(57)【要約】【課題】エンジンに対する負荷を抑制しつつ負圧装置に負圧を適切に発生させることができる車両の負圧発生装置を提供する。【解決手段】負圧装置５０とエンジン６０の吸気通路６３とを接続する連通路１１と、エンジン６０を動力源として作動して負圧装置５０に負圧を発生させる負圧ポンプ１２と、エンジン６０と負圧ポンプ１２とを断続するクラッチ装置１３と、を備え、クラッチ装置１３が、エンジン６０の回転数が第１の回転数以下である場合にエンジン６０と負圧ポンプ１２とを接続し、エンジン６０の回転数が第１の回転数よりも高い場合にエンジン６０と負圧ポンプ１２とを切断するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が備える負圧装置に負圧を生じさせる負圧発生装置であって、
前記負圧装置とエンジンの吸気通路とを接続する連通路と、
前記エンジンを動力源として作動して前記負圧装置に負圧を発生させる負圧ポンプと、
前記エンジンと前記負圧ポンプとを断続するクラッチ装置と、を備え、
前記クラッチ装置が、前記エンジンの回転数が第１の回転数以下である場合に前記エンジンと前記負圧ポンプとを接続し、前記エンジンの回転数が前記第１の回転数よりも高い場合に前記エンジンと前記負圧ポンプとを切断するように構成されている
ことを特徴とする車両の負圧発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の負圧発生装置であって、
前記負圧装置の圧力を検出する圧力検出手段と、
アクセルペダルの位置を検出するアクセル位置検出手段と、
前記アクセルペダルの位置に応じてスロットルバルブの開度を制御するバルブ制御手段と、を備え、
前記バルブ制御手段は、
前記エンジンの回転数が前記第１の回転数よりも高い状態で前記アクセルペダルの踏み込みが解除された際、
前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記負圧装置の負圧が所定値よりも大きい場合には、前記スロットルバルブの開弁状態を所定期間だけ維持した後に当該スロットルバルブを閉弁させ、
前記負圧装置の負圧が所定値以下である場合には、前記スロットルバルブの開弁状態を維持することなく前記スロットルバルブを閉弁させる
ことを特徴とする車両の負圧発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の負圧発生装置であって、
前記クラッチ装置は、前記エンジンが前記第１の回転数まで上昇した際に、その遠心力により前記エンジンと前記負圧ポンプと切断する遠心クラッチである
ことを特徴とする車両の負圧発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両の負圧発生装置であって、
前記クラッチ装置は、
前記負圧ポンプに接続される第１軸部材と、該第１軸部材の周囲に配置され前記エンジンに接続される第２軸部材と、前記第２軸部材に揺動可能に設けられて前記第１軸部材と前記第２軸部材とを断続するクラッチ部材と、前記クラッチ部材を前記第１軸部材側に付勢する付勢部材と、で構成されている
ことを特徴とする車両の負圧発生装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の車両の負圧発生装置であって、
前記負圧装置が、ブレーキ操作力を補助するブレーキ倍力装置である
ことを特徴とする車両の負圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧を利用して作動する負圧装置、例えば、ブレーキ操作力を補助するブレーキ倍力装置、に負圧を発生させる車両の負圧発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、例えば、運転者のブレーキペダル操作を補助するブレーキ倍力装置等のように、負圧を利用して作動する負圧装置が搭載されている。
【０００３】
ブレーキ倍力装置等の負圧装置の構成は様々あるが、例えば、連通路を介してエンジンの吸気通路に接続され、エンジンの吸気の流れを利用して連通路を介して吸引することで負圧装置に負圧を発生させるようにしたものがある。
【０００４】
