(57)【要約】【課題】  排気ブレーキによる制動の解除時において、排気ブレーキバルブの解除応答性をより一層向上させ、かつ、黒煙の発生を抑えることができる排気ブレーキ装置を提供する。【解決手段】  内燃機関の気筒に連通する排気通路(28)に配設され排気通路の閉鎖により制動力を生じさせる排気ブレーキバルブ(30)と、排気通路と気筒に連通する吸気通路(8)とを接続するＥＧＲ通路(24)と、ＥＧＲ通路のガス流量を制御するＥＧＲバルブ(20)と、排気ブレーキによる制動の解除を検出する制動解除検出手段(44)と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段(42)と、制動解除検出手段により制動の解除が検出されたとき、解除の検出時点における運転状態検出手段からの出力信号に応じてＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を制御するバルブ制御手段(46)とを備える。【選択図】      図１
2005090360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒に連通する排気通路に配設され該排気通路の閉鎖により制動力を生じさせる排気ブレーキバルブと、
前記排気通路と前記気筒に連通する吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に介装されＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブと、
排気ブレーキによる制動の解除を検出する制動解除検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記制動解除検出手段により制動の解除が検出されたとき、該解除の検出時点における前記運転状態検出手段からの出力信号に応じて前記ＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を制御するバルブ制御手段と、
を備えることを特徴とする排気ブレーキ装置。
【請求項２】
前記運転状態検出手段は、前記内燃機関の回転速度若しくは前記気筒への燃料噴射量を検出して出力し、
前記バルブ制御手段は、前記回転速度若しくは前記燃料噴射量に応じて前記ＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を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】
前記運転状態検出手段は、前記排気ブレーキバルブの配設位置よりも上流側の排気圧力を検出して出力し、
前記バルブ制御手段は、前記排気圧力に応じて前記ＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を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４】
前記ＥＧＲバルブは、多段式のＥＧＲバルブであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排気ブレーキ装置。
【請求項５】
前記気筒への燃料噴射量を制御する噴射量制御手段をさらに備え、該噴射量制御手段は、前記排気ブレーキバルブの作動信号に応じて前記燃料噴射量を低減させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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、排気ブレーキ装置に係り、詳しくは、排気ブレーキの解除時に排気ブレーキバルブに作用する排気圧力を低減させる排気ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、車両の減速時に強力なエンジンブレーキ性能を発揮させる排気ブレーキ装置を備えたものがある。この排気ブレーキ装置では、内燃機関の排気通路に配設される排気ブレーキバルブと、該排気ブレーキバルブを閉弁作動させるべくエアを供給するアクチュエータと、該アクチュエータからのエアを受圧しこの圧力を排気ブレーキバルブ側に伝達するロッド及びエアの圧力に対抗しバルブを開弁作動させるスプリングを有するシリンダとを備えた構成が一般的に知られている。
【０００３】
なお、一般に、上記排気ブレーキバルブにはバタフライ弁が用いられ、車両の補助ブレーキ装置の他、排気温度の上昇を図る排ガス後処理装置にも適用される。
