(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブクリアランスの調整不良や、各部の摩耗及びズレを吸収し、常に安定した制動力を確保出来、熱膨張の影響も受け難い圧縮圧開放式ブレーキ及ぶその制御方法の提供。【解決手段】油圧アクチュエータのピストン停止位置にＤＣモータ駆動のカムから成るピストン停止部材を設け、該ピストン停止部材の回転角を変えることによりピストンがピストン停止部材に当接することによって決まるピストンリフト量が変化する様に構成し、排気バルブのバルブリフト量を計測する排気バルブリフト量計測手段と前記ＤＣモータの回転角を制御する制御手段とを設け、該制御手段は前記排気バルブリフト量計測手段の計測結果に基づいて前記ＤＣモータをして前記ピストン停止部材の回転角を制御せしめる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動アームを有する偏芯ブッシュと該偏芯ブッシュの外周を回動し排気バルブの動弁機構のロッカアームと、前記揺動アームを揺動させる油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに連通する回路に介装した方向切換電磁弁とを有する圧縮圧開放式ブレーキにおいて、前記油圧アクチュエータのピストン停止位置にＤＣモータ駆動のカムから成るピストン停止部材を設け、該ピストン停止部材の回転角を変えることによりピストンがピストン停止部材に当接することによって決まるピストンリフト量が変化する様に構成し、排気バルブのバルブリフト量を計測する排気バルブリフト量計測手段と前記ＤＣモータの回転角を制御する制御手段とを設け、該制御手段は前記排気バルブリフト量計測手段の計測結果に基づいて前記ＤＣモータをして前記ピストン停止部材の回転角を制御せしめることを特徴とした圧縮圧開放式ブレーキ。
【請求項２】
前記ピストン停止部材のカム形状は、前記バルブリフト量計測手段の計測結果がバルブリフト量増加となった時に、ピストンリフト量が減少する様に構成されていることを特徴とした請求項１の圧縮圧開放式ブレーキ。
【請求項３】
前記排気バルブリフト量計測手段はシリンダヘッド側に固定された磁気センサと、バルブシート上面に埋設した磁性体とを含む請求項１及び２の何れかの圧縮圧開放式ブレーキ。
【請求項４】
請求項１の圧縮開放式ブレーキの制御において、排気バルブリフト量計測手段によって排気バルブのリフト量を計測する工程と、排気バルブリフト量が所定範囲内か否かを判断する工程と、排気バルブリフト量が所定範囲内の場合に適正なバルブリフト量に対応するピストンリフト量を決定する工程とを有することを特徴とする圧縮圧開放式ブレーキの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮工程前半にピストンによって高められた圧縮圧力を、排気バルブ、又は、排気バルブに代わる第３のバルブを所定量だけ開放することにより制動力を得る、圧縮圧開放式ブレーキに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンブレーキを高める手段として排気ブレーキの他に、圧縮工程前半にピストンによって高められた圧縮圧力を、排気バルブを所定量だけ開放することにより制動力を得る、圧縮圧開放式ブレーキ（或いは、デコンプレッションブレーキ）が知られている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００３】
図２及び図３は本発明の実施形態の作動を部分的に示した作動図であるが、油圧アクチュエータの一部が異なるのみで、他は同様の構成であるので、図２、図３を参照して、圧縮圧開放式ブレーキの作動について概略を説明する。
【０００４】
図２は、ブレーキが非作動の状態であり、図３はブレーキが作動状態を示している。
図２において、排気バルブ１は、バルブスプリングシート２に上端部を固着され、バルブスプリングシート２とシリンダヘッド３の上面の間にバルブスプリング４を介装して、バルブスプリング４の付勢によって図示しない排気ポートを閉ざす様に構成されている。
【０００５】
ロッカアーム５は、偏芯ブッシュ６のブッシュ部６ａの外周を回動し、その偏芯ブッシュ６には、図示の例では左方に延在する揺動アーム６１を有している。
その揺動アーム６１の回転軸６２は軸芯６２ｃを回転中心として、図示しないロッカブラケットによってシリンダヘッド３に回動自在に取り付けられている。
【０００６】
一方、前記偏芯ブッシュ６のブッシュ部６ａの軸芯６ａｃは、図示の例では、前記揺動アーム６１の回転軸６２の軸芯６２ｃの右隣に偏寄して（偏芯して設けられて）いる。
