-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Bremsmomentes
eines hydrodynamischen Retarders und ferner ein Fahrzeugbremssystem
zum Ausführen
eines solchen Regelverfahrens.
-
Die
verschleißfreie
Abbremsung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftfahrzeugen, mittels
hydrodynamischen Bremsen, sogenannten Retardern, ist bekannt. Solche
hydrodynamische Retarder weisen zwei entgegengesetzt zueinander
angeordnete Schaufelräder
auf, von denen eines feststehend und das andere mit der abzubremsenden Welle
umlaufend ist, dementsprechend Stator und Rotor genannt. Der Stator
und der Rotor bilden miteinander einen in der Regel torusfÖrmigen Arbeitsraum
aus, welcher mit einem Arbeitsmedium wie Öl, Wasser oder einem Gemisch
befüllbar
ist. Durch Antrieb des Rotors mittels der abzubremsenden Welle, beispielsweise
einer Getriebeausgangswelle, wird das Arbeitsmedium im Rotor radial
nach außen
beschleunigt und tritt in den Stator ein, in welchem es radial nach
innen strömend
verzögert
wird. Durch den derart ausgebildeten Strömungskreislauf wird Drehmoment – hier als
Bremsmoment bezeichnet – vom
Rotor auf den Stator übertragen.
-
Die
Größe des übertragenen
Bremsmomentes hängt
insbesondere vom sogenannten Füllungsgrad
des hydrodynamischen Retarders ab. Dabei unterscheidet man zwischen
dem Zustand der Vollfüllung
des Retarders, das heißt
jenem Zustand, in welchem die maximal mögliche Arbeitsmediummenge im
Arbeitsraum des Retarders zirkuliert, und dem entleerten Zustand
des Retarders, das heißt
jenem Zustand, in welchem sich kein Arbeitsmedium oder nur ein vorgegebener
Rest von Arbeitsmedium im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders
befindet. Alle Zustände
zwischen den beiden genannten Zuständen werden als Teilfüllungszustände bezeichnet,
wobei mit zunehmendem Füllungsgrad,
welcher das Verhältnis
der tatsächlichen
im Arbeitsraum zirkulierenden Arbeitsmediummenge gegenüber der maximal
möglichen
im Arbeitsraum zirkulierenden Arbeitsmediummenge (bei der Vollfüllung) beschreibt,
das vom Rotor auf den Stator übertragene Drehmoment
und somit das vom Retarder erzeugte Bremsmoment steigt.
-
Bekannte
Retarder werden entsprechend einer sogenannten Standard-Retarderkennlinie
geregelt, deren Verlauf unten rechts in der 1 dargestellt ist. Die Kennlinie beschreibt
das vom Retarder erzeugte Bremsmoment in Abhängigkeit der Drehzahl der abzubremsenden
Welle, insbesondere der Retardereingangswelle, beziehungsweise in
Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche bei einem sogenannten Sekundärretarder,
das heißt
bei einem auf der Getriebeabtriebsseite angeordneten Retarder proportional
zu der Drehzahl der Retardereingangswelle ist. Wie man sieht, verläuft das
Bremsmoment oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl, welche etwa oder
genau in der Mitte des definierten Bereiches der Wellendrehzahl
beziehungsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, stetig fallend.
Der Grund hierfür
ist der folgende: Das bei der Bremsung im hydrodynamischen Retarder
zirkulierende Arbeitsmedium erwärmt
sich und muss in der Regel mittels eines externen Kühlkreislaufes,
beispielsweise dem Fahrzeugkühlkreislauf,
wenn das Retardermedium zugleich das Kühlmedium des Fahrzeugs ist,
gekühlt
werden. Bei einem über
eine lange Zeitspanne hinweg erzeugten hohen Retarderbremsmoment
ist jedoch die Kühlung
nicht ausreichend, so dass eine thermische Abregelung einsetzt,
welche beispielsweise den Füllungsgrad
des Retarders vermindert, so dass der Wärmeeintrag in das Kühlmedium
beziehungsweise das Arbeitsmedium im Retarder kleiner wird. Um eine
früh einsetzende
thermische Abregelung zu vermeiden, wird der Verlauf der Standard-Retarderkennlinie
wie dargestellt gewählt, so
dass das Bremsmoment oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl fallend
verläuft.
Ein Fahrzeugführer empfindet
ein langanhaltendes geringeres Bremsmoment positiver als ein kurzzeitiges
hohes Bremsmoment mit anschließender
thermisch bedingter Verminderung.