そして、車両の補助ブレーキ装置において車両の減速要求時には、バタフライ弁がアクチュエータからのエアの加圧力によって排気通路を閉鎖し、排気圧力の上昇により負の仕事が発生しエンジンブレーキを発揮させる。これに対して車両の加速要求時には、エアの供給が中止されてシリンダからエアを抜き、バタフライ弁がスプリングの反力によって排気通路を開放し、エンジンブレーキを解除させる。
【０００４】
ここで、排気ブレーキバルブの配設位置よりも上流側の排気圧力は、上述の如く排気ブレーキによる制動時には高くなり、バタフライ弁の全面に亘って作用する。そして、その後、運転者が加速の意思表示を行った時点、すなわち、排気ブレーキによる制動の解除信号が出力された時点においても、前記上流側の排気圧力は未だ高い圧力のままであり、この排気圧力が依然としてバタフライ弁の全面に亘って作用していることから、シリンダ内のスプリングの反力が排気通路内の排気圧力に打ち勝つことができず、排気ブレーキバルブの解除応答性が低下してしまう。換言すれば、排気ブレーキバルブによる排気通路の全開放に向けた実際の作動が、運転者の加速の意思表示よりも大きく遅れてしまうとの問題がある。
【０００５】
また、この排気ブレーキバルブが排気通路の全開放までに多くの時間を要することは、気筒内への新気の吸入を阻害し、吸入空気量不足によって黒煙が発生してしまうという問題をも生ずることになる。
そこで、この状況を考慮した排気ブレーキ装置の技術が各種提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２１３０１３号公報（段落番号０００７〜００１１、図３等）
【特許文献２】特開２００２−３７１８２８号公報（段落番号０００４、図４等）
【特許文献３】特許第３１１４７８７号公報（段落番号００１７〜００１９、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記特許文献１に記載の従来の技術では、アクチュエータ側の構成の改良を行うものである。つまり、排気ブレーキバルブの解除応答性の向上を図ることは可能である一方、排気通路内の排気圧力がさらに高くなる場合には、アクチュエータからのエアの圧力調整だけでは限界があり、排気ブレーキバルブによる排気通路の開放が困難になり得るという問題がある。
【０００８】
ここで、前記特許文献２に記載の如く、排気ブレーキによる制動の解除時にはＥＧＲバルブを一時的に開放して排気ブレーキバルブの解除応答性を向上させる技術の適用も考えられる。しかし、前記特許文献２に記載のようにＥＧＲバルブを一律に開放すれば、排気圧力の低い場合にも多量のＥＧＲガスが気筒内に還流されることから、不活性雰囲気の形成頻度が高くなり、黒煙が発生し易くなるとの問題がある。
【０００９】
この黒煙の発生を防止する点については、前記特許文献３に記載の如く、排気ブレーキによる制動の解除時には燃料噴射量を低減させる技術の適用も考えられるものの、燃料噴射量の低減だけを単に行い、排気通路内の排ガス量の調整を行わなければ、その排ガスの存在によって気筒内では依然として不活性雰囲気が形成されるおそれがあり、黒煙の発生を効果的に抑制できないとの問題がある。
【００１０】
すなわち、前記各従来の技術では、排気ブレーキによる制動の解除時に、排気ブレーキバルブの全開放をスムーズに行いつつ、黒煙の発生を抑制させる点についてはいずれも格別な配慮がなされていない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、排気ブレーキによる制動の解除時において、排気ブレーキバルブの解除応答性をより一層向上させ、かつ、黒煙の発生を抑えることができ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】
【００１１】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の排気ブレーキ装置は、内燃機関の気筒に連通する排気通路に配設され排気通路の閉鎖により制動力を生じさせる排気ブレーキバルブと、排気通路と気筒に連通する吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に介装されＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブと、排気ブレーキによる制動の解除を検出する制動解除検出手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、制動解除検出手段により制動の解除が検出されたとき、この解除の検出時点における運転状態検出手段からの出力信号に応じてＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を制御するバルブ制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
