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Vorrichtung zur Verbrauchs- und
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Reichweitenüberwachung bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Kontrolle von auf den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges
bezogenen Daten. Insbesondere befaßt sie sich mit einer Anzeigevorrichtung, die
den momentanen Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges sowie weitere Werte anzeigt,
die
vom jeweiligen Kraftstoffvorrat als auch vom momentanen Verbrauch
abhängen und dem Fahrer nützliche Informationen geben.
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In der letzten Zeit sind die Kosten der Erdölprodukte und damit auch
die Kraftstoff-Abgabepreise erheblich gestiegen. Um den Kraftstoffverbrauch in Kraftfahrzeugen
unter Kontrolle zu halten sind verschiedene Arten von Kontrollvorrichtungen konzipiert
worden, bei denen Jeweils fortlaufend mittels geeigneter Geber eine Vielzahl von
Daten erfaßt und verarbeitet wird, wie beispielsweise der Krastoffvorrat im Fahrzeugtank,
der momentane Verbrauch usw,, Die Vorrichtungen verarbeiten diese Daten und liefern
dem Fahrer direkt oder indirekt vom Kraft stoffverbrauch abhängige Informationen.
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Die zur Zeit auf dem Markt befindlichen Vorrichtungen haben jedoch
durchweg den Nachteil, daß sie die Aufmerksamkeit des Fahrers während des Ablesens
binden und ihn dadurch von der Beobachtung des Verkebrsgeschehens ablenken, wodurch
potentielle Gefahrensituationen geschaffen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verarbeitung
von vom Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs abhängiger Daten zu schaffen, bei der
dieser Nachteil vermieden ist, deren Informationen also ohne besondere Konzentration
zu verlangen vom Fahrer aufgenommen werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch, daß sie
mindestens einen Durchflußgeber
zum Erfassen des momentanen Kraftstoffverbrauches umfaßt, der ein elektrisches Signal
abgibt, daß eine Verarbeitungsschaltung mit mindestens einem Eingang vorgesehen
ist, dem das Kraftstoffverbrauchsignal zugeführt ist, daß die Verarbeitungsschaltung
mehrere Ausgänge aufweist, von denen einer ein Signal führt, wenn der momentane
Verbrauch innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, und daß mehrere Anzeigevorrichtungen
vorgesehen und mit je einem der Ausgänge verbunden sind zur Darstellung des Signales
am zugeordneten Ausgang. Von Vorteil ist dabei, daß der Fahrer nicht einen Absolutwert
abzulesen braucht, sondern ihm signalisiert wird, wenn sich der momentane Verbrauch
innerhalb eines vorgegebenen, einstellbaren Bereiches findet. Eine derartige Information
kann vom Fahrer wahrgenommen werden, ohne daß er in seiner Aufmerksamkeit vom Fahrgeschehen
abgelenkt wird, weil ihm ein wesentlicher Teil der Information, nämlich der vorgegebene
Bereich, bereits vorher bekannt ist und ihm nicht während der Fahrt übermittelt
werden braucht. Signalisiert wird ihm lediglich ob sich der Verbrauch innerhalb
des Bereiches befindet oder nicht sowie ggfls. ob er sich datrüber oder darunter
befindet0 Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen: Fig. 1 die Ansicht einer Anzeigevorrichtung, und
Fig.
2 ein schematisiertes, vereinfachtes Blockschaltbild der Vorrichtung zur Verarbeitung
von Daten, die vom momentanen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges abhängen und zur
Zuführung der Signale an die in Fig. 1 dargestellte Anzeigevorrichtung.
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Das in Fig. 1 dargestellte Anzeigefeld 1 wird in einem Instrumentenbrett
oder Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges angeordnet; es umfaßt mehrere Anzeigevorrichtungen
für die Anzeige von Werten, die mittelbar oder unmittelbar vom Kraftstoffverbrauch
des Fahrzeuges abhängen.
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Das Anzeigefeld 1 hat einen im wesentlichen rechteckigen Umriß, wobei
die Höhle größer ist als die Breite und die oberen Ecken abgerundet sind.
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Die Oberfläche des Anzeigefeldes 1 ist von oben nach unten in drei
Bereiche 2, 3 und 4 unterteilt, die durch entsprechende Linien begrenzt sind.
