JPH08312387A

JPH08312387A - 排気ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH08312387A
Application number: JP12151695A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Sato; 靖昭佐藤
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】排気弁を開弁させることなく、排気ブレーキ
作動直後の排気マニホールド内の圧力を急激に上昇させ
ることにより、ほぼ全運転領域において大きな制動効果
が得られるようにする。【構成】排気ブレーキ弁７の閉弁時においてエアシリ
ンダ６のピストンロッド６ａと当接してこれを押圧する
ことにより、排気ブレーキ弁７の開度を調節する可変ス
トッパ２０と、これを作動させるアクチュエータ２１
と、排気管内の圧力を検知する圧力センサ２２と、排気
ブレーキ弁７の全閉後、圧力センサ２２が、排気管内の
圧力が予め定めた上限圧に近づいたことを検知すること
により、アクチュエータ２１を作動させて可変ストッパ
２０を移動させ、排気管内の圧力が上限圧を超えないよ
うに、排気ブレーキ弁７の開度を調節するようにした制
御回路２３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、大型ディーゼ
ル車等に装着される排気ブレーキ装置に係り、特に、排
気ブレーキ弁を圧縮空気等の流体圧シリンダを用いて作
動させるようにした排気ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排気ブレーキ装置は、いわゆるエンジン
ブレーキ使用時の制動効果を高めるものであり、排気管
に設けたバタフライ型の排気ブレーキ弁を作動させて管
路を閉塞し、エンジンをコンプレッサとして作用させる
ことにより、制動力が得られる。このような排気ブレー
キ装置においては、排気ブレーキ弁を開閉させる手段と
して、圧縮空気により作動させられるエアシリンダが用
いられるのが一般的である。これは、操作が確実で且つ
安価であるからである。

【０００３】図７は、通常用いられている排気ブレーキ
装置の概略系統図を示す。これを簡単に説明すると、
(１)は、エンジン(２)の排気マニホールド、(３)は、排
気マニホールド(１)に連結された排気管、(４)は吸気マ
ニホールド、(５)は、吸気マニホールド(４)に連結され
た吸気管である。

【０００４】排気管(３)と吸気管(５)とには、エアシリ
ンダ(６)(６)により作動させられる排気ブレーキ弁(７)
とインテークシャッタ(８)とが、それぞれ設けられてい
る。各エアシリンダ(６)には、エアタンク(９)内の圧縮
空気が、電磁弁(10)を介して同時に供給されるようにな
っている。(11)は、電磁弁(10)を作動させるアクセルス
イッチである。

【０００５】上記従来の排気ブレーキ装置において、図
示しない排気ブレーキスイッチをＯＮにした状態で、ア
クセルペダル(12)から足を離すと、アクセルスイッチ(1
1)が作動して、電磁弁(10)が開弁する。すると、エアタ
ンク(９)内の圧縮空気が両エアシリンダ(６)(６)に供給
されて、排気ブレーキ弁(７)とインテークシャッタ(８)
とが同時に閉じられる。

【０００６】インテークシャッタ(８)は、排気ブレーキ
の作動中に空気が逆流して不快な騒音が発生するのを防
ぐためのもので、空気を継続してシリンダ内に供給する
ために、完全に閉じられるものではない。排気ブレーキ
弁(７)が閉じると、排気マニホールド(１)内の空気及び
排気ガスが圧縮されて圧力が高まり、エンジン(２)がコ
ンプレッサとして作用するようになって、大きな制動効
果が得られる。

【０００７】このような排気ブレーキ装置において、よ
り大きな制動力を得るためには、排気ブレーキ弁(７)を
できるだけ速く閉じて、排気マニホールド(１)内の圧力
を瞬時に高めることが望ましい。しかし、このようにす
ると、特に高速運転時において、排気マニホールド(１)
内の圧力が、排気弁(13)のバルブスプリング（図示省
略）のセット荷重以上に高まり、排気弁(13)が強制的に
開弁させられて、大量の空気が吸気マニホールド(４)側
に逆流し、大きな騒音を発したり、排気弁(13)がピスト
ン頭部に当接してそれらを破損させたりする不具合が発
生する。

