eines hydrodynamischen Retarders sowie hydrodynamischer Retarder

für ein Kraftfahrzeug Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begrenzen des mit einem hydrodynamischen Retarder erzeugten maximalen Bremsmomentes sowie einen hydrodynamischen Retarder, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff der

unabhängigen Ansprüche. Es ist bekannt, dass hydrodynamische Retarder, die gattungsgemäß ein

Primärschaufelrad und ein Sekundärschaufelrad aufweisen, die zwischen sich zur Ausbildung einer hydrodynamischen Kreislaufströmung eines Arbeitsmediums einen Arbeitsraum einschließen, um Bremsmoment hydrodynamisch vom

Primärrad auf das Sekundärrad zu übertragen, im Bremsbetrieb eine erhebliche Wärmemenge erzeugen, die bei einem Kraftfahrzeug über den

Fahrzeugkühlkreislauf abgeleitet werden muss. Wenn nun in einem

Betriebszustand des Kraftfahrzeugs die Wärmeaufnahmekapazität des

Fahrzeugkühlkreislaufs gering ist und der hydrodynamische Retarder zugleich einen großen Wärmeeintrag in den Fahrzeugkühlkreislauf bewirkt, weil vom Fahrer oder von einem Fahrerassistenzsystem eine große Leistungsstufe zum Erzeugen eines großen Retarderbremsmomentes ausgewählt wurde, so kann dies zu einer unzulässig hohen Temperatur im Retarder oder im Fahrzeugkühlkreislauf führen, wenn nicht das maximale Bremsmoment des Retarders in einem solchen Fall ausreichend schnell und ausreichend stark abgeregelt, das heißt begrenzt wird. Um eine solche Begrenzung in ausreichendem Maße sicherzustellen und zugleich eine möglichst hohe Verfügbarkeit des Retarderbremsmomentes zu erreichen, wurden immer komplexere Verfahren entwickelt, die durch eine geeignete

Software in die elektronische Steuereinheit des hydrodynamischen Retarders integriert wurden. DE 16 55 304 A beschreibt eine Verminderung des Füllungsgrads eines

hydrodynamischem Retarders und damit dessen Bremsleistung durch Schließen eines Bi-Metallschalters oberhalb einer vorgegebenen Temperatur, wobei die Kontakte eines Fernschalters geschlossen werden. Wenn die Temperatur unter das maximal zulässige Maß gesunken ist, wird der Bi-Metallschaltschalter wieder geöffnet und der Entleerungsvorgang kommt zum Stillstand.

DE 16 55 311 A beschreibt ebenfalls einen temperaturabhängig öffnenden mechanischen Schalter, um den Arbeitsraum eines hydrodynamischen Retarders zu entleeren.

Daneben sind elektronische Steuerungsverfahren bekannt.

So offenbart beispielsweise die europäische Patentschrift EP 0 699 144 Bl eine Begrenzung des maximalen Bremsmoments eines hydrodynamischen Retarders in einem Kraftfahrzeug, bei welchem das maximale Bremsmoment als eine Funktion wenigstens der Drehzahl des Fahrzeugmotors gesteuert wird.

In DE 197 16 922 C2 wird vorgeschlagen, das maximale Bremsmoment eines hydrodynamischen Retarders in einem Kraftfahrzeug nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur des Fahrzeugkühlkreislaufes zu begrenzen, wobei die vorbestimmte Temperatur in Abhängigkeit vom zeitlichen Temperaturverlauf des Kühlmediums des Retarders so gewählt wird, dass die Kühlleistung des

Kühlsystems maximal ausgenutzt wird, wobei in Abhängigkeit vom Anstieg oder Abfall der Kühl med iumtemperatur die vorbestimmte Temperatur gesetzt wird.

