JP2606735Y2

JP2606735Y2 - 排気制御装置

Info

Publication number: JP2606735Y2
Application number: JP1992084118U
Authority: JP
Inventors: 貴久長友; 英樹須永; 久永平林
Original assignee: カルソニックカンセイ株式会社
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2007-12-07
Also published as: JPH0647640U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、排気制御装置に関し、
特に車速や積載重量に応じて排気ブレーキ効果を調節し
うるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、トラック等の大型車両には、比較
的簡単にエンジンブレーキ効果を上げるために排気ブレ
ーキが一般に広く使われている。原理は、エンジンの排
気管に排気ブレーキ用のバルブ（以下、排気ブレーキバ
ルブという）を設け、排気管をこのバルブにより閉鎖し
て排気圧を上げるもので、排気ブレーキバルブの開閉は
バルブ駆動装置によってなされる。このバルブ駆動装置
は制御回路によって制御される。

【０００３】従来、この制御回路によるバルブ駆動装置
の制御は、一般に、クラッチとギヤポジションとアクセ
ルの各状態の組み合わせによって一律になされていた。
すなわち、排気ブレーキスイッチがオンされた状態にお
いて、クラッチが切れていたりギアポジションがＮレン
ジの時には排気ブレーキバルブを開けて（全開状態）排
気ブレーキを解除し、それ以外の状態の時でかつアクセ
ルを戻した時には排気ブレーキバルブを閉じて（全閉状
態）排気ブレーキを作動させるような制御を行ってい
た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気制御装置にあっては、排気ブレーキをク
ラッチとギヤポジションとアクセルの各状態に応じて一
律に作動させるため、車速や積載重量の変化に対応する
ことができず、車両の運転状態や負荷状態に応じた有効
な排気ブレーキ効果が得られない。すなわち、一般に車
速や積載重量に応じて一定の速度を維持するに必要かつ
十分とされる補助ブレーキとしての排気ブレーキ効果の
程度が異なるが、従来はこれらの要素が考慮されてな
く、しかも全開と全閉の２ポジションでの開閉制御であ
ったので、排気ブレーキ効果が常に一定で、車両の運転
状態や負荷状態に適した必要十分なだけの排気ブレーキ
効果に調節することができなかった。また、車両の消音
性能を確保した上で、エンジンの出力を向上するため
に、制御型マフラと称し、運転状況に応じて、排気経路
を変更するマフラを併用する排気系が用いられるように
なったが、前記排気ブレーキの制御と整合しない場合が
あった。

