(57)【要約】【課題】通常走行と圧縮圧開放との切り替えに伴うガスの吸気流路への吹き返しを抑制し得る圧縮圧開放型ブレーキ機構及びその制御方法を提供する。【解決手段】通常走行時は、吸気行程に先立つピストン３の上昇に伴い排気弁４を開弁して排気行程を実行させる排気カム９ａと排気弁４を連動させる一方、圧縮圧開放時には、排気弁４と排気カム９ａとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて排気弁４を開弁するブレーキカム９ｆと排気弁４を連動させるよう構成し、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、排気弁４を排気カム９ａ及びブレーキカム９ｆと連動させてから、排気カム９ａ又はブレーキカム９ｆのうち一方との連動を断つよう構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常走行時は、吸気行程に先立つピストンの上昇に伴い排気弁を開弁して排気行程を実行させる排気カムと前記排気弁を連動させる一方、
圧縮圧開放時には、前記排気弁と前記排気カムとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて前記排気弁を開弁するブレーキカムと前記排気弁を連動させるよう構成し、
通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、前記排気弁を前記排気カム及び前記ブレーキカムと連動させてから、前記排気カム又は前記ブレーキカムのうち一方との連動を断つよう構成したことを特徴とする圧縮圧開放型ブレーキ機構。
【請求項２】
通常走行と圧縮圧開放との切り替え時における前記ピストンのサイクル中、前記排気弁は、前記ブレーキカムに形成され圧縮下死点付近で前記排気弁を開弁するカムローブによりリフトされた状態から、前記排気カムに形成され排気行程にて前記排気弁を開弁するカムローブによりリフトされる状態へ切り替わるよう構成され、
前記ブレーキカムのカムローブは、該ブレーキカムのカムローブから前記排気カムのカムローブへ前記排気弁のリフトが切り替わる際、前記ブレーキカムのカムローブにおけるリフト量の時間あたりの変化量と、前記排気カムのカムローブにおけるリフト量の時間あたりの変化量とが滑らかに連続するようプロフィールを設定されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮圧開放型ブレーキ機構。
【請求項３】
通常走行と圧縮圧開放との切り替え時における前記ピストンのサイクル中、前記ブレーキカムに形成され圧縮下死点付近で前記排気弁を開弁するカムローブは、該カムローブのリフト量が、前記排気カムに形成され排気行程にて前記排気弁を開弁するカムローブによるリフト量を超えないようプロフィールを設定されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮圧開放型ブレーキ機構。
【請求項４】
通常走行時は、吸気行程に先立つピストンの上昇に伴い排気弁を開弁して排気行程を実行させる排気カムと前記排気弁を連動させる一方、
圧縮圧開放時には、前記排気弁と前記排気カムとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて前記排気弁を開弁するブレーキカムと前記排気弁を連動させ、
通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、前記排気弁を前記排気カム及び前記ブレーキカムと連動させてから、前記排気カム又は前記ブレーキカムのうち一方との連動を断つことを特徴とする圧縮圧開放型ブレーキ機構の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮圧開放型ブレーキ機構及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トラックやバス等の大型車両は、車両本体の重量が大きい上に積載荷重も加わるので、積載時の制動には大きな制動力を要する。このため、こうした大型車両においては、圧縮圧開放型ブレーキと呼ばれる機構をエンジンに備えることが行われている。
【０００３】
圧縮圧開放型ブレーキ機構に関する技術を記載した文献としては、例えば、下記特許文献１等がある。エンジンの圧縮上死点付近で排気弁を強制的に開作動して圧縮圧を開放し、続く膨張行程におけるピストンを押し下げる力を少なくすることで、圧縮行程において得た制動力を有効に作用させる仕組みである。こうした圧縮圧開放型ブレーキを、常用のブレーキや一般的なエンジンブレーキに加えて補助的に用いることで、積載時の下り坂等においても十分な制動力を得ることができる。
【０００４】
さらに近年では、上述の如く圧縮上死点付近で排気弁を開弁することと併せ、通常走行時に行われるような排気行程を実行しないようにすることでピストンの作動にかかる抵抗力を増し、より強い制動力を得るようにした圧縮圧開放型ブレーキ機構が提案されている。すなわち、通常走行時においては、吸気行程に先立つピストンの上昇行程で排気カムによりロッカーアームの一端が押し上げられて排気弁が開弁され、排気が実行されるが、圧縮圧開放時には、前記排気カムを前記ロッカーアームに対し空振り（ロストモーション）させることで、上述の如き排気行程が実行されないようにすることができる。この種の機構はロストモーションシステム等と呼称され、例えば下記特許文献２等に関連する技術が記載されている。