DE 197 16 919 C2 offenbart verschiedene Eingangsgrößen, in Abhängigkeit von welchen der Grenzwert der Kühlleistung, der nicht überschritten werden soll, gesetzt wird. DE 10 2006 036 185 B3 schlägt vor, das maximale Bremsmoment eines

hydrodynamischen Retarders, dessen Wärme mit einem Fahrzeugkühlkreislauf abgeleitet wird, dadurch zu begrenzen, dass eine Regeleingriffstemperatur und eine Regelzieltemperatur vorgegeben werden, und, wenn die Temperatur des Kühlmittels bis auf die Regeleingriffstemperatur oder darüber hinaus angestiegen ist, das maximale Bremsmoment mit einem vorgegebenen Gradienten zu vermindern, wobei der Gradient der Verminderung abhängig ist von der Differenz zwischen der Regelzieltemperatur und der Regeleingriffstemperatur und sowohl die Regeleingriffstemperatur als auch die Regelzieltemperatur in Abhängigkeit der Drehzahl des Fahrzeugantriebsmotors vorgegeben werden.

Obwohl die bekannten Verfahren eine immer bessere Ausnutzung der

Bremswirkung eines Retarders ermöglichen und zugleich eine ausreichende Abregelung des maximalen Bremsmomentes sicherstellen, ist zur Implementierung derselben eine elektronische Retardersteuervorrichtung notwendig, mittels welcher eine Adaptierung der Bremsmomentkennlinie im Abregelfall erforderlich ist oder bei welchen verschiedene Bremsmomentkennlinien für verschiedene

Randbedingungen in der elektronischen Retardersteuervorrichtung hinterlegt werden und im Abregelungsfall geeignet ausgewählt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders

kostengünstiges Verfahren zum Begrenzen des maximalen Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders bei Überschreiten einer Grenztemperatur im

Retarder oder im zugeordneten Fahrzeugkühlkreislauf anzugeben, für welches überhaupt keine elektronische Steuervorrichtung notwendig ist. Ferner soll ein hydrodynamischer Retarder zum Ausführen eines entsprechenden Verfahrens angegeben werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einen hydrodynamischen Retarder gemäß Anspruch 9 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Begrenzen des mit einem

hydrodynamischen Retarder erzeugten maximalen Bremsmomentes, wobei die Wärme des Retarders im Bremsbetrieb mit Hilfe eines Fahrzeugkühlkreislaufes abgeleitet wird, sieht vor, dass bei Überschreiten einer Grenztemperatur im

Retarder oder im Fahrzeugkühlkreislauf das maximale Bremsmoment des

Retarders dadurch begrenzt wird, dass der Retarder aus einer gerade eingestellten oder einzustellenden diskreten Leistungsstufe in eine andere kleinere

Leistungsstufe geschaltet wird. Es ist somit keine Veränderung einer in einer Steuervorrichtung abgelegten Retarderkennlinie vorgesehen, sondern der Retarder wird einfach um eine oder mehrere Stufen heruntergeschaltet, ähnlich wie die Leistungsstufe eines elektrischen Geräts.

Dieses erfindungsgemäße Runterschalten der Leistungsstufe des Retarders kann durch einen einfachen Temperaturschalter erfolgen, der insbesondere als Ein-Aus- Schalter ohne Zwischenstufen, somit als rein Ein-Aus-Schalter ausgeführt ist.

Bei der bei der Begrenzung des maximalen Bremsmomentes des Retarders einstellbaren Leistungsstufe handelt es sich vorteilhaft um eine aus einer Vielzahl von Leistungsstufen, die durch einen Fahrer oder ein Fahrerassistenzsystem zum Einleiten eines Bremsvorganges des hydrodynamischen Retarders auswählbar sind, wobei das Fahrzeug, wenn keine Begrenzung des maximalen

Bremsmomentes aufgrund der Überschreitung der Grenztemperatur erfolgt, durch Einschalten eben der ausgewählten Leistungsstufe des Retarders gebremst wird.

