DE10063250A1

DE10063250A1 - Überwachung der Lebensdauer von Öl für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE10063250A1
Application number: DE10063250A
Authority: DE
Inventors: John E Mcdonald; E Shirley Schwartz; Nshan Hamparian; Michael Jacek; Joseph M Stempnik; Scott J Fletcher
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: US6327900B1; DE10063250B8; DE10063250B4

Abstract

Es ist ein Verfahren offenbart, um eine Bedienungsperson eines Kraftfahrzeuges mit einem Dieselmotor mit direkter oder indirekter Einspritzung darauf hinzuweisen, das Schmieröl zu wechseln. Die Rate der Verschlechterung des Motoröls wird aus der Überwachung von Motorumdrehungen, Motoröltemperaturen und Motorölverschmutzungsgehalt bestimmt. Zu Beginn des Betriebsablaufes wird, nachdem ein Ölwechsel stattgefunden hat, ein Wert entsprechend der maximal zulässigen Anzahl von Motorumdrehungen für die nutzbare Lebensdauer des Öls in einem Speicher des Computers des Fahrzeuges gespeichert. Periodisch wird während jeder Periode des Fahrzeugbetriebes ein Wert von wirksamen Motorumdrehungen in Beziehung zu dem Produkt aus gemessenen Motorumdrehungen, von der Motoröltemperatur abhängigem Straffaktor und von dem Ölverschmutzungsgehalt abhängigem Straffaktor bestimmt. Die Straffaktoren erhöhen den Wert der wirksamen Motorumdrehungen, um Motorbetriebsbedingungen zu kompensieren, die zu einer erhöhten Verschlechterung des Motoröles neigen. Der Wert der wirksamen Motorumdrehungen wird von der gespeicherten maximalen Anzahl an Motorumdrehungen substrahiert, was in einem Wert von verbleibenden zulässigen Umdrehungen resultiert. Jedesmal, wenn der Wert der wirksamen Motorumdrehungen berechnet und von dem Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen subtrahiert wird, wird ein neuer Wert der verbleibenden zulässigen Umdrehungen in dem Speicher gespeichert, der den alten Wert ersetzt. ...

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft allgemein die Überwachung von Motoröl in einem Kraftfahrzeug und insbesondere ein Verfahren, um einen Fahrer darauf hinzuweisen, Motoröl in einem Dieselmotor mit direkter oder indirekter Einspritzung auf der Grundlage von Öltemperatur und Ölverschmutzung zu wechseln.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es ist in der Kraftfahrzeugtechnik bekannt, daß die Motorlebensdauer di rekt mit dem Schmiervermögen des Motorkurbelgehäuseöls in Beziehung steht und daß dessen Schmiervermögen abhängig von dem Motorbetrieb und der Zeit verschlechtert wird. Somit versorgen die meisten Motoren- und Fahrzeughersteller ihre Kunden mit Ölwechselwartungsplänen für den Zeitpunkt, an dem das Motoröl gewechselt werden sollte. Diese Öl wechselwartungspläne sind nur Richtlinien und das erforderliche Ölwech selintervall kann abhängig von den Motorbetriebsbedingungen kleiner als 3.000 Meilen oder größer als 10.000 Meilen sein. Um eine genauere Vor hersage des Zeitpunktes machen zu können, an dem das Öl gewechselt werden sollte, kann eine Schätzung des Ausmaßes der Ölverschlechterung und der Notwendigkeit eines Ölwechsels für ein gegebenes Fahrzeug da durch bestimmt werden, daß bestimmte Schlüsselmotorbetriebsparameter während des Fahrzeugbetriebes zwischen Ölwechseln elektronisch über wacht werden. Wenn bestimmt wird, daß ein Ölwechsel notwendig wird, wird der Fahrer durch eine Anzeigeeinrichtung in der Instrumententafel darauf hingewiesen.

Es ist gezeigt worden, daß eine direkte und genaue Anzeige einer Motoröl verschlechterung durch Bewertung zweier Wirkungen bestimmt werden kann: (1) chemische Änderungen, die als Folge davon auftreten, daß das Motoröl hohen oder niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist, ungeachtet der Motorlastbedingungen oder anderer Betriebsbedingungen, die nur indirekt mit der Öltemperatur in Beziehung stehen, und (2) die Bildung von Schmutzstoffen, wie beispielsweise Ruß und Säuren, die typischerweise bei Hochlast und hoher Temperatur erzeugt werden.

Eine übermäßige Verschlechterung des Motoröles tritt bei seinen Tempe raturextremen auf. Bei niedrigen Motoröltemperaturen, typischerweise während der Startphase, können sich Kraftstoff und Wasser in dem Mo toröl ansammeln. Kraftstoff- und Kraftstoffreaktionsprodukte können auch in das Motoröl gelangen und eine Abnahme der Ölviskosität bewir ken. Diese Niedertemperaturwirkung kann vollständig unabhängig von der Last auftreten.

