DE102021121205A1

DE102021121205A1 - Steuereinrichtung und Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung

Info

Publication number: DE102021121205A1
Application number: DE102021121205.7A
Authority: DE
Inventors: Karl Vestgöte; Patrick Hanstad
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-03-03
Also published as: SE544474C2; SE2050990A1

Abstract

Es werden eine Steuereinrichtung (100) und ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) eines Fahrzeugantriebsstrangs (2) bereitgestellt. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) weist eine drehbare erste Welle (20) auf, die mit einer zweiten Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist, auf die ein Bremsmoment durch die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ausgeübt werden soll. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor (30) und einen Stator (32) auf. Der Rotor (30) und der Stator (32) bilden zusammen ein Ringvolumen (33). Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen (33) verbundenen Hydraulikkreis (40), ein Reservoir (36) für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis eingerichtete Pumpe (34) sowie ein Steuerventil (50), das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis eingerichtet ist. Gemäß dem Verfahren wird die Pumpe aktiviert basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment, und das Steuerventil wird solchermaßen gesteuert, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert. Ein Computerprogramm, ein computerlesbares Medium und ein Fahrzeug (1) sind ebenfalls offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung und eine Steuereinrichtung, die zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung ausgeführt ist. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner allgemein ein Computerprogramm, ein computerlesbares Medium und ein Fahrzeug.
HINTERGRUND
Ein Fahrzeug kann zusätzlich zu Betriebsbremsen mit unterschiedlichen Arten von Hilfsbremssystemen ausgerüstet sein, wie etwa eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung.
Ein Beispiel einer hydraulischen Hilfsbremse ist ein Retarder, in dem ein Hydraulikfluid, typischerweise Öl, als ein Bremsmedium verwendet wird. Der Retarder kann beispielsweise mit einer Ausgangswelle eines Getriebes des Fahrzeugantriebsstrangs in Eingriff stehen und dazu ausgeführt sein, ein Bremsmoment auf die Ausgangswelle aufzubringen. Ein Retarder braucht nicht mit der Ausgangswelle des Getriebes in Eingriff zu stehen, sondern kann wunschweise an anderen Stellen des Fahrzeugantriebsstrangs angeordnet sein. Der Retarder umfasst einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor mit einer Retarderwelle verbunden ist, die ihrerseits mit beispielsweise der Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist. Der Rotor und der Stator bilden zusammen ein Ringvolumen, in den das Bremsmedium mit einem gewünschten Druck eingeleitet wird, wenn ein Bremsmoment durch den Retarder ausgeübt werden soll. Die Bremswirkung wird durch eine in dem Ringvolumen gebildete Strömung erreicht, die zu Reaktionskräften führt, welche die Drehgeschwindigkeit des Rotors verringern. Dadurch kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert werden. Um Energieverluste zu vermindern, wenn kein Bremsmoment von dem Retarder gewünscht wird, sind Retarder entwickelt worden, die von dem Fahrzeugantriebsstrang getrennt werden können, und werden heutzutage häufig in Schwerfahrzeugen eingesetzt.
Ein weiteres Beispiel einer hydraulischen Hilfsbremse ist ein Wasserretarder, der manchmal als ein Pretarder bezeichnet wird. Er funktioniert auf im Wesentlichen dieselbe Weise wie ein herkömmlicher Ölretarder, verwendet jedoch im allgemeinen Motorkühlmittel (Wasser) als das Bremsfluid. Ein Wasserretarder kann an der Vorderseite des Motors angebracht und unmittelbar mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sein. Ein Wasserretarder kann alternativ an anderen Stellen in dem Fahrzeugantriebsstrang angeordnet sein, falls gewünscht.
Es ist wichtig, dass die Ansprechzeit einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung kurz ist, wenn von ihr ein Bremsmoment angefordert wird. Eine lange Ansprechzeit zieht ein Fehlen einer Bremswirkung von der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung nach sich, was zu einer übermäßigen Nutzung der Fahrzeugbetriebsbremsen führt. Dies wiederum erhöht den Verschleiß der Betriebsbremsen.
Die EP 3 000 675 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern eines verbindbaren und trennbaren Retarders durch einen Geschwindigkeitsregler. Wenn der Retarder verbunden ist, wird basierend auf einem simulierten Geschwindigkeitsprofil eine Ermittlung durchgeführt, ob ein negativer Einfluss auf die Geschwindigkeitsentwicklung des Fahrzeugs stattfinden wird, falls der Retarder verbunden ist. Kommt es zu keiner negativen Auswirkung, so wird der Retarder dazu gesteuert, in dem verbundenen Zustand zu verbleiben. Andernfalls wird er getrennt. Es ist ferner beschrieben, dass der Retarder zu einem Zeitpunkt vor einem Auftreten einer Bremsanforderung verbunden werden kann, der die Zeit berücksichtigt, die zum Vorbereiten eines vom Bremsen getrennten Retarders aus seinem getrennten Zustand erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Ziel der Erfindung ist es, die Ansprechzeit einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung zu reduzieren, wenn ein Fahrer eines Fahrzeugs ein Bremsmoment von der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung anfordert.
Dieses Ziel wird durch die Gegenstände der beigefügten unabhängigen Ansprüche erreicht.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs bereitgestellt. Das Verfahren wird durch eine Steuereinrichtung ausgeführt. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist eine drehbare erste Welle auf, die mit einer zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor und einen Stator auf, der zusammen mit dem Rotor ein Ringvolumen bildet, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann. Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen verbundenen Hydraulikkreis, ein Reservoir für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis eingerichtete Pumpe und ein Steuerventil, das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis eingerichtet ist. Das Verfahren umfasst die Schritte:

basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach einem Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, Aktivieren der Pumpe, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren, und
Steuern des Steuerventils solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.