Das Einleiten des Bremsmomentes durch Auswählen und Einstellen einer

Leistungsstufe des Retarders und/oder das Umschalten der Leistungsstufe

(Herunterschalten) zur Begrenzung des maximalen Bremsmomentes bei Überschreiten der Grenztemperatur erfolgt vorteilhaft ohne Verwendung einer elektronischen Steuervorrichtung. Es ist somit keine programmierbare

beziehungsweise speicherprogrammierbare Einrichtung oder kein elektronischer Baustein mit einem Speicher erforderlich.

Das Einschalten der ausgewählten Leistungsstufe des Retarders durch den Fahrer oder in manchen Fällen auch durch ein Fahrerassistenzsystem kann durch

Schalten von einem oder mehreren diskreten Wahlschaltern erfolgen, wobei ein solcher Wahlschalter beispielsweise als elektrischer, magnetischer, pneumatischer oder hydraulischer Schalter ausgeführt ist.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das Einschalten und Umschalten von Leistungsstufen durch Druckbeaufschlagen eines

Arbeitsmediumvorrats, aus welchem Arbeitsmedium des Retarders in den zwischen dem Primärrad und dem Sekundärrad gebildeten Arbeitsraum des Retarders verdrängt wird, beispielsweise über einen externen

Arbeitsmediumkreislauf,oder durch Druckbeaufschlagung eines

Retardersteuerventils in einem Arbeitsmediumauslass und/oder einem

Arbeitsmediumeinlass des Retarders mit einem hydraulischen oder

pneumatischen, in diskreten Stufen schaltbaren Steuerdruck erfolgt, wobei der Steuerdruck durch ein Steuerdrucksystem mit einer Druckquelle und einem

Druckausgang erzeugt wird, der Druckausgang über wenigstens eine Druckleitung mit einem Druckschaltventil mit der Druckquelle verbunden ist und das wenigstens eine Druckschaltventil durch den wenigstens einen diskreten Wahlschalter geschaltet wird, insbesondere elektrisch, magnetisch, hydraulisch oder

pneumatisch.

Günstig ist es, wenn der Druckausgang über mehrere parallel zueinander geschaltete Druckleitungen mit jeweils wenigstens einem Druckschaltventil mit der Druckquelle verbunden ist, wobei je Leistungsstufe vorteilhaft jeweils eine Druckleitung vorgesehen ist. Zumindest das Druckschaltventil der Druckleitung der höchsten Leistungsstufe kann dann bei Überschreiten der Grenztemperatur mittels eines Temperaturschalters im Sinne eines Ausschaltens dieser Leistungsstufe geschaltet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass zumindest das

Druckschaltventil der Druckleitung der kleinsten Leistungsstufe bei Unterschreiten der Grenztemperatur mittels eines Temperaturschalters im Sinne eines

Einschaltens dieser Leistungsstufe geschaltet wird.

In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn das Druckschaltventil der Druckleitung der höchsten Leistungsstufe oder der kleinsten Leistungsstufe durch eine

Reihenschaltung des zugeordneten Temperaturschalters und eines zugeordneten diskreten Wahlschalters zur Einstellung dieser Leistungsstufe angesteuert wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in den parallelen Druckleitungen verschiedene Steuerdrücke eingestellt werden, die bei Schalten des jeweiligen Druckschaltventils auf den Druckausgang geschaltet werden, sodass ein höherer Steuerdruck aus einer ersten Druckleitung einen niedrigeren Steuerdruck aus einer zweiten Druckleitung überwiegt, wenn beide Drücke auf den Druckausgang geschaltet sind.

