CN102947867A

CN102947867A - 发动机空气过滤器更换指示系统

Info

Publication number: CN102947867A
Application number: CN2011800299747A
Authority: CN
Inventors: 彼得·K·赫尔曼; 罗杰·L·佐克; 司各特·W·施瓦兹; 马克·P·亚当斯
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: DE112011102046T5; CN102947867B; WO2011159782A1; BR112012020926A2; US20110308308A1; US8534123B2

Abstract

本发明公开了用于监控和指示过滤器的最优更换间期的方法和系统。特别地，该方法和系统可基于参数被运用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期，该参数包含空气过滤器封堵率数据、发动机工作周期数据、空气过滤器上的压降、燃料消耗损失和空气过滤器更换成本。

Description

发动机空气过滤器更换指示系统

技术领域

本发明的领域涉及过滤器。特别地，本发明的领域涉及用于监控过滤器和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期的系统。

背景技术及发明内容

公开的是用于监控过滤器和指示过滤器的最优更换间期的方法和系统。特别地，该方法和系统可以被运用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期。

该方法和运用该方法的系统可以包括以下步骤的一个或多个：(a)检测空气过滤器的封堵率数据和发动机的工作周期数据；(b)提供算法，该算法能解释(i)空气过滤器上的压降(即，“dP”或“ΔP”)，(ii)可能由dP引起的燃料消耗的损失，及(iii)空气过滤器更换的成本；及(c)向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在本发明所公开方法的一些实施例中，空气过滤器更换的成本包括新的空气过滤器的成本加上更换服务的成本。在本发明所公开方法的进一步的实施例中，更换服务的成本包括停机时间的成本。

本次所公开的方法包括以下步骤的一个或多个：(a)基于因每英里增加的dP而增加的每英里递增的燃料成本来确定第一变化成本；(b)基于使用中的每英里减少的空气过滤器成本来确定第二变化成本；(c)合计第一和第二变化成本以提供变化的总和；及(d)当变化总和处于最小值时，向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气过滤器更换之间的英里数及纵坐标是每英里的成本。在其他实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。

本发明公开的方法可以包括以下步骤的一个或多个：(a)基于因每小时增加的dP而增加的每小时递增的燃料成本来确定第一变化成本；(b)基于使用中每小时减少的空气过滤器成本来确定第二变化成本；c)合计第一和第二变化成本以提供变化总和；(d)当变化总和处于最小值时，向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气过滤器更换之间的小时数及纵坐标是每小时的成本。在其他实施例中，该方法可以包括在图表上确定第一变化成本、第二变化成本和变化总和，该图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。

所公开的方法可以包括向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。在一些实施例中，该方法可以包括在向用户提供最佳空气过滤器更换间期的指示之前，提供预指示警报。例如，可以在到达最佳空气过滤器更换间期的几英里之前就事先提供预指示警报。可选地，可以在到达最佳空气过滤器更换间期的几小时之前就事先提供预指示警报。在进一步的实施例中，预指示警报可以建议用户在下一个预定的服务间期换掉空气过滤器。

所公开的方法可以运用算法，该算法能解释(i)空气过滤器上的压降(即，“dP”或“ΔP”)，(ii)可能由dP引起的燃料消耗的损失，及(iii)空气过滤器更换的成本。在所公开方法的一些实施例中，所运用的算法假定dP相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化。在所公开方法的进一步的实施例中，所运用的算法假定燃料消耗相对于dP线性变化。在所公开方法的更进一步的实施例中，所运用的算法假定：(1)dP相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化；(2)燃料消耗相对于dP线性变化；及(3)燃料消耗相对于使用的英里数和使用的小时数中的至少一个线性变化。在所公开方法的更进一步的实施例中，所运用的算法可以假定dP、燃料消耗、使用的英里数和使用的小时数中的至少一个三者之间的预确定的关系。例如，该预确定的关系可以从由线性、指数、二次项、幂律关系组成的群组中选出。

