DE19654450A1 - Verfahren zur Ermittlung von Motorölwartungszeitpunkten für einen Kraftfahrzeugmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Motorölwartungszeitpunkten für einen Kraftfahrzeugmotor in Ab­ hängigkeit von erfaßten Motorbetriebsparametern.

Ein Verfahren dieser Art ist in der Patentschrift DE 40 38 972 C1 beschrieben. Dort wird der Wartungszeitpunkt anhand verschie­ dener erfaßter Betriebswerte, wie Startanzahl, Kurbelwellenum­ drehungen, Fahr- und Standzeiten, Motortemperatur, Motoröldruck, Ladeluftdruck, Ölverbrauch und Kraftstoffverbrauch nach einem dort nicht näher angegebenen Algorithmus ermittelt und zur An­ zeige gebracht, z. B. über eine Leuchtdiodenkette oder eine Digi­ talanzeige. Bei dem dortigen Verfahren werden Motoröl-Nachfüll- Vorgänge bei der Berechnung des Wartungszeitpunktes dadurch be­ rücksichtigt, daß der Zeitpunkt einmalig um einen definierten Zeitraum bzw. eine definierte Kilometerleistung hinausgeschoben wird, wobei die Ölnachfüllmenge quantitativ erfaßt werden kann.

Verfahren zur selbsttätigen Motorölmengenbestimmung, wie sie in der Offenlegungsschrift DE 44 29 234 A1 und der deutschen Pa­ tentanmeldung Nr. 1 96 02 599.0 offenbart sind, erlauben eine sehr zuverlässige Bestimmung der momentan vorhandenen Motoröl­ menge selbst im laufenden Fahrbetrieb, so daß damit der Ölver­ brauch und die während Ölwechseln oder Ölnachfüllvorgängen ein­ gefüllten Ölmengen zuverlässig erfaßt werden können.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, mit dem sich der Zeitpunkt, zu dem eine Motorölwartung und damit ein Mo­ torölwechsel für einen Kraftfahrzeugmotor zweckmäßig ist, ver­ gleichsweise zuverlässig ermitteln läßt.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfah­ ren werden laufend einer oder mehrere motorölalterungsrelevante Motorbetriebsparameter sensorisch erfaßt und daraus zugehörige Bewertungsfaktoren gebildet. Des weiteren werden die erfolgten Motorumdrehungen erfaßt. Unter dem Begriff Motorumdrehungen sol­ len hier allgemein die Umdrehungen einer Kurbelwelle des Motors verstanden werden, die sich beispielsweise aus der gemessenen Motordrehzahl bestimmen lassen. Durch bewertendes Verknüpfen mit den Bewertungsfaktoren nach einer vorgebbaren Verknüpfungsbezie­ hung werden die erfaßten Motorumdrehungen in eine fiktive Weg­ strecke umgerechnet. Durch Subtraktion dieser fiktiven Wegstrecke von einem vorgegebenen Gesamtstreckenpotential wird dann die Restlaufstrecke bis zu einem nächsten Motorölwartungszeitpunkt berechnet. Es zeigt sich, daß diese Art der Ermittlung des Mo­ torölwartungszeitpunktes mittels Bewertung der Umdrehungen des Kraftfahrzeugmotors in Abhängigkeit vom jeweiligen Motorbe­ triebszustand eine sehr zuverlässige Vorausschätzung der ange­ messenen Motorölgebrauchsdauer darstellt.

Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren werden Be­ wertungsfaktoren bezüglich der Motoröltemperatur, der Motordreh­ zahl und der Motorlast anhand abgelegter Kennlinien ermittelt, mit denen die Motorumdrehungen multiplikativ zur Gewinnung der fiktiven Wegstrecke verknüpft werden. Die Bewertungsfaktor-Kennlinien können z. B. anhand empirischer Erfahrungswerte und/oder der dem Fachmann geläufigen, grundsätzlichen Überlegungen hinsichtlich der Einflüsse der verschiedenen Motorbetriebspara­ meter auf die Alterung des Motoröls bestimmt werden.

Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren wird das Gesamtwegstreckenpotential variabel in Abhängigkeit von der di­ rekt nach einem vorangegangenen Ölwechsel vorliegenden Ölmenge und/oder von während Ölnachfüllvorgängen nachgefüllten Ölmengen vorgegeben. Damit läßt sich berücksichtigen, daß das Gesamtweg­ streckenpotential zum einen für eine geringere Ölwechselmenge kleiner ist und zum anderen im Fall von Ölnachfüllvorgängen in Abhängigkeit von deren Zeitpunkten und dem jeweiligen Anteil der frisch zugegebenen Ölmenge erhöht werden kann.

Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren erfolgt zu­ sätzlich eine von der Restlaufstreckenberechnung unabhängige Be­ rechnung einer Restlaufzeit bis zu einem nächsten Motorölwar­ tungszeitpunkt durch Subtraktion einer ermittelten fiktiven Öl­ gebrauchsdauer von einer vorgegebenen Startlaufzeit. Dabei wird die fiktive Ölgebrauchsdauer durch Verknüpfen der tatsächlichen Gebrauchsdauer seit einem vorangegangenen Ölwechsel mit einem Zeitbewertungsfaktor bestimmt, der vom Verhältnis der ermittel­ ten fiktiven Wegstrecke zur tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke abhängt. Damit kann eine flexible Zeitwartung hinsichtlich Motorölwechseln in Abhängigkeit von der Fahrweise realisiert werden. Diese Vorgehensweise trägt zudem der Tatsache Rechnung, daß das Motoröl auch bei geringen Fahrleistungen in gewissem Um­ fang altert, was fahrleistungsunabhängige Motorölwechselvorgänge spätestens nach bestimmten Maximalgebrauchsdauern zweckmäßig macht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hier­ bei zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Flußdiagramm eines Verfahrens zur Er­ mittlung von Motorölwartungszeitpunkten für einen Kraft­ fahrzeugmotor mit Restlaufstreckenberechnung und

Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm eines für das Verfahren gemäß Fig. 1 zusätzlich vorsehbaren Verfahrensteils zur Restlaufzeitberechnung.

Das in den beiden Figuren in seinem Ablauf schematisch veran­ schaulichte Verfahren ermöglicht eine vergleichsweise zuverläs­ sige Vorausschätzung eines jeweils nächsten, günstigen Motoröl­ wechselzeitpunktes für einen Kraftfahrzeugmotor. In einem ersten Schritt 1 wird zunächst ein Ur-Streckenpotential S_u vorgegeben, z. B. in Form einer Fahrstreckenlänge von 15000 km. In einem näch­ sten Schritt 2 wird ein Anfangsstreckenpotential S_a durch Multi­ plikation des Ur-Streckenpotentials S_u mit einem oder vorzugswei­ se mehreren Qualitätsfaktoren Q_i bestimmt. Derartige Qualitäts­ faktoren Q_i können sich z. B. auf die Qualität des verwendeten Motoröls, auf den verwendeten Motortyp, auf den verwendeten Kraftstoff, auf das Einsatzland, auf bestehende behördliche Vor­ schriften und auf einen Reservefaktor beziehen. Anschließend wird aus diesem Anfangsstreckenpotential S_a ein korrigiertes An­ fangsstreckenpotential S_ak dadurch bestimmt, daß ersteres mit ei­ nem Ölwechselfaktor F_W multipliziert wird, der angibt, welche Öl­ menge bei einem vorangegangenen Ölwechsel tatsächlich eingefüllt wurde (Schritt 3) . Die betreffende Ölwechselmenge läßt sich bei­ spielsweise im Anschluß an einen Ölwechselvorgang durch das in der oben zitierten deutschen Patentanmeldung Nr. 1 96 02 599.0 beschriebene Verfahren sehr zuverlässig ermitteln. Der Ölwech­ selfaktor F_w kann beispielsweise durch das Verhältnis der einge­ füllten Ölwechselmenge zu einer standardisierten Normfüllmenge gebildet sein.

