用于检测润滑剂中的颗粒的方法和系统

文档序号:942390 发布日期:2020-10-30 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 用于检测润滑剂中的颗粒的方法和系统 (Method and system for detecting particles in a lubricant ) 是由 里德·沃森 于 2020-04-01 设计创作,主要内容包括:本公开提供“用于检测润滑剂中的颗粒的方法和系统”。提供了用于润滑剂检测装置的方法和系统。在一个示例中,一种系统包括一个或多个传感器,所述一个或多个传感器布置在机油流动路径中以用于检测机油流中是否存在颗粒。响应于感测到所述颗粒而调整发动机操作参数,其中响应于仅第一传感器检测到所述颗粒或响应于所述第一传感器和第二传感器两者都检测到所述颗粒,所述发动机操作参数调整是不同的。(The present disclosure provides &#34;methods and systems for detecting particles in a lubricant. Methods and systems for a lubricant detection device are provided. In one example, a system includes one or more sensors disposed in an oil flow path for detecting the presence of particles in an oil flow. Adjusting an engine operating parameter in response to sensing the particulate, wherein the engine operating parameter adjustment is different in response to only the first sensor detecting the particulate or in response to both the first sensor and the second sensor detecting the particulate.)

用于检测润滑剂中的颗粒的方法和系统

技术领域

本说明总体上涉及检测润滑剂中的外来颗粒并响应于所述检测来调整发动机操作参数。

背景技术

润滑剂(诸如机油)用于润滑车辆的各个运转零件,包括发动机和变速器。作为一些示例,由于车辆部件的老化或车辆部件缺乏润滑,外来颗粒可能会进入机油。机油滤清器可以成形为捕获这些颗粒并阻止它们流向发动机和变速器部件。

在一段时间后,可能需要更换机油和机油滤清器。然而,这对于一些车辆操作员可能很麻烦,并且机油和机油滤清器的更换可能比预期要少。在此类情况下,机油滤清器可能变得充满颗粒,使得机油流动受到不利影响,或者颗粒可能不再被滤清器捕获。

解决劣化机油和/或机油滤清器的其他示例包括在机油流动路径中布置传感器以检测大颗粒。Liu在U.S.7,321,117中展示了一种示例性方法。其中,将多个光电检测器和多个发光装置布置在机油流动路径中。光电检测器和发光装置的一部分可能对小颗粒敏感,并且剩余部分可能对大颗粒敏感。然而,发明人已经认识到了该方法的一些问题。

例如,车辆操作员倾向于将机油和机油滤清器的使用期限延长到其更换日期之后,也可能倾向于忽略有关机油中颗粒的反馈。此外,在制造过程期间可能难以进行光电检测器和发光装置的布置,从而导致制造成本和更换成本增加。

发明内容

在一个示例中,可以通过包括润滑剂通道的系统至少部分地解决上述问题,所述润滑剂通道包括布置在第一传感器和第二传感器之间的颗粒捕获装置。所述系统还包括控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的指令,所述指令在被执行时使得所述控制器能够响应于来自所述第一传感器和所述第二传感器的反馈而调整发动机操作参数。以这种方式,如果在机油中检测到颗粒,则可以调整发动机操作参数以减轻被润滑部件在所述检测与机油更换之间的时间期间的劣化。

作为一个示例,响应于在润滑剂流中检测到一个或多个颗粒,调整发动机操作参数以激活指示灯。如此,车辆操作员可被通知存在至少一个颗粒,并且能够在所述颗粒能够到达发动机之前更换润滑剂。所述指令还可使控制器能够响应于第二传感器在润滑剂流中检测到颗粒,来调整发动机操作参数以减小发动机功率输出。在此类状况下,颗粒被第一传感器检测到,并在颗粒捕获装置周围流动或流经所述颗粒捕获装置并流过第二传感器,在所述第二传感器处颗粒可到达运转中的发动机、变速器或其他动力传动系统部件。如果车辆操作员不更换机油,如果机油滤清器劣化,和/或如果动力传动系统的部件劣化,则第二传感器可检测到颗粒。通过降低发动机功率输出,可以减轻由颗粒引起的劣化。

应当理解,提供以上发明内容是为了以简洁的形式介绍将在

具体实施方式

中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了包括在混合动力车辆中的发动机的示意图。

图2示出了检测装置的第一示例。

图3示出了检测装置的第二示例。

图4A示出了检测装置的传感器的第一示例。

图4B示出了检测装置的传感器的第二示例。

图4C示出了检测装置的传感器的电路。

图5示出了用于确定润滑剂中是否有颗粒的方法。

图6示出了用于响应于来自检测装置的第一传感器或第二传感器的反馈来调整发动机操作参数的方法。

图7示出了发动机操作序列,该发动机操作序列以图形方式显示了响应于来自第一传感器和第二传感器的反馈而被调整的发动机操作参数的预示示例。

图8示出了用于确定传动系部件是否劣化的方法。

具体实施方式

以下描述涉及用于检测机油中的颗粒的系统和方法。可经由检测装置(诸如润滑剂检测装置)来检测颗粒,所述检测装置可以沿着从油盘至发动机的机油路径布置。图1示出了布置在油底壳与发动机之间的润滑剂检测装置的示例。图2中示出了润滑剂检测装置的第一示例。其中,润滑剂检测装置包括第一传感器和第二传感器以及布置在第一传感器和第二传感器之间的颗粒捕获装置。

图3中示出了润滑剂检测装置的第二示例。其中,所述第二示例包括一个或多个联接件,所述联接件被成形为与对应于发动机和机油滤清器的联接件配合,使得润滑剂检测装置可以直接装配在发动机与机油滤清器之间。

