EP0492141B1 - Antriebsvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP0492141B1
EP0492141B1 EP91119938A EP91119938A EP0492141B1 EP 0492141 B1 EP0492141 B1 EP 0492141B1 EP 91119938 A EP91119938 A EP 91119938A EP 91119938 A EP91119938 A EP 91119938A EP 0492141 B1 EP0492141 B1 EP 0492141B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
coolant
combustion engine
speed
fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP91119938A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0492141A2 (de
EP0492141A3 (en
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Heinrich
Helmut Klinkhammer
Josef Rössle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz AG, Mercedes Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Publication of EP0492141A2 publication Critical patent/EP0492141A2/de
Publication of EP0492141A3 publication Critical patent/EP0492141A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0492141B1 publication Critical patent/EP0492141B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/046—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using mechanical drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/06—Retarder

Definitions

  • the invention relates to a drive device according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic drive device is known from WO 85/02 227, in which the fan is driven via the outer central wheel of the planetary gear.
  • the fan speed can be changed continuously with respect to a specific engine speed. This makes it possible when there are high cooling water temperatures, e.g. at low engine speed and high engine load to increase the fan speed and thus the cooling capacity.
  • the invention has for its object to develop a generic drive device such that a further improvement in the cooling performance can be achieved in a simple and space-saving manner in particular.
  • the moment at which the inner central wheel is supported by the braking device on the housing of the planetary gear can be increased to the maximum, so that a maximum cooling capacity is immediately available via the now increased speed of the outer central wheel Available.
  • installation space is saved in that both the fan itself is fastened to the outer central wheel and the drive of the coolant pump takes place from this outer central wheel.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine driving a vehicle, which is coupled to an additional braking device designed as a retarder 2.
  • the activation or deactivation of the additional braking device 2 is carried out in a known manner by filling or emptying the flow circuit of the retarder 2, the braking power being able to be regulated by correspondingly changing or adapting the degree of filling.
  • the thermal energy generated during braking operation is released to the coolant liquid of the internal combustion engine 1 via a heat exchanger 3.
  • the retarder 2 is therefore connected to the coolant circuit 4 of the internal combustion engine 1.
  • the coolant heated by the retarder 2 and by the internal combustion engine 1 itself is cooled by a cooler 5 lying in the airstream.
  • the coolant is conveyed via the coolant pump 10.
  • the internal combustion engine 1 there is also a device 8 driven by the crankshaft 7 thereof for driving two structural units which influence the heat dissipation from the coolant.
  • These units are, on the one hand, a fan 9 arranged behind the cooler 5, and the coolant pump 10, which is driven via the V-belt 11 by the pulley 12 (see FIG. 2).
  • the device 8 consists of a planetary gear, the planet gear carrier 13 is driven by the crankshaft 7 of the internal combustion engine 1.
  • the fan 9 and the pulley 12 for driving the coolant pump 10 are on the outer Central wheel 14 of the planetary gear rotatably mounted.
  • the inner central wheel 15 is supported by a further flow brake (retarder) 16 on the housing 19 of the internal combustion engine 1, the rotor 17 of the flow brake 16 being firmly connected to the inner central wheel 15 and the stator 18 being firmly connected to the machine housing 19.
  • the size of the torque, which can now be supported on the housing 19 via the flow brake 16, depends on the amount of oil in the flow circuit of the retarder 16. The greater this is, the greater the torque that can be supported. However, the greater the torque that can be supported, the lower the speed of the inner central wheel 15.
  • the degree of filling of the flow circuit of the retarder 16 can be changed as desired.
  • the oil required for the retarder 16 is taken from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine 1.
  • the inner central wheel 15 since it is braked only slightly, can rotate at a relatively high speed or on the radius r i at a relatively high peripheral speed (arrow 22).
  • the outer Central wheel 14 (radius r a ) and thus the fan 9 and the pulley 12 for driving the coolant pump 10 only rotate at a low speed (arrow 23).
  • the fan 9 and the coolant pump 10 are therefore also operated at an increased speed (regardless of whether braking operation is present or not) when the coolant temperature T KM is above a critical value T KMg critical for the internal combustion engine.
