DE102004057123B4

DE102004057123B4 - Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Retarders

Info

Publication number: DE102004057123B4
Application number: DE200410057123
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Winkel Matthias; Dipl.-Ing. Lochard Jérôme
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: DE102004057123A1

Abstract

Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines durch eine Kühlflüssigkeit über eine vom Motor angetriebene Pumpe gekühlten Sekundärretarders, wobei die vom Retarder abführbare Energiemenge und somit die Bremsleistung des Retarders durch eine definierte Erhöhung der Motordrehzahl und damit eine Erhöhung der Kühlflüssigkeitsdurchflussmenge der Pumpe und für den Fall, dass die Kühlerlüfter des Kühlkreislaufes vom Motor angetrieben werden, auch des Luftdurchsatzes der Kühlerlüfter erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl definiert erhöht wird, wenn der Antriebsstrang vom Motor getrennt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Neben den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen sind, werden zusätzliche Verzögerungseinrichtungen mehr und mehr auch vom Gesetzgeber gefordert und von den Fahrzeugherstellern angeboten.
Derartige verschleißfreie zusätzliche Verzögerungseinrichtungen in Form von Retardern und Motorbremsen können dazu verwendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren oder im Gefälle konstant zu halten. Zu den Retardern werden sowohl zusätzlich am Getriebe angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische Bremseinrichtungen gezählt, sowie auch Systeme, die in Form eines „Intarders” innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen sind.
Je nach Anordnung im Triebstrang werden Retarder in Primärretarder und Sekundärretarder eingeteilt, wobei Primärretarder motorseitig und Sekundärretarder getriebeseitig angeordnet sind. Elektrodynamische Retarder werden nach dem Stand der Technik meistens als Sekundärretarder angeordnet. Dies bedeutet, dass Primärretarder in Abhängigkeit von der Motordrehzahl arbeiten, während Sekundärretarder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit arbeiten.
Retarder werden bei Nutzfahrzeugen vor allem eingesetzt, um die beispielsweise bei Bremsung aus hoher Fahrgeschwindigkeit anfallende kinetische Bremsenergie aufzunehmen und in Wärme umzusetzen, sind aber auch für geforderte Dauerbremsleistungen gut geeignet, beispielsweise bei lang andauernder Bergabfahrt.
Bei hydrodynamischen Retardern wird die Strömungsenergie einer Flüssigkeit zum Bremsen benutzt, wobei das physikalische Wirkprinzip dem einer hydrodynamischen Kupplung mit feststehender Turbine entspricht. Demnach weist ein hydrodynamischer Retarder mindestens einen sich im Leistungsfluss befindlichen Rotor und mindestens einen mit dem Retardergehäuse fest verbundenen Stator auf. Beim Betätigen des Retarders wird eine der gewünschten Bremsleistung entsprechende Ölmenge in den Schaufelraum eingebracht, wobei der drehende Rotor das Öl mitnimmt, das sich am Stator abstützt, wodurch eine Bremswirkung auf die Rotorwelle erzeugt wird.
Sekundärretarder werden nach dem Stand der Technik wassergekühlt ausgeführt, wobei zur Kühlung üblicherweise der Motorkühlwasserkreislauf verwendet wird. Die Bremsleistung von Sekundärretardern wird vor allem durch die abführbare Energiemenge bestimmt, wobei die Betriebsdrehzahl des Retarders die zweite begrenzende Größe ist.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass der Retarder bei einer ausreichend hohen Drehzahl betrieben wird, d. h. es wird von einem Sekundärretarder mit ausreichender Gelenkwellendrehzahl ausgegangen, so dass die an den Motorkühlkreislauf abführbare Energiemenge durch die maximal zulässige Temperatur und die Wasserdurchflussmenge bestimmt wird. Die Wasserdurchflussmenge hängt hierbei direkt von der Motordrehzahl ab, wenn die Wasserpumpe vom Motor angetrieben wird; bei Nutzfahrzeugen werden auch die Kühlerlüfter vom Motor angetrieben.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass bei automatischen Getrieben der Retarder ein Signal an die Getriebesteuerung schickt, wenn die Bremsleistung des Retarders reduziert werden muss. Die Reduzierung kann entweder direkt aufgrund zu hoher Kühlwassertemperaturen oder als Vorsteuerung aufgrund zu niedriger Motordrehzahlen erfolgen, wobei in diesen Fällen die Getriebesteuerung eine Rückschaltung einleitet. Diese Rückschaltung bewirkt bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere Motordrehzahl, wodurch die Kühlleistung erhöht wird, da die Wasserdurchflussmenge der vom Motor angetriebenen Wasserpumpe erhöht wird und die Kühlerlüfter einen höheren Luftdurchsatz aufweisen. Des Weiteren wird durch die Rückschaltung das Motorschleppmoment erhöht, was dazu führt, dass die Bremsleistung konstant gehalten werden kann.
