專利名稱：內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法及裝置，該內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法及裝置用于使排氣管內(nèi)壓力上升，增加吸排氣阻力，增大發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)阻力，從而獲得制動力。
背景技術(shù)：
主要在車輛重量3.5噸以上的卡車或巴士等中，作為一種輔助制動器而搭載的排氣制動器，由安裝于發(fā)動機下游的排氣管的開閉式閥(開閉閥)構(gòu)成，通過關(guān)閉該開閉閥而關(guān)閉排氣管，從而使制動力發(fā)揮作用。開閉閥通過壓縮或負(fù)壓的空氣引起的力或者電氣等進行開閉，通常在連接離合器的狀態(tài)下且僅在未踩下加速器時關(guān)閉，作為排氣制動器使用。工作原理為，如果關(guān)閉開閉閥，則排氣管內(nèi)壓力升高，發(fā)動機像壓縮機那樣工作，因而吸排氣阻力(泵送損失)增加，由此增大發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)阻力而增大制動力。即，也可以說，排氣制動器是使發(fā)動機制動器的制動力放大的裝置。接著，說明排氣制動器的派生的使用方法。在乘用車或輕型卡車等中，有時候不使用前述的開閉閥的控制系統(tǒng)，而使用可變?nèi)萘吭鰤簷C(VGT)來實施排氣制動器。工作原理的基礎(chǔ)與前述排氣制動器相同，通常，如果沿關(guān)閉方向控制可變噴嘴(VGT導(dǎo)葉(設(shè)置在渦輪上游側(cè)))，其中該可變噴嘴控制渦輪轉(zhuǎn)速，則吸排氣阻力增加而發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)阻力增大，因而制動力起作用。即，如果關(guān)閉可變?nèi)萘吭鰤簷C的VGT導(dǎo)葉(vane)，則渦輪旋轉(zhuǎn)速度上升，同一軸上的壓縮機旋轉(zhuǎn)速度上升而吸入空氣量增加，如果該空氣被發(fā)動機排出，則排氣管內(nèi)壓力上升而發(fā)動機摩擦增加。另外，即便使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度上升，發(fā)動機摩擦也同樣增加。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2003-118433號公報發(fā)明的概要發(fā)明要解決的問題然而，由可變?nèi)萘吭鰤簷C進行的排氣制動存在以下問題:由于是未使用專用開閉閥的構(gòu)造，雖然能夠簡化系統(tǒng)，但另一面，制動力變?nèi)?。這是因為，由于在閉閥時排出氣體通過的有效面積較大，因而不能增大排氣管內(nèi)壓力。另外，增壓機本體的零件數(shù)較多而密閉性變差，即使將VGT導(dǎo)葉閉閥，也從間隙等流出大量氣體，排氣管內(nèi)壓力難以上升，這也是主要原因之一。再者，還有以下問題:由于可變?nèi)萘吭鰤簷C的渦輪旋轉(zhuǎn)速度由從發(fā)動機排出的空氣量決定，該空氣量取決于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度，因而在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度較小的情況下，排氣管內(nèi)壓力難以上升。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的目的在于，提供以下內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法及裝置:當(dāng)在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制時，能夠使排氣管內(nèi)壓力上升而使制動力增加。用于解決問題的技術(shù)方案為了達成該目的而做出的本發(fā)明為一種內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，當(dāng)在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制時，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機，將其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度提高至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。也可以是，當(dāng)排氣制動器工作開關(guān)接通、指示燃料噴射量為設(shè)定的閾值以下且離合器連接時，執(zhí)行排氣制動器控制，并且驅(qū)動電動增壓機而提高其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度。也可以是，在排氣制動器控制時，進一步關(guān)閉設(shè)于電動增壓機的渦輪上游的VGT導(dǎo)葉，打開設(shè)于吸氣側(cè)的吸氣節(jié)流閥。也可以是，排氣制動器控制在指示燃料噴射量超過設(shè)定的閾值時或者在離合器被切斷時結(jié)束。另外，本發(fā)明為一種內(nèi)燃機的排氣制動器控制裝置，在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制，其中，該內(nèi)燃機的排氣制動器控制裝置具備排氣制動器控制部，其在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機，將其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度提高至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。發(fā)明的效果依照本發(fā)明，當(dāng)在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制時，能夠使排氣管內(nèi)壓力上升而使制動力增加。


