(57)【要約】【課題】簡易な構成にて、過給機の過給状態に関わらず、ブレーキ倍力機構に負圧を供給できる負圧式倍力装置の負圧供給機構を提供する。【解決手段】吸気取込口から過給機及びスロットルバルブを介して吸気ポートに吸気を供給する吸気経路と、スロットルバルブと吸気ポートとの間の吸気経路から分岐され、ブレーキ倍力装置に吸気負圧を供給する負圧伝達路とを備える負圧式倍力装置の負圧供給機構である。過給機で過給された正圧の吸気がスロットルバルブよりも下流から導入されることで負圧を生成するデフューザと、デフューザの通過気体を吸気取込口の下流に還流させる還流路と、還流路の途中で、吸気取込口の下流からデフューザへの通気を阻止する還流路用逆止弁と、負圧伝達路とデフューザとの間を繋ぐ連結路と、連結路の途中で、デフューザから負圧伝達路への通気を阻止する連結路用逆止弁とを備える。【選択図】図１
2018171955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気取込口から過給機及びスロットルバルブを介して吸気ポートに吸気を供給する吸気経路と、前記スロットルバルブと前記吸気ポートとの間の前記吸気経路から分岐され、ブレーキ倍力装置に吸気負圧を供給する負圧伝達路とを備える負圧式倍力装置の負圧供給機構であって、
前記スロットルバルブと前記負圧伝達路の吸気経路側の開口との間から分岐され、前記過給機で過給された正圧の吸気が導入される正圧導入路と、
前記正圧導入路から正圧の吸気が導入されることで負圧を生成するデフューザと、
前記デフューザの通過気体を前記吸気取込口の下流に還流させる還流路と、
前記還流路の途中に設けられ、前記吸気取込口の下流から前記デフューザへの通気を阻止する還流路用逆止弁と、
前記負圧伝達路と前記デフューザとの間を繋ぐ連結路と、
前記連結路の途中に設けられ、前記デフューザから前記負圧伝達路への通気を阻止する連結路用逆止弁とを備える負圧式倍力装置の負圧供給機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキに用いられる負圧式倍力装置の負圧供給機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のブレーキには、制動力を高めるためにブレーキ倍力装置が用いられている。このブレーキ倍力装置は、内燃機関の吸気負圧を利用して運転者の踏力をアシストする。ブレーキ倍力装置に負圧を供給する負圧発生装置として、特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
この技術では、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にエジェクタのノズルとデフューザを形成している。このノズルとデフューザとの間から負圧を得る負圧取出路が設けられ、負圧取出路はブレーキ倍力装置の負圧室へと接続される。さらにノズルとデフューザの流路断面積を変化させる弁体を備える。スロットルバルブの全閉時、内燃機関の吸入空気の全流量がノズル及びデフューザを流通する。弁体によって、内燃機関への吸入空気量を調整することで、アイドリング時にエジェクタの作動流量を増大させることができ、負圧の供給量を増大させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９９５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より簡易な構成で、ブレーキ倍力装置に十分な負圧を供給できる負圧供給機構が求められている。
【０００６】
上記の技術では、エジェクタや弁体が必要で構成が複雑になる上、スロットルバルブの全閉時でも、エジェクタを介して内燃機関へのバイパス流路が形成されるため、内燃機関への空気量を十分に低減することはできず、アイドル安定性、燃費面で改善の余地がある。特に、ターボチャージャーなどの過給機を備える内燃機関では、過給時にスロットルバルブの下流に位置するサージタンクやインテークマニホールドが正圧になることがある。この場合でも、ブレーキ倍力装置に適切に負圧を供給できることが望まれる。
【０００７】
一方で、カム駆動や電動の負圧ポンプを設け、負圧ポンプの動作により、ブレーキ倍力装置に負圧を供給する構成も知られている。しかし、この構成は、負圧ポンプをカム駆動や電動で動作するための動力伝達機構や駆動源を必要とし、コスト高を招く上、内燃機関コンパートメント内のスペースの都合上、これらの動力伝達機構や駆動源を搭載できない場合もあり得る。
【０００８】
