DE102010022235A1

DE102010022235A1 - Am Fahrzeug erfolgende Beurteilung von Ölformulierung

Info

Publication number: DE102010022235A1
Application number: DE102010022235A
Authority: DE
Inventors: Ion C. Grosse Point Park Halalay; Eric W. Shelby Township Schneider; Robert M. Troy Olree
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2011-02-17
Also published as: CN101900700B; CN101900700A; US20100300188A1; US8082776B2

Abstract

Diese Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln der Qualität von Schmieröl, das einer Menge von Altöl in einem arbeitenden Motor oder Mechanismus zugegeben wird, wie es zum Beispiel während eines Ölwechsels oder bei Zugabe zusätzlichen Öls geschieht, um das vom Fahrzeughersteller festgelegte Ölgesamtvolumen aufrechtzuerhalten. Das Verfahren beruht auf dem Bestimmen der Kennlinien des spezifischen elektrischen Widerstands für die Ölzugabe, die sowohl für die Grundölformulierung als auch ihr Additivpaket repräsentativ sind, und durch Vergleich mit zuvor erzeugten Daten des spezifischen Widerstands für mehrere Öle, was die Ölzugabe bestimmt. Das zugegebene Öl kann dann mit Herstellerspezifikationen für die spezifische Anwendung verglichen werden, um zu ermitteln, ob es die empfohlenen Herstelleranforderungen erfüllt.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft das Verwenden elektrischer Messungen des spezifischen Widerstands von Motorschmiermittel, das ein Gemisch aus in Gebrauch stehendem Öl bzw. Altöl und Frischöl umfassen kann, um die Qualität des Öls zu bestimmen und zu beurteilen. Ein bestimmter Aspekt der Erfindung besteht darin, die Qualität eines Frischöls zu ermitteln, nachdem es dem Altöl zugegeben und mit diesem vermischt wurde, wie es während eines Ölwechsels oder bei Zugabe zusätzlichen Öls, um das vom Fahrzeughersteller festgelegte Ölgesamtvolumen aufrechtzuerhalten, geschieht.
Hintergrund der Erfindung
Öle sind im Allgemeinen komplexe Gemische chemischer Verbindungen, die durch eine Grundmischung und eine Kombination von Additiven gekennzeichnet sind, die kollektiv als Additivpaket beschrieben werden und so ausgewählt sind, dass sie spezifische Leistungseigenschaften verbessern. Sowohl die Grundmischung als auch das Additivpaket sind im Allgemeinen spezifisch für eine bestimmte Anwendung und eine vorgesehene Nutzung und vermitteln erwünschte Öleigenschaften in einem der vorgesehenen Nutzung entsprechenden Maß.
Bei einem typischen Fahrzeugmotor wird Schmieröl aus einer Wanne über und durch die sich bewegenden Teile des Verbrennungsmotors gepumpt.
Infolge des Verbrennungsprozesses wird das Öl erhitzt und gekühlt, um eine geeignete Betriebstemperatur, häufig in dem Bereich von etwa 90°C bis etwa 110°C, zu halten. Ein Öl festgelegten Gütegrads wird zu dem Motor befördert, und seine Eigenschaften verschlechtern sich mit Nutzung. Das festgelegte Öl und alle geeigneten Entsprechungen haben bekannte oder ermittelte spezifische elektrische Widerstandseigenschaften, die über ihre Nutzungsdauer in ähnlichen Motoren (oder anderen geschmierten Mechanismen) erhalten werden.
Dem Motor zugeordnet ist ein rechnerbasiertes Motorsteuersystem. Gemäß dieser Erfindung werden Daten für das Umsetzen dieser Erfindung in einem solchen rechnergestützten System gepflegt und verarbeitet. Die spezifischen elektrischen Widerstandseigenschaften der geeigneten Öle bei einer üblichen Betriebstemperatur sind in dem Rechnersystem gespeichert. Der historische Verlauf des tatsächlichen spezifischen Widerstands des vorliegenden Öls bei einer gleichen Temperatur wird gepflegt, während es genutzt wird, und sein Volumen in der Wanne wird regelmäßig ermittelt. Diese gespeicherten Informationen werden genutzt, wenn es Zeit ist, dem vorhandenen Öl neues ergänzendes Öl oder Nachfüllöl zuzugeben, oder wenn es Zeit ist, das vorhandene Öl aus der Wanne abzulassen und es mit Frischöl zu ersetzen. Diese gespeicherten Informationen und das Verfahren dieser Erfindung werden genutzt, um zu ermitteln, ob das neue Öl zur Verwendung in dem Motor oder einem anderen geschmierten Mechanismus geeignet ist.
Es werden die jeweiligen Volumina von zurückgehaltenem Altöl und von neuem Öl ermittelt. Der letzte Wert des spezifischen Widerstands des Altöls und der spezifische Widerstand des neuen Gemisches werden erhalten. Wie nachstehend näher beschrieben wird, werden diese Volumina und Werte des spezifischen Widerstands verwendet, um Daten des spezifischen Widerstands für das zugegebene Öl mit in der Rechnerdatenbank gespeichert gleichen Daten für ein geeignetes Schmieröl zu vergleichen. Wenn die Daten für das zugegebene Öl nicht den gespeicherten Daten für gute Öle entsprechen, wird der Fahrer des Fahrzeugs des anderen Mechanismus durch das Bordsystem gewarnt.
Ein Großteil der weiteren Beschreibung schildert die Verwendung dieser Methode, um bei einem Motor in einem Kraftfahrzeug vorgenommene Motorölzugaben zu bestimmen. Es versteht sich aber ohne Weiteres, dass das gleiche allgemeine Vorgehen genutzt werden kann, um Motorölzugaben bei anderen Motoranwendungen, beispielsweise Generatoren, Motoren, die bei Schifffahrt- oder Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet werden, und sogar Öle, die für vorrangig nicht schmierende Anwendungen wie Hydrauliksysteme verwendet werden, zu charakterisieren.
In Verbrennungsmotoren verwendetes Schmieröl ist ein komplexes Gemisch aus Komponenten, die historisch auf einer aus Rohöl gewonnenen Erdölkohlenwasserstoff-Grundmischung beruhen, mit Additiven, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. Zunehmend werden aber synthetische Grundmischungen wie Polyalphaolefin (PAO) oder synthetische Ester und ähnliche synthetische Stoffe wie alkylierte Naphthalene und alkylierte Benzene verwendet.
Bei einem Verbrennungsmotor unterliegen diese Motoröle beanspruchenden Betriebsbedingungen und werden mit Nutzung schlechter. Es wurde erkannt, dass unterschiedliche Motoren und Betriebsbedingungen zu größeren und kleineren Verschlechterungsraten eines spezifischen Öls führen. Daher hat eine Anzahl von nationalen und internationalen Behörden Normen für Motoröle formuliert, die deren Beständigkeit gegen Verschlechterung bei Nutzung und somit ihre Eignung für spezifische Anwendungen wiedergeben. Diese Behörden umfassen das American Petroleum Institute (API), das International Lubricant Standardization and Approval Committee (ILSAC), ACEA (Association des Constructeurs Européens d'Automobiles) und die Japanese Automotive Standards Organization (JAOS) sowie einzelne Fahrzeughersteller.
