(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンブレーキを制御する方法であって、前記車両は、
―シリンダ（１１）と圧縮ブレーキとを有する燃焼エンジン（１０）と、
―前記シリンダ（１１）から排出される空気流を調整する排気圧力調整器（ＥＰＧ）と、
―前記圧縮ブレーキによるエンジンブレーキトルクを制御するための前記シリンダ（１１）内への空気流を調整する吸気絞り弁（ＩＴＶ）と、
―前記シリンダ（１１）の下流側の圧力を検知する圧力検知手段（２０）と、を備え、
エンジンブレーキトルクは、第１エンジンブレーキモード（ａ）と第２エンジンブレーキモード（ｂ）から成る２つの異なるエンジンブレーキモード（ａ，ｂ）において調整可能であり、
・第１エンジンブレーキモード（ａ）では、前記ＥＰＧを通る空気流が、前記シリンダ（１１）の下流側の圧力を用いる閉ループ制御によって調整され、前記ＩＴＶはフィードフォワード制御において調整され、
・第２エンジンブレーキモード（ｂ）では、前記ＩＴＶは、前記シリンダ（１１）の下流側の圧力を用いる閉ループ制御によって前記エンジンブレーキトルクを調整し、前記ＥＰＧは、フィードフォワード制御において調整され、
・第１エンジンブレーキモード（ａ）は、要求エンジンブレーキトルク（T）がエンジントルク閾値（ｔＴ）を上回るとともに、実際のエンジン速度（Ｓ）がエンジン速度閾値（ｔＳ）を下回る場合に使用され、
・第２エンジンブレーキモード（ｂ）は、要求エンジンブレーキトルク（T）がエンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ）を下回る場合、または実際のエンジン速度（Ｓ）がエンジン速度閾値（ｔＳ）を上回る場合に使用されることを特徴とする車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項２】
使用すべき前記第１及び第２エンジンブレーキモード（ａ，ｂ）のどちらかが決定され、その決定は、要求エンジンブレーキトルク（T）及び実際のエンジン速度（Ｓ）によって決まることを特徴とする、請求項１に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項３】
前記シリンダ（１１）の下流側の圧力を検知する前記圧力検知手段（２０）は、前記シリンダ（１１）からの排気マニホールド圧力を検知することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項４】
前記第２エンジンブレーキモード（ｂ）から前記第１エンジンブレーキモード（ａ）への切り替えは、
・前記要求エンジンブレーキトルク（T）がエンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ）を上回って増加するとともに、前記エンジン速度（Ｓ）がエンジン速度閾値（ｔＳ）を下回る場合、または
・実際のエンジンブレーキトルクがエンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ）を上回るとともに、前記エンジン速度（Ｓ）が前記エンジン速度閾値（ｔＳ）を下回って減少する場合に行われることを特徴とする、請求項１に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項５】
前記第１エンジンブレーキモード（ａ）から前記第２エンジンブレーキモード（ｂ）への切り替えは、
・前記要求エンジンブレーキトルク（T）がエンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ）を下回って減少する場合、または
・前記の実際のエンジン速度（Ｓ）がエンジン速度閾値（ｔＳ）を上回って増加した場合、または
・前記ＥＰＧが完全に開いた状態であって、要求排気マニホールド圧力が実際の排気マニホールド圧力より低い場合、または
・前記ＥＰＧを作動させるための作動器の故障が発生した場合
に行われることを特徴とする、請求項１に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項６】
前記エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ）は、第１及び第２エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ１，ｔＴ２）から構成され、前記第１エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ１）は、前記第２エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ２）よりも小さく、
