WO2012057189A1 - 内燃機関の排気ブレーキ制御方法及び装置 - Google Patents

内燃機関の排気ブレーキ制御方法及び装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust brake control method and apparatus for an internal combustion engine for increasing the pressure in the exhaust pipe to increase the intake and exhaust resistance and increasing the rotational resistance of the engine to obtain a braking force.
  • An exhaust brake mounted as a kind of auxiliary brake mainly on trucks and buses with a vehicle weight of 3.5 tons or more is composed of an open / close valve (open / close valve) attached to an exhaust pipe downstream of the engine. By closing the exhaust pipe, the braking force is applied.
  • the on-off valve is opened and closed by the force of compression or negative pressure air or electricity, and is normally closed only when the clutch is engaged and the accelerator is not depressed, and is used as an exhaust brake.
  • the operating principle is that when the on-off valve is closed, the exhaust pipe pressure increases, and the engine operates like a compressor, so the intake and exhaust resistance (pumping loss) increases, which increases the rotational resistance of the engine and increases the braking force. It depends. That is, the exhaust brake may be said to be a device that amplifies the braking force of the engine brake.
  • exhaust brakes may be implemented using a variable capacity turbocharger (VGT) without using the on-off valve control system described above.
  • VVT variable capacity turbocharger
  • VGT vane installed on the upstream side of the turbine
  • the braking force works because the rotation resistance of the motor increases. That is, when the VGT vane of the variable capacity turbocharger is closed, the turbine rotation speed increases, the coaxial compressor rotation speed increases, the intake air amount increases, and when the air is discharged from the engine, Pressure increases and engine friction increases. Further, even if the engine speed is increased, the engine friction similarly increases.
  • the exhaust brake with a variable capacity turbocharger can simplify the system because it does not use a dedicated on-off valve, but it has a problem of weak braking force. This is because the effective area through which the exhaust gas passes when the valve is closed is large, and the pressure in the exhaust pipe cannot be increased.
  • Another factor is that because the number of parts in the turbocharger body is large, the sealing performance deteriorates, and even if the VGT vane is closed, a large amount of gas flows out from the gap and the exhaust pipe pressure is difficult to increase. It is.
  • the turbine rotation speed of the variable capacity turbocharger is determined by the amount of air discharged from the engine, and this air volume depends on the engine rotation speed, when the engine rotation speed is low, There is also a problem that the pressure is difficult to rise.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust brake for an internal combustion engine that can increase the braking force by increasing the pressure in the exhaust pipe when performing exhaust brake control in a vehicle in which an electric supercharger is connected to the intake system of the engine. It is to provide a control method and apparatus.
  • the present invention devised to achieve this object is to drive an electric supercharger at the time of exhaust brake control and control the compressor when performing exhaust brake control in a vehicle in which an electric supercharger is connected to an intake system of an engine.
  • This is an exhaust brake control method for an internal combustion engine in which the rotational speed is increased to a predetermined rotational speed to increase the intake air amount.
  • the exhaust brake control may be terminated when the command fuel injection amount exceeds a set threshold value or when the clutch is disengaged.
  • the present invention provides an exhaust brake control device that performs exhaust brake control in a vehicle in which an electric supercharger is connected to an intake system of an engine, and drives the electric supercharger during exhaust brake control to set a compressor rotational speed to a predetermined value.
  • the exhaust brake control device for an internal combustion engine includes an exhaust brake control unit that increases the intake air amount by increasing the rotational speed to
  • the brake force when exhaust brake control is performed in a vehicle in which an electric supercharger is connected to the intake system of the engine, the brake force can be increased by increasing the exhaust pipe pressure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an exhaust brake control method for an internal combustion engine according to the present invention. It is a figure which shows the relationship between a compressor rotational speed and intake / exhaust pressure. It is a figure which shows the relationship between a compressor rotational speed and pumping loss. It is a figure which shows the relationship between a compressor rotational speed and an engine friction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an engine that is a subject of the present invention.
  • an engine 10 as an object of the present invention has an electric supercharger 11 connected to an intake system, and drives a turbine (exhaust turbine) 12 of the electric supercharger 11 by exhaust energy. Supercharging is performed by a compressor (intake compressor) 13.
