(57)【要約】【課題】ブレーキブースタへの負圧の提供を安定的に行うことのできる負圧供給装置を提供する。【解決手段】負圧供給装置１０は、ベンチュリ動作流路と、負圧供給流路２４と、負圧バイパス流路１４とを含む。負圧供給装置１０は、ベンチュリ部１２を機能させる必要がない場合、すなわち、エンジン吸気系１８のインマニ２０の吸気管負圧が所定値を超えている場合、負圧バイパス流路１４が負圧供給流路２４と並列動作するように流路の切り替えを行う。負圧バイパス流路１４は、負圧供給流路２４の流路が不具合を生じたときに流路確保を行う。また、負圧供給流路２４が良好に動作している場合は、負圧供給流路２４と負圧バイパス流路１４が並列動作することにより実質的な流径の拡大を行い、ブレーキブースタの負圧上昇効率を高める。【選択図】図１
2008155687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたブレーキブースタにエンジン吸気系の負圧領域部の吸気管負圧を提供する負圧供給装置であって、
ベンチュリ部を介して大気を前記負圧領域部側に流して前記ブレーキブースタに提供する負圧を発生させるベンチュリ動作流路と、
前記負圧領域部の吸気管負圧をチェックバルブを介して前記ブレーキブースタに提供する負圧供給流路と、
前記負圧領域部側の吸気管負圧を前記ブレーキブースタに提供する負圧バイパス流路と、
前記吸気管負圧の負圧状態に応じて前記ベンチュリ動作流路と前記負圧バイパス流路のいずれか一方を前記負圧領域部に選択的に接続する負圧動作弁と、
を含み、
前記負圧動作弁は、前記吸気管負圧と大気圧の差圧が所定値以上のときに、前記負圧バイパス流路が前記負圧供給流路と並列動作するように前記負圧バイパス流路と前記負圧領域部とを接続することを特徴とする負圧供給装置。
【請求項２】
前記負圧バイパス流路の流径断面積は、前記負圧供給流路の流径断面積以上であることを特徴とする請求項１記載の負圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負圧供給装置、特にブレーキブースタへの負圧の提供を安定的に行うことのできる負圧供給装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の制動装置（常用ブレーキ）には、小さな踏力で十分かつ安定した制動力を発生できるように気圧式倍力装置（ブレーキブースタ）が設けられている。ブレーキブースタは、負圧源として、一般にエンジン吸気系の負圧領域部、たとえばインテークマニフォールド（以下、インマニという）の吸気管負圧を利用している。つまり、吸気管のスロットルを絞ることによりスロットルの下流側で発生している負圧をブレーキブースタの負圧室に供給している。そして、ブレーキブースタに提供された負圧と大気圧との差圧によってブレーキブースタのパワーピストンに推力を発生させて制動装置（ブレーキ）の操作力を補助している。
【０００３】
ところで、エンジンを始動した直後の冷間時には、一般に、エンジン回転数を上げるためにスロットル開度を大きくする制御を行うためインマニにおいて十分な吸気管負圧が得られなくなる。また、走行中に加速したり、高速走行や登坂走行を維持するために意図的にスロットル開度を大きくした場合も同様にインマニの吸気管負圧を十分に確保できない。そのため、ベンチュリ効果を用いたエゼクタを利用して負圧を発生させてブレーキブースタに供給する負圧供給装置が用いられることがある。エゼクタは、入口側にテーパ部を形成した直管ノズルの下流側に入口側及び出口側にテーパ部を有する直管ディフューザを配置して、これらの間に負圧取出口を設けたものである。直管ノズル側から直管ディフューザ側へスロットルバルブの上流側、たとえば、エアクリーナから取り入れた気体を流すと、高速噴流が生成されて、負圧取出口に高い負圧を発生させることができる。そしてこの負圧をブレーキブースタに供給することができる。ただし、エゼクタが動作するときには、スロットルバルブの開閉量に拘わらず、インマニに空気が流入するので、エンジンの空燃費制御における空気流量制御に際して、空気流量の精度が低下する。そのため、ソレノイドバルブを用いたりインマニの負圧状態で動作するメカニカルバルブを用いてインマニの負圧が十分に高い場合にはエゼクタを動作させないようにする負圧供給装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２４３８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような負圧供給装置は、インマニにおける吸気管負圧が十分に高い場合、エゼクタを動作させずに、チェックバルブを介してインマニとブレーキブースタを接続して直接吸気管負圧をブレーキブースタに供給している。