JP3186932B2 - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

排気ブレーキ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ブレーキ解放時に
一時的に発生していた黒煙を低減する排気ブレーキ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ブレーキ装置は、フートブレーキの
補助ブレーキとして特にディーゼルエンジンを搭載した
トラックやバス等の大型車両に広く用いられている。こ
の装置では、内燃機関の排気管を閉じることにより排気
管内の圧力が高くなり、排気行程時にはこの圧力がピス
トンを押し戻そうとする方向の力となるので、車両に対
してブレーキ力が作用することになる。
【0003】図5は従来の排気ブレーキ装置概要を示す
系統図で、1は図示省略のエアコンプレッサによって常
に所定の圧力範囲内に維持されるエアタンク、2はアク
セルスイッチ3、排気ブレーキスイッチ4及びクラッチ
スイッチ5のオン/オフと連動する三方電磁弁、6は排
気通路7に設けられて圧力式アクチュエータ8の作動に
よって開閉する排気ブレーキ用バルブ、9は圧力式アク
チュエータ8にエア圧を導く圧力通路である。
【0004】以下、上述した構成の排気ブレーキ装置の
作動を簡単に説明する。この装置は、たとえば長い下り
坂等を走行する際にエンジンブレーキと共に使用され、
ドライバーが必要に応じて運転室内の適所に配設された
排気ブレーキスイッチ4をオンにすることによって、三
方電磁弁2が作動してエアタンク1から圧力式アクチュ
エータ8へエア圧が供給される。このエア圧を受けた圧
力式アクチュエータ8は常時開の排気ブレーキ用バルブ
6を閉じ、燃焼室10と大気との間を遮断する。この結
果、排気行程時にピストン11が上昇すると排気ブレー
キ用バルブ6の燃焼室10側圧力が高くなり、この圧力
がピストン11を押し戻そうとする方向の力、すなわち
車両に対する排気ブレーキ力として作用する。
【0005】この排気ブレーキ装置では、排気ブレーキ
の作動中にドライバーがクラッチペダル又はアクセルペ
ダルを操作することにより、クラッチスイッチ5又はア
クセルスイッチ3がオフとなる。従って、電気回路は一
時的にオフとなり、三方電磁弁2が作動して圧力式アク
チュエータ8へ供給していたエア圧を排気ポート2aか
ら大気へ放出するので、排気ブレーキ用バルブ6が開と
なって排気ブレーキは解除される。なお、図中12は排
気弁、矢印13は排気、14は排気ブレーキ作動表示
灯、15はヒューズ、16はバッテリを各々示してい
る。
【0006】また、図5に示した排気ブレーキ装置は、
排気ブレーキ作動時に発生する吸気騒音を低減させるイ
ンテークサイレンサ装置を備えている。この装置は、吸
気通路17に圧力式アクチュエータ18で開閉作動する
サイレンサバルブ19を設け、排気ブレーキ作動時には
三方電磁弁2を通って供給されるエア圧でサイレンサバ
ルブ19が閉じるように構成されている。この装置は、
排気ブレーキ装置と三方電磁弁2を共用しているため、
その作動及び解除は排気ブレーキ装置と略同時になり、
図中20は吸気弁、白抜矢印21は吸気を各々示してい
る。
【0007】なお、上述したインテークサイレンサ装置
は、排気ブレーキ装置に必ず併設されるものではなく、
その有無は諸条件を考慮することによって適宜選択され
ている。
【0008】なおまた、従来の構成では、図5に示した
ように、1個の三方電磁弁2が排気ブレーキ用の圧力式
アクチュエータ8及びインテークサイレンサ用の圧力ア
クチュエータ18へのエア圧供給を制御し、さらに図示
は省略したが、ブレーキ用の圧力式アクチュエータ8を
複数備えた機種においても、1個の三方電磁弁2が全て
の圧力式アクチュエータ8,18へのエア圧供給を制御
するように構成されていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の社会
情勢においては、環境保護等の理由からディーゼルエン
ジンの黒煙発生が問題になっていたが、種々の対策によ
り一般走行時の黒煙については目視で確認できないレベ
ルまで改善されてきている。しかしながら、排気ブレー
キ解放時に一時的に排出される多量の黒煙については、
特別な規制がないことや一時的な現象であることから見
逃されてきたが、今後は見た目にも異常な黒煙の早期改
善が望まれる。
【0010】さて、排気ブレーキ解放時に黒煙が発生す
る理由については、実際にはよくわかっていないという
のが現状である。しかし、各種の実験結果等により、以
下のように推定される。
【0011】すなわち、排気ブレーキ用バルブ6及びサ
イレンサバルブ19に用いられるバタフライバルブを閉
じて排気ブレーキを作動させた状態からアクセルペダル
が操作されると、排気ブレーキ解放信号が生じて三方電