-
Obwohl
die Regelung des Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders
mit der beschriebenen Standard-Kennlinie zuverlässig und anscheinend vollkommen
ausreichend arbeitet, hat der Erfinder eine Verbesserungsmöglichkeit
im Hinblick auf sogenannte Anpassungsbremsungen erkannt. Unter Anpassungsbremsungen
sind dabei vergleichsweise kurze Bremszeiten, beispielsweise von
weniger als 20 Sekunden, zu verstehen. Der Erfindung liegt daher
die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Regeln des Bremsmomentes
eines hydrodynamischen Retarders beziehungsweise ein Fahrzeugbremssystem
im Hinblick auf Anpassungsbremsungen weiterzuentwickeln.
-
Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein
Fahrzeugbremssystem gemäß dem Anspruch
14 gelöst.
Die Unteransprüche
beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vielzahl von Retarder-Bremsmomentkennlinien
vorgegeben wird, in Abhängigkeit
von welchen das vom Retarder erzeugte Bremsmoment geregelt wird.
Dementsprechend wird vorteilhaft entweder aus der Vielzahl von Retarder-Bremsmomentkennlinien
für jede
Bremsung genau eine Retarder-Bremsmomentkennlinie
als Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie ausgewählt, und ein Bremsmoment, insbesondere
mittels der Einstellung des Füllungsgrads
des Retarders, welcher oben definiert worden ist, in Abhängigkeit
der Drehzahl der abzubremsenden Welle, insbesondere einer Getriebeausgangswelle,
auf welcher der Retarder montiert ist, und/oder in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Alternativ kann die Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie,
entsprechend welcher das vom Retarder erzeugte Bremsmoment geregelt
oder gesteuert wird, derart festgelegt werden, dass sie in einem
Kennlinienfeld beziehungsweise Kennlinienbereich liegt, das durch
die hinterlegten Retarder-Bremsmomentkennlinien
begrenzt wird.
-
Im
einzelnen wird mittels wenigstens einer Bremsbedarferfassungsvorrichtung
ein durch den Retarder zu erzeugendes Bremsmoment erfasst. Die Bremsmomenterfassungsvorrichtung
kann beispielsweise ein herkömmlicher
Retarderhandbremsschalter oder ein Bremspedal sein, oder eine andere
durch den Fahrzeugführer
manuell zu betätigende
Vorrichtung wie ein Schalter, ein Taster und/oder ein Hebel, eine
automatische Einrichtung, beispielsweise ein Sensor, der einen Bremsbedarf
automatisch ermittelt, oder eine Steuerung, welche in Abhängigkeit
von Signalen aus einem oder mehreren Sensoren den zu erwartenden
Bremsbedarf ermittelt. Der Sensor kann beispielsweise ein Abstandssensor
sein, wie sie heutzutage in Fahrzeugen mit einer automatischen Abstandsregelung
verwendet werden, welcher den Abstand des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug
erfasst, so dass bei einem zu geringen Abstand durch einen Bremseingriff
der Abstand vergrößert werden
kann.
-
Der
von der Bremsbedarferfassungsvorrichtung erfasste Bremsbedarf, das
heißt
das von dem Retarder zu erzeugende Bremsmoment wird einer Steuervorrichtung übermittelt,
wobei die Bremsbedarferfassungsvorrichtung auch Teil der Steuervorrichtung
sein kann. Die Steuervorrichtung kann auf die Vielzahl von hinterlegten
Retarder-Bremsmomentkennlinien zurückgreifen, welche entweder
in der Steuervorrichtung und/oder in einer separaten Vorrichtung,
die mit der Steuervorrichtung verschaltet ist, wie beispielsweise
ein externer Speicher, hinterlegt ist. Entsprechend des erfassten
Bremsbedarfes bestimmt die Steuervorrichtung eine geeignete Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie
in Abhängigkeit
der hinterlegten Retarderbremsmomentkennlinien und regelt durch
eine entsprechende Verschaltung mit dem Retarder das Bremsmoment
des Retarders entsprechend der bestimmten Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie.
Wie dargestellt, kann die Bestimmung der Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie
entweder insbesondere dadurch erfolgen, dass eine der hinterlegten
Bremsmomentkennlinien als Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie ausgewählt wird,
oder dass eine Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie bestimmt wird,
deren Verlauf in einem Bereich liegt, der durch die hinterlegten
Retarder-Bremsmomentkennlinien
als Grenzkennlinien begrenzt wird.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist insbesondere zur Unterscheidung zwischen einer Standard-Retarderbremsung
und einer Anpassungsbremsung, wie sie oben beschrieben worden ist,
ausgebildet. Insbesondere wird dabei unter einer Anpassungsbremsung
eine Bremsung mit einer vorgegebenen zu erwartenden maximalen Bremsdauer
unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes, beispielsweise von 20,
15, 10 oder 5 Sekunden, verstanden. Der Bremsbedarf einer Anpassungsbremsung
kann beispielsweise durch einen Abstandssensor und/oder durch eine
gesonderte, vom Fahrzeugführer
betätigbare,
manuelle Einrichtung erfasst werden, beispielsweise durch einen
zusätzlichen
im Fahrzeug angeordneten Taster. Wenn das Fahrzeug über einen Retarder-Handbremsschalter
verfügt,
mit welchem herkömmlich
eine Retarder-Standardbremsung
eingeleitet wird, kann der Retarder-Handbremsschalter beispielsweise
mit einem zusätzlichen
Taster für
die Anpassungsbremsung beziehungsweise für eine Vollbremsung, bei welcher
der Retarder sofort und bei der letzteren insbesondere ständig mit
maximal möglichem
Bremsmoment bremst, versehen sein.
