DE102011117908B4

DE102011117908B4 - Drehzahlmesser mit Lastreserveanzeige

Info

Publication number: DE102011117908B4
Application number: DE102011117908.2A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2031-10-29
Also published as: DE102011117908A1

Abstract

Ein Drehzahlmesser für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, mit integrierter Zusatzfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass: er in einem Gerät zwei konzentrische Skalierungen besitzt und zwei Zeigernadel besitzt, sodass die Drehzahlzeigernadel auf einer Drehzahlskala die aktuelle Drehzahl des Motor anzeigt und die Leistungzeigernadel auf einer Leistungskala die aktuelle Leistungsabgabe des Motors anzeigt und beide Zeiger sich in einer Achse drehen oder die Achsen beinahe zusammen liegen und auf den beiden konzentrischen Skalen die Markierungen so zueinander plaziert sind, dass der jeweiligen Drehzahl eine Leistungsanzeige zugeordnet ist die jeweils der maximalen Leistung des Motors bei dieser Drehzahl entspricht, so dass der Drehzahlzeiger im Betrieb stetts mehr gedreht ist als der Leistungszeiger oder beim Vollgas sich die beiden Zeiger angleichen.

Description

Das Technische Gebiet
Instrumenten und Anzeigentafel in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor.
Der bisherige Stand der Technik.
Es gibt eine Vielzahl von Anzeigen Instrumenten die den Fahrer über die diverse Parameter des laufenden Motors informieren. Das wichtigste dabei ist der Drehzahlmesser, darüberhinaus sind es Wassertemperaturanzeige, Öldruckanzeige uvm. die praktischen Helfer.
Darüberhinaus sind aus dem Stand der Technik bekannt:
1.
DE 103 15 586 A1 die zum Ziel hat, ein konventionellen Drehzahlmesser um eine Anzeige der momentanen Leistung, bzw. des momentanen Drehzahl zu erweitern. Die Erfindung stellt mehrere verschiedene Ausführungen des Instrumentes vor, die jeweils bis zu 3 verschiedene Parameter in einem Instrument integrieren. Folgende Ausführungen werden in den Zeichnungen dargestellt:

– Drehzahlskala und Zeiger analog in Verbindung mit Uhrzeit und Temperatur (digital) im Fenster;
– Leistungsskala im kW mit Zeiger (analog) in Verbindung mit Drehzahlanzeige (digital) im Fenster,
– Drehmomentskala in Nm mit Zeiger (analog) in Verbindung mit Drehzahlanzeige (digital) im Fenster;
– Leistungsskala in kW mit Zeiger (analog) in Verbindung mit Drehzahlskala (analog) und in Verbindung mit Drehmoment in Nm digital im Fenster;
– Leistungsskala in kW mit Zeiger (analog) in Verbindung mit Drehmomentskala in Nm.