【０００５】
図１２、図１３はこうした圧縮圧開放型ブレーキ機構の一例を示している。ここに示す例では、通常走行に関わるロッカーアーム（排気ロッカー）と、圧縮圧開放に関わるロッカーアーム（ブレーキロッカー）の２種類のロッカーアームが互いに隣接して設置されており、図１２は排気ロッカーアーム周辺の機構を、図１３はブレーキロッカーアーム周辺の機構をそれぞれ図示している。各図中、１はシリンダ、２は燃焼室、３はピストン、４は排気弁、５、６はエンジンにおける吸気流路及び排気流路をそれぞれ示している。
【０００６】
図１２に示す如く、排気ロッカー７はロッカーシャフト８を中心に揺動可能に支持されており、基端に備えたローラ７ａがカムシャフト９の排気カム９ａに押し上げられることで、先端にバルブブリッジ１０を介して接続された排気弁４を押し下げ、該排気弁４の開作動を行うようになっている。排気カム９ａは１個のカムローブ９ｂを備えており、排気行程のタイミングで排気弁４の開作動を行うよう、プロフィールを設定されている。
【０００７】
また、上記した排気ロッカー７と隣接する形で、図１３に示す如きブレーキロッカー１１が、排気ロッカー７と同様にロッカーシャフト８を中心として揺動可能に支持されている。ブレーキロッカー１１の基端に備えたローラ１１ａは、カムシャフト９に備えたブレーキカム９ｃに接している。ブレーキカム９ｃは２個のカムローブ９ｄ，９ｅを備えており、圧縮上死点付近にて排気弁４の開作動を行うよう、プロフィールを設定されている。そして、カムローブ９ｄ，９ｅがそれぞれ圧縮上死点付近にてローラ１１ａを押し上げて排気弁４の開作動を行い、このタイミングで燃焼室２内のガスを排気流路６へ抜き出すことで、続く膨張行程に際し、燃焼室２内のガスが膨張してピストン３を押し下げる力を少なくするようになっている。
【０００８】
すなわち、ここに説明した２個のロッカーアームは、上述の如く同じロッカーシャフト８を中心に傾動し、且つ先端を同じバルブブリッジ１０に接続されているが、連動するカムやそのプロフィールは互いに異なっており、排気ロッカー７は排気カム９ａに、ブレーキロッカー１１はブレーキカム９ｃに、それぞれ連動する。また、排気弁４を支持するバルブブリッジ１０は、図示しない油圧機構等の機構により、排気ロッカー７又はブレーキロッカー１１のいずれかの傾動に従って上下するよう、従動するロッカーアームを切り替えられるように構成されている。そして、バルブブリッジ１０は、通常走行時には排気ロッカー７の傾動に、圧縮圧開放時にはブレーキロッカー１１の傾動に、それぞれ従って動作するように切り替えられる。このようにして、排気弁４は、通常走行時には排気カム９ａのプロフィールに沿って開作動されるが、圧縮圧開放時にはブレーキカム９ｃのプロフィールに沿って開作動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３５５４２０号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／００２４２６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述の如き圧縮圧開放型ブレーキ機構においては、通常走行から圧縮圧開放への切り替えや、圧縮圧開放から通常走行への切り替えの際に、排気カム９ａが排気弁４と連動しない一方、ブレーキカム９ｃのプロフィールに沿った動作も行わない期間が存在する場合がある。すなわち、例えば通常走行から圧縮圧開放への切り替え時、排気弁４とブレーキカム９ｃとの連動に先立って排気弁４と排気カム９ａとの連動を解除するという順序を採用すると、排気弁４がいずれのカムとも連動しない状態が一時的に生じる。また逆に、圧縮圧開放から通常走行への切り替え時、排気弁４と排気カム９ａとの連動に先立って排気弁４とブレーキカム９ｃとの連動を解除するようにした場合も同様である。
【００１１】
この間は、排気弁４は排気カム９ａと連動しないので、該排気カム９ａのプロフィールに沿って開作動されることはなく、また、ブレーキカム９ｃとも連動しないので、該ブレーキカム９ｃのプロフィールに沿って開作動されることもない。その結果、圧縮行程にて燃焼室２内に圧縮されたガスが排気されないまま次の吸気行程が開始されることになり、該吸気行程において、燃焼室２内で圧縮されたガスが図示しない吸気弁の開弁に伴って吸気流路５へ逆流する、吹き返しと呼ばれる現象が生じる。
【００１２】
