УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ НЕЙТРАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ РУЧКИ КОРОБКИ ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ

Устройство относится к области автомобилестроения и может быть использовано в пусковых системах двигателей автомобильного транспорта для контроля нейтрального положения ручки механической коробки переключения передач и блокировки запуска двигателя при положении ручки, отличного от нейтрального.
Известна «СИСТЕМА БЕСКОНТАКТНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ДВС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА» по патенту на изобретение № 2418974 от 27.01.2009, МПК F02N 15/00, опубликован 10.08.2010, содержащая электростартер, сцепление, ключ замка зажигания, редуктор, электромагнитную муфту, аккумуляторную батарею, основной и вспомогательный тиристоры, конденсатор, резистор, переключатель с пружиной, источник импульсов, обратный диод и импульсные трансформаторы. Включение электростартера производят путем подачи на управляющий электрод основного тиристора положительного импульса. При этом основной тиристор отпирается и напряжение аккумуляторной батареи подается к электростартеру и электромагнитной муфте, конденсатор заряжается через основной тиристор и резистор. Для выключения электростартера на управляющий электрод вспомогательного тиристора через трансформатор подается положительный импульс. При этом вспомогательный тиристор отпирается и прикладывает напряжение заряженного конденсатора на основной тиристор, который запирается, и ток в цепи электростартера прерывается. После заряда конденсатора вспомогательный тиристор  самопроизвольно запирается. Технический результат заключается в исключении механического контакта при включении электростартера.
На сегодняшний день в автомобилестроении широко применяются системы дистанционного пуска двигателя. Такие системы удобны потребителю, поскольку позволяют осуществлять дистанционный запуск и прогрев двигателя автомобиля. Использование таких систем в автомобилях с механической коробкой передач предполагает размещение ее ручки в нейтральном положении, то есть без включения передачи. При запуске двигателя с включенной передачей транспортное средство может начать самопроизвольное движение, создавая, таким образом, аварийную ситуацию. В известной системе не предусмотрена возможность блокировки запуска двигателя при включенной передаче.
Наиболее близким по технической сути является «БЛОКИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ» по патенту на изобретение № 2236611, от 19.09.2002, МПК F02N 15/10, B60K 28/10, опубликован 20.09.2004, содержащее рычаг коробки передач, пусковой двигатель, механизм включения муфты сцепления, снабженный валом, трубопровод и исполнительный механизм, выполненный в виде гидроцилиндра со штоком и снабженный рычагом, установленным на опоре, который с одной стороны соединен с тормозной лентой, охватывающей выходной вал коробки передач, а с другой стороны рычаг взаимодействует через шток, поршень гидроцилиндра исполнительного механизма и стержень с нормально замкнутым контактом, один конец которого соединен с массой транспортного средства, а с другой через нормально замкнутый контакт, находящийся под сиденьем оператора, электрически соединен с первичной обмоткой магнитопускового двигателя, при этом к раме транспортного средства в вертикальной плоскости шарнирно прикреплены подножка и гидроцилиндр, шток которого соединен шарнирно с подножкой, а рабочая полость гидроцилиндра трубопроводом соединена с рабочей полостью гидроцилиндра исполнительного механизма. Технический результат заключается в повышении надежности блокировки запуска двигателя при выполненной передаче и повышении безопасности.
Известное устройство реализовано на основе механических и гидравлических связей, что делает его производство ресурсоемким, а установку и эксплуатацию сложными и, как следствие, требующим привлечения квалифицированного персонала. Для установки известного устройства, в конструкцию транспортного средства необходимо вносить необратимые изменения, что, помимо дополнительных ресурсозатрат, значительным образом затрудняет эксплуатацию транспортного средства без блокирующего устройства, например, в случае выхода блокирующего устройства из строя.
Задачей заявляемого технического решения является создание простого в монтаже и эксплуатации устройства, определяющего нейтральное положение ручки механической коробки переключения передач и способного к инициации блокировки запуска двигателя при положении ручки переключения передач, отличного от нейтрального.
