DE102021201345A1

DE102021201345A1 - SYSTEME UND VERFAHREN FÜR VERLÄSSLICHES NACHWEISEN VON VERSCHLEIßMETALLTEILCHEN IN SCHMIERSYSTEMEN ZUM VERMEIDEN FORTSCHREITENDER SCHÄDIGUNG

Info

Publication number: DE102021201345A1
Application number: DE102021201345.7A
Authority: DE
Inventors: Travis A. Anderson; Neha Chandrachud; Renae Christianson; Lorraine H. Myers; Pallav Pathak; Patrick J. Shook
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-08-19
Also published as: US20210254519A1; US11499454B2; US11828743B2; US20230044685A1

Abstract

Systeme und Vorrichtungen betreffen ein System umfassend eine Steuerung umfassend zumindest einen Prozessor, der mit einem Speicher verbunden ist, der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, den zumindest einen Prozessor dazu veranlassen, Betriebsabläufe durchzuführen umfassend: Bestimmen einer Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem; Bestimmen eines Konfidenzparameters bezüglich der Konzentrationsbestimmung; Bestimmen einer gefilterten Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen unter Benutzung einer Basiskonzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; Einstellen eines Diagnoseschwellenwerts für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage des Konfidenzparameters; und als Reaktion auf ein Bestimmen, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, Bereitstellen einer Benachrichtigung.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTER ANMEDLUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Patentanmeldung Nr. 62/976895 mit dem Titel „SYTEMS AND METHODS FOR RELIABLY DETECTING WEAR METAL PARTICLES IN LUBRICATION SYSTEMS TO AVOID PROGRESSIVE DAMAGE“, eingereicht am 14. Februar, 2020, die hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke eingebunden wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verschleißmetallnachweissystem zum Erkennen eines Vorhandenseins und einer Größe von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel (z.B., Öl für einen Motor).
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren enthalten für gewöhnlich ein Schmiersystem, dass Schmiermittel (z.B., Öl, synthetisches Öl, etc.) zu den sich bewegenden Teilen des Verbrennungsmotors (z.B., sich innerhalb Zylindern bewegende Kolben) zirkuliert. Manchmal werden kleine Stücke aus Metall durch die Bewegung dieser Teile erzeugt. Diese Teilchen können Verschleißschädigung und zusätzliche Reibung zwischen den Oberflächen der sich bewegenden Teile hervorrufen, was verschiedene Probleme mit diesen Teilen hervorrufen kann, wie zum Beispiel steigende Oberflächentemperaturen und dass die Erzeugung von noch mehr Teilchen verursacht wird.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform betrifft ein System. Das System weist eine Steuerung auf umfassend zumindest einen Prozessor, der mit einem Speicher verbunden ist, der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, den zumindest einen Prozessor dazu veranlassen, folgendes zu tun: Bestimmen einer Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel eines Motorsystem; Bestimmen eines Konfidenzparameters bezüglich der Verlässlichkeit der Konzentrationsbestimmung; Bestimmen einer gefilterten Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; Einstellen eines Diagnoseschwellenwerts für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; und auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, Bereitstellen einer Benachrichtigung.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren. Das Verfahren weist auf: Bestimmen einer Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem durch eine Steuerung; Bestimmen eines Konfidenzparameters bezüglich der Konzentrationsbestimmung durch die Steuerung; Bestimmen einer gefilterten Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen durch die Steuerung, unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; Einstellen eines Diagnoseschwellenwerts für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage des Konfidenzparameters durch die Steuerung; und auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, Bereitstellen einer Benachrichtigung durch die Steuerung.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Steuerung. Die Steuerung weist eine Verarbeitungsschaltung auf, die zumindest einen Prozessor aufweist, der mit zumindest einer Speichervorrichtung verbunden ist, wobei die Verarbeitungsschaltung dazu ausgestaltet ist, eine Vielzahl von Schaltungen auszuführen, beinhaltend: eine Konzentrationsschaltung, die dazu aufgebaut ist, eine Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem zu bestimmen; eine Konfidenzschaltung, die dazu aufgebaut ist, einen Konfidenzparameter bezüglich der Konzentrationsbestimmung zu bestimmen; eine Messbasisschaltung, die dazu aufgebaut ist, eine gefilterte Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen zu bestimmen; eine Dynamikschwellenwertschaltung, die dazu aufgebaut ist, einen Diagnoseschwellenwert für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage des Konfidenzparameters einzustellen; und eine Benachrichtigungsschaltung, die dazu aufgebaut ist, auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, eine Benachrichtigung bereitzustellen.
Diese Darstellung ist nur veranschaulichend und nicht dazu gedacht, in irgendeiner Weise beschränkend zu sein. Andere Aspekte, erfinderische Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Vorrichtungen oder Verfahren werden aus der hierin nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems gemäß einer anderen Ausführungsform.
3 ist eine schematische Ansicht einer Steuerung des Motorsystems aus 1 und 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Motorsystems aus 1 und 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend finden sich ausführlichere Beschreibungen von verschiedenen Konzepten mit Bezug auf und Implementierungen von Verfahren, Vorrichtungen und Systemen zur Benutzung eines Verschleißmetallsensors zum Erkennen eines Vorhandenseins und einer Größe von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für einen Motor. Vor Zuwendung zu den Zeichnungen, die gewisse beispielhafte Ausführungsformen im Detail darstellen, sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die in der Beschreibung dargestellten oder in den Zeichnungen illustrierten Details oder Methodiken beschränkt ist. Es sollte auch verstanden werden, dass die hierin verwendeten Terminologien nur dem Zweck der Beschreibung dienen und nicht als beschränkend angesehen werden sollten. Insbesondere sollten, obwohl die Spezifikation von Öl als dem in den beispielhaften Ausführungsformen verwendeten Schmiermittel spricht, die Systeme und Verfahren, wie sie hierin beschrieben sind, nicht als auf Öl beschränkt ausgelegt werden und sollten als auf andere Schmiermittel, die mit und in Motoren benutzt werden, anwendbar ausgelegt werden.
Allgemein Bezug nehmend auf die Figuren beziehen sich die hierin offenbarten verschiedenen Ausführungsformen auf Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zur Benutzung eines Verschleißmetallsensors und einer Steuerung zum Erkennen des Vorhandenseins und Größe von Verschleißmetallteilchen. Ein Schmiersystem für einen Motor kann eine Pumpe, eine Druckregulierungsvorrichtung, einen Filter, Strömungswege des Schmiermittels zu verschiedenen Komponenten des Motors und einen Rückströmungsweg zum Zurückführen des Schmiermittels zu einem vorübergehenden Lagerort, wie zum Beispiel einen Sumpf oder eine Wanne, umfassen, wo das Schmiermittel darauf wartet, wieder gepumpt zu werden. In vielen modernen Motoren wird der Filter die meisten, wenn nicht alle, Teilchen größer als eine bestimmte Größe entfernen. Motorsysteme weisen viele geschmierte Teile auf, wie zum Beispiel Kolbenringe, Zylinderlaufbuchsen, verschiedene Gleit- und Wälzlager, Verzahnung und Nockenstößel, -rollen und -erhebungen. Diese Teile sind geschmiert, um Reibung zu verringern, während sich die Teile bei der Benutzung bewegen. Weiterhin haben viele dieser Teile sehr wenig Spiel zur Bewegung. Zum Beispiel kann sich eine zylindrische Gleitlagerfläche mit einem Außendurchmesser von 100,00 mm in einem stationär befestigten Lager mit einem Innendurchmesser von 100,05 mm drehen. Manchmal werden kleine Stücke oder Teilchen aus Metall durch die Bewegung dieser Teile hervorgerufen. Dies trifft besonders dann zu, wenn Teile sehr neu sind und eingelaufen werden, wenn Herstellungsfehler oder Toleranzextrema unerwartet kleines Spiel erzeugen und/oder wenn Wartung unzureichend ist, was dazu führt, dass nicht ausreichend oder stark degradiertes Schmiermittel auf die Oberfläche dieser Teile aufgebracht wird.
