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Bremssystem für Fahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge Die Erfindung
betrifft ein Bremssystem für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem
fernschaltbaren, hilfskraftbetätigten automatischen Getriebe.
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Bei utzfahrzeugen mit automatischem Getriebe ist es dem Fahrer dberlassen,
beim Bremsen, insbesondere auf lAngerenGefallstrecken, durch Einschalten der Motorbremse
und Zurückschalten des Getriebes die Betriebsbremse zu entlasten und zu schonen.
Schaltet er jedoch nicht zurück, so bleiben wesentliche Eigenschaften von Motor
und Getriebe ungenutzt.
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Wird ein Fahrzeug mit automatischem Getriebe und in einem durch die
Wählhebelstellung erlaubten Gang durch Nichtbetätigen des Fahrpedals verzögert,
so schaltet das automatisahe Getriebe bei der niedrigsten zugelassenen Drehzahl
des gerade eingelegten Ganges in den nächst niedrigeren Gang zurück und ermöglicht
dabei eine nur sehr mäßige Verzögerung des Fahrzeuges.
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Wird jedoch in derselben Situation der Wählhebel in den kleinsten
Gang bzw. Gangbereich geschoben, so schaltet das automatische Getriebe bereits bei-der
für den nächst niedrigen Gang höchsten zugelassenen Drehzahl und ermöglicht dadurch
eine wesentlich8 starkere Verzögerung des Fahrzeuges.
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Auf bestimmten Fahrbahnsteigungen ist es zum besseren Beschleunigen
erforderlich, auf niedrigere Gänge zurückzuschalten.
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Es ist auch möglich, den Kick-down-Schalter des Fahrpedals zu betätigen,
wodurch bei oder unterhalb der für den-nächst niedrigen Gang erlaubten Höchstdrehzahl
zurückgeschaltet wird.
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Wird anschließend das Fahrpedal wieder etwas entlastet, so schaltet
das Getriebe wieder auf den höheren Gang, wodurch es zu Schaltpendelungen kommen
kann, wenn die Fahrbahnsteigung für den höheren Gang etwas zu groß ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu vermeiden
und durch automatisches Einschalten der verschleißfreien Bremshilfen vor der Betriebsbremse
ein optimales Bremssystem zu schaffen und dabei die Betriebsbremse zu entlasten
und zu schonen sowie beim Fahren auf bestimmten Fahrbahnsteigungen Schaltpendelungen
zu vermeiden und dadurch den Bedienungskomfort det Fahrzeuges zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Schaltvorrichtung mit
einer Selbsthalteschaltung vorgesehen ist, welche beim Betätige des Bremspedals
oder des Kick-down-Schalters des Fahrpedals mit oder ohne Verzögerung den hilfskraftbetätigten
Stufenschalter des automatischen Getriebes von seiner jeweiligen Vorwärts-Stellung
in die dem ersten Vorwärtsgang zugeordnete Stellung bewegt, dort durch die Selbsthalteschaltung
festhält und * wieder in die vorherige Stellung zurückkehren läßt, wenn sich das
Bremspedal in Ruhestellung befindet und das Fahrpedal betätigt wird.
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Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf fernschaltbare automatische
Getriebe mit einem elektrischen Wählmotor, welcher einen mit einem Segmentpaar versehenen
Stufenschalter in eine dem handbetltigten Wählhebel zugeordnete Position bringt.
Ein mit dem Stufenschalter verbundener Hebel bringt im hydraulischen Teil des automatischen
Getriebes den Bereichswahlschieber in die entsprechende Position. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
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Zur Vermeidung von Pendelungen und Unruhe im automatischen Getriebe
ist eine Einschaltverzögerung vorhanden, welche aus einem ån sich bekannten einschaltverzögerten
Relais bestehen kann, bei der Erfindung ist vorzugsweise ein Heißleiterelement zur
Einschaltverzögerung der Schaltvorrichtung vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß
bei mehrmaligen kurz aufeinanderfolgenden Betätigungen der Schalteinrichtung diese
mit immer kürzerer Verzögerungsdauer anspricht.
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Bei mehreren Ausführungsformen ist vorgesehen, daß die Schaltvorrichtung
aus mindestens einem Schaltrelais mit mindestens einem Umschaltkontakt besteht.
