ES2201363T3 - Procedimiento y dispositivo para el maximo aprovechamiento del efecto de frenado de un retardador. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO PARA EL APROVECHAMIENTO MAXIMO DEL EFECTO DE FRENADA DE UN RETARDADOR, EN EL CUAL SE ELIMINA EL CALOR GENERADO DURANTE LA FRENADA CON AYUDA DE UN REFRIGERANTE DE UN SISTEMA DE REFRIGERACION. LA INVENCION SE CARACTERIZA POR QUE SE CALCULA O MIDE LA POTENCIA DE REFRIGERACION DEL CIRCUITO DE REFRIGERACION Y SE AJUSTA LA POTENCIA DE FRENADO DEL RETARDADOR AL MENOS EN FUNCION DE LA POTENCIA DE REFRIGERACION DEL SISTEMA DE REFRIGERACION.

Description

Procedimiento y dispositivo para el máximo aprovechamiento del efecto de frenado de un retardador.

La invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de control/ de regulación para el máximo aprovechamiento del efecto de frenado de un retardador, en el que el calor generado durante el frenado se evacua con la ayuda de un medio refrigerante de un sistema de refrigeración.

A la limitación del efecto de frenado de un retardador se aspira, especialmente, para evitar el sobrecalentamiento del medio refrigerante con el que se evacua el calor generado durante el frenado por el retardador. Para este fin, por el estado de la técnica se han conocido una multitud de regulaciones y de procedimientos.

Así, por ejemplo, en el documento PCT/SE93/
00478 se describe un procedimiento y una regulación para una retardador, en el que el calor generado por el retardador se evacua con la ayuda del medio refrigerante del motor, en el que el efecto de frenado se limita en función al menos del número de revoluciones de la máquina de propulsión. En una regulación o un control de este tipo se parte de que el número de revoluciones de la máquina de propulsión está en correlación con el caudal en el circuito de refrigerante, pudiendo evitarse el sobrecalentamiento del medio refrigerante porque la potencia de frenado del retardador con números de revoluciones muy bajos del motor se reduce a un valor predefinido. Este valor predefinido puede estar depositado en un módulo de memoria en forma de una línea característica. Según el documento PCT/SE93/00478 antes mencionado, cuyo contenido total manifestado se incluye en esa solicitud, se prevé reducir la potencia de frenado del retardador linealmente a medida que se incremente el número de revoluciones del motor. Un inconveniente de este control es que la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración no se puede aprovechar totalmente, por lo que la potencia de frenado del retardador queda demasiado limitada en muchos casos de funcionamiento. Este es el caso, por ejemplo, especialmente en caso de un clima fresco que es cuando se dispone de una capacidad frigorífica notablemente más alta del sistema de refrigeración que, por ejemplo, en caso de elevadas temperaturas exteriores. Además, no se toma en consideración el fallo de la bomba de agua.

Otra posibilidad para evitar el sobrecalentamiento del sistema de refrigeración consiste en prever una regulación en la que la potencia de frenado se reduzca en función de la temperatura del medio refrigerante. Este tipo de controles se dan a conocer también en el documento PCT/SE93/00478, así como en "M. Schwab, W. Härdtle, K.F. Heinzelmann, Der ZF-Intarder, ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 95 (1993), pág. 254-255". Un inconveniente de este tipo de sistemas es la inercia que durante la regulación a una temperatura determinada conduce durante un período de tiempo prolongado a la sobreoscilación conocida por la tecnología de regulación. Para evitar que el sistema de refrigeración sufra daños por esta sobreoscilación, la limitación a una potencia de frenado determinada del retardador comienza ya muy por debajo de la temperatura máxima tolerada por el sistema de refrigeración. La consecuencia es que en este tipo de regulación, la capacidad frigorífica suministrada por el sistema de refrigeración a su vez no se puede aprovechar de forma óptima y que, por tanto, la potencia de frenado del retardador queda limitada más de lo necesario.

En el documento DE4136759 se describe un retardador hidrodinámico, en el que se reduce la influencia de la temperatura en la potencia de frenado. Sin embargo, todavía no se consigue un aprovechamiento óptimo de la potencia de frenado.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento y un dispositivo de regulación o un control que permita superar los problemas antes citados y aprovechar al máximo la potencia de frenado del retardador.

Según la invención, este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación, 1, y mediante un sistema de control/ de regulación según las características de la reivindicación 11.

Según la invención, está previsto determinar o averiguar permanentemente la capacidad frigorífica del circuito refrigerante y ajustar o regular la potencia de frenado del retardador por lo menos como función de la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración. Para ello, el sistema de control/ de regulación según la invención comprende medios para detectar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, así como una unidad de control/ de regulación, en el que la unidad de control/ de regulación controla al retardador en caso de sobrepasar una capacidad frigorífica máxima predefinida, que puede estar depositada como valor teórico en una regulación en un módulo de memoria, de tal forma que se limite la potencia de frenado del retardador y, por tanto, que no se sobrepase la capacidad frigorífica máxima predefinida.

