Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung mit einem hydrodynamischen Retarder, wie er als Dauerbremse in Kraftfahrzeugen, beispielsweise Bussen, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeugen eingesetzt wird, sowie ein Verfahren zur Regelung eines solchen bzw. zum Einstellen eines Bremsmomentes einer mit einem solchen Retarder ausgestatteten Bremsvorrichtung. Die Arbeitsweise und die Grundfunktion eines hydrodynamischen Retarders ist dem Fachmann allgemein bekannt, z.B. aus der DE 39 43 708 A1 . Weiterhin sind dem Fachmann unterschiedliche Verfahren bekannt, wie das Bremsmoment eines solchen Retarders geregelt werden kann.

In der Regel ist der Retarder mit dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges gekop- pelt, so dass zumindest der Rotor des Retarders ständig angetrieben wird. Durch die Regelung der Befüllung des Arbeitsraums, der durch einen Rotor und einen Stator gebildet wird, mit einem Arbeitsmedium, kann das Bremsmoment des Retarders geregelt werden. Als Arbeitsmedium wird in der Regel Öl oder Wasser beziehungsweise ein Wassergemisch verwendet. Weiterhin sind abschaltbare Retarder bekannt bei denen der Rotor im Nicht- Bremsbetrieb von Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges entkoppelt wird, um im Nicht-Bremsbetrieb die Verlustleistung zu minimieren.

Im Bremsbetrieb ist der Arbeitsraum zumindest teilweise befüllt und es bildet sich im Arbeitsraum eine Kreislaufströmung aus, über die ein Drehmoment, als Bremsmoment des Retarders bezeichnet, vom Stator auf den Rotor übertragbar ist. Dabei wird der Rotor bzw. das Primärschaufelrad und insbesondere die mit dem Primärschaufelrad drehfest ausgeführte Welle verzögert.

Die dabei entstehende Wärme muss abgeführt werden, was dadurch geschieht, dass zumindest ein Teil des Arbeitsmediums in einem Kreislauf zirkuliert, der mit einem Kühlkreislauf verbunden bzw. in diesen eingebunden ist, über den die überschüssige Wärme abgeführt werden kann.

Im Nichtbremsbetrieb wird der Arbeitsraum des Retarders im Wesentlichen oder vollständig entleert, sodass kein oder kein wesentliches Drehmoment vom Stator auf den Rotor übertragen wird. Entsprechend wird auch keine Bremswirkung erzielt. Um die Leerlaufverluste möglichst weit zu reduzieren, kann vorgesehen werden, den Retarder mit einem axial verschiebbaren Rotor oder Stator auszuführen, um im Nicht-Bremsbetrieb den Trennspalt von Rotor und Stator vergrößern zu können.

Im Bremsbetrieb ist in der Regel immer eine Regelung des Bremsmomentes vorgesehen die von unterschiedlichen Bedingungen abhängig ist. Unter anderem ist das Bremsmoment auch von der Temperatur des Arbeitsmediums bzw. des Kühlmediums abhängig, da die bei der Bremsung erzeugte Wärmeenergie über das Arbeitsmedium bzw. das Kühlmedium abgeführt werden muss. Ist eine der Temperaturen zu hoch muss die Bremsleistung zurückgenommen werden.

Zur Temperaturüberwachung kann die Temperatur von verschiedenen Orten im Arbeitsmediumkreislauf und/oder Kühlkreislauf herangezogen werden. So kann beispielsweise die Arbeitsmediumtemperatur im Auslasskanal des Retarders und/oder die Kühlwassertemperatur gemessen werden.

Trotz aller bisherigen Temperaturregelausführungen kann es in bestimmten Betriebssituationen dazu kommen, dass die gemessene Temperatur so hoch ist, dass der Retarder abgeregelt wird, also die Bremsleistung zurückgenommen wird, obwohl das Kühlsystem in der Lage wäre, die überschüssige Wärmeenergie abzuführen.

Im Extremfall führt dies zu Bremsmomentsprüngen oder während des Nicht- Bremsbetriebes zu einer zu hohen Temperatur im Arbeitsraum.

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es nun, eine Bremsvorrichtung mit Retarder sowie ein Verfahren zur Regelung eines solchen vorzuschlagen, mit der/dem ein verbessertes Bremsverhalten und eine verbesserte Bremsleistungsverfügbarkeit erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Bremsvorrichtung mit Retarder sowie einem Verfahren zur Regelung eines solchen, entsprechend den in Anspruch 1 und Anspruch 4 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Bremsvorrichtung mit einem hydrodynamischen Retarder vorgeschlagen, wobei zur Regelung des hydrodynamischen Retarders zumindest im Bremsbetrieb zeitweise eine Regeltemperatur TKreisiauf verwendet wird, die von einem Temperatursensor stammt, der derart positioniert ist, dass mit dessen Hilfe eine Temperatur TKreisiauf im Arbeitsraum des Retarders gemessen werden kann.

