DE2941716A1 - Vorrichtung zum messen des kraftstoff-verbrauchs einer brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum messen des kraftstoff-verbrauchs einer brennkraftmaschineInfo
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Description
TER MEER . MÖLLER ■ STEINMEISTER :*·· .; ,··. '··.-.--. 79-206(3)
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des KraftstoffVerbrauchs einer mit einem elektromagnetischen
Einspritzventil versehenen Brenn-kraftmaschine.
Eine derartige Verbrauchsmeßvorrichtung kann in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden.
Früher war es üblich, den Kraftstoffverbrauch eines
Fahrzeugs mittels eines im Kraftstoffördersystem angeordneten
DurchfluSsensors zu messen.
Bei Fahrzeugen, die mit der sich in jüngster Zeit mehr
durchsetzenden Kraftstoffeinspritzung ausgerüstet sind,
wurde ein neuer Lieg zur Messung des Kraftstoffverbrauchs
eingeschlagen, ujie aus dem Blockschaltbild in Fig. 1 der
Zeichnung hervorgeht. Die Einspritzung uird elektronisch
gesteuert, ein Fühler 1 tastet die Luftzufuhr zum Motor ab und andere, nicht dargestellte Fühler überwachen
andere Betriebsparameter des Motors. Eine Arithmetikschaltung 2 errechnet die in den Motor einzuspritzende
richtige oder ideale Kraftstoffmenge - beispielsweise
unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Luft/Brennstoff-Verhältnisses
- und gibt ein Ausgangssignal 2a an eine Treiberschaltung 3 ab, welche ihrerseits daraus ein
korrigiertes und mit den Motorumdrehungen synchronisiertes
Ausgangssignal 3a erzeugt, um damit ein elektromagnetisches Einspritzventil k zu steuern.
Liegen einer im Betrieb am Einspritzventil k auftretenden
Zeitverzögerung und wegen anderer Fehlerquellen darin stimmt die von dem Einspritzventil k tatsächlich eingespritzte
Kraftstoffmenge nicht mit der durch das Steuersignal
angegebenen Menge überein. Da jedoch die verschiedenen
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Fehlerquellen im voraus gemessen werden, ist die Treiberschaltung 3 so ausgelegt, daß sie die Treibstoffmengenausgangssignale
2a der Arithmetikschaltung 2 so
korrigiert, daß die Fehler ausgeglichen werden. Mit anderen Worten: das Ausgangssignal 2a entspricht der dem
Motor zuzuführenden Ideal-Treibstoffmenge, und die
Treiberschaltung 3 verändert dieses Signal in der Weise,
daß die im Einspritzventil U auftretenden Fehler korrigiert ujerden. Folglich entspricht das Ausgangssignal 3a der
1G Treiberschaltung 3 nicht genau der einzuspritzenden
Kraftstoffmenge, sondern reicht in einem die besondere
Charakteristik des Einspritzventils 4 berücksichtigenden
Sinne davon ab.
■ Bei der bekannten Verbrauchsmeßvorrichtung wird das Einspritzsteuer-Ausgangssignal
3a einer Zählschaltung 5 zugeführt, welche den Kraftstoffverbrauch mißt und das
Ergebnis einer Signalverarbeitungsachaltung 6 zuführt,
uelche daraus Daten wie beispielsweise den augenblicklichen
Kraftstoffverbrauch pro Kilometer errechnet und
2Q das Ergebnis in einer Anzeige 7 zur Darstellung bringt.
Da jedoch, wie oben erläutert, das Ausgangssignal 3a ein korrigierter Wert ist und nicht der vom Einspritzventil 4
tatsächlich abgegebenen Kraftstoffmenge entspricht, muß
es auf dem Wege zur Zählschaltung 5 eine Korrekturschaltung
G durchlaufen, welche die in der Treiberschaltung durchgeführte
Signalkorrektur wieder aufhebt und einen dem Ausgangssignal 2a entsprechenden Wert einstellt, welcher
der dem Motor zuzuführenden idealen Treibatoffmenge entsprich
t.
-3^ Die bekannte Preßvorrichtung ist relativ kompliziert und
hat ferner den Nachteil, daß durch die Korrektur und anschließende Rück-Korrektur Fehler entstehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfacher
aufgebaute und genau arbeitende Vorrichtung zur Kraftstoff verbrauchsmessunij aufzuzeigen.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist
im Patentanspruch 1 angegeben, vorteilhafteWeiterbilduigen
des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen MeQvorricitunc,
besteht darin, daß in einer Summierstufe Kraftstüffmengenwerte
addiert bzw. summiert werden, welche einer tatsächlich eingespritzten bzuj. verbrauchten Kraftstoffmengs entsprechen
und keiner Korrektur bedürfen. Der Summiervorgang
erfolgt synchron mit einem Einspritz-Steuersignal.
Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß die Summierstufe einen Ausgangsimpuls ebribt,
sobald der aufsummierte liJert einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens
ist dii3 Summierstufe in der Lage, einen ersten vorgegebenen
Wert von dem in ihr erstellten aufsummierten Wert zu subtrahieren,
und eine Entscheidungsstufe stellt in regelmäßigen
Abständen fest, ob der eufsummierte Wert größer
oder kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist. Falls er größer ist, veranlaßt ein Ausgangsimpuls die SummiLT-stufe,
die Subtraktion durchzuführen.
Nachstehend werden zwei die Merkmale der Erfindung aufweisende
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch den Stand der Technik erhält, näh^r
erläutert. Darin zeigen:
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Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zum Messen des
Kraftstoffverbrauchs an einem Motor mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
und
Fig. it ein zu der Ausführung von Fig. 3 gehörendes
Impulsdiagramm.
Ebenso wie bei dem vorstehend in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Stand der Technik wird bei den in Fig. 2 und
dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen das
Kraftstoff-Einspritzventil k durch einen oder mehrere
Fühler 1 über eine Arithmetikschaltung 2 und eine Treiberschaltung
3 angesteuert. In Fig. 2 addiert ein Additionszähler 9 synchron mit dem Einspritzimpuls-Ausgangssignal 3a
zu einem internen Gesamtwert den fortlaufenden Idert des
Ausgangssignals 2a der Arithmetikschaltung 2, gibt ein Impulssignal 9a ab, sobald die Summe einen vorgegebenen
Uert, beispielsweise die Zählerkapazität übersteigt, und
vermindert den Gesamtwert urn einen Festwert. Hat beispielsweise der Zähler einen Minimalwert 0 und einen
Maximalwert 255 (= 2 -1), dann wird synchron mit dem
Ausgangssignal 13a solange weitergezahlt, bis der Zählwert
größer als 255, nämlich 256 wird, und dann geht ein Impulssignal 9a ab. Folglich wird jedesmal ein Ausgangsimpuls
9a erzeugt und einer Signalverarbeitungsschaltung 1Q zugeführt, sobald eine bestimmte festgelegte Treibstaffmenge
verbraucht worden ist.
Die Signalverarbeitungsschaltung 10 erzeugt aus den zugeführten Ausgangsimpulsen 9a Anzeigedaten 10a, welche
dem Fahrer in einer Digitalanzeige 11 die Kraftstoffverbrauchsdaten angeben.
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Die SignalverarbBitungsschaltung 10 kann je nach den
in der Digitalanzeige 11 anzugebenden Daten aufgebaut sein und beispielsweise einen Zähler enthalten, welcher
die Gesamtanzahl der Ausgangsimpulse9a aufsummiert und
das Ergebnis auf der Digitalanzeige 11 darstellt. Falls es erwünscht ist, den Kraftstoffverbrauch während eines
bestimmten Fahrzeitintervalls anzuzeigen, kann dieser Schalter mit einer Rücksetzschaltung und einem Schalter
oder Zeitgeber ausgestattet sein. Soll andererseits der
laufende Kraftstoffverbrauch pro gefahrene Streckeneinheit
angezeigt werden, dann werden der Signalverarbeitungsschaltung 10 beispielsweise fortlaufend Signale
in bezug auf die zurückgelegte Strecke zugeführt und eine Recheneinheit errechnet daraus den laufenden
Kraftstoffverbrauch. Darüber hinaus sind im Rahmen der
Erfindung noch andere Möglichkeiten gegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in Fig. 2
errechnet die Arithmetikschaltung 2 fortlaufend in Abhängigkeit
von der durch den Fühler 1 festgestellten
Luftzufuhr und von anderen Betriebsparametern des
Motors das Ausgangssignal 2a, welches der einzuspritzenden idealen Kraftstoffmenge entspricht. Unter Berücksichtigung
der Merzögerungscharakteristik u.dgl. des Einspritzventils
U erzeugt daraus die Treiberschaltung 3 ein Impuls-Ausganijssignal
3a zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung
in den Motor. Gleichzeitig addiert der Additionszähler synchron mit den Einspritzimpulsen 3a die der idealen
Einspritzmenge entsprechenden Ausgangssignale 2a, gibt
einen Ausgangsimpuls 9a ab, sobald der Zählwert einen vorgegebenen Wert überschreitet, und reduziert den
Gesamtwert um einen anderen vorgegebenen Wert. Die Signalverarbeitungsschaltung
10 erzeugt aus den Ausgangsimpulsen 9a die Anzeigewerte für die Digitalanzeige 11.
