DE102017009225A1 - Verfahren zum steuern eines hydraulischen retardersystems, steuereinheit, hydraulisches retardersystem, fahrzeug, computerprogramm und computerlesbares medium - Google Patents

Verfahren zum steuern eines hydraulischen retardersystems, steuereinheit, hydraulisches retardersystem, fahrzeug, computerprogramm und computerlesbares medium Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems (10), umfassend: eine erste Ventileinheit (14), die einen Fluiddruck in einem Retarder (12) steuert; und eine zweite und eine dritte Ventileinheit (16; 18), wobei die erste Ventileinheit (14) durch einen Luftdruck in einer Luftleitung (20) steuerbar ist, die zweite und die dritte Ventileinheit (16, 18) Schaltventile sind, wobei die zweite Ventileinheit (16) in Kommunikation mit einem Versorgungsdruck (P) steht und die dritte Ventileinheit (18) in Kommunikation mit Atmosphärendruck (P) steht, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung (20); Bestimmen eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung (20); und Steuern der zweiten und/oder dritten Ventileinheit (16; 18) basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck (P); den Versorgungsdruck (P); und einen mittleren Druck (P).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems, eine Steuereinheit, ein hydraulisches Retardersystem, das eine derartige Steuereinheit umfasst, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium.
  • HINTERGRUND
  • Fahrzeugretarder dienen dazu, ein Verzögerungsmoment zum Bremsen des Fahrzeugs bereitzustellen. Es gibt diverse Arten von Retardern, wie etwa Motorbremsen, hydraulische Retarder oder elektrische Retarder. Ein hydraulischer Retarder umfasst typischerweise dynamische und statische Schaufeln in einer Kammer, die mit einem Fluid, wie etwa Öl oder Wasser, gefüllt ist. Die Schaufeln sind mit der Abtriebswelle eines Getriebes, beispielsweise über Zahnräder, verbunden. Das Fluid in der Kammer induziert viskose Schleppkräfte zwischen den Schaufeln, und dadurch wird ein Bremsmoment auf die Abtriebswelle ausgeübt. Das Bremsen des Fahrzeugs wird somit erreicht. Das Bremsmoment, das von dem Retarder bereitgestellt wird, kann durch Steuern der Fluidmenge in der Kammer gesteuert werden. Eine größere Fluidmenge in der Kammer verstärkt die Retardierung. Der Retarder ist geeignet Teil eines Retardersystems, das ferner beispielsweise Steuermittel zum Steuern der Fluidmenge in der Retarderkammer und einen Wärmetauscher zum Kühlen des Retarderfluids umfasst.
  • Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Fluidmenge in der Retarderkammer zu steuern. Typischerweise wird eine hydraulische mechanische Ventileinheit verwendet, wobei die Ventileinheit gesteuert wird, um die Fluidmenge in der Retarderkammer zu steuern. Die mechanische Ventileinheit wird typischerweise durch einen Luftdruck gesteuert, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt, wodurch die Position der Ventileinheit bestimmt wird. Somit entspricht ein gewisser Luftdruck, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt, einer gewissen Fluidmenge in der Retarderkammer und dadurch einem gewissen Bremsmoment. Die mechanische Ventileinheit kann unterschiedlich gesteuert werden. Eine gewöhnlich bekannte Möglichkeit besteht darin, den Luftdruck, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt, anhand eines Proportionalventils zu steuern, das durch elektrischen Strom gesteuert wird. Die Proportionalventileinheit ist in Fluidkommunikation mit einer Druckluftquelle und Umgebungsluft angeordnet und kann dadurch den Luftdruck regulieren, der die mechanische Ventileinheit beeinflusst. Die Verwendung eines Proportionalventils kann jedoch auf Grund der Reibung in der Proportionalventileinheit ein Stick-Slip-Phänomen verursachen. Dies bedeutet, dass die Proportionalventileinheit geschlossen bleiben kann, bis genug Strom bereitgestellt wird, um die Reibung zu überwinden, wodurch sich die Proportionalventileinheit zu weit öffnet. Somit ist es schwierig, den Luftdruck, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt, anhand einer Proportionalventileinheit zu steuern.
  • Eine andere Möglichkeit des Steuerns des Luftdrucks, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt, besteht darin, Schaltventile zu verwenden, die nur gesteuert werden können, um entweder ganz offen oder ganz geschlossen zu sein. Typischerweise werden zwei Schaltventile verwendet, ein erstes Ventil, das an Druckluft angeschlossen ist, und ein zweites Ventil, das an Umgebungsluft angeschlossen ist. Somit wird durch das Öffnen des ersten Ventils die Druckluftmenge erhöht und der Druck, der auf das mechanische Ventil einwirkt, nimmt zu, und durch das Öffnen des zweiten Ventils wird Luft abgelassen, und der Druck, der auf das mechanische Ventil einwirkt, nimmt ab. Das Problem bei derartigen Schaltventilen besteht darin, dass große Öffnungsflächen der Ventile benötigt werden, um den Retarder schnell aktivieren oder deaktivieren zu können. Große Öffnungsflächen führen jedoch zu schnellen Druckänderungen, wodurch es schwierig ist, den Druck abzustimmen, der auf die mechanische Ventileinheit einwirkt und der dadurch die Genauigkeit des Bremsmoments beeinflusst. Eine Möglichkeit zu versuchen, eine bessere Steuerung des Luftdrucks anhand von Schaltventilen zu ermöglichen, besteht darin, zu steuern, wie schnell/langsam die Schaltventile geöffnet/geschlossen werden. Dies kann durch das Steuern der Pulsbreite des Signals, das die Schaltventile steuert, anhand von Pulsbreitenmodulation (PWM) erfolgen.
  • Die Druckschrift WO 2005/120918 A1 offenbart zwei Schaltventile mit verschiedenen Öffnungsflächen, die an Druckluft angeschlossen sind, und zwei Schaltventile mit anderen Flächen, die an die Umgebungsluft angeschlossen sind. Somit können die Schaltventile mit größeren Öffnungsflächen gesteuert werden, um den Druck schnell zu erhöhen/verringern, und die Ventileinheiten mit kleineren Öffnungsflächen können für feine Anpassungen des Drucks gesteuert werden.
  • Ein anderes Problem beim Steuern von Schaltventilen besteht darin, dass es in dem System typischerweise zu einer gewissen Verzögerung kommt. Ein Steuersignal kann an das Schaltventil gesendet werden, um einen gewünschten Luftdruck in Verbindung mit der mechanischen Ventileinheit zu erreichen, und ein Drucksensor bestimmt den tatsächlichen Luftdruck. Sobald bestimmt wurde, dass der Luftdruck einem gewünschten Luftdruck entspricht, wird ein neues Steuersignal gesendet, um die beiden Schaltventile zu schließen. Auf Grund der Verzögerung in dem System kann es sein, dass die Schaltventile zu spät geschlossen werden, was im Vergleich zu dem gewünschten Luftdruck einen zu hohen/niedrigen Luftdruck verursacht.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Trotz der bekannten Lösungen auf diesem Gebiet wäre es wünschenswert, ein Verfahren zum Steuern einer hydraulischen Fahrzeugretarderanordnung zu entwickeln, das die zuvor erwähnten Nachteile behebt oder wenigstens mindert.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein neuartiges und vorteilhaftes Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems zu entwickeln, das die Genauigkeit des Bremsmoments steigert. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige und vorteilhafte Steuereinheit, ein hydraulisches Retardersystem, ein Fahrzeug, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium zu erreichen, welche die Genauigkeit des Bremsmoments steigern.
  • Die hier erwähnten Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems, eine Steuereinheit, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht.
  • Daher wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems bereitgestellt. Das hydraulische Retardersystem umfasst: eine Retardereinheit; eine erste Ventileinheit, die angeordnet ist, um einen Fluiddruck in der Retardereinheit zu steuern, um ein Verzögerungsmoment der Retardereinheit zu beeinflussen; und eine zweite Ventileinheit und eine dritte Ventileinheit, die jeweils über eine Luftleitung in Fluidkommunikation mit der ersten Ventileinheit angeordnet sind. Die erste Ventileinheit ist durch einen Luftdruck in der Luftleitung steuerbar, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck aufweist, und die dritte Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck aufweist. Das Verfahren umfasst:
    • - Bestimmen eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung;
    • - Bestimmen eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung; und
    • - zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung, Steuern der zweiten Ventileinheit und/oder der dritten Ventileinheit basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck; den Versorgungsdruck; und einen mittleren Druck, wobei der mittlere Druck der Luftdruck in der Luftleitung ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  • Die zweite und die dritte Ventileinheit können beispielsweise Magnetschaltventile sein. Die zweite Ventileinheit kann als Füllventil bezeichnet werden. Die zweite Ventileinheit kann beispielsweise in Fluidkommunikation mit einer Versorgungseinheit von Druckluft angeordnet sein, wobei die Druckluft einen gewissen Versorgungsdruck aufweist. Wenn nur die zweite Ventileinheit offen ist, wird der Luftdruck in der Luftleitung schließlich ähnlich wie der Versorgungsdruck. Daher ist der Höchstluftdruck, der in der Luftleitung erreicht werden kann, der gleiche wie der Versorgungsdruck. Die dritte Ventileinheit ist in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft angeordnet und kann somit als Ablassventil bezeichnet werden. Wenn nur die dritte Ventileinheit offen ist, wird er Luftdruck in der Luftleitung schließlich ähnlich wie der Atmosphärendruck. Der Mindestluftdruck, der in der Luftleitung erreicht werden kann, ist somit der gleiche wie der Atmosphärendruck. Durch das Steuern der zweiten Ventileinheit in den offenen Zustand wird die Druckluftmenge in der Luftleitung erhöht und der Luftdruck, der auf die erste Ventileinheit einwirkt, wird erhöht. Durch das Steuern der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand wird Druckluft aus der Luftleitung entleert, und der Luftdruck, der auf die erste Ventileinheit einwirkt, wird somit verringert. Der mittlere Druck ist der Luftdruck, der schließlich in der Luftleitung vorherrscht, wenn sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden. Wenn die beiden Ventileinheiten offen sind, dringt über die zweite Ventileinheit Druckluft in die Luftleitung ein, und gleichzeitig wird Druckluft über die dritte Ventileinheit entleert. Der mittlere Druck ist dadurch niedriger als der Versorgungsdruck und höher als der Atmosphärendruck. Der mittlere Druck ist von den Öffnungsflächen des jeweiligen Schaltventils abhängig. Falls die Öffnungsfläche der zweiten Ventileinheit größer als die Öffnungsfläche der dritten Ventileinheit ist, ist der mittlere Druck höher als 50 % des Versorgungsdrucks. Falls die Öffnungsfläche der zweiten Ventileinheit die gleiche wie die Öffnungsfläche der dritten Ventileinheit ist, ist der mittlere Druck ähnlich wie 50 % des Versorgungsdrucks. Falls die Öffnungsfläche der zweiten Ventileinheit kleiner als die Öffnungsfläche der dritten Ventileinheit ist, ist der mittlere Druck niedriger als 50 % des Versorgungsdrucks.
