WO1998024668A1

WO1998024668A1 - Retardersteuerung

Info

Publication number: WO1998024668A1
Application number: PCT/EP1997/006727
Authority: WO
Inventors: Hubertus Christ; Manfred Schwab
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 1998-06-11
Also published as: DE19650455A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge mit einem Antriebsmotor (2), einem damit verbundenen mehrgängigen Wechselgetriebe (6), wobei zwischen Antriebsmotor (2) und Wechselgetriebe (6) Antriebs- und Bremsmomente übertragbar sind, einem sekundärseitig angeordneten und von einer Steuereinrichtung (28) beeinflußbaren Retarder (8), mit dem bei Gefällefahrten ein Bremsmoment erzeugbar ist. Von der Steuereinrichtung (28) wird der Retarder (8) so angesteuert, daß das zwischen Motor (2) und Wechselgetriebe (6) entfallende Bremsmoment bei einem Schaltvorgang in dem Wechselgetriebe (6), insbesondere auch während der Öffnung der Kupplung (4), durch ein erhöhtes Bremsmoment des Retarders (8) ausgeglichen wird.

Description

RetarderSteuerung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automati- sehen Betätigung eines zusätzlichen Fahrzeugbremssystems.

Neben den Betriebsbremsen eines Fahrzeugs, insbesonde^¬ re eines Nutzfahrzeugs, die im Regelfall einem Verschleiß unterliegende Reibungsbremsen sind, werden zusätzliche Ver- zögerungseinrichtungen mehr und mehr auch vom Gesetzgeber gefordert und von den Fahrzeugherstellern angeboten.

Derartige verschleißfreie zusätzliche Verzögerungseinrichtungen, wie Retarder und Motorbremsen, können dazu ver- wendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle konstant zu halten.

Zu den Retardern werden sowohl zusätzlich am Getriebe angeordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynamische Bremseinrichtungen verstanden, als auch solche Systeme, die in Form eines "Intarders" innerhalb des Getriebegehäuses vorgesehen sind.

Retarder werden des weiteren unterschieden in Primärretar- der, die in Abhängigkeit von der Motordrehzahl arbeiten, und in Sekundärretarder, die in /Abhängigkeit von der Fahr- Zeuggeschwindigkeit arbeiten.

Für die Betätigung des Retarders werden verschiedene Arten unterschieden. Die Bremswirkung kann im Rahmen der maximalen Leistungsfähigkeit des Retarders in Stufen oder stufenlos gesteuert werden. Zunächst einmal weist die Betätigung durch einen Bremsstufenschalter, meist in Form eines Lenkstockhebels oder eines Schalters, der in der unmittelbaren Nähe des Lenkrades für den Fahrer griffgünstig angebracht ist, mehrere Bremsstufen auf.

Verwendet wird ein Bremsstufenschalter auch in Verbindung mit einer Trittplatte, die im Fußraum vom Fahrer überwiegend in Kombination mit den Betriebsbremsen als Bremspe- dal mit dem Fuß bedient werden kann.

Der Retarder wird in den unterschiedlichen Bremsstufen unterschiedlich stark eingesetzt. In bekannten Systemen wird die jeweils gewünschte Bremswirkung über den Bremsstu- fenschalter eingestellt und die erreichte Momentangeschwindigkeit durch Betätigen eines zusätzlichen Schalters, bei^¬ spielsweise eines Tasters am Bremsstufenschalter, gespeichert .

Aus der EP 0 336 913 ist ein Verfahren und eine Anordnung bekanntgeworden, bei der die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges bergab konstant gehalten werden kann. Hierbei aktiviert der Fahrer die Bremse beispielsweise über das Bremspedal. Die niedrigste Geschwindigkeit, die das Fahr- zeug während des Bremsvorganges erreicht, wird als Zielwert in einer Kontrolleinheit gespeichert. Über das Bremspedal werden sowohl Retarder als auch Betriebsbremse und Auspuffbremse angesteuert. Je stärker das Bremspedal gedrückt wird, um so stärker wird die Bremswirkung des Retarders hinzugeschaltet. Ab einer vorgegebenen Bremspedalbetätigung wird die Betriebsbremse hinzugeschaltet. Wird der Zielwert erreicht, so kann das Bremspedal gelöst werden. Ein Ge- schwindigkeits-Kontrollsystem steuert Retarder und Auspuff- bremse. Die aktuelle Geschwindigkeit wird der Zielgeschwindigkeit durch Aktivierung aller Bremsen angenähert. Wenn der Fahrer das Bremspedal losläßt, halten Retarder und Auspuffbremse die Geschwindigkeit automatisch so lange, bis wieder beschleunigt wird.