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Bei der erfindungsgemäßen Verbrauchsmeßvorrichtung kann
auf eine Karrektorschaltung 8 verzichtet uerden, weil
sie fortlaufend die Ausgangssignale 2a der Arithmetikschaltung 2 summiert, welche der tatsächlich eingespritzten
Kraftstoffmenge entsprechen. Dih Summenbildung
wird durch die der Einspritzsteuerung dienenden Ausgangssignale
3a mit den uiahren Einspritzzeitpunkten synchronisiert,
Folglich ist die erfindungsgemäße Uerbrauchsmeßvarrichtung einfacher als herkömmliche Vorrichtungen aufgebaut, und
die beim Stand der Technik notwendige Rück-Korrektür von
aus der Treiberschaltung 3 bezogenen korrigierten Zähldaten
in einer Korrekturschaltung 8 entfällt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet daher genauer.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel bildet eine Summierschaltung 12 die Summe aus den der idealen Einspritzmenge entsprechenden
Ausgangssignalen 2a synchron mit dem Einspritzimpulssignal 3a, wie zuvor. Jedoch wird bei diesem Ausführungsbeispiel
synchron mit von einem Taktgenerator 1^ abgegebenen frequenzkonstanten Taktimpulsen durch eine Entscheidungsschaltung 13 entschieden, ob der Gesamtwert in der
Schaltung 12 größer als ein erster vorgegebener LJert ist
oder nicht. Falls dieser größer ist, gibt die Entscheidungsschaltung
13 ein Impulssignal 13a an die Signalver-5
arbeitungsschaltung 10 und ferner ein BefEihlssignal 13b
an die Summierschaltung 12 ab, damit letztere einen zweiten vorgegebenen Uert von dem Gesamtzühlwert subtrahiert.
Im Betrieb der Schaltung von Fig. 3 errechnet wiederum
die Arithmetikschaltung 2 in Abhängigkeit von der durch -ΰ den Fühler 1 festgestellten Luftzufuhr und anderen Betriebsparametern des Motors die einzuspritzende ideale Treibstaffmenge
und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal 2a
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"C-" A.Lyj'1? 294~i 7 16
(s. Fig. 4a) ab, dessen Zeitabstande diesen Rechenwert
entsprechen. Synchron mit der durch die Treiberschaltung über das Impuls-Ausgangssignal 3a bestimmten tatsächlichen
Einspritzzeit des Einspritzventils 4 addiert die Summierschaltung 11 die Treibstoffeinspritzwerte auf. Angesteuert
durch die Taktimpulse 14a (s. Fig. 4b) des Taktgenerators
14 gibt die Entscheidungsschaltung 13 ein Befehlssignal 13b ab, sobald der aufsummierte Wert den
ersten vorgegebenen Wert überschreitet. Dadurch uiird die
Summierschaltung 12 veranlaßt, den eufsummierten Idert
um einen bestimmten zweiten vorgegebenen Wert zu reduzieren.
Gleichzeitig geht ein Impulssignal 13a an die Signalverarbeitungsschaltung 1D ab. Falls die Subtraktion
des zweiten vorgegebenen Wertes von dem aufsummierten
Wert in der Schaltung 12 den Gesamtwert nicht unter den ersten vorgegebenen Wert bringt, dann uierden mit dem
nächsten Taktimpuls 14a ein neues Befehlssignal 13b und
ein Impulssignal 13a abgegeben. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der Gesamtwert in Schaltung 12 kleiner
als der erste vorgegebene Uert ist.
Mit Hilfe dieser eine höhere Frequenz aufweisenden
Taktimpulse 14a kann eine genauere Information gewonnen
werden. Angenommen, der erste und der zweite vorgegebene LJert beträgt je 1,0 ml. Ferner sei angenommen, daß der
auf summierte Ulert zu einem bestimmten Zeitpunkt 0,5 ml,
und die von der Arithmetikschaltung 2 errechnete laufende Einspritzmenge 0,7 ml beträgt. Bei Abgabe des
Signals in Fig. 4a erreicht der aufsummierte Wert in Schaltung 12 den Betrag 1,2 ml und überschreitet damit
den ersten vorgegebenen Uert. Folglich gibt mit dem nächstem Taktimpuls die Entscheidungaschaltung 13 einen
Impuls 13a ab und einen Befehlsimpuls 13b ab, damit die
Summierschaltung 12 den zweiten vorgegebenen Wert vom Gesamtwert abzieht. Somit wird 1,0 vom Gesamtwert 1,2
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subtrahiert, das ergibt 0,2. Dieser Wert liegt unter dem
ersten vorgegebenen üJert von 1,0, folglich gibt die Entscheidungsschaltung
13 mit dem nächsten Taktimpuls keine Ausgangsimpulse ab.