そして、吹き返しの際には、大きな異音が発生するほか、吸気側の流路内で圧力の脈動が起こったり、また、ターボチャージャを備えたエンジンであれば、吹き返したガスが前記ターボチャージャのコンプレッサに到達してサージングの発生を招くなどの不具合を生じる。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑み、通常走行と圧縮圧開放との切り替えに伴うガスの吸気流路への吹き返しを抑制し得る圧縮圧開放型ブレーキ機構及びその制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、通常走行時は、吸気行程に先立つピストンの上昇に伴い排気弁を開弁して排気行程を実行させる排気カムと前記排気弁を連動させる一方、圧縮圧開放時には、前記排気弁と前記排気カムとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて前記排気弁を開弁するブレーキカムと前記排気弁を連動させるよう構成し、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、前記排気弁を前記排気カム及び前記ブレーキカムと連動させてから、前記排気カム又は前記ブレーキカムのうち一方との連動を断つよう構成したことを特徴とする圧縮圧開放型ブレーキ機構にかかるものである。
【００１５】
而して、このようにすれば、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時においても、排気弁が排気カムとブレーキカムのいずれとも連動を断たれる状態を回避し、吸気行程に先立って排気弁を開作動させることができる。
【００１６】
本発明の圧縮圧開放型ブレーキ機構においては、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時における前記ピストンのサイクル中、前記排気弁は、前記ブレーキカムに形成され圧縮下死点付近で前記排気弁を開弁するカムローブによりリフトされた状態から、前記排気カムに形成され排気行程にて前記排気弁を開弁するカムローブによりリフトされる状態へ切り替わるよう構成し、前記ブレーキカムのカムローブは、該ブレーキカムのカムローブから前記排気カムのカムローブへ前記排気弁のリフトが切り替わる際、前記ブレーキカムのカムローブにおけるリフト量の時間あたりの変化量と、前記排気カムのカムローブにおけるリフト量の時間あたりの変化量とが滑らかに連続するようプロフィールを設定することができ、このようにすれば、ブレーキカムのカムローブから排気カムのカムローブへと排気弁のリフトが切り替わる際の動作を滑らかにすることができる。
【００１７】
本発明の圧縮圧開放型ブレーキ機構においては、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時における前記ピストンのサイクル中、前記ブレーキカムに形成され圧縮下死点付近で前記排気弁を開弁するカムローブは、該カムローブのリフト量が、前記排気カムに形成され排気行程にて前記排気弁を開弁するカムローブによるリフト量を超えないようプロフィールを設定することができ、このようにすれば、ブレーキカムのカムローブから排気カムのカムローブへの排気弁のリフトの切り替わりが行われないようにすることができる。
【００１８】
また、本発明は、通常走行時は、吸気行程に先立つピストンの上昇に伴い排気弁を開弁して排気行程を実行させる排気カムと前記排気弁を連動させる一方、圧縮圧開放時には、前記排気弁と前記排気カムとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて前記排気弁を開弁するブレーキカムと前記排気弁を連動させ、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、前記排気弁を前記排気カム及び前記ブレーキカムと連動させてから、前記排気カム又は前記ブレーキカムのうち一方との連動を断つことを特徴とする圧縮圧開放型ブレーキ機構の制御方法にかかるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の圧縮圧開放型ブレーキ機構及びその制御方法によれば、以下の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２０】
（Ｉ）本発明の請求項１、４に記載の発明によれば、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時においても、吸気行程に先立って排気弁を開作動させることで、ガスの吸気流路への吹き返しを抑制することができる。
（ＩＩ）本発明の請求項２、３に記載の発明によれば、排気弁のリフトに係るカムローブの切り替わりに伴う不連続な動きを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施による圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示す図であり、通常走行時の状態を示している。
【図２】本発明の実施による圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示す図であり、圧縮圧開放時の状態を示している。
【図３】本発明の実施による圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示す図であり、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時の状態を示している。
【図４】本発明の実施による第二のロッカーアーム及び排気カムの形態の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施による通常走行時の各カムのプロフィールと、排気弁のリフト量との関係を説明するグラフである。
