JPH0551052B2

JPH0551052B2 -

Info

Publication number: JPH0551052B2
Application number: JP61144720A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hirako; Hirotaka Sasa
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1993-07-30
Also published as: JPS631725A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は排気ブレーキ装置に係り、特に排気ブ
レーキ弁を開放して排気ブレーキを解除する際の
排気ブレーキ弁の開放速度の制御に関する。

［従来の技術］車両用排気ブレーキ装置は、機関の排気通路も
排気ブレーキ弁で絞ることにより、背圧を高めて
機関を制動させるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、従来の排気ブレーキ装置にあつて
は、排気ブレーキ弁を開放して排気ブレーキを解
除する際に、次のような問題があつた。

排気ブレーキ装置の排気ブレーキ力は、変速
ギヤ比が大きい（ギヤ段が低速側）ほど大き
い。従つて、排気ブレーキを解除する際に排気
ブレーキ弁の開放を瞬時に行なうと、変速ギヤ
比が大きい場合には排気ブレーキの解除による
加速感が顕著に現われ、乗員等に大きなシヨツ
クを与えることとなつていた。

このことはまた、機関の回転数を媒介とし
て、車両の運転状態と排気ブレーキ力との関係
についても言える。即ち、排気ブレーキ力は、
機関の排気弁と排気通路内の排気ブレーキ弁と
の間に蓄積される排ガス圧力によつて発生する
ものであり、排気ブレーキ弁は排気通路を絞つ
て排ガス圧力を蓄積するようになつている。こ
のような排気ブレーキ装置にあつては、機関が
低速回転している場合、排ガス流量が少ないた
め、またこの排ガスが順次排気ブレーキ弁を通
過して流出してしまうため、排気ブレーキ弁と
排気弁との間に適当な背圧を確保することがで
きない。また機関が高速回転している場合には
排ガス流量が過多となるため、背圧が過剰とな
つて排気弁を強制開放させたり、排ガスの洩れ
が顕著となつて十分な排気ブレーキ力を得るこ
とができない。このようなことから理解できる
ように、排気ブレーキ力は機関回転数によつて
も変化しており、充分大きな排気ブレーキ力を
発生する機関回転数において排気ブレーキ弁を
瞬時に開放させると、上述したと同様な不具合
を生ずることになる。

他方、上記の問題を勘案して、排気ブレー
キ弁の開放速度を一意的に遅く設定してシヨツ
クを低減させることが考えられる。

しかしながら、このように排気ブレーキ弁の
開放速度を一意的に遅く設定すると、元来シヨ
ツクのほとんどない変速ギヤ比が小さい（高速
側）場合にも、排気ブレーキ弁の開放速度が遅
くなつてしまう。そしてその結果、排気ブレー
キの解除時間が長引くことにより、解除後の加
速性の劣化等を生じさせて運転者の運転感覚に
悪影響を与えるおそれがある。

このことは、上述した機関回転数と排気ブレ
ーキ力との関係においても、充分大きな排気ブ
レーキ力が得られず排気ブレーキ解除時のシヨ
ツクがほとんどない機関の低速回転域及び高速
回転域の運転状態で同様である。

尚、排気ブレーキ弁を駆動するアクチユエータ
に、その構造上排気ブレーキ弁の開作動速度を制
御する開作動制御装置を備えた「デイーゼルエン
ジンの排気絞弁制御装置」（実開昭60−54737号公
報）が提案されている。この提案は、排気ブレー
キ弁の開放速度を、開作動初期とその後とで変更
制御するものであるが、アクチユエータに導入さ
れる負圧が一定である以上、車両が低速域から高
速域に亙つていかなるギヤ段で運転されているか
に拘わらず排気ブレーキ弁の開放速度自体に変わ
りはなく、従つて上記問題点を解決することはで
きないと考えられる。

［問題点を解決するための手段］本発明は、排気通路を絞つて機関を制動させる
排気ブレーキ弁と、変速ギヤ比を検出するギヤ段
検出手段と、機関の回転数を検出する機関回転検
出手段と、機関回転検出手段及びギヤ段検出手段
による検出値により制御マツプに従つて上記排気
ブレーキ弁の開作動速度を制御する制御手段とを
備え、制御マツプを、低回転側においては回転数
が小となるに従つて、中高回転側においては回転
数が大となるに従つて開作動速度が速くなり、且
つ変速ギヤ比が小の側で開作動速度が速く、大の
側で遅くなる制御内容としたものである。

