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BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reduzierung
des Kraftstoff-Verbrauchs beim Beschleunigen eines Kraftfahrzeugs bei stoßartigen
Betätigungen des den Gashebel über einen Gaszug betätigenden Gaspedals.
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Wem es beim Autofahren auf Wirtschaftlichkeit ankommt - und da sollte
sich jeder Autofahrer angesprochen fühlen - d. h.
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wer den Kraftstoffverbrauch, die Abnutzung der Reifen und Bremsen
möglichst niedrig halten will, sollte Höchstgeschwindigkeiten und Vollgasbeschleunigungen
vermeiden... und statt dessen gleichmäßig und zügig fahren. Die Wirtschaftlichkeit
hängt also zunächst einmal mit dem persönlichen Fahrstil des Fahrers zusammen.
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Darüberhinaus sollte man wissen, daß die individuellen Einsatzbedingungen
des Kraftfahrzeugs den Kraftstoffverbrauch zwangsläufig bestimmen, ohne daß der
Fahrer wesentlichen Einfluß hat. Mehr oder weniger ungünstig für den Verbrauch sind
Z B. folgende Faktoren: Die Dichte des Verkehrs, also der Großstadtverkehr mit zahlreichen
Ampeln; Der Kurzstreckenverkehr, also das Fahren von Haus zu Haus mit immer neuem
Starten und Warmfahren des Motors; Der Straßenzustand, insbesondere loser Sand;
Kolonnenfahren in den unteren Getriebegängen, somit Fahren mit relativ hohen Motordrehzahlen.
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Günstigen bis optimalen Verbrauch kann der erreichen, der längere
Strecken - ohne viel anzuhalten - mit konstanter Geschwindigkeit bei optimal wirtschaftlicher
Drehzahl durch fährt.Dies bedeutet aber auch, daß'der Autofahrer seinen Fuß
am
Gaspedal über längere Zeit möglichst ruhig um nicht nicht zu sagen starr halten
sollte. Schließlich wird mit dem sogenannten "unruhigen Gasfuß" mit jeder Betätigung
des Gaspedals die Beschleunigungspumpe des Vergasers aktivierte was jeweils ein
zusätzliches Ansaugen von Kraftstoff verursacht. Analoges gilt natürlich auch für
den Dieselmotor Global betrachtet gibt es nun bereits eine Vielzahl von An zeigegeräten
und Anzeigen selbst, mittels denen ein geübter und energiebewußt fahrender Autofahrer
durchaus günstige Verbrauchswerte im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch erreichen
kann. Die bekannten Möglichkeiten erfordern jedoch sämtlich ein aktives tberwachen
und Reagieren des Autofah° rers, d. h. ohne die Umsetzung einer auf Grund von Anzeigen
gewonnenen Erkenntnisse in ein Tun des Autofahrers bleibt der Erfolg aus.
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Abgesehen davon also, daß die bekannten Mittel und Anzeigen zum Ereichen
eines Kraftstoffminderverbrauchs im allgemeinen auf die Afmerksamkeit des Fahrers
und dessen Einfühlungsvermögen aufbauen, sind auch die bekannten Nöglichkeiten nicht
dazu ausgelegt, effektiv etwas gegen den Kraftstoffmehrverbrauch beim Beschleunigen
des Kraftfahrzeugs -beispielsweise bei einem ttberholmanöver - zu tunO Derartige
Beschleunigungsvorgänge sind jedoch besonders kraftstofffressend undjeder Autofahrer
weiß, wie oft derartige Vorgänge mit den dazugehörigen Beschleunigungsspielen nacheinander
ablaufen. Normalerweise geht ein einzelnerÜberholvorgang wie folgt vonstatten: Bei
einer Beschleunigung z. B. von 50 km/h auf 80 km/h tritt der Autofahrer meistens
auf das Gaspedal und zwar nach Gefühl so weit, daß er bei einer starren Fußhalt
tung wahrscheinlich eine Endgeschwindigkeit von etwa 100 km/h auf dem Tachometer
ablesen könnten Er wird jedoch bei der nach Gefühl angestrebten und erreichten Geschwindigkeit
von ca. 80 km/h den Fuß leicht vom Gaspedal nehmen und nun seine "Sollgesehwindigkeit"
dem vorderen Fahrzeug - wieder nach Gefühl - anpassen. Für den Fall, daß er zu schnell
geworden ist wird er ganz vom Gaspedal "steigentt und eventuell sogar leicht bremsein.
