CN107107893B - 带有流体动力减速器的制动装置的调整方法 - Google Patents

Abstract

已知一种制动装置，它有流体动力减速器，包括至少一个转子叶轮(3)和一个导向叶轮(2)，它们安装在共同的壳体内以及共同构成一个环形工作腔(4)，工作腔(4)在减速器制动运行时可以充填工作介质，以及在减速器非制动运行时可以重新排空，以及有一个从工作腔(4)到冷却器(19)和再从那里返回的外部冷却循环导管(15)。为了能达到更好的制动功率，建议，为了调整流体动力减速器，至少在制动运行时暂时使用源自温度传感器的测量温度T_Kreislauf，温度传感器定位为借助它能测量工作腔(5)内温度。

Description

带有流体动力减速器的制动装置的调整方法

本发明涉及的制动装置包括流体动力减速器，它作为下坡缓行制动器在汽车中，例如在共同汽车、载货车或轨道车辆中使用，本发明涉及一种调整这种减速器或调整配备有这种减速器的制动装置制动力矩的方法。

本领域技术人员例如由DE3943708A1众所周知流体动力减速器的工作方式和基本功能。此外，本领域技术人员还已知如何能调整这种减速器制动力矩的不同方法。

通常减速器与汽车的传动装置接合，从而至少持续驱动减速器的转子。通过调整由转子与导向器构成的工作腔的充填量，可以调整减速器的制动力矩。作为工作介质一般使用油或水或水混合物。

此外，已知可关闭的减速器，其中转子在非制动运行时与汽车传动装置脱开，目的是在非制动运行时减少功率损失。

在制动运行时，工作腔至少部分充填并在工作腔内形成循环流动，通过这种循环流动，可以将称为减速器制动力矩的扭矩从导向器传给转子。此时延缓转子或一次叶轮和尤其与一次叶轮旋转固定连接的轴。

必须排出在此过程中产生的热量，为实现这一点，至少部分工作介质在一个循环中循环，此循环与冷却循环连接或组合在冷却循环内，通过冷却循环可以排出多余的热量。

在非制动运行时，减速器工作腔基本上或完全排空，所以没有或基本没有扭矩从导向器传给转子。相应地，也没有获得制动作用。为了尽可能多地降低空转损失，可以规定，减速器设计为具有能轴向移动的转子或导向器，以便在非制动运行时能加大转子与导向器的隔离间隙。

在制动运行时，通常总是规定根据不同的条件调整制动力矩。此外制动力矩也与工作介质或冷却剂的温度有关，因为在制动时产生的热能必须通过工作介质或冷却剂排出。若这些温度之一过高，则必须取消制动功率。

为了监测温度，可以使用在工作介质循环和/或冷却循环内不同地点的温度。例如可以测量减速器出口通道内的工作介质温度和/或冷却水温度。

虽然冷却系统有能力排出多余的热能，但尽管如此迄今所有的温度调整方案在某些工作状况下仍会出现如此高的测量温度，以致要下调减速器，亦即取消制动功率。

在极端情况下这导致制动力矩跃变，或在非制动运行时期间导致工作腔内过高的温度。

因此本发明的目的是，建议一种用于具有流体动力减速器的制动装置的调整方法，采用这种方法，能达到更好的制动特性和更好的可用制动功率。

所述目的通过一种调整具有流体动力减速器的制动装置的方法来达到，其中，所述流体动力减速器包括至少一个转子叶轮和一个导向叶轮，所述转子叶轮和导向叶轮安装在共同的壳体内以及共同构成环形的工作腔，工作腔在减速器的制动运行时充填工作介质，以及在减速器的非制动运行时重新排空，制动装置还带有从工作腔到冷却器和再从冷却器返回的外部冷却循环导管，按照本发明，为了调整制动力矩，至少在制动运行时暂时使用源自温度传感器的温度T_Kreislauf，温度传感器定位为借助该温度传感器能测量工作腔内温度，其中，在停歇时间间隔t_totzeit起动制动运行时，为了调整减速器的制动力矩使用起始温度值作为调整温度，它不同于温度传感器测得的温度T_Kreislauf，在停歇时间间隔t_totzeit期间调整减速器制动力矩所使用的调整温度是温度T_{Rückregelung}，温度T_{Rückregelung}能够与低于温度T_Kreislauf的、恒定的起始温度值温度T_angenommen相同，其中，在经过停歇时间间隔t_totzeit后，温度T_{Rückregelung}借助线性内插法在平滑转换起动时间间隔t_{überblendenEinschalten}平滑转换，回到测得的温度T_Kreislauf。。

