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Verfahren zur Messung und Anzeige des Kraft-
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stoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung und Anzeige des Kraftstoffverbrauches
eines Kraftfahrzeuges sowie eine Meß- und Anzeigeeinrichtung zur Durchführung eines
solchen Verfahrens.
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Zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges sind
eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren seit
langem, teilweise
seit Jahrzehnten bekannt. Grundsätzlich wird bei diesen bekannten Verfahren der
Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges entweder in Abhängigkeit von dem zurückgelegten
Weg oder in Abhängigkeit von der Zeit gemessen.
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In beiden Fällen kann es sich um Momentanwerte oder um Durchschnittswerte
handeln. Während die Anzeige des Kraftstoffverbrauches als Momentanwert dem Fahrer
eines Kraftfahrzeuges eine Information darüber liefert, wieviel Kraftstoff sein
Kraftfahrzeug im Augenblick verbraucht, liefert die Anzeige des Kraftstoffverbrauches
als Durchschnittswert dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges eine Information darüber,
wieviel Kraftstoff bei einem bestimmten Fahrverhalten für einen bestimmten Weg oder
während einer bestimmten Zeit verbraucht worden ist.
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Beide Arten der Information über den Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges
können dazu beitragen, den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch zu optimieren.
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Optimierung des Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges muß nicht
unbedingt heißen, daß man anstrebt, möglichst wenig Kraftstoff zu verbrauchen. Vielmehr
müssen die durch einen hohen Kraftstoffverbrauch implizierten Kosten gegen den Nutzen
abgewogen werden, der durch eine höhere Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erzielt
wird. Auf der Seite der Kosten treten neben den tatsächlich beim Fahrer des Kraftfahrzeuges
auftretenden höheren Kosten auch erhebliche volkswirtschaftliche Kosten auf, beispielsweise
durch unnötig hohen Energieverbrauch und unnötig starke Belastung der Umwelt durch
Abgase. Auf der Seite des Nutzens stehen neben dem persönlichen Vorteil der Zeitersparnis,
der vielfach Geld oder Freizeit bedeutet, auch für die Allgemeinheit relevante Vorteile,
- beispielsweise kann eine extrem kraftstoffsparende Fahrweise dazu führen, daß
der
Verkehrsraum unnötig lange beansprucht wird.
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Die Vielzahl der zuvor nur angedeuteten Aspekte hinsichtlich der widerstreitenden
Interessen "Kosten" einerseits und "Nutzen" andererseits mußten bislang vom Fahrer
eines Kraftfahrzeuges allein, nur unter Zurhilfenahme seiner Erfahrung bewertet
und berücksichtigt werden. Die bislang bekannten Verfahren zur Messung und Anzeige
des Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges sind nämlich nicht in der Lage,
dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges praktisch brauchbare und aussagekräftige Informationen
in dieser Richtung zu geben, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, ein
Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, das zu praktisch brauchbaren und
aussagekräftigen Informationen über den Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges
führt; Aufgabe der Erfindung ist auch die Angabe einer Meß- und Anzeigeeinrichtung
zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe
gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein idealisierter
Kraftstoffverbrauch als Funktion der Geschwindigkeit vorgegeben und die Differenz
zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
des Kraftfahrzeuges angezeigt wird. In dem erfindungsgemäß als Funktion der Geschwindigkeit
vorgegebenen idealisierten Kraftstoffverbrauch können je nach dem Aufwand, den man
treiben kann und will, ein Großteil der zuvor erläuterten Aspekte hinsichtlich Kosten
und Nutzen berücksichtigt werden. Vor allem können diese Aspekte in einem Umfang
berücksichtigt werdenr der nach Qualität und Quantität mangels entsprechender Kenntnisse
für den durchschnittlichen Fahrer
eines Kraftfahrzeuges bislang
überhaupt nicht nachzuvollziehen war. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind die Anforderungen an den Fahrer eines Kraftfahrzeuges darauf reduziert, die
Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
zu kontrollieren und seine Fahrweise dementsprechend einzurichten. Mit Hilfe des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden also dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges tatsächlich
praktisch brauchbare und aussagekräftige Informationen darüber gegeben, ob er ökonomisch
oder unökonomisch fährt (bei der Anzeige von Momentanwerten) bzw.
