JPH09256881A - 車両用リターダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮開放または排気系の閉塞によって制動力を
発生するようにした車両用リターダにおいて、リターダ
の作動解除動作に伴う非作動に至るまでの遅延時間内に
おける未燃ガスの排出や黒煙の発生を防止することを目
的とする。 【解決手段】リターダを作動させる油圧系と連通する油
圧シリンダから成るストッパ２３を設け、リターダの作
動が解除されるまではこのストッパ３３によって制御レ
バー１７を無噴射位置に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用リターダに係
り、とくにエンジンの圧縮開放または排気管の閉塞によ
って制動力を発生させるようにした車両用リターダに関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されており、パワーラインを
介して駆動輪を駆動するための内燃機関から成るエンジ
ンの制動能力を高めるために、圧縮開放型リターダある
いはエキゾーストブレーキ式リターダが用いられてい
る。

【０００３】圧縮開放型リターダは、エンジンへの燃料
の供給を停止するとともに、ピストンが上死点に達する
のにほぼ同期して排気弁を開いて圧縮された空気を解放
するようにしたものである。このときにエンジンは空気
ポンプとして作動し、このポンプを構成するエンジンが
車両の運動エネルギによって駆動されるために、エンジ
ンに対して外から加えられる圧縮仕事を吸収することに
なり、エンジンが制動力を生ずる。

【０００４】エンジンの排気管を閉塞するエキゾースト
ブレーキは、エンジンへの燃料の供給を停止するととも
に、排気管の途中に設けられているエキゾーストブレー
キバルブを閉じることによって作動されるようになって
おり、エキゾーストブレーキバルブを閉じるとエンジン
の排気系が閉塞され、エンジンの抵抗力が増大するよう
になる。このことはエンジンの排気仕事量が増大するこ
とを意味する。従ってエキゾーストブレーキバルブを閉
じることにより、エンジンに対して外から加えられる排
気仕事を吸収してエンジンブレーキの制動力が高まるこ
とになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような圧縮開放型
のリターダやエキゾーストブレーキ式リターダは、油圧
回路あるいは空気圧回路によって作動されるようになっ
ている。従ってこのようなリターダによる制動を解除す
る信号を発生しても、実際に制動状態が解除されて非作
動状態になるまでには遅れ時間が存在する。この遅れ時
間の間にエンジンに燃料が供給されると、未燃焼ガスが
排出され、あるいはまた黒煙が排出される可能性があ
る。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、エンジンの圧縮開放または排気系の閉
塞による制動動作を解除した後の遅れ時間の間における
未燃焼ガスの排出や黒煙の発生を防止するようにした車
両用リターダを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンの圧
縮開放または排気系の閉塞によって制動力を発生させる
ようにした車両用リターダにおいて、エンジンへ供給す
る燃料の量を制御する制御部材と、前記制御部材が燃料
の供給を停止する位置で該制御部材を規制するストッパ
手段と、をそれぞれ具備し、しかも前記ストッパ手段に
よる規制が前記エンジンの圧縮開放または排気系の閉塞
に連動されるようになし、前記圧縮開放または排気系の
閉塞が解除されるのに連動して前記ストッパ手段による
規制が解除されるようにしたことを特徴とする車両用リ
ターダに関するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る車両用リターダを備えるディーゼルエンジン１０
を示している。このディーゼルエンジン１０のシリンダ
ブロックの側面側には燃料噴射ポンプ１１が設けられて
いる。燃料噴射ポンプ１１のカムシャフト１２にはタイ
マ１３が取付けられており、このタイマ１３によってカ
ムシャフト１２の位相角を変更し、燃料噴射のタイミン
グを調整するようにしている。またこの燃料噴射ポンプ
１１が１回に噴射する燃料の供給量を制御するようにメ
カニカルガバナ１４が設けられている。

【０００９】メカニカルガバナ１４は回動式の制御レバ
ー１７を備えており、このような制御レバー１７がワイ
ヤケーブル１８を介してアクセルペダル１９の下側に配
されている作動レバー２０と連結されるようになってい
る。従ってアクセルペダル１９の回動量に応じて、作動
レバー２０およびワイヤケーブル１８を介して制御レバ
ー１７が回動されることになる。

