DE3809798A1 - Verfahren und vorrichtung zum berechnen des korrigierten kraftstoffverbrauchs eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum berechnen des korrigierten kraftstoffverbrauchs eines fahrzeugs

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs und speziell auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Berechnen eines Kraftstoffverbrauchs, der in bezug auf Änderungen in der kinetischen Energie des Fahrzeugs korrigiert ist.
Der Kraftstoffverbrauch ist für Betreiber großer Fuhrparks, insbesondere von Lastkraftwagen, mit denen Güter auf Landstraßen bei den verschiedensten Geschwindigkeiten transportiert werden, von hoher Bedeutung. Der LKW-Fahrer, der an einer Optimierung des Kraftstoffverbrauchs interessiert ist, kann durch eine kontinuierliche Anzeige des augenblicklichen Kraftstoffverbrauchs des LKW besonders unterstützt werden. Der LKW-Fahrer kann diese Information dazu verwenden, das Fahrverhalten so einzustellen und aufrechtzuerhalten, daß sich der wirtschaftlichste Betrieb ergibt.
Es ist seit langem bekannt, den Ansaugunterdruck einer Brennkraftmaschine, die ein Fahrzeug bewegt, als Indikator für den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verwenden. Der Ansaugunterdruck ist jedoch eine höchst fehlerhafte Variable und hängt von Außenbedingungen, wie beispielsweise dem Atmosphärendruck ab. Aus diesen Gründen ergibt der Ansaugunterdruck keine genaue oder stabile Anzeige, was seinen Wert als Indikator für den Kraftstoffverbrauch sehr reduziert.
Es ist auch seit langem bekannt, die Kraftstoffverbrauchsrate und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu messen und daraus ein augenblickliches Maß für den Kraftstoffverbrauch zu berechnen. Diese Augenblicksmaße des Kraftstoffverbrauchs sind ebenfalls höchst fehlerbehaftet, sie können jedoch mittels einer elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung geglättet werden, um ein stabileres und brauchbares Maß für den Kraftstoffverbrauch zu erzeugen.
In der US-PS 43 54 173 ist eine Vorrichtung zur Anzeige des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs beschrieben, enthaltend Sensoren zur Ermittlung der Maschinendrehzahl, der vom Fahrzeug zurückgelegten Distanzen und der Drosselklappenöffnung der Maschine. Außerdem ist ein Beschleunigungsmesser mit dem Distanzsensor verbunden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu ermitteln. Die Signale dieser Sensoren werden miteinander kombiniert, um ein Signal zu erzeugen, das für den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs kennzeichnend ist und das nützlich ist, den Fahrzeugführer darüber zu belehren, wann beispielsweise ein Gangwechsel stattfinden sollte.
In der US-PS 41 33 046 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs während der Beschleunigung beschrieben. Die Vorrichtung verwendet ein Drosselklappenratesignal in Kombination mit einem Beschleunigungssignal, um ein Wirkungsgradsignal zu erzeugen. Dieses Wirkungsgradsignal betreibt eine Anzeigeeinrichtung, um zu zeigen, ob das Fahrzeug wirksam beschleunigt. Das Wirkungssignal kann auch in einer Fahrzeuggeschwindigkeitsregeleinrichtung verwendet werden, um die Beschleunigung des Fahrzeugs automatisch zu regeln.
Der Stand der Technik beschreibt kein Kraftstoffverbrauchsmeßsystem, das Änderungen im Kraftstoffverbrauch in Betracht zieht, die von Änderungen in der kinetischen Energie des Fahrzeugs hervorgerufen werden, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst. Deshalb erzeugen Kraftstoffverbrauchsanzeigesysteme, die solche Änderungen in der kinetischen Energie nicht beachten, fehldeutende Signale, deren Verhalten den Fahrzeugführer, der den Kraftstoffverbrauch optimieren möchte, verärgern können.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Vorrichtung zur Korrektur von Kraftstoffverbrauchsmessungen in Abhängigkeit von Änderungen in der kinetischen Energie des Fahrzeugs an. Diese Vorrichtung ist extrem einfach und benötigt keine Sensoren zur Messung der Drosselklappenöffnung, der Änderungsgeschwindigkeit der Drosselklappenstellung oder der Fahrzeugbeschleunigung.
