JPS631725A

JPS631725A - 排気ブレ−キ装置

Info

Publication number: JPS631725A
Application number: JP14472086A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hirako; 平子　敦史; Hirotaka Sasa; 佐々　裕貴
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1988-01-06
Also published as: JPH0551052B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１本発明は排気ブレーキ装置に係り、特に排気ブレーキ弁
を開放して排気ブレーキを解除する際の排気ブレーキ弁
の開放速度の制御に関する。

［従来の技術］車両用排気ブレーキ装置は、機関の排気通路を排気ブレ
ーキ弁で絞ることにより、背圧を高めてＲ関を制動させ
るものである。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、従来の排気ブレーキ装置にあっては、排気ブ
レーキ弁を開放して排気ブレーキを解除する際に、次の
ような問題があった。

■　排気ブレーキ装置の排気ブレーキ力は、変速ギヤ比
が大きい（ギヤ段が低速側）はど大きい。

従って、排気ブレーキを解除する際に排気ブレーキ弁の
開放を瞬時に行なうと、変速ギヤ比が大ぎい場合には排
気ブレーキの解除による加速感が顕著に現われ、乗員等
に大きなショックを与えることとなっていた。

このことはまた、機関の回転数を媒介として、車両の運
転状態と排気ブレーキ力との関係についても言える。即
ち、排気ブレーキ力は、機関の排気弁と排気通路内の排
気ブレーキ弁との間に蓄積される排ガス圧力によって発
生するものであり、排気ブレーキ弁は排気通路を絞って
排ガス圧力を蓄積するようになっている。このような排
気ブレーキ装置にあっては、機関が低速回転している場
合、排ガス流量が少ないため、またこの排ガスが順次排
気ブレーキ弁を通過して流出してしまうため、排気ブレ
ーキ弁と排気弁との間に適当な背圧を確保することがで
きない。また機関が高速回転している場合には排ガス流
山が過多となるため、背圧が過剰となって排気弁を強制
開放させたり、排ガスの洩れが顕著となって十分な排気
ブレーキ力を得ることができない。このようなことから
理解できるように、排気ブレーキ力は機関回転数によっ
ても変化しており、充分大きな排気ブレーキ力を発生す
る機関回転数において排気ブレーキ弁を瞬時に開放させ
ると、上述したと同様な不具合を生ずることになる。

■　他方、上記■の問題を勘案して、排気ブレーキ弁の
開放速度を一意的に遅く設定してショックを低減させる
ことが考えられる。

しかしながら、このように排気ブレーキ弁の開放速度を
一意的に遅く設定すると、元来ショックのほとんどない
変速ギヤ比が小さい（高速側）Ｓ合にも、排気ブレーキ
弁の開放速度が遅くなってしまう。そしてその結果、排
気ブレーキの解除時間が長引くことにより、解除後の加
速性の劣化等を生じさせて運転者の運転感覚に悪影響を
与えるおそれがある。

このことは、上述した機関回転数と排気ブレーキ力との
関係においても、充分大きな排気ブレーキ力が得られず
排気ブレーキ解除時のショックがほとんどない機関の低
速回転域及び高速回転域の運転状態で同様である。

尚、排気ブレーキ弁を駆動するアクチュエータに、その
構造上排気ブレーキ弁の同作動速度を制御する開作動制
御装置を備えた［ディーゼルエンジンの排気絞弁制御装
置」　（実開昭６０−５４７３７号公報）が提案されて
いる。この提案は、排気ブレーキ弁の開放速度を、開作
動初期とその後とで変更制御するものであるが、アクチ
ュエータに導入される負圧が一定である以上、車両が低
速域から高速域に亙っていかなるギヤ段で運転されてい
るかに拘わらず排気ブレーキ弁の開放速度自体に変わり
はなく、従って上記問題点を解決することはできないと
考えられる。

［問題点を解決するための手段］排気通路を絞って機関を制動させる排気プレーキ弁と、
車両の運転状態を検出する検出手段と、排気ブレーキ弁
の開作動速度を、検出手段によって検出された検出直に
応じて減速−制御する制御手段とを備えて成るものであ
る。車両の運転状態を表わす量として、例えば変速ギヤ
比若しくは機関回転数又はこれら双方が検出手段で検出
されるようになっている。