【０００５】本考案は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、車両の運転状態や負荷状態
に応じて排気ブレーキ効果を調節しうる排気制御装置を
提供すること、およびこの排気ブレーキと制御型マフラ
とを併用した場合に、両装置が整合のとれた制御が可能
になるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本考案は、クラッチ状態検出手段(23)と、ギヤポジ
ション検出手段(24)と、アクセル開度検出手段(25)とを
備え、これらの検出信号に基づいて、車速を減速するた
めに設けられた排気ブレーキバルブ(16)を制御する排気
制御装置において、エンジンの排気管(10)に設けられた
前記排気ブレーキバルブ(16)と、排圧を制御する排圧制
御バルブ(17)を装着した第１排気出口管(14)を備え、前
記排気管(10)の後流に設けられた第１マフラ(11)と、こ
の第１マフラ(11)と連結管(12)により連結されると共に
第２排気出口管(15)を備えた第２マフラ(13)と、前記排
気ブレーキバルブ(16)および前記排圧制御バルブ(17)を
開閉駆動する駆動手段(18)と、車速を検出する車速検出
手段(21)と、車両の積載重量を検出する積載重量検出手
段(22)と、所定の排気ブレーキ作動条件を満たすとき
に、前記車速検出手段(21)と積載重量検出手段(22)との
信号から、予め車速と積載重量に対応させて設定されて
いる排気ブレーキバルブの開度特性に基づいて、前記排
気ブレーキバルブ(16)の開度を制御する信号を前記駆動
手段(18)に出力し、前記所定の排気ブレーキ作動条件を
満たさないときに、前記エンジン回転数検出手段(20)と
前記アクセル開度検出手段(25)との信号から、エンジン
回転数およびアクセル開度が予め決められた一定値以上
のときに、前記排気ブレーキバルブ(16)を全開にすると
共に、予めエンジン回転数とアクセル開度に対応させて
設定されている排圧制御バルブの開度特性に基づいて、
前記排圧制御バルブ(17)の開度を制御する信号を前記駆
動手段(18)に出力する一方、エンジン回転数およびアク
セル開度が予め決められた一定値未満のときに、前記排
圧制御バルブ(17)を閉じる信号を前記駆動手段(18)に出
力する制御手段と、を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】このように構成した本考案にあっては、制御手
段は、所定の排気ブレーキ作動条件を満たすとき、車速
検出手段からの出力（車速信号）と積載重量検出手段か
らの出力（積載重量信号）とから得られた状態に適した
必要かつ十分なだけの排気ブレーキ効果を得るための排
気ブレーキバルブの開度を予め車速と積載重量に対応さ
せて設定されている排気ブレーキバルブの開度特性に基
づいて演算し、この演算結果により駆動手段に制御信号
を出力する。駆動手段は、その制御信号に従って排気ブ
レーキバルブを開閉駆動し、目標開度に設定する。一
方、所定の排気ブレーキ作動条件を満たさないときは、
排気ブレーキバルブを全開にする信号を駆動手段に出力
するとともに、エンジン回転数検出手段からの出力（エ
ンジン回転数信号）とアクセル開度検出手段からの出力
（アクセル開度信号）とから得られた状態に適した必要
かつ十分なだけの排気圧力低減効果または騒音低減効果
を得るための排圧制御バルブの開度を予めエンジン回転
数とアクセル開度に対応させて設定されている排圧制御
バルブの開度特性に基づいて演算し、この演算結果によ
り駆動手段に制御信号を出力する。これらの制御信号に
従って、駆動手段は排圧制御バルブを開閉駆動して目標
開度に設定する。これにより、排気ブレーキ装置と、こ
れに併用した制御型マフラとが、整合のとれた制御を行
うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本考案の一実施例による排気制御装置の
概略構成図、図２は同実施例の動作を示すフローチャー
ト、図３は同実施例によるバルブ開度の制御特性を示す
図である。

【０００９】この排気ブレーキ付きの車両の排気系は、
図１に示すように、図示しないエンジンの排気管１０
と、この排気管１０に接続された第１マフラ１１と、こ
の第１マフラ１１と連結管１２により連結された第２マ
フラ１３と、第１マフラ１１に接続された第１排気出口
管１４と、第２マフラ１３に接続された第２排気出口管
１５とを有し、エンジンの排気管１０には排気ブレーキ
用の排気ブレーキバルブ１６が設けられ、また、第１マ
フラ１１の第１排気出口管１４には排気騒音低減用のバ
ルブ１７（以下、排圧制御バルブという）が設けられて
いる。なお、前記第１マフラ１１、第２マフラ１３、こ
れらに連通する連結管１２、これらにそれぞれ接続され
た第１排気出口管１４と第２排気出口管１５、および前
記排圧制御バルブ１７を総じて制御型マフラと称してい
る。これら排気ブレーキバルブ１６と排圧制御バルブ１
７はバルブ駆動装置１８によって開閉駆動される。本実
施例では、後述するように、それぞれのバルブ１６，１
７の開度は、全開状態と全閉状態だけでなく任意の中間
位置にも制御されうるようになっている。そのため、バ
ルブ駆動装置１８は、排気ブレーキバルブ１６と排圧制
御バルブ１７の各開度を検出しうる手段を備えている。
前述したように、車両の走行時に、エンジンの排気管１
０を排気ブレーキバルブ１６により閉鎖して排気圧を上
げることにより、補助ブレーキとしての排気ブレーキ効
果が得られる。一方、駐車時に排気ブレーキバルブ１６
を閉じてエンジン負荷を高めると、エンジンを強制的に
暖気することができる（暖気効果）。また、排圧制御バ
ルブ１７については、これを閉じることによって第１マ
フラ１１と第２マフラ１３が使用されることになり、排
気騒音の低減を図り、これを開けることにより、第１排
気出口管１４と第２排気出口管１５との両方から排気を
排出するようにして、背圧の増加を防止し、エンジン出
力の向上を図っている。なお、後者の制御を高出力制御
と称している。