润滑剂检测装置可包括电感式传感器和/或光学传感器,以及布置在电感式传感器和/或光学传感器之间的颗粒捕获装置。在一个示例中,颗粒捕获装置包括电感特征。在另一个示例中,颗粒捕获装置是机油滤清器。在一些示例中,润滑剂检测装置可包括用于诊断目的的光学装置与电感式(例如,磁性)装置的混合,如图8的方法中所示。

图4A示出了电感式传感器的示例,并且图4B示出了光学传感器、激光传感器或红外传感器的示例。图4C示出了单次锁存电路,所述单次锁存电路包括存储器以存储偏离基线值的信号,其中所述信号可以被变换(例如,放大)为期望值以进行分析。

图5中示出了用于确定润滑剂(例如,机油)中是否有颗粒的方法。图6示出了用于响应于来自润滑剂检测装置的第一传感器和第二传感器中的一者或多者的反馈来调整发动机操作参数的方法。图7示出了发动机操作序列,所述发动机操作序列以图形方式显示了各种发动机操作参数以及来自润滑剂检测装置的传感器的传感器反馈。

图1至图3示出了有各种部件的相对定位的示例性配置。如果被示出为直接彼此接触或直接联接,则至少在一个示例中,此类元件可分别称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如,彼此共面接触放置的部件可称为呈共面接触。作为另一个示例,彼此间隔开地定位成使得在其间仅具有一定空间而没有其他部件的元件在至少一个示例中可如此称之。作为又一示例,被示为在彼此上方/下方、在彼此相对侧处或在彼此左侧/右侧的元件可以相对于彼此如此称之。此外,如图所示,在至少一个示例中,最顶部元件或元件的最顶部点可称为部件的“顶部”,而最底部元件或元件的最底部点可称为部件的“底部”。如本文所使用,顶部/底部、上部/下部、上方/下方可相对于图的竖直轴线而言,并且用于描述图中元件相对于彼此的定位。如此,在一个示例中,被示出为在其他元件上方的元件是竖直地定位在其他元件上方。作为又一个示例,图内所描绘的元件的形状可称为具有这些形状(例如,诸如是圆形的、笔直的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外,在至少一个示例中,被示出为彼此相交的元件可称为相交元件或彼此相交。再进一步地,在一个示例中,被示出为在另一个元件内或被示出为在另一个元件外部的元件可称为如此。应当理解,被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件根据制造公差而彼此不同(例如,在1%至5%的偏差内)。

图1示出可从发动机系统8和/或车载能量存储装置得到推进动力的混合动力车辆系统6的示意性描绘。能量转换装置(诸如发电机)可操作以从车辆运动和/或发动机操作吸收能量,然后将所吸收能量转换为适合于供能量存储装置存储的能量形式。

发动机系统8可包括具有多个气缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气道23和发动机排气道25。发动机进气道23包括经由进气通道42流体联接到发动机进气歧管44的进气节气门62。空气可经由空气滤清器52进入进气通道42。发动机排气道25包括排气歧管48,所述排气歧管48通向将排气导引到大气的排气通道35。发动机排气道25可包括安装在紧密联接位置或远车身底部位置中的一个或多个排放控制装置70。一个或多个排放控制装置可包括三元催化剂、稀NOx捕集器、柴油微粒过滤器、氧化催化剂等。应当理解,其他部件(诸如多种阀和传感器)可包括在发动机中,如本文中进一步详述的。在其中发动机系统8是增压发动机系统的一些实施例中,发动机系统还可包括增压装置,诸如涡轮增压器(未示出)。

车辆系统6还包括润滑剂系统150,所述润滑剂系统150包括容纳润滑剂泵154的润滑剂油底壳152,所述润滑剂泵154用于经由润滑剂导管158泵送润滑剂156。在一个示例中,润滑剂156是机油,并且润滑剂系统150是机油系统。润滑剂导管158和/或机油导管158可包括润滑剂检测装置160,所述润滑剂检测装置160包括用于检测机油156中的颗粒的一个或多个传感器。在一个示例中,润滑剂检测装置160检测从发动机10流到油底壳152的机油。在另一个示例中,润滑剂检测装置160检测从油底壳152流到发动机10的机油。

车辆系统6还可包括控制系统14。控制系统14被示出为从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种示例)。作为一个示例,传感器16可包括位于排放控制装置上游的排气传感器126、温度传感器128,以及压力传感器129。诸如另外的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和成分传感器的其他传感器可联接到车辆系统6中的各种位置。作为另一示例,致动器可包括节气门62。

控制器12可被配置为常规微型计算机,包括微处理器单元、输入/输出端口、只读存储器、随机存取存储器、保活存储器、控制器局域网(CAN)总线等。控制器12可被配置为动力传动系统控制模块(PCM)。控制器可在睡眠模式与唤醒模式之间变换以得到另外的能量效率。控制器可从各种传感器接收输入数据,处理输入数据,并且响应于所处理输入数据,基于编程在所处理输入数据中的对应于一个或多个例程的指令或代码来触发致动器。

在一些示例中,混合动力车辆6包括一个或多个车轮59可用的多个扭矩源。在其他示例中,车辆6是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中,车辆6包括发动机10和电机51。电机51可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56被接合时,发动机10的曲轴和电机51可经由变速器54连接到车轮59。在所描绘的示例中,第一离合器56被设置在曲轴与电机51之间,并且第二离合器56被设置在电机51与变速器54之间。控制器12可将信号发送到每个离合器56的致动器来使离合器接合或分离,以便将曲轴与电机51以及连接到其的部件连接或断开连接,和/或将电机51与变速器54以及连接到其的部件连接或断开连接。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,包括被配置为并联式、串联式或混联式混合动力车辆。