このときチェックバルブは、吸気管負圧が所定値以上あれば開弁する。しかし、チェックバルブはスプリングなどにより機械的に動作するため、インマニからの水分や油分の影響を受けて開弁動作が鈍くなったり、場合によっては固着してしまう可能性もあった。このような場合、ブレーキブースタに十分な吸気管負圧を提供できなくなり、ブレーキ操作アシストが良好にできなくなる虞があった。この場合、運転者はブレーキペダルが重くなったような感じを受け不快感を持ってしまう。なお、引用文献１の負圧供給装置の場合、エゼクタのベンチュリ部を介してインマニ側の吸気管負圧をブレーキブースタに供給することもできるが、ベンチュリ部の流路が細いため迅速に吸気管負圧をブレーキブースタに提供することができず、ブレーキブースタの負圧回復性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキブースタへ吸気管負圧を安定的に提供できるシンプルな構造の負圧供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様では、車両に搭載されたブレーキブースタにエンジン吸気系の負圧領域部の吸気管負圧を提供する負圧供給装置であって、ベンチュリ部を介して大気を前記負圧領域部側に流して前記ブレーキブースタに提供する負圧を発生させるベンチュリ動作流路と、前記負圧領域部の吸気管負圧をチェックバルブを介して前記ブレーキブースタに提供する負圧供給流路と、前記負圧領域部側の吸気管負圧を前記ブレーキブースタに提供する負圧バイパス流路と、前記吸気管負圧の負圧状態に応じて前記ベンチュリ動作流路と前記負圧バイパス流路のいずれか一方を前記負圧領域部に選択的に接続する負圧動作弁と、を含み、前記負圧動作弁は、前記吸気管負圧と大気圧の差圧が所定値以上のときに、前記負圧バイパス流路が前記負圧供給流路と並列動作するように前記負圧バイパス流路と前記負圧領域部とを接続することを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、負圧供給流路と負圧バイパス流路とが並列動作するようになる。その結果、もし負圧供給流路のチェックバルブの動作が鈍くなったり、固着した場合でも負圧バイパス流路により負圧領域部とブレーキブースタとの連通状態が確保され、ブレーキブースタに吸気管負圧を安定的に提供できる。
【０００８】
また、上記構成において、前記負圧バイパス流路の流径断面積は、前記負圧供給流路の流径断面積以上であってもよい。この態様によれば、負圧供給流路が正常に機能している場合、流径断面積の大きな負圧バイパス流路が負圧供給流路と並列動作するので、ブレーキブースタに迅速に吸気管負圧を提供できる。また、負圧供給流路の固着などにより流路が良好に確保できない場合、負圧バイパス流路により十分な流路が確保できるので、ブレーキブースタに吸気管負圧を効率的に提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の負圧供給装置によれば、ブレーキブースタへの負圧の提供が安定的にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態の負圧供給装置は、ベンチュリ動作流路と、負圧供給流路と、負圧バイパス流路とを含む。そして、負圧供給装置は、ベンチュリ部を機能させる必要がない場合、すなわち、エンジン吸気系の負圧領域部（たとえば、インマニ）の吸気管負圧が所定値を超えている場合、負圧バイパス流路が負圧供給流路と並列動作するように流路の切り替えを行う。その結果、負圧供給流路の流路に不具合が生じた場合でも別ルートで流路確保を行うことができる。また、負圧供給流路が良好に機能している場合には、負圧バイパス流路と負圧供給流路により実質的な流径の拡大を行い、ブレーキブースタの負圧回復能力を高めることができる。
【００１２】
図１及び図２は、本実施形態の負圧供給装置１０の構成を説明するための概念構成図である。図１はベンチュリ部１２が機能している状態を示し、図２は、ベンチュリ部１２が機能を停止して、負圧バイパス流路１４が機能している状態を示している。
【００１３】