【００１０】前記したバルブ駆動装置１８は、制御回路
１９からの制御信号に従って排気ブレーキバルブ１６と
排圧制御バルブ１７の開閉制御を行う。この制御回路１
９には、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検
出センサ２０と、車速を検出する車速センサ２１と、車
両の積載重量を検出する積載重量検出センサ２２と、ク
ラッチ状態を検出するクラッチ状態検出センサ２３と、
ギヤポジションの状態を検出するギヤポジション検出セ
ンサ２４と、アクセルの開度を検出するアクセル開度検
出センサ２５と、駐車時に暖気効果を得るための暖気ス
イッチ２６と、走行時に排気ブレーキ効果を得るための
排気ブレーキスイッチ２７とがそれぞれ接続されてい
る。また、バルブ駆動装置１８に設けられた前記のバル
ブ開度を検出する手段からのバルブ開度検出信号も制御
回路１９にフィードバックされるようになっている。本
実施例では、各種センサ２０〜２５やスイッチ類２６，
２７からの信号をＡ群からＣ群の三つの入力信号群にグ
ループ分けし、各入力信号群の信号に基づいて後述する
所定のバルブ制御を行うようになっている。図２中に示
すように、Ａ群には、クラッチ状態信号、ギヤポジショ
ン信号、アクセル開度信号、暖気スイッチ信号、排気ブ
レーキ信号が含まれ、Ｂ群には、車速信号、積載重量信
号が含まれ、Ｃ群には、エンジン回転数信号、アクセル
開度信号が含まれる。制御回路１９は、こうした各群の
入力信号を演算処理して、バルブ駆動装置１８を制御す
る。

【００１１】なお、駆動手段はバルブ駆動装置１８、車
速検出手段は車速センサ２１、負荷状態検出手段は積載
重量検出センサ２２、エンジン回転数検出手段はエンジ
ン回転数検出センサ２０、アクセル開度検出手段はアク
セル開度検出センサ２５、制御手段は制御回路１９によ
りそれぞれ構成されている。

【００１２】次に、このように構成された排気制御装置
の動作について図２のフローチャートに従って説明す
る。なお、ここでは、車両が走行中であるときを例にと
って説明する。

【００１３】まず、制御回路１９は、Ａ群の信号（クラ
ッチ状態信号、ギヤポジション信号、アクセル開度信
号、排気ブレーキスイッチ信号）を入力して（Ｓ１）、
排気ブレーキ作動条件かどうかを判断する（Ｓ２）。こ
の排気ブレーキ作動条件は、前述した従来の制御と同じ
内容であって、排気ブレーキスイッチ２７がオンされた
状態で、かつクラッチがつながっており、ギアポジショ
ンがＮレンジ以外で、しかもアクセルが戻されることで
あり、この条件が満たされたときに、排気ブレーキバル
ブ１６は、駆動を開始し、排気ブレーキを作動させる。
この条件を満たさないときには排気ブレーキバルブ１６
は、駆動しない。

【００１４】ステップ２の判断の結果として排気ブレー
キ作動条件を満たしていれば、制御回路１９は、さらに
Ｂ群の信号（車速信号、積載重量信号）を入力し（Ｓ
３）、所定の演算処理を行った後に排気ブレーキバルブ
１６を駆動させて排気ブレーキの作動制御を実行する
（Ｓ４）。この排気ブレーキ制御の内容は、車速と積載
重量の組み合わせによって排気ブレーキバルブ１６の開
度を最適値に調節するものであり、あらかじめ車速と積
載重量のそれぞれに対する排気ブレーキバルブ１６の最
適な開度特性が設定されている（図３（Ａ）と（Ｂ）参
照）。この特性曲線は車両ごとに実験によって求めてお
く。本実施例では、車速に対するバルブ開度も積載重量
に対するバルブ開度も共に直線的に制御されるようにな
っており、車速が所定値Ｐ以上で全閉状態、積載重量が
所定値Ｑ以上で全閉状態になる。排気ブレーキバルブ１
６が全閉状態のときに最大の排気ブレーキ効果が得られ
る。実際に設定されるべきバルブ１６の目標開度は、例
えば、車速に対する開度と積載重量に対する開度との積
を演算することによって算出される。この目標開度はバ
ルブ駆動装置１８に出力され、このバルブ駆動装置１８
によって排気ブレーキバルブ１６はその目標開度に調節
される。これによって、車速と積載重量の変化に対応で
きるようになり、車両の運転状態と負荷状態に適した必
要かつ十分なだけの排気ブレーキ効果が得られることに
なる。

