(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧供給手段と、前記油圧供給手段によって供給された油圧を所定圧に調整する油圧調整手段と、前記油圧調整手段を通じて供給された油圧にエンジンインジエクションカムのプロフィルに応じて脈動圧を形成する脈動圧形成手段と、該脈動圧形成手段によって形成された脈動圧によってエンジンの排気弁を開放させるバルブ開閉手段と、エンジンの作動状態に応じて前記油圧供給手段を制御するコントローラと、から構成され、
前記油圧調整手段は、円筒状のシリンダを備えたバルブボディと、前記バルブボディのシリンダに内装されて前記シリンダを流れるオイルの流れを断続するための断続流路を形成する断続流路形成体と、前記断続流路形成体の断続流路の一端に位置するチェックボールと、前記チェックボールを弾支するチェックスプリングを備えて前記シリンダで摺動するようになっているチェックピストンと、前記チェックピストンを所定の弾性力で弾支する定圧ばねと、前記定圧ばねをバルブボディ側に所定に支持して前記シリンダを密閉する密閉キャップと、から構成されることを特徴とする車両の補助ブレーキ。
【請求項２】
前記油圧供給手段は、前記コントローラからの電気的信号によってエンジンのオイルポンプから供給されるエンジンオイルを、通過させたり、遮断したりするソレノイドバルブで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の補助ブレーキ。
【請求項３】
前記脈動圧形成手段は、脈動圧シリンダと、前記脈動圧シリンダ内で摺動可能に設けられてインジエクションカムに接触されたピストンと、前記ピストンをインジエクションカム側へ弾支するカムスプリングと、から構成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の補助ブレーキ。
【請求項４】
前記バルブ開閉手段は、バルブボディと、前記バルブボディの内部から供給される脈動圧によって往復動して排気弁を開閉するロッカアームに作動力を提供する作動ロッドと、前記作動ロッドに作用するロッカアーム側からの横力を吸収しつつ、前記脈動圧を利用して作動ロッドの往復動力を発生させる作動ピストン及び第１、２のばねと、前記作動ロッドがロッカアームに予圧をもって接触するようにするロボラッシュユニットと、から構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の補助ブレーキ。
【請求項５】
前記ロボラッシュユニットは、前記作動ピストンと対向して作動ピストンの底面積より小さい底面積をもって前記作動ピストンの底面と所定の間隔もつロボラッシュピストンと、前記ロボラッシュピストンをバルブボディ側に所定に弾支するロボラッシュスプリング及びロボラッシュプラグと、前記ロボラッシュピストンの摺動量を制限するように前記ロボラッシュプラグに形成されたストローク制限溝及びロボラッシュピストンに設けられた制限輪と、から構成されることを特徴とする請求項４に記載の車両の補助ブレーキ。
【請求項６】
前記作動ロッドの先端には、ロッカアームとの接触時に発生する角度差を吸収するためにスィブルブートを設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両の補助ブレーキ。
【請求項７】
前記コントローラは、乗員のエンジンブレーキ作動指示をスイッチを通して伝達され、その際の車両状態は、クラッチペダルがリターンされているか、乗員が加速ペダルを踏んでいるか、変速機ギャの締結状態が中立状態でないか、を判断してスイッチがオンとなり、クラッチペダルと加速ペダルがリターンされており、変速機が中立状態でない場合に、前記油圧供給手段に油圧を供給するとともに、エンジンの燃料噴射を中止させ、クラッチペダルがリターンされるか、加速ペダルが踏み込まれているか、変速機が中立状態の場合に、前記油圧供給手段に供給される油圧を遮断するとともに、エンジンの燃料噴射を再開するようにするロジックをもつ回路であることを特徴とする請求項１に記載の車両の補助ブレーキ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型トラックやバスなどに使用される制動装置に係り、より詳しくは、大型車両で主ブレーキの容量を補って十分な制動性能を確保するための新たな方式の補助ブレーキに関するものである。
【０００２】
大型トラックやバスなどは、車体重量が大きいうえに、積載荷物の重量が大なるため、制動時に十分な制動性能を発揮するには、極めて大きい制動容量を要する。この必要制動容量を主ブレーキだけでカバーしようとすると、関連部品が過度に大きくなり、荷重が集中するなどの問題があることから、排気ブレーキ及びリターダなどの補助ブレーキを備えるようにしている。
【０００３】