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Dieser Vorgang bedeutet nun im allgemeinen aber auch, daß beim Durchtreten
des Gaspedals zwecks Erreichen der Uberholgeschwindigkeit mehr Kraftstoff verbraucht
wird als eigentlich otwendig ist.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, eine
Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die einfach, sicher und quasi automatisch
kraftstoffsparend arbeitet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gaszug zwischen Gaspedal
und Gashebel aufgetrennt ist, daß das mit dem Gaspedal verbundene Ende des Gaszugs
an der Trennstelle mit einem (im folgenden Gasführung genannten) ersten FUhrungsklotz
verbunden ist, daß das mit dem Gashebel verbundene Ende des Gaszugs an der Trennstelle
mit einem (im folgenden Hebelführung genannten) zweiten Führungsklotz verbunden
ist, daß zwischen Gasführung und Hebelführung funktionell ein Schalter mit zwei
Schaltstellungen angeordnet ist, und daß ein Elektromotor vorgesehen ist, der einerseits
im Ruhezustand die Hebelführung festhält, und der andererseits infolge einer Betätigung
des Gaspedals in Abhängigkeit von einem beim Abheben der Gasführung von der Hebelführung
über den Schalter generierten Schaltsignal die Gasführung definiert an die Hebelführung
heranführt.
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Weitere Merkmale und Ausführungsdetails der Erfindung ergeben sich'aus
den Unteransprüchen. Die Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Diagramm gegenübergestellt den Kraftstoffverbrauoh
bei einem überholvorgang ohne und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2
zeigt eine Prinzipdarstellung der gesamten erfindungsgemäßen Konfiguration; Fig.
3 zeigt die Darstellung nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsstellungen; Fig. 4
zeigt die Darstellung nach Fig. 1 in der sogenannten Vollgasstellung.
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Im Diagramm von Fig. 1 ist auf der Abszisse die Geschwindigest B aufgetragen
- d. h. bei einem Beschleunigungsvorgang mit anschließezi:der höherer Fahrgeschwindigkeit
wird ausgehend von einem Anfangspunkt A ein Punkt E mit erhöhter Geschwindigkeit
bei gleichem Kraftstoffverbracuh angesteuert. Der-Kraftstoffverbrauch ist auf der
Ordinaten aufgetragen. (V (1)).
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Wie erwähnt sind die Punkte A und E in Be-zug auf den Kraftstoffverbrauch
dadurch definiert, daß dieser - auf Grund unterschiedlicher tbersetzungsverhältnisse
- gleich ist.
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Der dem Kraftstoffverbrauch adäquate Kurvenverlauf zwischen A und
E ist jedoch sehr unterschiedlich.
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Die ausgezogene Linie entspricht dem eingangs erwähnten Überholvorgang.
Ausgehend von einer Geschwindigkeit a wird das Gaspedal kräftig durchgetreten -
der Kraftfahrzeugvergaser saugt relativ viel Kraftstoff an (vgl. Punkt X im Diagramm).
Je nach Stellung des Gaspedals und damit des Gashebels an der Vergasereinheit einerseits
und des aktiven Eingriffs des Autofahrers andererseits liegt der Punkt X im Umfeld
des dargestellten Punktes. Um den Punkt E sodann zu erreichen wird der Fuß mehr
oder weniger rasch vom Gaspedal genommen. Der den Kraftstoffverbrauch wiederspiegelnde
Kurvenverlauf zwischen X und E ist dabei genauso wie der zwischen A und X quasi
nur ein beispielhafter Verlauf aus einer theoretisch beliebig großen Kurvenschar
- die von den spezifischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs und dem Fahrverhalten
des Fahrers abhängt.
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Wie bereits erwähnt wird bei dem Kurvenverlauf A - X - E mehr Kraftstoff
angesaugt und verbraucht, als es dem eigentlichen Zweck der Geschwindigkeitserhöhung
von a nach b entspricht.
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(Auch wenn im Obigen und Folgenden die Beschreibung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung von einem Kraftfahrzeug mit Ottomotor (Vergasermotor) ausgeht, so gilt
analoges auch für das mit einem Dieselmotor betriebenes Kraftfahrzeug - also für
das Einspritzen von Kraftstoff.)
Die strichpunktierte Kurve zwischen
A und E unterhalb A - X - E soll die Verbrauchskurve für den Kraftstoff zeigen,
wie sie mit einem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeug
erreichbar ist. Der Flächeninhalt zwischen der quasi persönlichen Kurve A - X -
E und der automatischen, d. h.
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definiert vorgegebenen Kurve A - Y - E ist äquivalent der Kraftstoffersparnis.
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Die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, sowie ihre
Funktion und Wirkungsweise werden anhand von Fig. 2 näher erläutert.