-
Somit
kann in Abhängigkeit
der Bremsbedarferfassung durch die Steuervorrichtung festgestellt werden,
ob der Retarder ein übliches „vermindertes" und langanhaltendes
Bremsmoment erzeugen soll oder ob über eine kurze Zeitspanne ein
maximales Bremsmoment durch den Retarder zur Verfügung gestellt
werden soll. Aufgrund der begrenzten Zeitdauer der Anpassungsbremsung
beziehungsweise der Vollbremsung wird die thermische Abregelgrenze nicht
erreicht. Sollte die thermische Abregelgrenze wider Erwarten erreicht
werden, beispielsweise aufgrund anderer arbeitsmedium- beziehungsweise kühlmediumtemperaturerhöhende Einflüsse oder
dadurch, dass die vorgesehene maximale Bremsdauer für die Anpassungsbremsung überschritten
wird, kann vorteilhaft mittels der Steuervorrichtung beziehungsweise
einer zusätzlichen vorgesehenen
zentralen Steuervorrichtung eine im Fahrzeug vorhandene Betriebsbremse,
in der Regel eine oder mehrere Scheibenbremsen oder Trommelbremsen,
in dem Ausmaß zur
Erzeugung des entsprechend des Sollkennlinienverlaufes für den Retarder
vorgesehenen zu erzeugenden Bremsmomentes herangezogen werden, in
welchem das tatsächlich
durch den Retarder erzeugte Bremsmoment durch die thermische Abregelung
vermindert wird. Somit wird dem Fahrzeugführer nicht das Gefühl eines
Retarder-Leistungsverlustes übermittelt.
-
Aufgrund
dessen, dass der Retarder über seinen
herkömmlichen
Einsatzbereich hinaus zur Bremsung herangezogen wird, trägt das erfindungsgemäße Verfahren
zur Komforterhöhung,
Kostenreduzierung und zur Sicherheit des Fahrzeugs bei.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
werden genau zwei Retarder-Bremsmomentkennlinien hinterlegt.
Die erste Retarder-Bremsmomentkennlinie ist eine Standard-Kennlinie,
durch welche ein Bremsmomentverlauf über einer Getriebeabtriebswellendrehzahl
und/oder über
der Fahrzeugmomentangeschwindigkeit vorgegeben wird, wobei zumindest
oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl und/oder Geschwindigkeit das
vorgegebene Bremsmoment mit zunehmender Drehzahl- und/oder Geschwindigkeit
abnimmt. Ein Beispiel einer solchen Standard-Kennlinie wurde im
Zusammenhang mit dem Stand der Technik oben beschrieben und ist
unten rechts in der 1 gezeigt. Die vorgegebene Drehzahl
und/oder Geschwindigkeit kann beispielsweise etwa oder exakt in
der Mitte des Bereiches, für welchen
die Kennlinie definiert ist, liegen.
-
Die
zweite hinterlegte Retarder-Bremsmomentkennlinie ist eine Anpassungsbremsungs-Kennlinie,
durch welche der Bremsmomentverlauf über einer Getriebeabtriebswellendrehzahl
und/oder über der
Fahrzeugmomentangeschwindigkeit vorgegeben wird, wobei über dem
gesamten definierten Bereich der Drehzahl und/oder der Geschwindigkeit,
welchen die Kennlinie umfasst, das vorgegebene Bremsmoment mit zunehmender
Drehzahl und/oder Geschwindigkeit steigt und insbesondere jedoch
auf ein vorgegebenes maximales Bremsmoment begrenzt ist, um die
Bauteile des Retarders nicht zu überlasten.
Die zweite hinterlegte Retarder-Bremsmomentkennlinie steigt somit
vorteilhaft mit zunehmender Drehzahl und/oder Geschwindigkeit an,
bis sie das vorgegebene Maximalbremsmoment erreicht und bleibt dann
mit zunehmender Drehzahl und/oder Geschwindigkeit konstant auf dem
vorgegebenen Maximalbremsmoment. Die Kennlinien sind vorteilhaft stetig,
das heißt
sie sind frei von Sprungstellen oder Unstetigkeiten.
