(57)【要約】【課題】内燃エンジンブレーキの精度、効率、または信頼性をさらに向上させることと、このようなブレーキを最適な形で作動させるための方法およびシステムを提供すること。【解決手段】車両を制動するため内燃エンジンブレーキにより印加されるブレーキトルク値を検出することにより、要求ブレーキトルク値と印加ブレーキトルク値との間の差の量が所定の第１限界値を超える場合に、修正ブレーキトルク値を発生させるために選択される少なくとも一つの付加的あるいは代替的第２作動パラメータ値により内燃エンジンブレーキを作動させること。これにより、さらに向上した内燃エンジンブレーキの精度、効率、または信頼性が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求されたブレーキトルク値を発生させるために選択された少なくとも一つの第１作動パラメータ値により内燃エンジンブレーキを作動させる方法であって、車両を制動するため該内燃エンジンブレーキにより印加されるブレーキトルク値を検出する段階を包含し、該要求ブレーキトルク値と該印加ブレーキトルク値との間の差の量が所定の第１限界値を超えた場合に、修正ブレーキトルク値を発生させるために選択、適応、または制御される少なくとも一つの第２作動パラメータ値により該内燃エンジンブレーキが作動する、方法。
【請求項２】
前記内燃エンジンブレーキにより伝達される前記ブレーキトルク値が現実または仮想ブレーキトルクセンサにより検出される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記内燃エンジンブレーキが関連パラメータ値で作動する時に得られる予想ブレーキトルク値を各パラメータ値に割り当てる表の形で、複数の第１作動パラメータ値が記憶される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一つの所定段階により前記第１作動パラメータ値を増減することにより該第１作動パラメータ値から前記第２作動パラメータ値が決定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記表の前記第１作動パラメータ値の代わりに前記第２作動パラメータ値が記憶される、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも一つの第１および／または前記少なくとも一つの第２作動パラメータおよびその値がそれぞれ、以下のパラメータおよびパラメータ値のグループ、つまり前記内燃エンジンの排気システム内の背圧およびその値、過給圧およびその値、タービン前および／またはタービン後圧力およびその値、タービン速度およびその値、可変タービン幾何学形状（ＶＴＧ）およびその位置から選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記要求ブレーキトルク値と前記印加ブレーキトルク値との間の差の量が、前記第１限界値より大きい所定の第２限界値を超えた場合に、故障状態が通知される、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の方法を実施するためのエンジン制御ユニット（１２）を包含する、内燃エンジンブレーキ作動システム。
【請求項９】
前記内燃エンジン（１）の動力伝達シャフト（１ａ；９；１０）に配置された少なくとも一つの現実または仮想トルクセンサ（３）により、前記ブレーキトルク値が検出される、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の方法により内燃エンジンブレーキを作動させるために前記エンジン制御ユニット（１２）が設けられる、内燃エンジン（１）を制御するためのエンジン制御ユニット（１２）。
【請求項１１】
車両制御ユニット（１４）の一部として設けられる、請求項１０に記載のエンジン制御ユニット（１２）。
【請求項１２】
コンピュータプログラムがマイクロコンピュータで実行される時に、請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の方法に使用されるか、かかる方法を実施するためのコンピュータプログラムコードを包含するコンピュータプログラム。
【請求項１３】
インターネットに接続されたコンピュータで実行される時に、請求項８に記載のシステムまたは請求項１０に記載のエンジン制御ユニットにダウンロードされるのに適した、請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