排気ブレーキは、エンジンの排気パイプ内に円形のバタフライバルブを設けて、制動力を要する場合、バタフライバルブでエンジンから排出される排気ガスを閉じることによって、エンジンの回転数を減少させて車速を低減させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
排気ブレーキは、エンジンの排気側を強引に閉じて排圧を上昇させるほどその制動性能が向上するため、制動性能を向上させるには、バタフライバルブによる排気パイプの閉鎖量を大きくする必要がある。エンジンの排気パイプ内の排圧が一定水準以上に上昇すると、エンジンの排気弁の作動に異状が発生してエンジンに致命的な損傷を与えることになるため、バタフライバルブの閉鎖量はある水準以上にすることは出来ない。従って、排気ブレーキでは十分な補助ブレーキとしての制動性能を確保できない。
また、バタフライバルブは、排気パイプの排圧を受けるため、その耐久性が低く、車両の老朽化が進むにつれて排気ブレーキの性能も次第に低下するという問題点がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明の目的は、大形商用車両のディーゼルエンジン用で、制動性能及び耐久性が高く、排気ブレーキとは概念を異にする補助ブレーキを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、油圧供給手段と、前記油圧供給手段によって供給された油圧を所定圧に調整する油圧調整手段と、前記油圧調整手段を通じて供給された油圧にエンジンインジエクションカムのプロフィルに応じて脈動圧を形成する脈動圧形成手段と、該脈動圧形成手段によって形成された脈動圧によってエンジンの排気弁を開放させるバルブ開閉手段と、エンジンの作動状態に応じて前記油圧供給手段を制御するコントローラと、から構成され、
前記油圧調整手段は、円筒状のシリンダを備えたバルブボディと、前記バルブボディのシリンダに内装されて前記シリンダを流れるオイルの流れを断続するための断続流路を形成する断続流路形成体と、前記断続流路形成体の断続流路の一端に位置するチェックボールと、前記チェックボールを弾支するチェックスプリングを備えて前記シリンダで摺動するようになっているチェックピストンと、前記チェックピストンを所定の弾性力で弾支する定圧ばねと、前記定圧ばねをバルブボディ側に所定に支持して前記シリンダを密閉する密閉キャップと、から構成されることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。
図１は、本発明の補助ブレーキの概念を示す構成図であって、油圧供給手段と、油圧を所定圧に調整する油圧調整手段と、油圧調整手段を通じて供給された油圧にエンジンインジエクションカムのプロフィルに応じて脈動圧を形成する脈動圧形成手段と、脈動圧形成手段によって形成された脈動圧によってエンジンの排気弁を開放させるバルブ開閉手段と、エンジンの作動状態に応じて油圧供給手段を制御するコントローラとから構成されている。
【０００８】
コントローラ１は、電子制御式ディーゼルエンジンのＥＣＵが使用できるが、次のロジックをもつ回路を追加して油圧供給手段を制御し、次の４つの条件が全部満足された場合制動作用を実施する。
即ち、（１）乗員のエンジンブレーキ作動指示がスイッチ３を通して伝達され、（２）その時、クラッチペダルがリターンされているかを判断して、エンジンと推進軸とが連結されていることを確認し、（３）運転者が加速ペダルを踏んでいるかを判断して、運転者が加速ペダルを踏んでいないことを確認し、（４）変速機のギャ締結状態を判断して、中立状態でないことを確認して、４つの条件が全部満足されて制動作用時には燃料噴射を中止させる。
（３）において、運転者が加速ペダルを踏んで車両を加速しようとする場合や、（４）において、中立状態である場合は作動中の制動作用を中止させる。
【０００９】
油圧供給手段は、エンジンのオイルポンプから供給されるエンジンオイルを利用するもので、コントローラ１からの電気的信号によってオイルの流れを切換えるソレノイドバルブ５からなっている。ソレノイドバルブ５は本発明の補助ブレーキをエンジンの上側に設ける場合、その設置ボルト中の１つを利用して、設置ボルト内にエンジンオイルが通過できる流路を形成し、これに添加されたソレノイドアクチュエータで流路を断続できるようにすると、スペースの面と部品点数の面から効果的である。
【００１０】
ソレノイドバルブ５を通過したオイルは油圧調整手段である図２に示すコントロールバルブ２１で定圧状態にコントロールされる。
コントロールバルブ２１は、バルブボディ７、断続流路形成体９、チェックボール１１、チェックスプリング１３、チェックピストン１５、定圧ばね１７、密閉キャップ１９で構成される。
