DE3145687C1

DE3145687C1 - Einrichtung zur UEberwachung des Kraftstoffverbrauchs fuer Kraftfahrzeuge mit Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE3145687C1
Application number: DE3145687A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. Ing. 7311 Dettingen Strifler
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1983-06-01
Also published as: IT8249471A0; US4494404A; GB2112137B; FR2516650A1; FR2516650B1; SE8206584L; GB2112137A; SE8206584D0; IT1148656B; SE447228B

Description

Einrichtung zur Überwachung des Kraftstoffverbrauchs für Kraftfahrzeuge mit Schaltgetriebe, insbesondere Nutzfahrzeuge, die mit einer Auswertungseinheit und einer Anzeigeeinheit versehen sind, die aus einer Verarbeitung von fahrzeugspezifischen Daten, die in einem elektronischen Speicher der Auswertungseinheit fest gespeichert sind, sowie von in die Auswertungseinheit eingebbaren, für den Kraftstoffverbrauch und den Betriebszustand des Antriebsaggregats des Fahrzeuges charakteristischen Daten ein mit dem Momentanverbrauch des Fahrzeuges korreliertes Ausgangssignal erzeugt und zur Abgabe eines Anzeigesignals ansteuerbar ist, das dem Fahrer eine Information über die bei Wahl einer anderen Getriebestufe zu erwartende Kraftstoffausnutzung vermittelt.

Einrichtungen dieser Art werden für Nutzfahrzeuge benötigt, die, verglichen mit Personenkraftwagen relativ schwach motorisiert sind, dafür aber mit Schaltgetrieben in wesentlich höherer Anzahl von Schaltstufen, z. B. Gängen ausgerüstet sind, um die installierte Motorleistung gut ausnutzen zu können.'Eine übliche Abstufung dieser Gänge, z. B. die sogenannte geometrische Abstufung, vorausgesetzt, kann dabei in mehreren Gängen dieselbe Vortriebsleistung erzielt werden, wenn auch mit verschiedener Kraftstoffausnutzung.

Zweck einer Einrichtung der eingangs genannten Art ist es, dem Fahrer eine Entscheidungshilfe für eine unter

Gesichtspunkten der Minimierung des Kraftstoffverbrauches optimale Wahl der Schaltstufe zu ermöglichen, bei der der Motor in einer gegebenen Fahrsituation in seinem günstigsten Wirkungsgradbereich arbeitet. Im Rahmen einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art ist ein Drehzeigerinstrument vorgesehen, das eine Analoganzeige des Kraftstoff-Momentanverbrauchs vermittelt, wobei die Bereiche hohen und niedrigen Verbrauches durch unterschiedliche Farbgebung der Anzeigeskala als zunehmend unwirtschaftlich bzw. wirtschaftlich charakterisiert sind. Wetter ist im Rahmen der bekannten Einrichtung ein Mikroprozessor vorgesehen, der aus einer Verarbeitung fest gespeicherter Motorkenndaten und variabler Daten wie der Stellung des Fahrpedals als mit dem Momentanverbrauch korreliertem Parameter sowie der Motordrehzahl und der Fahrgeschwindigkeit als für den Betriebszustand des Motors bzw. des Fahrzeuges charakteristischer Parameter Anzeigesignale erzeugt, die dem Fahrer signalisieren, daß in einem vom Fahrer, z. B. aufgrund einer Beachtung der Verbrauchsanzeige herbeigeführten Betriebszustand des Motors bzw. des Fahrzeuges durch Hoch- oder Zurückschalten eine Kraftstoffverbrauchssenkung erzielt werden kann. Ungeachtet einer durchaus signifikanten Kraftstoffeinsparung, die sich erzielen läßt, wenn der Fahrer, sich an der Verbrauchsanzeige orientierend, das Fahrpedal so »sparsam« wie möglich betätigt und darüber hinaus konsequent den als Lichtsignalen abgegebenen Schaltempfehlungssignaien folgt, ist an der bekannten Einrichtung jedoch nachteilig, daß durch die ständige Anzeige des für die Wirtschaftlichkeit der Fahrweise zwar wichtigen, diese aber nicht allein bestimmenden Momentanverbrauchs, eine Oberbewertung der Größe erfolgt, die vornehmlich den verbrauchsbewußten Fahrer dazu verleiten wird, auf die Ausnutzung hoher Motorleistungen zur Beschleunigung oder zur Einhaltung einer bestimmten Fahrtgeschwindigkeit freiwillig zu verzichten, mit der Folge, daß wegen der im allgemeinen geringen Leistungsreserve von Nutzfahrzeugen die Fahrleistung zurückgeht und die Transportzeit sich erhöht. Die Folge hiervon ist dann vielfach — trotz Kraftstoffeinsparung — eine insgesamt schlechtere wirtschaftliche Nutzung des Fahrzeugs.

