JPH0777075A - コンプレッションリリースエンジンブレーキシステム - Google Patents

コンプレッションリリースエンジンブレーキシステム

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JPH0777075A
JPH0777075A JP6200584A JP20058494A JPH0777075A JP H0777075 A JPH0777075 A JP H0777075A JP 6200584 A JP6200584 A JP 6200584A JP 20058494 A JP20058494 A JP 20058494A JP H0777075 A JPH0777075 A JP H0777075A
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turbocharger
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turbine
monitoring
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Withdrawn
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JP6200584A
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Gregory T H Davies
ティー．エイチ． デイビス グレゴリー
Dennis R Custer
アール． カスター デニス
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JACOBS BRAKE TECHNOL CORP
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JACOBS BRAKE TECHNOL CORP
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • F02D23/02—Controlling engines characterised by their being supercharged the engines being of fuel-injection type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F01L13/065—Compression release engine retarders of the "Jacobs Manufacturing" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/04—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation using engine as brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高エンジンスピードにおいて許容限度外の高
ストレスを発生することなく、低エンジンスピード及び
中エンジンスピードにおいて利用可能なブレーキ馬力を
増加させることのできるコンプレッションリリースエン
ジンブレーキシステムを提供する。 【構成】 ターボチャージされた内燃機関エンジン（２
０）のためのコンプレッションリリースエンジンブレー
キシステム（１０）において、エンジン（２０）のスピ
ードをモニタする手段（２６、５０）と、モニタ結果に
応答して高エンジンスピード時のターボチャージャ（３
０）の動作を抑制する手段（４０、４４）を設ける。こ
れによって、高スピード時の吸収マニホールド圧力を低
減して、エンジン（２０）が高スピードで回転している
際にエンジン（２０）の圧縮行程の上死点付近で排気弁
を開くことに関連する過剰なストレスの発生を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージされた
内燃機関エンジンのためのコンプレッションリリースエ
ンジンブレーキシステムに関し、特に、高エンジンスピ
ードにおいてエンジン及びエンジンブレーキの部品に許
容限度外の高ストレスをかけることなく、低エンジンス
ピード及び中エンジンスピードにおいて増加したブレー
キ馬力を供給することのできるコンプレッションリリー
スエンジンブレーキシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、Cumminsの米国特許第３，２２