Bei hohen Motoröltemperaturen können Antioxidantien in dem Öl deakti viert werden und somit verringert sich die Wirksamkeit eines Hauptzusat zes, das dem Motoröl chemische Stabilität verleiht, im Vergleich zu vorher. Als Folge wird das Öl infolge von Oxidation und Nitrierung viskoser und sauer. Zusätzlich können unlösliche Materialien auf den Motoroberflächen als Überzug oder Schlamm abgeschieden werden.

Ein anderer Typ der Ölverschlechterung erfolgt als eine Funktion der Rate, mit der Kraftstoff in die Zylinder des Dieselmotors eingespritzt wird. Wäh rend der unvollständigen Verbrennung, typischerweise bei hohen Tempe raturen und bei hohen Lasten, bilden sich Schmutzstoffe, wie beispiels weise Ruß und Säuren. Ruß und Säuren, die in das Motoröl gelangt sind, verringern die Fähigkeit des Öles, eine Korrosion zu verhindern, und stei gern die mit Ruß in Verbindung stehende Abnutzung. Daher ist es er wünscht, ein Überwachungssystem zu schaffen, das die Notwendigkeit für einen Wechsel von Motoröl basierend auf sowohl der Verschlechterung des Motoröles infolge von Hoch- und Niedertemperaturwirkungen als auch der Verschlechterung infolge einer Kontamination von mit Last in Verbindung stehenden Ruß- und Säurewirkungen bestimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, um einen Fahrer eines Kraftfahr zeuges mit einem Dieselmotor auf die Notwendigkeit eines Ölwechsels ba sierend auf einer berechneten Rate einer Motorölverschlechterung hinzu weisen. Die Rate der Motorölverschlechterung wird durch die Temperatur des Öles und die Menge an Schmutzstoffen beeinflußt, die bei hohen La sten in das Öl gelangen. Bei Bedingungen, bei denen sowohl Temperatur wirkungen als auch Hochlastwirkungen gleichzeitig auftreten, berück sichtigt die berechnete Verschlechterungsrate beide Wirkungen.

Die Rate der Verschlechterung des Motoröles wird durch eine Bewertung der Härte des Motorbetriebes als Funktion sowohl der Öltemperatur als auch der Ölverschmutzung berechnet. Die Härte des Betriebsablaufes infolge von Unterschieden in der Motoröltemperatur wird dadurch bewertet, daß ein Motoröltemperaturwert über ein vorbestimmtes Intervall bestimmt wird, das als Zeit (beispielsweise eine Sekunde) oder als Motorumdrehun gen (beispielsweise 500 Umdrehungen) gemessen werden kann, und ein dieser Temperatur zugeordneter Straffaktor bestimmt wird. Die Härte des Betriebsablaufes infolge einer Kontamination wird dadurch bewertet, daß ein Motorölverschmutzungswert aus verschiedenen Motorparametern be rechnet und ein Straffaktor für diesen Wert bestimmt wird. Allgemein werden diese Beziehungen für jede Motorkonstruktion experimentell her gestellt.

Die Dauer jeder gegebenen Wirkung wird durch Überwachung der verstri chenen Anzahl von Motorumdrehungen oder der verstrichenen Zeit be wertet. Zu Beginn des Betriebsablaufes wird nach einer Rückstellung des Systems zur Überwachung der Öllebensdauer die Anzahl von Motorum drehungen entsprechend der maximal zulässigen Anzahl von Motorum drehungen für die nutzbare Lebensdauer des Motoröles in dem Computer speicher des Fahrzeugs gespeichert. Bei jeder Periode des Fahrzeugbetrie bes wird die gespeicherte Anzahl um einen Wert der wirksamen Motorum drehungen verringert, der in Beziehung zu dem Produkt von gemessenen Motorumdrehungen und den Straffaktoren bestimmt wird, die der Motor öltemperatur und der Motorölverschmutzung zugeordnet sind, was in ei nem verbleibenden zulässigen Motorumdrehungswert resultiert. Die Straffaktoren erhöhen den Wert der wirksamen Umdrehungen, um Motor betriebsbedingungen zu kompensieren, die dazu neigen, die Verschlechte rung des Motoröles zu steigern. Jedesmal, wenn der Wert der wirksamen Motorumdrehungen berechnet und von dem Wert der verbleibenden zu lässigen Motorumdrehungen subtrahiert wird, wird ein neuer Wert für verbleibende zulässige Motorumdrehungen in dem Speicher gespeichert, der den alten Wert ersetzt. Wenn der gespeicherte Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen unter einen vorbestimmten Schwellenwert absinkt, wird der Fahrer des Fahrzeugs darauf hingewiesen, daß ein Öl wechsel erforderlich ist.

