專利名稱：確定機動車的機油中的燃油成分的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于確定機動車的機油中的燃油成分的一種方法以及一種裝置。
背景技術：
在機動車的內燃機運行中，燃油可能滲入到機油中。該危險尤其出現在發動機達 到其運行溫度之前，也就是在冷車狀態中。因此，在內燃機達到其運行溫度之前，被輸送的 燃油經常不能完全燃燒。然后，該燃油可以例如沉淀在汽缸壁上并滲入到機油中。此外， 在發動機的冷車狀態中，在發動機的部件之間產生氣隙，未燃燒的燃油可能通過該氣隙滲 入到機油中。由于其不易揮發的成分，該問題尤其在柴油燃油中出現。在此，在所謂的生 物_柴油燃油，也就是基于植物的柴油燃油中(該生物_柴油燃油例如是從植物油或者動 物脂肪中獲得)，尤其經常導致燃油滲入到機油中，這是因為在內燃機達到運行溫度時，該 燃油也不總是完全燃燒。機油在內燃機中滿足多種重要的目的。最重要的目的是，潤滑在內燃機中彼此相 對運動的部件。此外，通過機油從而排出摩擦熱量、洗除污物以及防止金屬部件磨損。由于 滲入到機油中的燃油而強烈地加劇了發動機的摩損，該摩損通常伴隨著燃油消耗的增加和 內燃機的廢氣排放的增加。為了解決上述問題，例如在使用生物燃油時，至今一直相應地縮短機油更換周期。 然而，在此在更換機油之前可能并沒有任何對此的提示，即是否真的由于在機油中升高的 燃油成分而需要在此時更換機油。因此，也許進行了不必要的機油更換。
發明內容
因此，從之前闡述的現有技術出發，本發明的目的在于提出一種開頭所述類型的 方法和裝置，利用該方法和裝置能夠以簡單的方式確定出機油中的燃油成分，從而能夠及 時地確定出在機油中的過高的燃油成分。本發明的目的通過獨立權利要求1和10的所述內容實現。本發明的有利的設計 方案和改進方案在從屬權利要求以及說明書和附圖中得出。根據本發明，該目的通過一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的方法實現， 其中，機油被帶入到至少兩個形成一個電容器的電極之間，其中，在機油處于電極之間時確 定電容器的電容，并且其中，由電容器的電容確定了機油中的燃油成分。此外，該目的通過一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的裝置來實現，該裝 置具有至少兩個形成一個電容器的電極，機油可被帶入到這些電極之間，以及該裝置具有 評估設備，在機油處于電極之間時，可利用該評估設備確定電容器的電容，并且可利用該評 估設備由電容器的電容確定機油中的燃油成分。本發明的主旨在于，以電容方式測量機油中的燃油成分。在此，本發明基于這樣的 認識，即不同的燃油類型和機油類型具有不同的介電常數。因此，機油的介電常數也隨著油 中增加的燃油成分而發生變化。為了確定介電常數，待測量的機油被引入到傳感器中的測量單元中，該測量單元構成電容器。處于電容器電極之間的機油的介電常數的變化導致電 容器的電介質的相應變化，并進而導致電容器的電容的變化。通過在機油處于電容器電極 之間時測量電容器的電容，也就能夠以精確的方式推導出處于機油中的燃油成分。尤其是 能夠利用根據本發明的方法或根據本發明的裝置以可靠和精確的方式確定出機油的臨界 的燃油污染。在超過最大的燃油污染、也就是臨界值時，可以隨之采取合適的措施。所屬的 措施例如是，例如在檢查機動車時，將相應的信息發給機動車駕駛員或者車間。在此，根據本發明的、用于測量機油中的燃油成分的傳感器的結構特別簡單并因 此成本低廉。相應地可以利用根據本發明的方法以特別簡單和成本低廉的方式測定機油中 的燃油成分。根據本發明，機油被帶入到電極之間。在此，該機油可以在稍后的時間點再次從電 極之間的空間里移除。機油可以在電極之間引導穿過。機油在電極之間的引導穿過在此意 味著，為了進行測量，機油被帶入到電極之間并且在稍后的時間點再次從傳感器中離開。機油能夠以特別簡單的方式在正常的機油循環的情況下被帶入到電容器電極之 間。為此，根據本發明的傳感器可以以合適的方式引入到機油循環中，尤其是布置在其中。 在這種情況下，機油也就在其正常循環的情況下在電極之間穿流。