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung eines Kraftstoffverbrauchsmeßwertes anzugeben, der in bezug auf Änderungen korrigiert ist, die von Änderungen in der kinetischen Energie des Fahrzeugs herrühren, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffverbrauchsmeßvorrichtung anzugeben, die einen Kraftstoffverbrauchswert berechnet, der eine bessere Annäherung an den wahren Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs ist.
Es ist ein noch weiteres Ziel der Erfindung, ein System anzugeben, das eine Kraftstoffverbrauchsmessung anzeigt, die sich sanft ändert, wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst.
Im allgemeinen mißt das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung Zeitintervalle, vom Fahrzeug zurückgelegte Distanzintervalle und den von der Maschine des Fahrzeugs in einem Zeit- oder Distanzintervall verbrauchten Kraftstoff. Das Verfahren enthält ferner die Schritte: Berechnen eines korrigierten Kraftstoffverbrauchs der Maschine über ein Zeit- oder Distanzintervall durch Abziehen einer gewichteten Differenz der kinetischen Energie des Fahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeit- oder Distanzintervalls vom gemessenen Kraftstoffverbrauch über das Zeit- oder Distanzintervall. Das Verfahren enthält ferner das Berechnen eines Verhältnisses der von dem Fahrzeug über das Zeit- oder Distanzintervall zurückgelegten Distanz zum korrigierten Kraftstoffverbrauch.
Da sowohl der Kraftstoffverbrauch (verbrauchter Kraftstoff/zurückgelegte Distanz) und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit (zurückgelegte Distanz/verbrauchter Kraftstoff) gemeinsam verwendet werden, und da diese Meßwerte zueinander reziprok sind, erkennt man, daß diese Erfindung auf beide Messungen anwendbar ist.
Die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsmeßvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine Einrichtung zum Messen von Zeitintervallen, eine Einrichtung zum Messen von von dem Landfahrzeug zurückgelegten Distanzintervallen und eine Einrichtung zum Messen des von der Maschine in dem Zeit- oder Distanzintervall verbrauchten Kraftstoffs. Die Vorrichtung enthält ferner Einrichtungen zum Berechnen einer korrigierten Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine über das Zeit- oder Distanzintervall durch Subtrahieren einer gewichteten Differenz der kinetischen Energie des Landfahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeit- oder Distanzintervalls von dem gemessenen Kraftstoffverbrauch über das Zeit- oder Distanzintervall und weiterhin zum Berechnen eines Verhältnisses der von dem Landfahrzeug über das Zeit- oder Distanzintervall zurückgelegten Distanz zu dem korrigierten Kraftstoffverbrauch, oder seines Reziprokwertes. Die Einrichtung zum Berechnen kann ein Mikroprozessor sein, der mit einem RAM und einem ROM verbunden ist, wie beispielsweise ein elektrisch programmierbarer ROM (EPROM). In weiteren Ausführungsformen kann die vorliegende Erfindung weiterhin eine Anzeigeeinrichtung enthalten, um die korrigierte Kraftstoffwirtschaftlichkeitsrate dem LKW-Fahrer anzuzeigen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 2A-2C ein Flußdiagramm eines Rechnerprogramms, mit dem die Vorrichtung nach Fig. 1 betrieben wird.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung 10 zur Ermittlung der korrigierten Kraftstoffwirtschaftlichkeit enthält Kraftstoffverbrauchssensoren 12 und 14, einen Wegstreckensensor 16 und eine Schaltung 18. Die Kraftstoffverbrauchssensoren 12 und 14 sind mit dem Kraftstoffsystem 20 der Maschine verbunden, die das Fahrzeug antreibt, und der Wegstreckensensor 16 ist an einem Punkt des Fahrzeugs befestigt, wo er Umdrehungen von einem der Fahrzeugräder messen kann. Es ist günstig, den Wegstreckensensor 16 an einer Achswelle oder an der Kardanwelle des Fahrzeugs anzubringen.
