JPH08100685A - 排気ブレーキ装置 - Google Patents

排気ブレーキ装置

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JPH08100685A JP6261093A JP26109394A JPH08100685A JP H08100685 A JPH08100685 A JP H08100685A JP 6261093 A JP6261093 A JP 6261093A JP 26109394 A JP26109394 A JP 26109394A JP H08100685 A JPH08100685 A JP H08100685A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ブレーキ解放時の黒煙発生を低減するた
め、電子ガバナ車の燃料噴射を排気ブレーキ用バルブ開
放時に一定時間だけ制限する。 【構成】 排気通路７に設けた排気ブレーキ用バルブ６
の開放時に、一定時間燃料噴射量を通常のアクセル開度
に対する燃料噴射量よりも減少させる燃料噴射量制御手
段を電子ガバナのコントロールユニット２３に組込む。
コントロールユニット２３は、排気ブレーキ解放時のみ
一時的にアクセル開度を実際のアクセルペダル踏込みよ
り低く修正して燃料噴射ポンプ制御信号を出力する。

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
に係り、特に、電子ガバナを備えたディーゼルエンジン
搭載車両に適用され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４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４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４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、排気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】上述した排気ブレーキ装置は、いわゆる電
子ガバナ付のディーゼルエンジン搭載車両にも設けられ
ている。電子ガバナ車は、アクセルペダルの踏込みスト
ロークをアクセル位置センサで検出し、この信号をコン
トロールユニットへ入力する。コントロールユニット
は、アクセル位置センサからの入力信号等に応じて燃料
噴射ポンプ制御信号を出力し、燃料噴射量を制御してい
る。
【００１０】また、電子ガバナ車においては、アクセル
ペダル踏込みストロークの急激な変化があった時の車体
ショック低減対策として、通常アクセルフィルタと呼ば
れる制御がコントロールユニット内に組込まれている。
図５は従来のアクセルフィルタ制御特性を示したもの
で、実際のアクセルペダル踏込みストロークをアクセル
位置センサで検出した実アクセル信号（一点鎖線で表
示）に対して、破線で示した特性Ａ及び実線で示した特
性Ｂのように、コントロールユニットから出力される燃
料噴射ポンプ制御信号は、アクセル開度１００％への到
達時間が遅れるようになっている。なお、特性Ａ及び特
性Ｂの使い分けはエンジン回転数によってなされ、通常
特性Ａは中・高回転領域（たとえば７００ｒｐｍ以上）
に、特性Ｂは低回転領域（たとえば７００ｒｐｍ未満）
に、各々適用されている。
【００１１】
【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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】このようなバルブ開き始めまでのタイムラ
グの間に生じる黒煙発生を低減する方法として、この間
の燃料噴射を制限することが考えられる。たとえば、前
述した従来のアクセルフィルタ制御は、車体ショックの
低減、発進性及びドライバビリティの向上等を狙ったも
のであり、排気ブレーキ解放時の黒煙問題は全く考慮さ
れていない。従って、低回転領域を対象とした特性Ｂに
はアクセル踏込みから燃料噴射開始までの遅延時間ｔ２
が設けられているものの、中・高回転領域を対象とした
特性Ａにはこのような遅延時間の設定はない。特に特性
Ａは、アクセル開度が１００％に近づくにつれて実アク
セル信号との差が大きくなるような制御であり、制御開
始の初期は実アクセル信号との差はほとんどない。しか
し、通常エンジンブレーキと併用される排気ブレーキ作
動時のエンジン回転数は特性Ａの領域にあるため、バル
ブ開き始めまでのタイムラグの間における燃料噴射量の
制限はほとんど期待できない。
【００１７】そこで本発明の目的は、特に電子ガバナ車
のアクセルフィルタ制御を改善することにより、車体シ
ョックの低減、発進性及びドライバビリティの確保に加
えて、排気ブレーキ解放時の黒煙発生を低減することに
ある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するもので、排気通路に設けられた排気ブレーキ
用バルブと、同排気ブレーキ用バルブの開放時に一定時
間燃料噴射量を通常のアクセル開度に対する燃料噴射量
よりも減少させる燃料噴射量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である。
【００１９】また、本発明は、上記燃料噴射量制御手段
が、上記排気ブレーキ用バルブ開放後０．０７秒〜０．
１８秒間、燃料噴射量を通常のアクセル開度に対する燃
料噴射量の５〜３０％に制限することを特徴としてい
る。
【００２０】
【作用】前述した手段によれば、排気ブレーキ用バルブ
の開放時に一定時間燃料噴射量を通常のアクセル開度に
対する燃料噴射量よりも減少させる制御手段を設けたの
で、バルブが開き始めるまでのタイムラグの間に噴射さ
れる燃料は制限される。従って、タイムラグの間に噴射
された燃料が不完全燃焼して発生する黒煙を低減でき、
特に、排気ブレーキ用バルブ開放後０．０７秒〜０．１
８秒間、燃料噴射量を通常のアクセル開度に対する燃料
噴射量の５〜３０％に制限すれば、従来のアクセルフィ
ルタの機能を略同等に保ちながら黒煙発生問題も解決で
きる。
【００２１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１に基づいて説明
する。なお、図中図４の従来例と同様の構成要素には同
じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２２】本発明の排気ブレーキ装置は、電子ガバナ
を備えたディーゼルエンジン搭載車両に適用されるた
め、アクセルペダルの踏込みストロークは図示省略のア
クセル位置センサで検出される。このアクセル位置セン
サ信号２２はコントロールユニット２３に入力され、同
コントロールユニット２３では図示省略の他の入力デー
タをも含めた所定の処理を実施して、燃料噴射ポンプ制
御信号２４を出力する。従って、電子ガバナ車の燃料噴
射は、コントロールユニット２３によって制御される。
【００２３】そこで、本発明では、上述したコントロー
ルユニット２３に、排気ブレーキ用バルブ６の開放時に
一定時間燃料噴射量を通常のアクセル開度に対する燃料
噴射量よりも減少させる燃料噴射量制御手段（回路）を
加えている。この燃料噴射量制御は、排気ブレーキが作
動してから最初のアクセルペダル踏込み時（すなわち排
気ブレーキ解放時）にのみ、図５に示した従来のアクセ
ルフィルタ制御を図２に示すような制御特性に切換える
ことにより達成される。
【００２４】図２は、排気ブレーキ解除のために踏込ま
れたアクセルペダルの踏込みストロークに対応するアク
セル開度（％）と時間経過（ｔ）との関係を示したもの
で、一点鎖線で示した実アクセル信号に比べて、実線で
示した排気ブレーキ解放時アクセル信号２４ａは、アク
セル開度の増加を実際より遅らせて燃料噴射量を減少さ
せる方向に修正されている。これを具体的に説明する
と、実アクセル信号はディーゼルエンジン車の特性でア
クセル踏込みと略同時にアクセル開度１００％まで変化
するのに対し、排気ブレーキ解放時アクセル信号（以後
修正アクセル信号）２４ａは、アクセル踏込み時ｔ０か
ら一定時間Ｔが経過したｔ１まで、０から右上がりに上
昇するアクセル開度をＡ１以下に制限している。そし
て、一定時間Ｔが経過した後は、従来のアクセルフィル
タと同様の制御特性で修正アクセル信号２４ａが出力さ
れる。すなわち、排気ブレーキ用バルブ６の開放（アク
セルペダル踏込み）直後の一定時間は黒煙低減を主目的
として燃料噴射量を制限し、一定時間経過後は車体ショ
ック低減等を主目的とした従来のアクセルフィルタ制御
に戻している。
【００２５】ところで、燃料噴射量を制限して黒煙を低
減させることは、ドライバビリティに悪影響を与える場
合がある。すなわち、アクセルペダルを踏込んで加速し
ようというドライバーの意図に対し、燃料噴射量が制限
されているためエンジン側の反応が遅れて違和感を与え
るのである。このような問題を解消するためには、アク
セル開度の制限値Ａ１及びその制限時間Ｔが問題にな
る。そこで、各種の走行試験等を実施した結果、アクセ
ル踏込みからの時間Ｔを０．０７〜０．１８秒とし、こ
の間の燃料噴射量が通常のアクセル開度に対する燃料噴
射量の５〜３０％となるようにアクセル開度Ａ１を設定
すると、ドライバビリティへの影響がほとんどないまま
黒煙の発生を低減できることが確認された。特に、アク
セル踏込みから０．１２秒の間、燃料噴射量が８％以下
に制限されるようにした修正アクセル信号が、ドライバ
ビリティ及び黒煙問題の両面で最もバランスのとれたベ
ストの結果を示している。
【００２６】なお、図３はスモークレベルと燃料噴射遅
延時間との関係を示したもので、遅延時間０のスモーク
レベルを１００とすれば、遅延時間が大きくなるにつれ
てスモークレベルが減少することを示している。しか
し、遅延時間がある程度まで長くなるとスモークレベル
の低下がほとんど認められなくなることも示しており、
この点で上述した修正アクセル信号の考え方とも一致し
ている。
【００２７】
【発明の効果】前述した本発明によれば、排気ブレーキ
解放後の一定時間、通常のアクセル開度に対する燃料噴
射量よりも減少させた燃料を噴射するように燃料噴射ポ
ンプを制御するので、バルブ開き始めまでのタイムラグ
の間に噴射された燃料が不完全燃焼することによって生
じる大量の黒煙発生を防止できる。従って、排気ブレー
キ解放時の黒煙が大幅に改善され、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。
【００２８】また、排気ブレーキ用バルブ開放後０．０
７〜０．１８秒間、燃料噴射量を通常のアクセル開度に
対する燃料噴射量の５〜３０％に制限すれば、黒煙の低
減と良好なドライバビリティとを高いレベルで両立させ
ることが可能になる。
【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】排気ブレーキ解放時アクセル信号の特性を示す
図である。
【図３】スモークレベルと燃料噴射遅延時間との関係を
示す図である。
【図４】従来の排気ブレーキ装置を示す系統図である。
【図５】従来のアクセルフィルタの制御特性を示す図で
ある。
【符号の説明】
１ エアタンク ２ 三方電磁弁（排気ブレーキ用） ３ 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 ８，１８ 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 アクセル位置センサ信号 ２３ コントロールユニット（燃料噴射量制御手段） ２４ 燃料噴射ポンプ制御信号
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 Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｈ 45/00 ３１２ Ｍ

Claims (2)

    【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、同排気ブレーキ用バルブの開放時に一定時間燃料
    噴射量を通常のアクセル開度に対する燃料噴射量よりも
    減少させる燃料噴射量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。
  2. 【請求項２】上記燃料噴射量制御手段が、上記排気ブレ
    ーキ用バルブ開放後０．０７秒〜０．１８秒間、燃料噴
    射量を通常のアクセル開度に対する燃料噴射量の５〜３
    ０％に制限することを特徴とする請求項１記載の排気ブ
    レーキ装置。
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