Es kommt hinzu, daß bei der bekannten Einrichtung der durch die Befolgung einer Schaltempfehlung, die dem Fahrer im Sinne eines Ja/Nein-Vorschlags angeboten wird, erzielbare Einsparungseffekt erst beurteilt werden kann, nachdem der Fahrer tatsächlich geschaltet hat Da einerseits dieser· Einsparungseffekt in zahlreichen Fällen nur sehr klein sein wird, andererseits aber als Folge des Schaltvorganges, wenn dieser z. B. im 'Verlauf einer Bergfahrt erfolgt, eine erhebliche= Änderung der Fahrtgeschwindigkeit eintreten kann, die nachfolgend wieder eine kraftstoffverzehrende Beschleunigung des Fahrzeuges erforderlich macht, um in den vermeintlich günstigeren Verbrauchsbereich zu gelangen, wird durch eine solche Befolgung einer Schaltempfehlung in nicht zu seltenen Fällen insgesamt sogar eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauches verursacht. Mit im wesentüqhen denselben Nachteilen behaftet ist auch die weiter aus der DE-OS 29 28 318 bekannte Einrichtung zur Gewinnung einer Aussage bezüglich eines wirtschaftlichen oder unwirtschaftlichen Betriebes eines Kraftfahrzeuges, bei der dem Fahrer Schaltempfehlungen ebenfalls durch Lichtsignale im Sinne eines Ja/Nein-Vorschlags angeboten werden. Bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch keine quantitative Verbrauchsanzeige vorgesehen,, so daß der Fahrer, wenn er eine Schaltempfehlung befolgt hat, deren Ergebnis nicht einmal zuverlässig überprüfen und dadurch wenigstens Erfahrungswerte über die Wirksamkeit der empfohlenen Schaltmaßnahmen gewinnen kann, die er gegebenenfalls als Entscheidungshilfe für oder gegen eine angezeigte Schaltempfehlung berücksichtigen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die dem Fahrer nicht lediglich eine Schaltempfehlung anzeigt, sondern ihm eine quantitative Information darüber vermittelt, weichen Verbrauch er zu erwarten hat, wenn er einen Wechsel der Getriebeschaltstufe vornimmt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale auf einfache Weise gelöst.

Hiernach vermittelt die erfindungsgemäße Einrichtung eine Anzeige der Verbrauchsdifferenz, die sich ergibt, wenn der Fahrer aus der momentan eingelegten Schaltstufe in diejenige umschaltet, die durch ein der Auswertungseinheit zugeleitetes Abrufsignal ausgezeichnetworden ist. Aus dieser Differenzverbrauchsanzeige, die dem Fahrer in digitalem oder analogem Anzeigeformat angeboten sein kann, erkennt er unmittelbar, ob ein Gangwechsel, z. B. weil die erreichbare Verbrauchsminderung erheblich ist, sinnvoll ist, obwohl absehbar ist, daß schon nach kurzer Zeit dieser Gangwechsel wieder, sei es weil es die Verkehrssituation erfordert oder die Fahrbahn ansteigt, wieder rückgängig gemacht werden muß, oder ob dieser .Gangwechsel, weil die zu erwartende Kraftstoffeinspärung nur gering ist, auch unterbleiben kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn, die Auswertungseinheit mit den. gleichzeitig angezeigten Hoch- bzw. Rückschaltempfehlungssignalen eines Schaltempfehlungsgebers ansteuerbar ist. Bei einer solchen Gestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ein Differenzverbrauchs-Anzeigesignal jeweils nur dann erzeugt und angezeigt, wenn durch ein Schalten in dem durch die Schaltempfehlung angegebenen Sinne tatsächlich auch eine Kraftstoffeinsparung erzielbar ist.

Durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind alternative Gestaltungen der Auswertungseinheit der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung angegeben, bei der zur zweckgerechten Ansteuerung der Auswertungseinheit die Schaltempfehiungs-Ausgangssignale eines in seinem Aufbau beliebigen, bekannten Schaltempfehlungsgebers ausnutzbar sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 ist eine Gestaltung der Auswertungseinheit angegeben, in der diese selbst als Schaltempfehlungsgeber mit ausgenutzt ist.

