(57)【要約】【課題】ブレーキペダルの踏み込み力が内燃機関を利用したブレーキブースターで増幅される自動車において、内燃機関の吸気系が低負圧化したりＥＧＲ装置を備えたりしていても、踏み込み力を的確に増幅させて必要な制動力を確保する。【解決手段】ブレーキブースター１７は、内燃機関の排気ガスで駆動される正圧式になっている。ブレーキペダル１５の踏み込み状態で、排気ガスが増幅室１８の後室１８ａに入ることで踏み込み力を増幅させると共に、増幅室１８の前室１８ｂは大気に開放されている。ブレーキペダル１５を戻すと、制御用バルブプランジャ２１が後退して制御管２５と大気放出管２６の連通が遮断されると共に、制御弁２９が開き、これにより、増幅室１８や制御管２５に残っていた排気ガスは戻り通路２８から吸気通路５に吸引除去される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行動力源としてＥＧＲ装置付きの内燃機関を備えていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力が気体駆動式のブレーキブースターで増幅される構成であって、
前記ブレーキブースターを、前記内燃機関の排気系のうち前記ＥＧＲ装置に設けたＥＧＲバルブよりも上流側から取り込まれた排気ガスで駆動される正圧式ブレーキブースターと成している、
自動車。
【請求項２】
走行動力源として内燃機関を備えていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力が前記内燃機関の排気ガスで駆動される正圧式ブレーキブースターで増幅される構成であって、
前記内燃機関の排気系とブレーキブースターとを接続する排気ガス導入通路の中途部に、排気ガスが前記ブースターの方向のみに流れることを許容する逆止弁を設けて、前記排気ガス導入通路のうち前記逆止弁とブレーキブースターとの間の部分と前記内燃機関の吸気系とを戻し通路で接続し、前記戻し通路に、前記ブレーキブースターの作動時には閉じて作動解除で開く制御弁を設けている、
自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ブレーキペダルの踏み込み力を増幅させるブレーキブースターを備えた自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車ではブレーキペダルの踏み込みで走行にブレーキが掛かるが、人力のみでは必要な制動力を確保できないため、ブレーキペダルの踏み込み力を増幅させるブレーキブースターを設けている。
【０００３】
このブレーキブースターは気体駆動式であって、従来、駆動気体として内燃機関の吸気を利用した負圧式としている。この負圧式ブレーキブースターは、吸気負圧と大気圧との圧力差を利用してブレーキブースターのパワーピストンを駆動するものであるが、近年の内燃機関は混合気の希薄化が進んで吸気負圧と大気圧との差が小さくなる傾向にあるため、特別の装置（例えば、ブレーキペダルの踏み込みで吸気スロットルを閉じる装置）を設けないと、ブレーキブースターを駆動するのに必要な負圧を得難い場合がある。
【０００４】
また、近年の内燃機関は排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置を備えていることが多いが、ＥＧＲガスを導入することで吸気系の負圧と大気圧との差はより一層小さくなるため、ブレーキブースターの駆動に特別の対策を講じることの必要性が特に高くなる。この点に関して特許文献１には、ブレーキペダルが踏まれるとＥＧＲガスの還流を停止させることで吸気系の負圧を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２９９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１はＥＧＲ装置を設けたことでブレーキブースターに悪影響が出ることを防止しようとするものであるが、ブレーキブースターとして吸気負圧を利用している点は従来と同様であり、従って、根本的な対策にはなっていないと云える。また、ＥＧＲガスの流れを急激に閉じることは、内燃機関の出力変化を招来してドライバビリティを悪化させさるおそれがある。
【０００７】
