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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Druckablassmotorabbremsung
und insbesondere auf eine Strategie zur Verringerung der Gasaustauschventilaufsetzgeschwindigkeiten
während
der Motorabbremsung.
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Technischer
Hintergrund
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Das
Konzept der Druckablassmotorabbremsung ist in der Technik wohlbekannt.
Im Allgemeinen sind Motorbremsen ausgelegt, um die Auslassventile oder
ein spezielles Druckablassventil eines Verbrennungsmotors nahe dem
Ende seines Kompressionshubes zu öffnen. Als eine Folge wird
die Arbeit, die von dem Motor beim Komprimieren der Luft innerhalb des
Zylinders ausgeführt
wird, nicht während
des Expansionshubes des Kolbens wiedergewonnen, sondern wird vielmehr
durch das Auslasssystem des Motors abgeleitet.
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Druckablassmotorabbremsen
wurden zuerst unter Verwendung einer Nocke eingerichtet, um das Gasaustauschventil
zu einem entsprechenden Zeitpunkt zu betätigen. Während diese nockenbetätigten Bremssysteme
einen gewissen Erfolg gesehen haben, wird die Industrie dazu getrieben,
noch höhere Bremsleistungen
zu erzeugen und eine variable Zeitsteuerung und Steuerung bei den
Druckablassbremsereignissen einzuleiten. Beispielsweise lehrt das US-Patent
5 586 531 von Vittorio einen Motorbremszyklus, der, wie behauptet
wird, höhere
Bremsleistungen durch eine Zeitsteuerung von gewissen Schlüsselereignissen
während
eines Druckablassbremszyklus erreicht. Andere neuere Innovationen weisen
das Konzept der Zwei-Zyklus-Motorabbremsung
auf, welche erreicht wird durch Ausführung eines Bremsereignisses
bei jedem aufwärts
gerichteten Hub eines Kolbens. Bei noch einer weiteren relativ neuen
Innovation werden höhere
Bremsleistungen durch eine sogenannte Zwei-Ereignis-Motorabbremsung
erreicht, bei der der einzelne Zylinder kurz zur Auslasssammelleitung
geöffnet
wird, wenn der Kolben nahe dem unteren Totpunkt ist, um den anfänglichen
Druck des Zylin ders aufzuladen und die Masse darin zu steigern.
Während
alle diese Strategien Einsichtigerweise wesentlich höhere Bremsleistungen
erzeugen, besteht für
eine realistische Einrichtung in einem Motor eine Notwendigkeit
einer elektronischen Steuerung, die eine variable Zeitsteuerung
von allen Ereignissen unabhängig
vom Kurbelwinkel und der Motordrehzahl erzeugen kann.
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Somit
gibt es einen Trend in der Industrie, elektronisch gesteuerte Druckablassbremsen
einzuführen,
so dass Bremsereignisse anders bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen
gesteuert werden können.
Dieser Trend findet eine Analogie bei Brennstoffsystemen für Motoren,
die sich in der Richtung bewegt haben, dass sie eine elektronische
Steuerung der Brennstoffeinspritzzeitsteuerung und der Brennstoffeinspritzmenge
unabhängig
von der Motordrehzahl und der Kurbelwinkelposition gestatten. Caterpillar,
Inc., Peoria, Illinois hat beträchtlichen
Erfolg bei der Einrichtung von elektronisch gesteuerten hydraulisch
betätigten
Brennstoffeinspritzsystemen in ihren Motoren gesehen. Es wird angenommen, dass
ein Teil der Hochgeschwindigkeitshydrauliktechnologie, die in Beziehung
zu Brennstoffeinspritzsystemen entwickelt wurde, auch eine mögliche Anwendung
bei der Betätigung
von Druckablassmotorbremsen mit elektronisch gesteuerten Hochgeschwindigkeitshydraulikeinrichtungen
finden könnte,
die unabhängig
von den Motorbetriebsbedingungen sind. Jedoch ist ein Wechsel von
einer nockenbetätigten
Motorbremse zu hydraulisch betätigten
Motorbremsen nicht ohne das Auftreten von neuen Problemen. Ein solches
Problem bezieht sich auf die Begrenzung der Ventilaufsetzgeschwindigkeiten, um
eine beschleunigte Sitzabnutzung und Ventilschaftermüdung zu
vermeiden.