Para facilitar la potencia de frenado del retardador siempre en un grado óptimo, en función de los parámetros ambientales, está previsto fijar el valor teórico para la capacidad frigorífica o la capacidad frigorífica máxima admisible, que debe regularse o limitarse, en función de al menos una de las siguientes magnitudes: la temperatura ambiente, la temperatura de la carcasa del retardador, la posición del termostato en el circuito refrigerante que sirve de medida de la cantidad de refrigerante que pasa por el radiador y la que pasa al lado del radiador, la presión en el circuito de refrigerante, el consumo de energía capacitiva de toda la instalación de refrigeración, el número de revoluciones del ventilador, el número de revoluciones de la bomba de agua, la posición de marcha de la caja de cambio, el estado del embrague, la velocidad del vehículo o la multiplicación del eje trasero.

Resulta especialmente ventajoso considerar la temperatura exterior actual en el vehículo al fijar el valor teórico para la regulación o el valor máximo para la capacidad frigorífica. Como es sabido, a bajas temperaturas exteriores la capacidad frigorífica del sistema frigorífica es mayor que a altas temperaturas exteriores, de forma que a bajas temperaturas exteriores el retardador puede desarrollar una mayor potencia de frenado, cuyo calor puede ser evacuado por el sistema de refrigeración. Este tipo de dependencias son válidas también para cualquiera de las otras magnitudes mencionadas anteriormente, que puedan influir en el valor teórico.

La capacidad frigorífica actual del sistema, es decir el valor real para la regulación se puede determinar de tal forma que en una primera forma de realización de la invención, el caudal de refrigerante es determinado por el retardador en el caso de un retardador primario, en el que el medio de trabajo es igual al medio refrigerante, y por el intercambiador térmico si dichos medios están separados. Una posibilidad de la determinación del caudal de refrigerante sería determinar la corriente de refrigerante con la ayuda de un sensor de caudal. Al absorber el aumento de temperatura, causado por la energía térmica cedida por el retardador, en el circuito de refrigerante, se podrá determinar entonces la capacidad frigorífica actual del medio refrigerante.

Otra forma de realización preferible de determinar la capacidad frigorífica actual consiste en verificar la corriente de refrigerante de forma indirecta con la ayuda de la ecuación:

(1)\frac{\phi_{Ret}}{c_{p}\cdot\Delta\vartheta\cdot\varsigma} = V

Aquí, \phi_{Ret} significa la potencia de frenado actual del retardador, que se puede calcular a partir del par de frenado del retardador y el número de revoluciones del retardador, que en un retardador secundario corresponde a la velocidad del vehículo, c_{p} es la capacidad térmica específica del refrigerante, \varsigma es la densidad específica del mismo y \Delta\vartheta es la diferencia de temperatura causada por la absorción de la energía térmica.

Con la ayuda de este valor actual calculado de la corriente de refrigerante se puede determinar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración. Si la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración es inferior al valor teórico predeterminado, no se realiza ninguna reducción del par de frenado del retardador, mientras que, si el valor actual de la capacidad frigorífica sobrepasa el valor teórico predeterminado, o bien, en el caso de un control, la potencia de freno del retardador se puede limitar a un valor predeterminado, o bien, la potencia de freno del retardador como magnitud de ajuste de una regulación de este tipo se modifica hasta que la capacidad frigorífica resultante en el sistema de refrigeración corresponda al valor teórico predeterminado.

Como alternativa para determinar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración con la ayuda del caudal de refrigerante medido o determinado actualmente, está previsto determinar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración a partir de la velocidad del vehículo, la multiplicación del eje trasero, la posición de marcha, así como del estado del embrague.

Resulta especialmente preferible recurrir, para la determinación de la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, además al campo característico de la bomba de agua.

Al conocer la velocidad del vehículo, la multiplicación del eje trasero y la posición de marcha, así como el estado del embrague, se puede deducir el número de revoluciones del motor y, por tanto, el número de revoluciones de la bomba de agua. Si ahora se conoce el campo característico de la bomba de agua, a partir de la capacidad de transporte de la bomba de agua, que depende del número de revoluciones, se puede determinar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración. La ventaja de una determinación de este tipo de la capacidad frigorífica consiste en que para la determinación se usan sólo magnitudes que ya se determinaron para otros fines de la gestión del vehículo como, por ejemplo, la velocidad del vehículo. Si el retardador no se usa durante un período de tiempo prolongado, es decir en el caso de una llamada fase sin frenado, el medio refrigerante y/o el medio de trabajo del retardador se vuelve a enfriar. Al entrar en acción el freno de retardador, en el caso de un retardador en el que el medio de trabajo y el medio refrigerante están separados, se calienta por ejemplo en primer lugar el medio de trabajo del retardador, antes de que la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración tenga que facilitarse para evacuar el calor desarrollado durante el frenado. Por lo tanto, para poder aprovechar de forma óptima la capacidad frigorífica del sistema, según una variante de la invención está previsto elevar la magnitud de ajuste para la regulación, en este caso la potencia de frenado del retardador, que se regula por lo menos como función de la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, en un valor variable y/o fijamente definido y/o a una duración de tiempo. En los primeros frenados, esto significa por ejemplo que el control o la regulación del retardador comienza sólo con una longitud elevada de impulsos.