［作　用］本発明の作用について述べると、排気ブレーキを解除す
る際、検出手段で検出した車両の運転状態に応じて排気
ブレーキ弁の開作動速度を減速制御する。例えば、変速
ギヤ比が小さい場合や排気ブレーキ力がさほど大きくな
い機関回転数では早い速度で排気ブレーキ弁を開放し、
他方変速ギヤ比が大きい場合や排気ブレーキ力が充分大
きい機関回転数では、遅い速度で開放するようになって
いる。これにより、排気ブレーキ解除時における乗心地
や運転感覚の改善を図ったものである。

［実施例］以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つて詳述す
る。

第１図に示すように、ＩＮ関の排気管１によって区画形
成された排気通路２内には、これを絞って機関をシ１１
動させるための排気ブレーキ弁３が設【プられる。この
排気ブレーキ弁３はバタフライバルブで成り、その回転
軸４が排気管１に回転自在に支持されて、排気通路２内
で回動されるようになっている。またこの排気ブレーキ
弁３には、その回転軸４にアクチュエータ５が連結され
る。本実施例にあってはアクチュエータ５として、速度
制御可能なモータ６が示されている。そして排気ブレー
キ弁３は、その回転軸４がアクチュエータ５に駆動され
て排気通路２内に回動され、排気通路２を絞って排気ブ
レーキ力を発生するようになっている。またこの排気ブ
レーキ弁３の回転軸４には、その回転量を検出して排気
ブレーキ弁３の間開開度θを検出する一般的構成で成る
ポテンショメータ７が連結されている。

他方、第２図には、車両の運転状態を検出する検出手段
８と、排気ブレーキ弁３の開作動速度Ｖを、検出手段８
によって検出された挨出堕に応じて減速制御するマイク
ロコンピュータ等の制御手段１０とが示されている。本
実施例にあっては、車両の運転状態を示す指標として変
速ギヤ比Ｒと機関の回転数Ｎが採用され、検出手段８゛
としては、これら変速ギヤ比Ｒ及び機関回転数Ｎを夫々
検出するギヤ段検出手段１１及びｍ関回転数検出手段１
２が設置されている。そしてこれら検出手段１１．１２
は制皿手段１０に接続されて、検出値Ｒ，Ｎを制御手段
１０に出力するようになっている。ここにギヤ段検出手
段１１は、セレクトレバの操作に従って切り換えられて
セレクト位置を検出するセレクトスイッチ１１ａと、シ
フトレバの操作に従って切り換えられてシフト位置を検
出するシフトスイッチ１１ｂとから構成され、これらス
イッチ１１ａ、１１ｂにより唯一の変速ギヤ段、即ち変
速ギヤ比Ｒを検出するようになっている。

また制御手段１０には、排気ブレーキスイッチ１３、ア
クセルスイッチ１４並びにクラッチスイッチ１５が接続
され、排気ブレーキの０Ｎ−ＯＦＦのための条件が入力
されるようになっている。即ち、排気ブレーキスイッチ
１３がＯＮ状態で、アクセルスイッチ１４が０ＦＦ（運
転者がアクセルペダルから足を離した状態）であって且
つクラッチスイッチ１５がＯＮ（クラッチが接続されて
いる状態）であるときに、排気ブレーキが作動されるよ
うになっている。そしてこれらスイッチ１３．１４．１
５のうち、いずれか一つでも上記条件を満足しなくなっ
たならば、排気ブレーキ弁３が開作動されて排気ブレー
キが解除されるようになっている。

更に制御手段１０には排気ブレーキ弁３を駆動するアク
チュエータ５が接続され、このアクチュエータ５に排気
ブレーキ弁３の開作動速度Ｖを制御するｔ、！ｌ　１１
１信＠　Ｓ　Ｖ、が出力されるようになっている。また
制御手段１ｏには、排気ブレーキ弁３の開閉開度θ信号
を出力するポテンショメータ７が接続される。

ところで殊に制御手段１０のメモリには、第３図に示す
ような制御グラフが記憶される。このグラフについて詳
述すると第４図に示すように、排気ブレーキ作動時には
エンジンブレーキも作動しており、排気ブレーキによる
動力吸収エネルギ間は、排気ブレーキとエンジンブレー
キとによる全動力吸収エネルギ聞（図中、八で示す）か
らエンジンブレーキによる動力吸収エネルギ量（図中、
Ｂで示す）を差し引いたエネルギ邑（図中、ＡとＢとで
囲まれた斜線部分Ｃで示す）で表わされる。

