DE2940281C2 - Brennstoffverbrauchsanzeigeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffverbrauchsanleigeeinrichtung mit einem Druckwandler mit zwei unterschiedlichen Flächen aufweisenden, fest gekoppelten Membranen, die in Verbindung mit einem Gehäuse drei Membrankammern bilden, von denen die erste ftändig mit Saugrohrdruck beaufschlagt ist, mit einer einen weiteren Saugrohranschluß verschließenden, durch die Membranbewegung verschiebbaren Ventilplatte in der zweiten belüftbaren Membrankammer, die im Ruhezustand eine Verbindung zur dritten Membrankammer verschließt und mit einem an der dritten Membrankammer angeformten Anschlußstutzen zur Abnahme eines Anzeigedruckes.

Zur Gewinnung eines dem momentanen Kraftstoffverbrauch proportionalen Signals wird in mii Brennkraftstoffmaschinen ausgerüsteten Kraftfahrzeugen vorzugsweise der Saugrohrdruck herangezogen. Wird der Saugrohrdruck im Verhältnis der Getriebeübersetlungen moduliert, so kann die Verbrauchsanzeige unmittelbar durch ein entsprechend geeichtes Manometer erfolgen. Die Modulation ist bei Kraftfahrzeugen mit einem Vierganggetriebe nur für den dritten Gang erforderlich, da der erste und zweite Gang nur beim Anfahren und bei von der Verkehrssituation atlfgezwun* genen Fahrsituationen benutzt wird und die Kraftstoffverbrauchswerte in diesen Gängen so hohe Werte erreichen, daß auf ihre Anzeige zugunsten einer besseren Ablesbarkeit der Verbrauchswerte iii norma-Jen Fahrbetrieb verzichtet werden kann. In diesem Fall wird der Saugrohrdruck im vierten Gang unmoduliert dem Anzeigemanometer zugeleitet.

Zur Erzeugung dieser Druckmodulation ist in der älteren Anmeldung P 28 50 0865-52 ein Druckwandler der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dessen mittlerer Membrankammer ein externes 3/2-Wege-Ventil vorgeschaltet ist, das die genannte Kammer im vierten Gang mit der Entnahmestelle a/n Saugrohr

ίο verbindet und im dritter. Gang eine Belüftung vornimmt Eine zweite Membrankammer des Druckwandlers ist mit dem Anzeigemanometer verbunden, während die dritte Membrankammer ständig mit der Entnahmestelle am Saugrohr verbunden ist Eine Ventilanordnung im Druckwandler bedingt beim Vorliegen de? gleichen Druckes in zwei angrenzenden Membrankammern (4. Gang), daß auch die dritte, mit dem Anzeigemanometer verbundene Membrankammer den gleichen Innendruck aufweist Wird die mittlere Membrankammer hingegen belüftet, so stellt sich durch die unterschiedlichen Drücke an den Membranen in der mit dem Anzeigemanometer verbundenen Membrankammer ein Unterdruck ein, der entsprechend dem Flächenverhältnis der Membran niedriger als der Saugrohrunterdruck ist

Bei der beschriebenen Anordnung ergibt sich also bei eingeschaltetem vierten Gang eine Kennlinie für den Anzeigedruck, die ihren Ursprung bei einem Saugrohrunterdruck 0 mbar ν umgebungsdruck) hat und in einem Diagramm der F i g. 1 bei gleichem Achsenmaßstab unter einem Winkel von 45° bis zum Bereich absoluten Unterdrucks (Vakuum) läuft so daß sich bei einem bestimmten Saugrohrunterdruck stets derselbe Unterdruck am Anzeigemanometer einstellt Dabei ist dem Ursprungspunkt der Kurve der maximale Kraftstoffverbrauch im vierten Gang zugeordnet während bei absolutem Saugrohrunterdruck (Vakuum) kein Kraftstoff verbraucht wird. Die Kennlinie für den dritten Gang hat denselben Ursprung wie die Kennlinie für den vierten Gang und verläuft mit einer der Getriebestufung vom dritten zum vierten Gang entorechenden verminderten Steigung unterhalb der Kennlinie für den vierten Gang, so daß der Unterdruck am Manometer in jedem Betriebspunkt wie die Getriebestufung geringer ist Der vorstehende Zusammenhang ist qualitativ in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt

Bei näherer Betrachtung des in F i g. 1 dargestellten Diagramms fällt auf, daß der Zusammenhang zwischen dem Saugrohrunterdruck und dem Kraftstoffverbrauch im dritten Gang nur angenähert und in dem schraffierten Bereich der häufigsten Betriebspunkte dem wirklichen Zusammenhang entspricht

Eine theoretische Betrachtung des Zusammenhangs ergibt daß von den Absoluldriicken im Saugrohr auszugehen ist Der Ursprungspunkt der Kennlinien für den dritten und vierten Gang muß demnach in einem den Leerlauf kennzeichnenden Betriebspunkt liegen, der seinerseits durch einen geringen Saugrohrdruck und einen Mindestkraftstoffverbrauch definiert ist. Die Steigung der Kennlinie für den dritten Gang ergibt sich

aus der Überlegung, daß ein bestimmter Kraftstoffverbrauch im dritten Gang bereits bei geringerem Saugrohrdruck (kleiner Drosselklappenöffnung) erreicht wird bzw. daß der Maximalverbrauch im dritten Gang um die Getriebeübersetzung zum vierten Gang

höher sein muß-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den vorbeschriebenen Druckwandler so auszubilden, daß die Beheizung zwischen dem Saug-

rohrdruck und dem Kraftstoffverbrauch exakt angezeigt wird.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von F i g. 1 bis F i g. 5 der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 und F i g. 2 Diagramme,

F i g. 3 und F ί g. 4 zwei Alternativausführungen eines Druckwandlers und

Fig.5 eine Zusammenschaltung mehrerer Druckwandlsr.

Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In F i g. 3 ist mit 1 ein Gehäuse bezeichnet das durch zwei Membranen 2, 3 und zwei Gehäusedeckel 4, 5 in drei Membrankammern 7, 8, 9 unterteilt ist Der abgebildete Druckwandler weist drei Anschlußstutzen 10, 11, 12 auf, an denen jeweils der Saugrohrdruck P_s anliegt Darüber hinaus ist am Gehäusedeckel 4 ein weiterer Anschlußstutzen 13 angeformt, an dem der zur Anzeige dienende Anzeigedruck Pa zur ''erfügung steht Zwischen dem Anschlußstutzen 12 und der Membrankammer 8 befindet sich ein durch eine Feder 14 in der geschlossenen Stellung gehaltener Verschlußkörper 15, der die Verbindung zwischen der Membrankammer 8 und dem Anschlußstutzen 12 freigibt, sobald ein die Getriebestellung kennzeichnender Stellungsgeber 16 und ein Ventilstößel 17 in die Position »4. Gang« rücken.

Da am Anschlußstutzen 10 und somit in der Membrankammer 7 dauernd der Saugrohrdruck P_s anliegt herrschen in der Position »4. Gang« zu beiden Seiten der Membran 3 gleiche Druckverhältnisse. Aufgrund des Druckunterschiedes in den Membrankammern 8, 9 wird das gesamte Membransystem einschließlich einer Ventilplatte 18 gegen die Kraft einer Haltefeder 19, die die Ventilplatte 18 im Ruhezustand in der oberen Stellung hält, und gegen eine Druckfeder 20 nach unten ^L ewegt so daß sich der am Anschlußstutzen 11 herrschende Saugrohrdruck P_s in die Membrankammer 9 fortpflanzt und als Anzeigedruck Pa zur Verfügung steht

