JPH0447397Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は内燃エンジンのパワータード装置に
関する。

（従来の技術） 従来、車両の常用ブレーキを補完する目的で、
内燃エンジンの圧縮行程上死点近傍で専用に設け
た第３弁を開弁して圧縮空気を排気系に逃がし、
これにより圧縮行程での仕事をそのままエンジン
の吸収馬力としてエンジンに逆トルクを発生さ
せ、エンジンブレーキ能力を大幅に増大させるパ
ワータード装置が知られている。

パワータード装置は通常、排気通路の通路面積
を制御することによりエンジンに逆トルクを発生
させる公知のエキゾーストブレーキ装置と併用さ
れることによりエキゾーストブレーキ抵抗が増大
し、ブレーキ能力が一層発揮される。

斯かる内燃エンジンのパワータード装置は常用
ブレーキのブレーキ能力を補助するものとして使
用され、エンジンブレーキ抵抗を増大させること
を目的としている。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のパワータード装置は第３弁等により圧縮
行程上死点近傍の圧縮空気を逃がすことによりエ
ンジンに逆トルクを積極的に発生させるものであ
るが、逆トルクは圧縮行程上死点近傍の圧縮空気
を逃がさなくても、アクセルペダルを解放するだ
けで、所謂ポンピングロスによりエンジンはエン
ジンブレーキ運転状態になり逆トルクを発生させ
る。このエンジンブレーキ運転状態時の逆トルク
はパワータード装置の発生させる逆トルクより小
さいものの走行燃費上好ましくない場合がある。
即ち、単にアクセルペダルを解放しただけで、車
両に制動を掛ける必要のない慣性惰行運転を行う
場合にはエンジンブレーキを効かせる必要がな
く、寧ろ、エンジンの圧縮行程における圧縮仕事
を軽減して慣性惰行距離を出来るだけ稼いだ方が
走行距離に対する必要燃料量を減少させることが
でき、燃費改善を図る上で好ましい。

本考案は斯かる要請に鑑みてなされたのもで、
パワータード装置を利用してエンジンブレーキ運
転時にエンジンの圧縮行程における圧縮仕事を減
少させ、エンジンブレーキ抵抗を減少させ燃費の
向上を図つた内燃エンジンのパワータード装置を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本考案に依れば、
内燃エンジンのシリンダ内圧縮空気を排気する第
３弁を設け、パワータードスイツチがオン状態に
あり、且つ、エンジンブレーキ運転状態が検出さ
れたとき、前記内燃エンジンの圧縮行程上死点近
傍で前記第３弁を開弁することによりエンジンブ
レーキ抵抗を増大させるパワータード装置におい
て、前記第３弁を少なくとも圧縮行程及び膨張行
程の実質的に全行程に亘り開弁させる開弁駆動手
段を含み、前記開弁駆動手段は、前記パワーター
ドスイツチがオフ状態にあり、且つ、エンジンブ
レーキ運転状態が検出されたとき、前記第３弁を
少なくとも前記圧縮行程及び前記膨張行程の実質
的に全行程に亘り開弁させ、エンジンブレーキ抵
抗を低減させることを特徴とする内燃エンジンの
パワータード装置が提供される。

（作用） パワータードスイツチがオフ状態にあり、且
つ、エンジンブレーキ運転状態検出時に第３弁を
少なくとも圧縮行程及び膨張行程の実質的に全行
程に亘り開弁させると、一エンジンサイクル間の
いずれの時点においても第３弁、吸気弁、及び排
気弁の少なくとも一つが実質的に常時開弁してい
ることになり、エンジンは圧縮仕事も膨張仕事も
実質的に行われず、エンジンブレーキ抵抗が軽減
される。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は本考案に係るパワータード装置及びエ
キゾーストブレーキ装置の全体構成を示し、図に
おいて符号１０はシリンダブロツクの一部を示
し、シリンダライナ１１の内周壁にピストン１２
が嵌装されている。そして、シリンダブロツク１
０上にはシリンダヘツド１４が重合され、シリン
ダヘツド１４にはシリンダライナ１１内の前記ピ
ストン１２上に画成される燃焼室１５に連通する
吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されて
おり、該吸気ポート１６及び排気ポート１７の燃
焼室１５に臨む各開口には従来公知の吸気弁１９
と排気弁２０が配設されている。