所公开的方法可以被用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期的系统所运用。在一些实施例中，该发动机包括运用所公开的算法的电子控制单元或模块(ECU或ECM)，其中该ECU板载在发动机上。例如，ECU可为该算法提供输入值和/或可从该算法接收输出值。在其他实施例中，算法被与发动机分开的服务工具装置所运用。该服务工具可自动访问车队记录或数据，该车队记录或数据包括空气过滤器成本、燃料成本和空气过滤器更换服务期间的停机时间成本。

所公开的方法可以包括检测空气过滤器的封堵率数据。在一些实施例中，所检测的空气过滤器的封堵率数据可以基于空气流量而被校正。在进一步的实施例中，所检测的空气过滤器的封堵率数据可以取决于经由均方根误差最小化的线性回归，以修匀线性回归及以防止误触发或过早触发过滤器更换信号。可选地，所检测的空气过滤器的封堵率数据的波动的平均值可以被取得。在更进一步的实施例中，该空气过滤器的封堵率可以在预确定空气流速状态期间被记录，以便有助于数据点相对于彼此的一致性和均匀性，以及有助于比较的完整性。预确定的空气流速状态可以包括选出的流速，该选出的流速足够高以减少误差百分比。此外，选出的流速可以被对确定的流速状态归一化。

附图说明

图1示出了每英里的成本相对于用英里单位表示的更换间期。

图2示出了每英里的成本相对于空气过滤器阻力。

图3提供了用于具有线性封堵率的系统的封堵率与用于具有指数性封堵率的系统的封堵率之间的比较。

图4示出了公路用柴油燃料的历史价格。

图5示出了在柴油燃料的价格是每加仑0.75美元时，每英里的成本相对于空气过滤器阻力。

图6示出了在柴油燃料的价格是每加仑3.25美元时，每英里的成本相对于空气过滤器阻力。

图7示出了运用本发明公开的用于监控和指示过滤器的最优更换间期的方法的系统的一实施例。

图8示出了使用已知的流速来“校正”已测得的过滤器阻力以减少干扰的定性效果，该已知的流速来自空气流量传感器，或在压差被测量之时从ECM状态中推断出来。

图9提供了用于对过滤器的封堵率进行在机测量和用于对最佳服务时间进行在机计算的流程图实例。

图10图示出了用在图9的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；

图11提供了用于在“流量设定点”测量阻力以避免标准化误差的流程图实例；

图12图示出了用在图11的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；

图13提供了用于对过滤器的封堵率进行在机测量和对服务决策进行关机计算的流程图例；

图14图示出了用在图13的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势；

图15提供了用于对过滤器的封堵率进行“手动”测量和登记及对服务决策进行关机计算的流程图；

图16图示出了用在图15的流程图中的过滤器阻力的历史和趋势。

具体实施方式

文中的方法、系统和算法可以由数个定义说明，该数个定义会在下文及整篇申请中被阐明。

除非上下文有另外指定或指示，否则术语“一”、“一个”和“该”的意思是“一个或多个”。例如，“系统”、“方法”或“算法”应该分别被解释成“一个或多个系统”、“一个或多个方法”，及“一个或多个算法”的意思。

如本文中所使用的，“大约”、“近似”、“大致”和“明显”会被本技术领域中的普通技术人员理解，并且其含义在上下文的使用中在一定程度上会发生变化。如果这些术语在上下文的使用中的一些用法对于本领域的普通技术人员而言不明确，那么“大约”和“近似”的意思是专指术语的正负10％以内(包括10％)，而“大致”和“明显”的意思是超出专指术语的正负10％的范围。

