JPH10504083A - 可変ジオメトリターボチャージャを用いるエンジン圧縮型ブレーキ装置および方法 - Google Patents
可変ジオメトリターボチャージャを用いるエンジン圧縮型ブレーキ装置および方法Info
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- JPH10504083A JPH10504083A JP9500514A JP50051497A JPH10504083A JP H10504083 A JPH10504083 A JP H10504083A JP 9500514 A JP9500514 A JP 9500514A JP 50051497 A JP50051497 A JP 50051497A JP H10504083 A JPH10504083 A JP H10504083A
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Abstract
(57)【要約】
エンジンのブレーキ作動制御によって、エンジンの事象とは関係なく排気バルブが開く事象のタイミングと時間長さを正確に求めることができ、ブレーキ作動力を正確に制御できるようになっている。1実施例に従って、ブレーキ作動力に関する制御をターボチャージャジオメトリを制御することによって達成できる。
Description
【発明の詳細な説明】
可変ジオメトリターボチャージャを用いる
エンジン圧縮型ブレーキ装置および方法 技術分野
本発明は、一般的にエンジンリターダシステムおよび方法に関する。より詳細
には、本発明は、電子制御式油圧作動を用いるエンジン圧縮型ブレーキ作動のた
めの装置と方法に関する。背景技術
エンジンブレーキまたはリターダが、トラクタ・トレーラーのような重車両を
減速する際にホイールブレーキを補助し補足するのに用いられる。エンジンブレ
ーキは、ホイールブレーキのオーバヒートを緩和する助けとなるために、好まし
い。車両の設計と技術が進歩するにつれて、トラクタ・トレーラーの牽引能力が
高まる一方で、回動抵抗と空気抵抗が低下してきた。このため、現在の重車両に
は改善されたエンジンブレーキ作動システムが必要とされる。
現在のエンジンブレーキ作動システムに関する問題は、ノイズレベルが高いこ
とと圧縮型ブレーキ機構においてエンジンシリンダの全てを使用しないために所
定のブレーキ作用レベルにおいて、滑らかな作動に欠けること、とを含む。また
、現在のシステムでは、様々な道路および車両状況に適応するのは容易なことで
はない。さらに、現在のシステムは複雑で、しかも高価である。
公知のエンジン圧縮型ブレーキ作動は、内燃エンジンを動力発生ユニットから
動力消費型圧縮器に変換するものである。
1965年11月30日にカミンスに付与された米国特許第3、220、39
2号は、シリンダ内のピストンが、圧縮行程で上死点(TDC)に近づくと、シ
リンダ内に配置された排気バルブが開くエンジンブレーキ作動システムを開示す
る。アクチュエータは、カムおよびプッシュロッドにより駆動され、エンジンの
ブレーキ作動の間、排気バルブを開くように従動ピストンを駆動するマスタピス
トンを含む。カミンスの装置によって達成されるブレーキ作用は、排気バルブの
開きのタイミングと時間の長さが、マスタピストンを駆動するカムの幾何的構造
によって決定され、これらのパラメータを独立して制御できないために制限され
る。
エンジンシステムにおいて電子制御の使用がますます広まってくるとともに、
ブレーキ作動システムの性能を最適にする中央のエンジン制御ユニットによって
電子的に制御されるブレーキ作動システムが開発されてきた。
1991年5月7日にピッチに付与された米国特許第5、012、778号は
排気バルブアクチュエータに油圧的にリンク結合されたソレノイド付勢式サーボ
バルブを含むエンジンブレーキ作動システムを開示する。排気バルブアクチュエ
ータは、十分な油圧を受けると駆動し、排気バルブステムに取り付けられた接触
プレートと接触し、排気バルブを開くようにするピストンを備える。電子コント
ローラがサーボバルブのソレノイドを励磁する。1群のスイッチがコントローラ
に直列に接続されており、コントローラはクランクシャフト位置センサとエンジ
ン速度センサからの入力を受信する。
1993年10月26日にファレッチ他に付与され本件出願人に譲受けられた
米国特許第5、255、650号は、2つの所定のロジックパターンに従って吸
気バルブ、排気バルブおよびエンジンの燃料噴射器を作動するようにプログラム
されている電子制御システムを開示する。第1のロジックパターンに従って、排
気バルブは、各圧縮行程の間閉じたままである。第2のロジックパターンに従っ
て、各圧縮行程の間、ピストンがTDC位置に近づくと排気バルブが開く。開位
置、閉位置とバルブのリフトが全てエンジンのクランクシャフトの位置とは別個
に制御される。
1986年2月25日にスイックラーに付与された米国特許第4、572、1
14号は、電子的に制御されたエンジンブレーキ作動システムを開示する。エン
ジンのプッシュチューブがロッカーアームとマスタピストンを往復運動させ、加
圧流体が高圧アキュムレータに給送されて蓄積される。各エンジンシリンダごと
に、3方ソレノイドバルブが電子コントローラによって付勢され、従動ピストン
が配置された従動ボアにアキュムレータを選択的に結合する。従動ピストンは、
アキュムレータから従動ボア内に加圧流体が入ることに応答して、排気バルブの
クロスヘッドを動かして、一対の排気バルブを開く。電子コントローラを使用す
ることによって、機械的な制限による制約とは関係なくブレーキ性能を最大にで
きる。従って、エンジンによって得られるリターダの馬力を最適にできるように
、バルブのタイミングをエンジン速度の関数として変更してもよい。
多くの特許では、エンジンがブレーキ作動モードにおいて作動可能な状態でタ
ーボチャージャを用いることを開示する。例えば、ペアマン他に付与された米国
特許4、688、384号、デービス他の同第5、410、882号、およびカ
スターの同第5、437、156号は、エンジンの吸気マニホルド圧が制御され
てエンジンとエンジンブレーキの過度の応力を防ぐようになっている圧縮解除エ
ンジンブレーキ作動システムを開示する。ペアマン他およびカスターの特許では
、吸気マニホルドに直接接続された圧力解放装置を使用することを開示している
が、デービス他の特許に開示されたシステムは、ターボチャージャに出入りする
排気ガスの流れを制約したり、ターボチャージャにバイパスするように排気ガス
の流れを制御するような様々な方法のいずれかでターボチャージャの回転を遅く
する。
メニリーに付与された米国特許第4、932、372号は、本出願と同じよう
にエンジンをブレーキ作動モードで作動可能な状態でターボチャージャを用いる
ことを開示する。各圧縮工程の上死点まじかに、エンジンの各シリンダの各排気
バルブを開くための機構の他に、メニリーの装置は、圧縮工程中に各排気バルブ
が開いた後、吸気工程中に別のシリンダの排気バルブを開くのに十分なように排
気マニホルド内のガスの圧力を上昇させる手段を含む。このような手段は、排気
ガスをタービンノズルの絞られた部分に排気ガスを方向転換し、ターボチャジャ
のタービンブレードに向けられるガスの圧力を上昇させ、背圧を排気マニホルド
内に発生させるための、ターボチャージャに配置された装置を備える。
前述のシステムのそれぞれにおいて、排気バルブの開きのタイミングと時間の
長さが、排気バルブアクチュエータと排気バルブクロスヘッド間にがたを形成す
ることによって予め設定されるかぎりは、エンジンブレーキ作用レベルの制御性
がブースト圧の大きさを変えるだけで達成される。従って、ブレーキ作動の大き
さを制限された程度に変えることができる。本発明の開示
本発明によるブレーキ作動制御は、高いブレーキ作用レベルを達成することが