电机51从牵引电池61接收电力,以将扭矩提供到车轮59。电机51还可操作为发电机,以例如在制动操作期间提供电力以对电池61进行充电。

现在转到图2,其示出了润滑剂检测系统160的第一示例200。如此,先前介绍的部件可在此图和后续图中以类似方式编号。如上所述,润滑剂检测系统160沿着润滑剂导管158布置。

润滑剂导管158可被成形为使润滑剂(诸如机油)流经润滑剂检测系统160。在此,润滑剂导管158和润滑剂检测系统160可以分别互换地称为机油导管158和机油检测系统160。机油导管158可使机油沿平行于箭头231的第一方向流入机油检测系统160中。当机油流向第一传感器212时,机油转向并沿如箭头232所示垂直于第一方向的第二方向流动。机油再次转向并沿第一方向流动,然后转向成如箭头233所示垂直于第一方向并与第二方向相反的第三方向。当机油沿第三方向流动时,所述机油流经第一传感器212。

第一传感器212可以是机油检测系统160的最上游的传感器和/或部件。在本文中,上游和下游可用于相对于润滑剂流的方向描述部件的布置。例如,第一传感器212在第二传感器214和颗粒捕获装置216的更上游。因此,润滑剂可先接触或流经第一传感器212,然后接触或流经第二传感器214和颗粒捕获装置216。

机油可离开第一传感器212而沿第三方向流动,然后转向并沿第二方向朝向颗粒捕获装置216流动。如此,颗粒捕获装置216在第一传感器212的下游和第二传感器214的上游。换句话说,颗粒捕获装置216布置在第一传感器212与第二传感器214之间。

机油可流过颗粒捕获装置216,在所述颗粒捕获装置216处机油从第一方向转向到第二方向,其中机油沿第二方向流动到第二传感器214。机油可沿第二方向流经第二传感器214。在机油离开第二传感器214之后,机油转向并沿第一方向流动。然后机油转向成第三方向,并在离开润滑剂检测系统160时再次转向成沿第一方向流动。

通过使润滑剂检测系统160中的机油导管158起伏,可相对于具有线性流的机油导管减小润滑剂检测系统160的包装大小。如此,由润滑剂检测系统160强加的包装约束可相对较低。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,机油导管158可包括各种形状。例如,机油导管158可包括线性形状、弯曲形状、螺旋形状或类似形状的流动路径。

在润滑剂检测系统160中,第一传感器212和第二传感器214可检测机油流中是否存在颗粒。在一个示例中,如果第一传感器212和第二传感器214两者都是电感式传感器或基于线圈的传感器,则第一传感器212和第二传感器214可仅检测机油中是否有铁磁性颗粒。在一些示例中,另外或替代地,如果第一传感器212和第二传感器214中的一者或两者是激光传感器、光学传感器或红外光谱(IR)传感器,则可监测到与机油不同的所有颗粒,因为接收器所接收到的反馈可由于存在除机油以外的化合物而发生偏移。关于图4A和图4B更详细地描述了第一传感器212和第二传感器214。在一个示例中,润滑剂检测系统160可以是一次性的并且是可更换的。

颗粒捕获装置216可以是磁体或滤清器中的一者或多者。在一个示例中,颗粒捕获装置216是磁体,所述磁体捕获机油中的铁磁性颗粒。作为另一示例,颗粒捕获装置216是机油滤清器,所述机油滤清器可类似于布置在机油导管158与发动机10之间的机油滤清器。在一个示例中,为了进一步减少润滑剂检测系统160的包装约束,颗粒捕获装置216是已经布置在车辆(例如,车辆系统6)上的机油滤清器。

在一个示例中并且如将在下面的方法中讨论的那样,来自第一传感器212的反馈可指示机油中存在颗粒。取决于颗粒的性质和/或颗粒捕获装置216的状态,颗粒可被颗粒捕获装置216捕获,或可不被颗粒捕获装置216捕获。如果颗粒被颗粒捕获装置216捕获,则第二传感器214可能在机油中不会检测到颗粒。如此,可以基于机油中存在颗粒但所述颗粒并不能流到发动机和其他被润滑部件,来调整发动机操作参数。在一个示例中,调整发动机操作参数以减小发动机功率输出。例如,燃料喷射量可减少。另外,可以向车辆操作员发送消息,从而请求机油更换。如果颗粒捕获装置216满载或劣化,则颗粒可到达第二传感器214,其中基于颗粒能够到达发动机和其他被润滑部件来调整发动机操作参数。在一个示例中,调整发动机操作参数包括将发动机操作调整至低功率输出模式。在下面更详细地描述了响应于来自第一传感器和第二传感器的反馈来调整发动机操作参数。

现在转到图3,其示出了润滑剂检测系统160的第二示例300。第二示例300与图2的第一示例200的不同之处可在于:第二示例300被成形为物理地联接至发动机10和机油滤清器310中的每一者。更具体地,发动机10包括发动机螺栓302,并且机油滤清器310包括被成形为接纳发动机螺栓302的螺栓接纳开口304。润滑剂检测系统160的第二示例300包括以下情况:润滑剂检测系统160具有被成形为接纳发动机螺栓302的螺栓接纳开口306和被成形为与螺栓接纳开口304联接的检测系统螺栓308。如此,润滑剂检测系统160可布置在发动机10与机油滤清器310之间。以此方式,润滑剂检测系统160可被改装到先前制造的车辆上,并且在没有中间部件的情况下与发动机10和机油滤清器310直接共面接触。

润滑剂检测系统160的第二示例300还包括以下情况:在润滑剂检测系统160中仅布置单个机油传感器322。在一个示例中,可与来自图2的第二传感器214的反馈类似地解释来自单个机油传感器322的反馈。也就是说,如果单个机油传感器322在机油中检测到颗粒,则可调整发动机操作参数以减小发动机功率输出。