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Ventilaufsetzgeschwindigkeiten
sind im Allgemeinen kein Problem bei nockenbetätigten Systemen, weil die Aufsetzgeschwindigkeiten
im Allgemeinen durch die Form des Nockenprofils so gesteuert werden,
dass sie geringer als ungefähr
50 cm pro Sekunde sind. Im Fall von hydraulisch betätigten Motorbremsen
müssen
andere Strategien verwendet werden. Eine Strategie weist die Anwendung
von Flussbegrenzungen oder so genannten "Snubbern" bzw.
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"Drosselanordnungen" auf, um die Bewegungsrate
des Auslassventilgliedes zu verlangsamen, wenn dieses zu seiner
geschlossenen Position zurückkehrt.
Während
eine Snubber- bzw. Drosselstrategie die Ventilsitzgeschwindigkeiten
bei gewissen Betriebsbedingungen reduzieren kann, gibt es oft gewisse
Betriebsbedingungen, bei denen Ventilaufsetzgeschwindigkeiten immer
noch inakzeptabel hoch sind. Eine Quelle von hohen Aufsetzgeschwindigkeiten
kann auf Grund von übrigem
hohem Druck in dem Zylinder auftreten, wenn das Ventilglied sich zu
seiner geschlossenen Position hin bewegt. Ein solcher Umstand könnte beispielsweise
auftreten, wenn das Auslassventil angewiesen wird, zu schließen, wenn
der Zylinderdruck immer noch wesentlich höher als der Auslasssammelleitungsdruck
ist. In einem solchen Fall wirkt der Restdruck auf das Ventil in einer
Weise, die dazu tendiert, dieses zu beschleunigen, wenn es sich
seiner aufgesetzten Position nähert.
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EP-A-0
828 061 offenbart ein Verfahren zur Motorkompressionsabbremsung
für einen
Verbrennungsmotor, wobei der Motor in einen Zwei-Takt-Betriebszustand
zur Abbremsung umgeschaltet wird. Auslassventile werden in Zylindern
geöffnet,
wo assoziierte Kolben nahe dem oberen Totpunkt sind, und im wesentlichen
gleichzeitig werden Auslassventile in den Zylindern geöffnet, in
denen assoziierte Kolben nominell nach dem unteren Totpunkt sind.
Das Verfahren hat eine vorteilhafte Bremsleistungszunahme auf Grund
der Rückfüllung der
Zylinder zur Folge, wenn die Kolben nominell nach dem unteren Totpunkt
sind. Ein ähnliches
Verfahren wird zur Anwendung während
einer Vier-Takt-Abbremsung offenbart.
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EP-A-0
601 639 offenbart eine hydraulische Betätigungsvorrichtung, die einen
pneumatischen Kolben, einen hydraulischen Kolben und ein Motorventil
auf einer gemeinsamen Welle aufweist. Der pneumatische Kolben wird
zwischen ersten und zweiten stabilen Positionen in erster Linie
durch eine doppelt wirkende pneumatische Feder gedrückt, wobei
Hochdruckhydraulikströmungsmittel
mit einer ersten Hydraulikkammer verbunden ist, die verwendet wird,
um den Hydraulikkolben in einer ersten stabilen Position zu verriegeln
(Motorventil geschlossen). Hydraulikströmungsmittel, welches in einer zwei ten
Hydraulikkammer isoliert ist, wird verwendet, um den Hydraulikkolben
in einer zweiten stabilen Position zu verriegeln (Motorventil offen).