ここに、全動力吸収エネルギ邑△並びにエンジンブレー
キによる助力吸収エネルギｆｆ１Ｂは、別間回転ＩＮの
増加に従って単純増加してゆくのに対して、排気ブレー
キによる動力吸収エネルギ■Ｃは、機関回転数Ｎの増加
に従って一旦増加しながらも、あるａｌｌ！］回転数Ｎ
ｏに達するとそれ以上では順次減少傾向を示してゆく。

このことは、排気ブレーキ弁３が排気通路２を絞ること
によって機関の背圧を高めて機関を制動させることと関
連している。

第５図に示したｎ関回転数−排気ブレーキによる動力吸
収エネルギ恐のグラフを用いて説明すると、先ず機関が
アイドル回転等の低い回転数であるときは、単位時間当
りの排ガス流量が少ないため、排ガスは順次排気ブレー
キ弁３を通過して流出してしまい１１機関の排気弁との
間に十分な排ガス圧力を確保することができない。従っ
て、機関の背圧を高めることができず、効率の良い排気
ブレーキ力を得ることができない（図中、Ｄで示す）。

他方、爾侵機関回転敗Ｎが順次滑川すると、それに従っ
て相当の排ガス流量を離床することができるため、適当
な背圧が発生して排気ブレーキ力は順次高められてゆく
（図中、Ｅで示す）。更に機関回転数Ｎが増加しである
回転数ＮＯを超えると、今度は排ガス流目が過多となっ
て背圧が高まり過ぎ、排気弁を強制開放させたり、また
排ガスの洩出による損失が大きくなって、排気ブレーキ
力は順次減少してゆく結果となる（図中、Ｆで示す）。

このように排気ブレーキ力は、機関回転数と相関関係が
ある。そしてこのように機関回転数Ｎによって排気ブレ
ーキの効き具合に変化があることは、機関回転数によっ
ては排気ブレーキ弁３を瞬時に開放することでショック
感を与えたり、ゆつくり開放することで加速感が損なわ
れたりすることになる。そこで第３図に示すように、制
御手段１０のメモリには、縦軸に排気ブレーキ弁３の間
作ｖＪ３！！！度Ｖ１横軸に機関回転数Ｎがとられたグ
ラフが記憶される。このグラフは第４図に対応させたも
のであり、機関回転数検出手段１２によって検出された
機関回転ｙＩＩＮに基づいて、排気ブレーキによる動力
吸収エネルギ母が小さいときに、低い減速率で排気ブレ
ーキ弁３を高速６１作動させると共に、動力吸収エネル
ギ量が大きいときに、高い減速率で低速開作動させるよ
うに設定される。

また更に本グラフでは、変速ギヤ比Ｒの大小に従って減
速率が高く若しくは低く設定されている。

これは変速ギヤ比Ｒが大きいか小さいかによっても、シ
ョック感又は加速感に影響を与えるためである。従って
、グラフは、ギヤ段検出手段１１によって検出された変
速ギーア比Ｒが小さい（高速側）ときに低い減速率で排
気ブレーキ弁３を高速開作動させると共に、変速ギヤ比
Ｒが大きい（低速側）とぎに高い減速率で低速開作動さ
せるように設定される。

即ち、第３図に示すグラフは、変速ギヤ比Ｒと機関回転
数Ｎとに基づいて、変速ギヤ比Ｒが小さく且プ排気ブレ
ーキによる動力吸収エネルギ量が小さいときに低い減速
率で排気ブレーキ弁３を高速開作動させると共に、変速
ギヤ比Ｒが大ぎく且つ動力吸収エネルギ量が大きいとき
に高い減速率で低速開作動させるように設定されたもの
である。