润滑剂检测系统160包括用于允许机油从发动机流到机油滤清器(反之亦然)的通道。更具体地,润滑剂检测系统160包括用于使机油从发动机10流到机油滤清器310的第一通道332。润滑剂检测系统160还包括用于使机油从机油滤清器310流到发动机10的第二通道334。第二通道334可容纳单个机油传感器322和颗粒捕获装置324。在图3的示例中,颗粒捕获装置324是磁体。然而,在不脱离本公开的范围的情况下,颗粒捕获装置324也可为机油滤清器。如此,颗粒捕获装置324可为机油滤清器310的较小版本。

在图3的示例中,如果单个机油传感器322感测到颗粒,则控制器可确定机油滤清器310劣化并且不再被配置为捕获颗粒。此外,经由单个机油传感器322对颗粒的检测可导致发动机操作参数被调整为低功率模式。

在一些示例中,另外或替代地,单个机油传感器322可为第一传感器,其中润滑剂检测系统160还包括在颗粒捕获装置324下游的第二任选传感器326。如此,可与图2的第一传感器212类似地使用单个机油传感器,并且可与图2的第二传感器214类似地使用第二传感器。

应当理解,图2的第一示例200可包括第二示例300的螺栓和接纳孔联接件,使得润滑剂检测系统160的第一示例可装配在发动机10与机油滤清器310之间。

现在转到图4A,其示出了机油传感器402的第一实施例400,所述机油传感器402可与图2的第一机油传感器212、图2的第二机油传感器214和/或图3的单个机油传感器322类似地使用。机油传感器402包括绕机油导管158的直径延伸的线圈404。线圈404可包括正极端406和负极端408,从而允许所述线圈产生电磁场。如果不含颗粒的机油流经机油传感器402,则由机油传感器402提供的电压反馈可等于近似零。然而,如果机油中存在颗粒,则由机油传感器402提供的电压反馈可为正电压值。在一个示例中,如果颗粒是铁磁性颗粒,则机油传感器402检测到正电压反馈。因此,非磁性颗粒可能无法被机油传感器402检测到。

在一些示例中,机油传感器402可被配置为测量在线圈404中感生的电流的绝对值。通过这样做,仍可感测到从颗粒捕获装置(例如,图2的颗粒捕获装置216或图3的颗粒捕获装置324)释放的颗粒。颗粒可以经由接触而从机油流或机油中的其他颗粒释放,其中颗粒可被从颗粒捕获装置中逐出。无论如何,如果颗粒捕获装置是磁性颗粒捕获装置,则被逐出的颗粒可包括一定的瞬态磁保持量,其中被逐出的颗粒可产生磁场。如果传感器是磁传感器并且不能测量感生的电流的绝对值,则基于颗粒穿过线圈404的角度,感生的电流可以是正的并且检测到颗粒,或者是负的并且检测不到颗粒。这样,如果磁性颗粒捕获装置下游的传感器是磁传感器,则可能期望将所述磁传感器配置为感测由穿过其中的颗粒产生的电流的绝对值。

现在转到图4B,其示出了机油传感器422的第二实施例420,所述机油传感器422可与图2的第一机油传感器212、图2的第二机油传感器214和/或图3的单个机油传感器332类似地使用。机油传感器422包括发射器424和接收器426。如此,机油传感器422可为红外检测装置、光学检测装置或激光检测装置。如此,发射器424可为红外发射器、光学发射器或激光发射器,并且接收器426可为对应的红外发射器、光学发射器或激光发射器。发射器424可将一个或多个光子导向接收器426。当不含颗粒的机油流经机油传感器422时,接收器426可感测到第一电压和/或第一信号。如果将诸如颗粒428的颗粒布置在机油中,则接收器426可接收到与第一信号不同的第二信号,从而产生指示机油中存在颗粒428的反馈。应当理解,机油传感器422可被配置为检测铁磁性颗粒和非磁性颗粒两者。

在一些示例中,润滑剂检测系统,诸如图1、图2和图3的润滑剂检测系统160,可包括为红外检测传感器、光学检测传感器或激光检测传感器的第一机油传感器和为电感式传感器的第二机油传感器。在一个示例中,第一机油传感器布置在第二传感器的上游,其中颗粒捕获装置布置在第一机油传感器与第二机油传感器之间。如此,如果在机油中存在颗粒,则无论所述颗粒是磁性的还是非磁性的,第一机油传感器都可提供反馈。第二机油传感器可提供反馈,从而指示颗粒是磁性的还是非磁性的。

另外或替代地,第一传感器和第二传感器中的每一者可为红外检测传感器、光学检测传感器或激光检测传感器。然而,颗粒捕获装置可为磁体。如此,如果第二机油传感器感测到颗粒,则可以确定颗粒是非磁性的。关于图8更详细地描述了确定颗粒的磁性。

现在转到图4C,其示出了锁存电路460的实施例450,其中锁存电路可从机油传感器接收第一信号462,所述机油传感器诸如图2的第一传感器212或第二传感器214、图3的单个传感器322、图4A的机油传感器402,和/或图4B的机油传感器422。锁存电路460可将第一信号462操纵成期望的第二信号464,其中锁存电路460可将第二信号464存储在存储器中,直到所述第二信号464被控制器(例如,图1的控制器12)接收到以进行分析为止。

电路460可接收输入,所述输入可对应于来自第一传感器或第二传感器的反馈,其中可将输入操纵成输出。可将输出与阈值(例如,基线和/或稳定状态)进行比较,其中如果确定有差异,则机油中可能存在颗粒。电路460可包括在图1的控制器12中。

