CN112400110A - 用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的设备、装置和计算机实现的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的计算机实现的方法、系统和设备，该方法包括：通过确定参考发动机的参考发动机参数来生成参考发动机简档数据；基于来自参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据；通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；在发动机设备处接收参考模型；测量与发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数；以及使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。

Description

用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的设备、装置和计 算机实现的方法
技术领域
本申请总体上涉及一种用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的设备、装置、方法和软件代码。
背景技术
此部分示出了有用背景信息，而非承认本文所描述的任何技术代表现有技术。
诸如海船的现代载具面临变得越来越严格的燃料效率要求。在过去的几年内美国和欧盟的新立法设定了现有的已知载具和润滑剂技术不易实现的燃料经济性和排放目标。
为了应对这些不断增加的标准，发动机设备制造商要求更好的燃料经济性作为润滑剂相关性能特性，同时维持沉积物控制和氧化稳定性要求。增加燃料经济性的一个熟知方式是减小润滑油的粘度。然而，此方法现在已达到当前设备能力和规格的极限。在给定粘度下，熟知的是添加有机或有机金属摩擦改性剂降低了润滑油的表面摩擦并允许更好的燃料经济性。然而，这些添加剂常常带来诸如沉积物形成增加、密封冲击的有害影响，或者它们与抗磨组分竞争有限表面位点，从而不允许形成抗磨膜，导致磨损增加。
此外，对发动机性能的要求不断增加。例如，这些发动机性能参数包括制动平均有效压力(BMEP)和最大气缸压力。因此，润滑剂上的应力将更大，从而影响润滑剂寿命(和服务寿命)。
内燃活塞发动机的润滑通常被布置为通过对润滑油加压并借助布置到发动机的润滑通道将加压的油引导到期望位置来将润滑介质(通常，油)馈送到需要润滑的发动机的部件。在发动机操作的同时，由于例如源自燃烧过程的污染物以及发动机的组件的磨损，油的质量降低。通常使用封闭的循环回路，其中相同量的润滑油在参与润滑之后被收集到发动机的油槽，并且在类似过滤的适当处理之后再次被泵送到期望润滑位置。在油的润滑以及可能其它性质劣化太多之前，更换油。
还存在降低发动机服务需求的驱动力，这也将产生使润滑剂寿命最大化的需求。润滑油的质量对发动机的服务寿命和所需维护间隔有很大影响。
现有技术中已知的是提供一种从其气缸的内表面获取内燃发动机中的润滑油的样本的布置，在该布置中，采样装置包括：主体，其中布置有空间，在其第一端设置有样本口；针部分，其被布置到空间中以与样本口协作；致动器，其联接到针部分，用于对针进行定位以选择性地打开和关闭样本口，其中针部分被布置到采样装置的第一主体部分中并且致动器被布置到第二主体部分中，该针部分和致动器在公共中心轴线上依次布置以彼此力传递连通。
然而，在发动机操作期间取样麻烦、困难并且需要更复杂的发动机结构。由于对效率和操作可靠性的更严格的要求，出现了改进在线(即，在发动机的操作期间)跟踪润滑系统的操作和润滑油的质量，而无需获取润滑油样本的可能性的需求。
因此，需要一种易于设置、准确并且功能强大且可靠的解决方案以提供用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命而无需从发动机获取油样本的更准确系统。
发明内容
根据所公开的实施方式的第一示例方面，提供了一种用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：
确定参考发动机的参考发动机参数；
基于参考发动机参数来生成参考发动机简档数据；
基于来自参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据；
通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；
在发动机设备处接收参考模型；
测量发动机设备的发动机的发动机参数；以及
使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
接收多个参考发动机的选择信息；以及
通过基于选择信息确定所述多个参考发动机的参考发动机参数来生成参考发动机简档数据。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
基于从至少一个参考发动机接收的传感器数据来确定参考发动机参数。
在实施方式中，参考发动机参数涉及参考发动机的不同操作状况。参考发动机参数可涉及参考发动机的操作和环境测量数据。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
基于选择信息基于来自所述多个参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据。
在实施方式中，油样本的机械测试包括油样本的摩擦润滑性测试。
在实施方式中，摩擦润滑性测试被配置为基于摩擦测试台结果来评估。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
基于油样本的摩擦润滑性测试来确定参考发动机油润滑数据，其中，参考发动机油润滑数据包括Stribeck型摩擦数据。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
在服务器设备处维持参考模型的参考模型数据；以及
响应于接收到参考发动机简档数据或参考发动机油润滑数据，动态地更新参考模型数据。
在实施方式中，该方法还包括以下步骤：
将发动机设备识别信息发送到服务器设备；
通过基于发动机设备识别信息将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；以及
在发动机设备处接收所生成的参考模型。
在实施方式中，发动机参数涉及发动机的操作或环境测量数据。操作测量数据可包括下列中的至少一个：
发动机启动次数；
自上次换油以来的操作小时；
发动机的负载循环；
以发动机行进的英里；
发动机使用的燃料量；以及
发动机的传感器数据。
在实施方式中，该方法还包括：
通过组合以生成参考模型的函数来将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联。
在实施方式中，该方法还包括：
使用参考模型的函数来确定发动机油的剩余寿命。
在实施方式中，该方法还包括：
使用参考模型的函数来确定发动机油的当前性能特性。
在实施方式中，该方法还包括：
使用参考模型的函数来确定发动机油的预测的未来性能特性。
在实施方式中，发动机是海船发动机.