【図６】（Ａ）は本発明の実施例によるブレーキカムの形態を、（Ｂ）は本発明の第二の参考例によるブレーキカムの形態を、（Ｃ）は本発明の実施例によるブレーキカムの別の形態をそれぞれ示している。
【図７】本発明の実施による圧縮圧開放時の各カムのプロフィールと、排気弁のリフト量との関係を説明するグラフである。
【図８】本発明の第一の参考例による通常走行と圧縮圧開放との切り替え時の各カムのプロフィールと、排気弁のリフト量との関係の一例を説明するグラフである。
【図９】本発明の実施による通常走行と圧縮圧開放との切り替え時の各カムのプロフィールと、排気弁のリフト量との関係を説明するグラフである。
【図１０】本発明の実施による圧縮圧開放型ブレーキ機構の制御方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第二の参考例による通常走行と圧縮圧開放との切り替え時の各カムのプロフィールと、排気弁のリフト量との関係の一例を説明するグラフである。
【図１２】従来の圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示す図であり、排気ロッカー周辺の構成を示している。
【図１３】従来の圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示す図であり、ブレーキロッカー周辺の構成を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明の適用される圧縮圧開放型ブレーキ機構の形態の一例を示すものであって、図中、図１２、図１３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図１は通常走行時の状態、図２は圧縮圧開放時の状態、図３は通常走行と圧縮圧開放との切り替え時の状態をそれぞれ示している。
【００２４】
本実施例の場合、ロッカーアームとして２個のロッカーアームを備えた構成は図１２、図１３に示した従来例と同様であるが、排気カムやブレーキカムと排気弁との連動を切り替える際の方式や順序が、上記従来例とは異なっている。
【００２５】
図１〜図３に示す如く、第一のロッカーアーム１２はロッカーシャフト８を中心に揺動可能に支持されている。第一のロッカーアーム１２の先端部には、下方へ向かって伸縮可能に構成された第一の伸縮部１２ｂが備えられており、該第一の伸縮部１２ｂの下端がバルブブリッジ１０の上面に接続されている。第一の伸縮部１２ｂは、例えば第一のロッカーアーム１２の内部に備えた図示しない油圧機構により動作するアクチュエータである。
【００２６】
第一のロッカーアーム１２の基端部にはローラ１２ａが備えられており、図２に示す圧縮圧開放時には、該ローラ１２ａがカムシャフト９のブレーキカム９ｆに押し上げられる。ブレーキカム９ｆは、圧縮上死点付近にて排気弁４の開作動を行うプロフィールを備えたカムであり、このブレーキカム９ｆのプロフィールに沿って第一のロッカーアーム１２が傾動することで、該第一のロッカーアーム１２の先端にバルブブリッジ１０を介して接続された排気弁４をリフトし、開作動を行うようになっている。
【００２７】
また、第一のロッカーアーム１２の上面には、該上面から上方へ突出する突出部１４が形成されており、該突出部１４には、第一のロッカーアーム１２の基端側へ向かって伸縮可能に構成された第二の伸縮部１２ｃを備えている。第二の伸縮部１２ｃは、例えば第一のロッカーアーム１２の内部に備えた図示しない油圧機構により動作するアクチュエータであり、突出部１４に対し、図１〜図３の紙面に関して手前側に位置している。
【００２８】
第二のロッカーアーム１３は、図４に示す如く、ブレーキカム９ｆ（図１〜図３参照）と同じカムシャフト９に備えた排気カム９ａのプロフィールに沿って動作するロッカーアームであり、第一のロッカーアーム１２（図１〜図３参照）と同じくロッカーシャフト８を中心に傾動可能に支持され、基端はローラ１３ａを介して排気カム９ａと接している。排気カム９ａは、吸気行程に先立ちピストン３（図１〜図３参照）が圧縮下死点から上方へ向かう排気行程でのみ排気弁４の開作動を行うプロフィールを備えたカムである。
【００２９】
この第二のロッカーアーム１３が、図１〜図３に一点鎖線にて示す如く、第一のロッカーアーム１２に隣接するように設置される。第二のロッカーアーム１３及び排気カム９ａは、例えば図１〜図３の紙面における第一のロッカーアーム１２及びブレーキカム９ｆの手前側に位置している。
【００３０】
第二のロッカーアーム１３の上面には、該上面から上方へ突出する突出部１５が形成されている。この突出部１５は、第一のロッカーアーム１２と第二のロッカーアーム１３が互いに隣接した状態において、第一のロッカーアーム１２の突出部１４よりも基端側に位置し、且つ、第二の伸縮部１２ｃと対向するように配置される。そして、第二の伸縮部１２ｃが伸長すると、図１に示す如く、第二の伸縮部１２ｃが第二のロッカーアーム１３の突出部１５に突き当たるようになっている。
【００３１】
