專利名稱：發動機系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機系統，在發動機制動時使用壓縮釋放制動，該壓縮釋放制動通過在發動機的壓縮上死點附近強制地使排氣閥進行開動作而將壓縮壓力釋放來得到制動力。
背景技術：
一般，在下坡等施加制動的頻度較高時，并用發動機制動。但是，在卡車、公共汽車等大型車輛中，在本來車輛重量就較大的基礎上還要加上裝載重量，因此在裝載重量較大的情況、坡道的坡度較大的情況下，有時得不到充分的發動機制動的效果。因此，在發動機制動時，輔助地使用能夠得到強大的制動力的壓縮釋放制動。壓縮釋放制動為，通過在發動機的壓縮上死點附近強制地使排氣閥進行開動作而將壓縮壓力釋放，由此在膨脹沖程中抑制將活塞按下的力的產生，而使在壓縮沖程中得到的制動力有效地作用。另外，作為與本申請的發明相關聯的現有技術文獻信息，存在專利文獻I 4、非專利文獻I。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2007-239655號公報專利文獻2:日本特開平9-104259號公報專利文獻3:日本特開2006-177171號公報專利文獻4:日本特開2010-209735號公報非專利文獻非專利文獻1:茨木誠一及其他四名，“電動輔助渦輪增壓器‘混合動力渦輪’的開發”，三菱重工技報，Vol.43，N0.3，2006 年，p.36-40
發明內容
發明要解決的課題然而，近年來，為了車輛的燃料消耗率提高及CO2排出量的降低，如下技術的開發盛行:減小發動機的排量(發動機尺寸減小(engine downsizing)),或者通過潤輪增壓器等增壓器來確保動力性能。但是，當由于發動機尺寸減小而發動機的排量變小時，存在壓縮釋放制動的制動力會減少的問題。為了使壓縮釋放制動的制動力增加，增大壓縮壓力而使壓縮沖程中的功增大即可。為了增大壓縮壓力，可以考慮提高增壓壓力(boost pressure)，但在發動機制動中不能夠進行產生扭矩的燃料噴射，排氣能量的上升存在極限，因此基于渦輪增壓器的增壓壓力的上升存在極限。
因此，本發明的目的在于提供一種發動機系統，解決上述課題，在發動機制動中能夠確保充分的增壓壓力，能夠提高壓縮釋放制動的制動力。用于解決課題的手段本發明是為了實現上述目的而進行的，本發明的發動機系統具備:壓縮釋放制動裝置，在發動機制動時使壓縮釋放制動工作，該壓縮釋放制動通過在發動機的壓縮上死點附近強制地使排氣閥進行開動作而將壓縮壓力釋放來得到制動力；電動輔助渦輪增壓器，具有配置在上述發動機的排氣通路中而通過排氣來驅動的渦輪機、配置在進氣通路中而通過上述渦輪機的轉矩來驅動的壓縮機、及對上述壓縮機的驅動力進行輔助的電動馬達；以及電動馬達控制部，在上述壓縮釋放制動的工作中，驅動上述電動馬達。上述電動馬達控制部也可以構成為，在上述壓縮釋放制動的工作中、且在油門踏板返回方向的油門開度的變化量比預先設定的閾值大時，驅動上述電動馬達。上述電動馬達控制部也可以構成為，以與油門踏板返回方向的油門開度的變化量相應的轉速來驅動上述電動馬達。發明的效果根據本發明，能夠提供一種發動機系統，在發動機制動中能夠確保充分的增壓壓力，能夠提高壓縮釋放制動的制動力。
圖1是本發明一個實施方式的發動機系統的概略構成圖。圖2是在圖1的發動機系統中、壓縮釋放制動工作時的PV線圖。
具體實施例方式以下，參照