Das Kraftstoffsystem 20 ist schematisch als das Einspritzsystem einer Sechszylinder-Dieselmaschine dargestellt, die zur Verwendung in Schwerlastkraftwagen bestimmt ist. Das Kraftstoffsystem enthält einen Kraftstoffzuführkreis 22, der Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoffpumpe (nicht dargestellt) erhält, die mit dem Kraftstofftank des Fahrzeugs verbunden ist. Der Kraftstoffzuführkreis ist mit Kraftstoffeinspritzern 24 verbunden und führt den Kraftstoff zum Kraftstoffzuführsystem zurück. Die Richtungen des Kraftstoffflusses in dem Kraftstoffzuführkreis sind durch Pfeile dargestellt.
Die Kraftstoffverbrauchssensoren 12 und 14 sind in dem Kraftstoffzuführkreis 22 angeordnet, um die Rate zu messen, mit der Kraftstoff dem Kraftstoffzuführkreis zugeführt und davon zurückgeführt wird. Die Kraftstoffverbrauchssensoren können solcher Art sein, die ein gepulstes Signal in Übereinstimmung mit dem Kraftstoffvolumen erzeugen, das durch den jeweiligen Sensor läuft. Die Frequenz der von den Sensoren erzeugten Impulse ist proprotional der Rate, mit der der Kraftstoff durch die Sensoren strömt. Für die in Fig. 1 dargestellte Anwendung sind die Kraftstoffverbrauchssensoren so ausgelegt, daß sie ungefähr 12 600 Impulse pro Liter Kraftstoff erzeugen.
Ungefähr ein Viertel bis ein Drittel des durch den Kraftstoffverbrauchssensor 12 strömenden Kraftstoffs kehrt nicht durch den Kraftstoffverbrauchssensor 14 zurück. Dieser Anteil des Kraftstoffs, der der Maschine zugeführt wird, ist proportional der Differenz zwischen den Frequenzen der von den zwei Kraftstoffverbrauchssensoren erzeugten Impulse.
Bei einer anderen Dieselmaschinenanwendung, bei der ein nahezu konstanter Bruchteil von Kraftstoff dem Kraftstoffzuführkreis eingespritzt wird, kann eine genaue Messung des von der Maschine verbrauchten Kraftstoffs durch Überwachung der von dem Kraftstoffverbrauchssensor 12 erzeugten Impulsfrequenz erhalten werden. Dementsprechend kann bei solchen Anwendungen auf den Kraftstoffverbrauchssensor 14 verzichtet werden, und die Kraftstoffrückführung vom Kraftstoffzuführkreis kann zum Kraftstoffzuführsystem längs der "Rückführ"-Leitung rückgeführt werden. Wenn nur ein Kraftstoffverbrauchssensor 12 zu verwenden ist, dann kann dieser so dimensioniert sein, daß er weniger (z. B. etwa 5000) Impulse pro Liter Kraftstoff liefert. Bei typischen Leerlaufkraftstoffzuführraten erzeugt dieser einzige Strömungssensor etwa 40 Impulse pro Sekunde.
Bei anderen Dieselanwendungen, beispielsweise bei elektronisch gesteuerten Einspritzmaschinen, kann ein elektronischer Maschinenregler ein Signal liefern, das den Kraftstofffluß mißt.
Bei einer noch anderen Brennkraftmaschinenanwendung, wie beispielsweise bei fremdgezündeten Maschinen, kann der von der Maschine verbrauchte Kraftstoff durch die Kraftstoffströmung zum Kraftstoffsystem, wie beispielsweise einem Vergaser, bestimmt werden.
Der Wegstreckensensor 16, der dazu vorgesehen ist, die Drehzahlen eines Fahrzeuggrades zu messen, kann ein gezahntes Rad 28 und einen Magnetsensor 30 enthalten, um immer dann einen Impuls zu erzeugen, wenn ein Zahn des gezahnten Rades an dem Magnetsensor vorbeiläuft.