Die Übertragung
von Hydraulikströmungsmittel
zwischen ersten und zweiten Kammern wird durch einen Träger für zwei Rückschlagventile
bewirkt, wobei der Träger
in einer ersten Position das zweite Rückschlagventil ausschaltet,
um zu gestatten, dass Strömungsmittel von
der zweiten Kammer zur ersten Kammer fliest, woraufhin das erste
Rückschlagventil
schließt
(spannen). In einer zweiten Position schaltet der Träger das
erste Rückschlagventil
aus, um zu gestatten, das Strömungsmittel
von der ersten Kammer zur zweiten Kammer fliest, woraufhin das zweite
Rückschlagventil
schließt
(Verriegelung). Der Träger
kann direkt durch eine Elektromagnetbetätigungsvorrichtung gesteuert
werden, oder durch ein hydraulisches Strömungsmittel, welches von einem
Vorsteuerventil hergeleitet wird, welches elektromagnetbetätigt ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf diese und andere Probleme gerichtet,
die mit hydraulisch betätigten
Druckablassbremsen assoziiert sind.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein
Verfahren zur Druckablassmotorabbremsung weist einen anfänglichen
Schritt auf, Gas in einem Motorzylinder zu komprimieren. Das Druckablassbremsventil
wird dann zumindest teilweise durch strömungsmittelmäßige Verbindung
einer Bremsenbetätigungsvorrichtung
mit einer Quelle für
Hochdruckbetätigungsströmungsmittel
geöffnet.
Ein Ventilverschlusszeitpunkt wird dann bestimmt, der eine Ventilaufsetzgeschwindigkeit
zur Folge haben wird, die geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
Schließlich
wird das Druckablassbremsventil beim Ventilverschlusszeitpunkt zumindest
teilweise geschlossen durch strömungsmittelmäßige Verbindung
der Bremsenbetätigungsvorrichtung
mit einem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt weist ein elektronisches Steuermodul Mittel auf,
um einen Ventilöffnungszeitpunkt
zur strömungsmittelmäßigen Verbin dung
einer Bremsenbetätigungsvorrichtung mit
einer Quelle für
Hochdruckbetätigungsströmungsmittel
zu bestimmen. Das Modul weist auch Mittel auf, um einen Ventilverschlusszeitpunkt
zur strömungsmittelmäßigen Verbindung
der Bremsenbetätigungsvorrichtung
mit einem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir
zu bestimmen, was eine Ventilaufsetzgeschwindigkeit zur Folge hat,
die geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt weist ein hydraulisch betätigtes Druckablassmotorbremssystem
eine Druckablassmotorbremse mit einer hydraulischen Bremsenbetätigungsvorrichtung
auf. Ein Steuerventil hat eine erste Position, in der die hydraulische
Bremsenbetätigungsvorrichtung
strömungsmittelmäßig mit
einer Quelle von Hochdruckströmungsmittel
verbunden ist, und eine zweite Position, in der die hydraulische
Bremsenbetätigungsvorrichtung
strömungsmittelmäßig mit
einem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir verbunden
ist. Ein elektronisches Steuermodul ist in Steuerverbindung mit
dem Steuerventil und weist Mittel auf, um einen Ventilverschlusszeitpunkt
zu bestimmen, der eine Ventilaufsetzgeschwindigkeit zur Folge hat,
die geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung eines hydraulisch betätigten Druckablassmotorbremssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Logikflussdiagramm zur Ausführung
einer Druckablassmotorabbremsung gemäß einer bevorzugen Version
der vorliegenden Erfindung; und
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3 ist
eine Kurvendarstellung der Ventilöffnungsdauer in Kurbelwinkelgrad
gegenüber
der Ventilöffnungszeitsteuerung
in Grad vor dem oberen Totpunkt gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung.
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Bester Weg
zur Ausführung
der Erfindung
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Mit
Bezug auf 1 weist ein hydraulisch betätigtes Druckablassmotorbremssystem 10 ein Bremsventil 12 auf,
welches oft ein Auslassventil ist, welches betriebsmäßig mit
einer hydraulischen Bremsenbetätigungsvorrichtung 14 gekoppelt
ist. Die Bremsenbetätigungsvorrichtung 14 ist
strömungsmittelmäßig mit
einem Steuerventil 16 über
eine Strömungsmitteltransferleitung 32 verbunden.