なお、制動解除検出手段は、アクセルの踏み込み信号を検出する若しくは排気ブレーキ装置のブレーキスイッチのＯＦＦ信号を検出することが好ましい。運転者の車両加速に対する意思表示が的確に反映されているからである。
また、請求項２記載の発明では、運転状態検出手段は、内燃機関の回転速度若しくは気筒への燃料噴射量を検出して出力し、バルブ制御手段は、回転速度若しくは燃料噴射量に応じてＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を制御することを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明では、運転状態検出手段は、排気ブレーキバルブの配設位置よりも上流側の排気圧力を検出して出力し、バルブ制御手段は、排気圧力に応じてＥＧＲバルブの開度及び開弁時間を制御することを特徴としている。
また、請求項４記載の発明では、ＥＧＲバルブは、多段式のＥＧＲバルブであることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項５記載の発明では、気筒への燃料噴射量を制御する噴射量制御手段をさらに備え、噴射量制御手段は、排気ブレーキバルブの作動信号に応じて燃料噴射量を低減させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
したがって、請求項１記載の本発明の排気ブレーキ装置によれば、バルブ制御手段が、排気ブレーキによる制動の解除時点における内燃機関の運転状態を考慮したＥＧＲバルブの開度を決定しているので、排気圧力を迅速に低減させる最適な制動解除レスポンスを得ることが可能になり、排気ブレーキバルブの解除応答性のより一層の向上を図ることができる。
【００１６】
しかも、制動の解除時点の運転状態を考慮したＥＧＲバルブの開弁時間も決定しているので、排ガス還流量（ＥＧＲ量）を適切に調整することができ、ＥＧＲ量の過多による黒煙の発生を防止することができる。また、機関性能の低下をも防止することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、排気ブレーキバルブの配設位置よりも上流側の排気圧力を適切に把握してＥＧＲバルブの開度を制御することが可能になり、ドライバビリティを悪化させずに排気ブレーキバルブの解除応答性の向上と黒煙の発生の抑制との更なる良好化を図ることができる。
【００１７】
さらに、請求項３記載の発明によれば、排気ブレーキバルブの配設位置よりも上流側の排気圧力をより確実に把握してＥＧＲバルブの開度を制御することが可能になり、ドライバビリティを悪化させずに排気ブレーキバルブの解除応答性の向上と黒煙の発生の抑制とを確実に達成することができる。
また、請求項４記載の発明によれば、ＥＧＲバルブの開閉動作を所望の開度に迅速、かつ、緻密に行え、不活性雰囲気を積極的になくし、黒煙の発生及び機関性能の低下をより効果的に防止することができる。
【００１８】
さらに、請求項５記載の発明によれば、ＥＧＲバルブの制御の他、さらに燃料噴射量の低減を図ることにより、黒煙の発生を相乗的に抑制できる。また、ＥＧＲバルブの運転状態に応じた制御によって燃料噴射量の低減時間の短縮化を行うことも可能となり、この場合にはドライバビリティの向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る排気ブレーキ装置が適用されるシステム構成図が示されており、以下図１に基づき本発明に係る排気ブレーキ装置の構成を説明する。
同図に示すように、ディーゼル機関（以下、単にエンジンとする）１の各気筒２には、燃料噴射装置を有した燃料供給系１６と、吸気弁６の開弁によりピストン３で区画された燃焼室４に吸入空気を導入させる吸気通路８と、排気弁１８の開弁により燃焼室４からの排ガスを導出させる排気通路２８とが接続されている。
【００２０】
この吸気通路８の上流側には過給機１４が介装され、吸気通路の８の先端部にはエアクリーナ（図示せず）が接続されている。また、吸気通路８には、吸気スロットル１０が配設され、さらにインタークーラ１２が介装される。
一方、排気通路２８の下流側には触媒コンバータ２２が接続される。また、排気通路２８からはＥＧＲ通路２４が分岐して延びており、排ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気通路８内に再循環させてＮＯｘの排出等を抑制させる。このＥＧＲ通路２４の先端は、吸気通路８の流路面積を調節する吸気スロットル１０の配設位置よりも下流側の吸気通路８に接続される。このＥＧＲ通路２４には、ＥＧＲガスの冷却を図るＥＧＲクーラ２６と、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０に電気的に接続され、排気通路２８と吸気通路８とを連通可能に構成された多段式のＥＧＲバルブ２０とが設けられている。