ただし、このような構成では、エンジンの回転数が低い状態或いはエンジンが止まっている状態では、吸気通路は大気圧に近いため、負圧装置に十分な負圧が発生しない虞がある。つまりブレーキ倍力装置等の負圧装置が適切に作動しない虞がある。
【０００５】
近年は、エンジンを駆動源として作動する負圧ポンプを備え、この負圧ポンプによって負圧装置に負圧を発生させるようにしたものもある。具体的には、負圧ポンプ（バキュームポンプ）とエンジンとの間に両者を断続可能なクラッチを設け、負圧ポンプの負圧が負圧装置で利用されて不足すると、クラッチを介して負圧ポンプとエンジンとを接続して負圧ポンプに負圧を発生させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載の装置によれば、負圧装置によって負圧が利用されて負圧ポンプに負圧が不足したときにだけ、負圧ポンプとエンジンとが接続されるため、無駄なエネルギーの消費を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１２３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、車両の走行状態に拘わらず、ブレーキ倍力装置に負圧が必要になれば負圧ポンプとエンジンとが接続されるため、車両の走行状態によっては燃費を悪化させてしまう虞がある。例えば、エンジンの負荷が大きい走行状態であっても、ブレーキ倍力装置に負圧が必要になればエンジンに接続されるため、燃費の悪化を招く虞がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンに対する負荷を抑制しつつ負圧装置に負圧を適切に発生させることができる車両の負圧発生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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の一つの態様は、車両が備える負圧装置に負圧を生じさせる負圧発生装置であって、前記負圧装置とエンジンの吸気通路とを接続する連通路と、前記エンジンを動力源として作動して前記負圧装置に負圧を発生させる負圧ポンプと、前記エンジンと前記負圧ポンプとを断続するクラッチ装置と、を備え、前記クラッチ装置が、前記エンジンの回転数が第１の回転数以下である場合に前記エンジンと前記負圧ポンプとを接続し、前記エンジンの回転数が前記第１の回転数よりも高い場合に前記エンジンと前記負圧ポンプとを切断するように構成されていることを特徴とする車両の負圧発生装置にある。
【００１１】
ここで、前記負圧装置の圧力を検出する圧力検出手段と、アクセルペダルの位置を検出するアクセル位置検出手段と、前記アクセルペダルの位置に応じてスロットルバルブの開度を制御するバルブ制御手段と、を備え、前記バルブ制御手段は、前記エンジンの回転数が前記第１の回転数よりも高い状態で前記アクセルペダルの踏み込みが解除された際、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて前記負圧装置の負圧が所定値よりも大きい場合には、前記スロットルバルブの開弁状態を所定期間だけ維持した後に当該スロットルバルブを閉弁させ、前記負圧装置の負圧が所定値以下である場合には、前記スロットルバルブの開弁状態を維持することなく前記スロットルバルブを閉弁させることが好ましい。
【００１２】
また前記クラッチ装置は、前記エンジンが前記第１の回転数まで上昇した際に、その遠心力により前記エンジンと前記負圧ポンプと切断する遠心クラッチであることが好ましい。例えば、前記クラッチ装置は、前記負圧ポンプに接続される第１軸部材と、該第１軸部材の周囲に配置され前記エンジンに接続される第２軸部材と、前記第２軸部材に揺動可能に設けられて前記第１軸部材と前記第２軸部材とを断続するクラッチ部材と、前記クラッチ部材を前記第１軸部材側に付勢する付勢部材と、で構成されていることが好ましい。
【００１３】
また本願発明は、前記負圧装置が、例えば、ブレーキ操作力を補助するブレーキ倍力装置である場合、特に効果的である。
【発明の効果】
【００１４】
