CN1807850B - 监测发动机油状态的装置和测量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测车辆发动机油的装置、方法和传感器。一种根据本发明一个例示性实施方案的用于监测发动机油的装置，包括一个用于测量发动机油物理和化学性质的油性质测量部件；一个测量发动机驾驶工况的驾驶工况测量部件；一个控制部分，其中将符合发动机驾驶工况的发动机油状况存储作为设定值，用于为符合发动机驾驶工况测量值的发动机油状态选择一个设定值，并在对从驾驶工况测量部件输入的发动机状态测量值和设定值进行比较的基础上，计算关于发动机油质量的结果值；及一个根据结果值输出预定输出的输出部件。

Description

监测发动机油状态的装置和测量传感器

本申请要求2004年11月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2004-0099177及2005年11月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2005-0111791的优先权和权益，其全部内容在此引用作为参考。

技术领域

本发明涉及一种监测车辆发动机油状态的装置、方法和传感器。根据本发明的实施方案，可以用独立传感器或综合传感器测量发动机油的物理性质、化学性质，和数量，然后通过将发动机油性质的测量值与根据驾驶工况或驾驶历史信息决定的预定值比较，确定发动机油的质量，然后将其显示在仪表板上，从而驾驶员可以决定发动机油是否可以继续使用。此外，向系统监测装置提供发动机油的更换历史、消耗量和氧化历史信息。

背景技术

由于发动机油可以包括多种材料和添加剂，且可以用多种生产工艺制造，因此发动机油的物理和化学多样性可以根据氧化程度、发动机工况、采用的燃油种类、驾驶工况，和环境工况具有多种变化。

因此，扫描和监测发动机油的设备或系统应该准确有效地测量发动机油的多种性质，且应该指示发动机油的当前状况、添加时间，及更换时间。

通常，发动机油用于减小摩擦、冷却发动机、分散重量、密封、清洁，及防尘。然而，随着发动机油的使用，上述功能的效果会变差。

由于发动机油在燃烧室的高温下使用，因此发动机油会氧化且一些由于燃烧产生的物质会掺在发动机油中。此外，喷射器中诸如汽油或柴油的燃油泄漏会使发动机油变稀，且发动机摩擦部件由于磨损产生的金属碎片会沉淀或飘浮在发动机油中。此外，当发动机发生故障时，防冻剂或水会通过发动机的连接部件(例如垫圈)流入发动机油中。

通常，在发动机没有故障的正常情况中，随着发动机油使用时间的变长，发动机油的粘度变大。因此，在驾驶过程中，发动机油粘度的增加会产生摩擦损失过大的问题。

然而，在燃油通过喷射器泄漏或发动机油含水量增大的情况中，随着发动机的工作，发动机油的粘度下降。从而，发动机摩擦部件上可能会产生过大的磨损。因此，粘度是发动机油的一个重要物理性质，其应该准确测量。

然而，测量发动机油物理性质的传统设备仅使用测量传感器中线圈电容的方法，或者通过网状结构传感器测量电容，该网状结构通过加工半导体而获得。因此，难以正确测量发动机油的粘度。

同时也难以通过测量电容来测量发动机油的化学性质，及确保传感器的耐用性，因为发动机油中掺杂的金属碎片会吸附到传感器上。

一种测量发动机油位的传统方法是用裸眼观察所装油位计的人工方法。然而，这种方法非常不方便，而且在驾驶时不可能测量油位。

通常，当油位低于油泵信号管时，装在仪表板中的压力下降报警灯变亮。当油压比5atm的常用压力低很多时，例如低于0.5atm时，压力下降报警灯工作。然而，即使驾驶员一看见压力下降报警灯变亮，就停止发动机运转，发动机也可能已经产生了严重损坏。

即使时间非常短，发动机的摩擦部件也会严重损坏，且这种损坏无法通过添加发动机油而修复。因此，提供一个始终监视发动机油位的传感器很重要。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于加深对发明背景的理解，因此它可能含有不构成在该国中本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种监测车辆发动机油状态的装置、方法和传感器，其具有向驾驶员或工程师报告发动机油的准确测量状态，并提高精确性和耐用性的优点。一种根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油状态的装置，包括一个用于测量发动机油物理和化学性质的油性质测量部件；一个测量发动机驾驶工况的驾驶工况测量部件；一个控制部分，其中将符合发动机驾驶工况的发动机油状况存储作为设定值，用于为符合发动机驾驶工况测量值的发动机油状态选择一个设定值，并在对从驾驶工况测量部件输入的发动机状态测量值和设定值进行比较的基础上，计算关于发动机油质量的结果值；及一个根据结果值输出预定输出的输出部件。油性质测量部件是一个包括油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器的综合传感器。综合传感器包括一个其中具有空腔的柱形壳体，油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器装在该壳体中，及一个用于在每一传感器测量值的基础上计算发动机油物理和化学性质的DSP。油位传感器包括一个装在壳体中的管形输入电极，并制成可以向其施加电流，和一个管形油位电极，离开输入电极内表面而设置，并制成从输入电极上接收电流。油氧化程度传感器包括输入电极，和一个管形油氧化程度电极，布置在油位电极下部并制成接收从输入电极施加的电流。油粘度传感器包括一个压电元件和一个覆盖压电元件的金属膜，而油温传感器装到壳体上。

输出部件可以是仪表板或系统监测装置。

油性质测量部件至少包括油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器中的一个。

当向其上施加电流时，通过振动发动机油，油粘度传感器的压电元件可以具有自清洁功能。

壳体和输入电极上可以形成用于使发动机油通过的油孔。

油粘度传感器可以通过橡胶制成的O形密封圈装到油氧化程度电极内侧。

DSP可以包括一个用于接收信息的输入/输出接口，通过与油性质测量部件、ECU(电子控制单元)，和输出部件通信，并输出控制信号；一个CPU，在从输入/输出接口输入的测量值和从ECU输入的发动机行驶工况的基础上，计算发动机油质量；一个快闪存储器，用于按照时间顺序存储通过CPU计算的发动机油情况历史；和一个ROM，用于存储CPU的操作程序。

油位传感器可以包括一个制成可以向其施加电流的输入电极，和一个管形油位电极，离开输入电极内表面布置，并制成接收从输入电极上输出的电流。控制部分在输入电极的输入电流和油位电极的输出电流基础上，计算输入电极和油位电极之间发动机油的电容和介电常数，并在算出的发动机油电容和介电常数的基础上，计算发动机油位。