コンピュータにおいて請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の方法に使用するためのプログラムコードを包含する、コンピュータ読取可能媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にトラックまたはバスなどの大型車両の内燃エンジンブレーキを作動させるための方法およびシステムに関連する。本発明はさらに、かかる方法による内燃エンジンの作動に適したエンジン制御ユニットに関連する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、例えば車両負荷、速度、勾配、またはブレーキペダル位置などの作動条件を検知するためのセンサにより発生される信号に応じて電子制御ユニットが内燃エンジンのためのブレーキシステムの制動力レベルを変化させる、エンジン圧縮開放ブレーキシステムおよびこれを作動させるための方法を開示している。車両のニーズに基づいて制動の量を制御することにより、特にノイズ低減が達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１  ２８１  ８４１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７７１，４８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の根底にある目的は、内燃エンジンブレーキの精度、効率、または信頼性をさらに向上させることと、このようなブレーキを最適な形で作動させるための方法およびシステムを提供することである。
【０００５】
本発明の別の目的は、要求ブレーキトルクがより正確に印加される内燃エンジンブレーキを作動させるための方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
車両を制動するため内燃エンジンブレーキにより印加されるブレーキトルク値を検出する段階を包含し、要求ブレーキトルク値と印加ブレーキトルク値との間の差の量が所定の第１限界値を超える場合に、修正ブレーキトルク値を発生させるために選択または制御される少なくとも一つの第２作動パラメータ値により内燃エンジンブレーキが作動する、要求ブレーキトルク値を発生させるために選択された少なくとも一つの第１作動パラメータ値により内燃エンジンブレーキを作動させるための方法により、請求項１に従ってこの目的が解決される。
【０００７】
第２作動パラメータは、第１作動パラメータに関する付加的および／または代替的な作動パラメータであり、および／または、第１作動パラメータと同じパラメータであるが、例えば適宜調整、選択、または制御される別の作動パラメータ値を持つ。
【０００８】
差の「量」という語は、本開示においては符号のない値、つまり差の値が正であるか負であるかに無関係な値であると理解すべきである。
【０００９】
さらに、上記の方法を実施するためのエンジン制御ユニットを包含する内燃エンジンブレーキを作動させるためのシステムによって、この目的が解決される。
【発明の効果】
【００１０】
この解決法の一つの長所は、例えば周囲温度、作動条件、製造公差などの変動によるブレーキ力の変動が最小化または補正されることである。さらに、車両の或る部品、特に内燃エンジンブレーキの磨耗または劣化などにより生じるブレーキ力の変化も、本発明による方法およびシステムによって補正される。
【００１１】
この解決法の別の長所は、内燃エンジンブレーキの作動パラメータを監視して、これらのパラメータの変動または偏差を評価することにより内燃エンジンの関連部品における故障を検出するか診断を実現することにも、この方法およびシステムを使用できることである。
【００１２】
従属請求項は、本発明の好適な実施例を開示している。
【００１３】
請求項３乃至５に記載の実施例は、自動学習システムおよび／または自動校正システムが実現されるという長所を持つ。
【００１４】
請求項７に記載の実施例は、内燃エンジンブレーキについて診断システムおよび故障検出が実現されるという長所を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるシステムの本質的部品についての概略ブロック図である。
【図２】本発明によるシステムおよび車両の関連部品についての概略的でより詳細なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のさらなる詳細、特徴、および長所は、本発明の例示的で好適な実施例についての、図面に関連した以下の説明に開示されている。
【００１７】
図１は、車両制御ユニット（ＶＥＣＵ）、抑制制御ユニット、または車両に搭載される他の制御ユニット（ＲＣＵなど）１４と、第１ソフトウェアユニット１２１と第２ソフトウェアユニット１２２とを包含するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１２と、内燃エンジンブレーキにより印加または付与される実際ブレーキトルク値を検出するためのトルクセンサ３とを概略的に示す。
【００１８】
車両制御ユニット１４は、通常は車両の運転席に配置され、車両部品を作動させる、または制御するため周知の方法で設けられ、通常は抑制制御ユニットも包含する。エンジン制御ユニット１２は、内燃エンジンを周知の方法で作動させるために設けられている。
【００１９】