Das Steuerventil 16 hat eine erste Position, in der die
Strömungsmitteltransferleitung 32 mit
einer Quelle 18 für Hochdruckbetätigungsströmungsmittel über eine Hochdruckleitung 30 verbunden
ist, und eine zweite Position, in der die Strömungsmitteltransferleitung 32 strömungsmittelmäßig mit
einem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir 20 über eine
Niederdruckleitung 28 verbunden ist. Die Positionierung
des Steuerventils 16 wird durch ein elektronisches Steuermodul 22 über eine
Steuerkommunikationsleitung 26 in herkömmlicher Weise gesteuert. An
dem elektronischen Steuermodul 22 ist eine Memory-Speichervorrichtung 24 angebracht
oder als ein Teil davon vorgesehen, in der verschiedene Daten und möglicherweise
Formeln oder Nachschautabellen bzw. Kennfelder zur Anwendung durch
das elektronische Steuermodul bei der Steuerung von verschiedenen
Aspekten des Motorbetriebs gespeichert sind.
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Das
Steuerventil 16 ist vorzugsweise zu einer Position vorgespannt,
die strömungsmittelmäßig die
Strömungsmitteltransferleitung 32 mit
dem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir 20 verbindet.
Dies gestattet, dass das Druckablassmotorbremsventil 20 zu
seiner geschlossenen Position durch die Wirkung der Rückstellfeder 13 vorgespannt wird.
Somit drückt
die Rückstellfeder 13 den
Kolben 15 nach oben, um Strömungsmittel aus der Bremsenbetätigungsvorrichtung 14 zum
Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir 20 zu
evakuieren. Das Öffnen
des Bremsenventils 12 wird erreicht durch Bewegung des
Steuerventils 16 zu einer Position, die eine Strömungsmittelverbindung
zwischen der Strömungsmitteltransferleitung 32 und
der Quelle 18 für
Hochdruckbetätigungsströmungsmittel öffnet. Der
Druck in der Quelle 18 ist vorzugsweise hoch genug, um
die Wirkung der Rückstellfeder 13 zu überwinden,
so dass das Hochdruckströmungsmittel,
welches auf den Kolben 15 wirkt, diesen nach unten drückt, um
das Bremsventil 12 zu öffnen.
Wenn der Strom zu der elektrischen Betätigungsvorrichtung, die ein
Teil des Steuerventils 16 ist, beendet wird, kehrt das
Steuerventil 16 zu seiner vorgespannten Position zurück und verbindet
wieder die Bremsenbetätigungsvorrichtung 14 mit
dem Niederdruckbetätigungsströmungsmittelreservoir 20.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Faktoren eine Rolle bei
der Bestimmung der Rate spielen, mit der das Ventilglied 11 sich
von seiner offenen Position zu seiner geschlossenen Position bewegt,
insbesondere bei der Geschwindigkeit und der Zeit, zu der das Ventil
auf seinen Sitz trifft. Unter diesen Faktoren sind die Stärke der
Rückstellfeder 13 und
die Rate, mit der Strömungsmittel
aus dem Volumen über
dem Kolben 15 evakuiert werden kann. Ein weiterer wichtiger
Faktor ist die Druckdifferenz zwischen dem Kolbenzylinder und der
Auslassleitung, die eine Netto-Druckkraft zur Folge haben kann,
die auf das Ventilglied 11 wirkt, die es zu seiner geschlossenen
Position hin drückt.
Snubber- bzw. Drosseleinrichtungen und andere damit in Beziehung stehende
Technologien sind darauf gerichtet, die Rate zu steuern, mit der
Strömungsmittel
aus dem Volumen über
dem Kolben 15 evakuiert bzw. abgeleitet werden kann, und
daher auf die Steuerung der Auftreffgeschwindigkeit des Ventilgliedes 11.