Según una variante de la invención, puede estar previsto que a partir de los valores registrados del caudal de refrigerante y/o de temperatura se determine un gradiente de tiempo. Según el aumento del gradiente, puede estar previsto que la regulación al valor teórico máximo predefinido de la capacidad frigorífica comience antes o después, para evitar de esta forma una fuerte sobreoscilación del sistema durante la regulación al valor teórico predefinido de la capacidad frigorífica. Según una forma de realización simplificada puede estar predefinido, por ejemplo, un valor de gradiente, a partir del cual comience la regulación. La regulación por gradiente puede preverse alternativamente o adicionalmente a la regulación que responde al sobrepasar un valor teórico predefinido de la capacidad frigorífica. Asimismo, son posibles regulaciones superpuestas.

Mientras que el procedimiento según la invención se incluye en todos los retardadores, por ejemplo también en retardadores eléctricos tales como se conocen por la publicación "Fahrzeugkomponenten (Retarder)" -Mehr Sicherheit und Fahrgastfreundlich- en: bus-magazin, fascículo 8, agosto de 1993, páginas 39-39ª o por el documento DE29609311U1, cuyo contenido manifestado se incluye en su totalidad en esta solicitud, según una forma de realización especialmente ventajosa, el retardador está configurado como retardador hidrodinámico.

Resulta especialmente ventajoso el control o la regulación allí descrita, si el sistema de refrigeración para refrigerar el retardador es el sistema refrigerante del motor, ya que, especialmente en estos casos, hay que ocuparse de descartar un sobrecalentamiento del motor para evitar daños del motor.

Además del procedimiento, la invención proporciona también un sistema de control/ de regulación o un dispositivo de control/ de regulación, comprendiendo el sistema de regulación por lo menos medios para detectar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, así como una unidad de control/ de regulación y estando caracterizado el sistema porque la unidad de control/ de regulación excita el retardador al menos al sobrepasar una capacidad frigorífica predefinida, de tal forma que la potencia de frenado del retardador quede limitada de forma que por lo menos no se sobrepase una capacidad frigorífica predefinida.

Según una forma de realización preferible puede estar previsto que los medios para detectar la capacidad frigorífica presenten medios para determinar el caudal de refrigerante. Según una primera forma de realización, estos medios para determinar el caudal de refrigerante pueden comprender sensores de presión para determinar la diferencia de presión en el circuito de refrigerante. En una segunda forma de realización está previsto que los medios para determinar el caudal de refrigerante presenten sensores de caudal.

Otra posibilidad de determinar el caudal de refrigerante consiste en detectar la potencia de frenado actual del retardador, así como la diferencia de temperatura del medio refrigerante, causada por la absorción de calor por el retardador. Mediante la ecuación

V = \frac{\phi_{Ret}}{c_{p}\cdot\Delta\vartheta\cdot\varsigma}

\vskip1.000000\baselineskip

a partir de estas magnitudes se puede determinar la corriente de refrigerante V y, por tanto, el caudal de refrigerante, lo que, a su vez, ofrece información sobre la capacidad frigorífica actual. \phi_{Ret} significa aquí la potencia de frenado del retardador, c_{p} significa el calor específico del medio frigorífico, \varsigma significa la densidad específica del medio refrigerante y \Delta\vartheta corresponde a la diferencia de temperatura causada por la absorción de calor.

Para determinar la diferencia de temperatura, en una forma de realización pueden estar previstos al menos dos sensores de temperatura, estando dispuesto uno de los sensores de temperatura delante del lugar en el que se realiza la absorción de calor y encontrándose el otro en un lugar situado por detrás.

Para la adaptación permanente del valor teórico de la capacidad frigorífica o del valor máximo de la capacidad frigorífica a los distintos parámetros ambientales o para una determinación alternativa de la capacidad frigorífica puede estar previsto que el dispositivo comprenda además:

medios para detectar la posición del termostato en el circuito de refrigerante, medios para determinar la temperatura ambiente, medios para determinar la temperatura de la carcasa, medios para determinar la presión en el sistema de refrigeración, medios para determinar el número de revoluciones del ventilador, medios para determinar el número de revoluciones de la bomba de agua, medios para determinar la velocidad del vehículo, medios para determinar la posición de marcha, medios para determinar el estado del embrague, así como medios para determinar la multiplicación del eje trasero. Una ventaja de esta forma de realización consiste en que la capacidad frigorífica, a partir de la cual debe comenzar la regulación o a la que se regula la potencia de frenado del retardador, se puede volver a fijar en función de las condiciones de servicio y los parámetros ambientales, aprovechándose siempre de forma óptima la capacidad frigorífica del sistema en función de las condiciones de servicio o parámetros ambientales. Otra ventaja consiste en poder calcular la capacidad frigorífica conociéndose la multiplicación del eje trasero, la posición de marcha, el estado de embrague y la velocidad del vehículo. Resulta especialmente ventajoso tomar en consideración también el campo característico de la bomba de agua. Este tipo de determinación de la capacidad frigorífica se caracteriza especialmente porque se han de determinar sólo muy pocas señales adicionalmente a las que ya se hayan registrado para otras funciones de la gestión del motor. Esto simplifica considerablemente el análisis sensorio.

