SE524434C2 - Hydraulisk retarderinstallation för motorfordon samt metod för styrning därav - Google Patents

Description

25 30 521%- 454 u. u. 2 retardermodell skapas tabeller över vilket oljetryck som ger ett visst bromsmoment vid ett visst varvtal.

Styrelektroniken programmeras sedan att styra retardern utefter begärt bromsmoment samt nämnda tabell.

Normalt dimensioneras en retarder för ett maximalt för den enskilda retardermodellen tillàtet eller möjligt bromsmoment Nm. Dessutom finns ett maximalt tillåtet oljetryck pw(i retarderns ackumulatortank. Dessa maximala värden bör aldrig överskridas. Vid normal drift bestäms enligt känd teknik ett maximalt tillàtet oljetryck pw maximalt driftstryck, i retarderns ackumulatortank sà att det maximala bromsmomentet inte överskrids för nàgot varvtal. Detta maximalt tillàtna oljetryck pogäller för alla varvtal. Det medför att det av retardern levererade bromsmomentet varierar med olika varvtal. Sàledes reduceras utnyttjandegraden av retarderns fulla bromskapacitet genom att maximalt tillàta po vid samtliga rotationsvarvtal. Figur 1 visar ett bromsmoment-varvtalsdiagram med ett typiskt arbetsområde för en retarder enligt känd teknik där momentkurvan är given av det maximalt tillàtna oljetrycket pr Retarderns möjliga bromseffekt begränsas bland annat av fordonets tillgängliga kyleffekt vid lànga bromsförlopp. Figur 4 visar ett bromsmoment- varvtalsdiagram med ett typiskt arbetsområde för en retarder enligt känd teknik där retarderns bromsmoment begränsas sà att retarderns bromseffekt inte överskrider ett förutbestämt värde Py Eg utgör sàledes ytterligare en gräns för hur mycket bromskapacitet som kan erhållas frán en retarder. Detta gäller främst vid högre rotationsvarvtal. 10 15 20 25 30 Lfl PJ J*> Jä LN 4> u u» US 3989127 visar ett kontrollsystem för en hydrodynamisk retarder där retardern styrs utefter ett oljetryck som förväntas ge ett visst bromsmoment. US 3989127 är speciellt inriktad pá en justeranordning för regleranordningen för retardern med syftet att säkerställa rätt oljetryck som motsvarar ett verkligt bromsmoment. Sàledes är utnyttjandegraden av retarderns fulla bromskapacitet begränsad. Arrangemanget enligt US 3989127 innehàller dessutom ett relativt komplicerat hydrauliskt/pneumatiskt reglersystem, som är relativt kostsamt att tillverka och underhålla.

WO 02/087940 visar ett kontrollsystem för en hydrodynamisk retarder. Här är anordnat en elektronisk styrenhet 8, vilken fungerar som regler- och justeranordning. Retardern styrs dock även här utefter ett oljetryck som förväntas ge ett visst bromsmoment.

Ett ytterligare inbyggt problem med känd teknik är att det föreligger risk för variationer mellan olika enskilda retarderexemplar för det verkliga bromsmomentet för ett och samma oljetryck.

Varken WO 02/087940 eller US 3989127 visar någon lösning pà problemet att utnyttja hela retarderns bromsprestanda.

Sàledes finns behov av ett styrsystem för en hydrodynamisk retarder där styrsystemet utnyttjar hela retarderns tillgängliga bromsprestanda pà ett bättre Sätt.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN 10 15 20 25 30 q. . a Q | . | n n n u- 4 Den uppfinningsenliga lösningen av problemet beskrivs med hänsyn taget till den uppfinningsenliga metoden i kravet l, datorprogrammet i krav 5 samt datorprogramprodukten i krav 6. De övriga patentkraven beskriver föredragna utföringsformer och utvecklingar av den uppfinningsenliga metoden (2 till 4).