當然，基本上可以考慮設 置一種用于將機油引入到電極之間的獨立的裝置，例如一種合適的泵。也可以考慮的是，將用于測量的傳感器浸入到機油中并且以這種方式將機油帶入 到電極之間。根據本發明的傳感器例如也可以布置在內燃機的油槽中并且機油能夠以這種 方式被帶入到電極之間。在這種情況下，傳感器也就沒有被安置在循環系統中。機油在傳 感器中和尤其是在電極之間的進入和離開隨后通過油槽中的對流來實現。可以將在運行中測量的電容器的電容與在純的、也就是沒有被燃油污染的機油中 的在上述校準的范疇中所測量的電容進行比較。在此基礎上可以以特別簡單的方式確定燃 油污染的程度。為了確定電容器的電容，可以以自身已知的方式在電容器電極上施加電壓，尤其 是交流電壓。為此，該裝置可以具有合適的電源。對電容器的電容的確定對于本領域技術 人員來說是已知的，并因此不必詳細說明。在當前的描述中，概念“電容的確定”當然也包括確定與電容器的電容相關聯的量 值。當然，同樣也可以由這些與電容相關聯的電容器的量值確定機油中的燃油成分。根據本發明的一個設計方案，燃油成分可以是柴油燃油成分。內燃機也就可以是 柴油內燃機。由于其不易揮發的成分，尤其在柴油燃油中出現燃油滲入到機油中的問題，因 此對在機油中識別燃油成分提出較高的要求。當然也可以考慮的是，在機油中的燃油成分是汽油燃油成分，也就是用于奧托內 燃發動機的燃油。在這種情況下，內燃發動機可以是奧托內燃發動機。根據另一個設計方案，燃油成分可以是生物-燃油成分，尤其是生物-柴油燃油成 分。這種類型的基于植物的燃油有時候在內燃機的運行溫度中也不完全燃燒。由此可能造 成燃油滲入到機油中。相應地，特別重要的是對機油中的燃油成分進行監控。此外，因為生 物燃油的介電常數與機油的介電常數特別明顯地存在差別，因此機油中的生物燃油、尤其 是生物-柴油燃油可以借助于電容測量被特別良好地確定。特別地，這種差別大于例如在 含礦物的柴油燃油和含礦物的機油之間的差別。
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根據該方法的另一個設計方案，可以在電容器電極上施加不同頻率的交流電壓并 且分別確定了電容器的阻抗。根據該裝置的這個設計方案，可以設置電源，利用該電源可在 電容器電極上施加不同頻率的交流電壓，其中，利用評估設備可以分別確定出電容器的阻 抗。在此，在機油處于電極之間時施加交流電壓。阻抗取決于頻率而定。阻抗的確定對于 本領域技術人員來說是已知的并因此不做詳細說明。根據該設計方案也就貫穿交流電壓頻 率范圍并且收集到相應的阻抗頻譜。由此可以獲得關于機油中的燃油成分的特別精確的信 息。然后尤其可能的是，由不同交流電壓頻率下的阻抗值中識別出機油中的燃油的類型。 燃油的這種識別在根據本發明的裝置中可以利用評估設備實現。該設計方案基于這樣的認 識，即不同的燃油在不同的交流電壓頻率的情況下以不同的方式對阻抗產生影響。由對收 集到的阻抗頻譜、例如最大值(峰值)和最小值等等的位置和/或高度的評估可以識別出 不同的燃油。以這種方式例如可以確定，存在于機油中的燃油是礦物的燃油還是生物-柴 油燃油。為了進行評估，可以將收集到的阻抗頻譜與之 前在已知的燃油污染中生成的參考 頻譜進行比較。根據一個特別的根據實踐的設計方案，機油可以被帶入到多個形成一個電容器的 電極之間。根據裝置的該設計方案，可以設置有多個形成一個電容器的電極。通過多個電 容器電極可以形成一個在單位容積方面電容特別大的電容器。由此提供在數值方面相對較 高的電容測量值。例如感應出的干擾場只能較小地影響測量。由此可以舍棄特別和相對更 加昂貴的屏蔽措施。當設置多個電極時，這些電極尤其可以分別在兩側起作用。對此，分別 在相鄰的電極之間施加電壓。相鄰的電極因此處于在不同的電位上。在此，每個第二電極 可以分別位于相同的電位上。因此，對于整個電容器電極來說僅僅需要具有兩個電接頭的 電源。電容器電極可以是電容器板。設計為板形的電極使得電容器的構造特別簡單。然 后，這些板通常彼此平行地布置并且彼此具有間距，電容器的電介質處于該間距中，其中相 鄰的板位于不同的電位上。尤其是在設置多個電容器板時，為了進行測量，機油被帶入到這些電容器板之間， 這些電容器板可以彼此平行并間隔開地布置。這些板也能夠以一個間距彼此堆疊地布置。 在此，相鄰的電極通常又位于不同的電位上。這些位于不同的電位上的電極在此可以梳子 狀地彼此嚙合在一起。每個第二板隨后分別位于相同的電位上。因此又獲得特別簡單的構 造，其中對于所有的板來說僅僅需要一個具有兩個電接頭的電源。當然，電極也可以具有另 一種形狀，例如設計成圓柱形。那么，該圓柱形的電極可以具有不同的直徑并且可以彼此推 入地布置。在相鄰的圓柱體之間可以隨后分別施加電壓。