０，３９２号に記載されているように、内燃機関エンジ
ン（以下、エンジンと称する）のためのコンプレッショ
ンリリースエンジンブレーキは、よく知られている。こ
のようなブレーキの目的は、ブレーキをかけることが望
まれるときに、関連するエンジンを動力源から動力シン
ク（sink）に転換することである。このような動力の吸
い込みは、エンジンによって駆動される車両（例えば、
トラクタトレーラトラック）のホイールブレーキの補助
に役立ち、これによってホイールブレーキの寿命が延長
されて、車両の操作の安全性が高められる。エンジンブ
レーキをかけることが望まれる場合、エンジンへの燃料
の流れが遮断され、エンジンブレーキがオンになる。エ
ンジンブレーキをオンにすると、エンジンは、少なくと
も１つのエンジンシリンダ（好ましくは、数個または全
てのエンジンシリンダ）内の少なくとも１つの排気弁
を、そのシリンダ内のピストンが圧縮行程の上死点に近
づく度に開く。この動作は、シリンダ内で圧縮されたガ
スをエンジンの排気マニホールドに放出し、そのガスの
圧縮行程でなされた仕事がその後のピストンの「パワ
ー」行程で回復されることを防ぐ。従って、エンジン
は、このように排気されたガスの圧縮における仕事を発
散し、この発散された仕事がエンジン及びエンジンに関
連する車両にブレーキをかける。すなわち、エンジンブ
レーキは、エンジンに仕事またはエネルギーを吸収させ
るために、一時的にエンジンをガスコンプレッサに転換
する。
【０００３】典型的なコンプレッションリリースエンジ
ンブレーキは、適切に時間合わせされた動きをエンジン
の他の部分からピックアップして、その動きを１つまた
は複数の開けられるべき排気弁に転送することによっ
て、関連するエンジン内の排気弁を上記のように開け
る。例えば、エンジンブレーキがあるシリンダの１つま
たは複数の排気弁を開ける必要があるときに、別のシリ
ンダの燃料インジェクタプッシュチューブは動作中であ
る可能性がある。従って、エンジンブレーキには、燃料
インジェクタプッシュチューブ機構によって動かされる
マスターピストンと排気弁機構に作用するスレーブピス
トンとの間に、油圧回路が備えられていてもよい。エン
ジンブレーキがオンされると、この油圧回路は、マスタ
ーピストンへの燃料インジェクタ入力がスレーブピスト
ンに伝わるようにシールされる。これによって、スレー
ブピストンは、関連する１つまたは複数の排気弁を適切
な時点で開ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】もしエンジンブレーキ
に関連するエンジンがターボチャージされるなら、エン
ジンスピードが増加し、それにつれてターボチャージャ
の効果が増すと、圧縮行程の上死点の近くでエンジンの
排気弁を開くためにエンジンブレーキが必要とする力は
実質的に増加する。ターボチャージャは、タービンを回
転するためにエンジンの排気ガスを使用している。ター
ビンは、より多くのガスをエンジンの吸入マニフォール
ド及びシリンダに送り込むロータリーポンプに動力を供
給する。これによって、シリンダ内のガス圧力が増加
し、それにより圧縮行程の上死点の近くで排気弁を開け
るために必要な力が増加する。低エンジンスピードで
は、ターボチャージャは、関連するエンジンに比較的ほ
とんど影響を与えない。しかし、その効果は、より速い
エンジンスピードにおいては実質的に増加する。エンジ
ンが高スピードで動作していて、従って関連するターボ
チャージャが非常に効果的であるときには、排気弁を開
けるためにエンジンブレーキが必要とする力が許容でき
ないほど大きくなることがある。例えば、プッシュチュ
ーブ機構の負荷が、エンジン製造者によるその機構の許
容負荷を越えるかもしれない。このことは、典型的に
は、上死点の非常に近くでエンジンブレーキが排気弁を
開けようとしないように、エンジンブレーキのタイミン
グを調節することを必要にしている。しかしこれによる
と、エンジンブレーキの効果が減少する傾向にある。さ
らに、許容限度外の高い負荷やストレスの問題は比較的
高いエンジンスピードでのみ起きるが、このエンジンブ
レーキの効果の減少は全てのエンジンスピードで起こ
る。
【０００５】本発明の目的は、前記の内容を考慮して、
高エンジンスピードにおいて許容限度外の高いストレス
を生成することなしに、低エンジンスピード及び中エン
ジンスピードにおいて増加したエンジンブレーキ効果を
提供する、ターボチャージされたエンジンのためのコン
プレッションリリースエンジンブレーキシステムを提供
することである。
