JPH10141077A

JPH10141077A - エンジンブレーキ装置

Info

Publication number: JPH10141077A
Application number: JP8302148A
Authority: JP
Inventors: Seiji Okada; 誠二岡田; Takashi Takahashi; 孝高橋
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンブレーキ力を運転者の意思に応じた
ものにでき且つ装置の耐久性を好適に維持可能なエンジ
ンブレーキ装置を提供する。【解決手段】内燃エンジンからの排ガスにより駆動さ
れる排気タービン及び該排気タービンへの排ガス導入口
の断面積を開度調節により変更可能な可変ノズルを有し
た過給機と、内燃エンジンの圧縮上死点近傍で排気を行
うことにより圧縮圧を開放可能な圧縮圧開放型エンジン
補助ブレーキとを備え、さらに、エンジンブレーキ力の
強弱を複数段階（#1,#2,#3）に切換え可能な切換スイッ
チと、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキが作動すると
きには、切換スイッチの切換位置がエンジンブレーキ力
の強側（#3側）であるほど可変ノズルの開度を小側（θ
VG＝1,2側）に変更する制御手段を備えるようにした(S2
2,S30,S32)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンブレーキ
装置に係り、詳しくは、過給機を利用して圧縮圧開放型
エンジン補助ブレーキの効果を高める技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】トラックやバス等の大型の車両で
は、車両重量が大きいことに起因して車両自体の慣性力
が大きく、制動時において大きな制動力を必要とする。
従って、このような大型の車両にあっては、車輪に設け
られた通常のサービスブレーキ装置（ドラムブレーキ装
置、ディスクブレーキ装置等）だけでは充分な制動力が
得られないことから、通常は、エンジンブレーキの補助
装置である圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ等の補助
ブレーキ装置が併せて採用される傾向にある。

【０００３】圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキは、内
燃エンジンの燃焼室に吸気された空気を燃焼室内で燃料
供給なく圧縮してピストンに負の仕事をさせ、その後こ
の圧縮された空気をピストンの圧縮上死点近傍で強制的
に排気バルブを開放して燃焼なく排気させ、これにより
上記負の仕事を吸収エネルギとしてエンジンブレーキに
よる制動力（エンジンブレーキ力）を発生させるような
構成のものである。

【０００４】ところで、このような圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキは、燃焼室に吸気される空気量が多く体
積効率が大きい程その制動効果は高いことが知られてい
る。そこで、排気系と吸気系との間に、排ガスの圧力を
用いてタービンを回転させて吸気系の吸気圧（ブースト
圧）を高めるような構成の過給機（ターボチャージャ）
を併せて設けることが考えられている。そしてさらに、
その効果を上げるべく、過給機の排ガス導入口に可変ノ
ズルを設け、この可変ノズルの開度調節を行うことによ
り排ガスの流速を調整してタービン回転速度を調節し、
これにより吸気圧（ブースト圧）を高めて体積効率の向
上を図った装置が実公平３−２０５１１号公報等に開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、トラ
ックやバス等はその積載重量や乗車人員数によって走行
中の慣性重量が変化するものであり、制動時においてこ
の慣性重量の変化に応じてブレーキの効き具合は変化す
る。また、道路の傾斜等の変化によってもブレーキの効
き具合は左右される。

【０００６】しかしながら、上記公報に開示された装置
を見てみると、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキの作
動と同時に小さくされる可変ノズルの開度は、常に一定
の開度とされている。つまり、上記公報に開示された従
来の装置では、積載重量や乗車人員数の変化、即ち慣性
重量の変化、または道路の傾斜等の変化に拘わらず、エ
ンジンブレーキ力は一定とされており、これらの車両状
況等に応じて変化するブレーキの効き具合をエンジンブ
レーキでは調節することができないものとされていた。
また、運転者の好みや意思に応じてブレーキの効き具合
を変えたい場合にも、これをエンジンブレーキによって
は調節することができなかった。

【０００７】さらに、このような装置では、圧縮圧開放
型エンジン補助ブレーキが作動するときにあっては過給
機の排気タービンは常に高速回転を強いられることにな
り、過給機の耐久性維持という点でも問題があった。本
発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その目
的とするところは、エンジンブレーキ力を運転者の意思
に応じたものにでき且つ装置の耐久性を好適に維持可能
なエンジンブレーキ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、内燃エンジンからの排ガスに
より駆動される排気タービン及び該排気タービンへの排
ガス導入口の断面積を開度調節により変更可能な可変ノ
ズルを有した過給機と、前記内燃エンジンの圧縮上死点
近傍で排気を行うことにより圧縮圧を開放可能な圧縮圧
開放型エンジン補助ブレーキと、複数の切換位置を有
し、エンジンブレーキ力の強弱を複数段階に切換え可能
な切換スイッチと、前記圧縮圧開放型エンジン補助ブレ
ーキが作動するとき、前記切換スイッチの切換位置が前
記エンジンブレーキ力の強側であるほど前記可変ノズル
の開度を小側に変更する制御手段とを備えることを特徴
としている。

【０００９】従って、圧縮圧開放型エンジン補助ブレー
キが作動するときにあっては、切換スイッチの切換位置
がエンジンブレーキ力の強側に切換えられるほど可変ノ
ズルの開度は小側に変更され、これにより排気タービン
の回転速度が高速化して過給効果が高まり、圧縮圧開放
型エンジン補助ブレーキのエンジンブレーキ補助効果が
増強される。つまり、切換スイッチの切換えにより、運
転者の要求制動力に応じたエンジンブレーキ力が得られ
る。そして、特に必要なとき以外切換スイッチの切換位
置を弱側にしておくことにより、排気タービンの過回転
が防止され、過給機の耐久性が維持される。