本發明的實施方式。圖1是本實施方式的發動機系統的概略構成圖。如圖1所示，發動機系統I具備電動輔助渦輪增壓器(混合動力渦輪)2，該電動輔助渦輪增壓器2具有配置在發動機E的排氣通路6中而通過排氣來驅動的渦輪機3、配置在進氣通路7中而通過渦輪機3的轉矩來驅動的壓縮機4、以及輔助壓縮機4的驅動力(輔助渦輪機3的轉矩)的電動馬達5。電動輔助渦輪增壓器2的電動馬達5 —體地設置在渦輪機3和壓縮機4之間，更具體地，一體地設置在將渦輪機3的渦輪機葉輪3a與壓縮機4的壓縮機葉輪4a進行連結的渦輪軸8上。電動馬達5例如由DC伺服馬達構成。另外，電動馬達5與渦輪軸8—體地設置，因此電動馬達5的轉速與電動輔助渦輪增壓器2的轉速(渦輪轉速)變得相等。電動輔助渦輪增壓器2的詳細構造屬于現有技術，因此在此省略說明。以下，將電動輔助渦輪增壓器2簡稱為渦輪增壓器2。排氣通路6的最上游與發動機E的排氣歧管9連接，在其下游側的排氣通路6中依次設置有渦輪增壓器2的渦輪機3、排氣節氣門11、以及廢氣凈化裝置12，排氣通路6的最下游向大氣開放。在進氣通路7的最上游設置有空氣濾清器13，在其下游側的進氣通路7中依次設置有渦輪增壓器2的壓縮機4、中冷器(增壓空氣冷卻器)14、以及進氣節氣門15，進氣通路7的最下游與發動機E的進氣歧管10連接。此外，在該發動機系統I中，進行使從發動機E排出的廢氣的一部分向進氣側回流的EGR控制。具體地，設置EGR管18，以便將渦輪機3上游側的排氣通路6與進氣節氣門15下游側的進氣通路7連接，在該EGR管18上分別設置有用于對向進氣側回流的廢氣量即EGR量(或者EGR率)進行調整的EGR閥16、以及對向進氣側回流的廢氣進行冷卻的EGR冷卻器17。并且，發動機系統I具備壓縮釋放制動裝置19，該壓縮釋放制動裝置19為，在發動機制動時，通過在發動機E的壓縮上死點附近強制地使排氣閥24進行開動作而將壓縮壓力釋放來得到制動力。壓縮釋放制動裝置19具備:切換開關20，通過接通斷開來切換是否使壓縮釋放制動工作；以及壓縮釋放制動控制部21，在切換開關20為接通時，在發動機制動工作時在壓縮上死點附近強制地使排氣閥24進行開動作。并且，發動機系統I具備電動馬達控制部22，該電動馬達控制部22在壓縮釋放制動的工作中驅動電動馬達5。壓縮釋放制動控制部21和電動馬達控制部22作為程序而組入到ECU (Electronical Control Unit:電子控制裝置)23中。另外，在ECU23中，為了進行發動機E的控制，而識別發動機速度、燃料噴射量、油門開度等所有發動機參數。電動馬達控制部22構成為，在壓縮釋放制動的工作中、且在油門踏板返回方向的油門開度的變化量(即油門踏板的返回量)比預先設定的閾值大時，驅動電動馬達5。BP,在發動機系統I中，在油門踏板的返回量較小時，不使電動馬達5驅動而僅使壓縮釋放制動工作，僅在油門踏板的返回量較大時，才驅動電動馬達5而使壓縮釋放制動的制動力提高。此外，電動馬達控制部22構成為，以與油門踏板返回方向的油門開度的變化量相應的轉速來驅動電動馬達5。由此，能夠在壓縮釋放制動的工作中調節向發動機E供給的空氣量，并能夠調節壓縮釋放制動的制動力，油門踏板的返回量越多則能夠使制動力越大。如圖2中實線所示那樣，當在壓縮釋放制動的工作中驅動電動馬達5時，增壓壓力上升而壓縮沖程的起始壓力變高。結果，壓縮沖程的結束壓力也變高，與不驅動電動馬達5的情況(虛線)相比較，逆時針的環的面積、即負的功量(制動力)變大。該逆時針的環的面積能夠通過增壓壓力來調節，因此通過控制電動馬達5的驅動量(例如控制對電動馬達5施加的電壓的大小)，能夠得到所希望的制動力。