输入电极为管形，且油位电极为直径小于输入电极的管形。

油位电极分为多个部件，且控制部件在油位电极的输出电流信号和输入电极的输入电流信号基础上，在油位电极多个分离部件上分别计算多个油位。

用于监测发动机油状态的设备还可以包括用于安装油位电极的支撑部件，其中支撑部件由管形绝缘材料制成，且油位电极固定到支撑部件外表面上。

可以在支撑部件的外表面上沿着纵向形成四个垂直突起部分，且它们布置在油位电极两个相邻分离部件之间，从而对油位电极的各分离部件进行绝缘。

油氧化程度传感器可以包括一个用于施加电流的输入电极，和一个油氧化程度电极，其离开输入电极布置并制成从输入电极接收电流。控制部分在输入电极的输入电流和油氧化程度电极的输出电流基础上，计算输入电极和油氧化程度电极之间发动机油的电容，并在计算电容的基础上计算介电常数，并在计算发动机油的电容和介电常数的基础上计算油位。

输入电极可以为管形，且油氧化程度电极可以为比输入电极直径小的管形。

油粘度传感器包括一个粘度传感器壳体，一个管形压电元件，一个装到压电元件内表面上并在其上被垂直分隔的内电极，一个装到压电元件外表面上的外电极，和多个向内电极供电的电线。压电元件和外电极的一部分一起浸在发动机油中，而压电元件和外电极的另一部分一起暴露在空气中，且当施加电流时，压电元件的两部分向彼此相反的方向扭转振动。控制部分在测量空气阻尼力和测量发动机油阻尼力的基础上计算发动机油的相对粘度。

粘度传感器壳体的内表面向内突出，外电极的纵向中心固定安装到粘度传感器壳体内表面的突起部分上，在一个与外电极固定于粘度传感器壳体的位置相对应的位置上，内电极在垂直方向上被分开，并固定到粘度传感器壳体上。

当向其上施加电流时，通过振动发动机油，油氧化程度传感器的压电元件可以具有自清洁功能。

油粘度传感器可以包括一个粘度传感器壳体，该壳体包括一个向下延伸的振动管，一个布置在粘性传感器壳体内侧的环形压电元件，布置成与压电元件上表面和下表面接触的环，和一个振动轴，该轴中部装有一个飞轮，下部装有一个探头。飞轮固定在位于压电元件上的环上，探头安装到振动管上，浸在发动机油中的探头和振动管由于压电元件的振动而振动，而控制部分在由探头和振动管振动产生的发动机油阻尼力基础上，计算发动机油的粘度。

多个压电元件可以叠置，而多个环布置在这些压电元件之间。

这些环可以由铜制成。

一种根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油的方法包括测量发动机油的至少一种物理性质；测量发动机油的至少一种化学性质；测量发动机驾驶工况；在符合预定发动机驾驶工况的存储设定值中为一种符合当前发动机驾驶工况的油状态选择一个设定值，比较根据发动机油物理和化学性质的测量值与用于该种油状态的选择值；在比较的基础上计算结果值；然后根据结果，通过输出接口输出一个预定输出。

测量发动机油的至少一种物理性质可以至少包括用油粘度传感器测量发动机油粘度，用油位传感器测量发动机油位，测量发动机油量，及用油温传感器测量发动机油温度。

测量化学性质可以包括用油氧化程度传感器测量发动机油的介电常数。

测量发动机驾驶工况至少包括用车速传感器测量车速，用空气流量传感器测量进气量，及用曲轴角度传感器测量发动机转速中的一种。

该方法还可以包括在快闪存储器中存储测量值和结果值。

输出部件可以是仪表板或系统监测装置。

根据相应发动机驾驶工况的有关发动机油情况的预定设定值可以在发动机工作历史的基础上修正。

预定值可以包括发动机油粘度的极限值，且发动机油粘度的极限值至少在发动机油温的变化量、发动机转速的变化量、发动机行驶里程的变化量、由空气流量传感器测量的进气变化量，及怠速状态的进气变化量之一的基础上确定。

预定值可以包括发动机油氧化程度的极限值，且发动机油氧化程度的极限值至少在发动机油温的变化量、发动机转速的变化量、发动机行驶里程的变化量、由空气流量传感器测量的进气变化量，及怠速状态的进气变化量之一的基础上确定。

用油粘度传感器测量发动机油粘度包括对压电元件施加振动，测量由压电元件的振动造成的发动机油阻尼力，及在阻尼力的基础上计算发动机油粘度。

用油粘度传感器测量发动机油粘度可以包括对压电元件施加振动，测量由压电元件的振动造成的发动机油阻尼力，测量由压电元件振动造成的空气阻尼力，及在发动机油阻尼力和空气阻尼力的基础上计算发动机油的相对粘度。

一种根据本发明一个例示性实施方案的油位传感器可以包括一个制成可以向其施加电流的输入电极，和一个油位电极，离开输入电极布置，并制成接收从输入电极上输出的电流，而控制部分在输入电极的输入电流和油位电极的输出电流基础上，计算输入电极和油位电极之间发动机油的电容和介电常数，并在算出的发动机油电容和介电常数的基础上，计算发动机油位。

输入电极可以是管形，且油位电极为直径小于输入电极的管形。

油位电极可以分为多个部件，且控制部件在油位电极的输出电流信号和输入电极的输入电流信号基础上，在油位电极多个分离部件上分别计算多个油位。

油位传感器还可以包括用于安装油位电极的支撑部件，其中支撑部件由管形绝缘材料制成，且油位电极固定到支撑部件外表面上。

可以在支撑部件的外表面上沿着纵向形成四个垂直突起部分，且垂直突起部分分布在油位电极两个相邻分离部件之间，从而对油位电极的各分离部件进行绝缘。

一种根据本发明一个例示性实施方案的油氧化程度传感器包括一个施加电流的输入电极，和一个油氧化程度电极，其离开输入电极布置并制成从输入电极接收电流。控制部分在输入电极的输入电流和油氧化程度电极的输出电流基础上，计算输入电极和油氧化程度电极之间发动机油的电容，在计算电容的基础上计算介电常数，并在计算发动机油的电容和介电常数的基础上计算油位。

输入电极可以为管形，且油氧化程度电极可以为比输入电极直径小的管形。

一种根据本发明一个例示性实施方案的油粘度传感器包括一个粘度传感器壳体，一个管形压电元件，一个装到压电元件内表面上并在其上被垂直分隔的内电极，一个装到压电元件外表面上的外电极，和多个向内电极供电的电线。压电元件和外电极的一部分一起浸在发动机油中，而压电元件和外电极的另一部分一起暴露在空气中，且当施加电流时，压电元件的两部分向彼此相反的方向扭转振动，控制部分在测量空气阻尼力和测量发动机油阻尼力的基础上计算发动机油的相对粘度。

粘度传感器壳体的内表面向内突出，外电极的纵向中心固定安装到粘度传感器壳体内表面的突起部分上，在一个与外电极固定于粘度传感器壳体的固定位置相对应的位置上，内电极在垂直方向上被分开。