Jedoch können
diese Strategien nicht zuverlässig über den gesamten
Betriebsbereich des Motors arbeiten, außer die Druckdifferenz zum
Zeitpunkt des Schließens zwischen
dem Kolbenzylinder und der Auslasssammelleitung ist so, dass irgendeine
Druckkraft, die auf das Ventilglied 11 wirkt, nicht andere
eingeschlossene Merkmale zur Begrenzung der Ventilauftreffgeschwindigkeit übersteuert.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Druckdifferenz
zwischen dem Motorzylinder und der Auslassleitung zu dem Zeitpunkt
zu reduzieren, zu dem das Ventil sich von seiner offenen Position
zu seiner geschlossenen Position bewegt, so dass der Zylinderdruck
effektiv als ein beitragender Faktor bei der Bestimmung der Ventilauftreffgeschwindigkeit
weggenommen wird. Anders gesagt durch Verringerung der Druckdifferenzen
zwischen dem Kolbenzylinder und der Auslasssammelleitung ist die
Rate, mit der das Ventilglied 11 sich von seiner offenen
Position zu seiner geschlossenen Position bewegt, im wesentlichen
nur eine Funktion der Federstärke 13 und
der Rate, mit der das Strömungsmittel
aus dem Volumen über
dem Kolben 15 evakuiert wird, was in einer in der Technik
wohl bekannten Weise gesteuert werden kann.
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Zusätzlich mit
Bezug auf 2 ist eine Druckablassmotorabbremssteuerstrategie
gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dieser Strategie bestimmt
das elektronische Steuermodul eine Ventilaktivierungsverzögerungsbestimmung 42 basierend
auf dem tatsächlichen
Rail- bzw. Druckleitungsdruck und basierend auf der Betätigungsströmungsmitteltemperatur.
Diese Verszögerung
wird in 2 als SOC/SOA-Verzögerung bezeichnet,
was für Stromstart/Aktivierungsstart-Verzögerung steht (SOC
= start of current, SOA = start of activation). Der tatsächliche
Rail-Druck bezieht sich auf den Strömungsmitteldruck in der Hochdruckbetätigungsströmungsmittelquelle 18,
während
die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels
verwendet wird, um die Viskosität
des Betätigungsströmungsmittels
zu bestimmen, was einen starken Einfluss auf die Bestimmung der
Verzögerung
zwischen dem Start des Stroms zu der elektrischen Betätigungsvorrichtung für das Steuerventil 16 bis
zu dem Zeitpunkt hat, wenn das Bremsventil 12 tatsächlich beginnt,
sich von seiner geschlossenen Position zu seiner offenen Position
zu bewegen. Wenn man die Leistungscharakteristiken der verschiedenen
Komponenten des Bremssystems 10 kennt, entwickelt man vorzugsweise
eine dreidimensionale Nachschautabelle oder Karte bzw. ein Kennfeld
der SOC/SOA-Verzögerung gegenüber dem
Rail-Druck und der Temperatur. Nach dem Aufrufen des Wertes aus
der dreidimensionalen Karte wird die SOC/SOA-Verzögerung weiter in
die Box 44 geleitet, und zwar als Zeiteinheit, wie beispielsweise
als Millisekunden. Das elektronische Steuermodul wandelt dann diese
Verzögerung
in Zeiteinheiten in eine Verzögerung
in Kurbelwinkelgrad 46 um. Diese Zahl wird von dem elektronischen Steuermodul
verwendet, um zu bestimmen, bei welchem Kurbelwinkel Strom zu der
elektrischen Betätigungsvorrichtung
ge sandt werden sollte, um das Ventil 16 zu steuern, damit
das Ventil 16 zum erwünschten
Zeitpunkt aktiv wird.