Aus der DE 100 62 222 A1 der Anmelderin ist ein weiteres Verfahren zur Anforderung bremsleistungsunterstützender Systeme bekannt, im Rahmen dessen bei Beginn einer Retarderbremsung ein elektrisch geschalteter Thermostat bzw. eine elektrische Wasserpumpe zur optimalen Nutzung des Fahrzeugkühlsystems präventiv zugeschaltet werden. Hierbei kann entsprechend den aktuellen Bedingungen eine Motorbremsanforderung erfolgen.
Aus der DE 40 41 158 C1 ist eine Antriebsvorrichtung für einen ein Kühlmittel einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine kühlenden Lüfter und eine Kühlmittelpumpe bekannt geworden, bei der das Fahrzeug einen Retarder und eine Bremseinrichtung zur Drehzahländerung der Antriebsvorrichtung aufweist. Bei einer höheren Belastung des Kühlkreislaufs kann die Drehzahl der Antriebsvorrichtung für die Pumpe und den Lüfter erhöht werden. Schließlich ist aus der DE 198 48 544 C1 ein Verfahren zur Erhöhung der Bremsmomentenausnutzung eines hydrodynamischen Retarders in einem Kraftfahrzeug bekannt geworden, bei dem die während des Bremsens erzeugte Wärme des hydrodynamischen Retarders mit Hilfe eines Kühlmittels abgeführt wird. Dabei kann eine drehzahlgeregelte Kühlmittelpumpe angesteuert werden, um das Kühlmittel zu pumpen.
Aus der gattungsbildenden DE 44 46 085 B4 ist schließlich ein Verfahren zur retardergesteuerten Beeinflussung für Getriebe in Kraftfahrzeugen bekannt, wonach bei Fahrzeugen mit hydrodynamischen Retardern, die über die Motorkühlung gekühlt werden, das Getriebe heruntergeschaltet wird, damit die Motordrehzahl und damit auch die Kühlleistung ausreichend ansteigen, um die beim Bremsvorgang im Retarder entwickelte Wärme zu beseitigen.
Bei Handschaltgetrieben kommt es oft vor, dass der Fahrer im Gefälle nach Neutral schaltet oder auskuppelt, wodurch sich der Motor mit Leerlaufdrehzahl dreht. Dies resultiert in nachteiliger Weise in einer Reduzierung der Wasserdurchflussmenge sowie des Luftdurchsatzes der Kühlerlüfter und damit der Kühlleistung des Systems. Wenn in einer derartigen Situation vom Retarder Bremsleistung angefordert wird, so ist diese entweder zu gering oder kann unter ungünstigen Umständen sogar zur Überhitzung des Wärmetauschers führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines kühlflüssigkeits- bzw. wassergekühlten Sekundärretarders, bei dem die Pumpe des Kühlkreislaufes vom Motor angetrieben wird, anzugeben, welches bei vom Motor getrenntem Antriebsstrang eine ausreichende Bremsleistung zur Verfügung stellt bzw. den Retarder vor Überhitzung schützt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines durch eine Kühlflüssigkeit über eine vom Motor angetriebene Pumpe gekühlten Sekundärretarders, wenn der Antriebsstrang vom Motor getrennt ist, vorgeschlagen, bei dem die vom Retarder abführbare Energiemenge und somit die Bremsleistung des Retarders durch eine Erhöhung der Kühlflüssigkeitsdurchflussmenge der Pumpe und für den Fall, dass die Kühlerlüfter des Kühlkreislaufes vom Motor angetrieben werden, auch des Luftdurchsatzes der Kühlerlüfter erhöht wird.
Wenn der Antriebsstrang vom Motor getrennt ist, beispielsweise, wenn im Getriebe Neutral geschaltet ist oder die Kupplung geöffnet ist, und der Retarder die gewünschte Bremsleistung aufgrund einer nicht ausreichenden abführbaren Energiemenge nicht bereitstellen kann, wird die Motordrehzahl definiert erhöht.
Durch diese Erhöhung der Motordrehzahl wird die Kühlflüssigkeits- bzw. Wasserdurchflussmenge sowie, wenn die Kühler vom Motor angetrieben werden, der Luftdurchsatz der Kühlerlüfter erhöht, was in einer Erhöhung der Bremsleistung resultiert. Auf diese Weise wird ein höheres Bremsmoment zur Verfügung gestellt und der Wärmetauscher des Retarderkühlkreislaufes geschützt.
Gemäß der Erfindung kann die Motordrehzahlerhöhung auch im Vorgriff auf eine mögliche Bremsleistungsreduzierung erfolgen.
Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Motordrehzahlerhöhung durch verschiedene Steuerelektroniken im Fahrzeug realisierbar; bevorzugterweise kann diese aufgrund eines Signals der Retardersteuerung, des Motorsteuergerätes (EDC) oder eines Fahrzeugrechners, wie beispielsweise des Leitrechners oder des Kühlleistungsmanagementrechners erfolgen. Ferner kann die Motordrehzahlerhöhung auch in Abhängigkeit von der Temperatur des Retarderkühlkreislaufes erfolgen.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, zusätzlich oder alternativ zur Motordrehzahlerhöhung zusätzliche motorunabhängige Pumpen und/oder Lüfter für den Retarderkühlkreislauf zu aktivieren bzw. deren Leistung zu erhöhen, wenn die Kühlleistung der motorangetriebenen Pumpe nicht ausreicht.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, welches bei vom Motor getrenntem Antriebsstrang eine ausreichende Retarderbremsleistung bei gleichzeitigem Schutz des Retarders und des Wärmetauschers des Retarderkühlkreislaufes vor Überhitzung gewährleistet, da die abführbare Energiemenge und somit die Bremsleistung entsprechend den Anforderungen eingestellt wird. Das Verfahren ist in vorteilhafter Weise bei Handschaltgetrieben implementierbar, da bei derartigen Getrieben der Fahrer im Gefälle oft nach Neutral schaltet oder die Kupplung öffnet und somit den Motor vom Antriebsstrang trennt.