【０００８】そのため従来は、図８に示すように、排気
マニホールド(１)の内圧が、比較的緩やかに上昇して、
排気弁(13)の開弁圧(Ｐ)付近に到達するように、排気ブ
レーキ弁(７)が完全に閉じないようにするなどして、排
気マニホールド(１)内の圧力が急激に上昇するのを制限
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、排気ブ
レーキ弁(７)が完全に閉じないようにして、排気マニホ
ールド(１)内の圧力が比較的緩やかに上昇するようにす
ると、排気ブレーキ作動開始直後において大きな制動力
が得られなくなるので、安全運転上好ましくない。特
に、低速運転時に上述したような制御を行うと、排気マ
ニホールド(１)内の圧力が十分に上昇しなくなるので、
排気ブレーキの利きが悪くなる。

【００１０】本発明の目的は、排気弁を開弁させること
なく、排気ブレーキ作動直後の排気マニホールド内の圧
力を上限圧付近まで急激に上昇させることにより、ほぼ
全運転領域において大きな制動効果が得られるようにし
た、排気ブレーキ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は次のようにして解決される。な手段を採用する。 (１) 排気管内に設けた排気ブレーキ弁を、流体圧シリ
ンダを用いて開閉することにより、車両を制動するよう
にした排気ブレーキ装置において、前記流体圧シリンダ
のピストンロッドの突出方向に設けられ、かつ排気ブレ
ーキ弁の閉弁時においてピストンロッドと当接してこれ
を押圧することにより、排気ブレーキ弁の開度を調節す
る可変ストッパと、この可変ストッパを作動させるアク
チュエータと、排気ブレーキ弁より上流側の排気管内の
圧力を検知する圧力センサと、排気ブレーキ弁の全閉
後、前記圧力センサが、排気管内の圧力が予め定めた上
限圧に近づいたことを検知することにより、前記アクチ
ュエータを作動させて可変ストッパを移動させ、排気管
内の圧力が上限圧を超えないように、排気ブレーキ弁の
開度を調節するようにした制御回路とを設ける。

【００１２】(２) 上記(１)項において、可変ストッパ
がステッピングモータにより回動させられる回転カムで
あるものとする。

【００１３】(３) 上記(１)項において、可変ストッパ
が、流体圧シリンダにより作動させられる直動カムであ
るものとする。

【００１４】

【作用】流体圧シリンダの作動により排気ブレーキ弁が
全閉したのち、排気管内の圧力が、予め定めた上限圧
(例えば排気弁の開弁圧)に近づいたことを圧力センサが
検知すると、制御回路によりアクチュエータが作動させ
られ、可変ストッパを移動させる。これにより、可変ス
トッパと当接している流体圧シリンダのピストンロッド
は、縮退方向に押し戻され、全閉状態にある排気ブレー
キ弁を若干開かせて、排気管内の圧力を調整する。

【００１５】その結果、排気管内の圧力は、排気弁の開
弁圧を超えることなく、ほぼ上限圧付近に維持されるの
で、大きな制動力が持続される。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を、図１〜図５を参照して説
明する。なお、前述した従来例と同じ部材については、
同じ符号を付して説明する。図１は、本発明の排気ブレ
ーキ装置の概略系統図を示す。(１)は、エンジン(２)の
排気マニホールド、(３)は、排気マニホールド(１)に連
結された排気管、(４)は吸気マニホールド、(５)は、吸
気マニホールド(４)に連結された吸気管である。

【００１７】排気管(３)と吸気管(５)とには、エアシリ
ンダ(６)(６)により作動させられる排気ブレーキ弁(７)
とインテークシャッタ(８)とが、それぞれ設けられてい
る。２つの弁は共にバタフライ弁である。

【００１８】各エアシリンダ(６)には、エアタンク(９)
内の圧縮空気が、電磁弁(10)を介して同時に供給される
ようになっている。(11)は、電磁弁(10)を作動させるア
クセルスイッチである。(12)はアクセルペダルである。
アクセルスイッチ(11)は、アクセルペダル(12)から足を
離した時にＯＮするようになっている。これまでの構成
は、従来例と同様である。

【００１９】排気ブレーキ弁(７)駆動用のエアシリンダ
(６)の突出方向には、排気ブレーキ弁(７)の閉弁時にお
いてエアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)と当接して
これを押圧することにより、排気ブレーキ弁(７)の開度
を調節する可変ストッパ(20)が設けられている。

【００２０】(21)は、可変ストッパ(20)を作動させるア
クチュエータである。(22)は、排気ブレーキ弁(７)の上
流側の排気管(３)内の圧力を検知する圧力センサであ
る。(23)は、アクチュエータ(21)の制御回路で、圧力セ
ンサ(22)からの信号に基づいてアクチュエータ(21)を制
御し、可変ストッパ(20)を作動させるようになってい
る。