如本文中所使用的，术语“包含”和“包含着”的意思与术语“包括”和“包括着”的意思相同。例如，“包含着传感器的系统”应被解释成“包括着传感器的系统”的意思。

如本文中所使用的，术语“该”可与术语“所述”交换使用。例如，“该系统”可以被互换地称之为“所述系统”。

如本文中所使用的，“用户”可以包括制作过滤器的人(即，“制造者”)和购买并使用过滤器的人(即，“顾客”或“操作者”)。“用户”可进一步包括更换过滤器的人(例如，“服务员工”)。

如本文中所使用的，术语“更换”或“替换”在文中可被交换运用，且指的是移除先前安装的过滤器并安装新的过滤器的工序。

本发明所公开的方法和系统可以被运用于监控和指示内燃发动机中的空气过滤器的最优更换间期。例如，本发明所公开的方法和系统可被运用于减少空气过滤器的操作成本，这种减少的效果经由检测空气过滤器的封堵率和发动机的工作周期、并结合使用算法的计算而向操作者提供(例如，经由电子输出显示或带有电子控制单元(ECU)的界面)经济上最佳的空气过滤器更换间期(例如，基于使用中每英里或使用中每小时的最低成本)来实现，该算法解释了基于dP的损失(即，“Δ”或“微分”的压力)、基于增加了的燃油消耗的损失，及空气过滤器更换的成本(例如，新的空气过滤器的成本和更换服务的成本)。

以往，当过滤器上的阻力程度，例如以dP来测量，超过了大约25英寸水柱时，用于涡轮柴油发动机的空气过滤器就会被定为“已封堵”。在这种阻力程度，通常会推荐更换空气过滤器。这种推荐的、基于阻力程度是25英寸水柱的更换间期在柴油燃料的价格低于0.5美元/加仑的期间得到发展。目前，柴油燃料的价格高于4美元/加仑。基于燃料的此较高的成本，已确定的是，由于基于dP的燃料的此较高的成本(即，在燃料消耗的dP损失的成本较高)，空气过滤器的经济上最佳的更换间期可能明显低于25英寸水柱，且或许低至10到15英寸水柱。可基于燃料消耗、过滤器封堵率和过滤器更换成本，使用定好的算法来算出最佳更换间期。所公开的方法和系统可运用该定好的算法来降低燃料消耗、操作成本和二氧化碳排放。

所公开的方法和系统运用的算法可基于输入、中间计算和输出来计算出最佳更换间期。例如，输入可以包括以下各项中的一个或多个：更换空气过滤器零件的成本、服务和/或停机时间的成本、柴油燃料价格、卡车的平均燃料燃烧效率、初始(洁净)空气进气系统阻力、封堵的空气过滤器阻力规格(一般被制造者规定为25英寸水柱)、每年行驶的英里数(用于年度计算)及达到封堵的空气过滤器阻力的通常的里程数。中间计算可包括以下各项中的一个或多个：可允许的空气过滤器阻力的提升、每年标称的燃烧掉的燃料的成本、最大空气过滤器阻力的损失成本(即，在封堵的阻力情况下)、递增的封堵的空气过滤器阻力的损失成本、过滤器硬件成本加上服务的成本、每英里的过滤器硬件成本加上服务的成本、每英里递增的燃料、过滤器和服务成本的总计及每年递增的燃料、过滤器和服务成本的总计。输出可以包括以下各项中的一个或多个：在用于“封堵的”状态下与用于初始状态下的空气过滤器的最大阻力的燃料燃烧效率的损失之比、近似最佳的空气过滤器更换间期、用于空气过滤器更换的近似最佳的空气进气阻力及通过在最佳dP时而不是在“封堵的”dP时替换空气过滤器获得的每年的最大节省。表1和2示出了样例的输入、中间计算和输出用于公路、基于里程的输入(表1)和非公路的每小时的输入(表2)。