更に、大量のＥＧＲガスが還流している状態でブレーキペダルを踏んで急減速すると、ＥＧＲバルブの応答遅れにより、排気ガスのみが気筒に供給されて機関が失火してしまうという可能性もある。
【０００８】
本願発明は、かかる現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の１の特徴は、ブレーキブースターとして従来のような吸気を利用した負圧式ではなく排気ガスを使用した正圧式を使用している点にある。そして、請求項１の発明では、走行動力源としてＥＧＲ装置付きの内燃機関を備えていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力が気体駆動式のブレーキブースターで増幅される自動車において、前記ブレーキブースターを、前記内燃機関の排気系のうち前記ＥＧＲ装置に設けたＥＧＲバルブよりも上流側から取り込まれた排気ガスで駆動される正圧式ブレーキブースターと成している。
【００１０】
また、請求項２の発明は、走行動力源として内燃機関を備えていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力が前記内燃機関の排気ガスで駆動される正圧式ブレーキブースターで増幅される自動車において、前記内燃機関の排気系とブレーキブースターとを接続する排気ガス導入通路の中途部に、排気ガスが前記ブレーキブースターの方向のみに流れることを許容する逆止弁を設けて、前記排気ガス導入通路のうち前記逆止弁とブレーキブースターとの間の部分と前記内燃機関の吸気系とを戻し通路で接続し、前記戻し通路に、前記ブレーキブースターの作動時には閉じて作動解除で開く制御弁を設けている。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明はブレーキブースターの駆動源として排気ガスの正圧を使用しているため、吸気系統が低負圧化している近年の自動車に好適である。また、高地のように大気圧が低い環境下でも、ブレーキブースターをしっかりと駆動させることができる。
【００１２】
また、請求項１の発明によると、ＥＧＲ装置が作動している状態でブレーキペダルを急激に踏み込んで急減速した場合、ＥＧＲバルブの閉じ動作に遅れが生じても、ＥＧＲバルブに至る排気ガスがブレーキブースターに供給されることで、ＥＧＲバルブから吸気系に流れる排気ガスを無くすか著しく抑制できるため、排気ガスのみが気筒に供給されることによる内燃機関の失火を防止できる。すなわち、内燃機関の失火をブレーキブースターによって防止できるのである。
【００１３】
ＥＧＲ装置から気筒に還流する排気ガスはできるだけ温度が低下しているのが好ましく、このためＥＧＲパイプの途中にＥＧＲクーラを設けている。他方、ブレーキブースターはその性質上ブレーキペダルの近くに配置されるので、排気系とブレーキブースターとを結ぶ排気ガス導入通路もある程度の長さがあり、その結果、ブレーキブースターに至った排気ガスは相当に温度が低下している。
【００１４】
そして、請求項２の発明では、ブレーキペダルの戻しに連動して制御弁を開くことにより、ブレーキブースターに溜まった低温の排気ガスをＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に戻すことができるため、加速時のＥＧＲバルブ応答遅れによるＥＧＲガス充填不足を解消できると共に、浄化未処理の排気ガスが漏洩することも著しく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ブレーキペダルを踏み込んだ状態での第１実施形態の模式図である。
【図２】ブレーキペダルを戻した状態での第１実施形態の要部模式図である。
【図３】ブレーキペダルを踏み込んだ状態での第２実施形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1).第２実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１，２に示す第１実施形態から説明する。自動車には３気筒の内燃機関１が搭載されており、内燃機関１は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを主要要素とする機関本体１を備えている。機関本体２を構成するシリンダヘッドの一側面には吸気マニホールド３が固定されて、シリンダヘッドの他側面には排気マニホールド４が固定されている。