できエンジンブレーキ作動に関して高度の制御性をもたらす。
より詳細には、吸気マニホルド圧を変えるように制御可能な可変ジオメトリタ
ーボチャージャを有し、ブレーキ作動モードで作動可能なエンジンのブレーキ作
動制御は、ターボチャージャのジオメトリを変えるターボチャージャジオメトリ
アクチュエータと、エンジンの排気バルブを開くための排気バルブアクチュエー
タとを含む。エンジンがブレーキ作動モードの間、作動可能であり、所望の負荷
状態を表すコマンドに応答してターボチャージャジオメトリアクチュエータと排
気バルブアクチュエータを作動できる手段が設けられている。
該作動手段は、エンジン状態に応答してエンジン制御モジュールによって実行
されるのが好ましい。作動手段は、エンジン速度とコマンドに応答し、コマンド
されたターボチャージャのジオメトリを表す第1の信号を発するルックアップ表
を含むのが好ましい。作動手段は、第1の信号に応答してアクチュエータを作動
させるための第2の信号を発する別のルックアップ表を含んでいてもよい。さら
に、作動手段は、排気バルブアクチュエータを作動するための第3の信号を形成
する手段を含むのが好ましい。1実施例に従って、該信号形成手段は、排気バル
ブアクチュエータを一定のタイミングポイントで作動させる。あるいは、形成手
段は、エンジン速度とコマンドに応答する第3のルックアップ表を含む。
さらに別の実施例において、コマンドはブレーキ作用の大きさ信号あるいは速
度大きさ信号を含む。後者において、作動手段は、実際の負荷速度を表す実際の
速度信号に応答し、さらに速度大きさ信号と実際の速度信号との差の大きさを表
す差信号を発する加算器を含む。
さらに別の実施例において、作動手段が、エンジン速度とコマンドに応答する
ルックアップ表を含んでおり、排気バルブアクチュエータの作動信号を発する。
本実施例において、作動手段は、さらにターボチャージャジオメトリアクチュエ
ータの一定の大きさで付加的な作動信号を発する回路を含む。
本発明のさらに別の態様において、エンジンの吸気マニホルド圧を変えるよう
に可動なベーンを有する可変ジオメトリターボチャージャを含み、ブレーキ作動
モードで作動可能なエンジンのブレーキ作動制御であって、ブレーキ作動モード
中において、ブレーキ作動制御は複数のエンジン排気バルブの各々が開かれて、
対応する燃焼室の圧縮ガスを圧縮工程中に排出させることができ、エンジンによ
って進行する車両にブレーキをかけるようになっており、該ブレーキ作動制御は
、ターボチャージャジオメトリを変えるベーンアクチュエータと、それぞれが対
応する排気バルブを開く複数の排気バルブアクチュエータとを含む。エンジン制
御は、エンジンがブレーキ作動モード中に作動可能であり、検出されたエンジン
状態と、所望の車両状態を表すオペレータコマンドに応答してベーンアクチュエ
ータと排気バルブアクチュエータの双方を可変に作動するようになっいる。
本発明のさらに別の態様において、エンジン排気バルブが開かれて、対応する
燃焼室内の圧縮されたガスを圧縮工程中に排出させることができ、エンジンによ
って駆動される負荷にブレーキをかけるようになっているブレーキ作動モードに
おいて作動可能な、吸気マニホルドを有するエンジンのブレーキ作動制御が、エ
ンジンの吸排気マニホルド圧の少なくとも一つを制御する手段と、排気バルブを
開くための排気バルブアクチュエータとを含む。エンジンがブレーキ作動モード
内にある間、作動可能であり、所望の負荷状態を表すコマンドに応答して制御手
段と排気バルブアクチュエータを作動し、排気バルブが選択可能なタイミングで
選択可能な時間の間、開かれるようになっている手段がある。
別の特徴および利点は請求され記載された装置において特有のものであり、図
面とともに以下の詳細な説明の記載から当業者であれば明白になるであろう。図面の簡単な説明
図1は、可変ジオメトリターボチャージャとともに本発明によるブレーキ作動
制御を組み入れてもよい内燃エンジンのブロック線図である。
図2は、詳細に内部を示すように一部分が取り除かれた状態の図1のエンジン
の部分的等測図である。
図3は、図2のエンジンの断面図である。
図4は、エンジンの作動のブレーキ作動モードにおけるクランクシャフトの角
度の関数としてシリンダ圧を表すグラフである。
図5Aは、エンジンの圧縮解除タイミングの関数として、ブレーキ作用力を表
すグラフである。
図5Bは、バルブが開いている時間長さの関数としてブレーキ作用の馬力のパ
ーセンテージを表すグラフである。
図6は、本発明によるブレーキ作動制御のブロック図および概略線図を組み合
わせた図である。
図7は、本発明の制御を実施するための流体力学的ハードウェアの斜視図であ
る。
図8は、構造の中央線の右手が取り除かれた状態で設計をより明白に図示する
図7のハードウェアの平面図である。
図9と図11は、図8のライン9−9と11−11のそれぞれに沿って全体的
に切断された断面図である。
図10は、図9の一部の拡大部分図である。
図12と図13は、図7−図11のアクチュエータの作動を表す複合断面図だ
る。
図14は、エンジン制御モジュール(ECM)の出力とドライバー回路、複数
のユニット噴射器および本発明にかかる複数のブレーキ作動制御を表すブロック
線図である。
図15は、ECMの電気的ハードウェアのバランスのブロック線図である。
図16は、ソレノイド制御バルブの付勢と、所望のブレーキ作動の大きさの関
数として消勢タイミングと、エンジン速度に関する3次元マップである。
図17は、ECMによって実行され図15のブレーキ作動制御モジュールを実
行するソフトウェアのブロック線図である。
図18は、図15のブースト圧制御モジュールをより詳細に表すブロック線図
である。
図19は、本発明の別の実施例を表す図1に類似したブロック線図である。
図20は、図18のフローチャートの変更例を表し、本発明の別の実施例を実
行するブロック線図である。本発明を実施するのに最良のジオ
メトリ
図1から図3を参照すると、4サイクルの圧縮点火式内燃エンジン30が、作
動の間、一連のエンジン事象を行う。好ましい実施例において、エンジンは作動
中、吸気、圧縮、燃焼および排気サイクルを連続して繰り返し行う。図2、図3
に図示されているように、エンジン30は、複数の燃焼室すなわちシリンダ34
が中に形成されているブロック32を含んでおり、シリンダ34の各々はこれに
対応するピストン36を中に含む。吸気バルブ38と排気バルブ40が、ブロッ
ク32にボルト付けされたヘッド41内に支持されており、各シリンダ34への
燃料とガスの出入りを制御するように作動する。クランクシャフト42は、接続
ロッド44を介してピストン36によって結合されて回転し、カムシャフト46
はクランクシャフト42に結合されてこれと共に同期して回転する。カムシャフ
ト46は、吸気および排気バルブ38、40をそれぞれ支持するロッカーアーム
54、54に支持されているカム従属子50(図3参照)に接触する複数のカム
ローブ48(図3に1個のみ示す)を含む。
図2および図3に示したエンジン30において、シリンダ34ごとに、一対の
吸気バルブ38と一対の排気バルブ40があり、各対のバルブ38または40は
バルブブリッジ39または43の各々によって相互接続されている。各シリンダ
34は、必要または好みに応じて、代わりに異なる数の対応する吸気および排気
バルブ38、40を有していてもよい。
図4と5Aのグラフは、上死点(TDC)に対するクランクシャフト角の関数
として、シリンダ圧とブレーキの馬力をそれぞれ表している。図4に見られるよ
に、ブレーキ作動モードの作動中に、各シリンダ34の排気バルブ40がTDC
の前の時間t1において開いて、シリンダ34内のガスを圧縮するのに費やされ
た仕事はクランクシャフト42によって補えない。この結果、エンジンによる有
効なブレーキは、TDC前の曲線62の下方の面積とTDC後の曲線62の下方
の面積との差に比例する。この差と、これによる有効なブレーキは、排気バルブ
