控制車輛的發(fā)動機制動器的方法和發(fā)動機制動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】控制車輛的發(fā)動機制動器的方法和系統(tǒng)，所述車輛設(shè)有內(nèi)燃機(10)，內(nèi)燃機具有氣缸(11)、調(diào)節(jié)出自氣缸(11)的氣流的廢氣壓調(diào)節(jié)器(EPG)、調(diào)節(jié)進入氣缸(11)的氣流的進口空氣節(jié)流閥(ITV)、以及用于感測氣缸(11)的下游氣壓的壓力感測裝置(20)，其中車輛的發(fā)動機制動扭矩可被調(diào)節(jié)成兩種不同的發(fā)動機制動模式(a，b)，·第一發(fā)動機制動模式(a)，在該模式下通過使用氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制開調(diào)節(jié)經(jīng)過EPG的氣流，以及通過依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制來調(diào)節(jié)ITV；·第二發(fā)動機制動模式(b)，在該模式下通過依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制來調(diào)節(jié)EPG，并且ITV通過使用氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)制動扭矩。
【專利說明】控制車輛的發(fā)動機制動器的方法和發(fā)動機制動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛發(fā)動機制動器領(lǐng)域。特別是車輛設(shè)有內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機具有帶氣缸閥的氣缸、調(diào)節(jié)出自氣缸的氣流的廢氣壓調(diào)節(jié)器(EPG)以及調(diào)節(jié)進入氣缸的氣流的進口空氣節(jié)流閥(ITV)。

【背景技術(shù)】
[0002]包括壓縮制動器和廢氣壓調(diào)節(jié)器(EPG)的發(fā)動機制動器是已知的。這種壓縮制動器關(guān)閉氣缸閥使得其中的空氣被壓縮，由此產(chǎn)生制動扭矩。一般來說，這種壓縮制動器由開/關(guān)閥控制。
[0003]EPG控制氣缸下游壓力，其中，EPG的關(guān)閉通常會導(dǎo)致更高的廢氣歧管壓力，進而產(chǎn)生更高的發(fā)動機制動扭矩。EPG通常采用以廢氣壓力作為反饋信號的閉環(huán)控制來控制。
[0004]整個發(fā)動機制動扭矩是來自壓縮制動器和EPG的制動扭矩貢獻的總和。
[0005]對于壓縮制動器的控制器的輸入是期望廢氣壓力和實際廢氣壓力。來自壓縮制動器的控制器的輸出是控制EPG移動的控制信號。在發(fā)動機制動期間,廢氣壓力與發(fā)動機制動扭矩成正比，并因此用來間接地控制發(fā)動機制動扭矩。
[0006]對一些發(fā)動機而言，特別是混合渦輪發(fā)動機，在某些發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，不可能在壓縮制動器停機時的零制動扭矩貢獻和壓縮制動器啟動時可得到的最大制動扭矩貢獻之間控制壓縮制動器的制動扭矩貢獻。由于壓縮制動器由開/關(guān)閥啟動，在僅采用EPG所能達到的最大扭矩和僅采用壓縮制動器所能達到的扭矩之間，不可能對發(fā)動機制動扭矩進行連續(xù)的控制。
[0007]因此，在一些情況下，由于壓縮制動器的開/關(guān)調(diào)節(jié)無法對發(fā)動機制動扭矩調(diào)節(jié)進行非限定調(diào)節(jié)或以小的離散步驟調(diào)節(jié)，替代地只能采用開/關(guān)模式。
[0008]因此需要一種對車輛發(fā)動機制動器的改善的調(diào)節(jié)，其能夠去除上述的缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種控制車輛發(fā)動機制動器的新方法，其中所述方法有利于對發(fā)動機制動器的更佳的控制可能性。該目標(biāo)通過具有權(quán)利要求1中限定的特征的方法來實現(xiàn)。
[0010]該控制車輛發(fā)動機制動器的新方法適于設(shè)有內(nèi)燃機的車輛，該內(nèi)燃機具有:
[0011]?氣缸，允許壓縮制動，
[0012].調(diào)節(jié)出自氣缸的氣流的廢氣壓調(diào)節(jié)器(EPG)，
[0013].調(diào)節(jié)進入氣缸的氣流的進口空氣節(jié)流閥(ITV)，以及
[0014].壓力感測裝置，用于感測氣缸的下游壓力。
[0015]所述車輛的發(fā)動機制動器適于采用兩種不同的發(fā)動機制動模式進行調(diào)節(jié)；
[0016].第一發(fā)動機制動模式(a)，其中通過使用所述氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)經(jīng)過EPG的氣流，以及通過依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制來調(diào)節(jié)ITV ；以及
[0017].第二發(fā)動機制動模式(b)，其中通過依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制調(diào)節(jié)EPG，并且ITV通過使用所述氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)制動扭矩。
[0018]當(dāng)調(diào)節(jié)ITV以使得發(fā)動機氣缸中的進口空氣質(zhì)量流量減小時，壓縮制動器的制動扭矩貢獻減小。因此可以完成對壓縮制動器進行非限定調(diào)節(jié)或離散調(diào)節(jié)。