Dadurch wird die Zeit, bis die hydraulische Hilfsbremsenanordnung dazu in der Lage ist, ein angefordertes Bremsmoment zu liefern, erheblich reduziert. Dies beruht darauf, dass der Hydraulikkreis basierend auf einer Vorhersage, dass der Fahrer in naher Zukunft ein Bremsmoment von der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung anfordern könnte, mit Hydraulikfluid vorgefüllt wird. Dies wiederum minimiert die Abnutzung der Betriebsbremsen über die Zeit, da eine niedrigere Wahrscheinlichkeit besteht, dass der Fahrer die Betriebsbremsen dazu benutzen wird, eine langsame Ansprechzeit der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung zu kompensieren. Ferner wird, weil das Steuerventil den Druck in dem Hydraulikkreis dazu steuert, niedriger zu sein als ein vorgewählter Schwellenwert, sichergestellt, dass die hydraulische Hilfsbremsenanordnung kein unerwünschtes Bremsmoment liefert, bevor der Fahrer eine Anforderung danach initiiert.
Darüber hinaus ermöglicht das vorliegende Verfahren, dass ein eventueller Sammler, der herkömmlicherweise dazu verwendet wird, die Ansprechzeit der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung zu verringern, aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung wegfällt.
Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Vorhersagens einer zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeladung und Kartendaten umfassen. Dadurch wird die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung erhalten, auf deren Basis die Aktivierung der Pumpe durchgeführt wird. Durch Verwenden der Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeladung und Kartendaten zur Vorhersage kann eine gute Genauigkeit der Vorhersage einer zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung erreicht werden. Dadurch wird die Gefahr unerwünschter Energieverluste, die zu einem Ansteigen des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs führen, minimiert und zugleich eine kurze Aktivierungszeit der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung gewährleistet, wenn sie durch einen Fahrer des Fahrzeugs angefordert wird.
Die Pumpe kann durch eine Drehung der ersten Welle angetrieben werden. In einem solchen Fall kann der Schritt des Aktivierens der Pumpe durch Verbinden der ersten Welle der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung mit der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs durchgeführt werden. Auf diese Weise wird die erste Welle sich mit einer Drehgeschwindigkeit proportional zur Drehgeschwindigkeit der zweiten Welle zu drehen beginnen. Die Drehung der ersten Welle treibt dadurch die Pumpe an und die Pumpe ist daher fähig, Hydraulikfluid in den Hydraulikkreis zu pumpen.
Der Schritt des Steuerns des Steuerventils solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in den Hydraulikkreis niedriger als ein vorgewählter Schwellenwert ist, kann ferner ein Steuern des Steuerventils solchermaßen umfassen, dass der Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis über einem Druck liegt, bei dem die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein Bremsmoment auf die zweite Welle des Fahrzeugantriebsstrangs ausübt. Dadurch wird ein geringes Bremsmoment auf die zweite Welle erhalten, welches gleichzeitig niedrig genug ist, dass es zu keiner wesentlichen Steigerung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs führt. Dieser Druck in dem Hydraulikkreis verringert die Aktivierungszeit der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung weiter, wenn eine Anforderung nach Bremsmoment an sie ausgegeben wird, da sichergestellt wird, dass der Hydraulikkreis mit einer Menge an Hydraulikfluid gefüllt ist, die dazu ausreicht, dass die hydraulische Hilfsbremsenanordnung dazu in der Lage ist, jegliches von ihr angeforderte Bremsmoment zu liefern (durch Steuern des Steuerventils).
Das Verfahren kann, basierend auf einer Feststellung, dass die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung nicht wie vorhergesagt angefordert wurde, ferner einen Schritt des Trennens der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung von dem Fahrzeugantriebsstrang enthalten. Dadurch können die Energieverluste in dem Fahrzeugantriebsstrang, die durch die hydraulische Hilfsbremsenanordnung in verbundenem Zustand verursacht werden, minimiert werden. Dies wiederum verringert den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs.
Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung kann ein Retarder sein, beispielsweise ein Wasserretarder oder ein Ölretarder. Unabhängig von dem Bremsmedium des Retarders kann die zweite Welle eine Motorwelle, eine Eingangswelle eines Getriebes des Fahrzeugantriebsstrangs oder eine Ausgangswelle eines Getriebes des Fahrzeugantriebsstrangs sein.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Computerprogramm mit Anweisungen, die dann, wenn sie von einer Steuereinrichtung ausgeführt werden, die Steuereinrichtung dazu veranlassen, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein computerlesbares Medium mit Anweisungen, die dann, wenn sie von einer Steuereinrichtung ausgeführt werden, die Steuereinrichtung dazu veranlassen, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Steuereinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs zu steuern. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist eine erste drehbare Welle auf, die mit einer zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor und einen Stator auf, der zusammen mit dem Rotor ein Ringvolumen bildet, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann. Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen verbundenen Hydraulikkreis, ein Reservoir für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis eingerichtete Pumpe und ein Steuerventil, das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis konfiguriert ist. Die Steuereinrichtung ist basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung dazu eingerichtet, die Pumpe zu aktivieren, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren. Die Steuereinrichtung ist, wenn die Pumpe aktiviert worden ist, ferner dazu eingerichtet, das Steuerventil solchermaßen zu steuern, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
Die Steuereinrichtung hat dieselben Vorteile wie vorstehend für das entsprechende Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs beschrieben.
Die Steuereinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, die zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeladung und Kartendaten vorherzusagen.
Falls die Pumpe durch eine Drehung der ersten Welle angetrieben wird, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Pumpe durch Verbinden der ersten Welle der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung mit der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs zu aktivieren, so dass die drehbare erste Welle beginnt, sich zu drehen.