Der Motoröltemperaturwert, der bei der Bestimmung des Öltemperatur straffaktors verwendet wird, kann über einen von zwei Wegen gemessen oder berechnet werden, je nachdem, ob ein Öltemperaturwert innerhalb eines Aufwärmbereiches oder eines Gleichgewichtsbereiches liegt. Wenn der Öltemperaturwert unter einer vorbestimmten Temperatur oder in dem Aufwärmbereich liegt, wird die Öltemperatur von der anfänglichen Kühl mitteltemperatur und der Anzahl von Motorumdrehungen seit dem Beginn des gegenwärtigen Motorbetriebes berechnet. Sobald die Öltemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht hat oder sich im Gleichgewichtsbereich befindet, wird die Öltemperatur aus Messungen berechnet, die die Motor drehgeschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Kühlmitteltempe ratur, die Kraftstoffeinspritzmenge (pro Zylinder) und die Ansauglufttem peratur umfassen können. Es sind statistische Techniken verfügbar und allgemein in Gebrauch, um die berechnete Öltemperaturkurve zu glätten. Der Motorölverschmutzungswert, der bei der Bestimmung des Ölver schmutzungsstraffaktors verwendet wird, wird aus dem Öltemperaturwert, der Kraftstoffeinspritzsteuerung (dem Kurbelwellenwinkel), der Kraftstof feinspritzmenge und der Motordrehgeschwindigkeit berechnet. Wiederum sind diese Betriebsbedingungen für den Motorsteuerungscomputer ver fügbar und können in einer einfachen linearen Gleichung verwendet wer den, um einen nutzbaren Kontaminationsfaktor zu berechnen, der an in dem Untersuchungszyklus auftretende Motorumdrehungen angelegt wird.

Die Konstanten der Gleichung sind statistisch für jeden Motortyp basie rend auf experimentellen Daten angepaßt.

Zusätzlich wird in dem Falle, wenn die Motorbetriebsbedingungen nicht hart genug sind, damit der Umdrehungszähler abläuft, die Anzeigeein richtung aktiviert, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Anzahl von Mei len oder die maximale Meilenzahl gefahren worden ist, die von dem Fahr zeughersteller für Ölwechselintervalle empfohlen ist.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform der Erfin dung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser ver ständlich.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungs form und die Zeichnungen besser verständlich, in welchen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Systemes gemäß der bevorzugten Ausführungsform zur Anzeige des Punktes ist, an dem das Öl in einem Dieselmotor gewechselt werden muß;

Fig. 2 und 3 Flußdiagramme sind, die einen Betriebsfluß zur Ausfüh rung eines Verfahrens dieser Erfindung zeigen, das durch das System von Fig. 1 ausgeführt wird;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Öltemperatur und einem Straffaktorwert ist, die bei dieser Erfindung verwendet wird;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Ölverschmutzungsgehalt und einem Straffaktorwert ist, die bei dieser Erfindung verwendet wird; und

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer aktuell erfaßten Motoröltemperatur und einer Motoröltem peratur ist, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfin dung berechnet wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Wie in Fig. 1 der Zeichnungen detailliert gezeigt ist, bezeichnen Bezugszei chen 10 allgemein ein Ölwechselüberwachungssystem, das mit einem Die selmotor 12 eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Das System 10 umfaßt eine Steuerung 14, einen Motorkühlmitteltemperatursensor 16, einen Motordrehzahlsensor 18, einen Ansauglufttemperatursensor 20, eine Öl wechselrückstellung 22 und eine Anzeigeeinrichtung 24. Allgemein emp fängt die Steuerung 14 Eingänge von den Sensoren 16, 18, 20, und in An sprechen auf diese Sensoreingänge und andere bekannte Motorparameter, wie beispielsweise Kraftstoffrate und Ansauglufttemperatur bestimmt die Steuerung 14, ob die Anzeigeeinrichtung 24 aktiviert wird, um der Fahrer auf die Notwendigkeit eines Ölwechsels hinzuweisen. Nachdem das Öl ge wechselt ist, sendet die Betätigung der Ölwechselrückstellung 22 ein Si gnal an die Steuerung 14, um bestimmte Variablen zu löschen oder rückzustellen, die von der Steuerung 14 verwendet werden, um die Ver schlechterung des Öles zu bestimmen.