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Die prinzipielle Wirkung beim Autofahren ist so, daß mit der Betätigung
des Gaspedals 1 ein mit diesem verbundener Gaszug 2 bewegt wird, der seinerseits
an einem Gashebel 3 eingehängt ist, dessen Stellung unmittelbar die Kraftstoffmenge
bestimmt, die vom Vergaser angesaugt wird. Der Gashebel 3 wird gegen die Kraft einer
Rückholfeder 4 bewegt und nimmt bei ruhendem Gaspedal 1 die sogenannte Leerlaufstellung
ein.
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Gemäß der Erfindung ist der Gaszug 2 aufgetrennt, und zwar derart
daß die Trennstelle durch eine von einer Koppelfeder 5 funktionell zusammen gehaltene
Nachführeinheit überbrückt ist. Diese Nachführeinheit besteht aus einem ersten und
einem zweiten Führungsklotz, die in einer gemeinsamen Schiene geführt sind und über
die Koppelfeder formschlüssig aneinander anliegen. Der erste Führungskkotz 6 ist
einseitig mit dem am Gaspedal eingehängten Gaszug 2 verbunden und wird im folgenden
Gas zug genannt; der zweite Führungsklotz 7 ist mit dem am Gashebel 3 eingehängten
Gaszug 2 verbunden und wird im folgenden Hebelführung genannt. Gasführung 6 und
Hebelführung 7 greifen komplementär ineinander und werden an den freien
Flächen
- im Ruhezustand - über die Koppelfeder 5 formschlüssig zusammengehalten.
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Zwischen den beiden Auflageflächen ist ein (Mikro-) Schalter 8 angeordnet,
der im formschlüssigen Zustand von Gasführung 6 und Hebelführung 7 "Aus" geschaltet
ist. Wird nun das Gaspedal 1 betätigt <Pfeil Z), so wird die Gasführung 6 nach
links gezogen. Der Schalter 8 wird "Ein" geschaltet und gibt ein Steuersignal s
an 0 einen Elektromotor 9 ab. Dieser Elektromotor 9 wirkt - über die Wirkverbindung
10 - bis zu diesem Zeitpunkt als Bremse für die Hebelführung 7. Mit dem Steuersignal
s wird der Elektromotor 9 0 nunmehr aktiviert - über die Wirkverbindung 10 - und
zwar derart, daß die Hebelführung 7 mit gleichfürmiger Geschwindigkeit an die Gasführung
6 herangeführt wird. In dem Moment, in dem die genannten Auflageflächen wieder aneinander
anliegen, wieder Schalter 8 wieder "Aus" geschaltet, womit der Elektromotor 9 ebenfalls
ausgeschaltet, d. h. stillgesetzt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Elektromotor9 wirkungsnnäßig durch die Federkraft der Koppelfeder 5 unterstützt;
es ist jedoch ohne weiteres ersichtlich, daß über entsprechende Eingriffs- und Getriebemittel
zwischen dem Elekt romotor 9 und der Hebelführung 7 der gleiche Effekt der gleichförmigen
Nachführung der Hebdführung 7 an die Gasführung 6 auch ohne Koppelfeder 5 erreichbar
ist.
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Wird letztlich das Gaspedal 1 wieder zurückgexlommen, so zieht die
Rückholfeder 4 am Vergaser die Hebelführung 7 zurück. Gemäl: der Darstellung von
Fig. 2 wird die Gasführung 6 mit der Federkraft der Koppelfeder 5 gleichermaßen
zurückgezogen. Für den oben angesprochenen Fall, daß Gasführung 6 und Hebelführung
7 nicht über die Koppelfeder miteinander verbunden sind, muß selbstverständlich
dafür gesorgt sein, daß die Gasführung 6 sich
gemeinsam mit der
Hebelführung 7 zurückbewegt. Dies kann beispielsweise über eine magn etische Kopplung
erfolgen, die mit dem "Aus"-Schaltzustand des Schalters 8 zur Wirkung gebracht wird.
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Eine Ergänzung erfährt die vorstehend beschriebene Erfindung insoweit,
als die Möglichkeit des Vollgas-Startes generell möglich sein soll. Dazu ist die
Gasführung mit einem Schaltkontakt 11 verbunden, der beim Durchtreten des Gaspedals
1 einen Vollgas-Schalter 12 betätigt. Über diesen Vollgas-Schalter 12 wird ein Lösesignal
sl generiert und an den Elektromotor 9 abgegeben, der im Schnellgang eine Nachführung
der Hebelführung 7 an die Gasführung 6 bewirkt. Bei der auf einer Koppelfeder 5
aufgebauten Kopplung zwischen Gasführung 6 und Hebelführung 7 kann mit dem Lösesignal
sl die Bremswirkung des Elektromotors 9 aufgehoben werden. Damit schnappt die Hebelführung
7 nach Generierung des Lösesignals sl schlagartig nach.
