DE2440398A1

DE2440398A1 - Measurement of instantaneous fuel consumption - designed for injection combustion engines in vehicles, ships and aircraft

Info

Publication number: DE2440398A1
Application number: DE2440398A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dipl Ing Florus
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1974-08-23
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1976-03-04

Abstract

Arrangement for measurement of fuel consumption in injection combustion engines comprises a control source (1) which issues signal (U1) proportional to the fuel injected per cycle in a combustion engine. This signal (U1) is fed into a circuit in which it is multiplied by a value proportional to the spaced and/or gear ratio of the engine and the output from the circuit is fed into an indicator (6) of fuel consumption of the engine. The control source (1) is an adjustable resistance connected across a constant voltage supply (U-const.) whose slide (2) is coupled to the injection pump adjusting arm (3). The circuit with indicator comprises a resistance (Rv) which is preceded by an auxiliary resistance (RV1-RV4) selectable depending on the gear ratio.

Description

Vorrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauchs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauchs fiir Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen.Device for measuring instantaneous fuel consumption The invention relates to a device for measuring the instantaneous fuel consumption for injection internal combustion engines, especially in motor vehicles, airplanes and ships.

Fiir Fahrer von Kraftfahrzeugen ist es von Interesse, den momentanen Kraftstoffverbrauch in Liter pro 100 km zu kennen, um beispielsweise sparsam fahren zu können oder Fehler am Motor zu erkennen. Lenker von Schiffen und Flugzeugen hingegen sind aus denselben Griinden am Kraftstoffverbrauch in Literripro Stunde interessiert.For drivers of motor vehicles it is of interest to know the current Knowing fuel consumption in liters per 100 km, for example in order to drive economically to be able to or to recognize faults in the engine. On the other hand, drivers of ships and airplanes are interested in the fuel consumption in liters per hour for the same reasons.

Es sind Durchflußmesser bekannt, z. B. fiir Kraftstoff-Zapfsäulen, welche von der Strömungsgeschwindigkeit der durchfliessenden Fliissigkeit angetrieben werden, diese sind jedoch bei so geringen Mengen, wie sie bei einer Kraftfahrzeug-Brennkreftmaschine verbraucht werden, nicht mehr einsetzbar. Auch Durchflußmesser mit geheizten halbleitern sind bei diesen kleinen Durchflußmengen in einfachen Ausfiihrungen viel zu ungenau.Flow meters are known, e.g. B. for fuel pumps, which are driven by the flow velocity of the flowing liquid are, however, in such small amounts as in an automotive internal combustion engine are consumed, can no longer be used. Also flow meters with heated semiconductors are far too imprecise in simple designs with these small flow rates.

Es ist Aufgabe der Erfindung, fiir Einspritz-Brennkraftmaschinen eine einfache Vorrichtung anzugeben, welche die gestellte Aufgabe mit hinreichender Genauigkeit erfiillt.It is the object of the invention to provide one for injection internal combustion engines simple device to indicate which the task at hand with sufficient accuracy fulfilled.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Regelgrößen-Qeber vorgesehen ist, der eine dem Kraftstoffverbrauch pro Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine proportionale Größe liefert, welche einer Schaltung zufiihrbar ist, in welcher sie mit einem der Motordrehzahl oder der Getriebejibersetzung zugeordneten Wert multipliziert wird und daß die Ausgangsgröße dieser Schaltung dem momentanen Kraftstoffverbrauch proportional und in einem Meßinstrument anzeigbar ist.This object is achieved in that a controlled variable Qeber is provided is the one proportional to the fuel consumption per duty cycle of the internal combustion engine Size supplies which can be fed to a circuit in which it is connected to one of the Motor speed or the value assigned to the gear ratio multiplied and that the output of this circuit is the instantaneous fuel consumption is proportional and can be displayed in a measuring instrument.

Bei Dieselmotoren bzw. Ottomotoren mit mechanischer Kraftstoffeinspritzung ist die Einspritzmenge pro ArbeitszyI'lus aller Zylinder proportional der Stellung der Regelstange an der Einspritzpumpe, bei Motoren mit elektronischer Einspritzung ist sie proportional der Dauer des Einspritzimpulses.For diesel engines or gasoline engines with mechanical fuel injection the injection quantity per working cycle of all cylinders is proportional to the position the control rack on the injection pump, in engines with electronic injection it is proportional to the duration of the injection pulse.

Der momentane Verbrauch pro Zeiteinheit ergibt sich aus Vt = VZ . nM . C1 mit Vt = Verbrauch pro Zeiteinheit V = Verbrauch pro Arbeitszyklus Z nM = Motordrehzahl cl = Dimensionskonstante Er kann in Liter pro Minute oder in Liter pro Stunde angegeben werden.The current consumption per unit of time results from Vt = VZ. nM. C1 with Vt = consumption per unit of time V = consumption per work cycle Z nM = Motor speed cl = dimensional constant It can be in liters per minute or in liters per hour.