【００１０】上記制御レバー１７の下端側の側端部と当
接するようにストッパ２３が設けられている。このスト
ッパ２３はロッド２４を備え、このロッド２４が突出さ
れると、制御レバー１７の回動量を規制し、これによっ
て燃料を無噴射状態に規制するためものである。また上
記アクセルペダル１９の踏込みを検出するためのアクセ
ルスイッチ２５が設けられている。アクセルスイッチ２
５はコントローラ２６に接続されている。なおこのコン
トローラ２６にはリターダスイッチ２７が接続されてお
り、このリターダスイッチ２７を運転手が指で押圧する
ことによって、エンジンの圧縮開放による制動動作を行
なうようにしている。

【００１１】次にこのエンジン１０の各シリンダに設け
られている圧縮開放型リターダについて説明する。図２
に示すように、シリンダ２９内にはピストン３０が摺動
可能に保持されるとともに、ピストン３０はピストンピ
ン３１を介してコンロッド３２の上端に連結されてい
る。なおコンロッド３２の他端側はクランクシャフトに
連結されている。

【００１２】シリンダ２９の上部はシリンダヘッド３３
によって閉塞されるとともに、シリンダヘッド３３には
排気ポート３４が設けられている。そして各シリンダは
２つの排気バルブ３５、３６を備え、これらのバルブ３
５、３６によって排気ポート３４の開閉を行なうように
している。排気バルブ３５、３６はロッカアーム３７に
よって押圧子３８を介して開閉が制御されるようになっ
ている。

【００１３】さらにこのエンジンは油圧シリンダ４２を
備え、そのピストンロッド４３が上記押圧子３８を貫通
して一方の排気バルブ３６の上端を押圧するようになっ
ている。油圧シリンダ４２はロッカアーム３７による開
弁動作とは独立に排気バルブ３６を開放するようになっ
ており、とくにピストン３０がほぼ上死点に達するのに
同期して排気バルブ３６を開いて圧縮開放型リターダに
よる制動動作を行なうようになっている。

【００１４】とくにこの圧縮開放型リターダは、エンジ
ンのあるシリンダ２９のピストン３０が空気を圧縮して
上死点に達するのにほぼ同期して開弁運動を行なう他の
シリンダのロッカアーム３７と連結されているプッシュ
ロッド３９の運動を利用して排気弁３６を開放し、制動
動作を得るようにしている。すなわちマスタシリンダ５
９を設け、このシリンダ５９のピストン６０を他のプッ
シュロッド３９によって突上げるようにするとともに、
このマスタシリンダ５９を油圧管路を介して油圧シリン
ダ４２と接続するようにしている。そしてこの油圧管路
に油圧シリンダから成るストッパ２３が接続されてい
る。

【００１５】上記マスタシリンダ５９および油圧シリン
ダ４２へはともに切換え弁４４およびコントロールバル
ブ６１を通して油圧ポンプ６２によって比較的低い圧力
の油圧を供給するようにしている。なおコントロールバ
ルブ６１は一方向弁と開閉弁の機能を有し、切換え弁４
４側から油圧シリンダ４２側へのオイルの流れのみを許
容するとともに、油圧ポンプ６２側の圧力が低下すると
閉止するようになっている。また油圧ポンプ６２の吐出
側にはリリーフバルブ６３が接続されており、このリリ
ーフバルブ６３によって吐出圧を安定な圧力に保持する
ようにしている。

【００１６】以上のような構成において、図１に示す燃
料噴射ポンプ１１のメカニカルガバナ１４に設けられて
いる制御レバー１７はワイヤケーブル１８を介して作動
レバー２０と連結されるとともに、この作動レバー２０
がアクセルペダル１９によって押圧されるようになって
いる。従ってアクセルペダル１９の回動量に応じて作動
レバー２０が回動され、ワイヤケーブル１８を介して制
御レバー１７が回動される。この制御レバー１７の回動
運動がメカニカルガバナ１４を介して燃料噴射ポンプ１
１の内部に設けられているコントロールラックに伝達さ
れ、コントロールラックの位置を調整することによって
１回に噴射される燃料の供給量が制御される。なおこの
ときの噴射のタイミングがタイマ１３によって制御され
る。