Angenommen, der Kraftstoffverbrauch steig1', jetzt, und die
Arithmetikschaltung 2 errechnet eine Einspritzmenge von
3,5 ml, dann entsteht mit dem nächsten Einspritzimpuls ein auf summierter Idert von 3,5 ml. Beim nächsten Taktimpuls
stellt die Entscheidungsschaltung 13 fest, daß dieser LJert
größer als der erste vorgegebene Wert ist, und gibt einen
Ausgangsimpuls 13a (uie beispielsweise in Fig. kc dargestellt)
und einen Befehlsimpuls 13b ab. Der neue aufsummierte
Betrag in Schaltung 12 beträgt nun 2,7 ml. Beim nächsten Taktimpuls stellt die Entscheidungsschaltung 13
fest, daß dieser Wert immer noch größer als der erste
vorgegebene Wert ist, und gibt wiederum Impulse 13a und
13b ab. Wach Subtraktion des zweiten vorgegebenen liiertes 1,0 vom aufsummierten Wert in Schaltung 12 verbleiben noch
1,7, und dies ist immer noch größer als der erste vorgegebene Wert 1,0, so daß die Entscheidungsschaltung 13
noch einmal Impulse 13b und 13a abgibt. Der jetzt verbleibende Gesamtwert beträgt 0,7 und ist kleiner als
der vorgegebene Ulert, die Schaltung 13 beendet ihre
Impulsabgabe.
Die auf diese Weise von der Entscheidungsschaltung 13
an die Signalverarbeitungsschaltung 10 abgegebenen Impulssignale 13a entsprechen jeweils einer konstanten eingespritzten,
also verbrauchten Kraftstoffmenge nach Ablauf
gleichmäßiger Zeitintervalle. Auf diese Weise erfolgt, wie oben erläutert, eine einfache und sehr genaue Errechnung
verschiedener auf den Kraftstoffverbrauch
bezogener Daten.
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Claims (3)
- PAT E N TA N WA LTETER MEER - MÜLLER - STEINMEISTERι Pilwrtaml zugelMMn« VcrtratwProf. fWprwenUtlv·· befor» Hm European Patant Oftlo· - Maixtataln· agrM· prw lOfflo· turopton dM brwwuDipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. SteinmeisterDipl.-Ing. F. E. Möller stekerwall 7Triftetrasse 4, Slekerwall 7,0-8000 MÖNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1Case: 79-206(3) 15. Oktober 1979Mü/GdtNISSAN MOTOR COMPANY, LTD· 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,Yokohama-shl, Kanagawa-ken, JapanVorrichtung zum Messen des Kraftstoff-Verbrauchs einer BrennkraftmaschinePriorität: 30. Oktober 1978, Japan, Ser.Nr. 53-132582/ 1978PATENTANSPRÜCHEVorrichtung zum Messen des Kraftstoffverbrauchs einer mit einem elektromagnetischen Einspritzventil versehenen Brennkraftmaschine, mit einer Einspritzsteuereinrichtung, welche ein der in die Maschine einzuspritzenden Kraftstoffmenge entsprechendes Kraftstoffmengensignal und, auf dessen Grundlage, zur Ansteuerung des Einspritzventils ein die Einspritzventil-Charakteristik berücksichtigendes Einspritzsteuersignal abgibt, gekennzeichnet durch eine Summierstufe (9; 12), welche die Werte des Kraftstoffmengensignals (2a) synchron zu dem Einspritzsteuersignal auf summiert. 030019/0681ORIGINAL INSPECTEDTERMEEe-MOLLER-STEINMEISTER ;··· ; -- 79-206(3)
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (11) zur Angabe eines Hraftstoffsverbrauchsauf der Basis eines Ausgangs (9a;12a) der Summierstufe (9;12).
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Summierstufe (12) jedesmal ein Impuls-Ausgangssignal (12a) abgibt, wenn der aufsummierte Wert einen vorgegebenen LJert überschreitet.k. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Summierstufe (12) in der Lage ist, einen ersten vorgegebenen Idert von dem in ihr erstellten auf summierten üJert zu subtrahieren, und daß eine Entscheidungsstufe (13) in regelmäßigen Zeitabständen (1*ia) feststellt, ob der aufsummierte liiert größer als ein zweiter vorgegebener Wert ist oder nicht, und falls er größer ist, ein Ausgangs-Impulssignal (13a) abgibt und außerdem die Summierstufe (12) so ansteuert, daß diese die Subtraktion durchführt.030019/0681
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