Übersteigt die Temperatur TKreisiauf des Arbeitsmediums im Arbeitsraum einen festgelegten Maximalwert, muss die Bremsleistung mittels der Regelung reduziert werden. Unterhalb des Maximalwertes kann mit maximaler Bremsleistung ge- bremst werden.

Der hydrodynamische Retarder umfasst mindestens je ein Rotor- und Statorschaufelrad, die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum bilden. Der Arbeitsraum ist für den Bremsbetrieb des Retarders mit einem Arbeitsmedium befüllbar und für den Nicht-Bremsbetrieb des Retarders wieder entleerbar. Weiterhin ist eine vom Arbeitsraum zu einem Kühler und von dort wieder zurück führender äußere Kühlkreislaufleitung, bzw. Kühlkreislauf, vorgesehen.

Durch die Messung der Temperatur TKreisiauf im Arbeitsraum kann zum einen die Bremsleistung zeitnah an die Temperaturentwicklung im Arbeitsmedium während der Bremsung angepasst werden. Zum Anderem kann auch im Nicht-Bremsbetrieb die Temperatur im Arbeitsraum gemessen bzw. geregelt werden und zur Kühlung kann bei Bedarf Arbeitsmedium in den Arbeitsraum eingeleitet werden, um eine unerlaubt hohe Temperatur zu vermeiden.

Der Temperatursensor kann an jeder Position im Arbeitsraum positioniert sein, so kann der Sensor beispielsweise auch in den Arbeitsraum hineinreichen.

Im Sinne der Erfindung muss der Temperatursensor so positioniert sein, dass die Arbeitsmediumtemperatur innerhalb des tourusförmigen Arbeitsraums, der von Rotorschaufelrad und Statorschaufelrad gebildet wird, messbar ist. In einer bevorzugten Ausführung ist der Temperatursensor am Stator oder an einer Schaufel des Stators positioniert.

Durch die Positionierung des Temperatursensors im Arbeitsraum ist weiterhin ein vorteilhaftes Verfahren zur Regelung einer Bremsvorrichtung mit Retarder möglich, bei dem zumindest im Bremsbetrieb zeitweise die Temperatur TKreisiauf als Regel- temperatur zur Regelung des Bremsmomentes verwendet wird, die von dem Temperatursensor stammt, der derart positioniert ist, dass mit dessen Hilfe eine Temperatur im Arbeitsraum gemessen wird.

Weiterhin kann vorgesehen werden, dass zur Regelung des Bremsmomentes des Retarders beim Einschalten des Bremsbetriebes für eine Zeitspanne t totzeit eine Ausgangstemperatur als Regeltemperatur verwendet wird, die von der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur TKreisiauf abweicht. Durch diesen zusätzlichen Regelungsschritt wird erreicht, dass auch bei einer relativ hohen gemessenen Temperatur TKreisiauf im Arbeitsraum, während des Nicht- Bremsbetriebes, der Bremsbetrieb mit einer maximalen Anfangsbremsleistung begonnen werden kann.

Insbesondere kann die verwendeten Regeltemperatur zur Regelung des Bremsmomentes des Retarders während der Zeitspanne t totzeit eine Temperatur TRückre- geiung ist, wobei diese gleich einem konstanten Ausgangstemperaturwert Tangenom- men sein kann, der niedrige ist als die Temperatur TKreisiauf. In einem weiteren Regelschritt kann vorgesehen werden, dass nach Ablauf der Zeitspanne t totzeit die Temperatur TRückregeiung, mittels linearer Interpolation, in einer Zeitspanne tüberbiendenEinschaiten zurück auf die gemessene Temperatur TKreisiauf überblendet wird, bzw. erhöht wird.

Dadurch wir vermieden, dass es zu einem sprunghaften Anstieg der Regeltempe- ratur kommt, wenn von der Temperatur TRückregeiung auf die Temperatur TKreisiauf umgeschaltet wird. Ein sprunghafter Temperaturanstieg hätte eine unerwünschte sprunghafte Bremsmomentreduzierung zur Folge.

Nach dem Überblenden von der Temperatur TRückregeiung auf TKreisiauf oder sobald die Temperaturen TRückregeiung und TKreisiauf gleich sind, kann die Bremsmomentregelung des Retarders auf Grundlage von TKreisiauf erfolgen.