【００１５】ステップ２の判断の結果として排気ブレー
キ作動条件を満たしてなければ、制御回路１９は制御型
マフラの排圧制御バルブ１７の開閉制御を行う。制御回
路１９は、Ｃ群の信号（エンジン回転数信号、アクセル
開度信号）を入力した後（Ｓ５）、高出力制御条件かど
うかを判断する（Ｓ６）。この高出力制御条件は、エン
ジン回転数が一定値以上でかつ先に入力したアクセル開
度が一定値以上のときであり、この条件が満たされる
と、高出力制御が必要と判断され、それに適した排気制
御バルブ１７の開度が設定される。そして、その開度
は、エンジン回転数とアクセル開度との積で求められる
値から定められ、このような条件のときの運転状態であ
る、急加速時の状態に適した弁開度に設定される。

【００１６】ステップ６の判断結果として高出力制御条
件を満たしていれば、制御回路１９は、排気ブレーキバ
ルブ１６を全開状態にすべき信号をバルブ駆動装置１８
に出力して排気ブレーキを全開状態にするとともに（Ｓ
７）、排圧制御バルブ１７に対して高出力制御を実行す
る（Ｓ８）。この高出力制御の内容は、エンジン回転数
とアクセル開度の組み合わせによって排圧制御バルブ１
７の開度を最適値に調節するものであって、あらかじめ
エンジン回転数とアクセル開度のそれぞれに対する排圧
制御バルブ１７の最適な開度特性が設定されている（図
３（Ｃ）および（Ｄ）参照）。この特性曲線は車両ごと
に実験によって求めておく。本実施例では、エンジン回
転数に対するバルブ開度もアクセル開度に対するバルブ
開度も共に直線的に制御されるようになっており、エン
ジン回転数が所定値Ｒ以上で全開状態、アクセル開度が
所定値Ｓ以上で全開状態になる。排圧制御バルブ１７が
全開状態のときに排気圧力が最も低減される。実際に設
定されるべきバルブ１７の目標開度は、例えば、エンジ
ン回転数に対するバルブ開度とアクセル開度に対するバ
ルブ開度との積を演算することによって算出される。こ
の目標開度はバルブ駆動装置１８に出力され、このバル
ブ駆動装置１８によって排圧制御バルブ１７はその目標
開度に調節される。また、排気ブレーキバルブ１６は全
開状態に維持されるので、排気圧力は、この排圧制御バ
ルブ１７のみによって決定される。これらよって、エン
ジン回転数とアクセル開度に応じた必要かつ十分なだけ
の排気圧力の低減効果が得られることになる。

【００１７】これに対し、ステップ６の判断の結果とし
て高出力制御条件を満たしていなければ、制御回路１９
は、車両が一定の定速走行をしているため排気ブレーキ
制御や高出力制御は必要ないものと判断して、排圧制御
バルブ１７を閉じる低騒音制御を実行する（Ｓ９）。な
お、低騒音制御とは、第１および第２マフラの消音機能
を最大限に発揮させるための制御状態であり、排気を全
て第１および第２マフラを通過させることにより最大限
の消音効果が達成される。

【００１８】このように、本実施例によれば、車速と積
載重量に応じて排気ブレーキバルブ１６の開度を最適値
に自動調節するようにしたので、車両の運転状態や負荷
状態に適した必要十分な排気ブレーキ効果が得られるこ
とになる。すなわち、低速かつ低負荷時には排気ブレー
キ効果を小さくし、高速かつ高負荷時には排気ブレーキ
効果を大きくするので、車両の運転状態や負荷状態の変
化に対応できるようになり、操縦性の違和感の軽減や安
全性の向上が図られる。また、必要以上に排気ブレーキ
がかかることがなくなるので、エンジンの動力性能も向
上する。

