DE102007003692B4

DE102007003692B4 - Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe und einen Anlasser

Info

Publication number: DE102007003692B4
Application number: DE200710003692
Authority: DE
Inventors: Arkadi Magarshak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: DE102007003692A1

Abstract

Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Einlegen und Wechseln eines Ganges und einen Anlasser, wobei die Steuervorrichtung einen elektrisch angetriebenen Mechanismus (4), der mit einer Kupplung (2) in Verbindung steht und den Gangwechsel ausführt, und einen Steuerblock (5), der dem elektrisch angetriebenen Mechanismus (4) den Befehl zum Einlegen des entsprechenden Ganges in Abhängigkeit von den Fahrtbedingungen durch Drücken eines Kupplungspedals (9) der Kupplung (2) gibt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein End-Geber (8) vorgesehen ist, der ein vollständiges Durchdrücken des Kupplungspedals (9) registriert und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist, dass ein Knopf (17) vorgesehen ist, mit welchem Befehle zum Ein- und Auskuppeln des Leerlaufs gegeben werden und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist, und dass der End-Geber (8) als Anlasser(knopf) zum Starten eines Motors (1) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Einlegen und Wechseln eines Ganges und einen Anlasser, wobei die Steuervorrichtung einen elektrisch angetriebenen Mechanismus, der mit einer Kupplung in Verbindung steht und den Gangwechsel ausführt, und einen Steuerblock, der dem elektrisch angetriebenen Mechanismus den Befehl zum Einlegen des entsprechenden Ganges in Abhängigkeit von den Fahrtbedingungen durch Drücken eines Kupplungspedals der Kupplung gibt, aufweist. Diese Steuervorrichtungen sind für Transportmittel, z. B. Kraftfahrzeuge, welche ein mechanisches Schaltgetriebe sowie eine Scheibenkupplung besitzen.
Es sind Transportmittel bekannt, z. B. Kraftfahrzeuge, die, nachdem der Motor eingeschaltet wurde, ihre Kraft über die Kupplung und das Getriebe auf die Antriebsräder übertragen. In der überwiegenden Mehrheit von Kraftfahrzeugen wird die Getriebesteuerung über den Schalthebel ausgeführt. Solche Schaltgetriebe sind zuverlässig, wirtschaftlich und werden von den Kunden sehr gut angenommen.
Die Betätigung des Getriebes durch einen Hebel erschwert jedoch das Steuern eines Kraftfahrzeuges indem es den Fahrer dazu zwingt, mit einer Hand zu lenken, was bei den heutigen schwierigen Verkehrsbedingungen, selbst bei nur kurzen Strecken, äußerst gefährlich ist. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass man den falschen Gang wählt, was zu Leistungsverminderung sowie zu einem höheren Treibstoffverbrauch führt.
Beispielsweise beschreibt die DE 600 01 199 T2 ein System zum Steuern eines einem Kupplungsmechanismus zugeordneten mechanischen Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes, wobei der Kupplungsmechanismus einem Kupplungspedal zugeordnet ist. Durch Drücken des Kupplungspedals kann ein Gangwechsel ausgeführt werden. Das Drücken des Kupplungspedals wird an einen Rechner übertragen, der entsprechende Steuerbefehle an Getriebestellglieder ausgibt, die dann den betreffenden Gang einlegen. Ob hier das Kupplungspedal vollständig gedrückt werden muss oder ob ein unvollständiges Drücken ausreichend ist, was jedoch Fahrfehler verursachen kann, ist nicht erkennbar.
Auch die WO 91/15377 beschreibt eine Gangwechseleinrichtung, mit der durch Treten eines Kupplungspedals ein Gangwechsel angezeigt wird. Ein Sensor detektiert dabei das Treten des Kupplungspedals, worauf eine Steuereinheit den einzulegenden Gang auswählt. Hierbei scheint auszureichen, wenn das Kupplungspedal nur leicht durchgetreten wird. Zudem sind Knöpfe vorgesehen, die bei Bedienung durch den Fahrzeugführer wahlweise den Rückwärtsgang oder den Leerlauf einlegen.
