JPH07305640A

JPH07305640A - 排気ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH07305640A
Application number: JP13238194A
Authority: JP
Inventors: Sei Kawatani; 聖川谷; Yasushi Kamitaki; 裕史上瀧
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】排気ブレーキ装置の作動解除時に、排出ガス
中の黒煙の発生を抑止する。【構成】排気ブレーキバルブ１２を開閉制御する圧力
応動式アクチュエータ１８と、車両のエンジンブレーキ
走行時に付勢されて圧縮空気源３０内の圧縮空気を上記
アクチュエータ１８に供給する三方電磁弁との間に、排
気ブレーキバルブ１２が閉鎖したときに閉止して、圧縮
空気源３０からアクチュエータ１８への圧縮空気の供給
を遮断すると共に、同アクチュエータ内の圧縮空気の流
出を禁止する開閉弁４２又はカットバルブを介装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラック等のエンジン
の排気系に介装される排気ブレーキ装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラックに設けられている排気ブ
レーキ装置の概念的構成を図６を参照して説明する。図
中符号１０はトラックに搭載された図示しないディーゼ
ルエンジンの排気管、１２は同排気管１０内に設けられ
たバターフライ弁からなる排気ブレーキバルブ、１４は
同排気ブレーキ弁の弁軸１６に一端を固着された弁開閉
ロッド、１８は上記弁開閉ロッド１４を介して排気ブレ
ーキバルブ１２を開閉制御するエアシリンダ装置等の圧
力応動式アクチュエータ（以下圧力式アクチュエータと
略称する）である。

【０００３】上記圧力式アクチュエータ１８は、シリン
ダ２０と、同シリンダ内に摺動自在に嵌装されたピスト
ン２２と、同ピストンを図における下方即ちピストン軸
２４及び上記弁開閉ロッド１４を介して排気ブレーキバ
ルブ１２を開動させる方向に常時弾性的に付勢するスプ
リング２６とを具えており、上記シリンダ２０の下端部
には、三方電磁弁からなる切換弁２８を介して圧縮空気
源即ち圧力源３０に接続された圧縮空気入口３２が設け
られている。上記切換弁２８は、車両のクラッチペダル
を釈放することによって閉成されるクラッチスイッチ３
４と、アクセルペダルを釈放することによって閉成され
るアクセルスイッチ３６と、車両の運転者が排気ブレー
キ装置の制動効果を望む場合に手動によって閉成される
排気ブレーキスイッチ３８と車載電源４０とを直列に接
続した付勢回路により開閉制御される。

【０００４】上記従来の排気ブレーキ装置において、ト
ラック等車両の通常走行中は、運転者が排気ブレーキ装
置の制動効果を望んで手動の排気ブレーキスイッチ３８
を予め閉成していても、クラッチスイッチ３４及びアク
セルスイッチ３６の少くとも何れか一方が開路している
ので、切換弁２８は消勢されている。このときアクチュ
エータ１８の圧縮空気入口３２は上記切換弁２８の大気
開放通路を介して大気に連通しており、リターンスプリ
ング２６によりピストン２２が休止位置又は不作動位置
に保持され、ピストン軸２４及び弁開閉ロッド１４を介
して排気ブレーキバルブ１２が図６に示されている全開
位置に保持されている。従って排気管１０は十分な排気
通路面積を提供し、エンジンは通常の運転を行なう。

【０００５】次に、車両のエンジンブレーキ走行状態で
は、上記クラッチスイッチ３４及びアクセルスイッチ３
６が何れも閉成されるので、運転者が排気ブレーキ装置
の制動効果を望んで予め排気ブレーキスイッチ３８を閉
成していると、切換弁２８が付勢される。切換弁２８の
付勢により、圧縮空気源３０内の圧縮空気が圧力回路即
ち空気配管を通り圧力式アクチュエータ１８に供給され
る。圧力式アクチュエータ１８の圧縮空気入口３２から
シリンダ２０のピストン下側の圧力室に圧縮空気が供給
されることにより、リターンスプリング２６が圧縮され
てピストン２２が上動し、ピストン軸２４及び弁開閉ロ
ッド１４を介して排気ブレーキバルブ１２が閉位置に駆
動される。排気ブレーキバルブ１２の閉動により、排気
管１０が閉鎖され、周知の排気ブレーキ効果が生起され
る。

