CN104564367A - 用于高扭矩车辆的排气制动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于高扭矩车辆的排气制动器及其控制方法。用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法可以包括排气压力保持逻辑，该排气压力保持逻辑：（a）检测作为发动机的废气排放路径的排气管内的排气压力，（b）将检测到的排气压力的大小值分成排气压力Y1、排气压力Y2以及排气压力Y3，（c）将高压空气注入量分类为高压空气注入量1、高压空气注入量2以及高压空气注入量3，以满足被分成排气压力的大小值的排气压力，（d）将经分类的高压空气注入量注入排气管的内部空间中，以及（e）重新计算在高压空气注入后的高压空气注入量。

Description

用于高扭矩车辆的排气制动器及其控制方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月11日提交的韩国专利申请第10-2013-0121151号的优先权，该申请的全部内容出于所有目的通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及排气制动器，更具体地，涉及用于高扭矩车辆的排气制动器及其控制方法，该排气制动器即便在排气容积由于排气制动阀的结构限制和发动机尺寸缩小而减少时，通过防止排气压力降低而一直保持具有最佳性能。

背景技术

一般而言，大型商用车辆仅通过保持和约束车轮的脚制动器而可能无法获得充足的制动力，因此进一步安装了多种辅助制动器。

辅助制动器基于通过降低在发动机的燃烧冲程的进气－压缩－排气冲程中传输至曲柄轴的动力而进一步保证制动力的方法。辅助制动器的示例可以包括发动机制动器、Jake制动器以及排气制动器。

考虑到它们之中的发动机制动器，在排放发动机燃烧室的废气的路径中安装阀，通过在阀关闭时阻止废气排放到空气中而增加的排气压力增加发动机燃烧室的压力，并且在这种状态中，活塞在排气冲程时受到阻力以使得高排气压力能够作用为阻碍发动机气缸运动的阻力，从而获得制动效果。

因此，在阀关闭时，最重要的是排气制动器形成充足的排气压力。

然而，由于阀的结构限制，排气制动器可能具有降低的性能。

例如，使用蝶式阀作为阀。在这种情况下，蝶式阀需要使蝶板返回至其初始位置，以使蝶板和阀体之间可以存在空隙（间隙）。

空隙（间隙）形成排放作为制动力的能量来源的废气的路径，其是防止废气压力在操作排气制动器时充分增加的一个因素。当通过空隙（间隙）排放的废气的排放量较大时，即使通过操作排气制动器，排气制动器的性能可能也会大大降低。

此外，废气制动器使用废气，因此可能发生由于发动机输出状态引起的排气制动器性能降低。

例如，当发动机RPM处于低速/中速段时，排气容积降低，使得在低速/中速时可能发生排气制动器性能降低，而且当发动机RPM处于高速度但低负荷的状态下，排气容积降低，使得在高速/发动机低负荷时可能发生排气制动器性能降低。

具体而言，在具有高马力和高扭矩但由于排气规定而尺寸缩小并且具有提高的燃料效率的用于商用车辆的发动机中，排气容积由于进气量的最小化/最优化而进一步减少，使得排气制动器的性能降低可能更严重。

发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供一种用于高扭矩车辆的排气制动器及其控制方法，即使在操作排气制动器时形成的排气压力不足时通过增加排气压力来克服运用蝶式阀的排气制动器的结构限制的用于商用车辆的发动机中，该排气制动器也能够一直最佳地保持制动器的性能，具体而言，用于商用车辆的发动机由于排气规定和燃料效率的改进而尺寸缩小并且具有高马力和高转矩以及降低的排气容积。

本发明的各个方面提供一种用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，该方法包括：排气压力保持逻辑，该排气压力保持逻辑被配置成在排气制动器的操作过程中当通过打开排气制动器的开关来执行排气制动器的操作时执行，其中排气压力保持逻辑：（a）检测作为发动机的废气排放路径的排气管内的排气压力，（b）将检测到的排气压力的大小值分成排气压力Y1、排气压力Y2以及排气压力Y3，（c）将高压空气注入量分类为高压空气注入量1、高压空气注入量2以及高压空气注入量3，以满足被分成排气压力的大小值的排气压力，（d）将经分类的高压空气注入量注入排气管的内部空间中，以及（e）重新计算在高压空气注入后的高压空气注入量。

检测到的排气压力的大小值可以为小于设置成操作排气制动器的排气压力的值，并且可以分成排气压力Y1＞排气压力Y2＞排气压力Y3，排气压力Y1＝高压空气注入量1，排气压力Y2＝高压空气注入量2，排气压力Y3＝高压空气注入量3。高压空气注入量1、高压空气注入量2和高压空气注入量3可以分成高压空气注入量1＜高压空气注入量2＜高压空气注入量3。