Es ist aber selbstverständlich möglich, z. B. aus wirtschaftlichen Gründen für jeden
benötigten Um*haltkontakt ein eigenes Schaltrelais vorzusehen.
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Bei einem AusBUhrungSbeispiel nach der Erfindung ist vorgesehen, daß
in jeder der Verbindungsleitungen aller Vorwartsgänge mit Ausnahme des ersten Ganges
zwischen Gangwahlschalter und Stufenschalter ein vom Schaltrelais betätigter Umschaltkontakt
liegt, welcher diesen Kontakt des Gangwahlschalters in Ruhestellung mit dem entsprechenden
Kontakt des Stufenschalters und in Arbeitsstellung mit dem Kontakt des ersten Ganges
verbindet.
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Bei einem anderen AusfUhrungsbeispiel, wobei der Gangwahlschalter
mit Kontaktsegmenten versehen ist, welche durch den Wählhebel mit den jeweiligen
Kontakten verbindbar sind, ist vorgesehen, daß der Umschaltkontakt des Schaltrelais
den Pluspol d. Batterie in seiner Ruhestellung mit dem Kontaktsegment des Gangwahlschalters
für die Vorwärtsgänge'in Arbeitsstellung mit dem Kontakt des ersten Ganges verbindet.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem der Gangwahlachalter
aus gegenseitig verriegelten Drucktasten besteht, ist vorgesehen,daß der Umschaltkontakt
des Schaltrelais den Pluspol in seiner Ruhestellung mit der Taste für die VorwärtsgAnge,
in seiner Arbeitsstellung mit dem Kontakt des ersten Ganges verbindet.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
beschreibung meh*irer Ausführungsbeispiele zu entnhnten In der Zeichnung sind Schaltpläne
mehrerer Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen: Fig.
1 - den Schaltplan einer bekannten Getriebefernschaltung, Fig. 2 = ein erstes Auführungsbeispiel
mit Umschaltkontakten zw. Gangwahlschalter und Stufenschalter, Fig. 3 S ein zweites
AuFfUbrungsbeispiel mit einem Umschaltkontakt vor dem Gangwahlschalter und Fig.
4 = ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem Tasten-Gangwahlschalter,
In
Fig. 1 ist der Schaltplan einer bekannten Getriebefernschaltung für ein automatisches
Vierganggetriebe schematisch dargestellt Der Gangwahlschalter 7 ist als Stufenschalter
mit den Kontakten 1 bis 4, N und R, entsprechend den durch den Wählhebel 8 wählbaren
Stellungen Vorwärtsgangbereiche 1 bis 4, Neutral und Rückwärtsgang dargestellt.
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Jeder dieser Kontakte ist mit einem entsprechenden Kontakt eines Stufenschalters
9 verbunden.
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Zusätzlich befindet sich auf jeder Seite der Kontaktreihe 1 bis 4,
N und R ein weiterer Kontakt 11, 12. Der drehbare Teil des Stufenschalters 9 besitzt
zwei elektrisch leitende Segmente 13, 14, die einander so nahe sind, daß beim Drehen
des Stufenschalters 9 der zwischen beiden Segmenten liegende Kontakt nur von einem
Segment berührt werden kann, und welche den drehbaren Teil soweit umgreifen, daß
in der einen Endstellung, wenn der Kontakt 1 zwischen den Segmenten liegt, alle
Kontakte 2 bis 4, N, R und 12 vom Segment 14 berührt werden und in der anderen Endstellung,
wenn sich der Kontakt R zwischen den Segmenten befindet1 die Kontakte 1 bis 4, N,
und 11 vom Segment 13 berührt werden. Die Kontakte 11 und 12 sind mit Je einem Relais~15,
16 verbunden1 dessen anderer Anschluß nach Masse führt. Jedes dieser Relais hat
einen Umschaltkontakt 17, 18. Der Stufenschalter 9 wird von einem elektrischen Wählmotor
10 angetrieben. Die elektrischen Zuleitungskabel 19, 20 des Wählmotors 10 liegen
über die beiden Umschaltkontakte 17, 18 in deren Ruhelage an Masse. Bei Erregung
des Relais 15 liegt die positive Versorgungs-Spannung über dem Umschaltkontakt 17
und das Zuleitungskabel 19 am Motor 10 und dieser dreht den Stufenschalter 9 im
Uhrzeigersinn, bei Erregung des Relais 16 liegt die positive Versorgungsspannung
über dem Umschaltkontakt 18 und das Zuleitungskabel 20 am Motor 10 und dieser dreht
den Stufenschalter n entgegen dem Uhrzeigersinn. Eine gleichzeitige Erregung beider
Relais ist nicht möglich, hätte aber auch keinen Einfluß, da die Umschaltkontakte
17 und 18 beide Motoranschlüsse 19 und 20 mit der positiven Versorgungsspannung
verbinden und am Motor keine Spannung liegt.