このような構成により、本実施例では、通常走行時には第一のロッカーアーム１２と第二のロッカーアーム１３とが連動して動作し、圧縮圧開放時には第一のロッカーアーム１２が第二のロッカーアーム１３と独立に動作するようになっている。以下、順番に説明する。
【００３２】
通常走行時には、図１に示す如く、第一のロッカーアーム１２に備えた第二の伸縮部１２ｃが伸長して第二のロッカーアーム１３の突出部１５に突き当たっており、これにより、第一のロッカーアーム１２全体が第二のロッカーアーム１３の突出部１５を起点として反時計回りに傾動させられている。この状態では、第一のロッカーアーム１２の基端部が持ち上げられてローラ１２ａがカムシャフト９から離間しており、第一のロッカーアーム１２では、ブレーキカム９ｆに連動した動作は行われない。
【００３３】
一方、第二のロッカーアーム１３はローラ１３ａにて排気カム９ａと接しており、その傾動は排気カム９ａのプロフィールと連動している。そして、第二のロッカーアーム１３は、上述の如く第二の伸縮部１２ｃを介して第一のロッカーアーム１２と接しており、第二のロッカーアーム１３の傾動は、該第二のロッカーアーム１３が第二の伸縮部１２ｃを介して第一のロッカーアーム１２を押すことにより、第一のロッカーアーム１２に伝達される。
【００３４】
こうして、第一のロッカーアーム１２は、ブレーキカム９ｆのプロフィールに沿った動作はせず、第二のロッカーアーム１３と共に、排気カム９ａと連動した動作を行う。
【００３５】
この際、第一の伸縮部１２ｂは収縮している。こうすることで、第一のロッカーアーム１２の基端部を持ち上げつつ先端部は下方に下げ、カムシャフト９とローラ１２ａとを離間させながら、第一の伸縮部１２ｂとバルブブリッジ１０との間で適切な距離を保つことができる。
【００３６】
この状態におけるピストン３のサイクルに沿った各カムのプロフィールと排気弁４のリフト量の関係を図５に示す。図中、一点鎖線がブレーキカム９ｆのプロフィール、二点鎖線が排気カム９ａのプロフィール、破線が図示しない吸気カムのプロフィール、実線が排気弁４のリフト量をそれぞれ示している。ブレーキカム９ｆと排気カム９ａは、図１〜図３及び図６（Ａ）にそれぞれ実線又は一点鎖線にて示す如き形状を有しており、ブレーキカム９ｆは３個のカムローブ９ｇ，９ｈ，９ｉを、排気カム９ａは１個のカムローブ９ｂを、それぞれ備えている。４個のカムローブ９ｂ，９ｇ，９ｈ，９ｉは、リフト量の大きさにより大中小の３種類に分けることができ、排気カム９ａに備えたカムローブ９ｂは大きいリフト量を有し、ブレーキカム９ｆに備えたカムローブ９ｇ，９ｈ，９ｉのうち、カムローブ９ｇ，９ｈが小さいリフト量を、カムローブ９ｉが中程度のリフト量を有している。こうした形状のブレーキカム９ｆと排気カム９ａが、カムシャフト９の回転に従い、互いに図５に示す如きプロフィールにて動作している。
【００３７】
通常走行時は、バルブブリッジ１０を介して排気弁４と接続した第一のロッカーアーム１２（図１参照）が、上述の如く排気カム９ａのプロフィールに沿って動作する。排気カム９ａに備えたカムローブ９ｂは、吸気行程前の圧縮下死点付近（約１３０°）から圧縮上死点（３６０°）付近にかけて排気弁４をリフトし、一度大きく開作動して排気を実行する。
【００３８】
この間、第一のロッカーアーム１２のローラ１２ａは図１に示す如くカムシャフト９から離間している。この位置関係は、図５に示す如く、ブレーキカム９ｆのプロフィールを示す一点鎖線の全体が相対的に下方へ押し下げられ、大部分がリフト量ゼロ未満に位置する状態として表される。このような状態では、ブレーキカム９ｆのカムローブのうち、小さい２つのカムローブ９ｇ，９ｈはローラ１２ａに接触することはなく、該カムローブ９ｇ，９ｈにより排気弁４がリフトされることはない。また、中程度のリフト量を有するカムローブ９ｉは、図５のグラフ上では短い時間、ゼロ以上のリフト量を有するが、カムローブ９ｉのピークは排気行程前半の圧縮下死点（１８０°）付近に設定されており、この位置におけるカムローブ９ｉによるローラ１２ａのリフト量は、排気カム９ａのカムローブ９ｂによるローラ１３ａのリフト量よりも小さい。したがって、この間、結果的に第一のロッカーアーム１２のローラ１２ａにカムローブ９ｉが接触することはなく、カムローブ９ｉが排気弁４の開作動に寄与することはない。
【００３９】
次に、圧縮圧開放時における作動を説明する。積載時の下り坂等の条件で、アクセルオフのまま一定の時間が経過すると、第一のロッカーアーム１２では、図２に示す如く第一の伸縮部１２ｂが伸長すると共に第二の伸縮部１２ｃが収縮する。第一の伸縮部１２ｂの伸長により、第一のロッカーアーム１２の全体がロッカーシャフト８を中心に時計回りに傾動し、基端部のローラ１２ａがブレーキカム９ｆに当接する。一方、第二のロッカーアーム１３のローラ１３ａは排気カム９ａに当接し、第二のロッカーアーム１３全体が排気カム９ａのプロフィールに沿って動作しているが、第一のロッカーアーム１２の第二の伸縮部１２ｃは収縮して第二のロッカーアーム１３の突出部１５から離間し、第一のロッカーアーム１２と第二のロッカーアーム１３の間の連動は断たれているので、第一のロッカーアーム１２は排気カム９ａのプロフィールに従って動くことはない。つまり、排気カム９ａは、排気弁４に対して空振り（ロストモーション）した状態となる。
【００４０】