【００１０】また、請求項２の発明では、前記制御手段
は、前記切換スイッチの切換位置が前記エンジンブレー
キ力の最弱位置であるとき、前記可変ノズルの開度を最
大にすることを特徴としている。従って、切換スイッチ
の切換位置がエンジンブレーキ力の最弱位置であるとき
には、運転者はそれほど強いエンジンブレーキ力を要求
していないとみなすことができ、この場合には、可変ノ
ズルの開度は最大とされ、つまり、圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキは過給機による過給なく作動することに
なり、運転者の意思に反した過剰な制動力が働くことな
く、また、排気タービンの過回転が防止されることで過
給機の耐久性が好適に維持される。

【００１１】また、請求項３の発明では、前記制御手段
は、前記切換スイッチの切換位置が前記最弱位置よりも
強側であるときには、前記可変ノズルの開度を所定開度
より小さい制動用開度領域内で制御するとともに、前記
切換スイッチの切換位置が強側であるほど前記制動用開
度領域を前記可変ノズルの開度が小さい側に変更するこ
とを特徴としている。

【００１２】従って、切換スイッチの切換位置が最弱位
置よりも強側で運転者が比較的大きな制動力を要求して
いるときには、可変ノズルの開度が所定開度より小さい
制動用開度領域内で制御されることになる。故に、通
常、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキが作動するとき
には、燃料が供給されず燃焼による膨張なく排気が行わ
れるために排気流量・排気圧ともに小さいのであるが、
可変ノズルの開度が所定開度より小さい制動用開度領域
内で制御されることで、少量の排ガスによってもタービ
ン回転速度が高速回転して過給効果が高くされ、圧縮圧
開放型エンジン補助ブレーキによるエンジンブレーキ力
は好適なものとされる。

【００１３】そして、さらに、切換スイッチの切換位置
が強側であるほど上記制動用開度領域は可変ノズルの開
度が小さい側に変更されることになり、運転者の意思に
応じた適正なエンジンブレーキ効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態としての実施例を詳細に説明する。図１を参
照すると、車両に搭載され、本発明に係るエンジンブレ
ーキ装置を含むＯＨＶ式ディーゼルエンジン（以下、単
にエンジンという）１の概略構成図が示されている。

【００１５】同図に示すように、エンジン本体２の内部
に形成されたシリンダ４内にはシリンダ４に沿って上下
に摺動するピストン６が介装されており、このピストン
６の上部には、シリンダヘッド８との間に燃焼室１０が
形成されている。そして、シリンダヘッド８の一側に
は、吸気管１２の一端が接続されており、吸気管１２内
部の吸気通路１４と燃焼室１０とが図示しない吸気バル
ブを介して連通可能とされている。また、シリンダヘッ
ド８の吸気管１２の接続側とは異なる側からは排気管１
６が延びており、排気管１６内部の排気通路１８と燃焼
室１０とが一対の排気バルブ２０，２２を介して連通可
能とされている。

【００１６】排気バルブ２０は、頭部がバルブブリッジ
２４と当接しており、一方排気バルブ２２の頭部は、バ
ルブブリッジ２４を摺動自在に貫通し且つバルブブリッ
ジ２４と一体にして下降可能なプッシュロッド４８の底
面と当接している。そして、バルブブリッジ２４の中央
上部にはロッカアーム２６の先端が当接しており、ロッ
カアーム２６の後端にはエンジン１のクランクシャフト
（図示せず）と連動して回転するカムシャフトのカム
（共に図示せず）によって上下動するプッシュロッド２
８の上端が当接している。従って、プッシュロッド２８
がエンジン１のクランクシャフトの回転に応じて上下動
すると、ロッカアーム２６がロッカシャフト２７回りに
揺動し、これにより、一対の排気バルブ２０，２２がバ
ルブブリッジ２４を介して開閉弁するようにされてい
る。なお、ここでは、吸気バルブについては示していな
いが、吸気バルブについても同様の作動をする。

【００１７】また、図１中には図示していないが、シリ
ンダヘッド８には燃焼室１０に臨んで燃料噴射弁が設け
られており、この燃料噴射弁は燃料噴射ポンプに接続さ
れている。エンジン１の上部には、圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキ装置３０が設けられている。この圧縮圧
開放型エンジン補助ブレーキ装置３０は、制動時におい
て、燃焼室１０内に吸気した空気を燃焼室１０内で燃料
供給なく圧縮することでピストン６に負の仕事をさせ、
その後圧縮上死点近傍で排気バルブ２２のみを開弁させ
て圧縮空気を強制的に排気させ、これにより上記負の仕
事を吸収エネルギとして制動力を発生させる構成のエン
ジンブレーキの補助装置である。以下、この圧縮圧開放
型エンジン補助ブレーキ装置３０について説明する。

【００１８】圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３
０のケーシング３２内にはオイル通路３４が設けられて
おり、ケーシング３２の一端には、オイル通路３４への
オイルの供給とオイル通路３４からのオイルの排出とを
切換える電磁式のスプール弁３６を介して油圧ユニット
（図示せず）が接続されている。電磁式のスプール弁３
６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９０に接続されてお
り、ＥＣＵ９０からの駆動信号に応じて作動するように
されている。つまり、スプール弁３６のスプール３７が
図示する側に切換えられると、オイル通路３４に油圧ユ
ニットから高圧オイルが供給され、一方、スプール３７
が図示しない側に切換えられると、オイル通路３４のオ
イルが油圧ユニット側に排出される。

【００１９】そして、ケーシング３２の略中央部には、
オイル通路３４と垂直に交わるようにしてシリンダ部４
０が形成されており、このシリンダ部４０には、スレイ
ブピストン４２がシリンダ部４０に沿い摺動自在に介装
されている。図中符号４４はスレイブピストン４２のガ
イドピンであり、また、符号４６はスレイブピストン４
２を原位置（図示の位置）に付勢するためのコイルスプ
リングである。