高压空气可以为供应至排气制动器的蝶式阀的高压空气。通过检测在高压空气注入后形成于排气管内的排气压力可以执行高压空气注入量的重新计算。

排气压力保持逻辑可以在关闭排气制动器开关时停止高压空气注入。

本发明的各个方面提供一种用于高扭矩车辆的排气制动器，该排气制动器包括：排气制动杆、电磁阀、蝶式阀、排气压力传感器、高压喷射器以及发动机控制单元（ECU），所述排气制动杆配置成接通/关闭；所述电磁阀配置成通过排气制动杆的接通/关闭信号来操作；所述蝶式阀配置成通过在操作电磁阀时从高压罐供应的高压空气阻塞连接至发动机的排气管的路径；所述排气压力传感器配置成检测排气管的排气压力；所述高压喷射器配置成将高压罐的高压空气注入到排气管的内部空间中；所述发动机控制单元（ECU）配置成进一步执行排气压力保持逻辑，该排气压力保持逻辑将通过排气压力传感器检测到的排气管的排气压力的大小值分成至少三个等级，并且将高压罐的高压空气注入排气管的内部空间中，以使得高压喷射器的高压空气注入量能够满足三个等级的排气压力的大小值。

排气压力传感器和高压喷射器可以各自直接安装在排气管中。

本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的附图和以下具体实施方式中显而易见，或在附图和具体实施方式中详细陈述，附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1为根据本发明的用于高扭矩车辆的示例性排气制动器的配置图。

图2为示例性排气制动器逻辑的操作流程图，排气制动器逻辑包括不断保持在根据本发明的用于高扭矩车辆的排气制动器中的排气压力的排气压力保持功能。

图3为示出根据本发明的用于高扭矩车辆的示例性排气制动器的操作初始状态的图。

图4为示出在图3的操作时通过补充排气压力的降低来最佳地保持用于高扭矩车辆的排气制动器的操作的状态的图。

图5为依据图4的结果的恒定压力的排气压力图。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

在整个公开中，相同的附图标记指代贯穿本发明的各个附图和各个实施方案的相同的部件。

图1示出了根据本发明的各个实施方案的用于高扭矩车辆的排气制动器。

如图1所示，排气制动器配置成包括排气制动杆10、电磁阀20、蝶式阀30、排气压力传感器50以及高压喷射器60，排气制动杆10设置在方向盘9处，电磁阀20通过排气制动杆10的信号进行操作，蝶式阀30通过在操作电磁阀20时高压罐40的高压关闭以阻塞连接至发动机1的排气管2的路径，排气压力传感器50检测排气管2的排气压力并且将检测到的排气压力传输至发动机控制单元（ECU）70，高压喷射器60通过ECU70的控制将高压罐40的高压注入到排气管2。

排气制动杆10通过将离合器3与加速器踏板5和电池7电连接而在操作排气制动杆10时在离合器3接通而加速器踏板5关闭的条件下将电池7的电力供应至电磁阀20。

因此，当电池7的电力被供应至电磁阀20时，电磁阀20开启，使得可以开启高压罐40和蝶式阀30的气流路径。然而，电磁阀20可以相反地操作。

排气压力传感器50和高压喷射器60直接安装在排气管2处。

同时，图2示出了排气制动器逻辑的操作流程，该排气制动器逻辑包括不断保持在根据本发明各个实施方案的用于高扭矩车辆的排气制动器中的排气压力的排气压力保持功能。

在S10的车辆行驶状态中，在S20中当排气制动器开关变成接通时，如在S30中执行排气压力监测，并因此检查在操作排气制动器时排气压力的值。S30的排气压力Y被定义为排气制动器的操作排气压力Y？。在这种情况下，排气制动器的操作初始排气压力Y？可以是适合于排气制动器操作的排气压力或可以是不适合于排气制动器操作的排气压力。

因此，可以采用Y（排气压力）＝1或Y（排气压力）＝2或Y（排气压力）＝3中的任一个来检查排气制动器的操作初始排气压力Y？，并且在检查到的Y=1、2和3的每一个中，执行喷射器的高压空气注入，以使排气制动器的操作初始排气压力Y？可以具有适合于排气制动器的操作的排气压力。

在这种情况下，Y=1、Y=2和Y=3为小于设置成操作排气制动器的排气压力的值，并且它们被分成Y=1>Y=2>Y=3。

S40为通过在S30的检查后施加排气制动器的操作初始排气压力Y？来执行控制的步骤，而S50为确定在S30的检查后Y（排气压力）的状态是否为Y=1、Y=2和Y=3中的任一个。

