DE102007022296A1

DE102007022296A1 - Verfahren sowie Aufbau eines Motoren-Anlassers, einer Kupplungssteuerung und einer Berganfahrhilfe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007022296A1
Application number: DE200710022296
Authority: DE
Inventors: Arkadiy Magarchak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-12
Filing date: 2007-05-12
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Transportmittel, insbesondere Kraftfahrzeug mit Motor (1), Kupplung (2) und Schaltgetriebe (3) sowie einem Kupplungssteuersystem, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Kupplungssteuersystem mit einem Elektroantrieb (5), Fig. 2, ausgestattet ist, welches wiederum das Ein- und Entkuppeln unter der Kontrolle von Steuerblock (6) zum Zeitpunkt der Betätigung des Tastensensors (12) am Knauf des Ganghebels (11) vornimmt. Das Funktionieren der Berganfahrhilfe geschieht durch die Tätigkeit der Kupplung im Modus "Schleifpunkt" (Geber 8) in Abhängigkeit von den Signalwerten des Gebers (22) für die Lage der Längsachse des Kraftfahrzeuges sowie unter der Kontrolle der Raddrehzahlsensoren (14) und (15).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Transportmittel, z. B. Kraftfahrzeuge, welche ein Schaltgebtriebe und eine Kupplung besitzen.
Es sind Transportmittel bekannt, z. B. Kraftfahrzeuge, die einen Motor, ein Getriebe sowie eine zwischen beiden angebrachte Kupplung besitzen. In der überwiegenden Mehrheit von Kraftfahrzeugen wird die Kupplungssteuerung durch das Kupplungspedal betätigt. Wenn man jedoch die Kupplung schnell kommen lässt, dann stirbt der Motor ab, was besonders an Kreuzungen Staus und Auffahrunfälle seitens der hinteren Fahrzeuge hervorruft. Ein anderer Nachteil der Kupplungssteuerung mit Hilfe eines Pedals ist die Schwierigkeit für den Fahrer in Kriechgeschwindigkeit zu fahren, welche zum Einparken, Ausparken oder beim Bergauf- oder Bergabfahren, im Stau usw. notwendig ist. In diesem Modus muß der Fahrer die Kupplung am Schleifpunkt halten, was nicht einfach ist, besonders beim Rückwärtsfahren, wenn der Fahrer sicht nach rechts umdreht.
Die Notwendigkeit der Verwendung von drei Pedalen – Gas, Bremse u. Kupplung – verlangsamt den Steuerprozess des Kraftfahrzeuges, da das Schalten der Gänge mehr Zeit in Anspruch nimmt und während des Anfahrens es zu einem gefährlichen Wegrollen kommt.
Das Ziel der Erfindung ist das Eliminieren dieser Nachteile sowie die Schaffung eines Steuersystems mit zwei Pedalen für Autos mit Schaltgetriebe und Scheibenkupplung.
Die Lösung wird durch die Kennzeichen der Erfindungsformel beschrieben.
In 1 ist ein Block-Schaltbild des vorgeschlagenen Vorrichtung dargestellt.