Fahrzeughersteller wählen wiederum die Spezifikationen, die ihre Anforderungen an Leistung und Nutzungsdauer des Schmiermittels erfüllen. Diese Anforderungen werden durch die erste Schmiermittelfüllung des Motors durch den Fahrzeugoriginalhersteller erfüllt, der die Möglichkeit hat, die Qualität der während des Fahrzeugbaus eingefüllten Fluide festzulegen und zu überwachen. Spätere Ölfüllungen werden aber nicht unbedingt genauso gut kontrolliert, und da Unterschiede zwischen Motorölen einem Fahrer des Fahrzeugs oder Fahrzeugmechanikern und -technikern nicht immer ins Auge fallen, ist es möglich, dass ein ungeeignetes Schmiermittel oder ein Schmiermittel einer schlechteren Sorte verwendet wird.
Während erwartet wird, dass die Folgen einer Verwendung einer besseren Ölsorte als vom Hersteller festgelegt günstig sind, könnte der Ersatz durch eine schlechtere Sorte als vom Hersteller festgelegt möglicherweise zu Motorschaden führen. Daher ist es wünschenswert, eine Fähigkeit zu entwickeln, die Art von bei einem Motor vorgenommenen Ölzugaben zu bestimmen, so dass geeignete Behebungsmaßnahmen ergriffen werden können, wenn eine schlechtere Sorte als vom Hersteller festgelegt verwendet wurde.
Es ist auch wünschenswert, dass die Natur des zugegebenen Öls ermittelt wird, nachdem es eingefüllt wurde. Dies bietet die Möglichkeit, Bordinstrumente zu nutzen, die für andere Zwecke brauchbar sein können, und schränkt nicht ein, wo ein Fahrzeugbesitzer frisches Wechsel- oder Ersatzöl erhalten kann. Es kompliziert aber die Beurteilung der Qualität des zugegebenen Öls, da nur die Eigenschaften der gemischten und vermischten Alt- und Frischöle gemessen werden. Somit wird die Wirkung des Frischöls durch das restliche Altöl verdünnt, so dass nur Gesamtmesswerte ermittelt werden und eine geeignete Datenverarbeitung erforderlich ist, um aus dem Gesamtmesswert die Messwerte zu extrahieren, die dem Frischöl zurechenbar sind.
Die Vorgehensweise beruht auf elektrischen Bordmessungen von Öl, im Einzelnen von seinem spezifischen Widerstand, der für spezifische Ölformulierungen sowohl einen charakteristischen Anfangswert als auch charakteristische Entwicklungstrends aufweist. Öle bekannter Eigenschaften werden getestet, um sowohl das anfängliche als auch das sich entwickelnde Verhalten ihres spezifischen Widerstands festzustellen. Da diese für ein vorgegebenes Öl spezifisch sind, bilden sie für eine bestimmte Ölformulierung eine charakteristische Signatur. Diese Daten können dann erfasst und gespeichert werden, zum Beispiel als eine Nachschlagetabelle in einer Rechnerspeichervorrichtung, wo auf sie zugegriffen werden kann und sie mit vergleichbaren Daten verglichen werden können, die von unbekannten Ölen erfasst wurden. Mit zunehmendem Testen bekannter Öle wird ein umfassender Datenbestand, der für das Verhalten aller getesteten Öle repräsentativ ist, aufgebaut.
Somit können die Änderungen des spezifischen Widerstands eines unbekannten Öls während Nutzung über einen Zeitraum überwacht werden, der geeignet ist, um ausreichende erkennbare und charakteristische Merkmale des Entwicklungsprofils aufzuzeichnen, die mit den gespeicherten Verhaltensweisen bekannter Öle verglichen werden können. Wenn festgestellt wird, dass die Verhaltensweisen des unbekannten Öls und eines spezifischen bekannten Öls im Wesentlichen identisch sind, wird festgestellt, dass die unbekannte Ölformulierung identisch zu der Formulierung des bekannten Öls ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung beschreibt ein Mittel zum Bestimmen der Qualität eines Öls, insbesondere der Qualität eines Frischöls, das einem vorbestehenden Volumen von in Gebrauch stehendem Öl bzw. Altöl zugegeben wird, aus Messungen des spezifischen Widerstands des sich ergebenden Ölgemisches.
Die Umsetzung dieser Erfindung kann verwendet werden, um die Formulierung von Ölzugaben in praktisch jedem Motor oder Mechanismus zu beurteilen, bei dem Ölverlust oder Degradation von Öleigenschaften regelmäßige Ölzugaben erforderlich machen. Die unmittelbarste Anwendung ist bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei solchen, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden, wobei sie aber auch solche einschließt, die in stationären Anwendungen, Schifffahrts- oder Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet werden. Die Erfindung hat aber breite Einsatzmöglichkeiten und kann eine breitere Anwendung finden, zum Beispiel beim Beurteilen der Qualität von Nachfüllfluid in hydraulischen Systemen.
Schmieröle in Verbrennungsmotoren können mehrere Formulierungen aufweisen, die sich sowohl bezüglich Grundöleigenschaften als auch bezüglich des Additivpakets unterscheiden. Die elektrische Impedanz und somit der spezifische Widerstand und die Permittivität dieser Öle kann unter Verwenden von Messausrüstung, Mess- und Analysevorgehen beurteilt werden, die dem Fachmann gut bekannt sind und zum Beispiel in US 7,362,110 , Halalay et al., US 6,922,064 Halalay et al. und US 7,370,514 , Halalay et al. beschrieben werden.
Diese abgeleiteten Beurteilungen des spezifischen Widerstands können häufig genug überwacht werden, dass eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung der Änderung dieser Eigenschaften entwickelt werden kann. Ferner kann diese Aufzeichnung gespeichert werden, zum Beispiel in einem Rechner oder einer ähnlichen Vorrichtung, und kann eine einer Reihe von Bezugsdatenkennlinien von bestimmten Schmierölen bilden. Die Änderung des spezifischen Widerstands während der Nutzung eines unbekannten Öls kann dann mit einer Sammlung von Bezugsdaten verglichen werden, die für eine große Anzahl von bekannten Schmierölen erfasst wurden, um eine Reihe von Bezugsdaten auszumachen, die im Wesentlichen das gleiche Verhalten wie das unbekannte Öl aufweisen. Wenn eine solche wesentliche Übereinstimmung erzielt ist, wird angenommen, dass das unbekannte Schmieröl eine Formulierung besitzt, die im Wesentlichen identisch zu der der passenden Bezugsformulierung ist.
Die Natur des Grundöls und des Additivpakets bestimmt den anfänglichen spezifischen Widerstand des Öls sowie die Entwicklung des spezifischen Widerstands des Öls während Nutzung, was mit der Verschlechterung des Öls während Nutzung in Zusammenhang steht. Somit kann die Eignung eines unbekannten Schmieröls für eine bestimmte Anwendung durch Kenntnis seiner Formulierung, die wiederum charakteristische, messbare elektrische Eigenschaften des Öls vermittelt, ermittelt werden.
Unter Bezug auf eine spezifische Umsetzung in einem Kraftfahrzeug gibt es drei Situationen, bei denen die Bestimmung von Öl erwünscht ist:
bei einer anfänglichen Ölfüllung
bei einem Ölwechsel
bei einem Ölnachfüllen
Diese drei Fälle stellen Situationen dar, bei denen das Öl nach Zugabe von Frischöl ausschließlich Frischöl, im Wesentlichen Frischöl und im Wesentlichen Altöl umfasst. In allen Fällen erfolgt eine anfängliche Bestimmung des Frischöls beruhend auf der Beurteilung seines anfänglichen spezifischen Widerstands und die anfängliche Beurteilung wird mit Hilfe der zeitlichen Entwicklung des spezifischen Widerstands des Frischöls während Fahrzeugeinsatz verfeinert. Es versteht sich aber, dass bei den Fällen (b) und (c), bei denen das Frischöl mit Altöl vermischt wird, die Messungen des spezifischen Widerstands das Verhalten der vermischten Öle wiedergeben. Bei diesen Fällen ist somit zusätzliche Datenverarbeitung erforderlich, um die spezifischen Widerstandseigenschaften des Frischöls zu erhalten.
