JP2759241B2

JP2759241B2 - 排気ブレーキ装置付きディーゼル機関

Info

Publication number: JP2759241B2
Application number: JP5006179A
Authority: JP
Inventors: 芳久山木; 洋上久保
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-01-18
Filing date: 1993-01-18
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH06213015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に用いて好適の
ディーゼル機関に関し、特に、排気ブレーキ装置をそな
えた、排気ブレーキ装置付きディーゼル機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、排気通路を閉鎖する
ことでエンジン出力を低減させて、減速時に強力なエン
ジンブレーキ性能を発揮できるようにした排気ブレーキ
装置が開発されている。かかる排気ブレーキ装置は、既
に、車両用の内燃機関にしばしば適用されている。特
に、大形車両ほど、エンジンブレーキ効果をより強く要
求する傾向にあり、また、大形車両では、ディーゼル機
関（以下、ディーゼルエンジンという）を装備する場合
が多いので、排気ブレーキ装置は、ディーゼルエンジン
の排気系に広く用いられている。

【０００３】この排気ブレーキ装置は、一般に、排気ブ
レーキコントロールスイッチにより作動を制御される
が、排気ブレーキの作動中に、アクセルが操作される
と、これに連動して、排気ブレーキが解除されるように
構成されている。ところで、例えば実開昭５９−１８８
９３９号公報に開示されたディーゼルエンジンの排気ブ
レーキ装置のように、排気ブレーキ装置を作動させる際
には、十分なブレーキ効果を得られるように、排気通路
を閉鎖するとともに、燃焼室への燃料供給をカットする
ようにしたものもある。この場合、排気ブレーキが解除
されたら、燃料供給のカット制御が終了するようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このよう
に、排気ブレーキの解除とともに燃料供給カットが終了
する構成では、排気ブレーキの作動時に加速しようとア
クセル操作すると、アクセル操作に連動して排気ブレー
キが解除された後、排気ガス中に大量の黒鉛（スモー
ク）が発生するという不具合があった。

【０００５】この原因の一つには、排気ブレーキの作動
中に背圧が上昇して排気ガスが燃焼室に戻る所謂内部Ｅ
ＧＲ作用が生じて、燃焼室内が不活性雰囲気となること
にある。つまり、この不活性雰囲気状態で、アクセル操
作すると、燃料供給カット制御が終了して、アクセル開
度に応じて、燃焼室内に燃料が噴射される。このため、
燃焼室内が一時的に酸素不足になり、燃料が不完全燃焼
するため、排気ガス中に黒鉛が発生するのである。

【０００６】また、排気ガス中に大量の黒鉛が発生する
もう一つの原因には、排気ブレーキ解除時の応答遅れが
生じることにある。つまり、排気ブレーキ解除時の応答
遅れによって、排気ブレーキが作動状態のまま、つま
り、排気通路が閉鎖されたままで、燃焼室内に燃料が噴
射されるようになる。このため、燃焼室内が一時的に酸
素不足にある中に、大量の燃料が供給されることにな
り、燃焼が極めて不完全になって、排気ガス中に大量の
黒鉛が発生するのである。

【０００７】このような排気ブレーキ解除の応答遅れ
は、排気ブレーキ装置の操作力伝達系に、空気回路等を
介装した場合に著しい。そして、一般に、排気ブレーキ
装置をそなえた大型車などでは、メインブレーキ系やそ
の他の操作力伝達系に空気圧回路を用いる場合が多いの
で、このような車両では、通常、排気ブレーキ装置の操
作力伝達系に空気回路を用いる。このため、排気ブレー
キ装置をそなえた多くの車両では、この排気ブレーキ解
除の応答遅れによっても、排気ブレーキ解除時に黒鉛が
発生するものと考えられる。

【０００８】そこで、このような排気ブレーキ解除の応
答遅れを考慮して黒鉛の発生を抑制して排気ブレーキ作
動中に出力低減されるエンジンの作動を安定なものにし
たい。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、
燃料噴射ポンプ装置を用いながら、排気ブレーキ解除時
において解除動作に応答遅れが生じても排気ガス中の黒
鉛の発生を確実に抑制できるようにした、排気ブレーキ
装置付きディーゼル機関を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の排気ブレーキ装置付きディーゼル機関は、排
気ブレーキ装置をそなえたディーゼル機関において、該
排気ブレーキ装置が、排気通路に介設されて排気ブレー
キの作動時には該排気通路を閉鎖する排気ブレーキバル
ブと、該排気ブレーキバルブを空気圧により開閉駆動す
る空気圧式駆動系とをそなえて、該駆動系が、該排気ブ
レーキの作動時に解除信号を受けると該排気ブレーキバ
ルブを開放して該排気ブレーキの作動を解除するように
構成され、該排気通路に、該排気ブレーキバルブの設置
部分に対して並列に位置するように排気バイパス通路が
設けられて、該排気バイパス通路に、該排気ブレーキの
作動時に該排気バイパス通路を閉鎖し該解除信号に応じ
て該排気バイパス通路を開放する電磁バルブが介装され
ていることを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の本発明の排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関は、請求項１記載の構成に加
えて、該ディーゼル機関の吸気通路に、上記排気ブレー
キバルブと連動して開閉する吸気サイレンサバルブが介
設され、該吸気サイレンサバルブを空気圧により開閉駆
動する空気圧式駆動系をそなえ、該吸気通路の該吸気サ
イレンサバルブよりも下流側に、該吸気通路内に圧縮空
気を送給しうる補助吸気通路が接続されて、該補助吸気
通路に、該排気ブレーキの作動時に該補助吸気通路を閉
鎖し該解除信号に応じて該補助吸気通路を開放する電磁
バルブが介装されていることを特徴としている。

【００１１】また、請求項３記載の本発明の排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関は、請求項１記載の構成に加
えて、該ディーゼル機関にそなえられた燃料噴射ポンプ
装置が、燃焼室への燃料噴射量を調整しうる噴射量調整
機構と、排気ブレーキの作動時には該燃料噴射量を少な
い状態にし、排気ブレーキの非作動時には主としてアク
セル操作量に応じるように該燃料噴射量を調整すべく、
該噴射量調整機構の作動を制御する制御手段とをそな
え、該制御手段が、排気ブレーキの作動解除信号を受け
ると、該燃料噴射量が所定の期間だけ該アクセル操作量
に応じた燃料噴射量よりも減少するように、該噴射量調
整機構の作動を制御するように構成されていることを特
徴としている。

