DE4401835B4

DE4401835B4 - Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes eines Kraftfahrzeugmotors

Info

Publication number: DE4401835B4
Application number: DE4401835A
Authority: DE
Inventors: Hanno Dipl.-Ing. Jelden; Georg Dr.-Ing. Paehr
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-01-22
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2014-01-23
Also published as: DE4401835A1

Abstract

Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes eines Krafffahrzeugmotors, umfassend jeweils einen Sensor (1, 2, 3, 4) zur Erfassung der Motordrehzahl, der Motorlast, der Motoröltemperatur und der Fahrstrecke, einen Mikrocomputer (5) zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes sowie einer Anzeigevorrichtung (6) zum Anzeigen des Ölwechselzeitpunktes, bei der der Mikrocomputer (5) über eine zentrale Steuereinheit (7), eine Arithmetikeinheit (8), eine Festwertspeichereinheit (9) sowie über je eine Ein- und Ausgabeeinheit (10a, 10b) und über wenigstens einen nichtflüchtigen Speicher verfügt, wobei der Mikrocomputer (5) dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem ersten nichfflüchtigen Speicher (11) der für individuelle Motortypen zuvor ermittelte Rußeintragswert in das Motoröl in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast abgespeichert ist, dass in einem zweiten nichfflüchtigen Speicher (12) die für individuelle Motortypen zuvor ermittelte Abhängigkeit der thermischen Motorölbelastung von der Motordrehzahl und der Motoröltemperatur abgespeichert ist, dass ein nichtflüchtiger Summationsspeicher (13) vorhanden ist, in dem periodisch nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitintervallen der in...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes eines Kraftfahrzeugmotors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei herkömmlichen Methoden zur Bestimmung des Ölwechselzeitpunktes für einen Kraftfahrzeugmotor wird in der Regel der Ölwechsel dann durchgeführt, wenn mit dem Kraftfährzeug eine bestimmte Fahrstrecke zurückgelegt wurde. Diese an sich einfache Vorgehensweise hat den Nachteil, dass das individuelle Fahrverhalten des Fahrzeugführers nicht mit berücksichtigt werden kann. Da aber die Motordrehzahl sowie die Motorlast in starken Maße den Rußeintrag in das Motoröl bestimmt und die Öltemperatur in Verbindung mit der Motordrehzahl den thermischen Alterungsprozess des Motoröls beeinflusst, könnten Fahrzeughalter bei schonendem Kraftfahrzeugbetrieb wesentlich größere Ölwechselintervalle nutzen.

Zur Realisierung größerer Ölwechselintervalle und damit zur Ermöglichung eines kostengünstigeren Fahrzeugbetriebes wurde beispielsweise in der DE 32 28 195 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung des Zeitpunktes des Schmierölwechsels für einen Kraftfahrzeugmotor vorgestellt. Die Überwachungsvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Steuerungscomputer, der Sensorinformationen über die Motorlast (beispielsweise die Brennstoffeinspritzmenge pro Zeiteinheit) und über die Motordrehzahl erhält. Außerdem sind mit dem Mikrocomputer Brennstoff-Wählschalter sowie ein Ölwählschalter vorgesehen. Schließlich verfügt diese Steuervorrichtung über einen Zeitgeber sowie über ein Alarmgerät oder ein Anzeigegerät, das den Prozentsatz des im Motoröl suspendierten Rußes zeigt.

Verfahrensgemäß empfängt dieser Mikrocomputer ständig Daten zur Motordrehzahl und zur Motorlast, sowie Korrekturfaktoren von den Öl- und Brennstoff-Wählschaltern. Mit Hilfe dieser Informationen und einer im Rechnerspeicher abgelegten empirisch ermittelten mathematischen Funktion, deren Funktionswerte auch in einer abgespeicherten Tabelle aufgesucht werden können, berechnet der Mikrocomputer den Rußeintrag in das Motoröl. Sobald ein vorgewählter maximaler Rußeintrag erreicht ist, gibt der Computer über das Alarmgerät oder die Anzeigevorrichtung dem Fahrer die Information, dass ein Motorölwechsel notwendig ist.

Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung ist auch aus der DE 38 28 224 A1 bekannt. Diese Wartungsintervallanzeigevorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Elektronikschaltung, die die Motordrehzahl während eines Betriebsintervalls aufsummiert. Der Wartungszeitpunkt für den Motor soll dann erreicht sein, wenn eine zuvor festgelegte Drehzahlsumme erreicht ist. Da die Warmlaufphase eines Motors eine besondere Belastung für diesen darstellt, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, die Elektronikschaltung mit einem Motoröltemperatursensor signaltechnisch zu verbinden. In der so erkennbaren Warmlaufphase wird die von der Elektronikschaltung ermittelte Motordrehzahl mit dem Faktor zwei multipliziert, so dass der während der Warmlaufphase auftretende erhöhte Motorverschleiß berücksichtigt werden kann.

Aus der EP 0 174 601 A1 ist ein Warnsystem zum Anzeigen des Ölwechselzeitpunkts eines Kraftfahrzeugmotors bekannt. Das System umfasst einen Motoröltemperatursensor, einen Motorlastsensor und einen Drehzahlsensor. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit werden die Daten aus den entsprechenden Sensoren ausgelesen und an einen Mikroprozessor übertragen. Abhängig von den empfangenen Sensordaten berechnet der Mikrocomputer verschiedene Einflussfaktoren auf den Zustand des Motoröls. Zur Berechnung der entsprechenden Werte der Einflussfaktoren sind in einem Festwertspeicher des Mirkoprozessors vorab ermittelte Kennlinienverläufe der Einflussfaktoren in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und Motoröltemperatur abgelegt.

Des Weiteren ist aus der EP 0 191 458 A1 ein Warnsystem zur Erkennung des rechtzeitigen Ölwechselzeitpunkts bekannt. Sensoren zur Erfassung der Fahrstrecke, der Motorlast sowie der Motoröltemperatur sind mit einem Mikrocomputer zum Auswerten der entsprechenden Sensordaten elektrisch verbunden. Die aus den Sensoren empfangenen Daten werden im Mikrocomputer zur Berechnung der Einflussfaktoren auf den Zustand des Motoröls verwendet, wobei in dem Mikrocomputer ein Berechnungsprogramm abgelegt ist. Die Sensordaten werden dabei mit vorgegebenen Gewichtungskoeffizienten multipliziert und anschließend aufsummiert.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, dass die dort vorgesehenen Einzelmaßnahmen für sich und auch als Kombination betrachtet keine optimale Vorrichtung für die Wartungszeitpunktermittlung eines Kraftfahrzeugmotors darstellen.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes für ein Kraftfahrzeugmotor vorzustellen, die besser als die bisherigen Vorrichtungen die individuelle Betriebsweise eines Kraftfahrzeuges zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes berücksichtigt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die optimale Wartungsintervalllänge und damit der Ölwechselzeitpunkt nur dann genau bestimmbar sind, wenn sowohl der Rußeintrag in das Motoröl als auch die Gesamtfahrstrecke und die thermische Motorölbelastung in allen Betriebsphasen des Kraftfahrzeuges berücksichtigt und die Einflussdaten geeignet gewichtet werden.