In einem nächsten Schritt 4 erfolgt die Ermittlung eines Ge­ samtstreckenpotentials S_G aus dem korrigierten Anfangsstreckenpo­ tential S_ak unter Berücksichtigung von eventuellen zwischenzeit­ lichen Ölnachfüllvorgängen, bei denen verbrauchtes Öl ganz oder teilweise durch frisches Motoröl ersetzt wurde. Dazu wird das korrigierte Anfangsstreckenpotential S_ak mit einem Ölnachfüllfak­ tor F_N multipliziert, der den Wert eins besitzt, solange keine Ölnachfüllung erfolgt ist, und der sich mit jedem Nachfüllvor­ gang in einer vorgebbaren Weise erhöht. Die diesen Faktor F_N er­ höhenden Inkremente sind so gewählt, daß sie mit größer werden­ der Ölnachfüllmenge ansteigen und mit zunehmender Zeitdauer bzw. zurückgelegter Wegstrecke seit dem letzten Ölwechsel bei glei­ cher Nachfüllmenge abnehmen. Dies berücksichtigt die Tatsache, daß eine wachsende Menge an frisch nachgefülltem Öl den Alters­ zustand des insgesamt vorliegenden Öls zunehmend herabsetzt und daß eine jeweilige Ölnachfüllmenge, die einer bereits stärker gealterten Restölmenge zugegeben wird, einen geringeren Ölauf­ frischungseffekt bewirkt als bei Zugabe zu einer noch nicht so stark gealterten Restölmenge. Auch diese Ölnachfüllmengen können durch das in der oben genannten deutschen Patentanmeldung be­ schriebene Verfahren sehr zuverlässig ermittelt werden, und zwar auch im laufenden Fahrbetrieb.

Vom solchermaßen bestimmten Gesamtstreckenpotential S_G werden nun laufend fiktive Wegstreckenlängen dS_i subtrahiert, die wie folgt ermittelt werden. In einem Schritt 5 werden drei Bewertungsfak­ toren gewonnen, und zwar ein Öltemperatur-Bewertungsfaktor B_T, ein Motordrehzahl-Bewertungsfaktor B_n und ein Motorlast-Bewer­ tungsfaktor B_L. Dazu werden die betreffenden Motorbetriebsgrößen direkt oder indirekt sensorisch laufend erfaßt und daraus die drei Bewertungsfaktoren B_T, B_n, B_L anhand zugehöriger Kennlinien gewonnen. Außerdem wird laufend die Anzahl von erfolgten Motor­ umdrehungen U_M, d. h. Kurbelwellenumdrehungen, erfaßt. In einem nächsten Schritt 6 erfolgt dann eine Bewertung der Motorumdre­ hungen U_M dadurch, daß die innerhalb eines vorgegebenen, tatsäch­ lich zurückgelegten Wegstreckenintervalls von z. B. jeweils einem Kilometer erfaßten Motorumdrehungen aufsummiert und mit den ak­ tuellen Werten der drei Bewertungsfaktoren multipliziert werden. Die so gewonnene, bewertete Motorumdrehungsanzahl U_b pro zurück­ gelegtem Wegstreckenintervall wird dann in einem anschließenden Schritt 7 mittels eines geeigneten Umrechnungsfaktors F_u in eine fiktive Wegstrecke dS_i umgerechnet, die ein Maß für die Belastung des Motoröls während des jeweils zugehörigen, tatsächlich gefah­ renen Wegstreckenintervalls ist.