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Der obere Bereich 2 ist in horizontaler Richtung von links nach rechts
in drei Abschnitte 5, 6 und 7 unterteilt. In jedem dieser Abschnitte sind Leuchten,
insbesondere Leuchtstäbe 8, 9 und 10 jeweils gruppenweise parallel zueinander angeordnet.
Dabei sind die Leuchtstäbe 8 und 10 in den äußeren Abschnitten 5 und 7 vertikal,
die Leuchtstäbe 9 im mittleren Feld horizontal ausgerichtet.
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Bei Anliegen entsprechender, von der Verarbeitungsschal tung gemäß
Fig. 2 erzeugter Steuersignale leuchten die
Stäbe 8 und 10 dann,
wenn der momentane Kraftstoffverbrauch unterhalb bzw. oberhalb eines vorgegebenen
Bereiches liegt, wogegen die Stäbe 9 leuchten, wenn der momentane Verbrauch innerhalb
dieses vorgegebenen Bereiches liegt.
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Der mittlere Bereich 3 ist in Abschnitte 11 und 12 unterteilt; dabei
erstreckt sich der Abschnitt 11 in horizontaler Richtung über die Breite der daNiber
befindlichen Abschnitte 5 und 6 des Bereiches 2, wogegen der Abschnitt 12 unter
dem Abschnitt 7 des Bereiches 2 liegt. Innerhalb des Abschnittes 11 ist das Wort
"Liter" oder eine andere Volumenmaßeinheit, beispielsweise"Gallonen' angegeben.
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Darunter befindet sich ein Leuchtanzeigefeld 13 mit zwei Sieben-Segment-Anzeigen
14. Das Leuchtanzeigefeld 13 gibt die im Kraftstofftank des Fahrzeuges enthaltene
Kraftstoffmenge in Liter an.
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Im Abschnitt 12 ist eine Anzeigelampe 15 angeordnet, deren Aufleuchten
dem Fahrer anzeigt, daß der Pegel im Kraftstoffvorratsbehälter des Fahrzeuges unter
einem vorgegebenen Mindestwert liegt (Reserveanzeige).
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Der untere Bereich 4 ist nicht unterteilt, sondern umfaßt einen die
volle Breite einnehmenden Abschnitt 16, in dessen oberem Teil das Wort "Reichweite"
angegeben ist, worunter ein Leuchtanzeigefeld 17 angeordnet ist, das drei Sieben-Segment-Anzeigen
18 umfaßt. Rechts neben dem Leuchtanzeigefeld 17 ist noch eine Entfernungsangabe
in Form einer Aufschrift "km" oder "Meilen" angebracht. Die vom Leuchtanzeigefeld
17 dargestellte Angabe ist die Entfernung, die das Fahrzeug unter Berücksichtigung
der im
Kraftstoffvorratsbehälter momentan enthaltenen Kraftstoffmenge
bei dem momentanen Kraftstoffverbrauch sowie der momentanen Geschwindigkeit zurückzulegen
im Stande ist.
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In Fig. 2 ist eine Verarbeitungsschaltung 20 dargestellt, die auf
der Eingangsseite Signale von einer Mehrzahl von Gebern erhält und an Ausgängen
elektrische Signale bereitstellt, von denen die Leuchtstäbe 8, 9, 10, die Kontrollampe
15 und die Leuchtanzeigefelder 13 und 17 angesteuert sind.
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In einem Kraftstoffvorratsbehälter 21 des Fahrzeuges ist durch einen
Stopfen 22 hindurch ein Pegel geber 23 eingesetzt, der ein elektrisches Signal in
Abhängigkeit der im Kraftstoffvorratsbehälter 21 befindlichen Kraftstoffmenge abgibt;
außerdem ist ein Geber 24 für die Mindestmenge (Reserveanzeige) vorgesehen, der
ein elektrisches Signal abgibt, wenn der Pegel im Kraftstoffvorratsbehälter 21 unter
einem vorgegebenen Mindestwert absinkt. Das vom Pegelgeber 23 abgegebene Signal
gelangt über einen Analog-Digital-Umsetzer 25 zu einem Eingang 26 der Verarbeitungsschaltung
20.
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Der Eingang 26 der Verarbeitungsschaltung 20 ist mit einem Schaltkreis
27 verbunden, dessen Ausgang das Leuchtanzeigefeld 13 ansteuert, das die im Kraftstoffvorratsbehälter
21 enthaltene Kraftstoffmenge in Liter anzeigt. Der Schaltkreis 27 umfaßt ansich
bekannte Elemente wie Decoder, Treiber und dgl..
