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"Anordnung zur Anzeige von Fahrzuständen bei Kraftfahrzeugen"
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige von Fahrzuständen
bei Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Anzeige der Wirtschaftlichkeit einer Fahrweise.
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Zur Anzeige von Fahrzuständen, beispielsweise der Wirtschaftlichkeit
einer Fahrweise, sind analoge Anzeigeinstrumente schlecht geeignet, die beispielsweise
nur den Kraftstoffverbrauch anzeigen, da der Fahrzeuglenker eine signifikante Aussage
benötigt, wenn er seine Fahrweise verändern sol.
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Beispielsweise können Steigungen nur mit einem relativ großen Kraftstoffverbrauch
befahren werden. Die Anzeige des Kraftstoffverbrauchs allein gibt keine @inweise
für eine wirtschaftliche oder unwirtschaftliche Fahrweise.
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Der Erfindung Liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen, welche durch eine signifikante Anzeige Aufschluß
über die Wirtschaftlichkeit der Fahrweise gibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruches
gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
Die erfindungsgemäße Anordnung weist mehrere Signalgeber für verschiedene Betriebsparameter
auf sowie mehrere, v->rzugsweise in Gruppen angeordnete Komparatoren, die jeweils
mit einem Signalgeber einerseits und einer Quelle zur Lieferung eines Vergleichswertes
andererseits verbinden sind. Eine auswertungseinheit empfängt Signale, die sich
aus einem Vergleich verschiedener Betriebsparameter mit zugeordnetem Vergleichswerten
ergeben und liefert von den r'.ingangssignalen
abhängige Ausgangssignale
an eine Anzeigeeinheit. Sowohl die Kommparatoren aLs auch die Auswerteeinheit kann
durch einen Mikrocomputer ausgeführt sein, welcher dann die Schweilwerte bildet,
die logischen Verknüpfung hergestellt und die Anzeigeelemente direkt ansteuert.
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Die Anzeigeeinheit weist vorzugsweise drei Anzeigeelemente auf, nämlich
ein Anzeigeelement für die Anzeige einer wirtschaftlichen Fahrweise, ein Anzeigeelement
für eine wenig wirtschaftliche Fahrweise und ein Anzeigeelement für eineunwirtschaftliche
Fahrweise.
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Die Signalgeber liefern Signale, die für die Drehzahl, deii eingelegten
Gang, das jeweilige Drehmoment und für die etwaige Betätigung eines Kickdown-Schalters
repräsentativ sind.
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Beispielsweise wird eine Anzeige für eine unwirtschaftliche Fahrweise
erhalten, wenn gleichzeitig mehrere Bedingungen vorliegen, beispielsweise die Drehzahl
gr::er als eine untere, vorgegebene Drehzahl ist, die Gangstellung nicht der maxiskalen
Gangstellung entspricht, das Drehmoment kleiner als das maximale Drehmoment der
momentanen Drehzahl, dividiert durch den Mittelwert der Getriebeübersetzungsverhältnisse
ist und das momentane Drehmoment größer als Null ist.
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Eine Anzeige für eine wenig wirtschaftliche Fahrweise wird dagegen
erhalten, wenn gleichzeitig Signale erzeugt werden, die repräsentativ dafür sind,
daß die momentane Drehzahl größer als die Drehzahl des maximalen Drehmomentes ist,
das momentane Drehmoment größer als Null ist, die Beschleunigung unter einem Beschleunigungssollwert
liegt und der Kickdown-Schalter betätigt ist.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter
Bezugnabne auf die Zeichnung näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Anordnung.
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Die Anzeigeeinheit besteht aus mehreren Anzeigeelementen1 beispielsweise
drei Anzeigeelementen 1, 2, 3, die Bestandteil der mit 4 bezeichneten Anzeigeeinheit
sind. Die Anzeigeelemente 1 bis 3 können beispielsweise Lampen sein, die jeweils
über eine Steuereinrichtung @, 6, 7 an Spannung schaltbar sind. Bei dem im folgenden
beschriebenen Ausführungsbeispiel liefert das Anzeigeelement 1 im Falle seincs Iifleuchtens
eine Anzeige dafür, daß eine unwirtschaftlicher Fahrweise vorliegt, das Anzeigeelement
2 eine Anzeige für eine wirtschaftliche Fahrweise und das Anzeigeelement 3 eine
Anzeige für eine wenig wirtschaftliche Fahrweise. Vorzugsweise leuchten die Lampen
1 bis 3 niit unterschiedlicher Farbe auf, wenn sie über die Steuereinrichtungen
5 bis 7 an die Spannungsquelle geschaltet werden.