【００１７】
吸気マニホールド３には、エアクリーナ（図示せず）を始端とする吸気通路５の終端が接続されており、吸気通路５には、サージタンク６やスロットルバルブ、インタークーラ等（いずれも図示せず）が介挿されている。
【００１８】
他方、排気マニホールド４には、排気浄化装置（触媒）７を有する排気通路８の始端が接続されており、排気通路７のうち浄化装置７よりも上流側の部位に、ＥＧＲ装置９を構成するＥＧＲパイプ１０の一端が接続されており、ＥＧＲパイプ１０の他端は、吸気通路５のうちサージタンク６のやや上流側の部位に接続されている。ＥＧＲパイプ１０には、ＥＧＲバルブ１１とＥＧＲクーラ１２とが介挿されている。
【００１９】
自動車の運転フロア１４には、運転手が足で踏むブレーキペダル１５がその上端部を中心にして回動するように取り付けられている。ブレーキペダル１５のうち回動支点より下方の部分には略水平姿勢のブレーキロッド１６が相対動自在に連結されており、ブレーキロッド１６の前進力は、ブレーキブースター１７によって増幅される。
【００２０】
ブレーキブースター１７は、ブレーキロッド１６が貫通した増幅室１８及び制御室１９を備えており、増幅室１８にはパワーピストン２０がスライド自在に嵌まって、制御室１８には制御用バルブプランジャ２１がスライド自在に嵌まっている。
【００２１】
パワーピストン２０と制御用バルブプランジャ２１とは、ブレーキロッド１６に一体に設けるか、又は別部材として固定しており、いずれにしても、パワーピストン２０と制御用バルブプランジャ２１とはブレーキロッド１６と一緒にスライドする。ブレーキロッド１６の先端は油圧ピストン（図示せず）に連結されている。
【００２２】
ブレーキブースター１７は駆動ガスとして内燃機関１の排気ガスが使用されており、そこで、ＥＧＲパイプ１０のうちＥＧＲバルブ１１よりも僅かに上流側の部位に、排気ガス導入通路２３の一端を接続すると共に、排気ガス導入通路２３の他端部を２つに分岐させて、一方の枝部２３ａは増幅室１８のうち制御室１９に近い端部に接続し、他方の枝部２３ｂは制御室１９の前部に接続している。従って、ブレーキブースター１７は、排気ガスの正圧で駆動される正圧式になっている。排気ガス導入通路２３のうち両枝部２３ａ，２３ｂより上流側の部位には、排気ガスをブレーキブースター１７の側のみに流す逆止弁２４が介在している。
【００２３】
また、増幅室１８のうち制御室１９と反対側の端部には制御管２５の一端部が接続されており、制御管２５の他端部は２つに枝分かれして、一方の枝部２５ａは制御室１９の前部に接続されて、他方の枝部２５ｂは制御室１９のうちブレーキペダル１５に近い後部に接続されている。制御室１９のうちブレーキペダル１５に近い後部には、大気に開放された大気開放管２６が接続されている。大気開放管２６は、制御管２５のうち他方の枝部２５ｂと同じ軸方向の位置に接続されている。
【００２４】
図１はブレーキペダル１５を踏み込んだ状態を示しており、この状態では、ＥＧＲパイプ１０から取り込まれた排気ガスは増幅室１８のうち後室１８ａに流入してパワーピストン２０を押す。これにより、ブレーキペダル１５の踏み込み力が増幅される。
【００２５】
また、この状態では、制御用バルブプランジャ２１は前進しているため、制御室１９の後部は空いていて制御管２５と大気開放管２６とは連通しており、このため、増幅室１８の前室１８ｂは大気に開放されていて、前室１８ｂに溜まっていた排気ガスは大気に放出される。従って、パワーピストン２０は、抵抗を受けることなく排気ガスで押される。ブレーキブースター１７はその全体をエンジンルームに配置するか、少なくとも、大気開放管２６をエンジンルームに開口させるのが好ましい。
【００２６】
ＥＧＲガスが吸気通路５に大量に還流している状態でブレーキペダル１５が急速に踏まれると、ＥＧＲバルブ１１の応答遅れによって排気ガスのみが燃焼室に大量に流入する現象が生じて、何等の対策を講じていないと失火に至ることがあり得るが、本実施形態のように排気ガス導入通路２３をＥＧＲパイプ１０のうちＥＧＲバルブ１１の僅かに上流側に接続すると、ＥＧＲパイプ１０に流入した排気ガスは、ＥＧＲバルブ１１が開いていても排気ガス導入通路２３に流入して吸気通路５には全く又は殆ど流れ込まないため、ＥＧＲバルブ１１の応答遅れに起因した失火を的確に阻止できる。
【００２７】