第一のロッカーアーム１２が傾動して基端部のローラ１２ａがブレーキカム９ｆに当接した状態は、図７に示す如くブレーキカム９ｆのプロフィールを示す一点鎖線が上方へ底上げされた状態として表される。一方、排気カム９ａは上述の通り排気弁４に対しロストモーションしているので、排気弁４は図７に実線で示す如く、ブレーキカム９ｆのプロフィールにのみ沿って動作することになる。
【００４１】
本実施例の場合、小さいリフト量を有するカムローブ９ｇ，９ｈにより、圧縮上死点（０°、３６０°）付近で排気弁４が開作動され、ピストン３の上昇により圧縮された燃焼室２内のガスが排気流路６へ開放されるようになっている。また、これに加え、吸気行程前の圧縮下死点（１８０°）付近においても中程度のリフト量を有するカムローブ９ｉにより排気弁４を開作動し、排気流路６側から燃焼室２内にガスを吸い込むようにしている。このようにすると、圧縮下死点（１８０°）で吸い込んだガスが次のピストン３の上昇に伴って圧縮され、抵抗力として作用するので、より強い制動力を得ることが可能となる。
【００４２】
さらに、図１の通常走行時から、図２の圧縮圧開放時への移行時における状態を図３に示す。本実施例の場合、通常走行から圧縮圧開放への移行は、第一のロッカーアーム１２において、まず第一の伸縮部１２ｂを伸長させ、次に第二の伸縮部１２ｃを収縮させるという順序で実行される。これは、通常走行から圧縮圧開放への移行時、吹き返しが発生することを防止するための手順である。
【００４３】
ここで、圧縮圧開放への移行にあたり、仮に第一の伸縮部１２ｂの伸長に先立って第二の伸縮部１２ｃの収縮を行うとすれば、移行の間、第一のロッカーアーム１２が第二のロッカーアーム１３の動きと連動することなく、また、基端部のローラ１２ａもカムシャフト９から離間しているという状態が生じる。
【００４４】
この場合のピストン３のサイクルに沿った各カムのプロフィールと排気弁４のリフト量の関係を、第一の参考例として図８に示す。このとき、第一のロッカーアーム１２は第二のロッカーアーム１３に連動せず、排気カム９ａは排気弁４に対しロストモーションしているので、排気カム９ａが排気弁４をリフトすることはない。一方、第一のロッカーアーム１２のローラ１２ａもカムシャフト９から離間しており、一点鎖線として図示されるブレーキカム９ｆのプロフィールは、カムローブ９ｉのピークに相当する圧縮下死点（１８０°）付近の他は、リフト量ゼロ未満に位置している。すなわち、いずれのカムも排気弁４との連動を断たれている。
【００４５】
この状態では、圧縮上死点付近で排気弁４が開作動されることはなく、開作動が行われるのは吸気行程前の圧縮下死点（１８０°）付近の僅かな区間だけである。ここで排気弁４が開作動されても、圧縮下死点付近では燃焼室２内の圧力は大きくない上、ここでの排気弁４のリフト量は小さく、開作動される時間も短い。したがって、燃焼室２から排気流路６にガスが排出されることはないか、排出されるとしても量は僅かである。その結果、燃焼室２内には相当量のガスが残留することになり、圧縮下死点（１８０°）から圧縮上死点（３６０°）へ至る過程で圧縮された燃焼室２内のガスが、続く吸気の行程において、図示しない吸気弁の開弁の際に吸気流路５側へ流出する吹き返しが発生してしまう。
【００４６】
そこで、第一の伸縮部１２ｂを伸長させてから第二の伸縮部１２ｃを収縮させるという上述の手順を取れば、こうした事態を回避することができる。すなわち、圧縮圧開放への移行にあたり、第二の伸縮部１２ｃの収縮に先立って第一の伸縮部１２ｂを伸長させれば、移行の間、第一のロッカーアーム１２が第二のロッカーアーム１３の動きと連動しながら、基端部のローラ１２ａはブレーキカム９ｆと接しているという状態となる。この場合、各カムと排気弁４のリフト量は図９の如き関係を示し、上方に押し上げられた一点鎖線として図示されるブレーキカム９ｆのプロフィールと、二点鎖線として図示される排気カム９ａのプロフィールの両方に従って排気弁４がリフトされることになる。
【００４７】
すなわち、図８にて説明した第一の参考例の場合とは異なり、破線にて示される吸気行程に先立つピストン３（図３参照）の上昇行程にて、排気弁４が大きく開作動される排気行程が実行されるので、続く吸気行程の開始時、燃焼室２内には吹返しが生じるほどのガスは残留していない。こうすることにより、通常走行から圧縮圧開放への移行時においても吹き返しの発生を抑制することができる。
【００４８】
図３や図９に示す如きこうした動作は、圧縮圧開放時から通常走行時への移行時においても同様である。すなわち、図２に示す圧縮圧開放の状態から図１に示す通常走行の状態へと移行する際には、まず第二の伸縮部１２ｃを伸長させてから、第一の伸縮部１２ｂを収縮させるという順序で実行されるので、この時にも、図３、図９に示す如くいずれのカムも排気弁４と連動する状態となり、吸気に先立って排気行程が実行される結果、吹き返しは発生しない。
【００４９】
上述の如き一連の操作の流れを、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