表1

表2

图1和2图示出了确定更换空气过滤器的最低成本点的方法(即，递增的燃料成本和过滤器成本的曲线的交叉点)。基于输入的过滤器成本和服务成本，可以计算出每英里或每小时的最佳的成本，该最佳成本解释了随着dP的升高的过滤器更换和燃料消耗的损失，且这可以是基于已知的关系，或者基于从测试间(test-cell)实验或发动机循环模拟模型中获得的数据。如果空气过滤器更换得相对频繁，则过滤器每英里(或每小时)的成本会相对较高。同样，由于随着过滤器被运用于相对较长的英里数跨度(或较长时间段)，空气过滤器每英里(或每小时)的成本会减少，但是燃料成本的损失会因为dP的增加而增加。更换过滤器的最佳点被发现位于递增燃料损失的成本和空气过滤器的成本的总和成本的最低点(或可选地在递增燃料损失的成本曲线和过滤器成本的曲线的交叉点)。如图1和2所示出的，相对于推荐的“标准”25英寸水柱，在替换点的最佳阻力水平会是～15英寸水柱。

算法的输入和输出可以通过硬件被输入和显示，该硬件包括但不限于电子控制单元(ECU)、仪表板灯等。例如，当算法确定了即将接近最佳空气过滤器服务间期时，“黄色”仪表板灯可被点亮，而在仪表板上的额外的显示器可以指示最佳空气过滤器服务间期将会在“X”英里或“X”小时之后达到，其中数值“X”和“X”由算法确定。当算法确定已超过最佳空气过滤器服务时，“红色”仪表板灯会被点亮。

在一些实施例中，算法可以基于方程式I算出最佳替换间期的解答(“最佳x”)：

其中方程式输入是：

C：过滤器封堵趋势的斜率(如千帕/英里或千帕/小时)

F_b＝燃料平均燃烧率(如加仑/英里或加仑/小时)

F_c＝燃料成本(如美元/加仑)

过滤器成本＝替换过滤器零件的成本

服务成本＝更换零件的成本(停机成本、购买费用等)

损失系数＝发动机的燃料消耗对于空气进气阻力的反应(即，每阻力单元燃料消耗增加的百分比(如，％/千帕或％/英寸水柱))。

方程式I假定过滤器阻力的趋势线是线性的，并且发动机燃料消耗的速率相对dP的增加是线性的。在本发明公开的方法和系统的一些实施例中，由于其他干扰因素(例如，变化的“平均”燃料消耗、环境气溶胶浓度和过滤器负载、燃料成本波动等)会比线性简化假定引入更多错误或不确定性，所以这些线性的假定已经足够。然而，在其他实施例中，可选的方程式可以被推导出和被应用，其包括非线性假定，该非线性假定关于过滤器封堵相对于时间或里程(如指数、二次项和幂律)和发动机燃料消耗相对于渐增的进气阻力。

在方程式I中，dP＝P₀+(C·x)，其中dP是过滤器上的压降(或压差)，P₀是过滤器上的初始压降，“x”是使用的英里数或小时数。压降dP_rise中的增量等于C·x。

燃料_损失＝dP_rise·损失系数。因此，燃料_损失＝C·x·损失系数。

在一些实施例中，涡轮增压发动机的通常的损失系数可能是大约0.01-0.1％/英寸水柱，或大约0.02-0.08％/英寸水柱，或大约0.04-0.06％/英寸水柱。对于自然吸气发动机来说损失系数可能大于～2.5x。

燃料_消耗_成本＝F_b·F_c，燃料_递增_成本＝F_b·F_c·燃料损失。因此燃料_递增_成本＝F_b·F_c·C·x·损失系数。这是由空气过滤器阻力中的渐增而产生的每英里“损失”燃料消耗的成本。

过滤器_更换_成本＝过滤器成本+服务成本，过滤器_递增_成本＝(过滤器成本+服务成本)/x。这是空气过滤器和服务的每英里(或小时)的成本，过滤器_更换_成本→∞当x→0时。