【０００６】次に、車両がエンジンブレーキ走行状態か
ら通常走行状態に移行すると、クラッチスイッチ３４及
びアクセルスイッチ３６の少くとも何れか一方が開路さ
れるので、切換弁２８が消勢され、同切換弁２８は再び
休止又は不作動状態に復帰する。従って、アクチュエー
タ１８のピストン下側の圧力室に供給されていた圧縮空
気が供給弁２８の大気開放通路を経て大気に放出される
と共に、リターンスプリング２６のばね力によりピスト
ン２２が下動し、ピストン軸２４及び弁開閉ロッド１４
を介して排気ブレーキバルブ１２が、図６に示されてい
る休止位置又は全開位置に廻動される。

【０００７】上記従来の排気ブレーキ装置の作動を図３
の線図について説明する。同図の縦軸の上段の曲線Ｖ^ｅ
は排気ブレーキバルブ１２の開閉状態を示し、下段の曲
線Ｐ_ａは圧力式アクチュエータ１８のピストン下側の圧
力室内の圧力を示す。また同図の横軸は時間（ｔ）を示
す。先づ、ｔ_１において前述したように切換弁２８が付
勢されると、圧力式アクチュエータ１８のピストン下側
の圧力室に作動媒体としての圧縮空気が流入し、同圧力
室内の圧力が大気圧Ｐ_０から急速に増大する。ピストン
下側の圧力室内の圧力上昇と共にリターンスプリング２
６が圧縮され、排気ブレーキバルブ１２は全開Ｖ_０から
全閉Ｖ_１まで閉動し、車両がエンジンブレーキ走行状態
を継続する限り、全閉Ｖ_１を維持する。上記排気ブレー
キバルブ１２が全閉した時点ｔ_２の後も、圧力式アクチ
ュエータ１８には圧縮空気の流入が続き、ピストン下側
室内の圧力は、圧縮空気源３０から供給される圧力に略
等しい圧力Ｐ_１に達する。

【０００８】次に、車両がエンジンブレーキ走行を終
り、時点ｔ_３において通常走行に移行して切換弁２８が
消勢されると、その時点から圧力式アクチュエータ１８
のピストン下側圧力室から圧縮空気が流出して同室内の
圧力が再び大気圧Ｐ_０まで低下する。これに伴ない、微
小時間後に排気ブレーキバルブ１２が開動し時点ｔ_４で
全開Ｖ_０に達する。

【０００９】上記のように、車両がエンジンブレーキ走
行状態となり、排気ブレーキバルブ１２が全閉Ｖ_１に達
した後に、なお圧力式アクチュエータ１８内の空気圧力
が増大するため、エンジンブレーキ走行を終り排気ブレ
ーキバルブ１２が全開するまでの所要時間（ｔ_４−
ｔ_３）が大きくなる。このため、車両がエンジンブレー
キ走行状態を終り加速走行に移る際に、十分な排気通路
面積が確保されず、新気が不足して燃焼が悪化して排出
ガス性能、特にスモーク性能が悪化する。

