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Title:
UNCOUPLABLE HYDRODYNAMIC RETARDER AND RELATED CONTROL METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/083422
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a hydrodynamic retarder arranged in a drive train of a motor vehicle, characterised in that the disconnecting coupling is opened with a varying time delay when the hydrodynamic retarder switches from the braking operation to the non-braking operation by means of the brake actuator or the control device depending on at least one of the following factors: - the switching status of a motor brake assigned to the drive motor by means of which motor brake power can be exerted on the motor vehicle drive train; - the position of the foot pedal, the lever or other actuator for regulating the power output of the drive motor; - the gear position of a transmission arranged in the motor vehicle drive train; - the gradient of the speed or the torque of the drive motor, a drive shaft of the transmission or drive wheels of the motor vehicle; - the current speed or acceleration of the motor vehicle.

Inventors:
DENK, Alexander (Kastellstr. 49, Lauingen, 89415, DE)
WENG, Otto (Wössingen 17, Unterschneidheim, 73485, DE)
BECKE, Martin (Grüner Weg 6, Ulm, 89075, DE)
Application Number:
EP2012/073566
Publication Date:
June 13, 2013
Filing Date:
November 26, 2012
Export Citation:
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Assignee:
VOITH PATENT GMBH (St. Pöltener Str. 43, Heidenheim, 89522, DE)
DENK, Alexander (Kastellstr. 49, Lauingen, 89415, DE)
WENG, Otto (Wössingen 17, Unterschneidheim, 73485, DE)
BECKE, Martin (Grüner Weg 6, Ulm, 89075, DE)
International Classes:
B60T1/087; B60T10/02; F16D57/04
Foreign References:
DE102009001146A1
EP0937619A1
DE10255054A1
US5357444A
EP2024209B1
DE19927397A1
DE102005052121A1
DE102009001146A1
Attorney, Agent or Firm:
DR. WEITZEL & PARTNER (Friedenstraße 10, Heidenheim, 89522, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarder (1), wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein

Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor (6) des hydrodynamischen Retarders (1) über eine

Trennkupplung (4) in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor (2) und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und

der hydrodynamische Retarder (1) in einem Bremsbetrieb mit einem

Arbeitsmedium befüllbar ist, um eine Bremsleistung auf den

Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor (2) auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand einer dem Antriebsmotor (2) zugeordneten

Motorbremse, mittels der Bremsleistung auf den

Kraftfahrzeugantriebsstrang ausübbar ist;

- die Stellung des Fußpedals (3), des Hebels oder eines anderen Aktuators zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors (2);

- der Gangstellung eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Getriebes; - das Vorliegen eines Getriebeschaltbefehls, mit welchem ein

Gangwechsel in einem Schaltgetriebe des Kraftfahrzeugs angefordert wird;

- der Gradient der Drehzahl oder des Drehmoments des Antriebsmotors (2), einer Abtriebswelle des Getriebes oder von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs;

- die aktuelle Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.

2. Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarder (1), welcher einen umlaufenden Rotor (6) und einen Stator (7) oder einen umlaufenden Rotor (6) und einen in Gegenrichtung hierzu umlaufenden Gegenlaufrotor aufweist, die gemeinsam zur Einstellung einer Bremsleistung einen in einem

Bremsbetrieb mit Arbeitsmedium befüllten und in einem Nicht-Bremsbetrieb vom Arbeitsmedium entleerten Arbeitsraum (8) ausbilden, wobei der Gegenlaufrotor im Bremsbetrieb über den Antriebsstrang mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) angetrieben wird oder der Stator (6) im Bremsbetrieb mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) stationär gegen ein stehendes Bauteil abgestützt wird und beim Übergang vom

Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb der Arbeitsraum (8) entleert und die Trennkupplung (4) geöffnet wird, wodurch der Stator (7) freigegeben und bei Ausführung als Gegen lauf retarder der Gegenlaufrotor freigegeben wird, sodass dieser in Umfangsrichtung des hydrodynamischen Retarders (1) mit dem Arbeitsmedium umläuft, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand einer dem Antriebsmotor (2) zugeordneten

Motorbremse, mittels der Bremsleistung auf den

Kraftfahrzeugantriebsstrang ausübbar ist;

- die Stellung des Fußpedals (3), des Hebels oder eines anderen Aktuators zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors (2);

- der Gangstellung eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Getriebes;

- das Vorliegen eines Getriebeschaltbefehls, mit welchem ein

Gangwechsel in einem Schaltgetriebe des Kraftfahrzeugs angefordert wird;

- der Gradient der Drehzahl oder des Drehmoments des Antriebsmotors (2), einer Abtriebswelle des Getriebes oder von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs;

- die aktuelle Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.

Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarder (1), wobei das Kraftahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein

Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor (6) des hydrodynamischen Retarders (1) über eine

Trennkupplung (4) in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor (2) und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und

der hydrodynamische Retarder (1) in einem Bremsbetrieb mit einem

Arbeitsmedium befüllbar ist, um eine Bremsleistung auf den

Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor (2) auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- ein Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders (1) über den Bremsaktuator (5) oder die Steuervorrichtung anfordert;

- der Gradient der Betätigung des Bremsaktuators (5) oder der

Steuervorrichtung;

- der Gradient eines Soll-Werts für einen Steuerdruck zum Einstellen eines Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders (1) oder die Anzahl von Änderungen des Soll-Wertes über einer vorgegebenen Zeitspanne;

- die Anzahl und/oder Art der Anforderung von Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders (1) in einer zurückliegenden Zeitspanne;

- die angefallene Schaltarbeit beim Schließen der Trennkupplung (4)

innerhalb einer zurückliegenden Zeitspanne.

Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarder (1), welcher einen umlaufenden Rotor (6) und einen Stator (7) oder einen umlaufenden Rotor (6) und einen in Gegenrichtung hierzu umlaufenden Gegenlaufrotor aufweist, die gemeinsam zur Einstellung einer Bremsleistung einen in einem

Bremsbetrieb mit Arbeitsmedium befüllten und in einem Nicht-Bremsbetrieb vom Arbeitsmedium entleerten Arbeitsraum (8) ausbilden, wobei der Gegenlaufrotor im Bremsbetrieb über den Antriebsstrang mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) angetrieben wird oder der Stator (6) im Bremsbetrieb mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) stationär gegen ein stehendes Bauteil abgestützt wird und beim Übergang vom

Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb der Arbeitsraum (8) entleert und die

Trennkupplung (4) geöffnet wird, wodurch der Stator (7) freigegeben und bei Ausführung als Gegen lauf retarder der Gegenlaufrotor freigegeben wird, sodass dieser in Umfangsrichtung des hydrodynamischen Retarders (1) mit dem Arbeitsmedium umläuft, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- ein Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders (1) über den Bremsaktuator (5) oder die Steuervorrichtung anfordert;

- der Gradient der Betätigung des Bremsaktuators (5) oder der

Steuervorrichtung;

- der Gradient eines Soll-Werts für einen Steuerdruck zum Einstellen eines

Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders (1) oder die Anzahl von Änderungen des Soll-Wertes über einer vorgegebenen Zeitspanne;

- die Anzahl und/oder Art der Anforderung von Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders (1) in einer zurückliegenden Zeitspanne; - die angefallene Schaltarbeit beim Schließen der Trennkupplung (4) innerhalb einer zurückliegenden Zeitspanne.

5. Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarders (1), wobei das Kraftahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein

Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor (6) des hydrodynamischen Retarders (1) über eine

Trennkupplung (4) in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor (2) und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und

der hydrodynamische Retarder (1) in einem Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um eine Bremsleistung auf den

Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor (2) auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Aggregats,

- der Schaltzustand eines Geschwindigkeitsregelsystems und/oder

Abstandsregelsystems des Kraftfahrzeugs;

- der Ladezustand oder Schaltzustand eines Energiespeichers zum Antrieb eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten zusätzlichen Antriebsmotors zum Einspeisen von Antriebsleistung in den

Kraftfahrzeugantriebsstrang oder zum Antreiben von Aggregaten;

- die erfasste Fahrbahnbeschaffenheit;

- die Beladung oder das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs;

- die Neigung oder der Kurvenverlauf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt oder die Neigung oder der Kurvenverlauf eines vorbestimmten, zu befahrenden Fahrstreckenabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug bewegen wird;

- ein Informationssignal aus einem Fahrerassistenzsystem, einer

Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung oder einer

Verkehrsflusserkennungsvorrichtung.

Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarder (1), welcher einen umlaufenden Rotor (6) und einen Stator (7) oder einen umlaufenden Rotor (6) und einen in Gegenrichtung hierzu umlaufenden Gegenlaufrotor aufweist, die gemeinsam zur Einstellung einer Bremsleistung einen in einem

Bremsbetrieb mit Arbeitsmedium befüllten und in einem Nicht-Bremsbetrieb vom Arbeitsmedium entleerten Arbeitsraum (8) ausbilden, wobei der Gegenlaufrotor im Bremsbetrieb über den Antriebsstrang mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) angetrieben wird oder der Stator (6) im Bremsbetrieb mit einer geschlossenen Trennkupplung (4) stationär gegen ein stehendes Bauteil abgestützt wird und beim Übergang vom

Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb der Arbeitsraum (8) entleert und die Trennkupplung (4) geöffnet wird, wodurch der Stator (7) freigegeben und bei Ausführung als Gegen lauf retarder der Gegenlaufrotor freigegeben wird, sodass dieser in Umfangsrichtung des hydrodynamischen Retarders (1) mit dem Arbeitsmedium umläuft, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator (5) oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor (2) umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal (3), einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Aggregats,

- der Schaltzustand eines Geschwindigkeitsregelsystems und/oder

Abstandsregelsystems des Kraftfahrzeugs;

- der Ladezustand oder Schaltzustand eines Energiespeichers zum Antrieb eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten zusätzlichen Antriebsmotors zum Einspeisen von Antriebsleistung in den

Kraftfahrzeugantriebsstrang oder zum Antreiben von Aggregaten;

- die erfasste Fahrbahnbeschaffenheit;

- die Beladung oder das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs;

- die Neigung oder der Kurvenverlauf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt oder die Neigung oder der Kurvenverlauf eines vorbestimmten, zu befahrenden Fahrstreckenabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug bewegen wird;

- ein Informationssignal aus einem Fahrerassistenzsystem, einer

Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung oder einer Verkehrsflusserkennungsvorrichtung.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen erfolgt:

- die aktuelle Stellung des Fußpedals (3), des Hebels oder eines anderen Aktuators zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors (2) liegt unterhalb einer vorbestimmten Stellung;

- es ist/wird aktuell ein Gang unterhalb eines vorbestimmten Ganges des Getriebes eingelegt;

- der aktuelle Gradient der Drehzahl oder des Drehmoments des

Antriebsmotors (2) liegt oberhalb eines vorbestimmten Gradients der Drehzahl oder des Drehmoments;

- es liegt ein Getriebeschaltbefehl vor oder es liegt ein

Getriebeschaltbefehl zum Herunterschalten in einen niedrigeren Gang vor;

- die aktuelle Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit oder

Beschleunigung des Kraftfahrzeugs.

Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen erfolgt:

- ein erfasstes Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung des hydrodynamischen Retarders (1) über den Bremsaktuator (5) oder die Steuervorrichtung anfordert, entspricht einem vorbestimmten

Fahrerprofil;

- der aktuelle Gradient der Betätigung des Bremsaktuators (5) oder der Steuervorrichtung liegt oberhalb eines vorbestimmten Gradienten der Betätigung; - der aktuelle Gradient eines Soll-Werts für einen Steuerdruck zum

Einstellen eines Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders (1) oder die Anzahl von Änderungen des Soll-Wertes über der

vorgegebenen Zeitspranne liegt oberhalb eines vorbestimmten

Gradienten eines Soll-Werts für den Steuerdruck oder oberhalb einer vorbestimmten Anzahl von Änderungen;

- die Anzahl und/oder Art der Anforderung von Bremsleistung mit dem hydrodynamischen Retarders (1) in einer zurückliegenden Zeitspanne entspricht einer vorbestimmten Art der Anforderung und/oder liegt oberhalb einer vorbestimmten Anzahl;

- die Summe der beim Schließen der Trennkupplung (4) angefallenen Schaltarbeit innerhalb einer zurückliegenden Zeitspanne liegt oberhalb einer vorbestimmten Summe.

Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen erfolgt:

- der aktuelle Ladezustand oder Schaltzustand eines Energiespeichers zum Antrieb eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten zusätzlichen Antriebsmotors zum Einspeisen von Antriebsleistung in den Kraftfahrzeugantriebsstrang oder zum Antreiben von Aggregaten liegt unterhalb eines vorbestimmten Ladezustands oder entspricht einem vorbestimmten Schaltzustand;

- die erfasste Beladung oder das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs liegt oberhalb einer vorbestimmten Beladung oder eines Gesamtgewichts;

- die aktuelle Neigung oder der aktuelle Kurvenverlauf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt oder die Neigung oder der Kurvenverlauf eines vorbestimmten, zu befahrenden Fahrstreckenabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug bewegen wird, liegt oberhalb einer bestimmten Neigung oder eines Kurvenverlaufs.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb und Vorliegen wenigstens einer der genannten Bedingungen die Trennkupplung (4) um eine erste Zeitspanne verzögert geöffnet wird, wohingegen die Trennkupplung (4) unmittelbar oder um eine zweite Zeitspanne zeitverzögert geöffnet wird, wenn nicht mindestens eine der genannten Bedingungen vorliegt, wobei die erste Zeitspanne größer ist als die zweite Zeitspanne.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen nur dann erfolgt, wenn mittels dem Bremsaktuator (5) oder der Steuervorrichtung keine Bremsleistung mittels einer dem

Antriebsmotor (2) zugeordneten Motorbremse und/oder des

hydrodynamischen Retarders (1) angefordert wird.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließen und/oder Öffnen der Trennkupplung (4) manuell auslösbar ist.

13. Hydrodynamischer Retarder (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

13.1 mit einem über einen Antrieb (11) in Umlauf versetzbaren Rotor (6) und einen stationär gegen ein stehendes Bauteil abstützbaren Stator (7) oder bei Ausbildung als Gegenlaufretarder einen in Gegenrichtung zum Rotor (6) umlaufenden Gegen laufstator, wobei

13.2 der Rotor (6) und der Stator (7) oder der Gegenlaufrotor beschaufelte

Räder umfassen, die miteinander einen mit Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum (8) ausbilden; und der Antrieb (11) mit einer Trennkupplung (4) versehen ist, mittels welcher der Rotor (6) zu dessen Stilllegung vom Antrieb (11) abkoppelbar oder bei Ausbildung als Gegenlaufretarder der Gegen lauf rotor vom Antrieb (11) abkoppelbar oder der Stator (6) von dem stehenden Bauteil trennbar ist, sodass der Stator (6) oder bei Ausbildung als Gegenlaufretarder der Gegenlaufrotor freigebbar ist und dieser in Umfangsrichtung des

hydrodynamischen Retarders (1) mit dem Arbeitsmedium umläuft;

mit einer Steuervorrichtung (9), welche das Öffnen und Schließen der Trennkupplung (4) zum Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) zwischen einem Bremsbetrieb und einem Nicht-Bremsbetrieb steuert;

mit wenigstens einem oder einer Vielzahl von Sensoren (10) zur Erfassung von aktuellen Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs, des Kraftfahrzeugs und/oder zur Erfassung von Umgebungsparametern;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Steuervorrichtung (9) derart ausgeführt ist, dass sie ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt, sodass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders (1) vom Bremsbetrieb in den Nicht- Bremsbetrieb das Öffnen der Trennkupplung (4) mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens der einen Größe, welche über den wenigstens einen Sensor (10) erfasst oder aus wenigstens einer ihr zugeleiteten Eingangsgröße bestimmt wird, erfolgt.

Description:
Abkoppelbarer hydrodynamischer Retarder und Steuerungsverfahren hierfür

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Retarder, der mittels einer Trennkupplung von seinem Antrieb abkoppelbar ist, sowie ein Verfahren zum Steuern des Ein- und Ausschaltens eines solchen hydrodynamischen Retarders.

Hydrodynamische Retarder werden seit vielen Jahren als verschleißfreie

Dauerbremsen in Kraftfahrzeugen sowohl auf der Schiene als auch auf der Straße, letzteres insbesondere in Lastkraftwagen, eingesetzt. Obwohl solche

verschleißfreien Dauerbremsen bezüglich der Sicherheit beim Bremsen des

Fahrzeugs und bezüglich eines geringeren Verschleißes der reibend arbeitenden Betriebsbremsen unbestritten erhebliche Vorteile mit sich bringen, sind die

Leerlaufverluste im Nichtbremsbetrieb des hydrodynamischen Retarders ein Kritikpunkt. So konnten diese Leerlaufverluste zwar durch Vorsehen von sogenannten Ventilationsblenden oder durch Vorsehen eines im Nichtbremsbetrieb vom Stator (Sekundärrad) abfahrenden Rotors (Primärrad) reduziert werden. Die genannten Maßnahmen reichen dabei jedoch in der Regel nicht aus, um die Leerlaufverluste auf nahezu Null abzusenken. Eine Möglichkeit, die Leerlaufverluste eines solchen hydrodynamischen Retarders auf Null abzusenken, besteht darin, den hydrodynamischen Retarder mittels einer Trennkupplung vom Antriebsstrang abkoppelbar zu gestalten. Hierbei ergeben sich jedoch die folgenden Nachteile: Zum einen addiert sich die Zeit zum Schließen der Trennkupplung auf die Zeit zum Befüllen des hydrodynamischen Retarders auf, was die Ansprechzeit zwischen der Aktivierungsanforderung für den

hydrodynamischen Retarder und dem Zurverfügungstellen des geforderten Bremsmomentes durch den hydrodynamischen Retarder verlängert. Zum anderen kann die Trennkupplung, die insbesondere als Reibkupplung ausgebildet ist, durch die hohen Belastungen, insbesondere beim Einschalten des hydrodynamischen Retarders, zu einem frühzeitigeren Servicebedarf oder Austausch von Komponenten im Vergleich zu Antriebssträngen mit hydrodynamischen Retardern, die ohne Trennkupplung am Antriebsstrang angebunden sind, führen.

Die europäische Patentschrift EP 2 024 209 Bl schlägt zur Verkürzung der Ansprechzeit eines über eine Trennkupplung am Antriebsstrang angeschlossenen hydrodynamischen Retarders vor, die Trennkupplung immer dann, wenn kein Traktionsbetrieb des Kraftfahrzeugs vorliegt, präventiv zu schließen und den Retarder im entleerten Zustand anzukoppeln.