Während diese Stücke aus Metall erzeugt werden, werden die Stücke aus Metall für gewöhnlich von dem in der Nähe strömenden Schmiermittel aufgenommen und zu der Ölwanne gefördert. Hier werden die Stücke aus Metall durch die Pumpe aufgenommen und zu dem Schmiermittelfilter befördert, der die Teilchen einfängt. Falls jedoch die Menge der Metallteilchen derart ist, dass das Schmiermittel diese nicht wegfördern kann oder sie irgendwie den Filter passieren, können die Teilchen nahe der in Bewegung befindlichen Oberflächen verbleiben, wodurch sie Verschleißschädigung und zusätzliche Reibung in der Verbindungsstelle verursachen. Dies kann wiederum Oberflächentemperaturen erhöhen, was Komponenten, wie zum Beispiel Lager, beschädigen oder überhitzen und dazu führen könnte, dass noch mehr Teilchen erzeugt werden. Die durch diese Stücke aus Metall verursachte Schädigung kann kaskadieren und in sich ihrem Ausmaß schnell ausweiten, während die betroffene Fläche an Größe zunimmt. Falls nicht schnell behandelt, können die Verschleißmetallstücke verursachen, dass das Schmiermittel bei den hohen Temperaturen, die durch die erhöhte Reibung erzeugt werden, schneller degradiert, und können zu einem Ansteigen des Blowby auf Grund des Verschleißes in den geschmierten Oberflächen führen. Weiterhin können diese Verschleißmetallteilchen verursachen, dass Motorteile ermüden, was zum Festsetzen der Teile und Versagen des Motors führen könnte.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung verfolgt ein Verschleißmetallsensor Verschleißmetallteilchen oder ermöglicht deren Verfolgung, während das Schmiermittel von der Schmiermittelpumpe hin zum Schmiermittelfilter strömt. Durch das Verfolgen der Teilchen bestimmt die Steuerung verschiedene Eigenschaften oder Charakteristiken der Teilchen (z.B., die Größe, eine Anzahl von Teilchen, ob es Ferroteilchen sind oder nicht (d.h. ob die Teilchen Eisen enthalten oder kein Eisen enthalten), etc.). Die Steuerung verfolgt auch das Volumen des strömenden Öls. Unter Ausnutzung dieses Volumens bestimmt oder berechnet die Steuerung die Konzentration der Teilchen über eine Zeitspanne. Diese Konzentration von Verschleißmetallteilchen kann unter Anwendung einer Größenklassifikationsmethodik überwacht werden, um zu bestimmen, ob vorgegebene oder vordefinierte Teilchenratengrenzen überschritten worden sind. Bei oder über der vordefinierten Grenze benachrichtigt die Steuerung den Fahrer oder einen anderen Benutzer/Überwachungsgerät, dass es eine inakzeptabel hohe Konzentration von Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittel gibt. Die Steuerung kann auch eine Auflistung empfohlener Handlungen vornehmen, wie zum Beispiel das Austauschen von Teilen, Runterstufen (De-rating) des Motors oder sogar eine komplette Motorabschaltung. In einigen Ausführungsformen nimmt die Steuerung die empfohlenen Handlungen automatisch vor, wie zum Beispiel durch Bestellen von Ersatzteilen oder das sofortige Runterstufen des Motors. Durch entweder Bereitstellen dieser Benachrichtigung und empfohlenen Handlungen oder automatisches Handeln verringert die Steuerung das Risiko einer ernsthaften Schädigung des Motors und reduziert die Dauer und Kosten eines Betriebsstillstands.
Diese Teilchenratengrenzen können dynamisch auf verschiedene Faktoren reagieren, wie zum Beispiel die Aktualität der Motorwartung (z.B. kann aktuellere Motorwartung vergleichsweise hohen Schwellenwerten entsprechen, um neueren Motorteilen mit rauen Kanten, die noch nicht eingelaufen sind, Rechnung zu tragen) oder des Motorstarts. Zusätzlich können die Konzentrationswerte selbst durch ein Messbasisanpassungsmethode angepasst werden, die die Zeitspanne zum Berechnen der Konzentration in Abstimmung mit einem berechneten Konfidenzparameter anpasst. Weiterhin kann eine kumulative Summierungsmethodik (Cusum-Methodik) verwendet werden, um Systemrauschen Rechnung zu tragen. Die Verwendung einer Cusum-Funktion dient dazu, die Steuerung so zu takten, dass sie nicht sofort mit einem falschen Fehler darauf reagiert, dass ein Diagnoseschwellenwert überschritten ist. Diese dynamischen Elemente reduzieren falsche Fehler in Zeiten, während der Algorithmus Informationen hat, die zu neu oder zu veränderlich sind. Falsche Fehler können in dieser Situation sehr teuer sein. Wenn ein Alarm auf Grund erhöhten Vorkommens von Verschleißmetallteilchen ausgelöst wird, wird der Motor für gewöhnlich abgeschaltet, Schmiermittel wird für eine Beprobung entnommen und Teile, wie zum Beispiel die besonderes aufwendigen Hauptlagerböcke, werden von dem Motor für eine Inspektion abgenommen. Das Einbeziehen dynamischer Grenzen in das System bietet einen technischen Vorteil durch Verbessern der Systemverlässlichkeit und Reduzieren der Wahrscheinlichkeiten für einen falschen Fehler.
Durch Benutzung der Steuerung und des Verschleißmetallsensors zum Erkennen des Vorhandenseins und Größe von Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittel in Echtzeit oder nahezu Echtzeit kann der Motor von fortschreitender Schädigung von Komponenten, wie dem Zylinderblock, dem Zahnradgetriebe, der Pleuelstange, den Hauptlagern, den Kraftstoffpumpen, den Nockenfolgern, - erhebungen und -stößeln, geschützt werden, die anderweitig durch diese überschüssigen Metallteilchen hervorgerufen werden würde. In diesem Zusammenhang können eine Verringerung von ungeplantem Maschinenstillstand, Hilfe beim Bestellen von Ersatzteilkomponenten sofern benötigt und eine Bestimmung, ob die Wartung bei einem vorherigen Wartungsbesuch ordentlich erledigt wurde, ermöglicht werden.
Obwohl die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren hierin in erster Linie mit Bezug auf die Anwendbarkeit auf Motoren und Motorsysteme diskutiert werden, sollte verstanden werden, dass sie ebenso auf jede geschmierte Komponente, die Verschleißmetallteilchen erzeugen kann, wie zum Beispiel ein Hauptgetriebe, Verteilergetriebe, eine Hydraulikpumpe, etc., anwendbar sind.
Nun bezugnehmend auf 1 und 2 sind beispielhafte Architekturen für Motorsysteme gezeigt. Diese Schemata sind dazu gedacht, verschiedene relative Orte eines Verschleißmetallnachweissensors darzustellen. 1 und 2 stellen zwei derartige Architekturen dar. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Komponenten kenntlich zu machen.
Zuerst bezugnehmend auf 1 ist ein Motorsystem 10 mit einem Schmiersystem 18 und einer Steuerung 26 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Motorsystem 10 weist einen Motor 14 auf, der jede Art von Motor sein kann. In dem gezeigten Beispiel ist der Motor 14 ein Dieselmotor, der Kompressionszündung verwendet. In anderen Ausführungsformen sind verschiedene Motorbauformen möglich, wie zum Beispiel ein Fremdzündungsmotor. Gemäß einer Ausführungsform ist das Motorsystem 10 innerhalb eines Fahrzeugs enthalten. Das Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug oder ein Geländefahrzeug einschließen, einschließlich aber nicht beschränkt auf Lastkraftwagen, Mittelstreckenkraftwagen (z.B., Pickup Truck, etc.), Limousinen, Coupes, Panzer, Flugzeuge, Boote und jede andere Art von Fahrzeug. In einigen Ausführungsformen kann das Motorsystem 10 in stationären Vorrichtungen implementiert sein, wie zum Beispiel einem Stromgenerator. Auf Grundlage dieser Bauformen können verschiedene zusätzliche Arten von Komponenten ebenso in dem System enthalten sein, wie zum Beispiel ein Hauptgetriebe, eine oder mehrere Verteilergetriebe, Pumpen, Aktoren, usw.
Ein Schmiersystem 18 ist mit dem Motor 14 verbunden. Das Schmiersystem 18 weist einen Schmierfilter 12, eine Schmierpumpe 16, eine Schmierwanne 20 und einen Verschleißmetallsensor 22 auf. Der Schmierfilter 12 nimmt Schmiermittel von der Schmierpumpe 16 auf und filtert das Schmiermittel, um unerwünschte Teilchen aus dem Schmiermittel zu entfernen, bevor dieses zu dem Motor 14 strömt. Die Schmierpumpe 16 ist eine Pumpe, die dazu aufgebaut ist, ein Schmiermittel aus der Schmierwanne 20 anzusaugen und das Schmiermittel durch Verrohrung zu dem Motor 14 zu befördern. Die Schmierwanne 20 ist ein Reservoir, das dazu aufgebaut, ist unbenutztes Schmiermittel von dem Motor 14 aufzunehmen und das Schmiermittel zu halten, bis es von der Schmierpumpe 16 angesaugt wird. Während das Schmiersystem 18 arbeitet, startet das Schmiermittel (in diesem Beispiel Öl) in der Schmierwanne 20 und wird von der Schmierpumpe 16 zu dem Motor 14 gefördert. Eine kleine Probe des geförderten Öls wird zu dem Verschleißmetallsensor 22 geleitet, wonach sie zu der Schmierwanne 20 zurückkehrt. Der Hauptteil des Öls geht durch den Schmierfilter 12 und dann zu dem Motor 14. Unbenutztes Öl kann an die Schmierwanne 20 zurückgeführt werden.
Nun bezugnehmend auf 2 und in dieser Architektur wird gemäß einer alternativen Ausführungsform das Öl, das zu dem Verschleißmetallsensor 22 geleitet wird, dem Primärfluss zurückgeführt und durchläuft den Schmierfilter 12, um zusammen mit dem ungetesteten Öl mit dem Motor 14 verwendet zu werden. Dieser Parallelflussaufbau vermeidet Fälle, in denen der Verschleißmetallsensor 22 dieselben Verschleißmetallteilchen bei jedem Durchlauf wahrnimmt. Da das getestete Öl dann durch den Schmierfilter 12 läuft, werden erkannte Verschleißmetallteilchen aus dem Öl entfernt, so dass diese Verschleißmetallteilchen nicht in dem Öl verbleiben würden, um ein zweites Mal erkannt zu werden.