Rückt der Stellungsgeber 16 in die Position »3. Gang«, so wird durch den sich nach oben bewegenden Ventilstößel 17 ei.ie Belüftungsboorung 21 geöffnet durch weiche die Membrankammer 8 mit Umgebungsdruck verbunden wird. Aufgrund der unterschiedlichen Kräfte an den Membranen 2, 3 wird das Membransyitem wiederum nach unten gezogen, wobei die Membrankammer 9 teilweise belüftet wird. Nach kurzer Zeit hat sxh in der Mer.ibrankammer 9 ein um das Flächenverhältnis der Membranen 2, 3 höherer Anzeigedruck /^eingestellt

Der beschriebene Druckwandler v/eist gegenüber der alteren Anmeldung ein umgekehrtes Flächenverhältnis der Membranen 2, 3 auf. Diese Maßnahme für sich hat eine Drehung der Kennlinie für den dritten Gang nach Fig. 1 um den gemeinsamen Ursprung beider Kennlinien zur Folge, bis die in F i g. 2 gestrichelt dargestellte Steigung für den dritten Gang hergestellt ist Durch die Druckfeder 20 ist diese Kennlinie soweit parallel nach rechts verschoben, bis sich im Leerlaufpunkt ein Schnittpunkt mit der Kennlinie für den vierten Gang ergibt In der vorliegenden Ausführungsform wird der Zusammenhang zwischen dem Saugrohrdruck P, und dem Streckenkraftstoffterbrauch KV in den beiden oberen Gängen exakt nachgebildet

In einer Alternativlösung der Erfindung ist gemäß Fig.4 vorgesehen, einen Hebel 22 schwenkbar im Gehäuse i zu lagern, der mit seinem der Lagerstelle 23 abgewandten Ende am Membransystem 2, 3 angreift Wenn der Stellungsgeber 16 in die Position »4. Gang« rückt, wird der Stößel 17 nach unten bewegt und greift so am Hebel 21 an, daß dessen Ende das Membransystem 2, 3 gegen die Druckfeder 20 nach unten drückt Dadurch ist eine Verbindung zwischen dem Anschlußstutzen 11 und der Membrankammer 9 hergestellt so daß der Saugrohrunterdruck P_s unmittelbar zum Anschlußstutzen 13 durchgeschaltet ist

Da die Membrankammer 8 in der beschriebenen Ausführungsform stets belüftet ist, stellt sich bei der Position »3. Gang« dieselbe Regelfunktion wie beim ersten Ausführungsbeispiel ein. Der Anzeigedruck Pa wird in dieser Position also wiederum im Verhältnis der Membranflächen moduliert

Gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 3 wird ein weiterer Anschlußstutzen eir^espart und eine alternative Beiätigungsart angeboten

Um den Einfluß atmosphärischer Luftdruckschwankungen bei der Anzeige des Kraftstoffverbrauchs KV im dritten Gang auszuschalten, wird in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckwandlers vorgeschlagen, die mittlere Membrankammer 8 mit einem konstanten Druck, beispielsweise einem Vakuum, zu beaufschlagen und in den Raum unter der Ventilplatte 18, der dann keine Verbindung zum Raum 8 aufweisen darf, über einen biegsamen Schlauch oder ein äquivalentes Bauelement in Abhängigkeit des Stellungsgebers 16 entweder Saugrohrdruck P_s oder Umgebungsdruck zu leiten oder den mechanischen Eingriff gemäß F i g. 4 vorzunehmen.