  • the retarder 16 and the additional braking device are controlled via an electronic control unit 27 (see FIG. 1) which, via the sensor 28 and the measured value line 29, receives a signal corresponding to the current deflection ⁇ of the brake pedal 26 which can be actuated by a driver, Via the sensor 30 and the measured value line 31, a signal corresponding to the temperature T R of the operating fluid of the additional brake device 2 and a signal corresponding to the current temperature T KM of the coolant of the internal combustion engine 1 is supplied via the sensor 32 and the measured value line 33.
  • control unit 27 Based on these input variables, the control unit 27 generates a manipulated value signal for actuating the retarder 16, or for actuating an actuating device provided on the retarder 16 and not shown in the drawing for the sake of clarity for changing the oil quantity in the flow circuit between the rotor 17 and the stator 18 ( Control line 34).
  • the electronic control unit 27 naturally also actuates the auxiliary brake device 2 corresponding to the deflection ⁇ of the brake pedal to set the required braking power (control line 35). This is also done by appropriately filling or emptying the flow circuit of the retarder 2.
  • the current value for the deflection ⁇ of the brake pedal 26 and the current value for the temperature T KM of the coolant of the internal combustion engine 1 are first adopted in the input block 37.
  • a check is carried out to determine whether the coolant temperature T KM lies above a predetermined limit value T KMg . If this is the case, the flow brake 16 is actuated via the output block 39 according to the diagram B in FIG. 2, ie the outer central wheel 14 and thus the fan 9 and the pulley 12 for driving the coolant pump 10 run at an increased speed, as a result of which the heat dissipation from the coolant is increased.
  • the additional brake device (retarder 2) is also controlled via this output block 39 in accordance with the deflection ⁇ of the brake pedal 26.
  • the control then branches back to point 46 to re-enter ⁇ and T KM .
  • the flow brake 16 is therefore controlled according to the diagram A in FIG. 2, ie the flow circuit of the retarder 16 is also emptied, so that only a small moment can be supported on the motor housing 19.
  • the outer central wheel 14 and thus also the fan 9 and the pulley 12 for driving the coolant pump 10 rotate at a relatively low speed (normal speed).
  • a branch is then made to point 55 or point 46 to re-enter ⁇ and T KM .
  • the auxiliary braking device 2 is actuated via the output block 42 in such a way that its flow circuit is filled in accordance with the predetermined deflection ⁇ of the brake pedal 26.
  • the vehicle is braked to the corresponding extent desired by the driver, which of course leads to the operating fluid of the auxiliary brake device 2 being heated.
  • This heat energy is released via the heat exchanger 3 to the coolant of the internal combustion engine 1.
  • the coolant is heated up more.
  • the heating of the coolant of the internal combustion engine 1 is, however, greatly delayed in relation to the heating of the operating fluid of the auxiliary brake device 2.
  • the invention provides for the speed of the fan 9 and the coolant pump 10 to be increased via the output block 42, i.e. immediately after it has been determined that braking operation is present increase.
  • the flow brake 16 is accordingly controlled according to the diagram B in FIG. 2, namely its flow circuit is filled, so that a greater moment can be supported on the machine housing 19. The result of this is an increased output speed of the outer central wheel 14 and thus also an increased speed of the fan 9 and the coolant pump 10.
  • the measures for increased heat dissipation from the coolant of the internal combustion engine 1 are activated at an early stage to activate a thermal one Overloading the additional braking device 2 is excluded.
  • the current temperature T R of the retarder 2 or that of it is taken over Operating fluid and the current deflection ⁇ of the brake pedal 26.
  • branch block 44 it is checked whether braking operation is still present ( ⁇ > 0 °?) Or not. If this is the case, control branches to point 45 for re-entering the current values of T R and ⁇ . This happens until the query in branch block 44 shows that there is no longer any braking operation.