尚、グラフは排気ブレーキ弁３の開作動速度Ｖと変速ギ
ヤ比Ｒとの対応のみ、又は玄関回転数Ｎとの対応のみで
設定しても良い。

次に実施例の作用について述べる。

第６図に示す制御フローに従って説明する。

先ず、機関回転数検出手段１２、ギヤ段検出手段１１、
排気ブレーキスイッチ１３、クラッチスイッチ１５並び
にアクセルスイッチ１４から出力される機関回転数Ｎ１
変速ギヤ比Ｒその他スイッチ１３〜１５の０Ｎ−ＯＦＦ
信号を読み込み、次に進む。

ここで通常の排気ブレーキ弁３の開作動につぃてｌ１ｆ
ｆｌｌフロー［Ｇ］に従って説明する。先ず、排気ブレ
ーキスイッチ１３がＯＮ１変速ギヤ比ＲがＯでギヤ段が
ニュートラル位置にあること、クラッチスイッチ１５が
ＯＮ並びにアクセルスイッチ１４がＯＦＦならば排気プ
レー十を１作動させるために、次に進む。

ポテンショメータ７から排気ブレーキ弁３の開度θを読
み込み、次に進む。

排気ブレーキ弁３の開度θが全開でないならばアクチュ
エータ５に閉成信＠ＳＣを出力する。この際、排気ブレ
ーキ弁３の開度θは逐次ポテンショメータ７で検出され
て制御手段１０にフィードバックされる。

Ｒ後に排気ブレーキ弁３が全閉となったら、アクチュエ
ータ５に停止信号Ｓｓを出力し、排気ブレーキを作動状
態に維持する。

他方、排気ブレーキ弁３の開作動について制御フロー［
Ｈ］に従って説明する。

排気ブレーキスイッチ１３がＯＦＦ、変速ギヤ比ＲがＯ
でなくギヤ段がニュートラル位置にないこと、クラッチ
スイッチ１５がＯＦＦ、若しくはアクセルスイッチ１４
がＯＮとなったら排気ブレーキを解除させるために、次
に進む。

制御手段１０のメモリから変速ギヤ比Ｒ（ギヤ段）に応
じたグラフを読み込み、次に進む。

読み込んだグラフに対して、現在の機関回転数Ｎに対応
した排気ブレーキ弁３の同作動速度Ｖを設定し、次に進
む。

排気ブレーキ弁３の開度θが全開でないならばアクチュ
エータ５に先に設定した開作動速度Ｖの開放信号Ｓｖを
出力する。これにより排気ブレーキ弁３はショック感を
与えず、且つ加速感に悪影響を与えない開作動速ｉｖで
開放されてゆく。またこの際、排気ブレーキ弁３の開度
θは逐次ポテンショメータ７で検出されて制御手段１０
にフィードバックされる。

最模に排気ブレーキ弁３が全開となったら、アクチュエ
ータ５に停止信号ＳＳを出力し、排気ブレーキを解除状
態に維持することになる。

第７図〜第１０図には、アクチュエータ５に関する変形
例が示されている。

第７図及び第８図に示すものは、シリンダ１６内に設け
たピストン１７で空気圧室１８とバネ室１つとを区画形
成し、バネ至１９１１１１へ延出されたピストンロッド
２０に駆動リンク２１を介して排気ブレーキ弁３の回転
軸４を連結すると共に、空気圧室１８に電磁弁２２を介
して空気圧源２３又は大気側を接続して構成したもので
ある。そして、排気ブレーキを解除する際には、空気圧
源２３がら空気圧￥１８へ作動空気を供給して排気ブレ
ーキ弁３を閉状態とする電磁弁２２へのパルス信号（Ｏ
Ｎ）の時間的割合を徐々に減少させてゆく（デユーティ
比を徐々に１００％→０％へ移行させてゆく）ことによ
り、排気ブレーキ弁３の開速度制御を達成するようにし
たものである。制御手段１０からはこのデユーティ比を
制御する信号が出力されることになる。尚、？ｌ！磁弁
２２を制御するのに替えて、？１１弁２２と空気圧ｖ１
８との間に可変流量絞り２４を介設し、この絞りをυｊ
ｎするようにしても良い。