【００１７】各シリンダ２９内に噴射された燃料は図２
に示すピストン３０によって圧縮された吸気の熱によっ
て自然着火され、これによってシリンダ内において混合
気の燃焼が行なわれ、このエンジン１０が出力を生ず
る。燃焼の後にロッカアーム３７によって押圧子３８を
介して一対の排気バルブ３５、３６をそれぞれ開放する
ことによって、排気ガスが排気ポート３４を通して排出
される。

【００１８】次に圧縮開放型リターダの動作を説明す
る。非制動時にはコントローラ２６によって切換え弁４
４がリザーバ側に切換えられており、他のシリンダのプ
ッシュロッド３９によってピストン６０が突上げられて
マスタシリンダ５９に油圧が立上がっても、この油圧は
コントロールバルブ６１および切換え弁４４を介してリ
ザーバ側に逃げるようになり、油圧シリンダ４２には油
圧が加わらず、このために排気バルブ３６がピストン３
０が上死点に達するのに同期して開かれることがない。

【００１９】これに対して運転手がリターダスイッチ２
７を押圧操作すると、コントローラ２６がこのリターダ
を作動させる条件が成立しているかどうかの判断を行な
う。そしてアクセルペダル１９が踏込まれておらず、し
かもリターダスイッチ２７が押されてリターダを作動さ
せる条件が成立している場合には、コントローラ２６に
よって切換え弁４４を油圧ポンプ６２側に切換える。従
って油圧ポンプ６２を通してマスタシリンダ５９と油圧
シリンダ４２とにそれぞれリリーフバルブ６３で設定さ
れる圧力が加えられることになる。この圧力は比較的低
い安定な圧力であって、油圧シリンダ４２を作動される
ことがない。

【００２０】そしてシリンダ２９のピストン３０が上死
点に達するのに同期して、このエンジンの他のシリンダ
２９のロッカアーム３７と連結されているプッシュロッ
ド３９の運動によってピストン６０が突上げられ、マス
タシリンダ５９が急激な油圧を発生する。この油圧が油
圧管路を通して油圧シリンダ４２に供給され、そのピス
トンロッド４３が押出され、排気バルブ３６のみが開か
れる。これによって圧縮開放の制動動作が行なわれる。
すなわちピストン３０によって圧縮された空気が排気バ
ルブ３６とバルブシートとの間の隙間を通って排気ポー
ト３４側に排出されることになり、このときにシリンダ
２９が行なうポンプ作用によって外部からなされる仕事
を吸収することになり、制動力が発生する。

【００２１】なおプッシュロッド３９が下降し、マスタ
シリンダ５９のピストン６０が復動すると油圧シリンダ
４２内のオイルがマスタシリンダ５９へ流動し、油圧シ
リンダ４２のピストンロッド４３は内蔵するばねの弾性
復元力によって引込まれる。従って排気バルブ３６が閉
じて次の圧縮に備えるようになる。

【００２２】このようにしてエンジンの圧縮開放により
制動力を発生するようにした車両用リターダにおいて、
とくにリターダの制動解除の際に、ストッパ２３のロッ
ド２４を突出させ、制御レバー１７を無噴射位置に規制
し、これによって制動解除時における未燃ガスの排出や
黒煙の発生を防止している。

【００２３】すなわち制御レバー１７の下端側の側端面
と当接するようにストッパ２３を設け、このストッパ２
３を圧縮開放のための油圧シリンダ４２の油圧管路と接
続し、圧縮開放に伴う制動動作が完全に解除されるまで
ストッパ２３によって制御レバー１７の回動を規制し、
燃料を無噴射状態に維持して排気ガスや黒煙の排出を防
止している。このことから、燃料の噴射開始よりも圧縮
開放によるリターダの制動解除の方が遅くなることによ
る遅延時間内の未燃ガスの排出や黒煙の排出が防止され
る。