図１に示す如き通常走行の状態から、アクセルオフのまま一定時間が経過した時点で、圧縮圧開放への移行が開始される。この時には、まずステップＳ１として、第一の伸縮部１２ｂを伸長させて排気弁４とブレーキカム９ｆとを連動させ（図３参照）、次にステップＳ２として、第二の伸縮部１２ｃを収縮させて第二のロッカーアーム１３と第一のロッカーアーム１２との連動を解除し、排気弁４と排気カム９ａとの連動を断つ（図２参照）。こうして、圧縮圧開放への移行が完了する。
【００５１】
さらに、ここからアクセルが再びオンにされる等、通常走行の状態へ戻る際には、まずステップＳ３として、第二の伸縮部１２ｃを伸長させて第二のロッカーアーム１３と第一のロッカーアーム１２との連動させ、排気弁４と排気カム９ａとを連動させる（図３参照）。さらにステップＳ４として、第一の伸縮部１２ｂを収縮させて排気弁４とブレーキカム９ｆとの連動を断つ（図１参照）。こうして通常走行への移行が完了する。
【００５２】
上述の如き手順により通常走行と圧縮圧開放との移行を実行するにあたり、特に本実施例では、移行をスムーズにするため、ブレーキカム９ｆのプロフィールに特徴を持たせている。
【００５３】
上にも説明したように、本実施例のブレーキカム９ｆは、図６（Ａ）に示す如く圧縮上死点で排気弁４を小さいリフト量にて開作動する２個のカムローブ９ｇ，９ｈと、吸気行程前の圧縮下死点で排気弁４を中程度のリフト量にて開作動する１個のカムローブ９ｉを備えている（図２、図３及び図７参照）。ここで、図６（Ａ）にはブレーキカム９ｆと共に排気カム９ａをも一点鎖線にて図示しているが、本実施例のブレーキカム９ｆでは、カムローブ９ｉのプロフィールを、排気カム９ａのカムローブ９ｂのプロフィールと滑らかに連続するように設定している。
【００５４】
こうしたブレーキカム９ｆ及びカムローブ９ｉの形状について、図６（Ｂ）に第二の参考例として図示したブレーキカム９ｆ'と比較して説明する。
【００５５】
第二の参考例のブレーキカム９ｆ'は、圧縮上死点で排気弁４を小さいリフト量にて開作動する２個のカムローブ９ｇ'，９ｈ'、及び吸気行程前の圧縮下死点で排気弁４を中程度のリフト量にて開作動する１個のカムローブ９ｉ'を備えている点は本実施例のブレーキカム９ｆと同様であるが、各カムローブ９ｇ'，９ｈ'， ９ｉ'は、図１１に一点鎖線にて示す如く、それぞれ圧縮上死点（０°、３６０°）及び圧縮下死点（１８０°）を頂点として略正弦曲線状のプロフィールを有している。
【００５６】
こうしたプロフィールを有するブレーキカム９ｆ'を本実施例のブレーキカム９ｆの代わりに装備した圧縮圧開放型ブレーキ機構を仮定すると、通常走行と圧縮圧開放との移行時、排気弁４は排気カム９ａ及びブレーキカム９ｆ'の両方に従ってリフトされることになる（図３参照）。すなわち、排気弁４のリフトは、図１１に実線で示す如く、一点鎖線として図示されるブレーキカム９ｆ'のプロフィールと、二点鎖線として図示される排気カム９ａのプロフィールの両方に沿った動きをする。
【００５７】
ここで、約９０°から１８０°の区間におけるブレーキカム９ｆ'を示す曲線（一点鎖線）と、排気カム９ａを示す曲線（二点鎖線）との関係に注目されたい。この区間において、９０°から１５０°付近にかけてのカムローブ９ｉ'におけるリフト量（一点鎖線）の立ち上がりは、カムローブ９ｂにおけるリフト量（二点鎖線）の立ち上がりより先であり、且つ立ち上がりの速度（傾き）はカムローブ９ｂより先に減少に転じている。その結果、第一のロッカーアーム１２は、９０°から１５０°付近にかけてはブレーキカム９ｆ'のカムローブ９ｉ'によりローラ１２ａをリフトされた後、１５０°付近で排気カム９ａのカムローブ９ｂによる第二のロッカーアーム１３の動作と連動する動作に切り替わる。この際、カムローブ９ｉ'のプロフィールと、カムローブ９ｂのプロフィールとは滑らかに連続していないため、第一のロッカーアーム１２は、この１５０°付近の時点で、カムローブ９ｉ'による動作とカムローブ９ｂによる動作の間を不連続な動きでがたつくように切り替わることになる。すなわち、図１〜図３に示す如き構成に即して説明すれば、ブレーキカム９ｆ'によって第一のロッカーアーム１２のローラ１２ａが持ち上げられ、第一のロッカーアーム１２が傾動している途中に、その速度よりも速い速度で第二のロッカーアーム１３が傾動し、突出部１５が第二の伸縮部１２ｃに突き当たってくるような動きとなる。そして、排気弁４もこれに沿った動きでリフトされる。
【００５８】
ここで、本実施例のブレーキカム９ｆでは、図９に一点鎖線にて示す如く、カムローブ９ｉにおけるリフト量の立ち上がりが、第二の参考例のカムローブ９ｉ'におけるリフト量の立ち上がり（図１１参照）と比較して緩やかになっている。すなわち、図６（Ｂ）に示すブレーキカム９ｆ' のカムローブ９ｉ'と比較すると、ちょうど図６（Ａ）に矢印にて示す斜線の領域の分だけカムローブ９ｉが低く形成されており、その結果、図９に示す如く、１５０°付近でカムローブ９ｉのリフト量を示す曲線（一点鎖線）が排気カム９ａのリフト量を示す曲線（二点鎖線）と交わる点において、互いの速さ、すなわちリフト量の時間あたりの変化量（曲線の傾き）が滑らかに連続するようになっている（尚、図９は横軸をクランク角としているので、図中における各曲線の傾きは、正確には時間あたりではなくクランク角の変化量あたりのリフト量の変化を表しているが、クランク角の変化量は時間経過に依存するので、ここではクランク角の変化量を時間に対応する量と見なして説明している）。