40が圧縮行程中に開かれる時間t1を変更することによって変えることができ
る。この関係が図5Aのグラフに示されている。
図5Bにみられるように、排気バルブが開いた状態のままに維持される時間の
長さは、獲得できる最高ブレーキ作動馬力に影響を与える。さらに、エンジンブ
レーキ作用の大きさがエンジン吸気または排気圧を変えることによって制御され
ることもできる。本発明の1実施例に従って、以下詳細に述べるように、ターボ
チャージャ63(図1参照)を制御することによって達成できる。
図6を参照すると、本発明によるブレーキ作動制御の2つのシリンダ部分70
が図示されている。図6に示したブレーキ作動制御部分70は、電子制御モジュ
ール(ECM)72によって作動され、排気バルブの開きの選択可能なタイミン
グと時間長さで2つのシリンダ34の排気バルブ40を開くようになる。6気筒
エンジンに対して、図6における3つまでの部分70がECM72に接続される
ことができ、エンジンのブレーキ作動がシリンダごとを基本にして達成されるこ
とになる。あるいは、3つ以下の部分70を用いたりまたは作動させたりして、
ブレーキ作動がシリンダとピストンを全て使用することなく達成される。また、
所望であれば、別の数のシリンダに対して別の数の排気バルブを作動させるよう
に部分70を変更できる。
ECM72は、ソレノイド制御バルブ74を付勢して、導管76を導管78に
結合させる。導管76は、供給圧でエンジンオイルを受取るので、ソレノイド制
御バルブ74を作動させることによって、チェックバルブ84、86とそれぞれ
流体連通する導管80、82にエンジンオイルを給送できる。加圧状態のエンジ
ンオイルによって一対の往復動ポンプ88、90のピストンを伸ばして噴射ロッ
カーアーム(以下に記載し図示する)の駆動ソケットと接触させる。ロッカーア
ームによってピストンが往復運動を行い、加圧状態のオイルがチェックバルブ9
2、94および導管96、98を介してアキュムレータ100に供給される。こ
のような供給が発生すると、オイルが絶えず導管80、82を通って流れポンプ
88、90を充たすようになる。
好ましい実施例において、アキュムレータ100は、ピストン、ブラダのよう
な可動部材を含んでいないが、所望であればこのような可動部材を中に含ませる
ことができる。さらに、アキュムレータは、所定の圧力、例えば6、000PS
I(ポンド/平方インチ)の圧力を越えると、エンジンオイルをサンプに排出さ
せる圧力制御バルブ104を含む。
導管96とアキュムレータ100は、一対のソレノド制御バルブ106、10
8および一対のサーボアクチュエータ110、112とに結合されている。サー
ボアクチュエータ110、112は導管114、116によってチェックバルブ
84、86をそれぞれ介してポンプ88、90に結合される。ソレノイド制御バ
ルブ106、108はさらに導管118、120によってサンプに結合されてい
る。
以下より詳細に述べるように、ブレーキ作動モードにおける作動がオペレータ
によって選択されると、ECM72はソレノイド制御バルブ74を閉じて、ソレ
ノイド制御バルブ106、108を付勢して、サーボアクチュエータ110、1
12をバルブブリッジ43に接触させて、圧縮行程の終了まじかに、シリンダ3
4のこれに対応する排気バルブ40を開く。異なる数のシリンダが各アキュムレ
ータによって使えるように図6に示した制御を変更してもよい。実際、アキュム
レータに十分な能力を与えることにより、全てのエンジンシリンダが役に立つこ
とになる。
また、ブレーキ作動モードにおける作動が選択されると、ECM72が吸気ま
たは排気圧コントローラ125を作動してエンジンの吸気または排気マニホルド
の圧力を制御可能に変化させる。このような圧力と、これによるエンジンシリン
ダ内の空気圧を制御することによって、エンジンブレーキ作用の大きさに関する
高度な制御性を達成できる。
図7ないし11は、図6の制御を実行するための機械的ハードウェアを示す。
まず図7、8および図11を参照すると、本体132がブリッジ部分134を含
む。ねじ付きスタッド135が、本体132とスペーサ136を通ってヘッド4
1に延びており、ナット137がスタッド135にねじこまれている。さらに、
4個のボルト138が本体132を通ってヘッド41に延びている。ボルト13
8がロッカーアームシャフト留めボルトに代わって用いられ、本体132をヘッ
ド41に固定するために用いるだけでなく、ロッカーアームシャフト139を貫
通して延びロッカーアームシャフト139を所定の位置に保持するためにも用い
られる。
2つのアクチュエータ受入れボア140(1個のみを示す)がブリッジ部分1
34に形成されている。サーボアクチュエータ110が、アクチュエータ受入れ
ボア140内に受け取られ、サーボアクチュエータ112(図7ないし図11に
は図示されていない)が受入れボア142内に受け取られる。アクチュエータ1
10と112とは同一であるので、アクチュエータ110についてのみ以下によ
り詳細に記載する。
図9ないし図11は、サーボアクチュエータ110をより詳細に示す。通路1
48(図8にも見られる)が高圧エンジンオイルをアクチュエータ100(図8
)から受け取る。通路148は、アクチュエータ受入れボア140とバルブボア
174にそれぞれ続く通路170、172と流体連通する。ボールバルブ176
が、バルブボア174内に配置されている。ソレノイド制御バルブ106がボー
ルバルブ176に近接して配置されており、180で概略的に示されいるソレノ
イド巻線、該ソレノイド巻線180に近接しこれとともに電磁回路内にあるアー
マチュア182およびねじ186によってアーマチュア182に固定されたロー
ドアダプタ184とを含む。アーマチュア182は、ソレノイド巻線180、ア
ーマチュアスペーサ185および別のスペーサ187とによって一部形成された
凹部内を可動である。ソレノイド巻線180が、以下詳細に述べるようにECM
72によって励磁され、188で概略的に示す、ソレノイド本体191内に配置
された凹部189内に配置された戻しばねによってかけられる力に抗してアーマ
チュア182とロードアダプタ184を動かす。
ボールバルブは、通路172とシール面194と流体連通する通路192を内
部に有する後部シート190を含む。前部シート196は、後部シート190か
ら離れており、シール面200に導く通路198を含む。ボール202は、シー
ル面194と200との間の通路198内に存在する。通路198は、キー溝カ
ッターにより切断された部分201を有するカウンタボアを備えており、ボール
領域に出入りするオイルの流れ通路を形成する。
通路204(図9と図11に仮線に見られるように)はフロントシート196
を含むボア206(図9と図10参照)から、受入れボア140の上側部分20
8に延びる。図11に示すように、受入れボア140は、さらに中間部分210
の壁に対してシールするシール214を有するバルブスプール212のジオメト
リのマスタ流体制御装置を密接して受け入れる中間部分210を含む。シール2
14は商業的に入手可能であり、Oリングによって裏側について圧力が負荷され
る、カーボンファイバーがつけられたテフロンリングを含む2部分構成である。
バルブスプール212はラッシュアジャスタ220の凹部218内にある拡径ヘ
ッド216を含む。ラッシュアジャスタ220は、ワッシャ224とともにラッ
シュアジャスタ220の軸線方向の位置を調整するのに用いられるねじ付きナッ
ト222によって係合される外部ねじ山を含む。ワッシャ224は、商業的に入
手可能なゴムと金属の複合ワッシャであり、調整を固定するように負荷をかける
だけでなくアクチュエータ110の上部をシールし、オイルがナット222を通
って漏れないようにする。
ピストン226の形状の従動流体制御装置は、図11ないし図13に見られる
ようにスプール212の下端部を受け入れる中央ボア228を含んでいる。ばね