圖1是表示作為本發(fā)明的對象的發(fā)動機的一個示例的概略圖。圖2是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法的流程圖。圖3是表示壓縮機旋轉(zhuǎn)速度與吸排氣壓力的關(guān)系的圖。圖4是表示壓縮機旋轉(zhuǎn)速度與泵送損失的關(guān)系的圖。圖5是表示壓縮機旋轉(zhuǎn)速度與發(fā)動機摩擦的關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1是表示作為本發(fā)明的對象的發(fā)動機的一個示例的概略圖。如圖1所示，作為本發(fā)明的對象的發(fā)動機10在吸氣系統(tǒng)上連接有電動增壓機11，通過排氣能量使電動增壓機11的渦輪(排氣渦輪)12驅(qū)動，通過壓縮機(吸氣壓縮機)13來增壓。電動增壓機11能夠通過馬達14使同一軸上的渦輪12和壓縮機13旋轉(zhuǎn)，不管排氣的流速如何，都能夠獲得任意的旋轉(zhuǎn)。作為電動增壓機11，例如可以舉出具備電動機的可變?nèi)萘吭鰤簷C、以及能夠任意地控制壓縮機旋轉(zhuǎn)速度的增壓器等。在此，使用具備電動機的可變?nèi)萘吭鰤簷C作為電動增壓機11。由壓縮機13壓縮而變?yōu)楦邷氐目諝獗辉鰤嚎諝饫鋮s器15 —下子冷卻，由設(shè)于后述的EGR閥22的前段的吸氣節(jié)流閥16調(diào)整吸氣量之后，經(jīng)由吸氣閥17供給至燃燒室18而用于燃燒。此后，用于燃燒的排氣經(jīng)由排氣閥19排出，通過其排氣能量來驅(qū)動渦輪12。在渦輪12的前段設(shè)有VGT導(dǎo)葉20，該VGT導(dǎo)葉20根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速使渦輪葉片的開口面積可變，由此使排氣的流量變化，調(diào)節(jié)增壓效率或排氣壓力。在排氣時，通過使排氣的一部分返回吸氣，進行排氣再循環(huán)(EGR)。通過進行EGR，能夠降低NOx的排出量。在EGR中，如果直接吸入高溫的排氣，則吸氣溫度上升，招致吸氣填充效率的降低，因此，排出氣體被EGR冷卻器21冷卻后被投入至吸氣。在EGR冷卻器21的后段，設(shè)有EGR閥22，通過控制其開度，能夠調(diào)節(jié)EGR量。在用于進行發(fā)動機10的控制的EOJ (Engine Control Unit,發(fā)動機控制單元)23上連接有:空氣流量傳感器24，用于檢測吸氣流量；吸氣節(jié)流閥16 ;燃料噴射器25，用于將燃料噴射至燃燒室18 ；VGT導(dǎo)葉20 ；EGR閥22 ；曲柄角度傳感器28，用于檢測連接至活塞26的曲柄軸27的曲柄角度；電動增壓機11的馬達14 ;節(jié)流閥踏板傳感器29，用于檢測加速器開度；離合器踏板傳感器30，用于檢測作為將發(fā)動機10的動力傳遞至驅(qū)動系統(tǒng)的裝置的離合器的連接、切斷；以及排氣制動器工作開關(guān)31，用于使排氣制動器工作；等等。這樣，本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，特征在于，當(dāng)在發(fā)動機10的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機11的車輛中進行排氣制動器控制時，使排氣管內(nèi)壓力強制上升而增大排氣制動器的制動力，為了使排氣管內(nèi)壓力強制上升，控制電動增壓機11的壓縮機轉(zhuǎn)速而使新吸入空氣量增加。以下，使用圖2說明本發(fā)明的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法。首先，進行排氣制動器工作開關(guān)31的接通-斷開判定(S101)。排氣制動器工作開關(guān)31是由駕駛者操作的接通-斷開開關(guān)，在開關(guān)接通的狀態(tài)下能夠使用排氣制動器，在開關(guān)斷開的狀態(tài)下不能使用排氣制動器。因此，通過進行該排氣制動器工作開關(guān)31的接通-斷開判定，從而明白駕駛者是否意圖使用排氣制動器。在該判定中，當(dāng)排氣制動器工作開關(guān)31斷開時，轉(zhuǎn)移至通?？刂?排氣制動器斷開)(S105)。另一方面，當(dāng)排氣制動器工作開關(guān)31接通時，進行排氣制動器工作條件的判定(S102)。進行該排氣制動器工作條件的判定的目的在于，在連接了離合器的狀態(tài)下且在未踩下加速器時使排氣制動器工作。具體而言，判定指示燃料噴射量是否為設(shè)定的閾值(也可可以設(shè)定為燃料無噴射的狀態(tài))以下、以及離合器踏板傳感器30是否斷開。當(dāng)不滿足任一條件時，轉(zhuǎn)移至通?？刂?S105)，當(dāng)指示燃料噴射量為設(shè)定的閾值以下且離合器連接時，即滿足所有條件時，開始排氣制動器控制(S103)。在排氣制動器控制中，按照通過從發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度決定的映射獲得的指示開度，將VGT導(dǎo)葉20關(guān)閉而抑制排氣的流出，按照通過從發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度決定的映射獲得的指示開度，將吸氣節(jié)流閥16打開而積極地吸氣至排氣管內(nèi)，并且完全關(guān)閉EGR閥22，從而使排氣管內(nèi)壓力上升。