Der Verschleißmetallsensor 22 aus 1 und 2 kann ein oder mehrere Sensoren sein, die angeordnet sind, um Daten, Werte oder Informationen bezüglich Attribute des Motors 14 und des Schmiersystems 18 zu messen oder anderweitig zu erfassen. In der Situation wo mehrere Sensoren benutzt werden, können die mehreren Sensoren allesamt echte Sensoren, alle virtuelle Sensoren oder eine Kombination daraus sein. In einigen Ausführungsformen ist der Verschleißmetallsensor 22 ein Teilchensensor (z.B. Verschleißmetallnachweissensor, Verschleißmetallschmutzsensor, etc.), der dazu aufgebaut ist, an die Steuerung 26 ein Signal zu senden, das auf die Menge und die Art der Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittelfluss oder auf die Art der Verschleißmetallteilchen, entweder eisenhaltig oder nicht eisenhaltig, schließen lässt. Zum Beispiel kann der Verschleißmetallsensor 22 ein induktiver Näherungssensor sein oder diesen aufweisen, der Metall derart erkennt, dass die Steuerung zwischen eisenhaltigen und nicht eisenhaltigen Teilchen unterscheiden (z.B., zwischen Arten von metallischen Teilchen unterscheiden) kann. In einigen Ausführungsformen ist oder weist der Verschleißmetallsensor 22 einen Flusssensor auf, der dazu aufgebaut ist, an die Steuerung 26 ein Signal zu senden, das auf die Menge, Geschwindigkeit und/oder Druck des Schmiermittel schließen lässt, während diese in den Verschleißmetallsensor 22 geleitet wird, wie in 1 gezeigt. Das Motorsystem 10 ist dazu aufgebaut, einen gewissen Anteil des Schmiermittelflusses zu dem Verschleißmetallsensor 22 umzuleiten. In einigen Ausführungsformen ist die Menge dieses gewissen Anteils bei einem relativ niedrigen Wert festgesetzt, um zu vermeiden, dass die begrenzte Kapazität des Verschleißmetallsensors 22 überfordert wird. Alternativ sind der Verschleißmetallsensor 22 und Steuerung 26 dazu aufgebaut, untereinander hinsichtlich der Kapazität des Verschleißmetallsensors 22 zu kommunizieren, sodass die Steuerung 26 auf Messwerte von dem Verschleißmetallsensor 22 ansprechend die Fluss- bzw. Strömungsumleitung ändern oder anpassen kann.
Die Steuerung 26 ist dazu aufgebaut, zumindest teilweise den Motor 14 und das Schmiersystem 18 zu steuern. Die Steuerung 26 ist mit dem Verschleißmetallsensor 22 verbunden und empfängt Signale von ihm. Die Steuerung 26 nutzt die von dem Verschleißmetallsensor 22 empfangenen Signale, um eine Verschleißmetallteilchenschweregrad zu bestimmen und darauf ansprechend Handlungen durchzuführen.
Während die Komponenten aus 1 und 2 als in dem Motorsystem 10 enthaltend dargestellt sind, kann die Steuerung 26 als eine oder mehrere elektronische Steuereinheiten (ECU) aufgebaut sein. Die Steuerung 26 kann getrennt sein von enthalten sein in einer Getriebesteuereinheit, einer Abgasnachbehandlungssteuereinheit, einem Antriebsstrangsteuermodul, und/oder einem Motorsteuermodul, etc. Die Funktion und Aufbau der Steuerung 26 ist ausführlicher in 3 beschrieben.
Nun bezugnehmend auf 3 ist eine schematische Darstellung der Steuerung 26 des Motorsystems 10 aus 1-2 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Wie in 3 gezeigt, weist die Steuerung 26 eine Verarbeitungsschaltung 30 auf, die einen Prozessor 34 und eine Speichervorrichtung 38 aufweist, ein Steuersystem 50, das eine Konzentrationsschaltung 52 aufweist, eine Konfidenzschaltung 54, eine Messbasisanpassungsschaltung 56, eine Dynamikschwellenwertschaltung 58, eine Alarmschaltung 60, eine Benachrichtigungsschaltung 62 und eine Kommunikationsschnittstelle 66. Die Steuerung 26 ist dazu aufgebaut, mit dem Steuersystem 50 zu kommunizieren, um die Leistungsfähigkeit des Motorsystems 10 als Reaktion auf eine Ausgabe der Schaltungen des Steuersystems 50 zu regeln und einzustellen.
In einer Konfiguration sind die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 als maschinen- oder computerlesbares Medium verwirklicht, das durch einen Prozessor, wie zum Beispiel Prozessor 34, ausführbar ist. Wie hierin beschrieben und neben anderen Verwendungen steigert das maschinenlesbare Medium die Leistung gewisser Abläufe zur Ermöglichung des Empfangs und der Übertragung von Daten. Zum Beispiel kann das maschinenlesbare Medium eine Anweisung (z.B. einen Befehl, etc.) beispielsweise zur Datenerfassung bereitstellen. In diesem Zusammenhang kann das maschinenlesbare Medium eine programmierbare Logik aufweisen, die die Häufigkeit der Erfassung von Daten (oder Übertragung von Daten) festlegt. Das computerlesbare Medium kann Code aufweisen, der in jeder Programmiersprache geschrieben sein kann, einschließlich aber nicht beschränkt auf Java oder ähnliches und jede gewöhnliche prozedurale Programmiersprache, wie zum Beispiel die „C“ Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen. Der computerlesbare Programmcode kann auf einem Prozessor oder mehreren Remoteprozessoren ausgeführt werden. In letzterem Szenario können die Remoteprozessoren untereinander durch jede Art von Netzwerk (z.B., CAN Bus, etc.) verbunden sein.
In einer weiteren Konfiguration sind die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 als Hardwareeinrichtungen ausgeführt, wie zum Beispiel elektronische Steuereinheiten. Als solche können die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60, und die Benachrichtigungsschaltung 62 als eine oder mehrere Schaltkreiskomponenten ausgeführt sein, einschließlich aber nicht beschränkt auf Verarbeitungsschaltkreise, Netzwerkschnittstellen, Peripheriegeräte, Eingabegeräte, Ausgabegeräte, Sensoren, etc. In einigen Ausführungsformen können die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 die Form einer oder mehrerer analoger Schaltungen, Elektronikschaltungen (z.B., integrierte Schaltungen (IC), diskrete Schaltungen, System-On-a-Chip (SOCs) Schaltungen, Mikrocontroller, etc.), Telekommunikationsschaltungen, Hybridschaltungen und jede andere Art von „Schaltung“ annehmen. In diesem Zusammenhang können die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 jede Art von Komponente zum Erreichen und/oder Erleichtern des Erreichens der hierin beschriebenen Betriebsabläufe aufweisen. Zum Beispiel kann eine Schaltung, wie hierin beschrieben, einen oder mehrere Transistoren, Logikgatter (z.B., NAND, AND, NOR, OR, XOR, NOT, XNOR, etc.), Widerstände, Multiplexer, Register, Kapazitäten, Induktivitäten, Dioden, Verkabelungen, usw. aufweisen. Die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 können auch programmierbare Hardwarevorrichtungen aufweisen, wie zum Beispiel im Feld programmierbare Gatteranordnungen, programmierbare Zellenlogik, programmierbare logische Schaltungen oder ähnliches. Die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 können eine oder mehrere Speichervorrichtungen zum Speichern von Anweisungen aufweisen, die von dem Prozessor (den Prozessoren) der Konzentrationsschaltung 52, der Konfidenzschaltung 54, der Messbasisanpassungsschaltung 56, der Dynamikschwellenwertschaltung 58, der Alarmschaltung 60 und der Benachrichtigungsschaltung 62 ausführbar sind. Die einen oder mehreren Speichervorrichtungen und der Prozessor (die Prozessoren) können dieselbe Definition aufweisen, wie unten bezüglich der Speichervorrichtung 38 und des Prozessors 34 dargelegt. In einigen Hardwareeinrichtungskonfigurationen können die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 örtlich verteilt an verschiedene Stellen des Fahrzeugs sein. Alternativ und wie dargestellt können die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 in oder innerhalb einer einzelnen Einrichtung/Gehäuses ausgeführt sein, was als die Steuerung 26 dargestellt ist.