Die Steuereinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, das Steuerventil solchermaßen zu steuern, dass der Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis über einem Druck liegt, bei dem die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein vorgewähltes Bremsmoment auf die zweite Welle des Fahrzeugantriebsstrangs zu einem Zeitpunkt ausübt, der vor dem Zeitpunkt der vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der Hilfsbremsenanordnung liegt.
Die Steuereinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, die erste Welle der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung von der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs basierend auf einer Feststellung zu trennen, dass die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung nicht wie vorhergesagt angefordert wurde.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Fahrzeug. Das Fahrzeug weist eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung und die Steuereinrichtung wie vorstehend beschrieben auf.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs,
2 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung,
3 gibt ein Fließbild wieder, welches schematisch ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt,
4 illustriert schematisch eine Einrichtung, die eine Steuereinrichtung darstellen, umfassen oder ein Teil derselben sein kann, die zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eingerichtet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Erfindung wird genauer unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt, die erläutert und/oder in den Zeichnungen dargestellt sind, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche variiert werden. Darüber hinaus sollen die Zeichnungen nicht als maßstabsgerecht betrachtet werden, da manche Merkmale übertrieben dargestellt sein können, um die Erfindung oder Merkmale derselben deutlicher zu zeigen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs bereitgestellt. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung kann ein Retarder sein, der entweder Öl oder Wasser als das Bremsmedium verwendet. Das Verfahren wird durch eine Steuereinrichtung ausgeführt. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist eine drehbare erste Welle auf, die mit einer zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Die zweite Welle stellt die Welle dar, auf die die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein Bremsmoment ausüben soll, wenn sie aktiviert ist. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor und einen Stator auf. Der Stator und der Rotor bilden zusammen ein Ringvolumen, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann, um eine Bremswirkung zu erzeugen. Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen verbundenen Hydraulikkreis, ein Reservoir für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis eingerichtete Pumpe sowie ein Steuerventil, das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis eingerichtet ist.
Das vorliegenden Verfahren wird durchgeführt, während das Fahrzeug fährt. Mit anderen Worten, das Verfahren ist nicht dazu vorgesehen ausgeführt zu werden, wenn das Fahrzeug beispielsweise stillsteht oder nicht betrieben wird. Der Grund dafür ist, dass nicht erwartet werden kann, dass der Fahrer ein Bremsmoment von der hydraulischen Hilfsbremse anfordert, wenn das Fahrzeug nicht fährt. Deshalb besteht keine Notwendigkeit, das vorliegende Verfahren dann auszuführen, wenn das Fahrzeug mit einer Bewegungsgeschwindigkeit fährt, die einer Drehgeschwindigkeit einer Ausgangswelle eines Getriebes (die ebenfalls einer Drehgeschwindigkeit einer Kardanwelle des Fahrzeugs entspricht) von beispielsweise 100 U/min oder weniger entspricht.
Das vorliegende Verfahren umfasst, basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, einen Schritt des Aktivierens der Pumpe, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren.
Die Vorhersage einer zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung kann beispielsweise basierend auf einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der aktuellen Fahrzeugbeladung und Kartendaten erfolgen. Basierend auf den Kartendaten kann eine zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt oder ein zukünftiges Fahrzeuggeschwindigkeitsprofil abgeschätzt werden. Die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit kann durch verschiedene Mittel wie aus dem Stand der Technik bekannt bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Räder dazu verwendet werden. Alternativ kann die Drehgeschwindigkeit der zweiten Welle (auf die die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein Bremsmoment ausüben soll, wenn sie aktiviert ist) verwendet werden. Basierend auf der Kenntnis des Aufbaus des Fahrzeugantriebsstrangs kann ebenfalls eine Drehgeschwindigkeit anderer Wellen des Fahrzeugantriebsstrangs zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen werden. Fachleuten ist die Beziehung zwischen einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und der Drehgeschwindigkeit verschiedener Wellen wohlbekannt, und dies wird daher in der vorliegenden Offenbarung nicht weiter beschrieben.
Das vorliegende Verfahren ist hauptsächlich für eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung gedacht, bei der die Pumpe durch die Drehung der ersten Welle angetrieben wird. In einem solchen Fall kann die Pumpe Hydraulikfluid nicht in den Hydraulikkreis fördern, wenn die erste Welle sich in einem drehungsfreien Zustand befindet. Das bedeutet auch, dass jegliche potentielle Leckage aus dem Hydraulikkreis die Zeit vergrößert, derer es bedarf, den Hydraulikkreis zu füllen, wenn die hydraulische Hilfsbremse aktiviert werden soll, um ein Bremsmoment auszuüben. Die erste Welle kann in einem drehfreien Zustand sein, wenn die erste Welle von der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs getrennt ist. Falls die Pumpe durch eine Drehung der ersten Welle angetrieben wird, kann der Schritt des Aktivierens der Pumpe ausgeführt werden durch Verbinden der ersten Welle mit der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs. Dadurch wird die erste Welle sich mit einer Drehgeschwindigkeit proportional zur Drehgeschwindigkeit der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs zu drehen beginnen. Dies veranlasst die Pumpe, Hydraulikfluid aus dem Reservoir in dem Hydraulikkreis zu transferieren. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass eine elektrische Pumpe anstelle einer durch die Drehung der ersten Welle angetriebenen
Pumpe verwendet wird. In einem solchen Fall kann die Aktivierung der Pumpe unabhängig davon ausgeführt werden, ob die erste Welle mit der zweiten Welle verbunden ist oder nicht.