当传感器重复对机油流进行采样时,第一信号462可由于其偏离锁存电路460的基线值(例如,稳定状态)而被识别出,从而指示系统设置改变。在图4C的示例中,该改变是响应于机油中存在颗粒并且颗粒流经润滑剂检测系统而做出的。

传感器可以被校准以基于机油速度以脉冲方式对机油进行采样,所述机油速度基于发动机操作参数。例如,如果发动机是在打开50%的节气门的情况下以1500转/分钟(rpm)操作的四缸发动机,则机油速度可等于约0.41cm3/min。在此类工况期间,传感器可以1000Hz(例如,0.001ms)的最小采样率对机油进行采样。在一个示例中,传感器的采样率可随着节气门位置和/或发动机每分钟转数的增加而增加。另外或替代地,采样率可独立于发动机操作参数而保持恒定。

现在转到图5,其示出了用于确定在润滑剂(诸如机油)中是否存在颗粒的方法500。用于实施方法500和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据下面描述的方法,控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

方法500在502处开始,所述502包括确定、估计和/或测量当前发动机操作参数。当前发动机操作参数可包括但不限于节气门位置、发动机温度、发动机转速、歧管真空度、增压和空燃比中的一者或多者。

方法500进行到504,所述504包括确定机油中是否存在颗粒。如果来自布置在润滑剂检测系统中的机油传感器的反馈偏离基线值,则机油中可能存在颗粒。如上所述,如果机油传感器是磁传感器,则当铁磁性颗粒穿过所述机油传感器时,来自所述机油传感器的电压反馈可为正,并且因此高于其基线值(例如,零伏)。作为另一示例,如果机油传感器是红外传感器、光学传感器或激光传感器,则当颗粒穿过所述机油传感器时感测到的信号可能偏离其基线值。在一个示例中,这可能导致机油传感器感测到的电压值降低。

如果机油中没有颗粒,并且当不含颗粒的机油流经机油传感器时,来自所述机油传感器的反馈等于基线值,则方法500进行到506以维持当前发动机操作参数,并且不会警示车辆操作员机油中存在颗粒。

然而,如果在机油中感测到颗粒,则方法500进行到508以警示车辆操作员。这可包括激活指示灯。另外或替代地,车辆操作员可接收到指示机油中存在颗粒的文本、电子邮件、电话呼叫或其他形式的电子通信。这可以经由无线通信、蜂窝通信或其他短程和/或远程形式的通信来执行。电子通信还可请求车辆操作员更换机油和/或机油滤清器。在一些示例中,车辆操作员可选择基于所请求的机油更换而自动安排机油更换。自动安排机油更换可包括基于车辆操作员计划表和沿着车辆操作员的行进路径布置的车辆服务店铺来安排机油更换。例如,如果车辆操作员被安排在星期六去医生办公室,则机油更换可被安排在医生办公室的预约之后。另外,所选择的服务店铺可为最靠近从医生办公室到车辆操作员的家的行进路径的服务店铺。

方法500前进至510,所述510包括响应于机油中存在颗粒来调整发动机操作参数。调整发动机操作参数可包括调整燃料喷射和火花(例如,如果发动机是火花点火的发动机)中的一者或多者。另外或替代地,车辆可为混合动力车辆,其中操作模式可变换为全电动模式。全电动模式可包括更少的运转零件(例如,对比动力传动系统,仅包括传动系),从而降低了劣化的可能性和/或幅度。下面关于图6更详细地描述这些调整。

现在转到图6,其示出了用于确定机油中是否存在颗粒并响应于第一传感器和/或第二传感器感测到颗粒来调整发动机操作参数的方法600。方法600在602处开始,所述602包括检索来自第一传感器的反馈。在一个示例中,第一传感器可与图2的第一传感器212基本上相似。来自第一传感器的反馈可包括与第一传感器的基线值匹配的第一信号,或由于机油中存在诸如颗粒等杂质而偏离基线值的第二信号。因此,基线值对应于不含杂质的机油流经第一传感器。

方法600进行到604,所述604包括确定来自第一传感器的反馈是否偏离基线值。如果反馈等于基线值,则方法600进行到606以维持当前发动机操作参数,并且不警示车辆操作员机油中存在颗粒。如果反馈不等于基线值,则方法600进行到608,所述608包括检索来自第二传感器的反馈。所述反馈可大于或小于基线值。例如,如果第一传感器是磁传感器,则如果颗粒是金属颗粒,则所述反馈可大于基线值。替代地,如果第一传感器是红外检测传感器、光学检测传感器或激光检测传感器,则如果机油中存在颗粒,则所述反馈可小于基线值,其中所述颗粒可为磁性或非磁性的。

方法600进行到610,所述610包括确定来自第二传感器的反馈是否不等于基线值。在一个示例中,如果第一传感器和第二传感器相同,则这两个传感器的基线值可基本上相同。然而,如果第一传感器和第二传感器不同(例如,如果一个是电感式传感器,而另一个是激光传感器),则每个传感器的基线值可不同。如果来自第二传感器的反馈等于基线值,则方法600进行到612,所述612包括确定机油中存在颗粒。在614处,所述方法包括激活车辆的仪表板中的指示灯。另外或替代地,激活指示灯还可包括警示车辆操作员,可包括信件、文本、电子邮件、电话呼叫或其他形式的通信。

方法600进行到616,所述616可包括请求机油滤清器更换和机油更换。如上所述,请求还可包括示例***店铺,车辆操作员可在所述示例***店铺处接受所请求的车辆服务。示例***店铺可以基于与频繁到访的位置、频繁使用的行进路径中的一者或多者的接近度以及根据车辆操作员计划表所述服务店铺的可用性来选择。