Die Schaltung 18 umfaßt eine Signalverarbeitungsschaltung, einen Schaltkreis zum Zählen der von den Kraftstoffverbrauchssensoren und von dem Wegstreckensensor erzeugten Impulse, einen Mikroprozessor zur Ausführung der notwendigen Rechnungen, und einen Speicher sowie eine Taktquelle, um den Mikroprozessor zu bedienen. Signalaufbereitungsschaltungen 32-36 empfangen die Impulssignale von den Sensoren 12-16 und erzeugen gepulste Signale mit den gleichen jeweiligen Frequenzen. Diese gepulsten Signale werden zu einem programmierbaren Zeitzähler 38 gesandt, der unter Steuerung durch einen Mikroprozessor 40 Impulse zählt. Der programmierbare Zeitzähler kann beispielsweise drei identische 16-Bit-Zähler 42-46 enthalten. Jeder Zähler kann unabhängig von den anderen von 0 bis 65 535 zählen. Die Zähler 42-46 werden so betrieben, daß sie die jeweiligen Impulszählungen ansammeln, die von den Signalaufbereitungskreisen 32-36 empfangen werden. Wenn der Mikroprozessor 40 versucht, die Inhalte einer der Zähler zu lesen, dann wird das Signal auf der Chipwählleitung 48 auf eine logische "0" gesetzt, und eine geeignete Adresse wird über Adreßleitungen 50 an eine Lese/Schreib-Logik 52 gesandt. Wenn er den bezeichneten Zähler zu Lesen wünscht, setzt der Mikroprozessor die Leseleitung 54 auf einen logischen "0"-Zustand, wodurch ein Signal zur Steuerung des Wortregisters 56 gesandt wird. Signale von dem Steuerwortregister bewirken, daß der Zähler, der durch die Adreßleitungen 56 bezeichnet ist, seinen laufenden Zählinhalt in ein Spezialregister lädt. Diese Zähldaten werden dann über einen internen Bus 58 zu einem Datenbuspuffer 60 übertragen, und sodann über einen 8-Bit-Datenbus 62 zum Mikroprozessor. Die 16-Bit-Zählung, die von dem bezeichneten Zähler gelesen wird, muß in zwei 8-Bit-Bytes zum Mikroprozessor übertragen werden.
Der Mikroprozessor 40 ist auch mit einem ROM 64, einem Taktgenerator 66 und einem RAM 68 verbunden. Der ROM 64 kann beispielsweise ein elektrisch programmierbarer ROM (EPROM) sein. Der ROM enthält das Programm zum Steuern des Mikroprozessors, und der RAM wird dazu verwendet, die von dem Programm erzeugten und benötigten Daten zu speichern. Der Mikroprozessor 40 und der ROM 64 können durch einen Mikrocontroller ersetzt sein, der so programmiert ist, daß er die gleiche Funktion erfüllt. Dementsprechend kann der Mikrocontroller als ein Äquivalent zu der Kombination aus Mikroprozessor 40 und ROM 64 betrachtet werden. Schließlich betreibt der Mikroprozessor die Anzeigeeinrichtung 70, die die korrigierte Kraftstoffwirtschaftlichkeit, berechnet durch den Mikroprozessor, anzeigt. Der von der Anzeigeeinrichtung 70 angezeigte korrigierte Wert kann der Mittelwert der korrigierten Kraftstoffwirtschaftlichkeit über eine Zeitdauer von beispielsweise 5 Sekunden sein. Andere Mittelwertschemate zur Verhinderung fehlerhafter Anzeigen sind dem Fachmann geläufig.