230は、スプール212内の溝内に支持されたスナップリング232とピスト
ン226の上面との間に圧縮された状態で配置される。ピストン226の下面と
、端部キャップ238によって部分的に形成される凹部の底部に配置されたワッ
シャ236との間に圧縮された状態で、234に概略的に示すように戻しばねが
配置される。アクチュエータピン240は、中央ボア228の下端部内に圧入さ
れており、ピストン226とアクチュエータピン240がともに動くようになっ
ている。アクチュエータピン240は、端部キャップ238内のボア242を貫
通するように外方向に延びており、Oリング244は、オイルがボア242から
出ないようにしている。さらに、スイベルフット246がアクチュエータピン2
40の一端部にビポット運動可能に固定されている。
端部キャップ238は受入れボア140のねじ部分247内にねじこまれてお
り、Oリング248はオイル漏れを防いでいる。
図8を参照すると、オイル戻り通路250が、端部キャップ238によって形
成された下側の凹部252と、ピストン226と、ポンプ88の入口と流体連通
している(図6も参照)ポンプ入口通路160との間に延びている。
前述の記載に加え、図9、12および13にみられるように、オイル通路25
4が下部凹部252と、バルブスプール212とアクチュエータピン240との
間のスペース256との間に配置されており、これらの2つの部分間の油圧的ロ
ックを防ぐようになっている。
図12と図13は、本発明の作動を詳細に表す複合断面図である。ブレーキ作
動がオペレータによって指令され、ソレノイド74がECM72によって励磁さ
れると、オイルが、入口通路160(図6及び8にみられるように)に供給され
る。図6に見られるように、オイルは供給圧でチェックバルブ84を通ってポン
プ88に流れる。ポンプ88は、下方に動き燃料噴射ロッカーアームと接触する
。ロッカーアームの往復運動によってオイルが加圧され、通路148に送られる
。このため、加圧オイルは、通路172と通路192を通って、図12に見られ
るように後部シート190に送られる。
ECM72がシリンダ34の排気バルブ40を開くように指令すると、ECM
72はソレノイドイ巻線180を励磁することによって、アーマチュア182と
ロードアダプタ184が図12にみられるように戻しばね188の力に対して右
に動かす。このような動きによって、ボール202も右方向に動き、通路192
内の加圧オイルの影響を受けてシール面200(図10参照)と係合するように
なり、このため加圧オイルがボール202とシール面194との間の間隙を通る
ようになる。加圧オイルが通路198とボア206を通って流れ通路204と、
受入れボア140の上方部208に流れる。バルブスプール212の上部の高流
体圧によってバルブスプールが下方に動く。ばね230のばね定数は、戻しばね
234のばね定数よりも実質的に大きいように選択され、このためにバルブスプ
ール212の下方への動きがピストン226も下方に動かすようになる。このよ
うな動きは、スイベルフットがラッシュを吸収し、排気ロッカーアーム55と接
触するまで続けられる。この点において、さらに排気バルブ40のシリンダ圧縮
圧のために、ピストン226の移動が一時的に妨げられる。しかしながら、バル
ブスプール212の上部にかけられる高流体圧は、バルブスプール212をばね
230の力に対して下方に連続して動かすのに十分である。最終的に、バルブス
プール212とピストン226との相対的な運動によって、外側高圧環状部25
8と、通路170と流体連通する高圧通路260(図9、12及び13参照)が
内部高圧環状部264を介してピストン通路262と流体連通するように配置さ
れる。さらに、スプール212の低圧環状部266は、ピストン通路262との
流体連通からはずされる。
ピストン通路262を通る高流体圧は、ピストン226の拡径に作用し、大き
な力が発生し、アクチュエータピン240とスイベルフット246とが圧縮圧の
残余力とバルブばね267(図7参照)によってかけられるバルブばね荷重より
も強くなる。その結果として、排気バルブ40は開き、シリンダが圧力を下げ始
める。この時間の間、バルブスプール212の拡径ヘッド216がラッシュアジ
ャスタ220の下側部分270と接触するまで、バルブスプール212はピスト
ン226とともに下方向に進行する。この点において、バルブスプール212が
下方向にさらに移動することが防がれ、一方ピストン226は下降し続ける。図
13に見られるように内部高圧環状部264は最終的にピストン226によって
カバーされており、低圧環状部266はカバーされていない。低圧環状部266
は通路268によって(図9、12及び13)下側凹部252に結合され、この
凹部252は前述したようにオイル戻り通路250によってポンプ入口160に
結合される。このように、この時、ピストン通路262とピストン226の上面
が低圧オイルと流体連通して配置される。高圧オイルはピストン226上のキャ
ビティから排出され、排気バルブ40は開位置で停止する。
この後、ピストン226は、内部高圧環状部264がカバーされていない第1
位置と低圧環状部266がカバーされていない第2部分との間でゆっくりと揺動
し、シリンダ34が下がるときに排気バルブ40を開位置に維持する。排気バル
ブ40が開位置にある間、ECM72は所定のスケジュールに従って駆動電流を
与え、コイルの寿命を十分なものにし、動力の消費を低減させる。
排気バルブ40が閉じられると、ECM72はソレノイド巻線180内の電流
を流すことを終了する。次いで、戻しばね188がロードアダプタ184を図1
2と図13に見られるように左方向に動かし、ボール202が後部シート190
のシール面194に押されるようになる。バルブスプール212上の高圧流体は
、通路204、ボア206、ロードアダプタ184とフロントシート196との
間の間隙274及びオイルサンプまでの通路276を通って戻る。高圧オイルが
排出されることに応答して、バルブスプール212は、ばね230の影響を受け
て上方に動く。バルブスプール212が上方に動くにつれて、低圧環状部266
はカバーされず、高圧環状部258はピストン226によってカバーされて、こ
れによりピストン226上の高圧オイルが通るようになる。戻しばね234と排
気バルブばね267とが、ピストン226を上方に押しつけ、排気バルブ40を
閉じる。閉鎖速度が、ボール202を通って通路276までの流量によって制御
される。バルブスプール212は最終的にラッシュアジャスタ220の上面28
0に対して着座し、ピストン226は、高圧環状部264と低圧環状部266と
を通ってオイルが排出されることの結果としてもとの位置に戻り、通路268が
低圧環状部266と流体連通することになる。当業者であれば明白であるように
、ピストン226の停止位置は、ばね230、234のばね定数による。下側凹
部252内に残余するオイルはオイル戻り通路250を介してポンプ入口160
に戻される。
前述した連続した事象は、排気バルブ40が開くたびに繰り返される。
エンジンのブレーキ作動が終了すると、ECM72はソレノイドバルブ74を
閉じて、急速にソレノイド制御バルブ106(および別のソレノイド制御バルブ
)を所定数のサイクルだけ繰り返し蓄積された高圧オイルをサンプに排出する。
図14と図15は、ECM72と複数の電子作動式ユニット燃料噴射器300
a−300fとの間の巻線の内部接続とECM72の出力及び駆動回路を示して
おり、ユニット燃料噴射器300a−300fは、エンジンシリンダ34への燃
料の流れを制御するように作動し、本明細書においては、ソレノイド制御バルブ
106、108と別のソレノイドバルブ301a−301dを含むように図示さ
れている。もちろん、ソレノイド制御バルブの数は、図14に示すようにエンジ
ンブレーキ作動に用いられるシリンダの数によって変わる。ECM72は、6個
