DE19840284C2 - Intelligent retarder - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe, das ein Getriebegehäuse sowie eine Kupplung aufweist, sowie einem Retarder, der einen Rotor und einen Stator umfaßt.The invention relates to a drive arrangement for a motor vehicle an engine, a gearbox, a gearbox and a Has clutch, and a retarder, which has a rotor and a stator includes.
Retarder spielen bei Antriebsanlagen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, eine immer wichtigere Rolle. Sie sind in der Regel in den Antriebsstrang integriert. Der Retarder wird beim Einsatz im Kraftfahrzeug - aber auch bei Anlagen mit stark wechselndem Betrieb - durch Füllen und Entleeren des beschaufelten Arbeitskreislaufes mit einem Arbeitsmedium ein- oder ausgeschaltet. Als Arbeitsmedium kommen z. B. Öl oder Wasser in Betracht. Leistet der Retarder Bremsarbeit, so wird das Arbeitsmedium erwärmt. In der Regel wird die Wärme durch einen Kühler abgeführt. Aus der DE 195 09 417 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einem Getriebe und einem Retarder beschrieben. Bei der aus der DE 195 09 417 bekannten Anordnung ist der Retarder in das Getriebeendgehäuse integriert.Retarders play in vehicle propulsion systems, in particular Motor vehicles, an increasingly important role. They are usually in the Integrated drivetrain. The retarder is used in motor vehicles - but also in systems with strongly changing operation - by filling and Drain the bladed working circuit with a working medium switched on or off. As a working medium such. B. oil or water into consideration. If the retarder does braking work, it becomes the working medium warmed up. As a rule, the heat is removed by a cooler. Out DE 195 09 417 A1 is a drive train for a motor vehicle with a Engine, a transmission and a retarder described. With the from the DE 195 09 417 known arrangement is the retarder in that Integrated gear end housing.
Desweiteren sind Retarder bekanntgeworden, die direkt dem Motor nachgeordnet sind, sogenannte Primärretarder. Betreffend Primärretarder wird beispielsweise auf Kfz-Anzeiger, 44. Jahrgang, 1991, Bericht "Sicher bergab", S. 13 und Lastauto Omnibus, 4/1991, Bericht "Gegen den Strom", S. 30, verwiesen. Primärretarder sind aus der DE-OS-196 09 150 sowie der DE-OS-196 43 086 bekanntgeworden. Beim in der DE-OS-196 43 086, gezeigtem System werden auch Schaltvorgänge erfasst, jedoch dem System keinerlei Synchronisierungsenergie zur Verfügung gestellt. Beim Schalten, insbesondere beim Zurückschalten musste daher das Einkuppeln durch Zwischengas geben unterstützt werden. Furthermore, retarders have become known that directly to the engine are subordinate, so-called primary retarders. Concerning primary retarders is for example on Kfz-Anzeiger, 44th year, 1991, report "Safe downhill ", p. 13 and Lastauto Omnibus, 4/1991, report" Gegen den Strom ", P. 30. Primary retarders are from DE-OS-196 09 150 and the DE-OS-196 43 086 become known. In DE-OS-196 43 086, System shown switching operations are also recorded, but the System provided no synchronization energy. At the Shifting, especially when shifting down, therefore had to engage the clutch be supported by accelerating.
Bei den Ausführungsformen gemäß bspw. der DE-OS-196 09 150 oder DE- OS-196 43 086 von Primärbremsen war der Retarder stets zwischen Motor und Getriebe vor dem Schwungrad und der Kupplung angeordnet. Dies hatte den Nachteil, daß durch die Lagerung des Retarders auf der Motorwelle die Lagerung stark vom Kurbelwellen-Design abhängig gestaltet werden mußte.In the embodiments according to, for example, DE-OS-196 09 150 or DE- OS-196 43 086 of primary brakes was the retarder always between the engine and gear arranged in front of the flywheel and the clutch. This had the disadvantage that the storage of the retarder on the Motor shaft, the bearing strongly depends on the crankshaft design had to become.
Aus der DE-AS-10 76 461 ist eine hydromechanisches Verbundgetriebe mit einer schaltbaren hydrodynamischen Kupplung bekannt geworden.From DE-AS-10 76 461 is a hydromechanical compound transmission with a switchable hydrodynamic coupling.