接下來根據附圖詳細說明本發明的實施例。圖中示意性的示出圖1示出了根據本發明的裝置的側視圖，以及圖2示出了在圖1中示出的裝置的截面圖。
具體實施例方式在附圖中，相同的部件以相同的標號示出。在圖1的側視圖中示出了用于測量在機動車機油中的燃油成分的根據本發明的裝置。該裝置具有殼體1，該殼體在本實例中由塑 料制成。在殼體1上設置有用于待檢測的機油的入口 2。為了進行測量，機油可以穿過入口 2被引導到根據本發明的裝置中。根據本發明的裝置在示出的實例中集成在發動機的機油 循環回路中。機油隨之流經該裝置，如在圖1中通過箭頭3所示。在流過該裝置之后，機油 在與入口 2相對的出口4處再次從裝置中流出。被引導穿過裝置的機油在示出的實例中是 柴油內燃機的機油。在示出的實例中，該機油被生物-柴油燃油成分污染。在示出的實例中，裝置具有多個板狀的電極，這些電極形成一個電容器。在圖1中 僅僅示意性地示出了這些處于殼體1的壁后面的電極5中的一些電極。機油相應地在箭頭 3的方向上在這些形成一個電容器的電極5之間流過。為了給電容器板提供電壓而設置了 一個公共電源。該電源在示出的實例中具有兩個電接頭6，7。通過電導線8，9將電接頭分 別與評估設備10連接起來，當前在該評估設備10中還集成有電源。在圖2中可以識別出根據本發明的裝置的電容器板的結構。在圖2中，以垂直于機 油的流動方向3截斷的視圖示出了根據本發明的裝置。機油因此在圖2的視圖中垂直于繪 圖平面流過該裝置。電接頭6，7分別與電容器的第一連接板11和第二連接板12連接。在 此，多個第一電容器板5垂直地從第一連接板11離開。相應地，多個第二電容器板13同樣 也垂直地從第二連接板12離開。第一和第二電容器板5，13彼此平行地并間隔開地布置。 在電容器板的這種羽毛狀的布置中，第一板5梳子狀地嚙合在第二板13中。也就是說，第 一電容器板5和第二電容器板13交替地相鄰布置。第一電容器板5通過第一連接板11和第一電接頭6位于同一個共同的電位上。第 二電容器板13與此相反地通過第二連接板12和第二電接頭7位于一個共同的、與第一電 容器板5的電位不同的電位上。因此確保各個相鄰的電容器板5、13位于不同的電位上，在 這些板之間由此分別施加電壓。由此除了在圖2中的最下面的和最上面的電容器板之外， 這些板都在兩側起作用。因此，電容器在單位容積方面具有相對大的電容。由此，外來干擾， 例如感應出的干擾場僅僅對測量產生很小的影響。因此可以舍棄費用高昂的屏蔽措施。在裝置的運行中，機油在流動方向3上被引導穿過裝置，其中，油在電容器板5，13 之間穿流。在機油處于電容器板5，13之間時，借助于評估設備10來確定由板5，13形成的 電容器的電容。隨著在機油中變化的燃油成分，機油的介電常數和進而測量到的電容都發 生變化。再次借助于評估設備例如根據在上述校準的范疇中測定的特征曲線，由測定的電 容來確定機油中的燃油成分。為了識別存在于機油中的燃油的類型，借助于評估設備10在電容器板5，13上施 加不同頻率的交流電壓。在此，尤其地貫穿交流電壓頻率范圍。同樣也借助于評估設備10 分別在不同的交流電壓頻率下確定電容器的阻抗。阻抗頻譜也被收集。然后根據阻抗頻譜 由評估設備10識別出處于機油中的燃油類型。此外，評估設備10在另一方面評估出阻抗 頻譜的最大值和最小值的位置和高度。在示出的實例中，評估通過與之前在校準的范疇中 生成的阻抗頻譜在已知的燃油污染的情況下進行的比較來實現。利用根據本發明的裝置和根據本發明的方法可以以較為簡單并且成本低廉的方 式可靠地測定出機油中的燃油成分。
權利要求
