Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines über eine Trennkupplung mechanisch abkoppelbaren hydrodynamischen Retarders in einem Kraftfahrzeug, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Um die Leerlaufverluste eines hydrodynamischen Retarders auf Null abzusenken, wurde bereits vorgeschlagen, den hydrodynamischen Retarders mittels einer Trennkupplung vom Antriebsstrang, den er im Bremsbetrieb abbremsen soll, in einem Nichtbremsbetrieb abzukoppeln. Gleichzeitig wird beim Übergang vom Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb der Arbeitsraum vom Arbeitsmedium entleert, das im Bremsbetrieb im Arbeitsraum eine hydrodynamische

Kreislaufströmung zur Übertragung von Drehmoment vom Rotor auf den Stator oder bei einem Gegenlaufretarder vom Rotor auf einen gegensinnig umlaufenden Gegen lauf rotor überträgt und dadurch den Rotor und mit diesem den

antreibenden Antriebsstrang abbremst.

Das Ein- und Ausschalten eines hydrodynamischen Retarders wird in der Regel durch eine elektronische Steuervorrichtung gesteuert, wobei die elektronische Steuervorrichtung Anforderungen bezüglich des Einschaltens, Ausschaltens oder des Einstellens eines bestimmten Bremsmomentes beziehungsweise einer bestimmten Bremsstufe entweder von einem Fahrzeugführer empfängt, der eine entsprechende Eingabevorrichtung betätigt, beispielsweise einen Lenkstockhebel, oder in manchen Ausgestaltungen auch von einem sogenannten

Fahrerassistenzsystem, beispielsweise einem Geschwindigkeitsregelsystem oder Abstandshaltesystem des Fahrzeugs. Immer dann, wenn beispielsweise die elektronische Steuervorrichtung eine Retarderausschaltanforderung feststellt, bewirkt sie das Entleeren des Arbeitsraumes vom Arbeitsmedium und das Öffnen der Trennkupplung. Im Hinblick auf die Verkehrssicherheit und den Komfort ist es wichtig, dass Anforderungen bezüglich des Einschaltens, Ausschaltens oder Einstellens eines bestimmten Bremsmomentes des hydrodynamischen Retarders möglichst schnell umgesetzt werden. Ziel ist beispielsweise eine Umsetzung einer entsprechenden Anforderung in weniger als einer Sekunde oder sogar weniger als 0,5 Sekunden. Es ist daher verständlich, dass, wenn beispielsweise eine

Retarderausschaltanforderung festgestellt wird, die Entleerung des Arbeitsraumes und das Öffnen der Trennkupplung herkömmlich unmittelbar und beschleunigt durchgeführt wird.

In der Praxis hat sich nun herausgestellt, dass die gewünschten Reaktionszeiten in der Regel eingehalten werden können. Allerdings ist besonders bei häufigen Einschalt- und Ausschaltvorgängen von hydrodynamischen Retardern, die beim Übergang vom Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb vom Antriebsstrang mechanisch abgekoppelt werden und beim Übergang vom Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb durch reibende Schlupfüberbrückung in der Trennkupplung wieder zugeschaltet werden, der Verschleiß in der Kupplung relativ hoch und damit der Wartungsaufwand groß. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum

Steuern eines Retarders der eingangs dargestellten Art anzugeben, bei welchem der Wartungsaufwand reduziert werden kann.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfinder haben erkannt, dass der Verschleiß der Trennkupplung wesentlich reduziert werden kann, wenn sichergestellt ist, dass ein Anfahren des

hydrodynamischen Retarders beziehungsweise ein Synchronisieren der Trennkupplung beim Übergang vom Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb nur dann erfolgt, wenn der Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders vollständig oder weitgehend leer von Arbeitsmedium ist. Um dies nun sicherzustellen, greift das erfindungsgemäße Verfahren auf den Ausschaltvorgang des

hydrodynamischen Retarders zurück, das heißt auf den Übergang vom

Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb. Bereits hier soll sichergestellt werden, dass sich der Arbeitsraum des Retarders vollständig beziehungsweise nahezu vollständig entleert. Dies war bei bekannten Ausführungsformen nicht immer gewährleistet, da die Entleerung teilweise oder ausschließlich mittels der

Pumpwirkung des Retarders beziehungsweise des Rotors des Retarders bewirkt wird und somit die notwendige Zeitspanne, über welcher der Rotor nach dem Ausschaltbefehl, das heißt nach der Retarderausschaltanforderung, umläuft, bis der Entleervorgang abgeschlossen ist, in Abhängigkeit von Randbedingungen variiert. Beispielsweise dauert die Entleerung des Arbeitsraums mit abnehmender Drehzahl des Rotors oder mit zunehmendem Füllungsgrad des Arbeitsraums länger.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher beim Übergang vom Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb, der durch eine

Retarderausschaltanforderung eines Fahrerassistenzsystems oder durch Betätigen einer Eingabevorrichtung durch einen Fahrzeugführer initiiert wird, nach der Feststellung des Vorliegens einer Retarderausschaltanforderung die