在实施方式中，发动机是动力装置发动机。
在实施方式中，在服务器设备处生成参考模型。
在实施方式中，在服务器设备处确定发动机设备的发动机中的发动机油的所述剩余寿命。
在实施方式中，在发动机设备处接收参考模型并确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。
根据所公开的实施方式的第二示例方面，提供了一种发动机设备，该发动机设备包括：
发动机；
通信接口；
至少一个处理器；以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器；
所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述设备执行以下步骤：
接收参考模型，该参考模型被配置为通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑性质关联而被生成，其中，参考发动机简档数据被配置为通过确定与参考发动机的不同操作状况有关的参考发动机参数而被生成，并且参考发动机油润滑性质被配置为针对不同操作状况基于来自参考发动机的油样本的机械测试而被确定；
测量与发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数；以及
使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。
根据所公开的实施方式的第三示例方面，提供了一种服务器设备，该服务器设备包括：
通信接口；
至少一个处理器；以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器；
所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述设备执行以下步骤：
通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型，其中，参考发动机简档数据通过确定参考发动机的参考发动机参数而被生成，并且参考发动机油润滑数据基于来自参考发动机的油样本的机械测试而被确定；以及
向发动机设备发送参考模型，以用于测量与发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数，并且用于使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。
根据所公开的实施方式的第四示例方面，提供了一种具体实现在计算机可读介质上的计算机程序，包括计算机可执行程序代码，该代码在由设备的至少一个处理器执行时使得该设备执行以下步骤：
确定参考发动机的参考发动机参数；
基于参考发动机参数来生成参考发动机简档数据；
基于来自参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据；
通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；
在发动机设备处接收参考模型；
测量与发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数；以及
使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。
前面已示出了本公开的不同的非约束示例方面和实施方式。上述实施方式仅用于说明在本发明的实现方式中可利用的所选方面或步骤。一些实施方式可仅参考本发明的某些示例方面呈现。应该理解，对应实施方式也可应用于其它示例方面。
附图说明
将参照附图仅作为示例描述所公开的实施方式的各方面，附图中：
图1示出根据所公开的实施方式的一方面的系统的示意图；
图2呈现了可应用本发明的各种实施方式的发动机设备(海船或动力装置)的示例框图；
图3呈现了根据示例实施方式的传感器装置的示例框图；
图4呈现了根据示例实施方式的服务器设备的示例框图；
图5呈现了远程计算机设备的示例框图；
图6示出流程图，示出了根据本发明的示例实施方式的操作；
图7示出根据示例实施方式的用于确定发动机油的剩余寿命的示例性发动机设备相关项的示意图；
图8示出根据示例实施方式的通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型的示例性发动机设备相关项的示意图；
图9示出根据示例实施方式的用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的示例性发动机设备相关项的示意图；
图10示出根据示例实施方式的用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的示例性动态函数的示意图；
图11示出根据示例实施方式的传感器数据项的示意图。
具体实施方式
在以下描述中，相似的标号表示相似的元件。
图1示出根据示例实施方式的系统100的示意图。例如，海船121或动力装置121可包括发动机设备120。代替海船或动力装置，系统121可包括利用具有用于发动机操作的润滑油的发动机的任何设置。
作为示例，讨论海船121。海船121包括发动机设备120，其包括例如用于生成、处理并通过通信接口收发发动机相关数据的装置。设备120能够下载和本地执行软件程序代码。软件程序代码可以是如下的服务的客户端应用，即，在系统100的服务器设备130、131上运行该服务的可能的服务器应用。设备120包括发动机125、通信接口、存储器和处理器，并且还可包括用于提供发动机相关数据124的捕获装置(例如，传感器装置)。例如，传感器装置可包括加速度计、陀螺仪、温度传感器、压力传感器、测量传感器或相机。例如，相机还可用于提供视频数据，并且麦克风可用于提供音频数据。
在实施方式中，提供了一种用于确定发动机设备120的发动机125中的发动机油的剩余寿命的计算机实现的方法、设备和系统。至少一个参考发动机170-172被配置为通过确定参考发动机170-172的参考发动机参数175来生成参考发动机简档数据182。至少一个参考发动机170-172被配置为通过来自参考发动机170-172的油样本176的机械测试来生成参考发动机油润滑数据183。参考发动机170-172相关测量、数据收集和收发可由参考发动机数据设备180执行。通过将参考发动机简档数据182与参考发动机油润滑数据183关联来生成参考模型184。
参考模型184可经由连接181发送到服务器设备130、131以便于存储和处理。参考发动机简档数据182和/或参考发动机油润滑数据183也可被发送到服务器设备130、131以便于存储和处理。也可在服务器设备130、131处生成参考模型184。
参考模型184被配置为在发动机设备120处接收，发动机设备120可包括例如现场发动机125或海船121中操作的发动机125。在发动机设备120处，测量与发动机设备120的发动机125的操作状况有关的发动机参数124，并且使用参考模型184和发动机参数124来确定发动机设备120的发动机125中的发动机油的剩余寿命。
在本说明书中，船舶意指任何类型的水上船舶(通常，海船)。更典型地，船舶是货船或大型邮轮，但是本公开也适用于例如游艇。在本说明书中，动力装置意指任何类型的发电系统，通常是具有生成电力的内燃发动机125的动力装置，例如LNG发动机或柴油发动机或混合发动机。最典型地，动力装置是还实现太阳能、风能或电池管理系统的多源电厂，但是本公开也适用于包括具有润滑油的发动机的任何系统。
发动机设备120被配置为可至少偶尔直接经由本地连接或通过无线连接122经由无线通信网络140连接到公共网络150(例如，互联网)。例如，无线连接122可包括移动蜂窝网络、卫星网络或无线局域网(WLAN)。无线通信网络140可经由数据连接141连接到公共数据通信网络150(例如，互联网)。发动机设备120可被配置为可直接经由数据连接(可包括固定或无线移动宽带接入)连接到公共数据通信网络150(例如，互联网)。无线通信网络140可经由数据连接来连接到系统100的服务器设备130。
在实施方式中，发动机设备120可在海船121(或例如动力装置)内建立与至少一个捕获装置(例如，传感器)和计算机装置的本地连接。捕获装置(例如，传感器)可被集成到发动机设备120或海船121，附接到海船121的船体并连接到船舶控制系统，或者作为单独的传感器装置布置并且可经由单独的连接来连接到网络150。