トルクセンサ３は、車両の駆動系、例えば内燃エンジンとギヤボックスとの間に配置されることが好ましいが、あるいは、プロペラシャフトか駆動軸、または内燃エンジンの動力伝達シャフトなど、他の箇所に設けられてもよい。
【００２０】
トラックなどの大型車両の場合には特に、車両の制動は補助を受けるか、或る条件下ではもっぱら内燃エンジンブレーキを起動および作動させることによって達成されることが一般的に知られている。
【００２１】
ドライバにより実行されるブレーキコマンドを受理した際に、または車両故障の検出、或る速度の超過など、或る事象または条件によって自動的に、車両制御ユニット１４によってこのような車両の制動が開始される。
【００２２】
この時、車両を制動するか制動を補助するため、車両制御ユニット１４は、このようなブレーキコマンドに応じて、内燃エンジンブレーキにより印加されるブレーキトルクを計算する。計算されたこのブレーキトルクは、要求ブレーキトルクの量または値Ｘ［Ｎｍ］の形でエンジン制御ユニット１２に伝達される。
【００２３】
エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１２、特に第１ソフトウェアユニット１２１は、受理された要求ブレーキトルク値を評価して、要求ブレーキトルク値を印加するために関連する少なくとも一つの第１作動パラメータを選択してその値を制御することにより、例えば圧縮ブレーキを起動させることおよび／または排気ブレーキを起動させることで内燃エンジンブレーキを起動させる。
【００２４】
圧縮行程中および／または排気行程中に、ピストンの移動に対して有効な或るガス背圧または反圧がシリンダ内に発生するように、エンジンバルブシステムを制御することなどにより、圧縮ブレーキが起動する。
【００２５】
排気システムに或る背圧を発生させるため、ターボチャージャタービンの排気ガス圧ガバナ（ＥＰＧ）の（バタフライ）シャッタ、または所定の位置によって所定の漏出が見られる他のシャッタを閉じることにより、特に圧縮ブレーキに加えて排気ブレーキが起動する。
【００２６】
概して、排気ブレーキを起動させるため、以下の（第１および第２）パラメータおよびその量または値、つまり過給圧とその量（空気放出バルブ制御による）、タービン前圧力および／またはタービン後圧力とその量（例えばタービン前後のバタフライシャッタによる）、タービン速度とその量、可変タービン幾何学形状（ＶＴＧ）とその位置等が選択、適応、制御される。
【００２７】
要求ブレーキトルクの値に少なくとも実質的に等しいこのような印加ブレーキトルクの値を得るため、第１ソフトウェアユニット１２１は、複数の上記パラメータとその量／値のそれぞれについて、関連パラメータとその量／値が選択されて内燃エンジンの関連部品がこれとともに適宜作動または制御される場合に得られる予想ブレーキトルク値が記憶された記憶装置を包含する。
【００２８】
予想ブレーキトルク値は、内燃エンジンブレーキシステムの製造中の一つ以上の検査エンジンによる実験により複数の上記パラメータおよびその量／値についていったん決定されてから、パラメータおよびその値と結果的に得られる各ブレーキトルク値とを包含する表（つまりパラメータ値と関連ブレーキトルクとのエンジンデータ集合）の形などで記憶されることが好ましい。
【００２９】
結果的に得られる予想ブレーキトルク値が要求ブレーキトルク値と少なくとも実質的に等しくなるように、第１ソフトウェアユニット１２１は、少なくとも一つの適切な第１作動パラメータとその量または値をこのエンジンデータセットから選択する。次にエンジン制御ユニット１２は、上で説明したように、少なくとも一つの第１作動パラメータとその値にしたがって、圧縮ブレーキおよび／または排気ブレーキの対応部品を制御または調節する。同時に、選択された少なくとも一つの第１パラメータとその値は、予想ブレーキトルク値とともに第２ソフトウェアユニット１２２へ伝達される。
【００３０】
しかし通常は、選択された少なくとも一つの第１パラメータおよびその値により実際に得られる印加ブレーキトルクは、製造公差により、或る環境条件、特に温度または標高により、時間とともに変化する磨耗、および様々な組合せでの実際タービン速度、過給圧、背圧など、他の車両条件により、予想（または要求）ブレーキトルクからかなり外れる。
【００３１】
これらの影響および条件を補正して、要求ブレーキトルクに対してより正確な値の印加ブレーキトルクを発生させるように、選択された少なくとも一つの第１作動パラメータおよびその値により得られる現実の、つまり実際に印加されるブレーキトルクの値を検出するため、少なくとも一つのトルクセンサ３が設けられている。検出された印加ブレーキトルクの値に基づいて、修正値のブレーキトルクが内燃エンジンブレーキによって発生される。
【００３２】
より詳細には、検出ブレーキトルク値がセンサ３から車両制御ユニット１４へ送られる。第一代替例によれば、検出ブレーキトルク値は要求ブレーキトルク値と比較される。両者の間の差の量（つまり差の符号に無関係）がプリセット値を超えた場合には、この差の量を減少させるため、車両制御ユニット１４が適宜増減されたブレーキトルク要求値を発生させる。