Das Verfahren umfasst, wenn die Pumpe aktiviert worden ist, ferner einen Schritt des Steuerns des Steuerventils solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger als ein vorgewählter Schwellenwert ist. Die besagte Steuerung des Steuerventils wird zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der vor dem Zeitpunkt der vorhergesagten fahrerinitiierten Anforderung für ein Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung liegt. Der Zweck des Steuerns des Hydraulikdrucks auf weniger als den vorgewählten Schwellenwert besteht darin, die Gefahr zu minimieren, unbeabsichtigt ein unerwünschtes Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung zu verursachen, bevor eine diesbezügliche Anforderung gestellt worden ist. Der vorgewählte Schwellenwert kann beispielsweise einem Druckwert entsprechen, bei dem kein Bremsmoment durch die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ausgeübt wird. In manchen Fällen kann es jedoch auch gewünscht sein, dass der Hydraulikdruck über einem Druck liegt, bei dem die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein Bremsmoment auf die zweite Welle des Fahrzeugantriebsstrangs ausübt, da dies die Ansprechzeit der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung bei einer Anforderung nach Bremsmoment von ihr weiter reduzieren kann. Falls der Hydraulikdruck dazu ausreicht, ein Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung zu bewirken, sollte ein solches Bremsmoment jedoch klein genug sein, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs nicht wesentlich zu erhöhen. Als Beispiel kann das Steuerventil dazu ausgeführt sein, den Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis so zu steuern, dass ein Bremsmoment von ungefähr 10 Nm oder ungefähr 5 Nm durch die hydraulische Hilfsbremsenanordnung auf die zweite Welle ausgeübt wird.
Falls der Fahrer nicht wie vorhergesagt ein Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung anfordert, ist es allgemein wünschenswert, die Energieverluste zu minimieren, die von der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung verursacht werden, um Kraftstoff zu sparen. Deshalb kann das Verfahren, basierend auf einer Feststellung, dass die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung nicht wie vorhergesagt angefordert wurde, ferner einen Schritt des Trennens der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung von der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs umfassen. Ein Trennen der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung von der zweiten Welle kann durch die bereits dafür bekannten Verfahren durchgeführt werden.
Die Ausführung des Verfahrens zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung wie hierin beschrieben kann durch programmierte Anweisungen geregelt sein. Diese programmierten Anweisungen nehmen typischerweise die Form eines Computerprogramms an, das dann, wenn es in oder durch eine Steuereinrichtung ausgeführt wird, die Steuereinrichtung dazu veranlasst, gewünschte Formen von Steueraktionen zu bewirken. Solche Anweisungen können typischerweise auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Steuereinrichtung zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung gemäß dem vorstehend erläuterten Verfahren. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, jeglichen der Schritte des Verfahrens zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs wie hierin beschrieben durchzuführen.
Genauer wird eine Steuereinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs zu steuern. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist eine drehbare erste Welle auf, die mit einer zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Die zweite Welle stellt die Welle dar, auf die die hydraulische Hilfsbremsenanordnung ein Bremsmoment ausüben soll, wenn sie aktiviert ist. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor und einen Stator auf. Der Stator und der Rotor bilden zusammen ein Ringvolumen, in das Hydraulikfluid zum Zwecke des Erzeugens einer Bremswirkung eingeleitet werden kann. Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen verbundenen Hydraulikkreis, ein Reservoir für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis eingerichtete Pumpe sowie ein Steuerventil, das dazu eingerichtet ist, den Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis zu steuern. Die Steuereinrichtung ist basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung dazu eingerichtet, die Pumpe zu aktivieren, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren. Die Steuereinrichtung ist, wenn die Pumpe aktiviert worden ist, ferner dazu eingerichtet, das Steuerventil solchermaßen zu steuern, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugantriebsstrang. Der Fahrzeugantriebsstrang umfasst ferner eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung und die Steuereinrichtung wie vorstehend beschrieben.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Beispiels eines Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 weist einen Antriebsstrang 2 mit einem Verbrennungsmotor 3 und einem Getriebe 4 auf. Eine Kupplung (nicht gezeigt) kann zwischen dem Verbrennungsmotor 3 und dem Getriebe 4 angeordnet sein. Das Getriebe 4 ist über eine Ausgangswelle 6 des Getriebes 4 mit den Antriebsrädern 7 des Fahrzeugs 1 verbunden. Das Fahrzeug 1 kann ferner eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung umfassen. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung kann beispielsweise ein mit der Ausgangswelle 6 des Getriebes verbundener Retarder 8 sein oder ein Pretarder 9, der mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 3 verbunden ist.
2 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, hier in Gestalt eines Retarders 8. Der Retarder 8 umfasst eine drehbare erste Welle 20, die auch als eine Retarderwelle bezeichnet werden kann. Die Retarderwelle 20 ist über ein Paar Zahnräder 21, 22 mit einer Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs, beispielsweise der Ausgangswelle eines Getriebes, verbindbar. Das erste Zahnrad 21 ist auf der Retarderwelle 20 angeordnet und das zweite Zahnrad 22 ist mit der Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar. Um den Retarder 8 mit dem Fahrzeugantriebsstrang verbinden und ihn davon trennen zu können, kann das Zahnrad 22 mit einer Synchronisationseinrichtung 25 oder einer jeglichen anderen Art von Kupplungseinrichtung versehen sein. Wenn der Retarder 8 mit der Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs verbunden ist, kann der Retarder 8 ein Bremsmoment an die Welle 24 liefern. Die Retarderwelle 20 kann mittels eines Lagers 26 in beispielsweise einem Gehäuse eines Getriebes des Fahrzeugantriebsstrangs drehbar gelagert sein.