一种根据本发明另一个例示性实施方案的油粘度传感器包括一个粘度传感器壳体，该壳体包括一个向下延伸的振动管，一个布置在粘性传感器壳体内侧的环形压电元件，布置成与压电元件上表面和下表面接触的环，和一个振动轴，该轴中部装有一个飞轮，下部装有一个探头。飞轮固定在位于压电元件上的环上，探头安装到振动管上，浸在发动机油中的探头和振动管由于压电元件的振动而振动，而控制部分在由探头和振动管振动产生的发动机油阻尼力基础上，计算发动机油的粘度。

多个压电元件可以叠置，而多个环布置在这些压电元件之间。

当施加电流时，通过振动发动机油，油氧化程度传感器的压电元件可以具有自清洁功能。

一种根据本发明一个例示性实施方案的综合传感器包括一个壳体；油位传感器、油氧化程度传感器、油粘度传感器、和油温传感器装在该壳体中；及一个控制部件，用于根据从油性质测量部件输入的物理和/或化学性质计算测量值。油位传感器包括一个装在壳体中的管形输入电极，并制成可以向其施加电流，和一个油位电极，离开输入电极内表面而设置，并制成从输入电极上接收电流。油氧化程度传感器包括输入电极，和一个管形油氧化程度电极，布置在油位电极下部并制成接收从输入电极施加的电流。油粘度传感器包括一个粘性传感器壳体，一个管形压电元件，一个装到压电元件内表面上并在其上被垂直分隔的内电极，一个装到压电元件外表面上的外电极，和多个向内电极供电的电线。压电元件和外电极的一部分一起浸在发动机油中，而压电元件和外电极的另一部分一起暴露在空气中，且当施加电流时，压电元件的两部分向彼此相反的方向扭转振动。

控制部分可以在输入电极的输入电流和油位电极的输出电流的基础上，计算输入电极和油位电极之间的发动机油电容和介电常数，且其在计算发动机油电容和介电常数的基础上，计算发动机油位。

输入电极可以为管形，而油位电极为直径小于输入电极的管形。

油位电极分为多个部件，且控制部件在油位电极的输出电流信号和输入电极的输入电流信号基础上，在油位电极多个分离部件上分别计算多个油位。

综合传感器还可以包括用于安装油位电极的支撑部件，其中支撑部件为管形且由绝缘材料制成，而油位电极固定到支撑部件外表面上。

可以在支撑部件的外表面上沿着纵向形成四个垂直突起部分，且垂直突起部分布置在油位电极的两个相邻分离部件之间，从而对油位电极的各分离部件进行绝缘。

一个水平突起部分可以突出在支撑部件的外表面和垂直突起部分的下部，且水平突起部分在油位电极和油氧化程度电极之间绝缘。

水平突起部份上可以形成插入槽，且油位电极固定地插在插入槽中。

控制部分可以在测量空气阻尼力和测量发动机油阻尼力的基础上计算发动机油的相对粘度。

粘度传感器壳体的内表面向内突出，外电极的纵向中心固定安装到粘度传感器壳体内表面的突起部分上，在一个与外电极固定于粘度传感器壳体的固定位置相对应的位置上，内电极在垂直方向上被分开。

一种根据本发明另一个例示性实施方案的综合传感器包括一个壳体；油位传感器、油氧化程度传感器、油粘度传感器、和油温传感器装在该壳体中；及一个控制部件，用于根据从油性质测量部件输入的物理和/或化学性质计算测量值。油位传感器包括一个装在壳体中的管形输入电极，并制成可以向其施加电流，和一个油位电极，离开输入电极内表面而设置，并制成从输入电极上接收电流。油氧化程度传感器包括输入电极，和一个管形油氧化程度电极，布置在油位电极下部并制成接收从输入电极施加的电流。油粘度传感器包括一个粘度传感器壳体，该壳体包括一个向下延伸的振动管，一个布置在粘性传感器壳体内侧的环形压电元件，布置成与压电元件上表面和下表面接触的环，一个振动轴，该轴中部装有一个飞轮，下部装有一个探头，及一个控制部分，该控制部分在由探头和振动管振动产生的发动机油阻尼力基础上，计算发动机油的粘度。飞轮固定在位于压电元件上的环上，探头安装到振动管上，且浸在发动机油中的探头和振动管由于压电元件的振动而振动。

多个压电元件可以叠置，而多个环可以布置在这些压电元件之间。壳体可以制成

形，且可以装到发动机侧壁上。

附图说明

图1是一个结构图，表示根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油设备。

图2是一个示意图，表示根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油设备中的DSP(数字信号处理器)。

图3是一个剖视示意图，表示根据本发明一个例示性实施方案的综合传感器。

图4是一个立体示意图，表示装在图3所示综合传感器中的油粘性传感器。

图5是一个剖视示意图，表示图4所示的粘性传感器。

图6是一个示意图，表示一种根据本发明一个例示性实施方案的方法，该方法用于计算油位数字值和发动机油氧化程度。

图7是一个流程图，表示一种根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油的方法。

图8是一个剖视图，表示根据本发明一个例示性实施方案的综合传感器。

图9是一个立体图，表示根据本发明一个例示性实施方案的支撑部件和油位电极。

图10是一个示意图，表示本发明一个例示性实施方案的油位传感器。

图11是一个放大剖视图，表示图9所示的粘度传感器。

图12是一个剖视图，表示根据本发明一个例示性实施方案的粘度传感器。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的各例示性实施方案。

图1是一个结构图，表示根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油设备。图2是一个示意图，表示根据本发明一个例示性实施方案的监测发动机油设备中的DSP(数字信号处理器)。图3是一个剖视示意图，表示根据本发明一个例示性实施方案的综合传感器。图4是一个立体示意图，表示装在图3所示综合传感器中的油粘性传感器。图5是一个剖视示意图，表示图4所示的粘性传感器。图6是一个示意图，表示一种根据本发明一个例示性实施方案的方法，该方法用于计算油位数字值和发动机油氧化程度。

在附图中，附图标记20表示一种电子设备DSP(数字信号处理器)。用油性质测量部件测量发动机油物理性质和化学性质的变化，DSP用通过测量上述变化得到的输入值处理数字信号。油性质测量部件可以是分别标记为11-14的传感器，或者一个结合了传感器11-14的综合传感器10。DSP存储发动机工况历史，及包括氧化程度、交换时刻、更换历史，和油位在内的发动机油性质。DSP向仪表板40、系统监测装置50或ECU(电子控制单元)30输出存储的信息，并且计算信息。

此外，ECU30是一个电子控制设备，其具有控制发动机的程序。ECU30与传统车辆中使用的ECU几乎相同。为了与DSP20交换信号，ECU30通过通信接口(其为国际通用的)与DSP20相连。