【００１０】いまこれを図４について説明すると、図
中、最上段の曲線Ａ_ｃはアクセル開度を示し、一点鎖線
の曲線Ｅは排気管１０内の排気圧力、波型の曲線Ｓは排
出ガスのスモーク量を示す。切換弁２８の消勢を示すＯ
点で、加速のためにアクセルペダルが大きく踏み込まれ
てアクセル開度が実質的に開度Ａ_ｏから予め設定された
開度Ａ_１に開かれる。上記のように排気ブレーキバルブ
１２が全開するまでの時間が長いので排気管１０内の排
気圧力は曲線Ｅで示されているように大きく遅れて低下
する。アクセル開度の増大により直ちに燃料供給量が増
大するにも拘わらず、排気管１０内の圧力低下が遅いた
め、新気が不足して燃焼が悪化し、曲線Ｓで示されてい
るように多量のスモークが発生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、排気ブレーキ装置の作動解除時
における黒煙の発生を効果的に抑制して排出ガス性能、
特にスモーク性能の向上を達成することができる構造簡
単かつ安価な排気ブレーキ装置を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、排気管を開閉する排気ブレーキバルブ
と、同排気ブレーキバルブを駆動する圧力式アクチュエ
ータと、同圧力式アクチュエータに圧力を供給する圧力
回路と、同圧力回路を開閉する開閉弁と、上記排気ブレ
ーキバルブが閉鎖されたことを検出する閉鎖検出手段
と、上記閉鎖検出手段の出力を受けて上記開閉弁を閉鎖
する制御手段とを有することを特徴とする排気ブレーキ
装置を提案するものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、排気ブレーキ装置の作動時
に、排気ブレーキバルブが閉鎖すると、閉鎖検出手段に
よりその事実が検知されて開閉弁が閉動され、圧力式ア
クチュエータに対する圧縮空気等圧力媒体の供給が遮断
されるので、排気ブレーキバルブ閉鎖後における圧力式
アクチュエータ内の圧力媒体の無用な圧力の上昇がな
く、従って排気ブレーキ装置の解除後、圧力式アクチュ
エータの圧力降下に要する時間が従来より短縮される。
この結果、排気ブレーキバルブの全開が相応して早く行
われ、排気管内の排出ガス圧力の下降が早く、燃焼の悪
化が効果的に防止され、黒煙の発生が有効に抑制され
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を、図１ないし図５を参
照して具体的に説明する。（なお、図６を参照して説明
した従来の構成と同一又は対応する部材又は部分には、
同一の符号を付し、重複にわたる説明は省略する。）本
発明の第１実施例によれば、図１に良く示されているよ
うに、圧縮空気源３０内の圧縮空気を切換弁２８を介し
て圧力式アクチュエータ１８の圧縮空気入口３２に供給
する圧力回路即ち空気管路内に、その詳細な構造の一例
を図２に示した電磁弁からなる開閉弁４２が介装される
と共に、排気ブレーキバルブ１２が図１に一点鎖線で示
されている閉鎖位置に達したとき、圧力式アクチュエー
タ１８のピストン軸２４又は弁開閉ロッド１４に当接し
て切換えられるスイッチ装置４４からなる閉鎖検出手段
が設けられており、同スイッチ装置４４は、三方電磁弁
からなる切換弁２８のソレノイドに接続されている常閉
接点４４ａと、上記開閉弁４２のソレノイドに接続さ
れ、排気ブレーキバルブ１２が閉鎖されているときにの
み閉成される常開接点４４ｂと、クラッチスイッチ３
４、アクセルスイッチ３６及び手動操作の排気ブレーキ
スイッチ３８を介して車載電源４０に接続された共通接
点４４ｃとを具えている。

【００１５】上記開閉弁４２は、ケーシング本体４６ａ
と、同ケーシング本体４６ａにボルト等により固着され
た下方ケーシング部材４６ｂと、上記ケーシング本体４
６ａに形成された中空円筒部の上端開口部に螺合された
キャップ部材４６ｃとからなる弁ケーシング４６を具え
ている。上記ケーシング本体４６ａと下方ケーシング部
材４６ｂとによって弁室４８が形成され、同弁室４８に
は、圧縮空気源３０に圧力回路又は空気配管を介して接
続された入口通路５０が連通すると共に、弁ケーシング
本体４６ａには、圧力式アクチュエータ１８のピストン
一側の圧力室１８′に圧力回路又は空気配管を介して接
続された出口通路５２が設けられている。さらに、上記
ケーシング本体４６ａには、その中空円筒部内にソレノ
イド５４が挿入されると共にアーマチャ室５６が形成さ
れ、同アーマチャ室５６内に上記ソレノイド５４によっ
て駆動されるアーマチャ又は鉄芯５８及び同アーマチャ
を常時下方に押圧する弾性部材例えばコイルスプリング
からなる弁スプリング６０が配設されている。