のソレノイドドライバー302a−302fを含んでおり、これのそれぞれは噴
射器300a−300fの一つの第1端末に対応して結合されており、またソレ
ノイド制御バルブ106、108と301a−301にそれぞれ対応して結合さ
れている。4つの電流制御回路304、306、308と310は、ECM72
にも含まれている。電流制御回路304はダイオードD1−D3によってユニッ
ト噴射器300a−300cの第2端末部にそれぞれ結合されており、電流制御
回路306は、ダイオードD4−D6によってユニット噴射器300d−300
fの第2端末部にそれぞれ結合されている。さらに電流制御回路308は、ダイ
オードD7−D9によってブレーキ作動制御ソレノイド106、108及び30
1aの第2の端末部にそれぞれ結合されており、一方電流制御回路310はダイ
オードD10−D12によってブレーキ作動制御ソレノイソ301b−301d
の第2の端末部にそれぞれ接続されている。またソレノイドドライバー312は
ソレノイド74に結合される。
特定の装置300a−300f、106、108または301a−301dを
作動させるために、ECM72は、適当なドライバー302a−302fと適当
な電流制御回路304−310だけを作動させなければならない。このように、
例えば、ユニット噴射器300aが作動されると、ドライバー302aは電流制
御回路のように作動して電流の通路がこれを通って形成される。同様に、ソレノ
イド制御バルブ301dが付勢されると、ドライバー302fと電流制御回路3
10は制御バルブ301dを通る電流通路を形成するように作動される。さらに
、1個か2個以上の制御バルブ106、108または301a−301dが付勢
されると、ソレノイドドライバー312は、ソレノイド制御バルブ106が上述
したように急速に繰り返されるときを除いて電流をソレノイドイ74に送るよう
に作動される。
ECM72が燃料噴射器300a−300fのみを作動するのに用いられて、
ブレーキ作動制御ソレノイド106、197及び301a−301dが含まれて
いない場合には、一対のワイヤがECM72と各噴射器300a−300fとの
間に接続される。ブレーキ作動制御ソレノイド106、108及び301a−3
01dがエンジンブレーキ作用の能力を与えるように取付けられる場合には、付
加されるべき別のワイヤだけが、各シリンダごとに対応するブレーキ作動制御ソ
レノイドと燃料噴射器を相互に接続するジャンパワイヤであり、各ブレーキ作動
制御ソレノイドの第2端末とECM72との間の戻しワイヤである。ダイオード
D1−D12によって電流制御回路304−310を多重通信できる、即ち電流
制御回路304−310は、対応する噴射器またはブレーキ作動制御が作動して
いるかどうかを判定する。また、噴射器またはソレノイド制御バルブの電流に対
する時間の波形形状がこれらの回路によって制御される。
図15は、ECM72と、特にドライバー302a−302fと電流制御回路
304、306、308及び310の適当な作動を命令する回路とのバランスを
より詳細に示す。ECM72は、選択スイッチ330、カムホイール332及び
センサ334、駆動シャフトギア336及びセンサ338の出力に応答する。E
CM72は、ライン340a−340jに駆動信号を発信し、ドライバー302
a−302fと電流制御回路304、306、308および310のそれぞれに
与え、ソレノイド制御バルブ106、108及び301a−301dの巻線を適
当に励磁する。さらに信号がライン341上に発信され、ソレノイドドライバー
312に供給されてこれを作動する。選択スイッチ330はオペレータによって
処理されて、例えばゼロから100パーセントのブレーキ作動の範囲内で所望の
ブレーキ作動の大きさを選択する。選択スイッチ330の出力は、ECM72内
の高ウィン回路342を通り、以下より詳細に述べるように、エンジンブレーキ
作動が発生するとブロック345によって選択的に作動されるブレーキ作動制御
モジュール344に出力を与える。ブレーキ作動制御モジュール344は、カム
ホイール332とセンサ334によってライン346に発生されたエンジン位置
信号を受信する。カムホイールはエンジンカムシャフト46によって駆動され(
次いで、上述のようにクランクシャフト42によって駆動される)複数の電磁材
料からなる歯348を含んでおり、これらの三つが図15に示されており、カム
ホイール332が回転するとセンサ334に近接して通る。センサ334はホー
ル効果装置であればよく、センサ334の後方の歯348の通路に応答してパル
スタイプの信号をライン346に発信する。ライン346上の信号がシリンダ選
択回路350と微分器352にも与えられる。微分器352はライン346上の
位置信号をエンジン速度信号に変換し、シリンダ選択回路350とライン346
上に発生した信号とともに、作動されると、ブレーキ作動制御モジュール344
を指示して適当なタイミングで制御信号をライン340a−340fに与える。
さらに、ブレーキ作動制御モジュール344が作動すると、信号がライン341
に発生してソレノイドドライバー312とソレノイド74を励磁する。
センサ338は、ギア336上の歯の通路を検出し、ライン354上に車両速
度信号を発信し、加算器356の非反転入力に与える。加算器356の反転入力
は、車両の所望速度を表すライン358上に信号を受信する。ライン358上の
信号は、クルーズ制御または別の速度設定装置によって発信される。この結果、
加算器356によって発生したエラー信号がライン360上の高ウィン回路34
2に与えられる。高ウィン回路342は選択スイッチ330によって形成された
た信号、即ちライン360上のエラー信号を、信号がより大きな大きさを有して
いるかどうかによってライン361に%ブレーキ作動信号としてブレーキ作動制
御モジュール344に与える。加算器356によって発生されたエラー信号が負
であり、選択スイッチ330によって発信された信号がブレーキ作動を行なわな
い(即ち0%)を命令する大きさである場合には、高ウィン回路342はブレー
キ作動制御モジュール344にエンジンブレーキ作動を終了するように指令する
。
所望であれば、高ウィン回路342を省いて、ライン361上の信号が選択ス
イッチ330、加算器356すなわちライン358上のクルーズ制御とにより供
給されてもよい。
ブースト圧制御モジュール362は、エンジン30のターボチャージャ366
の吸気マニホルド空気圧の大きさを検出するセンサ364によってライン365
に発生したブースト(BOOST)といわれる信号に応答する。好ましい実施例
において、ターボチャージャ363は、ブースト圧のレベルをブースト制御モジ
ュール362によって制御できる可変ノズル幾何形状を有する。モジュール36
2は、ブレーキ作動制御モジュールに344によって発生するライン368上で
振幅制限信号を受信し、ターボチャージャ366が現在のエンジン状態のもとで
発生しうる最高のブースト圧で、エンジン部品に損失を与えないレベルにまで増
大しないようなブースト圧が発生する。
ブレーキ作動制御モジュールは、ライン361と365上のそれぞれの%ブレ
ーキとブースト信号によってアドレス指定され、図17の制御にたいして出力信
号DEG.ONとDEG.OFFを与えるロックアップ表即ちマップ370を含
む。図16は、エンジン速度とアドレス信号の%ブレーキの関数として出力信号
DEG.ONとDEG.OFFを含むマップ370の内容を3次元で表す。カム
マーカ信号がカムホイール332とセンサ334によって発せられた後に、DE
G.ONとDEG.OFF信号は、ソレノイド制御バルブの付勢と消勢のタイミ
ングを度合いで示す。特にカムホイール332は24の歯を含んでおり、このう
ちの21は互いに同一であり、それぞれは20%のギャップを有する80%の歯
のピッチを占める。残った3個の歯のうち2つが互いに近接(即ち連続している