Der Retarder 8 weist einen Rotor 30 auf, der mit der Retarderwelle 20 verbunden ist, beispielsweise durch ineinander eingreifende Keilverzahnungen. Der Rotor 30 dreht sich daher zusammen mit der Retarderwelle 20. Somit wird sich, wenn der Retarder 8 mit dem Fahrzeugantriebsstrang verbunden ist, der Rotor 30 mit einer Rotationsgeschwindigkeit drehen, die bis auf ein eventuelles Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 21, 22 proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs ist. Der Retarder weist ferner einen Stator 32 auf, der gebildet ist durch ein oder verbunden ist mit einem Gehäuse 28 des Retarders. Der Stator 32 ist somit nicht dazu fähig, sich zu drehen. Der Retarder 8 weist ferner eine Pumpe 34 auf, die typischerweise durch die Retarderwelle 20 angetrieben wird. Die Pumpe 34 kann beispielsweise durch die Retarderwelle 20 radial begrenzt/geregelt sein.
Das Retardergehäuse umfasst ferner ein Reservoir 36 für Hydraulikfluid, wobei das Hydraulikfluid typischerweise Öl ist. Ein Filter 38 kann vorhanden sein, um eventuelles partikelförmiges Material aus dem Hydraulikfluid auszufiltern.
Der Rotor 30 und der Stator 32 bilden zusammen ein Ringvolumen 33, das als ein Torus bezeichnet werden kann. Dieses Ringvolumen 33 stellt einen Hohlraum dar, in den Hydraulikfluid eingeleitet werden kann, wenn ein Bremsmoment gewünscht wird. Mit anderen Worten, wenn ein Bremsmoment auf die Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs mittels des Retarders 8 ausgeübt werden soll, wird Hydraulikfluid in den Ringraum 33 eingeleitet. Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird somit in Folge des auf die Welle 24 ausgeübten Bremsmoments verringert werden. Die Bremswirkung tritt auf, da der Rotor 30 und der Stator 32 mit Flügeln (nicht gezeigt) ausgerüstet sind, die einen Strom des Hydraulikfluids in dem Ringvolumen erzeugen, wenn der Rotor 30 sich dreht. Die Flügel können unter einem bestimmten Winkel zur Rotationsebene des Rotors 30 geneigt sein.
Durch Drängen des Hydraulikfluids in das Ringvolumen 33, wenn der Rotor 30 sich dreht, schleudert genauer gesagt der Rotor das Hydraulikfluid nach außen gegen seinen inneren Außendurchmesser und somit in den Stator 32. Der Stator benutzt die Flügel und seine ringförmige Torusoberfläche dazu, das Hydraulikfluid zum Rotor 30 zurückzuleiten, jedoch in diesem Fall zu seinem inneren Innendurchmesser. Der Rotor empfängt daher das Hydraulikfluid axial an seinem inneren Innendurchmesser und schleudert das Hydraulikfluid axial zu dem inneren Außendurchmesser, jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Diese Rekombination des Hydraulikfluids bedeutet, dass der Rotor einer Axialkraft ausgesetzt ist. Das Hydraulikfluid wird dann zwischen dem Stator und dem Rotor in der Richtung der Flügel weitergeleitet, was bedeutet, dass eine Radialkraft ebenfalls aufgrund der Rekombination des Hydraulikfluids ausgeübt wird. Dies ist die Kraft, welche das Bremsmoment an den Rotor 8 und somit die Retarderwelle 20 liefert. Dieser Hydraulikfluidstrom erzeugt eine Reaktionskraft, die die Bremswirkung bildet. Das bedeutet, dass je größer die Geschwindigkeit des Hydraulikfluids ist, desto größer die Reaktionskraft und somit das Bremsmoment ist.
Wenn der Retarder 8 kein Bremsmoment mehr an die Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs liefern soll, wird das Ringvolumen 33 von dem Hydraulikfluid befreit, was bewirkt, dass die Flügel stattdessen eine Luftströmung in dem Ringvolumen erzeugen. Diese Luftströmung kann eine unerwünschte Reaktionskraft auf die Retarderwelle 20 verursachen und dadurch ein unerwünschtes Bremsmoment auf die Welle 24. Das von der Luftströmung verursachte, unerwünschte Bremsmoment ist klein, deutlich kleiner als ein von dem Hydraulikfluid bewirktes Bremsmoment. Es kann jedoch immer noch zu einer geringen Bremswirkung auf das Fahrzeug führen, die deshalb durch das von dem Verbrennungsmotor gelieferte Antriebsmoment kompensiert werden muss. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Die Lagerreibung und die Pumpe 34, wenn sie von der Retarderwelle 20 angetrieben wird, üben ebenfalls eine Reaktionskraft aus, die einen erhöhten Kraftstoffverbrauch verursacht. Aus diesem Grund kann es wünschenswert sein, den Retarder 8 von der Welle 24 zu trennen, wenn der Retarder 8 nicht dazu vorgesehen ist, das Fahrzeug abzubremsen. Dies kann erreicht werden durch Trennen des Zahnrads 22 von der Welle 24.
Ein Füllen und Entleeren des Ringvolumens 33 findet mittels eines Hydraulikkreises 40 statt. Der Hydraulikkreis 40 umfasst einen Primärkreis 40a und einen Sekundärkreis 40b. Wenn der Retarder 8 aktiviert wird, um das Fahrzeug abzubremsen, wird das Zahnrad 20 mit der Welle 24 verbunden. Dadurch dreht sich die Retarderwelle 20, die wiederum die Pumpe 34 antreiben kann. Die Pumpe 34 pumpt dadurch Hydraulikfluid durch den Hydraulikkreis 40. Genauer gesagt pumpt die Pumpe 34 Hydraulikfluid aus dem Reservoir 36 über den Filter 38 und füllt den Primärkreis 40a mit Hydraulikfluid. Der Primärkreis ist mit dem Ringvolumen 33 verbunden. Dadurch kann das Ringvolumen 33 mit Hydraulikfluid befüllt werden, so dass der Retarder das vorgesehene Bremsmoment liefern kann. Ein Sicherheitsventil 42 ist geschlossen, wenn Hydraulikfluid in das Ringvolumen 33 eingeleitet werden soll, um die Bremswirkung zu liefern. Das Sicherheitsventil 42 funktioniert als ein Drainageventil, welches einen Drainagekanal 45 öffnet und schließt und so eine Hydraulikfluiddrainage aus dem Ringvolumen 33 in das Reservoir 36 ermöglicht. Das Sicherheitsventil 42 kann durch Hydraulikfluid geschlossen werden, welches durch ein erstes Regelventil zugeführt wird, das beispielsweise in einer Ventilanordnung 45 angeordnet ist.
