JP3676389B2 - エンジンブレーキ作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジン制動作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
ガソリン噴射装置を有する内燃エンジンにおいて、エンジンのエンジン制動作動中に燃料噴射を少なくとも一定の回転数範囲において遮断することは従来から知られている。より低い回転数のもとで燃焼が衝撃なく検出できなくなる恐れがある程度にエンジンが著しく緩慢に回転するときにはじめて、無負荷用空気バイパス路が開かれて、再び多少の燃料が噴射される。そのためエンジンの中を流れる空気貫流量は、エンジン回転数が、いわゆる再開回転数を上回わるかまたはそれを下回わるかに依存して制御される。この方法および所属の装置は、絞り弁を有するエンジンにおいて一般的に使用されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許Ｃ２第３９２５３３６号公報に、可変の弁制御を有するエンジンのための類似の方法が示されている。吸気管における負圧に依存して、エンジンを最大に制動すべき作動（これは前述のエンジン制動作動状態に相応する）が存在するか否か、またはわずかな負荷を有する状態が存在するか否かが判定される。負圧に対する閾値（この閾値を用いて、２つの状態のうちのいずれかの状態が存在するかが検出される）は回転数範囲に依存する。上側の回転数範囲においては、低い方の回転数範囲におけるのとは別の負圧閾値と別の弁制御時間が用いられる。所定の回転数および所定の負圧が存在する場合には、前述の特許公報に示された装置は常に同じエンジン設定を行なう。
【０００４】
種々異なる走行作動状態をより細かく相互に区別することが一般的に所望される。その目的は各走行状態に出来るだけ良好に適合したエンジン制御を設定するためである。
【０００５】
【発明の解決すべき課題】
本発明の課題は、エンジン制動作動中のエンジンを制御する方法および装置を一層柔軟性があるように構成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、方法に関しては、
（Ａ）車両の走行状態を求めるステップを有しており、当該ステップにおいて、
（ａ１）走行状態を求めるために車両の速度変化を求めてそれぞれの閾値を上回わる速度上昇または速度低下が存在するか否かを検査し、
（Ｂ）求められた走行状態に依存して、各走行状態に所属するエンジン制動トルクが形成されるように空気貫流量を設定するステップを有しており、当該ステップにおいて、
（ｂ１）速度上昇が閾値を上回わるときは高いエンジン制動トルクが設定されるように空気貫流量を設定し、速度低下が閾値を上回わるときは低いエンジン制動トルクが作動されるように空気貫流量を設定し、速度の上昇も低下もそれぞれ所属の閾値を上回わらないときはその時点での空気貫流量を維持する、
ことを特徴とする、エンジンブレーキ作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する方法により解決され、装置に関しては、
（Ａ）車両の走行状態を求める装置を有しており、
（ａ１）走行状態を求めるために車両の速度変化を求めてそれぞれの閾値を上回わる速度上昇または速度低下が存在するか否かが検査され、
（Ｂ）求められた走行状態に依存して、各走行状態に所属するエンジン制動トルクが形成されるように空気貫流量を設定する装置を有しており、
（ｂ１）速度上昇が閾値を上回わるときは高いエンジン制動トルクが設定されるように空気貫流量を設定し、速度低下が閾値を上回わるときは低いエンジン制動トルクが作動されるように空気貫流量を設定し、速度の上昇も低下もそれぞれ所属の閾値を上回わらないときはその時点での空気貫流量を維持する、
ことを特徴とする、エンジン制動作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する装置によって解決される。
【０００７】
本発明による方法では、エンジン制動作動中にエンジンに流れる空気貫流量は燃料貫流に依存することなく設定される。公知技術との相違を次に説明する。従来の装置ではエンジン制動作動が再開回転数を上回わるときは、絞り弁および無負荷用バイパス路は実質的に閉められている。この時、エンジンは最大の制動トルクを作用させる。他方、本発明の有利な実施例においてはこの場合には、エンジンの制動トルクを出来るだけ低減する目的で、絞り弁は有利には全開にされる。この状態において車両の速度特性に次の３つの場合があり得る。第１の場合には、車両速度は変化せずにそのまま維持される。何故ならば、エンジン制動力と空気抵抗がちょうど傾斜駆動力を相殺するような速度で傾斜区間を走行しているからである。第２の場合には、著しくわずかなエンジン制動トルクにもかかわらず車両は一層緩慢になり、最後には通常の再開回転数に達する。