Die Steuerung 14 könnte typischerweise einen Mikroprozessor 26, einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 28, einen Zähler 30, einen nicht flüchtigen Speicher 32 und eine Eingangs/Ausgangs-Vorrichtung (I/O- Vorrichtung) umfassen. Die Analogausgänge des Kühlmitteltemperatur sensors 16 und Ansauglufttemperatursensors 20 an Leitungen 36 bzw. 38 werden an den A/D-Wandler 28 angelegt, wo sie von Analogsignalen in Digitalsignale umgewandelt und zur Aufnahme über einen bidirektionalen Datenbus 42 verfügbar gemacht werden. Der Ausgang der Digitalimpuls folge des Motordrehzahlsensors 18 wird an den Zähler 30 über Leitung 40 angelegt, wo er auf eine Rate eines Pulses pro Motorumdrehung herunter dividiert und zur Aufnahme über den Datenbus 42 verfügbar gemacht wird. Die Elemente 28-34 kommunizieren miteinander über einen Adreß- und Steuerbus 44 und den Datenbus 42. Der Ausgang der Ölwechsel rückstellung 22 auf Leitung 46 wird als ein Eingang an die I/O- Vorrichtung 34 angelegt, und die Digitalinformation zur Steuerung des Betriebs der Anzeigeeinrichtung 24 wird von der I/O-Vorrichtung 34 über Leitung 48 ausgegeben.

Die Sensoren 16, 18, 20 können herkömmliche Temperatur- und Ge schwindigkeitswandler sein. Beispielsweise kann der Kühlmitteltempera tursensor 16 ein Varistorelement sein, das in einer leitfähigen Sonde un tergebracht ist, die in dem Hauptstrom der Motorkühlmittelströmung oder an einem anderen beliebigen Ort positioniert ist, an dem die gemessene Motorkühlmitteltemperatur repräsentativ für die Temperatur des Motors ist, wie für Fachleute der Fahrzeugmotorkonstruktion bekannt ist, und der Geschwindigkeitssensor kann ein Hall-Effekt-Sensor sein, der mit ei nem gezahnten ferromagnetischen Rad zusammenwirkt, das mit der Mo torkurbelwelle gekoppelt ist. Detailliertere Beschreibungen derartiger Sen soren sind für Fachleute leicht verfügbar und werden daher hier nicht an geführt.

Allgemein bestimmt das Verfahren der vorliegenden Erfindung die verblei bende nutzbare Lebensdauer des Motoröles bis zum nächsten Ölwechsel durch Überwachung von Motorumdrehungen, Öltemperatur und Ölver schmutzungsgehalt. Typischerweise steigt, wenn ein Motor beim Start kalt ist, die Öltemperatur stetig mit jeder Motorumdrehung an. Sobald die Öl temperatur größer als etwa 80°C ist, neigt sie zur Annahme eines Wertes, der als eine Funktion der Zeit oder durchlaufenen Entfernung nahezu konstant wird, solange Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umge bungstemperatur und Kraftstoffrate konstant bleiben. Der tatsächliche Wert dieser im wesentlichen konstanten Öltemperatur im Gleichgewicht kann etwas höher als die Motorkühlmitteltemperatur sein, variiert aber mit den vorher erwähnten Faktoren.

Demgemäß wird die Öltemperatur abhängig davon, ob die Öltemperatur in einem Aufwärmbereich oder einem Gleichgewichtsbereich liegt, über einen von zwei Wegen berechnet. Wenn die berechnete Öltemperatur in dem Aufwärmbereich liegt, wird die Öltemperatur aus einer anfänglichen Mo torkühlmitteltemperatur und der Summe an Motorumdrehungen seit dem Beginn des Motorstartes bestimmt. Wenn die berechnete Öltemperatur im Gleichgewichtsbereich liegt, wird die Öltemperatur basierend auf Messun gen bestimmt, die die Motorkühlmitteltemperatur, Motordrehzahl, Fahr zeuggeschwindigkeit, Kraftstoffmenge und Ansauglufttemperatur umfassen können. Alternativ dazu kann anstelle des berechneten Öltempera turwertes eine gemessene Öltemperatur, die von einem Motoröltempera tursensor ausgelesen wird, verwendet werden. Die Ölverschmutzungsrate wird aus der berechneten Öltemperatur, der Motordrehzahl, der Kraft stoffmenge und der Kraftstoffeinspritzsteuerung berechnet.

Die Berechnung der Öltemperatur, der Ölverschmutzung und der Motor umdrehungen, die dazu verwendet wird, die verbleibende Öllebensdauer zu bestimmen, wird während der Zeit ausgeführt, wenn der Motor in Be trieb ist. Während der gesamten Betriebsperiode wird die Berechnung der verbleibenden Öllebensdauer über ein vorbestimmtes Intervall aktuali siert, das entweder als Zeit oder als verstrichene Motorumdrehungen ge messen werden kann. Sobald die verbleibende nutzbare Lebensdauer ak tualisiert ist, beginnt die nächste Berechnung der Öllebensdauer.