Das Kraftfahrzeug besitzt einen Motor /1/, ein Getriebe /3/ sowie eine dazwischen angebrachte Kupplung /2/. Das Verschieben der Kupplungsscheibe erfolgt durch den Elektroantrieb /5/ (2), welche die Steuersignale vom Steuerblock /6/ erhält. Der Geber /7/ teilt dem Steuerblock /6/ den Typ oder die Nummer des eingelegten Gangs mit. Der Geber /8/ informiert den Steuerblock /6/ über die Lage der Kupplungsscheibe. Der Geber /9/ gibt dem Steuerblock /6/ eine Signal über die Drehzahl des Motors. Der Tacho /10/ teilt dem Block /6/ die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges mit. Im Knauf des Hebels /11/, mit welchem das Getriebe betätigt wird, ist der Tastensensor /12/ vorhanden, welcher dem Block /6/ mitteilt, ob sich die Hand am Knauf befindet. Am Lenkrad /13/ befindet sich der Knopf "Schrittgeschwindigkeit", der Knopf /19/ "Kriechgeschwindigkeit" sowie das Variometer /20/, welches erlaubt, die Geschwindigkeit stufenlos im Rahmen des "Schleifbereichs" zu verändern, und zwar von null bis Schrittgeschwindigkeit. Der Block /21/ ist der Zünd- u. Anlassblock des Motors. Auf den angetriebenen Rädern sind die Raddrehzahlsensoren /14/ u. /15/ montiert, die die Winkelgeschweindigkeit bestimmen, welche zum Finden des Anfangs des "Schleifbereichs" notwendig ist. Der Geber /16/ ist ein Manometer im Kanal des Hauptbremszylinders und dient dazu, eine Einwirkung auf das Bremspedal dem Block /16/ mitzuteilen. Außerdem führ der Geber /16/ die Funktion eines Startknopfes während des Anlassprozesses des Motors aus. Die Vorrichtung /17/ ist ein Zündschloß ohne START-Position. Der Geber /22/ registriert die Abweichung der Längsachse des Autos von der horizontalen Lage. Der Block /23/ ist der Block für akustische u. visuelle Anzeigen. Die Vorrichtung /24/ ist ein Geber, welcher signalisiert, ob ein erwachsener Mensch am Fahrersitz Platz genommen hat. Die Vorrichtung /25/ ist ein Geber über den eingeschalteten Modus der Handbremse /26/. Alle aufgeführten Komponenten der genannten Vorrichtung haben eine elektrische Verbindung mit den entsprechenden Eingängen u. Ausgängen des Steuerblocks /6/.
In einer der Varianten erfolgt die Steuerung des Fahrzeuges auf folgende Weise:
Wenn sich der Fahrer auf dem Fahrersitz befindet (Geber 24) wird, nachdem das Schloss der Zündung /17/ in die Position "Zündung eingeschaltet" gebracht und der erste Gang (Geber 7) eingelegt wurde, der Wert des Gebers /9/ für die Drehzahl des Motors gleich Null ist, wird durch das Drücken des Bremspedals /4/ (Geber 16) gemäß Signal von Block /6/ zu Block /5/ zunächst die Kupplung (Geber 8) durch den Elektroantrieb ausgeschaltet und erst dann der Motor gemäß Signal von Block /6/ zu Block /21/ gestartet. Nach dem Loslassen der Bremse (Geber 16) bleibt die Kupplung im ausgeschalteten Zustand (Geber 8).
Auf dem Sichtfeld des Anzeigeblocks /23/ erscheint ein grüner Pfeil, der nach oben zeigt und der einem eingeschalteten ersten Gang entspricht sowie die Darstellung eines /=/ für eine ausgeschaltete Kupplung gemäß des Signals des Gebers /8/ an den Steuerblock /6/. Das Einlegen des Rückwärtsgangs (Geber 7) erfolgt durch Umlegen des Hebels 11 (Geber 7) in die entsprechende Position und wird durch das Erscheinen eines nach unten zeigenden gelben Pfeils auf der Anzeige des Blocks /23/ begleitet.
Wenn vor dem Losfahren (Geber 9, Geber 10) ein anderer Gang als der erste oder der Rückwärtsgang (Geber 7) eingelegt oder die Handbremse (Geber 25) betätigt wurde, dann bleibt die Kupplung ausgeschaltet und ein Losfahren ist nicht möglich. Dabei erscheint im Display des Blocks /23/ ein grüner Pfeil, dessen Länge der Nummer des eingelegten Gangs entspricht. Der grüne Pfeil blinkt (akustisches Signal), wenn vor dem Losfahren (Geber 10) nicht der erste Gang eingelegt ist (Geber 7) Um im ersten Gang loszufahren, hat der Fahrer die Möglichkeit das Gaspedal (Geber 9) zu drücken und bei gelöster Handbremse (Geber 25) Block /6/, mittels Elektroantrieb /5/ allmählich die Kupplung (Geber 8) kommen zu lassen, wobei die Hand nicht auf dem Knauf (Geber 12) des Schalthebels /11/ liegen darf. Außerdem kann man auch losfahren, indem man Knopf /19/ "Kriechgeschwindigkeit" (2 km/h) drückt und mit Hilfe des Variometers /20/ die Geschwindigkeit des Fahrzeuges von Null bis Schrittgeschwindigkeit und umgekehrt (0–7 km/h) verändert. Das Drücken des Knopfes /18/ "Schrittgeschwindigkeit" erzeugt allmählich das Tempo Schrittgeschwindigkeit.