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Wird der Wählhebel 8 aus der gezeichneten Stellung N z. B.
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in die Stellung 1 geschoben, so gelangt die positive Versorgungsspannung
über den Wählhebel an den Kontakt 1 des Stufenschalters 9 und über dessen Segment
13 an den Kontakt 11 und das Relais 16.
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Durch dessen Erregung schwenkt der Umschaltkontakt 18 in seine Arbeitsposition
und legt seinerseits die positive Versorgungsspannung über das Zuleitungskabel 20
an den Wählmotor 10. Dessen anderer Anschluß 19 liegt über dem ruhenden Umschaltkontakt
17 an Masse.
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Der Motor dreht nun den Stufenschalter 9 so lange entgegen dem Uhrzeigersinn,
bis der Kontakt 1 zwischen den Segmenten 13 und 14 liegt, Relais 16 abfällt und
der Motor stoppt. Durch Verstellen des Wählhebels 9 wiederholt sich der Vorgang
entsprechend, so daß der Stufenschalter immer der W§hl*belstellung folgt.
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für ein S.chsgangg.tri.b.
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Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung/, welches
in die bekannte Getriebefernschaltung aus Fig. 1 eingefügt ist. In die Verbindungsleitungen
zwischen den Kontakten des Gangwahlschalters und'des Stufenschalters für die VorwSrtsgangbereiche
mit Ausnahme des ersten Bereichs sind Umschaltkontakte 21 eingefügt, welche von
einem Relais 22 gehalten werden.
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Aus Wirtschaftlichkeitsgründen kann auch für jeden Umschaltkontakt
ein eigenes Relais vorgesehen sein.
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Die positive Versorgungsspannung gelangt über einen Bremspedalschalter
23, welcher bei.BetAtigung des Bremspedals geschlossen ist, ein Heißleiterelement
24 und eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 25 zur Erregerspule des Relais 22,
welches über einen von Hand betätigten Ausschalter 26 an Masse liegt.
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Vom Bremspedalschalter 23 gelangt die positive Versorgungsspannung
über einen weiteren von Hand betätigten Aus schalter 27 zum Magnetventil 28 einer
vorhandenen Motorbremse. Vom Kontakt 1 des Gangwahlschalters 7 führt eine Verbindungsleitung
29 über einen Fahrpedalschalter 30, welcher bei Nichtbetätigen des Fahrpedals geschlossen
ist, und eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode 31 zum Relais 22. Schließlich gelangt
die positive Versorgungsspannung über einen bei einem bestimmten Druck in der Bremsdruckleit:lng
schließenden Druckschalter 32 zum Verbindungspunkt der beiden gegeneinander gepolten
Dioden 25 und 31 und damit zum Relais 22.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: der Wählhebel 8 des
Gangwahlschalters 7 befindet sich beispielsweise in der gezeichneten Stellung des
Vorwärtsgangbereiches 6, ebenso der Stufenschalter 9. Soll nun gebremst werden,
so wird das Fahrpedal losgelassen - der Fahrpedalschalter 30 schließt - und das
Bremspedal leicht betätigt. Dadurch schließt der Bremspedalschalter 23, die Betriebsbremse
spricht jedoch noch nicht an.
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Durch Schließen des Bremspedal schalters 23 wird über das Magnetventil
28 die Motorbremse eingeschaltet und es beginnt Strom durch das Heißleiterelement
24 zu fließen. Sobald dieses durch Wärmeentwicklung seinen Widerstand soweit verringert
hat, daß genügend Strom durch die Erregerspule der Relais 22 fließen kann, zieht
dieses an und schaltet die Umschaltkontakte 21 in Arbeitsstellung. Dadurch gelangt
die positive Versorgungsspannung über den Wählhebel 8, Kontakt 6, den zugeordneten
Umschaltkontakt 21, Kontakt 1, Segment 13 und Kontakt 11 an das Relais 16, welches
anzieht, worauf der Wählmotor 10 den Stufenschalter 9 solange gegen den Uhrzeigersinn
bewegt, bis dieser ebenfalls in Stellung 1 steht.
