DE3346548C2

DE3346548C2 - Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE3346548C2
Application number: DE19833346548
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. 8000 München Zelinka
Original assignee: M A N Nutzfahrzeuge GmbH, 8000 München
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1987-05-14
Also published as: DE3346548A1

Abstract

Eine Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen mit einem mehrstufigen Getriebe und einer Einspritzpumpe kennzeichnet sich durch einen Fühler, der eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung liefert, und eine Rechenschaltung, welche die Meßspannung mit einem Faktor multipliziert, der dem jeweils wirksamen Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht. Der Fühler liefert die Meßspannung, insbesondere durch Ermittlung der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe. Die Ausgangsspannung der Rechenschaltung wird bei einem Anzeigegerät auf einer Skala angezeigt, die in Liter pro km oder in Liter pro 100 km geeicht ist. Dadurch wird eine vergleichsweise genaue und trotzdem einfache Kraftstoffverbrauchsanzeige geschaffen, die während des Fahrbetriebes wirksam ist und streckenbezogene Verbrauchswerte anzeigt.

Description

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, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Anordnung ist durch die DE-OS 20 34 067 bekannt. Diese Anordnung weist ein Anzeigeinstrument zur Anzeige des spezifischen Kraftstoffverbrauches auf, also der Menge an verbrauchtem Kraftstoff, bezogen auf die zurückgelegte Wegstrecke. Eine solche Anzeige erfolgt in der Regel in l/100 km.

Da die Kraftstoffmenge auf die Wegstrecke bezogen ist, ermittelt die bekannte Anordnung auch einerseits einen Parameter für die Kraftstoffmenge und andererseits einen Parameter für die zurückgelegte Wegstrecke.

Als Parameter für die eingespritzte Kraftstoffmenge wird die Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe ermittelt. Als Parameter für die zurückgelegte Wegstrecke wird die Motordrehzahl gewählt, die mit einem Faktor für die Schaltstellung des Getriebes multipliziert wird. In einer Rechenschaltung werden die Parameter zusammen mit fahrzeugspezifischen Konstanten verarbeitet.

Die bekannte Anordnung ist, verglichen mit aufwendigen Durchflußmeßeinrichtungen, verhältnismäßig einfach und liefert dennoch hinlänglich genaue Meßwerte.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anordnung noch weiter in Aufbau und Bedienung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Lösung besteht, kurz gesagt, darin, daß trotz der Anzeige des spezifischen Kraftstoffverbrauches nicht mehr, wie bisher, die zurückgelegte Wegstrecke ermittelt wird. Der Erfindung liegt nämlich die Erkenntnis zugrunde, daß ein einziger Parameter ausreicht, wenn die Einspritzpumpe starr mechanisch mit dem Motor verbunden ist, und zwar jener der Treibstoffmenge, also bevorzugt der Parameter der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe.