  • the electric supercharger 11 can rotate the turbine 12 and the compressor 13 on the same shaft by the motor 14, and can obtain an arbitrary rotation regardless of the flow rate of the exhaust gas.
  • Examples of the electric supercharger 11 include a variable capacity supercharger equipped with an electric motor, and a supercharger that can arbitrarily control the compressor rotation speed.
  • a variable capacity supercharger provided with an electric motor is used as the electric supercharger 11.
  • the air that has been compressed by the compressor 13 and heated to a high temperature is cooled at once by the charge air cooler 15, and after the intake air amount is adjusted by an intake throttle valve 16 provided at the front stage of the EGR valve 22 described later, To the combustion chamber 18 and used for combustion.
  • a VGT vane 20 that changes the flow rate of the exhaust gas by changing the opening area of the turbine blade according to the engine speed and adjusts the supercharging efficiency and the exhaust pressure is provided at the front stage of the turbine 12.
  • exhaust gas recirculation In exhaust, exhaust gas recirculation (EGR) is performed by returning a part of the exhaust gas to the intake air. It is possible to reduce the emissions of the NO X by performing the EGR.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • EGR if high temperature exhaust gas is directly inhaled, the intake air temperature rises and the intake charging efficiency is lowered. Therefore, the exhaust gas is once cooled by the EGR cooler 21 and then introduced into the intake air.
  • An EGR valve 22 is provided in the subsequent stage of the EGR cooler 21, and the EGR amount can be adjusted by controlling the opening degree.
  • An ECU (Engine Control Unit) 23 for controlling the engine 10 includes an air flow sensor 24 for detecting an intake flow rate, an intake throttle valve 16, a fuel injector 25 for injecting fuel into the combustion chamber 18, and a VGT vane. 20, a crank angle sensor 28 for detecting the crank angle of the crankshaft 27 connected to the EGR valve 22, the piston 26, the motor 14 of the electric supercharger 11, a throttle pedal sensor 29 for detecting the accelerator opening, A clutch pedal sensor 30 for detecting connection / disconnection of a clutch, which is means for transmitting the power of the engine 10 to the drive system, an exhaust brake operation switch 31 for operating an exhaust brake, and the like are connected.
  • exhaust brake control when exhaust brake control is performed in a vehicle in which the electric supercharger 11 is connected to the intake system of the engine 10, an internal combustion engine that forcibly raises the exhaust pipe pressure and increases the braking force by the exhaust brake.
  • the exhaust brake control method is characterized in that a new intake air amount is increased by controlling the compressor speed of the electric supercharger 11 in order to forcibly increase the exhaust pipe pressure.
  • the exhaust brake operation switch 31 is an ON-OFF switch that is operated by a driver.
  • the exhaust brake can be used when the switch is ON, and the exhaust brake cannot be used when the switch is OFF. Therefore, it can be determined whether or not the driver intends to use the exhaust brake by making an ON / OFF determination of the exhaust brake operation switch 31.
  • the exhaust brake operation condition is determined (S102). The determination of the exhaust brake operation condition is performed in order to operate the exhaust brake when the clutch is engaged and the accelerator is not depressed.
  • a set threshold value (which may be set to a state in which no fuel is injected) and whether or not the clutch pedal sensor 30 is OFF.
  • the VGT vane 20 is closed at the indicated opening obtained from the map determined from the engine rotational speed to suppress the outflow of the exhaust, and the intake throttle valve 16 is operated at the indicated opening obtained from the map determined from the engine rotational speed.
  • the electric supercharger 11 is driven during the exhaust brake control to increase the compressor rotational speed to a predetermined rotational speed to increase the intake air amount.
  • the compressor rotation speed at this time is determined from a map determined from the engine rotation speed.
  • the electric supercharger 11 is driven during the exhaust brake control to increase the compressor rotational speed to a predetermined rotational speed.
  • the intake / exhaust pressure increases, the pumping loss increases, the engine torque (motoring torque) increases, the friction of the engine alone increases, and the electric supercharger torque ( EAP driving torque) increases and the amount of work of the compressor 13 increases.