Die CH 592 811 A offenbart eine Anhalte- und Starteinrichtung für Automobile mit in eine Zündspulenleitung eingebauten und mit einer Anlassersteuerleitung verbundenen Schaltelementen sowie auf diese Schaltelemente einwirkenden Betätigungsmitteln. Hierbei kann das Starten des Motors durch Niederdrücken des Kupplungspedals erfolgen.
Der vorliegenden Anmeldung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Einlegen und Wechseln eines Ganges und einen Anlasser vorzusehen, mit denen die Nachteile von Schaltgetrieben beseitigt, mit einfachen Mitteln ein Wechseln der Gänge erreicht und ein gewünschtes Anfahren beim Starten des Motors verhindert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In Bild 1 ist ein Block-Schaltbild des vorgeschlagenen Kraftfahrzeuges zu sehen.
Das Kraftfahrzeug hat einen Motor /1/, eine Kupplung /2/ sowie ein Getriebe /3/. Das Einlegen der Gänge wird durch den Elektromechanismus /4/ übernommen, und zwar anhand von Befehlen, welche vom Steuerblock /5/ der Steuerung kommen. Angaben darüber, welcher Gang eingelegt ist, erhält der Block /5/ vom Geber /10/. Der Block /5/ empfängt auch Daten vom Geschwindigkeitsmesser /11/ sowie von den Gebern /6/ und /7/, welche die Drehzahl des Motors und den entsprechenden Treibstoffverbrauch messen. Der Geber /13/ überträgt dem Steuerblock /5/ ein Signal über die Lage des Fahrgestells des Kraftfahrzeuges in Bezug auf die horizontale Achse. Der Geber /15/ meldet dem Block /5/ Daten über die tatsächliche Belastung der Hinterachse. Der Geber /14/ überträgt dem Block /5/ Daten über den aktuellen Zustand der Fahrbahn, über welche das Fahrzeug gerade fährt. Die Kupplung /2/ wird durch das Pedal /9/ betätigt, dessen Geber /8/ meldet, wenn das Pedal komplett durchgedrückt ist. Der Geber /8/ veranlasst den Steuerblock /5/ zusammen mit dem Mechanismus /4/ tätig zu werden, übernimmt aber auch die Rolle eines Startknopfes während des Anlassens des Motors. Die Vorrichtung /12/ ist die Anlassereinheit des Motors. Vorrichtung /20/ ist das Zündschloß ohne Motor-Startposition. Die Knöpfe /18/ und /17/ dienen zum Ein- bzw. Auskuppeln des Rückwärtsganges oder des Leerlaufs. Mit Knopf /19/ wird der ”Sport”-Modus eingeschaltet. Die Vorrichtung /16/ ist der Anzeigeblock für Licht u. Tonsignale, zeigt den eingelegten Gang an und besitzt zwei blinkende Felder: ein grünes (gelbes) Feld /+/ und ein rotes /–/. Das Einschalten des ”SPORT”-Modus verändert die Farbe des Feldes /+/ zu gelb.
Das vorgeschlagene Kraftfahrzeug funktioniert folgendermaßen:
Nach Einschalten des Bordsystems hat der Fahrer die Möglichkeit einen beliebigen Gang einzulegen, und zwar durch kurze Einwirkung auf den End-Geber /8/ des Hebels des Kupplungspedals sowie durch die Knöpfe /18/ oder /17/. Dies ist notwendig, um die Funktionstüchtigkeit des Getriebes zu überprüfen, sowie in Fällen, wenn ein Anlassen des Motors mit Hilfe des Starters nicht möglich ist. Der Block /16/ zeigt die Nummer des eingeschalteten Gangs.
Nach dem Drehen des Zündschlosses /20/ in Position ”Zündung eingeschaltet” drückt der Fahrer das Kupplungspedal /9/ bis zum Anschlag. Daraufhin schaltet auf Signal des Gebers /8/ der elektrisch angetriebenem Mechanismus /4/ gemäß Befehl des Steuerblocks /5/ immer den Leerlauf ein, und erst danach wird der Motor auf Signal von Block /5/ an Block 12 gestartet. Um den ersten Gang einzulegen muss man bei gedrücktem Kupplungspedal den Knopf /17/ für das Ausschalten des Leerlaufs drücken. Nach vorsichtigem Loslassen des Kupplungspedals fängt das Kraftfahrzeug an, sich zu bewegen.