如果反馈不等于基线,则第一传感器和第二传感器中的每一者都感测到颗粒。在此类示例中,方法600进行到618,调整发动机操作参数。可基于机油中存在颗粒并且所述颗粒能够到达润滑剂检测系统下游的动力传动系统的各个部件来调整发动机操作参数。如上所述,颗粒捕获装置可为磁体或机油滤清器。因此,可调整发动机操作参数以减小发动机功率输出。调整可包括减小增压、减小燃料喷射量,以及调整点火正时(例如,延迟)。另外或替代地,可减小燃烧室的压缩比。调整可以一直维持到履行机油更换请求为止。

在一个示例中,颗粒捕获装置可能由于颗粒是非磁性的并且所述颗粒捕获装置是磁体而无法捕获所述颗粒。在另一个示例中,颗粒捕获装置可因捕获颗粒而满载,并且可能不包括用于保持颗粒的存储空间。作为另一示例,颗粒捕获装置可能劣化,其中颗粒捕获装置中可能出现泄漏,从而允许颗粒流经颗粒捕获装置。作为另一示例,由颗粒捕获装置捕获的颗粒可能由于湍流机油流和/或由于另一颗粒碰撞到所述颗粒捕获装置中并使已捕获的颗粒释放而被逐出。

方法600进行到620,所述620包括进入低功率输出模式并请求在后续发动机起动之前更换机油。可维持低功率输出模式,直到机油更换完成为止。

在方法600的一些示例中,可响应于多个颗粒流经第一传感器而激活指示灯和/或发动机操作参数调整。计数器可跟踪已穿过第一传感器的颗粒的数目。在一个示例中,可在第一阈值数目的颗粒已穿过第一传感器之后激活指示灯。可响应于第二阈值数目的颗粒穿过第一传感器来调整发动机操作参数。以此方式,可在第二传感器未感测到颗粒的情况下调整发动机操作参数。另外或替代地,如果第二传感器在达到第一阈值数目或第二阈值数目之前感测到颗粒,则可调整发动机操作参数并激活指示灯。第一阈值数目和第二阈值数目可都为非零正数,其中第一阈值数目小于第二阈值数目。

现在转到图7,其示出了预示性发动机操作序列,该预示性发动机操作序列示出了绘制各种车辆工况的曲线图700。曲线710示出了第一传感器反馈,并且虚线712示出了第一传感器基线值。当在机油中未检测到颗粒时,第一传感器反馈可跟踪并因此遮蔽(occlude)第一传感器基线值。曲线720示出了第二传感器反馈,并且虚线722示出了第二传感器基线值。当在机油中未检测到颗粒时,第二传感器反馈可跟踪并因此遮蔽第二传感器基线值。在图7的示例中,第一传感器和第二传感器中的每一者都是红外传感器、光学传感器或激光传感器。如此,相对于基线值的偏差可包括反馈小于基线值的情况。曲线730示出了在机油中是否感测到颗粒。曲线740示出了发动机操作参数是否被调整。曲线图750示出了是否请求机油更换。时间从图的左侧至右侧增加。

在t1之前,第一传感器反馈(曲线710)等于第一传感器基线值(虚线712)。另外,第二传感器反馈(曲线720)等于第二传感器基线值(虚线722)。如此,在机油中未检测到颗粒(曲线730),并且不调整发动机操作参数(曲线740),并且不请求机油更换(曲线750)。

在t1与t2之间,第一传感器反馈偏离了第一传感器基线值,因此确定机油中存在颗粒。第二传感器反馈基本上等于第二传感器基线值,从而指示机油中不存在颗粒。然而,由于颗粒捕获装置布置在捕获颗粒的第一传感器与第二传感器之间,因此第二传感器可能未感测到颗粒。因此,响应于机油中存在颗粒但所述颗粒无法到达动力传动系统的各个部件而不调整发动机操作。在t2处,请求机油更换,其中请求机油更换还可包括请求机油滤清器更换。由于机油滤清器劣化(例如,满载和/或以孔、裂纹等形式出现泄漏),所以机油中可能存在颗粒。在t3与t4之间,经过了一段时间。

在t4处,仍请求机油更换,从而指示尚未发生机油更换。在t4与t5之间,第一传感器反馈偏离了第一传感器基线值,从而指示机油中存在颗粒。在一个示例中,在t4与t5之间感测到的颗粒不同于在t1与t2之间感测到的颗粒。此外,颗粒没有被颗粒捕获装置捕获并且到达了第二传感器,其中第二传感器反馈偏离了第二传感器基线反馈。如此,颗粒可到达动力传动系统的各部件。

在t5处,调整发动机操作参数,使得发动机进入低功率输出模式,如上所述。机油更换请求保持有效。在一个示例中,可调整发动机操作参数以将车辆操作模式切换到全电动模式。在t5之后,可以维持发动机操作参数调整,直到完成机油更换为止。

现在转到图8,其示出了用于确定机油更换是否为劣质的或动力传动系统部件是否正在主动脱落颗粒到机油中的方法800。方法800开始于802,所述802包括确定机油更换是否完成。如果移除了油盘塞,放掉了机油,然后将油盘再装满机油,则机油更换可为完成的。服务技术员可指示机油更换完成,或者机油体积传感器可指示与机油更换相对应的机油体积变化(例如,机油体积减少一定量,并按所述量重新装满)。如果机油更换未完成,则方法800进行到804,所述804包括维持当前发动机操作参数。如上所述,如果响应于检测到颗粒而请求机油更换,则可通过调整燃料喷射量和/或点火正时来调整发动机操作参数以减小发动机功率输出。

如果机油更换完成,则方法800进行至806,所述806包括确定在阈值持续时间内在机油中是否存在颗粒,类似于图5的方法500的504。然而,806与804的不同之处在于:阈值持续时间是在机油更换后被跟踪。在一个示例中,阈值持续时间可基于机油滤清器的寿命和/或颗粒进入机油之前的平均时间量。如果在机油中不存在颗粒,并且在机油更换后经过的时间小于或等于阈值持续时间,则视需要执行机油更换,并且动力传动系统可能不正在主动脱落颗粒。如上所述,方法800进行到804。