[0019]由于這兩種發(fā)動機制動模式采用針對氣缸下游壓力的閉環(huán)控制對制動扭矩進行調(diào)節(jié)，從而有利于在這兩種不同的發(fā)動機制動模式之間平滑過渡。
[0020]在第一調(diào)節(jié)模式下，依賴于感測的氣缸下游壓力對EPG進行調(diào)節(jié)，其中利用依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望制動扭矩的前饋控制調(diào)節(jié)ITV。ITV的位置從具有發(fā)動機轉(zhuǎn)速和和期望制動器扭矩作為輸入信號的二維圖或列表中調(diào)出。圖或列表優(yōu)選是預(yù)先設(shè)定并存儲在發(fā)動機制動器控制器中。
[0021]在第二調(diào)節(jié)模式下，利用依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望制動扭矩的前饋控制調(diào)節(jié)EPG。直接依賴于感測到的氣缸下游壓力ITV調(diào)節(jié)制動扭矩。EPG的位置從具有發(fā)動機轉(zhuǎn)速和和期望制動扭矩作為輸入信號的二維圖或列表中調(diào)出。如前所述，圖或列表優(yōu)選預(yù)先設(shè)定并存儲在發(fā)動機制動器控制器中。第二調(diào)節(jié)模式是在EPG已完全打開并且請求較小的扭矩/廢氣壓力的情況下使用，其中該調(diào)節(jié)方式必須使用ITV來完成，由此發(fā)動機制動器才能在更大的扭矩范圍更準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)。
[0022]確定應(yīng)該使用第一和第二發(fā)動機制動模式中的哪一個，依賴于期望制動扭矩和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，從而總可以使用用于所有發(fā)動機運行情況的優(yōu)化制動扭矩調(diào)節(jié)。
[0023]用來感測氣缸下游壓力的感測裝置優(yōu)選地感測來自氣缸的廢氣歧管壓力。從而可以在不產(chǎn)生任何附加費用的情況下使用出口壓力傳感器來感測來自氣缸的廢氣歧管壓力。
[0024]當(dāng)期望制動器扭矩低于一個制動扭矩閾值或者實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值時，優(yōu)選地使用第二制動器模式。在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，啟動壓縮制動器產(chǎn)生非常高的制動扭矩，其中發(fā)動機的限制值可能被超過，即廢氣溫度、廢氣閥上的壓力差等，而通過控制第二模式中的發(fā)動機制動器可以避免這些，因為使用ITV減小了制動扭矩。
[0025]第二制動模式同樣優(yōu)先在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和低制動器扭矩要求的情況下。
[0026]進一步優(yōu)選地，當(dāng)期望發(fā)動機制動扭矩高于發(fā)動機制動扭矩閾值并且實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值時優(yōu)選地使用所述第一制動模式。當(dāng)EPG和壓縮制動器均被控制傳遞最大制動扭矩時可以獲得最大制動扭矩。
[0027]進一步優(yōu)選地，當(dāng)期望制動扭矩升高到高于發(fā)動機制動扭矩閾值并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值時，完成從所述第二制動模式到所述第一制動模式的切換。
[0028]進一步優(yōu)選地，當(dāng)期望制動器扭矩降低到低于發(fā)動機扭矩閾值時，或當(dāng)實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高到高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值，或當(dāng)EPG完全打開并且期望廢氣歧管壓力低于實際廢氣歧管壓力時，或當(dāng)EPG驅(qū)動器故障發(fā)生時，完成所述第一制動模式到第二制動模式的切換。從而在發(fā)動機的全部運行情況下都可獲得制動扭矩的最優(yōu)化調(diào)節(jié)。
[0029]進一步優(yōu)選地，所述發(fā)動機配備中冷器旁通閥(CAC閥)，由此在發(fā)動機制動期間所述CAC閥可以被控制以提高或降低所述廢棄歧管壓力。CAC閥可以以完全同樣的方式進行調(diào)節(jié)，并且適于針對氣缸下游壓力，例如廢棄歧管壓力進行調(diào)節(jié)。因此發(fā)動機制動器控制器可以既通過CAC閥或ITV來調(diào)節(jié)流入到氣缸中的空氣質(zhì)量流量。進而也可以對廢氣溫度進行調(diào)節(jié)，這對于處理系統(tǒng)后獲得廢氣的足夠高的溫度是重要的。
[0030]進一步優(yōu)選地，所述發(fā)動機扭矩閾值包括第一和第二發(fā)動機扭矩閾值，其中所述第一發(fā)動機扭矩閾值低于所述第二發(fā)動機扭矩閾值，并且所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值包括第一和第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值，其中所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值，其中當(dāng)參考值升高時使用所述第一閾值，并且當(dāng)參考值降低時使用第二閾值。通過使用上述的滯后功能，在邊界區(qū)域中避免兩種調(diào)節(jié)模式之間的不必要的切換。