【００３３】
しかし好適な第二代替例によれば、検出ブレーキトルク値はエンジン制御ユニット１２に送られ、第１ソフトウェアユニット１２１により、選択された少なくとも一つの第１パラメータおよびその値について予想されたブレーキトルク値と比較される。あるいは、検出ブレーキトルク値は、車両制御ユニット１４により要求されたブレーキトルクの値と比較される（これは上に説明したものと実質的に同じである）。
【００３４】
この比較は、第２ソフトウェアユニット１２２により行なわれることが好ましい。
【００３５】
両方のブレーキトルク値の間の差の量がプリセットされた第１限界値を超える場合には、修正動作が開始されるため、内燃エンジンブレーキにより発生されるブレーキトルク値を制御するための閉ループが設けられる。
【００３６】
印加ブレーキトルク値の修正は、少なくとも一つの第２作動パラメータおよびその値によって実施されるが、この第２パラメータは、選択された少なくとも一つの第１パラメータの一つ（以上）の変化形であり、特に、関連部品を制御し、変化した少なくとも一つの第２作動パラメータおよびその値に基づいて印加ブレーキトルクの新修正値を生成するため、第２ソフトウェアユニット１２２により少なくとも一つの第１パラメータの値の少なくとも一つを所定段階によって増減し、続いて、変化した（つまり第２の）少なくとも一つのパラメータ値を第１ソフトウェアユニット１２１（またはエンジン制御ユニット１２の別の適切なユニット）へ送ることによるものである。
【００３７】
代替的または付加的に、第１パラメータとは別の少なくとも一つの作動パラメータ（および関連する適切な値）が、特にエンジンデータセットから選択されて、第２パラメータ値としても使用されることが可能である。
【００３８】
印加ブレーキトルク（トルクセンサ３により検出）の実際値と車両制御ユニット１４により要求されるブレーキトルクの値との間の差の量（つまり符号のない差の値）が、所定の第１限界値（およそゼロなど）より小さくなるまで、このループ手順が反復される。
【００３９】
図２は、車両のいくつかの部品、すなわち、運転席４、前輪１１ａ、後輪１１ｂ、および内燃エンジン１を概略的に示す。内燃エンジン１の出力は、通常は伝達制御ユニット１３を包含してプロペラシャフト９および駆動軸１０を介して周知の方法で後輪１１ｂを駆動するギヤボックス２に、接続シャフト１ａを介して接続されている。
【００４０】
トルクセンサ３は、車両の駆動系、例えば接続シャフト１ａに配置される。あるいはトルクセンサ３が、プロペラシャフト９、駆動軸１０、または内燃エンジンの動力伝達シャフトに配置されてもよい。さらに、現実トルクセンサと仮想トルクセンサのいずれかが使用される。このような仮想センサは、例えば特許文献２に開示されている。
【００４１】
エンジン制御ユニット１２は、内燃エンジン１を制御するために設けられている。内燃エンジン１は、吸気圧センサ１５を備える吸気マニホルド８を包含する。排気マニホルド７は、ターボチャージャタービン５を駆動するため一定または可変の幾何学形状を持つターボチャージャタービン５に接続されている。
【００４２】
ターボチャージャタービン５は、排気ガスの背圧を制御するための可変シャッタ６を含む排気管５ａを包含する（可変幾何学形状の場合には可変シャッタ６は通常必要ない）。排気圧センサ１６も同様に排気管５ａ内に設けられることが好ましい。さらに、周知のように、ターボチャージャタービン５は、内燃エンジン１の吸気マニホルド８へ圧縮空気を供給するための吸気口５ｂと出口管５ｃとを包含する。
【００４３】
最後に、抑制制御ユニットを包含する車両制御ユニット１４は、運転席４内に配置される。
【００４４】
ドライバがブレーキペダルを操作するか、アクセルペダルを離すか、ブレーキスイッチを操作した時（または、例えば或る環境または車両条件に応じてブレーキコマンドが自動的に発せられた場合）、どの利用可能なブレーキ力発生源（実質的には車輪ブレーキおよび内燃エンジンブレーキ）がどれだけの量のブレーキ力またはブレーキトルクを発生させなければならないかを車両制御ユニット１４が決定する。これは通常、やはり或る環境および車両条件と発生される総ブレーキ力の量、例えばブレーキペダルがドライバによりどれほど強く操作されたかに基づいて決定される。
【００４５】
内燃エンジン１により発生されるブレーキ力の量は、要求ブレーキトルク値の形でエンジン制御ユニット１２に伝達される。図１に関して上で説明したように、第１ソフトウェアユニット１２１は、記憶されたエンジンデータセットに従って要求ブレーキトルクとなる少なくとも一つの第１作動パラメータおよびその値を、記憶されたエンジンデータセットから選択する。
【００４６】
次に、内燃エンジン１によってブレーキトルクを発生させるため、例えば（記憶されたデータに従って）可変幾何学形状ターボチャージャ５の羽根を関連位置へ移動させること、および／またはターボチャージャタービン５の排気管５ａのシャッタ６を閉じることにより、選択された少なくとも一つの第１パラメータおよびその値が実行される。