-
Durch
die Hinterlegung von genau zwei Retarder-Bremsmomentkennlinien,
nämlich
die Standard-Kennlinie und die Anpassungsbremsungs-Kennlinie, kann
entsprechend des erfassten Bremsbedarfs eine der beiden Kennlinien
als Sollkennlinie ausgewählt
werden und das Retarderbremsmoment entsprechend der ausgewählten Sollkennlinie
geregelt wird. Wenn beispielsweise der Fahrzeugführer eine Standardbremsung
einleitet, beispielsweise indem er den Retarderhandbremsschalter
betätigt,
erfolgt die Bremsmomentregelung des Retarders entsprechend der Standard-Kennlinie. Wenn
hingegen der Fahrzeugführer
eine Anpassungsbremsung und/oder eine Vollbremsung einleitet, beispielsweise
indem er einen zusätzlichen
Taster betätigt,
oder wenn ein vorgegebener Sensor, beispielsweise ein Abstandssensor,
einen Zustand, insbesondere einen Abstand des Fahrzeugs gegenüber dem
vorausfahrenden Fahrzeug, erfasst, welcher eine Anpassungsbremsung
erfordert, wählt
die Steuervorrichtung die Anpassungsbremsungs-Kennlinie als Sollkennlinie
aus und regelt das Bremsmoment des Retarders entsprechend dieser
ausgewählten Kennlinie.
Allgemein wird die Anpassungsbremsungs-Kennlinie ausgewählt, wenn
ein frühzeitiges Ende
des Bremsbedarfs absehbar ist.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist jeweils eine hinterlegte Retarder-Bremsmomentkennlinie
genau einer Bremsbedarferfassungsvorrichtung zugeordnet, so dass
bei einer Erfassung eines Bremsbedarfes mit der entsprechenden Bremsbedarferfassungsvorrichtung
das Retarderbremsmoment entsprechend dieser Kennlinie geregelt wird.
Dabei kann eine Bremsbedarferfassungsvorrichtung manuell betätigbar sein,
beispielsweise in Form eines herkömmlichen Retarder-Handbremsschalters
ausgeführt
sein. Eine zweite Bremsbedarferfassungsvorrichtung kann entweder
ebenfalls in Form einer manuell betätigbaren Einrichtung vorgesehen
sein, beispielsweise durch einen zusätzlichen Taster insbesondere
an dem Retarder-Handbremsschalter, oder ein Sensor sein, welcher
einen Bremsbedarf automatisch erfasst, beispielsweise ein Abstandssensor,
oder die zweite Bremsbedarfserfassungsvorrichtung ist in Form einer
Steuerung ausgeführt,
welche in Abhängigkeit
von Signalen aus einem oder mehreren Sensoren den zu erwartenden Bremsbedarf
ermittelt.
-
Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung wird eine erste Retarder-Bremsmomentkennlinie der ersten
Bremsbedarferfassungsvorrichtung zugeordnet, so dass bei Erfassung
des Bremsbedarf mittels dieser Vorrichtung das Retarderbremsmoment
entsprechend geregelt wird, und eine zweite Retarder-Bremsmomentkennlinie
wird einer Vielzahl von weiteren Bremsbedarferfassungsvorrichtungen
zugeordnet, insbesondere genau einer weiteren manuell betätigbaren
Bremsbedarfserfassungsvorrichtung und einem zusätzlichen Sensor, beispielsweise
einem Abstandssensor. So kann beispielsweise das Retarderbremsmoment
entsprechend der Standard-Kennlinie geregelt werden, wenn der Fahrzeugführer den
Retarder-Handbremsschalter betätigt,
und das Retarderbremsmoment wird entsprechend einer Anpassungsbremsungs-Kennlinie
geregelt, wenn der Fahrzeugführer einen
zusätzlichen
Taster (oder allgemein Schalter beziehungsweise manuelle Einrichtung)
betätigt
oder ein Sensor, insbesondere Abstandssensor, einen entsprechenden
Bremsbedarf erfasst.
-
Das
durch den Retarder zu erzeugende Bremsmoment, vorliegend als Bremsbedarf
bezeichnet, kann beispielsweise einen Bremsmomentenwert bzw. einen
Bremsmomentenverlauf und eine Bremsmomentdauer umfassen. Die Bremsmomentdauer kann
beispielsweise in Abhängigkeit
der Topographie der Strecke festgelegt werden, welche das Fahrzeug im
Verlauf seiner weitere Fahrt zurücklegen
wird. Wenn beispielsweise das Fahrzeug einen sehr langen Berg hinunterfährt, beispielsweise
einen Gebirgspass, wird bestimmt, dass eine Langzeitbremsung folgt.