Mientras que el sistema de control/ de regulación se puede usar en cualquier tipo de retardadores, por ejemplo también en retardadores eléctricos que se tengan que refrigerar, un campo de aplicación especialmente preferible se halla en el ámbito de los retardadores hidrodinámicos. El dispositivo de control/ de regulación se puede emplear tanto en retardadores hidrodinámicos, en los que el medio de trabajo está separado del medio refrigerante, y en los que la transmisión del calor del medio de trabajo al medio refrigerante se realiza con la ayuda de un intercambiador térmico, como en retardadores en los que el medio de trabajo es al mismo tiempo el medio refrigerante. El primero comprende sustancialmente los llamados retardadores secundarios, tales como los que se describen por ejemplo en el documento PCT/SE93/00478 o en "M. Schwab, W. Härdtle, K.F. Heinzelmann, Der ZF-Intarder, ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 95 (1993) pág. 250 y siguientes", cuyo contenido reivindicado se incluye en su totalidad en esta solicitud, mientras que la forma de realización mencionada en último lugar se halla preferiblemente en retardadores primarios, tales como los que describen por ejemplo en el documento DE4440162A1, cuyo contenido reivindicado se integra en su totalidad en la solicitud.

Además de la regulación o del control con respecto a una capacidad frigorífica predefinida, como función de seguridad puede estar dispuesto, por ejemplo, otro sensor de temperatura en el circuito de refrigeración, que trabaje independientemente del que se ha descrito anteriormente, midiendo la temperatura del medio refrigerador.

Si la temperatura del medio refrigerador supera, por la razón que sea, un valor predefinido, se desactiva por ejemplo la regulación de la capacidad frigorífica y la potencia de frenado del retardador se reduce a cero.

A continuación, la presente invención se describirá con la ayuda de las siguientes figuras, a título de ejemplos.

Muestran:

la figura 1 una unidad de accionamiento con un dispositivo de control/ de regulación y un retardador según la invención, en el que el medio de refrigeración es al mismo tiempo del medio de trabajo;

la figura 2 una unidad de accionamiento con el dispositivo de control/ de regulación con un retardador según la invención, en el que el medio de trabajo está separado del medio refrigerante;

la figura 3 una cadena de accionamiento con los medios para calcular la capacidad frigorífica;

la figura 4 un diagrama en el que el par de frenado del retardador figura encima del número de revoluciones del retardador, produciéndose una limitación de la potencia de frenado del retardador con respecto a una capacidad frigorífica constante, predefinida;

la figura 5 el par de frenado del retardador encima del número de revoluciones del retardador, fijándose una limitación de la potencia de frenado del retardado en caso de elevados números de revoluciones en función del valor de la capacidad frigorífica, predefinida por los parámetros ambientales;

la figura 6 el desarrollo de la máxima potencia de frenado admisible del retardador según el control conocido por el estado de la técnica - documento PCT/SE/00478 - en función del número de revoluciones del motor.

En la figura 1 está representada una unidad de accionamiento con un motor 2, una bomba de agua 4, un ventilador 6, un radiador 8, un recipiente de sobrepresión 10, una válvula térmica 12 y un retardador 14. En la presente forma de realización, el medio refrigerante es al mismo tiempo el medio de trabajo del retardador y se hace recircular en un sistema de refrigeración 16. En el presente ejemplo de realización, el ajuste de la potencia de frenado del retardador se realiza con la ayuda de una válvula de mariposa 18, cuya sección se puede modificar tal como se describe, por ejemplo, en el documento DE4408349A1, cuyo contenido reivindicado se incluye en su totalidad en esta solicitud.

En el circuito de refrigeración, al retardador está preconectada una válvula de conmutación 20 que en el presente caso está configurada como válvula de dos posiciones, con la que el líquido refrigerante del sistema de refrigeración 16 durante el funcionamiento del freno se puede hacer pasar por el retardador, haciéndose pasar el medio refrigerante al lado del retardador 14 mediante un conducto de derivación 22, si el retardador no estuviese activado.

En la presente forma de realización a partir de la corriente de refrigerante V se determina la capacidad frigorífica actual, es decir, el valor real de la capacidad frigorífica del sistema. La corriente de refrigerante V, a su vez, se determina de forma mediante el registro de la diferencia de temperatura del medio refrigerante antes y después del retardador, que depende de la absorción del calor originado durante el frenado, y a partir de la potencia actual del retardador. Para este fin, el presente sistema de control/ de regulación comprende un primer sensor de temperatura 24 que está dispuesto en el sentido de circulación, delante del retardador 14, y que transmite la señal de temperatura a la unidad de control/ de regulación 28, a través de la línea 26. El valor de temperatura es tomado por el sensor 30 después del retardador, y se transmite a la unidad de control/ de regulación 28, a través de la línea 32. La potencia del retardador se determina a partir del par de frenado del retardador y del número de revoluciones del retardador, que se registra por medio del sensor 34. El valor del número de revoluciones se transmite a la unidad de control/ de regulación 28, a través de la línea 36.