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Das Getriebe schaltet nun zum frühest möglichen Zeitpunkt d.h.
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bei größtuöglicher Drehzahl in den nächst niederen Gang zurück und
bringt so zusätzliche Bremskraft auf. Beim Loslassen des Bremspedals öffnet der
Bremspedal schalter 23 und die Motorbremse wird über das schließende Magnetventil
28 abgeschaltet, sofern nicht bereits vorher durch den Druckschalter A, welcher
durch den Druck im Wandler betätigt wird, die Motorbreise abgeschaltet wird. Relais
22 bleibt jedoch über die Selbsthalte-Schaltung - Verbindungsleitung 29, Fahrpednlschalter
30 und Diode 31 - erregt Die beiden Dioden 27 und 31 sowie die in allen Figuren
gezeichneten Dioden ohne Bezugszeichen dienen zur Sperren unerwünschter Einflüsse.
Diode 25 verhindert, daß die Motorbremse über die Selbsthalteschaltung eingeschaltet
wird und Diode 31 verhindert, daß die positive Versorgungsspannung am Relais 22
ilber die Selbsthalteschaltung zum Kontakt 1 des Stufenschaltere 9 gelangt.
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Dies soll nur über den Wählhebel Möglich sein. Eine weitere Diode
33, welche in der Vsrbindungsleitung vo Kontakt 1 des Gangwahlschalters 7in Durchlaßrichtung
zum Kontakt 1 des Stufenschalters 9 gepolt ist, soll eine Erregung des Relais 22
verhindern, wenn Segment 13 des Stufenschalters an Spannung liegt.
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Ist die Bremswirkung der Motorbremse und/oder der Getriebe rücksehaltung
zu gering, so wird in üblicher Weise durch stärkeren Druck auf das Bremspedal die
Betriebsbrense zugeschaltet.
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Ein weiterer Schalter 32, der von einen bestimmten Druck in der Bremleisitung
geschlossen wird, umgeht die Verzögerungsschaltung und legt an Relais 22 Spannung,
wenn beispielsweise eine Notbremsung vorgenommen wird. Er kann auch als Sicherheitsschalter
bei Nichtfunktion des Breispedalschalters 23 angesehen werden.
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Soll nach Loslassen des Bremspedals die Bremswirkung des Getriebes
aufgehoben werden, so genügt eine kurze Betätigung des Fahrpedals, wodurch der Fahrpedalschalter
30 geöffnet wird und die S*lbsthaltung des Relais 22-afgehoben ist. Dieses fällt
ab, die Unschaltkontakte 21 kehren in ihre Ruhestellung zurlck.
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Über den Wählhebel, welcher während des ganzen Bremsvorgang.es in
Stellung 6 verblieb, gelangt die positive Versorgungsspannung über Kontakt 6 sowie
Kontaktsegment 14 und Kontakt 12 des Stufenschalters auf Relais 15, worauf dieses
anzieht und der Wählmotor 10 den Stufenschalter 9 nun im UhrzeigerSinn in die frühere
Stellung 6 zurückführt. Die handbetätigten Schalter 26 und 27 dienen dazu, bei gefährlichen
Straßenbeschaffenheiten, z. B.
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Glatteis, die Bremshilfen außer Betrieb zu setzen.
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Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches sich von dem
in Fig. 2 durch eine andere Ausführung des Gangwahlschalters 7 sowie des Fußpedalschalters
unterscheidet. Der Gangwahlschalter 7 ist als Kontaktsegmentschalter ausgeführt,
der ein Kontakt segment 34 für die Vorwärtsgangbereiche 1 bis 6 und ein zweites
Kontaktsegment 35 für die Wähihebelstellungen N und R aufweist.
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Kontaktsegment 35 ist mit dem Pluspol der Versorgungsspannung fest
verbunden. Durch diese Ausführungsform des GangwahlW4hallers ist es möglich, mit
einem Relais 22 mit nur einem Umschaltkontakt 21 auszukommen, der den Pluspol der
Versorgungsspannung in Ruhestellung mit dem Kontaktsegment 34, in Arbeitsstellung
mit dem Kontakt 1 verbindet. Der Wählhebel 8 dient als Brückenschalter zwischen
den Segmenten und den Kontakten des Gangwahlschalters.