かかる本発明の負圧発生装置によれば、エンジンに対する負荷を抑制して燃費の向上を図りつつ、ブレーキ倍力装置等である負圧装置に負圧を適切に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る負圧発生装置の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るクラッチ装置を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るクラッチ装置を説明する図であり、クラッチ部材の動作を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る負圧発生装置及び負圧装置、並びにエンジンの圧力状態を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る負圧発生装置の概略構成を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態２に係る負圧発生装置及び負圧装置、並びにエンジンの圧力状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る負圧発生装置の概略構成を説明する図であり、図２は、本実施形態に係る負圧発生装置のクラッチ装置を説明する断面図である。また図３は、本実施形態に係るクラッチ装置を説明する図であり、特に、クラッチ部材の動作を示す図である。なお図２は、図３のＡ−Ａ′線に対応する断面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ′線に対応する断面図である。また図４は、負圧発生装置及び負圧装置、並びにエンジンの圧力状態（負圧の発生状態）を説明する図であり、負圧が発生している部分にハッチングを施している。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る負圧発生装置１０は、車両が備える負圧装置５０に負圧を発生させるためのものであり、エンジン（内燃機関）６０に接続されている。
【００１８】
エンジン６０は、例えば、吸気管噴射型の多気筒エンジンであり、シリンダヘッド６１には複数（例えば、３つ）の気筒６２が並設されている。各気筒（燃焼室）６２には、図示しないが、それぞれ点火プラグが配されると共に、吸気ポート及び排気ポートが設けられている。
【００１９】
シリンダヘッド６１の吸気ポートには吸気マニホールド６３が接続され、吸気マニホールド６３には吸気管６４が接続されている。本実施形態では、吸気マニホールド６３と吸気管６４とで吸気通路が形成されている。図示は省略するが、吸気マニホールド６３には、各気筒６２に対応する燃料噴射弁が設けられている。吸気管６４には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ６５が設けられている。またシリンダヘッド６１の排気ポートには、排気マニホールド（排気通路）６６が接続され、排気マニホールド６６には排気管（排気通路）６７が接続されている。
【００２０】
負圧装置５０は、本実施形態では、ブレーキペダル１００と連動して制動力を発揮させブレーキ操作力を補助する、いわゆるブレーキ倍力装置である。なおブレーキ倍力装置である負圧装置５０は、既存の構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２１】
このような負圧装置５０に負圧を発生させる負圧発生装置１０は、連通管（連通路）１１と、負圧ポンプ１２と、クラッチ装置１３と、を少なくとも備えている。
【００２２】
連通管１１は、エンジン６０のスロットルバルブ６５よりも下流側で、エンジン６０の吸気通路と負圧装置５０とを接続する。本実施形態では、連通管１１は、吸気通路を構成する吸気マニホールド６３に接続されている。そしてエンジン６０の吸気マニホールド６３を流れる吸気によって連通管１１を介して負圧装置５０内が吸引されることで、負圧装置５０に負圧を発生させることができる。なお連通管１１には、逆止弁（チェックバルブ）１４が設けられており、連通管１１内は負圧装置５０から吸気マニホールド６３に向かう気流のみが許容されるようになっている。
【００２３】
負圧ポンプ（バキュームポンプ）１２は、エンジン６０を動力源として作動し、負圧装置５０に負圧を生じさせる。本実施形態では、負圧ポンプ１２は、例えば、エンジン６０のカムシャフト（図示なし）等に接続され、エンジン６０の駆動に伴って回転するように構成されている。