本発明の目的の一つは、簡易な構成にて、過給機の過給状態に関わらず、ブレーキ倍力機構に負圧を供給できる負圧式倍力装置の負圧供給機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る負圧式倍力装置の負圧供給機構は、吸気取込口から過給機及びスロットルバルブを介して吸気ポートに吸気を供給する吸気経路と、前記スロットルバルブと前記吸気ポートとの間の前記吸気経路から分岐され、ブレーキ倍力装置に吸気負圧を供給する負圧伝達路とを備え、さらに、前記スロットルバルブと前記負圧伝達路の吸気経路側の開口との間から分岐され、前記過給機で過給された正圧の吸気が導入される正圧導入路と、前記正圧導入路から正圧の吸気が導入されることで負圧を生成するデフューザと、前記デフューザの通過気体を前記吸気取込口の下流に還流させる還流路と、前記還流路の途中に設けられ、前記吸気取込口の下流から前記デフューザへの通気を阻止する還流路用逆止弁と、前記負圧伝達路と前記デフューザとの間を繋ぐ連結路と、前記連結路の途中に設けられ、前記デフューザから前記負圧伝達路への通気を阻止する連結路用逆止弁とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、過給機で過給された正圧をデフューザに導入することで負圧を生成することができる。その負圧を、連結路を介してブレーキ倍力装置に供給することができ、過給によりスロットルバルブから吸気ポートの間が正圧となる場合でも、ブレーキ倍力装置に負圧を供給することができる。勿論、過給していないか過給圧が小さく、スロットルバルブから吸気ポートの間が負圧となる運転時には、負圧伝達路を介してブレーキ倍力装置に負圧を供給することができる。よって、簡易な構成にて、過給機の動作状態に関わらず、ブレーキ倍力装置に負圧を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る負圧式倍力装置の負圧供給機構の概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
＜実施形態１＞
《概要》
実施形態1に係る負圧式倍力装置の負圧供給機構は、過給機としてターボチャージャー２００（以下単にターボという。）を備える内燃機関１００と、内燃機関１００の吸気負圧を利用してブレーキの制動力をアシストするブレーキブースター３００（ブレーキ倍力装置）とを備える自動車に対して設けられる。本例の負圧供給機構の特徴の一つは、過給時、スロットルバルブ４４０の下流で正圧となった吸気の一部をデフューザ７２０に供給することで負圧を生成し、この負圧をブレーキブースター３００で利用する。一方、非過給時、スロットルバルブ４４０の下流で生じる吸気負圧をブレーキブースター３００で利用する。先に内燃機関１００、ターボ２００、ブレーキブースター３００と各部の連結構造を含む基本構成について説明し、その後で負圧供給機構の主な特徴構成を説明する。
【００１３】
《基本構成》
内燃機関１００は、シリンダブロック１１０のボア内を往復運動するピストン１２０と、ボアの上部を覆うシリンダヘッド１３０と、ピストン１２０の往復運動を回転運動に変換するクランクシャフト１４０とを備える。ピストン１２０、ボア、及びシリンダヘッド１３０で囲まれる空間により燃焼室が形成される。燃焼室には、点火プラグ１５０の電極が露出されている。シリンダヘッド１３０には、吸気ポート４７０及び排気ポート５１０が設けられ、各ポート４７０，５１０は燃焼室に対して、各々吸気バルブ１６０ｉ及び排気バルブ１６０ｅにより開閉される。吸気ポート４７０へは、吸気取込口４１０からエアクリーナ４２０、ターボ２００、インタークーラー４３０、スロットルバルブ４４０、サージタンク４５０、及びインテークマニホールド４６０を介して吸気を供給する吸気経路４００が接続される。
【００１４】
エアクリーナ４２０は吸気取込口４１０から取り込んだ空気中の異物を除去する。ターボ２００は、シャフトの一端に備えられるタービンインペラ２１０を排気ガスで回転させ、シャフトの他端に備えられるコンプレッサインペラ２２０でエアクリーナ４２０を経た空気を圧縮する。インタークーラー４３０は、圧縮された空気を冷却する。スロットルバルブ４４０は、図示しないアクセルの操作に応じて、インタークーラー４３０を経た空気の燃焼室への流入量を調整する。スロットルバルブ４４０の下流には、複数のシリンダに吸気を分配するインテークマニホールド４６０への空気の供給量を均一化するサージタンク４５０が設けられている。インテークマニホールド４６０は、複数のシリンダ（ボア）に吸気ポート４７０を介して吸気を分配する分岐管である。
