DE29709563U1 - Analoger Drehzahlmesser mit indirekter Schaltempfehlungsanzeige - Google Patents

Analoger Drehzahlmesser mit indirekter Schaltempfehlungsanzeige

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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen analogen Drehzahlmesser oder eine auf einem Bildschirm dargestellte Nachbildung eines solchen mit zusätzlicher Einblendung derjenigen Drehzahl, mit der a) ein momentaner Fahrzustand (Beschleunigungszustand) aufrechterhalten werden kann bzw. b) ein gewünschter Beschleunigungszustand ermöglicht wird. Dem diese Darstellung kontrollierenden System liegt dabei der Zusammenhang von momentan abgegebener Leistung/Drehmoment und der Mindestdrehzahl, bei der die Maschine diese Leistung unter Vollast erreichen kann, vor. Insofern kann diese Darstellung als Schaltempfehlungsanzeige für der Bediener der Maschine und deren nachgeschaltetem Getriebe interpretiert werden, und zwar bei a) zur Erreichung eines geringeren Energieverbrauchs bei gegebener Fahrleistung, bei b) zusätzlich zur Einstellung der für eine geschätzte Solleistung erforderlichen Mindestdrehzahl.
Auf die beiden Möglichkeiten a) und b) wird im folgenden mit „Variante a)" und „Variante b)" bezug genommen.
Es wird dabei unterstellt, daß der Wirkungsgrad der Maschine mit der Last zunimmt, d.h. daß bei gegebener Ausgangsleistung der Maschine bei einer geringeren Drehzahl weniger Energie verbraucht wird, und daß die abgebbare Leistung im überwiegenden Teil des nutzbaren Drehzahlbereiches mit der Drehzahl zunimmt. Ebenso beziehen sich die folgenden Ausführungen exemplarisch auf den Drehzahlmesser einer Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeuges. Das vorgestellte Konzept kann jedoch auch auf Drehzahlmesser sonstiger technischer Antriebe angewandt werden.
Variante a) ist eine Darstellungsart, die einen Fahrer lediglich zum Hochschalten (Wahl einer längeren Übersetzung) bewegen soll. Diese Intention als Schaltempfehlungsanzeige zur Verringerung des Kraßstoffverbrauchs hat sie mit bekannten Anzeigen gemeinsam. Variante b) schließt den Funktionsumfang von a) mit ein (dann, wenn ein „Hochschalten" empfohlen wird), rät dem Fahrer jedoch darüber hinaus zu einer höheren Drehzahl und damit zu einer kürzeren Übersetzung, wenn eine Fahrleistungsanforderung detektiert wird, die mit dem momentanen Übersetzungsverhältnis nicht erreicht werden kann. Im folgenden soll deshalb zunächst Variante a) und daran anschließend die Erweiterung b) motiviert und beschrieben werden.
Variante a)
Bislang bekannte Schaltempfehlungsanzeigen haben die Gemeinsamkeit, daß sie als separates Instrument (z.B. als Lampe) ausgeführt sind und ein Signal zum Hochschalten geben, wenn das momentane Verhältnis von Last zu Drehzahl auf einen unwirtschaftlichen Fahrzustand schließen läßt. Mit dem Hochschalten soll erreicht werden,
daß die Drehzahl abgesenkt und die Last auf die Maschine erhöht werden. Die Kriterien für eine solche von einer Automatik getroffenen Entscheidung bleiben dem Fahrer weitgehend verborgen; eine solche Anzeige gibt lediglich „Ja/Nein-Anweisungen", die vom Fahrer zu befolgen sind. Der Zusammenhang von Leistungspotential, Drehzahl und Verbrauch wird nicht transparent dargestellt, es werden Akzeptanzprobleme provoziert.
Die Aufgabe der hier vorgestellten Anzeigeart ist es deshalb, dem Fahrer eine umfassende, leicht und intuitiv nachvollziehbare Information anzubieten, aufgrund derer er eine fundierte Entscheidung über seine Schaltvorgänge treffen kann. Die Transparenz der Darstellung soll eine Akzeptanzhemmschwelle bei Schaltempfehlungsanzeigen reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Darstellung einer „ausreichenden Drehzahl" innerhalb eines üblichen und meist ohnehin vorhandenen Drehzahlmessers gelöst; „ausreichend" in dem Sinne, daß bei der zusätzlich markierten Drehzahl unter Vollast eine ausreichende Leistung zur Aufrechterhaltung des momentanen Fahrzustandes zur Verfugung stünde (der momentane Leistungsbedarf wird dabei per Drehmomentmessung oder -abschätzung an der Maschine ermittelt). Damit erhält der Fahrer eine kompakte und umfassende Information über