DE19650455A1

DE19650455A1 - Retardersteuerung

Info

Publication number: DE19650455A1
Application number: DE1996150455
Authority: DE
Inventors: Hubertus Christ; Manfred Schwab
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 1998-06-10
Also published as: WO1998024668A1

Description

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

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

Derartige verschleiß freie zusätzliche Verzögerungsein richtungen, wie Retarder und Motorbremsen, können dazu ver wendet werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gefälle kon stant zu halten.

Zu den Retardern werden sowohl zusätzlich am Getriebe ange ordnete hydrodynamische, hydrostatische oder elektrodynami sche Bremseinrichtungen verstanden, als auch solche Systeme, die in Form eines "Intarders" innerhalb des Ge triebegehäuses vorgesehen sind.

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

Für die Betätigung des Retarders werden verschiedene Arten unterschieden. Die Bremswirkung kann im Rahmen der maximalen Leistungsfähigkeit des Retarders in Stufen oder stufenlos gesteuert werden.

Zunächst einmal weist die Betätigung durch einen Bremsstu fenschalter, meist in Form eines Lenkstockhebels oder eines Schalters, der in der unmittelbaren Nähe des Lenkrades für den Fahrer griffgünstig angebracht ist, mehrere Bremsstufen auf.

Verwendet wird ein Bremsstufenschalter auch in Verbin dung mit einer Trittplatte, die im Fußraum vom Fahrer über wiegend in Kombination mit den Betriebsbremsen als Bremspe dal mit dem Fuß bedient werden kann.

Der Retarder wird in den unterschiedlichen Bremsstufen unterschiedlich stark eingesetzt. In bekannten Systemen wird die jeweils gewünschte Bremswirkung über den Bremsstu fenschalter eingestellt und die erreichte Momentangeschwin digkeit durch Betätigen eines zusätzlichen Schalters, bei spielsweise eines Tasters am Bremsstufenschalter, gespei chert.

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

Aus der DE 37 09 388 A1 ist eine Fahrzeugbedien- und Fahrtregeleinrichtung für ein automatisiertes Vorgelegege triebe mit einer automatisierten Trocken- oder Naßkupplung bekannt geworden, die mit je einem Beschleunigungs- und Verzögerungspedal ausgerüstet ist und eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung für den Motor, die Kupplung und das Getriebe aufweist. Weiter beinhaltet diese Einrich tung Mittel für das Einhalten einer nahezu konstanten Fahr zeuggeschwindigkeit, wobei das Beschleunigungspedal nur während einer gewünschten Beschleunigung und das Verzöge rungspedal nur bei einer gewünschten Verzögerung betätigt wird. Bei Nichtbetätigung beider Pedale wird die zuletzt durch eines der Pedale erzielte Geschwindigkeit nahezu kon stant gehalten. Die Fahrzeugverzögerung wird durch Be triebsbremse (Reibungsbremse) des Fahrzeugs wie auch durch eine zusätzlich angeordneten Strömungsbremse (Retarder) vorgenommen. Des weiteren wird in die Getriebesteuerung eingegriffen und zur zur Erzielung einer zusätzlichen Bremswirkung das Getriebe heruntergeschaltet.

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

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen sekundärseitig betriebenen Retarder an einem manuell oder automatisiert geschalteten Getriebe ein Steuerverfahren bzw. eine Bremseinrichtung anzugeben, um der bei einem Schaltvorgang zwischen Motor und Getriebeausgang entstehen den Momentenunterbrechung zu begegnen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Brem seinrichtung nach Anspruch 4. Ausgestaltungen von Verfah rens und Bremseinrichtung sind Gegenstand von Unteransprü chen.

An einem Nutzfahrzeug sind Antriebsmotor und vielgän giges Wechselgetriebe durch eine trennbare Kupplung verbun den. Diese Kupplung kann während des Schaltvorganges im Wechselgetriebe den Drehmomentenfluß zwischen Antriebsmotor und Getriebe trennen. Dadurch werden in bekannter Weise Synchronisiervorgänge im Getriebe erleichtert. Schaltvor gänge sind grundsätzlich aber durch Eingriffe in die Motor steuerung auch ohne Öffnen der Kupplung durchführbar. Das Getriebe ist in ebenfalls bekannter Weise über drehmo mentübertragende Wellen mit den Fahrzeugrädern verbunden.

Im Zugbetrieb des Fahrzeug wird bei geschlossener Kupplung Antriebsmoment vom Antriebsmotor über das Wechsel getriebe auf die Fahrzeugräder übertragen. Dieses Antriebs moment wird während des Schaltvorganges unterbrochen. Die ser Vorgang wird üblicherweise als Zugkraftunterbrechung bezeichnet.

Im Schubbetrieb wird demgegenüber bei geschlossener Kupplung ein vom Motor und zusätzlichen Bremseinrichtungen erzeugtes Bremsmoment auf die Fahrzeugräder übertragen, was zu einer gewünschten Verzögerung des Fahrzeuges führt. Mo derne Fahrzeugmotoren verfügen neben der dem Motor immanen ten Bremsfunktion bei reduzierter Treibstoffzufuhr über sehr wirkungsvolle zusätzliche Motorbremseinrichtungen, die auch in die Steuerung des Ventiltriebs eingreifen können.

Das von diesen dem Motor zugeordneten Bremseinrichtun gen erzeugte Bremsmoment entfällt bei der Zugkraftunterbre chung. Soll das Gesamtbremsmoment des Fahrzeugs erhalten bleiben, muß auf die anderen Bremseinrichtungen des Fahr zeug eingewirkt werden.