Im Einzelnen muss die Gemischsignatur, die sich aus den miteinander gemischten und vermischten Alt- und Frischölen ergibt, zerlegt werden, um zeitlich veränderliche Werte des spezifischen Widerstands zu erhalten, die jedem der Bestandteile zurechenbar sind. Dies kann durch Anwenden der folgenden Schritte verwirklicht werden:

(a) Messen des spezifischen elektrischen Widerstands eines Fahrzeugschmiermittels während Nutzung durch einen fahrzeugeigenen Sensor und Konstruieren seiner Zeitabhängigkeit;
(b) Ermitteln der verbleibenden Menge von Fahrzeugöl kurz vor Ölwechsel oder -nachfüllen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Motorölstandsensors;
(c) Ermitteln des neuen Ölgesamtvolumens nach Zugabe des Frischöls, erneut unter Verwenden des fahrzeugeigenen Ölstandsensors;
(d) Aufzeichnen der Zeit, zu der die Zugabe des Frischöls erfolgte;
(e) Ermitteln des Volumens von Frischöl, das gemäß der Differenz zwischen den in den Schritten (d) und (c) gemessenen Volumina zugegeben wird, und dadurch Berechnen des Volumenanteils von Alt- und Frischöl;
(f) Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Gemisches aus Alt- und Frischölen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors;
(g) Berechnen des spezifischen Widerstands des zugegebenen Frischöls aus Kenntnis des spezifischen Widerstands des Altöls unmittelbar vor der Ölzugabe, des spezifischen Widerstands des Gemisches aus Alt- und Frischöl unmittelbar nach der Zugabe und der Volumenanteile des Altöls und des zugegebenen Öls, wobei eine Mischungsregel für den spezifischen elektrischen Widerstand verwendet wird;
(h) Fortführen des Messens des spezifischen Widerstands des Ölgemisches bei fortgesetzter Nutzung, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand gegen Zeit zu entwickeln; und
(i) Feststellen der Zeit ab der Ölzugabe, bei der eine Spitze der Kurve von spezifischem Widerstand gegen Zeit beobachtet wird.

Mit dem weiteren Schritt des Vergleichens der Kennlinie des spezifischen Widerstands des Frischöls mit einer Sammlung von Kennlinien des spezifischen Widerstands bekannter Öle kann das Frischöl bestimmt werden und seine Konformität mit Herstellerspezifikationen und somit seine Eignung für die Anwendung kann ermittelt werden.
Bei einer Fahrzeuganwendung kann die Steuerelektronik des Fahrzeugs so programmiert werden, dass an den Nutzer eine Warnung ausgegeben wird, wenn das zugegebene Öl außerhalb der Spezifikation liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Kurvenkennlinie der Änderung des spezifischen Widerstands von Motoröl mit Nutzungszeit und demonstriert eine Merkmalskennlinie der Messungen des spezifischen Widerstands von Öl während Nutzung. Speziell zu beachten ist der anfängliche spezifische Widerstand ρ₀ und der spezifische Spitzenwiderstand ρ_max, der bei einer Motorbetriebszeit t_max auftritt und in der Figur die Grenze zwischen Bereich I und Bereich II markiert. Zusätzliche Merkmale, die an der Kurve beobachtet werden können, sind als Bereich III bzw. Bereich IV bezeichnet.
2 zeigt einen Balkengraphen, der die Größenordnung des anfänglichen spezifischen Widerstands angibt, wobei Klassen von Ölformulierungen für eine Vielzahl formulierter Öle mit ILSAC- und API-Bezeichnungen bezeichnet sind.
3 zeigt Daten, die für den Einfluss verschiedener Ölgrundgemische und Additivpakete auf den maximalen spezifischen Widerstand, der bei der anfänglichen Spitze des spezifischen Widerstands gemessen wird, wie zum Beispiel in 1 als ρ_max gezeigt ist, und die Motorbetriebszeit t_max nach einem Ölwechsel, bei dem diese Spitze beobachtet wird, repräsentativ sind.
4 ist eine Darstellung von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit für ein spezifisches Motoröl nach einem Ölwechsel, der das Spülen des gesamten Altöls aus dem System umfasste, was als „mit Motorspülen” bezeichnet wird, und nach einem zweiten Ölwechsel, bei dem einem Motor, bei dem das Altöl nominell abgelassen wurde, neues Frischöl zugegeben wurde, was als „ohne Motorspülen” bezeichnet wird.
5 ist eine Darstellung von spezifischem Widerstand gegen Kurbelwellenumdrehung für ein GF-4-Motoröl mit mineralischer Basis während zwei Kraftmesseinrichtungstests mit stark unterschiedlichen Betriebsparametern: einem Test hoher Temperatur und hoher Last (HTHL), der stationäre Hochgeschwindigkeitsfahrt durch eine Wüste bei Ziehen eines Anhängers approximiert; und einem leichteren Test, der häufiges Starten, Beschleunigen und Abbremsen (PC- oder „Postzyklus”-Test) einsetzt.
6 ist eine Darstellung von spezifischem Widerstand gegen Kurbelwellenumdrehungen für ein GF-4-Motoröl mit synthetischer Basis während eines HTHL- und eines PC-Tests.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Diese Erfindung ist ein Verfahren zum Ermitteln der Qualität von Schmieröl, das einer Menge von Altöl in einem arbeiten Motor oder Mechanismus zugegeben wird. Das Verfahren mit wird mit spezifischer Verwendung bei einem in einem Fahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor beschrieben und zieht die Verwendung eines geeigneten elektrischen Sensors für Schmieröldurchsatz zum Überwachen des spezifischen elektrischen Widerstands des Öl bei normaler Betriebstemperatur und während Nutzung in einem Motor oder einem anderen arbeitenden Mechanismus in Betracht. Die Umsetzung des Verfahrens wird durch geeignete elektronische Instrumente unterstützt.
Ein Beispiel für eine geeignete Zelle für die Messung oder Ermittlung von spezifischen Widerstandswerten und Permittivitätswerten eines Motoröls oder einer anderen Flüssigkeit wird in U.S. Patent 7,362,110 , „Measurement Cell for Liquids”, Halalay et al., offenbart und wird in diese Beschreibung aufgenommen, um die Auslegung und Nutzung einer solchen Zelle zu veranschaulichen. Ein Verfahren zum Verwenden einer solchen Zelle beim Ermitteln und Verwenden von spezifischen Widerstandswerten und Permittivitätswerten eines Motoröls wird in U.S. Patent 7,370,514 , „Determining Quality of Oil in Use,” Halalay et al., offenbart und wird gleichfalls in diese Beschreibung aufgenommen, um die Messung und Verwendung elektrischer Eigenschaften beim Prognostizieren der Nutzungsdauer eines Schmieröls in einem arbeitenden Motor zu veranschaulichen. Ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Verwenden von Impedanzinstrumenten, um spezifischen Widerstand eines Fluids in einem Behälter zu überwachen, wird in U.S. Patent 6,922,064 , „Fluid Quality Test Method Based on Impedance”, Halalay et al., offenbart.
In 1–6 sind Daten, die die vorliegende Erfindung unterstützen, gezeigt.