图中未表示的控制部分包括ECU30和DSP20，且在下文中代表存储和计算数据的设备。

与常用的ECU一样，ECU30与各个驾驶工况传感器31-36相连，以接收各种驾驶工况信息。驾驶工况测量部件包括用于测量车辆行驶速度的车速传感器31、用于测量发动机进气量的空气流量传感器32、用于测量发动机转速的曲轴角度传感器33、用于测量节气门操作的TPS(节气门位置传感器)34、用于确定发动机怠速状态的怠速开关35，和确定点火钥匙是否接通的开关36。

将由驾驶工况传感器31-36测量的信息输入给ECU30，且输入的信息用于控制燃油喷射、点火时刻，和附加装置(例如发电机、动力转向、空调等)。当DSP20需要时，这些信息从ECU30向DSP20发送。

如图2中所示，DSP20包括CPU21、快闪存储器22、输入/输出接口23、ROM24、RAM25、定时器26，和稳压电源电路27。CPU21将从油性质测量部件的传感器11-14输入的发动机油物理和化学性质测量值与根据发动机驾驶工况决定的具有适当特性的脉谱(map)预定设定值相比较，以确定多方面。快闪存储器22存储从油性质测量部件各个传感器11-14发送的测量值，而输入/输出接口23将油性质测量部件各个传感器11-14测量的物理和化学性质数字信号发送给CPU21。ROM24中具有一个用于在CPU21中执行计算的程序，RAM25临时存储在CPU21计算过程中产生的参数，而定时器26向CPU21提供时间信息。稳压电源电路27提供稳定的电压。

为了更有效地监测发动机油，油性质测量部件的各个传感器11-14可以结合到一个综合传感器10中，从而具有一个整体。在综合传感器10和DSP20之间通过PWM(脉宽调制)来传递控制信号。

下文中，将参考图3-5详细说明一种根据本发明一个例示性实施方案的综合传感器10。

根据本发明该实施方案的综合传感器10包括用于测量发动机油物理性质的油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和用于测量发动机油化学性质的油氧化程度传感器，从而测量发动机油性质的变化量，将这些变化量向DSP20输入。就是说，油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器位于管形壳体15中。

首先，一个制成管形的输入电极16布置在壳体15中。

油位电极12为管形，其直径小于输入电极16的直径，且油位电极12布置在输入电极16内侧，并离开输入电极16内表面布置。

因此，根据本发明该实施方案的油位传感器包括油位电极12和输入电极16。

油氧化程度电极14布置在油位电极12下方，而绝缘管17布置在油氧化程度电极14和油位电极12之间。油氧化程度电极14为管形，且其直径小于输入电极16的直径，且其离开输入电极16内表面布置。

因此，根据本发明该实施方案的油氧化程度传感器包括油氧化程度电极14和输入电极16。

用于测量发动机油粘度的油粘度传感器11布置在油氧化程度电极14内部，而油温传感器13位于壳体15外部。

在壳体15和输入电极16的侧壁上，形成一些油孔15a和16a，从而壳体15外侧的发动机油可以通过这些孔流入壳体15内侧。

向输入电极16提供从电池流向输入电极16的电流，然后电流从输入电极16向油位电极12和油氧化程度电极14感应。从输入电极16向油位电极12和油氧化程度电极14感应的电流通过电线流向底板18。

向油粘度传感器11提供从电池流向油粘度传感器11的电流，然后电流通过压电元件11a流向底板18。油粘度传感器11通过橡胶制成的O形密封圈19支撑在油氧化程度电极14内部。

用于测量油粘度变化的油粘度传感器11使用压电元件11a的振动特性，从而测量发动机油的粘度。也就是说，当向压电元件11a施加电压时，压电元件11a由于其特性而振动。压电元件可以用PbO、ZrO₂、TiO₂、PbTiO₃，或PbNb₂O₆等制成。将压电元件安装成使其一面与发动机油接触，而另一面与空气接触。压电元件11a与发动机油接触的那一面具有一层覆盖压电元件外表面的金属模11b，从而保护压电元件11a。

下文中，将说明使用压电元件测量发动机油粘度的原理。首先，为了测量液体的剪力，向压电元件的电极施加电压，从而振动压电元件。这里，阻尼力根据所接触液体的粘度变化。因此，可以用这种特性确定液体的粘度。传感器端子的电路可以等效成电阻和阻抗的串联电路。也就是说，通过计算和测量电阻和阻抗的变化测量发动机油粘度。

在测量发动机油粘度的同时，油粘度传感器11还具有自清洁功能。通常，随着时间流逝，由于各种沉淀物，综合传感器10的内部变脏。由于油粘度传感器11布置在管形壳体15内部，因此压电元件11a的振动可以执行自清洁功能。即，当电流周期地流过压电元件11a时，由其产生的振动造成发动机油波动并将杂质从传感器表面上分离。

压电元件11a的一个附加功能是提高发动机油位的测量精度。也就是说，通过测量周期性发射的超声波返回时间来计算油位。因此，通过比较在这种周期中测量的油位和用油位传感器测量的油位，修正了油位并且提高了精度。

下文中，参考图6，详细说明用综合传感器测量油氧化程度和油位的原理。

油氧化程度传感器在介电常数的基础上测量油氧化程度，而介电常数通过两个管形电极(图中用附图标记14和16表示)之间的电容来计算。此外，其它化学性质，例如酸性、碱性、TBN等，可以由氧化程度传感器在介电常数的基础上测量。两个管形电极由金属制成，并具有光滑表面。与传统的油氧化程度传感器相比，根据这种油氧化程度传感器，不会产生由于永久变化导致的传感器退化。传统油氧化程度传感器采用仅测量油电容的方法，且管表面由于压电元件的振动而被周期性地清理。测量发动机油特性的主要原理如下：

1)两管之间的电容

在两管(大管直径为D，小管直径为d，而长度为L)之间用具有一定介电常数的材料填充而产生的电容器电容由下面的公式1决定。

公式1

$C=2\mathrm{\π\ϵ}\frac{L}{\ln (D/d)}\∝\mathrm{\ϵ}\·L$

也就是说，电容与介电常数和管长成正比。

当真空状态的介电常数为1时，各种介电材料的介电常数如下表所示。

材料	介电常数(ε)	材料	介电常数(ε)
				空气(latm)	1.00054	水(20℃)	80.4
发动机油	2-6	水(25℃)	78.5

发动机油的介电常数根据粘度和其它添加剂的比例而变化，然而始终小于水的介电常数，而大于空气的介电常数。

通常，随着抗氧化剂的减少，介电常数逐渐增大。

此外，当润滑液流入发动机油中时，介电常数迅速增大。

在这种现象的基础上，发动机油特性可以如下测量：

如图5中所示，油氧化程度电极14浸在发动机油中。

第一电容器中新发动机油(介电常数为ε_NEW)的电容可以由下面的公式2给出：

公式2

$C_{1,\mathrm{NEW}}=2{\mathrm{\π\ϵ}}_{\mathrm{NEW}}\frac{L_1}{\ln (D/d)}=\mathrm{\α}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{NEW}}$

