-
Beschreibung:
-
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
für ein Kraftfahrzeug, die eine Fahrstrecke des Fahrzeugs pro einer Kraftstoffmengeneinheit
bestimmt und dieselbe anzeigt. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer
Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung, die fähig ist, eine Rechenoperation durchzuführen,
um die Fahrstrecke des Fahrzeugs pro verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit zu ermitteln
und das ermittelte Ergebnis zu unabhängigen Zeitpunkten anzuzeigen.
-
Die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung ist bisher bei einem Kraftfahrzeug
verwendet worden, um die Fahrt mit dem Kraftfahrzeug so kontrollieren zu können,
daß mit dem Fahrzeug eine wirtschaftliche Fahrweise möglich ist. Bekanntlich läßt
sich die Kraftstoffausnutzung dadurch bestimmen, daß die zurückgelegte Fahrstrecke
durch die zum Rücklegen dieser Fahrstrecke verbrauchte Kraftstoffmenge dividiert.
Üblicherweise führt die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung zu einem vorbestimmten
Intervall diese Rechenoperation aus und zeigt das Ergebnis gleichzeitig mit der
Rechenoperation an. Bei dieser üblichen Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
erfolgt die Durchführung der Rechenoperation und die Anzeige des Ergebnisses gleichzeitig,
so daß die verbrauchte Kraftstoffmenge insbesondere dann nicht genau bestimmt werden
kann, wenn das Fahrzeug relativ langsam fährt. Wenn sich ferner die Anzeige zu Intervallen
ändert, die durch die.
-
verbrauchte Kraftstoffmenge bestimmt sind, wird das Intervall
zur
Änderung der Anzeige in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs variiert.
-
Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
zu schaffen, die fähig ist, die Rechenoperation auszuführen und das Ergebnis zu
jeweils unabhängigen Intervalfen anzuzeigen.
-
Vorzugsweise soll nach der Erfindung die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
derart beschaffen sein, daß ein Kraftstoffdurchflußsensor vorqesehen ist, der auf
die Kraftstoffmenge anspricht, die durch die KraftstoffversorgungsleiL tung der
Brennkraftmaschine fließt.
-
Hierzu hat nach der Erfindung eine Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
eine Recheneinrichtung, die die Rechenoperation ausführt, um die Fahrstrecke pro
verbrauchter Kraftstoffmenge zu bestimmen und eine Anzeigeeinrichtung, die das Ergebnis
der Rechenoperationen anzeigt. Die Recheneinrichtung und die Anzeigeeinrichtung
werden jeweils zu unabhä.ngigen Zeitpunkten betrieben. Ferner weist die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrich
tung einen Kraftstoffdurchflußsensor auf, der auf die Kraftstoffmenge anspricht,
die durch die Kraftstoffversorgungsleitung fließt.
-
Der Kraftstoffdurchflußsensor weist eine Einrichtung auf, die auf
die Kraftstoffdurchflußmenge anspricht, um einen Ausgang zu liefern, der eine Frequenz
hat, die proportional zu dem vorbestimmten Kraftstoffstrom ist, und er weist eine
Schalteinrichtung auf, die die Strömungsrichtung des
durch die
auf die Kraftstoffdurchflußmenge ansprechenden Einrichtungen fließenden Kraftstoffs
umschaltet.
-
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form nach der Erfindung zeichnet
sich eine Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung für ein Kraftfahrzeug dadurch
aus, daß eine erste Einrichtung zur Bestimmung der Fahrstrecke des Fahrzeugs vorgesehen
ist, die ein erstes Signal liefert, das die ermittelte Fahrstrecke wiedergibt, eine
zweite Einrichtung zur Bestimmung der zum Zurücklegen der ermittelten Fahrstrecke
verbrauchten Kraftstoffmenge vorgesehen ist, die ein zweites Signal liefert, das
die ermittelte Kraftstoffmenge wiedergibt, eine Recheneinrichtung, die das erste
und das zweite Signal zu einem ersten vorgegebenen Intervall erhält und die Rechenoperation
ausführt, um die Fahrstrecke pro verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit zu bestimmen,
wobei die Recheneinrichtung ein drittes Signal liefert, das die ermittelte Fahrstrecke
pro verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit wiedergibt, und daß eine Anzeigeeinrichtung
vorgesehen ist, die das dritte Signal von der Recheneinrichtung zu einem zweiten
vorbestimmten Intervall erhält, um den ermittelten Wert für die Fahrstrecke pro
verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit anzuzeigen.