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

Nun sind moderne Wechselgetriebe mit Zugkraftunterbre chung bekannt, die über eine automatisierte Trennkupplung verfügen und bei denen eine Steuerung die Drehzahlanglei chung zu synchronisierender Zahnräder im Getriebe durch führt. Auch dort soll der Fahrer entlastet werden und seine volle Konzentration den Gegebenheiten auf der Fahrbahn wid men können. Eine Entlastung findet daher bei einem Eingriff in die Steuereinrichtung des Retarders statt. Dabei wird vorgeschlagen, den Retarder so anzusteuern, daß das bei der Zugkraftunterbrechung während des Schaltvorganges entfalle ne Bremsmoment durch ein gesteigertes Bremsmoment des Re tarders ausgeglichen wird, so daß das Gesamtbremsmoment des Fahrzeug erhalten bleibt.

Vorteilhafterweise ist die Steuerung des Retarders mit ei ner Einrichtung zur Konstanthaltung des Fahrzeuggeschwin digkeit kombiniert, so daß die insbesondere bei Gefälle fahrt angestrebte Geschwindigkeit nicht überschritten wird.

Derartige Einrichtungen werde üblicherweise als Tempomat bezeichnet.

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

Die Erfindung wird anhand einer Figur weiter erläu tert:
Die Figur zeigt einen Antriebsmotor 2, der über eine Kupplung 4 mit einem Wechselgetriebe 6 verbunden ist. An dem Getriebe 6 ist ein Retarder 8 angeordnet, der über eine Verbindungsleitung 10 mit einem CAN-Bus 12 verbunden ist. An den CAN-Bus 12 sind weiterhin über eine Verbindungslei tung 14 das Getriebe 6 und über eine Verbindungsleitung 16 die Kupplung 4, sowie über eine Verbindungsleitung 18 der Motor 2 angeschlossen. Ebenfalls an den CAN-BUS 12 sind über eine Verbindungsleitung 30 eine Steuerung 20 für den Motor 2, über eine Verbindungsleitung 22 eine Steuerung 24 für das Getriebe 6 und über eine Verbindungsleitung 26 eine Steuerung 28 für den Retarder 8 angeschlossen, sowie gege benenfalls die Kupplung 4 über eine Verbindungsleitung 16. Über eine Verbindungsleitung 32 ist eine Bedieneinrich tung 34 für einen Tempomaten mit dem CAN-Bus 12 verbunden und Sensoren 40 zur Erkennung eines Schaltvorganges sind über eine Verbindungsleitung 42 am CAN-Bus 12 angeschlos sen.

Das Getriebe treibt über eine Abtriebswelle 36 Fahrzeugrä der 38 an.

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

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

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

Bezugszeichenliste

2

Antriebsmotor

4

Kupplung

6

Wechselgetriebe

8

Retarder

10,

14

Verbindungsleitung

16,

18

Verbindungsleitung

22,

26

Verbindungsleitung

30,

32

Verbindungsleitung

42

Verbindungsleitung

12

CAN-Bus

20,

24

Steuerung

28

Steuerung

34

Bedieneinrichtung

36

Abtriebswelle

38

Fahrzeugräder

40

Sensoren

Claims

1. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge mit einem Antriebsmotor (2) und einem damit verbundenen mehrgängigen Wechselgetriebe (6), wobei zwischen Antriebsmotor (2) und Wechselgetriebe (6) Antriebs- und Bremsmomente übertragbar sind, einem sekundärseitig angeordneten und von einer Steu ereinrichtung (28) beeinflußbaren Retarder (8), mit dem bei Gefällefahrt ein Bremsmoment erzeugbar ist, dadurch ge kennzeichnet, daß von der Steuereinrich tung (28) während eines Schaltvorganges in dem Wechselge triebe (6) das zwischen Motor (2) und Wechselgetriebe (6) entfallende Bremsmoment durch ein erhöhtes Bremsmoment des Retarders (8) ausgeglichen wird.

2. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) das Bremsmoment des Retarders (8) so erhöht, daß eine von einer Einrichtung (34) zur Konstant haltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit vorgegebene Ge schwindigkeit beibehalten wird.

3. Retardersteuerverfahren für Nutzfahrzeuge nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der Steuereinrichtung (28) des Retarders (8) und weiteren Steuereinrichtungen (20, 24, 34) des Fahrzeugs Signale über eine Multiplex-Kommunikationsleitung (12) übertragen werden.

4. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge mit einem An triebsmotor (2) und einem damit verbundenen mehrgängigen Wechselgetriebe (6), wobei zwischen Antriebsmotor (2) und Wechselgetriebe (6) Antriebs- und Bremsmomente übertragbar sind und einem sekundärseitig angeordneten und von einer Steuereinrichtung (28) beeinflußbaren Retarder (8), mit dem bei Gefällefahrten ein Bremsmoment erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (40) vor gesehen sind zur Erkennung eines Schaltvorganges in dem Wechselgetriebe (6) und daß bei Erkennen eines Schaltvor ganges von der Steuereinrichtung (28) der Retarder (8) so steuerbar ist, daß während des Schaltvorganges das zwischen Motor (2) und Wechselgetriebe (6) entfallende Bremsmoment durch ein erhöhtes Bremsmoment des Retarders (8) ausgleich bar ist.

5. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer einrichtung (28) mit einer Einrichtung (34) zur Kon stanthaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit verbunden ist.

6. Bremseinrichtung für Nutzfahrzeuge nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (28) mit der Einrichtung (34) zur Kon stanthaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit, den Ein richtungen (40) zur Erkennung eines Schaltvorganges und mit weiteren Einrichtungen (20, 24) des Fahrzeuges über eine Multiplex-Kommunikationsleitung (12) verbunden ist.