【００２４】
この負圧ポンプ１２は、接続管（接続通路）１５を介して負圧装置５０に接続されている。本実施形態では、接続管１５は、連通管１１の逆止弁（チェックバルブ）１４よりも負圧装置５０側に接続されている。このような構成では、負圧ポンプ１２が作動することで、接続管１５を介して負圧装置５０内が吸引され、これにより負圧装置５０に負圧が発生する。
【００２５】
なお接続管１５にも、連通管１１と同様に逆止弁（チェックバルブ）１６が設けられ、負圧装置５０から負圧ポンプ１２に向かう気流のみが許容されるようになっている。また接続管１５は、本実施形態では連通管１１に接続されているが、勿論、連通管１１ではなく負圧装置５０に接続されていてもよい。
【００２６】
クラッチ装置１３は、エンジン６０と負圧ポンプ１２との間に設けられ、エンジン６０と負圧ポンプ１２とを機械的に断続するように構成されている。すなわちクラッチ装置１３は、所定のタイミングで、エンジン６０と負圧ポンプ１２と接続し、またエンジン６０と負圧ポンプ１２との接続状態を解除（切断）する。
【００２７】
詳しくは、クラッチ装置１３は、エンジン６０の回転数が予め設定された第１の回転数（例えば、２０００ｒｐｍ程度）以下である場合に、エンジン６０と負圧ポンプ１２とを接続し、エンジン６０の回転数が第１の回転数よりも大きい場合にはエンジン６０と負圧ポンプ１２との接続状態を解除（切断）するように構成されている。なお第１の回転数は、特に限定されず、エンジン６０の特性等に応じて適宜決定されればよい。
【００２８】
本実施形態に係るクラッチ装置１３は、遠心力によって負圧ポンプ１２とエンジン６０とを断続する、いわゆる遠心クラッチの一種である。例えば、図２及び図３に示すように、クラッチ装置１３は、負圧ポンプ１２に接続される第１軸部材１７と、エンジン６０に接続される第２軸部材１８と、これら第１軸部材１７と、第２軸部材１８とを断続するためのクラッチ部材１９と、を備えている。
【００２９】
第２軸部材１８は、その先端部にカップ状のアウターリング部材２０を備え、第１軸部材１７は、このアウターリング部材２０内に第２軸部材１８とは接触することなく配置されている。クラッチ部材１９は、アウターリング部材２０内の第１軸部材１７の周囲に所定間隔で複数（例えば、３つ）配置されている。
【００３０】
各クラッチ部材１９は、一端側がアウターリング部材２０の円板状の内面２０ａに支持ピン２１によって取付けられ、この支持ピン２１を軸中心として揺動可能となっている。また各クラッチ部材１９の他端側とアウターリング部材２０との間には、例えば、コイルバネ等からなる付勢部材２２が設けられている。各クラッチ部材１９は、この付勢部材２２によって第１軸部材１７に向かって付勢されている。
【００３１】
ここで、エンジン６０の回転数が第１の回転数以下である場合には、各クラッチ部材１９の重み及び付勢部材２２の付勢力によってクラッチ部材１９は第１軸部材１７の外周面に当接した状態となる（図３（ａ））。すなわちクラッチ部材１９と第１軸部材１７の摩擦面同士が当接して、クラッチ部材１９を介して第１軸部材１７と第２軸部材１８とが接続された状態となる。つまりクラッチ装置１３を介してエンジン６０と負圧ポンプ１２とが接続され、エンジン６０を駆動源として負圧ポンプ（ローター）１２が回転する。
【００３２】
一方、エンジン６０の回転数が第１の回転数よりも高くなると、遠心力によって各クラッチ部材１９が支持ピン２１を軸中心として揺動し、第１軸部材１７から離れた状態となる（図３（ｂ））。すなわちクラッチ装置１３によって、エンジン６０と負圧ポンプ１２とが切り離され、エンジン６０から負圧ポンプ１２へのトルク伝達が遮断される。
【００３３】
言い換えれば、クラッチ装置１３は、エンジン６０の回転数が第１の回転数以下である場合にクラッチ部材１９が第１軸部材１７に当接して第１軸部材１７と第２軸部材１８とが接続されるように、またエンジン６０の回転数が第１の回転数よりも高くなるとクラッチ部材１９が第１軸部材１７から外れて第１軸部材１７と第２軸部材１８とが切り離されるように、各クラッチ部材１９の重さや付勢部材２２の付勢力が適宜調整されている。
【００３４】