Um den Rückwärtsgang einzulegen muss man anhalten (Geber 11) u. bei gedrücktem Kupplungspedal (Geber 8) den Knopf /17/ zum Einlegen des Leerlaufs drücken und danach den Knopf /18/ zum Einlegen des Rückwärtsgangs.
Zum Auskuppeln des Rückwärtsgangs muss man das Kupplungspedal bis zum Anschlag durchdrücken und wieder den Knopf /18/ zum Entkuppeln des Rückwärtsgangs drücken, der sich unten an der Mittelkonsole befindet. Danach wird der Leerlauf eingelegt, und dann, nach dem Stillstand (Geber 11), das Kupplungspedal und der Knopf /17/ für das Auskuppeln des Leerlaufs gedrückt, um den ersten Gang einzulegen.
Nach dem Anfahren im ersten Gang hat, je nach Geschwindigkeitssteigerung (Geber 11) der Fahrer die Möglichkeit bei Bedarf den zweiten Gang und danach den dritten Gang usw. einzulegen. Zum Gangwechsel braucht man lediglich das Kupplungspedal zu drücken und loszulassen (Geber 8).
Eine Änderung der Fahrtbedingungen, z. B. Beschleunigen, Bremsen, Zustand des Straßenbelags, Überwinden von Steigungen oder – umgekehrt – Bergabfahrt, verändert den Arbeitsmodus des Motors sowie die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. Die Signale der entsprechenden Geber /10/, /11/, /6/, /7/, /13/, /14/ und /15/ werden vom Steuerblock /5/ empfangen, welcher den Einspeisungsschaltkreis für den elektrisch angetriebenem Mechanismus /4/ zum Schalten der Gänge einstellt, entweder auf eine Senkung oder Erhöhung der Nummer des jeweils eingelegten Ganges. Mit anderen Worten, der Steuerblock /5/ errechnet anhand eines vorher festgelegten Algorithmus für einen optimalen Fahrtmodus die Nummer des unter den jeweiligen Umständen empfohlenen Gangs. Wenn die Nummer des errechneten Gangs größer ist als die des eingelegten Gangs, dann schaltet sich das blinkende grüne Feld /+/ auf der Anzeige von Block /16/ ein. Wenn die Nummer des errechneten Gangs kleiner ist als die des eingelegten Gangs, dann schaltet sich das blinkende rote Feld /–/ ein. Die Blinkfrequenz des Feldes /–/ wächst, wenn der Steuerblock /5/ bereit ist die Nummer des eingelegten Ganges um zwei oder mehr Stufen zu senken. Dieses Herunterschalten erfolgt bei einmaligem Betätigen des Kupplungspedals (Geber 8) entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit (Geber 11) des Kraftfahrzeuges.
Nach dem Wechsel in einen optimalen Gang ertönt ein kurzes akustisches Signal und die Anzeige von Block /16/ zeigt dessen Nummer. Das Blinken der Felder /+/ und /–/ hört auf. Da die Felder /+/ und /–/ farbig sind, blinken und im diagonalen Winkel der Anzeige angeordnet sind, braucht der Fahrer seine Aufmerksamkeit nicht woanders hinzurichten, um rechtzeitig reagieren zu können. D. h., dass der Fahrer die ganze Zeit seine Aufmerksamkeit auf die Verkehrsverhältnisse richten kann.
Das Drücken des Knopfes /19/ schaltet den SPORT-Modus des Steuerblocks ein. In diesem Modus sind alle Korrekturkanäle der eingelegten Gänge verhärtet und die Algorithmen zur Berechnung des optimalen Fahrtmodus sind auf eine breitere Geschwindigkeitstoleranz ausgelegt. Außerdem schaltet, wenn sich z. B. die Geschwindigkeit im dritten Gang in dem Geschwindigkeitsbereich für den fünften Gang befindet, das Drücken des Kupplungspedals (Geber 8) den fünften Gang ein. Die Bereitschaft von Block /5/, den fünften Gang einzulegen, und dabei den vierten zu übergehen, wird durch häufiges Blinken des gelben Feldes /+/ bestätigt.
Das Einlegen des Leerlaufs ist nur aus dem ersten Gang möglich.
Das Abstellen des Motors mittels Zündschloß /20/ führt bei gedrücktem Kupplungspedal (Geber 8) und bei stillstehendem Fahrzeug (Geber 11) immer zum Einlegen des ersten Gangs.
Zu den Vorteilen der genannten Entwicklung gehören folgende Punkte:

