JPH0667832U - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行中に排気ブレーキの制動力を容易に変更
可能にするとともに、内燃機関の低速回転域においても
確実な制動力を得る。 【構成】 エンジンの排気により駆動される過給手段５
７と、過給手段５７の容量を変更する手段５６と、アク
セルペダル５０の踏み込み量を検出する手段５１と、過
給手段５７の容量を設定する手段５５と、排気ブレーキ
の作動を指令する手段５２と、指令手段５２がオンのと
きに前記アクセルペダル５０の踏み込み量と予め設定し
た踏み込み量とを比較する手段５３と、この比較結果が
予め設定した踏み込み量未満のときに過給手段５７の容
量が容量設定手段５５の設定値となるよう容量変更手段
５６を駆動する制御手段５４とを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、可変容量型の過給器を備えた内燃機関を搭載する車両における排気 ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

トラックなどの車両ではフットブレーキの他に補助制動手段として排気管を閉 鎖することにより燃焼室の圧力を高めて駆動輪に制動を加える排気ブレーキ装置 を備えたものが知られており、可変容量型の過給器を備えた内燃機関を搭載する 車両では実開平１−１３１８３０号公報に開示されるように、排気ブレーキの作 動時にターボチャージャの容量を変化させるノズルベーンを全開にし、ターボチ ャージャから排気管に介装したシャッタへの排気の流量を高めることにより排気 ブレーキの応答性を向上させるものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来の排気ブレーキ装置では、排気ブレーキが発生する制 動力をシャッタの閉鎖、開放により制御するため、例えば、積載物の重量等に応 じて制動力を変更することが難しく、また、内燃機関の高速回転域において排気 ブレーキを作動させたときに、排気管の圧力が設定値を越えて上昇しないように シャッタから排気の一部を排出することで排気管を保護するため、内燃機関の低 速回転域では排気の圧力が低くなるため排気ブレーキによって充分な制動力が得 られない場合があった。

【０００４】 そこで本考案は、走行中に排気ブレーキの制動力を容易に変更可能にするとと もに、内燃機関の低速回転域においても確実な制動力が得られる排気ブレーキ装 置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本考案は、図１に示すように、エンジンの排気により駆動される過給手段５７ と、前記過給手段５７の容量を変更する手段５６と、アクセルペダル５０の踏み 込み量を検出する手段５１と、過給手段５７の容量を予め設定する手段５５と、 排気ブレーキの作動を指令する手段５２と、前記指令手段５２がオンのときに前 記アクセルペダル５０の踏み込み量と予め設定した踏み込み量とを比較する手段 ５３と、この比較結果が予め設定した踏み込み量未満のときに前記過給手段５７ の容量が前記容量設定手段５５の設定値となるよう前記容量変更手段５６を駆動 する制御手段５４とを備える。

【０００６】

【作用】

排気ブレーキの指令手段をオンにするともに、アクセルペダルを所定の踏み込 み量未満に緩めると、制御手段は容量設定手段の設定値に基づいて容量変更手段 を駆動して過給手段の容量を変更する。ここで、容量設定手段の設定値を最小値 に設定すれば、過給手段を通過する排気の流量を規制するため内燃機関の燃焼室 に加わる背圧を上昇させて内燃機関の低速回転域においても確実に排気ブレーキ による制動を行うことができ、また、容量設定手段の設定値を車両の重量などに 応じて変更することにより、走行状態に応じた制動力を容易に得ることができる 。

【０００７】

【実施例】

図２〜３にディーゼルエンジンを搭載した車両に対して本考案を適用した実施 例を示している。

【０００８】 図２〜３において、図示しないディーゼルエンジン（以下エンジンとする）の 排気ポートから排気の供給を受けて駆動されるターボチャージャ１の下流には排 気管２が接続される。

【０００９】 ターボチャージャ１は、図３にも示すように、エンジンからの排気のエネルギ ーによって回転するタービンロータ１１を内部に収装し、タービンロータ１１の 同軸上の外周にはターボチャージャ１の容量を変更するための複数のノズルベー ン１２が回動自由に支持される。このノズルベーン１２が図中全開位置と全閉位 置との間で回動することにより、ターボチャージャ１に流入する排気の流量を規 制することでターボチャージャ１の容量を最大容量と最小容量との間の任意の容 量に設定することができる。

【００１０】 ターボチャージャ１の容量を変更するノズルベーン１２は供給される負圧に応 じて伸縮するダイヤフラム７により駆動される。ダイヤフラム７はロッド７１を 介してターボチャージャ１に軸支されるクランク７２と連結し、ダイヤフラム７ の往復運動はクランク７２により回動方向の運動に変換され、ターボチャージャ １の内部に収装された図示しないリンク等を介してクランク７２とノズルベーン １２とを連結し、ダイヤフラム７の伸縮によりノズルベーン１２を駆動する。