【００２４】より詳細に説明すれば、エンジン１０に搭
載される圧縮開放型のリターダから成る補助ブレーキは
電磁ソレノイドバルブから成る切換え弁４４によって制
御される油圧回路を備えており、この油圧回路によって
圧縮開放を行なうための油圧シリンダ４２を制御してい
る。そしてソレノイドバルブ４４は図１に示すように、
アクセルペダル１９の踏込みを検出するアクセルスイッ
チ２５とコントローラ２６を介して連動されるようにな
っている。またアクセルペダル１９は燃料噴射ポンプ１
１の制御レバー１７と作動レバー２０およびワイヤケー
ブル１８を介して連結されている。さらに制御レバー１
７を制御するためのストッパ２３がこの制御レバー１７
の下端側の側端面を押圧するように配置されている。そ
してストッパ２３が上記切換え弁４４の下流側であって
圧縮制動のための油圧シリンダ４２の油圧回路と接続さ
れている。

【００２５】従ってアクセルペダル１９の踏込み動作が
２段式になり、アクセルペダル１９を１段踏んでもスト
ッパ２３のロッド２４が突出している場合には、２段目
の踏込みが行なわれず、燃料噴射ポンプ１４による燃料
の噴射が行なわれなくなる。

【００２６】このようなストッパ２３による燃料噴射の
遮断の動作について図３に示すフローチャートによって
説明する。なおこのフローチャートは、圧縮開放型のリ
ターダと連動する燃料噴射ポンプ１１の燃料の制御に関
する動作を示すものであるが、コンピュータによるソフ
トウエア制御を示すものではなく、システムの動作をフ
ローチャートによって表現したものである。

【００２７】アクセルペダル１９が踏まれていない場合
には制御レバー１７がアイドル位置側に戻され、燃料噴
射ポンプ１１は無噴射状態になる。またアクセルスイッ
チ２５がアクセルペダル１９が復動していることを検出
すると、リターダスイッチ２７が押されている場合に
は、コントローラ２６によってソレノイドバルブ４４を
励磁し、オイルポンプ６２による油圧を圧縮開放動作を
行なうための油圧回路に供給する。従って圧縮開放によ
る制動動作が行なわれるとともに、上記の油圧によって
ストッパ２３のロッド２４が突出され、制御レバー１７
が無噴射位置に規制され、燃料の噴射が停止される。

【００２８】これに対してアクセルペダル１９が踏込ま
れている場合には、アクセルスイッチ２５がそのことを
検出し、ソレノイドバルブ４４の励磁が行なわれない。
そしてソレノイドバルブ４４の下流側の油圧回路の油圧
がまだ十分に下がっておらず、作動油圧以上である場合
には、圧縮開放による制動動作が継続して行なわれてい
るために、制御レバー１７はストッパ２３によって規制
されてアイドル位置側に保持され、燃料の噴射が行なわ
れない。従ってリターダによる制動解除のための遅れ時
間の間は燃料が無噴射状態に規制される。

【００２９】圧縮制動を行なうための油圧回路の油圧が
十分に低下した場合には、リターダが非作動状態に切換
えられる。しかも共同の油圧回路によって作動されるス
トッパ２３が復動して制御レバーの規制を解除する。従
って制御レバー１７がアクセルペダル１９の踏込み量に
応じて燃料を増量する側に移動され、これによって燃料
の噴射が行なわれる。

【００３０】このような装置は、圧縮開放による制動を
行なうための油圧回路に連動したストッパ２３を設ける
だけでよく、部品点数の増加を最小限に押え、簡潔な構
成することが可能になる。しかもこのようなストッパ２
３が圧縮開放のための油圧回路と連通されているため
に、油圧回路の温度が変化しても両者が一緒に変化する
ことになり、これによってストッパ２３とリターダとの
マッチングのための調整が不要になる。