【０００６】本発明のもう一つの目的は、高エンジンス
ピードにおいてエンジンまたはエンジンブレーキに許容
限度外の高ストレスを生じることなく、低エンジンスピ
ード及び中エンジンスピードにおいて利用できるエンジ
ンブレーキ作用を増大させるようにコンプレッションリ
リースエンジンブレーキを動作するための方法及び装置
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のコンプレッショ
ンリリースエンジンブレーキシステムは、ターボチャー
ジされた内燃機関エンジンと、該エンジン中の少なくと
も一つの排気弁を該排気弁によって動作するエンジンシ
リンダ中のエンジンピストンの圧縮行程の上死点付近で
開くコンプレッションリリースエンジンブレーキと、を
備えるコンプレッションリリースエンジンブレーキシス
テムであって、該ブレーキシステムは、該エンジンが比
較的高スピードで回転している場合に該エンジンブレー
キが該排気弁を開くために必要とする力を減少させる装
置を備えていて、該装置は、エンジンスピードを示す該
エンジンの特性をモニタするモニタ手段と、該モニタ手
段に応答して、該エンジンスピードが所定のしきい値よ
りも大きいことを該特性が示す場合に、該ターボチャー
ジャの動作を抑制する抑制手段と、を備えており、その
ことによって上記目的が達成される。
【０００８】ある実施例では、前記抑制手段が、前記タ
ーボチャージャのタービンを通るエンジン排気ガスの流
れを制限する制限手段を備える。好ましくは、前記制限
手段が、可変フローリストリクタを備える。前記可変フ
ローリストリクタは、前記タービンの下流における前記
エンジンの排気ラインに配置されていてもよい。あるい
は、前記可変フローリストリクタは、前記タービンの上
流における前記エンジンの排気ラインに配置されていて
もよい。
【０００９】他の実施例では、前記抑制手段が、エンジ
ン排気ガスの一部を、前記ターボチャージャのタービン
をバイパスさせるバイパス手段を備える。
【００１０】さらに他の実施例では、前記モニタ手段
が、吸入マニホールド中のガスの圧力をモニタする手段
を備える。あるいは、前記モニタ手段が、前記エンジン
スピードをモニタするタコメータを備えていてもよい。
【００１１】本発明のコンプレッションリリースエンジ
ンブレーキシステムを動作する方法は、ターボチャージ
された内燃機関エンジンと、該エンジン中の少なくとも
一つの排気弁を該排気弁によって動作するエンジンシリ
ンダ中のエンジンピストンの圧縮行程の上死点付近で開
くコンプレッションリリースエンジンブレーキと、を備
えるコンプレッションリリースエンジンブレーキシステ
ムを動作する方法であって、該方法は、エンジンスピー
ドを示す該エンジンの特性をモニタする工程と、該エン
ジンが比較的高スピードで回転しているときに該エンジ
ンブレーキが該排気弁を開くために必要とする力を減少
させるために、該エンジンスピードが所定のしきい値よ
りも大きいことを該特性が示す場合には該ターボチャー
ジャの動作を抑制する工程と、を包含しており、そのこ
とによって上記目的が達成される。
【００１２】ある実施例では、前記抑制工程が、前記タ
ーボチャージャのタービンを通るエンジン排気ガスの流
れを制限する工程を包含する。好ましくは、前記制限工
程が、前記ターボチャージャの前記タービンから出てい
く前記エンジン排気ガスの流れを制限する工程を包含す
る。あるいは、前記制限工程が、前記エンジンから前記
ターボチャージャの前記タービンへの前記エンジン排気
ガスの流れを制限する工程を包含する。
【００１３】他の実施例では、前記抑制工程が、エンジ
ン排気ガスの一部を、前記ターボチャージャのタービン
をバイパスさせる工程を包含する。
【００１４】さらに他の実施例では、前記モニタ工程
が、吸入マニホールド中のガスの圧力をモニタする工程
を包含する。あるいは、前記モニタ工程が、前記エンジ
ンスピードをモニタする工程を包含していてもよい。
【００１５】
【作用】エンジンスピードのインジケータがモニタされ
るターボチャージされたエンジンのためのコンプレッシ
ョンリリースエンジンブレーキシステムを提供すること
により、本発明の上記及びその他の目的が、本発明の原
理に従って達成される。例えば、エンジンスピードは、
タコメータによって直接モニタされてもよい。あるい
は、高エンジンスピードでの増加したターボチャージャ
効果によって吸入マニホールド圧力はエンジンスピード
と共に増加する傾向にあるので、吸入マニホールド圧力
をモニタしてもよい。エンジンスピードパラメータすな
わちインジケータが予め定められたしきい値レベルに達