Поставленная задача решена за счет устройства контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля, характеризующегося тем, что выполнено с возможностью установки в электрическую цепь автомобиля и содержит блок управления, установленный в корпусе, к которому при помощи гибкой токопроводящей проводки подсоединены оптический приемник и оптический передатчик, при этом блок управления снабжен цепью питания электромагнитного реле и выполнен с возможностью подачи напряжения на упомянутую цепь питания при передаче сигнала от оптического передатчика на оптический приемник и прекращения подачи напряжения на упомянутую цепь питания при отсутствии такого сигнала; в качестве оптического передатчика использован  инфракрасный светодиод, а в качестве оптического приемника использован инфракрасный фотодиод; возможность подачи напряжения на цепь питания электромагнитного реле реализована с помощью тиристора, открытого при наличии  сигнала от оптического передатчика на оптический приемник и закрытого при отсутствии такого сигнала; в цепи питания электромагнитного реле расположен диод.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 - принципиальная схема работы устройства контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля при нейтральном положении ручки переключения передач;  на фиг. 2 - принципиальная схема работы устройства контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля при положении ручки переключения передач, отличного от нейтрального.
На фиг. 1 и фиг. 2 изображены: оптический приемник 1, оптический передатчик 2, электромагнитное реле 3, устройство 4 замыкания цепи, коробка 5 переключения передач, ручка 6 КПП автомобиля, электрическая цепь 7 питания стартера, блок 8 управления, корпус 9, гибкая токопроводящая проводка 10, стартер 11.
Устройство контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля выполнено следующим образом.
Устройство контроля нейтрального положения ручки 6 КПП 5 автомобиля содержит блок 8 управления, расположенный в корпусе 9. К корпусу 9 посредством гибкой токопроводящей проводки 10 подсоединены оптический приемник 1 и оптический передатчик 2, вместе образующие оптическую пару. Оптическая пара выполнена с возможностью передачи сигналов на блок 8 управления при помощи гибкой токопроводящей проводки 10. Устройство контроля нейтрального положения ручки 6 КПП 5 автомобиля выполнено с возможностью установки в электрическую цепь автомобиля и питания от нее. Возможность установки устройства в электрическую цепь автомобиля реализована за счет наличия на корпусе 9 токопроводящих контактов. Оптический приемник 1 и оптический передатчик 2 выполнены с возможностью установки на поверхности подвижных и стационарных элементов КПП и автомобиля. Возможность установки приемника 1 и передатчика 2 на поверхности подвижных и стационарных элементов может быть реализована любым известным из уровня техники способом, например, посредством резьбового или иного соединения. Преимущественно, в качестве оптического приемника 1 используют инфракрасный фотодиод. Преимущественно в качестве оптического передатчика 2 используют инфракрасный светодиод. Блок 8 управления снабжен цепью питания электромагнитного реле 3. Блок 8 управления выполнен с возможностью подачи напряжения на электромагнитное реле 3 при передаче сигнала от оптического передатчика 2 на оптический приемник 1 и прекращения подачи напряжения на электромагнитное реле 3 при отсутствии такого сигнала. Возможность подачи напряжения на электромагнитное реле 3 реализована за счет устройства 4 замыкания цепи. Устройство 4 установлено в цепь питания  электромагнитного реле 3 с возможностью замыкания данной цепи и подачи напряжения при наличии сигнала от оптического передатчика 2 на оптический приемник 1 и размыкания цепи при отсутствии такого сигнала. К устройству 4 подведена электрическая цепь управления устройством 4. При поступлении управляющего сигнала с оптической пары в цепь управления устройством 4, устройство 4 переходит в активное состояние и замыкает цепь питания электромагнитного реле 3. В качестве устройства 4 замыкания цепи может быть использован, например, тиристор. Опционально, в цепи питания электромагнитного реле 3 может быть расположен диод, выполняющий защитную функцию и предназначенный для разряжения самоиндукции катушки электромагнитного реле 3. Опционально, на корпусе 9 может быть расположен сигнализатор, информирующий пользователя о положении ручки 6 КПП 5, выполненный, например, в виде светодиода.
Устройство контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля используют следующим образом.
Корпус 9 устройства крепят к любой подходящей стационарной поверхности автомобиля и устанавливают в электрическую цепь автомобиля, подключая к токопроводящим  контактам на корпусе 9 элементы электрической цепи автомобиля.  В электрическую цепь 7 запуска двигателя устанавливают электромагнитное реле 3, таким образом, что в пассивном состоянии реле 3, цепь 7 питания стартера 11 двигателя автомобиля является разомкнутой. Осуществляют установку оптического приемника 1 и оптического передатчика 2 на  подвижный и стационарный элементы КПП 5 автомобиля. Установку приемника 1 и передатчика 2 осуществляют при нейтральном положении ручки 6 переключения передач. Приемник 1 устанавливают относительно передатчика 2 таким образом, что при нейтральном положении ручки 6 переключения передач, луч от передатчика 2 поступает на приемник 1. Опционально, оптический приемник 1 может быть закреплен на неподвижной части кузова автомобиля или коробки 5 переключения передач, а оптический передатчик 2 на подвижной части, например на ручке, тяге или кулисе.