发动机设备120及其客户端应用可允许发动机设备120登入例如船舶或在服务器130上运行的发动机数据服务。
可在发动机设备120和服务器130之间提供实时交互以经由网络150合作获得海船数据。还可在发动机设备120和远程用户装置160之间提供实时交互以经由网络150、161合作获得海船或发动机数据。
传感器数据项(例如，发动机参数124)由海船121的传感器装置生成并发送到服务器130。传感器数据项可在发动机设备120处进行处理然后发送，或者可在没有进一步处理的情况下发送到服务器130。
传感器数据还可在经由网络150传输之前被存储在发动机设备120内。然后，所发送的传感器数据可在服务器设备130或远程用户装置160处被存储和/或处理。
捕获装置(例如，传感器装置)可捕获传感器数据并且例如经由通过网络形成的对等连接作为实时内容或非实时数据发送到服务器设备130或远程用户装置160。
发动机设备120可连接到多个不同的捕获装置和仪器，并且发动机设备120可被配置为选择主动与哪一(哪些)传感器装置合作。
发动机设备120或远程用户装置160的用户可能需要利用用户凭证来登入网络服务器130的所选服务。
在实施方式中，系统100包括传感器装置，其被配置为由发动机设备120包括或者可经由本地连接来连接到发动机设备120。本地连接可包括有线连接或无线连接。例如，有线连接可包括通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)或RCA接口。例如，无线连接可包括声学连接、BluetoothTM、射频识别(RF-ID)或无线局域网(WLAN)。例如，近场通信(NFC)可用于传感器装置与发动机设备120之间的传感器装置识别。
传感器装置还可经由直接本地连接或经由无线蜂窝网络连接140、141直接连接到公共网络150(例如，互联网)。
在实施方式中，系统100可包括服务器设备130，其包括用于经由数据连接151存储服务数据、服务度量和订户信息的存储装置131。例如，服务数据可包括：配置数据；账户创建数据；传感器数据；传感器ID；参考数据项、用户输入数据；实时合作数据；参考发动机简档数据、参考发动机参数、参考发动机油润滑数据、预定义设置；和属性数据。
在实施方式中，发动机设备120中的专有应用可以是如下的服务的客户端应用，即，该服务的服务器应用正在系统100的服务器设备130上运行。
发动机设备120的专有应用可接收传感器输入数据并提供输出数据。输入数据可包括由捕获装置(例如，传感器装置或相机)捕获的数据。
在实施方式中，任何设备的配置信息或应用下载信息可由服务器130自动地下载和配置。因此，装置的用户可能不需要对服务进行任何初始化或配置。系统服务器130还可负责服务、传感器装置、设备和用户的账户创建过程。
在实施方式中，装置的关联可以是一次性的，或者永久地存储在任何装置或服务器130上。
在实施方式中，传感器装置或发动机设备120在系统服务器130上的认证可利用硬件或SIM凭证(例如，国际移动设备标识(IMEI)或国际移动订户标识(IMSI))。传感器装置或发动机设备120可向系统服务器130发送包括例如IMEI和/或IMSI的认证信息。例如，系统服务器130通过将所接收的认证信息与系统服务器数据库131存储的注册用户/装置/船舶/设备的认证信息进行比较来认证装置或发动机设备120。这种认证信息可用于将装置和/或设备配对以在它们之间生成关联以用于船舶或动力装置数据连接。
在实施方式中，服务web应用可用于系统的配置。例如，服务web应用可在任何用户装置、管理装置或连接到公共数据网络(例如，互联网150)的远程控制装置160(例如，个人计算机)上运行。控制设备160还可经由本地连接123本地连接到发动机设备120并且可利用设备120的网络连接来进行配置。例如，控制设备160的服务web应用可提供搜索/添加仪器、确定属性、装置设置和配置。例如，控制设备160的服务web应用可以是用于太复杂以致无法在发动机设备120的用户接口上执行的任务的通用配置工具。
在实施方式中，远程控制设备160可以是从控制设备160发送到系统服务器130、131的认证和配置数据，其中，可基于所接收的数据来修改配置设置。在实施方式中，所修改的设置然后可经由网络150和本地连接或无线运营商发送到发动机设备120。所修改的设置也可例如通过发动机设备120或直接经由网络150相应地发送到外部装置。
在实施方式中，传感器装置可以是无线的或有线的。
系统100还可包括在绕地球的轨道中运行的多个卫星110。各个卫星110的轨道未必与其它卫星的轨道同步，实际上可能是异步的。诸如结合本发明的优选实施方式描述的全球定位系统接收机设备被示出为从各种卫星110接收扩频全球定位系统(GPS)卫星信号112。多个卫星110可用于定位目的、用于确定行进距离的输入(例如由于换油)或者准确时间的输入(例如由于换油)。
远程控制设备160可被配置为由船舶121的远程操作者操作。例如，远程控制设备160可被布置在地面站上、船舶121上或另一船舶上。
图2呈现了可应用本发明的各种实施方式的发动机设备120(例如在海船或动力装置内)的示例框图。除了发动机之外，发动机设备120还可包括用户设备(UE)、用户装置或设备(例如，船舶计算机系统)。
发动机设备120的一般结构包括控制单元200和发动机单元201。
控制单元200的一般结构可包括用户接口240、通信接口250、卫星定位装置(GPS)270、用于捕获与船舶或动力装置有关的当前活动数据和/或当前环境数据的捕获/传感器装置260、处理器210以及联接到处理器210的存储器220。控制单元200还包括存储在存储器220中并且可操作以被加载到处理器210中并在处理器210中执行的软件230。软件230可包括一个或更多个软件模块并且可以是计算机程序产品的形式。控制单元200还可包括用户接口控制器280。
处理器210可以是例如中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元等。图2示出一个处理器210，但是设备120可包括多个处理器。
存储器220可以是例如非易失性或易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、数据盘、光学存储部、磁存储部、智能卡等。设备120可包括多个存储器。存储器220可被构造成设备120的一部分，或者可由用户插入到设备120的插槽、端口等中。存储器220可仅用于存储数据的目的，或者可被构造成用于其它目的(例如，处理数据)的设备的一部分。包括参考模型的专有油寿命数据应用(客户端应用)231被存储在存储器220。发动机数据、传感器数据和环境数据也可被存储到存储器220。
用户接口控制器280可包括用于例如经由键盘、显示在发动机设备120的用户接口240的显示器上的图形用户接口、言语识别电路或附件装置(例如，耳机)从设备120的用户接收输入并且经由例如图形用户接口或扬声器向用户提供输出的电路。
卫星定位装置270被配置为例如提供位置信息或时间信息。这种信息可包括例如位置坐标、速度、移动方向、GPS时间和高度信息。
通信接口模块250实现数据传输的至少一部分。通信接口模块250可包括例如无线或有线接口模块。无线接口可包括诸如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频识别(RF ID)、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA、LTE(长期演进)或5G无线电模块。例如，有线接口可包括诸如通用串行总线(USB)或美国国家海洋电子协会(NMEA)0183/2000标准。通信接口模块250可被集成到设备120中或者可插入到设备120的合适插槽或端口中的适配器、卡等中。通信接口模块250可支持一种无线电接口技术或多种技术。设备120可包括多个通信接口模块250。
本领域技术人员将认识到，除了图2所示的元件之外，设备120还可包括其它元件，例如麦克风、额外显示器以及诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片、专用集成电路(ASIC)、用于特定目的的处理电路(例如，源编码/解码电路、通道编码/解码电路、加密/解密电路等)之类的附加电路。另外，设备120可包括在外部电源不可用时用于供电的一次性或可再充电的电池(未示出)。