したらターボチャージャのスピードの実質的な一層の増
加を阻止することによって、さらに大きなエンジンスピ
ードによる吸入マニホールド圧力の一層の増加が、実質
的に防止される。このようにターボチャージャの動作を
抑制することは、様々な方法によって達成することがで
きる。例えば、ターボチャージャへの、或いはターボチ
ャージャからの排気ガスの流れを、多少減少させること
ができる（例えば、フローリストリクタ、またはターボ
チャージャ内の排気ガスのいくらかをターボチャージャ
の周囲にそらせるダイバータによって）。ターボチャー
ジャのスピードの実質的な一層の増加を防ぐことによっ
て、吸入マニフォールド圧力の実質的な一層の増加が防
がれる。これによって、エンジンのスピードが比較的高
くなるときに、エンジン内の排気弁を開けるために必要
な力が実質的に一層増加することも防がれる。従って、
エンジンブレーキのタイミングは、エンジンスピードが
高いときに過度に高いストレスが生じる危険なしに、低
エンジンスピード及び中エンジンスピードにおいて実質
的に増加したブレーキ馬力を供給するようにセットされ
ることができる。
【００１６】
【実施例】図１に示すように、本発明の原理に従って作
られた一例のコンプレッションリリースエンジンブレー
キシステム１０は、吸入マニホールド１８、排気マニホ
ールド２２、及び従来のコンプレッションリリースエン
ジンブレーキ（図中ではエンジンブレーキと略記する）
２４を有する従来の内燃機関エンジン（図中及び以下で
はエンジンと略記する）２０を備えている。排気マニホ
ールド２２は、エンジンの排気ガスを従来のターボチャ
ージャ３０のタービン部３０ａに運ぶ。ターボチャージ
ャ３０のタービンは、吸入マニホールド１８内のガスの
圧力を高めるために、ターボチャージャのポンプ部３０
ｂ内のガスポンプを回転させる。ターボチャージャター
ビン３０ａからの排気ガスは、可変フローリストリクタ
（図中及び以下ではフローリストリクタと略記する）４
０を流れて、排気管４２からシステム外に出る。
【００１７】フローリストリクタ４０は、ターボチャー
ジャタービン３０ａからの排気ガスの流れを選択的に多
少制限する数種類の装置のいずれであってもよい。例え
ば、フローリストリクタ４０は、中を通る排気ガスの流
れを部分的に妨害するバタフライ弁またはゲート弁であ
ってよい。従って、フローリストリクタ４０は、例えば
Meneelyの米国特許第４，８４８，２８９号に示される
タイプの従来の排気ブレーキに多少類似し得る。しか
し、本発明との関連においては、排気ブレーキとして顕
著に機能する角度にまでフローリストリクタ４０を閉じ
ることが必要であるとは、典型的には考えられない。む
しろ本発明では、以下により詳細に説明するように、フ
ローリストリクタ４０は、典型的には比較的高いエンジ
ンスピードにおいて、通常は、ターボチャージャタービ
ン３０ａの動作を抑制する、すなわちスローダウンさせ
るために必要な程度まで閉められるだけである。本発明
によれば、フローリストリクタ４０によって生成される
排気ガス圧力の比較的小さな増加（例えば、４ｐｓｉの
増加）でさえ、ターボチャージャタービン３０ａの動作
を抑制するためには十分であろう。
【００１８】本発明によると、エンジンブレーキの動作
中にフローリストリクタ４０がどの程度まで閉じられる
かは、エンジン２０のスピードによって決定される。図
１に示される実施例では、エンジンスピードは、吸入マ
ニホールド１８内のガスの圧力をモニタする圧力センサ
５０によってモニタされる。ターボチャージャ３０の効
果とはエンジンスピードが増加するにつれて吸入マニホ
ールドの圧力を実質的に増加させることであるので、吸
入マニホールドガス圧力はエンジンスピードのインジケ
ータである。
【００１９】圧力センサ５０の出力信号は、コンパレー
タ５２の１つの入力になる。コンパレータ５２のもう１
つの入力は、所定の基準信号５４である。その基準信号
５４は、エンジンスピードのさらなる増加によってター
ボチャージャ効果（つまりスピード）がさらに増加する
のを抑制するために、フローリストリクタ４０が排気ガ
スの流れを制限し始めなければならないしきい吸入マニ
ホールド圧力（従って、しきいエンジンスピード）を示
す。例えば、コンパレータ５２は、圧力センサ５０の出
力信号から基準信号５４を連続的に減算し、この減算の
結果を示す信号をフローリストリクタアクチュエータ６
０に与え得る。アクチュエータ６０に与えられた信号が
正になると、即座にアクチュエータ６０はフローリスト
リクタ４０を閉じ始め、それによってエンジン２０のス