Aus der DE 37 09 388 AI ist eine Fahrzeugbedien- und Fahrtregeleinrichtung für ein automatisiertes Vorgelegegetriebe mit einer automatisierten Trocken- oder Naßkupplung bekannt geworden, die mit je einem Beschleunigungs- und Verzögerungspedal ausgerüstet ist und eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung für den Motor, die Kupplung und das Getriebe aufweist. Weiter beinhaltet diese Einrichtung Mittel für das Einhalten einer nahezu konstanten Fahr- zeuggeschwindigkeit, wobei das Beschleunigungspedal nur während einer gewünschten Beschleunigung und das Verzögerungspedal nur bei einer gewünschten Verzögerung betätigt wird. Bei Nichtbetätigung beider Pedale wird die zuletzt durch eines der Pedale erzielte Geschwindigkeit nahezu kon- stant gehalten. Die Fahrzeugverzögerung wird durch Betriebsbremse (Reibungsbremse) des Fahrzeugs wie auch durch eine zusätzlich angeordneten Strömungsbremse (Retarder) vorgenommen. Des weiteren wird in die Getriebesteuerung eingegriffen und zur zur Erzielung einer zusätzlichen Bremswirkung das Getriebe heruntergeschaltet.

Aus der PCT/EP 95-02128 schließlich ist bekannt, neben dem Retarder als Funktionselement auch eine Motorbremse anzusteuern. Die Motorbremse kann als Auspuffklappenbremse ausgebildet sein oder als eine Konstantdrossel oder als eine Bremseinrichtung, die über den Ventiltrieb des Motors gesteuert wird. Auch Kombinationen dieser Motorbremseinrichtungen sind möglich. Alle Einrichtungen und Kombinatio- nen können einstufig oder mehrstufig gesteuert werden. Auch Eingriffe in die Getriebeschaltung zum zusätzlichen Abbremsen sind hieraus bekannt. Dazu kann durch das elektronische Steuergerät eine automatische oder halbautomatische Getrie- beschaltung oder eine elektronische Getriebeschaltempfehlung angesteuert werden. Da die durch die Motorbremseinrichtungen zu erzielende Bremswirkung von der Motordrehzahl abhängig ist, kann die Bremswirkung so durch einen Eingriff in die Getriebesteuerung erhöht werden, daß beispielsweise selbsttätig durch die elektronische Steuerung in einen niedrigeren Gang geschaltet wird. Ebenso kann bei einem hydrodynamischen Retarder durch eine erhöhte Motordrehzahl die Wärmeabfuhr des Retarders in den Fahrzeugkühlkreislauf gesteigert werden.

Diese verschiedenen Bremseinrichtungen erzielen in ihrer Kombination ein gewünschtes Bremsmoment. Dabei kann ein vom Motor durch entsprechende Motorbremseinrichtungen erzieltes oder durch die Wahl der geeigneten Übersetzung erreichbares Bremsmoment nur an die Fahrzeugräder weitergegeben werden, wenn der Momentenfluß zwischen Motor und Fahrzeugrädern nicht unterbrochen ist. Bei einem Schaltvorgang in einem manuell oder automatisiert geschalteten Getriebe oder bei der Öffnung einer Kupplung zwischen Motor und Getriebe wird der Momentenfluß aber unterbrochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen sekundärseitig betriebenen Retarder an einem manuell oder automatisiert geschalteten Getriebe ein Steuerverfahren bzw. eine Bremseinrichtung anzugeben, um der bei einem

Schaltvorgang zwischen Motor und Getriebeausgang entstehenden Momentenunterbrechung zu begegnen. Erfmdungsgemaß wird die Aufgabe gelost durch eine Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Brem- semπchtung nach Anspruch 4. Ausgestaltungen von Verfahrens und Bremseinrichtung sind Gegenstand von Unteranspru- chen.

An einem Nutzfahrzeug sind Antriebsmotor und vielgan- giges Wechselgetriebe durch eine trennbare Kupplung verbunden. Diese Kupplung kann wahrend des Schaltvorganges im Wechselgetriebe den Drehmomentenfluß zwischen Antriebsmotor und Getriebe trennen. Dadurch werden m bekannter Weise Synchronisiervorgange im Getriebe erleichtert. Schaltvorgange sind grundsätzlich aber durch Eingriffe m die Motorsteuerung auch ohne Offnen der Kupplung durchfuhrbar. Das Getriebe ist m ebenfalls bekannter Weise über drehmo- mentubertragende Wellen mit den Fahrzeugradern verbunden.

Im Zugbetrieb des Fahrzeug wird bei geschlossener Kupplung Antriebsmoment vom Antriebsmotor über das Wechsel- getπebe auf die Fahrzeugrader übertragen. Dieses Antriebsmoment wird wahrend des Schaltvorganges unterbrochen. Dieser Vorgang wird üblicherweise als Zugkraftunterbrechung bezeichnet .