Eine dem Erfindungsgedanken unterfallende Einrichtung kann, wie gemäß Anspruch 6 vorgesehen, zusätzlich oder alternativ zu einem Schaltempfehlungsgeber eine Eingabeeinheit umfassen, die es dem Fahrer ermöglicht, für beliebige Schaltstufen des Getriebes die auf die momentan eingelegte Schaltstufe bezogene Verbrauchsdifferenz zu ermitteln.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Überwachung des Kraftstoffverbrauches, in stark, vereinfachter schematischer Darstellung,
"F i g. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer ersten

Gestaltung einer im Rahmen der Einrichtung gemäß Fig. 1 einsetzbaren Auswertungsstufe zur Erzeugung eines Differenzverbrauchssignals,

F i g. 3 ein Kennlinienfeld, das die Abhängigkeit des Motordrehmoments von der Motordrehzahl für verschiedene Werte des zeitbezogenen Kraftstoffverbrauches zeigt, zur Erläuterung der Funktion der Auswertungsstufe gemäß F i g. 2,

Fig.4 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer zweiten Gestaltung einer im Rahmen der Einrichtung gemäß F i g. 1 einsetzbaren Auswertungsstufe zur Erzeugung eines Differenzverbrauchssignals,

Fig.5 und 6 je ein Kennlinienfeld, das die Abhängigkeit des Motordrehmoments von der Motordrehzahl für verschiedene Werte des Regelstangenweges der Einspritzpumpe eines Fahrzeuges mit Dieselmotor bzw. die Abhängigkeit des Verbrauchs vom Regelstangenweg für verschiedene Werte der Motordrehzahl darstellt, zur Erläuterung der Funktion der Auswertungsstufe gemäß F i g. 4 und

F i g. 7 ein weiteres Äusführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung in einer der F i g. 1 entsprechenden Darstellung.

Die in ihren Grundzügen in der Fig. 1 und in Einzelheiten in den Fig.2 bzw. 4 dargestellte erfindungsgemäße Einrichtung 10 zur Überwachung des Kraftstoffverbrauches ist für ein Kraftfahrzeug ausgelegt, das auch mit einem Schaltempfehlungsgeber 11 ausgerüstet ist. Das in der Fig. 1 lediglich durch seinen den Motor 12, die Kupplung 13, das Getriebe 14 und die Antriebsachse 16 umfassenden Antriebsstrang repräsentierte Kraftfahrzeug sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit als ein schweres Nutzfahrzeug vorausgesetzt, dessen Schaltgetriebe 14 sechzehn Gänge mit geometrischer oder annähernd geometrischer Abstufung habe.

Bei einer derartig feinen Abstufung des Getriebes 14 und üblicher Auslegung des Motors 12 kann eine bestimmte Leistung dieses Motors bzw. eine gewünschte Fahrleistung in mehreren, z. B. drei Gängen ausgenutzt bzw. erbracht werden, wobei jedoch der auf die Zeiteinheit und/oder eine Vergleichsfahrstrecke bezogene Kraftstoffverbrauch in den verschiedenen möglichen Gängen erheblich variieren kann.

Zweck des nach Aufbau und Funktion zunächst als bekannt vorausgesetzten Schaltempfehlungsgebers 11 ist es, Anzeigesignäle zu erzeugen, anhand derer der Fahrer erkennen kann, in welcher Schaltstufe des Getriebes 14 eine gewünschte Motor- bzw. Fahrleistung mit dem geringstmöglichen Kraftstoffverbrauch bezo- so gen werden kann, wobei der Schaltempfehlungsgeber diese Anzeigesignale aus einer geeigneten Verarbeitung gespeicherter Kenndaten des Motors und gemessener Betriebsdaten desselben erzeugt.

Zweck der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 ist es, darüber hinaus eine Anzeige für die bei einer Befolgung der Schaltetnpfehiung mögliche Kraftstoffeinsparung zu erzielen und dadurch, falls diese Einsparung erheblich ist, dem Fahrer einen zusätzlichen Anreiz zu vermitteln, einer vom Schaltempfehlunpgebsr 11 signalisierten eo Hoch- (H) oder Rück- (R) Scha'iempfehhing nachzukommen. Ein solcher zusätzlicher Anreiz, auslösbar durch die Anzeige einer erheblichen Einsparmöglichkeit, ist insbesondere dann erforderlich, wenn sich der Fahrer zunächst entschieden hatte, innerhalb seiner »Prognoseweite«, d. h. der für ihn überschaubaren oder auf andere Weise bekannten Streckenführung und/oder Verkehrsituation, keine Getriebeumschaltung vorzunehmen.