【００１２】

【作用】上述の請求項１記載の本発明の排気ブレーキ装
置付きディーゼル機関では、排気ブレーキを作動させる
には、空気圧式駆動系によって、排気通路に介設された
排気ブレーキバルブを閉鎖して、該排気通路に設けられ
た排気バイパス通路の電磁バルブも閉鎖する。これによ
り、該排気通路及び該排気バイパス通路が共に閉鎖され
て、エンジン負荷となって、排気ブレーキとして作用す
る。

【００１３】該駆動系は、この排気ブレーキの作動時に
解除信号を受けると、該排気ブレーキバルブを開放し
て、排気ブレーキの作動を解除する。この時、該排気通
路に設けられた排気バイパス通路の電磁バルブも、該解
除信号を受けて開放する。そして、空気圧式駆動系によ
って駆動される排気ブレーキバルブの開放応答が遅いの
に対して、電磁バルブの開放応答は速いので、排気ブレ
ーキの解除後に、排気バイパス通路が速やかに開通し
て、排気流路が確保される。

【００１４】上述の請求項２記載の本発明の排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関では、排気ブレーキを作動さ
せるには、空気圧式駆動系によって、排気通路に介設さ
れた排気ブレーキバルブを閉鎖するとともに、吸気サイ
レンサバルブも閉鎖する。これとともに、該排気通路に
設けられた排気バイパス通路の電磁バルブ及び吸気通路
内に接続された補助吸気通路の電磁バルブも閉鎖する。
これにより、該排気通路及び該排気バイパス通路が共に
閉鎖されて、エンジン負荷となって、排気ブレーキとし
て作用する。また、吸気サイレンサバルブによって、排
気ブレーキの作動時の音の発生が抑制され、排気ブレー
キの性能も高められる。

【００１５】該駆動系は、この排気ブレーキの作動時に
解除信号を受けると、該排気ブレーキバルブを開放する
とともに、吸気サイレンサバルブを開放して、排気ブレ
ーキの作動を解除する。この時、排気バイパス通路の電
磁バルブ及び補助吸気通路の電磁バルブについてもそれ
ぞれ開放する。このとき、空気圧式駆動系によって駆動
される排気ブレーキバルブ及び吸気サイレンサバルブの
開放応答が遅いのに対して、電磁バルブの開放応答は速
いので、排気ブレーキの解除後に、吸気通路内に速やか
に圧縮空気が送給されるとともに、排気バイパス通路が
速やかに開通して、機関の速やかな燃焼の強化を実現す
る。

【００１６】また、上述の請求項３記載の本発明の排気
ブレーキ装置付きディーゼル機関では、燃料噴射ポンプ
装置において、制御手段を通じた制御により、噴射量調
整機構が、排気ブレーキの作動時には該燃料噴射量を少
ない状態にし、排気ブレーキの非作動時には主としてア
クセル操作量に応じるように該燃料噴射量を調整する。

【００１７】そして、該制御手段が排気ブレーキの作動
解除信号を受けると、該制御手段の制御によって、該噴
射量調整機構が作動して、該燃料噴射量が、所定の期間
だけ該アクセル操作量に応じた燃料噴射量よりも減少す
るようになる。

【００１８】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について
説明すると、図１〜４は本発明の第１実施例としての排
気ブレーキ装置付きディーゼル機関を示すもので、図１
はその模式的な構成図、図２はその排気ブレーキ装置を
示す模式的な構成図、図３はその排気ブレーキ解除時の
排気系の特性を燃料噴射量の特性等とともに示す模式的
な特性図、図４はその動作を示すフローチャートであ
り、図５〜９は本発明の第２実施例としての排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関を示すもので、図５はその模
式的な構成図、図６はその燃料噴射量の特性図、図７は
その燃料噴射量のの設定に用いるマップ、図８はその動
作を示すフローチャートである。

【００１９】まず、第１実施例について説明すると、図
１に示すように本ディーゼル機関（以下ディーゼルエン
ジンと呼ぶ。）には、燃料噴射ポンプ（図示略）と排気
ブレーキ装置６０とがそなえられている。まず、排気ブ
レーキ装置について説明すると、排気ブレーキ装置６０
は、図１，２に示すように、エンジン２０の排気通路２
１内に介装されて排気通路２１内を開閉しうる排気ブレ
ーキバルブ６１をそなえている。なお、この実施例で
は、図１に示すように、この排気ブレーキバルブ６１と
連動して開閉する吸気サイレンサバルブ９１が吸気通路
２４内に介設されている。

【００２０】この排気ブレーキバルブ６１を開閉駆動す
るために、空気圧（エア圧）によって作動するコントロ
ールシリンダ６４と、このコントロールシリンダ６４と
排気ブレーキバルブ６１との間に介装されたリンク機構
６２とからなるアクチュエータ（駆動系）６８が設けら
れている。また、コントロールシリンダ６４内のエア圧
調整のために、エアタンク７０とコントロールシリンダ
６４との間に、エア配管６５Ａ〜６５Ｃ及び３ウェイバ
ルブ６６が介設されている。

【００２１】コントロールシリンダ６４は、シリンダ６
４Ａ内にピストン６４Ｂをそなえており、このピストン
６４Ｂに結合されたピストンロッド６３の一端がシリン
ダ６４Ａ外に突出してリンク機構６２に連結されてい
る。また、ピストン６４Ｂの背面とシリンダ６４Ａ内壁
との間にはリターンスプリング６４Ｃが介装され、ピス
トン６４Ｂの前面とシリンダ６４Ａ内壁との間にはエア
室６４Ｄが形成されている。そして、このエア室６４Ｄ
内にエア配管６５Ｂが連通するように接続されている。