  • Ein übliches Problem bei der Verwendung von Schaltventilen, um den Luftdruck zum Steuern einer Retardereinheit zu steuern, besteht darin, dass die Öffnungsflächen der Schaltventile die Möglichkeit von feinen Anpassungen des Luftdrucks beeinflussen. Typischerweise sind große Öffnungsflächen erwünscht, so dass die Retardereinheit schnell aktiviert oder deaktiviert werden kann. Große Öffnungsflächen können jedoch schnelle Änderungen des Luftdrucks in der Luftleitung verursachen, wodurch es schwierig ist, den Luftdruck abzustimmen. Mit kleineren Öffnungsflächen ist es leichter, den Luftdruck zu steuern, doch können zu kleine Flächen dazu führen, dass es zu lange dauert, die Retardereinheit zu aktivieren oder zu deaktivieren. Somit ist es schwierig zu entscheiden, welche Öffnungsflächen zu verwenden sind, und dies führt häufig zu einem Kompromiss. Aus Sicherheitsgründen führt ein derartiger Kompromiss typischerweise zu etwas größeren Flächen als gewünscht und dadurch zu Schwierigkeiten beim feinen Anpassen des Luftdrucks. Durch das Bestimmen des aktuellen Luftdrucks; das Bestimmen eines angefragten Luftdrucks und; zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks, das Steuern der zweiten und/oder der dritten Ventileinheit basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Versorgungsdruck; den Atmosphärendruck; und den mittleren Druck, werden mehrere Faktoren berücksichtigt, wodurch die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit besser gesteuert werden können. Somit kann die erste Ventileinheit genauer gesteuert werden, und die Genauigkeit des Bremsmoments der Retardereinheit wird dadurch verbessert.
  • Das Verfahren kann durch eine Steuereinheit eines hydraulischen Retardersystems ausgeführt werden. Die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit kann durch Steuersignale von der Steuereinheit gesteuert werden. Beispielsweise kann ein hohes Steuersignal (Strom), das an die zweite bzw. die dritte Ventileinheit gesendet wird, bedeuten, dass die Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert wird. Ein niedriges (null) Steuersignal kann bedeuten, dass sich die Ventileinheit im geschlossenen Zustand befindet.
  • Beispielsweise kann der aktuelle Luftdruck anhand eines Drucksensors bestimmt werden, der in Fluidkommunikation mit der Luftleitung angeordnet ist. Der Drucksensor kann in Kommunikation mit der Steuereinheit angeordnet sein, wodurch die Steuereinheit den aktuellen Luftdruck basierend auf Signalen von dem Drucksensor bestimmt. Der angefragte Luftdruck ist der Druck, der benötigt wird, um ein Verzögerungsmoment bereitzustellen, das durch den Bediener des Fahrzeugs angefragt wird oder durch ein Fahrzeugsystem angefragt wird. Der angefragte Luftdruck ist somit der Druck, der benötigt wird, um die erste Ventileinheit derart zu steuern, dass der Fluiddruck in der Retardereinheit dem angefragten Verzögerungsmoment entspricht. Der angefragte Luftdruck kann durch die Steuereinheit basierend auf Signalen von anderen Systemen oder Komponenten des Fahrzeugs bestimmt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bzw. werden die zweite und/oder die dritte Ventileinheit derart gesteuert, dass sich eine Änderungsrate des Luftdrucks verlangsamt, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung dem angefragten Luftdruck nähert. Mit einer geringen Luftdruckableitung, die dem angefragten Luftdruck am nächsten ist (im Vergleich zu der Luftdruckableitung, die weiter von dem angefragten Luftdruck entfernt ist), ist es leichter, den Luftdruck genauer zu steuern, und es ist somit leichter, den angefragten Luftdruck zu erreichen.
  • Um eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks um (und an) dem angefragten Luftdruck zu erreichen, können die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit unterschiedlich gesteuert werden, je nach der Beziehung zwischen dem angefragten Luftdruck und dem aktuellen Luftdruck, dem Versorgungsdruck, dem Atmosphärendruck und dem mittleren Druck. Gemäß den physikalischen Gesetzen ist die Änderungsrate des Luftdrucks umso höher je größer der Unterschied zwischen dem Luftdruck in der Luftleitung und dem Höchst-/ Mindestluftdruck ist, der in der Luftleitung erreichbar ist. Daher ist die Änderungsrate des Luftdrucks geringer, wenn der Luftdruck in der Luftleitung ähnlich wie der Versorgungsdruck, der Atmosphärendruck oder der mittlere Druck ist. Die Ausführungsformen der Erfindung verwenden die Kenntnis dieser Phänomene der Änderungsrate des Luftdrucks, um eine Änderungsrate des Luftdrucks zu erreichen, die langsamer wird, wenn sie sich dem angefragten Druck nähert. Wie dies zu bewerkstelligen ist, wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bzw. werden die zweite und/oder die dritte Ventileinheit derart gesteuert, dass der Luftdruck in der Luftleitung zuerst über den angefragten Luftdruck hinaus erhöht wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit gesteuert wird bzw. werden, so dass der Luftdruck in der Luftleitung mit einer langsameren Änderungsrate verringert wird, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck nähert. Die zweite und/oder die dritte Ventileinheit kann bzw. können ferner derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung zuerst unter den angefragten Luftdruck verringert wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit gesteuert wird bzw. werden, so dass der Luftdruck in der Luftleitung mit einer langsameren Änderungsrate erhöht wird, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck nähert. In Abhängigkeit von dem angefragten Luftdruck in Bezug auf den aktuellen Luftdruck könnte es auf Grund einer schnellen Änderungsrate des Luftdrucks schwierig sein, den angefragten Luftdruck durch Erhöhen oder Verringern des Luftdrucks zu erreichen. Es kann daher vorteilhaft sein, die Ventileinheiten und den Luftdruck in der Luftleitung derart zu steuert, dass der angefragte Luftdruck zuerst absichtlich verfehlt wird (während die Änderungsrate des Luftdrucks relativ hoch ist), und anschließend die Ventileinheiten derart zu steuert, dass die Änderungsrate des Luftdrucks nahe an dem angefragten Luftdruck langsamer wird und der angefragte Luftdruck dadurch leichter zu erreichen ist.
  • Falls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Atmosphärendruck liegt, wird die zweite Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert, bis der Luftdruck in der Luftleitung höher als der angefragte Luftdruck ist; anschließend wird die zweite Ventileinheit in den geschlossenen Zustand gesteuert und die dritte Ventileinheit wird in den offenen Zustand gesteuert. Somit wird der angefragte Luftdruck zuerst absichtlich verfehlt, während der Luftdruck erhöht wird, und stattdessen wird der angefragte Luftdruck erreicht, während der Luftdruck in der Luftleitung verringert wird. Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Atmosphärendruck liegt, kann die zweite Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert werden, bis der Luftdruck in der Luftleitung ähnlich wie der Versorgungsdruck ist; anschließend wird die zweite Ventileinheit in den geschlossenen Zustand gesteuert und die dritte Ventileinheit wird in den offenen Zustand gesteuert. Der angefragte Luftdruck kann ein Luftdruck nahe am Atmosphärendruck sein. Der vorbestimmte Bereich kann bei 0 bis 2,5 bar von dem Atmosphärendruck liegen. Durch das Steuern der zweiten Ventileinheit in den offenen Zustand wird der Luftdruck in der Luftleitung erhöht. Wenn der Luftdruck höher als der angefragte Luftdruck oder ähnlich wie der Versorgungsdruck ist, kann die zweite Ventileinheit in den geschlossenen Zustand gesteuert werden. Durch das Steuern der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand beginnt der Luftdruck abzunehmen. Je länger die dritte Ventileinheit offen ist, desto mehr verringert sich der Luftdruck. Gemäß den physikalischen Gesetzen nimmt der Luftdruck langsamer zu/ab, wenn sich der Luftdruck einem Höchst-/Mindestdruck nähert. Wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung somit dem Atmosphärendruck und somit dem angefragten Luftdruck nähert, wird eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht. Der angefragte Luftdruck kann dadurch leichter erreicht werden.