在实施方式中，设备120包括言语识别手段。使用这些手段，可例如从言语识别预定义的短语并转换为用于设备120的控制信息。
卫星定位装置270和传感器装置260可被配置为由设备120包括或者作为单独的装置连接到设备120。在卫星定位装置270和捕获装置260被包括在设备120中的情况下，它们可使用设备120的内部总线连接到设备120。在卫星定位装置270和传感器装置260是连接到设备120的外部装置的情况下，它们可使用设备120的通信接口250或使用内部总线连接到设备120。
发动机单元201的一般结构可包括发动机291、另一传感器装置290和通信接口293。传感器装置290可能未必连接到内部总线以及主处理器210和存储器220。这种传感器装置290可连接到发动机单元201的发动机291和通信接口293。此外，可经由通信接口293发送具有传感器装置290所提供的传感器数据的传感器数据项。另选地，可为通信接口250提供并由通信接口250发送具有传感器装置290所提供的传感器数据的传感器数据项。
在实施方式中，第二传感器装置260可被配置为集成到海船121的信息系统200，并且第一传感器装置290被配置为不集成到海船121的信息系统200，而是仅集成到发动机291。
在实施方式中，第一传感器装置290被配置为集成到发动机设备120的发动机291。
不管示出单个传感器290，传感器290可包括多个传感器290。传感器装置290可被配置为例如测量发动机性能或操作数据。
在实施方式中，传感器装置290本身的通信接口(参见例如图3)或者发动机单元201的通信接口293包括自动识别系统(AIS)接收器以用于从海船121接收包括自动识别系统数据的无线传输。AIS接收器可包括被配置为接收自动识别系统数据的天线，或者传感器装置290可包括被配置为接收自动识别系统数据的天线。在另一示例中，AIS接收器被配置为从传感器装置290外部的天线接收自动识别系统数据。
在实施方式中，发动机291和至少一个传感器装置290被配置为基于所接收的自动识别系统数据和传感器数据来生成传感器数据项。因此，传感器数据项可包括由传感器装置290生成的传感器数据和标识符信息。标识符信息可包括下列中的至少一个：传感器ID(S-ID)；发动机ID(E-ID)以及船舶ID(V-ID)(也参见图11)，其包括所接收的自动识别系统数据的至少一部分。
传感器数据项还可包括识别海船的信息(例如，国际海事组织(IMO)船只识别号或海上移动服务标识(MMSI))。该识别信息可从自动识别系统(AIS)信号获取，或者可在安装时被存储在发动机设备120内。
与至少一个传感器装置260、290或GPS 270所测量的发动机291性能和操作有关的传感器数据可包括测量时的测量数据值和/或在首先处理至少一些测量的数据值之后的数据。
在实施方式中，基于包括海船的全球定位系统(GPS)接收器270和通信接口250中的至少一个的船舶接收器装置来确定控制单元200的通用时钟信息。通用时钟信息可包括下列中的至少一个：全球定位系统(GPS)时间和协调世界时(UTC)。
在实施方式中，提供了一种使用传感器系统来确定海船在水中的速度以用于优化船舶操作的方法，该传感器系统具有包括第一类型的至少一个第一传感器290和第二类型的至少一个第二传感器260、270的多个传感器。该方法包括：使用至少一个第一传感器290来获得螺旋桨每分钟转数以及螺旋桨处的扭矩、推进力、推力和发动机燃料消耗中的至少一个；使用至少一个第二传感器260、270来获得船舶的地面速度；以及使用所获得的数据和流体动力学建模来确定船舶的水中的速度。可将传感器数据作为原始传感器数据发送到服务器设备，并且可在服务器处进行数据的处理和船舶数据的确定。例如，可使用附加第一传感器290来提供风和海况信息，其也可用于确定船舶数据(例如，水中速度(STW))。传统上，使用通过STW日志测量的STW来进行船舶的优化操作，由于校准和噪声问题，这是不够的。流体动力学建模数据可被维持在控制单元200处(例如，存储器220中)，并且可例如在访问可用时(例如，当停靠港口时)经由网络150从服务器设备130更新和下载流体动力学建模数据。
在实施方式中，例如在发动机设备控制单元200处从服务器设备接收包括参考模型231的专有油寿命数据应用(客户端应用)。使用至少一个传感器260、290测量与发动机设备120的发动机291的操作状况有关的发动机参数。然后使用参考模型231和发动机参数确定发动机设备120的发动机291中的发动机油的剩余寿命。
在实施方式中，螺旋桨每分钟转数、螺旋桨处的扭矩、推进力、推力和发动机燃料消耗中的至少一个是源自基于船舶振动的对应间接测量的测量值，并且可用作参考模型231的进一步输入。
对于至少一个第一传感器290，代替例如螺旋桨转数的直接测量，可例如从基于附接到船体或发动机的传感器290所检测的船舶振动的间接测量获得该测量值或数据。
不管示出多个元件，并非所有元件均是所有实施方式必不可少的。一些元件是可选的，例如GPS 270、传感器装置260、用户接口240和用户接口控制器280。
图3呈现了可应用本发明的各种实施方式的传感器装置260、290的示例框图。例如，传感器装置260、290可包括用于活动数据检测、操作数据检测和环境数据检测的各种手段。传感器装置260、290可用于发动机相关数据和环境数据捕获二者。传感器装置260可对应于图3所示的传感器装置290元件。
在实施方式中，传感器装置260、290和传感器数据的处理可提供与发动机有关的多个参数，例如下列中的一个或更多个：时间、位置(维度和经度)、SOG(地面速度)、COG(地面路线)、三维振动、螺旋桨/发动机RPM，发动机的操作状况包括下列中的至少一个：发动机启动次数；自上次换油以来的操作小时；发动机的负载循环；利用发动机行驶的英里；发动机所使用的燃料量；以及发动机的总传感器数据。
传感器装置290还可包括多个捕获装置、任何上述装置的组合等。例如，环境温度可包括空气温度、水温或地面温度。
传感器装置290还可包括能够与通信接口250、293中的至少一个连接的通信接口。所生成的传感器数据可被发送到通信接口293。传感器装置290还可将其传感器数据经由其内部通信接口发送到控制单元200的通信接口250。
在实施方式中，传感器装置290内的通信接口或通信接口293例如是无线发送器或无线收发器(例如，无线局域网(WLAN)收发器或者任何移动或蜂窝通信网络收发器(例如，宽带码分多址(WCDMA)、长期演进(LTE)等)或本地数据端口(例如，以太网、通用串行总线(USB)等)。
在实施方式中，传感器装置290还可存储识别发动机、海船或动力装置的信息。这可能已被预先配置到传感器装置290。由于自动识别系统数据识别例如所接收的数据涉及的海船，传感器装置290因此能够确保所接收的自动识别系统数据涉及传感器装置290附连到的海船。识别正确海船的一个可能性是使用例如AIS信号的无线信号强度。最强AIS信号涉及传感器装置290附接到的海船。另一可能性是将来自加速度传感器的加速度信号与AIS信号中指示船舶移动的数据进行比较并基于该比较来确定正确的AIS信号。
海船主信息系统200的第二传感器装置260可包括针对第一传感器装置290所公开的对应元件。
在实施方式中，传感器装置290被配置为，当传感器装置290附连到海船121的船体结构时，测量海船性能相关数据。例如，可使用螺栓连接、胶合或者任何其它方式来将传感器装置290附连或附接到船体结构或发动机主体。换言之，由于传感器装置290被牢固地附接到船体结构或发动机主体，所以传感器装置290与船体结构或发动机主体之间不存在相对运动，因此传感器290经由船体结构或发动机主体来感测海船或发动机的运动和振动。
AIS接收器(由通信接口293或传感器装置290内的通信接口包括)可从传感器装置290附连至的同一海船121接收包括AIS信号的无线传输。传感器装置290可预先存储识别海船121的信息(例如，国际海事组织(IMO)船只识别号或海上移动服务标识(MMSI))以使得它能够确定AIS信号涉及它所附连至的海船121。AIS信号包括与海船有关的多条信息，例如船舶标识、发动机标识符和类型、位置、航向、速度、导航状态以及其它相关信息。传感器装置290可原样使用所接收的AIS信号(换言之，包含在AIS信号中的每一条信息)。在另一示例中，传感器装置290可选择AIS信号中所包括的信息的子集以包括在传感器数据中。在一个示例中，该子集包括海船121的至少位置和/或时间信息。