Ein erfindungsgemäßer hydrodynamischer Retarder für ein Kraftfahrzeug weist ein Steuerdrucksystem auf, wobei das Steuerdrucksystem eine Vielzahl von parallelen Druckleitungen mit verschieden großen Steuerdrücken umfasst, die auf einen Druckausgang des Steuerdrucksystems durch Öffnen jeweils eines

Druckschaltventils in der jeweiligen Druckleitung beaufschlagbar sind, um eine dem jeweiligen Steuerdruck zugeordnete Leistungsstufe des Retarders

einzustellen, wobei wenigstens ein Temperaturschalter im Retarder oder einem dem Retarder zu dessen Kühlung zugeordneten Fahrzeugkühlkreislauf vorgesehen ist, der mit wenigstens einem Druckschaltventil zu dessen Betätigung in

Verbindung steht. Vorteilhaft ist der Temperaturschalter in Reihe zu einem diskreten Wahlschalter zur Auswahl und Einstellung einer Leistungsstufe des Retarders geschaltet. Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass genau zwei Leistungsstufen des hydrodynamischen Retarders einstellbar sind und bei einer Begrenzung des maximalen Bremsmomentes aufgrund einer Überschreitung der Grenztemperatur die zweite vergleichsweise größere Leistungsstufe verlassen und die erste vergleichsweise kleinere Leistungsstufe, das heißt die Leistungsstufe mit einem kleineren Bremsmoment, eingeschaltet wird. Die erste Leistungsstufe ist dabei derart ausgelegt, dass in dieser unter keinen Umständen eine Überschreitung der Grenztemperatur des Retarders oder im Fahrzeugkühlkreislauf auftreten kann.

Der Temperaturschalter kann beispielsweise als Bimetallschalter ausgeführt sein, wenn die Ansteuerung des Druckschaltventils in der Druckleitung, bei genau zwei Leistungsstufen in einer der beiden Druckleitungen, elektrisch oder magnetisch betätigt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Figur exemplarisch erläutert werden.

In der Figur 1 ist ein hydrodynamischer Retarder 1 mit einem Primärrad 1.1 und einem Sekundärrad 1.2 dargestellt. Das Sekundärrad 1.2 ist beispielsweise als Stator und das Primärrad 1.1 als Rotor ausgeführt.

Das Primärrad 1.1 und das Sekundärrad 1.2 schließen zwischen sich einen

Arbeitsraum 3 ein, der über einen Arbeitsmediumkreislauf 2 mehr oder minder mit Arbeitsmedium befüllt werden kann, um verschiedene Befüllungszustände und damit verschiedene Leistungsstufen des hydrodynamischen Retarders 1

einzustellen. Vorliegend erfolgt die Einstellung des Füllungsgrades durch Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediumvorratbehälters 4 mit einem Steuerdruck aus einem

Steuerdrucksystem 5.

Durch die Beaufschlagung eines Arbeitsmediumspiegels im

Arbeitsmediumvorratsbehälter 4 mit dem Steuerdruck aus dem Steuerdrucksystem 5 wird mehr oder minder viel Arbeitsmedium aus dem

Arbeitsmediumvorratsbehälter 4 in den Arbeitsmediumkreislauf 2 und damit in den Arbeitsraum 3 des Retarders 1 verdrängt. Dabei läuft das Arbeitsmedium im

Arbeitsmediumkreislauf 2 um, wobei es im Arbeitsraum 3 des hydrodynamischen

Retarders 1 erwärmt und im zugeordneten Wärmetauscher 6 wieder gekühlt wird.

Im Wärmetauscher 6 kann die Wärme des Arbeitsmediums beispielsweise an einen Fahrzeugkühlkreislauf 15 abgegeben werden, oder der

Arbeitsmediumkreislauf 2 ist zugleich der Fahrzeugkühlkreislauf, wenn nämlich das

Arbeitsmedium des Retarders 1 zugleich das Medium des Fahrzeugkühlkreislaufs ist (nicht dargestellt).