  • T R the values of T R detected via the input block 43 are stored in a memory. If there is no longer any braking operation, the output block 53 first causes the flow circuit of the retarder 2 to be emptied, ie the auxiliary braking device 2 is inactive so that its operating fluid is no longer heated. Then, in block 47, the previously stored values for T R become an average T R (mean temperature T R determined during the previous braking phase). This mean T R based on the amount of operating fluid present in the flow circuit of the retarder 2 is essentially a measure of the energy converted from kinetic to heat during the past braking phase, that is to say for the braking power output.
  • a characteristic diagram 49 now becomes a function of the mean value T R a time period t s is read out, which has to elapse after the determination that there is no longer any braking operation (branching block 44) until fan 9 and coolant pump 10 can run again at their normal speed (activation of flow brake 16 according to diagram A in FIG. 2) .
  • a timer is started in block 50.
  • a query is made as to whether the time period t s has already passed. If not, a return is made to point 52 for a new query.
  • the flow brake 16 is activated via the output block 54 according to the diagram A in FIG. 2, ie the speed of the fan 9 and the coolant pump 10 is reduced back to normal. With this measure, the temperature T R of the retarder 2 is reduced as quickly as possible after a braking phase. Then there is a branch to point 55 or point 46 for re-entering ⁇ and T KM .
  • the invention is not limited to the fact that for the output the outer central wheel, for driving the planet carrier and the inner central wheel of the planetary gear is provided for support via the flow brake, another suitable constellation is also conceivable. Instead of using a flow brake, the change in the supporting torque can also be controlled using another braking device, such as a friction brake or an eddy current brake.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Aus der WO 85/02 227 ist eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung bekannt, bei welcher der Antrieb des Lüfters über das äußere Zentralrad des Planetengetriebes erfolgt. Durch Variieren desjenigen Momentes, mit welchem das innere Zentralrad am Gehäuse über die Bremseinrichtung abgestützt wird, kann die Lüfterdrehzahl bezogen auf jeweils eine bestimmte Brennkraftmaschinendrehzahl stufenlos verändert werden. Damit ist es möglich, dann, wenn hohe Kühlwassertemperaturen vorliegen, wie z.B. bei geringer Brennkraftmaschinendrehzahl und hoher Brennkraftmaschinenlast, die Lüfterdrehzahl und damit die Kühlleistung zu erhöhen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung derart weiterzubilden, daß auf einfache und insbesondere bauraumsparende Weise eine weitere Verbesserung der Kühlleistung erzielt werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
  • Dadurch, daß über das äußere Zentralrad nicht nur der Lüfter, sondern zusätzlich auch noch die im Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine angeordnete Kühlmittelpumpe angetrieben wird, liegt im Falle einer Erhöhung des Abstützmomentes über die Bremseinrichtung sofort sowohl eine erhöhte Lüfterdrehzahl als auch eine erhöhte Kühlmittelpumpendrehzahl vor. Damit kann bei Bedarf innerhalb kürzester Zeit eine relativ hohe Kühlleistung zur Verfügung gestellt werden. Dies ist z.B. vorteilhaft bei Fahrzeugen, welche mit einer Zusatzbremseinrichtung (Retarder) ausgerüstet sind, bei welcher die beim Bremsvorgang anfallende Wärmemenge über das Kühlmittel der Brennkraftmaschine abgeführt wird. So kann zum Beispiel dann, wenn die Zusatzbremseinrichtung betätigt wird, sofort das Moment, mit welchem das innere Zentralrad über die Bremseinrichtung am Gehäuse des Planetengetriebes abgestützt wird, maximal erhöht werden, so daß eine maximale Kühlleistung über die jetzt erhöhte Drehzahl des äußeren Zentralrades sofort zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird dadurch, daß sowohl der Lüfter selbst auf dem äußeren Zentralrad befestigt ist als auch der Antrieb der Kühlmittelpumpe von diesem äußeren Zentralrad aus erfolgt, Bauraum eingespart.
  • Eine besonders einfache Art des Antriebes der Kühlmittelpumpe von dem äußeren Zentralrad aus ist mit Anspruch 2 aufgezeigt.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Im einzelnen zeigt
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in einer Prinzipdarstellung,
    Figur 2
    den Aufbau der in Figur 1 mit 8 bezeichneten Einrichtung in einer Prinzipdarstellung und
    Figur 3
    in einem Flußdiagramm die Funktionsweise der in der Figur 1 mit 27 bezeichneten elektronischen Steuereinheit.