Dementsprechend wird eine Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie bestimmt, welche
diese Langzeitbremsung berücksichtigt,
das heißt
bei der Hinterlegung von zwei Kennlinien als Grenzkennlinien wird
eine solche Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie bestimmt, welche
auf der oder in der Nähe von
der Grenzkennlinie für
eine Langzeitbremsung liegt. Wenn auf der anderen Seite aus der
Topographie bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf seiner unmittelbar
folgenden Strecke einen kurzen steilen Berg herunterfahren wird,
so wird eine Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie bestimmt, welche
auf der oder nahe der Grenzkennlinie für eine Kurzzeitbremsung liegt.
Gleiches gilt dafür,
wenn beispielsweise mittels eines Abstandssensors bestimmt wird, dass
eine kurze Anpassungsbremsung erforderlich ist, das heißt in diesem
Fall wird ebenfalls eine Soll-Retarder-Bremsmomentkennlinie bestimmt,
welche auf der oder im Bereich von der Grenzkennlinie für eine Kurzzeitbremsung
liegt.
-
Die
Topographie der zu erwartenden folgenden Fahrtstrecke kann beispielsweise
durch ein Navigationssystem, insbesondere ein GPS-System bestimmt
werden.
-
Das
erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem
ist insbesondere derart eingerichtet, dass es ein erfindungsgemäßes Verfahren,
wie es oben und in den Verfahrensansprüchen beschrieben wird, ausführt. Dementsprechend
weist das erfindungsgemäße Fahrzeugbremssystem
einen hydrodynamischen Retarder, eine Steuervorrichtung und wenigstens eine
Betriebsdatenerfassungsvorrichtung auf, welche miteinander verschaltet
sind, wobei die Bremsbedarferfassungsvorrichtung auch in der Steuervorrichtung
integriert sein kann. In der Steuervorrichtung und/oder in einer
mit der Steuervorrichtung verbundenen Einrichtung wie beispielsweise
in einem externen Speicher sind wenigstens zwei voneinander abweichende
Retarder-Bremsmomentkennlinien hinterlegt, von denen zur Regelung
des Bremsmomentes in Abhängigkeit
des erfassten Bremsbedarfes, insbesondere jedesmal nach Eingabe
eines Bremsbefehls durch einen Fahrzeugführer oder durch eine automatische
Einrichtung, eine durch die Steuervorrichtung auswählbar ist,
so dass die Steuervorrichtung das vom Retarder erzeugte Bremsmoment
entsprechend dieser Sollkennlinie regelt.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend schematisch anhand von Ausführungsbeispielen
und den Figuren näher
erläutert
werden.
-
Es
zeigen:
-
1 in
einer schematischen Darstellung einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Regelverfahrens;
-
2 Beispiele für Retarder-Bremsmomentkennlinien,
welche erfindungsgemäß in der
Steuervorrichtung hinterlegt werden können.
-
Die
Steuervorrichtung 2 eines mit einem hydrodynamischen Retarder 1 ausgestatteten
Kraftfahrzeugs ist mit drei Bremsbedarferfassungsvorrichtungen 3 verschaltet,
nämlich
mit einer ersten Bremsdatenerfassungsvorrichtung 3 in Form
eines Retarder-Handbremsschalters 7, einer zweiten Bremsbedarferfassungsvorrichtung 3 in
Form eines Tasters 6 und einer dritten Bremsbedarferfassungsvorrichtung 3 in
Form eines Abstandsensors 5. Der Retarder-Handbremsschalter 7 sowie
der Taster 6 können durch
einen Fahrzeugführer
betätigt
werden, wenn dieser manuell ein bestimmtes Retarderbremsmoment abrufen
will. Der Taster 6 ist dabei auf dem Handbremsschalter 7 montiert,
so dass beide manuellen Einrichtungen ergonomisch günstig durch
den Fahrzeugführer
betätigbar
sind.
-
Die
dritte Bremsbedarferfassungsvorrichtung 3, nämlich der
Abstandssensor 5, ist im Bereich des vorderen Endes des
Fahrzeugs montiert und erfasst den Abstand des Fahrzeugs gegenüber einem vorausfahrenden
Fahrzeug.
-
Die
Steuervorrichtung 2 greift auf zwei verschiedene Retarder-Bremsmomentkennlinien
zu, welche in der Steuervorrichtung 2 oder außerhalb derselben
in einem weiteren Bauteil hinterlegt sind. Die beiden verschiedenen
Retarder-Bremsmomentkennlinien sind im unteren Bereich der 1 nebeneinander
dargestellt, wobei sie durch den Verlauf des Retarderbremsmomentes
MRET über
der Drehzahl der Getriebewelle nGW beziehungsweise
der Fahrzeuggeschwindigkeit v definiert sind.