Wenn der Retarder 8 dazu benutzt wird, das Fahrzeug abzubremsen, und das Ringvolumen 33 somit mit Hydraulikfluid gefüllt ist, wird das Hydraulikfluid durch die in dem Ringvolumen 33 erzeugten Strömungseffekte erhitzt werden. Dies deshalb, weil die hohe Geschwindigkeit des Hydraulikfluids eine Reibung an den Oberflächen der Flügel, des Rotors und des Stators verursacht. Mit anderen Worten, die mechanische Wirkung wird in eine thermische Wirkung in Gestalt eines Erhitzens des Hydraulikfluids umgewandelt. Das Hydraulikfluid muss deshalb gekühlt werden. Dies wird erreicht, indem das Hydraulikfluid durch den Sekundärkreis 40b des Hydraulikkreises 40 zu einem Kühler 48 geleitet wird. Das Hydraulikfluid wird aus dem Kühler 48 weiter durch den Sekundärkreis 40b geleitet, der stromabwärts des Kühlers 48 mit dem Ringvolumen 33 verbunden ist. Somit kann der Sekundärkreis das Hydraulikfluid in das Ringvolumen 33 zurückführen. Stromabwärts des Kühlers 48 ist der Sekundärkreis 40b über ein Steuerventil 50 mit dem Reservoir 36 verbunden. Das Steuerventil 50 kann mittels Hydraulikfluid durch ein in der Ventilanordnung 45 angeordnetes Proportionalventil geöffnet und geschlossen werden. Das Steuerventil 50 wird auch dazu verwendet, den Druck in dem Retarder und somit das von dem Retarder gelieferte Bremsmoment zu steuern. Wenn der Retarder 8 dazu verwendet wird, das Fahrzeug abzubremsen, ist das Steuerventil 50 zumindest teilweise geschlossen. Somit wird das Hydraulikfluid in dem Sekundärkreis 40b in das Ringvolumen 33 zurückgeführt werden.
Wenn der Retarder das Fahrzeug nicht mehr abbremsen soll, muss das Hydraulikfluid aus dem Ringvolumen 33 entleert werden. Dies wird erreicht durch ein Öffnen des Sicherheitsventils 42 und des Steuerventils 50. Dadurch verlässt das Hydraulikfluid das Ringvolumen 33 durch den Drainagekanal 43 und durch einen Kanal 51 des Steuerventils 50.
Ein Absperrventil 52 kann an einem Auslass des Ringvolumens 33 vorhanden sein. Wenn der Retarder keine Bremswirkung liefern soll, ist das Absperrventil 52 geschlossen. Dadurch kann Hydraulikfluid zu dem Kühler 48 und weiter durch den Sekundärkreis bis zu einem zugehörigen Absperrventil 53 strömen, welches am Einlass des Ringvolumens vorhanden ist.
Wenn der Retarder 8 aktiviert werden soll, um das vorgesehene Bremsmoment zu der Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs liefern zu können, muss der Hydraulikkreis 40 so schnell wie möglich befüllt werden. Falls der Retarder vor der Aktivierung von der Welle 24 getrennt worden war, stand die Pumpe 34 still und Hydraulikfluid kann aus dem Hydraulikkreis herausgelaufen sein. Dadurch kann die Aktivierungszeit des Retarders beträchtlich sein, was wiederum zu Sicherheitsrisiken und der Notwendigkeit führen kann, die Betriebsbremsen des Fahrzeugs zu verwenden. Dies wiederum führt zu einem übermäßigen Verschleiß der Betriebsbremsen. Um die Aktivierungszeit des Retarders zu verringern, kann daher der Retarder 8 einen mit dem Ringvolumen 33 verbundenen Sammler 46 aufweisen, der beim Befüllen des Hydraulikkreises 40 helfen kann. Der Sammler 46 kann mit Hydraulikfluid aus dem Reservoir vorgefüllt sein und kann zu seinem Betrieb durch ein zweites Regelventil gesteuert werden, das sich beispielsweise in der Ventilanordnung 45 befinden kann. Der Sammler 46 wird dazu benutzt, eine zusätzliche Menge an Hydraulikfluid in den Hydraulikkreis zu drücken, wenn der Retarder aktiviert werden soll und der Retarder 8 mit der Welle 24 verbunden ist.
Die Bestandteile des Retarders können durch eine dazu konfigurierte Steuereinrichtung 100 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung 100 kann ein Teil des Retarders selbst sein, sie kann jedoch auch jegliche andere Steuereinrichtung des Fahrzeugantriebsstrangs sein. Die Steuereinrichtung 100 kann eine oder mehrere Steuereinheiten umfassen. Falls die Steuereinrichtung mehrere Steuereinheiten umfasst, kann jede Steuereinheit dazu konfiguriert sein, eine bestimmte Funktion zu steuern, oder eine bestimmte Funktion kann zwischen mehr als einer Steuereinheit aufgeteilt sein.