Zentrales Funktionselement der erfindungsgemäßen Einrichtung 10 ist eine insgesamt mit 17 bezeichnete Auswertungseinheit, die aus einer geeigneten elektronischen Verarbeitung in einem Mikrocomputer 18 gespeicherter Kenndaten des Antriebsstranges 12, 13, 14,16, insbesondere des Motors 12 und des Getriebes 14 mit in den Mikrocomputer 18 fortlaufend eingegebenen variablen Daten, die die Information über den Betriebszustand des Motors 12, den Schaltzustand des Getriebes 14 und die mittels des Schaltempfehlungsgebers 11 gewonnene Information über die verbrauchsgünstigste Schaltstufe beinhalten, ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Maß für den Minderverbrauch ist, der sich einstellt, wenn der Fahrer der durch den Schaltempfehlungsgeber 11 signalisierten H- oder ß-Schaltempfehlung folgt

Anhand der Fig. 1 bis 3, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, wird nunmehr ein erstes spezielles Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung 10 näher erläutert:

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Mikrocomputer 18 das in der F i g. 3 dargestellte für den Motor 12 des Fahrzeuges spezifische Kennlinienfeld 19 in tabellarischer oder analytischer Form fest gespeichert. Dieses Kennlinienfeld 19 gibt den Zusammenhang zwischen Motordrehmoment M und Motordrehzahl η wieder, wobei in der Darstellung der F ig. 3 als Abszisse die auf die maximale Motordrehzahl n_max bezogene Drehzahl n/n_müX und als Ordinate das auf das maximale Motordrehmoment M_mM bezogene Motordrehmoment M/M_max aufgetragen ist. Jedem unterhalb der Vollastkurve 21 angeordneten Punkt dieses Kennlinienfeldes 19 entspricht eine bestimmte Motorleistung, die dem Produkt seines Abszissen- und seines Ordinatenbetrages proportional ist. Die in grober Näherung etwa hyperbolisch unterhalb der Vollastkurve 21 verlaufenden Kurvenäste 22 bis 30 markieren Betriebszustände gleichen zeitbezogenen Kraftstoffverbrauches, wobei die gemäß Fig.3 äußerste linke Kurve 22 Betriebszuständen mit einem sehr niedrigen Kraftstoffverbrauch von z.B. 10 l/h und der äußerste rechte, obere Kurvenlast 30 Betriebszustände mit hohem Kraftstoffverbrauch von z. B. 80 l/h repräsentieren. Jedem Moment/Drehzahlwertepaar bzw. Leistungswert des Motors 12 ist somit auch eindeutig ein bestimmter Kraftstoffverbrauchswert zugeordnet, der bei Kenntnis des Motordrehmoments und der Motordrehzahl aus dem Kennlinienfeld 19 ermittelt werden kann. Entsprechend kann bei Kenntnis des Momentanverbrauchs Q des Motors und seiner Drehzahl η aus dem Kennlinienfeld 19 auch das zugeordnete Motordrehmoment ermittelt werden, vorausgesetzt natürlich, daß das maximale Drehmoment M_mm und die Maximaldrehzahl n_max des Motors 12 bekannt sind.

Als variable Daten empfängt die Auswertungsemheit 17 in einem für eine digitale Verarbeitung im Mikrocomputer 18 geeigneten Format folgende Meßgrößen:

1. Den momentanen Kraftstoffverbrauch Q des Motors 12, der durch eine Durchflußmessung z. B. mittels einer kleinen Axialturbine oder eines Ovalradzählers auf einfache Weise einer Umwandlung in ein digitales Meßsignal zugänglich ist.

2. Die Motordrehzahl n, die vorzugsweise mittels eines im Bereich des Zahnkranzes der Schwungscheibe des Motors angeordneten induktiven

Impulsgebers erfaßt wird.

3. Die jeweils wirksame Übersetzung /des Getriebes 14, die entweder durch eine entsprechende Messung der Getriebeausgangsdrehzahl und Vergleich derselben mit der Motordrehzahl π oder durch eine elektrische Abtastung der Schalthebel-Stellung ermittelt und in ein charakteristisches digitales Signal umgewandelt werden kann.

4. Das Ausgangssignal ϊη/r des Schaltempfehlungsgebers 11, das ebenfalls in geeignetem digitalem Format die für einen niedrigst möglichen Kraftstoffverbrauch optimale Getriebeübersetzung wiedergibt, die durch Hoch- (H) bzw. Rück- (R) Schalten gewählt werden sollte.

Das im folgenden wiederum mit Bezug auf die Fig. 1 hinsichtlich seiner Funktion jedoch anhand der F i g. 4 bis 6, auf deren Einzelheiten wiederum ausdrücklich verwiesen sei, zu erläuternde Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung 10 ist speziell für eine Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit Dieselmotor ausgelegt und unterscheidet sich von dem vorstehend erläuterten im wesentlichen dadurch, daß die verbrauchscharakteristische Eingabe für den

to Mikrocomputer 18 aus einer Messung des Regeistangenweges R Wder Einspritzpumpe gewonnen wird. Die weiteren Eingaben n, i und Ίη/r sind dieselben wie bei dem anhand der Fig. ί und 2 erläuterten Ausführungsbeispiel.