-
Die
hinterlegten Retarder-Bremsmomentkennlinien umfassen genau zwei
Kennlinien, nämlich eine
Standard-Kennlinie (rechts dargestellt) des oben beschriebenen Typs
und eine Anpassungsbremsungs-Kennlinie (links dargestellt), welche ebenfalls
oben beispielhaft beschrieben worden ist.
-
Die
Steuervorrichtung 2 regelt das durch den Retarder 1 erzeugte
Bremsmoment, beispielsweise durch eine Füllungsgradeinstellung, entsprechend des
von wenigstens einer Bremsbedarferfassungsvorrichtung 3 erfassten
Bremsbedarfes. Wenn beispielsweise der Fahrzeugführer eine Dauerbremsung mit
dem Retarder 1 einleiten möchte, so betätigt er
den Retarder-Handbremsschalter 7. Die Steuervorrichtung 2 wählt aufgrund
des durch die Stellung des Retarder-Handbremsschalters erfassten Bremsbedarfes
die Standard-Kennlinie als Sollkennlinie aus und regelt das Bremsmoment
des Retarders 1 entsprechend, so dass es gemäß der Sollkennlinie verläuft. Entsprechend
kann die Steuervorrichtung 2 vorteilhaft auf die Drehzahl
nGW der Getriebewelle, mittels welcher der
Rotor des Retarders 1 angetrieben wird, zurückgreifen.
Alternativ oder zusätzlich kommt
auch ein Rückgriff
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit v in Betracht.
-
Wenn
hingegen der Fahrzeugführer
den Taster 6 betätigt
und somit der Steuervorrichtung 2 anzeigt, dass er ein
maximales Retarderbremsmoment wünscht,
so wählt
die Steuervorrichtung 2 die Anpassungsbremsungs-Kennlinie
als Sollkennlinie aus und regelt das Retarderbremsmoment entsprechend
dieser Sollkennlinie. Sollte hierbei eine vorgegebene thermische
Grenze aufgrund der im Retarder 1 erzeugten Wärme erreicht
und/oder überschritten
werden, so kann die Steuervorrichtung 2 zum einen das momentan
erzeugte Retarderbremsmoment verringern und zugleich durch einen
Zugriff auf eine Betriebsbremse (nicht dargestellt), beispielsweise
eine Schreibenbremse oder eine Trommelbremse, in der Regel mehrere
hiervon, den Betrag der Verminderung zusätzlich einregeln, so dass das
Gesamtbremsmoment wieder der als Sollkennlinie ausgewählten Anpassungsbremsungs-Kennlinie
entspricht. Hierbei kann eine möglicherweise
zusätzlich von
dem Fahrer angeforderte Bremsleistung der Betriebsbremse, beispielsweise
durch Herunterdrücken des
herkömmlichen
Bremspedals, außer
Betracht bleiben oder berücksichtigt
werden, das heißt
entweder in das zu regelnde Gesamtbremsmoment einbezogen werden,
vorteilhaft jedoch zusätzlich
zu dem zu regelnden Gesamtbremsmoment aufgebracht werden.
-
Wenn
der von dem Abstandssensor 5 erfasste Abstand einen vorgegebenen
Grenzwert, welcher beispielsweise von dem Fahrzeugführer eingestellt werden
kann, unterschritten wird, regelt die Steuervorrichtung 2 eine
Anpassungsbremsung, indem sie die Anpassungsbremsungs-Kennlinie
als Sollkennlinie auswählt
und das Retardermoment entsprechend einstellt.
-
Abweichend
von der in der 1 dargestellten Anpassungsbremsungs-Kennlinie
kann eine solche Anpassungsbremsungs-Kennlinie im Hinblick auf die
Bauteilbelastung vorteilhaft derart ausgeführt werden, dass das Bremsmoment
auf einen vorgegebenen konstanten Maximalwert begrenzt wird. Unter konstant
im Sinne der vorliegenden Erfindung kann dabei auch eine Bremsmomentregelung
verstanden werden, welche nach Erreichen des vorgegebenen maximalen
Bremsmomentes das Bremsmoment mit zunehmender Drehzahl und/oder Geschwindigkeit
im wesentlichen konstant hält,
wobei hierunter auch ein leichtes Absinken des Bremsmomentes zu
verstehen ist. Dieses leichte Absinken ist jedoch nicht mit einem solchen
Gefälle
ausgeprägt,
wie dies bei der beschriebenen Standard-Kennlinie der Fall ist.