-
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt: Figur 1 ein schematisches
Blockdiagramm einer bevorzugten - Ausführungsform einer Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
nach der Erfindung,
Figur 2 eine Längsschnittansicht eines Kraftstoffdurchflußsensors
, der für die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung nach Figur 1 bestimmt ista
wobei der Sensor in der Position dargestellt ist in der der Kraftstoff in eine Richtung
fließen kann, und Figur 3 eine Figur 2 ähnliche Ansicht zur Ver deutlichtung der
Position des Sensors, die er einnimmt, wenn der Kraftstofffluß in die andere Richtung
gerichtet ist Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf Figur t wird
eine bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung nach
der Erfindung erläutert Ein Fahretreckensensor 11 bestimmt eine Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs und die proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist Das Sinuswellen-Signal
wird einer Fort mungsschaltung 12 zugeführte in der es zu einer Rechteck-Impulsfolge
geformt wird Die Frequenz der geformten Impulsfolge stimmt im wesentlichen mit jener
des Sinuswellen-Signals überein und sie ist daher proportional zur Fahrzeuggeschwindi
ke Ein Zähler 13 erhält die von der Formungs schaltung 12 ausgegebene geformte Impulsfolge
und a diese die Anzahl der Impulse auf. Der Fahrstreckensensor 11, die Formungsschaltung
12 und der Zähler 1 3 bilden eine Einrichtung 1 zur Bestimmung der Fahrstrecke.
-
Eine Zeitmeßschaltung 2 weist einen Taktgeber 21 und Zeitmesser 22
und 23 auf. Der Taktgeber 21 erzeugt ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Impulsdauer
von beispielsweise 1 Sekunde. Das Taktsignal wird den Zeitmessern 22 und 23 zugeführt,
die die Anzahl von Impulsen und Ausgabetorsignalen aufaddieren, wenn die gezählten
Impulszahlen jeweils gleich mit vorbestimmten Werten werden. In anderen Worten ausgedrückt
bedeutet dies, daß der Zeitmesser 22 pro jeweils vorbestimmter Zeitperiode ein Torsignal,
beispielsweise pro 30 Sekunden, ausgibt. Ähnlich erzeugt der Zeitmesser 23 pro jeweils
vorbestimmter Zeitperiode ein Torsignal.
-
Eine Kraftstoffmengenbestimmungsschaltung 3 weist einen Kraftstoffdurchflußsensor
31 auf, der eine Impulsfolge mit einer Frequenz erzeugt, die proportional zur Kraftstoffdurchflußmenge
ist. Die die ermittelte Kraftstoffmenge wiedergebende Impulsfolge wird einem Zähler
32 zugeführt, in dem die Impulsanzahl gezählt wird.
-
Beide Zähler 13 und 32 sprechen jeweils auf das Torsignal an, das
von dem Zeitmesser 22 geliefert wird, um jeweils Ausgänge zu liefern, die die aufsummierten
Werte wiedergeben. Beide Ausgänge der Zähler 13 und 32 werden einem Dividierer 4
zugeführt. Der Dividierer 4 dividiert den Ausgang des Zählers 13, der die ermittelte
Fahrstrecke wiedergibt, durch den Ausgang des Zählers 32, der die ermittelte Kraftstoffmenge
wiedergibt, um die Fahrstrecke des Fahrzeugs pro verbrauchter Kraftstoffmenge zu
bestimmen. Der Ausgang des Dividierers 4 wird einem Speicher 51 zugeleitet. Der
Speicher
51 arbeitet mit einer Anzeigeeinrichtung 52 zusammen, um das von der Division erhaltene
gespeicherte Ergebnis des Dividierers 4 zur Anzeige zu bringen. Der Speicher 51
spricht auf das Torsignal des Zeitmessers 22 an, um den Speicherinhalt entsprechend
dem Ausgang des Dividierers 4 zu aktualisieren. Die Speichereinrichtung 51 erzeugt
einen Ausgang, der den der Anzeigeeinrichtung 52 zuzuführenden gespeicherten Wert
in Abhängigkeit von dem vom Zeitmesser 23 zugeführten Torsignal angibt. Auch die
Anzeigeeinrichtung 52 spricht auf das Torsignal des Zeitmessers 23 an, um den Inhalt
der Anzeige entsprechend dem Eingang von dem Speicher 51 zu variieren.