若工作腔内的工作介质温度T_Kreislauf超过规定的最大值，则必须借助调整装置减小制动功率。低于最大值可以用最大的制动功率制动。

流体动力减速器包括至少一个转子叶轮和一个导向叶轮，它们安装在共同的壳体内以及共同构成一个环形工作腔。工作腔在减速器制动运行时可以充填工作介质，以及在减速器非制动运行时可以重新排空。此外设置一个从工作腔到冷却器和再从冷却器返回的外部冷却循环导管或冷却循环。

通过测量工作腔内的温度T_Kreislauf，一方面可以在制动期间在工作介质温度升高时立即调整制动功率。另一方面也可以在非制动运行时测量或调整工作腔内的温度，以及为了冷却在需要时可以将工作介质引入工作腔，以避免不允许的高温。

温度传感器可以定位在工作腔内任何位置，例如也可以将传感器伸入工作腔中。

在本发明的范围内温度传感器必须定位为，使之能测量由转子叶轮与导向器叶轮构成的环形工作腔内部的工作介质温度。

按一种优选的实施形式，温度传感器定位在导向器上或导向器叶片上。

按照本发明，在时间间隔t_totzeit(停歇时间间隔)起动制动运行时，为了调整减速器的制动力矩使用起始温度值作为调整温度，它与温度传感器测量的温度T_Kreislauf不同。通过这一附加的调整步骤达到，在非制动运行时期间，即使在工作腔内测得比较高的温度时，制动运行时也能以最大起始制动功率开始。

尤其是，在时间间隔t_totzeit期间调整减速器制动力矩所使用的调整温度是温度T_{Rückregelung}，它可以与恒定的起始温度值温度T_angenommen相同，后者低于温度T_Kreislauf。

在另一个调整步骤中可以规定，在走过时间间隔t_totzeit后，温度T_{Rückregelung}借助线性内插法在时间间隔t_{überblendenEinschalten}(平滑转换起动时间间隔)平滑转换(überblenden)，回到或升高到测量的温度T_Kreislauf。

由此避免当从温度T_{Rückregelung}转换到温度T_Kreislauf时导致调整温度阶跃式升高。阶跃式温度升高带来的后果是，不希望的阶跃式制动力矩减小。

在从温度T_{Rückregelung}平滑转换到温度T_Kreislauf后，或一旦温度T_{Rückregelung}与温度T_Kreislauf相同，便能以T_Kreislauf为基础进行减速器制动力矩调整。

此外，在减速器关闭时，为调整制动力矩所使用的调整温度从测量温度T_Kreislauf重新转换到被采用温度T_{Rückregelung}，它然后在时间间隔t_{überblendenAusschalten}(平滑转换关闭时间间隔)内从测量温度T_Kreislauf平滑转换，回到或降低到温度T_angenommen。

在调整减速器时可附加规定，在时间间隔t_{überblendenAusschalten}内重新制动时，在重新制动开始时，为了调整制动力矩使用在制动起始时间间隔当前实际被采用温度T_{Rückregelung}，直到此被采用温度T_{Rückregelung}与测量温度T_Kreislauf相同时为止。通过此调整步骤达到，即使在彼此短时相继的两次制动的情况下，亦即所谓的重复制动，也不会发生冷却系统过热，因为直接用一个减小了的制动功率开始，但是以最大可能的制动功率开始。

调整也可以这样进行，一旦温度T_Kreislauf与温度T_{Rückregelung}相同或比它低，就在制动运行时期间从温度T_{Rückregelung}转换到测量温度T_Kreislauf。从而能实现快速提高制动力矩。

作为替代方式或取代温度T_angenommen，也可以使用冷却循环内当前实际的冷却水温度作为温度调整值的起始温度值。尤其当冷却水温度通过汽车的CAN总线提供时。若能利用冷却水温度，则也可以规定，一旦冷却循环中当前的冷却水温度超过极限值就关闭减速器。

由下面参见附图对优选的实施例的说明，可知按本发明具有减速器的制动装置及其调整方法的其他特征以及本发明的其他优点。

下面借助简图详细说明本发明。其中：

图1示意表示具有减速器的制动装置；

图2表示在测量温度平滑转换时制动变化曲线图和与之相关的温度变化曲线；

图3表示重复制动时制动变化曲线图和与之相关的温度变化曲线；以及

图4表示在通过测量温度提前平滑转换起动时制动变化曲线图和与之相关的温度变化曲线。

在图1中示例示意表示具有减速器1的制动装置。在图中示出减速器1或流体动力机械连同外部的工作介质循环15。外部的工作介质循环15可以设计为发动机冷却循环，在这里它还有图中未表示的均压罐和水泵(或通常称冷却剂泵)。借助外部的工作介质循环15冷却驱动汽车的发动机，尤其内燃机。作为替代方式，所述流体动力机械也可以设置在固定设备的外部的工作介质循环中。为了排出热量相应地设置冷却器19，在这里，借助图中没有表示的水泵，将部分冷却剂，尤其水或水混合物泵送通过冷却器19，此外还规定图中未表示的恒温器阀的位置。