Der erste notwendige Schritt zum Losfahren im Rückwärtsgang (Geber 7) ist die Aktivierung des Modus "Kriechgeschwindigkeit" (Knopf 19), nach kurzem akustischen Signal im Anzeigeblock /23/.
Die Knöpfe /18/ u. /19/ sowie das Variometer /20/ arbeiten im Modus des ersten Gangs (des Rückwärtsgangs) (Geber 7) im Geschwindigkeitsbereich von 0–7 km/h (Geber 10), bei losgelassenen Bremsvorrichtungen (Geber 16 u. 25).
Das Losfahren mit Hilfe der Knöpfe /18/ und /19/ oder des Variometers /20/ ist bei glatter Fahrbahn, besonders bei Auf- o. Abfahrten sinnvoll.
Die Knöpfe /18/ und /19/ und das Variometer /20/ können durch einen Miniatur-Kreuzwippenschalter, welcher links auf der Rückseite des Panels des Lenkrads angeordnet ist, ersetzt werden.
Mehrmaliges Drücken der Knöpfe /18/ und /19/ erlaubt die Geschwindigkeit von 2–7 km/h zu variieren.
Wenn zum Zeitpunkt des Losfahrens (Geber 9 u. 10) die Handbremse (Geber 25) angezogen ist, dann ruft das Drücken des Gaspedals, oder das Betätigen der Knöpfe /18/ u. /19/ oder des Variometers /20/ ein kurzes akustisches Signal im Block /23/ hervor, wobei die entsprechenden Eingänge in den Steuerblock /6/ blockiert werden.
Zum Einlegen des zweiten Gangs, läst der Fahrer, nachdem er beschleinigt hat, das Gaspedal los (Geber 9) und greift mit der Hand an den Knauf (Geber 12) des Hebels /11/. Anhand des Signals von Geber /12/ bewirkt Block /6/ das Auskuppeln. Nach dem Umlegen des Hebels /11/ in die Position des zweiten Gangs, teilt Geber /7/ dies Block /6/ mit, auf dessen Befehl der Elektroantrieb /5/ wieder einkuppelt (Geber 8), wobei die Hand vom Knauf (Geber 12) des Hebels /11/ (weg)genommen wurde. Danach wird analog der nächste Gang eingelegt, egal ob herauf- o. herabgeschaltet wird.
Bei starkem Bremsen (Geber 16) wird die Kupplung /2/ durch den Elektroantrieb /5/ augrund Befehl aus Steuerblock /6/ entkuppelt (Geber 8). Beim Loslassen des Bremspedals /4/ des fahrenden Autos (Geber 16, Geber 10) wird die Kupplung erneut eingekuppelt (Geber 8).
Wenn bei einer Bremsung (Geber 16) das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist (Geber 10), verbleibt die Kupplung entkuppelt, nachdem das Bremspedal (Geber 16) bei einem beliebigen Gang, außer dem Leerlauf (Geber 7), losgelassen wurde. Dabei wird eine visuelle /=/ Warnanzeige in Block /23/ eingeschaltet.
Nur schwaches Drücken auf das Bremspedal (Geber 16) bei fahrendem Auto im ersten Gang erlaubt eine beliebige Geschwindigkeit zwischen 2 u. 7 km/h.
Nachdem der Fahrer seinen Fahrersitz (Geber 24) bei im Zündschloß /17/ verbleibendem Zündschlüssel verlassen hat, ertönt ein akustisches Signal in Block /23/, wobei die Eingänge zu Steuerblock /6/ blockiert werden.
Während angehalten wird (Geber 10), teilt der Block /23/ dem Fahrer durch ein akustisches und optisches Signal (Geber 22) mit, dass die Fahrbahn absolut horizontal (untere Seite des Dreiecks), bergauf (rechte Seite des Dreiecks) oder bergab (linke Seite des Dreiecks) verläuft. Beim Losfahren (Geber 10, Knopf 18) auf ebener Fahrbahn (Geber 22) werden im Block /6/ zwei Werte des Gebers /8/ für die Lage der Kupplungsscheibe gespeichert.