Im Schubbetrieb wird demgegenüber bei geschlossener

Kupplung ein vom Motor und zusätzlichen Bremseinrichtungen erzeugtes Bremsmoment auf die Fahrzeugrader übertragen, was zu einer gewünschten Verzögerung des Fahrzeuges fuhrt. Moderne Fahrzeugmotoren verfugen neben der dem Motor lmmanen- ten Bremsfunktion bei reduzierter Treibstoffzufuhr über sehr wirkungsvolle zusatzliche Motorbremseinrichtungen, die auch m die Steuerung des Ventiltriebs eingreifen können. Das von diesen dem Motor zugeordneten Bremseinrichtungen erzeugte Bremsmoment entfällt bei der Zugkraftunterbrechung. Soll das Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs erhalten bleiben, muß auf die anderen Bremseinrichtungen des Fahr- zeug eingewirkt werden.

Zu den anderen Bremseinrichtungen insbesondere bei Nutzfahrzeugen zählen Reibungsbremsen in Form von Trommeloder Scheibenbremsen und elektrische oder hydrodynamische Retarder. Die üblicherweise vom Fahrer bedienten Reibungsbremsen lassen sich im Schaltvorgang, in diesen Fällen im Herunterschaltvorgang, nur sehr schwer bedienen. Zum einen muß der Fahrer die Kupplung bedienen und zum anderen muß er je nach Synchronisiersituation des Getriebes zur Unterstüt- zung des Synchronisiervorganges Zwischengas geben.

Nun sind moderne Wechselgetriebe mit Zugkraftunterbre^¬ chung bekannt, die über eine automatisierte Trennkupplung verfügen und bei denen eine Steuerung die Drehzahlanglei- chung zu synchronisierender Zahnräder im Getriebe durchführt. Auch dort soll der Fahrer entlastet werden und seine volle Konzentration den Gegebenheiten auf der Fahrbahn widmen können. Eine Entlastung findet daher bei einem Eingriff in die Steuereinrichtung des Retarders statt. Dabei wird vorgeschlagen, den Retarder so anzusteuern, daß das bei der Zugkraftunterbrechung während des Schaltvorganges entfallene Bremsmoment durch ein gesteigertes Bremsmoment des Re^¬ tarders ausgeglichen wird, so daß das Gesamtbremsmoment des Fahrzeug erhalten bleibt. Vorteilhafterweise ist die Steuerung des Retarders mit einer Einrichtung zur Konstanthaltung des Fahrzeuggeschwindigkeit kombiniert, so daß die insbesondere bei Gefälle^¬ fahrt angestrebte Geschwindigkeit nicht überschritten wird. Derartige Einrichtungen werde üblicherweise als Tempomat bezeichnet .

Steuereinrichtung des Retarders und Tempomat sind vor- zugsweise mit den sonstigen Steuereinrichtungen des Fahrzeugs über eine heute üblich gewordene Multiplex- Kommunikationsleitung, beispielsweise einen CAN-Bus, ver^¬ bunden. Um den eingeleiteten Schaltvorgang insbesondere bei einem manuell geschalteten Getriebe registrieren zu können, sind Einrichtungen in Form von Sensoren vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand einer Figur weiter erläu^¬ tert :

Die Figur zeigt einen Antriebsmotor 2, der über eine Kupplung 4 mit einem Wechselgetriebe 6 verbunden ist. An dem Getriebe 6 ist ein Retarder 8 angeordnet, der über eine Verbindungsleitung 10 mit einem CAN-Bus 12 verbunden ist. An den CAN-Bus 12 sind weiterhin über eine Verbindungslei- tung 14 das Getriebe 6 und über eine Verbindungsleitung 16 die Kupplung 4, sowie über eine Verbindungsleitung 18 der Motor 2 angeschlossen. Ebenfalls an den CAN-BUS 12 sind über eine Verbindungsleitung 30 eine Steuerung 20 für den Motor 2, über eine Verbindungsleitung 22 eine Steuerung 24 für das Getriebe 6 und über eine Verbindungsleitung 26 eine Steuerung 28 für den Retarder 8 angeschlossen, sowie gegebenenfalls die Kupplung 4 über eine Verbindungsleitung 16. Über eine Verbindungsleitung 32 ist eine Bedieneinrichtung 34 für einen Tempomaten mit dem CAN-Bus 12 verbunden und Sensoren 40 zur Erkennung eines Schaltvorganges sind über eine Verbindungsleitung 42 am CAN-Bus 12 angeschlossen. Das Getriebe treibt über eine Abtriebswelle 36 Fahrzeugrader 38 an.