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Die Steuereinrichtung 6 ist mit dem Ausgang eines UND-Glieds 8 verbunden,
während die Steuereinrichtung 5 sowohl mit dem Ausgang eines UND-Glieds 9 als auch
mit dem Eingang eines Inverters 10 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Eingang
des UND-Glieds 8 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 7 ist mit dem Ausgang eines
UND-Glieds 11 und mit dem Lingang eines Inverters 12 verbunden, dessen Ausgang an
den zweiten Eingang des UND-Glieds 8 angeschlossen ist. Die UND-Glieder 8, 9, ii
und die Inverter 10, 12 bilden eine Auswertungseinheit, die mit dem Dezugszeichen
13 bezeichnet ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind die signalführenden Leitungen
in zwei Gruppen unterteilt, wobei eine Gruppe von Leitungen die Eingänge zu dem
UND-Glied 9 und die andere Gruppe von Leitungen die Eingänge zu dem UND-Glied lt
darstellt Die UND-Glieder 9 und 11 geben jeweils nur dann ein Signal ab, wenn an
allen Eingängen des UND-Glieds 9 bzw. 11 Signale vorliegen. Dies bedeutet, daß das
UNDLGlied 9 dann ein Ausgangssignal abgibt, z. n. ein Signal mit dem logischen Wert
"1", wenn alle Eingänge auf dem gleichen logischen Wert liegen, was zur Folge hat,
daß das Anzeigeelement 1 aufleuchtet.
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Entsprechend liefert das UND-Glied lt ein Ausgangssignal mit dem logischem
Wert "1", wenn alle seine Eingänge auf dem
Wert "1" liegen, infolgedessen
das Anzeigeelement 3 aufleuchtet. Die Steuerung der Anzeigeelemente 1 bzw. 3 erfolgt
durch die zugeordneten Steuereinrichtungen 5 bzw. 7, die jeweils bei Empfang eines
Signals " "1" von dem zugeirdneten UND-Glied 9 bzw. 11 das Anzeigeelenent 1 bzw.
3 an Spannung legen.
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Nach der Zeichnung ist ein Signalgeber 22 für die Motordrehzahl in
vorgesehen, dessen Signale vorzugsweise Impulse sind, die einem Wandler 23 zugeführt
werden. Der Ausgang des Wandlers 23 ist mit einem Eingang 24a des Komparators 24
verbunden, dessen zweiter Eingang 24b als Vergleichs- der Bezugswert ein entsprechendes
Signal für die untere, vorgegebene Drehzahl n empfängt. Ist die momentane Drehzahl
n größer als die unterc vorgegebene Drehzahl, d. h. n>n , erzeugt der Komparator
24 ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert "1" auf der Leitung 14 zum UND-Glied
9.
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Zur Feststellung der Gangstellung ist ein Schalter 25 vorgesehen,
welcher solange ein Signal mit dem ert "0" abgibt, als nicht die ma-;imale Gangstellung,
d. h. der größte Gang, eingelegt ist. Dieses Signal "0" wird in einem Inverter 26
in das Signal "1" invertiert und über die Leitung 15 dem UND-G I ied 9 zugeführt.
Mit 27 ist ein Drehmoment-Geber bezeichnet, der mit einem Wandler 28 verbunden ist.
Das Signal des Wandlers 28 wird einem Eingang 29a des Komparators 29 zugeführt,
dessen zweiter Eingang 29b als Vergleichswert ein Signal empfangt, das dem maximalen
Drehmoment der momentanen Drehzahl, dividiert durch den Mittelwert der Getriebeiibersetzungsverjhältnisse
entspricht: Mt/i. Der Komparator 29 erzeugt ein Ausgangssignal "0" solange das momentane
Drehmoment Mt<Mt/i ist. Das Skignal "0" wird von einem Inverter 30 in das Signal
"1" invertiert und über die Leitung 16 dem UND-Glied 9 zugeführt. Der Ausgang des
Wandlers 28 ist außerdein mit einem Eingang 31a eines weiteren Komparators 31 verbunden,
der ein Signal "1" abgibt, wenn die Bedingung Mt>O ist. Der zweite Eingang 31b
des Komparators, der den Bezugswert empfängt, erhält ein Signal entsprechend dem
Wert Mt = 0.