1 ist ein Beispiel einer typischen Kurve, die die Änderung des spezifischen Widerstands eines bestimmten Motoröls mit Motorbetriebszeit, die durch fahrzeugeigene Mess- und Analysevorrichtungen erhalten wird, zeigt. Von besonderem Interesse ist, dass 1 eine Spitze bei kurzen Motorbetriebszeiten zeigt. Dieses Merkmal scheint ein universelles Merkmal von solchen Kurven von spezifischem Widerstand und Motorbetriebszeit zu sein, und ist die Grundlage für eine der Vorgehensweisen zur Bestimmung von Additivöl, die weiter unten beschrieben werden. 2 zeigt eine Zusammenstellung von spezifischen Widerstandsdaten, die bei einer Anzahl von Motorfrischölen unterschiedlicher zugrunde liegender Chemie und mit unterschiedlichen Mengen und Kombinationen von Additiven erfasst wurden. 3 veranschaulicht, dass der spezifische Spitzenwiderstand, d. h. das Maximum der Kurve von spezifischem Widerstand zu Motorbetriebszeit, sich frühzeitig bei der Nutzung eines Motoröls mit der Basisölformulierung ändert und dass die Motorbetriebszeit, bei der diese Spitze beobachtet wird, sich mit der Art des Additivpakets ändert. 3 stellt auf den Einfluss von Basisölformulierung und Additivpaket ab. Sie zeigt deutlich, dass unterschiedliche Ölfamilien, die unterschiedlichen API- und ILSAC-Klassifizierungen entsprechen, zwar ähnliche Maximalwerte des spezifischen Widerstands für die gleiche Art von Basisöl aufweisen (d. h. mineralisch gegen synthetisch), doch die Zeit der Spitze gegenüber verschiedenen Additivpaketen empfindlich ist und diese unterscheiden kann.
Um die Komplexität des Problems zu verstehen, ist es nur erforderlich, 4 zu betrachten, die das Verhalten von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit eines im Wesentlichen frischen Öls für zwei Situationen zeigt. In beiden Fällen wurde das Motoröl am Ende der Nutzungsdauer mit neuem Frischöl ersetzt. In einem Fall (mit Motorspülen) wurde aber das Altöl abgelassen; es wurde frisches Ersatzöl zugegeben; das Ersatzöl wurde dann abgelassen; und es wurde eine zweite Füllung frischen Ersatzöls zugegeben. In dem zweiten Fall (ohne Motorspülen, als ohne Motorspülen bezeichnet) wurde das Altöl einfach abgelassen und mit frischem Ersatzöl ersetzt. Beim Verhalten wird bei diesen beiden Fällen ein klarer Unterschied beobachtet.
Wenn das Öl in der als „mit Motorspülen” beschriebenen Weise ersetzt wird, wird das Verhalten beobachtet, das für Frischöl erwartet wird, d. h. eine spezifische Widerstandsspitze von 800 MΩ cm. Wenn das Öl in der als „ohne Motorspülen” beschriebenen Weise ersetzt wird, wird eine spezifische Widerstandsspitze von ~480 MΩ cm beobachtet. Bei dem anfänglichen spezifischen Widerstand werden ebenfalls Unterschiede eines ähnlichen Verhältnisses beobachtet. Somit ist die Wirkung selbst einer nur kleinen Menge von Altöl, die in der Schmieranlage nach Ablassen des Altöls zurückgehalten wird, signifikant, da sie sowohl die Spitzenhöhe als auch den anfänglichen spezifischen Widerstand um einen Faktor von fast 2 verändert hat. Zu beachten ist aber, dass die Zeit der spezifischen Widerstandsspitze in den beiden Datenreihen im Wesentlichen unverändert ist.
Wie 2 verdeutlicht, überspannt der spezifische Widerstand für verschiedene frische Ölformulierungen, die von voll formulierten GF-4-Ölen auf synthetischer Basis zu Grundgemisch reichen, erfreulicherweise 7 Größenordnungen (d. h. ein Faktor von 10 Millionen). Eine solche Änderung macht an einer Logarithmusskala eine Warnung „außerhalb der Spezifikation” trotz einer Änderung um einen Faktor 2 noch möglich, wie unter Bezug auf 4 erläutert wird.
Weiterhin, siehe 3, liefern der spezifische Spitzenwiderstand und die Motorbetriebszeit gegen spezifischen Spitzenwiderstand zusätzliche Informationen über das Motoröl: die Natur des Additivpakets korreliert gut mit der Motorbetriebszeit, bei der die Spitze des spezifischen Widerstands beobachtet wird, während der Wert des spezifischen Widerstands bei dem lokalen Maximum mit den Eigenschaften des Grundöls korreliert. Somit können die Öleigenschaften gefolgert und mit den Anforderungen des Herstellers verglichen werden.
Auf die Robustheit der Signaturen der Spitze des spezifischen Widerstands gegenüber Fahrbedingungen wird in 5 und 6 eingegangen. 5 und 6 zeigen die Testergebnise für GF-4-Motoröle mineralischer Basis bzw. synthetischer Basis als Funktion einer Anzahl von Motorumdrehungen während zwei Kraftmesseinrichtungstests mit stark unterschiedlichen Betriebsparametern: (i) einem Test mit hoher Temperatur und hoher Last, der Hochgeschwindigkeitsfahrt durch eine Wüste bei Ziehen eines Anhängers approximiert, und (ii) einem leichteren Test unter Bedingungen, die häufiges Starten, Beschleunigen, Abbremsen und Anhalten approximieren. Die Daten in 5 und 6 wurden als Funktion einer Anzahl von Motorumdrehungen an Stelle von Motorbetriebszeit aufgetragen, da die Darstellungen Daten aus Tests mit unterschiedlichen Testbedingungen und insbesondere mit unterschiedlichen Motordrehzahlen (d. h. Umdrehungen pro Minute) wiedergeben. Wie eine Prüfung von 5 und 6 unmittelbar zeigt, ist das Auftreten der Spitze des spezifischen Widerstands bei frühen Anzahlen von Kurbelwellenumdrehungen von Testbedingungen weitgehend unabhängig und sieht somit die für eine eindeutige Bestimmung eines Motoröls während Kundendienst erforderliche Robustheit vor.
Das genauere Verfahren umfasst:

(a) Messen der elektrischen Eigenschaften, zumindest des spezifischen Widerstands des Öls, eines breiten Bereichs von Schmierölen unter standardisierten Testverfahren über die Nutzungsdauer des Öls, wobei mindestens eines der Standardtestverfahren das Messen der elektrischen Eigenschaften bei einer im Wesentlichen festen Bezugstemperatur von über 90°C erfordert; Erzeugen einer nahezu stetigen Kurve der Änderung des spezifischen Widerstands des Öls bei Motorbetriebszeit mit hinreichender Genauigkeit, so dass zumindest der anfängliche spezifische Widerstand ρ₀ und die Zeit t_Max, bei der die Spitze ρ_Max des spezifischen Widerstands wie in 1 gezeigt bestimmt werden kann; Zuordnen mindestens der Kennlinie des anfänglichen spezifischen Widerstands ρ₀, des maximalen spezifischen Widerstands ρ_max und der Motorbetriebszeit t_Maxder Spitze des spezifischen Widerstands zu dem getesteten spezifischen Öl und Speichern dieser Kennlinien in irgendeiner abrufbaren Form, zum Beispiel in einer Nachschlagetabelle in einem elektronischen Rechner.