因此，在S40，在S30中检查的排气制动器的操作初始排气压力Y？的状态下执行排气制动器的操作，并且依据排气制动器的操作初始排气压力Y？的大小执行喷射器的高压空气注入。因此，在排气制动器的操作初始排气压力Y？的条件下操作的排气制动器可能利用喷射器执行高压空气注入并且也可能不执行。

该状态可以从图3所示的用于高扭矩车辆的排气制动器的操作初始状态得到理解。如图3所示，当在离合器3接通并且加速器踏板5关闭的条件下操作排气制动杆10时，排气制动杆10的开关形成电池7和电磁阀20之间的电源电路以将电磁阀变成接通。

电磁阀20的操作打开电磁阀20和高压罐40的高压路径b，并且同时打开电磁阀20和蝶式阀30的高压路径c，使得高压罐40的高压空气被导入到蝶式阀30中。

接着，蝶式阀30关闭以阻塞排气管2的路径，从而阻塞废气的排放。因此，排气压力在发动机1和排气管2之间增加以操作发动机制动器。

当操作发动机制动器时，排气管2内的排气压力为排气制动器的操作初始排气压力Y？，其表示通过将检测信号d传输至ECU70的排气压力传感器50检测的排气管2内的排气压力。

在这种情况下，高压喷射器60不执行到排气管2的高压空气注入，这意味着排气制动器的操作初始排气压力Y？不引起排气制动器的性能降低。然而，当排气制动器的操作初始排气压力Y？引起排气制动器的性能降低时，高压喷射器60执行到排气管2的高压空气注入。下面将描述该情况。

再次参照图2，在S50，确定在S30的检查后排气制动器的操作初始排气压力Y（Y？）的变化是否为Y=1、Y=2和Y=3中的任一个。因此，即使在排气制动器的操作初始排气压力Y?的条件下操作排气制动器，在排气制动器的操作过程中也可以在最佳排气压力状态下执行该操作。

S60为通过将排气压力定义为Y=1、Y=2和Y=3中的任一个来操作高压喷射器的步骤，使得高压喷射器将高压空气注入到排气管。例如，当Y=1时，喷射器注入量1被定义为小，当Y=2时，喷射器注入量2被定义为中，以及当Y=3时，喷射器注入量3被定义为大。

该状态为排气压力保持状态，其被称为排气压力保持逻辑。

该状态可以从图4所示的用于高扭矩车辆的排气制动器的排气压力降低补充状态进行理解。如图4所示，ECU70根据排气压力传感器50的检测信号d检查排气管2内的排气压力状态，使得采用排气制动器的操作状态中Y=1、Y=2和Y=3中的任一个可以检查排气压力。在这种情况下，假设通过ECU70检查的排气压力为Y=3。

接着，ECU70将高压喷射器60的高压空气注入量定义为匹配Y=3的喷射器注入量3＝大，并且然后将输出信号e传输至高压喷射器60。

接下来，高压喷射器60将高压罐40的高压空气直接注入排气管2，使得排气管2内部空间的排气压力通过高压空气而增加。

在该过程中，ECU70连续检查排气压力传感器50的检测信号d，以检查高压喷射器60的高压空气注入停止或注入量被控制的时间。因此，排气管2的排气压力可以保持在恒定排气压力状态，在该状态一直保持排气制动器的最佳性能。在图4的实验图中验证了排气管2的恒定排气压力保持。

再次参照图2，在S70中检查了排气制动器开关是否变成关闭后，当排气制动器开关保持在接通状态时，过程返回至S30，并且因此继续执行排气压力保持逻辑。

另一方面，当通过S70的检查而检查到排气制动器开关关闭时，过程进入S80以停止高压喷射器的高压空气注入，并且排气制动器控制逻辑进入待机模式。

如上所述，根据本发明的各个实施方案的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法包括排气压力保持逻辑，其（a）检测作为发动机的废气排放路径的排气管内的排气压力，（b）将检测到的排气压力的大小值分成排气压力Y1、排气压力Y2以及排气压力Y3，（c）将高压空气注入量分类为高压空气注入量1、高压空气注入量2以及高压空气注入量3，以满足被分成排气压力的大小值的排气压力，（d）将经分类的高压空气注入量注入排气管的内部空间中，以及（e）重新计算在高压空气注入后高压空气注入量，从而在操作排气制动器时形成排气压力不充足时增加排气压力，以克服运用蝶式阀的排气制动器的结构限制，具体而言，即使在由于排气规定和燃料效率的提高而尺寸缩小并且具有高马力和高扭矩的用于商用车辆的发动机中也形成充足的排气压力，并且形成降低的排气容积以一直最佳地保持排气制动器的性能。