空气过滤器更换的最佳时间或里程(即，最佳_x)出现时，过滤器_递增_成本＝燃料_递增_成本或(过滤器成本+服务成本)/x＝F_b·F_c·C·x·损失系数。在此方程式中求解最佳x得到方程式I：

如果燃料的限制被假定随时间(或英里)以指数方式渐增，那么dP＝P₀+exp^(C ^·x)，其中dP是过滤器上的压降(或微分)，P₀是过滤器上的初始压降，而“x”是使用的英里数或小时数。相应地，压降中的增量dP_rise等于P₀·(exp^(C·x)-1)。燃料_损失＝P₀·损失系数·(exp^(C·x)-1)，及燃料_递增_成本＝F_b·F_c·P₀·损失系数·(exp^(C·x)-1)。空气过滤器更换的最佳的时间或里程(即，最佳_x)出现时，过滤器_递增_成本＝燃料_递增_成本或(过滤器成本+服务成本)/x＝F_b·F_c·P₀·损失系数·(exp^(C·x)-1)。不同于上述的方程式，其中燃料的限制被假定为随时间(或英里)线性增加的方程式，其后面的这个方程式不具有变量“x”的闭合解，但可以利用现有技术中已知的数值方法来求解，例如用牛顿拉夫逊法。举例来说，使用下列的输入、方程式和输出，可以对具有“指数”封堵率与具有“线性”封堵率的系统的最佳空气过滤器更换间期进行比较：

P₀＝4.019；

C＝1.83·10^-5；

F_b＝1/6.5；

F_c＝3.5；

损失系数＝0.0007；

过滤器成本＝50；

服务成本＝50；

f(x)＝((过滤器成本+服务成本)/x))-(F_b·F_c·P₀·损失系数·(exp^(C ^·x)-1))；

x＝1000；

r0＝开根(f(x)，x)；

r0＝47563英里；

dP＝4.019·e^{1.832·10-5·r0}。

基于这些输入、方程式和输出，具有指数性封堵率的系统的最佳过滤器更换间期为dP＝9.606英寸水柱。

将此结果与具有线性封堵率的系统作比较。具有线性封堵率的系统要使用同样的初始dP和同样的时间(或英里)以达到具有指数性封堵率的系统的25英寸水柱，其所需斜率算出来是C＝2.2·10^-4(见图3)。在方程式I中使用该值，即

结果为最佳_x为34727英里。另外，dP＝(0.00022·最佳_x)+4.02＝11.66英寸水柱。因此，尽管由于封堵曲线的不同的形状，替换的最佳里程看上去很不同(即，47563英里相对于34727英里)，但替换的最佳dP非常相似(即，9.606英寸水柱相对于11.66英寸水柱)。线性封堵模型在最佳替换点处提供了略保守的(即，较大)的终止dP。

在一些实施例中，用于具有指数或二次项封堵率的系统的方程式I或其变体可以被运用在本发明公开的算法中，还可以形成所提出的算法的“核心”。用于具有指数或二次项封堵率的系统的方程式I或其变体可以被运用在呈现“在机”状态的计算工具中或被运用在关机服务的计算工具中。

以往，在高负荷涡轮增压柴油发动机上更换空气过滤器，为达到最大空气过滤器阻力，传统的被推荐的要求是25英寸水柱。尽管这个推荐在柴油燃料不到1美元/加仑(见图4)的20年前在经济方面可能接近最佳，但是现在柴油燃料的价格超过4美元/加仑，替换的最佳阻力就可能要远低于25英寸水柱，也许在10-15英寸水柱的范围内。(见图5和6)。在图5中，柴油燃料是0.75美元/加仑，最佳替换点具有非常“缓和的底”，表明在～17英寸水柱时替换过滤器。在图6中，柴油燃料的价格高于3.25美元/加仑，最佳替换点非常尖锐并增加迅速，表明在～12英寸水柱时替换过滤器。对于更高昂的燃料价格而言，超过最佳替换点的“损失”很快就会变得严峻。