Das Steuerdrucksystem 5 umfasst eine Druckquelle 7, beispielsweise in Form eines Druckluftbehälters oder Fahrzeugdruckluftsystems. Aus der Druckquelle 7 wird ein Druckausgang 8 mit Druckluft beaufschlagt. Dabei steht die Druckquelle 7 über zwei parallele Druckleitungen 9 in druckleitender oder druckluftleitender

Verbindung mit dem Druckausgang 8. Zur Einstellung verschiedener Steuerdrücke in den beiden parallelen

Druckleitungen 9 sind verschieden geöffnete Drosselvorrichtungen, entweder in Form von nicht verstellbaren Drosseln oder in Form von einstellbaren Drosseln oder, wie hier gezeigt, in Form von selbstregelnden Druckeinstellventilen 10 vorgesehen. Ferner ist in jeder Druckleitung 9 ein Druckschaltventil 11

vorgesehen, das beispielsweise, wie dargestellt, als Wegeschieber ausgeführt sein kann. Jedes Druckschaltventil 11 dient dazu, entweder den Druckausgang 8 mit dem Steuerdruck aus seiner Druckleitung 9 zu beaufschlagen oder nicht, je nach seiner Schaltstellung. Das Druckschaltventil 11 in der ersten Druckleitung 9 beaufschlagt dabei im geöffneten Zustand den Druckausgang 8 mit einem anderen Steuerdruck als das Druckschaltventil 11 in der zweiten Druckleitung 9.

Im gezeigten Fall ist im Bereich des Druckausgangs 8 noch ein doppeltwirkendes Rückschlagventil 12 vorgesehen. Dieses ist jedoch nicht zwingend notwendig. An seiner Stelle könnten auch zwei einfach wirkende Rückschlagventile oder gar kein Rückschlagventil vorgesehen sein.

Das doppeltwirkende Rückschlagventil 12 bewirkt, dass immer die Verbindung zu der Druckleitung 9 mit dem jeweils niedrigeren Steuerdruck unterbrochen ist, wenn beide Druckschaltventile 11 in die geöffnete Position geschaltet sind oder wenn eines der Druckschaltventile 11 in der geschlossenen Position ist.

Jedes Druckschaltventil 11 wird durch jeweils einen Wahlschalter 13 betätigt. Die Wahlschalter 13 sind einzeln durch einen Fahrzeugführer oder Fahrer betätigbar, um eine von zwei Leistungsstufen des Retarders 1 auszuwählen oder den Retarder 1 gänzlich auszuschalten.

In der Verbindung zwischen dem Wahlschalter 13 zum Einstellen der zweiten Leistungsstufe des Retarders 1 und dem entsprechenden Druckschaltventil 11 in der entsprechend zugeordneten Druckleitung 9 ist ein Temperaturschalter 14 vorgesehen. Dieser Temperaturschalter 14 unterbricht die Verbindung zwischen dem zweiten Wahlschalter 13 und dem Druckschaltventil 11, wobei die Verbindung beispielsweise als elektrische Verbindung ausgeführt ist, immer dann, wenn er eine Temperatur oberhalb einer Grenztemperatur erfasst beziehungsweise mit einer solchen beaufschlagt wird. Beispielsweise kann der Temperaturschalter 14 als einfacher Bimetallschalter ausgeführt sein. Im Falle des Unterbrechens der Verbindung wird das Druckschaltventil 11 in der Druckleitung 9 für den zweiten Steuerdruck, der vergleichsweise größer ist als der Druck in der ersten

Druckleitung 9, geschlossen, sodass der Druckausgang 8 nur noch mit dem

Steuerdruck aus der ersten Druckleitung 9 beaufschlagt ist. Demgemäß schaltet der hydrodynamische Retarder 1 aus seiner zweiten Leistungsstufe in seine erste Leistungsstufe, wenn er in der zweiten Leistungsstufe eingeschaltet war, und/oder ein Wechsel in die zweite Leistungsstufe wird unterbunden.

Durch die gezeigte Ausführungsform kann eine besonders leichte Abregelung des maximalen Bremsmomentes eines hydrodynamischen Retarders erreicht werden, ohne dass eine elektronische Retardersteuervorrichtung notwendig ist. Vielmehr kann die Steuerung des Retarders durch einfache diskrete Schalter und Ventile erreicht werden.