DE2416427A1 - Vorrichtung zur laufenden messung des auf die fahrstrecke bezogenen treibstoffverbrauchs - Google Patents

Vorrichtung zur laufenden messung des auf die fahrstrecke bezogenen treibstoffverbrauchs

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DE2416427A1
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DE
Germany
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speed
fuel consumption
vehicle
fuel
instantaneous
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DE2416427A
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English (en)
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Gianni Dr Berner
Leo Dipl Phys Schweri
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BBC Brown Boveri France SA
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BBC Brown Boveri France SA
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
    • G01F9/02Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine wherein the other variable is the speed of a vehicle
    • G01F9/023Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine wherein the other variable is the speed of a vehicle with electric, electro-mechanic or electronic means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur laufenden Messung des auf die Fahrstrecke bezogenen Treibstoffverbrauchs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur laufenden Messung und Anzeige des auf die Fahrstrecke bezogenen Treibstoffverbrauchs eines Fahrzeugs.
  • Besonders in Perioden der Treibstoffverknappung gewinnt das Problem, den vorhandenen Treibstoff optimal auszunUtzen, prinzipielle Bedeutung. Angesichts des zunehmenden Verbrauchs und der voraussehbaren Erschöpfung der natürlichen Vorräte dürfte dieses Problem in naher Zukunft noch mehr in denVordergrund treten.
  • Mit generellen Geschwindigkeitsbeschränkungen allein, so nützlich sie aus anderen Gründen auch sein mögen, kann die Aufgabe der optimalen Treibstoffausnützung indessen nicht gelöst werden, zumal eine solche Beschränkung fich bei Kraftfahrzeugen mit verschiedenem Hubraum unterschiedlich auswirkt. Man konnte nun daran denken, mittels einer geeigneten Vorrichtung - z.B.
  • Durchflussmesser - den momentanen Treibstoffverbrauch in 1/sec zu erfassen und anzuzeigen. Diese Anzeige wäre aber für den Kraftfahrer wertlos, weil damit über die geleistete Arbeit nichts ausgesagt wird. So verbraucht auch ein stehendes Fahrzeug bei laufendem Motor Kraftstoff, obwohl die Mctorenergie nicht in Bewegungsenergie umgesetzt wird, Erfindungsgemäss wird daher eine Erfassung des Treibstoffverbrauch.s eines Kraftfahrzeugs mit Bezugnahme nicht mehr auf die Zeiteinheit, sondern auf die Fahrstrecke vorgeschlagen sowie auch eine laufende Ueberwachung dieses Verbrauchs, Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Teileinrichtungen: a) Ein Messwertaufnehmer für die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs1 b) Ein Messwertaufnehmer für den momentanen Treibstoffverbauch, c) Eine Rechenschaltung, die den Quotienten aus momentanem Treibstoffverbrauch und Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs bildet und auf die Bezugsstrecke umrechnet, d) Eine Anzeigeeinheit für das Ausgangssignal der Rechenschaltung.
  • Die Erfindung sei jetzt anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen: Fig.l eine Prinzipschaltung der erfindungsgemässen Messvorrichtung, Fig.2 das Prinzipschema der darin enthaltenen Rechen- und Anzeigeeinheit.
  • Ist B die vorhandene Treibstoffmenge, so ist dB/dt = b (I) der momentane Treibstoffverbrauch. Zu berechnen wäre nun die Höhe des Treibstoffverbrauchs auf einer Normstrecke S (üblicherweise 100km) unter Zugrundelegung der augenblicklichen Verhältnisse.