Die DE-PS-30 26 773 zeigt eine Antriebsanordnung, bei der am vorderen 1 Ende des Getriebes zwischen der Eingangswelle und dem stationären Gehäuse ein hydraulisch kuppelbarer Retarder vorgesehen ist, der nach der Kupplung in Kraftflussrichtung vor dem Getriebe angeordnet ist. Der aus der DE-PS-302 66 773 bekanntgewordene Retarder wird beim Gangwechsel ausgerückt; Synchronisierenergie wird dem System jedoch nicht zur Verfügung gestellt.DE-PS-30 26 773 shows a drive arrangement in which at the front 1 End of the transmission between the input shaft and the stationary Housing a hydraulically connectable retarder is provided, according to the clutch is arranged in front of the gearbox in the direction of power flow. The retarder known from DE-PS-302 66 773 is used in the Gear change disengaged; However, synchronization energy is the system not provided.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schalten einer Antriebsanordnung mit einem automatisierten Schaltgetriebe umfassend Mittel zum Erkennen von Schaltbefehlen sowie Mittel zum Erkennen des Retarderbetriebszustandes bzw. der Betriebszustände zur Verfügung, stellen, daß die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.The object of the invention is a method for switching a Comprehensive drive arrangement with an automated manual transmission Means for recognizing switching commands and means for recognizing the Retarder operating state or operating states available, make sure that the disadvantages of the prior art are avoided.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß ein Schaltbefehl für das Getriebe erkannt wird, der Retarderbetriebszustand ermittelt und bei eingeschaltetem Retarder dieser deaktiviert wird und in Abhängigkeit vom erkannten Schaltbefehl Synchronisierenergie, verzögernd wirkend zur Synchronisierung von Antriebs- und Abtriebswelle zur Verfügung gestellt wird. In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann dies dadurch geschehen, daß die Steuereinrichtung für den Motor derart angesteuert wird, daß die Motordrehzahl erhöht und auf diese Art und Weise die notwendige Synchronisierenergie, beschleunigend wirkend, zur Verfügung gestellt wird. Alternativ hierzu ist es möglich, die Synchronisierenergie aus der Bewegungsenergie des Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen, beispielsweise bei Verwendung einer Turbokupplung, die derart übersetzt ist, daß sie stets mit höherer Drehzahl antriebsseitig arbeitet wie abtriebsseitig.According to the invention this is achieved in that a switching command for the Gearbox is recognized, the retarder operating state is determined and at activated retarder this is deactivated and depending on the recognized switching command synchronization energy, acting delayed Synchronization of input and output shaft provided becomes. In a first embodiment of the invention, this can be done happen that the control device for the motor is controlled in this way is that the engine speed increases and in this way the necessary synchronization energy, accelerating, available is provided. Alternatively, it is possible to use the synchronization energy to provide the kinetic energy of the vehicle, for example when using a turbo coupling that translates in this way is that it always works on the drive side at a higher speed output side.
Bei der Antriebsanordnung ist es möglich, dem Retarder direkt auf der Getriebewelle anzuordnen. Damit kann gegenüber einer Anordnung zwischen Motor und Schwungrad die Abhängigkeit der Retarderlagerung vom Kurbelwellen-Design vermieden werden.With the drive arrangement, it is possible to mount the retarder directly on the To arrange gear shaft. This can be compared to an arrangement between engine and flywheel the dependence of the retarder bearing be avoided by the crankshaft design.
Die Antriebsanordnung umfasst Mittel zum Erkennen von Schaltbefehlen für das Getriebe sowie Mittel zum Erkennen des Retarderbetriebszustandes bzw. der Motor-Betriebszustände.The drive arrangement comprises means for recognizing switching commands for the transmission and means for recognizing the retarder operating state or the engine operating states.