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Der
Beginn der Ventilbetätigungszeit
(SOA = start of valve activation) wird bei der Box 48 als
eine Funktion des erwünschten
Bremsdrehmomentes und der Motordrehzahl erreicht. Der Fachmann wird
erkennen, dass eine dreidimensionale Karte bzw. ein Kennfeld oder
eine Nachschautabelle des Ventilbetätigungsstartzeitpunktes gegenüber der
Motordrehzahl und von einem erwünschten
Bremsdrehmoment durch herkömmliche
Testtechniken entwickelt werden kann und in einer Speicherstelle 24 gespeichert werden
kann, die für
das elektronische Steuermodul 22 zugänglich ist. Diese Karte bzw.
dieses Kennfeld erzeugt vorzugsweise einen Ventilbetätigungsstartzeitpunkt
als eine Funktion des Kurbelwinkelgrades und wird an die Box 50 weitergeleitet.
Das elektronische Steuermodul kombiniert dann die SOC/SOA-Verzögerung von
der Box 46 mit dem Ventilbetätigungsstart SOA, der von der
Box 50 weitergeführt
wird, um den Stromstartzeitpunkt in Kurbelwinkelgrad 54 zu
erhalten. Damit das Bremsventil 12 bei dem erwünschten
Ventilbetätigungsstart öffnet, sendet
somit das elektronische Steuermodul Strom zu der elektrischen Betätigungsvorrichtung
für das
Steuerventil 16 beim Stromstartzeitpunkt, der in der Box 54 bestimmt
wird. Der nächste
Schritt in dem Verfahren ist, ein Ende des Stroms (EOC = end of
current) in Kurbelwinkelgrad zu bestimmen, wie in der Box 60, um
das Ende von einem Motorbremsereignis zu definieren. Anders gesagt
wird ein Motorbremsereignis durch den Start des Stroms und das Ende
des Stroms definiert.
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Um
das Ende des Stroms zu bestimmen, verwendet die vorliegende Erfindung
eine Bremsdauerbestimmung 40, die auf eine Vielzahl von
Arten erreicht werden kann, und zwar abhängig von der erwünschten
Genauigkeit des Ergebnisses und von anderen Faktoren. In dem in 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
wird eine Nachschautabelle oder eine dreidimensionale Karte der
Ventilöffnungsdauer 52 an
einer Speicherstelle 24 gespeichert, die für das elektronische
Steuermodul 22 zugänglich
ist. Diese dreidimensionale Karte berechnet die notwendige Dauer
der Ventilöffnung, so
dass die Ventilauftreffgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten
Maximum ist, wie beispielsweise sechzig Zentimeter pro Sekunde.
In der bevorzugten Version ist diese dreidimensionale Karte der
Ventilöffnungsdauer
eine Funktion der Motordrehzahl und des Ventilbetätigungsstartzeitpunktes
(SOA). Diese Nachschautabelle oder dreidimensionale Karte wird durch
einen geeigneten Test bei einer Vielzahl von Motordrehzahlen erzeugt.
Anders gesagt, man kann eine Ventilöffnungsdauer für eine gegebene
Motordrehzahl und einen Ventilbetätigungsstart bestimmen, was
eine relativ niedrige Druckdifferenz zwischen dem Motorzylinder
und der Auslasssammelleitung zu dem Zeitpunkt zur Folge haben wird,
zu dem der Strom zur elektrischen Betätigungsvorrichtung für das Steuerventil 16 beendet
ist (EOC). Wenn die anderen Merkmale, was die Rückstellfeder 13 und
die Strömungsmittelevakuierungsrate über dem
Kolben 15 aufweist, so ausgewählt sind, dass sie eine zuvor
bestimmte Ventilaufsetzgeschwindigkeit zur Folge haben, dann werden auf
diese Weise durch Auswahl einer geeigneten Ventilöffnungsdauer
die Druckkräfte
im wesentlichen aus der Gleichung entfernt werden, die die Ventilaufsetzgeschwindigkeit
bestimmt. Anders gesagt, die Ventilaufsetzgeschwindigkeit wird unter
einer vorbestimmten Aufsetzgeschwindigkeit gehalten werden, die
in erster Linie eine Funktion der Leistungscharakteristiken des