  • Um den angefragten Luftdruck zu bewahren, befinden sich sowohl die zweite Ventileinheit als auch die dritte Ventileinheit im geschlossenen Zustand. Somit befinden sich jedes Mal, wenn ein neues Verzögerungsmoment angefragt wird, die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit in ihren geschlossenen Zuständen.
  • Falls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Versorgungsdruck liegt, wird die zweite Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert. Somit wird der angefragte Luftdruck erreicht, während der Luftdruck in der Luftleitung erhöht wird. Der angefragte Luftdruck kann ein Luftdruck nahe am Versorgungsdruck sein. Der vorbestimmte Bereich kann bei 0 bis 2,5 bar von dem Versorgungsdruck liegen. Da der Luftdruck in der Luftleitung langsamer zunimmt, wenn sich der Luftdruck dem Versorgungsdruck und somit dem angefragten Luftdruck nähert, ist es leichter, das Ziel zu treffen und den angefragten Luftdruck zu erreichen.
  • Falls bei einer Ausführungsform der angefragte Luftdruck niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Versorgungsdruck liegt, kann der angefragte Luftdruck durch Steuern der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand bereitgestellt werden, bis der Luftdruck in der Luftleitung niedriger als der angefragte Luftdruck ist. Anschließend kann die dritte Ventileinheit in den geschlossenen Zustand gesteuert werden und die zweite Ventileinheit kann derart in den offenen Zustand gesteuert werden, dass der angefragte Luftdruck durch Erhöhen des Luftdrucks in der Luftleitung erreicht wird. Der angefragte Luftdruck könnte somit absichtlich verfehlt werden, während der Luftdruck in der Luftleitung verringert wird, so dass eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erzielt werden kann, wenn der Luftdruck erhöht wird.
  • Falls der Unterschied zwischen dem aktuellen Luftdruck in der Luftleitung und dem angefragten Luftdruck innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegt, kann man davon ausgehen, dass der aktuelle Luftdruck dem angefragten Luftdruck entspricht, und die zweite und die dritte Ventileinheit können geschlossen bleiben.
  • Falls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck ist, wird die zweite Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert, so dass der Luftdruck in der Luftleitung höher als der angefragte Luftdruck ist, und anschließend wird die dritte Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert. Somit wird der angefragte Luftdruck absichtlich verfehlt, während der Luftdruck erhöht wird. Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck ist, kann die zweite Ventileinheit derart in den offenen Zustand gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung ähnlich wie der Versorgungsdruck ist, und anschließend kann die dritte Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert werden. Dadurch dass beide Schaltventile offen sind, wird der Luftdruck in der Luftleitung schließlich ähnlich wie der mittlere Druck. Der Mindestluftdruck in der Luftleitung ist dadurch ähnlich wie der mittlere Druck. Der Luftdruck in der Luftleitung verringert sich somit mit einer langsameren Änderungsrage, wenn sich der Luftdruck dem mittleren Druck nähert. Der angefragte Luftdruck kann dadurch leichter erreicht werden. Der angefragte Luftdruck kann ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck sein. Der vorbestimmte Bereich kann um 0 bis 2,5 bar höher als der mittlere Druck sein. Geeignet ist die zweite Ventileinheit während eines Zeitraums offen, der ausreicht, um den Versorgungsdruck zu erlangen, wonach sie geschlossen wird. Nach einer gewissen Zeit werden sowohl die zweite Ventileinheit als auch die dritte Ventileinheit geöffnet, um den Luftdruck langsam und kontrolliert zu verringern.
  • Falls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der angefragte Luftdruck niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck ist, wird der angefragte Luftdruck durch Steuern der zweiten Ventileinheit und der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand bereitgestellt. Der angefragte Luftdruck kann ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck sein. Der vorbestimmte Bereich kann um 0 bis 2,5 bar höher als der mittlere Druck sein. Dadurch dass die beiden Schaltventile offen sind, wird der Luftdruck in der Luftleitung schließlich ähnlich wie der mittlere Druck. Der Luftdruck in der Luftleitung verringert sich somit mit einer langsameren Änderungsrate, wenn sich der Luftdruck dem mittleren Druck nähert. Der angefragte Luftdruck kann dadurch leichter erreicht werden.
  • Falls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der niedriger als der mittlere Druck ist, werden die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit in den offenen Zustand gesteuert. Der angefragte Luftdruck kann ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck sein. Der vorbestimmte Bereich kann um 0 bis 2,5 bar niedriger als der mittlere Druck sein. Wenn die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit offen sind, ist ausgehend von einem Luftdruck, der niedriger als der mittlere Druck ist, der Höchstluftdruck, der in der Luftleitung erreicht werden kann, der mittlere Druck. Somit wird eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung dem mittleren Druck nähert. Somit kann der Luftdruck leichter gesteuert werden, um den angefragten Luftdruck zu erreichen, während der Luftdruck in Richtung auf den mittleren Druck erhöht wird.
  • Falls der angefragte Luftdruck niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der niedriger als der mittlere Druck ist, kann der angefragte Luftdruck durch Steuern der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand bereitgestellt werden, bis der Luftdruck in der Luftleitung niedriger als der angefragte Luftdruck ist, und anschließend durch Steuern der zweiten Ventileinheit ebenfalls in den offenen Zustand, so dass der Luftdruck in Richtung auf den mittleren Druck erhöht wird. Das Verfahren kann das Steuern der dritten Ventileinheit in den offenen Zustand, bis der Luftdruck in der Luftleitung ähnlich wie der Atmosphärendruck ist, und anschließend das Steuern der zweiten Ventileinheit ebenfalls in den offenen Zustand, so dass der Luftdruck in Richtung auf den mittleren Druck erhöht wird, umfassen. Die Änderungsrate des Luftdrucks wird dadurch langsamer, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung dem angefragten Luftdruck nähert. Somit kann der angefragte Luftdruck leichter erreicht werden.
  • Um gemäß einer Ausführungsform der Erfindung den angefragten Luftdruck zu erreichen, wird bzw. werden die zweite Ventileinheit und/oder die dritte Ventileinheit während eines Zeitraums, der basierend auf einer Änderungsrate des Luftdrucks in der Luftleitung bestimmt wird, im offenen Zustand gehalten, wobei nach dem Zeitraum sichergestellt wird, dass sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit im geschlossenen Zustand befinden. Unabhängig davon, ob der angefragte Luftdruck durch Erhöhen des Luftdrucks oder durch Verringern des Luftdrucks erreicht wird, sollte das Steuersignal zum Schließen der zweiten Ventileinheit und der dritten Ventileinheit vor dem Erlangen des angefragten Luftdrucks gesendet werden, um sicherzustellen, dass der Luftdruck in der Luftleitung auf Grund von Verzögerungen in dem System den angefragten Luftdruck nicht um mehr als den vorbestimmten Toleranzwert über- oder unterschreitet. Der Zeitraum, in dem die zweite und/oder die dritte Ventileinheit offen sein soll(en), um den angefragten Luftdruck zu erlangen, kann basierend auf einem bekannten Modell bezüglich der Änderung des Luftdrucks im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Das Modell kann in der Steuereinheit als nicht lineare Kurve gespeichert sein. Die Änderungsrate des Luftdrucks kann aus dem Model für die Luftdruckänderung im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Das Modell variiert in Abhängigkeit von der Steuerstrategie und somit von dem Zustand der zweiten und der dritten Ventileinheit. Das Modell für die Luftdruckänderung im Verlauf der Zeit ist somit unterschiedlich in Abhängigkeit von dem angefragten Luftdruck in Bezug auf den aktuellen Luftdruck; den Versorgungsdruck; den Atmosphärendruck und den mittleren Druck. Somit kann die Steuereinheit basierend auf den bekannten Modellen, dem aktuellen Luftdruck und dem angefragten Luftdruck bestimmen, wie lange die zweite Ventileinheit und/oder die dritte Ventileinheit offen sein soll(en), um den angefragten Luftdruck zu erreichen. Die nicht lineare Kurve kann mit mindestens einer linearen Kurve genähert werden, um den Zeitraum zu bestimmen, in dem die zweite und/oder dritte Ventileinheit offen sein soll(en).
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit durch ein Steuersignal (Strom), das einer Einschaltdauer von (im Wesentlichen) 100 Prozent entspricht, in den offenen Zustand gesteuert. Die Steuereinheit steuert somit die zweite und die dritte Ventileinheit mit einem gleichbleibenden Strom in den offenen Zustand. Dies bedeutet, dass gemäß der Erfindung die zweite und die dritte Ventileinheit gesteuert werden, um möglichst schnell geöffnet zu werden.
  • Der hier erwähnte vorbestimmte Bereich von dem Versorgungsdruck, dem Atmosphärendruck bzw. dem mittleren Druck kann von dem Versorgungsdruck und dem mittleren Druck abhängig sein. Für den Fall, dass der Versorgungsdruck bei ungefähr 10 bar liegt und der mittlere Druck bei ungefähr 5 bar liegt, kann der vorbestimmte Bereich des Versorgungsdrucks, des Atmosphärendrucks bzw. des mittleren Drucks 0 bis 2,5 bar betragen. Mit anderen Werten kann für den Versorgungsdruck und den mittleren Druck der vorbestimmte Bereich anders sein.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinheit zum Steuern einer zweiten Ventileinheit und einer dritten Ventileinheit bereitgestellt. Die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit sind jeweils in Fluidkommunikation mit einer ersten Ventileinheit über eine Luftleitung angeordnet, wobei die erste Ventileinheit durch einen Luftdruck in der Luftleitung steuerbar ist, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit der Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck aufweist, und die dritte Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit der Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck aufweist. Die Steuereinheit umfasst:
    • - Mittel zum Bestimmen eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung;
    • - Mittel zum Bestimmen eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung; und
    • - zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung, Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit und/oder der dritten Ventileinheit basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck; den Versorgungsdruck und einen mittleren Druck, wobei der mittlere Druck der Luftdruck in der Luftleitung ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  • Es versteht sich, dass alle Ausführungsformen, die für den Verfahrensaspekt der Erfindung beschrieben werden, auch auf den Steuereinheitsaspekt der Erfindung anwendbar sind. D.h. die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um einen der Schritte des Verfahrens gemäß diversen hier beschriebenen Ausführungsformen auszuführen.
