DE2941716A1 - Vorrichtung zum messen des kraftstoff-verbrauchs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum messen des kraftstoff-verbrauchs einer brennkraftmaschine

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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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TERMEER-MOLLER-STEINMEISTER. ... 79-206(3)
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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(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)

  1. PAT E N TA N WA LTE
    TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER
    ι Pilwrtaml zugelMMn« Vcrtratw
    Prof. fWprwenUtlv·· befor» Hm European Patant Oftlo· - Maixtataln· agrM· prw lOfflo· turopton dM brwwu
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister
    Dipl.-Ing. F. E. Möller stekerwall 7
    Triftetrasse 4, Slekerwall 7,
    0-8000 MÖNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1
    Case: 79-206(3) 15. Oktober 1979
    Mü/Gdt
    NISSAN MOTOR COMPANY, LTD· 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,
    Yokohama-shl, Kanagawa-ken, Japan
    Vorrichtung zum Messen des Kraftstoff-Verbrauchs einer Brennkraftmaschine
    Priorität: 30. Oktober 1978, Japan, Ser.Nr. 53-132582/ 1978
    PATENTANSPRÜCHE
    Vorrichtung 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. 030019/0681
    ORIGINAL INSPECTED
    TERMEEe-MOLLER-STEINMEISTER ;··· ; -- 79-206(3)
  2. 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. 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.
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DE2941716A 1978-10-30 1979-10-15 Vorrichtung zum Messen des Kraftstoff-Verbrauchs einer Brennkraftmaschine Expired DE2941716C2 (de)

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