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines durch eine Kühlflüssigkeit über eine vom Motor angetriebene Pumpe gekühlten Sekundärretarders, wobei die vom Retarder abführbare Energiemenge und somit die Bremsleistung des Retarders durch eine definierte Erhöhung der Motordrehzahl und damit eine Erhöhung der Kühlflüssigkeitsdurchflussmenge der Pumpe und für den Fall, dass die Kühlerlüfter des Kühlkreislaufes vom Motor angetrieben werden, auch des Luftdurchsatzes der Kühlerlüfter erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahl definiert erhöht wird, wenn der Antriebsstrang vom Motor getrennt ist.
Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Retarders nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahlerhöhung im Vorgriff auf eine mögliche Bremsleistungsreduzierung durchgeführt wird.
Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Retarders nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahlerhöhung in Abhängigkeit von der Temperatur des Retarderkühlkreislaufes erfolgt.
Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Retarders nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Motordrehzahlerhöhung durch ein Signal der Retardersteuerung, des Motorsteuergerätes (EDC) oder eines Fahrzeugrechners erfolgt.
Verfahren zur Erhöhung der Bremsleistung eines Retarders nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Motordrehzahlerhöhung zusätzliche motorunabhängige Pumpen und/oder Lüfter für den Retarderkühlkreislauf aktiviert werden, wenn die Kühlleistung der motorangetriebenen Pumpe nicht ausreicht.