図１、図２に示すように、車両の駆動源であるエンジン１６のエンジン吸気系１８の負圧領域部の一部であるインマニ２０には、当該インマニ２０の吸気管負圧を、車両に搭載された常用ブレーキの踏力アシストを行うブレーキブースタ２２に提供するための負圧供給流路２４が接続されている。この負圧供給流路２４の流路中には、ブレーキブースタ２２からインマニ２０に向かう空気の流れのみを許容するチェックバルブ２６が配置されている。すなわち、インマニ２０の圧力状態が、ブレーキブースタ２２の圧力状態より所定量低くなった場合のみチェックバルブ３２が開弁して、インマニ２０の吸気管負圧をブレーキブースタ２２に提供する。なお、チェックバルブ２６は、たとえば、バルブ前後の差圧が１ｋＰａに達すると開弁するようにすることができる。
【００１４】
ベンチュリ部１２の略中央の細径部には、ベンチュリ効果で発生した負圧をブレーキブースタ２２へ供給するための負圧取出流路２８が接続されている。負圧取出流路２８は、ベンチュリ効果で発生した負圧が、ブレーキブースタ２２側の圧力より所定量低いときのみ開弁するチェックバルブ３０，３２を介して負圧供給流路２４（ブレーキブースタ２２の接続側）に接続されている。なお、負圧取出流路２８はチェックバルブ３０、３２を介して直接ブレーキブースタ２２に接続されてもよい。なお、チェックバルブ３０、３２は、空気がブレーキブースタ２２側へ流れ込むことを阻止できればよく、また負圧の提供（ブレーキブースタ２２からの空気の吸い出し）がスムーズにできることが望ましい。したがって、チェックバルブ３０やチェックバルブ３２のバルブ前後の差圧（開弁圧）がたとえば、１ｋＰａを超えたときに動作するものを用いることができる。なお、この開弁圧は一例であり、小さい程よい。
【００１５】
インマニ２０には、吸気管３４を介してエアクリーナ３６が接続されている。エアクリーナ３６から吸い込まれる空気は、吸気管３４内に配置されたスロットルバルブ３８で適宜通過量（吸気量）を調整されながらエンジン１６に供給される。たとえば、エンジン１６を始動した直後でエンジン１６があまり暖まっていない冷間時には、エンジン回転数を上げるためにスロットルバルブ３８の開度を大きくして、大量の空気をエンジン１６に送り込むような制御が行われる。また、高速走行時や登坂走行時などエンジン１６の回転数を上げたい場合は、運転者が意図的にアクセルペダルの踏み込み量を増大してスロットルバルブ３８の開度を大きくして大量の空気をエンジン１６に送り込むような制御が行われる。一方、エンジン１６が十分に暖まった状態で巡航走行を行う場合やアイドリングを行う場合には、スロットルバルブ３８の開度を小さくするか全閉状態にして、エンジン１６に送り込む空気量を少なくする。
【００１６】
ベンチュリ部１２の気体入口１２ａは、吸気管３４におけるスロットルバルブ３８の上流側、すなわちエアクリーナ３６の接続側と空気供給流路４０によって接続されている。そして、エアクリーナ３６を通過した空気が必要に応じてベンチュリ部１２に供給されるようになっている。一方、ベンチュリ部１２の気体出口１２ｂは、負圧切替弁４２の第１インレットポート４２ａと空気排出路４４によって接続されている。ベンチュリ部１２は、気体入口１２ａ及び気体出口１２ｂの口径より負圧取出流路２８が接続された部分の口径が細くなっている。この細い部分で空気の流れを絞ることにより流速を増加させている。流速の高い部分は気体入口１２ａ、気体出口１２ｂの低速部にくらべて圧力が低くなるので、ベンチュリ部１２に空気を流すことにより負圧取出流路２８を介してブレーキブースタ２２に負圧を提供することができる。なお、ベンチュリ部１２、空気供給流路４０、空気排出路４４、負圧取出流路２８でベンチュリ動作流路を形成している。ベンチュリ動作流路は、ベンチュリ部１２を介して大気をインマニ２０側に流してブレーキブースタ２２に提供する負圧を発生させる。
【００１７】
負圧切替弁４２に形成されたもう一つのインレットポートである第２インレットポート４２ｂには、負圧バイパス流路１４が接続されている。また、負圧切替弁４２のアウトレットポート４２ｃは、インマニ接続流路４６によってインマニ２０に接続されている。負圧切替弁４２は、矢印Ａ1、Ａ2方向に摺動自在なスプール４８を有している。このスプール４８は、リターンスプリング５０により常時矢印Ａ1方向に付勢されている。また、内部に断面略Ｔ字形状の中空路４８ａを有している。このスプール４８は、インマニ２０の圧力と大気室４２ｄ、４２ｅの圧力の差圧が所定値以上になった場合に、リターンスプリング５０に抗して矢印Ａ2方向に摺動する。本実施形態の場合、インマニ２０の圧力と大気室４２ｄ、４２ｅの圧力の差圧がたとえば３０ｋＰａになった場合に、リターンスプリング５０の付勢力に逆らいスプール４８が矢印Ａ2方向に移動するようにすることができる。