  • In Figur 1 zeigt 1 eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine, welche mit einer als Retarder 2 ausgebildeten Zusatzbremseinrichtung gekoppelt ist. Das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Zusatzbremseinrichtung 2 erfolgt dabei in bekannter Weise durch Füllen bzw. Entleeren des Strömungskreislaufes des Retarders 2, wobei durch entsprechende Veränderung bzw. Anpassung des Füllungsgrades die Bremsleistung geregelt werden kann. Die während eines Bremsbetriebes anfallende Wärmeenergie wird dabei über einen Wärmetauscher 3 an die Kühlmittelflüssigkeit der Brennkraftmaschine 1 abgegeben. Der Retarder 2 ist also an den Kühlmittelkreislauf 4 der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen. Das von dem Retarder 2 und von der Brennkraftmaschine 1 selbst erwärmte Kühlmittel wird über einen im Fahrtwind liegenden Kühler 5 gekühlt. Die Förderung des Kühlmittels erfolgt über die Kühlmittelpumpe 10. An der Brennkraftmaschine 1 ist ferner eine von deren Kurbelwelle 7 aus angetriebene Einrichtung 8 zum Antrieb zweier die Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel beeinflussender Baueinheiten angeordnet. Diese Baueinheiten sind zum einen ein hinter dem Kühler 5 angeordneter Lüfter 9, sowie die Kühlmittelpumpe 10, welche über den Keilriemen 11 von der Riemenscheibe 12 (s. Fig. 2) aus angetrieben wird. Der Aufbau der Einrichtung 8 zum Antrieb des Lüfters 9 bzw. der Kühlmittelpumpe 10, deren Abtriebsdrehzahl bezogen auf die aktuelle Brennkraftmaschinendrehzahl n zwischen einem Normalwert und einem erhöhten Wert stufenlos verstellbar ist, ist in der Figur 2 näher beschrieben.
    Die Einrichtung 8 besteht aus einem Planetengetriebe, dessen Planetenradträger 13 von der Kurbelwelle 7 der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird. Der Lüfter 9 und die Riemenscheibe 12 zum Antrieb der Kühlmittelpumpe 10 sind auf dem äußeren Zentralrad 14 des Planetengetriebes drehfest gelagert. Das innere Zentralrad 15 ist über eine weitere Strömungsbremse (Retarder) 16 am Gehäuse 19 der Brennkraftmaschine 1 abgestützt, wobei der Rotor 17 der Strömungsbremse 16 fest mit dem inneren Zentralrad 15 und der Stator 18 fest mit dem Maschinengehäuse 19 verbunden ist. Die Größe des Drehmomentes, das nun an dem Gehäuse 19 über die Strömungsbremse 16 abgestützt werden kann, hängt ab von der im Strömungskreislauf des Retarders 16 befindlichen Ölmenge. Je größer diese ist, desto größer ist auch das abstützbare Moment. Je größer aber das abstützbare Moment ist, desto geringer ist auch die Drehzahl des inneren Zentralrades 15. Der Füllungsgrad des Strömungskreislaufes des Retarders 16 ist beliebig veränderbar. Das für den Retarder 16 benötigte Öl wird dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine 1 entnommen.
  • Wird nun die Brennkraftmaschine 1 mit einer bestimmten Drehzahl n betrieben, so dreht sich der Planetenradträger 13 natürlich mit der gleichen Drehzahl. Die Umfangsgeschwindigkeit am Außenumfang des Planetenradträgers 13 (Radius rm) entspricht dabei der Länge der Pfeile 20 und 21 in den beiden Diagrammen A und B. In diesen Diagrammen A und B sind die Umfangsgeschwindigkeiten v der einzelnen umlaufenden Teile des Planetengetriebes in Abhängigkeit des Radius r des jeweiligen Rades aufgetragen (ra=Radius der äußeren Zentralrades 14, rm=Radius des Planetenradträgers 13 und ri=Radius des inneren Zentralrades 15).