  • Für die Zurücklegung braucht man bei der konstanten Geschwindigkeit-v die Zeit t - S/v (I-I) d.h., die verbrauchte Treibstoffmenge B100 wäre 100 = b.t Bei Einsetzen von (I) und (II) in letztere Gleichung erhält man: B100 = dB/dt S S (III) v Der Treibstoffverbrauch für eine Fahrstrecke S ist also direkt proportional dem Quotienten aus dem momentanen Treibstoffverbrauch und der Fahrgeschwindigkeit, Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll diesen Quotienten bilden und laufend anzeigen.
  • Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipschaltung der vorgeschlagenen Messeinrichtung mit den zur Durchführung der oben definierten Mess- und Rechenoperationen nötigen Teileinheiten. G ist ein Messwertaufnehmer für die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs. Es handelt sich um einen modifizierten Tachometer mit elektrischem Ausgangssignal. Verschiedene Kraftwagen besitzen bereits elektronische Tachometer, so dass ein geschwindigkeitsproportionales Signal zur Verfügung steht. Bei Kraftwagen mit konventioneller Tachowelle wäre ein an dieser Welle angebrachter rotierender Magnet denkbar, der sich an einer Feldplatte vorbeibewegt und jedesmal einen Stromimpuls auslöst. So erhält man eine der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Frequenz, die im einfachsten Fall mit einer Diode und einem RC-Glied in ein Analogsignal umgesetzt werden kann.
  • D ist ein Messwertaufnehmer für den Brennstoffverbrauch dB/dt.
  • Er ist als Durchflussmesser ausgebildet. Aehnlich wie beim Tachometer G könnte die je Zeiteinheit durch die Benzinzuleitung hindurchfliessende und verbrauchte Treibstoffmenge als proportionale Impulsfrequenz dargestellt werden. Dazu wird ein sehr leichtes Schaufelrad mit radial verteilten Magnetisierungen (im einfachsten Fall mit einer Magnetisierung) durch die vorbeiströmende Treibstoffmenge in Bewegung gesetzt und erzeugt in einer aussen am nichtmagnetischen Gehäuse des Rades angebrachten Feldplatte (ggf, Aurnahmespule) Stromimpulse. Auch diese können z.B. mit Gleichrichter und RC-Glied in ein der Schaufelrad-Geschwindigkeit und somit dem Treibstoff-Momentanverbrauch proportionales elektrisches Analogsignal umgesetzt werden.
  • Alternativ ist es natürlich möglich, auch andere Arten von Impulsgebern zu verwenden, z.B. durch radial angebrachte Oeffnungen im Schaufelrad, durch welche ein von Oeffnung zu Oeffnung unterbrochener Lichtstrahl auf eine Fotozelle fällt.
  • Die Rechenschaltung R soll - wie oben dargelegt - den Quotienpassend normierten ten der Ausgangssignale von D und G bilden, d,h. den Ausdruck aB/dt. U ist die Spessequelle, A die Anzeigeeinheit.Ein möglicher V Quotienten Ctenbildner ist in Fig. 2 etwas detaillierter dargestellty ebenso die Anzeigeeinheit A. Die Rechenschaltung entspricht der bekannten Techn+k, wie sie z.B. in Steinbuch 1tTaschenbuch der Nachrichtenverarbeftung" (Springer 1962) auf S. 1164 beschrieben ist (s.Abb. 10.3/9),' ; sie sie besteht im wesentlichen aus einem Multiplikator M, einem Operationsverstärker Op und einem Widerstands-Netzwerk.
  • Die Anzeigeeinheit A ist vorzugsweise ein gewöhnliches Analog-oder Digital-Voltmeter ausreichender Empfindlichkeit und für den Betrieb im Kraftfahrzeug hinlänglich stossgesichert. Der Abgleich erfolgt durch einen Operationsverstärker Op einstellbarer Verstärkung, bei ausreichender Ausgangsspannung eventuell auch nur durch eine einstellbare Dämpfung.
  • Für die Spannungsversorgung bietet sich die Heranziehung der Bordbatterie als naheliegenaste Lösung an. Bei Verwendung von integrierten Schaltungen wäre u.U. noch ein ,Spannungswandler notwendig, um eine genügend hohe Gleichspannung zu erhalten. Andere Stromquellen sind jedoch denkbar.
  • Selbstverständlich wäre auch eine vollständig digitale Signalaufbereitung möglich und bei genügend hohen Stückzahlen sogar ratsam, da es sich dann lohnen würde, einen "Large Scale Integrated" (LSI) Chip zu verwenden.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung könnte, wenn sie z.B. in Perscn.en- oder Lastkraftwagen eingesetzt wird, dem Kraftfahrer eine Fahrweise ermöglichen, bei der der Treibstoff auf ein Minimum reduziert wird. Dadurch würde überdies ein nicht zu unterschätzender Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden.