  • Die Mittel zum Bestimmen des aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung; die Mittel zum Bestimmen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung; und die Mittel, zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung, zum Steuern der zweiten Ventileinheit und/oder der dritten Ventileinheit, können beispielsweise verschiedene Software-Module/Abschnitte in der Steuereinheit, Programmcode oder dergleichen sein.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein hydraulisches Retardersystem bereitgestellt. Das hydraulische Retardersystem umfasst: eine Retardereinheit; eine erste Ventileinheit, die angeordnet ist, um einen Fluiddruck in der Retardereinheit zu steuern, um ein Verzögerungsmoment der Retardereinheit zu beeinflussen; und eine zweite Ventileinheit und eine dritte Ventileinheit, die jeweils über eine Luftleitung in Fluidkommunikation mit der ersten Ventileinheit angeordnet sind, wobei die erste Ventileinheit durch einen Luftdruck in der Luftleitung steuerbar ist, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck aufweist, und die dritte Ventileinheit im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck aufweist. Das System umfasst ferner eine Steuereinheit, umfassend:
    • - Mittel zum Bestimmen eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung;
    • - Mittel zum Bestimmen eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung; und
    • - zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung, Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit und/oder der dritten Ventileinheit basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck; den Versorgungsdruck und einen mittleren Druck, wobei der mittlere Druck der Luftdruck in der Luftleitung ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  • Weitere Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den folgenden Einzelheiten und auch durch das Umsetzen der Erfindung in die Praxis hervorgehen. Obwohl nachstehend Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, versteht es sich, dass sie nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten eingeschränkt ist. Fachleute, die auf die vorliegenden Lehren Zugriff haben, werden weitere Anwendungen, Modifikationen und Einbeziehungen auf anderen Gebieten erkennen, die im Umfang der Erfindung liegen.
  • Figurenliste
  • Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die nachstehend dargelegte ausführliche Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, in denen die gleichen Bezugszeichen in den diversen Diagrammen ähnliche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
    • 1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 schematisch ein hydraulisches Retardersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 ein Ablaufschema für ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 4a-d Diagramme der Änderung des Luftdrucks im Verlauf der Zeit bezüglich eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 ein Diagramm des Luftdrucks im Verlauf der Zeit bezüglich eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
    • 6 schematisch eine Steuereinheit oder einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und ein Getriebe 4, das mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Das Getriebe 4 ist mit den Antriebsrädern 6 des Fahrzeugs 1 über eine Abtriebswelle des Getriebes (nicht gezeigt) verbunden. Das Fahrzeug 1 kann ferner ein hydraulisches Retardersystem 10 umfassen, das in Verbindung mit dem Getriebe 4 angeordnet ist. Das Fahrzeug 1 kann ein schweres Fahrzeug sein, z.B. ein Lastwagen oder ein Bus. Das Fahrzeug 1 kann alternativ ein Personenkraftwagen sein.
  • 2 zeigt schematisch ein hydraulisches Retardersystem 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das hydraulische Retardersystem 10 kann eine Retardereinheit 12; eine erste Ventileinheit 14, die angeordnet ist, um einen Fluiddruck in der Retardereinheit 12 zu steuern, um ein Verzögerungsmoment der Retardereinheit 12 zu beeinflussen; und eine zweite Ventileinheit 16 und eine dritte Ventileinheit 18, die jeweils in Fluidkommunikation mit der ersten Ventileinheit 14 über eine Luftleitung 20 angeordnet sind, umfassen. Die erste Ventileinheit 14 ist durch einen Luftdruck in der Luftleitung 20 steuerbar. Die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 sind Schaltventile, die in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand steuerbar sind. Die zweite Ventileinheit 16 steht im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft, die einen Versorgungsdruck Psup aufweist, und die dritte Ventileinheit 18 steht im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft, die einen Atmosphärendruck Patm aufweist. Die Retardereinheit 12 umfasst geeignet dynamische und statische Schaufeln (nicht gezeigt) in einer Kammer (nicht gezeigt), die mit einem Retarderfluid, wie etwa Öl oder Wasser, gefüllt ist. Das Retarderfluid in der Kammer induziert viskose Schleppkräfte zwischen den Schaufeln, und dadurch wird ein Verzögerungsmoment bereitgestellt. Die Retardereinheit 12 kann mit der Abtriebswelle eines Fahrzeuggetriebes verbunden sein, wodurch das Verzögerungsmoment, das von der Retardereinheit 12 bereitgestellt wird, auf die Abtriebswelle und dadurch auf die Bremsen des Fahrzeugs ausgeübt wird. Das Retarderfluid kann in einem Retarderkreislauf 22 umlaufen, der in Fluidkommunikation mit der Retardereinheitkammer angeordnet ist. Der Retarderkreislauf 22 kann mit einem Wärmetauscher 24 verbunden sein, so dass das Retarderfluid durch ein Kühlfluid abgekühlt wird, das durch den Wärmetauscher 24 über einen Kühlkreislauf 26 umläuft. Die erste Ventileinheit 14 ist angeordnet, um die Menge von Retarderfluid in der Retardereinheit 12 zu steuern, die dadurch das bereitgestellte Verzögerungsmoment beeinflusst. Der Luftdruck in der Luftleitung 20 beeinflusst die erste Ventileinheit 14, so dass die erste Ventileinheit 14 steuert, wie viel von dem Retarderfluidfluss in dem Retarderkreislauf 22 zu der Retardereinheit 12 geführt wird. Das Retarderfluid, das nicht zu der Retardereinheit 12 geführt wird, wird geeignet in ein Reservoir 28 umgeleitet.
  • Das hydraulische Retardersystem 10 kann einen Drucksensor P umfassen, der in Fluidkommunikation mit der Luftleitung 20 angeordnet ist. Der Drucksensor P ist angepasst, um den aktuellen Druck in der Luftleitung 20 zu bestimmen.
  • Der Luftdruck in der Luftleitung 20 kann anhand der zweiten Ventileinheit 16 und der dritten Ventileinheit 18 gesteuert werden. Die zweite Ventileinheit 16 kann als Füllventil bezeichnet werden. Durch das Steuern der zweiten Ventileinheit 16 in den offenen Zustand wird die Druckluftmenge in der Luftleitung 20 erhöht, und der Luftdruck, der auf die erste Ventileinheit 14 einwirkt, wird erhöht. Wenn nur die zweite Ventileinheit 16 offen ist, wird der Luftdruck in der Luftleitung 20 schließlich ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup. Die dritte Ventileinheit 18 kann als Ablassventil bezeichnet werden. Durch das Steuern der dritten Ventileinheit 18 in den offenen Zustand wird Luft aus der Luftleitung 20 entleert, und der Luftdruck, der auf die erste Ventileinheit 14 einwirkt, wird somit verringert. Wenn nur die dritte Ventileinheit 18 offen ist, wird der Luftdruck in der Luftleitung 20 schließlich ähnlich wie der Atmosphärendruck Patm. Wenn die beiden Schaltventileinheiten 16, 18 offen sind, dringt über die zweite Ventileinheit 16 Druckluft in die Luftleitung 20 ein und Luft wird gleichzeitig über die dritte Ventileinheit 18 entleert. Wenn die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 gleichzeitig offen sind, erreicht der Luftdruck in der Luftleitung 20 schließlich einen mittleren Druck. Der mittlere Druck ist niedriger als der Versorgungsdruck Psup und höher als der Atmosphärendruck Patm. Der mittlere Druck ist von den Öffnungsflächen des jeweiligen Schaltventils 16, 18 abhängig.
  • Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 werden durch eine Steuereinheit 30 gesteuert. Die Steuereinheit 30 kann eine Getriebesteuereinheit, eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit oder eine beliebige andere Steuereinheit eines Fahrzeugs sein. Die Steuereinheit 30 kann eine Mehrzahl von verschiedenen Steuereinheiten umfassen. Ein Computer 32 kann in Kommunikation mit der Steuereinheit 30 angeordnet sein. Die Steuereinheit 30 kann Mittel zum Bestimmen des aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung 20; Mittel zum Bestimmen eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung 20; und zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung 20, Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit 16 und/oder der dritten Ventileinheit 18 basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck Patm; den Versorgungsdruck Psup und den mittleren Druck umfassen. Der angefragte Luftdruck ist der Luftdruck, der benötigt wird, um ein angefragtes Verzögerungsmoment durch die Retardereinheit 12 bereitzustellen. Der angefragte Luftdruck ist somit der Druck, der benötigt wird, um die erste Ventileinheit 14 derart zu steuert, dass der Fluiddruck in der Retardereinheit 12 einem angefragten Verzögerungsmoment entspricht. Der angefragte Luftdruck kann durch die Steuereinheit 30 bestimmt werden. Die Steuereinheit 30 kann in Kommunikation mit dem Drucksensor P angeordnet sein. Die Steuereinheit 30 kann somit angepasst sein, um den aktuellen Luftdruck anhand des Drucksensors P zu bestimmen.