  • the overall work amount is increased, the engine friction is increased, and a large braking force is obtained.
  • an exhaust brake control device including the exhaust brake control unit 32.
  • the exhaust brake control unit 32 is mounted as a part of the ECU 23.
  • the exhaust brake control unit 32 controls the compressor rotation speed via an inverter (not shown) for driving the motor 14.
  • the pressure in the exhaust pipe can be increased to increase the braking force.

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Abstract

　エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気管内圧力を上昇させて制動力を増加させることができる内燃機関の排気ブレーキ制御方法を提供する。　エンジン（１０）の吸気系に電動過給機（１１）が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気ブレーキ制御時に電動過給機（１１）を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させる方法である。

Description

内燃機関の排気ブレーキ制御方法及び装置
　本発明は、排気管内圧力を上昇させて吸排気抵抗を増加させ、エンジンの回転抵抗を大きくして制動力を得るための内燃機関の排気ブレーキ制御方法及び装置に関するものである。
　主に車両重量３．５ｔ以上のトラックやバスなどで補助ブレーキの一種として搭載される排気ブレーキは、エンジン下流の排気管に取り付けられた開閉式の弁（開閉弁）で構成され、この開閉弁を閉として排気管を閉じることによって制動力を作用させるものである。
　開閉弁は、圧縮や負圧の空気による力、又は電気などにより開閉され、通常はクラッチを接続した状態で、且つアクセルを踏んでいないときだけ閉とし、排気ブレーキとして使用する。
　作動原理は、開閉弁を閉とすると排気管内圧力が高まり、エンジンがコンプレッサのように作動するので吸排気抵抗（ポンピング損失）が増加し、これがエンジンの回転抵抗を大きくして制動力を大きくすることによる。つまり、排気ブレーキは、エンジンブレーキの制動力を増幅させる装置と言っても良い。
　次に、排気ブレーキの派生的な使い方について説明する。
　乗用車や軽量トラックなどにおいては、前述した開閉弁の制御システムを使用せず、可変容量過給機（ＶＧＴ）を用いて排気ブレーキを実施することがある。
　作動原理の基本は前述の排気ブレーキと同様であり、通常タービン回転数を制御している可変ノズル（ＶＧＴベーン（タービン上流側に設置））を閉方向に制御すると吸排気抵抗が増加し、エンジンの回転抵抗が増えるので制動力が働くというものである。つまり、可変容量過給機のＶＧＴベーンを閉とすると、タービン回転速度が上昇して同軸上のコンプレッサ回転速度が上昇して吸入空気量が増加し、その空気がエンジンより排出されると排気管内圧力が上昇し、エンジンフリクションが増加する。また、エンジン回転速度を上昇させても同様にエンジンフリクションが増加する。
特開２００３－１１８４３３号公報
　しかしながら、可変容量過給機による排気ブレーキは、専用の開閉弁を用いない構造のためシステムを簡素化できる反面、制動力が弱くなる問題が生じる。これは、閉弁時に排気ガスが通過する有効面積が大きいのが原因であり、排気管内圧力を大きくできないためである。
　また、過給機本体の部品点数が多い分、密閉性が悪くなり、ＶＧＴベーンを閉弁しても隙間などから多くのガスが流出し、排気管内圧力が上昇しにくいのも要因の一つである。
　更に、可変容量過給機のタービン回転速度がエンジンから排出される空気量で決まっており、この空気量がエンジン回転速度に依存していることから、エンジン回転速度が小さい場合には、排気管内圧力が上昇しにくいという問題もある。
　そこで、本発明の目的は、エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気管内圧力を上昇させて制動力を増加させることができる内燃機関の排気ブレーキ制御方法及び装置を提供することにある。
　この目的を達成するために創案された本発明は、エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気ブレーキ制御時に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させる内燃機関の排気ブレーキ制御方法である。
　排気ブレーキ作動スイッチがＯＮとされ、指示燃料噴射量が設定した閾値以下で、且つ、クラッチが接続されているときに、排気ブレーキ制御を実行すると共に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を上げると良い。
　排気ブレーキ制御時に、更に、電動過給機のタービン上流に設けられたＶＧＴベーンを閉とし、吸気側に設けられた吸気スロットルバルブを開とすると良い。
　排気ブレーキ制御は、指示燃料噴射量が設定した閾値を超えたとき、或いはクラッチが切断されたときに終了すると良い。
　また、本発明は、エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行う排気ブレーキ制御装置において、排気ブレーキ制御時に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させる排気ブレーキ制御部を備える内燃機関の排気ブレーキ制御装置である。