【００１６】上記弁室４８とアーマチャ室５６とは、上
記入口通路５０の弁室４８に対する開口面積より十分大
きい断面積を有する弁開口６２によって連通されてい
る。また上記アーマチャ５８には弁軸６４を介して弁部
材６６が取付けられ、同弁部材６６は、その上側シール
面によって上記弁開口６２を閉塞することができる。さ
らに、上記弁部材６６は、弁スプリング６０によって常
時上記弁開口６２を開口させる方向に付勢され、従って
ソレノイド５４の消勢時は、入口通路５０が弁開口６２
及びアーマチャ室５６を介して出口通路５２に連通して
いる。なお、上記ソレノイド５４、アーマチャ５８及び
弁スプリング６０は弁部材６６を開閉制御する制御手段
を構成している。

【００１７】上記排気ブレーキ装置において、車両の通
常走行時は、運転者が排気ブレーキ効果を欲して手動の
排気ブレーキスイッチ３８を閉成している場合でも、ク
ラッチスイッチ３４及びアクセルスイッチ３６の少くと
も一方が開路しているので、切換弁２８は消勢されてお
り、圧縮空気源３０から圧力式アクチュエータ１８に圧
縮空気が供給されず、同アクチュエータ１８は、図１に
示されている休止又は不作動状態に保持され、従って排
気ブレーキバルブ１２は実線で示されているように全開
している。排気ブレーキバルブ１２の開放により排気管
１０内に十分な排気通路面積が確保され、エンジンは効
率良く通常運転を行なう。このとき閉鎖検出手段を構成
しているスイッチ装置４４も休止位置にあり、その共通
接点４４ｃと常閉接点４４ａとが接続されているので、
開閉弁４２のソレノイド５４は付勢されず、同開閉弁は
図２に示されているように開弁している。

【００１８】次に、車両がエンジンブレーキ走行状態に
なると、クラッチスイッチ３４及びアクセルスイッチ３
６が共に閉成されるので、予め排気ブレーキスイッチ３
８が閉成されている場合、車載電源４０から各スイッチ
３８，３６，３４及びスイッチ装置４４の共通接点４４
ｃから常閉接点４４ａを経て切換弁２８に電流が流れ
る。切換弁２８の付勢により圧縮空気源３０内の圧縮空
気が、同切換弁２８を通り、開いている開閉弁４２を経
て圧力式アクチュエータ１８の圧縮空気入口３２から圧
力室１８′に供給され、リターンスプリング２６が圧縮
されてピストン軸２４がシリンダ２０の外方に延伸す
る。ピストン軸２４の延伸により弁開閉ロッド１４を介
して排気ブレーキバルブ１２が閉動され、排気管１０の
排気通路面積が減少し、周知の排気ブレーキ効果が生起
される。

【００１９】排気ブレーキバルブ１２が閉鎖すると、閉
鎖検出用のスイッチ装置４４が切換えられて共通接点４
４ｃが常開接点４４ｂに接続される。このため切換弁２
８が消勢されて圧縮空気源３０から圧力式アクチュエー
タ１８に向う圧縮空気の流れが遮断される。これと同時
に、開閉弁４２のソレノイド５４が付勢されるので、ア
ーマチャ５８が弁スプリング６０を圧縮しながら図２の
上方に引上げられ、弁部材６６が弁開口６２を閉塞す
る。このため排気ブレーキバルブ１２が閉鎖した後は、
その圧力室１８′への圧縮空気の流入及び同圧力室１
８′からの流出が共に禁止されることとなる。