Metoden enligt uppfinningen innefattar_en metod för att styra utgående bromsmoment frán en hydraulisk retarderinstallation för motorfordon innefattande stegen att retardern i sitt làga varvtalsregister styrs m a p maximalt tillátet tryck i en ackumulatortank samt i sitt mellanvarvtalsregister styrs m a p ett högsta tillátet bromsmoment, vilket är möjligt att uppnà utmed hela mellanvarvtalsregistret, samt i sitt högre varvtalsregister m a p ett förutbestämt maximalt värde pá bromseffekt.

Fördelen med detta är att ett högre bromsmoment finns tillgängligt i ett bredare varvtalsregister. Genom att tillàta styrning av retardern med oljetryck som är större än po, upp till pm, utan att överskrida det maximalt tillåtna bromsmomentet Ngn kan ytterligare bromsprestanda utnyttjas för en viss retardermodell.

För en viss retardermodell kan en förbättring av retarderns bromsmoment pà mer än 10% uppnàs över ett stort varvtalsomráde, retarderns mellanvarvtalsregister. Detta varvtalsomráde sammanfaller ofta med retarderns normala arbetsområde.

Enligt en utföringsform kännetecknas metoden av att styrenheten vid lága varvtal styr oljetrycket upp till maximalt tillàtet oljetryck pmxi retarderns 10 l5 20 25 30 524 434 5 p n. : ø | . .u n. u- ackumulatortank. Fördelen med detta är att ett högre bromsmoment finns tillgängligt fràn laga varvtal.

I ytterligare en utföringsform kännetecknas anordningen dessutom av att styrenheten vid höga varvtal tilláter ett maximalt bromsmoment sà att retarderns bromseffekt inte överskrider ett förutbestämt värde Pa. En fördel med detta är att begränsa den termiska belastningen pà retarderns kylsystem. En annan fördel med detta är att anordningen begränsar skillnaden mellan retarderns bromseffekt och fordonets lángsiktiga kylkapacitet.

Enligt en utföringsform av metoden enligt uppfinningen sá tilläts retardern i sitt högre varvtalsregister att tillfälligt prestera ett bromsmoment, vilket ger en effekt som överstiger det förutbestämda värdet PV Enligt en ytterligare utföringsform av metoden enligt uppfinningen sà beräknas varaktighet samt storlek pá bromsmomentet, vilket ger en effekt som överstiger det förutbestämda värdet PN med avseende pà fordonets framtida tillstànd.

Fördelen med detta är att ett högre bromsmoment finns tillgängligt vid ett bredare varvtalsregister samtidigt som risken för överhettning av retardern minimeras.

Enligt en ytterligare utföringsform av anordningen enligt uppfinningen anordningen mäts det verkliga bromsmomentet mha en momentgivare. Fördelen med detta är variationer mellan olika enskilda retarderexemplar för det verkliga bromsmomentet för ett och samma oljetryck minskas drastiskt. 10 15 20 25 30 35 (n YO :> ¿> LN Jb Ytterligare utföringsformer av uppfinningen framgår av de beroende patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA FÖR UPPFINNNINGEN Föreliggande uppfinning kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade figur 2, som visar en schematisk perspektivvy av en känd hydraulisk retarder, figur 3 visar ett schema över en utföringsform av en retarderinstallation enligt uppfinningen, samt figur 6 och 7 visar bromsmoment- varvtalsdiagram över tvà olika utföringsformer enligt uppfinningen. Figur 5 visar förhàllandet mellan Mmm, pmm Och po- FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Den i figur 2 visade retardern 1 är en i och för sig känd hydraulisk retarder och innefattar ett hus 2 med en i huset fast anordnad stator 3 och en roterbart lagrad rotor 4, som pà ett icke närmare visat sätt stàr i förbindelse med den utgående axeln i fordonets växellåda och därmed även med fordonets kardanaxel 5.

Retardern l har en reservoar 6 för hydraulolja och en kylare 7 för kylning av oljan.

