DE3346548A1 - Anordnung zur ermittlung und anzeige des kraftstoffverbrauchs in fahrzeugen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des
• Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen mit einem mehrstufigen Getriebe und einer Einspritzpumpe, insbesondere in Fahrzeugen mit Dieselmotoren.
• Bekannte Fahrzeug mit Dieselmotor haben entweder keine Verbrauchsanzeige oder ein relativ aufwendiges Gerat, das nach dem Prinzip der Durchflußmessung arbeitet, um den Kraftstoffverbrauch anzuzeigen. Hier muß jeweils die zur Einspritzpumpe geführte und die rücklaufende Fördermenge bestimmt und ihre arithmetische Differenz gebildet werden. Derartige Anlagen sind zwar genau, aber relativ teuer, so daß ihr Einsatz begrenzt ist.
• Einfache "Kraftstoffverbrauchsanzei gen" sind als Anzeigen für eine verbrauchsorientierte Betriebsweise des Motors konzipiert und finden sich nach dem Stand der Technik in Fahrzeugen bei gegebenenfalls vorhandenen Drehzahlmessern mit Angabe einer maximalen und einer minimalen Motordrehzahl, zwischen denen der Motor betrieben werden sollte ("grünes Feld"). Eine derari ge Anzeige ist zwar sehr einfach, aber auch außerst ungenau, da kein aktueller Kraftstoffverbrauchswert angezeigt wird. Ähnliches gilt bei anderen bekannten Kraftstoffverbrauchsanzeigen, die den Verbrauch des Kraftstoffs über die Belastung des Motors bestimmen und hierbei eine Ansaugunterdruckanzeige zugrundel egen.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen der eingangs genannten Art, die sehr einfach im Aufbau ist und insbesondere eine streckenbezogene vergleichsweise genaue K ra ftstoffverbrauchs anz ei ge ausschließlich während eines Fahrbetriebes des Fahrzeugs anzeigt.
• Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Fühler, der eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung liefert, und eine Rechenschaltung, welche die Meßspannung mit einem Faktor multipliziert, der de jeweils wirksamen Dbersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht, wobei noch ein fahrzeugspe-zifischer konstanter Faktor für einen Einbau in ein bestimmtes Fahrzeug Berücksichtigung findet.
• Insbesondere liefert der Fühler die Meßspannung durch Ermittlung der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe, und zwar auf elektrischem Wege. Die der Regelstangenstellung proportionale Meßspannung wird beispielsweise durch Potentiometer, Induktivgeber oder Feldplattenpotentiometer erzeugt und mit einem Faktor multipliziert, der der Getriebeübersetzung entspricht, wodurch sich unter Berücksichtigung eines fahrzeugspezifischen konstaaten Faktors eine st reck e n bezogene Kra ftstoffverl,rairchsgroße angeben läßt. Bei der Erfindung wird aufgrund der Verknüpfung der Kraftstoffverbrauchsanzeige mit dem Getriebe grundsätzlich der Fahrbetrieb berücksichtigt mit Schaffung einer aktuellen vergleichsweise genauen Verbrauchsanzeige, nicht eines günstigen Verbrauchsintervalls wie nach dem Stand der Technik, aus dem der optimale Fahrbetrieb nicht ableitbar ist und demnach auch nicht durch den Fahrer angestrebt werden kann.
• Auch werden bei der Erfindung realistische Verbrauchswerte bei Fahrzeugstillstand und laufemdem Motor angezeigt, da bei Getriebeleerlaufstel lung die Rechenschaltung eine Ausgangs spannung ergibt, die über dem Meßbereich bei Fahrt liegt, was eine logisch richtige Aussage ist, wenn der theoretische Wert für Fahrzeugstillstand bei Unendlich (°°l/km) liegt.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Rechenschaltung einen Operations verstärker aufweist, dessen Verstärkungsfaktor entsprechend dem eingeschalteten Obersetzungsverhältnis des Getriebes einstellbar ist Dadurch ist die Linearität der Ausgangsspannung der Rechenschaltung im wesentlichen sichergestellt und insbesondere eine genaue bzw. feine Kraftstoffverbrauchsanzeige möglich.
• In alternativer Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Rechenschaltung mehrere in Reihe geschaltete Operationsverstärker aufweist, die selektiv überbrückbar sind, um den Gesamt verst a rku ngsfaktor zu ändern. Eine derartige Ausgestaltung eignet sich insbesondere bei schweren Nutzfahrzeugen mit vielstufigen Getrieben, beispielsweise 16 Gängen. Es ergeben sich größere Stufensprünge trotz Feinunterteilung.
• Bevorzu-gt ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die auf die Stellung des Getriebe-Schaltgestanges anspricht, um den jeweiligen Faktor auszuwählen, mit welchem die gefühlte Meßspannung multipliziert wird. Ist im Fahrzeug ohnehin ein Gangerkennungsgerät vorhanden, welches die Eingangsdrehzahl mit der Ausgangsdrehzahl vergleicht, so kann dieses Gerät Teil der vorgenannten Steuereinrichtung sein.
• Zweckmäßigerweise ist ein Verbrauchsanzei gegerät vorgesehen, welches die Ausgangsspannung der Rechenschaltung auf einer Skala anzeigt, die in Liter/km oder in Liter/ 100 km geeicht ist. Das Anzeigegerat ist bevorzugt als analoges Anzeigegerät ausgebildet.