そして、このようなクラッチ装置１３を備える負圧発生装置１０では、エンジン６０が第１の回転数以下である場合には、図４（ａ）に示すように、負圧ポンプ１２によって接続管１５を介して負圧装置５０が吸引されて負圧装置５０に負圧が発生する。このとき負圧装置５０は吸気マニホールド６３を流れる吸気によって連通管１１を介しても若干吸引される。ただしエンジン６０の回転数が比較的低い状態では吸気流量が少ないため、主に負圧ポンプ１２による吸引によって負圧装置５０に負圧が発生する。
【００３５】
一方、エンジン６０の回転数が第１の回転数よりも高くなると、クラッチ装置１３によってエンジン６０と負圧ポンプ１２とが切り離されるため、吸気マニホールド６３を流れる吸気によって連通管１１を介して吸引されて負圧装置５０に負圧が発生する。このようにエンジン６０の回転数が比較的高い状態では、吸気マニホールド６３を流れる吸気流量が十分に増加している。したがって、負圧ポンプ１２を作動させることなく、吸気マニホールド６３を流れる吸気によって負圧装置５０に十分な負圧を発生させることができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態の負圧発生装置１０によれば、エンジン６０が比較的低回転である場合には負圧ポンプ１２を作動させて負圧装置５０に十分な負圧を発生させることができる。一方で、エンジン６０が比較的高回転である場合には、負圧ポンプ１２を作動させることなく、吸気を利用して負圧装置５０に十分な負圧を発生させることができる。したがってエンジン６０の負荷が抑制され、燃費の向上を図ることができる。
【００３７】
また負圧発生装置１０は、機械式の遠心クラッチであるクラッチ装置１３がエンジン６０の回転数に応じて自動的に作動するようにしたので、比較的安価に、負圧装置５０に適切な負圧を発生させることができ、且つエンジン６０の燃費向上を図ることができる。またクラッチ装置１３が機械式のクラッチであり比較的簡単な構造であるため、負圧発生装置１０の信頼性の向上を図ることもできる。
【００３８】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係る負圧発生装置の概略構成を示す図である。なお図中、実施形態１と同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
本実施形態に係る負圧発生装置１０は、連通管（連通路）１１と、負圧ポンプ１２と、クラッチ装置１３とを少なくとも備えると共に、エンジン６０を制御する制御装置の一部を含んで構成されている。
【００４０】
具体的には、図５に示すように、負圧発生装置１０は、負圧装置５０の圧力を検出する圧力検出手段２５と、車両が備えるアクセルペダル１０１の位置（踏み込み量）を検出するアクセル位置検出手段２６と、アクセルペダル１０１の位置に応じてスロットルバルブ６５の開度を制御するバルブ制御手段２７と、を備えている。
【００４１】
本実施形態では、車両が備えるＥＣＵ（電子コントロールユニット）７０が、これら圧力検出手段２５、アクセル位置検出手段２６及びバルブ制御手段２７を備えている。ＥＣＵ７０は、エンジン６０を総合的に制御する制御装置であり、例えば、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等で構成されている。
【００４２】
圧力検出手段２５は、例えば、負圧装置５０に設けられる圧力センサ２８等から負圧装置５０の圧力を取得して負圧装置５０における負圧の大きさを検出する。なお圧力検出手段２５は、負圧装置５０の圧力（負圧の大きさ）を検出できれば、その構成は特に限定されず、例えば、負圧装置５０の負圧の大きさを推定するものであってもよい。
【００４３】
アクセル位置検出手段２６は、例えば、車両が備えるアクセルポジションセンサ２９からの情報を取得してアクセルペダル１０１の位置（踏み込み量）を検出する。
【００４４】
バルブ制御手段２７は、例えば、車両が備えるスロットルポジションセンサ３０からの情報を取得してスロットルバルブ６５の開度を検出すると共に、例えば、アクセルペダル１０１の位置等に応じてスロットルバルブ６５の開度を適宜制御する。
【００４５】
このバルブ制御手段２７は、さらに圧力検出手段２５の検出結果に基づいてスロットルバルブ６５の開度を適宜制御する。具体的には、エンジン６０の回転数が第１の回転数よりも高い状態、つまりエンジン６０と負圧ポンプ１２とが切り離されて負圧ポンプ１２が作動していない状態において、バルブ制御手段２７は、負圧装置５０の負圧の大きさに応じてスロットルバルブ６５の開度を適宜制御する。