第９図及び第１０図には、上述したと同様なシリンダ１
６．１６を一対並設し、これらシリンダ１６．１６の出
力端となるピストンロッド２０゜２０を第１のリンク２
７で連結すると共に、この第１のリンク２７を適当に配
分する位置に、駆動リンク２１に連結された第２のリン
ク２８を接続して構成したものである。そして両方のシ
リンダ１６．１６に空気圧源２３から作動空気を供給し
て排気ブレーキ弁３を閉状態に維持しているときに、先
ずレバ分配比の大きい方の第１の？［弁２５をＯＦＦに
し、次いでＯＦＦした第１の電磁弁２５を再びＯＮする
と共にＯＮ状態にあった他方の第２の電磁弁、２６をＯ
ＦＦにし、Ｒ俵に再びＯＮされた第１の電磁弁２５をＯ
ＦＦとするように電磁弁２５．２６を制御することによ
り、段階的に排気ブレーキ弁３を開放させるようにした
ものである。制御手段１０は、このような電磁弁２５．
２６の切換期間を制御信号として出力するようになって
いる。

［発明の効果］以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

排気ブレーキ弁のＲ年初速度を、検出手段によって検出
された車両の運転状態に応じて減速制御するようにした
ので、排気ブレーキ解除時におけるショック感や加速感
等、乗心地や運転感覚を改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適一実施例を示す構成図、第２図は
制御系を示す構成図、第３図は制御手段のメモリに記憶
される機関回転数と排気ブレーキ弁の開作動速度との関
係を示すグラフ、第４図は動力吸収エネルギ聞とｌｉ関
四回転数の関係を示すグラフ、第５図は排気ブレーキに
よる動力吸収エネルギ団と機関回転数との関係を示すグ
ラフ、第６図は制御手段による制御フローの一例を示す
フローチ１シート、第７図はアクチュエータの変形例を
示す構成図、第８図はその制御パルス信号の一例を示す
波形図、第９図はアクチュエータの他の変形例を示す構
成図、第１０図はその制御パルス信号の一例を示す波形
図である。図中、２は排気通路、３は排気ブレーキ弁、８は検出手
段、１０は制御手段、１１はギヤ段検出手段、１２は８
１関回転数検出手段である。特許出願人　　いすず自動車株式会社代理人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 −一部　　　　　　層循は彪殻（Ｎ）　　　　−〜第３
図第４図弘−凧閲亘転奴−〜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）排気通路を絞って機関を制動させる排気ブレーキ
弁と、車両の運転状態を検出する検出手段と、上記排気
ブレーキ弁の開作動速度を、上記検出手段によって検出
された検出値に応じて減速制御する制御手段とを備えた
排気ブレーキ装置。
（２）上記検出手段が、車両の運転状態として変速ギヤ
比を検出するギヤ段検出手段である前記特許請求の範囲
第１項記載の排気ブレーキ装置。
（３）上記検出手段が、車両の運転状態として上記機関
の回転数を検出する機関回転数検出手段である前記特許
請求の範囲第１項記載の排気ブレーキ装置。
（４）上記検出手段が、車両の運転状態として変速ギヤ
比及び上記機関の回転数を夫々検出するギヤ段検出手段
及び機関回転数検出手段である前記特許請求の範囲第１
項記載の排気ブレーキ装置。
（５）上記制御手段が、上記検出手段によって検出され
た変速ギヤ比が小さいときに、低い減速率で上記排気ブ
レーキ弁を高速開作動させると共に、変速ギヤ比が大き
いときに、高い減速率で低速同作動させる制御信号を出
力するように構成された前記特許請求の範囲第２項記載
の排気ブレーキ装置。
（６）上記制御手段が、上記検出手段によつて検出され
た機関回転数に基づいて、排気ブレーキによる動力吸収
エネルギ量が小さいときに、低い減速率で上記排気ブレ
ーキ弁を高速開作動させると共に、動力吸収エネルギ量
が大きいときに、高い減速率で低速開作動させる制御信
号を出力するように構成された前記特許請求の範囲第３
項記載の排気ブレーキ装置。
（７）上記制御手段が、上記検出手段によって検出され
た変速ギヤ比が小さく、且つ検出された機関回転数に基
づいて排気ブレーキによる動力吸収エネルギ量が小さい
ときに、低い減速率で上記排気ブレーキ弁を高速開作動
させると共に、変速ギヤ比が大きく、且つ動力吸収エネ
ルギ量が大きいときに、高い減速率で低速開作動させる
制御信号を出力するように構成された前記特許請求の範
囲第４項記載の排気ブレーキ装置。