Die verbleibende nutzbare Lebensdauer des Motoröles wird durch Multi plikation der gemessenen Motorumdrehungen mit den Straffaktoren be rechnet, die der Motoröltemperatur und der Motorölverschmutzung zuge ordnet sind. Die Straffaktoren kompensieren Motorbetriebsbedingungen, die zur Erhöhung der Ölverschlechterung neigen. Zu Beginn des Be triebsablaufes wird nach einer Rückstellung des Öllebensdauerüberwa chungssystemes die Anzahl von Motorumdrehungen entsprechend der maximal zulässigen Anzahl von Umdrehungen für die nutzbare Lebens dauer des Motoröles in dem Speicher des Computers des Fahrzeugs ge speichert. Während jeder Periode des Fahrzeugbetriebes wird die gespei cherte Anzahl durch den Wert der wirksamen Motorumdrehungen verrin gert, was in einem Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen resultiert. Jedesmal, wenn der Wert der wirksamen Motorumdrehungen berechnet und von dem Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdre hungen subtrahiert wird, wird ein neuer Wert für den Wert der verblei benden zulässigen Motorumdrehungen in dem Speicher gespeichert. Wenn der gespeicherte Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdre hungen unter einen vorbestimmten Schwellenwert abgefallen ist, der das Ende der nutzbaren Lebensdauer des Motoröles angibt, wird der Fahrer des Fahrzeuges alarmiert, das Öl zu wechseln. Es wird auch ein "Ölwechsel"-Signal aktiviert, wenn die maximal zulässige Anzahl von ge fahrenen Meilen seit dem vorhergehenden Ölwechsel erreicht ist, sogar wenn die verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen den festgelegten Schwellenwert nicht erreicht haben.

Genauer wird ein derartiges Betriebsverfahren mit Schritt 200 in Fig. 2 eingeleitet, wenn der Motor gestartet wird, und fährt mit einem Initialisie rungsschritt 202 fort. Als Teil des Initialisierungsvorganges werden die verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen von dem Speicher des Com puters abgerufen. Die Initialisierung umfaßt auch das Einstellen von Zei gern, Flags, Registern und RAM-Variablen auf ihre Startwerte. Da die Steuerung möglicherweise zusätzlich zu den Steuervorgängen dieser Er findung andere Vorgänge ausführt, ist das Flußdiagramm als eine Sub routine dargestellt, die in einem Hauptprogramm periodisch aufgerufen wird.

Bei einem nächsten Schritt 204 wird der Motoröltemperaturwert entweder durch Berechnung eines Öltemperaturwertes durch Ausführen der Schritte 300-312, die in Fig. 3 gezeigt sind, oder Messen eines Öltempe raturwertes durch Ablesen eines Motoröltemperatursensors bestimmt. Bei dem nächsten Schritt 206 wird die Öllebensdauerrückstellung überprüft, um festzustellen, ob sie zurückgestellt worden ist, wobei ein letzter Öl wechsel angezeigt wird. Wenn die Öllebensdauerrückstellung zurückge stellt worden ist, wird der gespeicherte Wert für verbleibende Umdrehun gen und die Anzahl gefahrener Meilen bei Schritt 202 auf ihre Startwerte zurückgestellt. Die Öllebensdauerrückstellung kann auf mehreren ver schiedenen Wegen ausgeführt werden. Typischerweise kann die Rück stellung durch Einstellen und Drücken des Fahrzeugbeschleunigungspe dales auf 80% der Maximalstellung und dreimaliges Freigeben innerhalb fünf Sekunden betätigt werden, wobei der Motor des Fahrzeugs ausge schaltet und der Zündschlüssel angeschaltet ist. Andere Verfahren umfas sen das Drücken eines "Ölwechselrückstellungs"-Schalters oder -Knopfes, der in dem Fahrzeug angeordnet ist, oder den Ablauf einer Routine in dem Fahrerinformationssystem in dem Fahrzeug.

Bei Schritt 208 wird die Kühlmitteltemperatur überprüft, um festzustel len, ob sie einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat, der an gibt, daß der Motor überhitzt ist. Wenn die Kühlmitteltemperatur den vor bestimmten Wert überschritten hat, wird bei Schritt 228 die Ölwechselan zeigeeinrichtung aktiviert, ansonsten fährt der Betrieb mit Schritt 210 fort.