【００２０】従って、図３の線図において、アクチュエ
ータ１８の圧力室１８′内の圧力Ｐ_ａは、図中に点線で
示されているように、排気ブレーキバルブ１２が閉鎖し
た時点ｔ_２における圧力Ｐ_２で圧力上昇が止み、従来よ
り（Ｐ_１−Ｐ_２）＝Δｐだけ低圧になる。

【００２１】その後、車両がエンジンブレーキ走行を終
り加速走行に移行すると、クラッチスイッチ３４及びア
クセルスイッチ３６の少くとも何れか一方が開路される
ため、開閉弁４２のソレノイド５４が消勢されて弁スプ
リング６０により弁部材６６が瞬時に開動され、アクチ
ュエータ１８の圧力室１８′内の圧縮空気が出口通路５
２、弁開口６２、入口通路５０から切換弁２８（勿論消
勢されている）の大気開放通路６８を経て外気に放出さ
れる。この結果、上記圧力室１８′内の圧力Ｐ_ａが図３
において点線の曲線で示されているように、実線で示さ
れている従来の装置より早く実質的に大気圧Ｐ_０まで下
降する。圧力室１８′内の圧力下降に伴ない排気ブレー
キバルブ１２の開度Ｖ_ｅが、図３に点線で示されている
ように、時点ｔ_３における閉鎖から開動して時点ｔ_５で
全開し、従来の装置と較べ、時間ｔ_０（＝ｔ_４−ｔ_５）
だけ早期に全開する。従って、図４の曲線Ｅで示されて
いる排気管１０内の圧力が、図中に点線ｅで示されてい
るように従来より早く下降し、加速走行時の新気不足が
早期に解消するので、スモークＳが同図中に点線ｓで示
されているように、従来の装置に較べ大巾に低減するこ
ととなり、排出ガス性能の改善が達成される。上記のよ
うに、排気ブレーキバルブ１２が閉鎖から全開に向い開
動する際、ピストン軸２４がシリンダ２０内に縮入する
ので、スイッチ装置４４は直ちに図１に示した休止又は
不作動位置に復帰し、以下車両の走行中上記同様の作動
が繰返されることとなる。

【００２２】なお、上記実施例では、開閉弁４２が切換
弁２８と圧力式アクチュエータ１８との間の圧力回路内
に介装されているが、図５に示されているように圧縮空
気源３０と切換弁２８との間の圧力回路内に設けること
もできる。同図５に示した本発明の第２実施例では、ブ
レーキ弁１２の閉鎖を検知する手段を構成するスイッチ
装置４４が常開接点４４ｂと固定接点４４ｃとを具えて
おり、同固定接点４４ｃが車載電源４０に対して、切換
弁２８の付勢回路と並列に接続されている。第１実施例
と同様に、車両の通常走行時は、開閉弁４２が消勢され
て開放されているが、切換弁２８も消勢されているから
圧力式アクチュエータ１８に圧縮空気源３０内の圧縮空
気が供給されることはなく、同アクチュエータ１８の圧
力室１８′は切換弁２８の大気開放通路を経て外気に連
通し、従って排気ブレーキバルブ１２は全開している。
次に、車両がエンジンブレーキ状態になると、前記同様
に切換弁２８が付勢されて、圧縮空気が開いている開閉
弁４０を通り切換弁２８から圧力式アクチュエータ１８
の圧力室１８′に供給されて排気ブレーキ弁１２が閉鎖
しエンジンブレーキ効果が生起される。排気ブレーキバ
ルブ１２の閉鎖によりスイッチ装置４４が閉成されて開
閉弁４２が付勢される。開閉弁４２の付勢により圧縮空
気源３０から切換弁２８への圧縮空気の供給が遮断され
るので、圧力式アクチュエータ１８の圧力室１８′内の
圧力がそれ以上上昇することがない。一方、車両がエン
ジンブレーキ走行を続けている限り、切換弁２８は付勢
されているから、上記圧力室１８′から圧縮空気が流出
することはない。この実施例においても、上記第１実施
例と実質的に同等の効果及び利点が得られることは明ら
かである。