【００２０】同図に示すように、スレイブピストン４２
の先端は、上記プッシュロッド４８の頭部に当接してい
る。従って、スレイブピストン４２がオイル通路３４内
の高圧オイルによってコイルスプリング４６に抗して押
されると、プッシュロッド４８はバルブブリッジ２４の
作動なく単独で下降し、排気バルブ２２のみが開閉弁さ
れることになる。

【００２１】即ち、制動時において、ピストン６の圧縮
上死点近傍でＥＣＵ９０から駆動信号がスプール弁３６
に供給されると、高圧オイルの圧力によってスレイブピ
ストン４２が押されて排気バルブ２２が開弁することに
なり、故に圧縮された燃焼室１０内の空気が排気通路１
８に排出され、上記圧縮時の負の仕事が吸収エネルギと
されて制動力が発生することになる。これにより、エン
ジンブレーキが良好に補助される。

【００２２】また、シリンダ部４０と上記スプール弁３
６との間のオイル通路３４の部分には、コントロールバ
ルブ５０が設けられている。このコントロールバルブ５
０は、オイル通路３４に供給された高圧オイルの圧力を
所定圧以下に調節するものであり、これにより、オイル
通路３４内圧が過大とならず圧縮圧開放型エンジン補助
ブレーキ装置３０の故障等が防止される。なお、コント
ロールバルブ５０の構成は公知であり、ここでは説明を
省略する。

【００２３】さらに、ケーシング３２の他端には、シリ
ンダ部５２がオイル通路３４の延長として形成されてお
り、シリンダ部５２内にはマスターピストン５２がシリ
ンダ部５２に沿って摺動自在に介装されている。そし
て、このマスターピストン５２の先端は、上記ロッカア
ーム２６の後端の上記プッシュロッド２８の当接する側
と反対側の面と当接している。従って、マスターピスト
ン５２は、プッシュロッド２８の上下動に応じてシリン
ダ部５２内を往復動し、プッシュロッド２８の上昇によ
り排気バルブ２０，２２が開弁するときには、上昇して
オイル通路３４のオイルを介してスレイブピストン４２
を押し下げ、排気バルブ２２の下降を補助する。なお、
図中符号５６はマスターピストン５２を常時ロッカアー
ム２６側に付勢しておく板状スプリングである。

【００２４】また、同図に示すように、上記吸気管１２
と排気管１６とは接近して配設されており、その接近し
た部分にはＶＧ（Variable Geometry）ターボチャージ
ャ（過給機）６０が設けられている。このＶＧターボチ
ャージャ６０は、基本的には通常のターボチャージャと
同様に、ハウジング６２の内部に連結シャフト６４によ
り同期回転可能に連結されたタービン（排気タービン）
６６とコンプレッサ６８とを備えて構成されている。従
って、排気通路１８内を図中矢印方向に流れる排ガスに
よりタービン６６が回転させられると、連結シャフト６
４を介してコンプレッサ６８が同期回転し、これにより
吸気通路１４内の空気が圧縮されて燃焼室１０内に過給
されるようにされている。

【００２５】そして、このＶＧターボチャージャ６０に
は、さらにタービン６６の外周を取り巻くようにして複
数の可動ベーン７２を有した可変ノズルユニット（可変
ノズル）７０が設けられている。この可変ノズルユニッ
ト７０は可変ノズルアクチュエータ７４に接続されてお
り、このアクチュエータ７４はＥＣＵ９０に電気的に接
続されている。

【００２６】ここで、図２を参照すると、ＶＧターボチ
ャージャ６０の排気通路１８側、即ちタービン６６側の
部分の拡大詳細図が示されており、以下図２に基づきＶ
Ｇターボチャージャ６０の構成についてより詳しく説明
する。同図に示すように、複数の可動ベーン７２はター
ビン６６の外周を囲むようにして等間隔に配列されてお
り、各可動ベーン７２は、ハウジング６２に回転自在に
支持されたピン７６を介してそれぞれリンク部材７８の
一端に結合されている。一方、タービン６６近傍の連結
シャフト６４周りには、ハウジング６２に支持され且つ
連結シャフト６４周りに回転可能にしてサークルプレー
ト８０が設けられている。そして、このサークルプレー
ト８０には、各可動ベーン７２に対応するようにこれら
と同一間隔を有して同一数量の突起８２がリンク部材７
８側に臨んで立設されており、これら突起８２はそれぞ
れ対応するリンク部材７８の他端の切欠き７９に摺動自
在に挿入されている。

【００２７】また、サークルプレート８０の外周端に
は、上記アクチュエータ７４のロッド７５が連結されて
いる。従って、ＥＣＵ９０から駆動信号がアクチュエー
タ７４に供給されると、サークルプレート８０が連結シ
ャフト６４周りで回動する。これにより、突起８２が切
欠き７９内で摺動しながらリンク部材７８を周方向で押
すことになり、故にリンク部材７８がピン７６の軸周り
にピン７６と一体に回動し、これに伴い各可動ベーン７
２がやはりピン７６の軸周りに同角度だけ回動する。そ
して、このように各可動ベーン７２が回動すると、可動
ベーン７２のベーン開度θVGが変更されることになり、
各可動ベーン７２間の隙間（ノズル開度）が変更され
る。

