DD241779A1

DD241779A1 - Verfahren und vorrichtung zum anzeigen momentaner betriebswerte einer brennkraftmaschine in einem kraftfahrzeug

Info

Publication number: DD241779A1
Application number: DD28188385A
Authority: DD
Inventors: Cornel Stan; Andreas Brandl
Original assignee: Zschopau Motorrad Veb
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1986-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen momentaner Betriebswerte einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wodurch insbesondere die Auswahl des optimalen Getriebeganges, entsprechend der jeweiligen Fahrsituation, erleichtert und ein guenstiger Kraftstoffverbrauch erzielt werden. Ziel der Erfindung ist, einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch in allen Betriebsbereichen zu erreichen sowie eine einfach ablesbare Information ueber vorhandene Leistungsreserven zu vermitteln. Die Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der fuer das Fahrverhalten erforderliche Informationen erfasst und uebersichtlich angezeigt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die jeweiligen Betriebswerte der Brennkraftmaschine in einem Anzeigefeld, mit dem der Brennkraftmaschine entsprechenden Motorkennlinienfeld und den Linien konstanten Kraftstoffverbrauchs, optisch angezeigt werden. Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens. Fig. 1

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen momentaner Betriebswerte einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug _; , _:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen momentaner Betriebswerte einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wodurch insbesondere die Auswahl des optimalen Getriebeganges, entsprechend der jeweiligen Fahrsituation, erleichtert und ein günstiger Kraftstoffverbrauch erzielt werden»

Charakteristik der bekann,ten technischen.

Wach DE-OS 1811639 ist eine Meßvorrichtung mit Durchflußmengenmesser und Anzeige für den momentanen Kraftstoffverbrauch einer Brennkraftmaschine bekannt. Der ermittelte Kraftstoffstrom ist direkt proportional einer Drosselklappenoder Regelstangenstellung einerseits und der Motordrehzahl andererseits und stellt somit eine allgemeine Aussage über den Kraftstoffverbrauch ohne Bezug auf den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine in den gefahrenen Bereich dar«, So kann z. B. die für einen bestimmten Fahrzustand erfoderliche Leistung in zwei verschiedenen Getriebegängen erreicht werden, wobei jeder dieser Gänge einer bestimmten Kombination Drosselklappen- oder Regelstangenstellung und Motordrehzahl entspricht. Mittels einer Kraftstoffdurchflußmessung kann nicht eindeutig ermittelt werden, welche Variante die wirtschaftlichere ist» Bei kleineren Getriebegang ist eine höhere Motordrehzahl zu verzeichnen, dafür aber oft eine geringere Drosselklappenöffnung oder ein geringerer Regeistangenhub als bei dem höher gewählten Gang. Dadurch können ähnliche Kraftstoffdurchflußwerte resultieren, obwohl der Betriebswert im Motorkennlinienfeld der dem kleineren Gang entspricht, nach dem spezifischen Kraftstoffverbrauch auch der wirtschaftlicherer ist.

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Des v/eiteren ist nach DE-PS 2003312 eine Einrichtung bekannt, bei der neben dem Kraftstoffdurchfluß auch der Streckenkraftstoffverbrauch angezeigt wird» Dabei wird neben der Messung der Kraftstoffströmung auch eine Ermittlung der Motordrehzahl oder der Pahrzeuggeschwindigkeit vorgenommen. Mit dieser Einrichtung ist eine genauere Aussage zur Wirtschaftlichkeit der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Pahrzuständen für längere Strecken mögliche Aus dem ermittel ten Streckenverbrauch und der relativ trägen Bauart der Einrichtung, kann allerdings keine Entscheidung über den zu wählenden Betriebswert des Motors bei einer bestimmten Pahsituation getroffen v/erden.

Bei einer weiteren Einrichtung nach DE-PS 1964181 wird ebenfalls der Kraftstoffdurchfluß und der Streckenkraftstoffverbrauch durch eine elektronische Multiplizierschaltung ermittelt.