【００２２】これにより、エア室６４Ｄ内に空気（エ
ア）が供給されると、ピストン６４Ｂ及びピストンロッ
ド６３が伸長方向（図１中、右方向）へ移動して、リン
ク機構６２を介して排気ブレーキバルブ６１が回動され
て、図１中に、鎖線で示すように、閉鎖状態となる。ま
た、エア室６４Ｄ内のエアが排出されると、リターンス
プリング６４Ｃによって、ピストン６４Ｂ及びピストン
ロッド６３が収縮方向（図１中、左方向）へ移動して、
リンク機構６２を介して排気ブレーキバルブ６１が回動
されて、図１中に、実線で示すように、開放状態とな
る。

【００２３】また、同様に、吸気サイレンサバルブ９１
を開閉駆動するために、コントロールシリンダ９４と、
リンク機構９２とが設けられ、３ウェイバルブ６６とコ
ントロールシリンダ９４との間に、エア配管６５Ｄが介
設されている。そして、コントロールシリンダ９４も、
コントロールシリンダ６４と同様に、シリンダ９４Ａ，
ピストン９４Ｂ，ピストンロッド９３，リターンスプリ
ング９４Ｃ，エア室９４Ｄをそなえている。

【００２４】これにより、エア室９４Ｄ内にエアが供給
されると、ピストン９４Ｂ及びピストンロッド９３が伸
長方向（図１中、右方向）へ移動して、リンク機構９２
を介して吸気サイレンサバルブ９１が回動されて、図１
中に、鎖線で示すように、閉鎖状態となる。また、エア
室９４Ｄ内のエアが排出されると、リターンスプリング
９４Ｃによって、ピストン９４Ｂ及びピストンロッド９
３が収縮方向（図１中、左方向）へ移動して、リンク機
構９２を介して吸気サイレンサバルブ９１が回動され
て、図１中に、実線で示すように、開放状態となる。

【００２５】３ウェイバルブ６６は、エアタンク７０か
らのエアをコントロールシリンダ６４，９４に供給する
供給モードと、コントロールシリンダ６４，９４内のエ
アを排出する排出モードとをそなえ、ソレノイド等の駆
動系をそなえて電気的に制御できるようになっている。
このため、バッテリ８０から３ウェイバルブ６６に電気
回路が設けられている。

【００２６】また、この機関の排気通路２１には、排気
バイパス通路８５が設けられている。この排気バイパス
通路８５は、排気通路２１における排気ブレーキバルブ
６１の設置部分を迂回するように、排気ブレーキバルブ
６１に対して並列に位置するように設けられている。そ
して、この排気バイパス通路８５の途中には、電磁バル
ブ８６が介装されている。

【００２７】さらに、この機関の吸気通路２４の吸気サ
イレンサバルブ９１よりも下流側には、吸気通路２４内
に圧縮空気を送給しうる補助吸気通路８３が接続されて
いる。この補助吸気通路８３は、エアタンク７０から導
かれており、この補助吸気通路８３の途中にも、電磁バ
ルブ８４が介装されている。電磁バルブ８６，８４は、
いずれもソレノイド等の駆動系をそなえて電気的に制御
できるようになっており、タイマ機能付きリレー８７を
介して、バッテリ８０からの電気回路に接続されてい
る。そして、電磁バルブ８６，８４は、排気ブレーキバ
ルブ６１及び吸気サイレイサバルブ９１と連動して開閉
制御されるようになっている。

【００２８】この電気回路の途中には、図１，２に示す
ように、排気ブレーキコントロールスイッチ（＝エキゾ
ーストブレーキコントロールスイッチ、図中には、エキ
ブレコントロールＳＷと略す）４１と、アクセル操作検
出手段としてのアクセルスイッチ（アクセルＳＷ）４２
と、クラッチスイッチ（クラッチＳＷ）４４とが介装さ
れている。

【００２９】これらのスイッチ類については、以下のよ
うに、そのオン・オフが設定されている。排気ブレーキ
コントロールスイッチ４１は、排気ブレーキを作動させ
るときにオン（入）となり、ドライバが自分の意思でオ
ン・オフ設定できるようになっている。

【００３０】アクセルスイッチ４２は、アクセルペダル
を踏み込まないとき（つまり、アクセル操作をしないと
き）にオン（入）となるが、アクセルペダルを僅かに踏
み込んだだけでは、オフ（切）にならないように、適当
な遊びが設けられている。クラッチスイッチ４４は、ク
ラッチペダルを踏んでいないときにオン（入）となる。
つまり、駆動力を伝達しうる状態では、オンとなる。ま
た、クラッチペダルを僅かに踏み込んだだけでは、クラ
ッチの係合が解除されないので、クラッチスイッチ４４
も、アクセルスイッチ４２と同様に、クラッチペダルを
僅かに踏み込んだだけでは、オフ（切）にならないよう
に、適当な遊びが設けられている。したがって、クラッ
チスイッチ４４のオン・オフが、クラッチの接離にほぼ
対応するようになっている。

【００３１】そして、上記のように直列に配設された排
気ブレーキコントロールスイッチ４１，アクセルスイッ
チ４２及びクラッチスイッチ４４によって、排気ブレー
キ装置６０を排気ブレーキの作動状態と解除状態とに切
り換えうる排気ブレーキ指令スイッチ４５が構成され
る。したがって、この排気ブレーキ指令スイッチ４５が
オン（入）のとき、つまり、各スイッチ４１，４２，４
４がいずれもオン（入）のときに、３ウェイバルブ６６
のソレノイド等に電力が供給され、排気ブレーキバルブ
６１及び吸気サイレンサバルブ９１が閉鎖状態となっ
て、排気ブレーキが作動するようになっている。この
時、各電磁バルブ８６，８４のソレノイド等にも電力が
供給され、各電磁バルブ８６，８４が閉鎖状態となって
排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３も閉鎖され
るようになっている。

