JPH01155039A - 減速ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、減速ブレーキ装置に係り、特に内燃機関に制
動力を与える減速ブレーキ装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、大型バスやトラック等のように、摩擦制動によ
る熱変換量が大きい車両においては、主ブレーキの補助
となる減速ブレーキ装置が必要である。従来この種の装
置のうち、す１気ブレーキ以外では、入力軸たる車輪の
方から回転抵抗体を駆動して抵抗損失を生じざぜ、内燃
機関に制動力を５える流体式リターダ及び電気式リター
ダが知られている。

第５図に示すように、流体式リターダ１は、内燃機関２
ど車輪３とを連結する推進軸４の途中に設けられ、出力
側に固定されたロータ５と入力側に固定されたステータ
６との間に流体（水、オイル等）のうず流を起こさせて
、吸収するエネルギを熱に変換するものである。この流
体は、流体タンク７内に備えられた熱交換器８によって
、冷却されながら循環される。また、制動力の調整は、
流体の流量を弁体９により加減することで行われる。

また電気式リターダは、電磁石の間で上記と同様のロー
タを回転させ、磁場内を金属が動くときに生ずるうず電
流（ツーコミ流）をＡ−ム熱の形で発散させるようにな
っている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで上記リターダにおいては、出力側のトルクを最
終的には熱エネルギへ変換させ、その分が制動力となる
ようにしているため、ブレーキ効率を上げるためには、
作動媒体（流体または回転抵抗体）の冷）ＪＩのための
装置が不可欠であり、スペース上及びコスト上の大きな
問題となっていた。

一方、本発明者らは、排気を回収してこれを有効利用す
る「ターボコンパウンドエンジン」を開発中であった。

第６図に示すように、このシステムは、内燃機関２に備
えられた過給１’Ｊ１０のタービン１１に、高温な排気
を供給してその効率を高めると共に、その下流側にクラ
ンク軸１２に連結された正逆転自在のパワータービン１
３を設け、この逆転時に行うコンプレッサ仕事で消費さ
れるエネルギを制動力として、内燃機関２に与えるもの
であった。

この構成によれば、冷却装置７．８は不要であるので、
上記問題点は一応解決されることになる。

ただしあくまでも正転時に排気を利用して燃費を向上さ
Ｖようとするタービンであるので、その制動力にはおの
ずと制限がある。

また、υ１気ブレーキをイノ１設した車両である場合に
は、操作が煩雑となる上に、適切なブレーキ選択を行う
ことが難かしくなる。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、排気ブレーキと併設
された場合に適切に操作でき、しかも冷却装置が不要で
所望の制動力が得られる減速ブレーキ装置を提供すべく
創案されたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、内燃機関に、排気ブレーキと機関の出力軸に
羽根車を接続するタービンブレーキとを設【プ、機関の
回転数の高低に応じて上記ブレーキを選択して作動させ
る制御手段を設（プたものである。

［作　用］ 上記構成によって、羽根車は、出力軸の回転に従ってコ
ンプレッサ仕事を行い、その消費エネルギを制動力とし
て内燃機関に与える。制御手段は、その制動力と排気ブ
レーキの制動力とを機関の回転数との関係で比較してお
き、ブレーキ必要時に発生ずる制動力を所望の値とずべ
く選択を行う。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。

第１図は、本発明に係る減速ブレーキ装置の一　５　一 実施例を示したものであり、内燃機関２の出力軸たるク
ランク軸１２に、主ブレーキを補助するためのタービン
ブレーキ２）が設けられている。そしてタービンブレー
キ２）及び排気ブレーキ２２を適切に選択するための制
御手段２３が備えられている。

タービンブレーキ２）は、本実施例にあっては所定の特
性を有する空気圧縮機２４として形成されており、クラ
ンク軸１２に、増速歯車２５を介して連結されている羽
根車２６を有している。ここで、羽根車２６は、前記「
ターボコンパウンドエンジン」でいえば、パワータービ
ン１３に対比される。

第２図に示すように、空気圧縮機２４は、羽根車２６と
、これを収容する共に空気通路２７を区画するケーシン
グ２８とから成る。ケーシング２８には、羽根車２６の
径方向外方に吐出口２９が、またその回転軸３０の軸方
向外方には吸込口３１が形成されている。ぞして吐出口
２９には、空気通路２７を開閉するための弁手段３２が
設りられている。

弁手段３２には、第１図に示したように、駆動手段３３
が備えられている。駆動手段３３は、弁手段３２を通路
開成側に位置させるような付勢力を有するエアシリンダ
３４ど、エアシリンダ３４のイ」勢力を上形る圧力を有
した圧縮空気を収容するためのエアタンク３５ど、エア
シリンダ３４とエアタンク３５とを連絡する空気供給路
３６の途中に設りられた電磁弁３７とににり形成されて
いる。

そして制御手段２３は、この電磁弁３７に接続されてお
り、弁手段３２の開閉をさせることで、タービンブレー
キ２）を作動開始あるいは作動停止させるようになって
いる。

制御手段２３は、出力装置３８と演算処理装置３９どを
有しており、出力装置３８は排気ブレーキ２２及び電磁
弁３７に、ま１〔演算処理装置３９はエンジン回転数検
出器４０及びブレーキペダル検出器４１にそれぞれ連絡
されている。エンジン回転数検出器４０は、増速歯車２
５近傍に備えられて、クランク軸１２の回転数を検出す
るようになっている。ブレーキペダル検出器４１は、ブ
レーキペダルの踏み込み量を、これに比例して変化する
抵抗値に変換すべく、可変抵抗器を有した電気回路を形
成して、その情報を出力するようになっている。このほ
か、制御手段２３には、走行時のクラッチ及びアクセル
（図示せず）の状態（ＯＮ−ＯＦＦ）の情報が入力され
るにうになっている。