[0031]進一步優(yōu)選地，所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0032]本發(fā)明還涉及到一種用于車輛的發(fā)動機制動器系統(tǒng)，其中控制單元被配置為執(zhí)行所述方法步驟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]本發(fā)明可以結(jié)合附圖進行詳細的說明，其中:
[0034]圖1示出了發(fā)動機及其入口和排氣系統(tǒng)的示意圖表；
[0035]圖2示出了可用的發(fā)動機制動扭矩的示意圖；以及
[0036]圖3示出了在發(fā)動機扭矩創(chuàng)新的調(diào)節(jié)模式的圖。

【具體實施方式】
[0037]在下文中只對本發(fā)明的一個實施例通過僅演示執(zhí)行本發(fā)明的一個模式來進行展示和說明。本發(fā)明不局限于所提供的具體的圖，而是包括在權(quán)利要求范圍內(nèi)所有的變體。
[0038]權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被看作限制權(quán)利要求所保護的主題的擴展，并且它們唯一的作用是使權(quán)利要求易于理解。
[0039]圖1示出了發(fā)動機(10)及其空氣入口和廢氣流的示意圖，在圖1中僅有與本公開的發(fā)明相關(guān)的氣流。發(fā)動機(10)包括六個氣缸(11)，但氣缸的數(shù)量對于本發(fā)明不重要。空氣入口氣流通過設(shè)置在空氣入口管道(21)中的入口空氣噴嘴閥(ITV)調(diào)節(jié)。中冷器(CAC)設(shè)置在入口空氣流的上游，CAC能夠冷卻入口空氣流。CAC旁通閥(22)設(shè)置在CAC的上游從而使入口空氣流能夠通過該CAC旁通閥(22)旁通CAC。該CAC旁通閥(22)通向旁通管道(23)，其與ITV下游的空氣入口管道(21)接合。在圖1中還示出了渦輪部件24。該渦輪部件24在整個發(fā)動機系統(tǒng)的說明中具有明顯影響，但不影響本發(fā)明的控制模式。無論發(fā)動機有或者沒有渦輪組件24，本發(fā)明均適用。此外，圖1中還公開輔助裝置25。輔助裝置25在整個發(fā)動機系統(tǒng)的說明中具有明顯影響，但不影響本發(fā)明的控制模式。無論發(fā)動機有或者沒有輔助裝置25，本發(fā)明均適用。
[0040]圖2給出了特征圖表，其顯示了發(fā)動機制動扭矩(Nm)和發(fā)動機(10)的轉(zhuǎn)速(rpm)之間的關(guān)系。上曲線(TEPG)示出了僅EPG啟動時產(chǎn)生的制動扭矩(T)。中曲線(TCB)示出了 EPG和壓縮制動啟動時獲得的最小制動扭矩(T)，即，調(diào)節(jié)EPG以傳遞對于總制動扭矩的最小貢獻。最下曲線(Tfull)示出了發(fā)動機制動器可傳遞的最大制動扭矩。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的控制方法，在上曲線(TEPG)和中曲線(TCB)之間的區(qū)域(A)對應(yīng)于不可調(diào)節(jié)的發(fā)動機制動區(qū)域(A)。由于控制壓縮制動器的制動扭矩的ITV的本發(fā)明的發(fā)動機制動模式(a，b)，發(fā)動機制動器在該區(qū)域的大部分范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的。
[0041]通過對流入到內(nèi)燃機(10)的氣缸(11)的空氣進行節(jié)流，在發(fā)動機制動期間氣缸
(11)中壓縮少量空氣質(zhì)量，從而產(chǎn)生較小的制動扭矩。由此可以實現(xiàn)壓縮制動器的制動扭矩貢獻減小。在整個可用的制動扭矩區(qū)域內(nèi)對整個制動扭矩(T)的非限定或離散調(diào)節(jié)是可用的。
[0042]圖3給出了在第一和第二發(fā)動機制動模式a、b之間的控制的示意圖。唯一的曲線Tmax公開了在不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速S下的最大制動扭矩。兩條垂直線tSl、tS2分別表示在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值tS時，啟動制動模式a到制動模式b的切換時和啟動制動模式b到制動模式a的切換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值S。兩條水平線tTl、tT2分別表示啟動制動模式b到制動模式a的切換時和啟動制動模式a到制動模式b的切換時的發(fā)動機制動扭矩閾值T。然而實際的制動扭矩閾值可以隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速而變化。
[0043]對于分別降低和提高實際的期望轉(zhuǎn)速值⑶和扭矩值⑴以及分別降低實際的轉(zhuǎn)速期望值(S)和扭矩值(T)具有不同的值tSl、tS2、tTl和tT2，最小化了在不同的發(fā)動機制動模式之間切換的不必要切換的風(fēng)險。
[0044]設(shè)置未示出的控制單元以執(zhí)行根據(jù)不同實施例的方法步驟。
[0045]如可實現(xiàn)的，在各種顯而易見的方面可對本發(fā)明進行修改，這些都不偏離權(quán)利要求的范圍。相應(yīng)地，本文的附圖和說明書本質(zhì)上僅作示例性，而不具有限制性。
【權(quán)利要求】