Nach DE-PS 1573793 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige des Betriebswirkungsgrades einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der auf einer Katodenstrahlröhre ein Maschinenleistungsdiagramm angezeigt wird. Bei einer weiteren Ausführung wird die Katodenstrahlröhre mit einem oszulierenden Sektor waagerecht und einer über einen Führungsdraht bewegliche Meßscheibe senkrecht ersetzte Die beiden Teile bewegen sich als Punktion der Motordrehzahl bzw. der Drosselklappenstellung, wodurch der gefahrene Betriebswert im Motorkennlinienfeld angezeigt wird. Gegenüber der Katoden strahlröhre werden dafür keine Speicherfunktionen benötigt. Durch beide Ausführungen wird die Wirtschaftlichkeit der Brennkraftmaschine exakt angezeigt. Auf Grund des erhöhten Bauaufwandes und der komplexen Punktionsbedingungen sind beide Vorrichtungen für den Einbau in Kraftfahrzeugen weniger geeignet.

Ziel der Erfindung ist, einen wirtschaftlichen Kraftstoffverbrauch in allen Betriebsbereichen einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug zu erreichen sowie eine einfach ablesbare Information über deren noch vorhandenen Leistungsreserven zu vermitteln.

Darlegung гіея Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung su schaffen, mit der für das Fahrverhalten erforderliche Informationen über die Brennkraftmaschine erfaßt und übersichtlich angezeigt werden» Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die jeweiligen Betriebswerte der Brennkraftmaschine in einem Anzeigefeld, mit dem der Brennkraftmaschine entsprechenden Motorkennlinienfeld und den Linien konstanten Kraftstoffverbrauchs, optisch angezeigt werden« Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist das Anzeigefeld ein Diagramm mit einem Koordinatensystem auf, auf dem auf der Abszisse die Drehzahl und auf der Ordinate das Drehmoment dargestellt sind und repräsentative Werte beider Größen im Koordinatensystem einen Raster bilden, in dem die Linien konstanten spezifischen Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine eingezeichnet sind und daß auf bestimmten Geraden konstanter Drehzahlwerte Leuchtdioden (LED) angeordnet sind. Die LED sind schaltungsmäßig in den Knoten einer Vernetzung zwischen den Geraden bestimmter konstanter Drehzahlwerte und den Linien bestimmter Drosselklappenstellungen bzw„ Regelstangenstellungen vorgesehen. Die Anzeige der Brennkraftmaschine erfolgt schaltungstechnisch über einer zweidimensionalen LED-Matrix, wobei die vertikale Steuerspannung als direkt proportionale Meßgröße aus der Motordrehzahl und das horizotale Steuersignal als Maß für die Stellung der Drosselklappe bzw. Regelstange abgeleitet werden. Die LED sind entsprechend der anzuzeigenden Minimal-, Mittel- und Maximalwerte des spezifischen Kraftstoffverbrauchs farblich unterschiedlich ausgebildet.

Die durch die Linien konstanten spezifischen Kraftstoffverbrauchs abgegrenzten Bereiche sind als Schichten oder farblich unterschiedlich gestaltet. Im Anzeigefeld können Hyperbeln konstanter Leistungswerte vorgesehen sein, die eine andere farbliche Darstellung als der Raster des Anzeigefeldes aufweisen.

Zur Anzeige dient das vom Hersteller aufgenommene Motorkennlinienfeld der Brennkraftmaschine, wobei alle Kennlinien, mit Ausnahme der Linien gleicher Drosselklappenoder Regelstangenstellungen, dargestellt werden können. Die Linien gleicher Drosselklappen- oder Regelstangenstellungen sind jeweils aus Reihen von LED gebildet, von denen nur eine einzige, beim Überschneiden der augenblicklich gefahrenen Drehzahl, leuchtet_o Damit befindet sich jeder Betriebswert der Brennkraftmaschine in einem Knoten, der aus der Überschneidung einer Linie gleicher Drehzahl und einer Kurve gleicher Drosselklappen- oder Regelstangenstellung gebildet wird· Als Eingangssignal dienen die Motordrehzahl und die Drosselklappen- oder Regelstangenstellungen, welche mit üblichen einfachen Aufnehmer registriert werden können. Das Verfahren geht von den Kenngrößen aus j die üblicherweise für eine Brennkraftmaschine als Kennfeld dargestellt werden und für einen in Serie hergestellten Motortyp₉ im Rahmen bestimmter Toleranzwerte gleich bleiben. Zur besseren Übersichtlichkeit werden nur Kurven des spezifischen Kraftstoffverbrauches für eine vertretbare Verbrauchswertanzahl dargestellt. Die durch die Kurven abgegrenzten Bereiche können als Schichten oder farblich unterschiedlich dargestellt werden» Des weiteren ist es möglich, auch Leistungshyperbeln im Anzeigefeld aufzutragen, die sich von den anderen Kurven farblich unterscheiden. Die Zuordnung einer bestimmten Wertpaarung ist nur für einen Motortyp und in gewissen Toleranzgrenzen gültig» Pur jede Motorvariante muß eine bestimmte Anzeige konzipiert werden.