Die vom Mikroprozessor 40 mit den von den Senoren 12-16 gelieferten Daten durchgeführten Berechnungen korrigieren den Kraftstoffverbrauch der Maschine, um jenen Bruchteil des verbrauchten "Kraftstoffs" zu berücksichtigen, der in oder aus kinetische(r) Energie umgewandelt wird. Der von der Maschine verbrauchte Kraftstoff ist, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, ein exaktes Maß der Energie, die notwendig ist, um das Fahrzeug bei dieser Geschwindigkeit auf der Landstraße zu bewegen. Wenn jedoch das Fahrzeug beschleunigt, dann wird ein Teil der durch den verbrauchten Kraftstoff erzeugten Energie in kinetische Energie umgewandelt. Diese wird in dieser Form "gespeichert" und kann später dazu verwendet werden, das Fahrzeug auf der Landstraße zu bewegen. Ein Abziehen der Kraftstoffmenge, die der "gespeicherten" kinetischen Energie entspricht, von dem insgesamt verbrauchten Kraftstoff läßt nur den Kraftstoff zurück, der zum Bewegen des Fahrzeugs auf der Landstraße verbraucht wurde. Wenn die Sensoren periodisch vom Mikroprozessor 40 abgelesen werden, dann wird die Änderung in der kinetischen Energie durch die Differenz zwischen den Quadraten der Geschwindigkeiten gemessen, die beim letzten Abtastwert und beim vorletzten Abtastwert gemessen wurden. Die Differenz zwischen den Quadraten aufeinanderfolgender Abtastwerte der Geschwindigkeit müssen mit der halben Fahrzeugmasse multipliziert werde, um die Differenz dimensionsmäßig in eine Differenz kinetischer Energie umzuwandeln. Die Masse (oder äquivalent das Gewicht) des Fahrzeugs muß mit dem gleichen Maß an Genauigkeit bekannt sein, wie die gewünschte Korrektur.
Andere Berechnungsverfahren können das gleiche Ergebnis erzeugen. Beispielsweise die Differenz von Geschwindigkeiten über die gemessene Distanz geteilt durch die verstrichene Zeit (V 1 - V 2)/t ergibt die durchschnittliche Beschleunigung. Multipliziert mit der Masse ergibt M (V 1 - V 2)/t die mittlere Kraft zur Beschleunigung des Fahrzeugs. Dies multipliziert mit der mittleren Geschwindigkeit (V 1 + V 2)/2 ergibt M (V 1 - V 2) (V 1 + V 2)/2 t, die Kraft, die zur Beschleunigung erforderlich ist, und dies multipliziert mit der verstrichenen Zeit t ergibt M (V 1 - V 2) (V1 + V 2)/2, die notwendige Energie. Wenn diese Faktoren multipliziert werden, ist das Ergebnis MV 1 2/2 - MV 2 2/2, was augenscheinlich die Differenz kinetischer Energien über die zurückgelegte Distanz ist.
Der Gewichtungsfaktor, der zu der Änderung in der kinetischen Energie hinzugefügt werden sollte, muß die kinetische Energieänderung steigern, um den Kraftstoff zu berücksichtigen, der bei wirklichen Maschinen- und Getriebewirkungsgraden verbraucht würde, um das Fahrzeug anzutreiben, wenn beispielsweise beim freilaufenden Fahren die kinetische Energie nicht verfügbar wäre. Er muß auch den Energiewert in ein äquivalentes Kraftstoffgewicht umwandeln. Der notwendige Faktor ist:
(Kraftstoffverbrauch/Einheit der Änderung kinetischer Energie).
Dieser Korrekturfaktor kann als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gewichts berechnet werden und als Tabelle im ROM 64 gespeichert werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2C der Betrieb einer Version eines Rechnerprogramms für den Mikroprozessor 40 (in Fig. 1) erläutert. Der Zweck dieser Berechnungen besteht darin, die korrigierte Kraftstoffverbrauchsrate zu berechnen, die durch folgende Formel gegeben ist:
wobei Keq der Gewichtungsfaktor mal der halben Fahrzeugmasse ist und V 1 und V 2 Geschwindigkeiten am Ende und am Beginn der zurückgelegten Distanz sind.
Bei der Initialisierung von Block 100 werden gewissen Fahrzeugparametern Größen zugemessen. Diese umfassen: Achsradius, Rollradius der Fahrzeugreifen, einen Anfangsschätzwert der Zeitrate des Kraftstoffverbrauchs, die Zähnezahl an dem gezahnten Rad des Wegstreckensensors, die Impulsanzahl pro Liter, erzeugt durch die Kraftstoffverbrauchssensoren, das Kraftstoffverbrennungsverhältnis des Kraftstoffsystems der Maschine, die für die Änderung in der kinetischen Energie pro Fahrzeugeinheitsmasse äquivalente Kraftstoffmenge und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs. Viele dieser Variablen können im Wert rückgesetzt werden. Beispielsweise kann das Gesamtgewicht des Fahrzeugs durch die Bedienperson rückgesetzt, d. h. neu eingestellt werden.