Trennkupplung über eine vorgegebene Zeitspanne geschlossen gehalten und der Arbeitsraum des Retarders durch fortgesetztes Antreiben des Rotors und

Unterbrechen einer Zufuhr von Arbeitsmedium in den Arbeitsraum vom

Arbeitsmedium entleert, in der Regel unter teilweise oder ausschließlicher Ausnutzung der Pumpwirkung des Rotors, wobei die vorgegebene Zeitspanne in Abhängigkeit wenigstens einer der folgenden Größen oder wenigstens einer mit einer der folgenden Größen korrelierenden Größe, die bei und/oder nach der Feststellung der Retarderausschaltanforderung vorliegt, variiert wird: der Drehzahl des Rotors des hydrodynamischen Retarders;

eines Auslassdruckes, gegen welchen die Entleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum erfolgt;

des Füllungsgrades des Arbeitsraums mit Arbeitsmedium;

- der Temperatur des Arbeitsmediums;

des Bremsmomentes des hydrodynamischen Retarders.

Unter Trennkupplung ist vorliegend jedes Bauteil zu verstehen, das in einem ersten Betriebszustand eine Leistungsübertragung, insbesondere mechanische Leistungsübertragung herstellt und in einem zweiten Betriebszustand unterbricht, somit beispielsweise Synchronelemente, Reibkupplungen und anderes.

Grundsätzlich ist es auch möglich, den hydrodynamischen Retarder dadurch mechanisch abzukoppeln, dass der Rotor weiter angetrieben wird aber der Stator über eine Trennkupplung von einer Abstützung an einem stationären Bauteil gelöst wird, so dass er frei mit dem Rotor umläuft.

Als Fahrerassistenzsystem kommt jegliche Steuervorrichtung in Betracht, die eine Retarderbremsmomentanforderung ausgibt, insbesondere jedoch ein

Geschwindigkeitsregelsystem oder Abstandshaltesystem. Die vorgegebene Zeitspanne wird insbesondere mit abnehmender Drehzahl des Rotors

beziehungsweise mit Verringerung der damit korrelierenden Größe vergrößert. Wenn der Auslassdruck als Randbedingung für die Variation der Zeitspanne herangezogen wird, so wird die vorgegebene Zeitspanne insbesondere mit zunehmendem Auslassdruck oder mit zunehmender Größe, die mit dem

Auslassdruck korreliert, vergrößert.

Wenn der Füllungsgrad als Randbedingung herangezogen wird, so wird die Zeitspanne insbesondere mit zunehmendem Füllungsgrad beziehungsweise mit zunehmender mit dem Füllungsgrad korrelierender Größe vergrößert. Wenn die Temperatur des Arbeitsmediums als Randbedingung herangezogen wird, so wird insbesondere, um die Viskosität des Arbeitsmediums beim Entleeren zu berücksichtigen, die vorgegebene Zeitspanne mit zunehmender Temperatur verringert, beziehungsweise mit zunehmender Größe, die mit der Temperatur korreliert.

Gleichfalls ist es möglich, wenn das Bremsmoment des hydrodynamischen

Retarders als Randbedingung berücksichtigt wird, die vorgegebene Zeitspanne mit zunehmendem Bremsmoment zu vergrößern, beziehungsweise mit zunehmender Größe, die mit dem Bremsmoment korreliert.

Eine Größe, die mit dem Bremsmoment korreliert, ist in der Regel der genannte Füllungsgrad des Arbeitsraumes mit Arbeitsmedium. Eine andere Größe ist beispielsweise der sogenannte Gehäusedruck des hydrodynamischen Retarders, das heißt jener statische Druck außerhalb des Arbeitsraumes in dem Gehäuse, das den Arbeitsraum umgibt. Eine weitere korrelierende Größe ist beispielsweise der sogenannte Stelldruck des hydrodynamischen Retarders, das heißt der Druck, mit welchem der hydrodynamische Retarder in der Regel über eine

Retardersteuervorrichtung angesteuert wird, um das gewünschte Bremsmoment einzustellen. Mit dem Stelldruck kann beispielsweise eine verdrängende Wirkung auf einen Vorratsbehälter für Arbeitsmedium des hydrodynamischen Retarders aufgebracht werden, sodass durch mehr oder minder starkes Verdrängen von Arbeitsmedium aus dem Vorratsbehälter in den Arbeitsraum des Retarders der Füllungsgrad und damit das Bremsmoment erhöht oder erniedrigt wird. Alternativ kann der Stelldruck auf ein Retardersteuerventil aufgebracht werden, das den Arbeitsmediumstrom in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums hinter dem

Arbeitsraum, in der Regel an einem Auslass des hydrodynamischen Retarders, anstaut und dadurch den Arbeitsmediumdruck im Arbeitsraum des

hydrodynamischen Retarders und den Füllungsgrad des Arbeitsraums mehr oder minder erhöht. Die Erfindung lässt sich in einem Retarder in dessen Steuervorrichtung integrieren. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den

Figuren exemplarisch beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 eine exemplarische Darstellung der Zuordnung verschiedener

Zeitspannen zu verschiedenen Rotordrehzahlen; Figur 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß angesteuerten hydrodynamischen Retarders.