即ち、揺動アーム６１の回転軸６２の軸芯６２ｃはシリンダヘッド３に対して固定であるが、偏芯ブッシュ６のブッシュ部６ａの軸芯６ａｃは、前記揺動アーム６１の揺動によって軸芯６２ｃ周りに回転移動するように形成されている。
【０００７】
前記ロッカアーム５の図示の左端側には排気バルブ１のステム頂部１ｔと接触するコンタクトボール５１が取り付けられ、ロッカアーム５の図示の右端側にはカム７と回転接触するローラ５２が取り付けられている。
【０００８】
圧縮圧開放式ブレーキには、油圧作動のアクチュエータ１０が設けられている。そのアクチュエータ１０はボディ１１の上方にシリンダ１２が形成され、そのシリンダ１２内を押圧ロッド１３を立設したピストン１４が摺動するように構成されている。尚、図３の状態では、油圧が作用していない。
【０００９】
押圧ロッド１３の上端１３ｔは、図示では離れて描かれているが、前記揺動アーム６１の先端の底部６１ｂと接触する様にアクチュエータ１０は配置されている。
【００１０】
従って、図４に示すように、圧縮工程においてエンジンブレーキを作動させて、アクチュエータ１０のシリンダ１２に作動油が流入すると、アクチュエータ１０のピストン１４及び押圧ロッド１３は上昇して、押圧ロッド１３の上端１３ｔで揺動アーム６１の先端の底面６１ｂを押し上げる。
すると、揺動アーム６１の軸部６２は回転し、その結果、偏芯ブッシュ６のブッシュ部６ａの軸芯６ａｃは、軸部６２の軸芯６２ｃ周りを時計回りに回転する。
【００１１】
偏芯ブッシュ６のブッシュ部６ａの軸芯６ａｃの軸芯６２ｃ周りの回転は、軸芯６ａｃの上下方向の移動も伴う。即ち、揺動アーム６１の軸部６２の時計回りの回転によって、軸芯６ａｃは、下方にも移動する。
【００１２】
ここで、軸部６２が時計回りに回転した場合、ロッカアーム５の右端に取り付けられたローラ５２の下端は、接触点Ｐｃによってカム７と接触している。
一方、ブッシュ部６ａの軸芯６ａｃは、下方に移動するので、ブッシュ部６ａに回動可能に係合されたロッカアーム５は、ロッカアーム全体が接触点Ｐｃを支点として、反時計回りに回転する様にロッカアーム５の左端のコンタクトボール５１は下方に移動する。
その結果、排気バルブ１はアクチュエータ１０が非作動（図３）状態に対して、押し下げられ、圧縮工程における圧縮を減じる様に作用し、エンジンブレーキが作動する。
【００１３】
図３及び図４は、本発明の実施形態の構成の一部そのものであるが、従来技術では、図３及び図４のアクチュエータ１０の上方に設けられた概略楕円形断面のピストンストッパ１５と該ピストンストッパ１５の駆動手段であるＤＣモータ１６が用いられていない。
ピストンストッパ１５とＤＣモータ１６については、実施形態の説明の際に詳述する。
【００１４】
上述した構成及び構造の圧縮圧開放式ブレーキでは、何れも、バルブクリアランスの調整不良や使用過程における排気バルブ上端部１ｔ及びコンタクトボール５１の摩耗、揺動アーム６１の先端底部６１ｂ及びアクチュエータ１０の押圧ロッド上端１３ｔの摩耗や、各部のズレによって、制動力は変化する。
或いは、負荷による排気バルブ１の熱膨張の違いによっても制動力が変化してしまうと言う問題を抱えている。
【００１５】
然るに、特許文献１は、アクチュエータのガイドをシリンダに勘合するＣリングが使用中に曲げモーメントを受けたり、アクチュエータのシリンダに曲げ応力を受けないことを目的とし、特許文献２は部品点数の削減が目的であり、特許文献３は作動応答性の改善を目的とするものであって、上述した問題点を何ら改善するものではない。
【特許文献１】特開平８‐１５６７７６号公報
【特許文献２】特開平８‐１５８８３６号公報
【特許文献３】特開平８‐２４６８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、バルブクリアランスの調整不良や、使用過程における各部の摩耗及び各部のズレが生じても、それらの摩耗及びズレを吸収して、常に安定した制動力を確保出来、熱膨張の影響も受け難い圧縮圧開放式ブレーキ及びその制御方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の圧縮圧開放式ブレーキは、揺動アーム（６１）を有する偏芯ブッシュ（６）と該偏芯ブッシュ（６）の外周を回動し排気バルブ（１）の動弁機構のロッカアーム（５）と、前記揺動アーム（６１）を揺動させる油圧アクチュエータ（１０）と、油圧アクチュエータ（１０）に連通する回路（２０）に介装した方向切換電磁弁（２２）とを有する圧縮圧開放式ブレーキにおいて、