バルブボディ７には円筒状のシリンダ６が内装される。シリンダ６にはシリンダを流れるオイルを断続する断続流路形成体９、断続流路形成体９の一端に位置するチェックボール１１、チェックボール１１を弾性支持するチェックスプリング１３、シリンダ６内で摺動するチェックピストン１５、チェックピストン１５を所定の弾性力で支持する定圧ばね１７が収納される。密閉キャップ１９は、定圧ばね１７を押えてシリンダを密閉する。
【００１１】
密閉キャップ１９は、マウンティングをさらに堅固にするため、図示のように、密閉用ばね２３の弾性力を受ける状態でバルブボディ７に結合され、締付ナット２５を追加して締付けるようになっている。
【００１２】
脈動圧形成手段は、脈動圧シリンダ２７、ピストン３１、カムスプリング３３から構成される。ピストン３１は、脈動圧シリンダ２７内に収容され摺動可能であり、エンジンに燃料噴射するタイミングを制御するインジエクションカム２９に接触する接触端を有している。カムスプリング３３は、インジエクションカム２９に対してピストン３１を弾性支持する。
【００１３】
バルブ開閉手段であるロボラッシュバルブ４９は、バルブボディ３５、作動ロッド４１、作動ピストン４３、第１、２のばね４５、４７、ロボラッシュバルブ４９とから構成される。
作動ロッド４１は、バルブボディ３５内から供給される脈動圧によって往復動し、排気弁３７を開閉するロッカアーム３９に作動力を提供する。
作動ピストン４３は、作動ロッド４１に作用するロッカアーム側からの横力を吸収しつつ脈動圧を利用して作動ロッド４１の往復動力を発生させる。
【００１４】
作動ロッド４１の作動ピストンとの接触側は、フランジ５１が形成されて作動ピストン側のフランジ溝５３に収容され、フランジ５１は第１のばね４５に弾支されて作動ロッド４１が作動ピストン４３と一体動作するようになっている。作動ピストン４３は第２のばね４７に弾支されて作動ピストン４３の底面にかかる脈動圧に対応するようになっている。
【００１５】
フランジ５１とフランジ溝５３の周りはなめらかに曲面処理され、フランジ溝５３に対してフランジ５１が所定角度で搖動可能にすることによって、作動ロッド４１を伝って流入するロッカアーム３９からの横方向力を吸収できるようにしている。
また、作動ロッド４１の先端にはロッカアーム３９との接触時に発生する角度差を吸収するため、球形部５９に圧入されたスィブルブート６１を設けている。
【００１６】
ロボラッシュユニットは、作動ピストン４３の底面と所定の間隔で作動ピストン４３と対向し、作動ピストン４３より小さい底面積を有するロボラッシュピストン６３と、ロボラッシュピストン６３をバルブボディ３５に対して所定の弾性力で支持するロボラッシュばね６５、及びロボラッシュプラグ６７と、ロボラッシュピストン６３の摺動量を制限するためロボラッシュプラグ６７に形成されたストローク制限溝６９、及びロボラッシュピストンに設けられた制限輪７１とからなる。
【００１７】
以下、本発明の作用について述べる。
乗員が車両運行中、スイッチ３を操作して補助ブレーキを作動させると、コントローラ１はその時点の車両の状態を把握して制御操作を開始する。クラッチペダルがリターンされているか、乗員が加速ペダルを踏んでいるか、変速機ギャ締結状態が中立状態でないかを判断して、スイッチがオンとなる。クラッチペダルと加速ペダルがリターンされており、変速機が中立状態でない場合、油圧供給手段のソレノイドバルブで油圧を供給してエンジンの燃料噴射を遮断し、制動作用が行われる。
【００１８】
クラッチペダルがリターンされるか、加速ペダルが踏み込まれているか、変速機が中立状態の場合には、油圧供給手段に供給される油圧を遮断するとともに、エンジンの燃料噴射を再開させることによって、補助制動作用を中止し、エンジンを保護する。
【００１９】
コントローラ１がソレノイドバルブ５を作動させ、エンジンを循環していたエンジンオイルを通過させて、補助ブレーキの油圧回路内に油圧を供給すると、コントロールバルブ２１はその油圧を定圧状態にして所定圧が供給できるようにする。
【００２０】
即ち、コントロールバルブのバルブボディ７に設けられたオイル流入口８にソレノイドバルブ５からのオイルが流入すると、チェックボール１１が開き、定圧ばね１７とチェックピストン１５に作用する圧力によって調整された圧力のオイルがオイル出口１０へ排出される。  オイル出口側で圧力が上昇した場合は、チェックボール１１によって流路が遮断されて、常に所定圧が油圧回路内に供給出来るようになっている。
【００２１】
ロボラッシュバルブ４９のバルブボディ３５と脈動圧シリンダ２７内にも前記定圧が供給されるが、ロボラッシュバルブ４９に供給される定圧はロボラッシュ作用をして、排気弁３７のロッカアーム３９に作動ロッドのスィブルブート６１を所定の予圧で接触させる。
【００２２】