【００２１】
本実施形態のＥＧＲバルブ２０は、開口面積が８段階に変更可能に構成されている。
詳細には図２に示すように、当該ＥＧＲバルブ２０は、ＥＧＲ通路２４を開閉する茸形状の弁体２０９を有するバルブ本体２０１と、エア圧力を弁体２０９側に伝達する三つのピストン２１１、２１２、２１３を有するシリンダ２０２とから構成される。
バルブ本体２０１には、シリンダ２０２の配設位置に対向して収容部２１４が設けられており、この収容部２１４には、弁体２０９の軸部分及び弁体２０９を閉弁方向に付勢するスプリング２０８が収容されている。スプリング２０８の一端はバルブ本体２０１に接し、その他端はストッパ２０７に接している。また、ストッパ２０７は弁体２０９にも当接される。
【００２２】
シリンダ２０２には、開度制御用エアを供給するアクチュエータ（図示省略）からのエアを受容する三つのエア導入孔２０３、２０４、２０５が備えられ、三つのピストン２１１、２１２、２１３は、この各エア導入孔２０３、２０４、２０５からのエアの受圧に応じて８段階に移動し、ロッド２０６やストッパ２０７を介して弁体２０９を開閉作動させる。
【００２３】
まず、第１段の開度は、三つのエア導入孔２０３、２０４、２０５のいずれにもエアの供給がされないことで設定される。この場合には、スプリング２０８の反力によって弁体２０９がシート２１０に着座し、ＥＧＲ通路２４は完全に閉塞される。
第２段の開度は、エア導入孔２０３にのみエアの供給がなされて設定される。この場合には、ピストン２１１とピストン２１２との間、つまり、ピストン２１１の背面にエア圧力が生じ、ピストン２１１が右方向に移動する。これにより、ロッド２０６及びストッパ２０７がスプリング２０８の反力に抗して右方向に移動し、弁体２０９がシート２１０から離れ、ＥＧＲ通路２４が僅かに開かれる。
【００２４】
第３段の開度は、エア導入孔２０４にのみのエア供給で設定される。この場合には、ピストン２１２の背面にエア圧力が生じ、ピストン２１２が右方向に移動する。これにより、ストッパ２０７がスプリング２０８の反力に抗して右方向に移動し、ＥＧＲ通路２４が開かれる。
そして、第４段の開度は、エア導入孔２０５にのみのエア供給で設定され、第５段の開度は、エア導入孔２０３、２０４のエア供給で設定され、第６段の開度は、エア導入孔２０３、２０５のエア供給で設定され、第７段の開度は、エア導入孔２０４、２０５のエア供給で設定される。さらに、第８段の開度は、三つのエア導入孔２０３、２０４、２０５の全てにエアの供給がされることで設定され、この場合には、ピストン２１１、２１２、２１３の背面にエア圧力が生じ、ロッド２０６及びストッパ２０７がスプリング２０８の反力に抗して右方向に移動し、ＥＧＲ通路２４が最大開度状態となる。
【００２５】
このように、本実施形態のＥＧＲバルブ２０では、バルブ開度ＯEを任意に設定可能に構成され、細やかに調整されたＥＧＲガスを吸気通路８側に還流可能にされているので、ＥＧＲバルブ２０の開閉動作も迅速、かつ、緻密に行うことができ、不活性雰囲気を積極的になくすことができる。
次に、触媒コンバータ２２の上流の排気通路２８には、排気通路２８の閉鎖により制動力を生じさせる排気ブレーキバルブ３０が設けられている。
【００２６】
排気ブレーキバルブ３０は、詳細には図３に示すように、排気通路２８に配設されバタフライ弁３０６を有するバルブ本体３０１と、エア圧力をバタフライ弁３０６側に伝達するロッド３０３を有するエアシリンダ３０２と、ロッド３０３に回転連結されたリンク３０４と、リンク３０４を介してロッド３０３の往復動を回動に変換しバタフライ弁３０６を回動させる回動軸部３０５とから構成される。
【００２７】
エアシリンダ３０２内にエアが供給されてロッド３０３が外方向に突出すると、回動軸部３０５は、同図（ｂ）の側面図に示されるように反時針周りに回動し、バタフライ弁３０６もまた、反時針周りに回動して排気通路２８を閉鎖する。この場合のバタフライ弁３０６は、その全面に亘って排気圧力を受けることになる。これにより、バタフライ弁３０６の配設位置よりも上流側、つまり、燃焼室４側の排気圧力が上昇し、この排気圧力がピストン３を押し戻す力となり、負の仕事が発生しエンジンブレーキが発揮される。
【００２８】
これに対し、エンジンブレーキの解除要求時にはエアシリンダ３０２内へのエアの供給が停止される。ロッド３０３は、エアシリンダ３０２内に配されたスプリング（図示省略）の反力によって引き込まれ、回動軸部３０５は、同図（ｂ）の側面図に示されるように時針周りに回動し、バタフライ弁３０６もまた、同図（ｂ）の側面図に示されるように時針周りに回動し、同図（ａ）の正面図に示される如く排気通路２８を開放する。