前記油圧アクチュエータ（１０）のピストン停止位置にＤＣモータ（１６）駆動のカム（１５ｃ）から成るピストン停止部材（１５）を設け、該ピストン停止部材（１５）の回転角を変えることによりピストン（１４）がピストン停止部材（１５）に当接することによって決まるピストンリフト量が変化する様に構成し、排気バルブ（１）のバルブリフト量を計測する排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０）と前記ＤＣモータ（１６）の回転角を制御する制御手段（３０）とを設け、該制御手段（３０）は前記排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０）の計測結果に基づいて前記ＤＣモータ（１６）をして前記ピストン停止部材（１５）の回転角を制御せしめることを特徴としている（請求項１）。
【００１８】
前記ピストン停止部材（１５）のカム（１５ｃ）形状は、前記バルブリフト量計測手段（２０）の計測結果がバルブリフト量増加となった時に、ピストンリフト量が減少する様に構成されていることを特徴としている（請求項２）。
【００１９】
前記排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０、磁性体２２）はシリンダヘッド（３）側に固定された磁気センサ（２０）と、バルブシート上面に埋設した磁性体（２２）とを含むことが好ましい（請求項３）。
【００２０】
本発明の圧縮圧開放式ブレーキの制御方法は、請求項１の圧縮開放式ブレーキを制御するに際して、排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０、磁性体２２）によって排気バルブ（１）のリフト量を計測する工程（Ｓ１）と、排気バルブリフト量が所定範囲内か否かを判断する工程（Ｓ２）と、排気バルブリフト量が所定範囲内の場合に適正なバルブリフト量に対応するピストンリフト量を決定する工程（Ｓ３）とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
上述した構成及び制御方法の圧縮圧開放式ブレーキは、前記油圧アクチュエータ（１０）のピストン停止位置にＤＣモータ（１６）駆動のピストン停止部材（１５）を設け、該ピストン停止部材（１５）の回転角を変えることによりピストンリフト量が変化する様に構成されている。
そして、排気バルブ（１）のバルブリフト量を計測する排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０）と前記ＤＣモータ（１６）の回転角を制御する制御手段（コントロールユニット３０）とを設け、該制御手段（３０）は前記排気バルブリフト量計測手段（磁気センサ２０）の計測結果に基づいて前記ＤＣモータ（１６）によって、前記ピストン停止部材（１５）の回転角を制御させる。
従って、バルブクリアランスの調整不良や、使用過程における各部の摩耗及び各部のズレが生じても、エンジンブレーキ作動中の排気バルブ（１）開度は一定に保たれ、常に安定した制動力を確保出来る。
また、熱膨張の影響を受けても最終的にバルブリフト量は一定に保たれるように構成されているため、安定した制動力を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の圧縮圧開放式ブレーキの構成について説明する。
尚、本発明の実施形態は、従来技術の圧縮圧開放式ブレーキと同様の構成が多く、係る同様の構成で動弁機構部とアクチュエータの主要部については既に従来技術の説明において説明してきた。以降の説明では、従来技術で説明していない部分及び本発明の実施形態独自の構成について説明する。
【００２３】
図１及び図２において、油圧アクチュエータ１０のシリンダ１２の上方外周部には、ＤＣモータ１６が取り付けられ、駆動軸１６ｓを回転自在にシリンダ１２の内部に貫通している。その駆動軸１６ｓには、図４、図５に示すように、例えば断面が楕円形状のカム１５ｃから成るピストンストッパ１５が固着されている。
【００２４】
図４に示すように、ピストンストッパ１５の断面の楕円の長軸が垂直方向を向く時にはピストンのリフト量Ｈ１が最小となる。例えば、エンジンの試運転時にはこの状態にセットされ、後述の排気バルブクリアランスの計測結果である試運転時のバルブリフト量と位置合わせされている。
一方、図５に示すように、ピストンストッパ１５の断面の楕円の長軸が水平方向を向く時には、ピストン１４のリフト量Ｈ２は最大となる。その場合のバルブリフト量は、例えば、定期点検時におけるバルブリフト量に一致させれば良い。