Die Offenlegungsschrift DE 199 27 397 AI schlägt eine selbstverstärkende

Reibkupplung zum Ankoppeln des hydrodynamischen Retarders vor, die ein Ankoppeln des hydrodynamischen Retarders auch im befüllten Zustand

ermöglicht.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 052 121 AI schlägt ein Ausschalten eines hydrodynamischen Retarders durch Entleeren seines Arbeitsraumes und gleichzeitiges Loslassen des Stators, sodass dieser mit dem Rotor trudeln kann, vor.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 001 146 AI schlägt eine koaxiale Anordnung des Rotors des Retarders und des Rotors einer elektrischen Maschine vor, die gemeinsam über eine Trennkupplung, insbesondere unsynchronisierte

Trennkupplung, vom Antriebsstrang abschaltbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem mittels einer Trennkupplung mechanisch vom Antriebsstrang abkoppelbaren hydrodynamischen Retarder sowie ein

Steuerungsverfahren hierfür anzugeben, mit welchen die oben dargestellten Nachteile reduziert oder vermieden werden können. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich durch eine einfache konstruktive und kostengünstige Bereitstellung auszeichnen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen hydrodynamischen Retarder mit den Merkmalen von Anspruch 10 sowie ein Verfahren zum Steuern des Ein- und Ausschaltens des hydrodynamischen Retarders mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarders, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal, einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor des hydrodynamischen Retarders über eine Trennkupplung in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und der hydrodynamische Retarder in einem Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um

Bremsleistung auf den Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine

Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine

Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, die folgenden Schritte: Beim Schalten des hydrodynamischen Retarders vom

Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand einer dem Antriebsmotor zugeordneten Motorbremse, mittels der Bremsleistung auf den Kraftfahrzeugantriebsstrang ausübbar ist; - die Stellung des Fußpedals, des Hebels oder eines anderen Aktuators zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors;

- die Gangstellung eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Getriebes;

- der Gradient der Drehzahl oder des Drehmoments des Antriebsmotors, einer An- oder Abtriebswelle des Getriebes oder von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs;

- die aktuelle Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs;

- das Vorliegen eines Getriebeschaltbefehls, mit welchem ein

Gangwechsel in einem Schaltgetriebe des Kraftfahrzeugs angefordert wird.

Bevorzugt erfolgt das Öffnen der Trennkupplung beim Schalten des

hydrodynamischen Retarders vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen:

- die aktuelle Stellung des Fußpedals, des Hebels oder eines anderen Aktuators zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors liegt unterhalb einer vorbestimmten Stellung;

- es ist/wird aktuell ein Gang unterhalb eines vorbestimmten Ganges des Getriebes eingelegt;

- der aktuelle Gradient der Drehzahl oder des Drehmoments des

Antriebsmotors liegt oberhalb eines vorbestimmten Gradients der Drehzahl oder des Drehmoments;

- die aktuelle Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs liegt oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit oder

Beschleunigung des Kraftfahrzeugs; - es liegt ein Getriebeschaltbefehl vor oder es liegt ein

Getriebeschaltbefehl zum Herunterschalten in einen niedrigeren Gang vor.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarders, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal, einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor des hydrodynamischen Retarders über eine Trennkupplung in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und der hydrodynamische Retarder in einem Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um

Bremsleistung auf den Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine

Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine

Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, die folgenden Schritte: Beim Schalten des hydrodynamischen Retarders vom

Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- ein Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders über den Bremsaktuator oder die Steuervorrichtung anfordert;

- der Gradient der Betätigung des Bremsaktuators oder der

Steuervorrichtung;

- der Gradient eines Soll-Werts für einen Steuerdruck zum Einstellen eines Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders oder die Anzahl von Änderungen des Soll-Wertes über einer vorgegebenen Zeitspanne; - die Anzahl und/oder Art der Anforderung von Bremsleistung des hydrodynamischen Retarders in einer zurückliegenden Zeitspanne;

- die angefallene Schaltarbeit beim Schließen der Trennkupplung

innerhalb einer zurückliegenden Zeitspanne.

Bevorzugt erfolgt das Öffnen der Trennkupplung beim Schalten des

hydrodynamischen Retarders vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen:

- ein erfasstes Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung des hydrodynamischen Retarders über den Bremsaktuator oder die Steuervorrichtung anfordert, entspricht einem vorbestimmten Fahrerprofil;

- der aktuelle Gradient des Bremsaktuators oder der Steuervorrichtung liegt oberhalb eines vorbestimmten Gradienten der Betätigung;

- der aktuelle Gradient eines Soll-Werts für einen Steuerdruck zum

Einstellen eines Füllungsgrades des hydrodynamischen Retarders oder die Anzahl von Änderungen des Soll-Wertes über der vorgegebenen Zeitspanne liegt oberhalb eines vorbestimmten Gradienten eines Soll- Werts für den Steuerdruck oder oberhalb einer vorbestimmten Anzahl von Änderungen;

- die Anzahl und/oder Art der Anforderung von Bremsleistung des

hydrodynamischen Retarders in einer zurückliegenden Zeitspanne entspricht einer vorbestimmten Art der Anforderung;

- die Summe der beim Schließen der Trennkupplung angefallenen

Schaltarbeit innerhalb einer zurückliegenden Zeitspanne liegt oberhalb einer vorbestimmten Summe.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordneten hydrodynamischen Retarders, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsmotor umfasst, dessen Leistungsabgabe über ein Fußpedal, einen Hebel oder einen anderen Aktuator regelbar ist, wobei ein Rotor des hydrodynamischen Retarders über eine Trennkupplung in eine Triebverbindung mit dem Antriebsmotor und/oder dem Kraftfahrzeugantriebsstrang schaltbar ist und der hydrodynamische Retarder in einem Bremsbetrieb mit einem Arbeitsmedium befüllbar ist, um

Bremsleistung auf den Kraftfahrzeugantriebsstrang und/oder den Antriebsmotor auszuüben und in einem Nicht-Bremsbetrieb vollständig oder bis auf eine

Restmenge von Arbeitsmedium entleert ist und im Wesentlichen keine

Bremsleistung liefert, und die eingestellte Bremsleistung wenigstens mittelbar über einen Bremsaktuator oder eine Steuervorrichtung steuerbar oder regelbar ist, die folgenden Schritte: Beim Schalten des hydrodynamischen Retarders vom

Bremsbetrieb mittels des Bremsaktuators oder der Steuervorrichtung in den Nicht- Bremsbetrieb erfolgt das Öffnen der Trennkupplung mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Größen:

- der Schaltzustand eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten Aggregats;

- der Schaltzustand eines Geschwindigkeitsregelsystems und/oder

Abstandsregelsystems des Kraftfahrzeugs;

- der Ladezustand oder Schaltzustand eines Energiespeichers zum Antrieb eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten zusätzlichen Antriebsmotors zum Einspeisen von Antriebsleistung in den

Kraftfahrzeugantriebsstrang oder zum Antreiben von Aggregaten;

- die erfasste Fahrbahnbeschaffenheit;

- die Beladung oder das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs;

- die Neigung oder der Kurvenverlauf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt oder die Neigung oder der Kurvenverlauf eines vorbestimmten, zu befahrenden Fahrstreckenabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug bewegen wird; - ein Informationssignal aus einem Fahrerassistenzsystem, einer

Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsverbindung oder einer Verkehrsflusserkennungsvorrichtung.