如以上所說明的那樣，在本實施方式的發動機系統I中，使用具有電動馬達5的電動輔助渦輪增壓器2，在壓縮釋放制動的工作中驅動電動馬達5。在發動機制動中，由于不噴射燃料，因此排氣能量降低，而渦輪轉速也降低，但根據本發明，通過驅動電動馬達5，能夠使發動機制動中的增壓壓力上升，提高壓縮釋放制動的制動力，而得到強大的制動力。此外，根據本發明，即使將發動機小排量化也能夠得到充分的制動力，因此能夠實現進一步的發動機尺寸減小，并能夠進一步提聞燃料消耗率。并且，在發動機系統I中，在壓縮釋放制動的工作中、且在油門踏板返回方向的油門開度的變化量比預先設定的閾值大時，驅動電動馬達5，并以與油門踏板返回方向的油門開度的變化量相應的轉速來驅動電動馬達5。在以往的發動機系統中，在高速公路上連續較長的下坡的情況、或者頻繁被加塞的情況下等，當為了安全而預先將切換開關20切換到接通(使用壓縮釋放制動的模式)時，制動力變得過大而踩踏油門踏板的量反而變多，產生燃料消耗率變差這種問題，但根據本發明，能夠根據油門踏板的返回量來調整制動力，因此還能夠消除這種不良情況。例如，在由于發動機尺寸減小而僅使壓縮釋放制動工作時的制動力比現狀小、且油門踏板的返回量較大時，如果通過電動馬達5的輔助而得到與現狀的制動力同等或者其以上的制動力，則能夠消除上述不良情況，同時還能夠實現燃料消耗率提高。此外，在電動輔助渦輪增壓器2中，在排氣能量存在余量時，還能夠將電動馬達5用作為發電機而得到再生電力。本發明并不限定于上述實施方式，當然能夠在不脫離本發明的主旨的范圍內進行各種變更。符號的說明I發動機系統2電動輔助渦輪增壓器3渦輪機4壓縮機5電動馬達6排氣通路7進氣通路19壓縮釋放制動裝置22電動馬達控制部
權利要求
1.一種發動機系統，其特征在于，具備: 壓縮釋放制動裝置，在發動機制動時使壓縮釋放制動工作，該壓縮釋放制動通過在發動機的壓縮上死點附近強制地使排氣閥進行開動作而將壓縮壓力釋放來得到制動力；電動輔助渦輪增壓器，具有配置在上述發動機的排氣通路中而通過排氣來驅動的渦輪機、配置在進氣通路中而通過上述渦輪機的轉矩來驅動的壓縮機、及對上述壓縮機的驅動力進行輔助的電動馬達；以及 電動馬達控制部，在上述壓縮釋放制動的工作中，驅動上述電動馬達。
2.如權利要求1所述的發動機系統，其中， 上述電動馬達控制部構成為，在上述壓縮釋放制動的工作中、且在油門踏板返回方向的油門開度的變化量比預先設定的閾值大時，驅動上述電動馬達。
3.如權利要求1或2所述的發動機系統，其中， 上述電動馬達控制部構成為，以與油門踏板返回方向的油門開度的變化量相應的轉速來驅動上述電動馬達。
全文摘要
提供一種發動機系統，在發動機制動中能夠確保充分的增壓壓力，并能夠提高壓縮釋放制動的制動力。該發動機系統具備壓縮釋放制動裝置(19)，在發動機制動時使壓縮釋放制動工作，該壓縮釋放制動通過在發動機(E)的壓縮上死點附近強制地使排氣閥(24)進行開動作而將壓縮壓力釋放來得到制動力；電動輔助渦輪增壓器(2)，具有配置在發動機(E)的排氣通路(6)中而通過排氣來驅動的渦輪機(3)、配置在進氣通路(7)中而通過渦輪機(3)的轉矩來驅動的壓縮機(4)、及對壓縮機(4)的驅動力進行輔助的電動馬達(5)；以及電動馬達控制部(22)，在壓縮釋放制動的工作中，驅動電動馬達(5)。
文檔編號F02D13/04GK103180583SQ20118005140
公開日2013年6月26日 申請日期2011年10月24日 優先權日2010年10月28日
發明者橘川功, 菅野知宏, 阿部義幸, 木村治世, 飯島章, 石橋直樹, 坂下翔吾 申請人:五十鈴自動車株式會社