Im Initialisierungsblock 102 der Abtastperiode werden die Abtastperiode der Wegstrecken- und Kraftstoffsensoren und die Anzahl verwendeter Abtastwerte bei den Gewichtungsberechnungen für Kraftstoff und Wegstrecke spezifiziert. Für einen speziellen Fahrzeugtyp können die in den Blöcken 100 und 102 initialisierten Parameter im ROM 64 gespeichert werden (Fig. 1). Im Block 104 berechnet das Programm Umwandlungsfaktoren für den Kilometerzähler, den Kraftstoffsensor und für die Änderung von kinetischer Energie in äquivalenten Kraftstoff. Diese Umwandlungsfaktoren verwenden die Fahrzeugparameter, die im Block 100 eingestellt wurden.
Die Blöcke 106, 108 und 110 bilden eine logische Schleife zur Initialisierung der Kraftstoff- und Distanzfelder, die im RAM gespeichert sind. Die ersten KCOUNT-Eingaben in die FUEL und DIST-Felder werden initialisiert. Das FUEL-Feld wird auf einen Wert gleich der Menge des in der abgeschätzten Initialisierungskraftstoffbrennrate in einer einzelnen Abtastperiode verbrannten Kraftstoffs initialisiert. Das DIST-Feld wird auf Null initialisiert.
Die Logikschleife, die die Blöcke 112 und 116 und die Subroutine SENSOR 114 enthält, wird beschritten, wobei der Block 112 die Ausgänge erhält, die von der Subroutine SENSOR 114 erzeugt werden. Die Subroutine SENSOR erzeugt Werte für IFLAG, VCOUNTS und FCOUNTS. IFLAG wird auf Null gehalten, bis VCLOCK Sekunden verstrichen sind. An diesem Punkt wird IFLAG auf 1 gesetzt, und die Werte von VCOUNTS und FCOUNTS werden im Speicher gespeichert. VCOUNTS und FCOUNTS zeichnen jeweils die Anzahl der Impulse auf, die von dem Wegstreckensensor und von dem Kraftstoffsensor während der Abtastperiode von VCLOCK Sekunden erzeugt werden. Wenn der Wert von IFLAG auf 1 gesetzt worden ist, erlaubt der Block 116 es dem Programm, zum Block 118 fortzuschreiten, in welchem der Wert von IFLAG rückgesetzt wird, und berechnet die inkrementelle Anzahl von Litern und Meilen, die in den letzten VCLOCK Sekunden erzeugt worden sind. Diese inkrementellen Werte werden erzeugt durch Multiplizieren der Koeffizienten KFUEL und KODO mit den Werten von FCOUNTS bzw. VCOUNTS. Die Blöcke 120 bis 124 bilden eine Logikschleife, die jeden der Werte in den FUEL- und DIST-Feldern um eine Stellung verschiebt.
Das Programm entkommt aus dieser Schleife, wenn alle laufenden Werte in den Feldern um eine Stelle nach oben geschoben worden sind, und das Programm tritt in den Block 126 ein. Der Block 126 fügt die letzte inkrementelle verbrauchte Kraftstoffmenge und die zurückgelegte Distanz zu den zuvor angesammelten FUEL- und DIST-Werten hinzu. Die Abtastwerte in der FUEL- und DIST-Feldern werden VCLOCK Sekunden versetzt genommen.
Die Steuerung geht dann zum Block 128 über, wo der über die letzten KCOUNT-1 Abtastperioden (WFUEL) verbrauchte Kraftstoff und die über die letzten KOUNT- 1 Abtastperioden (VDIST1) zurückgelegte Distanz berechnet wird. Außerdem werden zwei Paare von Distanz- und Geschwindigkeitsvariablen im Block 128 berechnet. Eine gewichtete Distanz (WDIST1), die Distanz, die über die letzten KCOUNT-1 Abtastperioden zurückgelegt wurde, wird durch die Anzahl der Abtastwerte geteilt, und die gewichtete Geschwindigkeit über die letzten KCOUNT-1 Abtastperioden wird berechnet, indem WDIST1 durch die Dauer einer einzelnen Abtastperiode geteilt wird. In gleicher Weise wird eine weitere gewichtete Distanzvariable (WDIST2) über die nächst zurückliegenden KCOUNT-1 Abtastperioden berechnet und durch die Anzahl der Perioden normiert. WSPED2 wird berechnet, indem die in jeder Abtastperiode zurückgelegte mittlere Distanz der am nächsten zurückliegenden KCOUNT-1 Abtastperioden durch die Anzahl der Sekunden in jeder Abtastperiode geteilt wird, um eine Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Steuerung geht dann zum Block 130 über.