【００２８】ここでは、ベーン開度θVGは、予め各可動
ベーン７２間の隙間の大きさに対応付けられた段階値
（値１〜８の整数）で示される。図４を参照すると、可
動ベーン７２の実際の状態とベーン開度θVGの段階値
（値１〜８）との関係が示されており、同図に示すよう
に、ベーン開度θVGの段階値はその数値が最大値（例え
ば、値８）のときが各可動ベーン７２間の隙間が最も大
きい状態、即ち定常状態を示す（一点鎖線で示す）。そ
して、段階値が小さくされるにつれて各可動ベーン７２
間の隙間は小さくなり、数値が最小値（例えば、値１）
のときが各可動ベーン７２間の隙間が最も小さい状態を
示している（実線で示す）。なお、同図から明らかなよ
うに、各可動ベーン７２間の隙間（ノズル開度）は段階
値が最小値（例えば、値１）となっても閉塞することは
なく、排ガスは各可動ベーン７２間を流通可能とされて
いる。同図中、破線はベーン開度θVGが値２の場合の可
動ベーン７２の状態を示しており、二点鎖線はベーン開
度θVGが値３の場合の可動ベーン７２の状態を示してい
る。

【００２９】このように各可動ベーン７２間の隙間が変
更されることにより、可変ノズルユニット７０を経てタ
ービン６６に吹き付けられる排ガスの流速が多段階に調
節可能とされ、排ガスの流量に拘わらずタービン６６の
回転速度ＮTを変えることが可能とされている。つま
り、燃料供給量が少量でエンジン１の回転速度Ｎeが小
さく、故に排ガスの流量が少ない場合であっても、アク
チュエータ７４によって各可動ベーン７２間の隙間を小
さく調整することでタービン６６の回転速度ＮTを比較
的高速にできる。これにより吸気通路１４内の空気をコ
ンプレッサ６８で良好に圧縮し吸気系のブースト圧を上
げて過給効果を高めることができるのである。

【００３０】また、後述するように、ベーン開度θVGを
小さくして各可動ベーン７２間の隙間を小さく絞り調整
することで、制動時、ＶＧターボチャージャ６０を排気
ブレーキとして機能させたり、吸入空気の過給圧を高め
て上記圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０によ
るエンジンブレーキ作用を増強させたりすることができ
る。

【００３１】図３を参照すると、ＥＣＵ９０の入出力関
係がブロック図として示されている。同図に示すよう
に、ＥＣＵ９０の入力側には、アクセルペダル１００の
踏込量、即ち燃料供給量に対応するアクセル開度θACC
を検出するアクセル開度センサ１０２、ＶＧターボチャ
ージャ６０のコンプレッサ６８下流に設けられ（図１参
照）、ブースト圧を検出するブースト圧センサ１０４、
切換操作部材１０６の操作により補助ブレーキ、つまり
上記圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０等の作
動制御のオン・オフ及びそのモード切換え（＃１or＃２
or＃３）を行う切換スイッチである補助ブレーキスイッ
チ（補助ブレーキＳＷ）１０８、エンジン１の回転速度
Ｎeを検出するエンジン回転センサ１１０等が接続され
ている。一方、ＥＣＵ９０の出力側には、上述したよう
に、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０のスプ
ール弁３６、ＶＧターボチャージャ６０の可変ノズルア
クチュエータ７４等が接続されている。

【００３２】以下、上記のように構成されたエンジン１
の作用を本発明に係るエンジンブレーキ装置の作用を中
心に説明する。図５を参照すると、過給機の制御ルーチ
ン、即ちベーン開度θVGの切換制御ルーチン（制御手
段）のフローチャートが示されており、以下図５に沿っ
て説明する。

【００３３】先ず、ステップＳ１０では、上記補助ブレ
ーキＳＷ１０８がオン状態とされているか否かを判別す
る。このステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）の場合
には、運転者に補助ブレーキを使用する意思がないと判
定でき、この場合には何もせずに当該ルーチンを抜け
る。つまり、この場合には、アクセルペダル１００を戻
しても圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０によ
るエンジンブレーキやＶＧターボチャージャ６０による
排気ブレーキ等の補助ブレーキは一切働かず、制動は通
常のサービスブレーキ（図示せず）のみよって実施され
る。

【００３４】ここで、図６を参照すると、補助ブレーキ
ＳＷ１０８がオフ状態、即ち補助ブレーキを使用しない
場合におけるエンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACC
に応じたベーン開度θVG（値１〜８）のマップが示され
ており、ステップＳ１０の判別結果が偽の場合には、当
該図６のマップに基づいてＶＧターボチャージャ６０の
可動ベーン７２は作動させられる。

【００３５】同図によれば、アクセル開度θACCが所定
値（所定負荷）θ0よりも充分大きく、燃料供給がされ
ている場合には、ベーン開度θVGはエンジン回転速度Ｎ
eに応じて値３（所定開度）から値８の範囲で適正に切
換えられる。そして、エンジン回転速度Ｎeが小さいほ
どベーン開度θVGは小さくされ、これにより、エンジン
１が低負荷状態で排ガスの流量が小さい場合でも過給効
率が高められるようにされている。ここに、所定値θ0
は、アクセルペダル１００を戻して燃料供給が停止され
るアクセル開度θACCを意味しており、０値近傍とされ
る。なお、所定値θ0を値０としていないのはアクセル
ペダル１００の遊び等を考慮したためである。

【００３６】また、アクセル開度θACCが所定値θ0近傍
或いはこれより小で燃料供給が停止され、且つエンジン
回転速度Ｎeが所定値Ｎe0（例えば、アイドル回転速
度）よりも大のときにはベーン開度θVGは最大値８とさ
れる。このように車両が高速走行状態でエンジン回転速
度Ｎeが大きいときにアクセル開度θACCが小さく燃料供
給が停止させられるような場合には、運転者に加速走行
の意思はなく運転者は惰力走行を望んでいるとみなすこ
とができる。従って、この場合にはベーン開度θVGを値
８と大きくして不必要に過給を行わず、また補助ブレー
キも働かないようにするのである。