【００３２】逆に、排気ブレーキ指令スイッチ４５がオ
フ（切）のとき、つまり、各スイッチ４１，４２，４４
のいずれかがオフ（切）であれば、３ウェイバルブ６６
のソレノイド等への電力供給が絶たれ、排気ブレーキバ
ルブ６１及び吸気サイレンサバルブ９１が開放状態とな
って、排気ブレーキが解除されるようになっている。タ
イマ機能付きリレー８７は、この排気ブレーキ指令スイ
ッチ４５のオン・オフに応じて作動し、例えば排気ブレ
ーキの作動時には「遮断状態」となり、排気ブレーキの
解除時には、解除使令から設定時間が経過するまでは
「接続状態」となって、解除使令から設定時間が経過し
てからは再び「遮断状態」となる。

【００３３】したがって、電磁バルブ８６，８４は、排
気ブレーキ指令スイッチ４５がオンからオフに切り替え
られた時から設定時間が経過するまでだけ、ソレノイド
等へ電力供給されて、各電磁バルブ８６，８４が開放さ
れて、排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３が開
放されるようになっている。また、他の場合、排気ブレ
ーキ指令スイッチ４５がオンのときやオンからオフに切
り替えられてから設定時間が経過した後は、ソレノイド
等へ電力供給が絶たれて、各電磁バルブ８６，８４が閉
鎖されて、排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３
が閉鎖されるようになっている。

【００３４】なお、図２において、６７はメータクラス
タであり、８１は車両のスタータスイッチ（キースイッ
チ）であり、８２はヒューズボックスである。また、図
示しない燃料噴射ポンプは、通常、アクセルペダルの踏
込量に応じて燃料噴射量を増減するようになっており、
アクセルペダルが踏み込まれなければ、燃料噴射量は最
小（ｍｉｎ）にされる。排気ブレーキ指令スイッチ４５
がオンのときには、一般には、アクセルペダルが踏み込
まれていないので、燃料噴射量は最小（ｍｉｎ）にされ
る。

【００３５】本発明の第１実施例としての排気ブレーキ
解除時燃料噴射制御式ディーゼル機関は、上述のように
構成されているので、例えば図４に示すフローチャート
のようにして、燃料の噴射制御が行なわれる。なお、こ
の図４に示す制御フローは、所要の時間間隔で周期的に
行なわれる。つまり、スタータスイッチ８１のオンとと
もに、制御が開始されて、まず、排気ブレーキ指令スイ
ッチ４５の状態を読み取って認識して（ステップＡ
１）、指令が作動状態と解除状態とのいずれになってい
るかどうかを判断する（ステップＡ２）。

【００３６】つまり、この実施例では、排気ブレーキコ
ントロールスイッチ４１，アクセルスイッチ４２及びク
ラッチスイッチ４４のうち、いずれかがオフとなってい
るかどうか、即ちドライバによって排気ブレーキを解除
するような動作がなされているかどうかを判断する。こ
こで、いずれかのスイッチがオフとなっている場合に
は、解除状態であり、いずれのスイッチもオンとなって
いる場合には、作動状態である。

【００３７】ここで、作動状態の場合には、既述のごと
く、３ウェイバルブ６６のソレノイド等に電力が供給さ
れており、排気ブレーキバルブ６１及び吸気サイレンサ
バルブ９１が閉鎖状態であるため、排気ブレーキは作動
している。また各電磁バルブ８６，８４が閉鎖状態とな
って排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３も閉鎖
される。（ステップＡ３）。

【００３８】しかし、排気ブレーキ指令スイッチ４５が
解除状態の場合には、３ウェイバルブ６６のソレノイド
等への電力供給が絶たれ、排気ブレーキバルブ６１及び
吸気サイレンサバルブ９１が開放状態となって排気ブレ
ーキが解除される。ただし、既述のように、解除状態に
切り換えられてから、実際に排気ブレーキが解除される
までの間には、排気ブレーキ制御エア圧（エキブレ制御
エア圧）の低下に応答遅れを生じるので、時間差が生じ
る。

【００３９】ところが、排気ブレーキ指令スイッチ４５
が作動状態から解除状態へ切り替えられたときには、こ
れと同時に、各電磁バルブ８６，８４が開放されて、排
気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３が開放され
（ステップＡ５）、解除切替後に所定時間経過するまで
は（ステップＡ４参照）これが継続される。そして、解
除切替後に所定時間経過すると、つまり、吸気通路及び
排気通路が十分に確保されるようになると、各電磁バル
ブ８６，８４が再び閉鎖されて、排気バイパス通路８５
及び補助吸気通路８３が閉鎖される。

【００４０】ところで、電磁バルブ８６，８４は、エア
圧利用の排気ブレーキバルブ６１及び吸気サイレンサバ
ルブ９１よりも応答性が格段によく、開放時の応答遅れ
は極めて短い。このため、排気ブレーキバルブ６１及び
吸気サイレンサバルブ９１が開放される前に、これらの
電磁バルブ８６，８４の開放により、エアタンク７０か
ら補助吸気通路８３及び吸気通路２４を通じて圧縮空気
が燃焼室への吸気として供給され、一方で、排気バイパ
ス通路８５が開通して、排気の経路が確保される。

【００４１】このように動作することで、本ディーゼル
機関では、排気ブレーキの解除指令後にとける排気ガス
中のスモーク（黒鉛）発生が大幅に低減される。つま
り、排気ブレーキの解除指令後にも、その応答時間ｔの
間は、排気ブレーキは完全には解除されないので、この
ままでは、燃焼室内は酸欠状態にある。しかし、排気ブ
レーキの解除指令後、速やかに、補助吸気通路８３から
圧縮空気が燃焼室へ供給され、排気バイパス通路８５に
よる排気経路が確保されるので、不完全燃焼状態が回避
されて、排気ガス中のスモーク（黒鉛）量が大幅に低減
されるのである。

【００４２】ところで、このような排気ブレーキの解除
は、上述のように、ドライバが減速後の車両を再び加速
しようとして、アクセルを踏み込んだときに、アクセル
スイッチ４２がオフになるのに連動して、行なわれる場
合が多い。つまり、図３の（Ａ）に示すように、排気ブ
レーキの作動中に、アクセル開度Ａccが０（０％）から
最大（１００％）まで、アクセルペダルを一般的な踏み
込み速度（加速時に通常アクセル全開まで行なう速度）
で踏み込んだ場合を想定している。つまり、アクセルペ
ダルを踏み込んで、アクセルスイッチ４２がオフになっ
てからアクセル開度Ａccが最大に達する場合を想定す
る。