In dem gezeigten Beispiel weist die Steuerung 26 die Verarbeitungsschaltung 30 auf, die den Prozessor 34 und die Speichervorrichtung 38 aufweist. Die Verarbeitungsschaltung 30 kann dazu aufgebaut oder ausgestaltet sein, die Anweisungen, Befehle und/oder Steuerprozesse auszuführen oder zu implementieren, die hierin bezüglich der Konzentrationsschaltung 52, der Konfidenzschaltung 54, der Messbasisanpassungsschaltung 56, der Dynamikschwellenwertschaltung 58, der Alarmschaltung 60 und der Benachrichtigungsschaltung 62 beschrieben sind. Der gezeigte Aufbau stellt die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 als maschinen- oder computerlesbares Medium dar. Wie jedoch oben erwähnt, ist diese Darstellung nicht beschränkend gedacht, da die vorliegende Offenbarung andere Ausführungsformen in Erwägung zieht, wo die Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 oder zumindest eine Schaltung der Konzentrationsschaltung 52, der Konfidenzschaltung 54, der Messbasisanpassungsschaltung 56, der Dynamikschwellenwertschaltung 58, der Alarmschaltung 60 und der Benachrichtigungsschaltung 62 als eine Hardwareeinrichtung ausgestaltet ist. Alle derartigen Kombinationen und Variationen sollen unter den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Die Hardware- und Datenverarbeitungskomponenten (z.B. der Prozessor 34), die benutzt werden, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschriebenen verschiedenen Prozesse, Betriebsabläufe, veranschaulichenden Logiken, Logikblöcke, Module und Schaltungen zu implementieren, können mit einem Einzel- oder Multichipprozessor, einem Digitalsignalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer im Feld programmierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder anderer programmierbarer Logikvorrichtungen, diskreter Gatter- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder jeder Kombination daraus implementiert oder durchgeführt sein, die zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen ausgelegt sind. Der Prozessor kann ein Mikroprozessor oder jeder konventionelle Prozessor oder Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Berechnungsvorrichtungen, wie zum Beispiel eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, eines oder mehrerer Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder jeder anderen derartigen Konfigurationen implementiert sein. In einigen Ausführungsformen können der eine oder mehrere Prozessoren von mehreren Schaltungen geteilt werden (z.B., können Konzentrationsschaltung 52, die Konfidenzschaltung 54, die Messbasisanpassungsschaltung 56, die Dynamikschwellenwertschaltung 58, die Alarmschaltung 60 und die Benachrichtigungsschaltung 62 den gleichen Prozessor umfassen oder anderweitig teilen, der in einigen Ausführungsbeispielen über verschiedene Speicherbereiche gespeicherte oder anderweitig erlangte Anweisungen ausführen kann). Alternativ oder zusätzlich können der eine oder mehrere Prozessoren dazu aufgebaut sein, gewisse Betriebsabläufe unabhängig von einem oder mehreren Coprozessoren durchzuführen oder anderweitig auszuführen. In anderen Ausführungsbeispielen können zwei oder mehrere Prozessoren über einen Bus verbunden sein, um unabhängige, parallele, aufeinanderfolgende oder nebenläufige Anweisungsausführung zu ermöglichen. Alle derartigen Variationen sollen unter den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
Die Speichervorrichtung 38 (z.B., Speicher, Speichereinrichtung, Speichergerät) kann eine oder mehrere Vorrichtungen (z.B., RAM, ROM, Flashspeicher, Festplattenspeicher) zum Speichern von Daten und/oder Computercode für das Erfüllen oder Ermöglichen der verschiedenen Prozesse, Schichten und Module enthalten, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind. Die Speichervorrichtung 38 kann kommunikativ mit dem Prozessor 34 verbunden sein, um dem Prozessor 34 Computercode oder Anweisungen zum Ausführen zumindest einiger der hierin beschriebenen Prozesse bereitzustellen. Zudem kann die Speichervorrichtung 38 greifbarer, dauerhaft flüchtiger Speicher oder nichtflüchtiger Speicher sein oder diese aufweisen. Entsprechend kann die Speichervorrichtung 38 Datenbankkomponenten, Objektcodekomponenten, Skriptkomponenten oder jede andere Art von Informationsstruktur zum Unterstützen der verschiedenen Aktivitäten und Informationsstrukturen aufweisen, die hierin beschrieben sind.
Die Konzentrationsschaltung 52 ist dazu aufgebaut, mit dem Verschleißmetallsensor 22 über die Kommunikationsschnittstelle 66 zu kommunizieren, die Verschleißmetallteilchen anhand verschiedener erkannter Eigenschaften einzuordnen und eine Konzentration der Verschleißmetallteilchen pro Schmiermittelflussvolumeneinheit zu berechnen oder anderweitig zu bestimmen. Auf Grundlage von Daten von dem Verschleißmetallsensor 22 kann die Konzentrationsschaltung 52 einen Anteil des Schmiermittelflusses in dem Motorsystem 10 über eine festgelegte Zeitspanne verarbeiten, um zumindest eine Eigenschaft der in dem Schmiermittel enthaltenen Verschleißmetallteilchen zu bestimmen, wie zum Beispiel Teilchenart (d.h. eisenhaltig oder nichteisenhaltig), Teilchengröße und Menge der Verschleißmetallteilchen. Auf Grundlage dieser Bestimmung und Einordnung unterteilt die Konzentrationsschaltung 52 die gezählten Teilchen in Gruppierungen. In einigen Ausführungsformen sind diese Gruppierungen diskrete Größenbereiche, die gemäß vordefinierter Parameter-„Klassen“ kategorisiert sind. In einigen Ausführungsformen sind diese definierten Parameter Größenbereiche (d.h. eine Klasse für Teilchen mit Größe 20 - 40 µm, eine Klasse für Teilchen mit Größe 40 - 80 µm, etc.). In einigen anderen Ausführungsformen sind die definierten Parameter die Teilchenart (d.h., eine Klasse für eisenhaltige Teilchen, eine Klasse für nichteisenhaltige Teilchen). In noch weiteren Ausführungsformen können die definierten Parameter jede Kombination daraus sein (d.h., eine Klasse für eisenhaltige Teilchen mit Größe 20 - 40 µm, eine Klasse für nichteisenhaltige Teilchen mit Größe 20 - 40 µm, etc.).
Nach Unterteilung der gezählten Teilchen in Klassen empfängt die Konzentrationsschaltung 52 von dem Verschleißmetallsensor 22 das gemessene Volumen des Schmiermittels, das während der festgelegten Zeitspanne durch den Verschleißmetallsensor 22 gelaufen war. Alternativ kann die Konzentrationsschaltung 52 das Volumen des Schmiermittels bestimmen, das über eine vordefinierte Zeitspanne den Verschleißmetallsensor 22 durchlaufen hat oder anderweitig mit ihm in Wechselwirkung getreten ist. In dieser Ausführungsform kann ein Zeitgeber verwendet werden, um die Spanne nachzuverfolgen, und Flussdaten von dem Verschleißmetallsensor 22 werden in Verbindung damit benutzt, um das Schmiermittelvolumen pro festgelegte Zeiteinheit zu bestimmen. Die Konzentrationsschaltung 52 teilt dann jede Klasse durch das gemessene Schmiermittelvolumen, um die Konzentration der Verschleißmetallteilchen pro Schmiermittelflussvolumeneinheit für die festgelegte Zeitspanne zu bestimmen.
Die Konfidenzschaltung 54 ist dazu aufgebaut, durch Modifizieren von Diagnoseschwellenwerten falsche Fehler zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Konfidenzschaltung 54 falsche Fehler reduzieren, wenn Informationen empfangen werden, die darauf schließen lassen, dass Teile vor Kurzem ersetzt worden sind und zu viel Abweichung aufweisen können, um verlässlich zu sein. In diesem Zusammenhang können einige Teile in dem Motor 14 gewartet worden sein während das Motorsystem 10 und die Steuerung 26 abgeschaltet waren, so dass die Messwerte von dem Verschleißmetallsensor 22 nicht mit dem übereinstimmen, was die Steuerung 26 beim Motoranlauf erwartet, weil die Ersatzteile noch nicht „eingelaufen“ sind. In einigen Ausführungsformen wird die Konfidenz auf Grundlage eines Wartungszeitgeberwerts berechnet bezüglich einer Zeit seit der letzten Wartung des Motors und, in einigen Ausführungsformen, seitdem das Schmiermittel das letzte Mal gewechselt wurde (d.h. ein Wartungsvorgang). Die Zeit kann in Stunden, Meilen, etc. angegeben sein. In diesen Ausführungsformen kann ein Zurücksetzten der Zeit vorkommen, wenn der Wartungstechniker den Zeitgeber auf Null zurücksetzt. In anderen dieser Ausführungsformen kann die Steuerung 26 den Zeitgeber automatisch auf Null zurücksetzten, falls sie erkennt, dass eine Wartung des Motorsystems 10 vorgekommen ist. In diesen Ausführungsformen wird der Konfidenzwert mit steigendem Wartungszeitgeberwert größer, was schließen lässt, dass die Konfidenzschaltung 54 eine größere Konfidenz in die Verlässlichkeit der Messwerte des Verschleißmetallsensors 22 aufweist, während die durch die Motorwartung eingefügten Änderungen völlig oder mit höherer Wahrscheinlichkeit völlig in das Motorsystem 10 integriert sind.