  • Die Steuereinheit 30 kann Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit 16 und/oder der dritten Ventileinheit 18 umfassen, so dass eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht wird, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 dem angefragten Luftdruck nähert.
  • Die Steuereinheit 30 kann Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit 16 und/oder der dritten Ventileinheit 18 umfassen, so dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 zuerst über den angefragten Luftdruck hinaus erhöht wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit 16, 18 gesteuert wird bzw. werden, so dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 mit einer langsameren Änderungsrate verringert wird, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck nähert.
  • Die Steuereinheit 30 kann angepasst sein, um die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 mit ein Steuersignal (Strom), das einer Einschaltdauer von im Wesentlichen 100 % entspricht, in den offenen Zustand zu steuern. Dies bedeutet, dass die Steuereinheit 30 angepasst sein kann, um die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 mit einem gleichbleibenden Strom zu steuern.
  • 3 bildet ein Ablaufschema für ein Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Das hydraulische Retardersystem kann wie das hydraulische Retardersystem 10, wie in 2 offenbart, konfiguriert sein. Das Verfahren umfasst: Bestimmen s101 eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung 20; Bestimmen s102 eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung 20; und zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung 20, Steuern s103 der zweiten Ventileinheit 16 und/oder der dritten Ventileinheit 18 basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck Patm; den Versorgungsdruck Psup; und einen mittleren Druck, wobei der mittlere Druck der Luftdruck in der Luftleitung 20 ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  • Das Verfahren kann anhand einer Steuereinheit 30 des hydraulischen Retardersystems 10 ausgeführt werden.
  • Der aktuelle Luftdruck kann anhand des Drucksensors P bestimmt werden, der in Fluidkommunikation mit der Luftleitung 20 und der Steuereinheit 30 angeordnet ist. Der aktuelle Luftdruck kann durch die Steuereinheit 30 basierend auf Signalen von dem Drucksensor P bestimmt werden. Der angefragte Luftdruck kann durch die Steuereinheit 30 basierend auf Signalen von anderen Systemen oder Komponenten des Fahrzeugs bestimmt werden.
  • Die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 können derart gesteuert werden, dass die Änderungsrate des Luftdrucks langsamer ist, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 dem angefragten Luftdruck nähert. Mit einer geringen Luftdruckableitung nahe an dem angefragten Luftdruck ist es leichter, den Luftdruck zu steuern, und es ist somit leichter, den angefragten Luftdruck zu erreichen.
  • Die zweite und/oder die dritte Ventileinheit 16, 18 können derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 zuerst über den angefragten Luftdruck hinaus erhöht wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit 16, 18 derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 mit einer langsameren Änderungsrate verringert wird, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck nähert. Die zweite und/oder die dritte Ventileinheit 16, 18 können ferner derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 zuerst unter den angefragten Luftdruck verringert wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit 16, 18 derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 mit einer langsameren Änderungsrate erhöht wird, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck nähert. In Abhängigkeit von dem angefragten Luftdruck in Bezug auf den aktuellen Luftdruck könnte es schwierig sein, den angefragten Luftdruck auf Grund einer schnellen Änderungsrate des Luftdrucks durch Erhöhen oder Verringern des Luftdrucks zu erreichen. Es kann daher vorteilhaft sein, den Luftdruck in der Luftleitung 20 derart zu steuern, dass der angefragte Luftdruck zuerst absichtlich verfehlt wird, und anschließend die Schaltventile 16, 18 derart zu steuert, dass die Änderungsrate des Luftdrucks nahe an dem angefragten Luftdruck langsamer ist, und der angefragte Luftdruck dadurch leichter zu erreichen ist.
  • Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Atmosphärendruck Patm liegt, kann die zweite Ventileinheit 16 in den offenen Zustand gesteuert werden, bis der Luftdruck in der Luftleitung 20 höher als der angefragte Luftdruck ist; anschließend wird die zweite Ventileinheit 16 in den geschlossenen Zustand gesteuert und die dritte Ventileinheit 18 wird in den offenen Zustand gesteuert. Somit wird der angefragte Luftdruck zuerst absichtlich verfehlt, während der Luftdruck erhöht wird, und stattdessen wird der angefragte Luftdruck erreicht, während der Luftdruck in der Luftleitung 20 verringert wird. Der angefragte Luftdruck ist geeignet ein Luftdruck nahe am Atmosphärendruck Patm.
  • Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Versorgungsdruck Psup liegt, kann die zweite Ventileinheit 16 in den offenen Zustand gesteuert werden. Somit wird der angefragte Luftdruck erreicht, während der Luftdruck in der Luftleitung 20 erhöht wird. Der angefragte Luftdruck ist geeignet ein Luftdruck nahe an dem Versorgungsdruck Psup. Da sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 langsamer erhöht, wenn sich der Luftdruck dem Versorgungsdruck Psup nähert, ist es leichter, den angefragten Luftdruck zu erreichen.
  • Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck ist, kann die zweite Ventileinheit 16 derart in den offenen Zustand gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 höher als der angefragte Luftdruck ist, und anschließend kann die dritte Ventileinheit 18 in den offenen Zustand gesteuert werden. Somit wird der angefragte Luftdruck absichtlich verfehlt, während der Luftdruck auf den Versorgungsdruck Psup erhöht wird. Dadurch dass beide Schaltventile 16, 18 offen sind, wird der Luftdruck in der Luftleitung 20 schließlich ähnlich wie der mittlere Druck. Der Luftdruck in der Luftleitung 20 nimmt somit mit einer langsameren Änderungsrate ab, wenn sich der Luftdruck dem mittleren Druck nähert. Der angefragte Luftdruck kann dadurch leichter erreicht werden. Der angefragte Luftdruck ist geeignet ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck. Geeignet ist die zweite Ventileinheit 16 während eines Zeitraums offen, der ausreicht, um einen Luftdruck zu erlangen, der höher als der angefragte Luftdruck ist, wonach sie geschlossen wird. Nach einer gewissen Zeit werden die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 beide in den offenen Zustand gesteuert, um den Luftdruck langsam und kontrolliert zu verringern.
  • Falls der angefragte Luftdruck niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck ist, können die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 in den offenen Zustand gesteuert werden. Der angefragte Luftdruck ist geeignet ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck.
  • Falls der angefragte Luftdruck höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der niedriger als der mittlere Druck ist, können die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 in den offenen Zustand gesteuert werden. Der angefragte Luftdruck ist geeignet ein Luftdruck nahe an dem mittleren Druck. Wenn die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 offen sind, ist ausgehend von einem Luftdruck, der niedriger als der mittlere Druck ist, der Höchstluftdruck, der in der Luftleitung erreicht werden kann, der mittlere Druck. Somit ist die Änderungsrate des Luftdrucks langsamer, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 dem mittleren Druck nähert. Somit kann der Luftdruck leichter gesteuert werden, um den angefragten Luftdruck zu erreichen.
  • Falls der angefragte Luftdruck niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der niedriger als der mittlere Druck ist, kann die dritte Ventileinheit 18 in den offenen Zustand gesteuert werden, bis der Luftdruck in der Luftleitung 20 ähnlich wie der Atmosphärendruck Patm ist, und anschließend kann die zweite Ventileinheit 16 ebenfalls derart in den offenen Zustand gesteuert werden, dass der Luftdruck in Richtung auf den mittleren Druck erhöht wird. Die Änderungsrate des Luftdrucks ist dadurch langsamer, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 dem angefragten Luftdruck nähert. Somit kann der angefragte Luftdruck leichter erreicht werden.
  • Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 können durch ein Steuersignal (Strom) von der Steuereinheit 30 in den offenen Zustand gesteuert werden. Wie lange die jeweilige Ventileinheit 16, 18 offen ist, ist von dem Steuersignal abhängig. Wenn der Ventileinheit 16, 18 kein Strom zugeführt wird, kann sich die Ventileinheit im geschlossenen Zustand befinden. Alternativ kann die zweite Ventileinheit 16 durch ein Steuersignal (Strom) von der Steuereinheit 30 in den offenen Zustand gesteuert werden, und wenn der zweiten Ventileinheit 16 kein Strom zugeführt wird, kann sich die zweite Ventileinheit 16 im geschlossenen Zustand befinden. Die dritte Ventileinheit 18 kann durch ein Steuersignal (Strom) von der Steuereinheit 30 in den geschlossenen Zustand gesteuert werden, und wenn der dritten Ventileinheit 18 kein Strom zugeführt wird, kann sich die dritte Ventileinheit 18 im offenen Zustand befinden. Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 können durch Steuersignale gesteuert werden, die einer Einschaltdauer von 100 Prozent entsprechen. Dies bedeutet, dass gemäß der Erfindung die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 gesteuert werden, um möglichst schnell geöffnet/geschlossen zu werden.
  • Um den angefragten Luftdruck zu erreichen, kann bzw. können die zweite Ventileinheit 16 und/oder die dritte Ventileinheit 18 während eines Zeitraums im offenen Zustand gehalten werden, der basierend auf einer Änderungsrate des Luftdrucks in der Luftleitung 20 bestimmt wird, wobei nach dem Zeitraum sichergestellt wird, dass sich die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 im geschlossenen Zustand befinden. Somit kann das Verfahren das Sicherstellen umfassen, dass die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 Steuersignale empfangen, um sich in den geschlossenen Zustand zu begeben, bevor der angefragte Luftdruck in der Luftleitung 20 erlangt wird. Somit wird sichergestellt, dass der Luftdruck in der Luftleitung 20 den angefragten Luftdruck nicht auf Grund von Verzögerungen in dem System 10 über- oder unterschreitet. Um den Zeitraum zu bestimmen, in dem die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 offen sein sollen, um den angefragten Luftdruck zu erreichen, kann ein Modell für die Luftdruckänderung im Verlauf der Zeit verwendet werden. Dies wird in 5 näher beschrieben.