Zusätzlich kann der Fahrer die Information über Lastreserve des durch den Vergleich der momentanen Anzeige des Instrumentes mit einem Leistungsdiagramm errechnen.
2.
Die DE 10 2017 025 142 A1 beschreibt ein Anzeigeinstrument welches 2 Parameter der Motorleistung zeigt. Die Zeigernadel zeigt auf der analogen Skala die momentan abgegebene Leistung des Motors und gleichzeitig zeigt der kreisförmig am Rande des Rundinstrumentes verlaufender Balken die höchstmögliche Leistung für den momentanen Fahrzustand.
3.
Die DE 10 2007 060 646 A1 beschreibt ein Anzeigeinstrument der sich speziell mit der Problematik des gemischten (Verbrennungsmotor/Elektromotor) Betriebes eines Hybridfahrzeuges befasst und versucht den Informationsdefizit des Fahrers beim Betrieb eines solchen Fahrzeuges zu mindern. Das Instrument hat zum Ziel die maximalmögliche Leistungsanforderung darzustellen wenn das Fahrzeug rein elektrisch fährt. Das Instrument aus der DE 10 2007 060 646 A1 kann sowohl als Modifikation des Drehzahlmessers oder auch als Modifikation des Geschwindigkeitsmessers ausgeführt werden. Bevorzugte Ausführung ist ein modifiziertes klassisches Drehzahlmesser der die aktuelle Drehzahl sowie eine im Elektrobertrieb mögliche maximale Drehzahl zeigt. Die zweite bevorzugte Ausführung ist ein modifizierter Geschwindigkeitsmesser, der sowohl die aktuelle Geschwindigkeit sowie eine im reinen Elektrobertrieb mögliche maximale Geschwindigkeit zeigt. Eine weitere Ausführung des Instruments ist als Leistungsmesser ausgeführt und zeigt zum einen die aktuell vom Hybridfahrzeug abgegebene Leistung und auch die maximalmögliche Leistungsanforderung wenn das Fahrzeug rein elektrisch fahrt.
Hintergrund der Erfindung
Der Drehzahlmesser ist das am weitesten verbreitete Anzeigeinstrument, dass über die Parameter des laufenden Motors Auskunft gibt. Die anderen, oben erwähnten Instrumente werden in den modernen Autos zunehmend durch Kontrollanzeigen (Warnleuchten) ersetzt, die lediglich über einen abnormalen Zustand des Motors informieren. Wo die Motoren durch den Computer gesteuert und überwacht werden, verschwindet die Notwendigkeit der ständigen Kontrolle durch den Fahrer. Der Drehzahlmesser wird wohl aber bleiben, da er auf die einfache Weise die Einschätzungsmöglichkeit für die momentanen Betriebszustand (ein wichtigen Parameter wie die Drehzahl) des Motors gibt. Natürlich weißt der erfahrene Fahrer der sein Fahrzeug kennt ohnehin, die Motorauslastung und Drehzahl auch ohne den Drehzahlmesser gut einzuschätzen.. Man guckt trotzdem gerne auf den Drehzahlmesser. Für weniger technisch versierte Menschen ist die Drehzahlanzeige einfach wichtige praktische Hilfe. Letztenendes ist auch zu erwähnen, dass die modernen Autos sehr leise sind, was zunehmend ”das hören des Motors” erschwert. Das bedeutet man kann die Drehzahl schlechter hören, aber auch die Belastung des Motors generell – noch ein Argument für den Drehzahlmesser.
Darstellung der Erfindung
Die Idee besteht darin, eine klassische Drehzahlmesser-Uhr mit einer zweiten Zeigernadel auszustatten, die den Hinweis auf die momentane prozentuelle Last des Motors in Relation zu der für die aktuell gefahrene Drehzahl verfügbaren Vollast gibt. Somit erhält der Fahrer zusätzlich zu der Drehzahl, auch eine Info über die ”Kraftreserve” die bei bestimmten Drehzahl noch abrufbar ist. Die zweite Zeigernadel (Last) ”jagt” praktisch der ersten Nadel (Drehzahl) immer nach. Maximal kann die zweite Nadel die erste erreichen, wird sie aber niemals überholen weil die Skalierung der Drehzahlanzeige und parallel verlaufenden Last(Leistung)-Anzeige so zueinander platziert sind, dass die Angleichung beider Nadel bei der 100%gen Auslastung bei der jeweiligen Drehzahl erreicht wird (Vollgas). In den meisten Fällen (Teillast), ”hängt” die zweite Nadel (Last) mit mehr oder weniger Abstand hinter der ersten Nadel (Drehzahl). Dieser Abstand ist stets ein Indikator wieviel ”Kraftreserve” es noch momentan zur Verfügung steht. Beispiel: würde ein Auto mit Benziner (Saug Motor) mit niedriger Drehzahl im hohen Gang fahren, so würde man einfach erkennen können, dass die ”Lastnadel” mit sehr geringen Abstand hinter der ”Drehzahlnadel” hängt und somit es kaum Lastreserve gibt (z. B. für einen Überholvorgang oder eine steile Auffahrt). Beim schalten um einen Gang runter würde man beobachten können, dass die Drehzahlnadel deutlich in die höhe geht, aber die Lastnadel sich garnicht (oder kaum) bewegt. Der Abstand zwischen den beiden Zeiger wird deutlich größer -hier ein Indikator, dass eine große ”Kraftreserve” zur Verfügung steht.
Die ”Kraftreserve” ist eine Information die weniger erfahrene Fahrer, oder diejenigen die ein bestimmtes Automodell wenig kennen, früher nur durch kurzzeitiges durchtreten des Gaspedals erfahren könnten (und dabei beobachten wie intensiv dann das Fahrzeug beschleunigt). Mit dem neuartigen Drehzahl/Lastmesser ist dies nicht mehr nötig, da es ständig eine optische Anzeige gibt. Die zweite Zeigernadel (Last) bewegt sich über eine Skala die neben (parallel) der Skala des Drehzahlmessers (in rpm) platziert ist. Es kann eine Skala mit Prozentzahlen von 0 bis 100% sein – wobei die hundert Prozent bei der Drehzahl der maximalen Leistung des Motors liegen würde. Viel interessanter ist jedoch, dass die zweite Skala für jedes Fahrzeug Modell mit seiner individueller Maximalleistung (in PS oder KW) skaliert wird. So kann sich z. B. der Fahrer einer 2 Tonnen Limousine mit 200 PS über das Wissen freuen, dass er in dem Moment wo er durch die Stadt mit 50 km/h rollt, gerade vielleicht 30 PS des Motors nutzt (der Wert kann ungefähr sein – es muss keine technisch präzise Angabe sein). In diesem Beispiel wären die beiden Skalen (Dreh-, und Lastmesser) so zueinander platziert, dass die 200 PS Marke der der Marke der Drehzahl der maximalen Leistung liegt. Das heisst z. B. bei 6000 rpm, wenn der Motor maximale Leistung von 200 PS bei 6000 rpm erreicht.