【００４３】排気ブレーキ装置では、図３の（Ｄ）に示
すように、アクセルスイッチ４２がオンからオフへ切り
替えられると、排気ブレーキ（エキブレ）の制御電圧Ｖ
が０にカットされる。そして、排気ブレーキバルブ（エ
キブレバルブ）６１は、制御にエア圧を介在されている
ので、例えばｔの長い応答遅れの後に完全開放する〔図
３（Ｅ）参照〕。また、これと同時に、吸気サイレンサ
バルブ９１も、排気ブレーキバルブ６１と同様な長い応
答遅れの後に完全開放する。

【００４４】ところが、排気ブレーキ（エキブレ）の制
御電圧Ｖが０にカットされると、電磁バルブ８６，８４
の制御電圧Ｖも同時に０にカットされ、これらの電磁バ
ルブ８６，８４は例えばｔ′（ｔ′＜ｔ）の短い応答遅
れだけで完全開放して、排気バイパス通路８５及び補助
吸気通路８３は速やかに開通する〔図３（Ｇ）参照〕。

【００４５】したがって、排気ブレーキの解除指令の直
後にも、この排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８
３によって、排気流量及び吸気流量が図３（Ｈ）に示す
ごとく早期に確保される。これにより、不完全燃焼状態
が回避されて、排気ガス中のスモーク（黒鉛）量が大幅
に低減されるのである。したがって、図３の（Ｂ）に実
線で示すような噴射量特性で、噴射量がｑ_minからｑ
_maxまで急増しても、排気管２１及び吸気管２４がこれ
に応じるように速やかに開通して、排気ガス中のスモー
ク（黒鉛）発生が、図３（Ｆ）中に破線で示すように低
減されるのである。

【００４６】また、このような排気経路及び吸気の速や
かな確保は、排気ブレーキの解除時に速やかに加速に切
り替えることができ、車両の加速性能の向上にも寄与す
る利点がある。また、本機関の排気ブレーキ装置には、
排気ブレーキバルブ６１と連動して開閉する吸気サイレ
ンサバルブ９１が介設されているので、排気ブレーキの
作動時に生じる音の発生を抑制でき、静粛性を向上でき
る効果や、排気ブレーキ性能自体を向上できる効果があ
る。

【００４７】次に本発明の第２実施例について説明する
と、この第２実施例の排気ブレーキ装置付きディーゼル
機関では、排気ブレーキ装置６０自体は、第１実施例の
ものと同様に構成される。つまり、排気バイパス通路８
５及び補助吸気通路８３と電磁バルブ８６，８４とが同
様に設けられている。そして、本実施例のディーゼル機
関の燃料噴射ポンプ装置は、図５に示すように、電子制
御燃料噴射ポンプ装置で構成されている。

【００４８】この電子制御燃料噴射ポンプ装置１０は、
燃料噴射ポンプ本体１１と、この燃料噴射ポンプ本体１
１に設けられた噴射量調整機構３０と、この噴射量調整
機構３０の作動を電気的に制御する噴射量制御手段５１
とをそなえている。噴射量調整機構３０は、噴射量調整
部材であるコントロールラック１２とこのコントロール
ラック１２を駆動するアクチュエータ３１とをそなえ、
アクチュエータ３１は、例えばソレノイドにより構成さ
れ、電気信号によって作動を制御される。

【００４９】噴射量制御手段５１は、車両の種々の電子
制御の中枢となる電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０内の
一つの機能部分として構成されており、各種センサ４１
〜４７からの情報に基づいてエンジン（機関）２０や車
両の作動状態及びドライバの操作状態に応じて噴射量調
整機構３０のアクチュエータ３１を制御するようになっ
ている。

【００５０】この噴射量制御手段５１では、車両やエン
ジンの状態及びドライバの操作状態に対して最も最適な
燃料噴射量（これを目標噴射量とよぶ）を設定して、こ
の目標噴射量に基づいて、アクチュエータ３１の制御量
を設定して、この制御量に応じてアクチュエータ３１を
制御する。特に、噴射量制御手段５１では、主としてア
クセル開度に基づいて噴射量を制御する通常制御モード
と、排気ブレーキ解除時に一時的に通常制御モードの場
合よりも少なくなるように噴射量を制御する噴射量抑制
制御モードと、排気ブレーキ作動時にエンジンが安定し
たアイドリング状態を保持するように噴射量を制御する
アイドル制御モードとの３つにモード分類して、制御を
行なうようになっている。

【００５１】また、各種センサのうち主要なものには、
前述の排気ブレーキコントロールスイッチ（エキブレコ
ントロールＳＷ）４１，アクセル操作検出手段としての
アクセルスイッチ（アクセルＳＷ）４２，クラッチスイ
ッチ（クラッチＳＷ）４４のほか、排気ブレーキポジシ
ョンスイッチ（エキブレポジションＳＷ）４８や、トラ
ンスミッションスイッチ（図示略）や、アクセル開度セ
ンサ（図示略）や、エンジン回転速度センサ（図示略）
や、ラック位置センサ（図示略）等がある。

【００５２】なお、排気ブレーキポジションスイッチ４
８は、排気ブレーキ装置６０に付設されており、排気ブ
レーキ装置６０のリンク機構６２に連動して、オン・オ
フする。つまり、排気ブレーキバルブ６１の閉鎖時、即
ち、排気ブレーキの作動時には、オンとなって、排気ブ
レーキバルブ６１が完全に開放状態になったら、即ち、
排気ブレーキが完全に解除されたら、オフとなるように
設定されている。

【００５３】また、噴射量制御手段５１では、以下のよ
うにして制御モードの判定を行なうようになっている。
つまり、排気ブレーキコントロールスイッチ４１がオン
に入れられていて、アクセルスイッチ４２がオンからオ
フに切り替わったとき、つまり、アクセルペダルが踏み
込まれ始めたときから、排気ブレーキポジションスイッ
チ４８がオフになるまでの間は、噴射量抑制制御モード
と判定する。