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Der Ausgang des Gebers 24 ist mit einem Eingang 28 der Verarbeitungsschaltung
20 verbunden und steuert über
einen Steuerkreis 19, beispielsweise
eine Treiberstufe, die Kontrollampe 15, die bei Unterschreiten des vorgegebenen
Mindestpegels aufleuchtet.
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Vom unteren Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 21 führt ein Saugrohr
29 zu einer Pumpe 30 bekannten Typs, von der eine Hilfsleitung 31 als Kraftstoffrücklauf
zum Kraftstoffvorratsbehälter 21 zurückführt. Die Pumpe 30 fördert Kraftstoff zu
einem nicht näher dargestellten Vergaser, der über eine Druckleitung 32 angeschlossen
ist. In den Verlauf der Druckleitung 32 ist ein Durchflußgeber 33 eingeschaltet,
der ein dem Durchfluß des Kraftstoffes in der Druckleitung 32 proportionales elektrisches
Signal erzeugt, das dem momentanen Kraftstoffverbrauch entspricht. Das vom Durchflußgeber
33 erzeugte elektrische Signal wird einem Eingang 34 der Verarbeitungsschaltung
20 zugeführt und gelangt an die Eingänge zweier Komparatoren 35 und 36. Diesen beiden
Komparatoren wird jeweils ein Vergleichssignal zugeführt (in der Zeichnung nicht
dargestellt), dessen Größe vorgegeben wird. Die Ausgänge der Komparatoren 35 und
35 sind mit Eingängen einer Logigschaltung 37 verbunden, die drei Ausgänge 38, 39
und 40 aufweist, die jeweils mit Eingängen zur Speisung der Leuchtstäbe 8, 9 bzw.
10 verbunden sind.
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Ein Geschwindigkeitsgeber 41 erzeugt ein der Bahrzeuggeschwindigkeit
proportionales elektrisches Signal und ist mit einem Eingang 42 der Verarbeitungsschaltung
20 verbunden. Das vom Geschwindigkeitsgeber 41 geliefertes Signal wird an einen
ersten von drei Eingängen einer Schaltung 43 geführt, deren beide andere Eingänge
mit den Eingängen 26 bzw. 34 der Verarbeitungsschaltung 20
verbunden
sind. Die Schaltung 43 erzeugt an ihrem Ausgang ein Signal zur Ansteuerung des Leuchtanzeigefeldes
17, das in der nachfolgend näher beschriebenen Weise die Strecke angibt, die das
Fahrzeug noch zurücklegen kann (Reichweite).
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In der nachfolgenden Beschreibung der Funktion der Verarbeitungsschaltung
20 werden drei Fälle unterschieden, wobei im ersten Fall der momentane Kraftstoffverbrauch
unter dem vorgegebenen Bereich, im zweiten Fall innerhalb des vorgegebenen Bereichs
und im dritten Fall über dem vorgegebenen Bereich liegt. Die Grenzen des Bereichs
werden durch die Einstellung des an die Komparatoren angelegten Vergleichssignales
festgelegt. Liegt der momentane Verbrauch unterhalb des Bereiches so sind die Ausgänge
beider Komparatoren null. Liegt der momentane Verbrauch innerhalb des festgelegten
Bereiches so ist der Ausgang des Komparators 35 eins und der Ausgang des Komparators
36 null. Liegt der momentane Verbrauch oberhalb des Bereiches so sind die Ausgänge
beider Eomparatoren 35 und 36 eins. Die Logigschaltung 37 erzeugt im ersten Fall
ein Steuersignal am Ausgang 38, im zweiten Fall ein Steuersignal am Ausgang 39 und
im dritten Fall ein Steuersignal am Ausgang 40, wpdurch die Leuchtstäbe 8 bzw. 9
bzw. 10 angesteuert werden und aufleuchten.
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Diese Leuchtstäbe können außer ihrer unterschiedlichen räumlichen
Anordnung auch in unterschiedlichen Farben vorgesehen sein, beispielsweise die Leuchtstäbe
8 in orange, die Leuchtstäbe 9 in grün und die Leuchtstäbe 10 in rot, so daß dem
Fahrer die Lage des momentanen Kraftstoffverbrauchs unterhalb, innerhalb oder oberhalb
des vorgegebenen Bereiches sinnfällig signalisiert wird, ohne
daß
er sich auf das Ablesen der Anzeige konzentrieren braucht.