is Im Mikrocomputer 18 sind, im weiteren Unterschied zu diesem Ausführungsbeispiel nunmehr die in den F i g. 5 und 6 dargestellten Kennlinienfelder 38 und 39 in analytischer oder tabellarischer Form fest gespeichert, wobei das Kennlinienfeld 38 in einer der Darstellung des

Diese Eingaben werden· in dem Mikrocomputer 18 mit den in diesem gespeicherten Kenndaten des Motors 12 gemäß F i g. 2 wie folgt verarbeitet:

In einer ersten Verarbeitungsstufe 31 wird aus den

gemessenen Werten des Momentanverbrauchs Q und 20 Kennlinenfeldes 19 gemäß Fig.3 entsprechend norder Drehzahl π des Motors 12 anhand der gespeicherten mierten Darstellung wiederum den Zusammenhang Kennlinienfelddaten das Moment M des Motors
ermittelt. In einer zweiten Verarbeitungsstufe 32
werden unter der Nebenbedingung, daß die Motorleistung nach der Befolgung einer vom Schaltempfeh- 25 gleichen Regelstangenweg repräsentiert, wobei die lungsgeber 11 vermittelten Schaltempfehlung dieselbe gemäßF ig. 5 unterste Kurve41 in einem typischen Fall

zwischen dem Motordrehmoment M und der Motordrehzahl π wiedergibt. Durch die Kurven 41 bis 47 des Kennlinienfeldes 38 sind hier Betriebszustände mit

sein soll wie zuvor, zum einen das Moment Mh/r und die Motordrehzahl πη/r bestimmt, die sich ergeben, wenn der Fahrer der genannten Schaltempfehlung folgt. Diese beiden Größen werden in dieser Verarbeitungsstufe gemäß den Beziehungen

ⁿH/R

H/R

¹HZR

bestimmt.

Aus diesen beiden Größen wird in einer dritten Verarbeitungsstufe 33 unter erneuter Ausnutzung der für das Kennlinienfeld 19 gespeicherten Daten der Kraftstoffverbrauch Qh/r ermittelt, der dem Wertepaar

einem Regelstangenweg von z. B. 5 mm und die Vollastkurve 48 einem Regelstangenweg von 11,5 mm entsprechen- Die zwischen dieser und der untersten zweiten 30 Kurve 41 verlaufenden Kurven 42 bis 47 gleichen Regelstangenweges R W entsprechen einer Abstufung des Regelstangenweges von jeweils 1 mm.

Das Kennlinienfeld 39 gemäß Fig.6 gibt die Abhängigkeit des Kraftstoffverbrauches Q vom Regelstangenweg R W wieder, wobei als Abszisse der auf den maximalen Regelstangenweg RW_msx normierte Regelstangenweg R W/R W₁J_13x und als Ordinate der auf den Maximalverbrauch Qmax normierte Kraftstoffverbrauch Q/Qmax aufgetragen ist Mit den annähernd geradlinig verlaufenden, an der Vollastkurve 49 endenden Verbrauchskurven 51 bis 59 sind die sich jeweils bei

(D

(2)

konstanter Motordrehzahl ergebenden Abhängigkeiten markiert, wobei in dem betrachteten typischen Fall die unterste Verbrauchskurve 51 einer Motordrehzahl von Mh/r, πη/r zugeordnet ist Schließlich wird in einer 45 6001/min und die oberste Verbrauchskurve 59 einer vierten Verarbeitungsstufe 34 durch Subtraktion dieses Motordrehzahl von 2200 l/min entsprechen, errechneten Verbrauchswertes Qh/r von dem gemessenen Wert Q das mit der Verbrauchsdifferenz AQ
verknüpfte Ausgangssignal erzeugt, das direkt der

erzielbaren Kraftstoffeinsparung pro Zeiteinheit ent- 50 vollzieht sich hier wie anhand der F ig. 4 dargestellt: spricht und mittels einer Anzeigeeinheit 36 z. B. in der Γη einer ersten Verarbeitungsstufe 61 wird aus den