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Das Ausgangssignal des Komparators 31 wird über die Leitung 17 zum
UND-Glied 9 geführt. Somit liefert das UND-Glied 9 nur dann ein Qusgangssignal,
wenn auf a'.1en Leitungen 14 bis 17 ein Signal mit dem Wert "1" vorliegt.
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Die zweite Gruppe von Eingangssignalen wird durch die Leitungen 18
bis 21 gebildet. Die Leitung i8 ist mit einem Komparator 32 verbunden, dessen einer
Eingang 32 an den Ausgang des Wandlers 23 geschaltet ist und s'imit ein flir die
Drehzahl n repräsentatives Signal empfingt. Der zweite Eingang 32b des Komparators
32 empfängt ein Signal 1 weiches für die Drehzahl nMt des maximalen Drehmoments
repräsentativ ist. Somit liefert der Komparator 32 ein Ausgangssignal "1".
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wenn n>nMt ist. Der Eingang des Komparators 32, der ein für die
momentane Drehzahl repräsentatives Signal empfängt, ist über einen Anschluß A mit
einem Anschluß A' verbunden. Dar Anschluß A ist außerdem an eine Differenzierschaltung
33 angeschlossen, welche die Drehzahl nah der Zcit diffcrellziert und das differenzierte
Signal, d. h. den momentanen Beschleunigungswert, an einen Eingang 34a des Komparators
34 anlegt.
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Ein zweiter Eingang 34b empfängt ein für den Beschleunigungssollwert
repräsentatives Signal. Der Komparator 34 liefert dann ein Ausgangssignal "1", wenn
der momentane Beschleunigungswert größer als der Beschleunigungssollwert it, d.
h.
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wenn dn/dt>b sein soll. Dieses Signal wird über die Leitung 20
dem UND-Glied li zugeführt. Die Leitung 19 weist einen Anschluß ß auf, welcher mit
dem Ausgang des Komparators 31 verbunden ist, wia durch den Buchstaben B' angedeutet
ist.
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Somit wird auf der Leitung 19 ein Signal "1" erzeugt, wenn der Drehzahlwert
Mt>O ist. Schließlich ist noch eine Leitu-21 als Eingang zum UND-Glied 11 vorgesehen,
die mit dem Kickdown-Schalter 35 in Verbindung steht.
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Das UND-Glied 11 erzeugt somit ein Ausgangssignal "1", wenn gleichzeitig
folgende Bedingungen vorliegen: Die momentane Drehzahl ist größer als die Drehzahl
des maximalen Drehmomentes, das momentane Drehmoment ist größer als Null, der momentane
Beschleunigungswert ist großer als der
Beschleunigungssollwert;
der Ki ckdown-S chaiter ist betätigt.
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In diesem Fall liefert das UND-Glied 11 das Signal ein zu der Streuereinrichtung
7, infolgedessen das Anzeigeelement 3 an Spannung gelegt bzw. aktiviert wird.
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Die beschriebene Anordnung ist derart ausgelegt, daß bei den Signalen
"0" am Ausgang der beiden UND-Glieder 9 und 11 die beiden Signale "0" durch die
beiden Inverter 10 und 12 in Signale "1" invertiert und danach als Eingangssignale
dem UND-Glied 8 zugeführt werden. Infolgedessen liefert das UND-Glied 8 ein Ausgangssignal
"1", das die Steuereinrichtung 6 betätigt, so daß das Anzeigeelement 2 an Spannung
gelegt wird.
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Im folgenden wird zusammenfassend angegeben, wenn die beschriebene
Ausführungsform eine Anzeige für ein unwirtschaftliche Fahrweise und eine Anzeige
fiir eine wenig wirtschaftliche Fahrweise liefert.
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a) Unwirtschaftliche Fahrweise: n>n0 (momentane Drehzahl ist größer
als die untere, vorgegebene Drehzahl) G # Gmax (höchste Gangstellung ist nicht eingelegt)
Mt<Mt/i (momentane Drehzahl ist kleiner als das maximale Drehmoment der momentanen
Drehzahl, dividiert durch den Mittelwert der Getriebeübersetzungsverhältnisse) Mt>O
(momentane Drehzahl ist größer als Null).