在本发明的系统和方法的一实施例中，空气过滤器的封堵率可以通过修匀基于时间的过滤器传感器dP读数而确定，较佳地，这些过滤器传感器dP读数全都在一些发动机的速度/功率已被确定的状态下取得，以便保证每次读数有均等的空气流量。可选地，假定在每次间期中的某时刻会达到最大空气流量，那么在一些相当明显的时间间期(如4小时)期间内发现的“峰值”阻力可被存储、修匀和趋势化。或者，最佳地，如果空气流量计(MAF)传感器可用，峰值阻力就可以被“校正”到参考流量(例如，使用dP测量时了解到的实际流速)以便在dP相对于时间信号中减少干扰。可选地，MAF信号可以被用于在精确/适当的流速下触发dP读数。因为ECU跟踪小时数和/或英里数，封堵率由此可以被确定并且最佳替换点阻力可以被算出。图7示出了具有MAF和ECM的系统。因为随着工作周期的改变(即，当燃料消耗减少或增加)，燃料损失成本相应地会降低或升高，所以最佳替换点可能会变化。燃料消耗输入(即，每加仑的英里数或每小时的英里数)可同样基于周平均值或月平均值被修匀，以便防止错误或过早的“替换”推荐。

本发明公开的方法和算法的一些实施例可包括以下步骤。在步骤1中，时间戳或里程戳的空气过滤器dP数据被测量并被存储(例如，每天)在存储设备中。较佳地，dP数据经由MAF读数或经由推断出的来自ECU的输出的流速而进行流量校正。线性回归可以在“板载“dP数据上实现或由“离板”工具实现，以估计封堵斜率。在步骤2中，当车辆被送去作例行服务时，存储设备中的数据能被获取并且过滤器封堵的历史记录或趋势能被传递至成本优化算法或由成本优化算法算得。用于成本最佳化算法的额外的输入可包括车队的平价燃料成本、特定的发动机型号BSFC(即，制动燃油消耗率)相对于dP响应、空气过滤器更换的成本，及实施替换的服务成本。在步骤3中，基于对最佳经济成本和对卡车下一次将于何时服务的综合考虑而生成输出决定(即，是否更换空气过滤器)。如果最佳更换点在下一次预定的服务之前会被超过，则输出决定会指导用户更换空气过滤器。

可通过将流量校正(或从MAF，或从ECM推断出的空气流速)应用在过滤器dP测量和历史记录上，以大量减少dP干扰(因气流随速度和负荷而变化)并识别出封堵趋势，来改进所公开的方法的“鲁棒性”。这在图8中经由生成的数据从概念上做了说明。

服务点最佳算化法可以“板载”实现。可选地，服务点最佳化算法可运用“板载”数据和“离板”工具(例如，在服务店)。例如，服务店可查询并下载在板上存储的dP历史记录。服务店然后可以用额外的输入实现相关于最优空气过滤器更换间期的离板确定，该额外的输入包括空气过滤器价格和服务的每小时的费率。硬编码的板载变体可包括预测的、非侵入的服务信号(例如，被发送到ECM、以便在下次服务时机替换空气过滤器的信号，而不是仪表板警示灯)，特别适用于最佳替换点小于25英寸水柱的系统。图9-16提供了本发明所公开的方法的一些实施例的示意流程图。

在以上的描述中，为简洁、清晰和理解而使用了某些术语。因为这种术语用于说明的目的并且意欲进行广泛地解释，所以这些术语中并不包含超出现有技术需求的不必要的限制。在本发明中所说明的不同构造、系统和方法步骤可单独地使用或与其他构造、系统和方法步骤组合使用。可以预期的是，所附权利要求的范围之内，各种等同物、替换物和修改物是可能的。只有在各项限制中明确地引述了术语“用于……的手段”或者“用于……的步骤”，在所附权利要求中的各限制才意欲援用美国专利法第112条第六款的解释。