図２ではブレーキペダル１５を戻した状態を示している。この状態では、ブレーキペダル１５は図示しないばねで初期姿勢に戻っている。そして、制御室１９はその後部が制御用バルブプランジャ２１で塞がれて前部はオープンになっているため、排気ガスは制御管２５を介して増幅室１８の前室１８ｂにも流入しており、このため、増幅室１８の前室１８ａと後室１８ｂとには圧力差はなくて、制御用バルブプランジャ２１はばねの力で容易に後退する。
【００２８】
(2).第２実施形態・その他
次に、図３に示す第２実施形態を説明する。第２実施形態は、基本的には第１実施形態と同じであり、第１実施形態と共通している要素には同じ符号を付して、重複した説明は省略する。
【００２９】
第２実施形態では、排気ガス導入通路２３のうち逆止弁２４と両枝部２３ａ，２３ｂとの間の部分に戻し通路２８の一端を接続し、戻し通路２８の他端は吸気通路５の終端部又は吸気マニホールド３に接続している。戻し通路２８には、制御手段３０で制御される電磁式又は電動モータ式等の制御弁２９を介挿している。制御手段３０は、例えばＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）であり、制御手段３０には、ブレーキペダル１５の開度又は開閉を検知するポテンショメータ等のペダルセンサ３１が電気的に接続されている。
【００３０】
この実施形態では、ブレーキペダル１５が踏まれていない状態と踏まれた状態では制御弁２９は閉じており、このため、排気ガスは第１実施形態と全く同じ作用をする。他方、ブレーキペダル１５が踏まれた状態から戻されると、ペダルセンサ３１からの信号に基づき、制御装置３０から制御弁２９に開き動が指示されて、増幅室１８の前室１８ａと後室１８ｂ、及び制御管２５と制御室１９に溜まっていた排気ガスは、吸気通路５の負圧作用により、戻り管２８から吸気通路５にＥＧＲガスとして吸引される。
【００３１】
ブレーキペダル１５がフリー姿勢に戻り切ると、制御弁２９は閉じ作動する。従って、ブレーキペダル１５を戻した状態で排気ガスが排気ガス導入通路２３から戻り通路２８に流れ続けることはない。
【００３２】
ブレーキブースター１７に溜まっていた排気ガスは相当に温度が低下しているため、ＥＧＲガスとして吸気通路５に戻しても、充填効率を低下させることなくＥＧＲガスとしての機能を発揮する。また、ブレーキブースター１７での仕事をした排気ガスを大気に放出させることなく内燃機関に戻して浄化処理できるため、排気ガスの浄化の面でも有益である。なお、戻し通路２８の他端は、一点鎖線で示すように、吸気通路５のうち例えばサージタンク６の上流側など任意の位置に接続可能である。
【００３３】
本願発明の実施形態を２例説明したが、本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、排気ガス導入通路を、排気通路のうち浄化装置（触媒）の下流側の部位に接続することも可能であり、この場合は、排気ガスは浄化処理されているので、第１実施形態のように大気開放管２６から大気に放出しても特段の問題はない。浄化処理排気ガスを大気に放出する場合、大気開放管２６に温度を下げるためのフィン等を設けたり、大気開放管２６を室内暖房用のヒータに兼用して冷却水を接触させたりすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本願発明は内燃機関で駆動される自動車に適用して具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  内燃機関
２  シリンダブロックとシリンダヘッドを主要要素とする機関本体
３  吸気マニホールド
４  排気マニホールド
５  吸気通路（吸気系）
８  排気通路
９  ＥＧＲ装置
１０  ＥＧＲパイプ
１１  ＥＧＲバルブ
１２  ＥＧＲクーラ
１５  ブレーキペダル
１６  ブレーキロッド
１７  ブレーキブースター
１８  増幅室
１９  制御室
２０  パワーピストン
２１  制御用バルブプランジャ
２３  排気ガス導入通路
２４  逆止弁
２５  制御管
２６  大気開放管
２８  戻し通路
２９  制御弁（開閉弁）
３０  制御装置（ＥＣＵ）
３１  ペダルセンサ
【図１】
2014088086.tif 000003
【図２】
2014088086.tif 000004
【図３】
2014088086.tif 000005