Zu Erwähnen ist, dass wenn die Zahlen auf der Drehzahl – Skala proportional ansteigen (so sind die meisten Drehzahlmesser skaliert), dann die Zahlen der Last -Skala nicht proportional ansteigen können – die müssen sich nach dem Leistungsdiagramm des Motors richten (wenn ein Motor bei 6000 rpm 200 PS leistet heißt natürlich nicht, dass er bei 3000 rpm 100 PS und bei 1500 rpm 50 Ps leistet). Also wenn man sich z. B. eine Leistungs-Skala vom 0 bis 200 PS vorstellt, mit Marken: wie: 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 dann sind die Abstände zwischen den Marken am Anfang größer, dann kommen die dichter beieinander und dann wieder große Abstände). Im Einzelfall eben so, wie es für den konkreten Motor die Entwicklung der Leistung in Relation zu Drehzahlsteigung aussieht.
Messunsgart:
Bei den modernen Motoren können alle Betriebsparameter direkt aus dem Steuergerät des Motors (Computer) abgerufen werden. Z. B. braucht heutzutage das Drehzahlmesser keinen externen Sensor oder Impulsgeber sondern ist an das Steuergerät angeschlossen. Genauso kann die Information für die Ansteuerung der Leistungsanzeige (zweiter Zeiger) von dem Motormanagement Computer bezogen werden (mit eventueller Softwareanpassung). Die genaue Methode wie diese Information (das digitale Signal) bezogen werden kann, wird nach Stand der Technik realisiert und ist nicht das Gegenstand hier beschriebenen Innovation.
Alternatives Messinstrument und Grunde für deren praktische Unterlegenheit:
Es sind auch andere Anzeigeinstrumente die über momentane Auslastung des Motors Information liefern könnten, denkbar. Zum Beispiel ein computergesteuertes Drehmomentrechner und Anzeiger. Hierzu können wieder zwei Zeiger verwendet werden, ein für den momentan genutzten Drehmoment und ein zweiter für den maximal verfügbaren Drehmoment (bei gegebener Drehzahl). Der momentan abgerufene Drehmoment könnte mit dem für die aktuelle Drehzahl maximal verfügbaren verglichen werden. Da jedoch der maximal verfügbare Drehmoment nicht kontinuierlich ansteigt sondern bei höheren Drehzahlen sinkt würde dieser Zeiger beim beschleunigen hoch gehen und dann wieder sinken. Zusammen mit dem Zeiger für den momentan abgerufenen Drehmoment würde es einen ab und auf – ”Tanz” beider Zeiger geben. Der Durchschnittsfahrer wäre mit Interpretation derartigen Anzeige sicher überfordert.
Deshalb ist die Kombination Drehzahl,– Leistungsanzeige (speziell mit einer bestimmten Relation beider Skalierungen) die optimale Anzeigeart für die hier gestellte Aufgabe eine ”Lastreserveanzeige” zu schaffen.
Ausführungsbeispiel
Der ”Drehzahlmesser mit Lastreserveanzeige” kann erfindungsgemäß und nach Stand der Technik im Bereich ”KFZ Armaturenbrett und Instrumententafel” ausgeführt werden. Es ist ein Instrument, eine ”Uhr” mit zwei konzentrisch angelegten Anzeigen: auf zwei verschiedenen Skalen und mit zwei verschiedenen Zeigern. Beispielkonstruktion kann so ausgeführt werden, dass beide Zeigernadel sich in in einer Achse drehen. Die Skalen sind Kreisförmig eingelegt. Kleiner Radius: Drehzalmarkierungen in 1000 rpm, – proportional. Äusserer Radius: Leistungsmarkierungen in PS – unproportionäl, jede PS Marke wird der faktisch entsprechender Drehzahlmarke bei Volllast zugeordnet. Dicke kurze Zeigernadel zeigt die Drehzahl auf dem inneren Kreis (Drehzahl). Dünne, lange Nadel zeigt die momentane Last (Leistung) auf dem äusseren Kreis (PS Anzeige). Im Betriebszustand zeigt der Drehzahlzeiger wie gewöhnlich die aktuelle Drehzahl. Der dünne lange Zeiger zeigt die momentan abgerufene Leistung des Motors. Der Abstand zwischen den Zeigern zeigt die ”Leistungsreserve”. Bei Volllast erreicht der dünne Zeiger den dicken. Der dünne Zeiger kann in keiner Betriebslage den dicken ”überholen”.
Altennativ kann die dicke Nadel eine sehr dünne Verlängerung haben die bis zu der PS Skala reicht und somit die maximale mögliche Leistung für die entsprechende Drehzahl anzeigt.
Alternativ kann es anstatt Zeigernadel die halbkreisförmige Tafel geben mit einem, am ausfahrenden Ende gemalten Zeiger. Die Drehzahltafel würde über den Zifferblatt rausfahren, die Leistungstafel über die Drehzahltafel. Wenn die Drehzahltaffel farbig ist (z. B. rot) würde es den Effekt geben, dass:
die rote Halbkreis Tafel (Drehzahl/mit dem aufgemalten vorne Zeiger) als erste ”rausfährt” und ein wachsendes Totes Feld bildet,
die zweite Tafel mit dem Leistungszeiger ” hinterher rausfährt” und die rote Tafel teilweise bedeckt. So würde die aktuelle Große des roten Feldes die bildliche Auskunft über die Größe der Leistungsreserve geben. In der Ausführungsvariante ”Tafel” dürfte die ganze Rundskala des Zifferblattes geometrisch bedingt maximal 180 Grad betragen. Ansonsten wenn es mehr Grad sein sollte, müssten Zifferblatt und beide Tafeln Spiralförmig geformt werden und ”Gewindeartig” ineinander greifen und sich so drehen.
Alternativ kann eine Ausführung mit dem ”Feld” zwischen den Zeigern anstatt der Kreistafel-Lösung, ein elektronisches Display mittig auf dem Zifferblatt platziert haben. Die Zeiger würden dann wieder als klassische Zeigernadel ausgeführt und das ”rote Leistungsreserve-Feld” zwischen den Zeigern würde nur elektronisch auf dem Display generiert. In der Ausführung mit Display kann die ”Leistungsreserve” anstatt als Kreisausschnitt zwischen den Zeigern, alternativ in Form einen Diagrammbalken angezeigt werden oder als Prozentzahl also als Zahl eingeblendet werden.