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gefahren ist (bei der Anzeige von Durchschnittswerten).
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Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für die
Messung und Anzeige des momentanen als auch des durchschnittlichen Kraftstoffverbrauches
anwendbar. Wenn auch im folgenden zur Vereinfachung weitgehend nur auf die Messung
und Anzeige des momentanen Kraftstoffverbrauches abgestellt wird, so sind doch sämtliche
angegebenen Maßnahmen auch im Zusammenhang mit einer Messung und Anzeige des durchschnittlichen
Kraftstoffverbrauches anwendbar.
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Wesentlicher Bestandteil der Lehre der Erfindung ist, daß ein idealisierter
Kraftstoffverbrauch als Funktion der Geschwindigkeit vorgegeben wird. Dabei kann
die Abhängigkeit des idealisierten Kraftstoffverbrauches von der Geschwindigkeit
mehr oder weniger einfach oder kompliziert vorgegeben werden.
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Insbesondere kann zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und
der Geschwindigkeit eine lineare Abhängigkeit bestehen. Für den Fall, daß Durchschnittswerte
des Kraftstoffverbrauches gemessen und angezeigt werden, kann der idealisierte Kraftstoffverbrauch
auch der sog. Teillastkurve entsprechen oder davon abgeleitet sein.
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Eine Meß- und Anzeigeeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens weist zunächst Meßwertaufnehmer für die Meßgrößen Kraftstoffverbrauch,
Weg und Zeit auf. Außerdem sind eine vorzugsweise elektrische oder elektronische
Auswerteeinheit für den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch und die Geschwindigkeit
ein Signalgeber für den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch sowie ein Anzeigegerät
für die Geschwindigkeit vorgesehen. Die erfindungsgemäße Meß- und Anzeigeeinrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zunächst dadurch gekennzeichnet,
daß ein weiterer Signalgeber für den idealisierten Kraftstoffverbrauch, eine Auswerteeinheit
für die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch und ein Anzeigegerät für die Differenz zwischen dem idealisierten
Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch vorgesehen sind. Die
erfindungsgemäße Meß- und Anzeigeeinrichtung gibt dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges
auf einfachste Weise eine für ihn brauchbare und aussagekräftige Information, nämlich
die Information über die Abweichung des tatsächlichen Kraftstoffverbrauches von
dem vorgegebenen idealisierten Kraftstoffverbrauch. Ob der tatsächliche Kraftstoffverbrauch
den idealisiertenKraftstoffverbrauch über- oder unterschreitet, kann leicht auf
augenfällige Weise angezeigt werden. Eine solche Anzeige kann auf indirekte Weise
sehr einfach dadurch erfolgen, daß in einem einzigen Anzeigefeld zwei Zeiger vorgesehen
sind, wobei der eine Zeiger den idealisierten Kraftstoffverbrauch und der andere
Zeiger den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch anzeigt.
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"Überholt" der Zeiger für den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch den
Zeiger für den idealisierten Kraftstoffverbrauch, so zeigt dies den Fahrer des Kraftfahrzeuges
deutlich, daß er sich aus einem Bereich ökonomischer Fahrweise in einen Bereich
unökonomischer Fahrweise begibt.