因此减速器1组合在外部的工作介质循环15中，以及用冷却剂作为工作介质运行并冷却。相应地，冷却剂或工作介质通过工作介质进口5引入减速器1，以及经过工作介质出口11重新从减速器1排出。

减速器1的制动功率借助调节阀12调整。在这里，工作介质进口5与进口阀14连接，以及工作介质出口11与调压阀13连接，其中进口阀14可选地阻断或释放工作介质进入工作介质进口5的流动路径。进口阀14和调压阀13可以合并为一个共同的阀12。通过压缩空气系统，尤其汽车压缩空气系统进行控制。

设置抽吸泵7和阀10，用于完全排空减速器工作腔4。因此在减速器关闭后留在工作腔4中的剩余工作介质可以通过压力管8直接泵入冷却循环15，或通过阀10和连接的通道9泵入工作介质进口4。

设置温度传感器20用于工作腔4内工作介质温度的温度监测。若工作腔4内温度超过极限值，可通过调整装置18采取相应的措施。在制动运行时可减少工作腔4的工作介质充填量，由此当然也降低制动功率。在非制动运行时可以通过阀10和/或14将工作介质引入工作腔4或长久地导入循环中，直到工作腔4内的温度下降为止。

在图2至4中表示不同的制动变化曲线和与之相关的温度随时间的变化曲线图。图中由温度传感器20在工作腔4内测得的温度称为循环温度T_Kreislauf。此外图中还表示了被采用温度T_angenommen的温度变化曲线、回调温度T_{Rückregelung}的温度变化曲线以及关闭温度T_ausschalt的温度变化曲线。

为调整减速器1所使用的调整温度可以在任何时间间隔从一条温度变化曲线转换到另一条温度变化曲线。按理想的方式，转换仅发生在温度基本上相同时。

只有在温度传感器20测量或能测量冷却水真实温度时，由温度传感器20在工作腔4中测得的温度T_Kreislauf才能使用于调整制动功率。这只有当减速器制动运行时已经有一段时间有效时才是这种情况。

被采用温度T_angenommen是当测得的温度T_Kreislauf超过极限值时取代该循环温度使用的温度。这例如会在处于非制动运行中的减速器变得很热时发生。

回调温度T_{Rückregelung}是为了从一条温度变化曲线转换到另一条温度变化曲线时被采用的温度。在转换时温度T_{Rückregelung}通过在时程内线性内插法发生改变，由此能实施温度的平缓过渡，从而非阶跃式改变调整温度。

关闭温度T_ausschalt是当在制动过程后使用温度T_{Rückregelung}调整然而该温度T_{Rückregelung}尚未重新与温度T_angenommen一致时作为调整温度使用的温度。

图2表示在传感器20测量的温度平滑转换时的制动变化曲线图和与之相关的温度变化曲线。如图所示，由传感器20在工作腔4内测得的温度在非制动运行时升高至120℃，该温度原本该防止起动减速器的温度。但因为这只是空的工作腔4的工作腔温度，所以这一温变并非有关冷却系统吸热能力的信息。为了能在规定的时间，例如时间间隔t_totzeit中起动减速器，采用一个允许起动减速器的温度，在这里是温度T_angenommen。

通过起动减速器，冷却水引入工作腔4，由此快速降低工作腔4内的温度。为了防止在经过停歇时间后基于在从T_angenommen转换到T_Kreislauf时温度的阶跃式上升出现制动力矩阶跃，对于第一个时间间隔t_totzeit，使用温度T_angenommen作为制动运行时的调整温度。接着，温度T_angenommen在一个与时间间隔t_totzeit连接的时间间隔t_{überblendenEinschalten}内，从温度T_angenommen过渡到温度T_{Rückregelung}，以及借助线性内插法一直平滑转换到或提高到测量温度T_Kreislauf。

在平滑转换后，温度T_angenommen25和T_Kreislauf24有相同的温度变化曲线，这一温度此时相当于调整温度。

在转入非制动运行时又回到温度T_angenommen，并在时间间隔t_{überblendenAusschalten}内它回到或平滑转换到温度T_angenommen。然后在重新制动时温度T_angenommen在调整装置18内用作调整温度。