【００２１】次に、上記可変ストッパ(20)と、それを作
動させるアクチュエータ(21)の具体的な構成を説明す
る。図２は第１実施例を示し、単動式のエアシリンダ
(６)は、ブラケット(24)をもって車体に取付けられてい
る。エアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)は、蛇腹状
のカバー(25)により覆われている。(30)は、エアシリン
ダ(６)に圧縮空気を送るエアパイプで、図１に示すエア
タンク(９)に接続されている。(31)は、エアシリンダ
(６)のピストンロッド(6a)の先端に連結されたリンク
で、その先端に連結したアーム(33)を介して、排気ブレ
ーキ弁(７)の回転軸(32)に連結されている。

【００２２】エアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)が
図２のように突出すると、排気ブレーキ弁(７)が閉じら
れる。アーム(33)の先端面は、平滑なカム受け座(34)と
なっている。

【００２３】(35)は、円形をなす回転カムで、図示しな
いブラケットに固定されたステッピングモータ(36)の回
転軸(36a)に偏心して取り付けられている。回転カム(3
5)は、アーム(33)のカム受け座(34)に当接して、エアシ
リンダ(６)のピストンロッド(6a)の突出ストロークを制
限する働きをし、排気ブレーキ弁(７)が全閉状態になっ
た後、圧力センサ(22)及び制御回路(23)よりの信号に基
づいて作動するステッピングモータ(36)により回動させ
られ、排気管(３)内の排気圧力が所定値に達したとき、
エアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)を押し戻して、
排気ブレーキ弁(７)を若干開かせる。

【００２４】なお、上記回転カム(35)とステッピングモ
ータ(36)とは、図１における可変ストッパ(20)と、それ
を作動させるアクチュエータ(21)とを具体化したもので
ある。

【００２５】次に、上記第１実施例の排気ブレーキ装置
の作用を説明する。排気ブレーキ装置が作動しない状態
においては、エアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)は
縮退し、排気ブレーキ弁(７)は全開状態となっている。
排気ブレーキ装置を作動させると、即ち、排気ブレーキ
スイッチをＯＮにした状態で、アクセルペダル(12)から
足を離すと、アクセルスイッチ(11)がＯＮして、電磁弁
(10)が開弁し、エアタンク(９)から圧縮空気がエアシリ
ンダ(６)に供給され、ピストンロッド(6a)が突出して排
気ブレーキ弁(７)は全閉する。インテークシャッタ(８)
は途中まで閉じる。

【００２６】その結果、排気マニホールド(１)内の圧力
が急上昇し、排気ブレーキ装置の作動直後において大き
な制動力が発生する。排気マニホールド(１)内の圧力
が、予め定めた上限圧、すなわち排気弁(13)の開弁圧に
近づいたことを圧力センサ(22)が検知すると、制御回路
(23)より発せられるパルス信号によりステッピングモー
タ(36)が作動させられ、回転カム(35)を回動させる。こ
れにより排気ブレーキ弁(７)は、図３に示すように、エ
アシリンダ(６)のピストンロッド(6a)が、回転カム(35)
により若干押し戻されることにより、全閉位置より若干
開かれ、排気マニホールド(１)内の圧力を減圧する。排
気管(３)内の圧力が下がり過ぎたときには、ステッピン
グモータ(36)は反転して、排気ブレーキ弁(７)を全閉側
に回動させる。

【００２７】この動作を繰り返して、排気ブレーキ弁
(７)の開閉度を細かく制御することにより、図６に示す
ように、排気マニホールド(１)内の圧力は、急上昇しな
がらも、排気弁(13)の開弁圧(Ｐ)を超えることはなく、
ほぼ上限圧に維持され、大きな制動力が持続する。

【００２８】このように、最初に排気ブレーキ弁(７)を
全閉させて、排気マニホールド(１)内の圧力を急上昇さ
せると、エンジンの低速回転においても、大きな制動力
を得ることができる。

【００２９】次に、本発明の第２実施例を、図４を参照
して説明する。なお、上記第１実施例と同じ部材には、
同じ符号を付して説明する。

【００３０】この第２実施例では、ステッピングモータ
(36)の回転軸(36a)に、可変ストッパである細長い形状
の回転カム(45)を同軸をなして取付けたものである。こ
のような回転カム(45)を用いると、ステッピングモータ
(36)のわずかの回動で、排気ブレーキ弁(７)の大きな変
位を得ることができる。