磁弁2を作動させる。しかし、アクセルペダルの操作か
ら排気ブレーキ用バルブ6及びサイレンサバルブ19が
開き始めるまでには若干のタイムラグがあるため、この
間に燃焼室10へ噴射された燃料は吸気21の流入が遮
断されて不完全燃焼となり、これによって生じたガスが
黒煙となって排出されるものと考えられる。なお、排気
ブレーキ作動中は略燃料無噴射であるが、アクセルペダ
ルを踏み込むことによってラックが動き、燃料の噴射が
開始される。
【0012】たとえば、上述したバルブが開き始めるま
でのタイムラグを0.4秒と仮定すれば、1200回転
/分のエンジン回転数でアクセルペダルを踏み込んだ
時、バルブが開き始めるまでにはエンジンが8回転する
ことになる。従って、エンジン排気量の4倍分が空気流
入の遮断された状態(又は遮断に近い状態)で燃焼して
いることになり、この分が不完全燃焼による黒煙を排出
するものと思われる。
【0013】また、インテークサイレンサ装置のない機
種においても、排気ブレーキ作動中のガスが燃焼室周辺
にたまっているため、これが不完全燃焼等による黒煙発
生の原因になっていると考えられる。
【0014】上述したタイムラグが生じる原因のひとつ
として、図6に示したアクセルスイッチ3の設置位置が
ある。図中、22はアクセルペダル、23は噴射ポン
プ、24はロードレバー、25はアクセルペダル22と
噴射ポンプ25との間を連結するリンク系を示し、アク
セルペダルの踏込みを検出するアクセルスイッチとし
て、リンク系25と係合する位置にマイクロスイッチ2
6aを設け、あるいはロードレバー24と係合する位置
にマイクロスイッチ26bを設けてある。なお、各部材
は、アクセルペダル22の踏込みによって各々の矢印方
向へ移動する。このような従来のアクセルスイッチ3
は、図3に一点鎖線で示す如く、ある程度アクセルペダ
ルが踏込まれた時点でオンからオフに切換わって排気ブ
レーキ解放信号を出力するので、これに要する時間が上
述したタイムラグとなる。
【0015】そこで本発明は、上述したバルブ開き始め
までのタイムラグを低減するため、アクセルペダルが動
き出す前にスイッチ作動して排気ブレーキ解放信号を出
力するようにした排気ブレーキ装置の提供を目的とす
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するためになされたもので、排気通路に設けられ
た排気ブレーキ用バルブと、アクセルペダルに連結され
たリンク系又はロードレバーと係合する位置に設けられ
て運転者の踏み込み動作により作動する第1のアクセル
スイッチと、アクセルペダルの踏み込み面に設けられ
運転者の踏み込み動作により作動する第2のアクセルス
イッチとを備え、上記第1のアクセルスイッチの作動状
態と上記第2のアクセルスイッチの作動状態の少なくと
も一方が、上記運転者による踏み込み動作を示すとき上
記排気ブレーキ用バルブを開放させることを特徴とする
排気ブレーキ装置である。
【0017】
【作用】前述の手段によれば、第2のアクセルスイッチ
はアクセルペダルの踏み込み面に設けられているため、
運転者がアクセルペダルを踏み込むためにアクセルペダ
ル上に足を置いただけで直ちに踏み込み動作を検知して
作動し、この信号が排気ブレーキ解放信号として出力さ
れる。このように、アクセルペダル踏込み信号(排気ブ
レーキ解放信号)を実際にアクセルペダルが踏込まれる
より早く出すことにより、排気ブレーキ解放時の圧力式
アクチュエータ戻りタイムラグ、すなわちバルブ開き始
めまでのタイムラグを短縮することができる。
【0018】
【実施例】以下本発明による排気ブレーキ装置の一実施
例を図に基づいて説明する。
【0019】図1の系統図において、従来より設けられ
ていた第1のアクセルスイッチ3に加えて、第2のアク
セルスイッチとしてアクセルペダルの踏込み面にペダル
面アクセルスイッチ30を設けてある。このペダル面ア
クセルスイッチ30は、アクセルスイッチ3と同様にア
クセルペダルの踏込みによりオフとなり、排気ブレーキ
作動時の三方電磁弁2を切換えて圧力式アクチュエータ
8,18を大気に解放する。
【0020】図2はペダル面アクセルスイッチ30の構
成例を示したもので、アクセルペダル22の踏込み面に
スイッチング板31の上端部がボルト等で固定されてい
る。スイッチング板27の下端部はアクセルペダル22
側に固定したスプリング32から上向きの付勢を受け、
通常はアクセルペダル22とスイッチング板31との間
に適当な隙間33を形成している。そして、この隙間3
3にはアクセルペダル22に取付けたマイクロスイッチ
34から検知部34aが突出しており、ドライバーが足
をのせてスイッチング板31を軽く踏込むことで検知部
34aが押し下げられ、ペダル面アクセルスイッチ30
が作動して排気ブレーキ解放信号を出力する。
【0021】また、スイッチング板31にばね板を採用
