(57)【要約】【課題】排気圧力の過度な上昇に起因する不具合の発生を抑制しつつ、排気ブレーキ装置の作動感を確保する。【解決手段】コンピュータを内蔵したコントロールユニット３４は、排気通路２４に配設された排気ブレーキ弁２８が閉じられると、その排気上流における排気圧力ｐを検出する圧力センサ３２からの圧力信号をパラメータとして、排気圧力に対応した開度が設定された制御マップを参照し、吸気通路１６に配設された吸気絞り弁２０を多段階又は連続的に制御する。ここで、制御マップには、排気圧力が所定値未満の領域では、略一定の第１の開度が設定される一方、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力の上昇に伴って、第１の開度から徐々に小さくなる第２の開度が設定されているため、エンジン１０の低・中速回転域における排気ブレーキ装置の作動感を確保しつつ、エンジン１０の高速回転域における不具合を防止することができる。【選択図】図１
2008240623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン排気通路に配設された排気ブレーキ弁と、
エンジン吸気通路に配設された吸気絞り弁と、
前記排気ブレーキ弁の排気上流における排気圧力を検出する圧力検出手段と、
前記排気ブレーキ弁が閉じられたときに、前記圧力検出手段により検出された排気圧力に基づいて、前記吸気絞り弁の開度を多段階又は連続的に制御する制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする排気ブレーキ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、排気圧力に対応した開度が設定された制御マップを参照し、前記吸気絞り弁の開度を多段階又は連続的に制御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。
【請求項３】
前記制御マップには、排気圧力が所定値未満の領域では、略一定の第１の開度が設定されている一方、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力の上昇に伴って、前記第１の開度から徐々に小さくなる第２の開度が設定されていることを特徴とする請求項２記載の排気ブレーキ装置。
【請求項４】
前記第２の開度は、その変化率の絶対値が徐々に大きくなる非線形特性に設定されていることを特徴とする請求項３記載の排気ブレーキ装置。
【請求項５】
前記吸気絞り弁は、ステッピングモータにより開度が制御されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の排気ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ブレーキ弁により排気通路を閉塞して制動力を発生させる排気ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック，バスなどの商用車は、積荷，乗客などにより車両総重量が重くなっているので、サービスブレーキを補助する補助ブレーキとして、一般的に、排気ブレーキ装置が搭載されている。排気ブレーキ装置は、特開平８−３１２３８６号公報（特許文献１）に記載されるように、排気ブレーキ弁により排気通路を閉塞することで、エンジンをコンプレッサとして作用させて制動力を発生させる。
【０００３】
ところで、排気ブレーキ装置を作動させたときに、排気ブレーキ弁の排気上流における排気圧力が過度に上昇すると、バルブスプリングの付勢力に抗して排気弁が開弁し、排気弁とピストンとが干渉してしまうおそれがある。また、排気ブレーキ弁により排気通路を閉塞すると、制動力が発生されるものの排気流通が妨げられるので、排気音が大きくなるという不具合も発生する。このため、このような不具合を解消すべく、排気ブレーキ弁に連動させて吸気絞り弁を全開から全閉へと閉じることで、吸気流量の減少を通して、排気圧力上昇及び排気音を抑制した技術が実用化されている。
【特許文献１】特開平８−３１２３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の実用化技術では、排気ブレーキ装置が作動したときに、排気圧力の高低にかかわらず、吸気絞り弁が全開から全閉へと閉じられるため、排気圧力が比較的低いエンジンの低・中速回転域において、排気ブレーキ装置の作動感が感じられなくなるおそれがあった。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、排気ブレーキ弁の排気上流における排気圧力に応じて、吸気絞り弁の開度を多段階又は連続的に変化させることで、排気弁とピストンとの干渉防止，排気音の抑制を図りつつ、制動力を効率よく発生させる排気ブレーキ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、請求項１記載の発明では、排気ブレーキ装置は、エンジン排気通路に配設された排気ブレーキ弁と、エンジン吸気通路に配設された吸気絞り弁と、前記排気ブレーキ弁の排気上流における排気圧力を検出する圧力検出手段と、前記排気ブレーキ弁が閉じられたときに、前記圧力検出手段により検出された排気圧力に基づいて、前記吸気絞り弁の開度を多段階又は連続的に制御する制御手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、前記制御手段は、排気圧力に対応した開度が設定された制御マップを参照し、前記吸気絞り弁の開度を多段階又は連続的に制御することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記制御マップには、排気圧力が所定値未満の領域では、略一定の第１の開度が設定されている一方、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力の上昇に伴って、前記第１の開度から徐々に小さくなる第２の開度が設定されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明では、前記第２の開度は、その変化率の絶対値が徐々に大きくなる非線形特性に設定されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記吸気絞り弁は、ステッピングモータにより開度が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、排気ブレーキ弁が閉じられると、その排気上流における排気圧力に基づいて、吸気通路に配設された吸気絞り弁の開度が多段階又は連続的に制御される。