即ち、定期点検では必ずバルブクリアランスのチェックが行われるので、それまでに生じた摩耗等によるバルブリフトの変化量が前記ピストンリフト量の調整代（Ｈ２−Ｈ１）で吸収できる仕組みとなっている。
【００２５】
上述の様に構成されたアクチュエータ１０では、ＤＣモータ１６の回転によってピストンストッパ１５の楕円断面のカム１５ｃが回転させられ、ピストン１４のリフト量はカムの楕円のプロフィルに沿って変化する。
従って、ピストン１４に立設した押圧ロッド１３のリフト量も変化し、押圧ロッド１３で上方に押圧される揺動アーム６１の揺動角が変化して、その結果、排気バルブ１のリフト量を調節することが出来る。
【００２６】
換言すれば、定期点検の周期の間に摩耗する動弁機構部の摩耗量を予め把握し、前記ピストンストッパ１５のカムの長軸と短軸の差の１／２を、係る摩耗量に一致させれば、少なくとも定期点検の周期内においては、エンジンブレーキ作動時の圧縮圧開放式のエンジンブレーキの制動力は一定に近い状態に保つことが出来る。
【００２７】
図１に戻り、油圧アクチュエータ１０のシリンダ１２は、油圧回路Ｌｐを介して方向切換電磁弁４０と連通している。方向切換電磁弁４０は通電時にシリンダ１２を油圧ポンプ８と連通させ、非通電時にシリンダ１２を戻り用タンク９と連通させる。
【００２８】
図６を参照して、シリンダヘッド３の排気バルブ１の直上でバルブスプリングシート２と所定の距離をおく位置には、磁気センサ２０が、ブラケットＢによってシリンダヘッド３に固定されている。一方、バルブスプリングシート２の上面で磁気センサ２０と対向する位置には図示では明確でないが、ノックピン孔が穿孔され、そのノックピン孔に磁性体であるスティールピン２２が嵌入（埋設）されている。
図６中、符号δは測定されるバルブリフト量に相当するギャップを示している。即ち、本実施形態では磁気センサ２０がギャップセンサの役を担っている。
【００２９】
ここで、制御手段であるコントローラ３０の構成について、図７を参照して説明する。
コントローラ３０は、排気バルブリフト量決定ブロック３１と、比較ブロック３２と、ピストンリフト量決定ブロック３３と、カム回転角度決定ブロック３４と、ＤＣモータへの出力信号発生ブロック３５と、記憶ブロック（データベース）３６とを備えている。
【００３０】
排気バルブリフト量決定ブロック３１は、磁気センサ２０からのリフト量情報を受信して、その受信情報を比較ブロック３２に伝える。
比較ブロック３２は、前記受信情報と記憶ブロック３６で記憶されたデータ（排気バルブリフトの適正範囲）とを比較し、その比較結果や偏差をピストンリフト量決定ブロック３３に伝える。
ピストンリフト量決定ブロック３３は、受信した比較結果や偏差と、ピストンリフト量と排気バルブリフト量との関係特性によって、ピストンリフト量を決定する。
カム回転角度決定ブロック３４は、決定されたピストンリフト量と、記憶ブロック３６に記憶されたピストンストッパ（楕円カム）の回転角度とピストンリフト量との関係特性とからカム回転角度を決定する。
ＤＣモータ出力への信号発生ブロック３５は、決定した上記回転角度を出すようにＤＣモータに制御信号を発信する。
【００３１】
また、コントロールユニット３０は、前記磁気センサ２０と入力信号ラインＬｉによって接続され、前記ＤＣモータ１６と制御信号ラインＬｏ１によって、前記方向切換電磁バルブ４０と制御信号ラインＬｏ２によって接続されている（図１参照）。
【００３２】
次に、図８に基づいて、本発明の実施形態である圧縮圧開放式ブレーキのブレーキ制御方法について説明する。
先ず、ステップＳ１において、磁気センサ２０によって排気バルブ１のリフト量を計測する。ステップＳ２に進み、コントロールユニット３０は、バルブリフト量が所定の範囲内であるか否かを判断しており、所定範囲内であれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。
【００３３】
一方、所定範囲内でなければ（ステップＳ２のＮＯ）、制御終了であるかを判断（ステップＳ６）して、終了であれば（ステップＳ６のＹＥＳ）そのまま終了し、終了でなければ（ステップＳ６のＮＯ）ステップ、Ｓ１まで戻って、ステップＳ１からやり直す。
【００３４】
ステップＳ３では適正なバルブリフト量に対応するピストンリフト量を決定する。次のステップＳ４では、ピストンストッパ１５の楕円カム１５ｃを適正角度に回動させる。
そして、ステップＳ５では、コントロールユニット３０は、決定されたピストンリフト量となっているか否かを判断して、決定されたピストンリフト量であれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降を繰り返す。