一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的方法，-其中，所述機油被帶入到至少兩個形成一個電容器的電極(5，13)之間；-其中，在所述機油處于所述電極(5，13)之間時確定所述電容器的電容；并且-其中，由所述電容器的所述電容確定了所述機油中的所述燃油成分。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是柴油燃油成分。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是汽油燃油成分。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述燃油成分是生物_燃油 成分。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述電容器電極(5，13)上 施加不同頻率的交流電壓并且分別確定了所述電容器的阻抗。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，由不同交流電壓頻率下的阻抗值中識別 出所述機油中的燃油的類型。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述機油被帶入到多個形成 一個電容器的電極(5，13)之間。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述電極(5，13)是電容器板 (5，13)。
9.根據權利要求7和8所述的方法，其特征在于，所述電容器板(5，13)彼此平行并間 隔開地布置。
10.一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的裝置，-具有至少兩個形成一個電容器的電極(5，13)，所述機油可被帶入到所述電極之間；以及_具有評估設備(10)，在所述機油處于所述電極(5，13)之間時，可利用所述評估設備 確定所述電容器的電容，并且可利用所述評估設備由所述電容器的所述電容確定所述機油 中的所述燃油成分。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述燃油成分是柴油燃油成分。
12.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述燃油成分是汽油燃油成分。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的裝置，其特征在于，所述燃油成分是生 物-燃油成分。
14.根據權利要求10至13中任一項所述的裝置，其特征在于，設置有電源(10)，利用 所述電源可在所述電容器電極(5，13)上施加不同頻率的交流電壓，以及利用所述評估設 備(10)可分別確定所述電容器的阻抗。
15.根據權利要求14所述的裝置，其特征在于，利用所述評估設備(10)可由不同交流 電壓頻率下的阻抗值中識別出所述機油中的燃油的類型。
16.根據權利要求10至15中任一項所述的裝置，其特征在于，設置有多個形成一個電 容器的電極(5，13)。
17.根據權利要求10至16中任一項所述的裝置，其特征在于，所述電極(5，13)是電容 器板(5，13)。
18.根據權利要求16和17所述的裝置，其特征在于，所述電容器板(5，13)彼此平行并 間隔開地布置。
全文摘要
本發明涉及一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的方法，其中，機油被帶入到至少兩個形成一個電容器的電極之間，其中，在機油處于電極之間時確定電容器的電容，并且其中，由該電容器的電容確定了機油中的燃油成分。此外，本發明涉及一種用于確定機動車的機油中的燃油成分的裝置。
文檔編號G01N27/22GK101861520SQ200880116166
公開日2010年10月13日 申請日期2008年11月10日 優先權日2007年11月16日
發明者丹尼·舍德利希, 揚·哈格, 菲利普·格拉斯, 阿明·霍爾施泰因, 魯道夫·比爾 申請人:大陸汽車有限責任公司;大陸汽車法國公司