【００３１】次に第２の実施の形態を図４によって説明
する。この実施の形態においては、通常の運転時に排気
動作を行なう排気バルブ３６の他に、制動専用の排気バ
ルブ５０をエンジンの各シリンダに設けるようにしたも
のであって、ピストン３０が上死点に達するのに同期し
て排気バルブ５０のみを油圧シリンダ４２によって開放
させるようにし、これによってこのエンジン１０をポン
プとして使用し、制動力を発生させるようにしている。

【００３２】しかもここでは制動用の排気バルブ５０の
開放を行なうために、排気弁３６の開閉動作を行なうた
めの排気カム４７を用いるようにしている。すなわち排
気カムに対してカム角で９０°手前で作動するようにマ
スタシリンダ４６を配し、このマスタシリンダ４６を切
換え弁４４を介して油圧シリンダ４２とストッパ２３と
に接続するようにしている。なお排気カム４７はタペッ
ト４８およびロッカアーム３９を介してロッカアーム３
７と連結されるようになっている。

【００３３】以上のような構成において、リターダスイ
ッチ２７が押されておらず、非制動時においてはコント
ローラ２６によって切換え弁４４がリザーバ５１側に切
換えられる。従って排気カム４７がマスタシリンダ４６
のピストンロッドを間欠的に押圧してこのマスタシリン
ダ４６によって油圧を立上げても、この油圧がリザーバ
５１側に逃げるようになり、油圧シリンダ４２に油圧が
加わることがない。従って非制動時においては油圧シリ
ンダ４２による制動用の排気バルブ５０の開閉動作が行
なわれることがなく、排気バルブ５０は閉じた状態を維
持し、排気バルブ３６による通常の排気動作のみが行な
われる。

【００３４】これに対して運転手がリターダスイッチ２
７を投入すると、コントローラ２６が制動のための条件
であって、アクセルペダル１９が踏込まれておらず、ア
クセルスイッチ２５がＯＮになっているかどうかの判断
を行なうとともに、条件が成立する場合にのみコントロ
ーラ２６が切換え弁４４を油圧シリンダ４２側に切換え
る。

【００３５】排気カム４７の軸受け部から逆止弁を介し
てマスタシリンダ４６の中にエンジンの潤滑オイルが供
給されているために、排気カム４７によってマスタシリ
ンダ４６のピストンを間欠的に突上げると、マスタシリ
ンダ４６で立上がったオイルが切換え弁４４を通して油
圧シリンダ４２に加えられる。従って油圧シリンダ４２
のピストンロッド４３が押出され、制動用排気バルブ５
０が間欠的に開かれることになる。制動用排気バルブ５
０の閉鎖動作はコントローラ２６によって切換え弁４４
を制御し、この切換え弁４４をリザーバ側に切換えるこ
とによって達成される。

【００３６】このようにリターダに専用の排気バルブ５
０を用いて圧縮開放型リターダを作動させるようにした
車両用においても、油圧シリンダ４２の油圧回路にスト
ッパ２３を接続し、このストッパ２３に油圧を加える
と、ロッド２４が飛出して制御レバー１７を無噴射位置
に規制するようにしている。従ってアクセルペダル１９
を踏込んでリターダの作動を解除する信号を発生させて
も、上記ストッパ２３の規制によって圧縮開放型リター
ダの作動が解除するまでの遅れ時間内における燃料の噴
射が遅延され、これによって遅れ時間内における未燃ガ
スの排出や黒煙の発生が防止される。

【００３７】次に第３の実施の形態を図５によって説明
する。この実施例は排気管５４の途中の位置にエキゾー
ストブレーキバルブ５５を回動可能に取付け、このバル
ブ５５の支軸に固着されているレバー５６をエアシリン
ダ５７によって開閉制御するようにしたものである。な
おエアシリンダ５７はストッパ２３に接続されるととも
に、切換え弁４４を介してエアタンク５８と接続される
ようになっている。

【００３８】すなわちここではエキゾーストブレーキか
ら成るリターダが用いられている。そしてエアシリンダ
５７の制御が第１の実施の形態と同様に、図３に示すフ
ローチャートに基いて行なわれるようになっている。