【００３７】一方、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe0
（例えば、アイドル回転速度）以下のときには、ベーン
開度θVGは値３と小さくされる。通常エンジン回転速度
Ｎeが所定値Ｎe0（例えば、アイドル回転速度）以下と
なったときには、アクセル開度θACCが所定値θ0近傍或
いはこれ未満であってもアイドル回転用の燃料供給が開
始されるようにされている。故に、ここではベーン開度
θVGを値３として過給効果を高め、アイドル回転用の燃
料による燃焼効率を向上させてエンジンストールを防止
するのである。

【００３８】ところで、上記のように燃料供給が行われ
ている場合においては、ベーン開度θVGの最低値を値１
や値２と小さくせず値３（所定開度）に留めている。こ
れは、ベーン開度θVGを値１や値２とすると、たとえア
イドル回転用の少量の燃料供給であっても燃焼ガスが膨
張して排ガスの圧力が上昇することに起因している。つ
まり、ベーン開度θVGが値１や値２のように極めて小さ
いと、各可動ベーン７２間の隙間が小さいために（図４
参照）、可動ベーン７２の受ける排ガスの圧力が大きく
なり、また排ガスの流速が極めて高速となりタービン６
６が限界回転速度ＮTMAXに達してＶＧターボチャージャ
６０の故障の要因となる虞があるためである。

【００３９】一方、ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、補助ブレーキＳＷ１０８がオン状態、つまり
圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０が作動可能
状態にあり且つＶＧターボチャージャ６０を排気ブレー
キとして機能させることが可能である場合には、次にス
テップＳ１２に進み、補助ブレーキＳＷ１０８の切換位
置、即ち切換モードがモード＃１であるか否かを判別す
る。

【００４０】ステップＳ１２の判別結果が真で、補助ブ
レーキＳＷ１０８の切換モードがモード＃１の場合に
は、エンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACCに対する
ベーン開度θVGのマップとしてやはり図６のマップが選
択される。そして、ステップＳ１４において、アクセル
開度θACCが上記所定値θ0以下であるか否かを判別す
る。判別結果が偽でアクセル開度θACCが所定値θ0より
大きい場合には、何もせずに当該ルーチンを抜け、この
場合には、ベーン開度θVGは上述したようにエンジン回
転速度Ｎeに応じて段階値３〜８の間で制御される。一
方、ステップＳ１４の判別結果が真でアクセル開度θAC
Cが所定値θ0以下、即ち、運転者に加速走行の意思がな
く燃料供給が停止されたと判定できる場合には、次にス
テップＳ１６に進む。

【００４１】ステップＳ１６では、エンジン回転速度Ｎ
eが上記所定値Ｎe0（例えば、アイドル回転速度）以上
であるか否かを判別する。判別結果が真でエンジン回転
速度Ｎeが所定値Ｎe0以上である場合には、次にステッ
プＳ１８に進み、図６のマップに基づきベーン開度θVG
を値８とする。つまり、補助ブレーキＳＷ１０８の切換
モードがモード＃１（最弱位置）でエンジン回転速度Ｎ
eが上記所定値Ｎe0以上、且つアクセル開度θACCが所定
値θ0以下で燃料供給が停止されているときには、ベー
ン開度θVGが値８（最大）とされて殆ど過給効果はない
ものの、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置３０が
良好に作動状態とされ、エンジンブレーキ力が補助され
る。

【００４２】一方、ステップＳ１６の判別結果が偽でエ
ンジン回転速度Ｎeが上記所定値Ｎe0よりも小さい場合
には、次にステップＳ２０に進み、図６のマップに基づ
き可動ベーン７２のベーン開度θVGを値３とする。つま
り、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe0よりも小さい場
合には、上述したようにアイドル回転用の燃料供給が行
われており、従って、この場合には上記図６のマップと
同様にしてベーン開度θVGを値３とし燃焼効率を向上さ
せてエンジンストールを防止する。

【００４３】ステップＳ１２の判別結果が偽の場合に
は、次にステップＳ２２に進み、補助ブレーキＳＷ１０
８の切換モードがモード＃２であるか否かを判別する。
判別結果が偽の場合には、補助ブレーキＳＷ１０８の切
換モードはモード＃２ではなくモード＃３であり、この
場合にはエンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACCに対
するベーン開度θVGのマップとして図７のマップが選択
される。

【００４４】そして、ステップＳ２４において、アクセ
ル開度θACCが上記所定値θ0以下であるか否かを判別す
る。判別結果が偽でアクセル開度θACCが所定値θ0より
大きい場合には、何もせずに当該ルーチンを抜け、この
場合には、ベーン開度θVGは図７のマップに基づき上記
図６のマップと同様にエンジン回転速度Ｎeに応じて段
階値３〜８の間で制御される。一方、ステップＳ２４の
判別結果が真でアクセル開度θACCが所定値θ0以下、即
ち、運転者に加速走行の意思がなく燃料供給が停止され
たと判定できる場合には、次にステップＳ２６に進む。

【００４５】ステップＳ２６では、エンジン回転速度Ｎ
eが上記所定値Ｎe0（例えば、アイドル回転速度）以上
であるか否かを判別する。判別結果が真でエンジン回転
速度Ｎeが所定値Ｎe0以上である場合には、次にステッ
プＳ２８に進む。ステップＳ２８では、エンジン回転速
度Ｎeが所定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）以上である
か否かを判別する。判別結果が偽でエンジン回転速度Ｎ
eが所定値Ｎe1より小さい場合には、次にステップＳ３
０に進み、図７のマップに基づきベーン開度θVGを値１
とする。一方、判別結果が真でエンジン回転速度Ｎeが
所定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）以上である場合に
は、次にステップＳ３２に進み、図７のマップに基づき
ベーン開度θVGを値２とする。