ピードのさらなる増加に対するターボチャージャ３０の
応答を抑制する。言い換えれば、フローリストリクタ４
０を閉じると、ターボチャージャ３０のスピードは、フ
ローリストリクタ４０が完全に開いている場合或いはフ
ローリストリクタ４０がない場合のスピードより遅くな
る。
【００２０】図２および図３は、ともに、本発明によら
ない典型的な性能データを示している。図２は、エンジ
ンブレーキ２４によってエンジン２０の燃料インジェク
タプッシュチューブに課せられた荷重を、エンジンブレ
ーキ２４の異なる２つのタイミング設定におけるエンジ
ンスピードの関数として示している。図２の上側の曲線
は、エンジンブレーキ２４を０．０２３インチの「ラッ
シュ」で設定した場合に関する（エンジンブレーキラッ
シュは、各スレーブピストンと、エンジンブレーキがオ
ンになっているときにスレーブピストンによってオンに
作動される排気弁機構の部分との間の「静止」クリアラ
ンス或いは「冷却エンジン」クリアランスである）。こ
の比較的広いクリアランスは、図２に下側の曲線として
示すより小さな０．０１６インチラッシュの場合に比べ
て、圧縮行程の上死点により近くなるまで排気弁が開く
のを遅延する。
【００２１】０．０２３インチラッシュ設定においては
排気弁は上死点により近い位置で開くので、関連するエ
ンジンシリンダのガス圧力は０．０２３インチ設定では
より高くなる。このことはまた、排気弁の開放に関与す
るエンジンブレーキおよびエンジンの構成要素にかかる
荷重が、０．０２３インチ設定ではより高いことも意味
している。図２が適用される特定のエンジンおよびエン
ジンブレーキのコンビネーションでは、限定要因は、エ
ンジン中の燃料インジェクタプッシュチューブにかかる
ことが許容される荷重である。図２の破線Ａに示される
ように、エンジン製造者は、燃料インジェクタプッシュ
チューブの荷重は３６００ポンドを超過してはならない
ことを特定している。図２が示すように、０．０２３イ
ンチラッシュ設定では、エンジンスピードが約１７００
ＲＰＭを超過したときにはいつでもこの限界を越える。
図３には、０．０１６インチラッシュ設定よりも実質的
により大きいエンジンブレーキ馬力（吸収力）を生成す
るので０．０２３インチラッシュ設定の使用が極めて望
ましいことが示されているが、上記のことより０．０２
３インチラッシュ設定を本発明なしに使用することがで
きない。あらゆるエンジンの定格スピードにおいて、燃
料インジェクタプッシュチューブの荷重が限界Ａを越え
ないことを確実にするために、（本発明によらないとき
には）より小さいエンジンブレーキ馬力を生成するにも
かかわらず０．０１６インチラッシュ設定を使用しなけ
ればならない。例えば図３は、０．０１６インチラッシ
ュ設定ではなく０．０２３インチラッシュ設定が使用さ
れ得るならば、１７００ＲＰＭで約２３％以上大きなブ
レーキ馬力が得られることを示している。しかし、本発
明なしでは、エンジン２０がエンジンブレーキ２４を
０．０２３インチラッシュで設定することは安全ではな
い。なぜならば、０．０２３インチラッシュ設定では、
（図２が示すように）１７００ＲＰＭ以上のスピードに
おいて、エンジン２０内の燃料インジェクタプッシュチ
ューブに許容できないほどの大きい荷重が課せられるか
らである。
【００２２】図１に示されるように、本発明によれば、
低エンジンスピードおよび中エンジンスピードにおいて
より大きなエンジンブレーキ作用を生じる（上記の０．
０２３インチ設定のような）ラッシュ設定が、高エンジ
ンスピードにおいてストレス限界を越えることなく使用
可能である。これは、そうしなければ上記ストレス限界
を越えてしまうような比較的高スピードの範囲にエンジ
ン２０があるときに、フローリストリクタ４０を閉じる
ことによって可能になる。例えば、図４は、フローリス
トリクタ４０によって生じた典型的な背圧を本発明によ
るエンジンスピードの関数として示している（図４に特
定されている背圧値は、フローリストリクタ４０がない
或いはフローリストリクタ４０が完全に開いているシス
テムにおける同一点での圧力よりも高い圧力である）。
【００２３】約１５００ＲＰＭ以上のエンジンスピード
では、図４に示されるエンジンスピードに適した背圧を
生ずるために必要な程度まで、フローリストリクタ４０
が閉じられる。例えば、エンジンスピードが（圧力セン
サ５０によって感知されるように）１７００ＲＰＭの場
合、フローリストリクタ４０は、タービン３０ａに約４
ｐｓｉの背圧を生ずるために必要な程度まで閉じられ
る。エンジンスピードが２１００ＲＰＭの場合、フロー