-
In
der 2 sind drei Retarder-Bremsmomentkennlinien
dargestellt, wie sie beispielsweise erfindungsgemäß in der
oder für
die Steuervorrichtung hinterlegt werden können. Im einzelnen zeigt die 2a eine
Standard-Kennlinie, die 2b eine
Anpassungsbremsungs-Kennlinie und die 2c eine Langzeitbremsungs-Kennlinie.
-
In
den Diagrammen der 2 ist dabei jeweils
der Verlauf des Drehmomentes in Newtonmeter über der Retarderdrehzahl in
Umdrehungen pro Minute sowie der Verlauf der Retarderleistung in
Kilowatt über
der Retarderdrehzahl in Umdrehungen pro Minute dargestellt. Ferner
ist der Ansteuerdruck in bar über
der Retarderdrehzahl in Umdrehungen pro Minute dargestellt. Der
Ansteuerdruck ist dabei die Stell- oder Regelgröße für die Retarderleistung beziehungsweise
das Retarderdrehmoment und entspricht dem statischen Druck, welcher
auf das Arbeitsmedium des Retarders aufgebracht wird, um es in den
Arbeitsraum des Retarders zu drücken.
Beispielsweise, wenn das Arbeitsmedium Öl ist, wird dieser Ansteuerdruck
auf den Ölspiegel
im Ölausgleichsbehälter aufgebracht.
Gleiches kann dann gelten, wenn das Arbeitsmedium Wasser ist, und
entsprechend ein Wasserbehälter
zum Ausgleich vorgesehen ist.
-
Alternativ
kann die Arbeitsmediummenge im Arbeitsraum des Retarders durch eine
sogenannten Auslassdruckregelung geregelt beziehungsweise gesteuert
werden. Bei einer solchen Auslassdruckregelung wird der Strömungsquerschnitt
in Strömungsrichtung
des Arbeitsmediums hinter dem Arbeitsraum des Retarders beziehungsweise
im Retarderauslass derart insbesondere mittels eines Regelventils
eingestellt, dass sich über
einen entsprechenden Druckabfall über diesem Ventil ein Druck
im Retarderarbeitsraum einstellt, der zu der gewünschten Menge von Arbeitsmedium
im Arbeitsraum führt.
-
Als
direkte Stellgröße für das zu
regelnde beziehungsweise zu steuernde Retarderdrehmoment beziehungsweise
die Retarderleistung kann der Strom angesehen werden, mit welchem
ein Proportionalventil angesteuert wird, das den Steuerdruck einstellt.
Der Steuerdruck kann dabei entweder gesteuert oder geregelt werden.
Das Proportionalventil stellt dabei entweder den genannten Druck
im Ausgleichsbehälter
oder den Querschnitt des Retarderauslasses bei der Auslassdruckregelung
ein.
-
Wenn
im Rahmen der vorliegenden Erfindungsbeschreibung dargestellt wird,
dass Retarder-Bremsmomentkennlinien hinterlegt werden, die den Bremsmomentenverlauf über einer
Getriebeabtriebswellendrehzahl und/oder über der Fahrzeugmomentangeschwindigkeit
vorgeben, so soll die Vorgabe des Bremsmomentverlaufes nicht nur
die unmittelbare Vorgabe des Retarderdrehmoments über der
Drehzahl und/oder der Geschwindigkeit umfassen, sondern auch die
Vorgabe des Verlaufs jener Größen, welche
dazu führen,
dass sich der entsprechende Bremsmomentverlauf einstellt. Insbesondere können eine
oder mehrere der in den Diagrammen der 2 dargestellten
Größen in ihrer
Verlaufsform oder der Verlauf des Stromes über der Retarderdrehzahl beziehungsweise
der Geschwindigkeit hinterlegt werden, mit welchem ein Ventil, insbesondere
Proportionalventil, angesteuert wird, das den Steuerdruck einstellt.
-
Wie
man in der 2a erkennen kann, steigt das
Retarderdrehmoment beginnend mit der Drehzahl Null zunächst steil
an, bevor es zwischen 1400 und 1500 Umdrehungen pro Minute ein maximales Drehmoment
von 1700 Newtonmetern erreicht, und fällt anschließend relativ
schnell ab auf ein Drehmoment von etwa 870 Newtonmeter zwischen
4000 und 5000 Umdrehungen pro Minute.
-
Der
Steuerdruck beträgt
konstant 2 bar über dem
gesamten vorgegebenen Drehzahlbereich von 0 bis 5000 Umdrehungen
pro Minute.
-
Die
Retarderleistung nimmt zunächst
bis zu einer Drehzahl von 1400 bis 1500 Umdrehungen pro Minute vergleichsweise
schnell zu und steigt anschließend
mit einer geringeren Steigung an bis auf etwa 450 Kilowatt bei 5000
Umdrehungen.