-
Der Speicher 51 und die Anzeigeeinrichtung 52 bilden eine Anzeigeschaltung
5.
-
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Zeitvorwahl für die
Zeitmesser 22 und 23 die jeweiligen Zeitintervalle für die Rechenoperationen und
die Anzeige bestimmen und erforderlichenfalls unabhängig voneinander variabel sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist der Vorgabewert im
Zeitmesser 22 an die Frequenz zur Ausführung der Rechenoperationen zur Bestimmung
der Fahrstrecke des Fahrzeugs pro verbrauchter Kraftstoffmenge und der Vorgabewert
im Zeitmesser 23 an das Intervall angepaßt, in dem der Fahrer leicht den angezeigten
Kraftstoffverbrauch überwachen kann.
-
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 der Zeichnung ist eine bevorzugte
Ausführungsform eines Kraftstoffdurchflußmessers angegeben, der für die Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung
nach der Erfindung bestimmt ist.
-
Nach Fig. 2 weist der Kraftstoffdurchflußsensor eine elektrische Schaltung
auf, die in Blockform gezeigt ist. Der Kraftstoffdurchflußsensor 31 weist im allgemeinen
eine strömungsempfindliche
Einrichtung 100 auf, in die der Kraftstoff
eingeleitet wird und die auf diesen anspricht, sowie eine.Schaltventileinrichtung
200, die mit derströmungsempfindlichen Einrichtung 100 zusammenarbeitet und zwischen
einem Kraftstoffvorratsbehälter (nicht gezeigt) mit einer Kraftstoffpumpe und der
strömungsempfindlichen Einrichtung 106 angeordnet ist.
-
Die strömungsempfindliche Einrichtung 100 weist im allgemeinen eine
Zylinderbohrung 102 auf, die in einem Sensorgehäuse 104 ausgebildet ist. Die Bohrung
102 ist gerade ausgebildet und ist an ihren beiden Enden 106 und 108 offen. Die
Bohrung 102 steht über Anschlüsse 106 und 108 nit einem Kraftstoffkanal in Verbindung,
der mit dem Kraftstoffvorrat, wie dem Kraftstofftank, einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung
oder einer Schwimmerkammer eines Vergasers verbunden ist. In der Nähe jedes Anschlusses
106 und 108 ist das Gehause 104 mit Paaren von stufenförmig abgesetzten Offnungen
114 und 116 sowie 118 und 120 versehen.
-
Jede öffnung hat einen größeren Durchmesser in ihrem Außenteil 122,
124, 126 und 128. Jedes Paar von Öffnungen 114 und 116 sowie 118 und 120 ist in
bezug zu der Zylinderbohrung 102 in radialer Richtung ausgerichtet. Die Paare von
Innenteilen 130 und 132 sowie 134 und 136 öffnen sich jeweils zu der Bohrung 102
und liegen einander gegenüber.
-
In den äußeren Teilen 122 und 126 der Öffnungen 114 und 118 sind Licht
emittierende Elemente 138 und 140, wie Leuchtdioden, und in den äußeren Teilen 124
und 128 der Öffnungen 116 und 120 lichtempfindliche Elemente 142 und 144, wie Phototransistoren,
aufgenommen, Die Licht emittierenden Elemente 138 und 140 emittieren jeweils ständig
Licht durch die inneren Teile 130 und 134 , Die lichtempfindlichen Elemente 142
und 144 sind jeweils mit einer Schalterschaltung 302 über Verstärker 304 und 306
verbunden Ein bewegliches Element 146, wie ein Kugelelement in den Fig. 2 und 3
ist in der Zylinderbohrung 102 bsweg lich aufgenommen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist das bewegliche Element 146 ein Kugelelement, das einen Durchmesser hat, der
geringfügig kleiner als der Durchmesser der Zylinderbohrung 102 ist Ferner ist das
Kugelelement 146 aus einem Material hergestellt, das ein spezifisches Gewicht hat,
das jenem des zu messenden Kraftstoffs entspricht Eine Schaltventileinrichtung 200
ist in einem Kraftstoffkanal angeordnet, um den Kraftstoff der fluidströmungsempfindlichen
Einrichtung 100 zuzuführen oder von dieser abzuleiten. Die Schaltventileinrichtung
200 spricht auf ein von der Schalterschaltung 302 erzeugtes Signal an, das von dieser
Schaltung zugeführt wird, um die Strömungsrichtung des Kraftstofflusses von einer
erste Richtung, ausgehend von dem Anschluß 106 zu dem Anschluß 108, auf eine zweite
Richtung, ausgehend von dem Anschluß 108 zu dem Anschluß 106, umzuschalten Wie in
den Fig. 2 und 3 gezeigt, weist die Schaltventileinrichtung 200
eine
Zylinderbohrung 202 auf, die in dem Gehäuse 104 ausgebildet ist und eine Ventilschiebeerelement
214, das in der Zylinderbohrung 202 angeordnet ist. Das Ventilschieberelement 214
wird im Grundzustand in Richtung auf den Grund der Zylinderbohrung 202-mittels einer
Feder 222 gedrückt. Eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 224 ist an dem
Ende der Zylinderbohrung 202 von dem Grund derselben entfernt vorgesehen. Die Betätigungseinrichtung
224 ist mit der Schaltereinrichtung 302 elektrisch verbunden, die die magnetische
Betätigungseinrichtung erregt und entregt. Die Zylinderbohrung 202 steht mit einer
Einlaßöffnung 240 in Verbindung, die sich zu dieser Zylinderbohrung 202 öffnet.