    Das Diagramm A zeigt nun die Verhältnisse bei einem entleerten Strömungskreislauf im Retarder 16 auf. Dadurch, daß in diesem Fall nur ein minimales Moment am Maschinengehäuse 19 abgestützt werden kann, kann das innere Zentralrad 15, da es nur geringfügig abgebremst wird, mit einer relativ hohen Drehzahl bzw. auf dem Radius ri mit einer relativ hohen Umfangsgeschwindigkeit umlaufen (Pfeil 22). Die Folge hiervon ist, daß das äußere Zentralrad 14 (Radius ra) und damit der Lüfter 9 und die Riemenscheibe 12 für den Antrieb der Kühlmittelpumpe 10 nur mit einer geringen Drehzahl umlaufen (Pfeil 23).
  • Ist hingegen der Strömungskreislauf des Retarders 16 maximal befüllt (Diagramm B), so kann auch ein maximales Moment am Maschinengehäuse 19 abgestützt werden, d.h. das innere Zentralrad 15 (Radius ri) läuft nur mit einer geringen Umfangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl um (Pfeil 24). Verbindet man nun wiederum die Spitzen der beiden Pfeile 21 und 24, so ergibt sich für die Umfangsgeschwindigkeit des äußeren Zentralrades 14 (Radius ra) und damit für die Drehzahl des Lüfters 9 und der Riemenscheibe 12 für die Kühlmittelpumpe 10 ein im Vergleich zum Diagramm A relativ großer Wert (Pfeil 25). Bei gleicher Brennkraftmaschinendrehzahl n liegt also bei entleertem Strömungskreislauf des Retarders 16 eine geringe (Normalwert) und bei befülltem Strömungskreislauf eine erhöhte Lüfter- bzw. Kühlmittelpumpendrehzahl (erhöhter Wert) vor.
  • Es ist nun vorgesehen, daß, solange das Fahrzeug nicht abgebremst wird und die Brennkraftmaschinentemperatur unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, der Lüfter 9 und die Kühlmittelpumpe 10 nicht mit einer erhöhten Drehzahl betrieben werden, d.h. der Strömungskreislauf des Retarders 16 ist in diesem Betriebsfall entleert. Wird nun vom Fahrer das Bremspedal 26 betätigt (α>0°), d.h., wird das Fahrzeug über den Retarder 2 abgebremst oder überschreitet die Temperatur TKM des Kühlmittels der Brennkraftmaschine 1 einen vorgegebenen Grenzwert TKMg, so wird der Strömungskreislauf des Retarders 16 befüllt, so daß der Lüfter 9 und die Kühlmittelpumpe 10 dann mit einer erhöhten Drehzahl angetrieben werden. Damit wird also sofort die Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine 1 erhöht, so daß die Temperatur der Betriebsflüssigkeit des Retarders 2, sowie die Temperatur der Brennkraftmaschine selbst zu keinem Zeitpunkt einen kritischen Wert erreichen kann.
  • Der Lüfter 9 und die Kühlmittelpumpe 10 werden also auch dann mit einer erhöhten Drehzahl betrieben (unabhängig ob nun Bremsbetrieb vorliegt oder nicht), wenn die Kühlmitteltemperatur TKM oberhalb eines für die Brennkraftmaschine kritischen Grenzwertes TKMg liegt.