［作用］上記構成によつて、ギヤ比が小さいとき及び回
転数がアイドル回転或いは最大付近の高速回転で
ある時には排気ブレーキ弁は速い速度で開放さ
れ、ギヤ比が大きいとき及び回転数が中位の回転
であるときには排気ブレーキ弁は遅い速度で開放
される。

［実施例］以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。

第１図に示すように、機関の排気管１によつて
区画形成された排気通路２内には、これを絞つて
機関を制動させるための排気ブレーキ弁３が設け
られる。この排気ブレーキ弁３はバタフライバル
ブで成り、その回転軸４が排気管１に回転自在に
支持されて、排気通路２内で回動されるようにな
つている。またこの排気ブレーキ弁３には、その
回転軸４にアクチユエータ５が連結される。本実
施例にあつてはアクチユエータ５として、速度制
御可能なモータ６が示されている。そして排気ブ
レーキ弁３は、その回転軸４がアクチユエータ５
に駆動されて排気通路２内に回動され、排気通路
２を絞つて排気ブレーキ力を発生するようになつ
ている。またこの排気ブレーキ弁３の回転軸４に
は、その回転量を検出して排気ブレーキ弁３の開
閉開度θを検出する一般的構成で成るポテンシヨ
メータ７が連結されている。

他方、第２図には、車両の運転状態を検出する
検出手段８と、排気ブレーキ弁３の開作動速度Ｖ
を、検出手段８によつて検出された検出値に応じ
て減速制御するマイクロコンピユータ等の制御手
段１０とが示されている。そして、車両の運転状
態を示す指標として変速ギヤ比Ｒと機関の回転数
Ｎが採用され、検出手段８としては、これら変速
ギヤ比Ｒ及び機関回転数Ｎを夫々検出するギヤ段
検出手段１１及び機関回転数検出手段１２が設置
されている。そしてこれら検出手段１１，１２は
制御手段１０に接続されて、検出値Ｒ，Ｎを制御
手段１０に出力するようになつている。ここにギ
ヤ段検出手段１１は、セレクトレバの操作に従つ
て切り換えられてセレクト位置を検出するセレク
トスイツチ１１ａと、シフトレバの操作に従つて
切り換えられてシフト位置を検出するシフトスイ
ツチ１１ｂとから構成され、これらスイツチ１１
ａ，１１ｂにより唯一の変速ギヤ段、即ち変速ギ
ヤ比Ｒを検出するようになつている。

また制御手段１０には、排気ブレーキスイツチ
１３、アクセルスイツチ１４並びにクラツチスイ
ツチ１５が接続され、排気ブレーキのON−OFF
のための条件が入力されるようになつている。即
ち、排気ブレーキスイツチ１３がON状態で、ア
クセルスイツチ１４がOFF（運転者がアクセルペ
ダルから足を離した状態）であつて且つクラツチ
スイツチ１５がON（クラツチが接続されている
状態）であるときに、排気ブレーキが作動される
ようになつている。そしてこれらスイツチ１３，
１４，１５のうち、いずれか一つでも上記条件を
満足しなくなつたならば、排気ブレーキ弁３が開
作動されて排気ブレーキが解除されるようになつ
ている。

更に制御手段１０には排気ブレーキ弁３を駆動
するアクチユエータ５が接続され、このアクチユ
エータ５に排気ブレーキ弁３の開作動速度Ｖを制
御する制御信号Svが出力されるようになつてい
る。また制御手段１０には、排気ブレーキ弁３の
開閉開度θ信号を出力するポテンシヨメータ７が
接続される。

ところで殊に制御手段１０のメモリには、第３
図に示すような制御グラフが記憶される。このグ
ラフについて詳述すると第４図に示すように、排
気ブレーキ作動時にはエンジンブレーキも作動し
ており、排気ブレーキによる動力吸収エネルギ量
は、排気ブレーキとエンジンブレーキとによる全
動力吸収エネルギ量（図中、Ａで示す）からエン
ジンブレーキによる動力吸収エネルギ量（図中、
Ｂで示す）を差し引いたエネルギ量（図中、Ａと
Ｂとで囲まれた斜線部分Ｃで示す）で表わされ
る。ここに、全動力吸収エネルギ量Ａ並びにエン
ジンブレーキによる動力吸収エネルギ量Ｂは、機
関回転数Ｎの増加に従つて単純増加してゆくのに
対して、排気ブレーキによる動力吸収エネルギ量
Ｃは、機関回転数Ｎの増加に従つて一旦増加しな
がらも、ある機関回転数N₀に達するとそれ以上
では順次減少傾向を示してゆく。このことは、排
気ブレーキ弁３が排気通路２を絞ることによつて
機関の背圧を高めて機関を制動させることと関連
している。第５図に示した機関回転数−排気ブレ
ーキによる動力吸収エネルギ量のグラフを用いて
説明すると、先ず機関がアイドル回転等の低い回
転数であるときは、単位時間当りの排ガス流量が
少ないため、排ガスは順次排気ブレーキ弁３を通
過して流出してしまい、機関の排気弁との間に充
分な排ガス圧力を確保することができない。従つ
て、機関の背圧を高めることができず、効率の良
い排気ブレーキ力を得ることができない（図中、
Ｄで示す）。他方、爾後機関回転数Ｎが順次増加
すると、それに従つて相当の排ガス流量を確保す
ることができるため、適当な背圧が発生して排気
ブレーキ力は順次高められてゆく（図中、Ｅで示
す）。更に機関回転数Ｎが増加してある回転数N₀
を超えると、今後は排ガス流量が過多となつて背
圧が高まり過ぎ、排気弁を強制開放させたり、ま
た排ガスの洩出による損失が大きくなつて、排気
ブレーキ力は順次減少してゆく結果となる（図
中、Ｆで示す）。