Soll der momentane Verbrauch pro Wegstrecke ermittelt werden, so ist die Fahrgeschwindigkeit vF zu beriicksichtigen.If the current consumption per distance is to be determined, then is the driving speed vF must be taken into account.

vF = 21t R . nR = C . n 2 R mit R = Radhalbmesser nR = Rnddrehzahl c2 = Dimensionskonstante Die Raddrehzahl nR und die Motordrehzahl nM stehen einer die zwischen den beiden Wellen liegenden Getriebe in einem festen Verhältnis zueinander, das sich bei Stufengetrieben von Gang zu Gang ändert. vF = 21t R. nR = C. n 2 R with R = wheel radius nR = end speed c2 = dimensional constant The wheel speed nR and the engine speed nM have a fixed ratio to one another in a gearbox between the two shafts, which changes from gear to gear in multi-step gearboxes.

u = Übersetzungsverhältnis Der momentane Verbrauch pro Fahrstrecke V5 ist dann = V5 =VZ . ü . C3 c3 = Dimensionskonstante 3 Bei mechanischen Einspritzpumpen ist vorgesehen, daß der Regelgrößengeber ein veränderbarer Widerstand ist, dessen Abgriff von der die Einspritzmenge bestimmenden Regelstange der Einspritzpumpe verstellbar ist. Bei einem von der Erfindung bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel liegt dieser veränderbare Widerstand an einer konstanten Bezugsspannung. Dabei besteht die auf den Regelgrößen-Geber folgende und am Abgriff angeschlossene Schaltung und das Meßinstrument aus einem Spannungsmeßgerät mit Vorwiderstand.u = transmission ratio The current consumption per distance V5 is then = V5 = VZ. ü. C3 c3 = dimension constant 3 In the case of mechanical injection pumps, provision is made for the control variable generator to be a variable resistor, the tapping of which can be adjusted by the control rod of the injection pump that determines the injection quantity. In an exemplary embodiment preferred by the invention, this variable resistance is connected to a constant reference voltage. The circuit following the control variable transmitter and connected to the tap and the measuring instrument consist of a voltmeter with a series resistor.

Zum Ermitteln des momentanen Kraftstoff-Verbrauchs pro Fahrstrecke ist jedem Übersetzungsverhältnis der auf die Brennkraftmaschine folgenden Getriebe ein Vorwiderstand zugeordnet, der bei Einlegen des entsprechenden Ganges anschaltbar ist.To determine the current fuel consumption per route is each gear ratio of the gear following the internal combustion engine a series resistor is assigned, which can be switched on when the corresponding gear is engaged is.

Zum Ermitteln des momentanen Kraftstoffverbrauchs pro Zeit ist vorgesehen, daß der Vorwiderstand ein regelbarer Widerstand ist, dessen Widerstandswert abhängig von der Motordrehzahl veränderbar ist.To determine the current fuel consumption per time, it is provided that the series resistor is a controllable resistor whose resistance value depends can be changed by the engine speed.

Filr den praktischen Gebrauch ist von Vorteil, wenn dem Meßinstrument ein Schwellwertschalter mit einer variablen, auf einen bestimmten momentanen Kraftstoffverbrauch einstellbaren Schwelle zugeordnet ist, bei deren Überschreiten ein akustisches und/oder optisches Signal abgebbar ist.For practical use it is advantageous when the measuring instrument a threshold switch with a variable, based on a certain instantaneous fuel consumption adjustable threshold is assigned, when exceeded an acoustic and / or optical signal can be emitted.

Die Erfindung ist anhand eines schematischen AusfUhrungs beispiels in der Zeichnung näher dargestellt. Es beschreibt eine Vorrichtung zur Messung des momentanen Kraftstoffverbrauchs in Liter pro 100 km fiir ein Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe mit vier Vorwärts-Gängen.The invention is based on a schematic AusfUhrungs example shown in more detail in the drawing. It describes a device for measuring the current fuel consumption in liters per 100 km for a motor vehicle with a Manual transmission with four forward gears.

Ein als Regelgrößen-Geber arbeitendes Potentiometer 1 liegt an einer von der Fahrzeugbatteriespannung abgeleiteten stabilisierten Spannung + UCOnst. Der Abgriff 2 dieses Potentiometers ist mit der Regelstange der angedeuteten Kraftstoffeinspritzpumpe 3 verbunden und liefert eine dem Kraftstoffverbrauch pro Arbeitszyklus Vz proportionale Spannung U1. Diese gelangt über einen Schalter 4, der von einem angedeuteten Gangstellungsgeber 5 betätigt wird, an einen der vier den Gängen zugeordneten Vorwiderstände Rvi bis Rv4 und des Meßinstrument 6 mit dem Innenwiderstand Rg. Vorwiderstand und Meßinstrument bilden eine Spannungsmeßschaltung für die Spannung U mit Ul = n.Ug.A potentiometer 1 working as a control variable encoder is connected to one Stabilized voltage derived from the vehicle battery voltage + UCOnst. The tap 2 of this potentiometer is with the control rod of the indicated fuel injection pump 3 connected and provides a fuel consumption per duty cycle Vz proportional Voltage U1. This arrives via a switch 4, which is controlled by an indicated gear position transmitter 5 is actuated, to one of the four series resistors Rvi bis assigned to the gears Rv4 and the measuring instrument 6 with the internal resistance Rg. Series resistor and measuring instrument form a voltage measuring circuit for the voltage U with Ul = n.Ug.

