CN101861520A - 确定机动车的机油中的燃油成分的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的方法，其中，机油被带入到至少两个形成一个电容器的电极之间，其中，在机油处于电极之间时确定电容器的电容，并且其中，由该电容器的电容确定了机油中的燃油成分。此外，本发明涉及一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的装置。

Description

确定机动车的机油中的燃油成分的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于确定机动车的机油中的燃油成分的一种方法以及一种装置。

背景技术

在机动车的内燃机运行中，燃油可能渗入到机油中。该危险尤其出现在发动机达到其运行温度之前，也就是在冷车状态中。因此，在内燃机达到其运行温度之前，被输送的燃油经常不能完全燃烧。然后，该燃油可以例如沉淀在汽缸壁上并渗入到机油中。此外，在发动机的冷车状态中，在发动机的部件之间产生气隙，未燃烧的燃油可能通过该气隙渗入到机油中。由于其不易挥发的成分，该问题尤其在柴油燃油中出现。在此，在所谓的生物-柴油燃油，也就是基于植物的柴油燃油中(该生物-柴油燃油例如是从植物油或者动物脂肪中获得)，尤其经常导致燃油渗入到机油中，这是因为在内燃机达到运行温度时，该燃油也不总是完全燃烧。

机油在内燃机中满足多种重要的目的。最重要的目的是，润滑在内燃机中彼此相对运动的部件。此外，通过机油从而排出摩擦热量、洗除污物以及防止金属部件磨损。由于渗入到机油中的燃油而强烈地加剧了发动机的摩损，该摩损通常伴随着燃油消耗的增加和内燃机的废气排放的增加。

为了解决上述问题，例如在使用生物燃油时，至今一直相应地缩短机油更换周期。然而，在此在更换机油之前可能并没有任何对此的提示，即是否真的由于在机油中升高的燃油成分而需要在此时更换机油。因此，也许进行了不必要的机油更换。

发明内容

因此，从之前阐述的现有技术出发，本发明的目的在于提出一种开头所述类型的方法和装置，利用该方法和装置能够以简单的方式确定出机油中的燃油成分，从而能够及时地确定出在机油中的过高的燃油成分。

本发明的目的通过独立权利要求1和10的所述内容实现。本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求以及说明书和附图中得出。

根据本发明，该目的通过一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的方法实现，其中，机油被带入到至少两个形成一个电容器的电极之间，其中，在机油处于电极之间时确定电容器的电容，并且其中，由电容器的电容确定了机油中的燃油成分。

此外，该目的通过一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的装置来实现，该装置具有至少两个形成一个电容器的电极，机油可被带入到这些电极之间，以及该装置具有评估设备，在机油处于电极之间时，可利用该评估设备确定电容器的电容，并且可利用该评估设备由电容器的电容确定机油中的燃油成分。

本发明的主旨在于，以电容方式测量机油中的燃油成分。在此，本发明基于这样的认识，即不同的燃油类型和机油类型具有不同的介电常数。因此，机油的介电常数也随着油中增加的燃油成分而发生变化。为了确定介电常数，待测量的机油被引入到传感器中的测量单元中，该测量单元构成电容器。处于电容器电极之间的机油的介电常数的变化导致电容器的电介质的相应变化，并进而导致电容器的电容的变化。通过在机油处于电容器电极之间时测量电容器的电容，也就能够以精确的方式推导出处于机油中的燃油成分。尤其是能够利用根据本发明的方法或根据本发明的装置以可靠和精确的方式确定出机油的临界的燃油污染。在超过最大的燃油污染、也就是临界值时，可以随之采取合适的措施。所属的措施例如是，例如在检查机动车时，将相应的信息发给机动车驾驶员或者车间。

在此，根据本发明的、用于测量机油中的燃油成分的传感器的结构特别简单并因此成本低廉。相应地可以利用根据本发明的方法以特别简单和成本低廉的方式测定机油中的燃油成分。

根据本发明，机油被带入到电极之间。在此，该机油可以在稍后的时间点再次从电极之间的空间里移除。机油可以在电极之间引导穿过。机油在电极之间的引导穿过在此意味着，为了进行测量，机油被带入到电极之间并且在稍后的时间点再次从传感器中离开。

机油能够以特别简单的方式在正常的机油循环的情况下被带入到电容器电极之间。为此，根据本发明的传感器可以以合适的方式引入到机油循环中，尤其是布置在其中。在这种情况下，机油也就在其正常循环的情况下在电极之间穿流。当然，基本上可以考虑设置一种用于将机油引入到电极之间的独立的装置，例如一种合适的泵。

也可以考虑的是，将用于测量的传感器浸入到机油中并且以这种方式将机油带入到电极之间。根据本发明的传感器例如也可以布置在内燃机的油槽中并且机油能够以这种方式被带入到电极之间。在这种情况下，传感器也就没有被安置在循环系统中。机油在传感器中和尤其是在电极之间的进入和离开随后通过油槽中的对流来实现。

可以将在运行中测量的电容器的电容与在纯的、也就是没有被燃油污染的机油中的在上述校准的范畴中所测量的电容进行比较。在此基础上可以以特别简单的方式确定燃油污染的程度。