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Die vorstehend genannten Bedingungen müssen gleichzeitig vorliegen,
damit die Anzeige für eine unwirtschaftliche Fahrweise erfolgt.
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b) Wenig wirtschaftliche Fahrweise: n > n^t (DrehzaLl ist größer
als die Drehzahl des masimalen Drchmoments) Mt>O dn/dt>bsoll (Beschleunigung
ist größer als der Sollwert der Beschleunigung) Kickdown-Schalter ist betätigt.
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Die Anzeige "wenig wirtschaftlich" erfolgt nur bei Vorliegen aller
vorstehend angegebenen Bedingungen.
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liegt weder der Zustand a) noch b) ver, wird eine Anzeige "wirtschaftlicher
Fahrbetrieb" erfolgen.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Bedingungen für eine "unwirtschaftliche
Fahrweise" oder "wenig wirtschaftliche Fahrweise" durch weitere Parameter bestimmt
werden können, d. h. daß zusätzliche flingänge zu den UND-Gliedern 9 und 11 vorgesehen
oder die Zahl der Eingänge zu dicson UND-Gliedern reduziert werden können, womit
eine beliebige Anzahl von Parametern zur Bestimmung, der unwirtschaftlichen oder
wenig wirtschaftlichen Fahrweise herangezogen werden kann. Die beschriebene Anordnung
läßt sich damit beliebig variieren.
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Grundsätzlich werden jedoch als Parameter für eine wenig wirtschaftliche
oder unwirtschaftliche Fahrweise die folgenden Bedingungen ausgewertet: Motordrehzahlen,
die höher sind als die Drehzahl der maximalen Drehmomelltabgabe; Gangstellungen,
bei welchen das gleiche Drehmoment auch in einer höheren Gangstellung erreicht werden
kann; Beschleunigungen, die einer Mindestwert überschreiten; Betätigung des Kickdown-Schalters.
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Da diese Bedingungen nicht im gesamten Betriebsbereich des Fahrzeuges
ihre Gültigkeit haben, sondern nur im Zug-Betriebsbereich, sind auch der Schubbetrieb
und kleine Motordrehzahlen zu berücksichtigen, was durch einen Vergleich der Drehmomentwerte
in den Komparatoren 29 ullcl 31 erf ilgt.
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Obgleich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Signalgeber
22 zur Abgabe von fiir die Drehzahl repräsentativen Signalen bes'-hrieben ist, läßt
sich die Motordrehzahl grundsätzlich aus Zündimpulsen oder von einem Diagnose-Drehzahigeber
ableiten. Die Drehmomentsignale Iconnen durch Drehmomentmessung, aus dem Unterdruck,
dem Verbrauch pro Zeiteinheit oder aus der Fahrhebelstellung abgeleitet werden.
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Die maximale Gangstellung, d. h. die höchste Gangstellung, wird durch
einen Endschalter der Getriebstufe ermittelt.
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Somit können bei der dargestellten Ausführungsform verschiedene Abwandlungen
vorgenommen werden; die Zahl der Eingänge zu jedem UND-Glied 9 und 11 kann beliebig
erhöht oder erniedrigt werden, je nachdem, wie genau die gewünschte Anzeige sein
soll. anstelle von Anzeigeelementen in Form von Laml>en können auch Leuchtdioden
eingesetzt werden.
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Bei den Signalen der Signal geber 22, 24 und 35 im Ausführungsbeispiel
handelt es sich uni logische Zustände bzw. Impulsfolgen, das Signal für das Drehmoment,
27, kann ebenfalls ein solches sein oder in einen Digitalwert im Wandler 28 umgeformt
werde. Daher 7ßt sich sowohl die Bildung der Schwellwerte als auch die Berechnung
von Beschleunigungswerten als auch die gesamte anhand Bausteinen beschriebene logische
Verknüpfung als Programm in einen Mikrocomputer einschreiben.
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In diesem Falle sind also die Signalquellen direkt mit dem Eingangsregister
und die Anzeigeeinheiten mit den Ausgängen eines Mikrocomputers verbunden. Durch
die hohe Flexibilität der Programmierung lassen sich noch mehr Abwandlungen der
dargestellten Ausführungsform auch dahingehend realisieren, daß der Berechnungsaufwand
zur Ermittlung einer Bedingung wesentlich höher sein kann.