通常，AIS信号旨在帮助船舶的值班人员跟踪和监视其它船舶的移动并且还允许海事部门跟踪和监视船舶的移动。它还通过与附近的其它船只电子交换数据来识别和定位船舶。
在实施方式中，AIS信号由安装在正发送AIS信号的船舶中的传感器装置290接收。这使得传感器装置可将AIS信号与传感器290所测量的传感器数据相链接。由于传感器装置290具有包括在AIS信号中的信息以及来自一个或更多个传感器290的测量，所以不需要进行对海船信息系统的传统整合任务。由海船发送给传感器装置290的AIS信号是强信号。因此，可能没有必要安装单独的天线以便能够接收AIS信号。这使得传感器装置290的安装更简单更快速。例如，由于AIS信号例如经由各种现有线缆泄漏到海船的内部，所以可在海船内安装仅包括内部天线的传感器装置290。
在实施方式中，视频相机被配置为提供视频信号。基于视频信号，设备可确定环境或操作数据的至少一部分。该确定可例如通过视频图像处理、模式识别、过滤或其它这样的手段来完成。
传感器装置260、290可包括实现数据传输的至少一部分的通信接口模块。通信接口模块可包括例如无线或有线接口模块。无线接口可包括诸如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频识别(RF ID)、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA或LTE(长期演进)无线电模块。例如，有线接口可包括诸如通用串行总线(USB)或美国国家海洋电子协会(NMEA)0183/2000标准。通信接口模块可被集成到传感器装置260、290中或者可被插入到传感器装置260、290的合适的插槽或端口中的适配器、卡等中。通信接口模块可支持一种无线电接口技术或多种技术。传感器装置260、290可包括多个通信接口模块。
图2至图3中所公开的传感器装置290可包括至少一个加速度计或三维加速度计。由于传感器装置290可被附连到海船的船体或发动机主体，所以加速度计能够感测船体中的振动。从加速度计所感测的振动，可确定例如海船的螺旋桨或主发动机的旋转速度。在大多数船舶中，螺旋桨的旋转速度与海船的发动机的旋转速度相同。因此，可基于加速度计的测量的分析来确定海船的螺旋桨和发动机的旋转速度。
在实施方式中，为了确定螺旋桨的旋转速度，传感器装置290或关联的计算机装置可分析加速度计所测量的信号以识别信号中的基频。基频是发动机的RPM(每分钟转数)或其倍数。基音检测(即，寻找基频)的一个可能方法是谐波乘积谱(HPS)方法。在该方法中，频谱被多次压缩(下采样)，并且将其与原始频谱进行比较。然后可看到最强谐波峰值排成列。原始频谱中的第一峰值与按因子2压缩的频谱中的第二峰值重合，其与按因子3压缩的频谱中的第三峰值重合。因此，当各种频谱一起相乘时，结果将在基频处形成清晰峰值。显而易见的是，HPS仅是寻找基频的一个可能方法，也可使用其它方法。螺旋桨的旋转速度也可被存储在传感器装置290的存储器中以被发送到外部实体或由外部实体访问。
此外，分析传感器数据的装置或设备(例如，服务器设备130、传感器装置本身、控制单元200或远程设备160)可执行由传感器装置290的至少一个加速度传感器测量的信号的频率分析。在传感器装置或者一些其它装置或设备执行频率分析的情况下，要发送到传感器装置/计算机装置之外的传感器数据的量减少。频率分析可包括例如频率-时间分析，例如短时傅里叶变换(STFT)或离散小波变换(WFT)。利用频率分析，可了解短时间内的频率分量。例如，执行频率分析，以使得可更好地了解并且还分析海船121的运动。
此外，频率分析可包括应用例如主分量分析(PCA)的降维方法，以便识别频域中的最重要分量。
加速度计和倾斜计可用于测量相同的参数，因为它们二者均测量加速度。主要区别之一在于加速度计单独地提供加速度分量，但它们更不准确。然而，通常在较大的动态范围内提供加速度分量。倾斜计更准确地测量倾斜，但范围较窄。因此，如果其带宽足够高的话，也可利用倾斜计执行RPM测量。此外，可针对倾斜计所提供的数据执行频率分析，并且得到与基于加速度计数据相同或几乎相同的结果。然而，一个区别在于倾斜计不测量垂直加速度。
基于传感器数据的分析，例如，可确定海船121(或例如动力装置)及其发动机120的操作效率并且自动地触发诸如对发动机120换油之类的服务请求。
基于由传感器装置260、290生成的可用信息，可使用参考模型231来优化和分析与海船的能效有关的各种因素。
可基于从至少一个传感器接收的传感器数据来生成海船数据和发动机数据。基于发动机数据和参考模型231，可确定性能优化。传感器检测的发动机数据也可被发送到服务器设备130、131并在那里利用该数据和参考模型231计算例如优化的换油时间。
图4呈现了可应用本发明的各种实施方式的服务器设备130的示例框图。
服务器设备130的一般结构包括处理器410以及联接到处理器410的存储器420。服务器设备130还包括存储在存储器420中并且可操作以被加载到处理器410中并在处理器410中执行的软件430。软件430可包括一个或更多个软件模块(例如，服务应用431)并且可以是计算机程序产品的形式。
处理器410可以是例如中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元等。图4示出一个处理器410，但是服务器设备130可包括多个处理器。
存储器420可以是例如非易失性或易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、数据盘、光学存储部、磁存储部、智能卡等。服务器设备130可包括多个存储器。存储器420可被构造成服务器设备130的一部分，或者可由用户插入到服务器设备130的插槽、端口等中。存储器420可仅用于存储数据的目的，或者可被构造成用于其它目的(例如，处理数据)的设备的一部分。
通信接口模块450实现无线电传输的至少一部分。通信接口模块450可包括例如无线或有线接口模块。无线接口可包括诸如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频识别(RF ID)、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA、LTE(长期演进)或5G无线电模块。例如，有线接口可包括诸如通用串行总线(USB)或美国国家海洋电子协会(NMEA)0183/2000标准。通信接口模块450可被集成到服务器设备130中或者可插入到服务器设备130的合适的插槽或端口中的适配器、卡等中。通信接口模块450可支持一种无线电接口技术或多种技术。所捕获的与发动机设备120的环境数据关联的活动数据(例如，来自海船或来自动力装置)以及所测量的与发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数可由服务器设备130使用通信接口450接收。
电子邮件服务器处理460，其接收经由网络150从发动机设备120(例如，海船或动力装置设备)和远程计算机设备160发送的电子邮件消息。服务器460可包括内容分析器模块461，其检查所接收的消息的内容是否满足为服务的新活动数据项设定的标准。内容分析器模块461可例如检查电子邮件消息是否包含要用作参考数据项的有效活动数据项。由电子邮件服务器接收的有效参考数据项然后被发送到应用服务器440，应用服务器440提供例如与存储在用户数据库470中的用户账户和内容管理服务的内容有关的应用服务。服务系统100所提供的内容被存储在内容数据库480中。
本领域技术人员将理解，除了图4所示的元件之外，服务器设备130还可包括其它元件，例如麦克风、显示器以及诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片、专用集成电路(ASIC)、用于特定目的的处理电路(例如，源编码/解码电路、通道编码/解码电路、加密/解密电路等)的附加电路。并非图4中所公开的所有元件均是所有实施方式必需的。
根据实施方式，可在服务器设备130处接收参考发动机简档数据和参考发动机油润滑数据，其中，参考发动机简档数据通过确定参考发动机的参考发动机参数来生成，并且参考发动机油润滑数据基于来自参考发动机的油样本的机械测试来确定。可在服务器设备130处通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型。参考模型或其发动机特定的修改版本被发送到发动机设备120，在那里测量与发动机设备120的发动机125的操作状况有关的发动机参数125，并且可使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备120的发动机125中的发动机油的剩余寿命。