图3表示另一个制动变化曲线图，它表示重复制动时的温度变化曲线。在重复制动时必须有所不同地进行减速器调整，因为最后一次制动T_Kreislauf和在冷却水循环内的冷却水温度还会通过升高。若在这种情况下仍从T_angenommen出发，则有可能导致冷却系统过热。

因此在重复制动时，在关闭减速器时当时实际用作调整温度的T_ausschalten在起动时刻不再降低，而是暂且保持不变。现在调整温度是恒定的温度T_ausschalten。在再次制动运行时所述温度T_ausschalten使用作为调整温度，直到温度T_Kreislauf与恒定的温度T_ausschalten一致时为止。

由此防止导致大的制动力波动以及导致系统过热。

若T_ausschalten在关闭后低于温度T_angenommen，则由于安全的缘故在要求重新制动时从T_angenommen出发。

图4表示以在工作腔4内的温度传感器20为基础，减速器的另一种调整可能性。图示的制动变化曲线图表示在测量温度提前平滑转换起动时的温度变化曲线。

当测量的温度T_Kreislauf在减速器起动后不久降到或低于T_angenommen，可以使用这种调整策略，从而不必进行调整温度的平滑转换，在图中表示的示例仅适于在起动过程后的调整，以及在关闭过程时实施上述再调整。

附图标记清单

1 减速器

2 导向器

3 转子

4 工作腔

5 工作介质进口

6 抽吸管路

7 抽吸泵

8 压力管

9 通道

10 阀

11 工作介质出口

12 调节阀

13 调压阀

14 进口阀

15 冷却循环导管

16 阀

17 轴承润滑通道

18 调整装置

19 冷却器

20 温度传感器

21 t_totzeit

22 t_{überblendenEinschalten}

23 t_{überblendenAusschalten}

24 T_Kreislauf

25 T_angenommen

26 T_{Rückregelung}

27 制动

28 T_ausschalten

Claims (9)

1.一种调整具有流体动力减速器(1)的制动装置的方法，其中，所述流体动力减速器(1)包括至少一个转子叶轮(3)和一个导向叶轮(2)，所述转子叶轮和导向叶轮安装在共同的壳体内以及共同构成环形的工作腔(4)，工作腔(4)在减速器(1)的制动运行时充填工作介质，以及在减速器(1)的非制动运行时重新排空，制动装置还带有从工作腔(4)到冷却器(19)和再从冷却器返回的外部冷却循环导管(15)，其特征为，为了调整制动力矩，至少在制动运行时暂时使用源自温度传感器(20)的温度T_Kreislauf，温度传感器(20)定位为借助该温度传感器能测量工作腔(4)内温度，其中，在停歇时间间隔t_totzeit起动制动运行时，为了调整减速器(1)的制动力矩使用起始温度值作为调整温度，它不同于温度传感器(20)测得的温度T_Kreislauf，在停歇时间间隔t_totzeit期间调整减速器(1)制动力矩所使用的调整温度是温度T_{Rückregelung}，温度T_{Rückregelung}能够与低于温度T_Kreislauf的、恒定的起始温度值温度T_angenommen相同，其中，在经过停歇时间间隔t_totzeit后，温度T_{Rückregelung}借助线性内插法在平滑转换起动时间间隔t_{überblendenEinschalten}平滑转换，回到测得的温度T_Kreislauf。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征为，在从温度T_angenommen平滑转换到测得的温度T_Kreislauf后，为了调整减速器(1)制动力矩使用的调整温度以测得的温度T_Kreislauf为基础。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征为，在减速器(1)关闭后，为调整制动力矩所使用的调整温度从测得的温度T_Kreislauf重新转换到被采用温度T_{Rückregelung}，被采用温度然后在平滑转换关闭时间间隔t_{überblendenAusschalten}内从测得的温度T_Kreislauf平滑转换，回到温度T_angenommen。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征为，在平滑转化关闭时间间隔t_{überblendenAusschalten}内重新制动时，在重新制动开始时，为了调整制动力矩使用在重新制动起始时刻当前实际被采用温度T_{Rückregelung}，直到此被采用温度T_{Rückregelung}与测得的温度T_Kreislauf相同时为止。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征为，一旦温度T_Kreislauf与温度T_{Rückregelung}相同或比它低，就将温度T_{Rückregelung}转换到测得的温度T_Kreislauf。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征为，取代温度T_angenommen，使用冷却循环中当前的冷却水温度作为起始温度值。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征为，一旦冷却循环中当前的冷却水温度超过极限值就关闭减速器。

8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征为，所述温度传感器(20)定位在导向叶轮(2)上。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征为，所述温度传感器(20)定位在导向叶轮(2)的叶片上。

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