Je nach Fahrsituation liegt die fiktive Wegstrecke z. B. etwa zwischen dem 0,5-fachen und dem 3-fachen des vorgegebenen, tat­ sächlich befahrenen Wegstreckenintervalls. Bei Bedarf kann auch eine Begrenzung dieser fiktiven Wegstreckenintervalle dS_i auf ei­ nen derartigen vorgegebenen Wertebereich vorgesehen sein. Außer­ dem kann eine separate Ermittlung der fiktiven Wegstreckeninkre­ mente dS_i für Fahrzeuggeschwindigkeiten unterhalb einer vorgege­ benen, niedrigen Geschwindigkeitsschwelle zur Berücksichtigung von Leerlauf zuständen vorgesehen sein, bei denen z. B. das jewei­ lige fiktive Wegstreckeninkrement auf die Länge des vorgegebe­ nen, tatsächlich gefahrenen Wegstreckenintervalls begrenzt wird, wenn die anderweitige Ermittlungsmethode zu einem höheren Wert führen würde.

Nachdem das Fahrzeug jeweils die Weglänge eines vorgegebenen Wegstreckenintervalls von z. B. 1 km zurückgelegt hat, was durch eine entsprechende, ohnehin im Fahrzeug vorhandene Fahrstrecken­ meßeinrichtung erfaßt wird, wird das zugehörige fiktive Weg­ streckeninkrement dS_i vom Gesamtstreckenpotential S_G zur Ermitt­ lung der jeweils noch verbleibenden Restlaufstrecke S_R subtra­ hiert (Schritt 8) . Die Restlaufstrecke S_R gibt dann die Weglänge an, die mit dem Fahrzeug noch zurückgelegt werden kann, bevor ein nächster Motorölwechsel durchgeführt werden sollte.

Der Fahrzeugführer kann in einer beliebigen, gewünschten Weise vom jeweiligen Wert der Restlaufstrecke S_R über eine geeignete Anzeige informiert werden. Dabei kann z. B. eine automatische op­ tische Anzeige der Restlaufstrecke vorgesehen sein, wenn diese einen Warnschwellwert unterschreitet, der abhängig von der durchschnittlichen täglichen Laufleistung des Fahrzeugs vorgege­ ben sein kann. Des weiteren kann vorgesehen sein, keine Bewer­ tung der Motorumdrehungen und damit keine Ermittlung fiktiver Wegstreckenabschnitte mehr vorzunehmen, wenn die Restlaufstrecke einen diesbezüglich vorgebbaren Schwellwert von z. B. 500 km un­ terschritten hat, sondern ab dann die tatsächlich gefahrene Weg­ strecke von der verbliebenen Restlaufstrecke abzuziehen. Dadurch wird dem Fahrzeugführer kurz vor erforderlichen Ölwechseln eine kalkulierbare Restlaufstrecke ohne Bewertungseinflüsse ange­ zeigt.

Bei Bedarf kann ein zulässiger Wertebereich für die jeweils ver­ bliebene Restlaufstrecke in Abhängigkeit von der tatsächlich ge­ fahrenen Wegstrecke vorgegeben werden, wobei die jeweils ermit­ telte Restlaufstrecke bei Überschreitung einer Bereichsgrenze auf selbige begrenzt gehalten wird. Beispielsweise können ein unterer Bereichsendwert als Differenz zwischen anfänglichem Streckenpotential und der tatsächlich gefahrenen Wegstrecke seit dem letzten Ölwechsel und ein oberer Bereichsendwert als Produkt eines vorgegebenen minimalen fiktiven Wegstreckeninkrementes pro tatsächlich gefahrenem Wegstreckenintervall mit der Differenz des Doppelten des anfänglichen Streckenpotentials und der seit dem letzten Ölwechsel tatsächlichen gefahrenen Wegstrecke vorge­ geben werden.

Parallel zur oben beschriebenen Restlaufstreckenermittlung bein­ haltet das gezeigte Verfahrensbeispiel eine Restlaufzeitbestim­ mung, mit der die Restlaufzeit bis zu einem nächsten Motoröl­ wechselzeitpunkt unabhängig von der oben erläuterten Restlauf­ streckenbestimmung ermittelt wird. Der zugehörige Verfahrensteil ist in Fig. 2 veranschaulicht.