-
Andererseits steht die Zylinderbohrung mit einer Auslaßöffnung 246
über Kanäle 248 und 250 in Verbindung. Die Einlaßöffnung 240 und die Auslaßöffnung
246 stehen jeweils mit dem Kraftstofftank und dem Kraftstoffeinspritzventil oder
der Schwimmerkammer des Vergasers in Verbindung. Andererseits steht die Zylinderbohrung
202 mit der Zylinderbohrung 102 mitden beiden Anschlüssen 106 und 108 über Kanäle
254 und 252 in Verbindung.
-
Das Ventilschieberelement 214 ist mit hervorspringenden Umfangsteilen
216 und 218 versehen, zwischen denen Ringnuten 219, 220 und 221 gebildet werden.
Die hervorstehenden Umfangsteile 216 und 218 sind derart plaziert, daß eines von
diesen hervorstehenden Umfangsteilen den zugeordneten Kanal 254 und 252 in Abhängigkeit
von der Position des Ventilschieberelements 214 jeweils absperrt und daß der verbleibende
Kanal offen ist und in Verbindung
mit den jeweils zugeordneten
Ringnuten 219, 220, 221 steht. Insbesondere in der entregten Stellung der Betätigungseinrichtung
224, in der das Ventilschieberelement 214 in der Zeichnung in Figur 2 in der Zylinderbohrung
202 nach rechts gedrückt wird, steht die Zylinderbohrung 202 mit der Auslaßöffnung
246 über den Kanal 248 in Verbindung.
-
Zu diesem Zeitpunkt ist die Verbindung des Kanals 250 mit der Auslaßöffnung
246 über die zugeordneten hervorspringenden Umfangsteile 218 abgesperrt. Der von
dem Kraftstofftank eingeleitete Kraftstoff fließt daher durch die Einlaßöffnung
240, die Ringnut 220, den Kanal 252, die Zylinderbohrung 102, den Kanal 254, die
Ringnut 221, den Kanal 248 und durch die Auslaßöffnung 246 zu dem Kraftstoffeinspritzventil
oder der Schwimmerkammer des Vergasers.
-
Der Kraftstoff in der Zylinderbohrung 102 fließt in der Zeichnung
daher von rechts nach links. Durch den Kraftstoffluß in der Zylinderbohrung 102
wird das Kugelelement 146 in der ersten Richtung bewegt und erreicht schließlich
jene Position, in der es den Innenteilen 130 und 132 der Öffnungen 114 und 116 gegenüberliegt.
Daher wird das von dem Licht emittierenden Element 138 ausgegebene Licht unterbrochen.
-
In Abhängigkeit von dieser Lichtunterbrechung erzeugt das lichtempfindliche
Element 142 ein Signal, das der Schalterschaltung 302 über den Verstärker 304 zugeführt
wird. In.Abhängigkeit von dem von dem lichtempfindlichen Element 142 zugeführten
Signal erzeugt die Schalterschaltung 302 ein Signal, das die Betätigungseinrichtung
224 erregt. Das Ventilschieberelement 214 wird entgegen der Federkraft entsprechend
Figur 3 in Richtung auf die Betätigung seinrichtung 224 gezogen. In dieser Stellung
des Ventilschieberelements
steht die Nut 220 in Verbindung mit
dem Kanal 250. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verbindung des Kanals 248 mit der Auslaßöffnung
246 durch das hervorspringende Umfangsteil 216 unterbrochen. Somit wird die Strömungsrichtung
des Fldi'dstroms umgekehrt, um das Kugelelement 146 in Gegenrichtung, d.h. von links
nach rechts zu bewegen.