Während des Motorbetriebes sammelt ein Zähler die Anzahl von Motor umdrehungen über ein vorbestimmtes Intervall (als Zeit- oder Motorum drehungen) bei Schritt 210. Als nächstes wird der Öltemperaturstraffaktor in einer Tabelle nachgeschlagen und bei Schritt 212 in einem Speicher ge speichert. Der Öltemperaturstraffaktor wird von Fig. 4 bestimmt, die gra phisch die Zuordnung von Straffaktoren als Funktion der Öltemperatur darstellt.

Bei Schritt 214 wird der Motorölverschmutzungswert gemäß der Ver schmutzungsgleichung: C = k₈ + k₉I_t + k₁₀F_q + k₁₁T_o + k₁₂S_e bestimmt, wo bei I_t die Kraftstoffeinspritzsteuerung, d. h. der Kurbelwellenwinkel, ist, bei dem die Kraftstoffeinspritzung eingeleitet wird (beispielsweise 30° vor dem oberen Totpunkt), F_q die Kraftstoffmenge in Kubikmillimeter ist, die pro Zylinder eingespritzt wird, T_o der berechnete Öltemperaturwert ist, S_e die Motordrehgeschwindigkeit (rpm) ist und k₈, k₉, k₁₀, k₁₁ und k₁₂ Konstan ten sind. In dem Fall eines Dieselmotors mit einer Direkteinspritzung mit 6,6 Litern, V-8 sind die Werte für diese Konstanten k₈ = -2,7, k₉ = 0,2, k₁₀ = 0,03, k₁₁ = 0,02 und k₁₂ = 0,001. Diese Werte für die Konstanten k₈-k₁₂ wurden so bestimmt, daß sie für die obige Gleichung basierend auf aktu eller Motorbetriebs- und entsprechender Ölverschmutzungserfahrung für die spezifische Motorkonstruktion statistisch am besten passen. Der Straffaktor für die Motorölverschmutzung wird in einer Tabelle nachge schlagen und in einem Speicher bei Schritt 216 gespeichert. Der Ölver schmutzungsstraffaktor wird aus Fig. 5 bestimmt, die die Zuordnung der Straffaktoren als eine Funktion des Ölverschmutzungsgehaltes graphisch darstellt, der von verschiedenen Motorparametern bestimmt wird. Die Straffaktoren für Temperatur und Verschmutzung werden bei Schritt 218 multipliziert.

Der Wert der wirksamen Motorumdrehungen wird bei einem nächsten Schritt 220 durch Multiplikation der angesammelten Motorumdrehungen über das vorbestimmte Intervall mit den Temperatur- und Verschmut zungsstraffaktoren bestimmt. Es können verschiedene mathematische Techniken verwendet werden, um diese Berechnung zu erzielen. Bei spielsweise können die wirksamen Motorumdrehungen auf einen festgelegten Wert aufsummiert werden, bevor sie von dem Wert für die verblei benden zulässigen Motorumdrehungen subtrahiert werden, oder der Summierungsprozeß kann in mehreren Schritten abhängig von den Ei genschaften des Fahrzeugcomputers stattfinden. Der Wert der wirksamen Motorumdrehungen wird bei einem Schritt 222 von dem Wert der verblei benden zulässigen Motorumdrehungen subtrahiert. Bei einem Schritt 224 wird, wenn der Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt, der das Ende der nutzbaren Lebensdauer des Motoröles angibt, ein Signal aktiviert, um der Fahrer darüber zu informieren, daß das Motoröl gewechselt werden muß. Beispielsweise wird, wenn das Motoröl eine maximale nutzbare Lebens dauer von 20.000.000 Motorumdrehungen aufweist, und wenn der Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen unterhalb eines vorbe stimmten Wertes, wie beispielsweise 2.000.000, gefallen ist, die Anzeige einrichtung aktiviert und der Fahrer wird bei Schritt 228 benachrichtigt, daß das Öl gewechselt werden muß, ansonsten fährt der Betrieb mit dem nächsten Schritt 226 fort.

Zurück bei Schritt 224 wird, wenn der Wert der verbleibenden zulässigen Motorumdrehungen nicht kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, ein zweiter Ablauf zur Bestimmung der Notwendigkeit eines Ölwechsels bei Schritt 226 dadurch durchgeführt, daß die tatsächliche Meilenzahl, die von dem Fahrzeug gefahren wird, verfolgt wird und ein Ölwechselsi gnal bei der vom Hersteller empfohlenen maximalen Meilenzahl (beispielsweise 7500 Meilen) nach dem letzten Ölwechsel ungeachtet des berechneten Öllebensdauerwertes vorgesehen wird. Wenn die maximal zulässige Anzahl von gefahrenen Meilen nicht erreicht worden ist, kehrt der Ablauf bei Schritt 230 zu dem Hauptprogramm zurück.