  • Die Ansteuerung des Retarders 16 sowie der Zusatzbremseinrichtung (Retarder 2) erfolgt über eine elektronische Steuereinheit 27 (s.Fig. 1), welcher über den Sensor 28 und die Meßwertleitung 29 ein der aktuellen Auslenkung α des durch einen Fahrer betätigbaren Bremspedals 26 entsprechendes Signal, über den Sensor 30 und die Meßwertleitung 31 ein der Temperatur TR der Betriebsflüssigkeit der Zusatzbremseinrichtung 2 entsprechendes Signal und über den Sensor 32 und die Meßwertleitung 33 ein der aktuellen Temperatur TKM des Kühlmittels der Brennkraftmaschine 1 entsprechendes Signal zugeführt wird. In Abhängigkeit dieser Eingangsgrößen erzeugt die Steuereinheit 27 ein Stellwertsignal zur Ansteuerung des Retarders 16, bzw. zur Ansteuerung einer an dem Retarder 16 vorgesehenen, in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Stelleinrichtung zur Änderung der im Strömungskreislauf zwischen Rotor 17 und Stator 18 befindlichen Ölmenge (Steuerleitung 34). Darüber hinaus erfolgt über die elektronische Steuereinheit 27 natürlich auch eine der Auslenkung α des Bremspedales entsprechende Betätigung der Zusatzbremseinrichtung 2 zur Einstellung der geforderten Bremsleistung (Steuerleitung 35). Dies geschieht ebenfalls durch entsprechendes Füllen oder Entleeren des Strömungskreislaufes des Retarders 2.
  • In der Figur 3 ist die Funktionsweise der elektronischen Steuereinheit 27 anhand eines Flußdiagrammes 36 näher erläutert.
  • Nach dem Start der Brennkraftmaschine 1 erfolgt im Eingabeblock 37 zunächst die Übernahme des aktuellen Wertes für die Auslenkung α des Bremspedales 26, sowie des aktuellen Wertes für die Temperatur TKM des Kühlmittels der Brennkraftmaschine 1. Im Verzweigungsblock 38 wird überprüft, ob die Kühlmitteltemperatur TKM oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes TKMg liegt. Ist dies der Fall, so wird über den Ausgabeblock 39 die Strömungsbremse 16 gemäß dem Diagramm B der Figur 2 angesteuert, d.h. das äußere Zentralrad 14 und damit der Lüfter 9 und die Riemenscheibe 12 für den Antrieb der Kühlmittelpumpe 10 laufen mit einer erhöhten Drehzahl, wodurch die Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel erhöht ist. Gleichzeitig wird über diesen Ausgabeblock 39 auch die Zusatzbremseinrichtung (Retarder 2) entsprechend der Auslenkung α des Bremspedales 26 angesteuert. Die Steuerung verzweigt anschließend wieder zurück zum Punkt 46 zur erneuten Eingabe von α und TKM. Liegt die Kühlmitteltemperatur jedoch unterhalb des Grenzwertes TKMg (Verzweigungsblock 38), so erfolgt im nächsten Verzweigungsblock 40 die Abfrage, ob Bremsbetrieb vorliegt oder nicht. Liegt kein Bremsbetrieb vor, d.h. also α=0° (Verzweigungsblock 40), so erfolgt über den Ausgabeblock 41 eine Ansteuerung der Zusatzbremseinrichtung (Retarder 2) derart, daß deren Strömungskreislauf vollständig entleert ist, so daß über den Retarder 2 keine kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärmeenergie umgewandelt wird. Es tritt demzufolge auch keine nennenswerte Erhöhung der Temperatur des Betriebsflüssigkeit des Retarders 2 ein. Die Strömungsbremse 16 wird daher entsprechend dem Diagramm A der Figur 2 angesteuert, d.h. auch der Strömungskreislauf des Retarders 16 ist entleert, so daß nur ein geringes Moment am Motorgehäuse 19 abgestützt werden kann. Als Folge hiervon dreht das äußere Zentralrad 14 und damit auch der Lüfter 9 sowie die Riemenscheibe 12 für den Antrieb der Kühlmittelpumpe 10 mit einer relativ geringen Drehzahl (Normaldrehzahl). Anschließend erfolgt eine Verzweigung zum Punkt 55 bzw. Punkt 46 zur erneuten Eingabe von α und TKM. Liegt hingegen Bremsbetrieb vor, ist also α>0° (Verzweigungsblock 40), so erfolgt über den Ausgabeblock 42 eine Ansteuerung der Zusatzbremseinrichtung 2 derart, daß deren Strömungskreislauf entsprechend der vorgegebenen Auslenkung α des Bremspedales 26 befüllt wird. Das Fahrzeug wird dadurch in dem entsprechenden vom Fahrer gewünschten Maße abgebremst, was natürlich zu einer Erwärmung der Betriebsflüssigkeit der