【００２９】
ところで、エアクリーナからの新気は、過給機１４を介して吸気通路８に入ってインタークーラ１２に達し、吸気スロットル１０で調整された後、ＥＧＲガスと合流して各気筒２の燃焼室４内に導かれる。そして、燃料供給系１６から供給される燃料の燃焼により、クランク軸３６及びフライホイール３８を作動させる。燃焼が終了すると、排ガスは排気通路２８に排出されて触媒コンバータ２２に送られる。
【００３０】
ＥＣＵ４０の入力側には、エンジン回転速度Ｎｅを検出するクランク角センサ３２、及び運転者の加速の意図を検出するアクセルセンサ３４等のエンジン１の運転状態を検出する各種センサが電気的に接続されている。これに対してＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃料供給系１６、吸気スロットル１０、ＥＧＲバルブ２０及び排気ブレーキバルブ３０の各種アクチュエータが電気的に接続されている。
【００３１】
そして、ＥＣＵ４０には、排気ブレーキの解除時に排気ブレーキバルブ３０に作用する排気圧力を低減させるべく、運転状態検出部（運転状態検出手段）４２と、制動解除検出部（制動解除検出手段）４４と、バルブ制御部（バルブ制御手段）４６とを備えるとともに、噴射量制御部（噴射量制御手段）４８とを備えている。
運転状態検出部４２では、上記各種センサからの信号を電気的に変換し、特に本実施形態においては、制動解除検出部４４から排気ブレーキの解除条件成立の信号を入力した場合には、その直前の時点におけるエンジン回転速度Ｎｅや燃料噴射量Ｑをバルブ制御部４６に出力する。
【００３２】
制動解除検出部４４では、アクセルセンサ３４のＯＮ信号を検出し、この信号の検出により、運転者による車両の加速の意思表示がなされて排気ブレーキによる制動解除条件が成立したことを判別し、その旨を運転状態検出部４２及びバルブ制御部４６に出力する。
バルブ制御部４６では、排気ブレーキによる制動解除条件が成立したときには、この解除された直前のエンジン回転速度Ｎｅや燃料噴射量Ｑに基づいて、ＥＧＲバルブ２０の開度ＯEや開弁時間ＴEを算出し、ＥＧＲバルブ２０に駆動信号を出力する。この時点のエンジン回転速度Ｎｅや燃料噴射量Ｑを用いることで、エンジン回転速度Ｎｅ等の影響を受ける排気通路２８内の排気圧力を適切に把握し、ドライバビリティを維持しつつ黒煙の発生を抑制させるために必要十分なＥＧＲバルブ２０の制御量が求められる。
【００３３】
すなわち、ＥＧＲバルブ２０の開度ＯEは、最適な解除レスポンスを得るためにエンジン１の運転条件に応じた値が直ちに決定されて出力される。より具体的には、エンジン回転速度Ｎｅが高い場合や燃料噴射量Ｑが多い場合には排気圧力が高いことから開度ＯEを大きくし、エンジン回転速度Ｎｅが低い場合や燃料噴射量Ｑが少ない場合には開度ＯEを小さくする如く決定される。これにより、解除時の排気圧力を適切かつ迅速に低減させ、排気ブレーキバルブ３０の解除応答性の向上を図る。
【００３４】
さらに、ＥＧＲバルブ２０の開弁時間ＴEは、このＥＧＲバルブ２０の閉弁タイミングの決定に要し、ＥＧＲ量が過大となって黒煙が発生してしまうことを防止するために十分な値として決定され出力される。より具体的には、エンジン回転速度Ｎｅが高い場合や燃料噴射量Ｑが多い場合には開弁時間ＴEを長くするが、エンジン回転速度Ｎｅが低い場合や燃料噴射量Ｑが少ない場合には開弁時間ＴEを短くする如く決定される。これにより、従来の如く全開と全閉との２信号のみで行われるＥＧＲバルブにおいては、例えば、排気圧力が低い場合であっても、多量のＥＧＲガスが気筒内に還流し得ることになるが、本実施形態では、排気圧力が低い場合には僅かな開弁時間が設定されるので、ＥＧＲガスが少量しか還流しないので、黒煙の発生を防止することができる。
【００３５】
しかも、上記開度ＯE及び開弁時間ＴEを設定することで、燃焼室４内では制動解除時点の排気圧力の影響やＥＧＲガスの還流量の影響を受け難くなり、エンジン１の運転の変動を抑え、エンジン出力性能の低下が生じない。
噴射量制御部４８では、気筒２への燃料噴射量を制御しており、特に本実施形態においては、排気ブレーキバルブ３０の作動信号の出力時点から燃料噴射量を低減させて燃料噴射系１６に出力する。具体的には、噴射量制御部４８では、排気ブレーキの解除時点から所定の噴射保持時間ＴQが経過するまでは、低減させた燃料噴射量を設定する。
【００３６】