如果在机油中存在颗粒并且经过的时间小于阈值持续时间,则方法800进行到808,所述808可包括确定颗粒是否是磁性的。以这种方式,颗粒比预期更快地进入机油,并且可能是由劣质的机油更换(例如,并非所有机油均已正确排出)所致或由动力传动系统部件释放颗粒所致。所述颗粒可以响应于来自被配置为电感式机油传感器的机油传感器的反馈而被确定为磁性的。如此,来自电感式传感器的电压反馈可包括正值。另外或替代地,如果第一传感器(其位于第二传感器的上游并且在第一传感器与第二传感器之间布置有被配置为颗粒捕获装置的磁体)感测到颗粒而第二传感器未感测到颗粒,则所述颗粒可为磁性的。如此,磁性颗粒被磁体捕获,从而表明铁磁性颗粒被释放到机油中。如果电感式传感器未感测到颗粒或者如果磁性颗粒捕获装置未捕获到颗粒,则颗粒可能不是磁性的。在方法800的针对无电感式装置的润滑剂检测系统的示例中,可以省略步骤808,因为仅使用光学传感器和布置在所述光学传感器之间的机油滤清器可能无法确定颗粒是否为磁性的。

如果颗粒不是磁性的,则方法800进行到810,所述810包括指示机油更换是劣质的和/或不完全的。可以设置标记,使得当车辆操作员返回服务店铺时,服务技术员可以看到该标记。以此方式,可以不向车辆操作员收取额外的机油更换费用。方法800进行到812,所述812包括请求新的机油更换。

如果颗粒是磁性的,则方法800进行到814,所述814包括发信号通知动力传动系统劣化。这还可包括与上述调整类似地调整发动机操作参数以减小发动机功率输出,以减轻颗粒释放以及其他动力传动系统部件的进一步劣化。

方法800进行到816,所述816包括请求车辆维修。车辆维修可包括检查各种动力传动系统部件,以确定所述部件中的哪些(如果有的话)正在脱落颗粒。

以此方式,润滑剂检测装置包括用于检测润滑剂(诸如机油)中的颗粒的一个或多个传感器。润滑剂检测装置可包括一个或多个传感器和颗粒捕获装置。在润滑剂导管中布置润滑剂检测装置的技术效应是检测润滑剂中是否存在颗粒,并响应于所述颗粒来调整发动机操作参数。

系统的一个实施例包括:润滑剂通道,所述润滑剂通道包括布置在第一传感器与第二传感器之间的颗粒捕获装置;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的指令,所述指令在被执行时使得所述控制器能够响应于来自所述第一传感器和所述第二传感器的反馈而调整发动机操作参数。所述系统的第一示例还包括以下情况:响应于来自所述第一传感器的反馈而调整发动机操作参数包括激活指示灯。

所述系统的第二示例(任选地包括所述第一示例)还包括以下情况:响应于来自所述第二传感器的反馈而调整发动机操作参数包括调整燃料喷射和点火正时中的一者或多者。

所述系统的第三示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述第一传感器和所述第二传感器是电感式传感器、红外传感器、激光传感器和光学传感器中的一者或多者。

所述系统的第四示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述颗粒捕获装置是机油滤清器。

所述系统的第五示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述颗粒捕获装置是磁体。

所述系统的第六示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述第一传感器是红外传感器、激光传感器和光学传感器中的一者或多者,其中所述第二传感器是电感式传感器。

车辆系统的一个实施例包括:润滑剂检测装置,所述润滑剂检测装置包括布置在第一传感器与第二传感器之间的颗粒捕获装置,所述颗粒捕获装置包括磁体;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的指令,所述指令在被执行时使得所述控制器能够响应于仅所述第一传感器感测到颗粒而激活指示灯,并响应于所述第一传感器和所述第二传感器中的每一者都感测到所述颗粒而调整发动机功率输出。

所述车辆系统的第一示例还包括以下情况:所述发动机功率输出是经由减少燃料喷射量、减少增压和延迟火花中的一者或多者来调整的。

所述车辆系统的第二示例(任选地包括所述第一示例)还包括以下情况:响应于感测到所述颗粒而发信号通知机油更换请求。

所述车辆系统的第三示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述机油更换请求响应于机油更换完成而被移除,所述指令还使得所述控制器能够响应于在所述机油更换之后的阈值时间内感测到磁性颗粒而确定动力传动系统部件劣化。

所述车辆系统的第四示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述指令还使得所述控制器能够响应于在所述机油更换之后的所述阈值时间内感测到非磁性颗粒而确定所述机油更换是劣质的。

所述车辆系统的第五示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述润滑剂检测装置布置在发动机与滤清器之间,其中所述润滑剂检测装置与所述发动机和所述滤清器共面接触。

所述车辆系统的第六示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:在所述发动机、所述润滑剂检测装置和所述滤清器之间没有布置中间部件,并且所述润滑剂检测装置包括联接件,所述联接件被成形为与所述发动机的发动机螺栓和所述滤清器的接纳孔配合。

所述车辆系统的第七示例(任选地包括以上示例中的任一者)还包括以下情况:所述第一传感器和所述第二传感器是相同的,其中所述第一传感器和所述第二传感器是红外传感器、光学传感器和激光传感器中的一者或多者。