【００１１】 ダイヤフラム７は管路７０を介して接続されたバキュームポンプ９から負圧の 供給を受け、管路７０にはバキュームポンプ９が供給する負圧を制御する電磁弁 ８が介装される。

【００１２】 電磁弁８は圧力制御弁などにより構成され、この電磁弁８が設定した負圧に応 じてダイヤフラム７を伸縮させ、ダイヤフラム７が最伸長位置に向けて伸長する とノズルベーン１２は図３に示す全開位置（ターボチャージャ１の最大容量）へ 回動する一方、最収縮位置に向けてダイヤフラム７が収縮するとノズルベーン１ ２は同じく全閉位置（ターボチャージャ１の最小容量）へ回動し、ターボチャー ジャ１の容量が変更される。

【００１３】 電磁弁８はマイクロコンピュータ等で構成されるコントロールユニット３によ り駆動され、コントロールユニット３はアクセルペダル４の踏み込み量を検出す るポジションセンサ５からの信号と、図示しない運転室などに設けられて排気ブ レーキの作動を指示するスイッチ６と、同じく運転室などに設けられて排気ブレ ーキの制動力を設定する設定器１２からの信号に基づいて、排気ブレーキの作動 時における電磁弁８の負圧を制御するとともに、排気管２の途中に介装されて排 気管２を閉鎖、開放する排気シャッタ２０の制御を行う。なお、排気シャッタ２ ０の閉鎖位置においては排気の一部の通過を許容して排気管２の内部の圧力が所 定値を越えないように保護している。

【００１４】 上記設定器１２は、例えば回動自在なボリューム等で構成されて、コントロー ルユニット３にはこのボリュームの回動位置に応じて排気ブレーキの制動力、す なわち、ターボチャージャ１の容量が予め設定されている。

【００１５】 車両の走行中において、コントロールユニット３はポジションセンサ５からの アクセルペダル４の踏み込み量と図示しないエンジンの回転数等に応じて電磁弁 ８を駆動し、ターボチャージャ１の容量を制御して図示しないエンジンへの過給 圧の制御を行う一方、運転者によりスイッチ６が操作されると排気ブレーキによ り車両を制動する制御を行う。

【００１６】 この排気ブレーキによる制動時のコントロールユニット３の制御の流れを図４ のフローチャート参照しながら詳述する。

【００１７】 まず、コントロールユニット３はスイッチ６がオンであるかを判定し、スイッ チ６がオンであれば排気ブレーキの作動が指令されたと判定してＳ２の処理へ進 む一方、スイッチ６がオフであれば通常の走行中であると判定してＳ７の処理へ 進む。

【００１８】 Ｓ２ではポジションセンサ５からアクセルペダル４の踏み込み量を読みこみ、 Ｓ３において、読み込んだ踏み込み量が予め設定した踏み込み量未満であるか、 すなわち、アクセルペダル４が閉じられたかどうかを判定する。

【００１９】 Ｓ３の判定においてアクセルペダル４が所定の踏み込み量未満であればＳ４以 降の処理で排気ブレーキを作動させる一方、踏み込み量が所定値以上であれば走 行中であると判定してＳ７の処理へ進む。

【００２０】 排気ブレーキを作動させるＳ４では、設定器１２で設定された制動力、すなわ ち、ターボチャージャ１の容量の設定値を読み込む。コントロールユニット３は Ｓ５において、電磁弁８を駆動してダイヤフラム７に供給する負圧を調整し、ダ イヤフラム７をノズルベーン１２が前記容量の設定値に対応した回動位置となる よう駆動する。

【００２１】 ダイヤフラム７は電磁弁８によって調整された負圧の変化に応じてロッド７１ を変位させることでクランク７２を回動してノズルベーン１２を所定の位置へ回 動し、ノズルベーン１２は回動位置に応じて図示しないエンジンからの排気の流 量を制御する。

【００２２】 ここで、エンジンの低速回転域で排気ブレーキの制動力を大きくするため、設 定器１２を図示しない制動力の最大値に設定した場合には、ダイヤフラム７は電 磁弁８から最大の負圧を供給されて最収縮位置へ変位し、ロッド７１及びクラン ク７２を介してノズルベーン１２を図３に示す全閉位置へ回動させてターボチャ ージャ１の容量を最小にする。このため、ターボチャージャ１を通過する排気の 流量が規制され、ターボチャージャ１の上流、すなわち、図示しない燃焼室側の 排気の圧力が上昇して図示しない駆動輪に制動力を付与することができる。

【００２３】 さらに、Ｓ６では排気シャッタ２０を閉鎖して図示しないエンジンの排気を遮 断して燃焼室に加わる背圧をさらに上昇させて前記駆動輪へ確実に制動力を付与 する。このとき、排気シャッタ２０からは排気の一部が通過するが、ターボチャ ージャ１において排気の流量が制動力の設定値に応じて規制されているため、図 示しないエンジンの低速回転域においても充分な制動力を確保することができる 。

【００２４】 一方、排気ブレーキを解除するには、スイッチ６をオフにするか又はアクセル ペダル４を所定量以上踏み込むことで行われ、上記フローチャートにおけるＳ１ 又はＳ３の判定はＮＯとなって通常の走行中の処理であるＳ７、Ｓ８に進む。

【００２５】 Ｓ７ではアクセルペダル４の踏み込み量に応じてターボチャージャ１が図示し ないエンジンに供給する過給圧の制御を行うもので、詳述はしないが、例えば、 エンジンの回転数や負荷などに応じてターボチャージャ１の容量を算出し、この 算出した容量に基づいて上記排気ブレーキの作動時と同様にして電磁弁８の負圧 を制御することによりダイヤフラム７を介してノズルベーン１２を算出容量とな る位置へ回動させ、ターボチャージャ１は所定の過給圧で吸気を圧送するため、 アクセルペダル４の踏み込み量に応じて車両を推進することができる。

【００２６】 さらに、Ｓ８では排気シャッタ２０を開放してターボチャージャ１の下流での 排気の流れを円滑にしてタービンロータ１１を効率良く回転させる。

【００２７】 上記Ｓ４〜Ｓ６における排気ブレーキにおいて、エンジンの低速回転域におい て排気ブレーキの制動力を向上させる場合を説明したが、車両の重量の変化に応 じて排気ブレーキによる制動力を変化させてもよく、例えば、車両に積載する貨 物の重量が大きいとき等には設定器１２により制動力を最大値側、すなわち、排 気ブレーキの作動時にターボチャージャ１を最小容量側に設定する一方、積載貨 物が少ない又は空車時には設定器１２により制動力を最小値側、すなわち、排気 ブレーキの作動時にターボチャージャ１を最大容量側に設定することにより、積 載する貨物に左右されることなく常時一定の減速率で制動を行うことが可能とな って運転性能を向上することができ、排気ブレーキの制動力を運転席等に設けた 設定器１２により走行中においても容易に変更することが可能となる。

【００２８】 なお、上記実施例において、排気ブレーキ作動時のターボチャージャ１の容量 を設定器１２により手動により設定したが、図示はしないがエンジンの回転数を 検出する手段をコントロールユニット３に接続し、検出した回転数に応じてター ボチャージャ１の容量を変化させてもよく、例えば、高速回転域では最大容量に 設定する一方、低速回転域では最小容量に設定することで、エンジンの回転速度 に左右されずに安定した制動力を得ることができる。

【００２９】 また、上記実施例において、ターボチャージャ１の容量を変更するノズルベー ン１２の駆動をダイヤフラム７で行う例を示したが、これに限定されることはな く、図示はしないがソレノイドや油圧アクチュエータなどであってもよい。

【００３０】 また、排気管２の下流に排気シャッタ２０を介装したが、ターボチャージャ１ の容量を可変にすることで充分な制動力が得られる場合には排気シャッタ２０を 設ける必要はない。

【００３１】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、排気ブレーキによる制動力を容量設定手段の設 定値により変更可能としたため、車両の重量やエンジンの回転速度等の走行状態 に応じて排気ブレーキの制動力を走行中においても容易に変更することが可能と なって運転性能を向上することができ、内燃機関の低速回転域においても安定し た制動力を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のクレーム対応図である。

【図２】本考案の実施例を示す概略構成図である。

【図３】ターボチャージャを示す要部断面図である。

【図４】制御の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】 １ ターボチャージャ ３ コントロールユニット ４ アクセルペダル ５ 踏み込み量センサ ６ スイッチ ８ 電磁弁 ７ ダイアフラム １１ ノズルベーン １２ 設定器 ５１ 踏み込み量検出手段 ５２ 指令手段 ５３ 比較手段 ５４ 制御手段 ５５ 容量設定手段 ５６ 容量変更手段 ５７ 過給手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気により駆動される過給手
   段と、前記過給手段の容量を変更する手段と、アクセル
   ペダルの踏み込み量を検出する手段と、過給手段の容量
   を予め設定する手段と、排気ブレーキの作動を指令する
   手段と、前記指令手段がオンのときに前記アクセルペダ
   ルの踏み込み量と予め設定した踏み込み量とを比較する
   手段と、この比較結果が予め設定した踏み込み量未満の
   ときに前記過給手段の容量が前記容量設定手段の設定値
   となるよう前記容量変更手段を駆動する制御手段とを備
   えたことを特徴とする排気ブレーキ装置。