  • 4a bis 4d bilden Diagramme der Änderung des Luftdrucks im Verlauf der Zeit bezüglich eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Figuren bilden Diagramme davon ab, wie sich der Luftdruck in einer Luftleitung in Abhängigkeit davon ändert, wie eine zweite Ventileinheit und eine dritte Ventileinheit eines hydraulischen Retardersystems gesteuert werden, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Figuren zeigen somit Einzelheiten des Verfahrens zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems, wie in 3 offenbart. Das hydraulische Retardersystem, das gesteuert wird, kann das hydraulische Retardersystem 10 sein, wie in 2 offenbart. Die Figuren umfassen ein erstes Diagramm [1], das Steuersignale zum Steuern der zweiten Ventileinheit 16 zeigt, ein zweites Diagramm [2], das die Steuersignale zum Steuern der dritten Ventileinheit 18 zeigt, und ein drittes Diagramm [3], das zeigt, wie sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 in Abhängigkeit von den Steuersignalen für die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 ändert. In diesen Diagrammen bedeutet ein Steuersignal (Strom) für die jeweilige Schalventileinheit 16, 18, dass die Ventileinheit 16, 18 in den offenen Zustand gesteuert wird. Kein Steuersignal bedeutet, dass sich die Ventileinheit 16, 18 im geschlossenen Zustand befindet.
  • 4a zeigt Diagramme bezüglich des Luftdrucks in der Luftleitung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem dritten Diagramm [3] ist der Versorgungsdruck Psup die obere gestrichelte Linie und der angefragte Luftdruck Preq ist die untere gestrichelte Linie. Der Atmosphärendruck Patm ist der niedrigste Luftdruck, der in dem Diagramm [3] gezeigt wird.
  • Somit liegt bei dieser Ausführungsform der angefragte Luftdruck Preq innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Atmosphärendruck Patm. Der vorbestimmte Bereich kann bei 0 bis 2,5 bar von dem Atmosphärendruck Patm liegen. Je nach dem aktuellen Luftdruck in der Luftleitung 20 werden die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 geeignet unterschiedlich gesteuert. Für den Fall, dass der angefragte Luftdruck Preq höher als der aktuelle Luftdruck ist, wird geeignet ein Steuersignal an die zweite Ventileinheit 16 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Dies ist in dem ersten Diagramm [1] abgebildet. Wenn die zweite Ventileinheit 16 offen ist, nimmt der Luftdruck in der Luftleitung 20 in Richtung auf den Versorgungsdruck Psup zu. Das Steuersignal für die zweite Ventileinheit 16 ist geeignet derart, dass die zweite Ventileinheit 16 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um einen Luftdruck in der Luftleitung zu erreichen, der höher als der angefragte Luftdruck Preq und ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup ist. Somit wird der angefragte Luftdruck Preq absichtlich verfehlt, während der Luftdruck erhöht wird.
  • Anschließend wird die zweite Ventileinheit 16 in den geschlossenen Zustand gesteuert, und wenn die beiden Ventileinheiten 16, 18 geschlossen sind, bleibt der Luftdruck ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup. Nach einer gewissen Zeit wird ein Steuersignal an die dritte Ventileinheit 18 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Dies in dem zweiten Diagramm [2] abgebildet. Durch das Steuern der dritten Ventileinheit 18 in den offenen Zustand beginnt der Luftdruck in der Luftleitung 20 sich zu verringern. Gemäß den physikalischen Gesetzen nimmt der Luftdruck langsamer zu/ab, wenn sich der Luftdruck einem Höchst-/Mindestdruck nähert. Wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 somit dem angefragten Luftdruck Preq nähert, der nahe an dem Atmosphärendruck Patm ist, wird eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht. Der angefragte Luftdruck Preq kann dadurch leichter erreicht werden. Das Steuersignal für die dritte Ventileinheit 18 kann derart sein, dass die dritte Ventileinheit 18 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen. Auf Grund einer Verzögerung in dem System kann vorbestimmt werden, wie lange die dritte Ventileinheit 18 offen sein soll, um den angefragten Luftdruck Preq zu erlangen. Die dritte Ventileinheit 18 wird somit nicht basierend auf einer Rückmeldung von dem Drucksensor P gesteuert. Wenn die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 geschlossen sind, kann der Luftdruck in der Luftleitung 20 anhand des Drucksensors P bestimmt werden. Falls der Luftdruck nicht ähnlich wie der angefragte Luftdruck Preq ist, kann der Schritt des Steuerns des Luftdrucks in der Luftleitung 20 noch einmal ausgeführt werden. Falls der Luftdruck innerhalb einer vorbestimmten Toleranz von dem angefragten Luftdruck Preq liegt, geht man davon aus, dass der angefragte Luftdruck Preq erlangt (erreicht) wurde, und die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 bleiben geschlossen.
  • Sollte der angefragte Luftdruck Preq niedriger als der aktuelle Luftdruck sein, beispielsweise falls der aktuelle Luftdruck ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup ist, dann wird ein Steuersignal an die dritte Ventileinheit 18 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird, wie zuvor beschrieben.
  • 4b zeigt Diagramme bezüglich des Luftdrucks in der Luftleitung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem dritten Diagramm [3] ist der Versorgungsdruck Psup die obere gestrichelte Linie und der angefragte Luftdruck Preq ist die untere gestrichelte Linie. Der Atmosphärendruck Patm ist der niedrigste Luftdruck, der in dem Diagramm [3] gezeigt ist.
  • Somit ist bei dieser Ausführungsform der angefragte Luftdruck Preq höher als der aktuelle Luftdruck und liegt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Versorgungsdruck Psup. Der vorbestimmte Bereich kann bei 0 bis 2,5 bar von dem Versorgungsdruck Psup liegen. Ein Steuersignal kann somit an die zweite Ventileinheit 16 gesendet werden, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Dies ist in dem ersten Diagramm [1] abgebildet. Wenn die zweite Ventileinheit 16 offen ist, nimmt der Luftdruck in der Luftleitung 20 in Richtung auf den Versorgungsdruck Psup zu. Gemäß den physikalischen Gesetzen nimmt der Luftdruck langsamer zu/ab, wenn sich der Luftdruck einem Höchst-/ Mindestdruck nähert. Wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 somit dem angefragten Luftdruck Preq nähert, der nahe an dem Versorgungsdruck Psup ist, ist die Änderungsrate des Luftdrucks langsamer. Der angefragte Luftdruck Preq kann dadurch leichter erreicht werden. Das Steuersignal für die zweite Ventileinheit 16 kann derart sein, dass die zweite Ventileinheit 16 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen. Auf Grund einer Verzögerung in dem System kann vorbestimmt werden, wie lange die zweite Ventileinheit 16 offen sein soll, um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen. Die zweite Ventileinheit 16 wird somit nicht basierend auf einer Rückmeldung von dem Drucksensor P gesteuert. Wenn die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 geschlossen sind, kann der Luftdruck in der Luftleitung 20 anhand des Drucksensors P bestimmt. Falls der Luftdruck nicht ähnlich wie der angefragte Luftdruck Preq ist, kann der Schritt des Steuerns des Luftdrucks in der Luftleitung 20 noch einmal ausgeführt werden. Falls der Luftdruck innerhalb einer vorbestimmten Toleranz von dem angefragten Luftdruck Preq liegt, geht man davon aus, dass der angefragte Luftdruck Preq erlangt wurde, und die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 bleiben geschlossen.
  • 4c zeigt Diagramme bezüglich des Luftdrucks in der Luftleitung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem dritten Diagramm [3] ist der Versorgungsdruck Psup die obere gestrichelte Linie, der angefragte Luftdruck Preq ist die mittlere gestrichelte Linie, und der mittlere Druck Pav ist die untere gestrichelte Linie. Der mittlere Druck Pav ist der Druck, der schließlich in der Luftleitung 20 vorherrscht, wenn sich die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 gleichzeitig im offenen Zustand befinden. Der Atmosphärendruck Patm ist der niedrigste Luftdruck, der in dem Diagramm [3] gezeigt ist.