Im Block 130 wird die korrigierte Kraftstoffwirtschaftlichkeitsrate berechnet, indem die jüngste Distanz pro Abtastperiode für die letzten KCOUNT -1 Abtastperioden durch die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch pro Abtastintervall in den letzten KCOUNT-1 Abtastperioden und der gewichteten Differenz zwischen den Quadraten der zwei im Block 128 berechneten Geschwindigkeitsvariablen geteilt wird. Dies ist der Wert, der dann durch den Mikroprozessor 40 umgewandelt und auf der Anzeige 70 dargestellt wird (Fig. 1). Die Steuerung des Programms kehrt dann zu der von den Blöcken 112 und 116 und der Subroutine SENSOR 114 gebildeten Logikschleife zurück. Diese Logikschleife sammelt nun einen Satz von VCOUNTs und FCOUNTs und verwendet diese Daten, um die korrigierte Kraftstoffwirtschaftlichkeitsrate MPGCOR zu aktualisieren.
Wenn das Programm, dessen Flußdiagramm in den Fig. 2A bis 2C dargestellt ist, für eine Maschine verwendet werden soll, die nur einen einzigen Kraftstoffverbrauchssensor benötigt (siehe Fig. 1), beispielsweise eine Cummins-Maschine, dann kann der Wert von FCOUNTs direkt vom Zähler 42, der mit dem Kraftstoffverbrauchssensor 12 verbunden ist, über die Signalaufbereitungsschaltung 32 ausgelesen werden. Wenn andererseits die Maschine beide Kraftstoffverbrauchssensoren 12 und 14 benötigt, wird FCOUNTs durch den Mikroprozessor 40 als die Differenz zwischen den Zählwerten berechnet, die von den Zählern 42 und 44 gelesen wurden.
Während das mit dem Flußdiagramm nach den Fig. 2A bis 2C beschriebene Rechnerprogramm auf Abtastwerten basiert, die über Abtastperioden genommen werden, die eine feste Zeitdauer haben, weiß der Fachmann doch, daß ein Rechnerprogramm für einen Mikroprozessor 40 in Fig. 1 alternativ auch die Zeit- und Distanzvariablen als Funktion fester Distanzstrecken abtasten kann. In diesem letzten Falle ist die unabhängige Variable für die Berechnungen die Distanz anstelle der vorteilhafteren Zeitvariablen.