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Die genannte Möglichkeit des Vollgas-Startes kann ggf. auch dadurch
realisiert werden, daß über die vorgezogene Gasführung 6 eine mechanisch wirkende
Hebemimik ausgelöst wird, die eine mechanische Entriegelung zwischen Elektromotor
9 und Hebelführung 7 bewirkt.
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Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß sie extern und zwar über eine zum Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs verlegte
Steuerleitung 13 abgeschaltet werden kann.
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Damit wird die Wirkverbindung 10 zwischen Elektromotor 9 und Hebelführung
7 aufgehoben und die aus Gasführung 6 und Hebelführung 7 bestehende Einheit folgt
direkt analog der Gaspedalbetätigun g.
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In Fig. 3 sind mehrere Betriebsstellungen derfunktionsve-sentlichen
Bauteile aufgezeigt.
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Bei der in Fig. 3 a gezeigten Grundstellung befinden sich Gaspedal
1 und Gashebel 3 in Leerlaufstellung; Gasführung 6 und Hebelführung 7 bilden eine
Einheit, wobei der Schalter 8 "Aus'$ geschaltet ist.
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Gemäß Fig. 3 b ist das Gaspedal 1 teilweise durchgetreten. Damit wurde
die Gasführung 6 von der mit der Halte- (Brems-)kraft des Elektromotors 9 festgehaltenen
Hebelführung 7 weggezogen.
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Der Schalter 8 schaltet in den Zustand "Ein", womit letztlich der
Elektormotor 9 eingeschaltet wird. Uber nicht dargestellte Eingriffs- und Getriebemittel
win4/die Hebelführung 7 mit gleichförmiger Geschwindigkeit v1 an die Gasführung
6 herangeführt - bis der Schalter 8 "Aus"-geschaltet wird. Der Gashebel 3 ist in
die neue Betriebsstellung gezogen. (Fig. 3 c) In der Darstellung nach Fig. 3 d ist
das Gaspedal 1 wieder in die Ruhestellung (Leerlauf) zurückgekehrt. Gasführung 6
und Hebelführung 7 folgen mit der Federkraft der Rückholfeder 4 dieser Gaspedalbewegung
als Einheit und zwar auf Grund der Kopplung zwischen beiden und auf Grund der freien
Rücklaufmögl ichkeit des Elektromotors 9 (Freilauf). (-Vektor VR-) In Fig. 4 ist
die sogenannte Vollgas-Beschleunigung zeichnerisch dargestellt.
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Ausgehend von der in Fig. 3 a gezeichneten Grundstellung wird das
Gaspedal 1 auf einmal bis zum Anschlag durchgetreten. Die Gasführung 6 wird mitgeführt;
die Hebelführung 7 wird mit der Haltekraft des Elektromotors 9 gehalten. Die Gasführung
6 betätigt den Vollgas-Schalter 12 (Signal S1)' womit die Bremswirkung des Elektromotors
9 aufgehoben wird. Je nach spezieller
Konfiguration und Konzeption
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun die Hebelführung 7 im Eilgang nachgeführt,
oder sie schnappt mit der Kraft der Koppelfeder nach.
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Alles in allem ermöglicht es die vorliegende Erfindung den bei Beschleuni
gungsvorgängen nicht erforderlichen Kraftstoff mit relativ Mitteln einfachen/einzusparen.
Dabei ist es selbstverständlich auch denkbar, die verschiedenen Funktionen "normales
Nachführen", "Vollgas-Beschleunigung", "Vorrichtung aus" u. a. in einem Minicomputer
zusammenzufassen und mit dessen Ausgangssignal den entsprechend konzipierten IBIelitromotor
zu beaufschlagen.
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Auch können damit ggf. unterschiedliche Nachführkurven gemäß der Darstellung
von Fig. 1 realisiert werden..... insbesondere lassen sich damit einfach und zuverlässig
unterschiedliche Nachführzeiten einstellen.
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BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Gaspedal 2 Gaszug 3 Gashebel 4 Rückholfeder
5 Koppelfeder 6 Gasführung 7 Hebelführung 8 (Mikro-)Schalter 9 Elektromotor 10 Wirkverbindung
7-8-9 11 Schaltkontakt 12 Vollgas-Schalter 13 externe Steuerleitung V (l) Kraftstoff-Verbrauch
B (km/h) Geschwindigkeit A-X-E A-Y-E
Verbrauchskurven s Schaltsignal (normales Nachführen) 0 s1 Lösesignal (Vollgas -Nachführen)
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