【００５４】また、アクセルスイッチ４２がオンの状態
（つまり、アクセルペダルが踏み込まれていない状態）
で、トランスミッションスイッチがオンであるか又はク
ラッチスイッチがオフであるかいずれかであれば（つま
り、トランスミッション系統が接続されずに駆動力を伝
達しない状態であれば）、アクセル開度が０であると、
アイドル制御モードと判定する。

【００５５】そして、これらの噴射量抑制制御モード及
びアイドル制御モードの条件が成立しないときに、通常
制御モードと判定する。噴射量抑制制御では、通常制御
モードの目標噴射量ｑに補正係数ｋを乗算して得られる
値ｑ′（＝ｋ×ｑ）を目標噴射量とする。ただし、厳密
には、アクセルスイッチ４２がオフに変わるときには、
アクセル開度が０よりも大きくなっているので、この時
（アクセルスイッチ４２がオフに切り替わった時）の噴
射量をｑ ₀として、ｑ′＝ｋ×（ｑ−ｑ₀）＋ｑ₀とな
る。

【００５６】なお、補正係数ｋは、図６に示すように、
エンジンの回転数（回転速度）Ｎｅに対応して、エンジ
ン回転速度Ｎｅが大きいほど、小さくなるように設定さ
れている。これは、この噴射量抑制制御は、排気ブレー
キの解除応答時間ｔ内で、燃焼室内への燃料供給量の総
和を減じて、この間のスモーク（黒鉛）の発生を抑制し
ようとするもので、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほ
ど、所定時間ｔにおける燃料噴射回数が増加して、燃料
供給量の総和が増加するので、これを考慮したものであ
る。

【００５７】したがって、通常制御モードでは、図３
（Ｂ），図６に実線で示すような噴射量特性で、噴射量
がｑ_minからｑ_maxまで増加するのに対して、この噴射
量抑制制御モードでは、破線で示すような噴射量特性
で、噴射量がｑ_minからｑ_maxまで増加する。ただし、
噴射量ｑ_minは０とは限らず、エンジンが円滑に作動す
るのに最低限必要な噴射量である。

【００５８】このように、ここでは、噴射量抑制制御に
よる目標噴射量の設定を、アクセル開度Ａccが０（０
％）から最大（１００％）まで増加した場合を例に説明
しているが、この噴射量抑制制御による目標噴射量は、
通常制御による目標噴射量を補正して設定しているの
で、アクセル開度Ａccが０（０％）から最大でない適当
な開度まで増加して止まった場合にも、噴射量がｑ_min
からｑ₁（ｑ_min＜ｑ₁＜ｑ_max）までの範囲で、図３
（Ｂ），図６に示す例と同様に、通常制御モードに対し
て抑制する。

【００５９】本発明の第２実施例としての排気ブレーキ
装置付きディーゼル機関は、上述のように構成されるの
で、電磁バルブ８６，８４が、第１実施例と同様に、排
気ブレーキの作動状態に応じて、開閉されて、排気バイ
パス通路８５及び補助吸気通路８３が、特に、排気ブレ
ーキ解除指令の直後に有効に利用される。これととも
に、燃料の噴射量制御は、例えば図８に示すフローチャ
ートのようにして行われる。なお、この図８に示す制御
フローは、タイマカウント制御時以外は、所要の時間間
隔で周期的に行われる。

【００６０】つまり、スタータスイッチ８５のオンとと
もに、制御が開始されて、まず、排気ブレーキコントロ
ールスイッチ４１の状態を読み取って認識して（ステッ
プＳ１）、排気ブレーキコントロールスイッチ４１がオ
ンかオフかを判断する（ステップＳ１）。そして、排気
ブレーキコントロールスイッチ４１がオフであれば、ス
テップＳ６に進んで、通常制御モードで主としてアクセ
ル開度に基づいた噴射量の制御を行なう。

【００６１】また、排気ブレーキコントロールスイッチ
４１がオンであれば、ステップＳ３に進み、アクセルス
イッチ４２の状態を読み取って認識・記憶して、ステッ
プＳ４に進んで、アクセルスイッチ４２がオンかオフか
を判断する。アクセルペダルが踏み込まれていないと、
アクセルスイッチ４２がオンとなるので、ステップＳ８
に進み、トランスミッションスイッチの状態を読み取っ
て認識し、ステップＳ９に進んで、トランスミッション
スイッチがオンかオフかを判断する。

【００６２】トランスミッションがニュートラル位置以
外の駆動力を伝達しうる状態にあれば、トランスミッシ
ョンスイッチはオフとなるので、ステップＳ１０に進
み、クラッチスイッチ４４の状態を読み取って認識し、
ステップＳ１１に進んで、クラッチスイッチ４４がオン
かオフかを判断する。そして、クラッチペダルが踏み込
まれていないと、クラッチスイッチ４４がオンとなる
が、この時には排気ブレーキの作動中であり、ステップ
Ｓ６に進んで、通常制御モードで主としてアクセル開度
に基づいた噴射量の制御を行なう。

【００６３】また、トランスミッションがニュートラル
状態でトランスミッションスイッチがオンのときや、ク
ラッチペダルが踏み込まれてクラッチスイッチ４４がオ
フになっているときには、ステップＳ１２に進み、アク
セル開度センサの状態を読み取って認識し、ステップＳ
１３に進んで、アクセル開度が０かどうかを判断する。

【００６４】そして、アクセル開度が０でなければ、つ
まり、アクセルペダルが少しでも踏み込まれていれば、
ステップＳ６に進んで、通常制御モードで主としてアク
セル開度に基づいた噴射量の制御を行なう。また、アク
セル開度が０のときには、ステップＳ１３からステップ
Ｓ１４に進んで、アイドル制御モードで排気ブレーキ作
動時にもエンジンが安定したアイドリング状態を保持す
るように噴射量の制御を行なう。