In einer fortgebildeten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Antriebsanordnung desweiteren Mittel zur Erkennung der Motordrehzahl aufweist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Synchronisiereinrichtung eine hydrodynamische Maschine, insbesondere eine Turbokupplung, umfaßt.In a further embodiment it is provided that the Drive arrangement further means for detecting the engine speed having. It is particularly preferred if the synchronization device a hydrodynamic machine, in particular a turbo coupling, includes.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden.The invention is intended to serve as an example with reference to the drawings to be discribed.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Anordnung eines Retarders mit der dazugehörigen Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 1 shows an arrangement of a retarder with the associated control for performing the method according to the invention
Fig. 2 eine Anordnung eines Retarders gemäß dem Stand der Technik Fig. 2 shows an arrangement of a retarder according to the prior art
Fig. 3 beispielhaft den Drehzahlverlauf des Motors beim Heraufschalten Fig. 3 shows an example of the speed curve of the engine when shifting up
Fig. 4 beispielhaft den Drehzahlverlauf des Motors beim Herunterschalten. Fig. 4 shows an example of the speed curve of the engine when downshifting.
In Fig. 1 ist eine Anordnung einer Antriebseinheit dargestellt. Hierbei wird lediglich der Kern der Erfindung gezeigt.In Fig. 1 an arrangement of a drive unit is shown. Only the essence of the invention is shown here.
Der nicht dargestellte Motor arbeitet über die Kurbelwelle 1 auf die Getriebewelle 3. The engine, not shown, works via the crankshaft 1 on the transmission shaft 3 .
Das Schwungrad 5 ist Teil der Kupplung 7, die im Getriebegehäuse 9 untergebracht ist und auf die Getriebewelle 3 wirkt.The flywheel 5 is part of the clutch 7 , which is housed in the transmission housing 9 and acts on the transmission shaft 3 .
Bei der Kupplung 7 handelt es sich um eine konventionelle schaltbare Reibkupplung, die als 1- oder 2-Scheiben-Trockenkupplung ausgebildet sein kann.The clutch 7 is a conventional switchable friction clutch, which can be designed as a 1- or 2-disk dry clutch.
Der Kupplung 7 ist erfindungsgemäß in Kraftflußrichtung ein Retarder 11 nachgeordnet. Der Retarder 11 befindet sich zwischen Kupplung 7 und dem nicht dargestellten Getriebe. Der Retarder umfaßt einen Stator 15 sowie einen Rotor 13.According to the invention, the clutch 7 is arranged downstream of a retarder 11 in the direction of the power flow. The retarder 11 is located between the clutch 7 and the transmission, not shown. The retarder comprises a stator 15 and a rotor 13 .
Bei dem nicht näher dargestellten Getriebe handelt es sich bevorzugt um ein sogenanntes automatisiertes Getriebe, wie es beispielsweise bei "W. Härtle, Ein neues automatisiertes Schaltgetriebe für schwere Nutzfahrzeuge", Automobiltechnische Zeitschrift 99 (1997), S. 598-604, beschrieben ist, wobei der Offenbarungsgehalt der Schrift vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen wird. Automatisierte Getriebe zeichnen sich dadurch aus, daß der Schaltvorgang mit der ECU des Motors abgestimmt wird. Hierfür ist es erforderlich, daß die Getriebesteuerung, die sogenannte Getriebe-ECU 20, Schaltvorgänge erkennt und über Verbindungsleitungen 22 an die Motorsteuerung, die sogenannte Motor-ECU 24, übermittelt. Als weitere Steuerungskomponente umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung eine Retardersteuerung ECU 26, die ständig die Retarderbetriebszustände an die Getriebesteuerung bzw. die Motorsteuerung meldet.The transmission, not shown in more detail, is preferably a so-called automated transmission, as described, for example, in "W. Härtle, A New Automated Manual Transmission for Heavy Commercial Vehicles", Automobiltechnische Zeitschrift 99 ( 1997 ), pp. 598-604, wherein the disclosure content of the document is fully included in the present application. Automated transmissions are characterized in that the switching process is coordinated with the ECU of the engine. For this it is necessary that the transmission control, the so-called transmission ECU 20 , recognizes switching operations and transmits them to the engine control, the so-called engine ECU 24 , via connecting lines 22 . As a further control component, the arrangement according to the invention comprises a retarder control ECU 26 , which continuously reports the retarder operating states to the transmission control or the engine control.