En la unidad de control/ de regulación está depositado un valor máximo admisible, predefinido y/o variable para la instalación de refrigeración, el llamado valor de la capacidad frigorífica. Si ahora la capacidad frigorífica medida, originada por el sistema para evacuar el calor generado por el retardador, sobrepasa el valor teórico predefinido o si se ha detectado un aumento temporal demasiado fuerte en una regulación de gradiente, la potencia de frenado del retardador se limita con la unidad de control/ de regulación. Esto se puede realizar de forma regulada al valor teórico predeterminado para la capacidad frigorífica. El ajuste de la potencia de frenado del retardador se realiza a través de la válvula de mariposa 18, de tal forma que la mariposa se ajusta de acuerdo con la potencia de frenado predefinida del retardador. Una posibilidad de ajustar la potencia de frenado del retardador consiste en ajustar la potencia de frenado del retardador según el número de revoluciones predefinido o conocido del retardador. La señal para ello es transmitida por la unidad de control/ de regulación 28 a la mariposa 18, a través de la línea de control 38. Si no fuese posible ajustar la potencia de frenado del retardador a través de la mariposa 18 y la línea de control 38, puede estar previsto que la unidad de control/ de regulación mande a la válvula de conmutación 29 a través de la línea 40, desactivándose el retardador por la conducción del líquido frigorífico por el conducto de derivación 22. Un mando de este tipo se puede realizar también si un sensor de temperatura 42 adicional, incorporado en el circuito de refrigeración, señaliza un sobrecalentamiento del medio refrigerante a través de la línea 44 como tipo de desconexión de emergencia.

Además de un valor teórico fijamente predefinido de la capacidad frigorífica, que puede estar depositado en la unidad de control/ de regulación, asimismo es posible volver a predeterminar el valor teórico de la capacidad frigorífica permanentemente en función de los parámetros ambientales. Para ello, por ejemplo, es posible registrar la temperatura ambiente en el radiador a través de sensores de temperatura 50 y transmitirla a la unidad de control/ de regulación 28 a través de la línea 52. Además, por ejemplo el número de revoluciones del ventilador se puede facilitar a la unidad de control/ de regulación a través del sensor 46 y la línea 48, y la presión en el sistema de refrigeración a través del sensor 54 y la línea 56.

En la figura 2 está representada una unidad de accionamiento, en la que el medio de trabajo del retardador no es al mismo tiempo el medio refrigerante de la unidad de accionamiento. Los mismos componentes que en la figura 1 están provistos de las mismas cifras de referencia que en la figura 1. Al contrario de la forma de realización según la figura 1, el medio de trabajo del retardador 14 en la figura 2 está separado del medio refrigerante del circuito de refrigeración 16. El calor originado durante el funcionamiento del frenado del retardador, es absorbido por el medio de trabajo. El medio de trabajo del retardador se hace recircular en el circuito de trabajo 102, llegando al intercambiador térmico 100. En el intercambiador térmico 100, el calor del medio de trabajo del retardador se cede al medio refrigerante del circuito de refrigeración. Igual que en la figura 1, el circuito de refrigeración 16, al que se cede el calor, es el circuito de refrigeración del motor. Por la transmisión del calor del medio de trabajo al medio refrigerante del circuito de refrigeración 16 aumenta la temperatura del medio refrigerante en la salida del intercambiador térmico. A través del radiador 8, a su vez, el calor del medio refrigerante del circuito de refrigeración 16 se emite al ambiente.

Igual que en la figura 1, también en la unidad de control/ de regulación 28, representada en la figura 2, la capacidad frigorífica es determinada por el caudal del medio refrigerante. La corriente del medio refrigerante se puede determinar a base de la potencia del retardador, que se averigua por medio del sensor del número de revoluciones 34 y del par de freno del retardador, así como la diferencia de temperatura determinada para los sensores de temperatura 24 y 30 a causa de la emisión de calor del medio de trabajo al medio refrigerante. Los valores actuales de la temperatura o del número de revoluciones se facilitan a la unidad de control/ de regulación 28, donde la corriente del medio refrigerante se puede determinar según la ecuación (1) en la página 4, que se ha mencionado ya varias veces en la solicitud. El valor actual de la capacidad del medio refrigerante se compara entonces con el valor teórico predefinido de la capacidad frigorífica. Como en la unidad de accionamiento según la figura 1, este valor puede estar almacenado como valor constante en la unidad de control/ de regulación, o bien, se puede volver a fijar cada vez de nuevo en función de las condiciones de funcionamiento, teniendo en cuenta los parámetros ambientales como la temperatura ambiente. La regulación de la potencia de frenado del retardador se realiza de forma análoga a la forma de realización según la figura 1, con la ayuda de una mariposa 18 incorporada en el circuito del medio de trabajo 102. El mando se realiza mediante el conducto 38 con los medios de control asignados a la mariposa.

En la figura 3 está representada, a título de ejemplo, la cadena de accionamiento de un vehículo con un retardador 14 que en el presente ejemplo de realización es un retardador dispuesto en el lado de toma del engranaje, es decir un llamado retardador secundario. En la figura 3, al contrario de las figuras 1 y 2, no están representados los conductos de refrigeración del sistema de refrigeración. Los mismos grupos que en las figuras 1 y 2 están provistos, a su vez, con las mismas cifras de referencia.

A continuación del motor 2 está dispuesta la caja de cambio 150. En el lado de la toma del engranaje está dispuesto el retardador 14. El accionamiento se realiza en el presente ejemplo de realización a través del eje trasero 152 y de las ruedas traseras 154, 156. La potencia es transmitida por el motor, a través del engranaje y del árbol de transmisión 158, al engranaje 160 del eje trasero y, desde éste, a las ruedas 154 y 156. Al igual que en los ejemplos de realización según las figuras 1 y 2, la disposición según la invención comprende una unidad de control/ de regulación 28, en la que, como se describirá a continuación, se leen señales para determinar la capacidad frigorífica, que se comparan con un valor teórico predefinido. La regulación de la potencia de frenado del retardador se realiza de forma análoga con las figuras de realización según las figuras 1 y 2, con la ayuda de una mariposa no representada, incorporada en el circuito del medio de trabajo del retardador secundario.

Para determinar mediante cálculos la capacidad frigorífica, en una primera área de memoria de la unidad de control/ de regulación 28 está depositado un campo característico de capacidad de la bomba de agua. En una segunda área de memoria de la unidad de control/ de regulación se deposita la velocidad actual del vehículo, transmitida a la unidad de control a través del sensor 170 y la línea 172, la multiplicación del eje trasero, predeterminado por el sensor 174 y la línea 176, el estado del embrague determinado por el sensor 178 y la línea 180 y la posición de marcha, transmitida a la unidad de control/ de regulación por el sensor 182 y la línea 184. Conociendo la multiplicación del eje trasero, la posición de marcha y el estado de embrague, a través de la velocidad de marcha se puede determinar el número de revoluciones del motor 2 y, por tanto, el número de revoluciones de la bomba de agua. Recurriendo al campo característico de la bomba de agua, depositado en el primer área de memoria, se puede determinar entonces la capacidad frigorífica actual del sistema de refrigeración. Alternativamente al recálculo a partir de la velocidad de marcha y la multiplicación del eje trasero, el número de revoluciones de toma del árbol de transmisión 158 se puede realizar también directamente a través del sensor 186 dibujado y la capacidad 188 representada con puntos y líneas. También aquí es posible recalcular la capacidad frigorífica a través de la posición de marcha y el estado actual del embrague. Como en las figuras 1 y 2, la potencia del retardador se determina a partir del par de frenado del retardador y el número de revoluciones del retardador, que se registra por medio del sensor 34. El valor del número de revoluciones se suministra a la unidad de control/ de regulación 28, a través de la línea 36.

En caso de que el número de revoluciones del árbol de transmisión se registre directamente, éste se puede usar en lugar del número de revoluciones del retardador, determinado a través del sensor 34, para determinar la potencia del retardador. Esto es posible, porque en el retardador secundario representado, el número de revoluciones del retardador está directamente en correlación con el número de revoluciones del árbol de transmisión, si el retardador está multiplicado con respecto al árbol de transmisión o si coincide directamente con el mismo.

En la figura 4 está representado, a título de ejemplo, el desarrollo del par de frenado del retardador M_{Ret} en función del número de revoluciones del retardador n_{Ret}. En los retardadores secundarios que sirven de ejemplo para el presente diagrama, a su vez, el número del retardador está en correlación directa con la velocidad del vehículo, porque el retardador está dispuesto en el lado de toma del engranaje. Para los retardadores primarios preconectados al engranaje, el número de revoluciones es directamente proporcional con el número de revoluciones del motor. Como se ve en el desarrollo del par de frenado M_{Ret} encima del número de revoluciones del retardador, el par de frenado del retardador aumenta, en primer lugar, de la manera esperada teóricamente. Para evitar una solicitación mecánica excesiva del retardador, que conduce a su destrucción, a partir de un determinado número de revoluciones del retardador se limita el par de giro. Este par de frenado máximo del retardador M_{Ret} (máx) está indicado con 100% en el presente diagrama. El número de revoluciones con el que entra en acción la limitación a un par de frenado máximo constante del retardador está designado por n en el diagrama de la figura 4. Para evitar que el sistema de refrigeración sufra una sobrecarga y, por tanto, daños por el desarrollo excesivo de calor durante el funcionamiento del freno del retardador, por ejemplo, es necesario limitar la potencia de frenado del retardador a partir de un determinado número de revoluciones n_{2}. Una limitación de este tipo con elevados números de revoluciones se explica porque con un par de frenado máximo constante, la potencia del retardador crece fuertemente a medida que aumenta el número de revoluciones, y la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, generalmente, ya no basta para evacuar la capacidad térmica del sistema que está en correlación con dicha potencia del retardador. Con la regulación o el control según la invención a una capacidad frigorífica máxima predefinida, el par de frenado del retardador se ajusta de tal forma que la capacidad frigorífica proporcionada por el sistema de refrigeración para evacuar la energía térmica no sobrepase el valor de capacidad frigorífica máxima predeterminada. Un control o una regulación de este tipo a un valor teórico de capacidad frigorífica significa a partir del número de revoluciones n_{2} la emisión de una potencia constante del retardador. Debido a la proporcionalidad

\phi_{Ret} \sim M_{Ret}\cdot n_{Ret}

donde \phi_{Ret} significa la potencia del retardador, M_{Ret} significa el par de frenado del retardador y n_{Ret} significa el número de revoluciones del retardador, para la curva del par de frenado encima del número de revoluciones en la figura 3 resulta para unos valores de número de revoluciones > n_{2} una disminución con 1/n_{2}.