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Zweckmäßigerweise wird das in jedem Kraftfahrzeug sowieso vorhandene
Anzeigegerät für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges für die erfindungsgemäße
Meß- und Anzeigeeinheit herangezogen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das
Anzeigegerät für die Geschwindigkeit und das Anzeigegerät für die Differenz zwischen
dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
als Baueinheit ausgeführt sind. Auf diese Weise wird die Anordnung zusätzlicher,
platzverbrauchender und ggf. außerhalb des Gesichtsfeldes des Fahrers liegender
Instrumente vermieden. Bei der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Meß- und Anzeigeeinrichtung kann mittels entsprechender Eichung durch einen ersten
Meßzeiger sowohl die Geschwindigkeit als auch der idealisierte Kraftstoffverbrauch
angezeigt werden, während durch einen zweiten Meßzeiger der tatsächliche Kraftstoffverbrauch
angezeigt werden kann. Dabei muß die Eichung der Meßzeiger so erfolgen, daß bei
übereinstimmung des tatsächlichen Kraftstoffverbrauches mit dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
der zweite Meßzeiger mit dem ersten Meßzeiger zur Deckung kommt. Es handelt sich
hier um eine besonders elegante Lösung des Problems, die erfindungsgemäße Meß- und
Anzeigeeinrichtung an geeigneter Stelle und augenfällig anzubringen.
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Zusätzlich oder auch anstelle der zuvor beschriebenen indirekten Anzeige
der Differenz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
mit Hilfe zweier Meßzeiger kann man die Differenz zwischen dem idealisierten und
dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch selbstverständlich auch direkt anzeigen. Dazu
gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, das Anzeigegerät für die Differenz zwischen
dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
auszugestalten. Zum Beispiel kann das Anzeigegerät als Farbwechselinstrument,
als
Analoginstrument oder als Digitalinstrument ausgebildet sein. Vorzugsweise wird
dabei zusätzlich zu der Anzeige der Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch auch noch der tatsächliche Kraftstoffverbrauch
selbst angezeigt. Durch diese letztgenannte Kombination verschiedener Anzeigen des
Kraftstoffverbrauches wird dem Fahrer des entsprechenden Kraftfahrzeuges in jedem
Augenblick die vollständige, optimale Information über den Kraftstoffverbrauch seines
Kraftfahrzeuges und über seine Fahrweise zuteil.
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Wenn zuvor immer von der Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch gesprochen worden ist, so kann diese Differenz
eine "echte" Differenz oder eine "unechte" Differenz sein. Liegt z.B. der tatsächliche
Kraftstoffverbrauch um 20 % über dem idealisierten Kraftstoffverbrauch, so würde
als "echte" Differenz + 20 % und als "unechte" Differenz 120 % angezeigt.
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Sowohl die Auswerteeinheit für die Ermittlung des tatsächlichen Kraftstoffverbrauches
als auch die Auswerteeinheit für die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
und dem tatsächlichen Krafstoffverbrauch können einen Integrator und/oder einen
Zwischenspeicher aufweisen. Dadurch wird ermöglicht, den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
und/oder die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch über bestimmte Wege und/ oder Zeiten zu verfolgen und daraus
zusätzliche Informationen zu gewinnen. Insbesondere im Hinblick auf die Messung
und Anzeige des Kraftstoffverbrauches in Form von Durchschnittswerten sind Zwischenspeicher
von besonderem Interesse,
Im folgenden wird die Erfindung anhand
einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es
zeigt Fig. 1 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhanges zwischen idealisiertem
Kraftstoffverbrauch und tatsächlichem Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Meß- und Anzeigeeinrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Anzeigegerätes für die Differenz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch und Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Anzeigegerätes
für die Differenz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch.
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Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt Fig. 1 in
einem Diagramm beispielhaft den Zusammenhang zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges. Aufgetragen ist
nach rechts wachsend in der Abszisse die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, nach
oben wachsend in der Ordinate der Kraftstoffverbrauch bezogen auf eine Wegstrecke
von 100 km. Der idealisierte Kraftstoffverbrauch ist durch die strichpunktiert gezeichnete
Kurve dargestellt, während der tatsächliche Kraftstoffverbrauch durch die ausgezogene
Kurve wiedergegeben ist.