-
Die Strömungsrichtungsumkehr wird von einem Zähler 32 gezählt, die
über ein ODER-Verknüpfungsglied mit den zugeordneten Verstärkern 304 und 306 verbunden
ist. Der Zähler 32 spricht daher auf die Ausgänge der lichtempfindlichen Elemente
142 und 144 an. Auch ist noch zu erwähnen, daß bei der bevorzugten Auslegungsform
der Zähler 32 wirksam wird, wenn die Schaltventileinrichtung 200 zur Erregung umgeschaltet
wird und das Auftreten dieser Erregung in der Betätigungseinrichtung 224 gezählt
wird.
-
Da das Auftreten des Ein- und Ausschaltens der Betätigungseinrichtung
224 proportional zur Kraftstoffgeschwindigkeit ist, läßt sich die Kraftstoffmenge
dadurch ermitteln, daß man den gezählten Wert mit einer vorbestimmten Konstante
multipliziert.
-
Beim Betreiben der Kraftstoffausnutzungsanzeigevorrichtung bestimmte
der Fahrstreckensensor 11 sequentiell die Fahrzeuggeschwindigkeit und erzeugt eine
Folge eines Sinuswellen-Signals mit einer Frequenz, die proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit
ist. Das Sinuswellen-Signal wird in eine Rechteck-Impulsfolge durch die Formungsschaltung
12
umgeformt und dann dem Zähler 13 zugeführt. Der Zähler 13 spricht auf das von dem
Zeitmesser 22 zu einem bestimmten Zeitintervall ausgegebene Torsignal ana um den
Zählerwert zu dem Dividierer 4 auszugeben. Der Zähler 32 ermittelt gleichzeitig
die ge samte Kraftstoffmenge, die durch den Kraftstoffdurchflußmesser 31 bestimmt
ist und gibt den ins gesamt ermittelten Wert in Abhängigkeit von dem von dem Zeitmesser
22 zu dem vorbestimmten Intervall ausgegebenen Torsignal an den Dividierer 4 ab
In dem Dividierer 4 wird die Fahrstrecke durch die Kraftstoffmenge dividiert, e
um die Fahrstrecke pro verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit zu bestimmen.
-
Der Dividierer 4 gibt das Ergebnis der Division zu dem Speicher 51
aus. In Abhängigkeit von dem Ausgang des Dividierers löscht der Speicher 51 den
Speicher inhalt und ermöglicht eine Selbsthaltung bzw. Verriegelung für den Ausgabewert
des Dividierers 4. Der Zeitmesser 23 gibt das Torsignal zu einem vorbestimmten Intervall
auf das von dem Zeitintervall des Torsignals des Zeitmessers 22 abweicht Das von
dem Zeitmesser 23 ausgegebene Torsignal wird in den Speicher 51 eingegeben, um denselben
zu aktivieren, so daß dieser den gespeicherten bzw. selbstgehaltenen Wert zur Anzeigeeinrichtung
52 ausgibt Wie aus Figur 1 ersichtlich iStD zeigt die Anzeige einrichtung 52 den
ermittelten Wert für die Fahr strecke pro verbrauchter Kraftstoffmengeneinheit in
digitaler Form an.
-
Es ist noch zu erwähnen, daß das vorbestimmte Intervall des Zeitmessers
22 vergleichsweise größer als bei üblichen Bauformen vorwählbar ist. Das Intervall
wird beispielsweise auf etwa 30 Sekunden voreingestellt. Andererseits kann der Impuls
des Kraftstoffdurchflußsensors so bestimmt sein, daß er 1 ccm pro jeweiligem Impulszyklus
entspricht.
-
Das Zeitintervall des Zeitmessers 23 kann unter Berücksichtigung der
gewünschten Überwachung der Anzeigeeinrichtung vorgewählt werden. Zweckmäßioerweise
kann die Vorwählzeit des Zeitmessers 23 in Abhanqigkeit von dem Wunsch des Fahrers
variiert werden.
-
Die Erfindung verwirklicht daher alle die angestrebten Ziele.