Claims (11)

1. Fahrzeugkraftstoffwirtschaftlichkeitsmesser, bei dem die pro Einheit verbrauchten Kraftstoffs zurückgelegte Distanz über den Wert steigt, den man ansonsten erhält, durch die Änderung kinetischer Energie des Fahrzeugs während einer Meßperiode, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt, und entsprechend abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
2. Fahrzeugkraftstoffwirtschaftlichkeitsmesser, bei dem das verbrauchte Kraftstoffäquivalent der Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs ein Kraftstoffverminderungsfaktor bei der Berechnung der pro Einheit verbrauchten Kraftstoffs zurückgelegten Wegstrecke für eine steigende Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und bei dem das verbrauchte Kraftstoffäquivalent der Änderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs ein Kraftstoffsteigerungsfaktor bei der Berechnung der pro Einheit verbrauchten Kraftstoffs zurückgelegten Wegstrecke für eine abnehmende Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
3. Kraftstoffwirtschaftlichkeitsmeßvorrichtung zur Verwendung in einem Landfahrzeug, wobei das Landfahrzeug von einer Maschine angetrieben wird, die einen Kraftstoff verbraucht, enthaltend:
eine Einrichtung zum Messen von Zeitintervallen;
eine Einrichtung zum Messen von von dem Landfahrzeug zurückgelegten Distanzintervallen;
eine Einrichtung zum Messen des von der Maschine in einem Zeit- oder Distanzintervall verbrauchten Kraftstoffs; und
eine Einrichtung zum Berechnen eines korrigierten Kraftstoffverbrauchs der Maschine über ein Zeit- oder Distanzintervall durch Abziehen einer gewichteten Differenz der kinetischen Energie des Landfahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeit- oder Distanzintervalls von der gemessenen Kraftstoffverbrauchsrate über das Zeit- oder Distanzintervall und zum Berechnen eines Verhältnisses der von dem Landfahrzeug über das Zeit- oder Distanzintervall zurückgelegten Distanz zu dem korrigierten Kraftstoffverbrauch, oder seines Reziprokwertes.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Zeit- oder Distanzintervall ein Zeitintervall ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Berechnungseinrichtung ein Mikroprozessor ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin enthaltend einen ROM und einen RAM, wobei der ROM und der RAM mit dem Mikroprozessor verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der der Mikroprozessor die Differenz der kinetischen Energie des Landfahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeitintervalls auf der Grundlage gespeicherter Werte der gemessenen Kraftstoffverbrauchsrate über das Zeitintervall berechnet.
8. Kraftstoffwirtschaftlichkeitsmeßvorrichtung zur Verwendung in einem Landfahrzeug, wobei das Landfahrzeug von einer Maschine angetrieben wird, die einen Kraftstoff verbraucht, enthaltend:
eine Einrichtung zum Messen von Zeitintervallen;
eine Einrichtung zum Messen von von dem Landfahrzeug über ein Zeitintervall zurückgelegten Distanzintervallen;
eine Einrichtung zum Messen des von der Maschine über ein Zeitintervall verbrauchten Kraftstoffs;
einen Mikroprozessor zum Berechnen eines korrigierten Kraftstoffverbrauchs der Maschine über ein Zeitintervall durch Subtrahieren einer gewichteten Differenz der kinetischen Energie des Landfahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeitintervalls von dem gemessenen Kraftstoffverbrauch über das Zeitintervall, und zum Berechnen eines Verhältnisses des von dem Landfahrzeug über das Zeitintervall zurückgelegten Distanz zu dem korrigierten Kraftstoffverbrauch, und
eine Einrichtung zum Empfangen des korrigierten Kraftstoffwirtschaftlichkeitswertes von dem Mikroprozessor und zum Anzeigen des korrigierten Kraftstoffwirtschaftlichkeitswertes oder seines Reziprokwertes, des Kraftstoffverbrauchs pro Einheitsdistanz.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Anzeigeeinrichtung eine Digitalanzeigeeinrichtung ist.
10. Verfahren zum Messen der korrigierten Kraftstoffverbrauchsrate einer kraftstoffverbrauchenden Maschine in einem Landfahrzeug, enthaltend die folgenden Schritte:
  • A) Messen von Zeitintervallen;
  • B) Messen von von dem Landfahrzeug in einem Zeitintervall zurückgelegten Distanzintervallen;
  • C) Messen des von der Maschine in einem Zeitintervall verbrauchten Kraftstoffs;
  • D) Berechnen eines korrigierten Kraftstoffverbrauchs der Maschine über ein Zeit- oder Distanzintervall durch Abziehen einer gewichteten Differenz der kinetischen Energie des Landfahrzeugs am Ende und am Beginn des Zeitintervalls von dem gemessenen Kraftstoffverbrauch über das Zeitintervall; und
  • E) Berechnen eines Verhältnisses der korrigierten Kraftstoffverbrauchsrate zu der von dem Landfahrzeug über das Zeitintervall zurückgelegten Distanz, oder dessen Reziprokwertes.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das berechnete Verhältnis angezeigt wird.
DE3809798A 1987-03-23 1988-03-23 Verfahren und vorrichtung zum berechnen des korrigierten kraftstoffverbrauchs eines fahrzeugs Withdrawn DE3809798A1 (de)

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