Claims

Ein Drehzahlmesser für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, mit integrierter Zusatzfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass: er in einem Gerät zwei konzentrische Skalierungen besitzt und zwei Zeigernadel besitzt, sodass die Drehzahlzeigernadel auf einer Drehzahlskala die aktuelle Drehzahl des Motor anzeigt und die Leistungzeigernadel auf einer Leistungskala die aktuelle Leistungsabgabe des Motors anzeigt und beide Zeiger sich in einer Achse drehen oder die Achsen beinahe zusammen liegen und auf den beiden konzentrischen Skalen die Markierungen so zueinander plaziert sind, dass der jeweiligen Drehzahl eine Leistungsanzeige zugeordnet ist die jeweils der maximalen Leistung des Motors bei dieser Drehzahl entspricht, so dass der Drehzahlzeiger im Betrieb stetts mehr gedreht ist als der Leistungszeiger oder beim Vollgas sich die beiden Zeiger angleichen.
Ein Drehzahlmesser nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Skala der Leistunsgszeige entweder in Prozent der Volleistung skaliert ist, oder in PS oder KW skaliert ist, mit Werten die der tatsächlichen Leistung des jeweiligen Motors entsprechen.
Ein Drehzahlmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beschriebene Anzeige mit einer zusätzlicher Angabe in Form von einem Display ergänzt werden kann, wo eine Prozentzahl eingeblendet wird, oder ein Diagrammbalken gezeigt wird, oder das Feld zwischen den beiden Zeigernadel leuchtend gezeichnet wird, welche die Relation zwischen den beiden Zeigernadel des Instruments veranschaulichen, indem sie die prozentuelle Auslastung des Motors bei jeder momentanen Drehzahl veranschaulichen, das heisst die Relation von faktisch abgeforderten Leistung zu maximal für jeweilige Drehzahl verfügbarer Leistung, bildlich darstellen.