Bevorzugt erfolgt das Öffnen der Trennkupplung beim Schalten des

hydrodynamischen Retarders vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb mit variierender zeitlicher Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens einer der nachfolgenden Bedingungen:

- der aktuelle Ladezustand oder Schaltzustand eines Energiespeichers zum Antrieb eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang angeordneten zusätzlichen Antriebsmotors zum Einspeisen von Antriebsleistung in den Kraftfahrzeugantriebsstrang oder zum Antreiben von Aggregaten liegt unterhalb eines vorbestimmten Ladezustands oder entspricht einem vorbestimmten Schaltzustand;

- die erfasste Beladung oder das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs liegt oberhalb einer vorbestimmten Beladung oder eines Gesamtgewichts;

- die aktuelle Neigung oder der aktuelle Kurvenverlauf der Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade bewegt oder die Neigung oder der Kurvenverlauf eines vorbestimmten, zu befahrenden

Fahrstreckenabschnitts, auf welchem sich das Fahrzeug bewegen wird, liegt oberhalb einer bestimmten Neigung oder eines Kurvenverlaufs.

Einzelne oder alle Merkmale der drei Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden.

Alternativ kann bei den dargestellten Ausführungsformen bei dem

hydrodynamischen Retarder, welcher einen umlaufenden beschaufelten Rotor und einen beschaufelten Stator oder bei Ausführung als Gegen lauf retarder einen umlaufenden und einen in Gegenrichtung hierzu umlaufenden beschaufelten Gegenlaufrotor aufweist eine Trennkupplung vorgesehen sein, sodass der

Gegenlaufrotor im Bremsbetrieb über den Antriebsstrang mit der geschlossenen Trennkupplung angetrieben wird oder der Stator im Bremsbetrieb mit der geschlossenen Trennkupplung stationär gegen ein stehendes Bauteil abgestützt wird und beim Übergang vom Bremsbetrieb zum Nichtbremsbetrieb der

Arbeitsraum entleert und die Trennkupplung geöffnet wird, wodurch der Stator freigegeben und bei Ausführung als Gegenlaufretarder der Gegenlaufrotor freigegeben wird, sodass dieser in Umfangsrichtung des hydrodynamischen Retarders mit dem Arbeitsmedium umläuft, also von dem Arbeitsmedium mitgeschleppt wird und mit diesem mittrudelt.

Dabei bedeutet variierende zeitliche Verzögerung im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass gerechnet von der Schaltanforderung, welche den Übergang vom Bremsbetrieb zum Nicht-Bremsbetrieb auslöst, das Öffnen der Trennkupplung erst nach einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgt. Die Schaltanforderung kann dabei manuell vom Fahrer durch Betätigen des zum Beispiel als Wählhebel ausgeführten Bremsaktuators in eine Aus-Stellung oder durch Vorgabe mittels der

Steuervorrichtung erfolgen. Der besagte Übergang von Brems- in den Nicht- Bremsbetrieb kann auch durch eine Anforderung eines Retarderbremsmoments von im Wesentlichen 0 Nm charakterisiert sein. Eine solche Zeitspanne kann beispielsweise zwischen 0 (sofortiges Öffnen) oder beispielsweise 5, 10, 15, 30, 60 Sekunden oder mehr betragen. Die Länge der Zeitspanne, welche demnach zwischen 0 und einer vorgebebenen maximalen Zeitspanne variiert, wird in Abhängigkeit einer oder mehrerer der zuvor genannten Größen der drei erfindungsgemäßen Alternativen eingestellt.

Bevorzugt wird beim Schalten des hydrodynamischen Retarders vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb und Vorliegen wenigstens einer der genannten

Bedingungen die Trennkupplung um eine erste Zeitspanne verzögert geöffnet, wohingegen die Trennkupplung unmittelbar oder um eine zweite Zeitspanne verzögert geöffnet wird, wenn nicht mindestens eine der genannten Bedingungen vorliegt. Die erste Zeitspanne ist dabei größer als die zweite Zeitspanne. Beim Vorliegen der genannten Bedingungen wird die Trennkupplung später geöffnet, sodass der Retarder länger am Kraftfahrzeugantriebsstrang angekoppelt bleibt als in dem Fall, in welchem diese Bedingung nicht vorliegt. Dann kann die

Trennkupplung vergleichsweise schneller, beispielsweise sofort, geöffnet werden.

Die Trennkupplung wird besonders vorteilhaft automatisch beim Vorliegen der oben genannten Größen oder Bedingungen zeitverzögert geöffnet.

Ferner kann gemäß allen Ausführungsformen des Verfahrens der

Steuervorrichtung eine Prioritätslogik zugeordnet sein, welche ein Öffnen der Trennkupplung immer dann verhindert, wenn eine Bremsleistungsanforderung für eine dem Antriebsmotor zugeordnete Motorbremse und/oder den

hydrodynamischen Retarder vorliegt. Anders ausgedrückt erfolgt ein Öffnen der Trennkupplung nur dann, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Bremsbetrieb befindet.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Schließen der Trennkupplung und/oder das Öffnen der Trennkupplung manuell ausgelöst werden, so dass der Fahrer einen aktiven Einfluss hierauf nehmen kann.

Generell kann beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb mit dem Öffnen der Trennkupplung gewartet werden, wenn sich das Kraftfahrzeug insbesondere in einem Traktionsbetrieb befindet. Mit Traktionsbetrieb ist dabei jener Zustand des Kraftfahrzeugs gemeint, bei welchem durch Betätigen des Antriebsmotors beziehungsweise durch Gasgeben eine Leistungseinspeisung vom Antriebsmotor in den Kraftfahrzeugantriebstrang mit einer Drehzahl oder einem Drehmoment des Antriebsmotors oberhalb einer Leerlaufdrehzahl oder eines vorbestimmten Drehmoments (zum Beispiel 0 Nm) bewirkt wird. Das Kraftfahrzeug kann sich auch in einem Schubbetrieb, in welchem der

Antriebsmotor mit Leerlaufdrehzahl umläuft oder bei umgekehrtem Leistungsfluss durch die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs beschleunigt wird, befinden. Befindet sich das Kraftfahrzeug im Traktionsbetrieb, wird mit dem Öffnen der Trennkupplung eine vorbestimmte Zeitspanne gewartet. Damit wird in der Praxis verhindert, dass insbesondere nur durch kurzzeitiges, wiederholtes Betätigen des Fußpedals und Zurücknehmen desselben, was einen ständigen Wechsel zwischen einem Traktionsbetrieb und einem Schubbetrieb bedeutet, die Trennkupplung unnötig oft geöffnet und geschlossen wird.