排気ポート１７には分岐路１８が接続されてお
り、該分岐路１８も燃焼室１５に連通している。
そして、分岐路１８の燃焼室１５に臨む開口には
本考案に係る第３弁２１が配設されている。第３
弁２１は弁体２１ａと、一端に該弁体２１ａが、
他端に後述するスレーブピストン２２が形成され
た弁棒２１ｂとで構成される。弁棒２１ｂの前記
スレーブピストン２２とシリンダヘツド１４間に
リテーナ２１ｃが固設され、リテーナ２１ｃとシ
リンダヘツド１４間に縮設されたバルブスプリン
グ２１ｄにより第３弁２１を上方に引き上げ、分
岐路１８を閉成している。

スレーブピストン２２を収容する弁室２２ａに
は作動油圧路２４が接続されており、オイルタン
ク２７の作動油が油圧ポンプ２５及び一方向弁２
６を介して該作動油圧路２４から弁室２２ａに供
給され、作動油圧が第３弁２１を下方に押し下げ
開弁させる方向にスレーブピストン２２に作用す
る。前記一方向弁２６と弁室２２ａ間の作動油圧
路２４にはドレイン油路２４ａが分岐し、該ドレ
イン油路２４ａは電磁遮断弁２８を介してオイル
タンク２７に連通している。そして、電磁遮断弁
２８は常開型の電磁弁であり、コントロールユニ
ツト３０に電気的に接続され、該コントロールユ
ニツト３０から駆動信号が供給されたとき開弁し
てドレイン油路２４ａを遮断する。前記弁室２２
ａには、該弁室２２ａの作動油圧が所定値以上に
上昇したとき開成して作動油をオイルタンク２７
に排出するチエツク弁２２ｂが取り付けられてお
り、このチエツク弁２２ｂにより弁室２２ａの作
動油圧は所定値以下に保持される。

シリンダヘツド１４の排気ポート１７には排気
管３２が接続され、排気管３２途中にはエキゾー
ストブレーキ弁３４が配設されている。このエキ
ゾーストブレーキ弁３４はアクチユエータ３５に
よりリンク機構３４ａを介して開閉駆動される。
アクチユエータ３５は空気圧により作動するもの
で、アクチユエータ３５にはパイプ３８が接続さ
れ、このパイプ３８は電磁遮断弁３６を介してエ
アタンク３７に連通している。電磁遮断弁３６は
常閉型の電磁弁であり、前記コントロールユニツ
ト３０に電気的に接続され、該コントロールユニ
ツト３０からの駆動信号が供給された時に開成し
てエアタンク３７の加圧空気をアクチユエータ３
５に供給し、エキゾーストブレーキ弁３４を閉弁
させる。

コントロールユニツト３０の入力側には種々の
センサが電気的に接続され、例えば、図示しない
トランスミツシヨンが中立位置にあるときオン信
号を出力するニユートラルスイツチ（図中ではス
イツチを「SW」と略記号で示されている。以
下、同様）４０、図示しないクラツチペタルを踏
み込みクラツチをオフにしたときオン信号を出力
するクラツチスイツチ４１、図示しないアクスル
ペタルに取り付けられ、アクセルペタルの踏み込
み時にオン信号を、解放時にオフ信号を出力する
アクセルスイツチ４２、図示しないステアリング
コラムに取り付けられたコンビネーシヨンスイツ
チに夫々組み込まれ、マニアル操作によりオンオ
フさせるエキゾーストブレーキスイツチ（図中で
は「エキブレSW」と略称してある）４３及びパ
ワータードスイツチ４４、図示しないエンジンの
カム軸に取り付けられ、エンジン回転数を検出す
るエンジン回転数センサ４５、及び同じくエンジ
ンのカム軸に取り付けられ、クランク角度位置を
検出するクランク角度センサ４６が接続されてい
る。尚、エキゾーストブレーキスイツチ４３とパ
ワータードスイツチ４４は連動スイツチであり、
エキゾーストブレーキスイツチ４３をオン状態に
した後、パワータードスイツチ４４をオン状態に
することが出来、パワータードスイツチ４４がオ
ン状態の場合にはエキゾーストブレーキスイツチ
４３もオン状態にある。