Die einzelnen Steuerungen 20, 24, 26 können als Einzelbausteine ausgeführt sein oder in eine oder mehrere Einheiten zusammengefaßt werden.The individual controls 20 , 24 , 26 can be designed as individual modules or can be combined into one or more units.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wenn ein Schaltvorgang von der Getriebe-ECU 20 erfaßt wird, dies an die Motor-ECU 24 gemeldet sowie an die Retarder-ECU 26. Ist in der Retarder-ECU der Zustand Retarder-EIN abgelegt, so wird bei Auslösen eines Schaltvorganges der Retarder über die Retardersteuerung in den AUS-Zustand versetzt. Um die für die Synchronisierung erforderliche Energie aufzubringen, insbesondere bei Herunterschaltvorgängen, wird über die Motor-ECU die Drehzahl des Motors erhöht und so die erforderliche zusätzliche Synchronisierenergie in das System eingebracht. Alternativ oder zusätzlich zur Erhöhung der Motordrehzahl wäre es auch möglich, die Bewegungsenergie des Fahrzeuges selbst auszunutzen, beispielsweise dadurch, daß man eine Turbokupplung als Synchronisierelement verwendet, wobei das antriebsseitige Schaufelrad ständig mit höherer Drehzahl umläuft wie das abtriebsseitige Schaufelrad.According to the method according to the invention, when a shift is detected by the transmission ECU 20 , this is reported to the engine ECU 24 and to the retarder ECU 26 . If the retarder-ON state is stored in the retarder-ECU, the retarder is switched to the OFF state via the retarder control when a switching operation is triggered. In order to apply the energy required for the synchronization, in particular during downshifts, the engine ECU increases the engine speed and thus introduces the required additional synchronization energy into the system. Alternatively or in addition to increasing the engine speed, it would also be possible to utilize the kinetic energy of the vehicle itself, for example by using a turbo coupling as a synchronizing element, with the drive-side impeller constantly rotating at a higher speed than the output-side impeller.
In Fig. 2 ist eine Anordnung eines Primärretarders gemäß dem derzeitigen Stand der Technik dargestellt. Wie deutlich zu erkennen, ist bei der Anordnung gemäß Fig. 2 der Retarder 11 der Kupplung 7 und dem Schwungrad 5 vorangestellt. Der Retarder 11 wirkt direkt auf die Kurbelwelle 1. Dies hat den Nachteil, daß der Retarder in seiner Lagerung an das jeweils spezielle Kurbelwellen-Design angepaßt werden muß. FIG. 2 shows an arrangement of a primary retarder according to the current state of the art. As can be clearly seen, the retarder 11 is preceded by the clutch 7 and the flywheel 5 in the arrangement according to FIG. 2. The retarder 11 acts directly on the crankshaft 1 . This has the disadvantage that the retarder must be adapted to the particular crankshaft design in its storage.
In den Fig. 3 und 4 sind typische Drehzahlverläufe der Motordrehzahl beim Herauf- bzw. Herunterschalten dargestellt. Hierbei ist zwischen den einzelnen Gangstufen ein Drehzahlunterschied von 300 Umdrehungen angenommen und eine Schaltzeit von 1,5 s. In der Beschleunigungsphase eines Fahrzeuges ergibt sich beim Hochschalten und bei ausgeschaltetem Retarder durch sein Massenträgheitsmoment und seine Eigenverluste eine zusätzliche Synchronarbeit, die von herkömmlichen Synchronisierelementen ohne weiteres übernommen werden kann.In FIGS. 3 and 4 typical speed characteristics of the engine speed are shown in the up- or downshift. A speed difference of 300 revolutions and a shift time of 1.5 s is assumed between the individual gear stages. In the acceleration phase of a vehicle, when shifting up and when the retarder is switched off, there is an additional synchronizing work due to its moment of inertia and its own losses, which can be easily taken over by conventional synchronizing elements.
Gänzlich anders stellt sich die Situation bei dem in Fig. 4 dargestellten Herunterschalten dar. Wiederum ist als Drehzahlunterschied ein Unterschied von 300 Umdrehungen angenommen und eine Schaltzeit von 1,5 s. War bis kurz vor dieser Phase der Retarder eingeschaltet, so ergeben sich aufgrund des Ausschaltverhaltens des Retarders Rest-Bremsmomente, die zwangsläufig zu einer vielfach höheren Synchronarbeit führen.The situation with the downshift shown in FIG. 4 is completely different. Again, a difference of 300 revolutions is assumed as the speed difference and a shift time of 1.5 s. If the retarder was switched on until shortly before this phase, the braking behavior of the retarder results in residual braking torques, which inevitably lead to much higher synchronous work.