この時、この状態のために設けられている燃料量が噴射されると、絞り弁が閉じられて、噴射された燃料の燃焼のために必要とされる空気量がちょうど吸入できるだけ無負荷走行用バイパス路が開かれる。第３の場合には、車両速度が高められる。何故ならば車両は著しく急な傾斜を走行しているからである。例えば速度上昇が閾値を上回わると、エンジンが最大の制動トルクを有するように空気貫流量が変化される。即ち絞り弁を有するエンジンの場合は絞り弁が全閉にされ、無負荷走行用バイパス路が設けられているときはこのバイパス路も全閉にされる。他方、公知の方法の場合は、再開回転数を上回わる全ての状態においてエンジンは最大に制動され、再開回転数を下回わる時にだけ空気貫流量が変化される。しかしエンジン制動トルクを変化させるための主操作として変化されるのではなく、エンジンを所定の回転数を上回わる様に維持するために噴射される燃料量を燃焼可能にするための従操作として変化される。
【０００８】
著しく大きいトルク変化は、吸入側および排気側で自由に選定可能な弁制御時間を有するエンジンにおいて可能である。このことは液圧で制御される弁または電磁的に制御される弁を用いて行われる。できるだけ小さい制動トルクが所望される場合には、全ての弁が持続的に閉状態に維持される。できるだけ高い制動トルクが所望される場合には、ピストンの吸入行程毎に全ての弁が閉状態に維持され、下死点において、混合気で燃焼室を充満させるために全ての弁が短時間開かれる。次に、吸入された混合気を後続のピストン行程の際に逆方向へ圧縮するために、直ちに全ての弁が再び閉じられる。さらに上死点において再び全ての弁が短時間開けられ、上死点から下死点への次の運動の際に既にピストンは再び爆発行程を実施しなければならない。これらの極端な場合の間に、理想的な場合は各々の所望された制動トルクが無段階に設定できる。これは例えば、エンジン制動作動中の傾斜区間走行時の車両速度を、制動トルクを調整することにより一定に維持することを可能にする。しかし例えば２点制御も、エンジンの最大制動トルクによる設定と最小制動トルクによる設定とを交互に切り換えることによって可能となる。
【０００９】
本発明による装置は本発明による方法を実行するために構成されている。実際にこの装置は、プログラミングされたマイクロプロセッサによって実現される。
【００１０】
【実施例】
図１は、走行状態測定装置１０、制御装置１１、ガス吸入装置１３と燃焼室１４とガス排気装置１５を有する内燃エンジン１２を示す。
【００１１】
ガス吸入装置は例えば可調整の絞り弁とすることができる。この絞り弁へ調整可能な無負荷運転空気用バイパス路を並列に接続することができる。他方、このガス吸入装置を、可変の弁制御時間を有する吸入弁によって構成することもできる、またはこの種の弁と可調整の絞り弁との組み合わせより構成することもできる。ガス排気装置は、固定または可変の弁制御時間を有する排気弁によって実現される。
【００１２】
次に図１の装置によって実行される方法を図２を用いて説明する。
【００１３】
内燃エンジンのスタート後、第１のステップＳ１において、エンジン制動作動が存在するか否かが検出される。エンジン制動作動が存在しない限りステップＳ１は繰り返し実行される。しかしステップＳ１において、エンジン制動作動の存在が検出されると、ステップＳ２へ続く。このステップにおいて空気設定調整装置は、内燃エンジン１２が最大の制動トルクを作動するように制御される。さらに走行速度が測定される。空気貫流量の前記の設定調整は次の観察にもとづく。即ち典型的に、運転者が一定の走行速度を維持するための位置にアクセルペダルを維持した後にアクセルペダルを解除する場合、運転者はしばしば車両速度を低下させようとしているという観察にもとづく。走行速度は以降に示される理由によって測定される。
【００１４】
ステップＳ３が続く。このステップにおいてエンジン制動作動が終了したか否かが検査される。この実施例ではこれはまだ否定されるとする。何故ならばエンジン制動作動がやっと始まったばかりであるからである。エンジン制動作動が終了したとすると、ステップＳ１へ帰還されることになる。しかしこの実施例ではステップＳ４において、ブレーキが目下操作されているか否かが検査される。まだブレーキが操作されていないとすると、ステップＳ５において次のことが質問される。即ちエンジン制動作動の開始後に、または空気設定調整装置の最後の操作後に速度上昇が存在するか否か、およびこの速度上昇が閾値を上回わっているか否か、すなわち例えば５ｋｍ／ｈだけの速度上昇が存在するか否かが検査される。本実施例ではこのことが否定されるとする。続いてステップＳ６において最後のプログラム進行以来、ブレーキが解除されたか否かが検査される。ブレーキはまだ操作されていなかったので、ブレーキは解除もされていない。そのためステップＳ７が続く。ステップＳ７で、エンジン制動作動の開始後、または空気設定調整装置の最後の操作後の速度低減が検出され、場合によってはこの低減が閾値を上回わるか否か、すなわち例えば５ｋｍ／ｈだけを越えて低減したか否かが検査される。エンジン制動作動の開始時にはこの条件も充足されないので、前述の複数のステップがステップＳ３から再び実行される。