【００４６】つまり、補助ブレーキＳＷ１０８の切換モ
ードがモード＃３でエンジン回転速度Ｎeが上記所定値
Ｎe0以上、且つアクセル開度θACCが所定値θ0以下で燃
料供給が停止されているときには、圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキ装置３０が作動状態とされるとともに、
エンジン回転速度Ｎeに応じて、ベーン開度θVGはアク
セル開度θACCが所定値θ0より大であるときの最小のベ
ーン開度θVG（値３、所定開度）よりも小さい値１また
は値２（制動用開度領域）とされる。

【００４７】従って、アクセル開度θACCが所定値θ0以
下で燃料供給がないときには吸入空気が燃焼なくそのま
ま排出されるために排ガスの流量・圧力ともに小さいの
であるが、このようにベーン開θVGを値１または値２と
極めて小さくすることで、排気通路を絞ってＶＧターボ
チャージャ６０の排気ブレーキ機能を好適に高めること
ができ、また、タービン６６の回転速度ＮTを速めるこ
とで過給効率を高めて圧縮圧開放型エンジン補助ブレー
キ装置３０のエンジンブレーキ作用を増強させることが
できる。即ち、補助ブレーキ機能を極めて良好に発揮さ
せることが可能となる。

【００４８】図９を参照すると、燃焼がない場合の燃焼
室１０の容積と圧力、即ち筒内容積ＶCと筒内圧力ＰCと
の関係が示されており、同図中一点鎖線がベーン開度θ
VGを値８とした場合を、二点鎖線が値３とした場合を、
破線が値２とした場合を、実線が値１とした場合をそれ
ぞれ示している。そして、同図では、各線で囲まれた符
号ＥEXで示す範囲がＶＧターボチャージャ６０の排気ブ
レーキとしての作用による吸収エネルギ量を示し、符号
ＥPで示す範囲が圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装
置３０のエンジンブレーキの作用による吸収エネルギ量
を示している。

【００４９】同図から明らかなように、ベーン開度θVG
の値が小さいほど各線で囲まれる範囲、即ち排気ブレー
キの作用による吸収エネルギ量ＥEX、エンジンブレーキ
の作用による吸収エネルギ量ＥPは共に大きくされてい
る。故に、切換モードがモード＃１でベーン開度θVGが
値８であるときには吸収エネルギ量ＥPのみであってそ
のエンジンブレーキの効果は小さいのであるが、モード
＃３（強側）の場合のようにベーン開度θVGが値１また
は値２と極めて小さくされると、排気ブレーキ及びエン
ジンブレーキの効果は非常に大きなものとなるのであ
る。

【００５０】また、ここでは、エンジン回転速度Ｎeが
所定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）であるときにベー
ン開度θVGを値１から値２に切換えているが、これは、
所定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）以上においてもベ
ーン開度θVGが値１と小さくされたままであると、燃焼
による膨張がなくてもタービン６６の回転速度ＮTが上
記限界回転速度ＮTMAXに達してＶＧターボチャージャ６
０の故障の要因となることがあり、このような事態を未
然に防止するためである。またタービン６６の回転速度
ＮTをエンジン回転速度Ｎeに拘わらず略一定に保持する
ためである。

【００５１】ステップＳ２６の判別結果が偽でエンジン
回転速度Ｎeが上記所定値Ｎe0よりも小さい場合には、
次にステップＳ３４に進み、図７のマップに基づき可動
ベーン７２のベーン開度θVGを値３とする。つまり、エ
ンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe0よりも小さい場合に
は、上述したようにアイドル回転用の燃料供給が行われ
ており、従って、この場合には上記図６のマップと同様
にしてベーン開度θVGを値３とし燃焼効率を向上させて
エンジンストールを防止する。

【００５２】一方、ステップＳ２２の判別結果が真、つ
まり、補助ブレーキＳＷ１０８の切換モードがモード＃
２である場合には、エンジン回転速度Ｎeとアクセル開
度θACCに対するベーン開度θVGのマップとして図８の
マップが選択される。そして、ステップＳ３６におい
て、アクセル開度θACCが上記所定値θ0以下であるか否
かを判別する。判別結果が偽でアクセル開度θACCが上
記所定値θ0より大きい場合には、何もせずに当該ルー
チンを抜け、この場合には、ベーン開度θVGは図８のマ
ップに基づき上記図６，７の両マップと同様にエンジン
回転速度Ｎeに応じて段階値３〜８の間で制御される。
一方、ステップＳ３６の判別結果が真でアクセル開度θ
ACCが所定値θ0以下、即ち、運転者に加速走行の意思が
なく燃料供給が停止されたと判定できる場合には、次に
ステップＳ３８に進む。

【００５３】ステップＳ３８では、エンジン回転速度Ｎ
eが上記所定値Ｎe0以上であるか否かを判別する。判別
結果が真でエンジン回転速度Ｎeが上記所定値Ｎe0以上
である場合には、次にステップＳ４０に進む。ステップ
Ｓ４０では、上記同様にエンジン回転速度Ｎeが所定値
Ｎe1（例えば、１９００rpm）以上であるか否かを判別
する。判別結果が真でエンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe
1以上である場合には、次にステップＳ３４に進み、図
８のマップに基づきベーン開度θVGを値３とする。一
方、ステップＳ４０の判別結果が偽でエンジン回転速度
Ｎeが所定値Ｎe1より小さい場合には、次にステップＳ
４２に進み、図８のマップに基づきベーン開度θVGを値
２とする。