Einheit I/h in digitaler oder analoger Form dem Fahrer
angezeigt wird. Im Rahmen dieser Anzeigeeinheit 36
kann weiter eine Dividierstufe 37 vorgesehen sein, die
aus einer Quotientenbildung aus dem dQ-Ausgangssi- 55
gnal der vierten Verarbeitungsstufe 34 und dem
Ausgangssignal des Verbrauchsmeßgeräts ein dem
Verhältnis AQ/Q proportionales Ausgangssignal erzeugt, das in Einheiten einer prozentualen Kraftstoffeinsparung anzeigbar ist. Schließlich ist auch durch eine εσ Schaltempfehlungsgeber 11 signalisierten Schaltemp-Division des zeitbezogenen Differenzverbrauchssignals fehlung folgt In einer dritten Verarbeitungsstufe 63 4Q der Verarbeitungsstufe 34 mit einem fahrgeschwin- wird unter nochmaliger Ausnutzung der für das digkeitsproportionalen Signal, das durch eine Division Kennlinienfeld 38 gespeicherten Daten der Regelstander Motordrehzahl η mit dem Übersetzungsverhältnis / genweg R Wh/r ermittelt, der dem Wertepaar Mh/r, üh/r des Getriebes 14 gewinnbar ist, auch ein fahrstrecken- 65 zugeordnet ist In einer vierten Verarbeitungsstufe 64 bezogenes Verbrauchsdifferenzsignal erzeugbar, das im werden anhand der für das Kennlinienfeld 39 motorspe-Rahmen der Anzeigeeinheit 36 vorzugsweise in der zifisch gespeicherten Daten, die mit den Wertepaaren Einheit 1/100 km angezeigt wird. RW,n und R Wh/r, nnm verknüpften Verbrauchswerte Q

Die Verarbietung der im Mikrocomputer 18 fest gespeicherten, durch die Kennlinienfelder 18 und 19 repräsentierten Daten mit den variablen Eingaben

gemessenen Werten des Regelstangenweges RW und der Motordrehzahl π unter Berücksichtigung der für das Kennlinienfeld 38 gespeicherten Daten das Moment des Motors ermittelt. In einer zweiten Verarbeitungsstufe 62 werden unter denselben Bedingungen wie anhand der F i g. 2 erläutert und mit denselben Operationen das Moment Mn/Rund die Motordrehzahl /j/z/ßbestimmt, die sich ergehen, wenn der Fahrer einer durch den

und Qh/r bestimmt, die den Verbrauch Q vor der Abgabe der Schaltempfehlung bzw. Qh/r nach einer Befolgung der Schaltempfehlung repräsentieren. Aus diesem einerseits aus einer Messung und andererseits aus der rechnerischen Verarbeitung im Mikrocomputer 18 gewonnenen Verbrauchswert wird in der letzten Verarbeitungsstufe 65 schließlich das für die Anzeige ausgenutzte Differenzverbrauchssignal AQ gewonnen.

Die F i g. 7, auf deren Einzelheiten ausdrücklich verwiesen sei, zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung 70, die sich von derjenigen gemäß F i g. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß ihre Auswertungseinheit 7t nicht nur die als Entscheidungshilfe für den Fahrer gedachten Differenzverbrauchs-Anzeigesignale erzeugt, sondern auch die Schaltempfehlungssignale, die dem Fahrer die optimale Schaltstufe anzeigen, d. h. die Auswertungseinheit 71 erfüllt hier auch — in Verbindung mit weiteren Schaltungseinheiten — die Funktion des in der Fig. 1 mit 11 bezeichneten Schaltempfehlungsgebers. Funktionselemente der Einrichtung 70 gemäß Fig.7, die mit solchen der .Einrichtung 10 gemäß Fig.! funktionsgleich oder -analog sind, sind im übrigen mit denselben Bezugszeichen belegt.

Der Mikrocomputer 18 der Auswertungseinheit 71 empfängt an einem ersten Eingang 72 ein für den momentanen Kraftstoffverbrauch charakteristisches Eingangssignal z. B. das Ausgangssignal eines Kraftstoff-Durchflußzählers oder das Ausgangssignal eines den Regeistangenweg überwachenden Gebers und an einem zweiten Eingang 73 ein für die Drehzahl η des Motors 12 charakteristisches Eingangssignal. An einem dritten Eingang 74 ist dem Mikrocomputer 18 ein Eingangssignal zugeleitet, das die eingelegte Schaltstufe des Getriebes 14 charakterisiert, der das Übersetzungsverhältnis /entspricht An einem vierten Eingang 76 und an einem fünften Eingang 77 sind dem Mikrocomputer 18 die Ausgangssignale eines insgesamt mit 78 bezeichneten Abfrage-Signalgebers zugeleitet, der anstelle eines Schaltempfehlungsgebers vorgesehen ist, um Getriebeschaltstufen zu bezeichnen, für die die Auswertungseinheit 71 ein auf die eingelegte Schaltstufe bezogenes Differenzierverbrauchs-Ausgangssignal erzeugen soll.