Besteht die Forderung, den Kraftstoffverbrauch außer in den oberen beiden Gängen in weiteren Gängen exakt anzuzeigen, sind mehrere Druckwandler in der in F i g. 5 dargestellten Art zusammenzuschalten. Bei der folgenden Erläuterung der Wirkungsweise wird von der Position »4. Gang« des Stellungsgebers 16 ausgegangen. In Hiesem Fall wird die mittlere Membrankammer 8 des Druckwandlers 24 durch das Ventil 171 belüftet, so daß ein entsprechend dem Flächenverhältnis der Membranen 2, 3 modulierter Druck am Anschlußs>iutzen 131 anliegt Somit liegt dieser modulierte D.oick auch in der Membrankammer 7 des Druckwandlers 25 vor. Da in den weiteren Membrankammern 8, 9 des Druckwandlers 25 Saugrohrdruck P, durch Betätigung des Ventils 17 vorliegt bewegt sich das Membransystem 2, 3 nach unten und schaltet Saugrohrdruck P, zum Anschlußstutzen 13 durch. Somiä wird der Saugrohrdruck P_s bei der Stellung »4. Gang« unmittelbar zur Anzeige gebracht
Wird der Stellungsgeber 16 nun in die Position »3.

Gang« gebracht so wird der Druckwandler 24 unwirksam, während die mittlere Membrankammer 8 des Druckwandlers 25 belüftet wird. Am Anschlußstutzen 13 des Druckwandlers 25 steht somit ein Anzeigedruck Pa zur Verfügung, der um das Flächen· verhältnis der Mmbranen 2, 3 des Druckwandlers 25 erhöht ist. Die Membranen 2, 3 des Druckwandlers 25 weisen ein Flächenverhältnis auf, das der Getriebeuntersetzung vom dritten Gang zum vierten Gang entspricht

ω Rückt der Stellungsgeber 16 in die Position »2. Gang«, werden beide Druckwandler 24, 25 wirksam, indem beide Kammern 8 belüftet werden, so daß der Saugrohrdruck P₁ zunächst im Flächenverhältnis der

Membranen 2, 3 des Druckwandlers 24, das der Getriebeabstufung vom dritten zum zweiten Gang entspricht, vofmoduliert wird. Der vormodulierle Druck Wird Weiterhin durch den Druckwandler 25 nochmals angehoben, so daß am Anschlußstutzen 13 des Druckwandlers 25 ein Anzeigedruck Pa verfügbar ist, der im Verhältnis der Gelriebestufung Vom zweiten zum vierten Gang moduliert ist.

Soll auch im ersten Gang eine quantitativ richtige Anzeige des momentanen Streckenkraftsloffverbrauchs KV erfolgen, so wäre ein nicht dargestellter weiterer Druckwandler einzusetzen, der bei der Position »2. Gang« des Stellungsgebers 16 angesteuert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Brennstoffverbrauchsanzeigeeinrichtung mit einem Druckwandler mit zwei unterschiedliche Flächen aufweisenden, fest gekoppelten Membranen, die in Verbindung mit einem Gehäuse drei Membrankammern bilden, von denen die erste ständig mit Druck beaufschlagt ist, mit einer einen weiteren Unterdruckanschluß verschließenden, durch die Membranbewegung verschiebbaren Ventilplatte in der zweiten belüftbaren Membrankammer, die im Ruhezustand eine Verbindung zur dritten Membrankammer verschließt und mit einem an der dritten Membrankammer angeformten Anschlußstutzen zur Abnahme eines Anzeigedruckes, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig mit Saugrohrdruck (P₅) beaufschlagte Membrankammer (7) durch die die größere Fläche aufweisende Membran (3) abgeschlossen ist und daß in der Membrankammer (7) eine Druckfeder (20) zur Erzeugung ^iner Vorspannung angeordnet ist

2. Einrichtung nach Anspruch t. dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines schwenkbar im Gehäuse (1) gelagerten Hebels (22) am Membransystem (2, 3) angreift und gegen die Kraft der Druckfeder (20) bewegbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem höchsten Gang und mindestens einem kleineren Gang eines Stellunggebers (16) je ein Druckwandler (24, 25) zugeordnet ist, und daß die Membrankammer (9) des Druckwandlers (24) mittels des Anschlußstutzens (131) mit der Membrankammer (7) des Druckwandlers (25) über den Anschlußstatzen (10) verbunden ist und an den weiteren AnschlußstuUer. (11, 12, 101) ständig Saugrohrdruck anliegt