【００３１】この実施例の場合、回転カム(45)とアーム
(33)との摩擦抵抗を小さくするために、アーム(33)の先
端部に従動ローラを取り付けるようにしてもよい。

【００３２】図５は、本発明の第３実施例を示す。第３
実施例では、可変ストッパとして直動カム(55)を用い、
この直動カム(55)を、小型の単動又は複動式エアシリン
ダ(56)のピストンロッド(56a)に結合して直線運動させ
ることにより、アーム(33)の球面をなすカム受け座(54)
を介して、エアシリンダ(６)のピストンロッド(6a)を押
し戻し、排気ブレーキ弁(７)の開度を制御するようにし
たものである。(57)は、固定ストッパである。なお、エ
アシリンダ(56)は、上記第１、第２実施例と同様の圧力
センサ(22)と制御回路(23)により、電磁弁(図示略)をＯ
Ｎ、ＯＦＦさせ、圧縮空気を断続的に供給することによ
り作動させられる。この実施例では、エアシリンダ(56)
の代わりに、ステッピングモータにより駆動されるねじ
送り機構を用いてもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、エンジンの全運転領域
において、排気ブレーキ作動開始直後に大きな制動効果
が得られるので、安全運転に寄与できる。また、排気管
内の圧力が上限圧に近づくと、可変ストッパが自動的に
作動して、流体圧シリンダのピストンロッドを押圧し、
排気ブレーキ弁の開度を調節するので、排気圧力により
排気弁が開弁される恐れはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排気ブレーキ装置の概略系統図であ
る。

【図２】排気ブレーキ弁の駆動部の第１実施を示す側面
図である。

【図３】同じく回転カム回動時の要部の側面図である。

【図４】同じく排気ブレーキ弁の駆動部の第２実施例を
示す要部の側面図である。

【図５】同じく排気ブレーキ弁の駆動部の第３実施例を
示す要部の側面図である。

【図６】本発明の排気マニホールド内圧力の制御例を示
す説明図である。

【図７】従来の排気ブレーキ装置の概略系統図である。

【図８】従来の排気マニホールド内圧力の制御例を示す
説明図である。

【符号の説明】

(１)排気マニホールド (２)エンジン (３)排気管 (４)吸気マニホールド (５)吸気管 (６)エアシリンダ (6a)ピストンロッド (７)排気ブレーキ弁 (８)インテークシャッタ (９)エアタンク (10)電磁弁 (11)アクセルスイッチ (12)アクセル (13)排気弁 (20)可変ストッパ (21)アクチュエータ (22)圧力センサ (23)制御回路 (25)カバー (30)エアパイプ (31)リンク (32)回転軸 (33)アーム (34)カム受け座 (35)回転カム(可変ストッパ) (36)ステッピングモータ(アクチュエータ) (36a)回転軸 (45)回転カム(可変ストッパ) (55)直動カム(可変ストッパ) (56)エアシリンダ (57)固定ストッパ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気管内に設けた排気ブレーキ弁を、流
体圧シリンダを用いて開閉することにより、車両を制動
するようにした排気ブレーキ装置において、前記流体圧シリンダのピストンロッドの突出方向に設け
られ、かつ排気ブレーキ弁の閉弁時においてピストンロ
ッドと当接してこれを押圧することにより、排気ブレー
キ弁の開度を調節する可変ストッパと、この可変ストッパを作動させるアクチュエータと、排気ブレーキ弁より上流側の排気管内の圧力を検知する
圧力センサと、排気ブレーキ弁の全閉後、前記圧力センサが、排気管内
の圧力が予め定めた上限圧に近づいたことを検知するこ
とにより、前記アクチュエータを作動させて可変ストッ
パを移動させ、排気管内の圧力が上限圧を超えないよう
に、排気ブレーキ弁の開度を調節するようにした制御回
路とを備えることを特徴とする排気ブレーキ装置。
【請求項２】可変ストッパがステッピングモータによ
り回動させられる回転カムである請求項１記載の排気ブ
レーキ装置。
【請求項３】可変ストッパが、流体圧シリンダにより
作動させられる直動カムである請求項１記載の排気ブレ
ーキ装置。