DD151501A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des kraftstoffverbrauchs von kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Augenblickswertes des auf die Wegstrecke bezogenen Kraftstoffverbrauchs im mobilen Betrieb von Kraftfahrzeugen, Das Verfahren besteht darin, daß dem Kraftstoffstrom eine dar jevzeiligen Fahrgeschwindigkeit proportionale Heizleistung zugeführt, die dfiraus resultierende ‘T^mperaturvorändcrung des Kraftstoffes, die den auf die Fahrstrecke bezogenen Kraftstoffverbrauch umgekehrt proportional ist, gemessen, und auf der Grundlage einer Eichung der Kraftstoffverbrauch pro Fahrstrecke ermittelt wird. Die Vorrichtunn besteht aus einer in der Kraftstoffleitung installierten Heizspirale, die mit einem Impulsgenerator verbunden ist, der seinerseits mit einer proportional dar Fahrgeschwindigkeit rotiei'enden Welle gekopoelfc ist, einem temperaturabhSngxgen Bauelement zum Messen der Temperatur des KraftstoffStromes vor und );ach dar Heizspirale, einem vorteilhaxterweisc bereits in der Einheit Kraftstoffverbrauch pro Wegstrecke geeichten Spannungs- oder Stronmeßgnrht und eventuell einem Schreiber.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Augenblickswertes des auf die Wegstrekke bezogenen Kraftstoffverbrauchs im mobilen Betrieb von Kraftfahrzeugen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die genaue Kenntnis des Kraftstoffverbrauchs soll die Einsparung von Kraftstoff ermöglichen, indem die Fahrweise unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten, d. h. bei möglichst niedrigem Verbrauch unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit, gewählt wird» Außerdem ist es möglich, aus der Kenntnis des Kraftstoffverbrauchs Fehleinstellungen am Vergaser oder andere Funktionsstörungen zu erkennen.

Verfahren und Vorrichtungen zur Ermittlung des momentanen Kraftstoffverbrauchs sind bekannt. Ihr Wirkprinzip ist die getrennte Bestimmung der Durchflußgeschwindigkeit des Kraftstoffs in der Kraftstoffzuleitung und der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges sowie die Realisierung der Division.

So ist ein Gerät bekannt (US-PS 2 165 839), bei dem der Meßwert für die Kraftstoffmenge von der Kraftstofförderpumpe ab-

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geleitet wird. Die Öffnungszeiten des Einlaßventils der Kraftstofforderpumpe werden elektrisch gemessen und einem integrierenden Kreuzspulinstrument zugeleitet, das durch entsprechende Eichung unmittelbar den spezifischen Verbrauch anzeigt. Dieses Gerät hat den Nachteil, daß bei konstanter Öffnungszeit unterschiedliche Durchflußmengen durch Veränderung der Öffnungswege im Laufe der Zeit auftreten können.

Eine weitere vorgeschlagene Einrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauchs (DE-AS 2 129 495 und 2 444 581) besitzt einen vor dem Durchflußmesser eingefügten, aus einer Pumpe und einem Druckhalteventil bestehenden Vorkreislauf. Der Vorkreislauf ist mit seinem Ein- und Ausgang am Kraftstofftank getrennt angeschlossen und hält einen für eine blasenfreie KraftstoffVersorgung für Meßgerät und- Motor ausreichenden Druck aufrecht.

Schließlich wurde noch ein Anzeigegerät für den Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges mit einem Meßwertgeber für die Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit in der Kraftstoffzuführleitung, einem zweiten Meßwertgeber für die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, einer Divisionsschaltung und einem Anzeigegerät für die verbrauchte Kraftstoffmenge pro zurückgelegte Wegstrecke vorgeschlagen (DT-AS 2 531 554), wobei der Meßwertgeber zur Bestimmung des Momentanwertes der zur Verbrennungsmaschine durchfließenden Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit einen mit dem Hubelement (Kolben oder Membran) gekoppelten Abtaststift für den Förderhub umfaßt, der mit einer Vielzahl von gleichmäßig sich aneinanderreihenden magnetischen Ringzonen versehen ist und axial bewegbar in einer Aufnahmespule gelagert ist, deren durch die axiale Bewegung des Abtaststiftes erzeugte Spannungsimpulse einem Umformer zugeführt werden, der die Impulshäufigkeit in einen zeitproportionalen mittleren Gleichstrom umwandelt.

Die Nachteile der vorgeschlagenen Lösungen bestehen darin, daß jede Einzel:.;ossun£ >;dt ihrem Ließfehler sum Fehler des

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Endwertes beiträgt, mit einfachen Anordnungen keine ausreichende Genauigkeit erzielt wird und die Geräte häufig aufwendig, für den mobilen Einsatz deshalb nicht brauchbar oder entsprechend teuer sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die schnelle und betriebssichere Bestimmung des momentanen Kraftstoffverbrauchs im mobilen Betrieb von Kraftfahrzeugen, um eine optimale, kraftstoffsparende Fahrweise zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des auf die Wegstrecke bezogenen Kraftstoffverbrauchs für den serienmäßigen Einsatz in Kraftfahrzeugen zu entwickeln, das den Meßwert auf einer hinreichend kurzen Fahrstrecke, d. h. als Momentanwert, bestimmt, anzeigt und ggf. schreibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des momentanen Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraftstoffstrom eine der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit proportionale Heizleistung zugeführt, die daraus resultierende Temperaturveränderung des Kraftstoffes, die dem auf die Fahrstrecke bezogenen Kraftstoffverbrauch umgekehrt proportional ist, gemessen und auf der Grundlage einer Eichung der Kraftstoffverbrauch pro Fahrstrecke ermittelt wird.