Zusatzbremseinrichtung 2 führt. Diese anfallende Wärmeenergie wird über den Wärmetauscher 3 an das Kühlmittel der Brennkraftmaschine 1 abgegeben. Mit zunehmender Bremsleistung wird also auch das Kühlmittel stärker erwärmt. Die Erwärmung des Kühlmittels der Brennkraftmaschine 1 erfolgt jedoch stark verzögert zu der Erwärmung der Betriebsflüssigkeit der Zusatzbremseinrichtung 2. Um nun zu verhindern, daß -insbesondere bei niederen Brennkraftmaschinendrehzahlen, in denen das Planetengetriebe nur mit einer geringen Drehzahl angetrieben wird-, die Zusatzbremseinrichtung 2 schon thermisch überlastet ist, die Kühlmitteltemperatur TKM aber aufgrund der Verzögerung noch auf einem relativ niederen Niveau liegt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, über den Ausgabeblock 42, also unmittelbar, nachdem festgestellt wurde, daß Bremsbetrieb vorliegt, auch die Drehzahl des Lüfters 9 und der Kühlmittelpumpe 10 zu erhöhen. Die Strömungsbremse 16 wird demzufolge entsprechend dem Diagramm B der Figur 2 angesteuert und zwar wird deren Strömungskreislauf befüllt, so daß an dem Maschinengehäuse 19 ein größeres Moment abgestützt werden kann. Die Folge davon ist eine erhöhte Abtriebsdrehzahl des äußeren Zentralrades 14 und damit auch eine erhöhte Drehzahl des Lüfters 9 und der Kühlmittelpumpe 10. Liegt also Bremsbetrieb vor, so werden die Maßnahmen zur verstärkten Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine 1 schon so frühzeitig aktiviert das eine thermische Überlastung der Zusatzbremseinrichtung 2 ausgeschlossen ist.
    Im anschließenden Eingabeblock 43 erfolgt die Übernahme der aktuellen Temperatur TR des Retarders 2 bzw. die von dessen Betriebsflüssigkeit sowie die aktuelle Auslenkung α des Bremspedales 26. Im nachfolgenden Verzweigungsblock 44 wird überprüft, ob immer noch Bremsbetrieb vorliegt (α>0°?) oder nicht. Ist dies der Fall verzweigt die Steuerung zu dem Punkt 45 zur erneuten Eingabe der aktuellen Werte von TR und α. Dies geschieht nun so lange, bis bei der Abfrage im Verzweigungsblock 44 sich ergibt, daß kein Bremsbetrieb mehr vorliegt. Während des Durchlaufes dieser Schleife werden sämtliche über den Eingabeblock 43 erfaßten Werte von TR in einem Speicher abgelegt. Liegt nun also kein Bremsbetrieb mehr vor, so wird zuerst über den Ausgabeblock 53 veranlaßt, daß der Strömungskreislauf des Retarders 2 entleert wird, d.h. die Zusatzbremseinrichtung 2 ist inaktiv, so daß deren Betriebsflüssigkeit nicht mehr weiter erwärmt wird. Anschließend wird in dem Block 47 aus den zuvor abgespeicherten Werten für TR ein Mittelwert T R (mittlere Temperatur T R während der vorangegangenen Bremsphase) ermittelt. Dieser Mittelwert T R bezogen auf die jeweilig im Strömungskreislauf des Retarders 2 befindliche Menge an Betriebsflüssigkeit ist im wesentlichen ein Maß für die aus kinetischer in Wärme gewandelte Energie während der vergangenen Bremsphase d.h. also für die abgegebene Bremsleistung. Dementsprechend wird nun im Block 48 aus einem Kennfeld 49 in Abhängigkeit des Mittelwertes T R eine Zeitspanne ts ausgelesen, welche nach der Feststellung, daß kein Bremsbetrieb mehr vorliegt (Verzweigungsblock 44), noch verstreichen muß, bis Lüfter 9 und Kühlmittelpumpe 10 wieder mit ihrer Normaldrehzahl (Ansteuerung der Strömungsbremse 16 gemäß Diagramm A der Figur 2) laufen können. Hierzu wird im Block 50 ein Zeitgeber gestartet. Im anschließenden Verzweigungsblock 51 wird abgefragt, ob die Zeitspanne ts bereits vergangen ist. Wenn nicht, erfolgt ein Rücksprung zum Punkt 52 zur erneuten Abfrage. Ist die Zeitspanne ts hingegen verstrichen, so wird die Strömungsbremse 16 über den Ausgabeblock 54 gemäß dem Diagramm A der Figur 2 angesteuert, d.h. die Drehzahl von Lüfter 9 und Kühlmittelpumpe 10 wird wieder auf den Normalwert reduziert. Mit dieser Maßnahme wird eine schnellstmögliche Reduzierung der Temperatur TR des Retarders 2 nach einer Bremsphase erreicht. Anschließend erfolgt eine Verzweigung zum Punkt 55 bzw. Punkt 46 zur erneuten Eingabe von α und TKM.