一方、決定されたピストンリフト量でなければ（ステップＳ５のＮＯ）、ステップＳ４に戻り、ステップＳ４以降を繰り返す。
【００３５】
図１〜図６は、１シリンダ当り、１本の排気バルブを有するエンジンに関する実施例である。それに対して、図９で示す変形例は、例えば、４バルブで代表されるように、１シリンダ当り排気バルブが２本の実施例を示したものである。
【００３６】
図９の変形例では、２本の排気バルブをブリッジ１００で連接させ、そのブリッジ１００の頂部に設けたソケット１００ｓでロッカアーム５のコンタクトボール５１と接触させるように構成している。それ以外については図１〜図６の実施例と実質的に同様である。
尚、図９ではバルブスプリングを省略して描いている。
【００３７】
上述した構成及び制御方法を有する本実施形態に拠れば、油圧アクチュエータ１０のピストン停止位置にＤＣモータ１６駆動であって、断面が楕円状のカム１５ｃから成るピストンストッパ１５を設け、そのピストンストッパ１５の回転角を変えることによりアクチュエータ１０のピストンリフト量が変化する様に構成されている。
そして、ＤＣモータ１６の回転角を制御するコントロールユニット３０は、排気バルブリフト量計測手段である磁気センサ２０の計測結果に基づいてＤＣモータ１６でピストンストッパ１５の回転角を制御させる様に構成されている。
従って、バルブクリアランスの調整不良や、使用過程における各部の摩耗及び各部のズレが生じても、エンジンブレーキ作動中の排気バルブ１の開度は一定に保たれ、常に安定した制動力を確保出来る。
【００３８】
また、熱膨張の影響を受けても最終的にバルブリフト量は一定に保たれるように構成されているため、安定した制動力を得ることが出来る。
【００３９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではなく、例えば、図示の例では油圧アクチュエータ１０のシリンダ１２内のピストン１４と押圧ロッド１３とから成る摺動体の移動量を楕円形のカムによって調節する様に構成されていたが、摺動体をプランジャに変え、そのプランジャの外周の一部に停止位置を有するガイド溝を形成し、そのガイド溝内でカムを回転させ、移動量を調節する様に構成することも出来る。
【００４０】
また、図示の実施形態では、圧縮圧を開放するための弁を排気弁としているが、圧縮圧を開放するための弁を、排気弁及び吸気弁とは異なる第３の弁とすることも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態の圧縮圧開放ブレーキの全体構成を示したブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係る圧縮圧開放ブレーキの作動図において、エンジンブレーキ非作動状態を示す状態図。
【図３】本発明の実施形態に係る圧縮圧開放ブレーキの作動図において、エンジンブレーキ作動状態を示す状態図。
【図４】本発明の実施形態に係るブレーキ作動用アクチュエータの作動時において、リフト量が最小の場合の様態図。
【図５】本発明の実施形態に係るブレーキ作動用アクチュエータの作動時において、リフト量が最大の場合の様態図。
【図６】本発明の実施形態に係るギャップセンサの取り付け方法を示した要部断面図。
【図７】本発明の実施形態に係るコントロールユニットの構成を説明するブロック図。
【図８】本発明の実施形態に係り、エンジンブレーキの制動力を調整する制御を説明するフローチャート。
【図９】本発明の実施形態の変形例を示した図。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・排気バルブ
２・・・バルブスプリングシート
３・・・シリンダヘッド
４・・・バルブスプリング
５・・・ロッカアーム
６・・・偏芯ブッシュ
６ａｃ・・・軸芯
７・・・カム
８・・・油圧ポンプ
９・・・戻りタンク
１０・・・油圧アクチュエータ
１２・・・シリンダ
１３・・・押圧ロッド
１４・・・ピストン
１５・・・ピストンストッパ
１６・・・ＤＣモータ
３０・・・コントロールユニット
４０・・・方向切換電磁弁
５１・・・コンタクトボール
５２・・・ローラカム
６１・・・揺動アーム
６２・・・回転軸
６２ｃ・・・軸芯
【図１】
2007085187.tif 000003
【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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