【００１５】
一方、排気ポート５１０はターボ２００、及び図示しないマフラーを介した排気経路５００が接続される。排気ポート５１０からタービンインペラ２１０への排気経路には、バイパス経路５２０が分岐されている。バイパス経路５２０には、ウェイストゲートバルブ５３０が設けられ、タービンインペラ２１０への過度の排気の供給を抑制する。
【００１６】
上記のサージタンク４５０とブレーキブースター３００とは、負圧伝達路６１０で接続されている。負圧伝達路６１０は、吸気経路４００から分岐され、ブレーキブースター３００に吸気負圧を供給する。負圧伝達路６１０の途中には、負圧供給用逆止弁６２０が設けられ、ブレーキブースター３００からサージタンク４５０への通気は許容するが、サージタンク４５０からブレーキブースター３００への通気は阻止する。ブレーキブースター３００は、例えば、吸気負圧が供給される負圧室と、ブレーキペダルの操作に応じて大気が導入される大気室とを備え、内燃機関１００の吸気負圧を利用して運転者の踏力をアシストする。
【００１７】
エアクリーナ４２０、ターボ２００、インタークーラー４３０、スロットルバルブ４４０、サージタンク４５０、インテークマニホールド４６０、及びブレーキブースター３００の各部は、公知の構成が利用できる。
【００１８】
《過給時の負圧生成機構》
上記の基本構成に加え、本例の負圧供給機構は、過給時の負圧生成機構を備える。過給時の負圧生成機構は、過給時にスロットルバルブ４４０の下流が正圧になる場合でも、ブレーキブースター３００に負圧を供給するための機構で、正圧導入路７１０、デフューザ７２０、還流路７３０、還流路用逆止弁７４０、連結路８１０、及び連結路用逆止弁８２０を備える。
【００１９】
正圧導入路７１０は、スロットルバルブ４４０と負圧伝達路６１０の吸気経路側の開口との間から分岐され、ターボ２００で過給された正圧の吸気の一部が導入される。本例では、吸気経路４００のうち、スロットルバルブ４４０とサージタンク４５０との間から分岐して正圧導入路７１０を構成している。正圧導入路７１０に分岐される空気は、次述するデフューザ７２０で負圧を生成するのに十分な流量であればよく、スロットルバルブ４４０から導入される空気のごく一部でよい。
【００２０】
デフューザ７２０は、正圧導入路７１０における吸気経路４００とは反対側に接続され、正圧の吸気が導入されることで負圧を生成する。より具体的には、デフューザ７２０の内部に流路の断面積が局所的に小さい絞り部を有し、絞り部での流速を増加させて、流速の低速箇所に比べて低圧力の負圧部を生成する。後述するように、この負圧は、連結路８１０を介してブレーキブースター３００に供給される。
【００２１】
デフューザ７２０の下流には、デフューザ７２０を通過した気体を吸気取込口４１０の下流に還流させる還流路７３０が形成される。還流路７３０の終端は、吸気取込口４１０の下流に接続される。本例では、吸気経路４００のうち、エアクリーナ４２０とターボ２００との間に還流路７３０の終端を接続している。
【００２２】
還流路７３０の途中には、吸気取込口４１０の下流から前記デフューザ７２０への通気を阻止する還流路用逆止弁７４０を備える。還流路用逆止弁により、デフューザ７２０から吸気経路４００への通気は許容するが、エアクリーナ４２０を経た空気がデフューザ７２０側に逆流することは阻止される。
【００２３】
デフューザ７２０と負圧伝達路６１０との間は、デフューザ７２０で生成した負圧をブレーキブースター３００に供給するための連結路８１０により連結される。この連結路８１０の一端はデフューザ７２０の絞り部に対応して開口され、他端は負圧伝達路６１０の途中に開口される。
【００２４】
連結路８１０の途中には、デフューザ７２０から負圧伝達路６１０への通気を阻止する連結路用逆止弁８２０が設けられている。連結路用逆止弁８２０により、ブレーキブースター３００から負圧伝達路、連結路８１０を介してデフューザ７２０への通気は許容するが、デフューザ７２０から負圧伝達路６１０への通気は阻止される。
【００２５】
《動作》
過給時と負圧運転時における上記の負圧式倍力装置の負圧供給機構の動作を説明する。
【００２６】
（過給時）