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Es zeigt sich, daß zwei Schnittpunkte A und B zwischen den beiden
zuvor genannten Kurven existieren. Zwischen den beiden
Schnittpunkten
A und B liegt der idealisierte Kraftstoffverbrauch höher als der tatsächliche Kraftstoffverbrauch,
die Differenz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
ist negativ, der Fahrer des entsprechenden Kraftfahrzeuges zeigt in diesem Bereich
eine ökonomische Fahrweise. Unterhalb des unteren Schnittpunktes A - im Bereich
I -wird der Motor offensichtlich im unrentablen Kleinlastbereich betrieben und der
Kraftstoff wird nicht genügend ausgenutzt, oberhalb des oberen Schnittpunktes B
- im Bereich III -ist insbesondere der Luftwiderstand des Kraftfahrzeuges so stark
angewachsen, daß eine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges nur
durch eine unökonomische starke Erhöhung des Kraftstoffverbrauches erzielbar ist.
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Das in Fig 2 dargestellte Blockschaltbild einer Meß- und Anzeigeeinrichtung
zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Messung und Anzeige des
Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges weist zunächst Meßwertaufnehmer 1 für
die Meßgrößen Kraftstoffverbrauch, Weg und Zeit auf. Außerdem ist eine elektrische
oder elektronische Auswerteeinheit 2 für die Ermittlung des tatsächlichen Kraftstoffverbrauches
und der Geschwindigkeit vorgesehen, die ihrerseits einen Signalgeber 3 für den tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch und einen Signalgeber 4 für die Geschwindigkeit aufweist. Für
die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ist ein Anzeigegerät 5 vorgesehen und für
den idealisierten Kraftstoffverbrauch ein weiterer Signalgeber 6. Eine Auswerteeinheit
7 für die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch und ein Anzeigegerät 8 für die Differenz zwischen dem idealisierten
Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch vervollständigen die
dargestellte Meß- und Anzeigeeinrichtung. Selbstverständlich können das Anzeigegerät
5
für die Geschwindigkeit und das Anzeigegerät 8 für die Differenz
zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch
als Baueinheit ausgeführt sein.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem noch ein Anzeigegerät
9 für den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch vorgesehen Fig. 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel
eines Anzeigegerätes 8 für die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch
und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch. Genauer gesagt ist das Anzeigegerät 8
mit dem Anzeigegerät 5 für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges als Baueinheit
ausgeführt.
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Dazu wird mittels entsprechender Eichung durch einen ersten Meßzeiger
1o des Anzeigegerätes 5 sowohl die Geschwindigkeit als auch der idealisierte Kraftstoffverbrauch
angezeigt, während durch einen zweiten Meßzeiger 11 des Anzeigegerätes 8 der tatsächliche
Kraftstoffverbrauch angezeigt wird. Es sind hier drei Zustände der Anzeigegeräte
5, 8 dargestellt, nämlich ein erster Zustand, in dem der zweite Meßzeiger 11 vor
dem ersten Meßzeiger 1o liegt - Bereich I in Fig. 1, unökonomische FAhrweise -,
ein zweiter Zustand, in dem der zweite Meßzeiger 11 vor den ersten Meßzeiger 8 liegt
- Bereich II in Fig. 1, ökonomische Fahrweise - und ein dritter Zustand, in dem
der zweite Meßzeiger 11 wieder vor dem ersten Meßzeiger 1o liegt, - Bereich III
in Fig. 1, unökonomische Fahrweise.
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In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Anzeigegerätes
8 für die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Das hier gezeigte Anzeigegerät
8 ist als Digitalinstrument ausgebildet. Zusätzlich zur Differenz zwischen dem idealisierten
Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch
- obere Anzeige - wird hier auch der tatsächliche Kraftstoffverbrauch selbst digital
angezeigt - untere Anzeige. Den Wechsel von einer ökonomischen zu einer unökonomischen
Fahrweise zeigt das hier dargestellte Anzeigegerät 8 besonders augenfällig dadurch
an, daß das Vorzeichen der digital angezeigten~Differenz zwischen dem idealisierten
Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch wechselt.
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