【００２３】なお、図２に示した開閉弁４２は一例に過
ぎず、当業技術者は種々の構造の開閉弁、例えばランド
と溝とを有するスプール弁型の開閉弁を適宜採用するこ
とができる。また、上記各実施例では、圧力式アクチュ
エータ１８の作動圧力媒体として圧縮空気が例示されて
いるが、油圧、水圧等他の圧力媒体を利用し得ることは
明らかである。さらに、圧力式アクチュエータ１８とし
て、エアシリンダ装置が例示されているが、ダイヤフラ
ム式のアクチュエータを代替採用することもできる。な
おまた、排気ブレーキバルブ１２の閉鎖検知手段とし
て、スイッチ装置４４に代え、広く市販されている空気
又は油圧切換弁を採用すると共に、開閉弁４２の電磁的
制御手段に代え空気式又は油圧式の圧力応動装置を採用
することもできる。

【００２４】

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る排気ブレー
キ装置は、排気管を開閉する排気ブレーキバルブと、同
排気ブレーキバルブを駆動する圧力式アクチュエータ
と、同圧力式アクチュエータに圧力を供給する圧力回路
と、同圧力回路を開閉する開閉弁と、上記排気ブレーキ
バルブが閉鎖されたことを検出する閉鎖検出手段と、上
記閉鎖検出手段の出力を受けて上記開閉弁を閉鎖する制
御手段とを有することを特徴とし、従来の排気ブレーキ
装置に開閉弁と全閉検出手段とを付設した簡単かつ安価
な構成によって、排気ブレーキ作動解除後のスモーク発
生を効果的に抑制することができるので、産業上極めて
有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。

【図２】図１における開閉弁４２の構造の一例を示した
断面図である。

【図３】図１の排気ブレーキ装置における排気ブレーキ
弁開度及び圧力式アクチュエータ内の作動圧力媒体圧力
の変化態様を従来装置と対比して示した線図である。

【図４】図１の排気ブレーキ装置におけるアクセル開
度、排気管内圧力及び排出ガス中のスモーク量との関係
を従来装置と対比して示した線図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図６】従来の排気ブレーキ装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１０…排気管、１２…排気ブレーキバルブ、１８…圧力
式アクチュエータ、２８…切換弁、３０…圧縮空気源、
４２…開閉弁、４４…閉鎖検出用スイッチ装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気管を開閉する排気ブレーキバルブ
と、同排気ブレーキバルブを駆動する圧力式アクチュエ
ータと、同圧力式アクチュエータに圧力を供給する圧力
回路と、同圧力回路を開閉する開閉弁と、上記排気ブレ
ーキバルブが閉鎖されたことを検出する閉鎖検出手段
と、上記閉鎖検出手段の出力を受けて上記開閉弁を閉鎖
する制御手段とを有することを特徴とする排気ブレーキ
装置。
【請求項２】上記圧力回路に、圧力源と圧力式アクチ
ュエータとを連通させる位置と、上記圧力式アクチュエ
ータを大気開放する位置とに切り換えられる切換弁が設
けられていることを特徴とする請求項１に記載の排気ブ
レーキ装置。
【請求項３】上記開閉弁が上記切換弁と上記圧力式ア
クチュエータとの間に設けられ、上記制御手段が排気ブ
レーキの解除条件が成立した場合に上記開閉弁を開放す
ることを特徴とする請求項２に記載の排気ブレーキ装
置。
【請求項４】上記開閉弁が上記切換弁と圧力源との間
に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の排
気ブレーキ装置。