Zunächst wird in einem Schritt 9 eine Startlaufzeit t_S festge­ legt. Dies kann fahrweisenabhängig erfolgen, z. B. im Fall einer schonenden Fahrweise eine doppelt so hohe Startlaufzeit wie im Fall einer stark belastenden Fahrweise. Die maximal vorgegebene Startlaufzeit kann abhängig von behördlichen Vorschriften be­ grenzt sein, z. B. auf zwei Jahre, um Motorölwechsel wenigstens in bestimmten, vorgeschriebenen Zeitabständen sicherzustellen.

Von der solchermaßen festgelegten Startlaufzeit t_S werden an­ schließend (Schritt 10) zur Ermittlung der jeweils noch vorhan­ denen Restlaufzeit t_R laufend fiktive Zeitinkremente t_B subtra­ hiert, die wie folgt ermittelt werden. Zunächst wird in einem diesbezüglichen Verfahrensschritt 11 die tatsächliche Zeitdauer t_G seit dem letzten Ölwechsel erfaßt, beispielsweise durch Hoch­ zählen eines Tageszählers um den Wert eins pro Tag. Diese Zeit­ dauer t_G seit dem letzten Ölwechselvorgang wird dann in einem an­ schließenden Schritt 12 mit einem Zeitbewertungsfaktor F_Z zur Ge­ winnung des jeweiligen fiktiven Zeitinkrementes t_B multipliziert. Der Zeitbewertungsfaktor F_Z wird in einem zugehörigen Verfahrens­ schritt 13 als das Verhältnis der Summe während der Restlauf­ streckenbestimmung berechneten fiktiven Wegstreckeninkremente dS_i zur tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke S_t festgelegt, was ei­ nem Mittelwert der pro tatsächlich gefahrenem Wegstreckeninter­ vall ermittelten fiktiven Wegstreckeninkremente dS_i entspricht. Dabei kann eine Begrenzung des Zeitbewertungsfaktors F_Z auf einen vorgegebenen Wertebereich vorgesehen sein, z. B. auf das Inter­ vall zwischen 1 und 2, um einerseits unangemessen häufige Öl­ wechsel und andererseits zu lange Ölwechselintervalle zu vermei­ den. Innerhalb dieser ggf. festgelegten Bereichsgrenzen reali­ siert dieser Verfahrensteil eine flexible Zeitwartung hinsichtlich Motorölwechseln, z. B. zwischen jeweils einem Jahr und zwei Jahren, in Abhängigkeit von der Fahrweise.

Die jeweils ermittelte Restlaufzeit t_R kann dem Fahrzeugführer in einer beliebigen, gewünschten Weise angezeigt werden. Die Rest­ laufzeitanzeige kann dabei mit der Restlaufstreckenanzeige bei­ spielsweise so kombiniert sein, daß primär bei Erreichen der diesbezüglichen, oben genannten Bedingungen eine optische Rest­ laufstreckenanzeige erfolgt. Wenn die ermittelte Restlaufzeit t_R eine vorgegebene Warnschwelle unterschritten hat, wird eine aku­ stische und/oder optische Zeitwarnung ausgelöst. Ab diesem Zeit­ punkt wird nur noch die tatsächliche, unbewertete Zeitdauer von der verbliebenen Restlaufzeit subtrahiert, um dem Fahrer wieder­ um eine kalkulierbare Information über den Zeitpunkt des dem­ nächst durchzuführenden Motorölwechsels an die Hand zu geben. Wenn zusätzlich die ermittelte Restlaufzeit multipliziert mit einem vorgebbaren Umrechnungsfaktor kleiner ist als die ermit­ telte Restlaufstrecke, ist es zweckmäßig, von der optischen Restlaufstreckenanzeige zu einer optischen Restlaufzeitanzeige überzugehen, da dann die Restlaufzeit und nicht die Restlauf­ strecke der bestimmende Parameter für den günstigsten nächsten Motorölwechselzeitpunkt ist. Bei einer in Tagen gemessenen Rest­ laufzeit und einer in Kilometer gemessenen Restlaufstrecke kann der zugehörige Umrechnungsfaktor beispielsweise in der Größen­ ordnung von 40 liegen.