　本発明によれば、エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気管内圧力を上昇させて制動力を増加させることができる。
本発明の対象となるエンジンの一例を示す概略図である。 本発明に係る内燃機関の排気ブレーキ制御方法を示すフローチャートである。 コンプレッサ回転速度と吸排気圧力の関係を示す図である。 コンプレッサ回転速度とポンピング損失の関係を示す図である。 コンプレッサ回転速度とエンジンフリクションの関係を示す図である。
　以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
　図１は、本発明の対象となるエンジンの一例を示す概略図である。
　図１に示すように、本発明の対象となるエンジン１０は、吸気系に電動過給機１１が接続されており、排気エネルギにより電動過給機１１のタービン（排気タービン）１２を駆動させてコンプレッサ（吸気コンプレッサ）１３により過給するようになっている。
　電動過給機１１は、モータ１４によって同一軸上のタービン１２とコンプレッサ１３を回転させることができ、排ガスの流速によらず任意の回転が得られるものである。電動過給機１１としては、例えば、電動機を備えた可変容量過給機や、任意にコンプレッサ回転速度を制御できるスーパーチャージャなどが挙げられる。ここでは、電動過給機１１として電動機を備えた可変容量過給機を用いる。
　コンプレッサ１３で圧縮され高温となった空気は、チャージエアクーラ１５にて一気に冷却され、後述するＥＧＲバルブ２２の前段に設けられた吸気スロットルバルブ１６で吸気量が調整された後、吸気弁１７を介して燃焼室１８に供給されて燃焼に使用される。
　その後、燃焼に使用された排ガスは、排気弁１９を介して排気され、その排気エネルギによってタービン１２を駆動する。タービン１２の前段には、エンジン回転数に応じてタービンブレードの開口面積を可変させることで排ガスの流量を変化させ、過給効率や排気圧力を調節するＶＧＴベーン２０が設けられている。
　排気の際には、排気の一部を吸気に戻すことにより、排気再循環（ＥＧＲ）を行うようになっている。ＥＧＲを行うことでＮＯXの排出量を低減することができる。
　ＥＧＲでは、高温の排気を直接吸気すると吸気温度が上昇して、吸気充填効率の低下を招いてしまうことから、排ガスはＥＧＲクーラ２１で一旦冷却されてから吸気に投入される。ＥＧＲクーラ２１の後段には、ＥＧＲバルブ２２が設けられており、その開度を制御することにより、ＥＧＲ量を調節できるようになっている。
　エンジン１０の制御を行うためのＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２３には、吸気流量を検出するためのエアフローセンサ２４、吸気スロットルバルブ１６、燃焼室１８に燃料を噴射するための燃料インジェクタ２５、ＶＧＴベーン２０、ＥＧＲバルブ２２、ピストン２６に接続されたクランクシャフト２７のクランク角度を検出するためのクランク角度センサ２８、電動過給機１１のモータ１４、アクセル開度を検出するためのスロットルペダルセンサ２９、エンジン１０の動力を駆動系に伝達する手段であるクラッチの接続、切断を検出するためのクラッチペダルセンサ３０、排気ブレーキを作動させるための排気ブレーキ作動スイッチ３１などが接続されている。
　さて、本発明は、エンジン１０の吸気系に電動過給機１１が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気管内圧力を強制的に上昇させて排気ブレーキによる制動力を大きくする内燃機関の排気ブレーキ制御方法であり、排気管内圧力を強制的に上昇させるべく、電動過給機１１のコンプレッサ回転数を制御して新規吸入空気量を増加させる点に特徴がある。
　以下、本発明に係る内燃機関の排気ブレーキ制御方法を図２を用いて説明する。
　先ず、排気ブレーキ作動スイッチ３１のＯＮ－ＯＦＦ判定を行う（Ｓ１０１）。排気ブレーキ作動スイッチ３１は、ドライバーが操作するＯＮ－ＯＦＦのスイッチであり、スイッチがＯＮ状態で排気ブレーキを使用可能とし、スイッチがＯＦＦの状態で排気ブレーキを使用不可とするものである。そのため、この排気ブレーキ作動スイッチ３１のＯＮ－ＯＦＦ判定を行うことで、ドライバーが排気ブレーキの使用を意図しているか否かが分かる。
　この判定において、排気ブレーキ作動スイッチ３１がＯＦＦのときは、通常制御（排気ブレーキＯＦＦ）に移行する（Ｓ１０５）。
　一方、排気ブレーキ作動スイッチ３１がＯＮのときは、排気ブレーキ作動条件の判定を行う（Ｓ１０２）。この排気ブレーキ作動条件の判定は、クラッチを接続した状態で、且つアクセルを踏んでいないときに、排気ブレーキを作動させるために行うものである。
　具体的には、指示燃料噴射量が設定した閾値（燃料無噴射となる状態に設定しても良い）以下であるか否か、及びクラッチペダルセンサ３０がＯＦＦであるか否かを判定する。
　いずれかの条件を満たさないときは、通常制御に移行し（Ｓ１０５）、指示燃料噴射量が設定した閾値以下で、且つ、クラッチが接続されているとき、即ち、いずれの条件も満たすときは、排気ブレーキ制御を開始する（Ｓ１０３）。
　排気ブレーキ制御では、エンジン回転速度から決まるマップより得られた指示開度でＶＧＴベーン２０を閉として排気の流出を抑え、エンジン回転速度から決まるマップより得られた指示開度で吸気スロットルバルブ１６を開として排気管内に積極的に吸気し、ＥＧＲバルブ２２を全閉とすることで、排気管内圧力を上昇させる。
　本発明においては、この排気ブレーキ制御を行うに際し、排気ブレーキ制御時に電動過給機１１を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させる。このときのコンプレッサ回転速度は、エンジン回転速度から決まるマップより定められる。