リストリクタ４０は、タービン３０ａに約６ｐｓｉの背
圧を生ずるために必要な程度まで閉じられる（図４に示
される特定の圧力および圧力プロファイルは単なる例で
あって、他のシステムでは他の圧力および／または他の
圧力プロファイルが必要になることが理解されるであろ
う）。この背圧の効果は、タービン３０ａのスピード
を、この背圧がない場合より大幅に低減することであ
る。これはまた、ターボチャージャのポンプ部３０ｂに
よって生じる吸入マニホールド圧力およびエンジンシリ
ンダ圧力の増加量も、低減させる（図５において、実線
で示す吸入マニホールド圧力プロファイルと、点線で示
す従来のプロファイルとを比較すること）。ストレス限
界を越えてしまうような各エンジンスピードに対して
は、ストレス限界を越えるのを防止するために必要な背
圧量を生じるように、フローリストリクタ４０が制御さ
れる。従って、図６に示されるように、上記のように制
御されたフローリストリクタ４０の効果は、エンジンブ
レーキ２４が０．０２３インチラッシュに設定されてい
てかつエンジンスピードが比較的高いときであっても、
燃料インジェクタプッシュチューブの荷重が限界Ａを越
えるのを防止することである。
【００２４】図７は、０．０２３インチラッシュで設定
されたエンジンブレーキ２４を有するシステムから得ら
れるエンジンブレーキ作用に対する、フローリストリク
タ４０の上記動作の影響を示す（図３における０．０１
６インチラッシュの曲線が、比較のために、図７に破線
で再び示されている）。低エンジンスピードおよび中エ
ンジンスピードでは、０．０１６インチラッシュ設定が
使用された場合に比べて、０．０２３インチラッシュ設
定では実質的により多くのエンジンブレーキ作用（吸収
力）が生じる。より高いエンジンスピードでは、フロー
リストリクタ４０がターボチャージャ３０の性能に大き
い影響を及ぼし始めると、０．０２３インチラッシュ馬
力曲線は、フローリストリクタ４０がない場合の曲線よ
り下降し始める（図３の０．０２３インチラッシュ曲線
の上端と比較すること）。さらに高いエンジンスピード
（例えば、約１９００ＲＰＭ以上）では、図７の０．０
２３インチラッシュ曲線が、図３の０．０１６インチラ
ッシュ曲線より下側になることもあり得る。しかし、現
在はできるだけ低スピードでエンジンを作動させること
を重要視しているので（例えば、燃料の節約や長寿命化
のために）、低エンジンスピードおよび中エンジンスピ
ードでのエンジンブレーキ馬力を増加させるために高エ
ンジンスピードでのエンジンブレーキ馬力を多少犠牲に
することも許容されている。ただし、駆動の安定性のた
めには、エンジンの全スピード範囲を通じて、エンジン
スピードの増加とともにエンジンブレーキ馬力が増加す
ることが好ましい。図７に示される０．０２３インチラ
ッシュ曲線は、この好ましい特性を有している。
【００２５】図４が示唆するように、フローリストリク
タ４０は、非常に複雑な方式で異なるエンジンスピード
に応答することを要求されることがある。必要なフロー
リストリクタの応答は、図１に示される比較的単純なフ
ィードバックループ５０、５２および６０で達成し得る
ことがあり、または、図８に示されるように、フィード
バックループにマイクロプロセッサ５６を用いることが
望ましいこともある。マイクロプロセッサ５６は、参照
テーブルとして機能し得る。つまり、圧力センサの出力
信号の値に応答してアクチュエータ６０に与えるのに適
当な値をメモリから見つけだし、タービン３０ａに所望
の背圧を生じさせるために必要なフローリストリクタ４
０の閉塞量を生成する。あるいは、マイクロプロセッサ
５６は、圧力センサ５０の出力値に応答してアクチュエ
ータ６０に与えられるべき値を計算するための、あらか
じめ記憶されたアルゴリズムを使用し得る。
【００２６】本発明の他の実施例が、図９〜１１に示さ
れる。図９では、エンジンスピードは、図１および図８
のように吸入マニホールド圧力をモニタすることによっ
て間接的にモニタされる代わりに、直接（例えば、タコ
メータによって）モニタされる。
【００２７】また、ターボチャージャ３０の性能を修正
するために、タービン３０ａの下流でのフローリストリ
クタの使用を置き換える方法もある。例えば、図１０
は、タービン３０ａの上流にフローリストリクタ４０を
配置する方法を示している。図１１では、ターボチャー
ジャ３０の減速が望まれるときに、ダイバータ４４がダ
イバータアクチュエータ６２によって開かれて、それに
より、エンジン排気ガスの一部がタービン３０ａをバイ
パスすることが可能になる。ダイバータ４４は、ターボ
チャージャの減速が望まれるときに部分的に閉じられる