Motorbremsventils 12, der Bremsenbetätigungsvorrichtung 14,
des Steuerventils 16 usw. ist. Nach dem Aufrufen der erwünschten
Ventilöffnungsdauer
aus der Bestimmung 52 wird die Dauer in Kurbelwinkelgrad 56 fortgeführt. Schließlich wird das
Ende des Stroms in Kurbelwinkelgrad 60 berechnet durch
addieren des Stromstarts in Kurbelwinkelgrad 54 zu der
Ventilöffnungsdauer
in Kurbelwinkelgrad 56. Das Endergebnis sollte ein Motorbremsereignis
sein, welches eine erwünschte
Größe an Verzögerungsdrehmoment
am Motor und eine Ventilauftreffgeschwindigkeit erzeugt, die geringer
als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Mit
Bezug auf 3 ist eine 2D-Karte oder Nachschautabelle
der Ventilöffnungsdauer
in Kurbelwinkelgrad gegenüber
dem Ventilbetätigungsstart (SOA)
in Kurbelwinkelgrad vor dem oberen Totpunkt aufgezeichnet. Somit
ist die Strategie der 3 ähnlich jener der 2,
außer
das die Ventilöff nungsdauer
die Motordrehzahl nicht weiter berücksichtigt. In dieser beispielhaften
Strategie wird das Motorbremsventil 12 niemals angewiesen,
zu schließen bevor
der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, und zwar ungeachtet dessen,
wann das Ventil öffnet. Weiterhin
hält diese
Strategie das Ventil offen, wenn es am oberen Totpunkt vorbeigelaufen
ist, wenn dieses um weniger als 40° vor dem oberen Totpunkt öffnet. Durch
Testen könnte
diese Strategie für
eine individuelle Anwendung erfolgreich ein im wesentlichen vollständiges Abblasen
des Druckes aus dem Motorzylinder sicherstellen, bevor das Bremsventil angewiesen
wird, zu schließen.
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Der
Fachmann wird auch erkennen, dass die Kurvendarstellung der 3 als
eine Nachschautabelle oder dreidimensionale Karte in relativ geradliniger
Weise in der Speichervorrichtung 24 vorgesehen sein könnte, die
für das
elektronische Steuermodul 22 zugänglich ist. Der Fachmann wird
erkennen, dass die vorliegende Erfindung auch andere Alternativen
zur dreidimensionalen Karte der Ventilöffnungsdauer 52 der 2 und
der zweidimensionalen Karte der Ventilöffnungsdauer gegenüber dem
Ventilaktivierungsstart der 3 in Betracht
zieht. Beispielsweise könnte
eine Hybrid-Technik der zwei Strategien sein, die einfache Strategie
der 3 zu verwenden, außer wenn die Motordrehzahl über einer
gewissen vorbestimmten Drehzahl ist, wobei in diesem Fall eine andere
Strategie verwendet wird. Diese andere Strategie über der
vorbestimmten Motordrehzahl könnte
sein, eine dreidimensionale Karte zu verwenden, wie beispielsweise
jene, die in 2 veranschaulicht wird, oder
möglicherweise
einen Ventilverschlusszeitpunkt einzustellen, so dass er bei einem festen
Kurbelwinkelgrad auftritt, wie beispielsweise bei 60 Grad nach dem
oberen Totpunkt, um ein adäquates
Abblasen des Druckes aus dem Motorzylinder sicherzustellen, bevor
dieser angewiesen wird, zu schließen. Eine solche Strategie
würde durch
testen bestätigt
werden, bevor sie in einer individuellen Motoranwendung eingerichtet
wird, um sicherzustellen, dass die Ventilverschlusszeit eine Ventilaufschlaggeschwindigkeit
zur Folge hat, die geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
ist.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung findet mögliche Anwendung
bei vielen elektronisch gesteuerten Druckablassmotorbremssystemen,
ist jedoch insbesondere anwendbar auf elektronisch gesteuerte hydraulisch
betätigte
Motorbremssysteme. Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise eingerichtet,
in dem zuerst Motorbremsenkomponenten konstruiert werden, um Ventilaufschlaggeschwindigkeiten
zu erzeugen, die geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