　その後、排気ブレーキ制御停止の判定を行う（Ｓ１０４）。具体的には、指示燃料噴射量が設定した閾値（燃料噴射している状態に設定しても良い）を超えたとき、又は排気ブレーキ作動スイッチ３１がＯＦＦとされたとき、或いはクラッチペダルセンサ３０がＯＮとされたとき、即ちクラッチが切断されたとき、排気ブレーキ制御を停止して通常制御に移行し（Ｓ１０５）、それ以外の場合には排気ブレーキ制御を継続する（Ｓ１０３）。
　このように本発明では、排気ブレーキ制御を行うに際し、排気ブレーキ制御時に電動過給機１１を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げる。これにより、図３～５に示すように、吸排気圧力が上昇すると共にポンピング損失が増加し、エンジントルク（モータリングトルク）が増加してエンジン単体のフリクションが増加すると共に電動過給機トルク（ＥＡＰ駆動用トルク）が増加してコンプレッサ１３の仕事量が増加する。これにより、全体での仕事量が増加してエンジンフリクションが増え、大きな制動力が得られる。
　これらの制御は、排気ブレーキ制御部３２を備える排気ブレーキ制御装置によって行われる。排気ブレーキ制御部３２は、例えば、図１に示すように、ＥＣＵ２３の一部として搭載される。この排気ブレーキ制御部３２は、モータ１４を駆動するための図示しないインバータを介してコンプレッサ回転速度の制御を行う。
　以上要するに、本発明によれば、エンジン１０の吸気系に電動過給機１１が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気管内圧力を上昇させて制動力を増加させることができる。
　なお、電動過給機１１として任意にコンプレッサ回転速度を制御できるスーパーチャージャなどを用いる場合には、ＶＧＴベーン２０に代えて排気管内に設けたシャッターバルブを閉じて、排気ブレーキ制御を行うと良い。
１０　エンジン
１１　電動過給機
１２　タービン
１３　コンプレッサ
１４　モータ
１５　チャージエアクーラ
１６　吸気スロットルバルブ
１７　吸気弁
１８　燃焼室
１９　排気弁
２０　ＶＧＴベーン
２１　ＥＧＲクーラ
２２　ＥＧＲバルブ
２３　ＥＣＵ
２４　エアフローセンサ
２５　燃料インジェクタ
２６　ピストン
２７　クランクシャフト
２８　クランク角度センサ
２９　スロットルペダルセンサ
３０　クラッチペダルセンサ
３１　排気ブレーキ作動スイッチ
３２　排気ブレーキ制御部

Claims (5)

  1. 　エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行うに際し、排気ブレーキ制御時に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させることを特徴とする内燃機関の排気ブレーキ制御方法。
  2. 　排気ブレーキ作動スイッチがＯＮとされ、指示燃料噴射量が設定した閾値以下で、且つ、クラッチが接続されているときに、排気ブレーキ制御を実行すると共に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を上げる請求項１に記載の内燃機関の排気ブレーキ制御方法。
  3. 　排気ブレーキ制御時に、更に、電動過給機のタービン上流に設けられたＶＧＴベーンを閉とし、吸気側に設けられた吸気スロットルバルブを開とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気ブレーキ制御方法。
  4. 　排気ブレーキ制御は、指示燃料噴射量が設定した閾値を超えたとき、或いはクラッチが切断されたときに終了する請求項１～３のいずれかに記載の内燃機関の排気ブレーキ制御方法。
  5. 　エンジンの吸気系に電動過給機が接続された車両で排気ブレーキ制御を行う排気ブレーキ制御装置において、
    　排気ブレーキ制御時に電動過給機を駆動してそのコンプレッサ回転速度を所定の回転数まで上げて吸入空気量を増加させる排気ブレーキ制御部を備えることを特徴とする内燃機関の排気ブレーキ制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130276443A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling an exhaust-braking engine maneuver
WO2014007751A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Scania Cv Ab Method, system and computer program for delaying reduction of charge air pressure if brakes are activated
US9133757B2 (en) * 2012-10-10 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Engine control system and method

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5724296B2 (ja) * 2010-10-28 2015-05-27 いすゞ自動車株式会社 エンジンシステム
WO2013189506A1 (en) 2012-06-19 2013-12-27 Volvo Lastvagnar Ab A device for controlling a gas flow, an exhaust aftertreatment system and a system for propelling a vehicle
CN103452676B (zh) * 2013-09-11 2015-10-28 大连理工大学 一种发动机排气制动控制系统及控制方法