Zurück bei Schritt 204 kann der Öltemperaturwert, der bei der Bestim mung des Öltemperaturstraffaktors verwendet wird, durch Ausführung der Schritte 300-312 berechnet oder die Öltemperatur gemessen werden. Um die Öltemperatur zu berechnen, werden bei Schritt 300 die Eingänge der Sensoren gelesen. Diese Eingänge umfassen zumindest die Ausgänge des Ansauglufttemperatursensors, des Kühlmitteltemperatursensors und des Motordrehgeschwindigkeitssensors und können andere umfassen, wie hier beschrieben ist, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit.

Der Kühlmitteltemperaturausgang wird zunächst am Beginn jeder Periode des Motorbetriebes gelesen und als eine anfängliche Kühlmitteltemperatur T_ic gespeichert. Der Kühlmitteltemperaturausgang wird auch jedesmal ge lesen, wenn der Wert T_c, eine gegenwärtige Kühlmitteltemperatur, benötigt wird. Der Motordrehzahlsensor wird dazu verwendet, die Anzahl an Um drehungen seit dem Beginn des Motorbetriebes, R_e, wie auch den Wert der Motordrehgeschwindigkeit in rpm, S_e, zu bestimmen. Die berechneten Werte der Kraftstoffmenge F_q, die pro Zylinder eingespritzt wird (mm³), und die Kraftstoffeinspritzsteuerung (der Kurbelwellenwinkel) I_t sind von Motorbetriebsbedingungen abhängig und werden durch die Steuerung unter Ausführung bekannter Berechnungen bestimmt.

Bei Schritt 302 wird bestimmt, ob ein Ölaufwärmflag gesetzt worden ist, der angibt, ob der Öltemperaturwert innerhalb eines Aufwärmbereiches oder eines Gleichgewichtsbereiches liegt. Wenn der Ölaufwärmflag nicht gesetzt worden ist, dann liegt die Öltemperatur im Aufwärmbereich und die Öltemperatur wird bei Schritt 304 gemäß der Aufwärmgleichung T_o = T_ic + k₁R_e berechnet, wobei T_ic die anfängliche Kühlmitteltemperatur beim Motorstart ist, R_e die Summe der Motorumdrehungen seit dem Motorstart ist und k₁ eine Konstante gleich beispielsweise 0,005 ist. Bei einem Schritt 308 wird bestimmt, ob die berechnete Öltemperatur größer als ein vorbe stimmter Wert, beispielsweise 80°C, ist, was angibt, daß die Öltemperatur den Aufwärmbereich überschritten hat. Wenn der berechnete Wert größer als der vorbestimmte Wert ist, dann wird der Ölaufwärmflag bei Schritt 310 gesetzt, und wenn nicht, bleibt der Ölaufwärmflag unverändert. Bei Schritt 312 wird der Betrieb zu Schritt 206 zurückgeführt.