Der Abfragesignalgeber 78 umfaßt beim speziellen dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Untereinheit 79, die taktgesteuert in zyklischer Folge Abfragesignale erzeugt, die sowohl höhere als auch niedrigere Schaltstufen als die eingelegte bezeichnen und eine zweite Untereinheit 81, mit der der Fahrer, z. B. durch Betätigung von Handtastern 82 und 83 ein Abfragesignal auslösen kann, das eine beliebige höhere oder niedrigere Schaltstufe als die eingelegte bezeichnet. Diese beiden Untereinheiten 79 und 81 können, wie dargestellt, so ausgebildet sein, daß an je einem ersten Ausgang 84 bzw. 86, der mit dem vierten Eingang 76 des Mikrocomputers 18 verbunden ist, jeweils diejenigen Abfragesignale abgegeben werden, die eine höhere als die eingelegte Schaltstufe des Getriebes 14 bezeichnen eo und an einem zweiten Ausgang 87 bzw. 88, der mit dem fünften Eingang 77 des Mikrocomputers 18 verbunden ist, diejenigen Abfragesignale abgegeben werden, die eine niedrigere als die eingelegte Schaltstufe bezeichnen.

Die Verarbeitung dieser Eingaben erfolgt in dem Mikrocomputer 18 wie anhand der Fig.2 bzw. 4 ausführlich erläutert, wobei der Mikrocomputer 18 an einem ersten Ausgang 89 ein Ausgangssignal abgibt, das den Betrag des mit der eingelegten Schaltstufe verknüpften Kraftstoff-Momentanverbrauchs Q, wiedergibt und an einem zweiten bzw. dritten Ausgang 91 bzw. 92 je ein Ausgangssignal abgibt, das den Kraftstoffverbrauch QiH bzw. Qm wiedergibt, der zu erwarten ist, wenn der Fahrer die durch das Abfragesignal der ersten oder der zweiten Untereinheit 79 oder 81 bezeichnete Schaltstufe wählt.

Als Ausgangsstufe der Auswertungseinheit 71 ist eine ingesamt mit 93 bezeichnete Vergleichseinrichtung vorgesehen, die aus dem Vergleich dieser verbrauchsproportionalen Ausgaben Q;, Q,h und Q/r des Mikrocomputers 18 ein Schaltempfehlungssignal zugunsten der mit dem niedrigsten Verbrauch behafteten Schaltstufe erzeugt, wenn der mit einer Wahl dieser Schaltstufe verknüpfte Minderverbrauch einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.

Diese Vergleichseinrichtung 93 umfaßt eine erste Vergleichsstufe 94, die als erstes Eingangssignal das <2^Momentanverbrauchssignal des Mikrocomputers 18 oder gegebenenfalls eines Durchflußmeßgeräts und als zweites Eingangssignal das Q/w-Ausgangssignal des Mikrocomputers 18 empfängt, sowie eine zweite Vergleichsstufe 96, die als erstes Eingangssignal ebenfalls das φ-Momentanverbrauchssignal und als zweites Eingangssignal das <?,-R-Ausgangssignal des Mikrocomputers 18 empfängt, das ein Maß für den bei einem Zurückschalten sich ergebenden Kraftstoffverbrauchs ist. Die beiden Vergleichsstufen 94 und 96 erzeugen jeweils ein der Differenz

= Qi-QiH

A Qm=Qi-QiR

proportionales Ausgangssignal, das, je nachdem, welcher der Verbrauchswerte der größere ist, dem durch Schalten erzielbaren Minder- bzw. Mehrverbrauch proportional ist. Jeweils dann, wenn das Differenzverbrauchs-Ausgangssignal der einen oder der anderen Vergleichsstufe 94 oder 96 einen Minderverbrauch signalisiert, der betragsmäßig den genannten Schwellenwert übersteigt, wird dieser Minderverbrauch in einem Anzeigenfeld 97 bzw. 98 der Anzeigeeinheit 36 in einer geeigneten Einheit angezeigt; gleichzeitig wird dem Fahrer in einem zugeordneten Anzeigenfeld 99 bzw. 101 die entsprechende Hoch- bzw. Rückschaltempfehlung signalisiert. Zur Anzeige eines Momentanverbrauchs Qi kann zusätzlich ein drittes Anzeigenfeld 102 vorgesehen sein.

Durch die im Rahmen der Einrichtung 70 vorgesehene Ausnutzung ihrer Auswertungseinheit 71 zur Erzeugung der Schaltempfehlungssignale wird insgesamt ein vorteilhaft einfacher Aufbau erzielt.

Ein gemeinsamer Gebrauchs vor teil der vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Einrichtungen 10 bzw. 70 besteht darin, daß ein die Aufmerksamkeit des Fahrers auf sich ziehendes Anzeigesignal nur dann erzeugt wird, wenn durch einen Gangwechsel ein signifikanter Minderverbrauch erzielbar ist, oder wenn der Fahrer ein Abfragesignal auslöst, und daß der erzielbare Minderverbrauch als Differenzverbrauch sehr genau anzeigbar ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen SB?