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Das vom Pegelgeber 23 erzeugte analoge Signal wird vom Analog-Digital-Umsetzer
25 in ein digitales Signal umgewandelt und steuert über den Schaltkreis 27 das Leuchtanzeigefeld
13, wodurch eine fortlaufende Kontrolle des Kraftstoffvorrats im Kraftstoffvorratsbehälter
21 ermöglicht ist.
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Der Geber 24 für den Mindestpegel steuert über den Steuerkreis 19
die Kontrollampe 15 an, wenn der Kraftstoffpegel im Kraftstoffvorratsbehälter 21
unter dem vorgegebenen Mindeststand absinkt.
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Die Schaltung 43 verarbeitet die an ihre drei Eingänge gelangenden
Signale, und zwar das dem Kraftstoffpegel im Kraftstoffvorratsbehälter 21 entsprechendes
Signal, das Signal bezüglich der momentanen Fahrzeuggeschwindig keit und das Signal
des momentanen Kraftstoffverbrauchs.
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Die Schaltung 43 erzeugt ein Ausgangssignal, das die maximale Reichweite
in km oder in Meilen angibt, die das Fahrzeug bei konstanter Beibehaltung der momentanen
Werte bis zum Verbrauch des im Kraftstoffvorratsbehälter 21 enthaltenen Kraftstoffes
zurücklegen kann.
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Wie sich aus Fig. 1 leicht erkennen läßt, sind die von den Leuchtstäben
8, 9 und 10 gelieferten Angaben für den Fahrer leicht wahrnehmbar, ohne daß er Daten
exakt ablesen braucht. Weitergehende Informationen, insbesondere bezüglich der Reichweite,
können vom Leuchtanzeige feld 17 des Anzeigefeldes 1 abgelesen werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung übermittelt durch die besondere Anordnung
der Leuchtstäbe 8, 9 und 10 dem Fahrer fortlaufend eine ohne besondere Aufmerksamkeit
wahrnehmbare Information über den Verbrauch und signalisiert insbesondere Änderungen
im Fahrverhalten, die den Kraftstoffverbrauch wesentlich beeinflussen. Erfolgt beispielsweise
aus einer Situation geringen Verbrauchs heraus bei eingeschalteten Leuchtstäben
8 eine Änderung in Richtung auf höheren Verbrauch infolge einer plötzlichen Beschleunigung,
so erlöschen die Leuchtstäbe 8 und es leuchten die Leuchtstäbe 9 oder 10 auf. Außerdem
zeigt das Leuchtanzeigefeld 17 eine starke Verminderung der möglichen Reichweite
an.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform
beschränkt ist, sondern Änderungen und Abweichungen möglich sind, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen. So versteht es sich auch, daß Verarbeitungsschaltung
20 in unterschiedlicher Weise aufgebaut sein kann, soweit sie die beschriebene Funktion
der Steuerung der verschiedenen, in Fig. 1 dargestellten Anzeigen gewährleistet.
Beispielsweise kann der Steuerkreis 19 ein Blinksignal zur Steuerung der Kontrollampe
15 erzeugen, um das Absinken des Kraftstoffpegels unter den vorgegebenen Grenzwert
augenfälliger anzuzeigen. Ist in dem Kraftfahrzeug statt eines Vergasers eine Einspritzanlage
mit Einspritzventilen vorgesehen, so können an den Eingang 34 der Verarbeitungsschaltung
20 unmittelbar die Steuersignale verwendet werden, die den Einspritzventilen zugeführt
werden, weil nämlich die Frequenz dieser Einspritzventilsignale den momentanen Kraftstoffverbrauch
entspricht; das dabei am Eingang 34
anstehende elektrische Signal
kann entsprechend verarbeitet zur Funktionssteuerung der Leuchtstäbe 8, 9 und 10
eingesetzt werden.
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Ebenso versteht es sich auch, daß anstelle einer jeden Gruppe von
teuchtstäben 8, 9 und 10 eine Signallampe oder sonst wie geformte Leuchtdiode eingesetzt
werden kann.
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Schließlich versteht es sich auch, daß die Verarbeitungsschaltung
20 ein Mikroprozessor sein kann, der entsprechend Schaltsignale abgibt, die von
dem vorgegebenen und ggfls.
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einstellbaren Verbrauchsbereich abhängen, um eine Anzeige für den
mittleren Verbrauch, einen Unterverbrauch oder ein Überverbrauch anzusteuern.