【００５９】
このようなプロフィールを採用すれば、ブレーキカム９ｆにより第一のロッカーアーム１２のローラ１２ａが持ち上げられ、第一のロッカーアーム１２が傾動している途中（図３参照）、クランク角１５０°付近の位置（図９参照）で第二のロッカーアーム１３が傾動して突出部１５が第二の伸縮部１２ｃに接触し、その後、第一のロッカーアーム１２は排気カム９ａのプロフィールに沿って作動することになるが、この接触の際、第一のロッカーアーム１２の傾動の速度と、第二のロッカーアーム１３の傾動の速度が略一致するため、切り替わりの際の動作が滑らかに行われるのである。
【００６０】
尚、このようにカムローブ９ｉを形成すると、圧縮圧開放時、吸気行程前の圧縮下死点（１８０°）における排気弁４のリフト量の総計は小さくなるが（図９参照）、そうであっても、続くピストン３の上昇行程で抵抗となり得る十分な量のガスを取り込むことは可能である。
【００６１】
また、図６（Ｃ）に示す如く、カムローブ９ｉにおける立ち上がりのタイミングを遅くすると共に立ち上がり量を小さく設定し、カムローブ９ｉによるリフト量が、該カムローブ９ｉの全リフト域にわたってカムローブ９ｂのリフト量を超えないようにしても良く、この場合は、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時において、ブレーキカム９ｆのカムローブ９ｉから排気カム９ａのカムローブ９ｂへの排気弁４のリフトの切り替わり自体が行われない。その結果、図６（Ａ）に示す如きカムローブ９ｉを採用した場合と同様、上述の如き第一のロッカーアーム１２と第二のロッカーアーム１３の切り替わりに際する動きの不連続性の問題は発生しない。ただし、ガスを取り込むという点からは、図６（Ａ）に示す如き形状とした方が、圧縮下死点（１８０°）におけるリフト量を大きくできるのでより好ましい。
【００６２】
以上のように、上記本実施例においては、通常走行時は、吸気行程に先立つピストン３の上昇に伴い排気弁４を開弁して排気行程を実行させる排気カム９ａと排気弁４を連動させる一方、圧縮圧開放時には、排気弁４と排気カム９ａとの連動を断つと共に、圧縮上死点付近及び吸気行程前の圧縮下死点付近にて排気弁４を開弁するブレーキカム９ｆと排気弁４を連動させるよう構成し、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時には、排気弁４を排気カム９ａ及びブレーキカム９ｆと連動させてから、排気カム９ａ又はブレーキカム９ｆのうち一方との連動を断つよう構成しているので、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時においても、排気弁４が排気カム９ａとブレーキカム９ｆのいずれとも連動を断たれる状態を回避し、吸気行程に先立って排気弁４を開作動させることができる。
【００６３】
また、本実施例においては、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時におけるピストン３のサイクル中、排気弁４は、ブレーキカム９ｆに形成され圧縮下死点付近で排気弁４を開弁するカムローブ９ｉによりリフトされた状態から、排気カム９ａに形成され排気行程にて排気弁４を開弁するカムローブ９ｂによりリフトされる状態へ切り替わるよう構成し、ブレーキカム９ｆのカムローブｉは、該ブレーキカム９ｆのカムローブ９ｉから排気カム９ａのカムローブ９ｂへ排気弁４のリフトが切り替わる際、ブレーキカム９ｆのカムローブ９ｉにおけるリフト量の時間あたりの変化量と、排気カム９ａのカムローブ９ｂにおけるリフト量の時間あたりの変化量とが滑らかに連続するようプロフィールを設定しているので、ブレーキカム９ｆのカムローブ９ｉから排気カム９ａのカムローブ９ｂへと排気弁４のリフトが切り替わる際の動作を滑らかにし、リフトに係るカムローブの切り替わりに伴う不連続な動きを回避することができる。
【００６４】
また、本実施例においては、通常走行と圧縮圧開放との切り替え時におけるピストン３のサイクル中、ブレーキカム９ｆに形成され圧縮下死点付近で排気弁４を開弁するカムローブ９ｉは、該カムローブ９ｉのリフト量が、排気カム９ａに形成され排気行程にて排気弁４を開弁するカムローブ９ｂによるリフト量を超えないようプロフィールを設定することもでき、このようにしても、ブレーキカム９ｆのカムローブ９ｉから排気カム９ａのカムローブ９ｂへの排気弁４のリフトの切り替わりが行われない結果、リフトに係るカムローブの切り替わりに伴う不連続な動きを回避することができる。
【００６５】
したがって、上記本実施例によれば、通常走行と圧縮圧開放との切り替えに伴うガスの吸気流路への吹き返しを抑制し得る。
【００６６】
尚、本発明の圧縮圧開放型ブレーキ機構及びその制御方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
３    ピストン
４    排気弁
９ａ  排気カム
９ｂ  カムローブ
９ｆ  ブレーキカム
９ｉ  カムローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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