  • Beim Einsatz des erfindungsgemässen Messgeräts auf Schiffen oder Flugzeugen müsste als Grösse v die Geschwindigkeit gegen Boden benützt werden. Andernfalls müsste eine weitere Grösse, nämlich dte Strömungsgeschwlndigkeit des umgebenden Mediums, erfasst und in die Rechnung einbezogen werden.
  • Auch ließe sich das Gerät zu Regeizwecken im Fahrzeug heranziehen. So könnte man eine Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Bereich unterhalb der optimalen Fahrgeschwindigkeit wornehmen, welche von dem erfindungsgemässen Gerät geliefert würde. Damit hätte man eine dem Fahrzeug individuell angepasste, optimale Geschwindigkeitsbegrenzung, so dass eine starre obere Grenze für die Geschwindigkeit aller Fahrzeuge ohne RUcksicht auf Typ und Hubraum im Interesse der Treibstoffeinsparung entbehrlich wäre.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Vorrichtung zur laufenden Messung und Anzeige des auf die Fahrstrecke bezogenen Treibstoffverbrauchs eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Teileinrichtungen: a) ein Messwertaufnehmer (G) für die Momentangeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs, b) ein Messwertaufnehmer (D) für den momentanen Treibstoffverbrauch ( d3 c) eine Rechenschaltung (R), die den Quotienten aus momentadB nem Treibstoffverbrauch ( dt ) und Momentangeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs bildet und auf die Bezugsstrecke (S) umrechnet, d) eine Anzeigeeinheit (A) für das Ausgangssignal der Rechenschaltung (R).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeits-Messwertaufnehmer (G) bei Kraftwagen mit konventioneller Tachowelle einen an dieser Welle angebrachten rotierenden Magneten aufweist, der sich an einer Feldplatte vorbeibewegt und jedesmal einen Stromimpuls auslöst, wobei die der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Frequenz dieser Impulse mit einer Diode und einem RC-Glied in ein Analogsignal umgesetzt wird.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprtichen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff-Messwertaufnehmer (D) als Durchflussmesser ausgebildet ist, wobei ein leichtes Schaufelrad mit darauf angeordneten Impulsgebern durch die vorbeiströmende Treibstoffmenge in Bewegung gesetzt wird und dadurch in einem aussen am Gehäuse des Rades angebrachten Impulsdetektor elektrische Impulse erzeugt werden, die mit Gleichrichter und RC-Glied in ein der Schaufelrad-Geschwindigkeit und somit dem Treibstoff-Momentanverbrauch proportionales elektrisches Analogsignal umgesetzt werden.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaufelrad einseitig mit einer magnetisierbaren Schicht bedeckt ist und die Impulsgeber als radial angebrachte Punktmagnetisierungen ausgebildet sind und der aussen am nichtmagnetischen Radgehäuse angebrachte Impulsdetektor durch eine Feldplatte verkörpert ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsgeber durch radial im Schaufelrad angebrachte Oeffnungen gebildet sind, durch welche ein von Oeffnung zu Oeffnung unterbrochener Lichtstrahl auf eine Fotozelle fällt.
DE2416427A 1974-03-13 1974-04-04 Vorrichtung zur laufenden messung des auf die fahrstrecke bezogenen treibstoffverbrauchs Pending DE2416427A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2529324A1 (fr) * 1982-06-25 1983-12-30 Fiat Auto Spa Instrument de mesure de la consommation de carburant de vehicules a moteur a combustion interne a injection

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2529324A1 (fr) * 1982-06-25 1983-12-30 Fiat Auto Spa Instrument de mesure de la consommation de carburant de vehicules a moteur a combustion interne a injection

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CH568553A5 (de) 1975-10-31

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