In weiteren Ausführungsformen wird der Konfidenzparameter auf Grundlage eines Motorzeitgeberwerts bezüglich einer Laufzeitdauer des Motorsystems 10 (z.B., Stunden, Meilen, Tage, etc.) berechnet oder bestimmt. In einigen dieser Ausführungsformen basiert diese Laufzeitdauer für das Motorsystem 10 auf dem letzten Mal, als das Motorsystem 10 gestartet wurde (d.h. dem jüngsten Einschaltvorgang). In anderen dieser Ausführungsformen basiert die Laufzeitdauer für das Motorsystem 10 auf dem ersten Mal, dass das Motorsystem 10 jemals gestartet wurde. In einigen dieser Ausführungsformen kann der Zeitgeber mit dem Starten warten, bis die Freigabebedingungen für die Konfidenzschaltung 54 bereit sind (z.B. Messwerte des Verschleißmetallsensors 22 empfangen werden, Motor 14 läuft, etc.). Falls zum Beispiel der Motor 14 eingeschaltet ist aber nicht läuft, wird der Motorzeitgeber nicht starten. In diesen Ausführungsformen wird der Konfidenzwert mit steigendem Motorzeitgeberwert größer, was darauf schließen lässt, dass die Konfidenzschaltung 54 mehr Konfidenz in die Verlässlichkeit der Messwerte des Verschleißmetallsensors 22 aufweist, während sich der Motor 14 einer konstanten Betriebseffizienz annähert.
In noch weiteren Ausführungsformen wird der Konfidenzparameter auf Grundlage einer Kombination des Wartungszeitgeberwertes und des Motorzeitgeberwertes berechnet oder bestimmt, wobei der geringere der beiden Werte als Konfidenzwert für das Motorsystem 10 übernommen wird. Die Überlegung ist, dass es einen kurzen Anstieg in der Verschleißmetallteilchenkonzentration genau nach dem Starten des Motors 14 geben kann, sogar wenn der Motor 14 in Ordnung ist, und in Folge dessen die Konfidenzschaltung 54 möglicherweise den Konfidenzparameter verringern und den Diagnoseschwellenwert für eine kurze Zeitdauer nach dem Anlaufen hochsetzen muss, um einen falschen Fehler zu vermeiden. Da in einigen Ausführungsformen der Motorzeitgeberwert beim Starten des Motors 14 auf Null, und der Konfidenzparameter auf den geringeren der beiden Zeitgeberwerte gesetzt wird, wird dann in diesen Ausführungsformen der Konfidenzparameter beim Motoranlaufen auf Null gesetzt, was zu einem Anstieg des Diagnoseschwellenwerts für eine Zeitdauer führen wird (durch die Dynamikschwellenwertschaltung). Durch Erhöhen des Diagnoseschwellenwerts beim Motoranlaufen vermeidet die Steuerung 26 eine Situation, in der eine Spitze der Verschleißmetallteilchenkonzentration beim Anlaufen des Motors 14 (was teilweise auf Grund dessen erwartet ist, dass eine Menge an Verschleißmetallteilchen, die sich bei abgeschaltetem Motor 14 abgesetzt hatte, mit einem Mal durch das Motorsystem 10 befördert wird) einen falschen Fehler auslösen würde.
Die Messbasisanpassungsschaltung 56 ist dazu aufgebaut, eine Standard- oder Nennversion einer Signalauslesung von dem Verschleißmetallsensor 22 aus der momentan gemessenen Version herauszufiltern, um eine signifikante Änderung in dem Verschleißmetallteilchenfluss genauer zu bestimmen (d.h., eine gefilterte Konzentration der Verschleißmetallteilchen). Da kleine Teilchen das Motorsystem 10 ohne Probleme durchlaufen können, erlaubt das Entfernen dieser kleinen Teilchen aus dem Messwert, dass den Daten, die das Motorsystem 10 direkt beeinflussen, mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird. Die Messbasisanpassungsschaltung 56 kann den Nennpegel des Verschleißmetallteilchenflusses durch Analysieren der Verschleißmetallteilchenflusskonzentrationen aus der Konzentrationsschaltung 52 und/oder der von der Speichervorrichtung 38 abgerufenen vergangenen Teilchenflusswerte bestimmen, d.h. „lernen“, um einen erwarteten Pegel des Verschleißmetallteilchenflusses zu berechnen. In einigen Ausführungsformen kann die Messbasisanpassungsschaltung 56 den berechneten Konfidenzparameter von der Konfidenzschaltung 54 durch Verändern der Aktualisierungsrate für den Nennflusspegel mit einbeziehen, d.h. eine unterschiedliche Zeitkonstante für den Filter benutzen. Das bedeutet, dass ein geringer Konfidenzwert von der Konfidenzschaltung 54 dazu führen würde, dass die Messbasisanpassungsschaltung 56 ihren Nennpegelwert öfter aktualisiert, um mit der vorhergesagten Veränderlichkeit genauer übereinzustimmen. Andererseits aktualisiert, wenn der Konfidenzwert von der Konfidenzschaltung 54 groß ist, die Messbasisanpassungsschaltung 56 ihren Nennpegelwert möglicherweise nicht so oft, weil sie eine Veränderlichkeit in dem Fluss nicht erwartet.
Nach Erlernen des Nennflusspegels wendet die Messbasisanpassungsschaltung 56 den Nennflusspegel als ein Filter auf die momentan gemessene Verschleißmetallflusskonzentration von der Konzentrationsschaltung 52 an, was einen gefilterten Flusspegel erzeugt, der die Abweichung der momentan gemessenen Verschleißmetallflusskonzentration von dem Nennflusspegel (d.h. Erwartungsflusspegel) erfasst. Dann vergleicht die Messbasisanpassungsschaltung 56 die von der Konzentrationsschaltung 52 berechnete und von dem Verschleißmetallsensor 22 gemessene momentane Verschleißmetallflusskonzentration mit dem gefilterten Flusspegel und berechnet eine Momentankonzentrationsabweichungsrate, die Flussabweichungen in Echtzeit erfasst. In einigen Ausführungsformen wendet die Messbasisanpassungsschaltung 56 dieses Verfahren auf jede Klasse an, wie sie von der Konzentrationsschaltung 52 erzeugt wird, wobei sie eine Momentankonzentrationsabweichungsrate für jede Klasse berechnet.
Die Dynamikschwellenwertschaltung 58 ist dazu aufgebaut, den Diagnosegrenzpunkt, bei dem ein Sensorausgabewert als überhöht angesehen wird, anzupassen. Im Allgemeinen sind diese Diagnosegrenzpunkte oder Schwellenwerte statisch und auf einen bestimmten Wert voreingestellt. Wenn der Signalmesswert in seinem Wert größer wird als der Schwellenwert, kann die Überschreitung erkannt und für das Bestimmen benutzt werden, ob ein Alarm ausgelöst werden sollte. Wenn diese Schwellenwerte statisch sind, sind die Schwellenwerte mit genügend Vorhalt bezüglich eines „gesunden“ Verhaltens gesetzt, so dass unberücksichtigte Störungen, wie Einschaltstöße, unerwartete Umweltbedingungen und Systemverhalten nach Teileaustausch, ignoriert werden können. Es gibt jedoch ein naturgemäßes Spannungsverhältnis in der Benutzung solch einer statischen Diagnose. Es ist ausreichende Empfindlichkeit benötigt, um ein „ungesundes“ Verhalten wahrzunehmen, was zu einer Notwendigkeit tendieren würde, den Schwellenwert so nah wie möglich an „gesund“ zu setzten, aber enge Schwellenwerte unterliegen, vorhersehbar, einem erhöhten Risiko der Störung durch Rauschen und nachfolgender falscher Fehler. Andererseits kann das Diagnosesystem bei der Erkennung eines Fehlers oder einer Abweichung versagen, falls der Schwellenwert weiter gesetzt ist, um den Effekt von Rauschen zu beseitigen.
Um diesen Bedenken zu begegnen, empfängt die Dynamikschwellenwertschaltung 58 Eingabe in erster Linie von der Konfidenzschaltung 54 und der Messbasisanpassungsschaltung 56, um einen Diagnoseschwellenwert zu berechnen, der „ungesundes“ Verhalten in dem Motorsystem 10 erfasst, während falsche Fehler minimiert werden. Falls die Dynamikschwellenwertschaltung 58 einen geringen Konfidenzwert von der Konfidenzschaltung 54 und eine große Konzentrationsabweichungsrate von der Messbasisanpassungsschaltung 56 empfängt, wie es bei der ersten Zündung erwartet sein könnte, stellt sie einen großen Diagnoseschwellenwert ein, um Rauschen zu ignorieren. Während der Konfidenzwert gesteigert wird und sich die Konzentrationsabweichungsrate verringert, wie es durch Laufenlassen des Motors 14 erwartet werden würde, verringert die Dynamikschwellenwertschaltung 58 dann den Diagnoseschwellenwert, um den jetzt vorhersehbareren Prozess genauer zu beobachten. Auf diese Weise verwirft die Dynamikschwellenwertschaltung 58 Rauschen, wenn die Konfidenz in die Ausgaben des Verschleißmetallsensors 22 gering ist, und macht dann die Diagnose empfindlicher gegenüber Fehlern, wenn die Konfidenz groß ist.