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung des Kraftstoffverbrauchs für Kraftfahrzeuge mit Schaltgetriebe, insbesondere Nutzfahrzeuge, die mit einer Auswertungseinheit und einer Anzeigeeinheit versehen sind, die aus einer Verarbeitung von fahrzeugspezifischen Daten, die in einem elektronischen Speicher der Auswertungseinrichtung fest gespeichert sind, sowie von in die Auswertungseinheit eingebbaren, für den Kraftstoffverbrauch und den Betriebszustand des Antriebsaggregats des Fahrzeugs charakteristischen Daten ein mit dem Momentanverbrauch des Fahrzeug korreliertes Ausgangssignal erzeugt und zur Abgabe eines Anzeigesignals ansteuerbar ist, das dem Fahrer eine Information über die bei Wahl einer anderen Getriebeschaltstufe zu erwartende Kraftstoffausnutzung vermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17; 7t) mit Abrufsignalen ansteuerbar ist, die die Wahl der anderen Getriebeschaltstufen auszeichnen, daß das von der Auswertungsschaltung (17; 71) hierauf erzeugte Ausgangssignal ein Maß für den Minderbzw. Mehrverbrauch ist, der sich ergibt, wenn bei konstant bleibender Motorleistung anstelle der momentan eingelegten Schaltstufe die durch das jeweilige Abrufsignal ausgezeichnete Schaltstufe eingelegt ist, und daß eine Anzeigeeinheit (36) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal, das der jo Verbrauchsdifferenz proportional ist, in einer dafür geeigneten Maß-Einheit anzeigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, für Fahrzeuge, die mit einem Schaltempfehlungsgeber ausgerüstet sind, der ein die Schaltstufe mit optimaler Kraftstoff ausnutzung charakterisierendes Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17, 71) mit dem Ausgangssignal des Schaitempfehlungs-Gebers(lt) ansteuerbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, für Kraftfahrzeuge, die mit einem Kraftstoff-Durchflußmeßgerät ausgerüstet sind, das ein mit dem momentanen Kraftstoffverbrauch korreliertes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, sowie mit einem Drehzahlgeber, der ein der Motordrehzahl proportionales elektrisches Ausgangssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17, 7t) aus den im Mikrocomputer (1.8) gespeicherten Daten für ein Kennlinienfeld (19), welches den Zusammenhang zwischen dem Motormoment (M) und den Werten (Q; und n) beinhaltet, das Ausgangssignal erzeugt, das mit dem bei einer Befolgung der Schaltempfehlung zu erwartenden Verbrauch korreliert ist, und aus dem Vergleich dieses Ausgangssignals mit dem Ausgangssignal des Kraftstoff-Durchflußmeßgeräts ein Minderverbrauchssignal erzeugt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das für den momentanen Kraftstoffverbrauch charakteristische Signal aus einer Überwachung der Stellung der Regelstange einer Kraftstoff-Einspritzpumpe ge- eo wonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17; 71) aus den im Mikrocomputer (18) gespeicherten Daten für ein Kennlinienfeld (38), welches den Zusammenhang zwischen dem Motormoment (M) und den Werten (R W und n) beinhaltet, ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das dem momentanen Kraftstoffverbrauch proportional ist und ein zweites Ausgangssignal, das dem bei einer Befolgung der Schaltempfehlung eintretenden Kraftstoffverbrauch proportional ist, und aus dem Vergleich dieser Ausgangssignale das Minderverbrauchssignal erzeugt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (71) im Rahmen aufeinanderfolgender Prüfzyklen ein erstes für die eingelegte Schaltstufe (i) des Getriebes (14) charakteristisches verbrauchsproportionales Signal (Qij erzeugt, und ferner ein zweites Signal (Qm), das demjenigen Kraftstoffverbrauch proportional ist, der sich ergibt, wenn eine nächsthöhere Getriebeschaltstufe (i») eingelegt ist, sowie ein drittes Signal (Qm), das demjenigen Kraftstoffverbrauch proportional ist, der sich ergibt, wenn eine niedrigere Getriebeschaltstufe (i'r) eingelegt ist, und daß eine Vergleichseinrichtung (93) vorgesehen ist, die aus dem Vergleich dieser verbrauchsproportionalen Signale das Schaltempfehlungssignal zugunsten der mit dem niedrigsten Verbrauch behafteten Schaltstufe erzeugt, wenn der hieraus resultierende Minderverbrauch einen vorgebbaren oder vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abfragesignalgeber (78) vorgesehen ist, mit dem in die Auswertungsstufe (71) den möglichen Schaltstufen zugeordnete Abfragesignale eingebbar sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (36) den Differenzverbrauch in 1/100 km anzeigt.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (36) die Verbrauchsdifferenz in Prozent des bei der momentan eingelegten Schaltstufe gegebenen Kraftstoffverbrauchs anzeigt.