)しており、3つ目はこれらから離れており、それぞれは、50%のギャップを
有する50%の歯のピッチを占める。ECM72はこれら3つの非均一性を検出
して、エンジン30の一つのシリンダがエンジン回転方向に圧縮行程と動力行程
の間の上死点にいつ達するかを判定する。
信号DEG ONは、図15のブロック352によって形成されたエンジン速
度信号に応答し、カムホイール332上の基準点すなわちマーカが、ライン34
0a−340fのうち1つのライン上の信号が、高状態にまで切り替えられるセ
ンサ334を通った後の時間を表す信号を発生する。同様に、計算ブロック37
4は、ブロック352によって発生されたエンジン速度信号に応答し、基準点が
センサ334を通過した後で、同じライン340a−340f上の信号がオフ状
態に切り替えられる時間を表す信号を発生させる。ブロック372、374から
の信号が遅れブロック376、378にそれぞれ供給されている。この遅れブロ
ックは、カムホイール332とセンサ334とによって発生したマーカーと、次
のブレーキ作動に用いられるべき特定のシリンダに基づいて、ソレノイド駆動ブ
ロック380にオンオフ信号を発生させる。遅れブロック376によって発生し
た信号は、立ち上がりエッジを有する狭いパルスからなり、この立ち上がりエッ
ジのために、ソレノイドドライバーブロック380が、低状態から高状態にまで
移行する出力信号を発生させるが、タイマーブロック378は、ソレノイド駆動
回路380によって形成された出力信号を高状態から低状態に切り変える立ち上
がりエッジを有する狭いパルスを形成する。ソレノイド駆動回路380によって
発生した信号は、図15のブロック350によって発生したシリンダ選択信号に
応答するシリンダ選択スイッチ382によって適当な出力ライン340a−34
0fに送られる。
ブレーキ作動制御モジュール344は、センサ/スイッチ383によって検出
されるような所定の検出状態に基づいてブロック345によって作動される。セ
ンサ/スイッチは、車両のクラッチがオペレータによっていつ係合されるか(即
ち車両のホイールが車両エンジンからいつ解除されるか)を検出するクラッチス
イッチ383a、いつスロットルペダルが離されたかを検出するスロットル位置
スイッチ383b、エンジン速度を検出するエンジン速度センサ383c、車両
の常用ブレーキペダルが押されたかどうかを表す信号を発生する常用ブレーキ作
動スイッチ383d、クルーズ制御オン・オフスイッチ383e、及びブレーキ
作動オン・オフスイッチ383fを含む。所望であれば、微分回路352の出力
はセンサ383cによって発生された信号のかわりに供給されてもよくこの場合
センサ383cは取り除かれてもよい。本発明の好ましい実施例において、ブレ
ーキ作動制御モジュール344は、オン・オフスイッチ383fがオンになった
ときに作動し、エンジン速度は、例えば950rpmのように特定のレベルを越
えて、ドライバーの足は、スロットルとクラッチをオフして、クルーズ制御がオ
フになる。ブレーキ作動制御モジュール344は、オン・オフスイッチ383f
がオンであるときに作動し、エンジン速度が所定のレベルを越えると、ドライバ
ーの足がスロットルとクラッチをオフにし、クルーズ制御がオンとなりドライバ
ーは常用ブレーキを離す。第2組の状態において、好ましい実施例に関して、“
コースト”モードが用いられて、エンジンブレーキだけが係合され、ドライバー
が常用ブレーキを踏むと、この場合にはブレーキ作動制御モジュール344は、
ドライバーの足が常用ブレーキから離されると停止する。上述したように第2組
の状態において、作動可能な選択的な“ラッチ”モードに従って、ブレーキ作動
制御モジュール344は、ドライバーが、スロットルを押したりまたはスイッチ
330の手段によって0%のブレーキ作動を選択するように、他の入力がなされ
るまで常用ブレーキを押して作動したままにすると、ブレーキ作動制御344が
ブロック345によって作動される。
ブロック345は、ブレーキ作動制御モジュール344が停止されると、噴射
制御モジュー384を作動する。噴射制御モジュール384は、340a−34
0fとライン340g及び340h上に信号を図20の電流制御回路304と3
06に供給し、燃料噴射が行なわれることになる。
図17を再び参照すると、ソレノイド駆動回路380によって発生された信号
も電流制御ロジックブロック386に与えられ、次いで適当な波形のライン34
0i、340j信号と、ライン340a−340f上の信号との同期性を図14
のブロック380と310に与える。この作動を実行するためのプログラムは、
本分野の当業者にとって完全に公知であるので、以下詳細には記載しない。
図18は、ブースト圧制御モジュール362をより詳細に記載する。モジュー
ル362は、ブレーキブースト圧制御390および燃料ブースト圧制御392を
含んでおり、これらは選択スイッチ394に接続される。選択スイッチ394は
、図15のブロック345によって発せられた信号の一つか双方に応答して、ラ
イン396上のブレーキブースト圧制御390または燃料ブースト圧制御392
によってライン398上に発信された信号のいずれかを、ブレーキまたは燃料(
すなわち通常の)作動が指令されているかどうかによって、図15のベーンアク
チュエータ366に通す。
ブレーキブースト圧制御390は、ライン361上の%ブレーキ信号と、図1
5の微分器によって発せられるようなエンジン速度を表す信号とによりアドレス
指定することに応答してベーン位置信号を発するルックアップ表すなわちマップ
400を含む。ベーン位置信号は、ルックアップ表400によって発せられたベ
ーン位置信号の関数としてアクチュエータ電圧信号を発生する別のルックアップ
表402に通される。アクチュエータ電圧信号は、点線404によって示されて
いるように、与えられたレベルを越えて、ベーン位置信号の大きさで制限されて
もよい。この制限は一定の大きさに設定されてもよいし、可変に設定されてもよ
いし、さらにライン368上の信号によって適当に形成されてもよい。ルックア
ップ表402は信号をライン396を通って選択スイッチ394に送る。
所望であれば、図18に示したブレーキブースト圧制御390によって実行さ
れた開ループ制御方法を、ルックアップ表400によって発せられたベーン位置
信号が、実際のベーン位置を表す信号と合計されて、ルックアップ表402への
入力として用いられるエラー信号を発するような閉ループ方法と取り変えてもよ
い。
燃料ブースト圧制御回路392は、図15の微分器352によって発せられる
ような、エンジン速度、ライン365上の信号および指令された燃料給送(すな
わちラック)制限を表すライン406上の信号を含む複数のパラメータに応答す
る。そうでない場合には、燃料ブースト圧制御392は、このような全パラメー
タとは異なる少数のパラメータに応答してもよいし、または排気ガス回復(EG
R)バルブ位置等のような付加的なパラメータに応答してもよい。さらに、所望
であればエンジンブースト圧の大きさが検出され、これを表す信号が閉ループブ
ースト制御内で用いてもよい。燃料ブースト制御392の設計は一般的であるの
で当業者の知識内にあり、本実施例では詳細には述べない。
マップ370とルックアップ表400内に記憶された値が、実行されるべき所
望のブレーキ作動制御方法に従って選択される。例えば、記憶された値は、(a
)一定か、または制御可能に可変な排気バルブを開くいずれかの時間長さをター
ボチャージャの制御可能な可変ベーン位置決めと組み合わせてエンジンの排気バ
ルブを開く事象の一定のタイミングポイント、(b)一定か、また制御可能に可
変な排気バルブを開く時間長さの間を一定のベーン位置と組み合わせてエンジン
排気バルブを開く事象のための制御可能な可変タイミング、または(c)一定か
、または制御可能に可変な排気バルブを開く時間長さの間、制御可能に可変なタ