其中，α为一个常数。

第一电容器中旧发动机油(介电常数为ε_USED)的电容可以由下面的公式3给出：

公式3

$C_{1,\mathrm{USED}}=2{\mathrm{\π\ϵ}}_{\mathrm{USED}}\frac{L_1}{\ln (D/d)}=\mathrm{\α}\·{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{USED}}$

电容的变化由下面的公式4给出：

公式4

AC＝C_1，USED-C_1，NEW＝α·(ε_USED-ε_NEW)

当油位传感器的电极12暴露在空气中时，发动机油确定为新油，而当电容在行驶过程中迅速增大时，确定到达更换发动机油的时刻。

测量油位的原理如下：

油位传感器具有部分浸入发动机油的电极12。

由于电容器具有两种介电材料(空气，油)，因此，油位传感器可以看作两种并联安装的电容器。

第二电容器的电容可以由下面的公式5给出：

公式5

$C_2=C_{2,\mathrm{air}}+C_{2,\mathrm{oil}}=2{\mathrm{\π\ϵ}}_{\mathrm{oil}}\frac{L_2-h}{\ln (D/d)}+2{\mathrm{\π\ϵ}}_{\mathrm{oil}}\frac{h}{\ln (D/d)}$

这里，空气的介电常数为1，而油的介电常数由第一电容器决定。

公式6

$C_1=2{\mathrm{\π\ϵ}}_{\mathrm{oil}}\frac{L_1}{\ln (D/d)}$

油位计算如下：

公式7

$h=\frac{C_2/L_2-2\mathrm{\π}/\ln (D/d)}{C_1/L_1-2\mathrm{\π}/\ln (D/d)}{L}_2$

此外，油温传感器13可以是一个电阻温度计(例如，PT1000，NTC等)。通过测量根据温度变化的电阻来测量温度，并通过桥路将测量的电阻变化转化为电信号。

由该综合传感器10测量的发动机油物理和化学性质变化量被转化成电信号，并被存储在装在DSP20中的快闪存储器22里。物理和化学性质的变化量用由ECU30通过输入/输出接口输入的发动机运转信息来进行计算。

在DSP20中，在从ECU30输入的发动机运转信息基础上，设置一个预定值以建议发动机油的最佳状态。使用测功机和发动机，通过分析各种发动机油和发动机工况，通过实验设定该预定值。

下文中，将参考图8-12详细说明一种根据本发明另一实施方案的综合传感器。

图8是一个剖视图，表示根据本发明另一实施方案的综合传感器100。图9是一个立体图，表示根据本发明另一实施方案的支撑部件和油位电极。图10是一个示意图，表示本发明另一实施方案的油位传感器。图11是一个放大剖视图，表示图9所示的粘度传感器。图12是一个剖视图，表示根据本发明另一实施方案的粘度传感器。

如图8所示，一种根据本发明另一实施方案的综合传感器100包括一个形壳体102，和一个与壳体102下部结合的盖101。在壳体102内部，具有一个管形的输入电极106。输入电极106装在盖101上。在输入电极106内部，布置有一个直径小于输入电极106直径的油氧化程度电极103。油氧化程度电极103也装在盖101上。

根据本发明该实施方案的油氧化程度传感器包括油氧化程度电极103和输入电极106。

在油氧化程度电极103上部，布置有一个油位电极105。

与油氧化程度电极103相似，油位电极105的直径小于输入电极106的直径。油位电极105为组合管形，下文将详细说明。

在油位电极105和油氧化程度电极103内部，布置有一个管形支撑部件115，且油粘度传感器120和油温传感器114布置在支撑部件115内部。

下文中，将更详细地说明该综合传感器的结构。

首先，将说明油位传感器的结构。

油位传感器布置在壳体102中。油位传感器具有一个管形输入电极106并安装成可以向其施加电流，而油位电极105为管形，并与输入电极106的内表面相分离地安装，从而从输入电极106接收电流。

油位电极105装到支撑部件115的外圆周上，且如图9中的剖视图所示，可以制成组合型金属管。

图9是一个立体图，表示从综合传感器上分离的支撑部件115和油位电极105。

这里，支撑部件115是一个用于支撑油位电极105的管，而油位电极105为分成四个部分的管形。

在支撑部件115的外圆周上，四个垂直突起部分115d垂直地突出，而四个水平突起部分115a在垂直突起部分的底部垂直地突出。

在水平突起部分115a和支撑部件115的外圆周之间，形成一个插入槽115c。管形油位电极105固定地插在该插入槽115c中。

垂直突起部分115d对油位电极105的各个相邻分离部件进行绝缘。

四个水平突起部分115a彼此分离地布置，且在相邻突起部分之间形成油通道115b。

油位传感器在这种结构之外，还包括一个控制部分，且油位由该控制部分确定。

在油位电极105和输入电极106之间测量电容和介电常数的基础上，计算油位。

在该实施方案中，计算油位的方法与本发明上述实施方案中相同。

然而，根据本发明该例示性实施方案的油位传感器，油位在四个位置上测量。因此，通过采用四个位置上的油位，可以确定车辆的倾斜。此外，采用这种油位传感器，可以测量车辆的起伏角度，颠簸角度等，且这种测量可以用于控制车辆的稳定性。此外，在四个油位的基础上，可以确定发动机油量。

图10是一个剖视示意图，表示根据本发明该实施方案的发动机和油位传感器。附图标记131表示发动机。附图标记105a和105b表示两个彼此面对的油位电极。

y1是在第一油位电极105a上测量的油位，y2是在第二油位电极105b上测量的油位，yc是在发动机中间部分测量的油位，X是从发动机底部表面一端到另一端任意水平线的长度，d1是从发动机一端到第二油位电极的距离，d1是从发动机一端到第一油位电极的距离，θ是发动机的斜度，Y是距离发动机底部表面的最大高度，而h是距离发动机底部表面的最小高度。

公式8

y1-h:d1＝y2-h:d2

这里，y1和y2是油位的测量值。值d1和d2在设计发动机时预定。因此，可以很容易地计算值h。

此外，

公式9

y2-h:d2＝yc-h:1/2*X

这里，由于y2是测量值，h是通过公式8计算的值，而X是设计发动机时预定的值，从而可以确定yc。由于yc是发动机中间部分的高度值，因此当车辆倾斜时，可以确定发动机中间部分的油位。