前記エンジン速度閾値（ｔＳ）は、第１及び第２エンジン速度閾値（ｔＳ１，ｔＳ２）から構成され、前記第１エンジン速度閾値（ｔＳ１）は、第２エンジン速度閾値（ｔＳ２）よりも小さく、
前記第１エンジンブレーキトルク閾値及び第１エンジン速度閾値（ｔＴ１，ｔＳ１）は、要求エンジンブレーキトルク（T）と実際のエンジン速度（Ｓ）が増加する時に使用され、前記第２エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ２）または第２エンジン速度閾値（ｔＳ２）は、前記要求エンジンブレーキトルク（T）または実際のエンジン速度（Ｓ）が減少する時に使用されることを特徴とする、請求項５に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項７】
前記第１エンジンブレーキトルク閾値（ｔＴ１）は、前記エンジン速度（Ｓ）によって決まることを特徴とする、請求項６に記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項８】
前記燃焼エンジンは、吸気流を冷却する給気冷却器（ＣＡＣ）の上流に配置された給気冷却器バイパス弁（ＣＡＣ弁）を備え、該給気冷却器バイパス弁（ＣＡＣ弁）は吸気流が給気冷却器バイパス弁（ＣＡＣ弁）通って給気冷却器（ＣＡＣ）を迂回できるパイパス管（２３）に設けられ、それによって前記排気マニホールド圧力を増加または減少させるよう前記ＣＡＣ弁が制御されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の車両のエンジンブレーキを制御する方法。
【請求項９】
請求項１の方法を実施するための制御装置が配置されることを特徴とする車両用エンジンブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンブレーキ分野に関する。特に、シリンダ弁（即ち吸気弁及び排気弁）をもつシリンダと、シリンダからの空気流出を調整する排気圧力調整器（ＥＰＧ）と、シリンダへの空気流入を調整する吸気絞り弁（ＩＴＶ）とを有する燃焼エンジンを備えている車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮ブレーキ及び排気圧力調整器（ＥＰＧ）から構成されるエンジンブレーキが知られている。圧縮ブレーキは、シリンダ内の空気が圧縮されるようシリンダ弁を閉じ、それによって、ブレーキトルクが生成される。通常、圧縮ブレーキは、開閉弁によって制御される（特許文献１参照）。
【０００３】
ＥＰＧは、シリンダの下流側の圧力を制御し、そこでＥＰＧの閉鎖によって通常、排気マニホールド圧力が高圧になることによってエンジンブレーキトルクが高くなる（特許文献２参照）。ＥＰＧは、フィードバック信号として排気圧力による閉ループ制御で通常制御される。
【０００４】
総エンジンブレーキトルクは、圧縮ブレーキ及びＥＰＧから得られるブレーキトルクの統合したものである。
【０００５】
圧縮ブレーキのコントローラへの入力は、要求排気圧力及び実際の排気圧力である。圧縮ブレーキのコントローラからの出力は、ＥＰＧの動作を制御する制御信号である。エンジンブレーキ中、排気圧力は、エンジンブレーキトルクに比例するためエンジンブレーキトルクを間接的に制御するのに使用される。
【０００６】
エンジンの中で、特にターボコンパウンドエンジンにおいては、ある所定のエンジン速度範囲のときに、圧縮ブレーキの非作動状態でのゼロブレーキトルクから、圧縮ブレーキの作動状態で達することが可能な最大エンジンブレーキトルクまでの間において、圧縮ブレーキが、開閉弁（開か閉の作動のみ行うオンオフ弁）によって作動されるという実態により、圧縮ブレーキから得られるエンジンブレーキトルクを正確に連続制御することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５８０８０号明細書（図２、図３）
【特許文献２】特表２０１１−５１２４８３号公報（図２、図３）
【０００８】
シリンダからの空気流出を調整する特許文献１に記載の排気圧力調整器（ＥＰＧ）や、シリンダへの空気流入を調整する特許文献２に記載の吸気絞り弁（ＩＴＶ）は存在するが、両者を組み合わせた燃焼エンジンにおいて、圧縮エンジンブレーキトルクを無段階に制御して、両者を統合したエンジンブレーキトルクの調整を行うことがのぞまれていた。