Un inconveniente de la regulación o del control representado en la figura 4 a un valor fijamente predeterminado de la capacidad frigorífica o de la potencia de frenado es que las influencias ambientales como, por ejemplo, la temperatura ambiente, la presión en el sistema de refrigeración etc. se toman en consideración sólo de forma insuficiente.

Por consiguiente, según una variante, la invención propone, tal como está representado en la figura 5, modificar o fijar cada vez de nuevo, en función de los parámetros ambientales, el valor predeterminado de la capacidad frigorífica máxima, a partir de la cual se limite la potencia de frenado del retardador. Para una regulación o un control de este tipo resulta entonces el desarrollo del par de frenado del retardador, representado a título de ejemplo en la figura 5. Como se puede ver en la figura 4, con bajos números de revoluciones del retardador, es decir n < n, a su vez, se puede ver el aumento tal como se espera teóricamente. A partir del número de revoluciones n, el par del retardador se limita como en la figura 4 a M_{Ret} (máx) que a su vez se indica con 100%. En función de los parámetros ambientales, la capacidad frigorífica máxima, a partir de la cual el par de frenado se ajusta de tal forma que no se sobrepase la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, se ajusta de forma distinta. Si existe, por ejemplo, una temperatura ambiente muy elevada, es decir si la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración está baja, se produce ya a partir del número de revoluciones n_{2} (mín) una limitación o regulación correspondiente de la potencia de frenado del retardador y, por tanto, también del par de frenado del retardador. La curva que resulta entonces está designada por P_{min} (ambiente). Por ejemplo, en un ambiente frío, la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración es mucho más alta. Entonces, una limitación de la potencia de frenado comienza sólo a partir de números de revoluciones más elevados, por ejemplo a partir del número de revoluciones n_{2} (máx). En la figura 5, un desarrollo resultante del par de frenado está designado por P_{máx} (ambiente). Para el control o la regulación según la invención resulta pues un desarrollo del par de frenado del retardador que en función de los parámetros ambientales como la temperatura ambiente, la presión en el sistema de refrigeración, la temperatura de la carcasa del retardador, la posición del termostato en el sistema de refrigeración etc. puede situarse en el rango 200 sombreado, limitado entre las curvas P_{mín} (ambiente) y P_{máx} (ambiente). Las curvas P_{mín} (ambiente) y P_{máx} (ambiente) a su vez dependen fuertemente de qué parámetros ambientales se registren. Generalmente, es válido que el sistema de refrigeración se aprovecha de forma más óptima, cuantos más parámetros ambientales se registren y se puedan usar para determinar la capacidad frigorífica máxima predefinida y, por tanto, la potencia de frenado.

En la figura 6, el desarrollo de la potencia de frenado del retardador, conocido por el estado de la técnica en forma del documento PCT/SE93/00478, está dibujado encima del número de revoluciones de la bomba de motor. Como se puede de ello, la potencia de frenado del retardador se limita en caso de un número de revoluciones reducido de la bomba del motor. Esta medida resulta por el hecho de que la capacidad de transporte de la bomba de agua en caso de un número de revoluciones reducido del motor es menor que en caso de un número de revoluciones más elevado, por lo que la capacidad frigorífica del sistema es más baja en caso de un número de revoluciones reducido de la bomba de agua que en caso de elevados números de revoluciones de la bomba de agua. Al contrario de la regulación o del control según la invención, la medida tomada en la figura 6 para evitar un sobrecalentamiento del sistema de refrigeración es una medida preventiva que limita la potencia de frenado del retardador de forma innecesariamente fuerte en caso de bajos números de revoluciones de la bomba de agua. Especialmente, en una regulación de este tipo no se consideran los parámetros ambientales ni las influencias ambientales.

Este inconveniente del estado de la técnica resulta especialmente porque el número de revoluciones del motor es sólo una medida indirecta de la capacidad de transporte de la bomba de agua y, por tanto, de la corriente de refrigeración, así como de la capacidad frigorífica del sistema, mientras que según la presente invención, se determina directamente por medición.

Por lo tanto, en la invención se proporciona por primera vez un procedimiento o una regulación con la que el par de frenado del retardador se limita siempre sólo en tal medida que la potencia del retardador no sobrepase durante el funcionamiento del freno una capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, predefinida por los parámetros ambientales. De esta manera, es posible aprovechar de forma óptima la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración y quedarse con el par de frenado del retardador siempre justo en el límite superior admisible.