次に、上述のように構成されるパワータード装
置及びエキゾーストブレーキ装置の作用を第２図
を参照して説明する。

先ず、コントロールユニツト３０はステツプ50
において、ニユートラルスイツチ４０及びクラツ
チスイツチ４１が共にオフであるか否か、即ち、
トランスミツシヨンが中立位置以外の位置に切り
換えられており、且つ、クラツチペタルが踏み込
まれず、クラツチが係合しているか否かを判別す
る。判別結果が否（No）の場合にはエンジンと
被駆動系の係合が解除されていることを意味し、
斯かる場合にはエンジンブレーキが効かないので
コントロールユニツト３０は電磁弁２８及び３６
に駆動信号を出力すぜ、エキゾーストブレーキ弁
３４を開に、第３弁２１を常時閉に保持する（ス
テツプ58）。このとき、電磁遮断弁２８には駆動
信号が供給されず、油圧ポンプ２５から吐出され
る作動油は開成状態にある遮断弁２８を介してオ
イルタンク２７に戻され、スレーブピストン２２
には作動油圧が作用しない。又、電磁遮断弁３６
にも駆動信号が供給されないため、遮断弁３６は
閉成のままに保持され、従つて、エアタンク３７
の加圧空気がアクチユエータ３５に供給されず、
エキゾーストブレーキ装置は不作動となる。

ステツプ50の判別結果が肯定（Yes）の場合に
はステツプ51に進み、アクセルスイツチ４２がオ
フか否かを判別する。エンジンが被駆動系と係合
しており、且つ、アクセルペタルが踏み込まれて
いる場合（ステツプ51の判別結果が否定の場合）
にはエンジンは加速又は巡航運転状態にあり、斯
かる場合にも前記ステツプ58に進み、エキゾース
トブレーキ弁３４を開に、第３弁２１を常時閉に
保持する。

アクセルスイツチ４２がオフ状態にあり、エン
ジンブレーキ運転状態にある場合、エキゾースト
ブレーキスイツチ４３がオンか否かを判別する
（ステツプ52）。オンの場合には更にパワータード
スイツチ４４がオンか否かを判別し（ステツプ
53）、該パワータードスイツチ４４がオフの場合、
即ち、エキゾーストブレーキスイツチ４３のみが
オンの場合、ステツプ60に進み、コントロールユ
ニツト３０は電磁遮断弁２８には駆動信号を出力
せず、第３弁２１を閉成状態に保持する一方、電
磁遮断弁３６には駆動信号を出力して開成し、ア
クチユエータ３５に加圧空気を供給してエキゾー
ストブレーキ弁３４を閉成させる。これにより、
エキゾーストブレーキ装置が作動し、エンジンに
逆トルクが発生し、エンジンブレーキ抵抗が増大
する。

エキゾーストブレーキスイツチ４３及びパワー
タードスイツチ４４が共にオンの場合（スイツチ
５３の判別結果が肯定の場合）、エンジン回転数
センサ４５により検出されるエンジン回転数Ｎが
所定判別値（例えば、1000rpm）N_X以上である
か否かを判別する（ステツプ54）。エンジン回転
数Ｎが所定判別値N_X以下の場合にはエンジンが
停止する虞があるので、前記ステツプ60を実行
し、パワータード装置は不作動、即ち、第３弁２
１を閉じたままに保持し、エキゾーストブレーキ
装置を作動させる。