Der erste Wert des Signals des Gebers /8/ entspricht dem minimalstem Signal der Raddrehzahlsensoren /14/ und /15/ und dient dem Variometer /20/ zur Bestimmung des Anfangs des "Schleifbereichs". Der zweite Wert des gespeicherten Signals des Gebers /8/ entspricht der "Kriechgeschwindigkeit" von 2 km/h und dient Block /6/ zur Suche des "Schleifpunktes" bei gedrücktem Knopf /19/ während dem Anfahren und beim Einschalten der Berganfahrhilfe.
Das vorliegende Verfahren verhindert die Einwirkung des Verschleißes der Kupplungsscheibe /2/ auf die Genauigkeit seiner Positionierung (Geber 8) mit Hilfe des Elektroantriebs /5/ im Modus "Kriechgeschwindigkeit (Knopf 19) und "Berganfahrhilfe" (Geber 22).
Beim Anhalten an einer Steigung (Geber 10, Geber 22) im Fahrmodus des 1. Gangs (Geber 7) sowie beim anschließenden Loslassen des Bremspedals (Geber 16) wird automatisch der Modus "Schleifpunkt" der Kupplung (Geber 8) eingeschaltet, gemäß dem Wert des Signals von Geber /22/. Block /6/ erstellt die Steuerbefehle für Block /5/ des Elektroantriebs, damit die Werte der Signale der Geber /14/ und /15/ auf Null angeglichen werden. Zum Fortsetzen der Fahrt wird das Gaspedal (Geber 9), der Knopf 18 oder das Variometer /20/ verwendet.
Analog schaltet sich der Kupplungsmodus "Schleifpunkt" (Geber 8) ein, um das Fahrzeug am Hang zu halten (Geber 22), jedoch nur nach Einlegen des Rückwärtsgangs (Geber 7). Dieser Modus ist praktisch zum Auspraken an einem steilen Hang mit Hilfe des Variometers /20/.
Nach dem Anlassen des Motors (Geber 9), dem Einlegen des entsprechenden Gangs (Geber 7) sowie dem Ausschalten der Bremsvorrichtungen (Geber 16, Geber 25) schaltet sich die Berganfahrhilfe (Geber 22, 8, 14 u. 15) des Fahrzeuges ein.
Das Einschalten des Modus "Berganfahrhilfe" wird durch Blinken der rechten (bergauf) oder linken (bergab) Seite des Dreiecks, zusammen mit einem akustischen Ton entsprechender Höhe im Block /23/ der Signalanlage begleitet.
Das Greifen des Knaufs (Geber 12) im Modus Schrittgeschwindigkeit (Knopf 18), Kriechgeschwindigkeit (Knopf 19) und Berganfahrhilfe (Geber 22) hat keinen Einfluß auf die Funktion der genannten Modus.
Zu den Vorteilen der genannten Erfindung kann man folgendes zählen:

1) Einfachere Bedienung bei Bergauffahrt dank der automatischen Berganfahrhilfe
2) Das Variometer erhöht die Sicherheit bei Fahrten auf glatten Steigungen und Abfahrten und ermöglicht einen niedrigeren Treibstoffverbrauch.
3) Das Fehlen eines Kupplungspedals ermöglicht einen größeren Abstand zwischen Fahrersitz und dem Lenkrad, was für die Sicherheit wichtig ist.
4) Das Ersetzen des Kupplungspedals durch den Elektroantrieb /5/ vermindert die nervliche und körperliche Belastung auf den Fahrer, da das Schalten der Gänge lediglich durch einen Hebel erfolgt. Dadurch wird bei Gefahrensituationen die Reaktionszeit verkürzt.