この所定の噴射保持時間ＴQとは、運転者がアクセルを踏み込んでもその要求に沿った量の燃料噴射を行わない時間である。これは、排気ブレーキバルブ３０の実際の作動に時間遅れが存在する場合に運転者の要求に沿った量の燃料噴射を行えば、気筒内が吸入空気量に対し燃料が過剰な状態となり黒煙が大量に発生してしまうことを鑑み、燃料噴射量にフィルタをかけ、上記時間遅れが存在する場合の黒煙の発生を防止するものである。
【００３７】
このように、ＥＧＲバルブ２０の制御と燃料噴射量の低減とを併せて行えば、黒煙の発生を相乗的に抑制できる。
なお、この噴射保持時間ＴQが長くなると、運転者は、自己の意図に沿った加速感が得られないことをより明確に認識し、ドライバビリティが悪化することにもなる。しかし、本実施形態では、最適な解除レスポンスを図ったＥＧＲバルブ２０の開度ＯE及び黒煙の発生を図った開弁時間ＴEがバルブ制御部４６で決定されているので、噴射保持時間ＴQの更なる短縮化を図ることが可能である。つまり、通常の燃料噴射へ迅速に戻すことが可能となり、この場合にはアクセルレスポンスの向上に繋がる。
【００３８】
図４を参照すると、排気ブレーキ装置の制動解除の制御フローチャートが示されている。
同図のステップＳ４０１では、運転状態検出部４２にて、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑを逐次読み込んでステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２では、制動解除検出部４４にて、排気ブレーキによる制動解除条件が成立しているか否か、具体的にはアクセルセンサ３４のＯＮ信号が検出されているか否かを判別する。そして、運転者の加速の意思表示がなされたと判定された場合、すなわち、ＹＥＳのときにはステップＳ４０３に進む。つまり、図５を参照すると、制動解除制御を行った場合のタイミングチャートが示されているが、同図の一点鎖線で示す時点において排気ブレーキの制動解除信号が出力される。なお、ステップＳ４０２でアクセルセンサ３４のＯＮ信号が検出されないときにはステップＳ４０１に戻る。
【００３９】
ステップＳ４０３では、バルブ制御部４６にて、制動解除条件が成立する直前のエンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑに基づいてＥＧＲバルブ２０の開度ＯEを算出し、ＥＧＲバルブ２０に出力してステップＳ４０４に進む。つまり、図５に示すように、排気ブレーキの制動解除信号が出力されると直ちにＥＧＲバルブ２０が開度ＯEで開弁する。これにより排気通路２８の排気圧力が直ちに低減され、排気ブレーキバルブ３０も瞬時に開弁する。
【００４０】
ステップＳ４０４では、バルブ制御部４６にて、制動解除条件が成立する直前のエンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑに基づいてＥＧＲバルブ２０の開弁時間ＴEを算出し、ＥＧＲバルブ２０に出力してステップＳ４０５に進む。
ステップＳ４０５では、噴射量制御部４８にて、所定の噴射保持時間ＴQを算出してステップＳ４０６に進む。つまり、図５に示すように、排気ブレーキバルブ３０の開弁に伴い、低減された燃料噴射量による燃料噴射が行われる。なお、この所定の噴射保持時間ＴQは、運転者のアクセルペダルの踏み込み量、換言すれば、要求される車両の加速度に応じて適宜設定される。
【００４１】
ステップＳ４０６では、ＥＧＲバルブ２０の開弁時間ＴEが経過しているか否かを判別し、開弁時間ＴEが経過していると判定された場合、すなわち、ＹＥＳのときにはステップＳ４０６に進み、ＥＧＲバルブ２０を閉弁作動させる。なお、上記開弁時間ＴEが経過していないときには、経過するまでこの判別動作を繰り返す。
ステップＳ４０７では、噴射保持時間ＴQが経過しているか否かを判別し、噴射保持時間ＴQが経過していると判定された場合、すなわち、ＹＥＳのときには通常の燃料噴射量に戻してこの制御ルーチンを抜ける。なお、噴射保持時間ＴQが経過していないときには、経過するまで低減された燃料噴射量を維持し、この判別動作を繰り返す。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、ＥＧＲバルブ２０が、排気ブレーキの解除時点のエンジン回転速度Ｎｅ等を用いた開度ＯEに決定され、排気ブレーキバルブ３０の実際の開弁作動よりも先に或いは同時に作動し、排気ブレーキバルブ３０の配設位置よりも上流側の排気圧力を予め低減させることから、排気ブレーキバルブ３０が全開になるまでの時間を短縮することができる。すなわち、排気ブレーキバルブ、アクチュエータ、シリンダ等を備えた現有の構成においても、排気ブレーキバルブが短時間で全開になる。より具体的に示せば、同一のスプリング反力を有する場合にも、排気ブレーキバルブの全閉から全開までの戻り時間が約０．８秒から約０．３秒に短縮化されることが実験で証明されている。