一方、エンジン回転数Ｎが前記所定判別値N_X
以上である場合（ステツプ54の判別結果が肯定の
場合）にはエンジンが停止する虞もなく、コント
ロールユニツト３０はステツプ61を実行して、遮
断弁３６には常時駆動信号を出力して遮断弁３６
を開成し、アクチユエータ３５に加圧空気を供給
してエキゾーストブレーキ弁３４を閉成しエキゾ
ーストブレーキ装置を作動させる一方、遮断弁２
８には、前記クランク角度センサ４６からの信号
を監視して圧縮行程上死点近傍の所定クランク角
度位置（例えば、圧縮上死点前30°位置）を検出
したとき所定期間（例えば、クランク角度で100°
進む期間）に亘つて駆動信号を出力し該遮断弁２
８を閉成する。すると、遮断弁２８が閉成されて
いる期間に亘り油圧ポンプ２５から吐出される作
動油は遮断弁２８を介してオイルタンク２７に戻
れず、スレーブピストン２２の作用面が臨む弁室
２２ａの作動油圧が上昇してバルブスプリング２
１ｄのばね力に抗してスレーブピストン２２を押
し下げ、第３弁２１が開成される。このように第
３弁２１は圧縮行程上死点近傍の所定位置で開成
されるのでピストン１２により圧縮された空気は
第３弁２１、分岐通路１８を介して排気ポート１
７及びエキゾーストブレーキ弁３４の上流の排気
管３２に排出される。従つて、圧縮行程でエンジ
ンがした圧縮仕事は第３弁２１が開成されること
により解放され、圧縮行程に続く膨張行程でピス
トン１２を押し下げる作用を失い、エンジンの吸
収馬力となる。この結果、エンジンに逆トルクが
発生し、エキゾーストブレーキ装置の作動と共に
ブレーキ力を一層増大させる。

以上の作用は従来のパワータード装置と何ら変
わりが無いが、ステツプ52の判別結果が否定の場
合、即ち、エンジンがエンジンブレーキ運転状態
にあり、且つ、エキゾーストブレーキスイツチ４
３及びパワータードスイツチ４４が共にオフの場
合、コントロールユニツト３０はエンジン回転数
Ｎが所定判別値N_X以上か否かを判別する（ステ
ツプ56）。エンジン回転数Ｎが所定判別値N_X以上
の場合、コントロールユニツト３０は電磁遮断弁
３６には駆動信号を出力せず、エキゾーストブレ
ーキ弁３４を開弁したままに保持する一方、電磁
遮断弁２８には常時駆動信号を出力してスレーブ
ピストン２２に作動油圧を供給し、第３弁２１を
開成させる。この結果、吸気弁１９が開弁してシ
リンダ内に吸い込まれた空気は、続く圧縮行程で
圧縮されず、開成された第３弁２１から排気系に
一旦排出され、膨張行程では第３弁２１からシリ
ンダ内に空気が吸い込まれることになり、エンジ
ンは圧縮仕事も膨張仕事も実質的に行わず、エン
ジンブレーキ抵抗が著しく低減される。従つて、
ステツプ59の実行により、車両の慣性惰行距離が
延長され、燃費の軽減が図られる。尚、このステ
ツプ59の実行時、並びに前述したステツプ60及び
61の実行時にはエンジンへの燃料供給が停止され
ている。

エンジン回転数Ｎが前記所定判別値N_X以下で
ある場合にも前記ステツプ59を実行して第３弁２
１を開弁すると共にエンジンへの燃料供給停止状
態を継続するとエンジンストールが生じる虞があ
るので、ステツプ56においてエンジン回転数Ｎが
所定判別値N_X以下であると判定された場合には、
ステツプ58を実行してエキゾーストブレーキ弁３
４を開弁すると共に第３弁２１を閉弁したままに
保持し、エンジンへの燃料供給も再開する。

上述の実施例ではステツプ59において、第３弁
２１を常時開弁するように制御したが、第３弁２
１を開弁させる必要があるのは、エンジンが実質
的に圧縮仕事及び膨張仕事を行う少なくとも圧縮
行程及びそれに続く膨張行程であり、エンジンの
クランク角度位置を検出してこれらの圧縮行程及
び膨張行程にのみ第３弁２１を開成するようにし
ても良く、このようにしても一エンジンサイクル
のいずれの時点にも排気弁、吸気弁及び第３弁の
何れかを開弁させることになる。