のではなく開かれるという点を除けば、上記のフローリ
ストリクタ４０に類似のバタフライ弁あるいはゲート弁
装置であってもよい。
【００２８】上記の内容は、本発明の原理の説明にすぎ
ず、本発明の範囲及び精神から外れることなしに、当業
者によって様々な改変が可能であることが理解されるで
あろう。例えば、記載された実施例では燃料インジェク
タプッシュチューブのストレスが限界荷重要件である
が、他の実施例では、他の要因が限定制約条件であり得
る。可能な改変の他の例として、図１に示されているタ
イプのコンパレータ５２で、他の実施例のマイクロプロ
セッサ５６を置き換えることができる。また、等価な電
気的、機械的あるいは電気機械的装置で、要素５２また
は５６、およびこれらの要素に関連する他の構成要素を
置き換えることもできる。
【００２９】
【発明の効果】ターボチャージされた内燃機関エンジン
に関連するコンプレッションリリースエンジンブレーキ
システムにおいて、エンジンスピードをモニタして、所
定のしきい値よりもスピードが速くなった場合にターボ
チャージャの動作を抑制する。これによって、エンジン
が高スピードで動作している場合に許容限度以上のスト
レスをエンジンやエンジンブレーキの構成要素にかける
ことなく、低エンジンスピード及び中エンジンスピード
の領域で使用可能なエンジンブレーキの馬力を増加させ
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って作られたコンプレッショ
ンリリースエンジンブレーキシステムの一例のブロック
図である。
【図２】本発明の利点を備えずに作られたコンプレッシ
ョンリリースエンジンブレーキシステムの一例のある動
作パラメータを表すグラフである。
【図３】本発明の利点を備えずに作られたコンプレッシ
ョンリリースエンジンブレーキシステムの一例のある動
作パラメータを表すグラフである。
【図４】図１のシステムのある動作パラメータのグラフ
である。
【図５】図１のシステムのある動作パラメータのグラフ
である。
【図６】図１のシステムのある動作パラメータのグラフ
である。
【図７】図１のシステムのある動作パラメータのグラフ
である。
【図８】本発明の他の実施例を示す、図１と同様のブロ
ック図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例を示す、図１と同様
のブロック図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例を示す、図１と同
様のブロック図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例を示す、図１と同
様のブロック図である。
【符号の説明】
１０ コンプレッションリリースエンジンブレーキシス
テム １８ 吸入マニホールド ２０ 内燃機関エンジン ２２ 排気マニホールド ２４ コンプレッションリリースエンジンブレーキ ２６ タコメータ ３０ ターボチャージャ ３０ａ ターボチャージャ・タービン部 ３０ｂ ターボチャージャ・ポンプ部 ４０ 可変フローリストリクタ ４２ 排気管 ４４ ダイバータ ５０ 圧力センサ ５２ コンパレータ ５４ 基準信号 ５６ マイクロプロセッサ ６０ フローリストリクタアクチュエータ ６２ ダイバータアクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 37/18 37/24 37/12 ３０２ Ｃ 9332−3Ｇ (72)発明者 デニス アール． カスター アメリカ合衆国 コネチカット 06090, ウエスト グランビー，ルート 210 240

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ターボチャージされた内燃機関エンジン
    と、該エンジン中の少なくとも一つの排気弁を該排気弁
    によって動作するエンジンシリンダ中のエンジンピスト
    ンの圧縮行程の上死点付近で開くコンプレッションリリ
    ースエンジンブレーキと、を備えるコンプレッションリ
    リースエンジンブレーキシステムにおいて、 該ブレーキシステムは、該エンジンが比較的高スピード
    で回転している場合に該エンジンブレーキが該排気弁を
    開くために必要とする力を減少させる装置を備えてい
    て、該装置は、 エンジンスピードを示す該エンジンの特性をモニタする
    モニタ手段と、 該モニタ手段に応答して、該エンジンスピードが所定の
    しきい値よりも大きいことを該特性が示す場合に、該タ