すればスプリング32は不要となる。なお、スプリング
32を設ける場合及びスイッチング板31にばね板を採
用する場合共に、ペダル面アクセルスイッチ30のスイ
ッチング力はアクセルペダル22の操作反力以下となる
ように設定する。
【0022】上述した構成のペダル面アクセルスイッチ
30を設けることにより、アクセルペダルを踏込んだ時
のスイッチ作動は、図3に実線で示す如く、アクセルペ
ダルの踏始めと略同時にオンからオフに切換わる。これ
を一点鎖線で示した従来のマイクロスイッチ26a又は
26bの作動と比較すると、実験的には約0.02〜
0.03秒程度のタイムラグ短縮が確認されている。
【0023】このようなタイムラグの短縮により、この
間の不完全燃焼を原因とする黒煙発生量は低減する。図
4はスモークレベルと上述したタイムラグとの関係を示
したもので、従来のタイムラグに対応するスモークレベ
ルを100とすれば、タイムラグが小さくなるにつれて
黒煙発生量が減少しているのがわかる。すなわち、エン
ジン回転数が同じであればタイムラグが小さいほどその
間のエンジン回転数は小さくなり、この間に不完全燃焼
で排出されるガス量は、タイムラグ間におけるエンジン
回転数の2分の1をエンジン排気量に乗じたものに相当
すると見込まれる。
【0024】ところで、現行のメカニカルガバナ車で
は、暖気促進等でアイドリング回転を上げた場合には、
たとえばアクセルスイッチ26bがロードレバー24部
に設けてあることから、排気ブレーキスイッチ4をオフ
にする回路が一般的に採用されている。従って、このよ
うな回路構成を維持しかつタイムラグを短縮するために
は、ペダル面アクセルスイッチ30を単純にアクセルス
イッチ26bと置き換えただけではアイドルアップ時の
排気ブレーキ解除ができなくなるので、本発明の構成で
はアクセルスイッチ3及びペダル面アクセルスイッチ3
0の両方を設けて直列に結線している。なお、アイドル
アップ時の排気ブレーキ解除回路が不要な場合には、ア
クセルスイッチ3を外してペダル面アクセルスイッチ3
0のみを設けてもよい。
【0025】なお、上記実施例にはインテークサイレン
サ装置が設けられているが、この装置がない場合にも本
発明の適用が可能なことは言うまでもない。但しこの装
置がない場合には、サイレンサバルブのタイムラグがな
いことから、黒煙の低減が上述した実施例程に顕著では
ない。
【0026】
【発明の効果】前述した本発明によれば、作動中の排気
ブレーキを解放するアクセルペダルが操作されたことを
瞬時に検出できるので、排気ブレーキ解放時の黒煙低減
に寄与する圧力式アクチュエータの戻りタイムラグ(大
気解放によるバルブの開き始めまでのタイムラグ)が大
幅に改善され、ディーゼルエンジンの黒煙問題解決に大
きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による排気ブレーキ装置の一実施例を示
す系統図である。
【図2】図1におけるペダル面アクセルスイッチの構成
例を示す図である。
【図3】アクセルストロークとアクセルスイッチ作動
(オン/オフ)との関係を示す図である。
【図4】スモークレベルとタイムラグとの関係を示す図
である。
【図5】従来の排気ブレーキ装置を示す系統図である。
【図6】従来のアクセルスイッチ構成を示す図である。
【符号の説明】
1 エアタンク 2 三方電磁弁 3 アクセルスイッチ(第1のアクセルスイッチ) 4 排気ブレーキスイッチ 5 クラッチスイッチ 6 排気ブレーキ用バルブ 7 排気通路 8 圧力式アクチュエータ 9 圧力通路 17 吸気通路 19 サイレンサバルブ 22 アクセルペダル 26a,26b,34 マイクロスイッチ 30 ペダル面アクセルスイッチ(第2のアクセルス
イッチ) 31 スイッチング板 32 スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 9/06 F02D 11/02 - 11/10 F02D 45/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気通路に設けられた排気ブレーキ用バル
    ブと、アクセルペダルに連結されたリンク系又はロード
    レバーと係合する位置に設けられて運転者の踏み込み動
    作により作動する第1のアクセルスイッチと、アクセル
    ペダルの踏み込み面に設けられ運転者の踏み込み動作
    により作動する第2のアクセルスイッチとを備え、上記
    第1のアクセルスイッチの作動状態と上記第2のアクセ
    ルスイッチの作動状態の少なくとも一方が、上記運転者
    による踏み込み動作を示すとき上記排気ブレーキ用バル
    ブを開放させることを特徴とする排気ブレーキ装置。
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