【００４６】
例えば、アクセルペダル１０１の踏み込みが解除された際、負圧装置５０の負圧が所定値よりも大きい（十分な負圧が生じている）場合には、バルブ制御手段２７は、図６（ａ）に示すように、スロットルバルブ６５の開弁状態を所定期間だけ維持してからスロットルバルブ６５を閉弁させる。
【００４７】
このようにアクセルペダル１０１の踏み込み解除に遅れてスロットルバルブ６５を閉弁させることで、エンジン６０の負荷を抑制して燃費を向上することができる。なおスロットルバルブ６５の開弁状態を維持する期間は、特に限定されないが、極力長くすることでエンジン６０の燃費をより向上することができる。
【００４８】
またスロットルバルブ６５の開弁状態を維持している間、吸気流量が増大して吸気マニホールド（吸気通路）６３には負圧が生じにくくなり負圧装置５０に負圧を発生させ難いが、負圧装置５０には十分な負圧が確保されている状態であるため支障はない。
【００４９】
一方、負圧装置５０の負圧が所定値以下の（大気圧に近い）場合には、アクセルペダル１０１の踏み込みが解除された際、バルブ制御手段２７は、図６（ｂ）に示すように、スロットルバルブ６５の開弁状態を維持することなくスロットルバルブ６５を閉弁させる。すなわち、アクセルペダル１０１の踏み込み解除に遅れることなくスロットルバルブ６５を閉弁させる。
【００５０】
これにより、吸気通路のスロットルバルブ６５よりも下流側、例えば、吸気マニホールド（吸気通路）６３で負圧が生じるため、負圧ポンプ１２を作動させなくても、負圧装置５０に十分な負圧を発生させることができる。
【００５１】
以上のような本実施形態に係る負圧発生装置１０によれば、エンジン６０の燃費をさらに向上することができると共に、負圧装置５０に負圧をより適切に発生させることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものでない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
【００５３】
例えば、上述の実施形態では、クラッチ装置が、機械式クラッチである構成を例示したが、クラッチ装置は、必ずしも機械式クラッチでなくてもよく、例えば、電磁クラッチ等であってもよい。この場合には、負圧発生装置が、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段（クランク角センサ等）と、エンジンの回転数に応じて電磁クラッチの動作を制御するクラッチ制御手段と、を備えるようにする。
【００５４】
また上述の実施形態では、負圧発生装置が負圧を発生させる負圧装置として、ブレーキ倍力装置を例示したが、負圧装置はブレーキ倍力装置に限定されず、負圧により作動する装置であればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  負圧発生装置
１１  連通管（連通路）
１２  負圧ポンプ
１３  クラッチ装置
１４，１６  逆止弁（チェックバルブ）
１５  接続管（接続通路）
１７  第１軸部材
１８  第２軸部材
１９  クラッチ部材
２０  アウターリング部材
２１  支持ピン
２２  付勢部材
２５  圧力検出手段
２６  アクセル位置検出手段
２７  バルブ制御手段
２８  圧力センサ
２９  アクセルポジションセンサ
３０  スロットルポジションセンサ
５０  負圧装置
６０  エンジン
６１  シリンダヘッド
６２  気筒
６３  吸気マニホールド
６４  吸気管
６５  スロットルバルブ
１００  ブレーキペダル
１０１  アクセルペダル
【図１】
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【図２】
2019006352.tif 000004
【図３】
2019006352.tif 000005
【図４】
2019006352.tif 000006
【図５】
2019006352.tif 000007
【図６】
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