Befindet sich das Kraftfahrzeug hingegen im Schubbetrieb, kann ebenfalls mit dem Öffnen der Trennkupplung eine vorbestimmte Zeitspanne gewartet werden. Dabei kann auch die Bedingung mit einbezogen werden, dass innerhalb dieser

Zeitspanne eine wiederholte Betätigung des hydrodynamischen Retarder ausgeschlossen ist und/oder bei Vorsehen einer dem Antriebsmotor zugeordneten Motorbremse zwischenzeitlich keine Bremsleistung mit dieser angefordert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst ein

hydrodynamischer Retarder für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang einen über einen Antrieb in Umlauf versetzbaren Rotor und einen ortsfesten oder in

Gegenrichtung zum Rotor umlaufenden Stator, wobei der Rotor und der Stator beschaufelte Räder umfassen, die miteinander einen mit Arbeitsmedium

befüllbaren Arbeitsraum ausbilden. Der Antrieb ist dabei mit einer Trennkupplung versehen, mittels welcher der Rotor zu dessen Stillegung vom Antrieb

abkoppelbar oder bei Ausbildung als Gegenlaufretarder der Gegen lauf rotor vom Antrieb abkoppelbar oder der Stator von dem stehenden Bauteil trennbar ist, sodass der Stator oder bei Ausbildung als Gegenlaufretarder der Gegen lauf rotor freigebbar ist und dieser in Umfangsrichtung des hydrodynamischen Retarders mit dem Arbeitsmedium umläuft, sowie eine Steuervorrichtung, welche das Öffnen und Schließen der Trennkupplung zum Schalten des hydrodynamischen Retarders zwischen einem Bremsbetrieb und einem Nicht-Bremsbetrieb steuert. Ferner ist wenigstens einer oder eine Vielzahl von Sensoren zur Erfassung von aktuellen Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugantriebsstrangs, des Kraftfahrzeugs und/oder zur Erfassung von Umgebungsparametern vorgesehen. Die Steuervorrichtung ist dabei derart eingerichtet, dass sie ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt, sodass beim Schalten des hydrodynamischen Retarders vom Bremsbetrieb in den Nicht- Bremsbetrieb das Öffnen der Trennkupplung mit variierender zeitlicher

Verzögerung in Abhängigkeit wenigstens der einen Größe, welche über den wenigstens einen Sensor erfasst oder aus wenigstens einer ihr zugeleiteten

Eingangsgröße bestimmt wird, erfolgt.

Die Steuervorrichtung kann dabei derart ausgeführt sein, dass diese alle drei Ausführungsformen des Verfahrens einzeln oder in Kombination ausführt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden.

einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem erfindungsgemäß angesteuerten über eine Trennkupplung abschaltbaren hydrodynamischen Retarder. In der Figur 1 ist sehr schematisch ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Antriebsmotor 2, hier als Verbrennungsmotor ausgeführt, und einem diesem nachgeordneten Getriebe 12, beispielweise Automatgetriebe oder automatisiertes Schaltgetriebe oder Handschaltgetriebe, dargestellt. Das Getriebe 12 weist eine Getriebeeingangswelle 13 sowie eine Getriebeausgangswelle 14 auf. Über die Getriebeausgangswelle 14 werden Antriebsräder 15 des Kraftfahrzeugs

angetrieben.

Vorliegend kann mittels eines Fußpedals 3 die Leistungsabgabe des

Antriebsmotors 2 je nach Stellung des Fußpedals 3 eingestellt werden. Anstelle des Fußpedals 3 könnte auch ein Hebel oder sonstiger Aktuator zur Regelung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors 2 herangezogen werden.

Auf einem sogenannten Nebenabtrieb 16 des Getriebes 12 ist sekundärseitig ein hydrodynamischer Retarder 1 positioniert. Der Nebenabtrieb 16 stellt somit den Antrieb 11 des hydrodynamischen Retarders 1 dar. Jedoch könnte der

hydrodynamische Retarder 1 auch an einer anderen Position, beispielsweise innerhalb des Getriebes 12, auf der Primärseite des Getriebes 12 oder an dem Antriebsmotor 2 primärseitig oder sekundärseitig oder auf einem Nebenabtrieb desselben vorgesehen sein.

Der hydrodynamische Retarder 1 weist einen Rotor 6 und einen Stator 7 auf, die gemeinsam den Arbeitsraum 8 ausbilden. Der Rotor 6 ist über eine Trennkupplung 4 am Antrieb 11 angeschlossen. Die Trennkupplung 4 weist eine Primärseite 4.1 und eine Sekundärseite 4.2 auf, sodass zum Einschalten des Retarders 1 die Trennkupplung 4 geschlossen wird, bis nach einer Schlupfüberbrückung die Sekundärseite 4.2 mit der Drehzahl der Primärseite 4.1 umläuft, und zum

Ausschalten des Retarders 1 die Trennkupplung 4 wieder geöffnet wird. Dem hydrodynamischen Retarder 1 und/oder der Trennkupplung 4 ist eine

Steuervorrichtung 9 zugeordnet, welche das Schließen der Trennkupplung 4 und das Befüllen des Arbeitsraums 8 des hydrodynamischen Retarders 1 steuert. Es könnten auch mehrere (nicht gezeigte) Steuervorrichtungen vorgesehen sein, die jeweils dem hydrodynamischen Retarder 1 und der Trennkupplung 4 zugeordnet sein könnten. 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.

Zur Einstellung einer Bremsleistung mit dem hydrodynamischen Retarder 1 ist ein Bremsaktuator 5, hier in Form eines Wählhebels, vorgesehen. Hierdurch kann eine Bremsstufe aus einer Vielzahl von Bremsstufen eingestellt werden, wobei jeder Bremsstufe ein bestimmter Bremsmomentenverlauf zur Einstellung einer bestimmten Bremsleistung zugeordnet ist.