【００５４】つまり、補助ブレーキＳＷ１０８の切換モ
ードがモード＃２でエンジン回転速度Ｎeが上記所定値
Ｎe0以上、且つアクセル開度θACCが所定値θ0以下で燃
料供給が停止されているときには、圧縮圧開放型エンジ
ン補助ブレーキ装置３０が作動状態とされるとともに、
エンジン回転速度Ｎeに応じてベーン開度θVGが値２ま
たは値３とされ、上記モード＃３の場合と同様にＶＧタ
ーボチャージャ６０が排気ブレーキとして機能し、ま
た、過給効率が高められて圧縮圧開放型エンジン補助ブ
レーキ装置３０のエンジンブレーキ作用が増強される。

【００５５】なお、このモード＃２の場合にあっては、
モード＃３の場合よりもベーン開度θVGが緩和されてい
るため補助ブレーキの効果が小さく抑えられているが、
これは、上述のモード＃１の場合を含め、運転者の便宜
とＶＧターボチャージャ６０の耐久性を考慮したもので
ある。つまり、積載物等の重量や降坂路の勾配等に応じ
て補助ブレーキの効き具合を選択可能にしてドライバビ
リティを向上させ、またモード＃３を特に必要とすると
き以外はモード＃１またはモード＃２を使用することで
タービン６６の回転速度ＮTを低く抑えてＶＧターボチ
ャージャ６０の故障等を低減するのである。

【００５６】また、ここではエンジン回転速度Ｎeが所
定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）であるときにベーン
開度θVGを値２から値３に切換えているが、これは主と
してタービン６６の回転速度ＮTをエンジン回転速度Ｎe
に拘わらず略一定に保持するためである。上記ステップ
Ｓ３８の判別結果が偽でエンジン回転速度Ｎeが上記所
定値Ｎe0よりも小さい場合には、次にステップＳ３４に
進み、図８のマップに基づきベーン開度θVGを上記同様
に値３とする。つまり、エンジン回転速度Ｎeが所定値
Ｎe0よりも小さく、上述したようにアイドル回転用の燃
料供給が行われているときには、上記図６，７のマップ
と同様にベーン開度θVGを値３として燃焼効率を向上さ
せエンジンストールを防止する。

【００５７】ここで図１０を参照すると、上記ベーン開
度θVGの切換制御ルーチンに基づく制御結果、即ち、エ
ンジン回転速度Ｎeが上記所定値Ｎe0以上、且つアクセ
ル開度θACCが所定値θ0以下で燃料供給が停止されてい
るときにおける、エンジン回転速度Ｎeとタービン６６
の回転速度ＮTとの関係、並びにエンジン回転速度Ｎeと
補助ブレーキの吸収エネルギとの関係、つまりエンジン
回転速度Ｎeに対する上記排気ブレーキの吸収エネルギ
ＥEXとエンジンブレーキの吸収エネルギＥPとの和（ＥE
X＋ＥP）の関係が示されている。同図中において、一点
鎖線がモード＃１の場合を、破線がモード＃２の場合
を、実線がモード＃３の場合を示している。

【００５８】同図に示すように、補助ブレーキＳＷ１０
８がモード＃３（実線）の場合には、エンジン回転速度
Ｎeが所定値Ｎe0から所定値Ｎe1（例えば、１９００rp
m）の間では、ベーン開度θVGは値１とされてタービン
６６の回転速度ＮTは速くされており、故に吸収エネル
ギも非常に大きなものとされている。そして、エンジン
回転速度Ｎeが所定値Ｎe1（例えば、１９００rpm）を超
えると、ベーン開度θVGは値２とされ（図７参照）、タ
ービン６６の回転速度ＮTは限界回転速度ＮTMAX（斜線
域）に達しないようにされながら吸収エネルギは大きい
状態のまま好適に略一定に保持される。

【００５９】従って、例えば、積載物等の重量が重く、
また降坂路の勾配が大きいような場合に当該モード＃３
を選択すれば、強力でレスポンスのよい制動力を発生さ
せることが可能となり、車両の走行安全性が向上する。
一方、モード＃２（破線）の場合には、モード＃３の場
合に比べてタービン６６の回転速度ＮTは小さくされて
おり、吸収エネルギも小さくなっている。しかしなが
ら、この場合の吸収エネルギも、アクセル開度θACCが
所定値θ0より大であるときのベーン開度θVG（値３）
である場合（二点鎖線で示す）よりは大きなものとされ
ている。従って、当該モード＃２の場合であっても充分
な制動力が発揮される。

【００６０】また、モード＃１（一点鎖線）の場合に
は、ベーン開度θVGは最大値８のままに保持され（図６
参照）、エンジン回転速度Ｎeの全般に亘ってタービン
６６の回転速度ＮTは小さく且つ変化少なく、故に、過
給効果が少ないことから吸収エネルギも比較的小さいも
のとされている。しかしながら、通常の車両走行時にお
いてこのモード＃１を使用するようにすれば、ＶＧター
ボチャージャ６０の耐久性が好適に維持可能とされる。

【００６１】以上、説明したように、本発明のエンジン
ブレーキ装置では、積載物の重量等の車両状況や降坂路
の勾配等に応じて、切換モードを補助ブレーキＳＷ１０
８によりモード＃１、モード＃２、モード＃３のように
切換えるようにしている。従って、ＶＧターボチャージ
ャ６０を加速走行時の過給機として良好に機能させなが
ら、制動時には運転者の意思に応じてＶＧターボチャー
ジャ６０の過給効果を高めるようにして圧縮圧開放型エ
ンジン補助ブレーキ装置３０のエンジンブレーキ作用を
適正なものにすることが可能である。故に、運転者の意
思に反した過剰なエンジンブレーキ力を発生させないよ
うにでき、また、必要時以外はタービン６６の回転速度
ＮTを抑えてエンジンブレーキ力を小さくすることでＶ
Ｇターボチャージャ６０の耐久性を好適に維持すること
ができる。特にベーン開度θVGが最大値８であるモード
＃１を多用するようにすればその効果は大きい。