【００６５】一方、排気ブレーキコントロールスイッチ
４１がオンであって、アクセルペダルが踏み込まれてい
ない排気ブレーキの作動中に、アクセルペダルが踏み込
まれると、ステップＳ４からステップＳ５に進んで、排
気ブレーキポジションスイッチ（エキブレポジションＳ
Ｗ）のオン・オフを判断する。アクセルスイッチ４２が
オフになった直後は、排気ブレーキバルブ６１の応答遅
れによって、排気ブレーキポジションスイッチは排気ブ
レーキの作動に対応するオン状態にある。したがって、
ステップＳ７に進む。

【００６６】ステップＳ７では、噴射量抑制制御モード
で制御を行なうが、この制御は、排気ブレーキポジショ
ンスイッチがオフに変わるまで、つまり、実際に、排気
ブレーキバルブ６１が開放して排気ブレーキの作動が解
除されるまで継続される。この噴射量抑制制御モードで
は、通常制御モードの場合よりも少なくなるように目標
噴射量を設定し、この目標噴射量になるように噴射量を
制御する。

【００６７】この結果、例えば、図３（Ａ）に示すよう
に、アクセル操作を行なうと、排気ブレーキバルブ６１
の開閉から開放への変換〔図３（Ｅ）参照〕、排気ブレ
ーキポジションスイッチ４８のオンからオフへの変換
〔図３（Ｉ）参照〕の各タイミングに対して、図３の
（Ｂ）に破線で示すような噴射量特性で、噴射量がｑ
_minからｑ_maxまで増加する。

【００６８】このような噴射量特性による噴射量の急増
の回避と、排気バイパス通路８５及び補助吸気通路８３
の開放〔図３（Ｇ）参照〕の速やかな開通とによる排気
流量及び吸気流量の早期の確保により〔図３（Ｈ）参
照〕、不完全燃焼状態が回避されて、排気ブレーキ解除
時の排気ガス中のスモーク（黒鉛）発生が、図３（Ｆ）
中に破線で示すように又はこれ以上に、大幅に低減され
るのである。排気流量及び吸気流量が図３（Ｈ）に示す
ごとく早期に確保される。これにより、不完全燃焼状態
が回避されて、排気ガス中のスモーク（黒鉛）量が大幅
に低減されるのである。

【００６９】したがって、図３の（Ｂ）に実線で示すよ
うな噴射量特性で、噴射量がｑ_minからｑ_maxまで急増
しても、排気管２１及び吸気管２４がこれに応じるよう
に速やかに開通して、排気ガス中のスモーク（黒鉛）発
生が、図３（Ｆ）中に破線で示すように低減されるので
ある。なお、一般に、黒鉛発生時には完全燃焼が行われ
ないので、排気ブレーキの解除時に、従来のような噴射
量の通常制御を行った場合、燃料を供給してもそれに応
じたエンジン出力は得られないことになる。したがっ
て、燃料の噴射量抑制制御を行っても、この分の加速低
下は極めて少ないものであり、むしろ、燃料の無駄な消
費を抑制できる効果が期待でき、本噴射量抑制制御で
は、噴射量抑制期間（主抑制制御の機関）に加速性能を
低下させずに、上述の黒鉛低減を実現できる。

【００７０】さらに、噴射量抑制制御における副抑制制
御によって、噴射量抑制後に滑らか且つ迅速に通常制御
に復帰するので、加速性能及び加速フィーリングを良好
に確保しながら、上述の黒鉛低減を実現できる。なお、
本実施例の機関の排気ブレーキ装置においても、排気ブ
レーキバルブ６１と連動して開閉する吸気サイレンサバ
ルブ９１が介設されているので、排気ブレーキの作動時
に生じる音の発生を抑制でき、静粛性を向上できる効果
や、排気ブレーキ性能自体を向上できる効果がある。

【００７１】上述の第２実施例における排気ブレーキ装
置付きディーゼル機関では、電子制御によって燃料噴射
量の抑制制御を行なっているが、機械的な制御による燃
料噴射量の抑制制御を行なうことも可能である。また、
第２実施例において、排気ブレーキポジションスイッチ
４８を設けずに、これに代えてタイマーを設けて、排気
ブレーキの解除指令後、所定期間だけ、燃料噴射量の抑
制制御を行なうようにしてもよい。この場合の所定期間
とは、排気ブレーキの解除応答時間又はこれに基づく時
間であり、排気ブレーキ装置の応答特性は各装置に応じ
てほぼ一定であるから、予め応答時間を検出しておくこ
とで、この所定期間を設定できる。

【００７２】また、この排気ブレーキポジションスイッ
チ４８のオン・オフのタイミングの設定及び排気ブレー
キの解除応答時間に基づく抑制制御時間の設定を調整す
ることで、上述の黒鉛低減と加速性の向上とをバランス
させることができる。なお、本燃料噴射ポンプ装置によ
る噴射量抑制制御が吸気サイレンサバルブ９１及びこの
駆動系をそなえないディーゼル機関にも適用しうること
は勿論であり、特に、吸気サイレンサバルブ９１をそな
えない場合には、補助吸気通路８３及びその電磁バルブ
８４を省略できる。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の排気ブレーキ装置付きディーゼル機関によれば、
排気ブレーキ装置をそなえたディーゼル機関において、
該排気ブレーキ装置が、排気通路に介設されて排気ブレ
ーキの作動時には該排気通路を閉鎖する排気ブレーキバ
ルブと、該排気ブレーキバルブを空気圧により開閉駆動
する空気圧式駆動系とをそなえて、該駆動系が、該排気
ブレーキの作動時に解除信号を受けると該排気ブレーキ
バルブを開放して該排気ブレーキの作動を解除するよう
に構成され、該排気通路に、該排気ブレーキバルブの設
置部分に対して並列に位置するように排気バイパス通路
が設けられて、該排気バイパス通路に、該排気ブレーキ
の作動時に該排気バイパス通路を閉鎖し該解除信号に応
じて該排気バイパス通路を開放する電磁バルブが介装さ
れるという構成により、ディーゼル機関における排気ブ
レーキの解除時に、排気ガス中のスモーク（黒鉛）の発
生を大幅に抑制でき、しかも、排気ブレーキの解除後の
加速性能も向上する。