(b) Messen der elektrischen Eigenschaften des Fahrzeugschmiermittels während Nutzung in einem Fahrzeug durch einen fahrzeugeigenen Sensor und Entnehmen des spezifischen Widerstands des Öls als Funktion von Motorbetriebszeit, wobei die Messungen häufig genug vorgenommen werden, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit zu erzeugen, wie dies in 1 gezeigt ist. Dieses Vorgehen, das dem Fachmann wohl bekannt ist, ist in dem Patent '514 von Halalay et al. dokumentiert und umfasst: Zirkulieren von Öl durch einen geeigneten Sensor; Vornehmen wiederholter Messungen der Impedanz des Öls bei einer nahezu konstanten Temperatur von über 90°C; Entnehmen des spezifischen Widerstands des Öls aus den Impedanzmessungen; und Erzeugen einer Kurve von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit.
(c) Ermitteln der verbleibenden Menge an Fahrzeugöl kurz vor dem Ölwechsel oder Ölnachfüllen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Motorölstandsensors, der ein Signal vorsehen kann, dessen Größenordnung proportional zum vorhandenen Ölvolumen ist.
(d) Ermitteln des neuen Ölgesamtvolumens nach Zugabe des Frischöls, erneut unter Verwenden des fahrzeugeigenen Ölstandsensors;
(e) Aufzeichnen der Zeit, zu der die Zugabe des Frischöls erfolgte;
(f) Ermitteln des Volumens von Frischöl, das gemäß der Differenz zwischen den in den Schritten (d) und (c) gemessenen Volumina zugegeben wurde, und dadurch Berechnen des Volumenanteils von Alt- und Frischöl;
(g) Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Gemisches aus Alt- und Frischölen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors;
(h) Berechnen des spezifischen Widerstands des zugegebenen Frischöls, der dem anfänglichen spezifischen Widerstand ρ₀ des Frischöls entspricht, aus Kenntnis des spezifischen Widerstands des Altöls unmittelbar vor der Ölzugabe, des spezifischen Widerstands des Gemisches von Alt- und Frischöl unmittelbar nach der Zugabe und der Volumenanteile des Altöls und des zugegebenen Öls unter Verwenden einer Mischungsregel für den spezifischen elektrischen Widerstand;
(i) Vergleichen des Werts des anfänglichen spezifischen Widerstands des zugegebenen Frischöls mit den Werten in einer Nachschlagetabelle, wobei die Messungen des anfänglichen spezifischen Widerstands für eine Vielzahl von Frischölen aufgezeichnet sind und damit eine vorläufige Bestimmung des zugegebenen Öls ermöglichen;
(j) Fortsetzen des Messens des spezifischen Widerstands des Ölgemisches bei fortgesetzter Nutzung, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit zu entwickeln;
(k) Bestimmen der Motorbetriebszeit (gemessen ab der Motorbetriebszeit der Ölzugabe), bei der eine Spitze der Kurve von spezifischem Widerstand gegen Motorbetriebszeit beobachtet wird, t*_Max; Dies kann verwirklicht werden durch: geeignetes Glätten der Kurve, um den Einfluss von Rauschen zu minimieren, zum Beispiel durch Berechnen eines laufenden Mehrpunkt-Mittels; Nehmen von Ableitungen der Kurve; und Bestimmen der Zeit, bei der die Ableitung einen Wert von null annimmt, wenn sie reibungslos von positiv zu negativ wechselt, als Zeit der Spitze des spezifischen Widerstands. Ein alternatives und einfacheres Vorgehen besteht darin, die Kurve zu glätten, ein laufendes Mehrpunkt-Mittel wäre erneut geeignet; den gemittelten Wert des spezifischen Widerstands mit Zeit ständig nachzuverfolgen und festzustellen, ob sein Wert von Zeitintervall zu Zeitintervall angestiegen oder gesunken ist; und den Punkt, an dem der spezifische Widerstand nach Aufweisen eines anfänglichen Anstiegs zu sinken begann, als Zeit der Spitze des spezifischen Widerstands zu bestimmen;
(l) Heranziehen der gespeicherten Daten, die für das Verhalten bekannter Öle repräsentativ sind, wie in Schritt (a) beschrieben, Vergleichen der Motorbetriebszeit (im Verhältnis zum Moment des Ölwechsels) der gerade für das Ölgemisch bestimmten Spitze des spezifischen Widerstands mit den Spitzen des spezifischen Widerstands für die bekannten Öle, bis ein bekanntes Öl gefunden ist, dessen Spitze des spezifischen Widerstands bei einer Motorbetriebszeit auftritt, die im Wesentlichen identisch zu der gerade ermittelten und für das unbekannte Öl repräsentativen Spitze des spezifischen Widerstands ist. Bestimmen des unbekannten Öls mit diesem bekannten Öl.

Die Natur des zugegebenen Frischöls wird in diesem Vorgehen bei zwei Stufen bestimmt – bei Schritt (i) und bei Schritt (l). Bei Betrachtung von 2 ist klar, dass die vorläufige Beurteilung der Ölqualität, die bei Schritt (i) ermöglicht wird, vorrangig auf das Ermitteln der allgemeinen Klasse von Ölen statt auf das Bestimmen einer spezifischen Ölformulierung gerichtet ist. Die Bestimmung bei Schritt (l) dagegen ermöglicht, wie 3 verdeutlicht, eine viel größere Unterscheidung. Idealerweise sollten diese beiden Ermittlungen übereinstimmen, wenn sie aber aufgrund der größeren Unterscheidung der Spitze des spezifischen Widerstands/der Spitze der Motorbetriebszeit zu widersprüchlichen Beurteilungen von Öleignung führen, wird die zuletzt ermittelte Bestimmung akzeptiert.
Wenn eine der Messungen anzeigt, dass das zugegebene Öl Spezifikationen nicht erfüllt, sollte dem Fahrer des Fahrzeugs eine Warnung oder eine Reihe von zunehmend dringlichen Warnungen übermittelt werden. Dies kann durch Mittel, die dem Fachmann wohl bekannt sind, erfolgen und informiert den Fahrer, dass das Öl sofort gewechselt werden sollte. Somit wird eine bei Schritt (i) ausgegebene Warnung das Vorgehen an diesem Punkt abbrechen und eine bei Schritt (l) ausgegebene Warnung wird jedes Versäumnis, bei Schritt (i) zu warnen, aufheben.
Zurück zu den bereits bestimmten drei Situationen, d. h. einem anfänglichen Öleinfüllen, einem Ölwechsel und einem Ölnachfüllen, ist es klar, dass das vorstehende Vorgehen umfassend genug ist, um diese drei Fälle anzugehen. Im Fall eines Ölnachfüllens sind alle aufgeführten Schritte erforderlich; im Fall eines anfänglichen Öleinfüllens sollten nur die Schritte (a), (b), (i) und (l) befolgt werden.
Im Fall eines Ölwechsels sind abhängig davon, ob die Menge des in dem Motor verbleibenden restlichen Öls zuverlässig gemessen werden kann, zwei Vorgehensweisen möglich. Wenn die Menge restlichen Öls gemessen werden kann, kann diese Situation als Ölzugabe behandelt werden, und alle Schritte sollten befolgt werden. Wenn die Menge restlichen Öls nicht zuverlässig gemessen werden kann, dann ähnelt diese Situation der Situation des anfänglichen Öleinfüllens und es sollten nur die Schritte (a), (b), (i) und (l) befolgt werden.
Das vorstehende Vorgehen sollte die Bestimmung des unbekannten Öls in Fällen ermöglichen, da genügend Frischöl zugegeben wird, so dass seine Wirkungen auf den spezifischen Widerstand des Ölgemisches nicht durch die Wirkungen eines viel größeren Volumens von Altöl überlagert werden. In manchen Fällen kann aber das Volumen zugegebenen Öls so klein sein, dass die Spitze des spezifischen Widerstands, die mit der Ölzugabe in Verbindung steht, nicht von dem spezifischen Hintergrundwiderstand unterschieden werden kann, der auf das viel größere Volumen von Altöl zurückführbar ist.