При попытке запуска двигателя при включенной передаче (фиг. 2), оси приемника 1 и передатчика 2 смещены относительно друг друга и, как следствие, сигнал с оптического передатчика 2 не поступает на оптический приемник 1. При отсутствии сигнала с оптической пары устройство 4 находится в пассивном состоянии, цепь питания реле 3 разомкнута, катушка электромагнитного реле 3 обесточена, цепь 7 питания стартера 11 автомобиля - нормально разомкнута. Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает блокировку запуска двигателя автомобиля при включенной передаче.
При попытке запуска двигателя при нейтральном положении ручки 6 переключения передач (фиг. 1), оптическая пара находится в соосном положении и  сигнал с оптического передатчика 2 поступает на оптический приемник 1, вследствие чего, управляющий сигнал поступает в цепь активации устройства 4, переводя его в активное состояние. Устройство 4 замыкает цепь питания электромагнитного реле 3, что, в свою очередь, обеспечивает замыкание цепи 7 питания стартера 11 автомобиля.
Ниже приведено описание работы одного из возможных вариантов реализации устройства контроля нейтрального положения ручки 6 КПП 5 автомобиля, при котором оптическая пара выполнена на основе инфракрасных диодов, а в качестве устройства 4 замыкания цепи используют тиристор. При попытке запуска двигателя напряжение с аккумулятора автомобиля одновременно подается на цепь 7 питания стартера 11 и блок 8 управления. Блок 8 управления инициирует излучение светодиодом 2 инфракрасного луча. В том случае, если луч со светодиода 2 падает на фотодиод 1, за счет фотоэффекта, сопротивление в цепи блока 8 падает и сила тока в ней становится достаточной для перевода тиристора 4 в активированное положение. Через тиристор 4 осуществляется питание катушки электромагнитного реле 3, обеспечивая блокированное замыкание цепи 7 питания стартера 11 автомобиля на все время работы стартера. После запуска двигателя питание анода тиристора 4 прекращается, отключается самоблокировка электромагнитного реле 3, цепь 7 питания стартера 11 переходит в нормальное разомкнутое состояние. При наличии сигнального светодиода на корпусе 9, при попадании луча с передатчика 2 на приемник 1 питание сигнального светодиода осуществляют, например, через транзистор. В том случае, если ручка 6 КПП автомобиля находится не в нейтральном положении, и оси фотодиода 1 и светодиода 2 разнесены в пространстве, луч со светодиода 2 не попадает на фотодиод 1, сопротивление в цепи блока 8 управления не снижается, тиристор 4 остается в пассивном положении, а цепь 7 питания стартера 11 нормально разомкнутой.
Использование блока 8 управления питания внешним устройством, а именно электромагнитным реле, используемым для замыкания и размыкания цепи 7 питания стартера 11 двигателя автомобиля, в зависимости от взаимного положения оптического приемника 1 и оптического передатчика 2, позволяет блокировать запуск двигателя автомобиля при включенной передаче и, не препятствует запуску при положении ручки 6 переключения скоростей в нейтральном положении.
Техническим результатом заявленного технического решения является создание электронного устройства, определяющего нейтральное положение ручки механической коробки переключения передач и инициирующего блокировку запуска двигателя при положении ручки переключения передач, отличного от нейтрального. Технический результат достигается за счет устройства контроля нейтрального положения ручки КПП автомобиля, характеризующегося тем, что выполнено с возможностью установки в электрическую цепь автомобиля и содержит блок управления, установленный в корпусе, к которому при помощи гибкой токопроводящей проводки подсоединены оптический приемник и оптический передатчик, при этом блок управления снабжен цепью питания электромагнитного реле и выполнен с возможностью подачи напряжения на упомянутую цепь питания при передаче сигнала от оптического передатчика на оптический приемник и прекращения подачи напряжения на упомянутую цепь питания при отсутствии такого сигнала; в качестве оптического передатчика использован  инфракрасный светодиод, а в качестве оптического приемника использован инфракрасный фотодиод; возможность подачи напряжения на цепь питания электромагнитного реле реализована с помощью тиристора, открытого при наличии  сигнала от оптического передатчика на оптический приемник и закрытого при отсутствии такого сигнала; в цепи питания электромагнитного реле расположен дополнительный диод.