Sàsom visas i figur 3 styrs retardern 1 av en elektronisk styrenhet (styrdator) 8, som kan vara samma enhet som den som styr motorns, kopplingens och/eller växellàdans olika funktioner. Styrenheten 8 styr en reglerventil i form av en elektriskt manövrerad proportionalventil 9, som är inkopplad mellan en tryckluftskälla (ackumulatortank) 10 och retarderns 1 hydrauloljereservoar 6. Vid tillförsel av tryckluft till reservoaren 6 pressas olja in mellan retarderns rotor 4 och stator 3, varvid ett bromsmoment alstras, 10 15 20 25 30 35 524- 4-51* r nu u. n o u o n n v s 0 n o o n . , . - .n .nu 7 vars storlek beror på volymen olja, som av tryckluften trycks in i rummet, i vilket rotorn roterar.

Oljevolymens storlek beror på trycket hos den till reservoaren 6 tillförda tryckluften, som bestäms av proportionalventilens 9 inställning, vilken i sin tur bestäms av strömstyrkan hos den ström, som styrenheten 8 styr ut över proportionalventilens 9 spole.

När retardern 1 skall aktiveras påverkar föraren ett bromsreglage ll, som kan vara ett särskilt retarderreglage eller fordonets ordinarie bromspedal.

Reglaget ll ger en signal till styrenheten 8, vilken signal representerar det av föraren begärda bromsmomentet. Styrenheten styr med hjälp av proportionalventilen oljetrycket i ackumulatortanken i beroende av det begärda bromsmomentet.

Tillverkningstoleranser som ger en viss spridning vad gäller förhållandet mellan oljetryck och bromsmoment, medför härvid variationer i bromsmomentet mellan olika enskilda retarderinstallationer.

Genom återkoppling till styrenheten 8 med en anordning 12 för mätning eller uppskattning av verkligt bromsmoment justerar styrenheten oljetrycket så att rätt bromsmoment erhålls.

Vid utföringsformen att styrenheten 8 genom anordningen för uppskattning av verkligt bromsmoment uppskattar verkligt bromsmoment så kan detta ske genom att en tryckavkännare 12 känner av aktuellt värde pá trycket i ackumulatortanken. Styrenheten 8 justerar strömstyrkan till ett värde, som ger det förutbestämda värdet pà trycket, vilket svarar mot det begärda bromsmomentet.

Värden för ett visst tryck som motsvarar ett visst bromsmoment är således förprogrammerat i styrenheten 8. 10 15 20 25 30 a; .un För att ytterligare förbättra áterkopplingen sà kan enligt en utföringsform av uppfinningen det verkliga bromsmomentet mätas direkt pà rotorns axel (ej visad) genom en pá axeln anordnad momentgivare. Den elektriska signalen fràn momentgivaren som anger storleken hos bromsmomentet används av styrenheten för att korrekt kunna reglera bromsmomentet. Här behövs inga förprogrammerade värden för tryck som motsvarar bromsmoment utan regleringen av utgående bromsmoment sker áterkopplat. Dock får inte trycket i ackumulatortanken överskrida pwf Enligt visad utföringsform i figur 6 styrs retardern i varvtalsintervallet na med avseende pá i retardern maximalt tillátet oljetryck pwm och i varvtalsintervallet nb, mellanvarvtalsregistret, med avseende pá ett maximalt tillàtet bromsmoment M¿m samt i varvtalsintervallet nc med avseende pà en förutbestämd maximal bromseffekt Pr Figur 5 förtydligar förhållandet mellan bromsmoment som funktion av varvtal för arbetstrycken pcrespektive pmw Genom att tillàta styrning av retardern med oljetryck som är större än po, upp till pan, utan att överskrida det maximalt tillåtna bromsmomentet Mwzkan ytterligare bromsprestanda utnyttjas för en viss retardermodell.

Detta visas med det markerade omradet i figur 5.

Ett typiskt värde pà varvtalsintervalletzg är mellan 500 rpm och 1500 rpm, vilket motsvarar ett hastighetsomràde pá cirka 30 km/h till 90 km/h.

Figur 7 visar en utföringsform av uppfinningen i ett bromsmoment-varvtalsdiagram där retarderinstallationen 10 15 20 25 30 524 4 54 9 a. u. styrs pà ett sádant sätt att den förutbestämda maximala bromseffekten Po tillfälligt överskrids.