公式10

tanθ＝(Y-h)/X

此外，车辆的斜度θ可以很容易地使用公式10确定。

当车辆的斜度θ已知时，可以确定车辆的起伏角度，颠簸角度。因此，车辆的斜度θ可以用于控制车辆的稳定性。

此外，可以通过yc与发动机底部表面积相乘而计算出发动机油量。

上述公式8-10是计算发动机油位、发动机油量，和车辆斜度的示例性公式，而本方法并不限于这些示例性公式。

下文中，将说明油氧化程度传感器。

根据本发明该例示性实施方案的油氧化程度传感器包括输入电极106，和油氧化程度电极103。

也就是说，输入电极106与油位电极105构成油位传感器，与油氧化程度电极103构成油氧化程度传感器。

油氧化程度电极103在输入电极106中离开输入电极106内表面布置。此外，油氧化程度电极103装到支撑部件115下部上，从而位于油位电极105的下部。由于布置在两者之间的水平突起部分115a，因此油氧化程度电极103与油位电极105绝缘。

油氧化程度电极103的直径小于输入电极106的直径，从而离开输入电极106内表面布置。

因此，油氧化程度电极103和输入电极106为双层管结构，且在两个管形电极之间形成充满发动机油的空间。优选地，油氧化程度电极103用与输入电极106相同的金属制成。

当向发动机提供发动机油时，发动机油依次通过第二进油口101b、输入电极106与油氧化程度电极103之间形成的空间，和输入电极106与油位电极105之间形成的空间。输入电极106和油位电极105之间的空气通过空气孔117从综合传感器排出。

由于油氧化程度传感器具有这样的结构，因此可以测量通过第二进油口101b流入在输入电极106与油氧化程度电极103之间所形成空间的发动机油的电容，且发动机油包括氧化程度在内的化学性质可以在通过采用发动机油电容决定的介电常数基础上测量。

根据本发明的计算发动机油电容和介电常数，以及计算包括氧化程度在内的化学性质的方法，与本发明上述实施方案中的方法相同。

下文中，参考图8，11和12，将更详细地说明油粘度传感器120。

图11是一个放大剖视图，表示图8所示的粘度传感器120。

如图11中所示，油粘度传感器120装在油氧化程度电极103和油位电极105中。油粘度传感器120固定在支撑部件115内侧且为管形。

因此，油位电极105和油氧化程度电极103装到支撑部件115的外部上，而粘度传感器壳体126装到支撑部件115的内部上。

支撑部件115优选地用绝缘材料制成。

根据本发明该例示性实施方案的油粘度传感器120包括一个管形压电元件122，装在压电元件122内表面上的第一内电极127a和第二内电极127b，和一个装在压电元件122外表面上的外电极125。装有第一和第二内电极127a和127b及外电极125的压电元件122装在粘性传感器壳体126中。传感器壳体126可以由金属制成。

粘性传感器壳体126的底部向内突出，且外电极125的纵向中心与粘性传感器壳体126突起部分固定在一起。由于压电元件122相对于其纵向中心部分扭转振动，因此优选地固定压电元件122的纵向中心。

内电极127a和127b在纵向彼此分离，且它们中的每一个都通过电线108与外部电源相连。

密件部件121装到油粘性传感器底部，从而防止发动机油流入传感器。

如图8所示，油粘性传感器120的底部浸入通过第一进油孔101a流入壳体102的发动机油中。然而，由于该密封结构，该粘性传感器120的上部暴露到空气中。

在该状态中，当向第一和第二内电极127a和127b施加交流电压时，图11中线C-C上方的压电元件122上部和图3中线C-C下方的压电元件122下部彼此向相反的方向扭转振动。压电元件122的振动通过流体的阻尼力减小。由于液体的阻尼力根据流体的粘度变化，因此可以通过该阻尼力确定流体粘度。

优选地通过比较空气阻尼力和发动机油阻尼力或通过比较空气粘度和发动机油粘度确定相对粘度。在压电元件122中发生永久变化的情况中，如果仅测量发动机油的绝对粘度，很难减小由永久变化造成的误差。然而，如果用发动机对空气的相对粘度评估发动机油的质量，则可以减小由永久变化造成的误差。

实际上，由于压电元件122在一个弹性范围内变化，因此压电元件122很少发生永久变化。如果发生了永久变化，则可以通过采用这种方法测量发动机油的相对粘度提高精确性。

油粘度传感器的构造可以如图12所示。

如图12所示，根据本发明该例示性实施方案的油粘度传感器140，粘度传感器壳体141的下部向下延伸以形成一个管形振动管142。在粘度传感器壳体141内部，布置有环形压电元件145。

多个压电元件145可以用于放大振动角。

在压电元件145的上和下表面，布置有用于向压电元件施加电流的环146。环146可以用铜制成。环146向压电元件145传递电流，并使压电元件145上下振动。

在压电元件145上设有飞轮143，从而调节或控制固有频率。飞轮143固定地装到振动轴144外圆周上，从而可以与振动轴144一体地形成。

固有频率是惯性力矩的函数，而惯性力矩等于1/2*mr^2(m：飞轮质量，r：飞轮半径)。因此，固有频率根据飞轮143的质量和尺寸而变化。

振动轴144纵向布置在粘性传感器壳体141沿着纵向的中间部分，从而穿过环形压电元件145和振动管142。

振动轴144的下部安装到粘性传感器壳体141的下方外部部分的探头147上。振动轴144和探头147可以一体形成。

探头147与振动管142固定在一起，且在粘性传感器壳体141的外部被浸没，从而直接接触发动机油。

下文中，将详细说明油粘性传感器操作的原理。

当通过环146向压电元件145施加AC电压时，压电元件145的振动通过飞轮143向振动轴144传递。

从而，振动轴144的微小扭转振动向探针147和振动管142传递。这时，由于探针147和振动管142与发动机油接触，振动可以从探针147和振动管142向发动机油传递。因此，通过测量发动机油的阻尼力，可以确定发动机油的粘度。

图8，图11，和图12中的附图标记114表示温度传感器。油温传感器114是一个电阻温度计(例如，PT1000，NTC等)。通过测量根据温度变化的电阻来测量温度，并通过桥路将测量的电阻变化转化为电信号。

如图8中所示，上述输入电极、油位传感器、油氧化程度传感器、油粘度传感器，和油温传感器可以结合在一个壳体102中，从而构成综合传感器，或可以单独安装，从而构成各自独立的传感器。