    Alternativ zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Erhöhung der Lüfter- bzw. der Kühlmittelpumpendrehzahl nicht sofort mit dem Beginn des Bremsbetriebes vorzusehen, sondern erst dann, wenn die Temperatur TR des Retarders 2, bzw. die der Betriebsflüssigkeit einen vorgegebenen Grenzwert überschritten hat.
  • Es ist ebenso denkbar, die Erhöhung von Lüfter- und Kühlmittelpumpendrehzahl im Bremsbetrieb nur dann vorzusehen, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt. Dies ist dann möglich, wenn oberhalb dieses Grenzwertes eine nicht erhöhte Lüfter- und Kühlmittelpumpendrehzahl ausreichend ist, um die Wärmeenergie aus der Betriebsmittelflüssigkeit des Retarders auch im extremen Bremsbetrieb in solch einem Maße abzuführen, daß eine thermische Überlastung der Zusatzbremseinrichtung ausgeschlossen ist.
    Es ist ferner möglich, die Erhöhung von Lüfter- und Kühlmittelpumpendrehzahl im Bremsbetrieb erst dann vorzusehen, wenn die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur bereits erreicht hat. Dadurch, daß dann bei noch kalter Brennkraftmaschine der Lüfter sowie die Kühlmittelpumpe auch im Bremsbetrieb nur mit ihrer Normaldrehzahl laufen und somit die Wärmeabfuhr aus dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine verringert ist, wird die den Verschleiß der Brennkraftmaschine fördernde Warmlaufphase -insbesondere dann, wenn in dieser Phase häufig gebremst wird- deutlich verkürzt.
    Die Erfindung beschränkt sich nicht darauf, daß für den Abtrieb das äußere Zentralrad, für den Antrieb der Planetenradträger und zur Abstützung über die Strömungsbremse das innere Zentralrad des Planetengetriebes vorgesehen sind, es ist ebenso auch eine andere geeignete Konstellation denkbar.
    Anstatt über eine Strömungsbremse kann die Änderung des Abstützmomentes auch über eine andere Bremseinrichtung wie z.B. über eine Reibungsbremse oder eine Wirbelstrombremse gesteuert werden.

Claims (2)

  1. Antriebsvorrichtung eines ein Kühlmittel einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine kühlenden Lüfters mit einem Planetengetriebe, dessen Planetenradträger von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aus angetrieben wird, dessen inneres Zentralrad über eine Bremseinrichtung an einem Gehäuse abgestützt ist, wobei das Abstützmoment über die Bremseinrichtung bedarfsweise veränderbar ist und mit dessen äußerem Zentralrad der Lüfter drehfest verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß über das äußere Zentralrad (14) zusätzlich noch der Antrieb einer im Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeordneten Kühlmittelpumpe (12) erfolgt.
  2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß drehfest auf dem äußeren Zentralrad (14) eine Riemenscheibe (12) für den Antrieb der Kühlmittelpumpe (10) gelagert ist.
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