次に本実施例の作用を説明する。

通常運転時にあって、内燃機関２のクランク軸１２が回
転すると、増速歯車２５によりこの回転が伝達されて、
羽根車２６が回転する。このとぎ、制御手段２３は、ア
クセルがＯＮあるいはブレーキペダルへの踏み込みがな
い状態として判断し、電磁弁３７を閉成しておく。弁手
段３２は、エアシリンダ３４によって空気通路２７の開
成側に位置され、空気圧縮機２４がコンプレツリ仕事を
行わないようにする。即ちタービンブレーキ２）を作動
停止させておく。同時に制御手段２３は、排気ブレーキ
２２の作動も停止させたままにしておく。

自動車が長い下り勾配を走行するとぎなど、減速ブレー
キが必要になると、電磁弁３７は開にされて、弁手段３
２が通路開放側に位置され、羽根車２６は、空気圧縮機
２４の特性に応じたコンプレツリ仕事をして制動力を発
生させる。

本実施例にあっては、この圧縮機２４は、第３図に示す
Ｊ：うに、発生するブレーキトルクをエンジンの高速回
転域において排気ブレーキを上形るように形成している
（図中、曲線りにて示す）。

即ち、同図において、公知の排気ブレーキ２２の特性曲
線Ｆど回転数増加途中Ｐにおいて、交差するようになっ
ている。

そして制御手段２３は、その交点Ｐに相当するエンジン
回転数Ｎｐど、減速ブレーキ作動時の回転数Ｎとを、高
低比較して、どちらのブレーキを作動させるかを選択す
るようになっている。本実施例においては、ブレーキ初
動期において有効な制動力を得るべく、低速側にあるど
きはより制動力のある排気ブレーキ２２を、高速側では
タービンブレーキ２）を作動させるようになっている。

従って第４図に示すように、高速回転時において、運転
者がブレーキペダルを少し踏み込んで、同図（ａ）に示
したＡ−８間に位置さゼると、ブレーキペダル検出器４
１がその情報を制御手段２３に送信し、タービンブレー
キ２）を作動さゼる。

さらに踏み込んで主ブレーキ（フッ１〜ブレーキ）を作
動させる状態になると、さらに排気ブレーキ２２も作動
され、所望の制動力が得られる。また低速回転域にあれ
ば、先に排気ブレーキ２２が作動される。

このように、ブレーキペダルを踏み込むだ（プで、ター
ビンブレーキと排気ブレーキとを作動させるようにした
ので、操作が簡単になると共に、エンジン運転状態に応
じたブレーキ選択の煩られしい判断を必要としない。そ
して、タービンブレーキ２）は、作動媒体を冷却するた
めの装置が不要の構成にしであるので、従来のリターダ
よりも省スペース、コスト低減となる。

また、タービンブレーキ２）と排気ブレーキ２２との作
動順序は、任意に設定してａ＞　＜ことができる。即ら
木実施例とは逆に、制動力の弱い方から作動させて、通
常のブレーキフィーリングに合致させるようにしてもよ
い。ざらに、第４図（ａ）に示したブレーキペダルの踏
み込み吊をより細く分割設定して、主ブレーキの本格作
動までにタービンブレーキ２）及び排気ブレーキ２２を
順次作動させるようにしてもＪ：い。

イして、空気圧縮機２４の弁手段３２を、吐出口２９の
面積を可変に絞り込む構成にして、これを適宜制御する
ようにしておけば、更に円滑かつ適切に制動力が漸増づ
−る減速ブレーキとなし４ｑる。

［発明の効！Ｊ！］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

（１）　　内燃機関の出力軸に羽根車を接続するタービ
ンブレーキを設りたので、省スペース・コスト低減の所
望な制動力が寄られる減速ブレーキとすることができる
。

（２）　　内燃機関の回転数に応じて排気ブレーキとタ
ービンブレーキを選択して作動さける制御手段を設（プ
たので、機関の回転状態に適切に対応するブレーキ操作
が簡単に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る減速ブレーキ装置の一実施例を示
しｌ〔構成図、第２図はその要部断面図、第３図は作用
を説明するだめのエンジン回転数−ブレーキ１〜ルク関
係図、第４図は制御内容を示したブロック図、第５図は
従来の減速ブレーキ装置を示した構成図、第６図はター
ボコンパウンドエンジンの概略構成図である。 図中、２は内燃機関、２）はタービンブレーキ、２３は
制御手段、２６は羽根車である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関に、排気ブレーキと該機関の出力軸に羽
   根車を接続するタービンブレーキとを設け、上記機関の
   回転数の高低に応じて上記ブレーキを選択して作動させ
   る制御手段を設けたことを特徴とする減速ブレーキ装置
   。
2. （２）上記羽根車が、上記出力軸の回転によって発生す
   る制動力を、その高速回転域において上記排気ブレーキ
   よりも大となるように形成された上記特許請求の範囲第
   １項に記載の減速ブレーキ装置。
3. （３）上記制御手段が、上記高速回転域において上記タ
   ービンブレーキを排気ブレーキに先行させて作動させる
   ように形成された上記特許請求の範囲第２項に記載の減
   速ブレーキ装置。
4. （４）上記制御手段が、ブレーキペダルの踏込み量を検
   出する検出手段に接続されて、主ブレーキと連動して制
   御するように形成された上記特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のうちいずれかに記載の減速ブレーキ装置。
5. （５）上記羽根車が、空気圧縮機の羽根車である上記特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のうちいずれかに記載の
   減速ブレーキ装置。