Wird diese Formel durch Vs = Vz . ii . C ersetzt, so ergibt 3 sich VZ = U1, VS = Ug, Ü . C3 = n Damit und mit R 5 R (n - i) kann der Wert der Vorwiderstände v g berechnet werden. Die Skala des Meßinstrumentes 6 kann direkt 1/100 km anzeigen.If this formula is given by Vs = Vz. ii. Replaces C, we get 3 VZ = U1, VS = Ug, Ü. C3 = n With this and with R 5 R (n - i) the value of the series resistors v g can be calculated. The scale of the measuring instrument 6 can directly show 1/100 km.

Dem Meßinstrument 6 parallel liegt ein einstellbarer Schwellwertschalter 7, der bei Überschreiten der eingestellten Spannung ein akustisches Signal huber einen Signalgeber 8 abgibt.An adjustable threshold switch is located parallel to the measuring instrument 6 7, which emits an acoustic signal when the set voltage is exceeded a signal generator 8 emits.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch mit anderen Mitteln realisiert werden, z. B. in Digitaltechnik mit codierter Übermittlung der Gangstellung oder mit einer Multiplizierschaltung in Analogtechnik.However, the invention is not limited to this exemplary embodiment, but can also be implemented by other means, e.g. B. in digital technology with coded transmission of the gear position or with a multiplier circuit in analog technology.

Claims

A n s p r ii c h eA n s p r ii c h e

1. Vorrichtung zur Messung des momentanen Kra ftstoffverbrauches fiir Einspritz-Brennkraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelgrößen-Geber (i) vorgesehen ist, der eine dem Kraftstoffverbrauch pro Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine proportionale Größe (U1) liefert, welche einer Schaltung zuführbar ist, in welcher sie mit einem der Motordrehzahl oder Getriebeiibersetzung zugeordneten Wert multipliziert wird und daß die Ausgengsgröße (U ) dieser Cchalttmg dem g momentanen Kraftstoffverbrauch proportional und in einem Meßinstrument (6) anzeigbar ist.1. Device for measuring the instantaneous fuel consumption Injection internal combustion engines, especially in motor vehicles, airplanes and ships, characterized in that a controlled variable encoder (i) is provided, which is one of the Fuel consumption per working cycle of the internal combustion engine proportional size (U1) supplies which can be fed to a circuit in which it is connected to one of the The value assigned to the engine speed or gear ratio is multiplied and that the output variable (U) of this Cchalttmg corresponds to the current fuel consumption is proportional and can be displayed in a measuring instrument (6).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelgrößen-Geber (i) ein veränderbarer Widerstand ist, dessen Abgriff (2) von der die Einspritznienge bestimmenden Regelstange der Elnspritzpllmpe (3) lrersteJlbar ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the controlled variable transmitter (i) is a variable resistor, the tap (2) of which is connected to the injection valve The control rod of the injection valve (3) that determines the control rod can first be set.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dnn der vereinderhtrc Widerstand (1) an einer konstanten Bezugs-Spannung (Uconst) liegt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Vereinderhtrc thin Resistance (1) is at a constant reference voltage (Uconst).

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Regelgrößen-Geber (i) folgende und am Abgriff (2) angeschlossene Schaltung und das Meßinstrument (6) aus einem Spannungsmeßgerät mit Vorwiderstand (Rv) besteht.4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the following on the controlled variable transmitter (i) and at the tap (2) connected circuit and the measuring instrument (6) from a voltmeter with series resistor (Rv).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Übersetzungsverhältnis (ii) der auf die Brennkraftmaschine folgenden Getriebe ein Vorwiderstand (Rv1 bis Rv4) zugeordnet ist, der bei Einlegen des entsprechenden Ganges an-schaltbar ist.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that each Gear ratio (ii) of the transmission following the internal combustion engine Series resistor (Rv1 to Rv4) is assigned, which when inserting the corresponding Ganges can be switched on.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand ein regelbarer Widerstand ist, dessen Widerstandswert abhängig von der Motordrehzahl veranderbar ist.6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the series resistor is an adjustable resistor, the resistance value of which depends on the engine speed is changeable.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet1 daß dem Meßinstrument (6) ein Schwellwertschalter (7) mit einer variablen, auf einen bestimmten momentanen Kraftstoffverbrauch einstellbarren Schwelle zugeordnet ist, bei deren Überschreiten ein akustisches und/oder optisches Signal abgebbar ist.7. Device according to one or more of the preceding claims, as characterized1 that the measuring instrument (6) has a threshold switch (7) a variable, adjustable to a specific instantaneous fuel consumption Threshold is assigned, when exceeded an acoustic and / or visual Signal can be emitted.