Claims (21)

1. Procedimiento para el máximo aprovechamiento del efecto de frenado de un retardador, en el que el calor generado durante el frenado se evacua con la ayuda de un medio refrigerante de un sistema de refrigeración, y en el que la capacidad frigorífica del circuito de refrigerante se determina y/o se averigua y la potencia de frenado del retardador (14) se ajusta como mínimo como función de la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración (16), caracterizado porque la potencia de frenado se ajusta de tal forma que no se sobrepase un valor teórico predefinido de la capacidad frigorífica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor teórico de la capacidad frigorífica es una función de al menos una de las siguientes magnitudes: la temperatura ambiente, la temperatura de la carcasa, la posición del termostato en el circuito de refrigerante, la presión en el circuito de refrigerante, la velocidad del vehículo, la multiplicación del eje trasero, la absorción de energía capacitiva de toda la instalación de refrigeración, la posición de marcha, el estado del embrague, el número de revoluciones del ventilador, así como el número de revoluciones de la bomba de agua.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capacidad frigorífica se determina al menos por el registro del caudal de refrigerante.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el caudal de refrigerante se determina como mínimo por el registro de la potencia de frenado a partir del número de revoluciones y del par de freno, así como el registro de la diferencia de temperatura del refrigerante, condicionada por el desarrollo de calor del retardador (14).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración (16) se determina a partir de la velocidad del vehículo, la multiplicación del eje trasero, la posición de marcha y el estado del embrague.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque para determinar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración (16) se recurre además al campo característico de la bomba de agua (4).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque una vez iniciado el retardador (14), al cabo de una fase variable y/o predefinida, exenta de frenado, la magnitud de ajuste para la regulación de la potencia de frenado del retardador se eleva según una de las reivindicaciones 1 a 7 en un valor y/o un período de tiempo variable y/o fijamente definido.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque a partir de los valores registrados del caudal de refrigerante y/o de temperatura se determina el gradiente de tiempo, y la regulación de la potencia de frenado comienza cuando el gradiente de tiempo sobrepase un valor predefinido.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el retardador (14) es un retardador hidrodinámico.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el sistema de refrigeración (16) es el sistema de refrigeración del motor.

11. Sistema de control/ de regulación para el máximo aprovechamiento del efecto de frenado de un retardador (14), que comprende: medios para detectar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración (16), una unidad de control/ de regulación (28), en el que la unidad de control/ de regulación (28) controla al retardador en caso de sobrepasar una capacidad frigorífica máxima predefinida, de tal forma que se limite la potencia de frenado del retardador y, por tanto, no se sobrepase la capacidad frigorífica máxima predefinida, caracterizado porque los medios para detectar la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración (16) comprenden medios para detectar el caudal de refrigerante.

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque los medios para determinar el caudal de refrigerante comprenden sensores de presión para determinar la diferencia de presión en el circuito de refrigerante.

13. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque los medios para determinar el caudal de refrigerante comprenden uno o varios sensores de caudal.

14. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque los medios para determinar el caudal de refrigerante comprenden por lo menos: medios para determinar la potencia de frenado del retardador, medios para determinar la diferencia de temperatura del refrigerante en el sistema de refrigeración (16), causada por la absorción de calor.

15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado porque los medios para determinar la diferencia de temperatura causada por la absorción de calor comprende al menos un sensor de temperatura dispuesto antes del lugar en el circuito de refrigerante, en el que se realiza la absorción del calor del retardador (14), y al menos un sensor de temperatura dispuesto después de dicho lugar.

16. Sistema según una de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque el sistema comprende además al menos uno de los siguientes medios: medios para detectar la posición del termostato en el circuito de refrigerante, medios para determinar la temperatura ambiente, medios para determinar la temperatura de la carcasa, medios para determinar la presión en el sistema de refrigeración, medios para determinar el número de revoluciones del ventilador, medios para determinar la velocidad del vehículo, medios para determinar la posición de marcha, medios para determinar el estado del embrague, medios para determinar la multiplicación del eje trasero, así como medios para determinar el número de revoluciones de la bomba de agua.

17. Sistema según la reivindicación 16, caracterizado porque la unidad de control/ de regulación (28) comprende una primera área de memoria en la que está depositado el campo característico de potencia de la bomba de agua, y una segunda área de memoria en la que están depositados la posición de marcha, el estado del embrague, la velocidad del vehículo y la multiplicación del eje trasero, así como una tercera área de memoria en la que a partir de la posición de marcha, del estado del embrague, de la velocidad del vehículo, de la multiplicación del eje trasero se determina la capacidad frigorífica del sistema de refrigeración, tomando en consideración el campo característico de potencia de la bomba de agua.

18. Sistema según una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque el retardador (14) es un retardador hidrodinámico.

19. Sistema según la reivindicación 18, caracterizado porque el medio de trabajo del retardador (14) es al mismo tiempo el medio refrigerante.

20. Sistema según la reivindicación 18, caracterizado porque el medio de trabajo del retardador está separado del medio refrigerante.

21. Sistema según la reivindicación 19, caracterizado porque el sistema comprende al menos un sensor para detectar la temperatura del medio de trabajo del retardador (14).