Das vorstehend beschriebene Verfahren stellt dem Fahrzeugführer mittels einer kombinierten Ermittlung der Restlaufstrecke und der Restlaufzeit eine vergleichsweise zuverlässige Information über den Zeitpunkt zur Verfügung, zu dem der nächste Motoröl­ wechsel unter Berücksichtigung der Fahrsituationen bzw. Fahrwei­ sen seit dem letzten Ölwechsel zweckmäßig ist. Es versteht sich, daß die verschiedenen, oben erwähnten Parameter des erfindungs­ gemäßen Verfahrens je nach Anwendungsfall vom Fachmann geeignet festgelegt werden können, ohne daß sie auf die oben explizit an­ gegebenen Beispielswerte beschränkt sind. Entsprechend können vom Fachmann auch die jeweils für die Bestimmung von Restlauf­ strecke bzw. Restlaufzeit relevanten Motorbetriebsgrößen geeig­ net ausgewählt bzw. festgelegt werden. Bei Bedarf kann das er­ findungsgemäße Verfahren auch ohne Restlaufzeitbestimmung be­ schränkt auf die Restlaufstreckenermittlung realisiert sein.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ermittlung von Motorölwartungszeitpunkten für einen Kraftfahrzeugmotor in Abhängigkeit von erfaßten Motorbe­ triebsparametern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - laufendes Erfassen wenigstens eines Motorölalterungsrelevan­ ten Motorbetriebsparameters und der Motorumdrehungen,
• - Ermitteln einer fiktiven Wegstrecke (dS_i) durch bewertendes Verknüpfen der erfaßten Motorumdrehungen mit von dem wenig­ stens einen motorölalterungsrelevanten Motorbetriebsparameter abhängigen Bewertungsfaktoren (B_T, B_n, B_L) nach einer vorgeb­ baren Verknüpfungsbeziehung und
• - Berechnen einer Restlaufstrecke (S_R) bis zu einem nächsten Mo­ torölwartungszeitpunkt durch Subtrahieren der ermittelten fiktiven Wegstrecke von einem vorgegebenen Gesamtstreckenpo­ tential (S_G).

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnete daß als motorölaltertungsrelevante Motorbetriebsparameter die Motor­ öltemperatur, die Motordrehzahl und die Motorlast verwendet wer­ den und die zugehörigen Bewertungsfaktoren (B_T, B_n, B_L) anhand abgelegter Kennlinien bestimmt und multiplikativ mit den erfaß­ ten Motorumdrehungen zur Ermittlung der fiktiven Wegstrecke (dS_i) verknüpft werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtwegstreckenpotential (S_G) als Produkt eines fest vor­ gebbaren Ur-Streckenpotentials (S_u) mit einem oder mehreren Qua­ litätsfaktoren (Q_i) und/oder mit Ölwechsel- und/oder Ölnachfüll­ faktoren (F_W, F_N) vorgegeben wird, wobei die Ölwechsel- bzw. Öl­ nachfüllfaktoren in Abhängigkeit von der jeweiligen Ölwechselmenge bzw. Ölnachfüllmenge festgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter gekennzeichnet durch eine Restlaufzeitermittlung mit folgenden Schritten:

• - Ermitteln einer fiktiven Ölgebrauchsdauer (t_B) durch bewerten­ des Verknüpfen der tatsächlichen Ölgebrauchsdauer (t_G) mit ei­ nem vom Verhältnis der ermittelten fiktiven Wegstrecke (dS_i) zur tatsächlich zurückgelegten Wegstrecke (S_t) abhängigen Zeitbewertungsfaktor (F_Z) und
• - Berechnen einer Restlaufzeit (t_R) bis zu einem nächsten Motor­ ölwartungszeitpunkt durch Subtraktion der ermittelten fikti­ ven Ölgebrauchsdauer (t_B) von einer vorgegebenen Startlaufzeit (t_S)