为了确定电容器的电容，可以以自身已知的方式在电容器电极上施加电压，尤其是交流电压。为此，该装置可以具有合适的电源。对电容器的电容的确定对于本领域技术人员来说是已知的，并因此不必详细说明。

在当前的描述中，概念“电容的确定”当然也包括确定与电容器的电容相关联的量值。当然，同样也可以由这些与电容相关联的电容器的量值确定机油中的燃油成分。

根据本发明的一个设计方案，燃油成分可以是柴油燃油成分。内燃机也就可以是柴油内燃机。由于其不易挥发的成分，尤其在柴油燃油中出现燃油渗入到机油中的问题，因此对在机油中识别燃油成分提出较高的要求。

当然也可以考虑的是，在机油中的燃油成分是汽油燃油成分，也就是用于奥托内燃发动机的燃油。在这种情况下，内燃发动机可以是奥托内燃发动机。

根据另一个设计方案，燃油成分可以是生物-燃油成分，尤其是生物-柴油燃油成分。这种类型的基于植物的燃油有时候在内燃机的运行温度中也不完全燃烧。由此可能造成燃油渗入到机油中。相应地，特别重要的是对机油中的燃油成分进行监控。此外，因为生物燃油的介电常数与机油的介电常数特别明显地存在差别，因此机油中的生物燃油、尤其是生物-柴油燃油可以借助于电容测量被特别良好地确定。特别地，这种差别大于例如在含矿物的柴油燃油和含矿物的机油之间的差别。

根据该方法的另一个设计方案，可以在电容器电极上施加不同频率的交流电压并且分别确定了电容器的阻抗。根据该装置的这个设计方案，可以设置电源，利用该电源可在电容器电极上施加不同频率的交流电压，其中，利用评估设备可以分别确定出电容器的阻抗。在此，在机油处于电极之间时施加交流电压。阻抗取决于频率而定。阻抗的确定对于本领域技术人员来说是已知的并因此不做详细说明。根据该设计方案也就贯穿交流电压频率范围并且收集到相应的阻抗频谱。由此可以获得关于机油中的燃油成分的特别精确的信息。然后尤其可能的是，由不同交流电压频率下的阻抗值中识别出机油中的燃油的类型。燃油的这种识别在根据本发明的装置中可以利用评估设备实现。该设计方案基于这样的认识，即不同的燃油在不同的交流电压频率的情况下以不同的方式对阻抗产生影响。由对收集到的阻抗频谱、例如最大值(峰值)和最小值等等的位置和/或高度的评估可以识别出不同的燃油。以这种方式例如可以确定，存在于机油中的燃油是矿物的燃油还是生物-柴油燃油。为了进行评估，可以将收集到的阻抗频谱与之前在已知的燃油污染中生成的参考频谱进行比较。

根据一个特别的根据实践的设计方案，机油可以被带入到多个形成一个电容器的电极之间。根据装置的该设计方案，可以设置有多个形成一个电容器的电极。通过多个电容器电极可以形成一个在单位容积方面电容特别大的电容器。由此提供在数值方面相对较高的电容测量值。例如感应出的干扰场只能较小地影响测量。由此可以舍弃特别和相对更加昂贵的屏蔽措施。当设置多个电极时，这些电极尤其可以分别在两侧起作用。对此，分别在相邻的电极之间施加电压。相邻的电极因此处于在不同的电位上。在此，每个第二电极可以分别位于相同的电位上。因此，对于整个电容器电极来说仅仅需要具有两个电接头的电源。

电容器电极可以是电容器板。设计为板形的电极使得电容器的构造特别简单。然后，这些板通常彼此平行地布置并且彼此具有间距，电容器的电介质处于该间距中，其中相邻的板位于不同的电位上。

尤其是在设置多个电容器板时，为了进行测量，机油被带入到这些电容器板之间，这些电容器板可以彼此平行并间隔开地布置。这些板也能够以一个间距彼此堆叠地布置。在此，相邻的电极通常又位于不同的电位上。这些位于不同的电位上的电极在此可以梳子状地彼此啮合在一起。每个第二板随后分别位于相同的电位上。因此又获得特别简单的构造，其中对于所有的板来说仅仅需要一个具有两个电接头的电源。当然，电极也可以具有另一种形状，例如设计成圆柱形。那么，该圆柱形的电极可以具有不同的直径并且可以彼此推入地布置。在相邻的圆柱体之间可以随后分别施加电压。

附图说明

接下来根据附图详细说明本发明的实施例。图中示意性的示出：

图1示出了根据本发明的装置的侧视图，以及

图2示出了在图1中示出的装置的截面图。

具体实施方式

在附图中，相同的部件以相同的标号示出。在图1的侧视图中示出了用于测量在机动车机油中的燃油成分的根据本发明的装置。该装置具有壳体1，该壳体在本实例中由塑料制成。在壳体1上设置有用于待检测的机油的入口2。为了进行测量，机油可以穿过入口2被引导到根据本发明的装置中。根据本发明的装置在示出的实例中集成在发动机的机油循环回路中。机油随之流经该装置，如在图1中通过箭头3所示。在流过该装置之后，机油在与入口2相对的出口4处再次从装置中流出。被引导穿过装置的机油在示出的实例中是柴油内燃机的机油。在示出的实例中，该机油被生物-柴油燃油成分污染。