• Die vorstehend beschriebene Signalverarbeitung kann grundsätzlich auch digital verarbeitet werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn z.B. Mikrocomputer bereits andere Aufgaben im Fahrzeug übernehmen und freie Rechenkapazität zur Verfügung steht.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung naher erläutert; es zeigen: Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild mit Regelstangenpotentiometer, Rechenschaltung und Verbrauchsanzei gegerät, und Fig. 2 eine schematische Getriebegang-Schaltanordnung zwecks Schaltung der Rechenschaltung nach Fig. 1.
• Zwischen der Kraftstoff-Einspritzmenge und der Regelstangenstell ung der Einspritzpumpe besteht ein Zusammenhang. Die Funktion ist in erster Naherung linear, so daß für die Fördermenge folgende Beziehungen gelten: Q ~ K + K2 . nM . q [1/h] (1) bzw.
• Q ~ K1 + K3 nM s SR (2) wobei Q = Fördermenge in l/h nM = Motordrehzahl q = Fördermenge je Hub K1, K2. K3 = Konstanten K1 = Einspritzmenge bei Leerlaufdrehzahl K2 = abhängig von tech. Daten des Motors und der Einspritzpumpe 5R = Regelstangenweg Für den zeitbezogenen Kraftstoffverbrauch ausschließlich während des Fahrbetriebes gilt aus (1): Q K2 nM . q E £i./h} (3) Mithin ergibt sich aus dem variablen Verbrauchsanteil gemäß (3) als streckenbezogene Verbrauchsgröße bezogen auf die Geschwindigkeit v [km/h3 bzw. die Verbrauchsgröße V: V = K 5R iG [1/km] (5) wobei nG = Drehzahl am Getriebeausgang iG = Getriebeübersetzung Die erfindungsgemäße Lösung sieht zwecks Realisierung der Funktion (5) vor, auf elektronischem Wege eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung U2 zu erzeugen, die über eine Rechenschaltung 2 oder Spannungsübertragungsschaltung mit konstanten Faktoren multipliziert wird, die dem jeweiligen Obersetzungsverhältnis iG des geschalteten Getriebeganges entsprechen.
• Gemaß Schaltbild der Fig. 1 gibt ein Regelstangenpotentiometer 3 mit einem Fühler 1 zur Erkennung der Regelstangenstellung eine proportionale Gleichspannung U1 ab. Dem Regel stangenpotenti ometer 3 ist eine Rechenschaltung 2 in Form eines Widerstandes R2 und nachgeordneter parallelgeschalteter Widerstand R1 nachgeschaltet, wobei die Ausgangsleitung ein Spannungsanzeigegerät 6 umfaßt, das auf einer geeichten Skala die Ausgangsspannung U2 entsprechend in Liter pro km oder in Liter pro 100 km anzeigt. Die Rechenschaltung 2 umfaßt ferner einen Operationsverstärker 4, der zu den Widerständen R1 parallelgeschaltet ist. Den einzelnen Widerständen R1 sind elektrische Schalter 5 vorgeordnet, die bei entsprechender Stellung des Getriebegang-Wahlhebels gemäß Fig. 2 wechselweise betatigbar sind.
• Die elektrischen Schalter 5 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 Nockenschalter.
• Gemaß Schaltbild nach Fig. 1 gilt: U2 = U1 R1 R2 wobei der Widerstand R2 ein ausgewählter Festwert ist und die Widerstande R1 so gewählt werden, daß bei ihrer Zuschaltung über die Schalter 5 ein dem jeweiligen Obersetzungsverhaltnis des Getriebes entsprechender Faktor entsteht. n t s ScillicIJiil dcir Schlter 5 erfolgt durch das Einlegen des jeweiligen Getriebegangs.

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen mit einem mehrstufigen Getriebe und einer Einspritzpumpe, insbesondere in Fahrzeugen mit Dieselmotoren, gekennzeichnet durch einen Fühler (1), der eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung (U1) liefert, und eine Rechenschaltung (2), welche die Meßspannung (U1) mit einem Faktor multipliziert, der dem jeweils wirksamen Obersetzungsverhältnis (iG) des Getriebes entspricht, wobei ein fahrzeugspezifischer konstanter Faktor für einen Einbau in ein bestimmtes Fahrzeug Berücksichtigung findet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (1) durch Ermittlung der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe die Meßspannung (U1) liefert.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (2) einen Operationsverstärker (4) aufweist, dessen Verstårkungsfaktor entsprechend dem eingeschalteten Obersetzungsverhältnis (iG) des Getriebes einstellbar ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (2) mehrere in Reihe geschaltete Operationsverstärker aufweist, die selektiv überbrückbar sind, um den Gesamtverstarkungsfaktor zu ändern.
5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die auf die Stellung (7) des Getriebe-Schaltgestanges anspricht, um den jeweiligen Faktor auszuwählen.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Anzeigegerät (6), welches die Ausgangsspannung (U2) der Rechenschaltung (2) auf einer Skala anzeigt, die in Liter/km oder Liter/100 km geeicht ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzei gegerät (6) ein Analoganzeigegerat ist.