このように排気ブレーキ力は、機関回転数と相
関関係がある。そしてこのように機関回転数Ｎに
よつて排気ブレーキの効き具合に変化があること
は、機関回転数によつては排気ブレーキ弁３を瞬
時に開放することでシヨツク感を与えたり、ゆつ
くり開放することで加速感が損なわれたりするこ
とになる。そこで第３図に示すように、制御手段
１０のメモリには、縦軸に排気ブレーキ弁３の開
作動速度Ｖ、横軸に機関回転数Ｎがとられたグラ
フが記憶される。すなわち制御手段は、第３図の
制御マツプに従つて排気ブレーキ弁の開作動速度
を制御するようになつており、アイドル回転に近
い低回転側においては回転数が小となるに従つて
開作動速度が速くなるように、それ以外の中高回
転側においては回転数が大となるに従つて速くな
るように、且つ変速ギヤ比が小の側で開作動速度
が速く、ギヤ比大の側で遅くなるように形成され
ている。本実施例にあつては、グラフの傾斜を変
速ギヤが小の側で緩く、大の側で急にして、アイ
ドル回転及び最大回転においては変速ギヤ比にか
かわらず最速の開作動速度になるようにしてい
る。

次に実施例の作用について述べる。

第６図に示す制御フローに従つて説明する。

先ず、機関回転数検出手段１２、ギヤ段検出手
段１１、排気ブレーキスイツチ１３、クラツチス
イツチ１５並びにアクセルスイツチ１４から出力
される機関回転数Ｎ、変速ギヤ比Ｒその他スイツ
チ１３〜１５のON−OFF信号を読み込み、次に
進む。

ここで通常の排気ブレーキ弁３の閉作動につい
て制御フロー［Ｇ］に従つて説明する。先ず、排
気ブレーキスイツチ１３がON、変速ギヤ比Ｒが
０でギヤ段がニユートラル位置にあること、クラ
ツチスイツチ１５がON並びにアクセルスイツチ
１４がOFFならば排気ブレーキを作動させるた
めに、次に進む。

ポテンシヨメータ７から排気ブレーキ弁３の開
度θを読み込み、次に進む。

排気ブレーキ弁３の開度θが全閉でないならば
アクチユエータ５に閉成信号Scを出力する。こ
の際、排気ブレーキ弁３の開度θは逐次ポテンシ
ヨメータ７で検出されて制御手段１０にフイード
バツクされる。

最後に排気ブレーキ弁３が全閉となつたら、ア
クチユエータ５に停止信号Ssを出力し、排気ブ
レーキを作動状態に維持する。

他方、排気ブレーキ弁３の開作動について制御
フロー［Ｈ］に従つて説明する。

排気ブレーキスイツチ１３がOFF、変速ギヤ
比Ｒが０でなくギヤ段がニユートラル位置にない
こと、クラツチスイツチ１５がOFF、若しくは
アクセルスイツチ１４がONとなつたら排気ブレ
ーキを解除させるために、次に進む。

制御手段１０のメモリから変速ギヤ比Ｒ（ギヤ
段）に応じたグラフを読み込み、次に進む。

読み込んだグラフに対して、現在の機関回転数
Ｎに対応した排気ブレーキ弁３の開作動速度Ｖを
設定し、次に進む。

排気ブレーキ弁３の開度θが全開でないなら
ば、アクチユエータ５に先に設定した開作動速度
Ｖの開放信号Svを出力する。これにより排気ブ
レーキ弁３はシヨツク感を与えず、且つ加速感に
悪影響を与えない開作動速度Ｖで開放されてゆ
く。またこの際、排気ブレーキ弁３の開度θは逐
次ポテンシヨメータ７で検出されて制御手段１０
にフイードバツクされる。