ーボチャージャベーン位置と組み合わせてエンジン排気バルブを開く事象の制御
可能なタイミングと、を形成するように実行されてもよい。制御方法(c)にお
ける作動の間、バルブタイミングとベーン位置は、絶えずかつ様々に可変であれ
ばよく、パラメータのいずれか、または双方を所望のブレーキ作動またはコマン
ドされた車両速度の関数として別個の段階で変更できる。後者の場合、ルックア
ップ表402に与えられる信号が図20の制御により発せられる。図を特に参照
すると、図15のライン358によって発せられるコマンド車両速度を表す信号
が、コマンド車両速度の関数としてコマンドベーン位置を表す信号を記憶するル
ックアップ表またはマップ391に送られる。マップ391により発せられた信
号が、第1の加算器393の非反転入力に送られる。ライン358上のコマンド
車両速度信号も、反転入力を有する別の加算器395に送られる。この加算器3
95は、車両速度計のような適当な手段によって発せられるような実際の車両速
度を表す信号を受信する。加算器395は、車両速度エラー信号を発信し、これ
は比例積分(P−I)コントローラ397により処理され、加算器393の別の
非反転入力に送られ、マップ391によって発信された信号と合成され、ルック
アップ表402の入力を得ることになる。この場合、表402が適当な値で記憶
され図18のライン396上に信号を発信する。
図19は、本発明の別の実施例を示しており、1つか2つ以上の任意的な装置
が取り付けられており、エンジンブレーキ作動の制御を補助するようになってい
る。ターボチャージャ63のタービン(すなわち排気バルブ)側上に、ウエスト
ゲート410が、エンジン排気マニホルドとターボチャー排気ガス入口との間に
用いられて、ECM72によって発せられたコマンドに応答して可変量の排気ガ
スをターボチャージャのまわりに方向転換する。また、あるいは、フラッパーバ
ルブ412がターボチャージャ排気ガス出口と車両排気ガスシステムとの間に用
いられてもよく、ECM72の制御のもとで排気ガスに可変な制約を与える。
ターボチャージャ63の吸気または圧縮側上において、流れ制御バルブ414
がECM72に含まれて付勢され、ターボチャージャ63への空気の流入を制御
して制限する。さらに、圧力制御バルブ416がターボチャージャの空気出口と
、エンジンの吸気マニホルドの間に設けられていてもよく、ECM72からのコ
マンドに応答して吸気マニホルド内の空気圧を選択された制御可能なレベルに維
持するのに有効である。
上述したように、エレメント410、412、414あるいは416のいかな
る組合せを用いてもよい。さらに、用いられるこれらの要素410−416のど
れか、または全てを、異なるデバイスによって交互に制御してもよいし、または
ブレーキ作動の間、一定の設定値に維持してもよい。また、ターボチャージャ6
3は、ブレーキ作動中に一定のベーン位置に維持されてもよいし、または可変ジ
オメトリを有さないターボチャージャと取り替えられてもよい。後者の場合、吸
気マニホルド空気圧に関する制御が、ECM72のようなコントローラによって
発せられたコマンドに応答して、エレメント410−416の少なくとも一つを
有することによって有効となる。
エレメント410−416の1つか2つ以上が用いられて、コントローラコマ
ンドに応答する場合には、このようなエレメントを制御するように、図24のブ
レーキ作動制御モジュール240に類似する1つか2つ以上のブレーキ作動コン
トロールモジュールが用いられる。この場合、ルックアップ表400に類似する
ルックアップ表は、エンジン速度およびライン361上の信号%BRAKING
の関数としてコマンドされた制御エレメント位置または作動信号を発信する。モ
ジュールは、さらに、ルックアップ表402に類似するルックアップ表を含み、
コマンドされた制御エレメント位置または作動信号の関数としてエレメント41
0−416を制御するアクチュエータコマンド信号を発信する。あるいは、表4
02に対応するルックアップ表の信号が図20の制御から得られる。このような
ルックアップ表に記憶された値が、上述したような図15のマップ370に記憶
された値の選択と一致する。
図15、17、18および20に表されたエレメントのいずれか、または全て
がソフトウェア、ハードウェアによって実行されてもよい、これら2つの組合せ
によって実行されてもよい。
前述のシステムによって、排気バルブの開きのタイミングと長さの双方を設定
する際に広い範囲に渡って融通性を得ることができる。この融通性のために、エ
ンジンの構造的な限界において達成可能な最高のブレーキ作用を改善することが
できる。また、エンジンの全てのシリンダをブレーキ作動を行なうのに用いるこ
とができるのでブレーキ作動の滑らかさが改良される。さらに、全てのエンジン
速度において排気バルブの開きのタイミングと時間長さを正確に制御できる能力
のために、ブレーキ作動動力のゼロから最高までの滑らかな変更が得られる。さ
らに、上述したようなクルーズ制御において、下り坂の状態のときの滑らかな速
度が達成される。
さらに、圧力制限バルクモジュールアキュムレータを用いることによって、エ
ンジン部品に損失を与えない最大アキュムレータ圧を設定することができる。特
に、アキュムレータ最大圧が適当に設定される状態で、排気バルブに加えられる
最大力は、バルブ開き信号の時間に関係なく、予め設定された限界値を決して越
えることはない。バルブ開き信号が、シリンダ圧が極めて高圧に達した時間で発
生すると、排気バルブは、システムの構造的な故障を起こすのではなく、開かな
いだけであろう。
また、ブレーキ作動の間、オイルをポンプ入口通路160にアクチュエータ1
10から戻して循環することによって、ブレーキの作動が実行されると、エンジ
ンのオイルポンプに対する要求量は最小になる。
図15の回路におけるクルーズ制御またはターボチャージャ制御の一体化は任
意である。実際、図15の回路は、当業者に明白な手段で変更されて、これとと
もに牽引力の制御を行なうのに変更されて、これによりブレーキ作動の馬力が、
所望であればホイールのスリップを防ぐように変更される。
噴射器とブレーキの巻線とECMへの接続の一体化によってドライバー、制御
ロジックと巻線を多角的に使用でき、これにより頑強で精密なブレーキ作動制御
システムを得るのに費用がかさむことはない。
前述の議論のように、エンジンブレーキは、TDCの直前の所定のポイントで
エンジンシリンダのいくつかまたは全てを開くことによって達成される。別の例
として、各シリンダに対応する排気バルブも下死点(BDC)近くのポイントで
開かれてもよい。当業者に明白な手段でECM72を適当にプログラムすること
によって加えられる事象によって、エンジンの排気マニホルド内で発生した圧力
スパイクが、圧縮直前にシリンダ内の圧力を増圧させることになる。この上昇し
たシリンダ圧によって、エンジンクランクシャフトの減速効果が増大するために
、より大きなブレーキ作動力発生する。
本発明の多くの変更例と別の実施例が前述の記載により当業者にとって明白で
ろう。従ってこの記載は単に例示的なものにすぎず、本発明を実施するのに最良
のジオメトリを当業者に教唆するものである。この構造の詳細は、本発明の精神
から実質的に逸脱することなく変更でき、請求の範囲の範囲ある全ての変更例の
排他的な使用が確保される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
F02D 43/00 301 F02B 37/12 301Q
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),CA,JP
(72)発明者 シン スコット ジー
アメリカ合衆国 イリノイ州 61550 モ
ートン オークウッド ストリート 139