Ein signifikanteres Problem ergibt sich, wenn die elektrischen Messungen signifikantem Rauschen unterliegen. Wenn die Spitze des spezifischen Widerstands klein und kaum detektierbar ist, wie im vorstehenden Fall, könnte Rauschen von dem System als Spitze ausgelegt werden, was eine fehlerhafte Bestimmung der Ölzugabe erzeugt und möglichweise ein unnötiges Handeln des Fahrers des Fahrzeugs veranlasst.
Um dieser Situation vorzubeugen, wird eine Implementierung des Algorithmus von dem Volumenanteil des neuen Öls abhängig gemacht, dessen Überschreiten eines vorab festgelegten Schwellenwerts bei Schritt (f) ermittelt wird. Wenn somit weniger als eine Mindestmenge Öl zugegeben wird, wird der Algorithmus nicht implementiert und es wird kein Versuch unternommen, die Ölzugabe zu bestimmen. Ein einfaches Skalieren der Spitzen des spezifischen Widerstands, wie in 1, 4, 5 und 6 gezeigt, zeigt an, dass selbst bei Verringern der Spitzenhöhe um 20% diese sich noch von dem sich langsamer verändern Hintergrund und dem sich schnell ändernden Rauschen unterscheiden sollte. Ein Verhältnis von Frischöl zu Altöl von 0,2 oder mehr wird somit als Verhältnis betrachtet, das genaue Ergebnisse liefert. Da Bediener typischerweise Öl in Schritten von 1,1 Liter (1 Quart) zugeben, sollte entsprechend einem Verhältnis von Frischöl zu Altöl von etwa 0,25 bei einer 5,5 l (5 Quart) großen Wanne die meisten Ölzugaben diesen Schwellenwert übersteigen.
Ein zweiter Fall, der betrachtet werden sollte, ist ein Fall, bei dem eine Ölzugabe erforderlich ist, bevor das Altöl lange genug im Einsatz war, um seine Spitze spezifischen Widerstands zu erreichen. In diesem Fall gibt es keine Möglichkeit, die Altölspitze von der Frischölspitze zu unterscheiden und es kann keine Bestimmung des Motoröls durchgeführt werden.
Schließlich ist zu beachten, dass die Zeit zum Erreichen der Spitze des spezifischen Widerstands umso länger ist, je höher die Qualität des Öls ist. Dadurch werden Öle niedrigerer Qualität, die das größte Potential haben, einen Motor zu beschädigen, sehr frühzeitig bei der Wartung detektiert, wenn sie am wenigsten Gelegenheit gehabt haben, Schaden hervorzurufen, während die höherwertigeren Öle, die das geringste Potential für Motorschädigung haben, später detektiert werden.
Das vorstehend beschriebene Vorgehen ist für Motoren geeignet, die relativ feste Arbeitstakte durchlaufen, oder für solche, die sich wiederholende Arbeitstakte von relativ kurzer Dauer durchlaufen. Zum Beispiel Schifffahrtanwendungen oder stationäre Anwendungen. Bei Motoren, die unterschiedliche Arbeitstakte durchlaufen, insbesondere unterschiedliche Arbeitstakte von langer Dauer, könnte eine zeitbasierte Bestimmung der Spitze des spezifischen Widerstands die Ölbestimmung durcheinanderbringen. Bei Heranziehen zum Beispiel des Betriebs in einem Kraftfahrzeug kann dies auftreten, da die bei einer 30-stündigen Nutzung bei 30 Meilen pro Stunde (48 kmh) auftretende Öldegradation nicht die gleiche sein wird, wie die bei einer 30-stündigen Nutzung bei 65 Meilen pro Stunde (105 kmh) auftretende. Wie 5 und 6 aber verdeutlichen, wird eine gute Übereinstimmung der Spitzen des spezifischen Widerstands selbst unter radikal anderen Fahrzyklen erreicht, wenn der Index für die Entwicklung von Degradation Kurbelwellenumdrehungen statt Zeit ist. Somit umfasst eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung das genauere Verfahren des:

(a) Zählens der Anzahl von Motorkurbelwellenumdrehungen und des Messens der elektrischen Eigenschaften, zumindest des spezifischen Widerstands des Öls, über einen breiten Bereich von Schmierölen unter standardisierten Testvorgehensweisen über die Nutzungsdauer des Öls, wobei mindestens eine der Standardtestvorgehensweisen das Messen der elektrischen Eigenschaften bei einer im Wesentlichen festen Bezugstemperatur von über 90°C erfordert; des Erzeugens einer nahezu stetigen Kurve der Änderung des spezifischen Widerstands des Öls mit Motorkurbelwellenumdrehungen mit hinreichender Genauigkeit, so dass mindest der anfängliche spezifische Widerstand (ρ₀) und mindestens die Kennlinie der Anzahl an Kurbelwellenumdrehungen (r_Max) der Spitze ρ_Max des spezifischen Widerstands, wie in 5 gezeigt, bestimmt werden kann; Zuordnen mindestens von ρ₀, ρ_Max und r_Max zu dem getesteten spezifischen Öl und Speichern dieser Kennlinien in irgendeiner abrufbaren Form, zum Beispiel in einer Nachschlagetabelle in einem elektronischen Rechner.
(b) Messens der elektrischen Eigenschaften des Fahrzeugschmiermittels während Nutzung in einem Fahrzeug durch einen fahrzeugeigenen Sensor und Entnehmen des spezifischen Widerstands von Öl als Funktion von Motorkurbelwellenumdrehungen, wobei die Messungen häufig genug vorgenommen werden, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand gegen Motorkurbelwellenumdrehungen zu erzeugen. Diese Vorgehensweise, die dem Fachmann wohl bekannt ist, ist in dem Patent '514 von Halalay et al. dokumentiert und umfasst: Zirkulieren von Öl durch einen geeigneten Sensor; Vornehmen wiederholter und gleichzeitiger Messungen der Impedanz des Öls bei einer nahezu konstanten Temperatur von über 90°C und den Motorkurbelwellenumdrehungen; Entnehmen des spezifischen Widerstands des Öls aus den Impedanzmessungen; und Erzeugen einer Kurve von spezifischem Widerstand gegen Motorkurbelwellenumdrehungen.
(c) Ermittelns der verbleibenden Menge an Fahrzeugöl kurz vor Ölwechsel oder Ölnachfüllen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Motorölstandsensors, der ein Signal vorsehen kann, dessen Größenordnung proportional zu dem vorhandenen Ölvolumen ist.