最後に排気ブレーキ弁３が全開となつたら、ア
クチユエータ５に停止信号Ssを出力し、排気ブ
レーキを解除状態に維持することになる。

第７図〜第１０図には、アクチユエータ５に関
する変形例が示されている。

第７図及び第８図に示すものは、シリンダ１６
内に設けたピストン１７で空気圧室１８とバネ室
１９とを区画形成し、バネ室１９側へ延出された
ピストンロツド２０に駆動リンク２１を介して排
気ブレーキ弁３の回転軸４を連結すると共に、空
気圧室１８に電磁弁２２を介して空気圧源２３又
は大気側を接続して構成したものである。そし
て、排気ブレーキを解除する際には、空気圧源２
３から空気圧室１８へ作動空気を供給して排気ブ
レーキ弁３を閉状態とする電磁弁２２へのパルス
信号（ON）の時間的割合を徐々に減少させてゆ
く（デユーテイ比を徐々に100％→０％へ移行さ
せてゆく）ことにより、排気ブレーキ弁３の開速
度制御を達成するようにしたものである。制御手
段１０からはこのデユーテイ比を制御する信号が
出力されることになる。尚、電磁弁２２を制御す
るのに替えて、電磁弁２２と空気圧室１８との間
に可変流量絞り２４を介設し、この絞りを制御す
るようにしても良い。

第９図及び第１０図には、上述したと同様なシ
リンダ１６，１６を一対並設し、これらシリンダ
１６，１６の出力端となるピストンロツド２０，
２０を第１のリンク２７で連結すると共に、この
第１のリンク２７を適当に配分する位置に、駆動
リンク２１に連結された第２のリンク２８を接続
して構成したものである。そして両方のシリンダ
１６，１６に空気圧源２３から作動空気を供給し
て排気ブレーキ弁３を閉状態に維持しているとき
に、先ずレバ分配比の大きい方の第１の電磁弁２
５をOFFにし、次いでOFFした第１の電磁弁２
５を再びONすると共にON状態にあつた他方の
第２の電磁弁２６をOFFにし、最後に再びONさ
れた第１の電磁弁２５をOFFとするように電磁
弁２５，２６を制御することにより、段階的に排
気ブレーキ弁３を開放させるようにしたものであ
る。制御手段１０は、このような電磁弁２５，２
６の切換期間を制御信号として出力するようにな
つている。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、次のような優れ
た効果を発揮する。

変速ギヤ比及び機関の回転数により排気ブレー
キ弁の開作動速度を制御する制御手段を備えて、
回転域の高低、回転数の大小、及び変速ギヤ比の
大小により開作動速度を変えるようにしたので、
あらゆる運転状態においてその排気ブレーキ力に
相応した速度で開作動させることができ、ブレー
キ解除時におけるシヨツク感を適切に解消し、加
速性の劣化等を極めて有効に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す構成図、
第２図は制御系を示す構成図、第３図は制御手段
のメモリに記憶される機関回転数と排気ブレーキ
弁の開作動速度との関係を示すグラフ、第４図は
動力吸収エネルギ量と機関回転数との関係を示す
グラフ、第５図は排気ブレーキによる動力吸収エ
ネルギ量と機関回転数との関係を示すグラフ、第
６図は制御手段による制御フローの一例を示すフ
ローチヤート、第７図はアクチユエータの変形例
を示す構成図、第８図はその制御パルス信号の一
例を示す波形図、第９図はアクチユエータの他の
変形例を示す構成図、第１０図はその制御パルス
信号の一例を示す波形図である。図中、２は排気通路、３は排気ブレーキ弁、８
は検出手段、１０は制御手段、１１はギヤ段検出
手段、１２は機関回転数検出手段である。

Claims

【特許請求の範囲】

１排気通路を絞つて機関を制動させる排気ブレ
ーキ弁と、変速ギヤ比を検出するギヤ段検出手段
と、機関の回転数を検出する機関回転検出手段
と、該機関回転検出手段及びギヤ段検出手段によ
る検出値により制御マツプに従つて上記排気ブレ
ーキ弁の開作動速度を制御する制御手段とを備
え、上記制御マツプを、低回転側においては回転
数が小となるに従つて、中高回転側においては回
転数が大となるに従つて開作動速度が速くなり、
且つ変速ギヤ比が小の側で開作動速度が速く、大
の側で遅くなる制御内容としたことを特徴とする
排気ブレーキ装置。