即ち、バルブボディ３５のオイル流入口３６に定圧が供給されると、作動ピストン４３は第１、２のばね４５、４７の弾性力に抗してロッカアーム３９側に移動する。この際、中央部のオイル通路６４を通じて流入したオイル圧にロボラッシュスプリング６５の弾性力が加わってロボラッシュピストン６３を作動ピストン４３側に移動させる。移動量はストローク制限溝６９及び制限輪７１によって所定の水準に抑制されるが、その制限量によってロボラッシュピストン６３が作動ピストン４３の底面に密着した場合、作動ロッドの先端に位置したスィブルブート６１がロッカアーム３９に所定の予圧を与えることになる。
【００２３】
これは、通常の走行時には、エンジンの排気弁３７が、他の部品によってその作動に影響を受けないようにするとともに、補助制動が必要な場合のみ、排気弁３７の開閉がロッカアーム以外の部品の作動ロッド４１を通して行われるようにするためのものである。
また、作動ロッド４１のスィブルブート６１がロッカアーム３９にあらかじめ接触して予圧をもつようにする理由は、作動ロッド４１の速い往復運動によって、スィブルブート６１とロッカアーム３９の着脱動作が継続すると、騷音及び耐久性の問題が発生するため、これを防止するためである。
【００２４】
前記状態で、脈動圧シリンダ２７のピストン３１はカムスプリング３３によってインジエクションカム２９に密着した状態でインジエクションカム２９のカムプロフィルに応じて摺動し脈動圧シリンダ２７内に充満したオイルに脈動圧をあたえる。
【００２５】
前記の脈動圧は、前記状態のロボラッシュバルブ４９のバルブボディ３５内にも供給されるが、脈動圧が付与されると、作動ピストン４３は第１、２のばね４５、４７の弾性力に抗して作動ロッド４１をロッカアーム３９側へ押してロッカアーム３９が排気弁３７を開放するようにする。
【００２６】
排気弁３７の開放時点は、エンジンの圧縮行程の上死点近傍となる。これはエンジンの圧縮行程の上死点近傍でコントローラ１を通じて燃料の供給を遮断断し、排気弁３７を開いて膨脹行程時に回転力を発生させないようにし、以後のピストン作動に要する動力が制動に使用されるようにするためである。
【００２７】
作動ロッド４１の先端に設けられたスィブルブート６１はロッカアーム３９との接触状態が常に垂直でないため、以下の方法で力が安定的に伝達されるようにする。
即ち、作動ロッド４１に伝わる横方向の力がフランジ５１と作動ピストンのフランジ溝５３によって吸収され、作動ピストン４３から作動ロッド４１への力の伝達が安定して行われるように第１のばね４５がフランジ５１をフランジ溝５３側に弾支するのである。
【００２８】
乗員がスイッチ３をオフにするか、コントローラ１のクラッチペダルがリターンされるか、加速ペダルが踏み込まれるか、変速機が中立状態にある場合を感知すると、ソレノイドバルブ５に供給される油圧を遮断するとともに、エンジンの燃料噴射を再開して補助ブレーキの制動作用を停止させ正常的な走行状態に切換る。
【００２９】
ソレノイドバルブ５が供給していた油圧を遮断すると、コントロールバルブ２１のバルブボディ７に設けられたオイルドレイン通路にオイルが排出して、作動ピストン４３及び作動ロッド４１はロボラッシュピストン６３とともに後退して排気弁のロッカアーム３９と所定の間隔ができ、排気弁３７がエンジンに干渉されずに作動するようになる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンの圧縮上死点の近傍で燃料噴射を遮断するとともに、排気弁を開放して、エンジンのピストン運動に要する動力を制動に使用することによって、バタフライバルブのような耐久性を要する部品が半永久的に使用可能となり、既存の排気ブレーキに比べて２倍程度の十分な制動力が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンブレーキの構成図である。
【図２】図１のコントロールバルブを示す構造図である。
【図３】図１のロボラッシュバルブを示す構造図である。
【符号の説明】
１  コントローラ
３  スイッチ
５  ソレノイドバルブ
７、３５  バルブボディ
９  断続流路形成体
１１  チェックボール
１３  チェックスプリング
１５  チェックピストン
１７  定圧スプリング
１９  密閉キャップ
２１  コントロールバルブ
２３  密閉用スプリング
２５  施錠ナット
２７  脈動圧シリンダ
２９  インジエクションカム
３１  ピストン
３３  カムスプリング
３７  排気弁
３９  ロッカアーム
４１  作動ロッド
４３  作動ピストン
４５  第１のスプリング
４７  第２のスプリング
４９  ロボラッシュバルブ
５１  フランジ
５３  フランジ溝
５９  球形部
６１  スィブルブート
６３  ロボラッシュピストン
６５  ロボラッシュスプリング
６７  ロボラッシュプラグ
６９  ストローク制限溝
７１  制限輪
【図１】
0003778283.tif 000002
【図２】
0003778283.tif 000003
【図３】
0003778283.tif 000004