Die Alarmschaltung 60 ist dazu aufgebaut, Fehlervorfälle und Überschreitungen angesichts der von der Dynamikschwellenwertschaltung 58 eingestellten Diagnoseschwellenwerte zu überwachen und zu bestimmen, ob ein Alarm ausgelöst werden soll. Wenn die Konzentrationsabweichung einer Klasse den momentanen Wert des Diagnoseschwellenwerts, der für diese Klasse eingestellt ist, übersteigt, wird die Überschreitung von der Alarmschaltung 60 bemerkt und katalogisiert. In einigen Ausführungsformen reagiert die Alarmschaltung 60 auf jeden Überschreitungsvorfall und löst jedes Mal einen Alarm aus, wenn der Diagnoseschwellenwert überschritten ist. In anderen Ausführungsformen speist die Alarmschaltung 60 die Überschreitungen in eine kumulierte Summenfunktion, d.h. „Cusum“-Funktion, die dazu dient, Rauschen zu absorbieren. Die Cusum-Funktion summiert die Überschreitungen über eine Zeitspanne auf und löst einen Alarm aus, falls die gesamten Überschreitungen selbst einen festgesetzten Schwellenwert überschreiten. Diese Funktion funktioniert wie ein Eimer: Falls sich der Eimer in einer gewissen Zeitspanne mit Überschreitungen füllt, dann läuft der Eimer über und ein Alarm wird ausgelöst. Durch Verwendung einer Cusum-Funktion in diesen Ausführungsformen ignoriert die Alarmschaltung 60 kleine Überschreitungen, die für eine kurze Zeitdauer andauern, um falsche Fehler und Signalüberdruss für die Anwender zu vermeiden. Wenn zum Beispiel eine neue Schmierpumpe 16 installiert ist, kann die Schmierpumpe 16 scharfe Kanten auf ihren bearbeiteten Oberflächen aufweisen, die verursachen können, dass metallische Teilchen, in das Schmiersystem 18 eingeführt werden. Über die Zeit wird sich die Schmierpumpe 16 „einlaufen“ und die Freisetzung solcher Teilchen aufhören oder reduzieren. Durch die Verwendung einer Cusum-Funktion vermeidet die Alarmschaltung 60 ein Überreagieren auf die erstmalige Installation der Schmierpumpe 16 und die Verursachung einer überflüssigen Unterbrechung. In einigen Ausführungsformen können in der Cusum-Funktion der Alarmschaltung 60 unterschiedlichen Klassen unterschiedliche Gewichtungen zugewiesen werden, so dass Überschreitungen in gewissen Klassen wichtiger behandelt werden und einen Alarm schneller und mit insgesamt weniger Überschreitungen auslösen werden, als Überschreitungen von niedriger gewichteten Klassen.
Die Benachrichtigungsschaltung 62 ist weiterhin dazu aufgebaut, den Alarmstatus von der Alarmschaltung 60 zu empfangen und der Benutzerschnittstelle 70 ein Alarmsignal über die Kommunikationsschnittstelle 66 bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen veranlasst das Alarmsignal einen hörbaren, sichtbaren oder hörbar-sichtbaren Alarm, der von einem Benutzer des Motors 14 wahrnehmbar ist und den Benutzer darüber unterrichtet, dass die Konzentration der Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittelfluss überhöhte Pegel erreicht hat. In einigen Ausführungsformen veranlasst das Alarmsignal nur einen hörbaren oder nur einen sichtbaren Hinweis über die Benutzerschnittstelle 70. In anderen Ausführungsformen ist die Benachrichtigungsschaltung 62 dazu aufgebaut, in einer cloudbasierten Rechenumgebung (oder anderen vernetzen Rechenumgebung) zu arbeiten, so dass das Alarmsignal von einem entfernten Anwender empfangen werden kann. Weiterhin ermöglicht die Einbindung der Benachrichtigungsschaltung 62 in die Cloud eine Fernüberwachung des Fahrzeugs durch Benutzer, die keine Fahrer sind, wie zum Beispiel ein Servicezentrum oder eine Technikerzentrale, was eine technologische Verbesserung durch Verbinden der Benutzer, die eine Wartung an dem Fahrzeug durchführen (d.h. jene Benutzer in dem Servicezentrum oder der Technikerzentrale), mit Echtzeitleistungsinformationen über das Fahrzeug und den Motor 14 bietet.
In einigen Ausführungsformen ist die Benachrichtigungsschaltung 62 dazu aufgebaut, den Alarmstatus von der Alarmschaltung 60 zu empfangen und mit der Steuerung 26 zu kommunizieren, um den Motor 14 runter zu stufen (derate) oder abzuschalten, um Schädigung zu vermeiden, die durch erhöhte Pegel der Verschleißmetallteilchenkonzentration in dem Schmiermittel verursacht wird. Runterstufen (De-rating) bezieht sich auf eine erzwungene Begrenzung des Motors 14, die vorübergehend die maximal mögliche Energieausgabe nach oben begrenzt, um den Motor 14 zu schützen und die Gesamtbelastung des Motors 14 zu reduzieren. Durch das direkte Zusammenarbeiten mit der Steuerung 26 und dem Motor 14 kann die Benachrichtigungsschaltung 62 automatisch Schritte unternehmen, um den Motor 14 zu schützen, ohne auf menschliche Einflussnahme oder Aktivität angewiesen zu sein.
Nun bezugnehmend auf 4 ist ein Verfahren 100 zum Überwachen der Verschleißmetallteilchenkonzentration in dem Schmiermittel eines Motorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Verfahren 100 beginnt bei 102 und fährt bei Schritt 104 fort, wo die Steuerung überprüft, ob eine Wartung an dem Motor 14 durchgeführt wurde. Falls ja setzt die Steuerung den Wartungszeitgeber bei Schritt 106 auf Null zurück und geht dann zu Schritt 108. Falls nein geht die Steuerung direkt zu Schritt 108 und überprüft, ob die Freigabebedingungen vorliegen. Falls nein wartet die Steuerung bei Schritt 110 bis der Motor 14 angeschaltet wurde und geht dann zu Schritt 112. Falls ja geht die Steuerung 26 direkt zu Schritt 112 weiter und setzt den Motorzeitgeber auf Null zurück.
Sobald der Motor 14 bei Schritt 112 gestartet wurde, empfängt und verarbeitet die Steuerung 26 (über die Konzentrationsschaltung 52) bei Schritt 114 Eingaben von dem Verschleißmetallsensor 22, die bei Schritt 116 in Gruppierungen eingeordnet werden. Diese Gruppierungen können in Klassen auf Grundlage der Größe der Verschleißmetallteilchen, Art der Verschleißmetallteilchen (d.h. eisenhaltig oder nicht eisenhaltig) oder einer Kombination aus beidem sein. Bei Schritt 118 bestimmt die Steuerung 26 (über die Konzentrationsschaltung 52) die Konzentration der Verschleißmetallteilchen durch Teilen der Anzahl von Verschleißmetallteilchen in jeder Klasse durch ein gemessenes Schmiermittelvolumen, das durch den Verschleißmetallsensor 22 lief, was als derzeitige Konzentration bei Schritt 130 ausgegeben wird.
Die Steuerung 26 (über die Konfidenzschaltung 54) empfängt bei Schritt 120 einen Wert von dem Wartungszeitgeber und bei 122 einen Wert von dem Motorzeitgeber. Bei Schritt 124 übernimmt, wählt oder selektiert die Steuerung 26 (über die Konfidenzschaltung 54) den kleineren der beiden Werte, der als Konfidenzwert bei Schritt 126 ausgegeben wird. Bei Schritt 128 empfängt die Steuerung 26 (über die Messbasisanpassungsschaltung 56) dann den Konfidenzwert aus Schritt 126 und die vergangenen Konzentrationswerte von der Speichervorrichtung 38. Diese beiden Eingaben aufnehmend berechnet oder bestimmt die Steuerung 26 (über die Messbasisanpassungsschaltung 56) einen Nennflusspegel bei Schritt 132, der dann bei Schritt 132 auf die derzeitige Konzentration aus Schritt 130 angewendet wird, um bei Schritt 134 eine Momentankonzentrationsabweichungsrate zu berechnen. Der Nennfluss kann auf der Flussrate für eine vergangene vorbestimmte Zeitdauer oder anders ausgewähltes Intervall basieren. In einer anderen Ausführungsform ist der Nennflusswert innerhalb der Steuerung vorbestimmt.
Bei Schritt 136 nimmt dann die Steuerung 26 (über die Dynamikschwellenwertschaltung 58) die Momentankonzentrationsabweichungsrate aus Schritt 134 und den Konfidenzwert aus Schritt 126 und berechnet einen Diagnoseschwellenwert. Bei Schritt 138 vergleicht die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) die derzeitige Konzentration aus Schritt 130 mit dem Diagnoseschwellenwert aus Schritt 136 bei Schritt 138. In einer Ausführungsform, falls die derzeitige Konzentration den Diagnoseschwellenwert nicht überschreitet, unternimmt die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) nichts und der Prozess kehrt zu Schritt 114 zurück. Falls die derzeitige Konzentration den Diagnoseschwellenwert überschreitet, wendet die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) bei Schritt 140 eine kumulative Summierungsfunktion (Cusum-Funktion) an durch Nachverfolgung und Zusammenzählen jeden Vorfalls, bei dem die derzeitige Konzentration den Diagnoseschwellenwert überschritt. Bei Schritt 142 überprüft die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) dann, ob die Ausgabe von der Cusum-Funktion bei Schritt 140 den kumulativen Schwellenwert überschreitet. Falls nein unternimmt die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) nichts und der Prozess kehrt zu Schritt 138 zurück. Falls ja gibt die Steuerung 26 (über die Alarmschaltung 60) bei Schritt 142 eine Alarmrückmeldung aus, die als eine Alarmbenachrichtigung von der Steuerung 26 (über die Benachrichtigungsschaltung 62) gesendet wird.