【００６２】なお、上記実施例では、補助ブレーキＳＷ
１０８の切換モードをモード＃１，モード＃２，モード
＃３として３モード間でモードを選択可能としたが、切
換モードを４モード以上にしてもよい。これにより、タ
ービン６６の回転速度ＮTをよりきめ細かく調節でき、
ＶＧターボチャージャ６０の耐久性がさらに好適に維持
される。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
請求項１のエンジンブレーキ装置によれば、圧縮圧開放
型エンジン補助ブレーキが作動するときにおいて、切換
スイッチの切換位置がエンジンブレーキ力の強側に切換
えられるほど可変ノズルの開度を小側に変更でき、これ
により排気タービンの回転速度を高速化して過給効果を
高め、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキのエンジンブ
レーキ補助効果を増強することができる。つまり、切換
スイッチの切換えによって、運転者の要求制動力に応じ
たエンジンブレーキ力を得ることができる。そして、特
に必要なとき以外切換スイッチの切換位置を弱側にして
おくことにより、排気タービンの過回転を防止でき、故
に故障なく過給機の耐久性を維持することができる。

【００６４】また、請求項２のエンジンブレーキ装置に
よれば、切換スイッチの切換位置がエンジンブレーキ力
の最弱位置であるときには、運転者はそれほど強いエン
ジンブレーキ力を要求していないとみなすことができ、
この場合には、可変ノズルの開度を最大にすることで圧
縮圧開放型エンジン補助ブレーキを過給機による過給な
く作動させることができ、運転者の意思に反した過剰な
制動力を働かせないようにできる。また、排気タービン
の過回転を防止して過給機の耐久性を好適に維持するこ
とができる。

【００６５】また、請求項３のエンジンブレーキ装置に
よれば、通常、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキが作
動するときには、燃料が供給されず燃焼による膨張なく
排気が行われるために排気流量・排気圧ともに小さいの
であるが、切換スイッチの切換位置が最弱位置よりも強
側とされ運転者が比較的大きな制動力を要求していると
きにあっては、可変ノズルの開度を所定開度より小さい
制動用開度領域内で制御することができ、故に少量の排
ガスによってもタービン回転速度を高速回転させて過給
効果を高くでき、圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキに
よるエンジンブレーキ力を好適なものにできる。

【００６６】さらに、切換スイッチの切換位置が強側で
あるほど上記制動用開度領域を可変ノズルの開度が小さ
い側に変更するようにできるため、運転者の意思に応じ
た適正なエンジンブレーキ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両に搭載され、本発明に係るエンジンブレー
キ装置を含むエンジンの概略構成図である。

【図２】図１中のＶＧターボチャージャの詳細図であ
る。

【図３】電子制御ユニットの入出力関係を示すブロック
図である。

【図４】ＶＧターボチャージャの可動ベーンの回動範囲
を示し、ベーン開度θVGを説明する図である。

【図５】ベーン開度θVGの切換制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図６】補助ブレーキＳＷがオフ状態及び切換モード＃
１の場合のエンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACCに
応じたベーン開度θVGのマップである。

【図７】補助ブレーキＳＷが切換モード＃３の場合のエ
ンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACCに応じたベーン
開度θVGのマップである。

【図８】補助ブレーキＳＷが切換モード＃２の場合のエ
ンジン回転速度Ｎeとアクセル開度θACCに応じたベーン
開度θVGのマップである。

【図９】燃焼がない場合の筒内容積ＶCと筒内圧力ＰCと
の関係を示す図であって、ベーン開度θVGに応じた補助
ブレーキの吸収エネルギを示す図である。

【図１０】図５の切換制御ルーチンによる制御結果を示
す図であって、エンジン回転速度Ｎeとタービンの回転
速度ＮTとの関係、及びエンジン回転速度Ｎeと補助ブレ
ーキの吸収エネルギとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン４シリンダ６ピストン１０燃焼室１２吸気管１４吸気通路１６排気管１８排気通路２０排気バルブ２２排気バルブ３０圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキ装置６０ＶＧターボチャージャ（過給機）６６タービン（排気タービン）６８コンプレッサ７０可変ノズルユニット（可変ノズル）７２可動ベーン（可変ノズル）７４可変ノズルアクチュエータ９０電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００アクセルペダル１０２アクセル開度センサ１０８補助ブレーキスイッチ（切換スイッチ）１１０エンジン回転センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンからの排ガスにより駆動さ
れる排気タービン及び該排気タービンへの排ガス導入口
の断面積を開度調節により変更可能な可変ノズルを有し
た過給機と、前記内燃エンジンの圧縮上死点近傍で排気を行うことに
より圧縮圧を開放可能な圧縮圧開放型エンジン補助ブレ
ーキと、複数の切換位置を有し、エンジンブレーキ力の強弱を複
数段階に切換え可能な切換スイッチと、前記圧縮圧開放型エンジン補助ブレーキが作動すると
き、前記切換スイッチの切換位置が前記エンジンブレー
キ力の強側であるほど前記可変ノズルの開度を小側に変
更する制御手段と、を備えることを特徴とするエンジンブレーキ装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記切換スイッチの切
換位置が前記エンジンブレーキ力の最弱位置であると
き、前記可変ノズルの開度を最大にすることを特徴とす
る、請求項１記載のエンジンブレーキ装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記切換スイッチの切
換位置が前記最弱位置よりも強側であるときには、前記
可変ノズルの開度を所定開度より小さい制動用開度領域
内で制御するとともに、前記切換スイッチの切換位置が
強側であるほど前記制動用開度領域を前記可変ノズルの
開度が小さい側に変更することを特徴とする、請求項２
記載のエンジンブレーキ装置。