    ーボチャージャの動作を抑制する抑制手段と、 を備えているコンプレッションリリースエンジンブレー
    キシステム。
  2. 【請求項２】 前記抑制手段が、前記ターボチャージャ
    のタービンを通るエンジン排気ガスの流れを制限する制
    限手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のブレ
    ーキシステム。
  3. 【請求項３】 前記制限手段が、可変フローリストリク
    タを備えることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ
    システム。
  4. 【請求項４】 前記可変フローリストリクタが、前記タ
    ービンの下流における前記エンジンの排気ラインに配置
    されていることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ
    システム。
  5. 【請求項５】 前記可変フローリストリクタが、前記タ
    ービンの上流における前記エンジンの排気ラインに配置
    されていることを特徴とする請求項３に記載のブレーキ
    システム。
  6. 【請求項６】 前記抑制手段が、 エンジン排気ガスの一部を、前記ターボチャージャのタ
    ービンをバイパスさせるバイパス手段を備えることを特
    徴とする請求項１に記載のブレーキシステム。
  7. 【請求項７】 前記モニタ手段が、吸入マニホールド中
    のガスの圧力をモニタする手段を備えることを特徴とす
    る請求項１に記載のブレーキシステム。
  8. 【請求項８】 前記モニタ手段が、前記エンジンスピー
    ドをモニタするタコメータを備えることを特徴とする請
    求項１に記載のブレーキシステム。
  9. 【請求項９】 ターボチャージされた内燃機関エンジン
    と、該エンジン中の少なくとも一つの排気弁を該排気弁
    によって動作するエンジンシリンダ中のエンジンピスト
    ンの圧縮行程の上死点付近で開くコンプレッションリリ
    ースエンジンブレーキと、を備えるコンプレッションリ
    リースエンジンブレーキシステムを動作する方法であっ
    て、該方法は、 エンジンスピードを示す該エンジンの特性をモニタする
    工程と、 該エンジンが比較的高スピードで回転しているときに該
    エンジンブレーキが該排気弁を開くために必要とする力
    を減少させるために、該エンジンスピードが所定のしき
    い値よりも大きいことを該特性が示す場合には該ターボ
    チャージャの動作を抑制する工程と、 を包含するコンプレッションリリースエンジンブレーキ
    システムの動作方法。
  10. 【請求項１０】 前記抑制工程が、前記ターボチャージ
    ャのタービンを通るエンジン排気ガスの流れを制限する
    工程を包含する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記制限工程が、前記ターボチャージ
    ャの前記タービンから出ていく前記エンジン排気ガスの
    流れを制限する工程を包含する請求項１０に記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記制限工程が、前記エンジンから前
    記ターボチャージャの前記タービンへの前記エンジン排
    気ガスの流れを制限する工程を包含する請求項１０に記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記抑制工程が、エンジン排気ガスの
    一部を、前記ターボチャージャのタービンをバイパスさ
    せる工程を包含する請求項９に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記モニタ工程が、吸入マニホールド
    中のガスの圧力をモニタする工程を包含する請求項９に
    記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記モニタ工程が、前記エンジンスピ
    ードをモニタする工程を包含する請求項９に記載の方
    法。
JP6200584A 1993-08-26 1994-08-25 コンプレッションリリースエンジンブレーキシステム Withdrawn JPH0777075A (ja)

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