Anders ausgedrückt analysiert die Steuerung 26 den Fluss von Verschleißmetallteilchen und vergleicht, nach Filtern nach der erwarteten Flussrate, die Flussrate mit einen Diagnoseschwellenwert, der teilweise basierend auf der bestimmten Konfidenz von der Steuerung 26 in die Verlässlichkeit der Messung des Flusses bestimmt ist. Die Überschreitungen werden von einer Cusum-Funktion zusammengezählt und die Steuerung 26 löst einen Alarm aus oder ergreift schützende Maßnahmen für den Motor 14, falls bildlich gesprochen der Cusum-Eimer überläuft.
Die Begriffe „ungefähr“, „etwa“, „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe, wie hierin verwendet, sind dazu gedacht, eine breite Bedeutung in Einklang mit der gewöhnlichen und akzeptierten Verwendung durch diejenige mit gewöhnlichen Fähigkeiten auf dem Gebiet, zu dem der Gegenstand dieser Offenbarung gehört, zu haben. Es sollte von Fachleuten verstanden werden, die diese Offenbarung durchsehen, dass diese Begriffe dazu gedacht sind, eine Beschreibung gewisser beschriebener und beanspruchter Merkmale zu ermöglichen, ohne den Geltungsbereich dieser Merkmale auf die angegebenen genauen Zahlenbereiche zu beschränken. Dementsprechend sollten diese Begriffe als darauf hinweisend ausgelegt werden, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Änderungen des beschriebenen und beanspruchten Gegenstands als innerhalb des Geltungsbereichs der Offenbarung, wie in den angehängten Ansprüchen vorgetragen, fallend betrachtet sind.
Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „beispielhaft“ und Variationen davon, wie hierin zum Beschreiben verschiedener Ausführungsformen verwendet, dazu gedacht sind, darauf hinzuweisen, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Repräsentationen oder Darstellungen von möglichen Ausführungsformen sind (und derartige Begriffe nicht dazu gedacht sind, zu konnotieren, dass solche Ausführungsformen notwendigerweise außergewöhnliche oder herausragende Beispiele sind).
Der Begriff „verbunden“ und Variationen davon, wie hierin verwendet, bedeutet direktes oder indirektes Aneinanderfügen von zwei Elementen. Derartiges Fügen kann stationär (z.B., dauerhaft oder fixiert) oder beweglich (z.B., abnehmbar oder lösbar) sein. Derartiges Fügen kann mit den direkt miteinander verbundenen zwei Elementen, mit den unter Benutzung eines oder mehrerer getrennter dazwischen geschalteter Elemente miteinander verbundenen zwei Elementen oder mit den unter Benutzung eines dazwischen geschalteten Elements, das einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper mit einem der zwei Elemente ausgebildet ist, miteinander verbundenen zwei Elementen erreicht sein. Falls „verbunden“ oder Variation davon durch einen zusätzlichen Begriff (z.B., direkt verbunden) modifiziert sind, wird die oben gegebene generische Definition von „verbunden“ durch die offensichtliche Sprachbedeutung des zusätzlichen Begriffs modifiziert (z.B., „direkt verbunden“ bedeutet das Fügen zweier Elemente ohne irgendein getrenntes dazwischengeschaltetes Element), was in einer engeren Definition als die oben gegebene generische Definition von „verbunden“ resultiert. Derartiges Verbinden kann mechanisch, elektrisch oder fluidisch sein. Zum Beispiel kann Schaltung A kommunizierbar „verbunden“ mit Schaltung B andeuten, dass die Schaltung A direkt mit Schaltung B kommuniziert (d.h., kein Vermittler) oder indirekt mit Schaltung B kommuniziert (z.B., über einen oder mehrere Vermittler).
Bezugnahmen hierin auf die Positionen von Elementen (z.B., „oben“, „unten“, „über“, „unter“) werden lediglich dazu verwendet, die Orientierung verschiedener Elemente in den Figuren zu beschreiben. Es sollte beachtet werden, dass sich die Orientierung verschiedener Elemente gemäß anderer Ausführungsbeispiele unterscheiden kann und dass derartige Variationen dazu gedacht sind, von der vorliegenden Offenbarung erfasst zu sein.
Obwohl verschiedenen Schaltungen mit besonderer Funktionalität in 1 bis 4 dargestellt sind, sollte verstanden werden, dass die Steuerung 26 jede Anzahl von Schaltungen zur Erreichung der hierin beschriebenen Funktionen aufweisen kann. Zum Beispiel können die Aktivitäten und Funktionalitäten der Konzentrationsschaltung 52, der Konfidenzschaltung 54, der Messbasisanpassungsschaltung 56, der Dynamikschwellenwertschaltung 58, der Alarmschaltung 60 und der Benachrichtigungsschaltung 62 in mehreren Schaltungen oder als eine einzelne Schaltung kombiniert sein. Zusätzliche Schaltungen mit zusätzlicher Funktionalität können auch umfasst sein. Weiterhin kann die Steuerung 26 andere Aktivitäten über den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung hinaus steuern.
In einer Konfiguration und wie oben erwähnt können die „Schaltungen“ in einem maschinenlesbaren Medium zur Ausführung durch verschiedene Arten von Prozessoren umgesetzt sein, wie zum Beispiel den Prozessor 34 der 3. Eine erkannte Schaltung von ausführbarem Code kann, zum Beispiel, einen oder mehrere physikalische oder logische Blöcke von Computeranweisungen umfassen, die, zum Beispiel, als ein Objekt, Prozedur oder Funktion organisiert sein können. Nichtsdestotrotz müssen die ausführbaren Teile einer erkannten Schaltung nicht physisch zusammen angeordnet sein, sondern können an verschiedenen Orten gespeicherte ganz unterschiedliche Anweisungen umfassen, die, wenn logisch zusammengefügt, die Schaltung umfassen und den angegebenen Zweck für die Schaltung erzielen. Tatsächlich kann eine Schaltung aus computerlesbarem Programmcode eine einzelne Anweisung oder mehrere Anweisungen sein und kann sogar über einige verschiedene Codeabschnitte, zwischen verschiedenen Programmen und über einige Speichervorrichtungen verteilt sein. Ebenso können hierin Betriebsdaten innerhalb von Schaltungen erkannt und dargestellt sein und können in jeder geeigneten Form ausgeführt und innerhalb jeder geeigneten Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einzelner Datensatz gesammelt sein oder können über verschiedene Orte einschließlich über verschiedene Speichervorrichtungen verteilt sein und können, zumindest teilweise, lediglich als elektronische Signale auf einem System oder Netzwerk existieren.
Obwohl der Begriff „Prozessor“ oben kurz definiert ist, sind der Begriff „Prozessor“ und „Verarbeitungsschaltung“ dazu bestimmt, weit ausgelegt zu werden. In diesem Zusammenhang und wie oben erwähnt, kann der „Prozessor“ als einer oder mehrere Prozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), im Feld programmierbare Gatteranordnungen (FPGAs), Digitalsignalprozessoren (DSPs) oder andere geeignete elektronische Datenverarbeitungskomponenten implementiert sein, die zum Ausführen von durch einen Speicher bereitgestellten Anweisungen aufgebaut sind. Der eine oder mehrere Prozessoren können die Form eines Einzelkernprozessors, Multikernprozessors (z.B., ein Zweikernprozessor, Dreikernprozessor, Vierkernprozessor, etc.), Mikroprozessors, etc. annehmen. In einigen Ausführungsformen können der eine oder mehrere Prozessoren außerhalb der Vorrichtung sein, zum Beispiel können der eine oder mehrere Prozessoren ein Fernprozessor (z.B., ein cloudbasierter Prozessor) sein. Alternativ oder zusätzlich können der eine oder mehrere Prozessoren innerhalb und/oder am Ort der Vorrichtung sein. In diesem Zusammenhang können eine gegebene Schaltung oder Komponenten davon vor Ort (z.B., als Teil eines lokalen Servers, ein lokales Rechensystems, etc.) oder entfernt (z.B., als Teil eines Fernservers, wie zum Beispiel eines cloudbasierten Servers) sein. Zu diesem Zweck kann eine wie hierin beschriebene „Schaltung“ Komponenten aufweisen, die über einen oder mehrere Orte verteilt sind.
Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereichs der vorliegenden Offenbarung weisen Programmprodukte auf, die maschinenlesbare Medien zum Tragen oder Aufweisen von darauf gespeicherten maschinenausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen umfassen. Derartige maschinenlesbare Medien können jede verfügbare Medien sein, auf die von einem Computer oder anderem Gerät mit einem Prozessor zugegriffen werden können. Beispielshalber können derartige maschinenlesbare Medien RAM, ROM, EPROM, EEPROM oder anderer optischer Speicherplatz, magnetischer Speicherplatz oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder jedes andere Medium umfassen, welches dazu verwendet werden kann, gewünschten Programmcode in Form von maschinenausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu tragen oder speichern und auf die von einem Universal- oder Spezialcomputer oder anderen Gerät mit einem Prozessor zugegriffen werden können. Kombinationen des Obigen fallen auch in den Geltungsbereich von maschinenlesbaren Medien eingeschlossen. Maschinenausführbare Anweisungen weisen, zum Beispiel, Anweisungen und Daten auf, die einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder Spezialverarbeitungsgeräte dazu veranlassen, eine gewisse Funktion oder Gruppe von Funktionen durchzuführen.
Obwohl die Figuren und Beschreibung eine genaue Reihenfolge der Verfahrensschritte veranschaulichen können, kann sich die Reihenfolge derartiger Schritte von dem, was dargestellt und beschrieben ist, unterscheiden, sofern oben nicht anders angegeben. Auch können zwei oder mehrere Schritte gleichzeitig oder mit teilweiser Gleichzeitigkeit durchgeführt sein, sofern oben nicht anderes angegeben. Derartige Variationen können, zum Beispiel, von den gewählten Software- und Hardwaresystemen und von der Entscheidung des Designers abhängen. Alle derartigen Variationen fallen in den Geltungsbereich der Offenbarung. Ebenfalls könnten Softwareimplementierungen der beschriebenen Verfahren mittels Standardprogrammiertechniken mit regelbasierter Logik und anderer Logik bewerkstelligt sein, um die verschiedenen Verbindungsschritte, Verarbeitungsschritte, Vergleichsschritte und Entscheidungsschritte zu erreichen.
Die vorstehende Beschreibung von Ausführungsformen ist zu Illustrations- und Beschreibungszwecken dargelegt worden. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Offenbarung auf die offenbarte genaue Form zu beschränken, und Modifikationen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich oder können von dieser Offenbarung erfasst sein. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung zu erklären, um einem Fachmann zu ermöglichen, die verschiedenen Ausführungsformen und diese mit verschiedenen Modifikationen zu verwenden, wie sie für den in Erwägung gezogenen bestimmten Gebrauch geeignet sind. Andere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können in der Gestaltung, Betriebsbedingungen und Anordnung der Ausführungsformen gemacht sein, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen ausgedrückt ist.
Dementsprechend kann die vorliegende Offenbarung in anderen speziellen Formen ausgeführt sein, ohne von ihrem Geist oder wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeglicher Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht beschränkend gedacht. Der Geltungsbereich der Offenbarung ist deswegen durch die angehängten Ansprüche angegeben, anstatt durch die vorstehende Beschreibung. Alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Bereich der Gleichwertigkeit der Ansprüche reichen, sind innerhalb deren Geltungsbereichs eingeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62976895 [0001]

Claims

Ein System umfassend: eine Steuerung umfassend zumindest einen Prozessor, der mit einem Anweisungen enthaltenden Speicher verbunden ist, die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, den zumindest einen Prozessor dazu veranlassen, Abläufe durchzuführen umfassend: Bestimmen einer Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem; Bestimmen eines Konfidenzparameters bezüglich der Konzentrationsbestimmung; Bestimmen einer gefilterten Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; Einstellen eines Diagnoseschwellenwerts für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage des Konfidenzparameters; und auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, Bereitstellen einer Benachrichtigung.
System nach Anspruch 1, wobei der Konfidenzparameter auf einem Wartungszeitgeber bezüglich einer Zeit seit einem letzten Wartungsvorgang, oder auf einem Motorzeitgeber bezüglich einer Zeit, die das Motorsystem seit einem letzten Start gelaufen ist, oder auf dem kleineren der beiden beruht.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestimmung, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, auf einer kumulativen Summierungsfunktion beruht, die eine Vielzahl von Überschreitungen aufsummiert, wobei sich die Vielzahl von Überschreitungen auf jeden Vorfall bezieht, bei dem der Diagnoseschwellenwert überschritten ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anweisungen den zumindest einen Prozessor weiterhin dazu veranlassen, Abläufe durchzuführen, umfassend: auf das Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, eine Runterstufung eines Motors des Motorsystems.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittel weiterhin umfasst: Umlenken eines Anteils des Schmiermittels von einem Schmiermittelfluss zu einer Vielzahl von Sensoren; Bestimmen einer oder mehrerer Eigenschaften der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen mittels einer oder mehrerer der Vielzahl von Sensoren; Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften; und Rückführen des Anteils des Schmiermittels zu dem Schmiermittelstrom.
System nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften weiterhin umfasst: Einordnen der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in eine oder mehrere Klassen von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften; und Bestimmen einer Konzentration für jede der einen oder mehreren Klassen von Verschleißmetallteilchen.
Verfahren umfassend: Bestimmen einer Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem durch eine Steuerung; Bestimmen eines Konfidenzparameters bezüglich der Konzentrationsbestimmung durch die Steuerung; Bestimmen einer gefilterten Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen durch die Steuerung, unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen; Einstellen eines Diagnoseschwellenwerts für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage des Konfidenzparameters durch die Steuerung; und auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, Bereitstellen einer Benachrichtigung durch die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Konfidenzparameter auf einem Wartungszeitgeber bezüglich einer Zeit seit einem letzten Wartungsvorgang, oder auf einem Motorzeitgeber bezüglich einer Zeit, die das Motorsystem seit einem letzten Start gelaufen ist, oder auf dem kleineren der beiden beruht.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Bestimmen, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, auf einer kumulativen Summierungsfunktion beruht, die eine Vielzahl von Überschreitungen aufsummiert, wobei sich die Vielzahl von Überschreitungen auf jeden Vorfall bezieht, bei dem der Diagnoseschwellenwert überschritten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiterhin umfassend, auf das Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, eine Runterstufen eines Motors des Motorsystems durch die Steuerung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittel weiterhin umfasst: Umlenken eines Anteils des Schmiermittels von einem Schmiermittelfluss zu einer Vielzahl von Sensoren durch die Steuerung; Bestimmen einer oder mehrerer Eigenschaften der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen über einen oder mehrere der Vielzahl von Sensoren durch die Steuerung; Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften durch die Steuerung; und Rückführen des Anteils des Schmiermittels zu dem Schmiermittelfluss durch die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften weiterhin umfasst: Einordnen der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in Gruppierungen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften durch die Steuerung; und Bestimmen einer Konzentration für jede der Gruppierungen der Verschleißmetallteilchen durch die Steuerung.
Steuerung für ein Motorsystem, die umfasst: eine Verarbeitungsschaltung, die zumindest einen Prozessor aufweist, der mit zumindest einer Speichervorrichtung verbunden ist, wobei die Verarbeitungsschaltung dazu ausgestaltet ist, eine Vielzahl von Schaltungen auszuführen, beinhaltend: eine Konzentrationsschaltung, die dazu aufgebaut ist, eine Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in einem Schmiermittel für ein Motorsystem zu bestimmen; eine Konfidenzschaltung, die dazu aufgebaut ist, einen Konfidenzparameter bezüglich der Konzentrationsbestimmung zu bestimmen; eine Messbasisschaltung, die dazu aufgebaut ist, eine gefilterte Konzentration einer Vielzahl von Verschleißmetallteilchen unter Benutzung einer Basiskonzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen zu bestimmen; eine Dynamikschwellenwertschaltung, die dazu aufgebaut ist, auf Grundlage des Konfidenzparameters einen Diagnoseschwellenwert für die Vielzahl von Verschleißmetallteilchen einzustellen; und eine Benachrichtigungsschaltung, die dazu aufgebaut ist, auf ein Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, eine Benachrichtigung bereitzustellen.
Steuerung nach Anspruch 13, wobei der Konfidenzparameter auf einem Wartungszeitgeber bezüglich einer Zeit seit einem letzten Wartungsvorgang, oder auf einem Motorzeitgeber bezüglich einer Zeit, die das Motorsystem seit einem letzten Start gelaufen ist, oder auf dem kleineren der beiden beruht.
Steuerung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Bestimmung, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, auf einer kumulativen Summierungsfunktion beruht, die eine Vielzahl von Überschreitungen aufsummiert, wobei sich die Vielzahl der Überschreitungen auf jeden Vorfall bezieht, bei dem der Diagnoseschwellenwert überschritten ist.
Steuerung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Benachrichtigungsschaltung ferner dazu aufgebaut ist, auf das Bestimmen ansprechend, dass der Diagnoseschwellenwert überschritten ist, einen Motor des Motorsystems runter zu stufen.
Steuerung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen in dem Schmiermittel weiterhin umfasst: Umlenken eines Anteils des Schmiermittels von einem Schmiermittelfluss zu einer Vielzahl von Sensoren; Bestimmen einer oder mehrerer Eigenschaften der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen mittels der Vielzahl von Sensoren; Bestimmen der Konzentration der Vielzahl von Verschleißmetallteilchen auf Grundlage der einen oder mehreren Eigenschaften; und Rückführen des Anteils des Schmiermittels zu dem Schmiermittelfluss.