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.エンジン排気バルブ(40)が開かれ、これに対応する燃焼室(34)内の圧縮され たガスを圧縮工程中に排出させて、エンジンにより駆動される負荷にブレーキを かけるようにエンジン(30)がブレーキ作動モードで作動可能であり、吸気マニホ ルド圧を変えるように制御可能な可変ジオメトリターボチャージャ(63)を有する エンジン(30)のブレーキ作動制御において、 ターボチャージャのジオメトリを変えるためのターボチャージャジオメトリ アクチュエータ(366)と 排気バルブ(40)を開くための排気バルブアクチュエータ(110)と、 エンジン(30)がブレーキ作動モードにあるときに作動し、所望の負荷状態を 表すコマンドに応答して前記ターボチャージャジオメトリアクチュエータ(366) と前記排気バルブアクチュエータ(110)を作動させる手段(362)と、 が設けられているブレーキ作動制御。 2.前記作動手段(362)は、エンジン状態に応答するエンジン制御モジュール(72 )により実行されることを特徴とする請求項1に記載のブレーキ作動制御。 3.前記作動手段(362)が、エンジン速度とコマンドに応答し、コマンドされた ターボチャージャジオメトリを表す第1の信号を発するルックアップ表(400)を 含むことを特徴とする請求項1に記載のブレーキ作動制御。 4.前記作動手段(362)は、前記第1の信号に応答して前記ターボチャージャジ オメトリアクチュエータ(366)を作動させるための第2信号を発する別のルック アップ表(402)を含むことを特徴とする請求項3に記載のブレーキ作動制御。 5.前記作動手段(362)は、前記排気バルブアクチュエータ(110)を作動させる ように第3の信号を形成する手段(344)を含むことを特徴とする請求項4に記載 のブレーキ作動制御。 6.前記形成手段(344)が、一定のタイミングポイントで前記排気バルブアクチ ュエータ(110)を作動させることを特徴とする請求項5に記載のブレーキ作動制 御。 7.前記形成手段(344)は、エンジン速度とコマンドに応答する第3のルックア ップ表(370)を含むことを特徴とする請求項5に記載のブレーキ作動制御。 8.前記コマンドはブレーキ作動大きさ信号(330)を備えることを特徴とする請 求項2に記載のブレーキ作動制御。 9.前記コマンドは速度大きさ信号(383c)を備えることを特徴とする請求項2に 記載のブレーキ作動制御。 10.前記作動手段(362)は、実際の負荷速度を表す実際の速度信号に応答し、前 記速度大きさ信号と前記実際の速度信号との差の大きさを表すエラー信号を発信 する加算器(393)を含むことを特徴とする請求項9に記載のブレーキ作動制御。 11.前記作動手段(362)は、エンジン速度およびコマンドに応答し前記排気バル ブアクチュエータ(110)の作動信号を発するルックアップ表(370)を含むことを特 徴とする請求項1に記載のブレーキ作動制御。 12.前記作動手段(362)は、一定の大きさで前記ターボチャージャジオメトリア クチュエータ(366)の付加的な作動信号を発する回路を含むことを特徴とする請 求項11に記載のブレーキ作動制御。 13.複数のエンジン排気バルブ(40)の各々が開かれて、これに対応する燃焼室(3 4)の圧縮ガスを圧縮工程中に排出させて、エンジンによって移動する車両にブ レーキをかけるようにエンジン(30)がブレーキ作動モードで作動可能であり、エ ンジン吸気マニホルド圧を変えるように可動なベーンを有する可変ジオメトリタ ーボチャージャ(63)を含むエンジン(30)のブレーキ作動制御において、 ターボチャージャのジオメトリを変えるためのベーンアクチュエータ(366) と、 対応する排気バルブ(40)をそれぞれが開くための複数の排気バルブアクチュ ェータ(110)と、 エンジン(30)がブレーキ作動モードにあるときに作動し、検出されたエンジ ン状態と、所望の車両状態を表すオペレータコマンドに応答して前記ベーンアク チュエータ(366)と前記排気バルブアクチュエータ(110)とを可変に作動させるエ ンジン制御(72)と、 を備えるブレーキ作動制御。 14.前記エンジン制御(72)は、エンジン速度と前記オペレータコマンドに応答し てコマンドされたベーン位置を表す信号を発するルックアップ表(400)を含むこ とを特徴とする請求項13に記載のブレーキ作動制御。 15.前記エンジン制御(72)は、前記第1信号に応答して、前記ベーンアクチュエ ータ(366)を作動させる作動信号を発する別のルックアップ表(402)を含むことを 特徴とする請求項14に記載のブレーキ作動制御。 16.前記エンジン制御(72)は、エンジン速度とオペレータコマンドに応答する第 3のルックアップ表(370)を含んでおり、可変タイミングポイントで前記排気バ ルブアクチュエータ(110)を作動させることを特徴とする請求項15に記載のブ レーキ作動制御。 17.前記形成手段(344)は、可変的な期間の間、各排気バルブアクチュエータを 作動させることを特徴とする請求項15に記載のブレーキ作動制御。 18.前記所望の車両状態は、エンジンブレーキ作動の大きさを有することを特徴 とする請求項13に記載のブレーキ作動制御。 19.前記所望の車両状態は車両速度を有しており、前記オペレータコマンドはク ルーズ制御(383e)によって発せられたコマンド速度信号を備えていることを特徴 とする請求項13に記載のブレーキ作動制御。 20.前記エンジン制御(72)は、実際の車両速度を表す実際の速度信号に応答し、 さらに前記コマンドされた速度信号と前記実際の速度信号との間の差の大きさを 表すエラー信号を発する加算器(393)を含むことを特徴とする請求項19に記載 のブレーキ作動制御。 21.前記エンジン制御(72)は、エンジン速度とオペレータコマンドに応答し前記 排気バルブアクチュエータ(110)の作動信号を発するルックアップ表(370)を含む ことを特徴とする請求項13に記載のブレーキ作動制御。 22.エンジン排気バルブ(40)が開かれて、これに対応する燃焼室(34)内の圧縮ガ スを圧縮行程中に排出させて、エンジンによって駆動される負荷にブレーキをか けるようにエンジン(30)がブレーキ作動モードで作動可能であり、吸気および排 気マニホルドを有するエンジン(30)のブレーキ作動制御において、 吸気および排気マニホルド圧の少なくとも1つを制御する手段(125)と、前 記排気バルブ(40)を開く排気バルブアクチュエータ(110)と、 エンジン(30)がブレーキ作動モードにあるときに作動し、前記制御手段(125 )と前記排気バルブアクチュエータ(110)を作動させるように所望の負荷状態を表 すコンドに応答して、前記排気バルブ(40)を選択可能0時間で選択可能な時間長 さの間、開くようにする手段(72)と、 を備えるブレーキ作動制御。 23.前記制御手段(125)は、前記吸気マニホルドに結合されている可変ジオメト リターボチャージャ(63)を備えることを特徴とする請求項22に記載のブレーキ 作動制御。 24.前記制御手段(125)は、前記吸気マニホルドに結合されたターボチャージャ( 63)と、該ターボチャージャ(63)をバイパスする制御可能なウエストゲート(410 )とを備えていることを特徴とする請求項22に記載のブレーキ作動制御。 25.前記制御手段(125)は、ターボチャージャ(63)と前記吸気マニホルドに結合 された圧力制御バルブ(416)を備えていることを特徴とする請求項22に記載の ブレーキ作動制御。 26.前記制御手段(125)は、前記吸気マニホルドに結合されたブースト圧出口と 排気ガス入口とを有するターボチャージャ(63)を含んでおり、前記制御手段(125 )がエンジン排気マニホルドと前記排気ガス入口との間に結合された手段(410)を 含みターボチャージャの速度を制御可能に変えることを特徴とする請求項22に 記載のブレーキ作動制御。
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