Weiterhin kann beim Abschalten des Retarders die für die Bremsmomentregelung verwendete Regeltemperatur von der gemessenen Temperatur TKreisiauf erneut auf die angenommene Temperatur TRückregeiung umgeschaltet werden, die dann innerhalb einer Zeitspanne t überbiendenAusschaiten von der gemessenen Temperatur TKreisiauf zurück auf die Temperatur Tangenommen überblendet wird, bzw. reduziert wird.

Zusätzlich kann bei der Regelung des Retarders vorgesehen sein, dass bei einer erneuten Bremsung innerhalb der Zeitspanne t überbiendenAusschaiten beim Start der erneuten Bremsung, die zu dem Startzeitpunkt der Bremsung aktuelle angenommene Temperatur TRückregeiung, so lange zu Regelung des Bremsmomentes herangezogen wird, bis die Temperatur TRückregeiung gleich mit der Temperatur TKreisiauf ist. Durch diesen Regelschritt wird erreicht, dass auch bei zwei kurz aufeinander folgenden Bremsungen, der sogenannten Wiederholbremsung, keine Überhitzung das Kühlsystems eintritt, da direkt mit einer verminderten Bremsleistung, aber maximal möglichen Bremsleistung, gestartet wird.

Weiterhin kann die Regelung derart erfolgen, dass während des Bremsbetriebs von der Temperatur TRückregeiung auf die gemessene Temperatur TKreisiauf umgeschaltet wird, sobald die Temperatur TKreisiauf gleich oder niedriger als Temperatur TRückregeiung ist. So kann eine schnellere Erhöhung des Bremsmomentes erfolgen.

Alternativ oder Anstelle von der Temperatur Tangenommen kann auch die aktuelle Kühlwassertemperatur im Kühlkreislauf als Ausgangstemperaturwert für den Temperaturregelwert verwendet werden. Insbesondere dann, wenn die Kühlwassertemperatur über den CAN-Bus des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Ist die Kühlwassertemperatur verfügbar, kann auch vorgesehen werden, dass der Retarder abgeschaltet wird, sobald die aktuelle Kühlwassertemperatur im Kühlkreislauf einen Grenzwert übersteigt.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit Retarder sowie dem Verfahren zur Regelung eines solchen und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.

In diesen zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit Retarder

Figur 2 eine Bremsverlaufsdiagramm mit den dazugehörigen Temperaturverläufen beim Überblenden der gemessenen Temperatur Figur 3 eine Bremsverlaufsdiagramm mit den dazugehörigen Temperaturverläufen bei Wiederholbremsung

Figur 4 eine Bremsverlaufsdiagramm mit den dazugehörigen Temperaturverläufen beim Einschalten mit frühem Überblenden der gemesse- nen Temperatur

Figur 1 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung einer Bremsanlage mit Retarder 1 . In der Darstellung ist der Retarder 1 bzw. die hydrodynamische Maschine zusammen mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf 15 gezeigt. Der externe Arbeitsmediumkreislauf 15 kann als Motorkühlkreislauf ausgeführt sein, dabei weist dieser weiterhin einen nicht dargestellten Druckausgleichsbehälter sowie eine Wasserpumpe (oder allgemein Kühlmediumpumpe) auf. Mittels des externen Arbeitsmediumkreislaufes 15 wird ein Motor, insbesondere Verbrennungsmotor, der das Kraftfahrzeug antreibt, gekühlt. Alternativ könnte die hydro- dynamische Maschine auch in einem externen Arbeitsmediumkreislauf einer stationären Anlage vorgesehen sein. Zum Abführen der Wärme ist entsprechend der Kühler 19 vorgesehen, wobei der Anteil des Kühlmediums, insbesondere Wasser oder ein Wassergemisch, das mittels der Wasserpumpe, nicht dargestellt, durch den Kühler 19 gepumpt wird, unter anderem über die Stellung eines nicht dargestellten Thermostatventils bestimmt wird.

Der Retarder 1 ist somit im externen Arbeitsmediumkreislauf 15 eingebunden, und wird mit dem Kühlmedium als Arbeitsmedium betrieben und gekühlt. Entsprechend wird das Kühlmedium beziehungsweise Arbeitsmedium über den Arbeitsmedium- einlass 5 in den Retarder geleitet und über den Arbeitsmediumauslass 1 1 wieder aus dem Retarder abgeführt.