方法的一个实施例包括:响应于来自机油检测系统的第一传感器的反馈来感测机油流中的颗粒;响应于所述第一传感器感测到所述颗粒并且第二传感器未感测到所述颗粒来激活指示灯发动机操作参数,所述第二传感器相对于所述机油流的方向布置在所述第一传感器的下游,其中机油滤清器布置在所述第一传感器与所述第二传感器之间;以及响应于所述第一传感器和所述第二传感器都感测到所述颗粒来调整发动机操作参数以减少燃料喷射量。

所述方法的第一示例还包括以下情况:响应于所述第一传感器感测到所述颗粒并且所述第二传感器未感测到所述颗粒而发信号通知机油更换请求;还包括响应于所述第一传感器和所述第二传感器都感测到所述颗粒而发信号通知所述机油更换请求和机油滤清器更换请求。

所述方法的第二示例(任选地包括所述第一示例)还包括以下情况:所述机油流从油底壳流到所述发动机。

所述方法的第三示例(任选地包括上述示例中的任一者)还包括以下情况:所述第一传感器和所述第二传感器不同,其中所述第一传感器是选自红外传感器、光学传感器和激光传感器中的一者或多者的非电感式传感器,而所述第二传感器是电感式传感器。

所述方法的第四示例(任选地包括上述示例中的任一者)还包括以下情况:所述机油滤清器是车辆的唯一机油滤清器。

应当注意,本文所包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等)中的一种或多种。因此,所说明的各种动作、操作和/或功能可以按照所说明的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。同样地,处理次序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形方式表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令而实行。

应当理解,本文所公开的配置和例程本质上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义,因为许多变型是可能的。例如,以上技术可以应用于V型6缸、直列4缸、直列6缸、V型12缸、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

如本文所使用,除非另有说明,否则术语“大约”被解释为意指所述范围加减5%。

所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的要素的并入,既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本发明权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求,无论与原始权利要求相比在范围上更广、更窄、相等还是不同,也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明,提供一种系统,所述系统具有:润滑剂通道,所述润滑剂通道包括布置在第一传感器与第二传感器之间的颗粒捕获装置;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的指令,所述指令在被执行时使得所述控制器能够响应于来自所述第一传感器和所述第二传感器的反馈而调整发动机操作参数。

根据一个实施例,响应于来自所述第一传感器的反馈而调整的所述发动机操作参数包括激活指示灯。

根据一个实施例,响应于来自所述第二传感器的反馈而调整的所述发动机操作参数包括调整燃料喷射和点火正时中的一者或多者。

根据一个实施例,所述第一传感器和所述第二传感器是电感式传感器、红外传感器、激光传感器和光学传感器中的一者或多者。

根据一个实施例,所述颗粒捕获装置是机油滤清器。

根据一个实施例,所述颗粒捕获装置是磁体。

根据一个实施例,所述第一传感器是红外传感器、激光传感器和光学传感器中的一者或多者,其中所述第二传感器是电感式传感器。

根据本发明,提供一种车辆系统,所述车辆系统具有:润滑剂检测装置,所述润滑剂检测装置包括布置在第一传感器与第二传感器之间的颗粒捕获装置,所述颗粒捕获装置包括磁体;以及控制器,所述控制器具有存储在其非暂时性存储器上的指令,所述指令在被执行时使得所述控制器能够响应于仅所述第一传感器感测到颗粒而激活指示灯,并响应于所述第一传感器和所述第二传感器中的每一者都感测到所述颗粒而调整发动机功率输出。

根据一个实施例,所述发动机功率输出是经由减少燃料喷射量、减少增压和延迟火花中的一者或多者来调整的。

根据一个实施例,本发明的特征还在于响应于感测到所述颗粒而发信号通知机油更换请求。

根据一个实施例,所述机油更换请求响应于机油更换完成而被移除,所述指令还使得所述控制器能够响应于在所述机油更换之后的阈值时间内感测到磁性颗粒而确定动力传动系统部件劣化。

根据一个实施例,所述指令还使得所述控制器能够响应于在所述机油更换之后的所述阈值时间内感测到非磁性颗粒而确定所述机油更换是劣质的。

根据一个实施例,所述润滑剂检测装置布置在发动机与滤清器之间,其中所述润滑剂检测装置与所述发动机和所述滤清器共面接触。

根据一个实施例,在所述发动机、所述润滑剂检测装置和所述滤清器之间没有布置中间部件,并且其中所述润滑剂检测装置包括联接件,所述联接件被成形为与所述发动机的发动机螺栓和所述滤清器的接纳孔配合。

根据一个实施例,所述第一传感器和所述第二传感器是相同的,其中所述第一传感器和所述第二传感器是红外传感器、光学传感器和激光传感器中的一者或多者。

根据本发明,一种方法包括:响应于来自机油检测系统的第一传感器的反馈来感测机油流中的颗粒;响应于所述第一传感器感测到所述颗粒并且第二传感器未感测到所述颗粒来激活指示灯发动机操作参数,所述第二传感器相对于所述机油流的方向布置在所述第一传感器的下游,其中机油滤清器布置在所述第一传感器与所述第二传感器之间;以及响应于所述第一传感器和所述第二传感器都感测到所述颗粒来调整发动机操作参数以减少燃料喷射量。

根据一个实施例,本发明的特征还在于响应于所述第一传感器感测到所述颗粒并且所述第二传感器未感测到所述颗粒而发信号通知机油更换请求;还包括响应于所述第一传感器和所述第二传感器都感测到所述颗粒而发信号通知所述机油更换请求和机油滤清器更换请求。

根据一个实施例,所述机油流从油底壳流到所述发动机。

根据一个实施例,所述第一传感器和所述第二传感器是不同的,其中所述第一传感器是选自红外传感器、光学传感器和激光传感器中的一者或多者的非电感式传感器,而所述第二传感器是电感式传感器。

根据一个实施例,所述机油滤清器是车辆的唯一机油滤清器。

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