Wie dem Ausführungsbeispiel zu der Erfindung entnehmbar ist, verfügt die Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes über einen Mikrocomputer 5, der über Signalleitungen mit einem Motordrehzahlsensor 1, einem Motorlastsensor 2, einem Fahrwegsensor 3 sowie einem Motoröltemperatursensor 4 verbunden ist. Eine in dem Mikrocomputer 5 vorgesehene zentrale Steuereinheit 7 steuert den Betrieb des Mikrocomputers und sorgt dafür, dass die von den Sensoren 1 bis 4 angebotenen Informationen nur in bestimmten Zeitintervallen erfasst und verarbeitet werden.
In einem ersten nichtflüchtigen Speicher 11 ist in Tabellenform der Rußeintrag in das Motoröl in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast abgespeichert. In einem zweiten nichtflüchtigen Speicher 12 ist in Tabellenform die thermische Motorölbelastung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motoröltemperatur abgelegt.
Die in diesen nichtflüchtigen Speichern 11, 12 abgespeicherten Informationen über die Abhängigkeit des Rußeintrages in das Motoröl von der Motorlast und Motordrehzahl sowie über die funktionale Abhängigkeit der thermischen Motorölbelastung von der Motoröldrehzahl und Motortemperatur werden vorzugsweise auf Motorprüfständen ermittelt und motortypspezifisch in den nichtflüchtigen Speichern 11, 12, abgelegt. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise für den Einsatz in allen Fahrzeugvarianten eines Kraftfahrzeugherstellers vorbereitet. Zur Anpassung an die jeweilige Motorisierung eines Fahrzeuges könnte in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Wählschalter 16 am Mikrocomputer 5 vorgesehen sein, mit dem der Zugriff der zentralen Steuereinheit 7 auf den motortypspezifischen Speicherbereich der nichtflüchtigen Speicher 11, 12 ermöglicht wird.
Neben den nichtflüchtigen Speichern 11, 12 verfügt der Mikrocomputer 5 über drei weitere nichtflüchtige Summationsspeicher 13, 14, 15, in denen die in bestimmten Zeitintervallen ermittelten Werte für den Rußeintrag in das Motoröl, für die Fahrstrecke und für die thermische Motorölbelastung aufsummierbar sind.
Die Summationsergebnisse der nichtflüchtigen Summationsspeicher 13 bis 15 sind einer Arithmetikeinheit 8 des Mikrocomputers 5 zuführbar, in der mit Hilfe einer in einer Festwertspeichereinheit 9 abgelegten mathematischen Gewichtungsfunktion in dem von der zentralen Steuereinheit 7 vorgegebenen Zeittakt einen Motorölverschleißwert errechnet wird, der über die Ausgabeeinheit 10b auf einer Anzeigevorrichtung 6, welche in der 1 als Display ausgebildet ist, darstellbar ist oder bei Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes ein Warnsignal oder ein Anzeigesignal zur Durchführung der Motorölwartung auslöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet nun so, dass nach jedem von der zentralen Steuereinheit 7 vorgegebenen Zeittakt die Messwerte der Sensoren 1 bis 4 erfasst und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden. So wird mit Hilfe der aktuellen Motordrehzahl- und Motorlastwerte aus den Tabellen des ersten nichtflüchtigen Speichers 11 der aktuelle Rußeintrag in das Motoröl ermittelt und im nichtflüchtigen Summationsspeicher 13 aufsummiert. Im zweiten nichtflüchtigen Speicher 12 wird in gleicher Weise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motoröltemperatur die aktuelle thermische Ölbelastung ermittelt und im nichtflüchtigen Summationsspeicher 15 zur bisherigen gesamtthermischen Belastung des Motoröls aufsummiert. Die seit dem letzten Zeittakt zurückgelegte Fahrstrecke wird direkt in dem nichtflüchtigen Summationsspeicher 13 aufsummiert.
Sobald die nichtflüchtigen Summationsspeicher 13 bis 15 die aktuelle Ölbelastung und zurückgelegte Fahrstrecke berücksichtigt haben, aktiviert die zentrale Steuereinheit 7 die Arithmetikeinheit 8, die mit Hilfe der in der Festwertspeichereinheit 9 abgelegten mathematischen Gewichtungsfunktion die aktuellen Werte der nichtflüchtigen Summationsspeicher 13 bis 15 zu einem Ausgabesignal verarbeitet, das den Verschleißgrad des Motoröls angibt. Diese mathematische Gewichttypsfunktion enthält für den Rußeintrag eine kubische, für die thermische Belastung eine quadratische und für die zurückgelegte Fahrstrecke eine lineare Komponente. Über die Ausgabeeinheit 10a kann dann wie schon erwähnt eine Anzeigevorrichtung 6 oder eine Warnvorrichtung aktiviert werden.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es damit erstmals möglich, die Motorölbelastung objektiv während der normalen Kraftfahrzeugnutzung zu ermitteln . Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass der thermische Alterungsprozess des Motoröls während aller Betriebsphasen berücksichtigt wird. Zudem kann durch die motortypspezifische Ermittlung des Motorölverschleißes deren Nutzungsende wesentlich genauer als bisher bestimmt werden. Dadurch lassen sich die Wartungsintervalle in Abhängigkeit von dem Fahrverhalten des Fahrzeugführers erheblich verlängern und die Betriebskosten verringern.