【００１５】
エンジン制動トルクが最小である場合には車両速度が増加するが、エンジン制動トルクが最大である場合には車両速度が低減するであろう傾斜区間を車両が走行していると想定する。最大エンジン制動トルクのための空気貫流量が目下設定されているので車両は減速される。最後にステップＳ７において、速度低減の所定の閾値を上回ったことが確定される。これにもとづいてステップＳ８でエンジンが最小の制動トルクを作用させるように空気設定調整装置が制御される。さらに車両速度が測定される。続いてステップＳ３からステップＳ７までが新たに複数回にわたって実行される。
【００１６】
この実行の際にステップＳ５において、空気設定調整装置の最後の操作以後に、閾値を上回わる速度上昇が生じたことが確定されると、直ちにステップＳ９が続く。このステップＳ９では、エンジンが最大の制動トルクを作動するように空気設定調整装置が制御される。同時に車両速度が測定される。次に再びステップＳ３からステップＳ７が続く。
【００１７】
車両がカーブに接近し運転者がブレーキを操作する。このことはステップＳ４において検出され、これにもとづいてステップＳ９が後続する。しかしステップＳ９は目下の空気貫流量の変化を行なわせない。何故ならばエンジンは既に最大の制動トルクに設定されているからである。ブレーキが実際に操作されている限り、ステップＳ３、Ｓ４およびＳ９が実行される。ブレーキが解除されると、ステップＳ４はもはやステップＳ９へは続かず、ステップＳ５とＳ６が後続する。ステップＳ６において、最後のプログラム走行以後にブレーキが解除されたことが確定される。次にステップＳ８が続く。ステップＳ８において、燃料消費を出来るだけ最適にして走行する目的で、エンジンが再び最小の制動トルクへ設定される。この操作が行なわれないと、いくつかのプログラム走行の後に、ステップＳ５において、前述の閾値を上回わる速度上昇が再び設定され、これにもとづいてエンジンがステップＳ９において再び最大の制動トルクへ設定される。
【００１８】
有利な実施例においてエンジン制動作動中の車両の走行状態は、制動されたか否か、およびどのような種類の速度変化が存在しているかによって分類される。
【００１９】
走行状態を求めるこれらの各手法を単独で使用することもできる。他方でこれらの各手法を他の手法、例えば傾斜センサを用いて坂道の勾配を調べる手法と組み合わせることもできる。例えば１０％までの傾斜は、常に燃料消費を最適にして、即ちエンジン制動作動において最小の制動トルクで走行される。他方でより大きい傾斜の場合には制動が制御されて、即ち最大の制動トルクで走行される。
【００２０】
絞り弁を有するエンジンの場合、エンジンは極端な場合において最大に開口された絞り弁（これは最小の制動トルクに相応する）によって、および完全に閉められた絞り弁（これは最大の制動トルクに相応する）によって作動される。これらの２つの極端な場合の間で、各制動トルクは絞り弁の相応の開口角度によって設定される。しかし絞り弁を有するエンジンの場合、この種の微調整はそれほど重要ではない。何故ならば絞り弁が全開にされたときの制動トルクと、絞り弁が全閉にされたときの制動トルクはそれほど大きく相違しないからである。
【００２１】
しかし著しく大きい制動トルク変化は、可変の弁制御を有するエンジンにおいて可能である。吸入弁も排気弁も任意に設定可能なエンジンは、例えばドイツ連邦共和国特許公報第Ｐ３９４０７５２号に示されている。エンジン制動トルクに対する２つの極端な場合は冒頭に説明されている。この場合に設定可能な制動トルクの可能な範囲によって、エンジン制動作動中に坂道を走行する際の走行速度を極めて確実に、エンジン制動トルクの相応の調整によって、一定値へ維持することができる。この場合、目下の走行速度は、エンジン制動作動の開始時に存在していた値と比較され、速度が上昇している場合はエンジン制動トルクが高められ、他方で速度の低下時には低下される。
【００２２】
弁制御が可変である場合、エンジン制動トルクを設定するために、エンジンに燃料が供給される時とは全く別の駆動制御時間が選定できる。エンジンに燃料が供給されてこれを燃焼すべきときは、例えば圧縮行程および燃焼行程において全ての弁が閉成される。他方で吸入行程中は吸入弁が開かれ、排気行程中は排気弁が開かれる。しかし燃料供給および点火のない時は４つの行程が区別されず、２つの行程（即ち上死点と下死点との間のピストン運動と逆の運動）のみが区別される。各個々の行程において最大の制動トルクが形成される。極端な場合の間の制動トルクは次のようにして設定される。即ち同じ方向における全ての行程を等しく処理し、異なる制動トルクを異なる弁制御時間によって設定するか、または、所定数の行程を第１の駆動制御形式で行い、第２の数の行程を他の駆動制御形式で行い、これらの行程の比を変化させることによって制動トルクを変化させることによって設定される。
【００２３】