【００３９】運転手がエキゾーストブレーキスイッチ２
７を投入すると、コントローラ２６が制動のための条
件、すなわちアクセルペダル１９が踏込まれておらず、
アクセルスイッチ２５がＯＮになっているかどうかの判
断を行なうとともに、条件が成立する場合にのみコント
ローラ２６が切換え弁４４を切換え、圧縮空気をエアシ
リンダ５７に供給することによって、エキゾーストブレ
ーキバルブ５５によって排気管５４を閉塞し、制動動作
を達成するようにしている。

【００４０】このような実施の形態においても、エキゾ
ーストブレーキバルブ５５を作動させるエアシリンダ５
７の空気管路にストッパ２３が接続されており、エアシ
リンダ５７内に空気圧が印加されている場合には、スト
ッパ２３による制御レバー１７の規制が維持される。従
ってアクセルペダル１９を踏込んでアクセルスイッチ２
５をＯＦＦにしても、エキゾーストブレーキバルブ５５
が完全に開かれるまでは、燃料の噴射が停止され、エキ
ゾーストブレーキバルブ５５の解除の遅延時間内におけ
る燃料噴射に伴う未燃ガスの排出や黒煙の発生が確実に
防止される。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明は、エンジンへ供給
する燃料の量を制御する制御部材と、この制御部材が燃
料の供給を停止する位置で該制御部材を規制するストッ
パ手段とをそれぞれ設け、しかもストッパ手段による規
制がエンジンの圧縮開放または排気系の閉塞に連動され
るようになし、圧縮開放または排気系の閉塞が解除され
るのに連動してストッパ手段による規制が解除されるよ
うにしたものである。

【００４２】従って圧縮開放または排気系の閉塞による
制動が完全に解除されるまで、ストッパ手段によって制
御部材が燃料の供給を停止するように規制され、これに
よって制動の解除のための遅延時間内における未燃ガス
の排出や黒煙の発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の車両用リターダを備えるエ
ンジンの側面図である。

【図２】リターダを示すシリンダの要部縦断面図であ
る。

【図３】リターダの動作を示すフローチャートである。

【図４】第２の実施の形態の車両用リターダを示すシリ
ンダの要部縦断面図である。

【図５】第３の実施の形態の車両用リターダを示すシリ
ンダの要部縦断面図である。

【符号の説明】

１０ ディーゼルエンジン １１ 燃料噴射ポンプ １２ カムシャフト １３ タイマ １４ メカニカルガバナ １７ 制御レバー １８ ワイヤケーブル １９ アクセルペダル ２０ 作動レバー ２３ ストッパ ２４ ロッド ２５ アクセルスイッチ ２６ コントローラ ２７ リターダスイッチ ２９ シリンダ ３０ ピストン ３１ ピストンピン ３２ コンロッド ３３ シリンダヘッド ３４ 排気ポート ３５、３６ 排気バルブ ３７ ロッカアーム ３８ 押圧子 ３９ プッシュロッド ４２ 油圧シリンダ ４３ ピストンロッド ４４ 切換え弁 ４６ マスタシリンダ ４７ 排気カム ４８ タペット ５０ 排気バルブ ５１ リザーバ ５２ リリーフバルブ ５４ 排気管 ５５ エキゾーストブレーキバルブ ５６ レバー ５７ エアシリンダ ５８ エアタンク ５９ マスタシリンダ ６０ ピストン ６１ コントロールバルブ ６２ 油圧ポンプ ６３ リリーフバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの圧縮開放または排気系の閉塞に
   よって制動力を発生させるようにした車両用リターダに
   おいて、 エンジンへ供給する燃料の量を制御する制御部材と、 前記制御部材が燃料の供給を停止する位置で該制御部材
   を規制するストッパ手段と、 をそれぞれ具備し、しかも前記ストッパ手段による規制
   が前記エンジンの圧縮開放または排気系の閉塞に連動さ
   れるようになし、前記圧縮開放または排気系の閉塞が解
   除されるのに連動して前記ストッパ手段による規制が解
   除されるようにしたことを特徴とする車両用リターダ。