【００４３】
また、ＥＧＲバルブ２０を上記開度ＯEで開弁時間ＴEだけ開弁させれば、黒煙の発生率を約３割超に減少できることも実験で証明されている。
しかも、バルブ制御部４６による上記開度ＯE及び開弁時間ＴEの設定と、噴射量制御部４８による噴射保持時間ＴQの設定とを合わせて行うことにより、黒煙の発生率を飛躍的に減少させることができる。
【００４４】
図６は、本発明の排気ブレーキ装置による排気ブレーキの制動解除の効果を示す図である。
従来の如く、排気ブレーキによる制動の解除時に燃料噴射量の低減だけを単に行った場合には、図中黒丸で示されるように、約８５％であった噴射保持時間０秒の黒煙の発生率が、噴射保持時間０．５秒では約６０％になる。また、噴射保持時間１．０秒では約４５％程度になってさらに抑制することは可能である。しかし、図中鎖線で示されるように、噴射保持時間に対する黒煙の発生率の勾配は略一定である。つまり、黒煙の発生率の減少は、噴射保持時間をより長くすれば達成可能であるが、これでは運転者にもたつき感を与えてドライバビリティが悪化してしまうので、一概に黒煙の発生を効果的に抑制できるとは言い難い。
【００４５】
そこで、本発明の排気ブレーキ装置の如く、排気ブレーキバルブ３０の配設位置よりも上流側の排気圧力等を考慮してＥＧＲバルブ２０の開度ＯE及び開弁時間ＴEを設定するとともに、噴射保持時間ＴQ（一例として０．５秒とする）を設定すれば、図中白丸で示すように、噴射保持時間０．５秒における黒煙の発生率は約８５％から約１４％まで減少し、黒煙の発生率の勾配が急峻になることが分かる。しかも、この０．５秒の噴射保持時間ＴQはドライバビリティを悪化させるものではない。
【００４６】
なお、図６では、噴射保持時間ＴQを０．５秒に設定した場合の効果が示されているが、本実施形態の如くのＥＧＲバルブ２０の制御を行えば、噴射保持時間ＴQを０．５秒よりも短縮させることが可能である。すなわち、これは運転者の加速の意思表示に一層近い燃料噴射量が得られることを意味し、これにより、本発明ではドライバビリティの向上をも図ることが可能である。
【００４７】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、運転状態検出部４２では、エンジン回転速度Ｎｅ等の値を用いることの他、排気ブレーキバルブ３０の配設位置よりも上流側の排気通路に排圧センサを配設させ、この排圧センサの出力信号を直接検出して、ＥＧＲバルブ２０の開度ＯE及び開弁時間ＴEの算出に用いても良い。この場合にも、ドライバビリティを悪化させずに解除応答性の向上と黒煙の発生の抑制とを達成できる。
【００４８】
また、上記実施形態では、制動解除検出部４４では、アクセルセンサ３４のＯＮ信号の検出により排気ブレーキによる制動の解除条件成立の判定がなされているが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、車室内に配設された排気ブレーキスイッチのＯＦＦ信号の検出により運転者の加速の意思表示を判定するものであっても良く、この場合にも上記と同様に、黒煙の発生率を減少させる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気ブレーキ装置が適用されるエンジンの構成図である。
【図２】図１のＥＧＲバルブの構成図である。
【図３】図１の排気ブレーキバルブの構成図である。
【図４】図１の排気ブレーキ装置による排気ブレーキの制動解除の制御フローチャートである。
【図５】図１の排気ブレーキ装置による排気ブレーキの制動解除のタイミングチャートである。
【図６】図１の排気ブレーキ装置による排気ブレーキの制動解除の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ディーゼル機関
２  気筒
８  吸気通路
１６  燃料供給系
２０  ＥＧＲバルブ（多段式ＥＧＲバルブ）
２４  ＥＧＲ通路
２８  排気通路
３０  排気ブレーキバルブ
３２  クランク角センサ
４０  電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
４２  運転状態検出部（運転状態検出手段）
４４  制動解除検出部（制動解除検出手段）
４６  バルブ制御部（バルブ制御手段）
４８  噴射量制御部（噴射量制御手段）
【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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