又、上述の実施例ではスレーブピストン２２へ
の作動油圧の供給を制御することにより第３弁２
１の開閉制御を行つたが、第３弁の開閉制御には
種々の変形例が推考でき、本考案の要旨を逸脱し
なければパワータード装置の構成を種々変形して
も良い。

更に、必ずしも全シリンダに第３弁を設ける必
要がなく、適宜の個数のシリンダ、例えば、Ｖ型
エンジンでは片方のバンクのシリンダにのみ第３
弁を設けて上述したように制御してもよく、この
場合でも、エンジンブレーキ抵抗の軽減度合が異
なるものの、同じような効果が得られる。

（考案の効果） 以上詳述したように、本考案の内燃エンジンの
パワータード装置に依れば、第３弁を少なくとも
圧縮行程及び膨張行程の実質的に全行程に亘り開
弁させる開弁駆動手段を設け、パワータードスイ
ツチがオフ状態にあり、且つ、エンジンブレーキ
運転状態が検出されたとき、開弁駆動手段をして
第３弁を少なくとも前記圧縮行程及び前記膨張行
程の実質的に全行程に亘り開弁させるようにした
ので、エンジンブレーキ抵抗を軽減させることが
出来、その分慣性惰行距離を延長させることが出
来、走行燃費の向上を図ることが出来るという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は本考
案に係るパワータード装置及びエキゾーストブレ
ーキ装置の概略構成を示すブロツク構成図、第２
図は第１図のコントロールユニツト３０により実
施されるパワータード装置及びエキゾーストブレ
ーキ装置の制御手順を示すフローチヤートであ
る。 １０……シリンダブロツク、１６……吸気ポー
ト、１７……排気ポート、１８……分岐通路、１
９……吸気弁、２０……排気弁、２１……第３
弁、２２……スレーブピストン、２５……油圧ポ
ンプ、２８……電磁遮断弁、３０……コントロー
ルユニツト、３２……排気管、３４……エキゾー
ストブレーキ弁、３６……電磁遮断弁、４０……
ニユートラルスイツチ、４１……クラツチスイツ
チ、４２……アクセルスイツチ、４３……エキゾ
ーストブレーキスイツチ、４４……パワータード
スイツチ、４５……エンジン回転数センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内燃エンジンのシリンダ内圧縮空気を排気す
   る第３弁を設け、パワータードスイツチがオン
   状態にあり、且つ、エンジンブレーキ運転状態
   が検出されたとき、前記内燃エンジンの圧縮行
   程上死点近傍で前記第３弁を開弁することによ
   りエンジンブレーキ抵抗を増大させるパワータ
   ード装置において、前記第３弁を少なくとも圧
   縮行程及び膨張行程の実質的に全行程に亘り開
   弁させる開弁駆動手段を含み、前記開弁駆動手
   段は、前記パワータードスイツチがオフ状態に
   あり、且つ、エンジンブレーキ運転状態が検出
   されたとき、前記第３弁を少なくとも前記圧縮
   行程及び前記膨張行程の実質的に全行程に亘り
   開弁させ、エンジンブレーキ抵抗を低減させる
   ことを特徴とする内燃エンジンのパワータード
   装置。 (2) 更に、エンジン回転数を検出する回転数セン
   サを含み、前記開弁駆動手段は、前記回転数セ
   ンサによりエンジン回転数が所定回転数以上で
   あることを検出したとき、前記第３弁を開弁さ
   せることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の内燃エンジンのパワータード装
   置。 (3) 前記内燃エンジンは、その排気通路面積を制
   御することによりエンジンブレーキ抵抗を増大
   させるエキゾーストブレーキ装置を備え、パワ
   ータード装置がエンジンブレーキ抵抗を増大さ
   せるとき、該エキゾーストブレーキ装置を作動
   させてエンジンブレーキ抵抗を増大させること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又
   は第２項記載の内燃エンジンのパワータード装
   置。