也就是说，每一传感器可以独立使用，且当传感器结合时，可以用作综合传感器的一个部件。

下文中，将说明除上述四个传感器以外的，构成综合传感器的其它部件。

首先，壳体102为形。因此，当综合传感器装到油盘侧壁上时，安装结构可以更稳固地抵御外部冲击。

盖101装到壳体102下部。

壳体102可以通过一个螺栓用弹性O形圈111装到油盘上。

第一进油口101a形成在盖101中部，从而发动机油流入油粘度传感器，而第二进油口101b在盖101边缘部分形成，从而发动机油流入油氧化程度传感器(在两个电极103和106之间)和油位传感器(在两个电极105和106之间)。如图8所示，在箱体102的侧壁上，形成一个排出空气的空气孔117。

因此，如图9中所示，通过第一进油口101a和第二进油口101b流入壳体的发动机油向上流过在支撑部件115上形成的四个油通道115b。

电路109安装在壳体102内。

盖107装到壳体102的一个端部，从而保护电路109，并具有一个辐射销从而辐射在电路109中产生的热。

接地弹簧108与电路109和盖107相连，并用作电路109的接地。

柔性电缆110与油粘度传感器120、温度传感器114、油氧化程度传感器以及油位传感器相连，并向电路109传递电信号。

主O形圈111装到壳体102上，并防止油盘30和壳体102之间的发动机油泄漏。

上部支撑部件129装到支撑部件115上，并支撑油位传感器和柔性电缆110。

副O形圈119安装到上部支撑部件129上，并防止发动机油倒流。

在壳体102内部，布置有管形输入电极106。输入电极106由导电材料制成，例如金属。输入电极106装到盖101上。

下文中，将说明一种使用包括上述传感器的用于监测发动机油的设备监测发动机油的方法。

图7是一个流程图，说明一种根据本发明该实施方案用于监测发动机油的方法。

如图7中流程图所示的一种工艺，一种包括DSP20的控制部分是可编程的，以控制用于监测发动机油的设备。

首先，发动机油的物理和/或化学性质在步骤S100中测量。

这里，测量发动机油物理性质的步骤可以包括用粘度传感器测量发动机油粘度、用油位传感器测量发动机油位，以及用油温传感器测量油温的各步骤中的至少一个步骤。

此外，测量发动机油化学性质的步骤包括用油氧化程度传感器测量发动机油介电常数的步骤。

有关发动机油测量性质的测量值在步骤S200中被输入DSP。

然后，在步骤S300中，用装在车辆中的驾驶工况测量部件测量关于发动机驾驶工况的信息，将测得的信息输入到ECU，然后信息从ECU输入给DSP。

在此，测量发动机驾驶工况的步骤可以包括用车速传感器测量车辆行驶速度、用空气流量传感器测量进气量，和用曲轴角度传感器测量发动机转速的各步骤中的至少一个步骤。

然后，在步骤S500中，选择一个符合发动机驾驶工况的设定值(其提前存储)，且所选值与有关发动机油的物理和/或化学性质测量值比较。

符合发动机驾驶工况的发动机油性质的设定值提前存储在DSP中。因此，当输入发动机驾驶工况时，选择相应的油性质设定值。然后，将所选设定值与测量发动机油性质的测量值相比较。

在该步骤中，确定发动机油性质的测量值是否处于需要报警的范围内。

换句话说，DSP20对由综合传感器或各个传感器测量的发动机油物理和或化学性质测量值、以及提前存储的发动机油情况预定设定值进行比较。

在比较这些值之后，如果关于发动机油性质的测量值超出存储在DSP20中的预定范围，则DSP20接通报警灯。然而，如果测量值处于预定范围内，则DSP20不接通报警灯。

在此，在步骤400中，可以根据发动机油特性或者发动机油历史来修正已在DSP中拟定的设定值。

亦即，DSP20可以根据由ECU30测量的驾驶工况，修正已拟定的设定值。

可以这样执行该修订：使得油粘度的设定值在油温变化量、发动机转速变化量、里程变化量、进气变化量，和怠速状态空气变化量中的至少一种的基础上被确定。

如果测量值位于设定值的范围内，则在步骤S600中，把测量值和修正设定值存储在DSP中。

此外，在步骤S700中，通过输出部件输出测量值和比较的结果。

测量值、修正值以及用于最优发动机状态的发动机油状态值，被存储在DSP20的快闪存储器22中，且这些值通过输出部件表达，从而能被驾驶员或工程师能注意到。

这种输出部件可以是仪表板40，也可以是系统监测装置50的监视器。

由系统监测装置50表达的值是从制造时间到当前的发动机油粘度、数量、压力、氧化程度、污染程度等。因此，驾驶员和工程师可以注意到发动机油的电流质量或状态，以及发动机油的历史。

然而，当测量性质的值超出步骤S500中的范围时，DSP通过仪表板40发出与步骤S800中相同的报警。

也就是说，DSP20发送用于接通发动机油报警灯的信号。

根据本发明的该实施方案，DSP20可以编制程序，以比较在发动机停机状态中测量的发动机油性质和在发动机运转状态中测量的发动机油性质。在这种情况中，将测量油温oil_t与设定的温度极限oil_t_low和oil_t_high比较，并将测量发动机转速engine_rpm与设定的转速极限rpm_low和rpm_high比较。

特别地，可以计算在发动机停机状态和发动机运转状态测量的发动机油性质平均值，且可以用于监测发动机油质量。

此外，根据本发明的一个例示性实施方案，发动机工作循环(从发动机运转到发动机停机)的历史可以用于监测发动机油。

也就是说，当在步骤S400中修正DSP20中快闪存储器里的设定值时，发动机油粘度的极限值可以在发动机旋转累积转数的基础上修正。

根据本发明，由于自清洁功能，传感器不会退化，且提高了耐用性。

此外，向驾驶员或工程师通报发动机油的最佳状态。因此，代替仅根据使用时间的发动机油更换时间，可以向驾驶员或工程师通报根据多种条件的最佳油质量和最佳更换时间。

此外，还具有的优点是：在需要维修车辆或评估在用汽车时，通过能够获知从制造时间至今的发动机油更换历史、根据历史的发动机油消耗量、粘度、氧化程度，及根据行驶里程的退化速度，可以确定是否需要维修摩擦部件，并且可以正确地对在用汽车的价值进行评估。

此外，根据分成不同部分的多个油位电极，可以在每一油位电极上测量的发动机油位基础上获得车辆摇摆角度、颠簸角度等，用于稳定性控制。

此外，根据分成不同部分的多个油位电极，可以在每一油位电极上测量的发动机油位基础上测量发动机油量。

由于油粘度传感器包括环形压电元件，振动轴穿过压电元件和振动管，可以改善传感器的耐用性。

此外，由于振动管和探头下表面与发动机油接触，且增大了用于传感的与发动机油接触的面积，因此提高了信噪比。

此外，当粘性传感器具有一种结构时，可以提高测量精确度且减小测量误差，其中该结构包括管形压电元件、两个分离安装到压电元件内圆周上的内电极、一个装到压电元件外圆周上的外电极，及一个浸入发动机油中的部件和另一个暴露在空气中的部件。