Der Erfindung liegt damit ein Meßprinzip zugrunde, das unmittelbar und direkt den auf die Wegstrecke bezogenen Kraftstoffverbrauch mißt. Dazu wird dem Kraftstoffstrom eine fahrgeschwindigkeitsproporticnale Heizleistung zugeführt, wodurch sich die Temperatur des strömenden Kraftstoffs um einen bestimmten Betrag erhöht. Die Temperaturerhöhung ist ein direktes Maß für den auf die Fahrstrecke bezogenen momentanen

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Kraftstoffverbrauch. Sie wird mit Hilfe temperatura"bhängiger Bauelemente direkt oder nach entsprechender Verstärkung erfaßt, mit einem in der Einheit Kraftstoffverbrauch pro Wegstrecke geeichten Spannungs- oder Strommeßgerät angezeigt bzw. einem geeigneten Schreiber registriert·

Die fahrgeschwindigkeitsproportionale Heizleistung wird durch eine geeignete Vorrichtung erzeugt, die z. B. mit einer proportional der Fahrgeschwindigkeit rotierenden Welle (Kardanwelle, Radwelle, Tachometerwelle) verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des momentanen Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen besteht aus einer in der Kraftstoffleitung oder auch einer speziellen Nebenleitung installierten Heizspirale zur Zuführung der geschwindigkeitsproportionalen Heizleistung, einem temperaturabhängigen Bauelement zum Messen der Temperatur des Kraftstoff stromes vor und nach der Heizspirale, einem vorteilhafterweise bereits in der Einheit Kraftstoffverbrauch pro Wegstrecke geeichten Spannungs- oder Strommeßgerät, evtl· einem Schreiber sowie einem Impulsgenerator, der einerseits mit einer proportional der Fahrgeschwindigkeit rotierenden Welle und andererseits mit der Heizspirale verbunden ist.

Die Heizspirale wird vorteilhafterweise aus Draht mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes gefertigt. Sie wird in der Kraftstoffleitung z. B· vor dem Übertritt des Kraftstoffes vom Schwimmergehäuse in den eigentlichen Vergaser angeordnet. Ihre Form wird so gewählt, daß eine möglichst über den gesamten Querschnitt des Kraftstoff stromes gleichmäßige Zuführung der Wärme erfolgt. Die Temperaturdifferenz, d. h. der Unterschied der Temperatur des Kraftstoffs vor und nach der Heizspirale, kann z. B. mit Thyristoren, V/iderständen, Kapazitäten, Induktivitäten oder mit Thermoelementen oder Thermosäulen direkt oder nach entsprechender elektronischer Verstärkung erfaßt werden. Der Impulsgenerator, der die der Fahrgeschwindigkeit proportionale Heizleistung liefert, wird durch Impulse gesteuert, die

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in einer geeignet angebrachten Spule durch einen an einer proportional der Fahrgeschwindigkeit rotierenden Welle, z. B· Kardanwelle, Radwelle, Tachometerwelle, befestigten Ring mit Permanentmagneten induziert werden»

Ausführun^sbeispiel

Die Abbildung zeigt den relativ kleinen Meßfühler, der in der Kraftstoffleitung angeordnet ist.

Der Meßfühler besteht aus einer in der Kraftstoffleitung 3 installierten Heizspirale 1 aus Konstantan, die mit einem in der Figur nicht gezeigten Impulsgenerator verbunden ist. Die Temperaturdifferenz wird durch Differenzmessung der Kraftstoff temperatur vor und hinter der Heizspirale mit Hilfe der gezeigten speziellen Thermosäule 2 gemessen. Das hat im Vergleich zu anderen Meßverfahren, z. B. mit temperaturabhängigen Widerständen in Brückenschaltung oder der Messung der Differenzfrequenz zwischen temperaturverstimmten Schwingkreisen, den Vorteil., daß ohne zusätzliche elektronische Hilfsmittel der Meßwert für die Temperaturdifferenz und damit der auf die Fahrstrecke bezogene Kraftstoffverbrauch direkt auf einem geeigneten Meßinstrument abgelesen werden kann. An der Lagerung der Kardanwelle ist eine Spule angebracht, in der durch einen an der Kardanwelle befestigten Ring mit Permanentmagneten Impulse induziert werden, die ihrerseits die Impulsfolgen des Impulsgenerators auslösen. Der Strom der Thermosäule wird einem Strommeßgerät zugeführt, dessen Skala in der Einheit Kraftstoffverbrauch pro Wegstrecke geeicht ist. Zusätzlich ist ein Schreiber vorgesehen, der diese Angaben registriert.

Claims (4)

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   Erfindungsanspruch

   Λ. Verfahren zur Bestimmung des momentanen Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraftstoffstrom eine der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit proportionale Heizleistung zugeführt, die daraus resultierende Temperaturerhöhung des Kraftstoffstromes gemessen und auf der Grundlage einer Sichung der Kraftstoffverbrauch pro Fahrstrecke ermittelt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Bestimmung des momentanen Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Heizspirale in der Kraftstoffleitung, einem temperaturabhängigen elektronischen Bauelement - ebenfalls in der Kraftstoffleitung, einem [in der Einheit Kraftstoffverbrauch pro Wegstrecke geeichten] Spannungs- oder Strommeßgerät, einem Impulsgenerator sowie einer Spule und einem an einer proportional der Fahrgeschwindigkeit rotierenden Welle befestigten Ring mit Permanentmagneten besteht.
3. 3. Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspirale aus Draht mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes besteht.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiges elektronisches Bauelement eine Thermo— säule eingesetzt ist«,

   Zeichnung