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Am Fahrpedal sind zwei Schalter 36 und 37 vorhanden, welche beide
an einer Seite mit dem Pluspol der Versorflngsspannung verbunden sind. Der Schalter
37 schließt dann, wenn sich das Fahrpedal jenseits der Vollgasstellung in Kick-down-Stellung
befindet, und erregt direkt das Relais 22 parallel zu den Schaltern 23 und 32.
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Bei der bekannten Kick-down-Schaltung eines automatischen Getriebes
schaltet diese in den nächst niederen Gang und bleibt in diesem, bis dessen ilöchstdrehzahl
erreicht ist, und schaltet wieder hoch, wenn diese Höchstdrehzahl überschritten
oder das Fahrpedal zurückgenommen wird.
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Bei gewissen Fahrbahnsteigungen kann dies zu unerwünschten Schaltpendelungen
führen, wenn der Fahrer nicht zurUckschaltet.
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Dem beugt die erfindungsgemäße Schaltung dadurch vor, daß durch die
Erregung des Relais 22 in Kick-down-Stellung der Stufenschalter in Stellung 1 gebracht
wird und das Fahrzeug dadurch die Steigung mit dem höchstmöglichen Gang bewältigt,
aber nicht mehr hochachaltet, wenn die Steigung geringer wird.
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Die auch hier vorgesehene Selbsthalteschaltung Qber Umschaltkontakt
21, Diode 31 und Verbindungsleitung 29 wird durch Schließen des Schalters 36, welcher
sich im Betätigungsweg des Fahrpedals zwischen Ruhe- und Vollgasstellung nahe der
Ruhestellung befindet, gelöst, indem das Fahrpedal kurzzeitig losgelassen wird.
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Beim Schließen des Schalters 36 wird ein Relais 38 erregt und ein
von diesem betätigter Ruhekontakt 39 öffnet den Selbsthaltekreis.
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In den Stellungen Neutral N und Rückwärigäng R ist bei allen AuflfUhrungen
eine automatische Rückschaltung nicht möglich. Wird gegebenenfalls bei angezogenem
Relais 22 in Stellung N oder R geschaltet, so wird über je eine von diesen Kontakten
in Durchlaßrichtung zum Relais 38 gepolte Diode 40 über dieses Relais der Ruhekontakt
39 geöffnet, solange sich der Wählhebel in Stellung N oder R befindet. Relais 22
fällt ab und kann in dieser Zeit auch nicht wieder erregt werden.
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Fig. 4 zeigt ein von der Erfindung bevorzugtes AusfUhrungsbeispil,'
welches sich von dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel nur durch einen anderen Gangwahlschalter
und durch Weglassen einiger Verbindungsleitungen unterscheidet. Bereits bei dem
in Fig. 3 dargestellten Beispiel sind durch die vielen Mö6-lichkeiten zum Rückschalten
des automatischen Getriebes die Wählhebelsteilungen der Vorwärtsgangbereiche zwischen
dem niedrigsten und höchsten Bereich entbehrlich. Werden diese aber weggelassen,
so ist an Stelle eines Wählhebels die Gangwahl durch Drucktasten sinnvoll. Dies
wurde in Fig. 4 dargestellt, wobei der Gangwahlschalter 7 aus drei gegeneinander
mechanisch verriegelbaren Drucktasten, V, N und R besteht.
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Durch Drücken der Taste V wird der Stufenschalter 9 in Stellung 6
bewegt, durch Betätigung des Bremspedals bis zum Ansprech -druck des Schalters 32
oder durch Betätigung des Kick-down-Schalters 37 in Stellung 1; die dazwischenliegenden
Gangbereiche werden vom automatischen Getriebe selbst geschaltet.
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Vorteilhafterweise wird bei allen Ausführungsbeispielen ein nicht
gezeichneter temperaturabhängiger Schalter angeordnet, welcher ebenfalls auf die
Schaltvorrichtung zumindest'so einwirkt, daß um einen Gang zurückgeschaltet werden
kann, wenn das Getriebeöl eine bestimmte Temperatur überschreitet.