-
In
der 2b steigt das Retardermoment bis 1400 Umdrehungen
pro Minute zunächst
steil an auf 1700 Newtonmeter und wird dann konstant gehalten, bei
einer Drehzahl oberhalb von 1400 Umdrehungen pro Minute bei 1700
Newtonmeter.
-
Der
Steuerdruck wird im Bereich von 0 Umdrehungen pro Minute bis 1200
Umdrehungen pro Minute und insbesondere 1400 Umdrehungen pro Minute
konstant, hier auf 2 bar gehalten, und steigt dann konstant oder
relativ konstant an auf 2,75 bar bei 5000 Umdrehungen pro Minute.
-
Die
Retarderleistung nimmt wiederum relativ schnell zu auf 250 Kilowatt
bei einer Drehzahl von 1400 pro Minute und steigt dann relativ konstant
oder nahezu linear an auf 890 Kilowatt bei 5000 Umdrehungen pro
Minute.
-
Gemäß der 2c,
welche eine sogenannte Langzeitbremsungs-Kennlinie zeigt, nimmt
das Retardermoment und der Steuerdruck im Vergleich zu der Standard-Kennlinie aus der 2a oberhalb
des maximalen Momentes beziehungsweise oberhalb von einer Drehzahl
von 1200 Umdrehungen pro Minute stärker ab. Dementsprechend verläuft der
Anstieg der Retarderleistung flacher und erreicht bei 5000 Umdrehungen
pro Minute nur einen Wert von 332 Kilowatt. Im einzelnen fällt das
Drehmoment von seinem Maximalwert zwischen 1400 und 1500 Umdrehungen
pro Minute von 1700 Newtonmetern auf 635 Newtonmeter bei einer Drehzahl
von 5000 Umdrehungen pro Minute ab, und der Steuerdruck, welcher
bei einer Drehzahl von 0 bis 1200 Umdrehungen pro Minute konstant
2 bar beträgt,
fällt bei
einer Drehzahl zwischen 1200 und 5000 Umdrehungen pro Minute auf
1,25 bar bei 5000 Umdrehungen pro Minute ab.
-
Die
Standard-Kennlinie aus der 2a stellt einen
Kompromiss dar, im Hinblick darauf, dass einerseits ein möglichst
hohes Bremsmoment durch den Retarder erzeugt werden soll und andererseits die
Retarderleistung nicht derart ansteigen soll, dass eine thermische
Abregelung zu früh
einsetzt.
-
Die
Anpassungsbremsungs-Kennlinie der 2b ist
darauf ausgerichtet, rasch eine hohe Bremswirkung zu erzeugen, wobei
das Moment auf ein solches Konstantmoment begrenzt ist, welches der
zulässigen
Maximalbelastung der Bauteile entspricht. Die Anpassungsbremsungs-Kennlinie
gemäß der 2b kann
beispielsweise dann ausgesteuert werden, wenn ein kurzer Bremsvorgang
von weniger als zehn Sekunden erwartet wird.
-
Die
Langzeitbremsungs-Kennlinie aus der 2c wird
ausgesteuert, wenn ein langer Bremsvorgang, zum Beispiel von mehr
als einer Minute erwartet wird. Der Momentenverlauf kann ganz auf
das Ziel „lange
Bremswirkung ohne Abregelung" hin
ausgerichtet werden. Die Momentenbegrenzung auf einen weitgehend
hyperbolischen Verlauf ist in der Abführbarkeit der Wärmemenge
begründet,
das heißt die
Retarderleistung nimmt über
der Retarderdrehzahl leicht zu, da mit zunehmender Geschwindigkeit die
Kühlerleistung
steigt.
-
Die
Kennlinien gemäß den 2b und 2c stellen
insbesondere Grenzwerte beziehungsweise Grenzwertverläufe dar,
zwischen denen die Steuereinheit entsprechend der jeweils zu erwartenden
Bremsdauer das Retardermoment beziehungsweise die Retarderleistung
beliebig aussteuern kann. Insofern bedeutet das Regeln des Retarders mittels
der Steuervorrichtung entsprechend der ausgewählten Retarder-Bremsmomentkennlinie,
so dass er ein von der Retarder-Bremsmomentkennlinie vorgegebenes
Bremsmoment erzeugt, auch das Einstellen eines solchen Retarderbremsmomentes
beziehungsweise einer solchen Retarderleistung, dass die ausgewählte Kennlinie
als Grenzwert beziehungsweise Grenzwertverlauf nicht überschritten wird.
Nur insbesondere wird jedoch der Retarder derart geregelt, dass
er exakt dem von der ausgewählten
Retarder-Bremsmomentkennlinie
vorgegebenen Bremsmoment folgt, das heißt ein übereinstimmendes Bremsmoment
erzeugt.