(d) Ermittelns des neuen Ölgesamtvolumens nach Zugabe des Frischöls, erneut unter Verwenden des fahrzeugeigenen Ölstandsensors;
(e) Aufzeichnens der Motorkurbelwellendrehungen, wenn die Zugabe des Frischöls erfolgt ist;
(f) Ermittelns des Volumens zugegebenen Frischöls gemäß der Differenz zwischen den in den Schritten (d) und (c) gemessenen Volumina und dadurch Berechnen des Volumenanteils von Alt- und Frischöl;
(g) Messens des spezifischen elektrischen Widerstands des Gemisches aus Alt- und Frischölen unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors;
(h) Berechnens des spezifischen Widerstands des zugegebenen Frischöls aus Kenntnis des spezifischen Widerstands des Altöls unmittelbar vor der Ölzugabe, des spezifischen Widerstands des Gemisches aus Alt- und Frischöl unmittelbar nach der Zugabe und der Volumenanteile des Altöls und des zugegebenen Öls, wobei eine Mischungsregel für den spezifischen elektrischen Widerstand verwendet wird;
(i) Vergleichens des Werts des spezifischen Widerstands des zugegebenen Frischöls mit den Werten in einer Nachschlagetabelle mit dem spezifischen Widerstand einer Vielzahl von Frischölen und damit Ermitteln der Identität des zugegebenen Öls;
(j) Fortsetzens des Messens des spezifischen Widerstands des Ölgemisches bei fortgesetzter Nutzung, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand gegen Zeit zu entwickeln;
(k) Bestimmens der Anzahl an Motorkurbelwellenumdrehungen (seit der Ölzugabe), bei der eine Spitze der Kurve von spezifischem Widerstand gegen Zeit beobachtet wird, t*_Max; dies kann verwirklicht werden durch: geeignetes Glätten der Kurve, um den Einfluss von Rauschen zu minimieren, zum Beispiel durch Berechnen eines laufenden Mehrpunkt-Mittels; Nehmen von Ableitungen der Kurve; und Bestimmen der Zeit, bei der die Ableitung einen Wert von null annimmt, wenn sie reibungslos von positiv zu negativ wechselt, als Zeit der Spitze des spezifischen Widerstands. Ein alternatives und einfacheres Vorgehen besteht darin, die Kurve zu glätten, ein laufendes Mehrpunkt-Mittel wäre erneut geeignet; den gemittelten Wert des spezifischen Widerstands mit Motorkurbelwellenumdrehungen ständig nachzuverfolgen und festzustellen, ob sein Wert von Motorkurbelwellenumdrehungsintervall zu Motorkurbelwellenumdrehungsintervall angestiegen oder gesunken ist; und den Punk, an dem der spezifische Widerstand nach Aufweisen eines anfänglichen Anstiegs zu sinken begann, als Motorkurbelwellenumdrehungen der Spitze des spezifischen Widerstands zu bestimmen;
(l) Heranziehens der gespeicherten Daten, die für das Verhalten bekannter Öle repräsentativ sind, wie in Schritt a beschrieben. vergleichen der Motorkurbelwellenumdrehungen (im Verhältnis zum Ölwechsel) der gerade für das Ölgemisch bestimmten Spitze des spezifischen Widerstands mit den Spitzen des spezifischen Widerstands für die bekannten Öle, bis ein bekanntes Öl gefunden ist, dessen Spitze des spezifischen Widerstands bei im Wesentlichen identischen Motorkurbelwellenumdrehungen zu der gerade ermittelten und für das unbekannte Öl repräsentativen Spitze des spezifischen Widerstands auftritt. Bestimmen des unbekannten Öls mit diesem bekannten Öl.

Offensichtlich würden die zuvor angesprochenen Probleme der relativen Ölvolumina und des vorherigen Auftretens einer Spitze des spezifischen Widerstands auch bei dieser Ausführungsform zutreffen. Auch folgt das Anwenden alle Schritte des Verfahrens oder nur von ausgewählten Schritten (a), (b), (i) und (l) des Verfahrens bei den Fällen eines anfänglichen Ölauffüllens, eines Ölnachfüllens oder eines Ölwechsels dem in der Beschreibung der vorherigen Ausführungsform entwickelten Muster.
Diese Erfindung wurde bezüglich spezifischer Ausführungsformen beschrieben, die auf ihre Anwendung bei einem Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug gerichtet sind. Die Einflüsse von Ölformulierung auf spezifischen Widerstand von Öl und die Entwicklung von spezifischem Widerstand von Öl während Nutzung wurden hinreichend genau beschrieben, um es einem Fachmann zu ermöglichen, diese Erfindung bei anderen Motoren und Mechanismen anzuwenden.
Demgemäß ist der Schutzumfang dieser Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt.
Bezugszeichenliste
Fig. 2

*1: Moderne Formulierungen, synthetisch
*2: Synthetische Basis GF-3 und
*3: Mineralische Basis GF-3 und GF-4
*4: Veraltete GF-2 Öle
*5: SA-Öle, mineralische Basis
*6: Grundmischung

*1: 5W-30 GF-3 mineralisch
*2: 5W-30 GF-4 mineralisch
*3: 5W-30 GF-4 synthetisch
*4: 5W-30 Mod. synth. 1
*5: 5W-30 Mod. synth. 2
*6: 5W-30 Mod. synth. 3
*7: 5W-30 Mod. synth. 4
*8: 5W-30 Mod. synth. 5
*9: 5W-30 Mod. synth. 6
*10: 5W-30 Mod. synth. 7
*11: 0W-30 synthetisch
*12: 0W-20 synthetisch
*13: 5W-30 GF-2 mineralisch
*14: 15W-40 CI-4 mineralisch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7362110 [0017, 0032]
- US 6922064 [0017, 0032]
- US 7370514 [0017, 0032, 0040, 0050]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Nachfüllöls, wenn ein erstes Volumen von Nachfüllöl mit einem zweiten Volumen von Altöl gemischt wird, um ein Volumen von Mischöl zu erzeugen, umfassend: Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Altöls vor dem Nachfüllen; Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Mischöls; Berechnen des spezifischen Widerstands des Nachfüllöls; und Vergleichen des spezifischen Widerstands des Nachfüllöls mit bekannten spezifischen Widerständen von in Frage kommenden Nachfüllölen, bis ein in Frage kommendes Öl mit einem spezifischen Widerstand, der mit dem spezifischen Widerstand des Nachfüllöls geeignet übereinstimmt, bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: das Altöl ein in einem kohlenwasserstoffbetriebenen Motor verwendetes Öl umfasst; der Motor sich in einem Fahrzeug befindet; die Messungen des spezifischen elektrischen Widerstands an dem Fahrzeug unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors erfolgen; die Berechnung des spezifischen Widerstands von Öl unter Verwenden einer fahrzeugeigenen Rechenmaschine durchgeführt wird; und der Vergleich der spezifischen Widerstände des Nachfüllöls mit den bekannten spezifischen Widerständen der in Frage kommenden Nachfüllöle unter Verwenden einer fahrzeugeigenen Rechenmaschine erfolgt.