Der Steuervorrichtung 9 werden über die gestrichelt dargestellten Linien

Informationen von Sensoren oder Eingangsgrößen, beispielsweise von einer dem Getriebe 12 zugeordneten Getriebesteuerung oder einer Kraftfahrzeugsteuerung, besonders bevorzugt über ein CAN-Bus-System oder über andere leitende

Verbindungen zugeleitet.

In der Figur 1 ist weiterhin beispielhaft eine Mehrzahl von Sensoren 10 dargestellt, wobei hier jeweils ein Sensor einer entsprechenden Komponente des

Kraftfahrzeugantriebsstrangs zugeordnet ist. Im Uhrzeigersinn gesehen sind die folgenden Komponenten mit jeweils einem Sensor 10 ausgestattet: der als

Bremsaktuator 5 ausgeführte Wählhebel, das Fußpedal 3, der Antriebsmotor 2, das Getriebe 12. Auch ein die Umgebungsbedingungen einer Fahrstrecke, auf der sich das Kraftfahrzeug bewegt, erfassender Sensor oder mit Sensoren 10 ausgestattete Einrichtungen, die Daten über den bevorstehenden Verlauf der Fahrstrecke (Navigationssystem) sowie ein Abstandsregelsystem und/oder ein Geschwindigkeitsregelsystem können vorgesehen sein. Ebenfalls kommen auch Fahrerassistenzsysteme, Fahrzeug-zu Fahrzeug-Kommunikationsverbindungen oder Verkehrsflusserkennungsvorrichtungen mittels denen Informationen über das aktuelle Verkehrsaufkommen sowie Staus an die Steuervorrichtung 9 übermittelt werden können, vorgesehen sein. Bei einem hohen Verkehrsaufkommen kann dann beispielsweise die Trennkupplung 4 länger geschlossen bleiben. Anstelle der Sensoren 10 können auch Eingangsgrößen aus nicht dargestellten Getriebe- oder Kraftfahrzeugsteuerungen an die Steuervorrichtung 9 übermittelt werden.

Allgemein können Informationssignale von Komponenten, die Teil von

Fahrerassistenzsystemen sind oder von insbesondere drahtlosen Netzwerken (Funknetze), mit denen das Fahrzeug kommuniziert oder selbst einen Teil dieser darstellt, als Auslöser zum Verzögern des Öffnens der Trennkupplung

herangezogen werden. Beispielhaft können Informationssignale wie die aktuelle zulässige Geschwindigkeit (Geschwindigkeitsbegrenzung) eines Streckenabschnitts auf der vom Fahrzeug zu befahrenden Strecke, welche mittels eines

Verkehrszeichenerkennungssystems erfasst oder aus in einem Navigationssystem hinterlegten Daten entnommen wurden, herangezogen werden.

Selbstverständlich ist diese Aufzählung der hier dargestellten Komponenten und Einrichtungen nicht abschließend. Auch die hier dargestellte Kombination dieser ist rein exemplarisch, sodass mehr oder weniger als die hier dargestellten Sensoren und Einrichtungen vorgesehen sein könnten.

Dabei wird nun stets beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb in Abhängigkeit der von dem wenigstens einen Sensor 10 aufgenommenen Größen oder Eingangsgrößen die Trennkupplung 4 mit variierender zeitlicher Verzögerung geöffnet.

Besonders bevorzugt vergleicht die Steuervorrichtung 9 die von den Sensoren 10 erfassten Größen oder der Steuervorrichtung 9 zugeleiteten Eingangsgrößen mit vorbestimmten und in der Steuervorrichtung 9 hinterlegten Größen. In

Abhängigkeit der hieraus resultierenden Bedingungen wird die Trennkupplung 4 nun vergleichsweise früher oder später geöffnet. Wird beispielsweise der als Wählhebel ausgeführte Bremsaktuator 5 vergleichsweise schnell aus einer eine bestimmte Bremsleistung darstellenden Bremsstufe in seine Aus-Stellung, in welcher im Wesentlichen kein Bremsmoment mit dem Retarder 1 angefordert wird, verbracht, so wird vorliegend ein vergleichsweise hoher Gradient der

Betätigung von dem ihm zugeordneten Sensor 10 erfasst. Der aktuell erfasste Gradient der Betätigung des Bremsaktuators 5 wird nun mit dem in der

Steuervorrichtung 9 hinterlegten, vorbestimmten Gradienten verglichen. Liegt hier der erfasste Gradient unterhalb des vorbestimmten Gradienten, so wird die Trennkupplung 4 langsamer geöffnet, beispielsweise nach 10 Sekunden, wohingegen, wenn der erfasste Gradient oberhalb des vorbestimmten Gradienten liegt, wird die Trennkupplung 4 schneller, beispielsweise bereits nach 5 Sekunden geöffnet.

Weiterhin kann beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb, insbesondere wenn, wie bereits ausgeführt, der Wählhebel von einer eingestellten Bremsstufe in eine Aus-Stellung verbracht wird, zusätzlich die aktuelle Stellung des Fußpedals 3 erfasst werden, um die Trennkupplung 4 in Abhängigkeit dieser Stellung zeitverzögert zu öffnen. Alternativ kann nur die Stellung des Fußpedals 3 zum zeitversetzten Öffnen der Trennkupplung 4 herangezogen werden. Neben der aktuellen Stellung wäre auch ein Gradient der Betätigung, also die

Betätigungsgeschwindigkeit beim Niederdrücken oder Loslassen des Fußpedals 3 mittels des entsprechenden Sensors 10 erfassbar. Wiederum könnte nun die Trennkupplung 4 vergleichsweise später geöffnet werden, wenn sich der aktuell erfasste Gradient des Fußpedals 3 unterhalb eines vorbestimmten Gradienten befindet.

Auch könnte der Gradient der Drehzahländerung oder die aktuelle Drehzahl des Antriebsmotors 2 als Größe herangezogen werden. Beispielsweise kann in der Nähe der Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors 2, insbesondere dann, wenn der hydrodynamische Retarder als Primärretarder ausgeführt ist, die Trennkupplung 4 beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb vergleichsweise schnell, insbesondere sofort, geöffnet werden. Hierdurch wird ein Abwürgen des Antriebsmotors 2 bei geringen Drehzahlen und gleichzeitiger Bremsanforderung mit dem Retarder 1 weniger wahrscheinlich.