したがって上記の問題を解決する車両エンジンブレーキの調整の改善の必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、車両のエンジンブレーキを制御する発明方法を提供することを目的とし、前記方法は、前記エンジンブレーキのより高い制御性を促進する。この目的は、請求項１に記載の特徴による前記方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の車両のエンジンブレーキを制御する方法は、
・圧縮ブレーキを内部で許容するシリンダと、
・前記シリンダからの空気流を調整する排気圧力調整器（ＥＰＧ）と、
・前記シリンダ内への空気流を調整する吸気絞り弁（ＩＴＶ）と、
・前記シリンダの下流側の圧力を検知する圧力検知手段と、
を有する燃焼エンジンを備えている車両に適用される。
【００１１】
前記車両のエンジンブレーキは、以下の異なる２つのエンジンブレーキモードにおいて調整されるよう適用される。
・第１エンジンブレーキモードでは、前記ＥＰＧを通る空気流が、前記シリンダの下流側の圧力を用いる閉ループ制御によって調整され、前記ＩＴＶは、エンジン速度及び要求ブレーキトルクに応じてフィードフォワード制御において調整され、
・第２エンジンブレーキモードでは、前記ＥＰＧは、前記エンジン速度（Ｓ）及び前記の要求ブレーキトルク（Ｔ）に応じてフィードフォワード制御において調整され、前記ＩＴＶは、前記シリンダの下流側の圧力を用いる閉ループ制御によって前記ブレーキトルクを調整する。
【００１２】
前記ＩＴＶは、前記エンジンのシリンダ内の吸気流量が減少するよう調整されると、前記圧縮ブレーキから得られる前記ブレーキトルクが減少する。それによって、前記圧縮ブレーキの無段階の調整が実現できる。
【００１３】
前記の両エンジンブレーキモードは、前記シリンダの下流側の圧力に対して、閉ループ制御によって前記エンジンブレーキトルクを調整するので、前記の２つの異なるエンジンブレーキモード間の円滑な移行が促進される。
【００１４】
前記第１エンジンブレーキモードでは、前記ＥＰＧは、前記シリンダの下流側の検知された圧力に応じて調整され、そこで、前記ＩＴＶは、エンジン速度および要求ブレーキトルクに応じてフィードフォワード制御において調整される。前記ＩＴＶの位置は、二次元マップまたは前記エンジン速度および前記の要求ブレーキトルクを入力信号としてもつリストから呼び出される。前記マップまたはリストは、既定されており、かつ前記エンジンブレーキコントローラに記憶されていることが好ましい。
【００１５】
前記第２エンジンブレーキモードでは、前記ＥＰＧは、前記エンジン速度および前記の要求ブレーキトルクに応じてフィードフォワード制御において調整される。前記ＩＴＶは、前記シリンダの下流側の検知された圧力の方向依存性にて前記ブレーキトルクを調整する。前記ＥＰＧの位置は、二次元マップまたは前記エンジン速度および前記の要求ブレーキトルクを入力信号としてもつリストから呼び出される。ここでも、前記マップまたはリストは、既定されており、かつ前記エンジンブレーキコントローラに記憶されていることが好ましい。前記第２エンジンブレーキモードは、前記ＥＰＧが既に完全に開いた状態であり、より低いトルク／排気圧力が要求される場合に使用される。そこで、前記ＩＴＶによってこの調整を行わなければならない。それによって、より大きなトルク範囲にわたりより正確に前記エンジンブレーキを調整することができる。
【００１６】
使用すべき前記第１及び第２エンジンブレーキモードのいずれに決定するかは、要求エンジンブレーキトルク及び実際のエンジン速度によって決まる。それによって、最適なブレーキトルク制御が前記エンジンの作動のあらゆる状況に常時使用できる。
【００１７】
前記シリンダの下流側の圧力を検知する前記検知手段は、前記シリンダからの排気マニホールド圧力を検知することが好ましい。費用を追加することなく、前記シリンダからの排気マニホールド圧力を検知する既存の圧力センサを使用することができる。
【００１８】
前記第２エンジンブレーキモードは、要求ブレーキトルクがブレーキトルク閾値を下回る場合、または実際のエンジン速度がエンジン速度閾値を上回る場合に使用されることが好ましい。高速のエンジン速度で、圧縮ブレーキを作動すると非常に高いブレーキトルクが発生し、そこでは、排気温度、排気バルブ上の圧力差等が過大となって前記エンジンの限界値を超えることも考えられるが、前記エンジンブレーキトルクを前記第２エンジンブレーキモードで制御することによって、これを回避することができる。前記第２エンジンブレーキモードでは前記ブレーキトルクは前記ＩＴＶを用いて減少される。