Die Bremsleistung des Retarders wird über ein Regelventil 12 geregelt. Wobei der Arbeitsmediumeinlass 5 an das Einlassventil 14 und der Arbeitsmediumauslass 1 1 mit dem Druckregelventil 13 verbunden ist, wobei das Einlassventil 14 den Strö- mungsweg für Arbeitsmedium im Arbeitsmediumeinlass 5 wahlweise versperrt oder freigibt. Das Einlassventil 14 und das Druckregelventil 13 können zu einem gemeinsamen Ventil 12 zusammengefasst werden. Die Ansteuerung erfolgt über ein Druckluftsystem, insbesondere das Fahrzeugdruckluftsystem.

Zur vollständigen Entleerung des Retarderarbeitsraums 4 sind eine Absaugpumpe 7 und ein Ventil 10 vorgesehen. So kann die Restmenge an Arbeitsmedium, die nach dem Abschalten des Retarders im Arbeitsraum 4 verbleibt, über die Druckleitung 8 direkt in den Kühlkreislauf 15 oder über das Ventil 10 und dem verbindenden Kanal 9 in den Arbeitsmediumeinlass 4 gepumpt werden.

Zur Temperaturüberwachung der Temperatur des Arbeitsmediums im Arbeitsraum 4 ist ein Temperatursensor 20 vorgesehen. Überschreitet die Temperatur im Arbeitsraum 4 einen Grenzwert kann über die Regelung 18 eine entsprechende Maßnahme eingeleitet werden. Im Bremsbetrieb kann die Füllung des Arbeitsraums 4 mit Arbeitsmedium reduziert werden, wodurch allerdings auch die Bremsleistung reduziert wird. Im Nicht-Bremsbetrieb kann Arbeitsmedium über die Ventile 10 und/oder 14 in den Arbeitsraum 4 geleitet werden bzw. so lange im Kreislauf geführt werden, bis die Temperatur im Arbeitsraum 4 zurückgegangen ist.

In den Figuren 2 bis 4 sind Diagramme mit unterschiedlichen Bremsverläufen und mit den dazugehörigen zeitlichen Temperaturverläufen dargestellt. Dabei ist die von dem Temperatursensor 20 im Arbeitsraum 4 gemessene Temperatur als TKreisiauf benannt. Weiterhin ist ein Temperaturverlauf einer angenommen Temperatur Tangenommen, der Temperaturverlauf einer Temperatur TRückregeiung und der Temperaturverlauf einer Temperatur Tausschait dargestellt.

Die für die Regelung des Retarders 1 verwendete Regeltemperatur könnte zu jedem Zeitpunkt von einem Temperaturverlauf auf den Anderen umgeschaltet werden. Idealerweise findet eine Umschaltung nur statt, wenn die Temperaturen im Wesentlichen gleich hoch sind.

Die vom Temperatursensor 20 gemessene Temperatur TKreisiauf im Arbeitsraum 4 kann nur dann zur Regelung der Bremsleistung herangezogen werden, wenn dieser die tatsächliche Temperatur des Kühlwassers misst bzw. messen kann. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Retarderbremsbetrieb bereits eine Zeitlang aktiv ist.

Die Temperatur Tangenommen ist eine Temperatur, die Anstelle der gemessene Temperatur TKreisiauf verwendet wird, wenn diese einen Grenzwert überschreitet. Das kann beispielsweise eintreten, wenn der Retarder im Nicht-Bremsbetrieb sehr heiß geworden ist.

Die Temperatur TRückregeiung ist eine Temperatur die angenommen wird, um von einem Temperaturverlauf auf den anderen umzuschalten. Beim Umschalten wird die Temperatur TRückregeiung durch linearer Interpolation im Zeitverlauf so geändert, dass ein sanfter Übergang der Temperaturen erfolgt, so dass die Regeltemperatur sich nicht sprunghaft ändert.

Die Ausschalttemperatur Tausschait ist eine Temperatur, die als Regeltemperatur herangezogen wird, wenn die Regelung nach einem Bremsvorgang die Temperatur TRückregeiung verwendet und diese noch nicht wieder der Temperatur Tangenom- men entspricht.

Figur 2 zeigt ein Bremsverlaufsdiagramm mit den dazugehörigen Temperaturverläufen beim Überblenden der gemessenen Temperatur am Sensor 20. Wie dargestellt ist die Temperatur, die von dem Sensor 20 im Arbeitsraum 4 gemessen wird, im Nicht-Bremsbetrieb bis auf 120 °C angestiegen, eine Temperatur die eigentlich ein Einschalten des Retarders verhindern würde. Da dies aber nur die Arbeitsraumtennperatur des leeren Arbeitsraums 4 ist, sagt diese Temperatur nichts über die Wärmeaufnahmefähigkeit des Kühlsystems 19 aus. Um den Retarder einschalten zu können wird für eine bestimmte Zeit, z.B. die Zeitspanne t Totzeit, eine Temperatur angenommen, welche ein Einschalten des Retarders erlaubt, hier die Temperatur Tangenommen.