So kann mit dem Öffnen der Trennkupplung 4 länger gewartet werden, wenn die aktuelle Drehzahl oder der Drehzahlgradient des Antriebsmotors 2 unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl oder eines Drehzahlgradienten liegt. So wird zum Beispiel bei beschleunigendem Kraftfahrzeug (und relativ hohem Gradienten oder hoher Drehzahl) länger mit dem Öffnen der Trennkupplung 4 gewartet. Hingegen wird die Trennkupplung 4 beim Verzögern des Kraftfahrzeugs (relativ niedriger Gradient und niedrige Drehzahl) vergleichsweise früher geöffnet.

Anstelle oder zusätzlich zu der Drehzahl des Antriebsmotors 2 kann auch die Drehzahl der im Getriebe 12 umlaufenden Wellen, wie beispielsweise die

Getriebeeingangswelle 13, Getriebeausgangswelle 14 oder die Drehzahl des Nebenabtriebs 16 als Größe, herangezogen werden. Selbstverständlich kann auch ein Sensor zur Erfassung des aktuell im Getriebe 12 eingelegten Ganges

vorgesehen sein, um insbesondere bei als Sekundärretarder ausgeführten

Retardern in den niedrigeren Gängen die Trennkupplung 4 vergleichsweise spät zu Öffnen. Dies ist besonders vorteilhaft im Stadtverkehr mit häufigen

Anfahrvorgängen sowie Fahrten in niedrigen Gängen, in denen die durch das Angekuppeltbleiben der Trennkupplung 4 im hydrodynamischen Retarder 1 entstehenden Verlustleistungen deutlich geringer sind als bei hohen

Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs.

Neben der Erfassung der aktuellen Betriebsgrößen des

Kraftfahrzeugantriebsstrangs könnten auch Umgebungsparameter wie

beispielsweise die Lufttemperatur der Umgebung oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug bewegt, beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht- Bremsbetrieb erfasst werden. Hierzu gehört auch die Topographie der

Fahrstrecke, welche das Streckenprofil beinhaltet, welches das Kraftfahrzeug innerhalb einer vorgegebenen, unmittelbar bevorstehenden Zeitspanne und/oder Wegstrecke bei einem vorgegebenen Fahrziel zurücklegen muss. Eine solche Vorgabe eines Fahrziels oder einer bevorstehenden Zeitspanne kann, wie in Figur 1 angedeutet, mittels eines Navigationssystems erfolgen. Auch die Neigung der Fahrbahn, insbesondere in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen, oder der Kurvenverlauf der Fahrstrecke können als Größen zur Beurteilung ob die

Trennkupplung 4 vergleichsweise früher oder später geöffnet wird, herangezogen werden. Die aktuelle Neigung oder der aktuelle Kurvenverlauf der Fahrstrecke kann über entsprechende Sensoren, wie Beschleunigungs- oder

Luftdrucksensoren, erfasst werden. Eine bevorstehende Neigung oder ein bevorstehender Kurvenverlauf, den das Fahrzeug befahren wird, kann über das Navigationssystem realisiert werden. So kann beispielsweise in einem Gefälle die Trennkupplung länger oder über das gesamte Gefälle hinweg geschlossen bleiben. Die dafür notwendige Zeitspanne wird im Voraus von der Steuervorrichtung 9 anhand des vorgegebenen Streckenprofils errechnet. Auch vor Kurven oder Kreuzungen kann die Trennkupplung 4 entsprechend länger geschlossen bleiben und bevorzugt erst dann geöffnet werden, wenn diese mit dem Kraftfahrzeug durchquert wurden.

Auch kann die Trennkupplung 4 beim Übergang vom Brems- in den Nicht- Bremsbetrieb vergleichsweise länger geschlossen bleiben, wenn ein

Geschwindigkeitsregelsystem und/oder Abstandsregelsystem des Kraftfahrzeugs aktiviert ist oder einen bestimmten Schaltzustand aufweist. Bei diesen Systemen wird der Abstand insbesondere zum vorausfahrenden Fahrzeug beziehungsweise die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ständig als Regelgröße

zurückgeführt, was zu einem ständigen Wechsel zwischen dem Traktions- und Schubbetrieb führen kann. Hierdurch wird zur Einstellung der vorgegebenen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs jeweils abwechselnd der Antriebsmotor 2 zur Beschleunigung oder der hydrodynamische Retarder 1 zum Abbremsen desselben vermehrt betätigt. Wird nun beim aktivierten Geschwind ig keits- und/oder

Abstandsregelsystem die Trennkupplung 4 (Vorliegen des entsprechenden

Schaltzustands eines solchen Systems) vergleichsweise später geschlossen, so werden häufige An- und Abkoppelvorgänge mit der Trennkupplung 4 vermieden. Besonders vorteilhaft kann die Trennkupplung 4 für die gesamte Dauer des aktivierten Systems angekoppelt bleiben und erst beim Deaktivieren desselben geöffnet werden. Auch kann die Steuervorrichtung 9 derart eingerichtet sein, dass sie ein

Fahrerprofil eines Fahrers, welcher Bremsleistung mit dem hydrodynamischen Retarder anfordert, erfasst. Entspricht das erfasste Fahrerprofil einem

vorgegebenen Profil, so kann die Trennkupplung 4 entsprechend in ihrem Öffnen zeitverzögert variiert werden. Erkennt die Steuervorrichtung 9 beispielsweise, dass ein Fahrer den hydrodynamischen Retarder 1 stets zwischen einer Maximalstellung und der Aus-Stellung vermehrt ein- und ausschaltet, so kann die Trennkupplung 4 beim Übergang vom Bremsbetrieb in den Nicht-Bremsbetrieb zunächst länger geschlossen bleiben. Ebenfalls kann der Steuervorrichtung 9 eine Prioritätslogik zugeordnet sein, welche eine Gewichtung hinsichtlich des Vorrangs einzelner, mit einer Mehrzahl von Sensoren 10 erfassten Größen oder Eingangsgrößen gegenüber den verbleibenden Größen vornimmt. Alternativ oder zusätzlich können auch die sich bei der Prüfung der erfassten Größen mit den vorbestimmten Größen einzeln ergebenden Zeitspannen zum verzögerten Öffnen der Trennkupplung 4 zu einer Gesamtverzögerung

aufsummiert werden. Bezugszeichen liste

1 hydrodynamischer Retarder

2 Antriebsmotor

3 Fußpedal

4 Trennkupplung

4.1 Primärseite

4.2 Sekundärseite

5 Bremsaktuator

6 Rotor

7 Stator

8 Arbeitsraum

9 Steuervorrichtung

10 Sensor

11 Antrieb

12 Getriebe

13 Getriebeeingangswelle

14 Getriebeausgangswelle

15 Antriebsräder

16 Nebenabtrieb