過給時は、ターボ２００の過給により、吸気経路４００におけるスロットルバルブ４４０の下流側は正圧になる。この場合、サージタンク４５０内も正圧となり、負圧伝達路６１０の負圧供給用逆止弁６２０が閉じられ、ブレーキブースター３００への正圧の供給が規制される。一方、スロットルバルブ４４０を経た空気は、その一部が正圧導入路７１０に流通され、デフューザ７２０へと導入される。デフューザ７２０に正圧の空気が供給されることにより絞り部で負圧が生成される。その負圧は、連結路８１０の連結路用逆止弁８２０を開放させ、連結路８１０及び負圧伝達路６１０を介してブレーキブースター３００に供給される。ブレーキブースター３００側から負圧伝達路６１０と連結路８１０を介して生成される気流は、デフューザ７２０を通過した空気と共に還流路７３０を介して、エアクリーナ４２０の下流に還流される。一方、スロットルバルブ４４０から下流に導入される空気の残部は、サージタンク４５０、インテークマニホールド４６０及び吸気ポート４７０を介して燃焼室に供給される。
【００２７】
（負圧運転時）
アイドリング時など、ターボ２００で過給する必要がない場合など、吸気経路４００におけるスロットルバルブ４４０の下流が吸気負圧により負圧となる運転状態のとき、サージタンク４５０も負圧となる。この場合、負圧伝達路６１０の負圧供給用逆止弁６２０が開き、ブレーキブースター３００からサージタンク４５０への通気が許容され、ブレーキブースター３００に負圧が供給される。その際、サージタンク４５０が負圧であることにより、還流路７３０の還流路用逆止弁７４０と連結路８１０の連結路用逆止弁８２０が閉じられ、正圧導入路７１０、デフューザ７２０、還流路７３０及び連結路８１０のいずれへも通気は行われない。
【００２８】
《作用効果》
上記の負圧式倍力装置の負圧供給機構によれば、以下の効果を奏することができる。
【００２９】
（１）過給時に、スロットルバルブ４４０の下流が正圧になる場合でも、正圧の空気をデフューザ７２０に導入することで負圧を生成し、その負圧をブレーキブースター３００に供給することができる。
【００３０】
（２）還流路７３０と連結路８１０の各々に還流路用逆止弁７４０及び連結路用逆止弁８２０を備えることで、過給時にブレーキブースター３００から負圧伝達路６１０、連結路８１０、デフューザ７２０、還流路７３０を介した通気を許容し、負圧運転時には還流路用逆止弁７４０、連結路用逆止弁８２０を閉じることで、吸気経路４００から正圧導入路７１０、デフューザ７２０、還流路７３０及び連結路８１０への通気を阻止できる。
【００３１】
（３）負圧運転時は、負圧供給用逆止弁６２０を開くことで、ブレーキブースター３００に負圧を供給することができる。
【００３２】
（４）過給時の負圧生成機構としてデフューザ７２０を用いることで、カム駆動や電動の負圧ポンプを用いる必要がなく、ターボ２００の動作状態に関係なく、簡易な構成にてブレーキブースター３００に負圧を供給できる。
【００３３】
（５）従来の技術で用いられていたエジェクタが不要であり、スロットルバルブ４４０の全閉時にスロットルバルブ４４０のバイパス通路を設けなくてもよい。それにより、スロットルバルブ４４０の全閉時に下流側への通気を可及的に抑制し、アイドル安定性や燃費面で有利である。
【００３４】
＜変形例＞
本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることが意図される。例えば、次の変形例が挙げられる。
【００３５】
（１）ターボチャージャー２００の代わりにスーパーチャージャーを用いてもよい。この場合でも、スロットルバルブ４４０の下流が正圧となってもブレーキブースター３００に負圧を供給できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の負圧式倍力装置の負圧供給機構は、過給機付きの自動車のブレーキ倍力装置において、過給機の動作状態に関係なく十分な負圧を供給することに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  内燃機関
１１０  シリンダブロック
１２０  ピストン
１３０  シリンダヘッド
１４０  クランクシャフト
１５０  点火プラグ
１６０ｉ  吸気バルブ
１６０ｅ  排気バルブ
２００  ターボチャージャー（ターボ）
２１０  タービンインペラ
２２０  コンプレッサインペラ
３００  ブレーキブースター
４００  吸気経路
４１０  吸気取込口
４２０  エアクリーナ
４３０  インタークーラー
４４０  スロットルバルブ
４５０  サージタンク
４６０  インテークマニホールド
４７０  吸気ポート
５００  排気経路
５１０  排気ポート
５２０  バイパス経路
５３０  ウェイストゲートバルブ
６１０  負圧伝達路
６２０  負圧供給用逆止弁
７１０  正圧導入路
７２０  デフューザ
７３０  還流路
７４０  還流路用逆止弁
８１０  連結路
８２０  連結路用逆止弁
【図１】
2018171955.tif 000003