Claims

Vorrichtung zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes eines Krafffahrzeugmotors, umfassend jeweils einen Sensor (1, 2, 3, 4) zur Erfassung der Motordrehzahl, der Motorlast, der Motoröltemperatur und der Fahrstrecke, einen Mikrocomputer (5) zur Ermittlung des Ölwechselzeitpunktes sowie einer Anzeigevorrichtung (6) zum Anzeigen des Ölwechselzeitpunktes, bei der der Mikrocomputer (5) über eine zentrale Steuereinheit (7), eine Arithmetikeinheit (8), eine Festwertspeichereinheit (9) sowie über je eine Ein- und Ausgabeeinheit (10a, 10b) und über wenigstens einen nichtflüchtigen Speicher verfügt, wobei der Mikrocomputer (5) dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem ersten nichfflüchtigen Speicher (11) der für individuelle Motortypen zuvor ermittelte Rußeintragswert in das Motoröl in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast abgespeichert ist, dass in einem zweiten nichfflüchtigen Speicher (12) die für individuelle Motortypen zuvor ermittelte Abhängigkeit der thermischen Motorölbelastung von der Motordrehzahl und der Motoröltemperatur abgespeichert ist, dass ein nichtflüchtiger Summationsspeicher (13) vorhanden ist, in dem periodisch nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitintervallen der in Abhängigkeit von der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Motorlast aus dem ersten nichtflüchtigen Speicher (11) ermittelte aktuelle Rußeintrag in das Motoröl aufsummierbar ist, dass ein weiterer nichtflüchtiger Summationsspeicher (15) vorhanden ist, in den periodisch nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitintervallen die in Abhängigkeit von der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Motoröltemperatur aus dem zweiten nichfflüchtigen Speicher (12) ermittelte aktuelle thermische Belastung des Motoröls aufsummierbar ist, dass ein weiterer nichtflüchtiger Summationsspeicher (14) für die Aufsummierung den zurückgelegten Fahrweges vorhanden ist, dass in der Festwertspeichereinheit (9) eine mathematische Gewichtungsfunktion abspeicherbar ist, mit der periodisch nach Ablauf von zuvor festgelegten Zeitintervallen in der Arithmetikeinheit (8) die in den nichfflüchtigen Speichern (13 bis 15) aufsummierten Werte derart mathematisch gewichtet werden, dass das Berechnungsergebnis als Belastungsgrad des Motoröls einer Anzeigevorrichtung (6) zuleitbar ist, wobei die mathematische Gewichtungsfunktion für den Rußeintrag eine kubische, für die thermische Belastung eine quadratische und für die zurückgelegte Fahrstrecke eine lineare Komponente aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den nichtflüchtigen Speichern (11, 12) empirisch ermittelte Funktionen ablegbar sind, mit deren Hilfe der Rußeintrag in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und Motorlast sowie die thermische Ölbelastung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und Öltemperatur mit Hilfe der Arithmetikeinheit (8) berechenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocomputer (5) über einen Wählschalter (16) verfügt, mit dem der zentralen Steuereinheit (7) der Motortyp signalisiert wird, dessen Ölverschleißverhalten aus den nichtflüchtigen Speichern (11, 12) auslesbar sein soll.