Diese Methode ist aber vorteilhafter als eine Anzeige aufgrund einer Speicherung, die auch je nach Motortyp unterschiedliche Werte beinhaltet, da der Aufwand zum Speicherverfahren und zur Darstellung von gespeicherten Daten erheblich höher ist.

Durch die Erfindung kann augenblicklich für eine gegebene Fahrsituation entschieden werden, welcher Getriebegang aus der Sicht der Wirtschaftlichkeit günstiger ist. Die Darstel lung ermöglicht eine Abschätzung der noch vorhandenen Leistungsoder Drehmomentreserve, was sich vorteilhaft auf Überholmanöver auswirkt.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachstehend erläutert werden» In den Zeichnungen zeigen. Figo 1 - ein Anzeigefeld der Vorrichtung mit dem Motorkennlinienfeld der Brennkraftmaschine und den Leuchtdioden (LED) Figo 2 - eine LED-Matrix mit Ansteuerungselektronik im Blockschaltbild.

Das Anzeigefeld gern, Figo 1 ist so gestaltet, daß in einem Koordinatensystem auf der Abszisse die Drehzahl und auf der Ordinate die Energiedichte und/oder das Drehmoment aufgetragen sind, wobei einige runde Drehzahl- bzw_o Energiedichte Drehmomentwerte durch Linien verbunden sind und ein Raster ergebene In das Raster sind die Kurven konstanten spezifischen Kraftstoffverbrauches eingetragen. Im Anzeigefeld ist jede von zwei Kurven gleichen Kraftstoffverbrauches abgegrenzte Fläche in der Tiefe abgestuft, so daß das Anzeigefeld als Relief ausgebildet ist» Es besteht auch die Möglichkeit, die einzelnen Flächen farblich zu gestalten, so daß eine gute Übersichtlichkeit gegeben ist»

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Eine bestimmte Paarung Drehzahl/Drosselklappensteilung entspricht jeweils einen Knoten in der Vernetzung und ist mit einer IiED im Anzeigefeld versehene Erreicht der Motor die festgelegten Werte der Drehzahl und der Drosselklappenstellungen, so leuchtet die entsprechende LED auf_o Eine Änderung der Drehzahl und/oder der Drosselklappenstellung hat eine andere Wertepaarung zur Folge und somit das Ansprechen einer anderen LED. Eine Beschleunigung kann auf dem Anzeigefeld anhand der nacheinander aufleuchtenden LED gut verfolgt werden« (gestrichelte Linie in Pig. 1) Die Wahl einer anderen Getriebeübersetzung hat die Änderung dieses Beschleunigungsweges in ein Bereich mit anderen Kraftstoff Verbrauchswert en zur Folge. So ist selbst bei dynamischen Motorverhalten die Wahl des günstigsten Weges möglich. Um ein leichtes Erkennen der sparsamen Bereiche des Kraftstoffverbrauches zu ermöglichen, sind die LED selbst farblich gekennzeichnet. Pur alle Verbrauchswerte unter 400 g/Kwh sind grüne, für den Bereich 400 - 420 g/Kwh gelbe und für den Bereich über 420 g/Kwh rote LED vorgesehen. Die LED sind schaltungsmäßig gem. Figo 2 in den Knoten einer Vernetaung zwischen der Geraden bestimmten konstanten Drehzahlwerten und den Linien bestimmten, konstanten Drosselklappen- oder Regelstangenstellungen vorgesehen Die Anzeige der Betriebswerte und des zugehörenden spezifischen Kraftstoffverbrauches wird schaltungstechnisch mit Hilfe einer zweidimensionalen LED-Matrix realisiert. Die vertikale Steuerspannung wird als direkt proportionale Meßgröße aus der Motordrehzahl gewonnen. Durch eine bekannte IS wird auf jeweils eine der benötigten Spalten der Matrix, entsprechend der Motordrehzahl, die Anodenspannung der LED zugeführt_o Das horizontale Steuersignal als Maß für die Stellung der Drosselklappe oder der Regeistange kann je nach benötigten Auflösungsgrad bzw» Genauigkeitsanforderung, durch verschiedene Meßmethoden erhalten und verarbeitet werden. Eine Möglichkeit ist die Stellung der Drosselklappe bzw, den Weg der Regelstange mittels eines Stufenschalters in die erforderlichen Winkelbereiche einzuteilen«.