  • Somit ist bei dieser Ausführungsform der angefragte Luftdruck Preq innerhalb eines vorbestimmten Bereichs höher als der mittlere Druck Pav. Der vorbestimmte Bereich kann um 0 bis 2,5 bar höher als der mittlere Druck Pav sein. Für den Fall, dass der angefragte Luftdruck Preq höher als der aktuelle Luftdruck ist, kann ein Steuersignal kann an die zweite Ventileinheit 16 gesendet werden, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Dies ist in dem Diagramm [1] abgebildet. Wenn die zweite Ventileinheit 16 offen ist, nimmt der Luftdruck in der Luftleitung 20 in Richtung auf den Versorgungsdruck Psup zu. Das Steuersignal für die zweite Ventileinheit 16 kann derart sein, dass die zweite Ventileinheit 16 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um einen Luftdruck in der Luftleitung 20 zu erreichen, der ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup ist. Somit wird der angefragte Luftdruck Preq absichtlich verfehlt, während der Luftdruck erhöht wird. Anschließend wird die zweite Ventileinheit 16 in den geschlossenen Zustand gesteuert, und wenn die beiden Ventileinheiten 16, 18 geschlossen sind, wird der Luftdruck ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup. Nach einer gewissen Zeit wird ein Steuersignal an die dritte Ventileinheit 18 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Ein Steuersignal wird auch an die zweite Ventileinheit 16 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert wird. Dies ist in dem ersten Diagramm [1] und dem zweiten Diagramm [2] abgebildet. Durch das Steuern der dritten Ventileinheit 18 in den offenen Zustand beginnt der Luftdruck in der Luftleitung 20 sich zu verringern. Der Luftdruck in der Luftleitung 20 kann sich jedoch nur bis auf den mittleren Druck Pav verringern, da die zweite Ventileinheit 16 offen ist und dadurch der Luftleitung 20 Druckluft zuführt. Gemäß den physikalischen Gesetzen nimmt der Luftdruck langsamer zu/ab, wenn sich der Luftdruck einem Höchst-/Mindestdruck nähert. Wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 somit dem angefragten Luftdruck Preq nähert, der nahe an dem mittleren Druck Pav liegt, wird eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht. Der angefragte Luftdruck Preq kann dadurch leichter erreicht werden. Das Steuersignal für die zweite Ventileinheit 16 bzw. die dritte Ventileinheit 18 kann derart sein, dass die jeweilige Ventileinheit 16, 18 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen. Auf Grund einer Verzögerung in dem System kann vorbestimmt werden, wie lange die Ventileinheit 16, 18 offen sein soll, um den angefragten Luftdruck Preq zu erlangen. Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 werden somit nicht basierend auf einer Rückmeldung von dem Drucksensor P gesteuert. Wenn die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 geschlossen sind, kann der Luftdruck in der Luftleitung 20 anhand des Drucksensors P bestimmt werden. Falls der Luftdruck nicht ähnlich wie der angefragte Luftdruck Preq ist, kann der Schritt des Steuerns des Luftdrucks in der Luftleitung 20 noch einmal ausgeführt werden. Falls der Luftdruck innerhalb einer vorbestimmten Toleranz von dem angefragten Luftdruck Preq liegt, geht man davon aus, dass der angefragte Luftdruck Preq erlangt wurde, und die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 bleiben geschlossen.
  • Sollte der angefragte Luftdruck Preq niedriger als der aktuelle Luftdruck sein, beispielsweise falls der aktuelle Luftdruck ähnlich wie der Versorgungsdruck Psup ist, dann wird ein Steuersignal an die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 gesendet, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert werden, wie zuvor beschrieben.
  • 4d zeigt Diagramme bezüglich des Luftdrucks in der Luftleitung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In dem dritten Diagramm [3] ist der Versorgungsdruck Psup die obere gestrichelte Linie, der mittlere Druck Pav ist die mittlere gestrichelte Linie, und der angefragte Luftdruck Preq ist die untere gestrichelte Linie. Der mittlere Druck Pav ist der Druck, der schließlich in der Luftleitung 20 vorherrscht, wenn sich die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 gleichzeitig im offenen Zustand befinden. Der Atmosphärendruck Patm ist der niedrigste Luftdruck, der in dem Diagramm [3] gezeigt wird.
  • Somit ist bei dieser Ausführungsform der angefragte Luftdruck Preq höher als der aktuelle Luftdruck und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs niedriger als der mittlere Druck Pav. Der vorbestimmte Bereich kann um 0 bis 2,5 bar höher als der mittlere Druck Pav sein. Es können Steuersignale an die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 gesendet werden, so dass sie in den offenen Zustand gesteuert werden. Dies ist in dem Diagramm [1] und dem Diagramm [2] abgebildet. Wenn sowohl die zweite Ventileinheit 16 als auch die dritte Ventileinheit 18 offen sind, ist der mittlere Druck Pav der höchstmögliche Luftdruck, der in der Luftleitung erreicht werden kann. Gemäß den physikalischen Gesetzen nimmt der Luftdruck langsamer zu/ab, wenn sich der Luftdruck einem Höchst-/Mindestdruck nähert. Wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung 20 somit dem angefragten Luftdruck Preq nähert, der nahe an dem mittleren Druck Pav ist, wird eine langsamere Änderungsrate des Luftdrucks erreicht. Der angefragte Luftdruck Preq kann dadurch leichter erreicht werden. Das Steuersignal für die zweite Ventileinheit 16 bzw. die dritte Ventileinheit 18 kann derart sein, dass die jeweilige Ventileinheit 16, 18 während eines gewissen Zeitraums offen ist, der ausreicht, um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen. Auf Grund einer Verzögerung in dem System kann vorbestimmt werden, wie lange die Ventileinheit 16, 18 offen sein soll, um den angefragten Luftdruck Preq zu erlangen. Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 werden somit nicht basierend auf einer Rückmeldung von dem Drucksensor P gesteuert. Wenn die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 geschlossen sind, kann der Luftdruck in der Luftleitung 20 anhand des Drucksensors P bestimmt werden. Falls der Luftdruck nicht ähnlich wie der angefragte Luftdruck Preq ist, kann der Schritt des Steuerns des Luftdrucks in der Luftleitung 20 noch einmal ausgeführt werden. Falls der Luftdruck innerhalb einer vorbestimmten Toleranz von dem angefragten Luftdruck Preq liegt, geht man davon aus, dass der angefragte Luftdruck Preq erlangt wurde, und die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 bleiben geschlossen.
  • 5 bildet ein Diagramm von Luftdruck im Verlauf der Zeit bezüglich eines hydraulischen Retardersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Die Figur zeigt ein Beispiel des Verfahrens zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems wie in 3 offenbart. Das hydraulische Retardersystem, das gesteuert wird, kann das hydraulische Retardersystem 10 sein, wie in 2 offenbart. Wie es zuvor mit Bezug auf 4a bis 4d beschrieben wurde, kann bestimmt werden, wie lange die Ventileinheit 16, 18 offen sein soll, um den angefragten Luftdruck Preq zu erlangen, um das Problem der Verzögerungen in dem System 10 zu vermeiden. Der Zeitraum, in dem die zweite Ventileinheit 16 und/oder die dritte Ventileinheit 18 offen sein soll(en), um den angefragten Luftdruck Preq zu erreichen, kann basierend auf einer Änderungsrate des Luftdrucks in der Luftleitung 20 bestimmt werden. Die Änderungsrate des Luftdrucks variiert in Abhängigkeit von der Steuerstrategie und somit in Abhängigkeit von dem Zustand der zweiten und der dritten Ventileinheit 16, 18. Der Zeitraum kann basierend auf einem Modell der Änderung des Luftdrucks in der Luftleitung 20 im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Die Änderungsrate des Luftdrucks kann aus dem Modell der Änderung des Luftdrucks im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Das Modell kann als nicht lineare Kurve abgebildet sein, wie in 5 gezeigt. Die Kurve in 5 zeigt die Luftdruckänderungen im Verlauf der Zeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der angefragte Luftdruck Preq innerhalb eines vorbestimmten Bereichs höher als der mittlere Druck Pav ist. Der aktuelle Luftdruck Pcur wird in 5 gezeigt und ist höher als der angefragte Luftdruck Preq. Die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 würden dann geeignet in den offenen Zustand gesteuert, so dass die Änderungsrate des Luftdrucks langsamer wäre, wenn sich der Luftdruck dem mittleren Druck Pav und somit dem angefragten Luftdruck Preq nähert. Die nicht lineare Kurve kann mit mindestens einer linearen Kurve genähert werden, um zu bestimmen, wie lange die zweite und die dritte Ventileinheit 16, 18 offen sein sollen, um den angefragten Luftdruck 16, 18 zu erlangen. Bei diesem Beispiel wird die nicht lineare Kurve mit zwei linearen Kurven genähert, eine zwischen dem aktuellen Luftdruck Pcur und einem Zwischenluftdruck Pint, und eine zwischen dem Zwischenluftdruck Pint und dem angefragten Luftdruck Preq. Es kann dann bestimmt werden, wie lange t1 die Ventileinheiten 16, 18 offen sein sollen, um den Zwischenluftdruck Pint zu erlangen, und wie lange t2 sie offen sein sollen, um von dem Zwischenluftdruck Pint auf den angefragten Luftdruck Preq zu gehen. Die Gesamtzeit, während der die zweite Ventileinheit 16 und die dritte Ventileinheit 18 offen sein sollen, um den angefragten Luftdruck Preq zu erlangen, beträgt somit t1 + t2.
  • 6 ist ein Diagramm einer Version einer Vorrichtung 500. Die Steuereinheit 30 und/oder der Computer 32, die bzw. der mit Bezug auf 2 beschrieben wird bzw. werden, kann bei einer Version die Vorrichtung 500 umfassen. Der Begriff „Verbindung“ bezieht sich hier auf eine Kommunikationsverbindung, wobei es sich um eine physische Verbindung, wie etwa eine optoelektronische Kommunikationsleitung, oder um eine nicht physische Verbindung, wie etwa eine drahtlose Verbindung, z.B. eine Funkverbindung oder eine Hochfrequenzverbindung, handeln kann. Die Vorrichtung 500 umfasst einen nicht flüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Schreib-/Lesespeicher 550. Der nicht flüchtige Speicher 520 weist ein erstes Speicherelement 530 auf, auf dem ein Computerprogramm, z.B. ein Betriebssystem, gespeichert ist, um die Funktion der Vorrichtung 500 zu steuern. Die Vorrichtung 500 umfasst ferner einen Bus-Controller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Einheit zum Eingeben und Übertragen von Zeit und Datum, einen Ereigniszähler und einen Unterbrechungs-Controller (nicht abgebildet). Der nicht flüchtige Speicher 520 verfügt auch über ein zweites Speicherelement 540.