根据实施方式，服务器设备130可接收多个参考发动机的选择信息并且通过基于选择信息确定多个参考发动机的参考发动机参数来生成参考发动机简档数据。可基于从至少一个参考发动机接收的传感器数据来生成参考发动机参数。参考发动机参数可涉及参考发动机的不同操作状况。
在实施方式中，参考发动机数据设备180(参见图1)可被配置为基于选择信息基于来自多个参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据。由参考发动机数据设备180执行的油样本的机械测试包括油样本的摩擦润滑性测试。摩擦润滑性测试可被配置为基于摩擦测试台结果来评估。
在实施方式中，参考发动机油润滑数据基于油样本的摩擦润滑性测试，其中，参考发动机油润滑数据包括Stribeck型摩擦数据。
参考模型的参考模型数据可被维持在服务器设备130处，并且响应于接收到参考发动机简档数据或参考发动机油润滑数据而动态地更新参考模型数据。
在实施方式中，服务器设备130接收发动机设备识别信息并且通过基于发动机设备识别信息将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型。所生成的参考模型可被发送到发动机设备120以用于确定发动机当前和未来性能以及估计发动机油寿命。
图5呈现了可应用本发明的各种实施方式的远程计算机设备160的示例框图。计算机设备160可以是用户设备(UE)、用户装置或设备，例如移动终端、智能电话、膝上型计算机、台式计算机或其它通信装置。远程控制设备160可被配置为由船舶121或动力装置121(图1)的远程操作者操作。例如，远程控制设备160可被布置在地面站上、船舶121上(图1)或另一船舶上。
计算机设备160的一般结构包括用户接口540、通信接口550、处理器510以及联接到处理器510的存储器520。计算机设备160还包括存储在存储器520中并且可操作以被加载到处理器510中并在处理器510中执行的软件530。软件530可包括一个或更多个软件模块(例如，远程客户端软件应用531)并且可以是计算机程序产品的形式。计算机设备160还可包括用户接口控制器560。
处理器510可以是例如中央处理单元(CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、图形处理单元等。图5示出一个处理器510，但是计算机设备160可包括多个处理器。
存储器520可以是例如非易失性或易失性存储器，例如只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、数据盘、光学存储部、磁存储部、智能卡等。计算机设备160可包括多个存储器。存储器520可被构造成计算机设备160的一部分，或者可由用户插入到计算机设备160的插槽、端口等中。存储器520可仅用于存储数据的目的，或者可被构造成用于其它目的(例如，处理数据)的设备的一部分。
用户接口控制器560可包括用于例如经由键盘、显示在计算机设备160的用户接口240的显示器上的图形用户接口、言语识别电路或附件装置(例如，耳机)从计算机设备160的用户接收输入并且经由例如图形用户接口或扬声器向用户提供输出的电路。
通信接口模块550实现无线电传输的至少一部分。通信接口模块550可包括例如无线或有线接口模块。无线接口可包括诸如WLAN、蓝牙、红外(IR)、射频识别(RF ID)、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA、LTE(长期演进)或5G无线电模块。例如，有线接口可包括诸如通用串行总线(USB)或美国国家海洋电子协会(NMEA)0183/2000标准。通信接口模块550可被集成到远程计算机设备160中或者可插入到远程计算机设备160的合适的插槽或端口中的适配器、卡等中。通信接口模块550可支持一种无线电接口技术或多种技术。远程计算机设备160可包括多个通信接口模块550。来自发动机125、170-172、291的传感器数据项和/或油润滑数据可从服务器设备130下载并被存储到远程计算机设备160。
本领域技术人员将理解，除了图5所示的元件之外，计算机设备160还可包括其它元件，例如麦克风、额外显示器以及诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片、专用集成电路(ASIC)、用于特定目的的处理电路(例如，源编码/解码电路、通道编码/解码电路、加密/解密电路等)的附加电路。另外，计算机设备160可包括在外部电源不可用时用于供电的一次性或可再充电的电池(未示出)。
图6示出流程图，其示出了根据本发明的示例实施方式的操作。在步骤600中，开始用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的方法。在步骤610中，确定参考发动机的参考发动机参数。在步骤620中，基于参考发动机参数来生成参考发动机简档数据。在步骤630中，基于来自参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据。在步骤640中，通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型。在步骤650中，在发动机设备处接收参考模型。在步骤660中，测量发动机设备的发动机的发动机参数。在步骤670中，使用参考模型和发动机参数来确定发动机设备的发动机中的发动机油的剩余寿命。在步骤680中该方法结束。
图7示出根据示例实施方式的用于确定发动机油的剩余寿命的示例性发动机设备相关项的示意图700。
首先，从多个候选参考发动机170-172中，选择至少一个参考发动机170和相关的发动机和油数据。
在实施方式中，例如，可针对多个参考发动机从系统的操作者接收或者基于发动机类型标识符自动地定义选择信息。可通过基于选择信息确定多个参考发动机的参考发动机参数来生成参考发动机简档数据。
至少一个参考发动机170-172被配置为通过确定参考发动机170-172的参考发动机参数175来生成参考发动机简档数据182。可使用集成到发动机170或在发动机170外部的至少一个传感器来检测参考发动机参数175。可基于来自至少一个发动机170的参考发动机参数(传感器数据)175来生成参考发动机简档数据182。参考发动机参数可涉及参考发动机的不同操作状况。
至少一个参考发动机170-172被配置为通过来自参考发动机170-172的油样本176的机械测试来生成参考发动机油润滑数据183。油样本176的机械测试可由摩擦测试台710或者被配置为执行油样本176的机械摩擦润滑性测试的任何测试装置710来完成。测试装置710可以是单独的测试装置，而不被集成到与设备180的其它元件相同的装置。
参考发动机170-172相关测量、数据收集和收发可由参考发动机数据设备180执行。通过将参考发动机简档数据182与参考发动机油润滑数据183关联来生成参考模型184。因此，参考发动机油润滑数据183源自油润滑性数据(例如Stribeck型摩擦数据)。
例如，可基于将发动机数据182与润滑油176的润滑性能数据183组合成独立的数学函数来处理所收集的数据182、183。该函数将不需要样本或传感器数据的多项式拟合或者查找表。
在实施方式中，参考发动机简档数据182和参考发动机油润滑数据183的所收集的数据可在参考发动机数据设备180处被处理或者经由网络150被发送到服务器设备130以便于处理。
在实施方式中，参考模型184可经由连接181被发送到服务器设备130、131以便于存储和处理。参考发动机简档数据182和/或参考发动机油润滑数据183也可经由网络150被发送到服务器设备130、131以便于存储和处理。也可在服务器设备130、131处生成参考模型184。
在实施方式中，参考模型的参考模型数据可被维持在服务器设备处，并且响应于接收到参考发动机简档数据182或参考发动机油润滑数据183而经由网络150动态地更新参考模型数据。
在实施方式中，当在测试实验室中测试发动机时并且在将发动机170-172发送给客户之前，可在发动机制造商处接收并处理参考发动机参数175和油样本176。参考发动机170-172也可以是测试发动机(不发送给客户)，其在测试实验室以各种操作简档和各种环境影响运行，以收集用于参考模型计算的参考数据。