Eine weitere Möglichkeit ist analog zur Verarbeitung der vertikalen Steuerspannung den Drehwinkel der Drosselklappe bzw, die Wegänderung der Regelstange in eine äquivalente Spannung oder Strom umzusetzen und mit Hilfe einer bekannten elektronischen Schaltung die entsprechenden Zeilen der Matrix anzusteuern·* Die Schnittpunkte der Zeilen und Spalten und damit die Anordnung der LED werden geometrisch so gewählt, damit das für den jeweiligen Motortyp charakteristische Kennfeld und seine typischen Bereiche entsteht с Die sich in dem Schnittpunkt der angesteuerten Zeile und Spalte befindliche LED zeigt die augenblickliche Stellung im Motorkennlinienfeld an.

Claims

Erfindungsansprüche:

Verfahren zum Anzeigen momentaner Betriebswerte einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wodurch insbesondere die Auswahl des optimalen Getriebeganges, entsprechend der jeweiligen Fahrsituation, erleichtert und ein günstiger Kraftstoffverbrauch erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Betriebswerte der Brennkraftmaschine in einem Anzeigefeld, mit dem der Brennkraftmaschine entsprechenden Motorkennlinienfeld und den Linien konstanten Kraftstoffverbrauchs, optisch angezeigt werden.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld ein Diagramm mit einem Koordinatensystem aufweist, auf dem auf der Abszisse die Drehzahl und auf der Ordinate das Drehmoment dargestellt sind und repräsentative Werte beider Größen im Koordinatensystem einen Raster bilden, in dem die Linien konstanten spezifischen Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine eingezeichnet sind und daß auf bestimmten Geraden konstanter Drehzahlwerte Leuchtdioden (LED) angeordnet sind.

Vorrichtung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LED schaltungsmäßig in den Knoten einer Vernetzung zwischen den Geraden bestimmter konstanter Drehzahlwerte und den Linien bestimmter Drosselklappenstellungen oder Regelstangenstellungen vorgesehen sind.

Vorrichtung nach den Punkten 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Betriebswerte der Brennkraftmaschine schaltungstechnisch über einer zweidimensionalen LED-Matrix erfolgt, wobei die vertikale Steuerspannung als direkt proportionale Meßgröße aus der Motordrehzahl und das horizontale Steuersignal als Maß für die Stellung der Drosselklappe abgeleitet werden»

5· Vorrichtung nach den Punkten 2 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die LSD entsprechend der anzuzeigenden Minimal-, Mittel- und Maximalwerte des Kraftstoffverbrauches, farblich unterschiedlich ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach den Punkten 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Linien konstanten spezifischen Kraftstoffverbrauchs abgegrenzten Bereiche als Schichten oder farblich unterschiedlich gestaltet sind»

Vorrichtung nach den Punkten 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Anzeigefeld Hyperbeln konstanter Leistungswerte vorgesehen sind, die eine andere farbliche Darstellung als der Raster des Anzeigefeldes aufweisenо

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen