JPH07310563A - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

排気ブレーキ装置

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JPH07310563A
JPH07310563A JP10401094A JP10401094A JPH07310563A JP H07310563 A JPH07310563 A JP H07310563A JP 10401094 A JP10401094 A JP 10401094A JP 10401094 A JP10401094 A JP 10401094A JP H07310563 A JPH07310563 A JP H07310563A
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Hiroshi Matsuda
洋 松田
Nobuo Hamazaki
延雄 浜崎
Hiroshi Takada
寛 高田
Ikurou Nozu
育朗 野津
Tatsuji Miyata
達司 宮田
Akira Nakamura
明 中村
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックファイヤを防止すると共に排気ブレー
キが作動するまでの時間を短縮して安全性を向上する。 【構成】 排気ブレーキ操作スイッチ(22)からの信
号に基づき、燃料カット弁(13)を作動すると共に、
排気管1に設けた空燃比センサ(20)からの信号値が
可燃範囲外の値(λ=1.8)を越えたら排気シャッタ
(4)を作動させるコントロールユニット30を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気管に排気シャッタ
を設けた排気ブレーキ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンを搭載した大型車両
においては、減速性能を向上するため、排気管に排気シ
ャッタを設けた排気ブレーキ装置が装着されていること
は知られている。
【0003】しかしながら、燃料と空気とを混合した混
合気を吸入する予混合エンジン、例えばガスエンジンで
は、排気シャッタを取付けると燃料弁を閉じても吸気管
に残っている混合気のため、バックファイヤ等が発生す
るので、上記のような排気ブレーキを装備することがで
きない。
【0004】これに対し、本出願人は実願平4−799
71号において、排気管に酸素濃度センサを設け、その
酸素濃度センサからの信号で排気ガス中の酸素が大気中
の酸素と同じ濃度になったら、すなわち、燃料が残って
いないことを検出したのちに、排気シャッタを閉じてバ
ックファイヤの発生を防止する技術を提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記提案の技術自体は
有効なものであるが、しかし、大気中の酸素と同じ濃度
になるまでに約3〜5秒かかり、安全上から好ましくな
い。
【0006】本発明は、バックファイヤを防止すると共
に、排気ブレーキが作動するまでの時間を短縮して安全
性を向上する排気ブレーキ装置を提供することを目的と
している。
【0007】
【知見】本発明者は種々研究の結果、図1に示すよう
に、燃料を停止したのち混合気の可燃範囲外の値である
空燃比λが1.8を越える際、又は、越える時点すなわ
ち0.3〜0.6秒後に排気シャッタを作動させると、
バックファイヤを防止できること、更に、吸気管にフレ
ームアレスタを設ければ、燃料停止後に直ぐ排気シャッ
タを作動させてもバックファイヤのおそれがないことを
見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、排気管
に排気シャッタを設けたエンジンの排気ブレーキ装置に
おいて、燃料供給を停止する停止手段を設けると共に、
排気の空燃比を検出する空燃比センサを設け、排気ブレ
ーキ作動信号に基づき前記停止手段を作動させると共
に、前記空燃比センサからの信号値が可燃範囲外の値を
越えたら前記排気シャッタを作動させる制御装置を設け
ている。
【0009】上記可燃範囲外の値は、1.8であること
を特徴としている。
【0010】また本発明によれば、排気管に排気シャッ
タを設けたエンジンの排気ブレーキ装置において、燃料
供給を停止する停止手段を設けると共に、排気ブレーキ
作動信号に基づきスタートするクロックを設け、排気ブ
レーキ作動信号に基づき前記停止手段を作動させると共
に、クロックの計時値が混合気の可燃範囲外の値を越え
たら前記排気シャッタを作動させる制御手段を設けてい
る。
【0011】上記可燃範囲外の値は、0.6秒であるこ
とを特徴としている。
【0012】また本発明によれば、排気管に排気シャッ
タを設けた排気ブレーキ装置において、燃料停止手段を
設けると共に、吸気管にフレームアレスタを設け、排気
ブレーキ作動信号に基づき停止手段を作動させると同時
に排気シャッタを作動させる制御装置を設けている。
【0013】上記フレームアレスタが、約40メッシュ
以上のステンレス金網体であることを特徴としている。
【0014】
【作用】上記のように構成された排気ブレーキ装置にお
いては、燃料の供給を停止したのち、混合気の空燃比が
可燃範囲でなくなった時点で排気シャッタを作動させ
る。したがって、引火してバックファイアが発生するの
が防止される。
【0015】また、フレームアレスタを設けることによ
り、燃料の停止と共に排気シャッタを閉じ、万一、着火
してもフレームアレスタで捕捉され、バックファイアが
阻止される。
【0016】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【0017】図2において、エンジンEの排気管1に
は、ターボ過給器2とマフラ3とが介装され、その排気
管1の過給器2とマフラ3との間には、排気シャッタ4
が設けられている。この過給器2の吸込側には、エアク
リーナ5が設けられ、吐出側には吐出管6により空気冷
却器7を介して全体を符号8で示すミキサが設けられて
いる。そのミキサ8には、ベンチュリ9、絞り弁開度セ
ンサ10を備えた絞り弁10a、空燃比制御弁11、メ
インアジャストスクリュー(MAS)12及び停止手段
である燃料カット弁13が設けられている。このミキサ
8の出口側には、吸気管14が接続され、吸気管14と
吐出管6との間には、ミキサ8をバイパスするバイパス
管15が設けられている。そして、このバイパス管15
には、空気バイパスバルブ16が設けられている。ま
た、燃料カット弁8は電磁弁17に接続され、空気バイ
パスバルブ16は電磁弁18に接続されている。
【0018】他方、排気シャッタ4は、排気ブレーキバ
ルブ19に連結され、その排気シャッタ19の上流側に
は、空燃比センサ20が設けられている。そして、これ
らの部材10、11、17、18、19、20は、それ
ぞれコントロールユニット30に接続され、このコント
ロールユニット30には、クラッチペダルセンサ21、
排気ブレーキ操作スイッチ22、変速機中立センサ2
3、パワトランジスタ24及びイグニッションコイル2
5を介して点火プラグ26、ブースト圧力センサ27、
クランク角センサ28がそれぞれ接続されている。な
お、図中の符号29は燃料レギュレータである。
【0019】次に、主として図3を参照して作動を説明
する。
【0020】作動に際しコントロールユニット30は、
排気ブレーキ操作スイッチ22、クラッチペダルセンサ
21、変速機中立センサ23、絞り弁開度センサ10a
及びクランク角センサ28からのエンジン回転信号に基
づき、排気ブレーキ操作スイッチ22がONか否か、ク
ラッチペダルがOFFか否か、変速機が非中立位置か否
か、絞り弁10がアイドル位置か否か及びエンジン回転
が規定値以上か否かを判定する(ステップS1、S2、
S3、S4及びS5)。これらのいずれかがNOの場合
は、ステップS10に移り、すべてがYESだったら、
燃料カット弁13及び電磁弁17を閉じる(ステップS
6)。そこで、空燃比センサ20からの信号に基づき、
空燃比λが可燃範囲外の値1.8以上になったか否かを
判定する(ステップS7)。YESだったら、空気バイ
パスバルブ16をONして開き(ステップS8)、排気
ブレーキバルブ19をONして排気シャッタ4を閉じて
(ステップS9)、リターンする。したがって、混合気
は空燃比1.8以上の非可燃範囲にあるので、バックフ
ァイアが確実に防止される。また、作動の応答性を加味
しても、従来は3〜5秒のブレーキ作動までの時間が
0.5〜1秒に短縮される。
【0021】また、ステップS10においては、排気ブ
レーキ作動中か否かを判定し、YESだったら、リター
ンし、NOの場合は、空気バイパスバルブ16をOFF
して閉じ(ステップS11)、排気ブレーキバルブ19
をOFFして開き(ステップS12)、一定時間経過し
たら、燃料カット弁13及び電磁弁17をOFFし、燃
料をエンジンEに供給して(ステップS14)、リター
ンする。 図4は本発明の別の実施例を示し、図2の空
燃比センサ20を省いてクロック40を設け、他は図2
と同様に構成した例である。この実施例では図5に示す
ように、コントロールユニット30AはステップS26
において、燃料カット弁13を閉じてからのクロック4
0の計時時間Tが、0.6秒になったか否かを判定し、
他を図3と同様なステップを実行する。したがって、図
2の実施例と同じ作用効果がある。
【0022】図6も本発明の別の実施例を示し、図2の
空燃比センサ20を省き、吸気管14にフレームアレス
タ50を設けた例である。このフレームアレスタ50
は、約40メッシュの金網体で形成されている。この実
施例では、図3のステップS6を除いたのと同様なステ
ップS30〜S42において、コントロールユニット3
0Bは図7において、燃料カット弁13を閉じ(ステッ
プS35)、空気バイパスバルブ16を開く(ステップ
S36)と同時に、排気シャッタ4を閉じて排気ブレー
キを作動させる(ステップS37)。万一そこで、燃焼
室51内のガスが引火して吸気管14へ逆流しても、フ
レームアレスタ50により消炎されるので、損傷が防止
される。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、バックファイヤを防止すると共に、排気ブ
レーキが作動するまでの時間を短縮して安全性を向上す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の知見を説明する空燃比のタイミングチ
ャート図。
【図2】本発明の第1実施例を示す全体構成図。
【図3】図2の制御フローチャート図。
【図4】本発明の第2実施例を示す全体構成図。
【図5】図4の制御フローチャート図。
【図6】本発明の第3実施例を示す全体構成図。
【図7】図6の制御フローチャート図。
【符号の説明】
E・・・エンジン 1・・・排気管 2・・・ターボ過給器 3・・・マフラ 4・・・排気シャッタ 5・・・エアクリーナ 6・・・吐出管 7・・・空気冷却器 8・・・ミキサ 9・・・ベンチュリ 10・・・絞り弁 10a・・・絞り弁開度センサ 11・・・空気制御弁 12・・・燃料調整弁 13・・・燃料カット弁 14・・・吸気管 15・・・バイパス管 16・・・空気バイパスバルブ 17、18・・・電磁弁 20・・・空燃比センサ 21・・・クラッチペダルセンサ 22・・・排気ブレーキ操作スイッチ 23・・・変速機中立センサ 24・・・パワトランジスタ 25・・・イグニッションコイル 26・・・点火プラグ 27・・・ブースト圧力センサ 28・・・クランク角センサ 29・・・燃料レギュレータ 30、30A、30B・・・コントロールユニット 40・・・クロック 50・・・フレームアレスタ 51・・・燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野津 育朗 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 宮田 達司 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 中村 明 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管に排気シャッタを設けたエンジン
    の排気ブレーキ装置において、燃料供給を停止する停止
    手段を設けると共に、排気の空燃比を検出する空燃比セ
    ンサを設け、排気ブレーキ作動信号に基づき前記停止手
    段を作動させると共に、前記空燃比センサからの信号値
    が可燃範囲外の値を越えたら前記排気シャッタを作動さ
    せる制御装置を設けたことを特徴とする排気ブレーキ装
    置。
  2. 【請求項2】 可燃範囲外の値は、1.8であることを
    特徴とする請求項1記載の排気ブレーキ装置。
  3. 【請求項3】 排気管に排気シャッタを設けたエンジン
    の排気ブレーキ装置において、燃料供給を停止する停止
    手段を設けると共に、排気ブレーキ作動信号に基づきス
    タートするクロックを設け、排気ブレーキ作動信号に基
    づき前記停止手段を作動させると共に、クロックの計時
    値が混合気の可燃範囲外の値を越えたら前記排気シャッ
    タを作動させる制御手段を設けたことを特徴とする排気
    ブレーキ装置。
  4. 【請求項4】 可燃範囲外の値は、0.6秒であること
    を特徴とする請求項3記載の排気ブレーキ装置。
  5. 【請求項5】 排気管に排気シャッタを設けた排気ブレ
    ーキ装置において、燃料停止手段を設けると共に、吸気
    管にフレームアレスタを設け、排気ブレーキ作動信号に
    基づき停止手段を作動させると同時に排気シャッタを作
    動させる制御装置を設けたことを特徴とする排気ブレー
    キ装置。
  6. 【請求項6】 フレームアレスタが、約40メッシュ以
    上のステンレス金網体であることを特徴とする請求項5
    記載の排気ブレーキ装置。
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