sind. Vorzugsweise sind die verschiedenen Komponenten ausgelegt,
um eine Aufschlaggeschwindigkeit zu erzeugen, die geringer als ungefähr sechzig
Zentimeter pro Sekunde ist, um zu gestatten, dass das Ventilglied
und die Sitzkomponenten aus zeitlich getesteten Materialien hergestellt sind,
die sich als zufrieden stellend beständig gegen Abnutzung und Ermüdung erwiesen
haben. Über
viele Jahre haben Ingenieure erkannt, dass Nocken betätigte Ventile
so ausgelegt sind, dass sie Aufschlaggeschwindigkeiten von weniger
als ungefähr
sechzig Zentimeter pro Sekunde haben, und oft nur dreißig bis
vierzig Zentimeter pro Sekunde. Sobald sich gezeigt hat, dass die
Systemkonstruktion geringere Aufschlaggeschwindigkeiten als die
vorbestimmte Geschwindigkeit erzeugt, ist der nächste Schritt, Schritte zu
unternehmen, um sicher zu stellen, das Druckdifferenzen zwischen
dem Kolbenzylinder und der Auslasssammelleitung ausreichend niedrig
sind, um nicht übermäßig stark
die Verschlussrate des Motorbremsventils zu beeinflussen, welches
typischerweise das Motorauslassventil ist.
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Die
Bestimmung der Ventilöffnungsdauer, die
ein adäquates
Abblasen sicherstellt, bevor das Ventil angewiesen wird, sich zu
schließen,
kann in irgendeiner von verschiedenen Arten erreicht werden, und
mit irgendwelchen geeigneten Variationen daran. Unter diesen veranschaulichten
Strategien ist eine Ventilöffnungsdauer,
die eine Funktion der Motordrehzahl und der Ventilöffnungszeit
ist, eine zweidimensionale Strategie, bei der die Ventilöffnungsdauer
eine Funktion von nur der Ventilöffnungszeit ist,
und eine dritte Strategie, bei der der Ventilverschlusszeitpunkt
so eingestellt ist, dass er bei einem gewissen vorbestimmten Kurbelwellenwinkel
nach dem oberen Tot punkt auftritt. Im allgemeinen wird die erste
Alternative wahrscheinlich den geringsten Leistungsverbrauch zur
Folge haben, was effiziente Ventilöffnungsdauern zur Folge hat,
wird jedoch wahrscheinlich beträchtlich
mehr Datenverarbeitung und Memory-Speicheranforderungen für eine relativ
große
dreidimensionale Karte oder Nachschautabelle mit sich bringen. Die
letzte Alternative der einfachen Einstellung eines festen Ventilverschlusszeitpunktes, der
an einem gewissen Punkt nach dem oberen Totpunkt des Kolbens auftritt,
könnte
relativ effektiv und einfach einzurichten sein, könnte jedoch
in der Praxis übermäßig große Leistungsableitungen
zur Folge haben, da die elektrische Betätigungsvorrichtung für das Steuerventil 16 (1)
oft viel länger
offen gehalten werden würde,
als es notwendig wäre,
um die Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Auf jeden
Fall sollte das Einrichten von irgendeiner dieser Strategien die
Fähigkeit
zur Folge haben, Motorbremsereignisse in allen Motorbetriebszuständen auszuführen, während die
Auftreffgeschwindigkeiten unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit
gehalten werden.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den
veranschaulichten Ausführungsbeispielen
vorgenommen werden könnten,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie in den
beigefügten
Ansprüchen definiert
wird.
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Somit
wird der Fachmann erkennen, dass irgendeine der offenbarten Alternativen
oder Kombinationen davon in unterschiedlichen Kombinationen abhängig von Überlegungen
eingerichtet werden könnten,
wie beispielsweise bezüglich
der Genauigkeit, bezüglich
der Datenverarbeitungsfähigkeiten,
bezüglich
der Datenspeicherfähigkeiten
und bezüglich
des Leistungsverbrauchs usw..