1.一種控制車輛的發(fā)動機制動器的方法，所述車輛設(shè)有內(nèi)燃機(10)，所述內(nèi)燃機包括氣缸(11)、調(diào)節(jié)出自所述氣缸(11)的氣流的廢氣壓調(diào)節(jié)器(EPG)、調(diào)節(jié)進入所述氣缸(11)的氣流的進口空氣節(jié)流閥(ITV)、以及用于感測所述氣缸(11)的下游壓力的壓力感測裝置(20)，其中，發(fā)動機制動扭矩可被調(diào)節(jié)成兩種不同的發(fā)動機制動模式(a，b)， ?第一發(fā)動機制動模式(a)，在該模式下，通過使用所述氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)經(jīng)過所述EPG的氣流，以及利用依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制來調(diào)節(jié)所述ITV ； ?第二發(fā)動機制動模式(b)，在該模式下，利用依賴于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)和期望制動扭矩(T)的前饋控制來調(diào)節(jié)所述EPG，并且所述ITV通過使用所述氣缸(11)的下游壓力的閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)所述制動扭矩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定應(yīng)該使用所述第一發(fā)動機制動模式和所述第二發(fā)動機制動模式(a，b)中的哪一個，并且所述確定依賴于期望制動扭矩(T)和實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速⑶。
3.如前述權(quán)利要求中的任一個所述的方法，其中，用于感測所述氣缸(11)的下游壓力的傳感裝置(20)感測所述氣缸(11)的廢氣歧管壓力。
4.如前述權(quán)利要求中的任一個所述的方法，其中，當(dāng)期望制動扭矩低于制動扭矩閾值(tT)或者實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)大于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(tS)時，使用所述第二制動模式(b)。
5.如前述權(quán)利要求中的任一個所述的方法，其中，當(dāng)期望發(fā)動機制動扭矩(T)高于發(fā)動機扭矩閾值(tT)并且實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(ts)時，使用所述第一制動模式(a)。
6.如權(quán)利要求4或5中的任一個所述的方法，其中， 當(dāng)期望制動扭矩(T)升高到高于發(fā)動機扭矩閾值(tT)并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(ts)時，或者 當(dāng)實際制動扭矩(T)高于發(fā)動機扭矩閾值(tT)并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)升高到高于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(ts)時， 從所述第二制動模式(b)向所述第一制動模式(a)切換。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的方法，其中， 當(dāng)期望制動扭矩(T)降低到低于發(fā)動機扭矩閾值(tT)時，或 當(dāng)實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速(S)升高到高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(ts)時，或 當(dāng)所述EPG完全打開并且期望廢氣歧管壓力低于實際廢氣歧管壓力時，或 當(dāng)所述EPG驅(qū)動器故障發(fā)生時， 完成從所述第一制動模式(a)到所述第二制動模式(b)的切換。
8.如前述權(quán)利要求4至7中的任一個所述的方法，其中，所述發(fā)動機扭矩閾值(tT)包括第一發(fā)動機扭矩閾值和第二發(fā)動機扭矩閾值(tTl，tT2)，其中，所述第一發(fā)動機扭矩閾值(tTl)低于所述第二發(fā)動機扭矩閾值(tT2)，并且 所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(tS)包括第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值和第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(tSl，tS2)，其中，所述第一發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(tSl)低于所述第二發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值(tS2)，其中，當(dāng)相應(yīng)的值(T，S)降低時使用所述第一閾值(tTl，tSl)，并且當(dāng)相應(yīng)的值(T，S)升高時使用所述第二閾值(tT2，tS2)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一發(fā)動機扭矩閾值(tTl)依賴于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速⑶。
10.如前述權(quán)利要求中的任一個的方法，其中，所述發(fā)動機配備有中冷器旁通閥(CAC)，從而所述CAC被控制以提高或降低所述廢氣歧管壓力。
11.一種用于車輛的發(fā)動機制動器系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置控制單元以執(zhí)行所述權(quán)利要求I的方法步驟。
【文檔編號】F02D41/14GK104364498SQ201280072633
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】法比安·黑勒曼 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司