die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung der momentanen Drehzahl: Im Falle der Darstellung mittels eines zweiten Zeigers, welcher die notwendige Mindestdrehzahl zeigt, liegt dieser stets unter dem Hauptzeiger des Instrumentes (Ausnahme: Fahrer gibt Vollgas). Je weiter der zweite Zeiger unter den Hauptzeiger fällt, desto sinnvoller oder „dringlicher" wird ein Schaltvorgang. Der „Dringlichkeit" entspricht also unmittelbar der Winkelunterschied zwischen den Zeigern. Dieser ist als analoge, kontinuierliche Größe intuitiv nachvollziehbar, so daß dem Fahrer bei verbesserter Einsicht in das Leistungsvermögen seines Motors die Entscheidung, wann der Gangwechsel erfolgen soll, selbst überlassen bleibt.
Sinnvollerweise wird der Zeiger erst dann sichtbar, wenn der damit dargestellte Drehzahlunterschied größer ist als derjenige, der sich durch einen Gangwechsel ergeben würde. Ein Nichtvorhandenein des Zusatzzeigers bedeutet damit, daß ein Gangwechsel nicht sinnvoll ist.
Variante b)
Das für Variante a) gesagte gilt auch hier, jedoch mit der Ergänzung, daß nicht nur eine geringere Drehzahl, also ein „Hochschalten" empfohlen werden kann, sondern auch eine höhere Drehzahl, also ein „Herunterschalten".
Der Unterschied liegt in der Auswertung bzw. Interpretation der „Leistungsanforderung" des Fahrers. Diese entspricht bei einem Verbrennungsmotor i.a. der Stellung der Drosselklappe. Während bei Variante a) eine voll geöffnete Drosselklappe als
Anforderung der Maximalleistung bei Momentandrehzahl interpretiert wurde, wird eine offene Drosselklappe bei Variante b) auf das absolute Leistungsvermögen der Maschine bezogen. Demnach kann auch eine Stellung unterhalb voller Öffnung zu einer geschätzten Solleistung führen, die nur bei einer höheren Drehzahl erreicht werden kann. In diesem Fall würde der Sollzeiger über dem Hauptzeiger stehen. Der Öffnungswinkel, ab dem die angenommene Solleistung auf über 100% der bei Momentandrehzahl erreichbaren Leistung ansteigt, kann dabei drehzahlabhängig sein. Es wird eine zur Erreichung eines harmonischen Anzeigeverhaltens notwendige Anpassung der Charakteristik notwendig sein.
Wesentlich bei beiden Anzeigearten ist dabei, daß die Schaltempfehlung intuitiv nachvollziehbar ist. Insbesondere die unter Schutzansprüchen 7 und 8 beschriebene Darstellungsart (Tangentialzeiger oder Sektor) hat den Vorteil, daß bei großen Verbrauchsunterschieden, die sich aufgrund eines momentan ungünstig gewählten Übersetzungsverhältnisses ergäben, die visuelle Dominanz der Markierung dem jeweiligen Verbrauchsvorteil entspricht und mehr den Charakter einer graduellen Schaltempfehlung besitzt als ein weiterer, dem Instrument hinzugefügter radialer Zeiger.
Gerade wegen der oft zu beobachtenden Unkenntnis über die Zusammenhänge von Drehzahl, Last und Verbrauch wird diese Anzeige nach einer wegen ihrer unmittelbaren Interpretierbarkeit nur kurzen Lernphase einem Fahrer ermöglichen, sich insbesondere bei Variante a) einen kraftstoffsparenden Fahrstil anzugewöhnen.
Erläuterungen zu den Abbildungen auf der folgenden Seite:
Es handelt sich um schwarzweiße Reproduktionen einer ursprünglich farbigen Darstellung. Der mit „1" bezeichnete Zeiger ist der Hauptzeiger, welcher die Momentandrehzahl anzeigt und auch in üblichen Drehzahlmessern vorhanden ist. Zeiger „2" ist eine unter Schutzanspruch 6 beschriebene Möglichkeit eines zusätzlichen radialen Zeigers, Symbol „3" dagegen die unter Schutzanspruch 7 ausgeführte Darstellung eines kreissegmentorientierten tangentialen Zeigers. Abbildung 2 und 3 unterscheiden sich durch eine bei 3 höhere Momentandrehzahl bei gleicher erforderlicher Leistung. Der größere Winkelunterschied, welcher durch den Zeiger überstrichen wird, läßt diesen entsprechend auch an optischer Dominanz gewinnen.
Analoger Drehzahlmesser mit indirekter Schaltempfehlungsanzeige
Analoger Drehzahlmesser mit Skala und Zeiger — oder eine elektronisch generierte Nachbildung eines solchen — mit zusätzlicher Anzeige derjenigen Drehzahl, bei der das momentan abgegebene Drehmoment bereits verfügbar ist oder derjenigen Drehzahl, die zur Erreichung eines gewünschten Beschleunigungszustandes erforderlich ist.