【００１９】また、本実施例では、エンジン回転数とア
クセル開度に応じて排圧制御バルブ１７の開度を調節す
ると共に、高出力制御が必要な急加速時は、排気ブレー
キバルブ１６を全開状態にしたので、車両の運転状態に
応じて必要十分なだけの背圧低減効果や騒音低減効果が
得られることになる。したがって、車両の運転状態に応
じたエンジンの高出力化を図ると共に、マフラ１１，１
３の長寿命化を図りつつ、排気騒音の低減が図られる。

【００２０】さらに、本実施例によれば、制御回路１９
の入力源（スイッチ、センサ）を含めて従来の構成に何
らの追加はなく単にプログラムの変更だけですむので、
大幅なコストアップなしに仕様の向上を図ることができ
る。

【００２１】

【考案の効果】以上述べたように本考案によれば、車速
と車両の負荷状態とに応じて排気ブレーキ効果を最適値
に自動調節することができるので、操縦性の違和感の軽
減や安全性の向上が図られる。また、エンジン回転数と
アクセル開度とに応じて排気圧力低減効果を最適値に自
動調節したり騒音低減効果を得ることができるので、車
両の運転状態に応じたエンジンの高出力化や消音器の長
寿命化を図りつつ排気騒音の低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による排気制御装置の概略構
成図である。

【図２】同実施例の動作を示すフローチャートである。

【図３】同実施例によるバルブ開度の制御特性を示す図
である。

【符号の説明】

１０…エンジンの排気管１１，１３…マフラ１４…第１排気出口管１５…第２排気出口管１６…排気ブレーキバルブ１７…排圧制御バルブ１８…バルブ駆動装置１９…制御回路（制御手段）２０…エンジン回転数検出センサ（エンジン回転数検出
手段）２１…車速センサ（車速検出手段）２２…積載重量検出センサ（負荷状態検出手段）２５…アクセル開度検出センサ（アクセル開度検出手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−138410（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−36613（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−156111（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 9/04 - 9/06 F01N 1/02,1/08

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】クラッチ状態検出手段(23)と、ギヤポジ
ション検出手段(24)と、アクセル開度検出手段(25)とを
備え、これらの検出信号に基づいて、車速を減速するた
めに設けられた排気ブレーキバルブ(16)を制御する排気
制御装置において、エンジンの排気管(10)に設けられた前記排気ブレーキバ
ルブ(16)と、排圧を制御する排圧制御バルブ(17)を装着した第１排気
出口管(14)を備え、前記排気管(10)の後流に設けられた
第１マフラ(11)と、この第１マフラ(11)と連結管(12)に
より連結されると共に第２排気出口管(15)を備えた第２
マフラ(13)と、前記排気ブレーキバルブ(16)および前記排圧制御バルブ
(17)を開閉駆動する駆動手段(18)と、車速を検出する車速検出手段(21)と、車両の積載重量を検出する積載重量検出手段(22)と、所定の排気ブレーキ作動条件を満たすときに、前記車速
検出手段(21)と積載重量検出手段(22)との信号から、予
め車速と積載重量に対応させて設定されている排気ブレ
ーキバルブの開度特性に基づいて、前記排気ブレーキバ
ルブ(16)の開度を制御する信号を前記駆動手段(18)に出
力し、前記所定の排気ブレーキ作動条件を満たさないときに、
前記エンジン回転数検出手段(20)と前記アクセル開度検
出手段(25)との信号から、エンジン回転数およびアクセ
ル開度が予め決められた一定値以上のときに、前記排気
ブレーキバルブ(16)を全開にすると共に、予めエンジン
回転数とアクセル開度に対応させて設定されている排圧
制御バルブの開度特性に基づいて、前記排圧制御バルブ
(17)の開度を制御する信号を前記駆動手段(18)に出力す
る一方、エンジン回転数およびアクセル開度が予め決め
られた一定値未満のときに、前記排圧制御バルブ(17)を
閉じる信号を前記駆動手段(18)に出力する制御手段と、
を有することを特徴とする排圧制御装置。