1

1: Motor
2: Kupplung
3: Getriebe
4: Bremspedal
5: Elektroantrieb
6: Steuerblock
7: Geber der Ganganzeige
8: Kupplungsgeber
9: Drehzahlmesser
10: Geschwindigkeitsmesser
11: Schalthebel
12: Tastensensor
13: Lenkrad
14: Raddrehzahlmesser
15: Raddrehzahlmesser
16: Geber des Bremssystems
17: Zündschloß
18: Knopf "Schritt"
19: Knopf "Kriech"
20: Variometer
21: Zünd- u. Anlaßblock
22: Lagemelder
23: Anzeige(Signal-)block
24: Fahrersitzgeber
25: Handbremsindikator
26: Handbremshebel

2

1: Linksgewindezugkraft
2: Schraube
3: Kraftübertragungshebel
4: Rechtsgewindezugkraft
5: Zahnrad
6: Zahnrad
7: Elektromotor

Claims

Transportmittel, z. B. Kraftfahrzeug, mit Motor /1/, Getriebe /3/ u. Kupplung /2/ sowie einem Kupplungssteuersystem, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Kupplungssteuersystem mit einem Elektroantrieb /5/, der das Ein- u. Auskuppeln übernimmt, sowie mit dem Steuerblock /6/ ausgestattet ist, welcher dem Elektroantrieb die Geschwindigkeit zum Ein- u. Auskuppeln zu einem beliebigen Zeitpunkt des Ein- u. Auskuppelprozesses liefert.
Transportmittel gemäß Punkt 1, welches sich dadurch auszeichnet, dass es mit dem Geber /12/ – einem Tastensensor ausgestattet ist, welcher beim Greifen des Knaufs des Ganghebels /11/ mit der Hand das Signal zum Asukuppeln erstellt und dessen Ausgang mit einem der Eingänge von Steuerblock /6/ verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 2, welches sich dadurch auszeichnet, dass es mit der Indikations-Vorrichtung /7/ für die Nummer u. Art des eingelegten Gangs des Getriebes /3/ ausgestattet ist, deren Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblock /6/ verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 3, welches sich dadurch auszeichnet, dass es mit der Vorrichtung /8/ zur Lagebestimmung der Kupplungsscheibe /2/ ausgestattet ist, deren Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblock /6/ verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 4, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung /9/ zur Bestimmung der Motorendrehzahl verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 5, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung /10/ zur Bestimmung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 6, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung /22/ zur Bestimmung des Neigungswinkels der Längsachse des Fahrzeuges in Bezug zur Horizontaloberfläche verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 7, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung /16/ zur Bestimmung des Drucks in der Hauptleitung des Bremssystems verbunden ist. Der Geber /16/ wird als START-Knopf beim Anlassen des Motors verwendet, wenn das Bremspedal /4/ gedrückt wird.
Transportmittel gemäß Punkt 8, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung zur Wahl des gewünschten Geschwindigkeitsbereichs des Fahrzeuges (Knopf 18 "Schrittgeschwindigkeit", Knopf 19 "Kriechgeschwindigkeit, Variometer 20) verbunden ist.
Transportmittel gemäß Punkt 9, welches sich dadurch auszeichnet, dass es mit den Vorrichtungen /14/ und /15/ zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Räder ausgestattet ist, deren Ausgänge mit den entsprechenden Eingängen des Steuerblocks /6/ verbunden sind.
Transportmittel gemäß der Punkte 1–10, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Ausgang der Vorrichtung /17/ des Motor-Zündschlosses verbunden ist. Die Vorrichtung /17/ besitzt keine START-Position.
Transportmittel gemäß der Punkte 1–11, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Ausgänge des Steuerblocks /6/ mit dem Steuerblock /21/ für das Anlassen und die Zündung des Motors verbunden ist.
Transportmittel gemäß der Punkte 1–12, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Ausgänge des Steuerblocks /6/ mit dem Block /23/ für visuelle u. akustische Anzeigen verbunden ist.
Transportmittel gemäß der Punkte 1–13, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Geber /24/ zur Bestimmung, ob sich ein Fahrer im Fahrersitzt befindet, verbunden ist.
Transportmittel gemäß der Punkte 1–14, welches sich dadurch auszeichnet, dass einer der Eingänge des Steuerblocks /6/ mit dem Geber /25/ zur Registrierung, ob Handbremsmodus /26/ eingeschaltet ist, verbunden ist. Der erste notwendige Schritt zum loßfahren im Rückwärtsgang (Geber 7) ist die Aktivierung des Modus "Kriechgeschwindigkeit" (Knopf 19), nach kurzem akustischen Signal im Anzeigeblock /23/.