此外，在发生永久变化后，仍然可以通过确定相对粘度来获得修正绝对粘度的效果。

此外，由于压电元件为管形，与发动机油的接触面积增大，而且可以提高测量精度。

此外，由于多个环形压电元件是叠置的，因此可以增大振动。

此外，由于综合传感器的壳体为形，且装到油盘侧壁上，综合传感器可以更稳定地抵御外部冲击。

尽管已经结合目前认为是实用的例示性实施方案对本发明作了说明，然而可以理解的是，本发明并不局限于所公开的实施方案。相反，本发明理应涵盖各种包括在所附的权利要求的精神与范围之内的各种修饰的和等效的方案。

Claims (20)

1.一种监测发动机油状态的装置，包括：

一个用于测量发动机油物理和化学性质的油性质测量部件；

一个用于测量发动机驾驶工况的驾驶工况测量部件；

一个控制部分，其中将符合发动机驾驶工况的发动机油状况存储作为设定值，用于为符合发动机驾驶工况测量值的发动机油状态选择一个设定值，并在对从驾驶工况测量部件输入的发动机状态测量值和设定值进行比较的基础上，计算关于发动机油质量的结果值；及

一个根据结果值输出预定输出的输出部件；

其中：

油性质测量部件是一个包括油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器的综合传感器；

综合传感器包括：

一个其中具有空腔的柱形壳体；

油位传感器、油氧化程度传感器、油粘度传感器，和油温传感器装在该壳体中；及

一个用于在每一传感器测量值的基础上计算发动机油物理和化学性质的DSP，其中

油位传感器包括

一个装在壳体中的管形输入电极，并制成可以向其施加电流，及

一个管形油位电极，离开输入电极内表面而设置，并制成从输入电极上接收电流，

油氧化程度传感器包括

输入电极，和

一个管形油氧化程度电极，布置在油位电极下部，并制成接收从输入电极施加的电流，

油粘度传感器包括

一个压电元件和一个覆盖压电元件的金属膜，并且

该油温传感器装到壳体上。

2.如权利要求1所述的装置，其中：

输出部件为仪表板或系统监测装置。

3.如权利要求1所述的装置，其中：

油性质测量部件至少包括油粘度传感器、油位传感器、油温传感器，和油氧化程度传感器中的一个。

4.如权利要求1所述的装置，其中：

当施加电流时，通过振动发动机油，油粘度传感器的压电元件具有自清洁功能。

5.如权利要求1所述的装置，其中：    

在壳体和输入电极上形成有使发动机油通过的油孔。

6.如权利要求1所述的装置，其中：

油粘度传感器通过橡胶制成的O形密封圈装到油氧化程度电极内部。

7.如权利要求1所述的装置，其中：

DSP包括

一个输入/输出接口，用于通过与油性质测量部件、ECU，和输出部件通信来接收信息，并输出控制信号；

一个CPU，用于在从输入/输出接口输入的测量值和从ECU输入的发动机行驶工况的基础上，计算发动机油质量；    

一个快闪存储器，用于按照时间顺序存储通过CPU计算的发动机油情况历史；和

一个ROM，用于存储CPU的操作程序。

8.如权利要求3所述的装置，其中：

油位传感器包括：

一个制成可以向其施加电流的输入电极；和

一个油位电极，离开输入电极内表面布置，并制成接收从输入电极上输出的电流，

而控制部分

在输入电极的输入电流和油位电极的输出电流基础上，计算输入电极和油位电极之间发动机油的电容和介电常数，并且

在计算发动机油电容和介电常数的基础上，计算发动机油位。

9.如权利要求8所述的装置，其中：

输入电极为管形，且

油位电极为直径小于输入电极的管形。

10.如权利要求9所述的装置，其中：

油位电极分为多个部件，且

控制部件在油位电极的输出电流信号和输入电极的输入电流信号基础上，在油位电极分开的各部件上计算多个油位。

11.如权利要求10所述的装置，

还包括一个用于安装油位电极的支撑部件，其中

支撑部件由管形绝缘材料制成，且

油位电极固定到支撑部件外表面上。

12.如权利要求11所述的装置，其中：

在支撑部件的外表面上沿着纵向形成四个垂直突起部分，且

垂直突起部分布置在油位电极两个相邻分离部件之间，从而绝缘油位电极的各分离部件。

13.如权利要求3所述的装置，其中：

油氧化程度传感器包括：

一个施加电流的输入电极；和

一个油氧化程度电极，其离开输入电极布置并制成从输入电极接收电流，

而控制部分

在输入电极的输入电流和油氧化程度电极的输出电流基础上，计算输入电极和油氧化程度电极之间发动机油的电容，

在计算电容的基础上计算介电常数，并

在计算发动机油的电容和介电常数的基础上计算油位。

14.如权利要求13所述的装置，其中：

输入电极为管形，且

油氧化程度电极为直径小于输入电极直径的管形。

15.如权利要求3所述的装置，其中：

油粘度传感器包括：

一个粘度传感器壳体；

一个管形压电元件；

一个装到压电元件内表面上并在其上被垂直分隔的内电极；

一个装到压电元件外表面上的外电极；和

多个向内电极供电的电线，其中

压电元件和外电极的一部分一起浸在发动机油中，而压电元件和外电极的另一部分一起暴露在空气中，

且当施加电流时，压电元件的两部分向彼此相反的方向扭转振动，而

控制部分在测量空气阻尼力和测量发动机油阻尼力的基础上计算发动机油的相对粘度。

16.如权利要求15所述的装置，其中：

粘度传感器壳体的内表面向内突出，

外电极的纵向中心固定安装到粘度传感器壳体内表面的突起部分上，且

在一个与外电极固定于粘度传感器壳体的位置相对应的位置上，内电极在垂直方向上被分开。

17.如权利要求16所述的装置，其中：

当施加电流时，通过振动发动机油，油氧化程度传感器的压电元件具有自清洁功能。

18.如权利要求3所述的装置，其中：    

油粘度传感器包括：

一个粘度传感器壳体，包括一个向下延伸的振动管；

一个布置在粘性传感器壳体内部的环形压电元件；

布置成与压电元件上表面和下表面接触的环；

一个振动轴，该轴中部装有一个飞轮，下部装有一个探头，其中

飞轮固定在位于压电元件上的环上，

探头安装到振动管上，

浸在发动机油中的探头和振动管由于压电元件的振动而振动，而

控制部分在由探头和振动管振动产生的发动机油阻尼力基础上，计算发动机油的粘度。

19.如权利要求18所述的装置，其中：

多个压电元件相叠置，而

多个环布置在这些压电元件之间。

20.如权利要求19所述的装置，其中：

环由铜制成。

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