Zurück bei Schritt 302 liegt, wenn der Aufwärmflag gesetzt worden ist, die Öltemperatur innerhalb des Gleichgewichtsbereiches und die Öltempera tur wird bei Schritt 306 berechnet gemäß der Gleichgewichtsgleichung T_o = k₂ + k₃S_e + k₄T_c + k₅F_q - k₆T_a ± k₇V_s, wobei S_e eine Motordrehgeschwin digkeit ist, T_c die Kühlmitteltemperatur ist, F_q die Kraftstoffmenge ist, T_a die Luftansaugtemperatur ist, V_s die Fahrzeuggeschwindigkeit ist und k₂, k₃, k₄, k₅, k₅ und k₂ Konstanten sind. Typische Werte dieser Konstanten sind k₂ = -9,0, k₃ = 0,012, k₄ = 0,95, k₅ = 0,21, k₆ = 0,001 und k₂ = 0,01. k₇V_s ist ein optionaler Term zur Berechnung und kann abhängig von den Eigenschaften eines gegebenen Motors zu T_o addiert oder von T_o subtra hiert werden. Fig. 6 zeigt die Korrelation zwischen der berechneten Motor öltemperatur, wenn sie mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung be stimmt ist, und einer gemessenen Motoröltemperatur, die ausgezeichnet ist. Nach der Berechnung der Öltemperatur kehrt der Betrieb zurück zum Schritt 206. Die obige Prozeßfolge wird z. B. jedes zweite Mal des Motor betriebes geeignet wiederholt.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, sei zu verstehen, daß zahlreiche Änderungen innerhalb des Schutzumfanges der beschriebenen erfinderi schen Konzepte möglich sind. Demgemäß ist es beabsichtigt, daß die Er findung nicht auf die offenbarte Ausführungsform, sondern nur durch den Schutzumfang der folgenden Ansprüche beschränkt ist.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Hinweises auf die Notwendigkeit eines Ölwechsels für einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einem Dieselmotor mit direkter oder indirekter Einspritzung, der Schmieröl umfaßt, das eine nutzbare Lebensdauer aufweist, die gemäß den Motorbetriebs bedingungen variiert, wobei ein derartiges Verfahren die Schritte umfaßt, daß:
ein Wert wirksamer Motorumdrehungen über vorbestimmte Inter valle während eines vorliegenden Motorbetriebs gemäß eines Pro duktes gemessener Motorumdrehungen und Straffaktoren für Motor öltemperatur und Motorölverschmutzung periodisch berechnet wird, die dazu dienen, den Wert der wirksamen Motorumdrehungen zu er höhen und damit Motorbetriebsbedingungen zu kompensieren, die zu einer erhöhten Verschlechterung des Motoröles neigen, wobei die Straffaktoren für Öltemperatur und Ölverschmutzung als Funktion der Werte der Motoröltemperatur bzw. Motorölverschmutzung be stimmt werden;
ein gespeicherter Wert verbleibender zulässiger Umdrehungen, der die verbleibende Anzahl von Motorumdrehungen angibt, die für die nutzbare Lebensdauer des Motoröles zulässig sind, durch Sub traktion des berechneten Wertes der wirksamen Motorumdrehungen verringert wird; und
eine Anzeigeeinrichtung betätigt wird, die den Fahrer darauf hin weist, daß das Motoröl gewechselt werden muß, wenn der gespeicherte Wert der verbleibenden zulässigen Umdrehungen unter einen vorbestimmten Schwellenwert abfällt, der das Ende der nutzbaren Lebensdauer des Motoröls angibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt, daß vor der Be rechnung des Wertes der wirksamen Motorumdrehungen der Motor öltemperaturwert gemäß Motorparametern berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt, daß vor der Be rechnung des Wertes der wirksamen Motorumdrehungen der Motor öltemperaturwert durch Messen einer Motoröltemperatur von einem Motoröltemperatursensor bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt, daß vor der Be rechnung des Wertes der wirksamen Motorumdrehungen der Motor ölverschmutzungswert gemäß einem Öltemperaturwert, einer Kraft stoffeinspritzsteuerung, einer Kraftstoffmenge und einer Motordreh zahl berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt zur Berechnung des Motoröltemperaturwertes die Schritte umfaßt, daß:
wenn der Motoröltemperaturwert in einem Aufwärmbereich liegt, die Öltemperatur gemäß einer gemessenen anfänglichen Kühlmittel temperatur am Beginn eines gegenwärtigen Motorbetriebes und einer Summe von Motorumdrehungen seit dem Beginn des gegenwärtigen Motorbetriebes berechnet wird; und
wenn der Motoröltemperaturwert in einem Gleichgewichtsbereich liegt, die Öltemperatur gemäß einer gemessenen Kühlmitteltemperatur, einer Motordrehzahl, einer Kraftstoffmenge, einer Ansaugluft temperatur und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt zur Berechnung des Motoröltemperaturwertes die Schritte umfaßt, daß:
wenn der Motoröltemperaturwert in einem Aufwärmbereich liegt, die Öltemperatur gemäß einer Aufwärmgleichung T_o = T_ic + k₁R_e be rechnet wird, wobei T_ic eine anfängliche Kühlmitteltemperatur zu Be ginn eines gegenwärtigen Motorbetriebes ist, R_e die Summe der Moto rumdrehungen seit Beginn des gegenwärtigen Motorbetriebes ist und k₁ eine Konstante ist; und
wenn der Motoröltemperaturwert in einem Gleichgewichtsbereich liegt, die Öltemperatur gemäß einer Gleichgewichtsgleichung T_o = k₂ + k₃S_e + k₄T_c + k₅F_q - k₆T_a ± k₇V_s berechnet wird, wobei S_e die Motor drehzahl ist, T_c eine Kühlmitteltemperatur ist, F_q eine Kraftstoffmenge ist, T_a eine Luftansaugtemperatur ist, V_s eine Fahrzeuggeschwindig keit ist und k₂, k₃, k₄, k₅, k₆ und k₇ Konstanten sind.

7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt zur Berechnung des Motorölverschmutzungswertes die Schritte umfaßt, daß: der Motorölverschmutzungswert C aus einer Gleichung C = k₈ + k₉I_t + k₁₀F_q + k₁₁T_o + k₁₂S_e berechnet wird, wobei I_t eine Kraftstoffein spritzsteuerung ist, F_q eine Kraftstoffmenge ist, T_o der berechnete Öltemperaturwert ist, S_e die Motordrehzahl ist und k₈, k₉, k₁₀, k₁₁ und k₁₂ Konstanten sind.