Derart hohe zusätzliche Synchronisierarbeiten sind besonders gut mit Hilfe eines automatisierten Getriebes aufzubringen, beispielsweise dadurch, daß zusätzlich Motordrehzahl zur Verfügung gestellt wird, wenn wie in Fig. 1 ausführlich beschrieben, ein Schaltvorgang detektiert wird.Such high additional synchronization work can be performed particularly well with the aid of an automated transmission, for example in that additional engine speed is made available if, as described in detail in FIG. 1, a gear shift is detected.
Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte die Bewegungsenergie des Fahrzeuges genutzt werden, beispielsweise dadurch, daß im Nebenzweig eine Turbokupplung eingebracht wird, wobei darauf geachtet werden muß, daß die Drehzahl der Turbokupplung auf der Antriebsseite stets höher als die Drehzahl auf der Abtriebsseite ist.Alternatively or in addition, the kinetic energy of the Vehicle are used, for example, in that in the secondary branch Turbo coupling is introduced, it must be ensured that the The speed of the turbo coupling on the drive side is always higher than that Speed on the output side.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit erstmals ein neues Konzept für die kompakte Anordnung eines Retarders zwischen Motor und Getriebe angegeben, die sich dadurch auszeichnet, daß die Anordnung unabhängig von den jeweiligen Kurbelwellenlagerungen ausgeführt werden kann, da der Retarder auf der Getriebewelle 3 angeordnet wird. Die bei einer derartigen Anordnung auftretenden hohen zusätzlichen Synchronisierarbeiten werden mit Vorteil durch Einbringen von Synchronisierarbeit in das System beispielsweise durch Erhöhen der Motordrehzahl aufgebracht.With the present invention, a new concept for the compact arrangement of a retarder between engine and transmission is thus specified for the first time, which is characterized in that the arrangement can be carried out independently of the respective crankshaft bearings, since the retarder is arranged on the transmission shaft 3 . The high additional synchronization work that occurs with such an arrangement is advantageously applied by introducing synchronization work into the system, for example by increasing the engine speed.
Claims (4)
- 1. 1.1 einem Motor;
- 2. 1.2 einem Getriebe, das ein Getriebegehäuse sowie eine Kupplung (7) aufweist;
- 3. 1.3 einem Retarder (11), der einen Rotor (13) und einen Stator (15) umfaßt, wobei
- 4. 1.4 der Retarder (11) nach der Kupplung (7) in Kraftflußrichtung vor dem Getriebe angeordnet ist und
- 5. 1.5 die Antriebsanordnung wenigstens Mittel zum Erkennen von Schaltbefehlen (20) für das Getriebe sowie Mittel zum Erkennen des Retarderbetriebszustandes (26) umfaßt,
- 1. 1.6 ein Schaltbefehl für das Getriebe wird erkannt;
- 2. 1.7 der Retarderbetriebszustand wird ermittelt und bei eingeschaltetem Retarder dieser deaktiviert;
- 3. 1.8 in Abhängigkeit vom Schaltbefehl wird Synchronisierenergie zur Verfügung gestellt.
- 1. 1.1 an engine;
- 2. 1.2 a gear, which has a gear housing and a clutch ( 7 );
- 3. 1.3 a retarder ( 11 ) comprising a rotor ( 13 ) and a stator ( 15 ), wherein
- 4. 1.4 the retarder ( 11 ) after the clutch ( 7 ) is arranged in the power flow direction in front of the transmission and
- 5. 1.5 the drive arrangement comprises at least means for recognizing shift commands ( 20 ) for the transmission and means for recognizing the retarder operating state ( 26 ),
- 1. 1.6 a shift command for the transmission is recognized;
- 2. 1.7 the retarder operating state is determined and deactivated when the retarder is switched on;
- 3. 1.8 depending on the switching command, synchronization energy is made available.
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