图8示出根据示例实施方式的通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型的示例性发动机设备相关项的示意图800。
在实施方式中，服务器设备(例如图1中所示的服务器130)和参考发动机数据设备180中的至少一个被配置为执行通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型的计算机实现的方法。可接收多个参考发动机数据项810-830。
例如，发动机数据项810可包括来自第一参考发动机的任何数据集811-813。发动机数据项810可包括参考发动机简档数据(ED1，图1中的数据182)的第一数据集811，其中参考发动机油润滑数据(OS1，图1中的数据183)考虑参考发动机简档数据(ED1)基于反映发动机的操作的油样本来定义。对应数据集812-813可分别基于不同发动机简档数据(ED2-3)来确定，其中参考发动机油润滑数据(OS2-3)考虑参考发动机简档数据(ED2-3)基于反映发动机的操作的油样本来定义。
此外，发动机数据项820-830可相应地包括来自第二和第三参考发动机或者任何其它参考发动机的任何数据集821-833。
通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型184，其中，可使用来自单个发动机数据项810的参考发动机油润滑数据811-813和多个不同的参考发动机简档数据。在一些实施方式中，多个不同的发动机数据项810-830可用于单个模型184。
在实施方式中，参考模型184可被配置为包括将不同发动机简档数据与相应油润滑数据关联的动态模型。这种模型然后可在操作发动机时用于估计发动机油的当前状态并考虑操作简档来预测其未来性能。
图9示出根据示例实施方式的用于确定发动机125中的发动机油的剩余寿命的示例性发动机设备相关项的示意图900。
在实施方式中，参考模型184在海船121或动力装置121的发动机设备120处例如经由网络150接收，或者作为服务功能本地安装。可测量与发动机设备120的发动机125的操作状况有关的发动机参数124并用于处理，但是另选地，可仅使用模型184。可使用参考模型184和发动机参数(EDX)124或者仅使用参考模型184来确定发动机设备120的发动机125中的发动机油的剩余寿命。
在实施方式中，基于识别信息来识别发动机125或发动机设备120，并且可经由网络150将(发动机/设备)识别信息发送到服务器设备。在服务器设备处，可通过基于(发动机/设备)识别信息将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型，然后可在发动机设备120处接收所生成的参考模型184。
在实施方式中，可使用参考模型184的函数来确定发动机125润滑油的剩余寿命。此外，可使用参考模型184的函数来确定发动机125油的当前性能特性。另外，可使用参考模型184的函数来确定发动机125油的预测的未来性能特性。例如，发动机125可以是海船发动机或动力装置发动机。
内燃发动机中的润滑滑动接触被设计为在特定润滑状态下操作，以优化磨损和摩擦。然而，随着润滑油劣化，该润滑状态改变并且发动机组件会在不同的状态下操作。
在实施方式中，参考模型184的函数被配置为预测此行为并计算发动机125的组件的润滑性能和磨损，并且预测发动机125的操作简档以估计组件寿命。
润滑油样本可从具有已知操作状况的参考发动机获得并且基于摩擦机械测试在润滑性方面进行评估。
可在数值上研究通过油样本的测试和分析获取的数据(例如，所测量的摩擦、速度负载等)。
所获得的实验参考数据可用于创建训练的模型184。
模型184与现场发动机数据124(例如，负载、速度、启动停止、斜升时间)一起配置以识别当前组件性能和磨损状态并预测未来组件性能和磨损状态。模型184被配置为生成与例如优化发动机性能以例如使磨损最小化并延长关键组件寿命或预测组件寿命相关的信息。
图10示出根据示例实施方式的用于确定发动机125中的发动机油的剩余寿命的示例性动态函数的示意图1000。
在实施方式中，发动机设备120可使用参考模型184和发动机参数124来生成动态函数1010。例如，动态函数1010可以是基于参考模型184和任何可用的本地发动机设备参数124生成的动态Stribeck曲线。
Stribeck曲线是摩擦学领域的基本概念。其表明流体润滑接触中的摩擦(y轴)是接触负载、润滑剂粘度和润滑剂卷吸速度(x轴)的非线性函数。对于两个流体润滑表面的接触，Stribeck曲线表明所谓Hersey数、无量纲润滑参数和摩擦系数之间的关系。Hersey数被定义为：
Hersey数＝(η·N)/P
其中η是流体的动态粘度，N是流体的卷吸速度，P是摩擦接触中的法向负载。因此，对于给定粘度和负载，Stribeck曲线表明摩擦如何随速度增加而改变。基于Stribeck曲线的典型进程，可识别三个润滑状态。
图10中的第一状态1被称为边界润滑，其中，固体表面直接接触，并且负载主要由表面粗糙支撑，并且存在高摩擦。
图10中的第二状态2被称为混合润滑，其中，存在一些粗糙接触，并且负载由粗糙和液体润滑剂二者支撑。
图10中的第三状态3被称为流体动力润滑，其中，存在可忽略的粗糙接触，并且负载主要由流体动力压力支撑。
发动机设备120被配置为动态地调节函数1010以确定发动机油的润滑性能，而无需任何现场取样。可通过基于来自参考发动机的油样本的机械测试确定参考发动机油润滑数据来生成函数1010并通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成具有函数1010的参考模型。使用动态函数1010，发动机设备120可被配置为基于其真实操作状况和其预测的操作简档的信息来估计当前润滑油的当前和未来性能。
当知道动态函数1010时，发动机设备120可被配置为估计最佳换油时间。
在实施方式中，发动机设备120被配置为测量与发动机设备120的发动机125的操作状况有关的发动机参数并且使用动态函数1010和发动机参数124基于动态函数1010来确定发动机设备120的发动机125中的发动机油的剩余寿命。基于动态函数1010，发动机设备120可估计发动机125将在何种状态下操作以及相应地何时是最佳换油时间。
图11示出根据示例实施方式的传感器数据项的示意图。所公开的传感器数据项124、175可包括至少一个标识符。
在实施方式中，发动机291和至少一个传感器装置290(参见例如图2)被配置为基于所接收的识别系统数据和传感器数据来生成传感器数据项。因此，传感器数据项可包括传感器装置290所生成的传感器数据和标识符信息。例如，标识符信息可包括下列中的至少一个：传感器ID(S-ID)；发动机ID(E-ID)和船舶ID(V-ID)，其可包括所接收的自动识别系统数据的至少一部分。
传感器数据项(例如，发动机参数124)由海船121或动力装置的传感器装置生成并发送到服务器设备130。传感器数据项可在发送之前在发动机设备120处被处理，或者可在没有进一步处理的情况下发送到服务器130。
在不以任何方式限制随附权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文所公开的一个或更多个示例实施方式的技术效果是用于发动机设备的改进系统。
本文所公开的一个或更多个示例实施方式的技术效果在于油寿命估计的准确性改进。本文所公开的一个或更多个示例实施方式的技术效果在于发动机的燃料效率改进。本文所公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果在于发动机设备的操作效率改进。本文所公开的一个或更多个示例实施方式的另一技术效果在于可准确地定义油润滑性质，而无需在现场发动机设备处获取油样本。
尽管在独立权利要求中阐述了本发明的各方面，但是本发明的其它方面包括来自所描述的实施方式和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其它组合，而非仅仅是权利要求中明确阐述的组合。
本文中还应该注意的是，尽管以上描述了本发明的示例实施方式，但是这些描述不应从限制性意义上理解。相反，存在可在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下进行的多种变化和修改。