根据本发明的各个实施方案，通过在操作排气制动器时一直将排气压力保持在最佳条件可以优化排气制动器的性能，具体而言，即使在运用可能导致废气泄漏的蝶式阀的排气制动器中，也可以克服蝶式阀的结构限制。

并且，根据本发明的各个实施方案，可以在不改变运用蝶式阀的排气制动器的情况下最佳地实现排气制动器的性能，使得在不改变蝶式阀的规格或性能的情况下也可以使用以前使用的排气制动器。

此外，根据本发明的各个实施方案，即使在其中的发动机的排气容积或高速/发动机低负荷的低速/中速段，也可以一直保持最佳排气压力，使得排气制动器的性能可以得到优化，具体而言，可以不发生由于排气制动器的性能降低引起的市场抱怨。

此外，根据本发明的各个实施方案，即使在由于排气规定和燃料效率的提高而尺寸缩小并且具有高马力和高扭矩和降低的排气容积的用于商用车辆的发动机中，也可以在操作排气制动器时一直最佳地保持排气压力。

而且，根据本发明的各个实施方案，可以一直最佳地保持排气制动器的性能，以减少利用脚制动器的频繁的主制动操作，从而降低摩擦材料的消耗并防止退化现象，具体而言，预先防止例如由于鼓形制动器的发热引起的轮胎损坏的安全事故。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以对其进行很多改变和变化。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，包括：

当通过接通所述排气制动器的开关来执行所述排气制动器的操作时，在所述排气制动器的操作过程中利用发动机控制单元ECU执行排气压力保持逻辑；

其中所述排气压力保持逻辑：a）检测作为所述发动机的废气排放路径的排气管内的排气压力值，b）确定高压空气注入量以满足检测到的排气压力值，c）将所确定的高压空气注入量注入所述排气管的内部空间中，以及d）重新计算在高压空气注入后的高压空气注入量。

2.根据权利要求1所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中所述检测到的排气压力值将所检测到的排气压力的大小值分成排气压力Y1、排气压力Y2以及排气压力Y3；以及

其中所确定的高压空气注入量将高压空气注入量分类为高压空气注入量1、高压空气注入量2以及高压空气注入量3。

3.根据权利要求2所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中检测到的排气压力的大小值为小于设置成操作排气制动器的排气压力的值，并且被分成排气压力Y1>排气压力Y2>排气压力Y3。

4.根据权利要求3所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中所述排气压力Y1＝高压空气注入量1，所述排气压力Y2＝高压空气注入量2，以及所述排气压力Y3＝高压空气注入量3。

5.根据权利要求4所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中所述高压空气注入量1、所述高压空气注入量2和所述高压空气注入量3被分成高压空气注入量1＜高压空气注入量2＜高压空气注入量3。

6.根据权利要求1所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中所述高压空气为供应至所述排气制动器的蝶式阀的高压空气。

7.根据权利要求1所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中通过在高压空气注入之后检测形成于排气管内的排气压力来执行高压空气注入量的重新计算。

8.根据权利要求1所述的用于高扭矩车辆的排气制动器的控制方法，其中所述排气压力保持逻辑在关闭排气制动器开关时停止高压空气注入。

9.一种用于高扭矩车辆的排气制动器，包括：

排气制动杆，所述排气制动杆配置成接通和关闭；

电磁阀，所述电磁阀配置成通过所述排气制动杆的接通/关闭信号来操作；

蝶式阀，所述蝶式阀配置成通过在操作所述电磁阀时从高压罐供应的高压空气阻塞连接至发动机的排气管的路径；

排气压力传感器，所述排气压力传感器配置成检测所述排气管的排气压力；

高压喷射器，所述高压喷射器配置成将所述高压罐的高压空气注入到所述排气管的内部空间；以及

发动机控制单元ECU，所述发动机控制单元ECU配置成进一步执行排气压力保持逻辑，所述排气压力保持逻辑将通过所述排气压力传感器检测到的所述排气管的排气压力的大小值分成至少三个等级，并且将所述高压罐的高压空气注入所述排气管的内部空间中以使得所述高压喷射器的高压空气注入量能够满足三个等级的排气压力的大小值。

10.根据权利要求9所述的用于高扭矩车辆的排气制动器，其中所述排气压力传感器和所述高压喷射器各自直接安装在所述排气管中。