  • Es wird ein Computerprogramm Pr bereitgestellt, das Routinen zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems umfasst. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen des aktuellen Luftdrucks. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen eines angefragten Luftdrucks. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Steuern einer zweiten Ventileinheit 16 und/oder einer dritten Ventileinheit 18 basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck; den Versorgungsdruck; und einen mittleren Druck, wobei der mittlere Druck der Luftdruck ist, der schließlich in der Luftleitung vorherrscht, wenn sich die zweite Ventileinheit und die dritte Ventileinheit gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Steuern der zweiten Ventileinheit und der dritten Ventileinheit, so dass die Änderungsrate des Luftdrucks verringert wird, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung dem angefragten Luftdruck nähert. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Steuern der zweiten Ventileinheit und der dritten Ventileinheit, so dass der angefragte Luftdruck absichtlich verfehlt wird.
  • Das Programm Pr kann in einer ausführbaren Form oder in einer komprimierten Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert sein.
  • Wenn die Datenverarbeitungseinheit 510 beschrieben wird, wie sie eine bestimmte Funktion ausführt, bedeutet dies, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen gewissen Teil des Programms, der in dem Speicher 560 gespeichert ist, oder einen gewissen Teil des Programms, der in dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert ist, ausführt.
  • Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann mit einem Datenanschluss 599 über einen Datenbus 515 kommunizieren. Der nicht flüchtige Speicher 520 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 gedacht. Der getrennte Speicher 560 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511 gedacht. Der Schreib-/Lesespeicher 550 ist angepasst, um mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 514 zu kommunizieren.
  • Wenn Daten an dem Datenanschluss 599 empfangen werden, werden sie zeitweilig in dem zweiten Speicherelement 540 gespeichert. Wenn empfangene eingegebene Daten zeitweilig gespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 bereit, um die Code-Ausführung wie zuvor beschrieben vorzunehmen.
  • Teile der hier beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 anhand der Datenverarbeitungseinheit 510, die das Programm ausführt, das in dem Speicher 560 oder dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert ist, ausgeführt werden. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden die hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
  • Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zur Erläuterung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten einzuschränken. Zahlreiche Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann ersichtlich sein. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen möglichst gut zu erklären und es dem Fachmann dadurch zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den diversen Modifikationen, die für die bestimmte Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/120918 A1 [0005]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Steuern eines hydraulischen Retardersystems (10), wobei das hydraulische Retardersystem (10) umfasst: eine Retardereinheit (12); eine erste Ventileinheit (14), die angeordnet ist, um einen Fluiddruck in der Retardereinheit (12) zu steuern, um ein Verzögerungsmoment der Retardereinheit (12) zu beeinflussen; und eine zweite Ventileinheit (16) und ein dritte Ventileinheit (18), die jeweils über eine Luftleitung (20) in Fluidkommunikation mit der ersten Ventileinheit (14) angeordnet sind, wobei die erste Ventileinheit (14) durch einen Luftdruck in der Luftleitung (20) steuerbar ist, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit (16, 18) Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand oder einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit (16) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck (Psup) aufweist, und die dritte Ventileinheit (18) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck (Patm) aufweist, wobei das Verfahren umfasst: - Bestimmen (s101) eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung (20); - Bestimmen (s102) eines angefragten Luftdrucks in der Luftleitung (20); und - zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks in der Luftleitung, Steuern (s103) der zweiten Ventileinheit (16) und/oder der dritten Ventileinheit (18) basierend auf dem angefragten Luftdruck in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck (Patm); den Versorgungsdruck (Psup); und einen mittleren Druck (Pav), wobei der mittlere Druck (Pav) der Luftdruck in der Luftleitung (20) ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite und/oder die dritte Ventileinheit (16, 18) derart gesteuert werden, dass sich eine Änderungsrate des Luftdrucks verlangsamt, wenn sich der Luftdruck in der Luftleitung (20) dem angefragten Luftdruck (Preq) nähert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite und/oder die dritte Ventileinheit (16, 18) derart gesteuert werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung (20) zuerst über den angefragten Luftdruck (Preq) hinaus erhöht wird, wonach die zweite und/oder die dritte Ventileinheit (16, 18) derart gesteuert wird bzw. werden, dass der Luftdruck in der Luftleitung (20) mit einer Änderungsrate des Luftdrucks verringert wird, die sich verlangsamt, wenn sich der Luftdruck dem angefragten Luftdruck (Preq) nähert.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls der angefragte Luftdruck (Preq) höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Atmosphärendruck (Patm) liegt, die zweite Ventileinheit (16) in den offenen Zustand gesteuert wird, bis der Luftdruck in der Luftleitung (20) höher als der angefragte Luftdruck (Preq) ist; anschließend die zweite Ventileinheit (16) in den geschlossenen Zustand gesteuert wird und die dritte Ventileinheit (18) wird in den offenen Zustand gesteuert.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls der angefragte Luftdruck (Preq) höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von dem Versorgungsdruck (Psup) liegt, die zweite Ventileinheit (16) in den offenen Zustand gesteuert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls der angefragte Luftdruck (Preq) höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck (Pav) ist, die zweite Ventileinheit (16) in den offenen Zustand gesteuert wird, so dass der Luftdruck in der Luftleitung (20) höher als der angefragte Luftdruck (Preq) ist, und anschließend die dritte Ventileinheit (18) in den offenen Zustand gesteuert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls der angefragte Luftdruck (Preq) niedriger als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der höher als der mittlere Druck (Pav) ist, die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) in den offenen Zustand gesteuert werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, falls der angefragte Luftdruck (Preq) höher als der aktuelle Luftdruck ist und innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, der niedriger als der mittlere Druck (Pav) ist, die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) in den offenen Zustand gesteuert werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, um den angefragten Luftdruck (Preq) zu erreichen, die zweite Ventileinheit (16) und/oder die dritte Ventileinheit (18) während eines Zeitraums im offenen Zustand bleibt bzw. bleiben, der basierend auf einer Änderungsrate des Luftdrucks in der Luftleitung (20) bestimmt wird, wobei nach dem Zeitraum sichergestellt wird, dass sich die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) im geschlossenen Zustand befinden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) mit einer Einschaltdauer von 100 Prozent gesteuert werden.
  11. Computerprogramm (Pr), wobei das Computerprogramm Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine Steuereinheit (30; 500) oder ein Computer (32; 500), der an die Steuereinheit (30; 500) angeschlossen ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.
  12. Computerlesbares Medium, umfassend Anweisungen, die, wenn sie durch eine Steuereinheit (30; 500) oder einen Computer (32; 500), der an die Steuereinheit (30; 500) angeschlossen ist, ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit (30; 500) oder der Computer (32; 500) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausführt.
  13. Steuereinheit (30) zum Steuern einer zweiten Ventileinheit (16) und einer dritten Ventileinheit (18), die jeweils über eine Luftleitung (20) in Fluidkommunikation mit einer ersten Ventileinheit (14) angeordnet sind, wobei die erste Ventileinheit (14) durch einen Luftdruck in der Luftleitung (20) steuerbar ist, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit (16, 18) Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit (16) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck (Psup) aufweist, und die dritte Ventileinheit (18) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck (Patm) aufweist, wobei die Steuereinheit (30) umfasst: - Mittel zum Bestimmen eines aktuellen Luftdrucks in der Luftleitung (20); - Mittel zum Bestimmen eines angefragten Luftdrucks (Preq) in der Luftleitung (20); und - zum Bereitstellen des angefragten Luftdrucks (Preq) in der Luftleitung (20), Mittel zum Steuern der zweiten Ventileinheit (16) und/oder der dritten Ventileinheit (18) basierend auf dem angefragten Luftdruck (Preq) in Bezug auf: den aktuellen Luftdruck; den Atmosphärendruck (Patm); den Versorgungsdruck (Psup) und einen mittleren Druck (Pav), wobei der mittlere Druck (Pav) der Luftdruck in der Luftleitung (20) ist, der erreichbar ist, wenn sich die zweite Ventileinheit (16) und die dritte Ventileinheit (18) gleichzeitig in ihren offenen Zuständen befinden.
  14. Hydraulisches Retardersystem (10), umfassend: eine Retardereinheit (12); eine erste Ventileinheit (14), die angeordnet ist, um einen Fluiddruck in der Retardereinheit (12) zu steuern, um ein Verzögerungsmoment der Retardereinheit zu beeinflussen (12); und eine zweite Ventileinheit (16) und eine dritte Ventileinheit (18), die jeweils über eine Luftleitung (20) in Fluidkommunikation mit der ersten Ventileinheit (14) angeordnet sind, wobei die erste Ventileinheit (14) durch einen Luftdruck in der Luftleitung (20) steuerbar ist, wobei die zweite und die dritte Ventileinheit (16, 18) Schaltventile sind, die in einen offenen Zustand und einen geschlossenen Zustand steuerbar sind, wobei die zweite Ventileinheit (16) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Druckluft steht, die einen Versorgungsdruck (Psup) aufweist, und die dritte Ventileinheit (18) im offenen Zustand in Fluidkommunikation mit Umgebungsluft steht, die Atmosphärendruck (Patm) aufweist, wobei das System (10) ferner eine Steuereinheit (30) nach Anspruch 13 umfasst.
  15. Fahrzeug (1), umfassend ein hydraulisches Retardersystem (10) nach Anspruch 14.
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WO2005120918A1 (en) 2004-06-07 2005-12-22 Scania Cv Ab (Publ) A method and a device for controlling a control pressure

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