【００７４】また、請求項２記載の本発明の排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関によれば、請求項１記載の構
成に加えて、該ディーゼル機関の吸気通路に、上記排気
ブレーキバルブと連動して開閉する吸気サイレンサバル
ブが介設され、該吸気サイレンサバルブを空気圧により
開閉駆動する空気圧式駆動系をそなえ、該吸気通路の該
吸気サイレンサバルブよりも下流側に、該吸気通路内に
圧縮空気を送給しうる補助吸気通路が接続されて、該補
助吸気通路に、該排気ブレーキの作動時に該補助吸気通
路を閉鎖し該解除信号に応じて該補助吸気通路を開放す
る電磁バルブが介装されるという構成により、ディーゼ
ル機関における排気ブレーキの解除時に、排気ガス中の
スモーク（黒鉛）の発生をより確実に抑制でき、しか
も、排気ブレーキの解除後の加速性能もより確実に向上
する。

【００７５】また、請求項３記載の本発明の排気ブレー
キ装置付きディーゼル機関によれば、請求項１記載の構
成に加えて、該ディーゼル機関にそなえられた燃料噴射
ポンプ装置が、燃焼室への燃料噴射量を調整しうる噴射
量調整機構と、排気ブレーキの作動時には該燃料噴射量
を少ない状態にし、排気ブレーキの非作動時には主とし
てアクセル操作量に応じるように該燃料噴射量を調整す
べく、該噴射量調整機構の作動を制御する制御手段とを
そなえ、該制御手段が、排気ブレーキの作動解除信号を
受けると、該燃料噴射量が所定の期間だけ該アクセル操
作量に応じた燃料噴射量よりも減少するように、該噴射
量調整機構の作動を制御するように構成されるという構
成により、ディーゼル機関における排気ブレーキの解除
時に、排気ガス中のスモーク（黒鉛）の発生をより確実
に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の模式的な構成図である。

【図２】本発明の第１実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の排気ブレーキ装置を示す模式的な
構成図である。

【図３】本発明の第１実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の燃料噴射量の制御特性をエンジン
ブレーキの制御状態等とともに示す模式的な特性図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の第２実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の模式的な構成図である。

【図６】本発明の第２実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の燃料噴射量の特性図である。

【図７】本発明の第２実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の燃料噴射量の設定に用いるマップ
である。

【図８】本発明の第２実施例としての排気ブレーキ装置
付きディーゼル機関の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０ポンプ本体１１燃料噴射ポンプ本体１２コントロールラック３０噴射量調整機構３１アクチュエータ２１排気通路２４吸気通路４１排気ブレーキコントロールスイッチ（エキゾース
トブレーキコントロールスイッチ又はエキブレコントロ
ールＳＷ）４２アクセル操作検出手段としてのアクセルスイッチ
（アクセルＳＷ）４４クラッチスイッチ（クラッチＳＷ）４５排気ブレーキ指令スイッチ４８排気ブレーキポジションスイッチ（エキブレポジ
ションＳＷ）５０電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１噴射量制御手段６０排気ブレーキ装置６１排気ブレーキバルブ６２リンク機構６３ピストンロッド６４コントロールシリンダ６４Ａシリンダ６４Ｂピストン６４Ｃリターンスプリング６４Ｄエア室６５Ａ〜６５Ｄエア配管６６３ウェイバルブ６７メータクラスタ６８アクチュエータ（駆動系）７０エアタンク８０バッテリ８１スタータスイッチ（キースイッチ）８２ヒューズボックス８３補助吸気通路８４，８６電磁バルブ８５排気バイパス通路８７タイマ機能付きリレー９１吸気サイレンサバルブ９２リンク機構９３ピストンロッド９４コントロールシリンダ９４Ａシリンダ９４Ｂピストン９４Ｃリターンスプリング９４Ｄエア室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 9/06 F02D 9/02 F02D 41/04 380

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ブレーキ装置をそなえたディーゼル
機関において、該排気ブレーキ装置が、排気通路に介設されて排気ブレ
ーキの作動時には該排気通路を閉鎖する排気ブレーキバ
ルブと、該排気ブレーキバルブを空気圧により開閉駆動
する空気圧式駆動系とをそなえて、該駆動系が、該排気ブレーキの作動時に解除信号を受け
ると該排気ブレーキバルブを開放して該排気ブレーキの
作動を解除するように構成され、該排気通路に、該排気ブレーキバルブの設置部分に対し
て並列に位置するように排気バイパス通路が設けられ
て、該排気バイパス通路に、該排気ブレーキの作動時に該排
気バイパス通路を閉鎖し該解除信号に応じて該排気バイ
パス通路を開放する電磁バルブが介装されていることを
特徴とする、排気ブレーキ装置付きディーゼル機関。
【請求項２】該ディーゼル機関の吸気通路に、上記排
気ブレーキバルブと連動して開閉する吸気サイレンサバ
ルブが介設され、該吸気サイレンサバルブを空気圧によ
り開閉駆動する空気圧式駆動系をそなえ、該吸気通路の該吸気サイレンサバルブよりも下流側に、
該吸気通路内に圧縮空気を送給しうる補助吸気通路が接
続されて、該補助吸気通路に、該排気ブレーキの作動時に該補助吸
気通路を閉鎖し該解除信号に応じて該補助吸気通路を開
放する電磁バルブが介装されていることを特徴とする、
請求項１記載の排気ブレーキ装置付きディーゼル機関。
【請求項３】該ディーゼル機関にそなえられた燃料噴
射ポンプ装置が、燃焼室への燃料噴射量を調整しうる噴射量調整機構と、排気ブレーキの作動時には該燃料噴射量を少ない状態に
し、排気ブレーキの非作動時には主としてアクセル操作
量に応じるように該燃料噴射量を調整すべく、該噴射量
調整機構の作動を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段が、排気ブレーキの作動解除信号を受ける
と、該燃料噴射量が所定の期間だけ該アクセル操作量に
応じた燃料噴射量よりも減少するように、該噴射量調整
機構の作動を制御するように構成されていることを特徴
とする、請求項１記載の排気ブレーキ装置付きディーゼ
ル機関。