就以与相对于图1和2描述的相似的方式完成了一个加热-冷却循环。在特定的热循环中，处理器沈随后可以确定迟滞符号并计算迟滞大小。这样，在一个示范性实施例中，处理器沈可以在任意一个热循环中确定迟滞的大小已经达到了预定值，从而指示发动机油的氧化率和残渣形成前兆已经达到了预定临界值，处理器沈随后向操作员发送信号。如图3所示，这可以通过发送信号来点亮发动机指示灯50而实现。相似地，在另一个示范性实施例中，处理器沈可以确定迟滞符号已经从负值变化到正值，这指示了发动机油的剧烈的油劣化的开始和残渣的开始形成，处理器沈可以向操作员发送信号。如图3所示，这可以通过发送信号来点亮发动机指示灯50而实现。在另一个相关的实施例中，当单个热循环中的迟滞的大小已经达到预定值或者连续热循环中的迟滞符号已经变化时，处理器26可以构造为向发动机指示灯50发送信号。在又一个相关实施例中，处理器沈还可以构成为除了考虑迟滞大小或迟滞符号的变化，或者同时考虑迟滞大小和迟滞符号的变化之外，还可以将粘度值作为因素考虑在内，从而确定何时通知操作员。相似地，处理器沈还可以构成为除了考虑迟滞的大小或者迟滞符号的变化，或者同时考虑迟滞大小和迟滞符号之外，还可以将多个加热-冷却循环期间的相对粘度变化作为因素考虑在内，从而确定何时通知操作员。而且，处理器沈还可以构成为除了考虑迟滞大小，相对迟滞值或者迟滞符号的变化，或者同时考虑迟滞的大小和迟滞符号的变化之外，还可以将多个加热-冷却循环期间的粘度值和相对粘度变化作为因素考虑在内。本文的示范性实施例可以提供一种简单的方法用于确定快速油劣化的发生和残渣的形成，其基于发动机油20自身的实时分解，而不是基于预测性的指示因素例如(对于汽车应用的)行驶时间或距离，或者仅仅基于燃烧事件的次数。所述方法是鲁棒的，因为其依赖于通过使用建立油劣化的程度的若干标准来进行的内部一致性检测。所述方法可以增加发动机的使用寿命，减少维护成本，并减少油的更换频率。本发明的上述实施例的描述本质上仅是示范性的，因此，它们的各种变化不能认为是超出了本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种方法，包括提供具有一定量发动机油的发动机；以所述一定量的发动机油的测量温度的函数来确定在加热-冷却循环中所述一定量的发动机油的粘度迟滞的大小；和以所述加热-冷却循环的所述确定的迟滞大小的函数来确定从所述加热-冷却循环的所述一定量发动机油中的发动机油劣化的状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，以所述一定量的发动机油的测量温度的函数来确定所述一定量的发动机油的迟滞大小包括将所述一定量的发动机油从第一预定温度加热到第二预定温度； 在所述一定量的发动机油在所述第一预定温度和所述第二预定温度之间被加热时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第一组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度； 在所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第二组粘度值；从所述第一组粘度值和所述第二组粘度值之差的绝对值确定迟滞大小；和当所述迟滞大小达到预定的最小水平时通知所述发动机的操作员。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括 将处理器联接到所述发动机上；将至少一个温度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个温度传感器能够测量所述一定量的发动机油的温度；将所述至少一个温度传感器电联接到所述处理器上；将至少一个粘度传感器联接到所述发动机上，所述至少一个粘度传感器能够测量所述一定量的发动机油的粘度；将所述至少一个粘度传感器电联接到所述处理器上。
4.如权利要求2所述的方法，其中，通知操作员包括 将发动机指示灯联接到所述处理器上；和当所述迟滞大小达到预定水平时，激活所述发动机指示灯来通知所述发动机的所述操作员。
5.如权利要求2所述方法，进一步包括将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度； 在所述一定量的油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度； 在所述一定量的油随后从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；通过比较所述第一组粘度值和所述第二组粘度值，确定迟滞的第一符号； 通过比较所述第三组粘度值和所述第四组粘度值，确定迟滞的第二符号； 比较所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号；和当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同时，通知所述操作员。
6.如权利要求5所述的方法，其中，当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同时通知所述操作员包括当所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号不同且当所述迟滞大小达到预定的最小水平时，通知所述操作员。
7.如权利要求2所述的方法，进一步包括将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度； 在所述一定量的油从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度； 在所述一定量的油从所述第二预定温度随后冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油的第四组粘度值；当在预定温度下，来自所述第一组粘度值、所述第二组粘度值、所述第三组粘度值或者所述第四组粘度值中的粘度值达到预定粘度值或者当所述迟滞的大小达到预定水平时，通知操作员。
8.如权利要求2所述的方法，进一步包括接着将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度加热到所述第二预定温度； 在所述一定量的油随后从所述第一预定温度被加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度； 在所述一定量的油随后从所述第二预定温度被冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；和当在预定温度下或者在选定组的预定温度下，在所述第一组粘度值和所述第三组粘度值之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当在所述第二组粘度值和所述第四组粘度值之间的相对粘度变化值达到预定水平时，或者当所述迟滞大小达到预定水平时，通知操作员。
9.一种方法，包括提供具有一定量的发动机油的发动机；确定在所述一定量的发动机油的第一加热-冷却循环期间的所述一定量的发动机油的迟滞的第一符号；确定在所述一定量的发动机油的随后的加热-冷却循环期间的所述一定量的发动机油的迟滞的第二符号；以及通过比较所述迟滞的第一符号和所述迟滞的第二符号来确定所述一定量的发动机油的发动机油劣化的状态。
10.一种方法，包括提供具有一定量的发动机油的发动机；将所述一定量的发动机油从第一预定温度加热到第二预定温度； 在所述一定量的发动机油在所述第一预定温度和所述第二预定温度之间被加热时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第一组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度；在所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第二组粘度值；随后将所述一定量的发动机油从所述第一预定温度加热到所述第二预定温度； 在所述一定量的油随后从所述第一预定温度再次加热到所述第二预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第三组粘度值；接着将所述一定量的发动机油从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度； 在所述一定量的发动机油随后从所述第二预定温度冷却到所述第一预定温度时，测量所述一定量的发动机油在一个或多个温度下的第四组粘度值；在预定温度下比较所述第一组粘度值和所述第三组粘度值，并且比较所述第二组粘度值和所述第四组粘度值，从而确定在所述预定温度下在连续热循环中的相对粘度变化值; 和以所述确定的相对粘度变化值的函数来确定在所述连续热循环中在所述一定量的发动机油中的发动机油劣化的状态。
全文摘要
本发明涉及监测发动机油中快速油氧化和残渣生成的车载方法和系统。在一个示范性的实施例中，使用在加热-冷却循环期间的粘度迟滞大小来监测和确定发动机油劣化的状态。在另一个示范性实施例中，使用在加热-冷却循环期间的粘度迟滞符号来监测和确定发动机油劣化的状态。在又一个示范性实施例中，使用在加热-冷却循环期间的相对粘度变化迟滞来监测和确定发动机油劣化的状态。
文档编号G01N11/00GK102183437SQ20101062380
公开日2011年9月14日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者D·R·斯塔利, E·W·施奈德, I·C·哈拉莱, R·M·奥尔里 申请人:通用汽车环球科技运作公司