図２の実施例において前提とされていることは、エンジン制動作動開始時の空気貫流量が、エンジンが最大のトルクを作動するように設定されていることである。絞り弁を有するエンジンが存在し、さらにステップＳ７で速度低下の検査が行なわれる場合にこの手法は特に効果的である。この種の可変の弁制御を有するエンジンが設けられ、この弁制御により著しく高い制動トルクが設定できる場合には、最大の制動トルクを設定するのは有利ではなく、比較的小さい制動トルクを設定することがより好ましい。速度低下を検査するステップが欠如している場合には、ブレーキの操作および／または閾値を上回わる勾配の検出にもとづいて高い制動トルクが設定されない限り、エンジン制動作動中にエンジンを常に最小の制動トルクへ設定することは燃料消費の最適化のために有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置のブロックダイヤグラムである。
【図２】 エンジン制動作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する本発明による方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 走行状態測定装置
１１ 制御装置
１２ 内燃エンジン
１３ ガス吸入装置
１４ 燃焼室
１５ ガス排気装置

Claims (6)

1. エンジンブレーキ作動中に、車両内に設けられている内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する方法において、
   （Ａ）車両の走行状態を求めるステップを有しており、当該ステップにおいて、
   （ａ１）走行状態を求めるために車両の速度変化を求めてそれぞれの閾値を上回わる速度上昇または速度低下が存在するか否かを検査し、
   （Ｂ）求められた走行状態に依存して、各走行状態に所属するエンジン制動トルクが形成されるように空気貫流量を設定するステップを有しており、当該ステップにおいて、
   （ｂ１）速度上昇が閾値を上回わるときは高いエンジン制動トルクが設定されるように空気貫流量を設定し、速度低下が閾値を上回わるときは低いエンジン制動トルクが作動されるように空気貫流量を設定し、速度の上昇も低下もそれぞれ所属の閾値を上回わらないときはその時点での空気貫流量を維持する、
   ことを特徴とする、エンジンブレーキ作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する方法。
2. 走行状態を求めるために、ブレーキが操作されているか否かを検出し、
   ブレーキが操作されているときはエンジンが出来るだけ高い制動トルクを発生するように空気貫流量を設定し、
   ブレーキが操作されていなくかつ別の走行状態条件が高い制動トルクを必要としないときはエンジンが出来るだけ低い制動トルクを発生するように空気貫流量を設定する、請求項１記載の方法。
3. 走行状態を求めるために、傾斜の閾値よりも急勾配の傾斜が存在するか否かを検出し、
   前記閾値を上回わるときは、エンジンが高い制動トルクを有するように空気貫流量を設定し、他方で前記閾値を上回わらないときは、エンジンが低い制動トルクを有するように設定する、請求項１または２記載の方法。
4. 絞り弁を有するエンジンの場合は、最大のエンジン制動トルクを設定するために絞り弁を全閉にし、最小のエンジン制動トルクを設定するために全開にする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 可変の弁制御を有するエンジンにおいて、最小のエンジン制動トルクを設定するために全ての弁を持続的に閉状態に維持し、最大のエンジン制動トルクを設定するために全ての弁を上死点および下死点においてその都度に短時間開口し、そうでないときは持続的に閉状態に維持する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
6. エンジン制動作動中に、車両に設けられている内燃エンジン（１２）の中を流れる空気貫流量を制御する装置において、
   （Ａ）車両の走行状態を求める装置（１０）が設けられており、
   （ａ１）走行状態を求めるために車両の速度変化を求めてそれぞれの閾値を上回わる速度上昇または速度低下が存在するか否かが検査され、
   （Ｂ）求められた走行状態に依存して、各走行状態に所属するエンジン制動トルクが形成されるように空気貫流量を設定する装置（１３ , １５）が設けられており、
   （ｂ１）速度上昇が閾値を上回わるときは高いエンジン制動トルクが設定されるように空気貫流量を設定し、速度低下が閾値を上回わるときは低いエンジン制動トルクが作動されるように空気貫流量を設定し、速度の上昇も低下もそれぞれ所属の閾値を上回わらないときはその時点での空気貫流量を維持する、
   ことを特徴とする、エンジン制動作動中に内燃エンジンの中を流れる空気貫流量を制御する装置。

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