【００４７】
接続シャフト１ａなどに付与される、実際印加ブレーキトルク値は、ブレーキトルクセンサ３によって検出され、第２ソフトウェアユニット１２２および車両制御ユニット１４へ伝達される。
【００４８】
第２ソフトウェアユニット１２２では、上で説明したように、実際印加ブレーキトルク値が予想（または要求）ブレーキトルク値と比較される。両者の間の差の量が所定の、またはプリセットされた第１限界値を超えた場合、第一代替例によれば、第１ソフトウェアユニット１２１に使用された少なくとも一つの第１パラメータ値を第２ソフトウェアユニット１２２が変化させて、少なくとも一つの第２パラメータ値としてのこの少なくとも一つの値を第１ソフトウェアユニット１２１（またはエンジン制御ユニット１２の別のユニット）へ伝達し、印加ブレーキトルクの修正値を発生させるように内燃エンジン１の関連部品を再び制御する。
【００４９】
第二代替例によれば、上で説明したのと同様に、少なくとも一つの第１作動パラメータとは別の作動パラメータが、代替的または付加的に、少なくとも一つの第２パラメータ（およびその値）として選択される。
【００５０】
次に、トルクセンサ３によって再びブレーキトルクが検出され、検出ブレーキトルクが再び第２ソフトウェアユニット１２２に伝達される。実際ブレーキトルクと予想または要求ブレーキトルクとの間の差の量がプリセットされた第１限界値（およそゼロの値など）を依然として超える場合には、上記のループ手順が反復される。
【００５１】
これにより、実際ブレーキトルクを、車両制御ユニット１４により要求されたブレーキトルクと少なくとも実質的に等しくすることのできる閉ループが実現する。
【００５２】
さらにこの方法は、エンジン速度が変化する場合などにエンジン速度に応じて選択パラメータが変化する連続進行プロセスとして実現される。
【００５３】
この方法およびシステムは、さらに以下の特徴を持つ。第１ソフトウェアユニット１２１によって決定される予想ブレーキトルク値の代わりに、（センサ３により検出される）実際印加ブレーキトルク値を車両制御ユニット１４に送ることにより、内燃エンジンブレーキの故障の場合に、実際には車両の制動に利用可能でないブレーキトルク値が車両制御ユニット１４によって検討されることが妨げられる。
【００５４】
さらに、実際印加ブレーキトルク値と予想ブレーキトルク値との間の差が、第１限界値より大きな所定の第２限界値を超えた場合にエンジン診断システムが達成または修正されるが、なぜなら、これが、選択パラメータに基づいて調節される関連エンジン部品に欠陥または誤作動が見られることを示しているからである。
【００５５】
さらに、実際印加ブレーキトルク値と予想ブレーキトルク値との間の差に従って、パラメータの値および／または予想ブレーキトルクの値（ともにエンジンデータセットに記憶される）がエンジンデータセット内で修正される場合に、自動学習システムおよび自動校正システムが実施されるため、車両の次の制動では、印加ブレーキトルクは要求ブレーキトルクに対して一層正確であり、修正動作を行う必要が少なくなるか皆無となる。
【００５６】
これにより、本発明による方法およびシステムは特に、例えば内燃エンジンブレーキの部品または車両の他の部品の時間による磨耗または劣化によって生じるブレーキ力の変化を補正するために設けられる。
【００５７】
さらに、かかる方法および関連のシステムは、ブレーキ関連部品(brake cruise)ばかりでなく、内燃エンジンからのブレーキトルクに左右される他のシステム部品の精度向上が達成されるという長所を持つ。一例は、例えば車輪ブレーキなどの他のブレーキと組み合わせて、またはその代わりに、あるいは車輪ブレーキとエンジンブレーキと二次抑制ブレーキの組合せの場合に使用されるエンジンブレーキシステムである。本発明による方法の精度が向上すると、このようなブレーキシステムの制御を一層容易にし、ドライバ快適性も改善される。
【００５８】
最後に、駆動系のトルクセンサ３により、内燃エンジンなどの他のセンサ、例えばタービン前圧力センサ（つまりタービン出口とシャッタとの間の圧力を測定するためのセンサ）、または排気マニホルド内またはタービン後の圧力または圧力・温度センサによる場合よりもはるかに高い精度と信頼性でブレーキトルクが測定されるが、なぜなら、これらのセンサが詰まるか破損して関連のセンサ値をもはや正確には検出できないという危険を起こす劣悪な環境にこれらのセンサは配置されるのが普通だからである。さらに、このような不正確なセンサ値により、燃料噴射器のノズルの作動不能（de-hardening）という結果にもなる非常に高い背圧が発生する。
【図１】
2009542978.tif 000003
【図２】
2009542978.tif 000004
【国際調査報告】
2009542978.tif 000005
2009542978.tif 000006
2009542978.tif 000007
2009542978.tif 000008