在本發(fā)明中，當(dāng)進行該排氣制動器控制時，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機11，將該壓縮機旋轉(zhuǎn)速度增加至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。此時的壓縮機旋轉(zhuǎn)速度通過從發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度決定的映射來確定。此后，進行排氣制動器控制停止的判定(S104)。具體而言，當(dāng)指示燃料噴射量超過設(shè)定的閾值(也可以設(shè)定為燃料噴射的狀態(tài))時，或者當(dāng)排氣制動器工作開關(guān)31斷開時，或者當(dāng)離合器踏板傳感器30接通時，即離合器被切斷時，停止排氣制動器控制而轉(zhuǎn)移至通常控制(S105 )，在除此以外的情況下，繼續(xù)排氣制動器控制(S103 )。這樣，在本發(fā)明中，當(dāng)進行排氣制動器控制時，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機11，將該壓縮機旋轉(zhuǎn)速度增加至規(guī)定的轉(zhuǎn)速。由此，如圖3至圖5所示，吸排氣壓力上升并且泵送損失增加,發(fā)動機扭矩(馬達環(huán)扭矩)增加,發(fā)動機單體的摩擦增加,并且電動增壓機扭矩(EAP驅(qū)動用扭矩)增加，壓縮機13的作功量增加。由此,整體的作功量增加,發(fā)動機摩擦增大，獲得大的制動力。這些控制由具備排氣制動器控制部32的排氣制動器控制裝置進行。排氣制動器控制部32例如如圖1所示作為ECU 23的一部分而搭載。該排氣制動器控制部32經(jīng)由用于驅(qū)動馬達14的未圖示的變換器進行壓縮機旋轉(zhuǎn)速度的控制。綜上所述，依照本發(fā)明，當(dāng)在發(fā)動機10的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機11的車輛中進行排氣制動器控制時，能夠使排氣管內(nèi)壓力上升而使制動力增加。此外，在使用能夠任意地控制壓縮機旋轉(zhuǎn)速度的增壓器等作為電動增壓機11的情況下，也可代替VGT導(dǎo)葉20，將設(shè)于排氣管內(nèi)的瓣狀閥關(guān)閉而進行排氣制動器控制。符號說明:10發(fā)動機11電動增壓機12 渦輪13壓縮機14 馬達15增壓空氣冷卻器16吸氣節(jié)流閥17吸氣閥18燃燒室19排氣閥20 VGT 導(dǎo)葉21 EGR 冷卻器22 EGR 閥23 ECU24空氣流量傳感器25燃料噴射器26 活塞27曲柄軸
28曲柄角度傳感器29節(jié)流閥踏板傳感器30離合器踏板傳感器31排氣制動器工作開關(guān)32排氣制動器控制部
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，其特征在于， 當(dāng)在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制時，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機，將其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度提高至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，其特征在于， 當(dāng)排氣制動器工作開關(guān)接通、指示燃料噴射量為設(shè)定的閾值以下且離合器連接時，執(zhí)行排氣制動器控制，并且驅(qū)動電動增壓機而提高其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，其特征在于， 在排氣制動器控制時，進一步將設(shè)于電動增壓機的渦輪上游的可變?nèi)萘吭鰤簷C導(dǎo)葉關(guān)閉，將設(shè)于吸氣側(cè)的吸氣節(jié)流閥打開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，其特征在于， 排氣制動器控制在指示燃料噴射量超過設(shè)定的閾值時或者在離合器被切斷時結(jié)束。
5.一種內(nèi)燃機的排氣制動器控制裝置，在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制，其特征在于， 具備排氣制動器控制部，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機，將其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度提高至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機的排氣制動器控制方法，當(dāng)在發(fā)動機的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機的車輛中進行排氣制動器控制時，能夠使排氣管內(nèi)壓力上升而使制動力增加。該方法為當(dāng)在發(fā)動機(10)的吸氣系統(tǒng)中連接有電動增壓機(11)的車輛中進行排氣制動器控制時，在排氣制動器控制時驅(qū)動電動增壓機(11)，將其壓縮機旋轉(zhuǎn)速度提高至規(guī)定的轉(zhuǎn)速，使吸入空氣量增加。
文檔編號F02D45/00GK103180584SQ20118005147
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者渡部由宣, 新田淳一郎 申請人:五十鈴自動車株式會社