CN103742272A (zh) * 2013-10-24 2014-04-23 东风南充汽车有限公司 天然气发动机排气制动控制系统
CN104121108B (zh) * 2014-07-03 2017-03-08 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机压缩释放制动控制方法、装置及系统
AT516513B1 (de) * 2014-12-15 2016-06-15 MAN Truck & Bus Österreich AG Motorbremsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Motorbremsvorrichtung
DE102015001081A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Man Truck & Bus Ag Motorbremsverfahren für eine aufgeladene Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Modulation einer Motorbremsleistung eines Kraftfahrzeugs mit aufgeladener Brennkraftmaschine
JP2017066958A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
CN105508058B (zh) * 2015-12-07 2018-03-13 潍柴动力股份有限公司 适用于电控发动机的辅助制动超速警示方法及装置
KR20180103930A (ko) * 2016-01-19 2018-09-19 마크 맥그레거 워너 배기 포팅 장치
AT518258B1 (de) * 2016-02-19 2017-09-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
WO2018065053A1 (en) 2016-10-06 2018-04-12 Volvo Truck Corporation An internal combustion engine and a method for controlling a braking torque of the engine
JP6836929B2 (ja) * 2017-02-16 2021-03-03 三菱重工業株式会社 エンジン出力推定装置及び方法
CN108612590B (zh) * 2018-03-15 2020-05-08 东风商用车有限公司 一种智能化发动机配气机构保护系统及其控制方法
IT201900003827A1 (it) * 2019-03-15 2020-09-15 Fpt Motorenforschung Ag Metodo e dispositivo per migliorare le prestazioni di un motore a combustione interna
IT201900003815A1 (it) * 2019-03-15 2020-09-15 Fpt Motorenforschung Ag Metodo e dispositivo per migliorare una procedura di freno motore
CN110318897B (zh) * 2019-06-27 2022-04-15 潍柴重机股份有限公司 一种基于烟度限制的电控发动机控制方法
CN216361033U (zh) 2020-05-11 2022-04-22 博格华纳公司 用于电致动涡轮增压器的电力耗散器组件
US11391223B2 (en) * 2020-08-19 2022-07-19 Caterpillar Inc. Increasing braking power and exhaust gas temperature
KR20220080992A (ko) * 2020-12-08 2022-06-15 현대자동차주식회사 엔진의 egr 쿨러의 막힘 방지 방법 및 그 방지 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02104918A (ja) * 1988-10-12 1990-04-17 Isuzu Motors Ltd ターボチャージャの排気ブレーキ装置
JPH05141254A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Isuzu Motors Ltd 制動力制御装置
JPH0988619A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Isuzu Motors Ltd 制動力制御装置
JPH10141077A (ja) * 1996-11-13 1998-05-26 Mitsubishi Motors Corp エンジンブレーキ装置
JP2003118433A (ja) 2001-10-15 2003-04-23 Isuzu Motors Ltd 排気ブレーキ装置の制御装置
JP2003247433A (ja) * 2002-02-14 2003-09-05 Holset Eng Co Ltd 排気ブレーキ制御装置
JP2004150319A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 圧縮着火式内燃機関

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4494506A (en) * 1982-02-03 1985-01-22 Mazda Motor Corporation Intake system for an internal combustion engine