Claims (25)

1.一种用于确定发动机中的发动机油的剩余寿命的计算机实现的方法，该方法包括以下步骤：
确定参考发动机的参考发动机参数；
基于所述参考发动机参数来生成参考发动机简档数据；
基于来自所述参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据；
通过将所述参考发动机简档数据与所述参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；
在发动机设备处接收所述参考模型；
测量所述发动机设备的发动机的发动机参数；以及
使用所述参考模型和所述发动机参数来确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：
接收多个参考发动机的选择信息；以及
通过基于所述选择信息确定所述多个参考发动机的参考发动机参数来生成所述参考发动机简档数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于从至少一个参考发动机接收的传感器数据来确定所述参考发动机参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述参考发动机参数涉及所述参考发动机的不同操作状况。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述参考发动机参数涉及所述参考发动机的操作和环境测量数据。
6.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于所述选择信息基于来自所述多个参考发动机的油样本的机械测试来确定所述参考发动机油润滑数据。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，所述油样本的所述机械测试包括所述油样本的摩擦润滑性测试。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述摩擦润滑性测试被配置为基于摩擦测试台结果来评估。
9.根据权利要求7或8所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于所述油样本的所述摩擦润滑性测试来确定所述参考发动机油润滑数据，其中，所述参考发动机油润滑数据包括Stribeck型摩擦数据。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在服务器设备处维持所述参考模型的参考模型数据；以及
响应于接收到参考发动机简档数据或参考发动机油润滑数据，动态地更新所述参考模型数据。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：
将发动机设备识别信息发送到所述服务器设备；
通过基于所述发动机设备识别信息将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑数据关联来生成所述参考模型；以及
在发动机设备处接收所生成的参考模型。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中，所述发动机参数涉及所述发动机的操作或环境测量数据。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，所述操作测量数据包括下列中的至少一个：
-发动机启动次数；
-自上次换油以来的操作小时；
-所述发动机的负载循环；
-以所述发动机行进的英里；
-所述发动机使用的燃料量；以及
-所述发动机的传感器数据。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：
通过组合以生成所述参考模型的函数来将所述参考发动机简档数据与所述参考发动机油润滑数据关联。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
使用所述参考模型的所述函数来确定所述发动机油的剩余寿命。
16.根据权利要求14或15所述的方法，该方法还包括以下步骤：
使用所述参考模型的所述函数来确定所述发动机油的当前性能特性。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤：
使用所述参考模型的所述函数来确定所述发动机油的预测的未来性能特性。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的方法，其中，所述发动机是海船发动机。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其中，所述发动机是动力装置发动机。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的方法，其中，在所述服务器设备处生成所述参考模型。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的方法，在所述服务器设备处确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的所述剩余寿命。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的方法，其中，在所述发动机设备处接收所述参考模型并确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的所述剩余寿命。
23.一种发动机设备，该发动机设备包括：
发动机；
通信接口；
至少一个处理器；以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器；
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述设备执行以下步骤：
接收参考模型，该参考模型被配置为通过将参考发动机简档数据与参考发动机油润滑性质关联而被生成，其中，所述参考发动机简档数据被配置为通过确定与所述参考发动机的不同操作状况有关的参考发动机参数而被生成，并且所述参考发动机油润滑性质被配置为针对所述不同操作状况基于来自所述参考发动机的油样本的机械测试而被确定；
测量与所述发动机设备的所述发动机的操作状况有关的发动机参数；以及
使用所述参考模型和所述发动机参数来确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的剩余寿命。
24.一种服务器设备，该服务器设备包括：
通信接口；
至少一个处理器；以及
包括计算机程序代码的至少一个存储器；
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为利用所述至少一个处理器使得所述设备执行以下步骤：
通过将所述参考发动机简档数据与所述参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型，其中，所述参考发动机简档数据通过确定参考发动机的参考发动机参数而被生成，并且所述参考发动机油润滑数据基于来自所述参考发动机的油样本的机械测试而被确定；以及
向发动机设备发送所述参考模型，以用于测量与所述发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数，并且用于使用所述参考模型和所述发动机参数来确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的剩余寿命。
25.一种具体实现在包括计算机可执行程序代码的计算机可读介质上的计算机程序，所述代码在由设备的至少一个处理器执行时使得所述设备执行以下步骤：
确定参考发动机的参考发动机参数；
基于所述参考发动机参数来生成参考发动机简档数据；
基于来自所述参考发动机的油样本的机械测试来确定参考发动机油润滑数据；
通过将所述参考发动机简档数据与所述参考发动机油润滑数据关联来生成参考模型；
在发动机设备处接收所述参考模型；
测量与所述发动机设备的发动机的操作状况有关的发动机参数；以及
使用所述参考模型和所述发动机参数来确定所述发动机设备的所述发动机中的发动机油的剩余寿命。
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