Durch die Einschaltung des Retarders wird Kühlwasser in den Arbeitsraum 4 eingeleitet, wodurch die Temperatur im Arbeitsraum 4 schnell sinkt. Um nach dem Ablauf der Totzeit Sprünge im Bremsmoment, die aufgrund eines sprunghaften Anstiegs der Temperatur beim Umschalten von Tangenommen auf TKreisiauf auftreten würden, zu verhindern, wird für eine erste Zeitspanne t totzeit als Regeltemperatur für den Bremsbetrieb die Temperatur Tangenommen verwendet. Anschließend wird die Temperatur Tangenommen in einer sich an die Zeitspanne t totzeit anschließenden Zeitspanne tüberbiendenEinscnaiten von der Temperatur Tangenommen auf die Tempera- tur TRückregeiung überführt und mittels linearer Interpolation bis auf die gemessene Temperatur TKreisiauf überblendet, bzw. erhöht.

Nach der Überblendung haben die Temperaturen Tangenommen 25 und TKreisiauf 24 den gleichen Temperaturverlauf, diese Temperatur entspricht dann der Regeltemperatur. Beim Schalten in den Nicht-Bremsbetrieb wird wieder auf die Temperatur Tangenommen zurückgeschaltet und diese innerhalb einer Zeitspanne t überbiendenAusschaiten zurüch auf die Temperatur Tangenommen zurückgeführt, bzw überblendet. Bei einer erneuten Bremsung wird dann wieder die Temperatur Tangenommen als Regeltemperatur in der Regelung 18 verwendet. In Figur 3 ist ein weiteres Bremsverlaufsdiagramm dargestellt, welches die Temperaturverläufe bei einer Wiederholbremsung darstellt. Bei einer Wiederholbremsung muss die Retarderregelung etwas anders erfolgen, da TKreisiauf und die Kühlwassertemperatur im Kühlwasserkreislauf von der letzten Bremsung noch erhöht sein kann. Würde man in diesem Fall auch von Tangenommen ausgehen, könnte es zu einer Überhitzung des Kühlsystems kommen. So wird bei einer Wiederholbremsung, die beim Ausschalten des Retarders aktuell als Regeltemperatur verwendete Temperatur Tangenommen zum Einschaltzeitpunkt nicht weiter reduziert, sondern vorerst konstant gehalten. Die Regeltemperatur ist nun die konstante Temperatur Tausschalten, . Beim erneuten Bremsbetrieb wird die Tempertur Tauschait so langen als Regeltemperatur verwendet bis die Temperatur TKreisiauf mit der konstanten Temperatur Tausschalten übereinstimmt.

Dadurch wird verhindert, dass es zu großen Bremskaftschwankungen und zu einer Überhitzung des Systems kommt.

Liegt Tausschalten nach dem Abschalten unterhalb der Temperatur von Tangenommen, kann sicherheitshalber bei einer erneuten Bremsanforderung von Tangenommen ausgegangen werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere Regelungsmöglichkeit des Retarders auf Basis des Temperaturfühlers 20 im Arbeitsraum 4. Das dargestellte Bremsverlaufsdiagramm zeigt die Temperaturverläufe beim Einschalten mit frühem Überblenden der gemessenen Temperatur.

Diese Regelstrategie kann angewendet werden, wenn die gemessene Temperatur TKreisiauf kurz nach dem Einschalten des Retarders auf oder unter die Temperatur Tangenommen fällt, so dass keine Überblendung der Regeltemperatur verwendet erfolgen muss, wobei das in den gezeigten Beispiel nur für die Regelung nach dem Einschaltvorgang gilt und beim Ausschaltvorgang die oben beschriebenen Rückregelung erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 Retarder

2 Stator

3 Rotor

4 Arbeitsraum

5 Arbeitsmediumeinlass

6 Saugleitung

7 Absaugpumpe

8 Druckleitung

9 Kanal

10 Ventil

1 1 Arbeitsmediumauslass

12 Regelventile

13 Druckregelventil

14 Einlassventil

15 Kühlkreislaufleitungen

16 Welle

17 Lagerschmierkanal

18 Regelung

19 Kühler

20 Temperatursensor

21 t totzeit

22 t überblendenEinschalte

23 t überblendenAusschalten

24 TKreislauf

25 Tangenommen

26 TRückregelung

27 Bremsung

28 Tauschalten