In der Figur 1 ist als Ausführungsbeispiel dargestellt, wie verschiedene

vorgegebene Zeitspannen verschiedenen Drehzahlen des Rotors zugeordnet werden können, beispielsweise mittels einer stufenförmigen Zuordnung, einer linearen Zuordnung oder einer stetigen nicht linearen Zuordnung. Die

vorgegebenen Zeitspannen sind jene Zeitspannen, welche eine Trennkupplung zum Antreiben des Rotors des hydrodynamischen Retarders noch geschlossen gehalten wird, nachdem eine Retarderausschaltanforderung festgestellt wurde. Innerhalb dieser vorgegebenen Zeitspanne kann sich der Retarder

beziehungsweise dessen Arbeitsraum durch die Pumpwirkung des Rotors selbst vom Arbeitsmedium entleeren.

In der Figur 2 ist ein solcher hydrodynamischer Retarder 1 mit einem Rotor 2 und einem Stator 3 dargestellt. Das Arbeitsmedium wird aus einem externen

Arbeitsmediumkreislauf 4 dem Arbeitsraum 7 über eine Arbeitsmediumzufuhr 5 zugeführt und zum Kühlen des im Arbeitsraum 7 erwärmten Arbeitsmedium über eine Arbeitsmediumabfuhr 6 aus dem Retarder 1 abgeführt. In der

Arbeitsmediumzufuhr 5 ist ein Einlassventil 8 angeordnet, und in der

Arbeitsmediumabfuhr 6 ist ein Retarderauslassventil 9 vorgesehen. Die Retardersteuervorrichtung 10 greift sowohl auf das Retardereinlassventil 8 als auch auf das Retarderauslassventil 9 zu. Für den Übergang vom

Nichtbremsbetrieb zum Bremsbetrieb wird das Retardereinlassventil 8 geöffnet. Das Retarderauslassventil 9 wird mit einem Stelldruck derart angesteuert, dass es die gewünschte Anstauung des Arbeitsmediums und damit den gewünschten Füllungsgrad des Arbeitsraumes 7 bewirkt. Alternativ käme auch eine

Füllungsgradsteuerung mittels einer verdrängenden Druckbeaufschlagung eines Arbeitsmediumvorrats in Betracht. Beim Übergang vom Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb wird das Einlassventil 8 geschlossen, damit kein weiteres Arbeitsmedium in den Arbeitsraum 7 strömen kann. Zugleich wird das Auslassventil 9 noch solange offen gehalten, bis sich der Arbeitsraum 7 auf den gewünschten Zustand entleert hat. Hierzu ist es notwendig, den Rotor 2 fortgesetzt anzutreiben, um dessen Pumpwirkung auszunutzen. Somit wird auch die Trennkupplung 11 noch solange geschlossen gehalten, bis sichergestellt ist, dass die Entleerung in ausreichendem Maße stattgefunden hat.

Da die Dauer der Entleerung von der Drehzahl des Rotors 2 zum Zeitpunkt der gewünschten Abschaltung, das heißt bei der Feststellung der

Retarderausschaltanforderung abhängig ist, wird die Drehzahl des Rotors 2 erfasst, beispielsweise über den dargestellten Drehzahlsensor 12, und der

Retardersteuervorrichtung 10 mitgeteilt. Der Drehzahlsensor 12 könnte auch an einer anderen Stelle positioniert sein, beispielsweise in Richtung des

Antriebsleistungsflusses vor der Trennkupplung 11 oder die Drehzahl könnte der Retardersteuervorrichtung 10 anders zur Verfügung gestellt werden,

beispielsweise über einen CAN-Bus, da die Drehzahl in der Regel von einer anderen Drehzahl im Antriebsstrang, in dem der hydrodynamische Retarder 1 vorgesehen ist, abhängig ist, beispielsweise der Getriebewellenabtriebsdrehzahl eines Kraftfahrzeuggetriebes oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit, bei einem sogenannten Sekundärretarder oder der Motordrehzahl bei einem Primärretarder. Die Retardersteuervorrichtung 10 steuert ferner, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, das Öffnen und Schließen der Trennkupplung 11. Ferner empfängt sie Eingangssignale, beispielsweise von einem Retarderbedienhebel und einem Fahrerassistenzsystem, um eine Retarderausschaltanforderung feststellen zu können.

Wie zuvor dargelegt wurde, können zusätzlich oder alternativ zu der Rotordrehzahl andere Randbedingungen zur Festlegung der Zeitspanne herangezogen werden, über welche die Trennkupplung nach der Feststellung der

Retarderausschaltanforderung noch geschlossen bleibt. An dieser Stelle soll nur nochmals beispielhaft wiederholt werden, dass hierfür der Druck im

Retarderauslass 6 in Betracht kommt, oder der sogenannte Gehäusedruck im Gehäuse 13 des hydrodynamischen Retarders außerhalb des Arbeitsraumes 7.