JPH01116234A (ja) * 1987-10-28 1989-05-09 Isuzu Motors Ltd ターボコンパウンドエンジン
US5718199A (en) * 1994-10-07 1998-02-17 Diesel Engine Retarders, Inc. Electronic controls for compression release engine brakes
IT1280906B1 (it) * 1995-08-11 1998-02-11 Iveco Fiat Unita' motrice per un veicolo e relativo metodo di controllo
US6868824B2 (en) * 2000-03-31 2005-03-22 Diesel Engine Retarders, Inc. System and method of gas recirculation in an internal combustion engine
US6866017B2 (en) * 2001-05-22 2005-03-15 Diesel Engine Retarders, Inc. Method and system for engine braking in an internal combustion engine using a stroke limited high pressure engine brake
CN101180459B (zh) * 2002-12-23 2012-03-21 雅各布斯车辆系统公司 发动机制动方法及设备
AT502997B1 (de) * 2005-12-20 2013-09-15 Man Truck & Bus Oesterreich Ag Vorrichtung zur steigerung der bremsleistung einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine eines fahrzeugs während des motorbremsbetriebes
JP2009156109A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Nissan Diesel Motor Co Ltd ブレーキ装置
JP2009222007A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
JP2009228448A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Mazda Motor Corp エンジンの過給装置
JP2010025231A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Toyota Motor Corp 蓄圧アシスト付過給エンジンの制御装置
US8738248B2 (en) * 2008-10-21 2014-05-27 Allison Transmission, Inc. System for controlling vehicle overspeeding via control of one or more exhaust brake devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02104918A (ja) * 1988-10-12 1990-04-17 Isuzu Motors Ltd ターボチャージャの排気ブレーキ装置
JPH05141254A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Isuzu Motors Ltd 制動力制御装置
JPH0988619A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Isuzu Motors Ltd 制動力制御装置
JPH10141077A (ja) * 1996-11-13 1998-05-26 Mitsubishi Motors Corp エンジンブレーキ装置
JP2003118433A (ja) 2001-10-15 2003-04-23 Isuzu Motors Ltd 排気ブレーキ装置の制御装置
JP2003247433A (ja) * 2002-02-14 2003-09-05 Holset Eng Co Ltd 排気ブレーキ制御装置
JP2004150319A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 圧縮着火式内燃機関

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2634405A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130276443A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling an exhaust-braking engine maneuver
WO2014007751A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Scania Cv Ab Method, system and computer program for delaying reduction of charge air pressure if brakes are activated
US9133757B2 (en) * 2012-10-10 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Engine control system and method

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