Utföringsformen används främst vid kortvariga inbromsningar för att sänka fordonets hastighet. Kurvan mellan punkt l och punkt 2 beskriver fordonets hastighetsminskning fràn ett varvtal nu till ett varvtal.rn samt retarderns bromsmoment. Således utökas retarderns bromskapacitet ytterligare med denna utföringsform.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen programmeras styrenheten 8 pá ett sàdant sätt att det tillfälliga, vanligtvis otillátna, bromsmomentet i en punkt 3 över maxmomentkurvan som begränsas av bromseffekten Postyrs med avseende pá fordonets framtida tillstànd. Genom exempelvis GPS (Global Positioning System) samt i fordonet anordnat elektroniskt navigationssystem kan fordonets framtida position och en förändring av vägens hastighetsbegränsing förutses sä att en anpassning av fordonets hastighet kan göras med hjälp av en kortvarig inbromsning där den fördelaktiga utföringsformen utnyttjas.

Ett alternativ till GPS och navigationsutrustning är ett arrangemang som beräknar fordonets närmaste framtida topografi genom extrapolering.

Styrmetoden enligt uppfinningen kan utföras genom att ett datorprogram exekveras i styrenhetens 8 dataprocessor.

Ett uppfinningsenligt datorprogram innefattar programkod för att, med en i en retarderinstallation 10 15 20 LH í“ Q .f m. _43.

(Al 43. n n n c I n; 10 integrerad anordning, pá ett fördefinierat sätt styra átminstone en hydraulisk retarders utgående bromskraft när program exekveras av en processor integrerad i eller kopplad till retarderinstallationen.

Det uppfinningsenliga datorprogrammet kan vara lagrat pà ett medium som är läsbart av ett i anordningen integrerat datorsystem. Detta medium kan vara t ex en datadiskett, en minnesmodul, en CD eller liknande.

Detta kan vara fördelaktigt t ex dä programmet ska laddas ner i fordonet i produktion och/eller dä programmet i fordonet ska uppdateras. Uppdateringen av programvara kan ske t ex vid fasta servicetillfällen eller, om sá är önskvärt, direkt av en kund.

Uppdateringen av programvara kan också göras via en uppkoppling, t ex med internet, mot en server där programmet finns lagrat.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (1)

-1 4.. l4503, DS, 2004-04-01 Patentkrav

1. Metod för att styra utgàende bromsmoment frán en ~.oø.. 10 15 20 25 30 hydraulisk retarderinstallation för motorfordon innefattande stegen att retardern (1) i sitt làga varvtalsregister (na) styrs m a p maximalt tillátet tryck (pmm) i en ackumulatortank (10) samt i sitt mellanvarvtalsregister (nb) styrs m a p ett högsta tillåtet bromsmoment (Mmm), vilket är möjligt att uppnà utmed hela mellanvarvtalsregistret (nb), samt i sitt högre varvtalsregister (ne) m a p ett förutbestämt maximalt värde pà bromseffekt (Pmm). . Metod enligt föregående krav ytterligare innefattande steget att retardern (1) i sitt högre varvtalsregister (nc) tilläts tillfälligt prestera ett bromsmoment, vilket överstiger det förutbestämda maximala värdet pà bromseffekt (Pmæà- . Metod enligt nàgot av föregående krav ytterligare innefattande steget att varaktighet samt storlek pà bromsmomentet, vilket överstiger det förutbestämda maximala värdet pá bromseffekt (Pmm), beräknas m a p fordonets framtida tillstànd. . Metod enligt nágot av föregàende krav, kännetecknad av att nämnda mellanvarvtalsregister (nb) är mellan 500 rpm och 1500 rpm. 10 524 434 12 Datorprogram innefattande programkod för att utföra samtliga steg i kravet 1 när nämnt program exekveras av en dator. Datorprogramprodukt innefattande programkod lagrad pà ett datorläsbart medium för att utföra metoden i kravet l när nämnt program exekveras av en dator.