Da nämlich die jeweils eingespritzte Treibstoffmenge von der auf den Motor einwirkenden Last und der Motordrehzahl abhängig ist, kann somit aufgrund der Motorcharakteristik jeder Motordrehzahl und Last eindeutig ein Treibstoffmengenwert zugeordnet werden. Zwar sind bei gleichem Treibstoffverbrauch und unterschiedlicher Last auch unterschiedliche Drehzahlen möglich, doch da der Drehzahlenverlauf keine Unstetigkeit stellen oder gar Sprünge aufweisen kann, kann, wenn der Rechenschaltung der Anordnung die Motorkennwerte bekannt sind, stets eindeutig aus einem vorausgehenden Drehzahlwert infolge der Änderung des Treibstoffverbrauchs auf den nachfolgenden Drehzahlwert geschlossen werden. Im übrigen ist es bekannt, mittels einer Rechenschaltung aus einer Anzahl möglicher Werte nur die sinnvollen auszuwählen. Die erfindungsgemäße Anordnung kommt somit mit einem einzigen Meßfühler zum Ermitteln der Treibstoffmenge aus, um unter Berücksichtigung des eingelegten Ganges und der Motor- und Fahrzeugkennwerte den jeweils vorliegenden spezifischen Kraftstoffverbrauch anzuzeigen. Hierbei wäre es grundsätzlich möglich, daß der Fahrer vor der Abfrage eines Meßwertes den jeweils eingelegten Gang in die Rechenschaltung eingibt. Erfindungsgemäß ist jedoch bevorzugt ein zweiter Meßfühler vorgesehen, der die Getriebestellung ermittelt und in die Rechenschaltung eingibt, so daß ohne Zutun des Fahrers auch die Schaltstellung des Getriebes berücksichtigt und stets der zutreffende spezifische Kraftstoffverbrauch angezeigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild mit Regelstangenpotentiometer, Rechenschaltung und Verbrauchsanzeigegerät, und
Fig. 2 eine schematische Getriebegang-Schaltanordnung zwecks Schaltung der Rechenschaltung nach Fig. 1.
Zwischen der Kraftstoff-Einspritzmenge und der Regelstangenstellung der Einspritzpumpe besteht ein Zusammenhang. Die Funktion ist in erster Näherung linear, so daß für die Fördermenge folgende Beziehungen gelten:
Q ~ K ₁ + K ₂ · n _M · q [1/h] (1)
bzw.
Q ~ K ₁ + K ₃ · n _M · S _R (2)
wobei
Q = Fördermenge in l/h
n _M = Motordrehzahl
q = Fördermenge je Hub
K ₁, K ₂, K ₃ = Konstanten
K ₁ = Einspritzmenge bei Leerlaufdrehzahl
K ₂ = abhängig von tech. Daten des Motors und der Einspritzpumpe
S _R = Regelstangenweg
Für den zeitbezogenen Kraftstoffverbrauch ausschließlich während des Fahrbetriebes gilt aus (1):
Q&min; ~ K ₂ · n _M · q [l/h] (3)
Mithin ergibt sich aus dem variablen Verbrauchsanteil gemäß (3) als streckenbezogene Verbrauchsgröße bezogen auf die Geschwindigkeit v [km/h] °=c:30&udf54;&udf53;VU10&udf54;&udf53;VZ2&udf54; &udf53;VU10&udf54;bzw. die Verbrauchsgröße V:
V = K · S _R · i _G [l/km] (5)
wobei
n _G = Drehzahl am Getriebeausgang
i _G = Getriebeübersetzung.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht zwecks Realisierung der Funktion (5) vor, auf elektronischem Wege eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung U ₂ zu erzeugen, die über eine Rechenschaltung 2 oder Spannungsübertragungsschaltung mit konstanten Faktoren multipliziert wird, die dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis i _G des geschalteten Getriebeganges entsprechen.
Gemäß Schaltbild der Fig. 1 gibt ein Regelstangenpotentiometer 3 mit einem Fühler 1 zur Erkennung der Regelstangenstellung eine proportionale Gleichspannung U ₁ ab. Dem Regelstangenpotentiometer 3 ist eine Rechenschaltung 2 in Form eines Widerstandes R ₂ und nachgeordneter parallelgeschalteter Widerstand R ₁ nachgeschaltet, wobei die Ausgangsleitung ein Spannungsanzeigegerät 6 umfaßt, das auf einer geeichten Skala die Ausgangsspannung U ₂ entsprechend in Liter pro km oder in Liter pro 100 km anzeigt. Die Rechenschaltung 2 umfaßt ferner einen Operationsverstärker 4, der zu den Widerständen R ₁ parallelgeschaltet ist. Den einzelnen Widerständen R ₁ sind elektrische Schalter 5 vorgeordnet, die bei entsprechender Stellung des Getriebegang-Wahlhebels gemäß Fig. 2 wechselweise betätigbar sind. Die elektrischen Schalter 5 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 Nockenschalter.
Gemäß Schaltbild nach Fig. 1 gilt:
°KU°T2°t¤=¤°KU°T1°t@W:°KR°kÉ:°KR°kÊ&udf54;°z
wobei der Widerstand R ₂ ein ausgewählter Festwert ist und die Widerstände R ₁ so gewählt werden, daß bei ihrer Zuschaltung über die Schalter 5 ein dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis des Getriebes entsprechender Faktor entsteht. Das Schließen der Schalter 5 erfolgt durch das Einlegen des jeweiligen Getriebegangs.

Claims

1. Anordnung zur Ermittlung und Anzeige des Kraftstoffverbrauchs in Fahrzeugen mit einem mehrstufigen Getriebe und einer Einspritzpumpe, deren Fördermenge zur Lage einer Regelstange und zur Motordrehzahl proportional ist, insbesondere in Fahrzeugen mit Dieselmotoren, mit einer Meßeinrichtung, die einen Meßfühler aufweist, der eine der eingespritzten Kraftstoffmenge proportionale Meßspannung liefert, und zwar bevorzugt durch Ermittlung der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe, eine Rechenschaltung, die die Meßspannung mit einem Faktor multipliziert, der dem jeweils wirksamen Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht, wobei ein fahrzeugspezifischer, konstanter Faktor für den Einbau in ein bestimmtes Fahrzeug Berücksichtigung findet, und ein Anzeigeinstrument zum Anzeigen des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung neben dem Meßfühler für die eingespritzte Treibstoffmenge allenthalben nur noch falls erforderlich, einen Meßfühler für den Schaltzustand des Getriebes aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (1) durch Ermittlung der Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe die Meßspannung (U ₁) liefert.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (2) einen Operationsverstärker (4) aufweist, dessen Verstärkungsfaktor entsprechend dem eingeschalteten Übersetzungsverhältnis (i _G ) des Getriebes einstellbar ist.

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 Gesamtverstärkungsfaktor zu ändern.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, die auf die Stellung (7) des Getriebe-Schaltgestänges anspricht, um den jeweiligen Faktor auszuwählen.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Anzeigegerät (6), welches die Ausgangsspannung (U ₂) der Rechenschaltung (2) auf einer Skala anzeigt, die in Liter/km oder Liter/100 km geeicht ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (6) ein Analoganzeigegerät ist.