このため、吸気絞り弁の開度変化特性を適切に設定することで、排気圧力の過度な上昇に起因する不具合の発生を抑制しつつ、排気ブレーキ装置の作動感を確保することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、排気圧力に対応した開度が設定された制御マップを参照して、吸気絞り弁の開度が多段階又は連続的に制御されるため、制御負荷の増加を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、制御マップには、エンジン低・中速回転域のように、排気圧力が所定値未満の領域では、略一定の第１の開度が設定されているため、排気弁とピストンとの干渉が発生せず、また、排気音が気にならない状況下では、吸気流量を絞らないことで排気ブレーキ装置の作動感を確保することができる。一方、制御マップには、エンジン高速回転域のように、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力の上昇に伴って、第１の開度から徐々に小さくなる第２の開度が設定されているため、その開度変化特性を適切に設定することで、排気弁とピストンとの干渉を防止しつつ、排気音を抑制することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、第２の開度は、その変化率の絶対値が徐々に大きくなる非線形特性に設定されているため、制動力が徐々に変化して違和感を感じさせないようにすることができる。
請求項５記載の発明によれば、ステッピングモータにより吸気絞り弁の開度が制御されるため、これを多段階又は連続的に変化させる複雑な機構が不要となり、コスト増加，重量増加，装置の大型化などを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る排気ブレーキ装置を備えたディーゼルエンジンを示す。
ディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）１０の燃焼室１２には、吸気弁１４により開閉される吸気通路１６を介して、図示しないエアクリーナにより異物が濾過された吸気が導入される。吸気通路１６には、開度を多段階又は連続的に制御可能とすべく、アクチュエータとしてのステッピングモータ１８により開閉駆動される吸気絞り弁２０が配設される。一方、エンジン１０の燃焼室１２で発生した排気は、排気弁２２により開閉される排気通路２４及び排気浄化装置（図示せず）などを介して、大気中に放出される。排気通路２４には、エンジン１０をコンプレッサとして作用させて制動力を発生させるべく、アクチュエータとしてのエアシリンダ２６により全開及び全閉に開閉駆動される排気ブレーキ弁２８が配設される。また、エンジン１０には、その運転状態に応じて燃焼室１２に燃料を噴射供給すべく、電子制御される燃料噴射弁３０が取り付けられる。
【００１２】
排気ブレーキ装置の制御系として、排気ブレーキ弁２８の排気上流に位置する排気通路２４には、排気圧力ｐを検出する圧力センサ３２（圧力検出手段）が取り付けられる。圧力センサ３２の出力信号は、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３４に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、吸気絞り弁２０及び排気ブレーキ弁２８が夫々制御される。なお、排気ブレーキ弁２８は、例えば、運転席に設けられたブレーキスイッチをＯＮにし、アクセルペダル及びクラッチペダルから足を離すことで、エアシリンダ２６に圧縮空気が供給されて、全開から全閉へと閉じられる。
【００１３】
図２は、コントロールユニット３４において、排気ブレーキ弁２８が閉じられたことを契機として実行される制御プログラムの処理内容を示す。なお、コントロールユニット３４が制御プログラムを実行することで、制御手段が具現化される。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、圧力センサ３２から排気圧力ｐを読み込む。
【００１４】
ステップ２では、図３に示すように、排気圧力に対応した吸気絞り弁の開度が設定された制御マップを参照し、排気圧力ｐに適合した開度を演算する。制御マップには、排気圧力が所定値未満の領域では、略一定の第１の開度が設定されている一方、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力の上昇に伴って、第１の開度から徐々に小さくなる第２の開度が設定されている。ここで、第１の開度と第２の開度との切り換えを行う所定値は、例えば、バルブスプリングの付勢力に抗して排気弁２２が開弁する排気圧力、又は／及び、排気音が気になりだす排気圧力に設定すればよい。また、第２の開度は、制動力が徐々に変化して違和感を感じさせないようにすべく、その変化率の絶対値が徐々に大きくなる非線形特性に設定されていることが望ましい。
【００１５】
ステップ３では、ステップ２で演算された開度に応じた作動信号をステッピングモータ１８に出力し、吸気絞り弁２０の開度を多段階又は連続的に制御する。
かかる排気ブレーキ装置によれば、排気ブレーキ弁２８が閉じられたときには、その排気上流における排気圧力ｐに基づいて、吸気通路１６に配設された吸気絞り弁２０の開度が多段階又は連続的に制御される。このとき、エンジン１０の低・中速回転域のように、排気圧力ｐが所定値未満の領域では、吸気絞り弁２０の開度が略一定であるので、排気弁２２とピストンとの干渉が発生せず、また、排気音が気にならない状況下では、吸気流量を絞らないことで排気ブレーキ装置の作動感を確保することができる。一方、エンジン１０の高速回転域のように、排気圧力が所定値以上の領域では、排気圧力ｐの上昇に伴って、吸気絞り弁２０の開度が徐々に小さくなるので、その開度変化特性を適切に設定することで、排気弁２２とピストンとの干渉を防止しつつ、排気音を抑制することができる。
【００１６】
要するに、吸気絞り弁２０の開度変化特性を適切に設定することで、図４に示すような変化特性で排気圧力が上昇し、エンジン低・中速域における排気ブレーキ装置の作動感を確保しつつ、エンジン高速回転域における排気圧力の過度な上昇に起因する不具合の発生を抑制することができる。
また、吸気絞り弁２０の開度は、圧力センサ３２により検出された排気圧力ｐをパラメータとして制御マップから演算されるため、コントロールユニット３４の制御負荷増加を抑制することができる。さらに、吸気絞り弁２０の開度は、ステッピングモータ１８で制御されるため、これを多段階又は連続的に変化させる複雑な機構が不要となり、コスト増加，重量増加，装置の大型化などを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る排気ブレーキ装置を備えたエンジンの構成図
【図２】制御プログラムの処理内容を示すフローチャート
【図３】制御マップの説明図
【図４】本発明による効果の説明図
【符号の説明】
【００１８】
１０  エンジン
１６  吸気通路
１８  ステッピングモータ
２０  吸気絞り弁
２４  排気通路
２６  エアシリンダ
２８  排気ブレーキ弁
３２  圧力センサ
３４  コントロールユニット
【図１】
2008240623.tif 000003
【図２】
2008240623.tif 000004
【図３】
2008240623.tif 000005
【図４】
2008240623.tif 000006