Claims (13)

Schutzansprüche
1. Analoges Anzeigeinstrument für die Drehzahl einer Maschine oder eine elektronisch generierte, auf einem Bildschirm dargestellte Nachbildung eines solchen Instrumentes mit zusätzlicher, beweglicher Anzeige bzw. Markierung eines weiteren Wertes auf der Skala.
2. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Markierung eine Minimaldrehzahl kennzeichnet, bei der die momentan abgegebene Leistung der Maschine verfügbar wäre.
3. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Minimaldrehzahl von einem Rechner ermittelt wird, dem sowohl
a) per direkter oder indirekter Messung die Momentanleistung, als auch
b) die erreichbare ,Maximalleistung in Abhängigkeit der Drehzahl der Maschine (z.B. als Vollastkurve aus einer digital gespeicherten Tabelle) bekannt sind.
4. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die Maschine ein Fahrzeug antreibt, die zusätzliche Markierung diejenige Drehzahl kennzeichnet, bei der die Leistung zur Erreichung eines gewünschten momentanen Beschleunigungszustandes zur Verfügung stünde.
5. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Drehzahl von einem Rechner ermittelt wird, dem sowohl
a) per direkter oder indirekter Messung die Momentanleistung,
b) eine Angabe über den mutmaßlichen, vom Bediener der Maschine gewünschten Leistungsbedarf (bei Verbrennungsmotoren z.B. anhand der Drosselklappenstellung) als auch
c) die erreichbare Maximalleistung in Abhängigkeit der Drehzahl der Maschine (z.B. als Vollastkurve aus einer digital gespeicherten Tabelle) bekannt sind.
6. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 1 und 2 erwähnte Markierung den Charakter eines zusätzlichen (bei Rundinstrumenten: radialen) Zeigers hat, der sich durch Farbe und/oder Form sowohl vom Hauptzeiger als auch von den Skalenstrichen der Anzeige absetzt.
• ·
7. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 1 und 2 erwähnte Markierung als zusätzlicher, vom Hauptzeiger ausgehend tangential zur Skala auswachsender Zeiger gestaltet ist, durch dessen Ende die in 2 bzw. 4 beschriebene Drehzahl bezogen auf den Hauptzeiger als Kreissektor markiert wird.
8. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 1 und 2 erwähnte Markierung ein vom Hauptzeiger ausgehender Kreissektor ist, durch dessen Ende die in 2 bzw. 4 beschriebene Drehzahl bezogen auf den Hauptzeiger markiert wird.
9. Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 6, 7 und 8 beschriebenen Zeiger oder Symbole periodisch (in Echtzeit oder Quasiechtzeit) verschoben und auf neue Werte nachgesetzt werden.
10.Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebenen beweglichen Symbole oder Zeiger entweder auf elektromechanischen! Weg (beispielsweise durch Schrittmotoren) bewegt und angesteuert werden, insbesondere jedoch das Gesamtbild der Darstellung in einem elektronischen Rechner generiert und auf einem Bildschirm dargestellt wird.
11.Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß es sich um eine elektronisch erzeugte Darstellung auf einem Bildschirm handelt, die unter 6 bis 8 beschriebene Markierung erst dann eingeblendet wird, wenn der aus dem unter 2 bzw. 4 beschriebenen Leistungsunterschied abgeleitete Unterschied zwischen Ist- und vorgeschlagener Solldrehzahl mindestens so groß ist, daß dieser Drehzahlunterschied durch Wahl eines anderen Übersetzungsverhältnisses des der Maschine nachgeschalteten Getriebes auch eingestellt werden kann.
12.Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die unter 2 und 3 bzw. 4 und 5 beschriebene Anzeigeart vom Bediener der Maschine wählbar, d.h. konfigurierbar ist.
13.Anzeigeinstrument nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige nicht nur leistungs- sondern ggf. drehmomentbezogen arbeitet.
DE29709563U 1997-02-24 1997-05-25 Analoger Drehzahlmesser mit indirekter Schaltempfehlungsanzeige Expired - Lifetime DE29709563U1 (de)

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DE29709563U Expired - Lifetime DE29709563U1 (de) 1997-02-24 1997-05-25 Analoger Drehzahlmesser mit indirekter Schaltempfehlungsanzeige

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