暂时及初步预计的是，权利要求至少可包括如下内容。

Claims

1.一种用于向内燃发动机的用户提供经济上最佳的空气过滤器更换间期的方法，包括：检测空气过滤器封堵率数据和发动机工作周期数据，提供算法，所述算法解释了所述空气过滤器上的压降dP、由所述空气过滤器上的压降引起的燃料消耗的损失，及空气过滤器更换的成本；及向用户提供最佳的空气过滤器更换间期的指示。

2.如权利要求1所述的方法，包括包含了空气过滤器更换的成本、新空气过滤器的成本加上更换服务的成本。

3.如权利要求2所述的方法，包括包含了所述更换服务成本和停机时间成本。

4.如权利要求1所述的方法，包括：

确定第一变化成本，包括由于dP的增加而增加的每英里递增的燃料成本；

确定第二变化成本，包括每英里减少的空气过滤器成本；

合计所述第一和所述第二变化成本以提供变化总和；

在所述变化总和最小值时提供指示。

5.如权利要求4所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气过滤器更换之间的英里数及纵坐标是每英里的成本。

6.如权利要求4所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。

7.如权利要求1所述的方法，包括：

确定第一变化成本，包括由于dP的增加而增加的每小时递增的燃料成本；

确定第二变化成本，包括每小时减少的空气过滤器成本；

合计所述第一和所述第二变化成本以提供变化总和；

在所述变化总和最小值时提供指示。

8.如权利要求7所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气过滤器更换之间的小时数及纵坐标是每英里的成本。

9.如权利要求7所述的方法，包括在图表上确定所述第一变化成本、所述第二变化成本和所述总和，所述图表的横坐标是空气进气阻力及纵坐标是每英里的成本。

10.如权利要求1所述的方法，包括在指示之前向所述用户提供预指示警报。

11.如权利要求10所述的方法，包括提前数英里提供所述预指示警报。

12.如权利要求10所述的方法，包括提前数小时提供所述预指示警报。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述预指示警报向所述用户建议在下个定期预定的服务间期替换所述空气过滤器。

14.如权利要求1所述的方法，包括在所述算法中假定dP相关于英里和小时中的至少一个线性变化。

15.如权利要求1所述的方法，包括在所述算法中假定燃料消耗相关于空气进气系统dP线性变化。

16.如权利要求1所述的方法，包括在所述算法中假定dP相关于英里和小时中的至少一个线性变化；在所述算法中假定燃料消耗相关于dP线性变化，及假定燃料消耗相关于英里和小时中的至少一个线性变化。

17.如权利要求1所述的方法，包括在板载于所述发动机的电子控制单元ECU中提供所述算法。

18.如权利要求1所述的方法，包括在与所述发动机分开的服务工具中提供所述算法。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述服务工具自动访问车队记录或数据，所述车队记录或数据包含空气过滤器成本、燃料成本和空气过滤器更换服务期间的停机时间的成本。

20.如权利要求1所述的方法，包括在所述算法中假定dP、燃料消耗和英里及小时中的至少一个间的预确定的关系，其中，所述预确定的关系可以从由线性、指数、二次项和幂律关系组成的群组中选出。

21.如权利要求1所述的方法，包括提供所述所检测的空气过滤器的封堵率数据的空气流量校正。

22.如权利要求1所述的方法包括，整合所述所检测的空气过滤器封堵率数据以修匀所述检测的空气过滤器封堵率数据及防止过滤器更换信号的误触发或过早触发。

23.如权利要求1所述的方法包括，在预确定的空气流速状态下记录空气过滤器封堵率数据以便有助于数据点相对于彼此的稳定性和统一性，以及有助于比较的完整性。

24.如权利要求23所述的方法包括，选出预确定的空气流速状态为足够高的流速的状态，以减少误差百分比，并将所述选出的流速对已被确定的流动状态归一化。