【００１９】
前記第２エンジンブレーキモードは、低速のエンジン速度においても好ましく、低いブレーキトルクが要求される。
【００２０】
また、前記第１エンジンブレーキモードは、要求エンジンブレーキトルクがエンジンブレーキトルク閾値を上回るとともに、実際のエンジン速度がエンジン速度閾値を下回る場合に使用されることが好ましい。前記ＥＰＧと前記圧縮ブレーキの両方が制御され、最大ブレーキトルクが引き出されたとき、最大のエンジンブレーキトルクが達成される。
【００２１】
また、前記第２エンジンブレーキモードから前記第１エンジンブレーキモードへの切り替えは、前記要求エンジンブレーキトルクがエンジンブレーキトルク閾値を上回って増加するとともに、前記エンジン速度がエンジン速度閾値を下回る場合に行われることが好ましい。
【００２２】
また、前記第１エンジンブレーキモードから前記第２エンジンブレーキモードへの切り替えは、前記要求ブレーキトルクがエンジンブレーキトルク閾値を下回って減少する場合、または前記の実際のエンジン速度がエンジン速度閾値を上回って増加する場合、または前記ＥＰＧが完全に開いた状態であって、要求排気マニホールド圧力が実際の排気マニホールド圧力より低い場合、またはＥＰＧアクチュエータ（ＥＰＧを作動させるための作動器）の故障が発生した場合に行われることが好ましい。それによって、ブレーキトルクの最適な調整が前記エンジンのあらゆる作動状態に対し成される。
【００２３】
さらに、前記エンジンは、給気冷却器バイパス弁（ＣＡＣ弁）を備えていることが好ましく、それによって、エンジンブレーキ中、前記排気マニホールド圧力を増加または減少させるよう前記ＣＡＣ弁を制御することができる。前記ＣＡＣ弁は、ＩＴＶと同じような方法で調整することができ、例えば、前記排気マニホールド圧力など、前記シリンダの下流側の圧力に対して調整するのに適している。それによって、エンジンブレーキコントローラは、前記ＣＡＣ弁または前記ＩＴＶのいずれかにより前記シリンダ内への空気流量を調整することを選択することができる。その結果、前記排気ガスの温度を調整可能であり、これは、前記排気ガス後処理システムのための十分に高い温度を得るために重要である。
【００２４】
また、前記エンジンブレーキトルク閾値は、第１及び第２エンジンブレーキトルク閾値から構成され、前記第１エンジンブレーキトルク閾値は、前記第２エンジンブレーキトルク閾値よりも小さいことが好ましい。さらに、前記エンジン速度閾値は、第１及び第２エンジン速度閾値から構成され、前記第１エンジン速度閾値は、第２エンジン速度閾値よりも小さく、前記第１エンジンブレーキトルク閾値および第１エンジン速度閾値は、実際の計測したエンジンブレーキトルク値及びエンジン回転速度値（基準値）が増加する時に使用され、かつ前記第２エンジンブレーキトルク閾値または第２エンジン速度閾値は、実際の計測したエンジンブレーキトルク値またはエンジン回転速度値（基準値）が減少するときに使用されることが好ましい。上述のようにヒステリシス関数を使用することで、前記２つのエンジンブレーキモード間の不必要な切り替えが境界エリアにおいて回避される。
【００２５】
また、前記第１エンジンブレーキトルク閾値は、前記エンジン速度によって決まることが好ましい。
【００２６】
本発明は、上記方法ステップを実施するために制御装置を配置している、車両用エンジンブレーキ装置にも関する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
本発明は、以下の図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
【図１】燃焼エンジン及びその吸気・排気装置の概略図である。
【図２】利用可能な従来のエンジンブレーキを用いた燃焼エンジンの推進トルク減少量を示す概略図である。
【図３】前記エンジントルクの本発明のエンジンブレーキモード全体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態一つのみについてその発明を実施する一形態の図面によって簡単に示すとともに説明する。本発明は、示される特定の図面に限られるものではなく、特許請求項の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変更が含まれる。
【００３０】
請求項に記載される引用符号は、請求項によって保護される事項の範囲の限定として捉えるべきではなく、単に請求項をより理解しやすくするものである。