Der Sammler 46 funktioniert in vielen Situationen gut, um die Aktivierungszeit des Retarders 8 zu reduzieren. Es können jedoch Probleme auftreten, falls der Sammler nicht dazu in der Lage ist, die vorgesehene zusätzliche Hydraulikfluidmenge zu liefern, beispielsweise aufgrund einer Leckage von Hydraulikfluid, oder überhaupt nicht vorhanden ist. In solchen Situationen kann die Zeit, die es braucht, bis der Retarder 8 das vorgesehene Bremsmoment an die Welle 24 liefert, so lang sein, dass die Fahrzeugbeschleunigung nicht hinnehmbar sein kann. Dies kann wiederum zu einer Notwendigkeit des Aktivierens der Betriebsbremsen führen, was wiederum zu einem erhöhten Verschleiß derselben führt. Das Problem einer langen Aktivierungszeit des Retarders kann noch ausgeprägter sein, falls der Retarder für einige Zeit von der Welle 24 des Fahrzeugantriebsstrangs getrennt worden ist, da dies auch bedeutet, dass die Pumpe 34 kein Hydraulikfluid in den Hydraulikkreis pumpt und Hydraulikfluid somit aus dem Hydraulikkreis in das Reservoir in einer größeren Menge als vorgesehen abgeflossen ist.
Falls ein Geschwindigkeitsregler für das Fahrzeug verwendet wird, kann der Geschwindigkeitsregler in gewissem Maß dazu konfiguriert werden, die Aktivierungszeit des Retarders 8 zu berücksichtigen. Möchte jedoch ein Fahrer den Retarder aktivieren, kann die Zeitverzögerung, bis der Retarder das gewünschte Bremsmoment liefert, zu ernsthaften Sicherheitsrisiken führen. Das Verfahren und die Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung widmen sich diesem Problem und resultieren in einer beträchtlichen Verringerung der Aktivierungszeit eines Retarders, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs ein Bremsmoment von dem Retarder anfordert.
Es sollte erwähnt werden, dass obwohl das Obenstehende mit Bezug auf einen Ölretarder erläutert worden ist, ein Wasserretarder auf im Wesentlichen die gleiche Weise funktionieren kann. Dieselben Funktionen und Überlegungen wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben können somit auch für einen Wasserretarder gelten. Das Problem kann jedoch bei einem Ölretarder etwas ausgeprägter sein, da die Temperatur des Öls auch die Viskosität des Hydraulikfluids beeinflusst und dadurch auch dessen Durchflussmenge in dem Hydraulikkreis.
3 repräsentiert ein Fließbild, das schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung eines Fahrzeugantriebsstrangs gemäß der vorliegenden Offenbarung illustriert. Das Verfahren umfasst einen Schritt S101 des Aktivierens der Pumpe der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren. Die Aktivierung der Pumpe wird basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung durchgeführt. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt S102 des Steuerns des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis mittels des Steuerventils der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung auf einen Druck, der niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
4 illustriert schematisch eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung 500. Die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung 100 kann beispielsweise die Vorrichtung 500 enthalten, aus der Vorrichtung 500 bestehen oder in der Vorrichtung 500 enthalten sein.
Die Vorrichtung 500 umfasst einen nichtflüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Schreib-/Lesespeicher 550. Der nichtflüchtige Speicher 520 hat ein erstes Speicherelement 530, in dem ein Computerprogramm, z. B. ein Betriebssystem, zum Steuern der Funktion der Vorrichtung 500 gespeichert ist. Die Vorrichtung 500 weist ferner einen Buscontroller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, Eingabe/Ausgabemittel, einen A/D-Wandler, eine Zeit und Datumseingabe- und -übertragungseinheit, einen Ereigniszähler und einen Unterbrechungscontroller (nicht gezeigt) auf. Der nichtflüchtige Speicher 520 hat auch ein zweites Speicherelement 540.
Es wird ein Computerprogramm P bereitgestellt, welches Anweisungen zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, wie etwa ein Retarder, eines Fahrzeugantriebsstrangs enthält. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist eine drehbare erste Welle auf, die mit einer zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist. Die hydraulische Hilfsbremsenanordnung weist ferner einen mit der ersten Welle verbundenen Rotor und einen Stator auf, der zusammen mit dem Rotor ein Ringvolumen bildet, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann. Die hydraulische Bremsanordnung umfasst ferner einen mit dem Ringvolumen verbundenen Hydraulikkreis, ein Reservoir für Hydraulikfluid, eine zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis konfigurierte Pumpe und ein Steuerventil, das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis eingerichtet ist. Das Computerprogramm umfasst Anweisungen zum Aktivieren, basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, der Pumpe, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir in den Hydraulikkreis zu transferieren. Das Computerprogramm umfasst ferner Anweisungen zum Steuern des Steuerventils solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
Das Programm P kann in einer ausführbaren Form oder in einer komprimierten Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert sein.
Die Datenverarbeitungseinheit 510 kann eine oder mehrere Funktionen ausführen, d. h. die Datenverarbeitungseinheit 510 kann einen bestimmten Teil des in dem Speicher 560 gespeicherten Programms P oder einen bestimmten Teil des in dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeicherten Programms P durchführen.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 510 kann über einen Datenbus 515 mit einem Datenanschluss 599 kommunizieren. Der nichtflüchtige Speicher 520 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 vorgesehen. Der separate Speicher 560 ist dazu vorgesehen, über einen Datenbus 511 mit der Datenverarbeitungseinheit 510 zu kommunizieren. Der Schreib-/Lesespeicher 550 ist dazu eingerichtet, über einen Datenbus 514 mit der Datenverarbeitungseinheit 510 zu kommunizieren. Die Kommunikation zwischen den Bestandteilen kann durch eine Nachrichtenverbindung implementiert sein. Eine Nachrichtenverbindung kann eine physische Verbindung wie etwa eine optoelektronische Kommunikationsleitung oder eine nichtphysische Verbindung sein, wie etwa eine Drahtlosverbindung, z. B. eine Funkverbindung oder eine Mikrowellenverbindung.