Wird bei einer Gefällefahrt des Fahrzeug die Kupp- lung 4 manuell oder automatisiert geöffnet, wird der Momentenfluß zwischen Antriebsmotor 2 und Getriebe 6 unterbrochen. Die Öffnung der Kupplung 4 findet während eines Schaltvorganges statt, der über die Sensoren 40 erkannt und über die Verbindungsleitungen 42 und 22 und den CAN-Bus 12 an die Steuerung 24 gemeldet wird. Eine über die Öffnung der Kupplung 4 vorgenommene Unterbrechung des Drehmomentenflusses zwischen Motor 2 und Getriebe 6 kann auch von der Kupplung 4 direkt erkannt und über die Verbindungsleitung 16 an den CAN-Bus 12 und die Steuerung 24 weitergelei- tet werden.

Ein Signal geht ebenfalls vom CAN-Bus 12 über die Verbindungsleitung 26 an die Retardersteuerung 28. Während die Getriebesteuerung 24 ein Signal für den Schaltvorgang über den CAN-Bus 12 an das Getriebe 6 absetzt, beeinflußt die Retardersteuerung 28 das vom Retarder 8 erzeugte Bremsmoment derart, daß das entfallende Bremsmoment des Motors 2 und seiner ihm zugeordneten und hier nicht gezeigten primären Bremseinrichtungen ausgeglichen wird.

Der Fahrer kann über die Bedieneinrichtung 34 des Tem- pomaten die Geschwindigkeit für das Fahrzeug in der bekannten Weise vorgeben, so daß das von den Bremseinrichtungen des Fahrzeugs in der Summe erzeugte Bremsmoment bei Gefällefahrt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs konstant hal- ten kann. Bezugs zeichen

2 Antriebsmotor

4 Kupplung

6 Wechselgetriebe

8 Retarder

10, 14 Verbindungsieitung

16, 18 Verbindungsleitung

22, 26 Verbindungsleitung

30, 32 Verbindungsleitung

42 Verbindungsleitung

12 CAN-Bus

20, 24 Steuerung

28 Steuerung

34 Bedieneinrichtung

36 Abtriebswelle

38 Fahrzeugrader

40 Sensoren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge mit einem Antriebsmotor (2) und einem damit verbundenen mehrgängigen

Wechselgetriebe (6), wobei zwischen Antriebsmotor (2) und Wechselgetriebe (6) Antriebs- und Bremsmomente übertragbar sind, einem sekundärseitig angeordneten und von einer Steuereinrichtung (28) beeinflußbaren Retarder (8), mit dem bei Gefällefahrt ein Bremsmoment erzeugbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß von der Steuereinrichtung (28) während eines Schaltvorganges in dem Wechselge^¬ triebe (6) das zwischen Motor (2) und Wechselgetriebe (6) entfallende Bremsmoment durch ein erhöhtes Bremsmoment des Retarders (8) ausgeglichen wird.

2. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge nach An^¬ spruch 1, dadurch g e k en n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung (28) das Bremsmoment des Retarders (8) so erhöht, daß eine von einer Einrichtung (34) zur Konstant^¬ haltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorgegebene Ge^¬ schwindigkeit beibehalten wird.

3. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge nach An- spruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Steuereinrichtung (28) des Retarders (8) und weiteren Steuereinrichtungen (20, 24, 34) des Fahrzeugs Signale über eine Multiplex-Kommunikationsleitung (12) übertragen werden.

4. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge mit einem An^¬ triebsmotor (2) und einem damit verbundenen mehrgängigen Wechselgetriebe (6) , wobei zwischen Antriebsmotor (2) und Wechselgetriebe (6) Antriebs- und Bremsmomente übertragbar sind und einem sekundärseitig angeordneten und von einer Steuereinrichtung (28) beeinflußbaren Retarder (8), mit dem bei Gefällefahrten ein Bremsmoment erzeugbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Einrichtungen (40) vorgesehen sind zur Erkennung eines Schaltvorganges in dem Wechselgetriebe (6) und daß bei Erkennen eines Schaltvorganges von der Steuereinrichtung (28) der Retarder (8) so steuerbar ist, daß während des Schaltvorganges das zwischen Motor (2) und Wechselgetriebe (6) entfallende Bremsmoment durch ein erhöhtes Bremsmoment des Retarders (8) ausgleichbar ist.

5. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung (28) mit einer Einrichtung (34) zur Konstanthaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit verbunden ist.

6. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung (28) mit der Einrichtung (34) zur Konstanthaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit, den Einrichtungen (40) zur Erkennung eines Schaltvorganges und mit weiteren Einrichtungen (20, 24) des Fahrzeuges über eine Multiplex-Kommunikationsleitung (12) verbunden ist.