【００３１】
図１は、燃焼エンジン（１０）及びその吸気・排気の流れを示す概略図であり、図１では、開示される本発明に関連する流れのみを示す。燃焼エンジン（１０）は、６つのシリンダ（１１）から構成されているが、シリンダの数は、本発明において重要ではない。吸気流は、吸気管（２１）に配置されている吸気絞り弁（ＩＴＶ）によって調整される。給気冷却器（ＣＡＣ）は、吸気流の上流側に配置されており、ＣＡＣは、吸気流を冷却することができる。ＣＡＣバイパス弁（２２）は、吸気流がＣＡＣバイパス弁（２２）を通ってＣＡＣを迂回できるよう、ＣＡＣの上流側に配置されている。ＣＡＣバイパス弁（２２）は、バイパス管（２３）に通じており、ＩＴＶの下流側の吸気管（２１）と繋がっている。図１には、開示されるターボコンポーネント２４も示されている。ターボコンポーネント２４がエンジン装置全体の仕様に影響を及ぼすのは明らかであるが、本発明の制御モードには影響を及ぼさない。本発明は、ターボコンポーネント２４を有するまたは有していないエンジンに適用することができる。さらに図１には、開示される補助装置２５も示されている。補助装置２５がエンジン装置全体の仕様に影響を及ぼすのは明らかであるが、本発明の制御モードには影響を及ぼさない。本発明は、ターボコンポーネント２５を有するまたは有していないエンジンに適用することができる。
【００３２】
図２は、燃焼エンジン（１０）のエンジンブレーキトルク（Ｎｍ）と回転速度（ｒｐｍ）との関係を示す特性図である。上部の曲線（ＴＥＰＧ）は、ＥＰＧのみが正に作動している場合に得られるブレーキトルクを明示する。中間の曲線（ＴＣＢ）は、ＥＰＧ及び圧縮ブレーキが作動している場合に得ることができる最小ブレーキトルクを明示する。つまり、ＥＰＧは、総ブレーキトルクに対して得られる最小トルクを伝達するよう調整される。最下部の曲線（Ｔｆｕｌｌ）は、従来の車両のエンジンブレーキによって伝達可能な最大ブレーキトルクを明示する。従来技術による制御方法では、上部（ＴＥＰＧ）と中間（ＴＣＢ）との間のエリア（Ａ）が無調整エンジンブレーキエリア（Ａ）に相当する。圧縮ブレーキのブレーキトルクを制御するＩＴＶの本発明のエンジンブレーキモード（ａ， ｂ）のため、エンジンブレーキは、このエリアの大半部分の中で調整することができる。
【００３３】
燃焼エンジン（１０）のシリンダ（１１）内への気流を絞ることによって、エンジンブレーキ中、少量の気流がシリンダ（１１）で圧縮されることで、より小さいブレーキトルクが発生する。これによって、減少されたブレーキトルクが圧縮ブレーキから得られる。利用可能なブレーキトルクエリア全体の中で、総エンジンブレーキトルクの無段階の調整が可能である。
【００３４】
図３は、第１及び第２エンジンブレーキモードａ，ｂ間の制御を概略的に示す。異なるエンジン速度Ｓでの最大ブレーキトルクは、曲線Ｔｍａｘによって示される。２本の垂直線ｔＳ１，ｔＳ２はそれぞれ、第１エンジンブレーキモードａから第２エンジンブレーキモードｂへの切り替え時及び第２エンジンブレーキモードｂから第１エンジンブレーキモードａへの切り替え時のエンジン速度閾値Ｓを表している。２本の水平線ｔＴ１，ｔＴ２はそれぞれ、第２エンジンブレーキモードｂから第１エンジンブレーキモードａへの切り替え時及び第１エンジンブレーキモードａから第２エンジンブレーキモードｂへの切り替え時で、エンジン速度閾値ｔＳ１を下回るエンジン速度でのエンジンブレーキトルク閾値ｔＴを表している。しかし、実際のブレーキトルク閾値は、エンジン速度によって変わり得る。
【００３５】
実際の各要求速度（Ｓ）とトルク（Ｔ）の値を増加及び減少させるための異なる値ｔＳ１、ｔＳ２、ｔＴ１及びｔＴ２をもち、実際の各要求速度（Ｓ）とトルク（Ｔ）の値を減少させることで、異なるエンジンブレーキモード間での不必要な切り替えリスクが抑えられる。
【００３６】
開示していない制御装置が、異なる実施形態による方法ステップを実施するために設けられている。
【００３７】
本発明は、添付されている請求項の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な明らかな事項における改良が可能であると理解されたい。したがって、添付の図面及び明細書は、本質的に説明のためのものであって、制限的なものではないとみなすべきである。
【図１】
0006349302.tif 000002
【図２】
0006349302.tif 000003
【図３】
0006349302.tif 000004