Wenn Daten am Datenanschluss 599 empfangen werden, können sie vorübergehend in dem zweiten Speicherelement 540 gespeichert werden. Wenn empfangene Eingangsdaten vorübergehend gespeichert worden sind, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 dazu in der Lage, eine Codeausführung wie obenstehend erläutert durchzuführen.
Teile der hierin beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 durchgeführt werden mittels der Datenverarbeitungseinheit 510, auf der das in dem Speicher 560 oder dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeicherte Programm abläuft. Wenn die Vorrichtung das Programm ausführt, werden hierin beschriebene Verfahren durchgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3000675 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) eines Fahrzeugantriebsstrangs (2), wobei das Verfahren von einer Steuereinrichtung (100) durchgeführt wird, wobei die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) aufweist: eine drehbare erste Welle (20), die mit einer zweiten Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs (2) verbindbar ist, einen mit der ersten Welle (20) verbundenen Rotor (30), einen Stator (32), der zusammen mit dem Rotor (30) ein Ringvolumen (33) bildet, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann, einen mit dem Ringvolumen (33) verbundenen Hydraulikkreis (40), ein Reservoir (36) für Hydraulikfluid, eine Pumpe (34), die zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir (36) in den Hydraulikkreis (40) eingerichtet ist, und ein Steuerventil (50), das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis (40) eingerichtet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung, Aktivieren (S101) der Pumpe (34) zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir (36) in den Hydraulikkreis (40), und Steuern (S102) des Steuerventils (50) solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend einen Schritt des Vorhersagens einer zukünftigen fahrerinitiierten Fahreranforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeladung und Kartendaten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (34) durch eine Drehung der ersten Welle (20) angetrieben wird und wobei ein Aktivieren der Pumpe (34) durchgeführt wird durch Verbinden der ersten Welle (20) der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung mit der zweiten Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs, so dass die drehbare erste Welle sich zu drehen beginnt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Steuerns (S102) des Steuerventils solchermaßen, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis (40) niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert, ferner ein Steuern des Steuerventils (50) solchermaßen umfasst, dass der Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis über einem Druck liegt, bei dem die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) ein Bremsmoment auf die zweite Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs ausübt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt: basierend auf einer Feststellung, dass die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) nicht wie vorhergesagt angefordert wurde, Trennen der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) von dem Fahrzeugantriebsstrang (2).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8) ein Retarder ist.
Computerprogramm (P) mit Anweisungen, die dann, wenn sie von einer Steuereinrichtung (100) ausgeführt werden, die Steuereinrichtung (100) dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerlesbares Medium mit Anweisungen, die dann, wenn sie von einer Steuereinrichtung (100) ausgeführt werden, die Steuereinrichtung (100) dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
Steuereinrichtung (100), die dazu eingerichtet ist, eine hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) eines Fahrzeugantriebsstrangs (2) zu steuern, wobei die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) aufweist: eine drehbare erste Welle (20), die mit einer zweiten Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs verbindbar ist, einen mit der ersten Welle (20) verbundenen Rotor (30), einen Stator (32), der zusammen mit dem Rotor (30) ein Ringvolumen (33) bildet, in das Hydraulikfluid eingeleitet werden kann, einen mit dem Ringvolumen (33) verbundenen Hydraulikkreis (40), ein Reservoir (36) für Hydraulikfluid, eine Pumpe (34), die zum Transferieren von Hydraulikfluid aus dem Reservoir (36) in den Hydraulikkreis (40) eingerichtet ist, und ein Steuerventil (50), das zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Hydraulikkreis (40) eingerichtet ist, wobei die Steuereinrichtung (100) basierend auf einer vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiierten Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) dazu eingerichtet ist, die Pumpe (34) zu aktivieren, um Hydraulikfluid aus dem Reservoir (36) in den Hydraulikkreis (40) zu transferieren, wobei die Steuereinrichtung (100), wenn die Pumpe (34) aktiviert worden ist, ferner dazu eingerichtet ist, das Steuerventil (50) solchermaßen zu steuern, dass ein Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis (40) niedriger ist als ein vorgewählter Schwellenwert.
Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 9, die ferner dazu eingerichtet ist, die zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeladung und Kartendaten vorherzusagen.
Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Pumpe (34) durch eine Drehung der ersten Welle (20) angetrieben wird, und wobei die Steuereinrichtung (100) dazu eingerichtet ist, die Pumpe (34) durch Verbinden der ersten Welle der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung mit der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs zu aktivieren, so dass die erste Welle (20) sich zu drehen beginnt.
Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, die ferner dazu eingerichtet ist, das Steuerventil (50) solchermaßen zu steuern, dass der Hydraulikdruck in dem Hydraulikkreis (40) über einem Druck liegt, bei dem die hydraulische Hilfsbremsenanordnung (8, 9) ein vorgewähltes Bremsmoment auf die zweite Welle (24) des Fahrzeugantriebsstrangs zu einem Zeitpunkt ausübt, der vor dem Zeitpunkt der vorhergesagten zukünftigen fahrerinitiieren Anforderung nach Bremsmoment aus der Hilfsbremsenanordnung (8, 9) liegt.
Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, die ferner dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Feststellung, dass die vorhergesagte zukünftige fahrerinitiierte Anforderung nach Bremsmoment aus der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung nicht wie vorhergesagt angefordert wurde, die erste Welle der hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) von der zweiten Welle des Fahrzeugantriebsstrangs (2) zu trennen.
Fahrzeug (1) mit einer hydraulischen Hilfsbremsenanordnung (8, 9) und der Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13.