1. Fehlen eines Schalthebels in unmittelbarer Nähe des Fahrers und des Beifahrers
2. Die Verwendung eines Kupplungspedals zum Starten des Motors verhindert ein versehentliches Anfahren des Fahrzeuges beim Start.
3. Das Schaltgetriebe ist sehr wirtschaftlich, und zusammen mit dem Steuerblock optimisiert es dessen Funktion, wobei das Getriebe in Zukunft noch konkurrenzfähiger werden wird.

1: Motor
2: Kupplung
3: Getriebe
4: Elektromechanismus
5: Steuerblock
6: Geber für die Motorendrehzahl
7: Geber für den gegenwärtigen Treibstoffverbrauch
8: Geber für das Kupplungspedal
9: Kupplungspedal
10: Geber für die Ganganzeige
11: Geber für die Geschwindigkeit
12: Zündblock
13: Geber für die Fahrwerksposition
14: Geber für den Fahrbahnzustand
15: Geber für die Belastung auf die Hinterachse
16: Indikationsblock
17: Ein- u. Ausschaltknopf für den Leerlauf
18: Ein- u. Ausschaltknopf für den Rückwärtsgang
19: Ein- u. Ausschaltknopf für den SPORT-Modus
20: Zündschloß

Claims

Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Einlegen und Wechseln eines Ganges und einen Anlasser, wobei die Steuervorrichtung einen elektrisch angetriebenen Mechanismus (4), der mit einer Kupplung (2) in Verbindung steht und den Gangwechsel ausführt, und einen Steuerblock (5), der dem elektrisch angetriebenen Mechanismus (4) den Befehl zum Einlegen des entsprechenden Ganges in Abhängigkeit von den Fahrtbedingungen durch Drücken eines Kupplungspedals (9) der Kupplung (2) gibt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein End-Geber (8) vorgesehen ist, der ein vollständiges Durchdrücken des Kupplungspedals (9) registriert und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist, dass ein Knopf (17) vorgesehen ist, mit welchem Befehle zum Ein- und Auskuppeln des Leerlaufs gegeben werden und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist, und dass der End-Geber (8) als Anlasser(knopf) zum Starten eines Motors (1) vorgesehen ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (18) vorgesehen ist, mit welcher Befehle zum Einlegen und Auskuppeln des Rückwärtsganges gegeben werden und deren Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geber (6) vorgesehen ist, welcher die Motordrehzahl bestimmt und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geber (7) vorgesehen ist, welcher den momentanen Treibstoffverbrauch bestimmt und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geber (10) vorgesehen ist, welcher den jeweils eingelegten Gang anzeigt und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Steuerblocks (5) mit einem Geber (11) verbunden ist, welcher die gegenwärtige Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Steuerblocks (5) mit einem Geber (13) verbunden ist, der den Neigungswinkel der Längsachse eines Fahrzeugs zur horizontalen Oberfläche bestimmt.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Steuerblocks (5) mit einem Geber (15) verbunden ist, der die tatsächliche Belastung der Hinterachse bestimmt.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Steuerblocks (5) mit einem Block für visuelle und akustische Anzeigen (16) verbunden ist, welche den momentan eingelegten Gang anzeigen, sowie zwei blinkende Felder (+) und (–), welche Unstimmigkeiten zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem eingelegten Gang oder dem Motor-Modus registrieren.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang eines Anlasserblocks (12) für einen Motor (1) mit einem der Ausgänge des Steuerblocks (5) verbunden ist.
Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zündschloss (20) ohne Startposition vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Steuerblocks (5) verbunden ist.