Verfahren zum Bestimmen eines Nachfüllöls, wenn ein erstes Volumen von Nachfüllöl mit einem zweiten Volumen von Altöl gemischt wird, um ein Volumen von Mischöl zu erzeugen, umfassend: Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Altöls; Messen des zweiten Volumens; Ermitteln des ersten Volumens; Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Ölgemisches; Nutzen einer geeigneten Gemischregel und Kenntnis des ersten und zweiten Volumens, um den spezifischen Widerstand des ersten Öls zu berechnen; und Vergleichen des spezifischen Widerstands des Nachfüllöls mit bekannten spezifischen Widerständen von in Frage kommenden Nachfüllölen, bis ein in Frage kommendes Öl mit einem spezifischen Widerstand, der mit dem spezifischen Widerstand des Nachfüllöls geeignet übereinstimmt, bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei: das Altöl ein in einem kohlenwasserstoffbetriebenen Motor in einem Fahrzeug verwendetes Öl umfasst; und die Ermittlung des ersten Volumens das folgende Verfahren umfasst: Messen des Volumens des Ölgemisches unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Ölstandsensors; Subtrahieren des Volumens des gemessenen zweiten Volumens von Altöl von dem gemessenen Ölgemischvolumen, um einen Rest zu berechnen; und Bestimmen des Rests mit dem ersten Volumen; und wobei die Messungen des spezifischen elektrischen Widerstands an dem Fahrzeug unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors vorgenommen werden; die Berechnung des spezifischen Ölwiderstands unter Verwenden einer fahrzeugeigenen Rechenmaschine durchgeführt wird; und der Vergleich der spezifischen Widerstände des Nachfüllöls mit den bekannten spezifischen Widerständen der in Frage kommenden Nachfüllöle unter Verwenden einer fahrzeugeigenen Rechenmaschine erfolgt:
Verfahren zum Bestimmen eines in einem Ölgemisch vorhandenen ersten Altöls, das ein erstes Volumen eines ersten Frischöls und ein zweites Volumen eines zweites Altöls umfasst, umfassend: Speichern von Daten über spezifischen Widerstand von Öl für eine Anzahl von Bezugsfrischölen in einer abrufbaren Weise; Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des zweiten Öls; Messen des zweiten Volumens; Ermitteln des ersten Volumens; Messen des spezifischen elektrischen Widerstands des Ölgemisches; Nutzen einer geeigneten Gemischregel und Kenntnis des ersten und zweiten Volumens, um den spezifischen Widerstand des ersten Öls zu berechnen; und Bestimmen des ersten Frischöls durch im Wesentlichen Abgleichen des spezifischen Widerstands des ersten Öls mit dem spezifischen Widerstand eines der Bezugsfrischöle.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei: das Altöl ein in einem Motor in einem Fahrzeug verwendetes Öl umfasst; die Messungen des spezifischen elektrischen Widerstands unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Sensors erfolgen; die Messung des zweiten Volumens unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Ölstandsensors erfolgt; und die Ermittlung des ersten Volumens das folgende Verfahren umfasst: Messen des Volumens des Ölgemisches unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Ölstandsensors; Subtrahieren des Volumens des gemessenen zweiten Volumens von Altöl von dem gemessenen Ölgemischvolumen, um einen Rest zu berechnen; und Bestimmen des Rests mit dem ersten Volumen: und wobei die Bestimmung des ersten Öls am Fahrzeug erfolgt.
Verfahren zum Bestimmen eines ersten Frischöls, das in einem Ölgemisch in einem Motor vorhanden ist, das durch Zugabe eines ersten Volumens eines ersten Frischöls und eines zweiten Volumens eines zweiten Öls erzeugt wird, umfassend; abrufbares Speichern von Daten über die Änderung des spezifischen Widerstands von Öl mit Motorbetriebszeit, gemessen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen, während Nutzung in einem arbeitenden Motor für eine Anzahl von Bezugsölen; Messen der Änderung des spezifischen elektrischen Widerstands des zweiten Öls mit Motorbetriebszeit und Entnehmen der Motorbetriebszeit, die der Zeit t_Max entspricht, bei der die Änderung des spezifischen Widerstands mit Motorbetriebszeit einen Maximalwert aufweist; Messen des zweiten Volumens des zweiten Öls; Ermitteln des ersten Volumens des ersten Öls; Aufzeichnen der Motorbetriebszeit, bei der das erste Volumen dem zweiten Volumen zugegeben wird, als Bezugszeit; wiederholtes Messen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen der Änderung des spezifischen elektrischen Widerstands des Ölgemisches mit Motorbetriebszeit während Nutzung in einem arbeitenden Motor, wobei die Zeit ab der Bezugszeit mit ausreichender Häufigkeit gemessen wird, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand mit Motorbetriebszeit zu erzeugen; Entnehmen aus der nahezu kontinuierlichen Aufzeichnung von spezifischem Widerstand mit Motorbetriebszeit eines Zeitintervalls t*_Max aus der Bezugszeit, bei der der spezifische Widerstand des Ölgemisches einen Maximalwert aufweist; Zurechnen der Zeit t*_Max, bei der das Ölgemisch eine Spitze seines spezifischen Widerstands mit Motorbetriebszeit aufweist, dem ersten Frischöl und; durch im Wesentlichen Abgleichen der Zeit t*_Max mit der Zeit zum spezifischen Spitzenwiderstand eines der Bezugsfrischöle und Bestimmen des ersten Frischöls mit dem einen der Bezugsfrischöle.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die festgelegten Motorbetriebsbedingungen eine 90°C übersteigende Temperatur umfassen: und wobei der Prozess der Bestimmung des ersten Frischöls beendet wird, wenn für das zweite Öl kein Maximalwert des spezifischen Widerstands mit Motorbetriebszeit t_Max ermittelt wurde.
Verfahren zum Bestimmen eines ersten Frischöls, das in einem Ölgemisch in einem Motor vorhanden ist, das durch Zugabe eines ersten Volumens eines ersten Frischöls und eines zweiten Volumens eines zweiten Öls erzeugt wird, umfassend; abrufbares Speichern von Daten über die Änderung des spezifischen Widerstands von Öl mit Motorkurbelwellenumdrehungen, gemessen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen, während Nutzung in einem arbeitenden Motor für eine Anzahl von Bezugsölen; Messen der Änderung des spezifischen elektrischen Widerstands des zweiten Öls mit Motorkurbelwellenumdrehungen und Entnehmen der Motorbetriebszeit, die dem Zählstand r_Max entspricht, bei dem die Änderung des spezifischen Widerstands mit Motorkurbelwellenumdrehungen einen Maximalwert aufweist; Messen des zweiten Volumens des zweiten Öls; Ermitteln des ersten Volumens des ersten Öls; Aufzeichnen der Motorkurbelwellenumdrehungen, bei denen das erste Volumen dem zweiten Volumen zugegeben wird, als Bezugszählstand von Kurbelwellenumdrehungen; wiederholtes Messen unter festgelegten Motorbetriebsbedingungen der Änderung des spezifischen elektrischen Widerstands des Ölgemisches mit Motorkurbelwellenumdrehungen während Nutzung in einem arbeitenden Motor, wobei die Zeit ab der Bezugszeit mit ausreichender Häufigkeit gemessen wird, um eine nahezu kontinuierliche Aufzeichnung von spezifischem Widerstand mit Motorkurbelwellenumdrehungen zu erzeugen; Entnehmen aus der nahezu kontinuierlichen Aufzeichnung von spezifischem Widerstand mit Motorkurbelwellenumdrehungen eines Zählstands r*_Max aus dem Bezugszählstand von Kurbelwellenumdrehungen, bei dem der spezifische Widerstand des Ölgemisches einen Maximalwert aufweist; Zurechnen des Werts r*_Max, bei dem das Ölgemisch eine Spitze seines spezifischen Widerstands mit Motorkurbelwellenumdrehungen aufweist, dem ersten Frischöl und; durch im Wesentlichen Abgleichen der Motorkurbelwellenumdrehungen r*_Max mit den Motorkurbelwellenumdrehungen zum spezifischen Spitzenwiderstand eines der Bezugsfrischöle und Bestimmen des ersten Frischöls mit dem einen der Bezugsfrischöle.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die festgelegten Motorbetriebsbedingungen eine 90°C übersteigende Temperatur umfassen; und wobei das Volumen des Ölgemisches unter Verwenden eines fahrzeugeigenen Ölstandsensors gemessen wird; und wobei der Prozess der Bestimmung des ersten Frischöls beendet wird, wenn das Verhältnis des ersten Volumens zu dem zweiten Volumen nicht 0,2 übersteigt; und wobei der Prozess der Bestimmung des ersten Frischöls beendet wird, wenn kein Maximalwert des spezifischen Widerstands mit Motorkurbelwellenumdrehungen r_Max für das zweite Öl ermittelt wurde.