在示出的实例中，装置具有多个板状的电极，这些电极形成一个电容器。在图1中仅仅示意性地示出了这些处于壳体1的壁后面的电极5中的一些电极。机油相应地在箭头3的方向上在这些形成一个电容器的电极5之间流过。为了给电容器板提供电压而设置了一个公共电源。该电源在示出的实例中具有两个电接头6，7。通过电导线8，9将电接头分别与评估设备10连接起来，当前在该评估设备10中还集成有电源。

在图2中可以识别出根据本发明的装置的电容器板的结构。在图2中，以垂直于机油的流动方向3截断的视图示出了根据本发明的装置。机油因此在图2的视图中垂直于绘图平面流过该装置。电接头6，7分别与电容器的第一连接板11和第二连接板12连接。在此，多个第一电容器板5垂直地从第一连接板11离开。相应地，多个第二电容器板13同样也垂直地从第二连接板12离开。第一和第二电容器板5，13彼此平行地并间隔开地布置。在电容器板的这种羽毛状的布置中，第一板5梳子状地啮合在第二板13中。也就是说，第一电容器板5和第二电容器板13交替地相邻布置。

第一电容器板5通过第一连接板11和第一电接头6位于同一个共同的电位上。第二电容器板13与此相反地通过第二连接板12和第二电接头7位于一个共同的、与第一电容器板5的电位不同的电位上。因此确保各个相邻的电容器板5、13位于不同的电位上，在这些板之间由此分别施加电压。由此除了在图2中的最下面的和最上面的电容器板之外，这些板都在两侧起作用。因此，电容器在单位容积方面具有相对大的电容。由此，外来干扰，例如感应出的干扰场仅仅对测量产生很小的影响。因此可以舍弃费用高昂的屏蔽措施。

在装置的运行中，机油在流动方向3上被引导穿过装置，其中，油在电容器板5，13之间穿流。在机油处于电容器板5，13之间时，借助于评估设备10来确定由板5，13形成的电容器的电容。随着在机油中变化的燃油成分，机油的介电常数和进而测量到的电容都发生变化。再次借助于评估设备例如根据在上述校准的范畴中测定的特征曲线，由测定的电容来确定机油中的燃油成分。

为了识别存在于机油中的燃油的类型，借助于评估设备10在电容器板5，13上施加不同频率的交流电压。在此，尤其地贯穿交流电压频率范围。同样也借助于评估设备10分别在不同的交流电压频率下确定电容器的阻抗。阻抗频谱也被收集。然后根据阻抗频谱由评估设备10识别出处于机油中的燃油类型。此外，评估设备10在另一方面评估出阻抗频谱的最大值和最小值的位置和高度。在示出的实例中，评估通过与之前在校准的范畴中生成的阻抗频谱在已知的燃油污染的情况下进行的比较来实现。

利用根据本发明的装置和根据本发明的方法可以以较为简单并且成本低廉的方式可靠地测定出机油中的燃油成分。

Claims (18)

1.一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的方法，

-其中，所述机油被带入到至少两个形成一个电容器的电极(5，13)之间；

-其中，在所述机油处于所述电极(5，13)之间时确定所述电容器的电容；并且

-其中，由所述电容器的所述电容确定了所述机油中的所述燃油成分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是柴油燃油成分。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是汽油燃油成分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是生物-燃油成分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述电容器电极(5，13)上施加不同频率的交流电压并且分别确定了所述电容器的阻抗。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，由不同交流电压频率下的阻抗值中识别出所述机油中的燃油的类型。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述机油被带入到多个形成一个电容器的电极(5，13)之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电极(5，13)是电容器板(5，13)。

9.根据权利要求7和8所述的方法，其特征在于，所述电容器板(5，13)彼此平行并间隔开地布置。

10.一种用于确定机动车的机油中的燃油成分的装置，

-具有至少两个形成一个电容器的电极(5，13)，所述机油可被带入到所述电极之间；以及

-具有评估设备(10)，在所述机油处于所述电极(5，13)之间时，可利用所述评估设备确定所述电容器的电容，并且可利用所述评估设备由所述电容器的所述电容确定所述机油中的所述燃油成分。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述燃油成分是柴油燃油成分。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述燃油成分是汽油燃油成分。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述燃油成分是生物-燃油成分。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于，设置有电源(10)，利用所述电源可在所述电容器电极(5，13)上施加不同频率的交流电压，以及利用所述评估设备(10)可分别确定所述电容器的阻抗。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，利用所述评估设备(10)可由不同交流电压频率下的阻抗值中识别出所述机油中的燃油的类型。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的装置，其特征在于，设置有多个形成一个电容器的电极(5，13)。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述电极(5，13)是电容器板(5，13)。

18.根据权利要求16和17所述的装置，其特征在于，所述电容器板(5，13)彼此平行并间隔开地布置。

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