前述した第１インレットポート４２ａと第２インレットポート４２ｂは、スプール４８の摺動方向に対してたとえば千鳥配置されている。したがって、たとえば、スプール４８がリターンスプリング５０に付勢され、矢印Ａ1方向に移動している場合、略Ｔ字形状の中空路４８ａが第１インレットポート４２ａとアウトレットポート４２ｃとを連通させ、空気排出路４４をインマニ接続流路４６に接続する。つまり、空気供給流路４０から空気の吸い込みを可能にしてベンチュリ部１２を機能させることができる。その結果、インマニ２０の吸気管負圧が十分に高くない場合でもブレーキブースタ２２に負圧を提供することができる。一方、スプール４８がリターンスプリング５０に付勢力に抗して、矢印Ａ2方向に移動した場合、略Ｔ字形状の中空路４８ａが第２インレットポート４２ｂとアウトレットポート４２ｃとを連通させ、負圧バイパス流路１４をインマニ接続流路４６に接続する。その結果、ブレーキブースタ２２とインマニ２０がバイパス接続され、インマニ２０の吸気管負圧をブレーキブースタ２２に提供することができる。なお、負圧バイパス流路１４の流径断面積は、負圧供給流路２４の流径断面積以上とすることが望ましい。この場合、負圧供給流路２４が正常に機能している場合、流径断面積の大きな負圧バイパス流路１４が負圧供給流路２４と並列動作するので、ブレーキブースタ２２に迅速に吸気管負圧を提供できる。その結果、ブレーキブースタ２２の負圧回復性が向上する。また、負圧供給流路２４のチェックバルブ２６が固着するなどして負圧供給流路２４が良好に確保できない場合、負圧バイパス流路１４により十分な流路が確保できるので、ブレーキブースタ２２に吸気管負圧を効率的に提供できる。
【００１８】
以上のように構成される負圧供給装置１０の動作を図１及び図２を用いて説明する。図１は、インマニ２０の吸気管負圧が十分でない場合の負圧切替弁４２の動作状態を示している。前述したように、インマニ２０の吸気管負圧が十分でない場合とは、スロットルバルブ３８の開度が大きく、大量の空気がエアクリーナ３６から供給されている場合である。すなわち、エンジン１６を始動した直後の冷間時や走行中に加速したり、高速走行や登坂走行を維持しようとする場合である。この場合、インマニ２０を介してエンジン１６に大量の空気が供給されるので、インマニ２０の吸気管負圧は高まらず、負圧供給流路２４のチェックバルブ２６は開弁しない。また、負圧切替弁４２の負圧室４２ｆにおいても負圧が高まらないので、スプール４８はリターンスプリング５０の付勢力により矢印Ａ1方向に付勢される。その結果、負圧切替弁４２は、空気排出路４４とインマニ接続流路４６とを連通させるような切り替え動作を行う。つまり、ベンチュリ部１２を含むベンチュリ動作流路をインマニ２０に接続する。
【００１９】
前述したように、エンジン１６には大量の空気が供給されているので、インマニ２０の吸気管負圧は十分に高まらないが、エンジン１６が駆動しているのでエアクリーナ３６側の大気圧よりは低い。この状態で、ベンチュリ動作流路がインマニ２０が接続されると、エアクリーナ３６を通過した空気は、空気供給流路４０、ベンチュリ部１２、空気排出路４４、中空路４８ａ、インマニ接続流路４６を介してインマニ２０に吸引される。つまり、ベンチュリ部１２においてベンチュリ効果を生じさせることが可能になり、負圧取出流路２８に負圧を提供する。したがって、ベンチュリ部１２が動作を開始して負圧が生じると、チェックバルブ３０及びチェックバルブ３２が開弁して、ブレーキブースタ２２に負圧を提供する。つまり、インマニ２０の吸気管負圧が所定値以上高くない場合でも、ブレーキブースタ２２に負圧を提供して、ブレーキブースタ２２を動作可能状態にして、ブレーキ踏力のアシストを実施できるようになる。
【００２０】
一方、エンジン１６が十分に暖まった場合（温間時）の定速走行が行われている場合、または温間時のアイドリング時には、図２に示すように、スロットルバルブ３８の開度が小さくなるか全閉状態になる。この状態で、エンジン１６が駆動している場合、インマニ２０の吸気管負圧が上昇する。前述したように、吸気管負圧が上昇し始めて負圧供給流路２４のチェックバルブ２６の前後の差圧が所定値（たとえば１ｋＰａ）を超えると、チェックバルブ２６が開弁して、インマニ２０とブレーキブースタ２２とを連通させる。その結果、インマニ２０の吸気管負圧が直接ブレーキブースタ２２に供給される。そして、インマニ２０とブレーキブースタ２２との間で差圧がチェックバルブ２６の開弁圧以下になると、チェックバルブ２６が閉弁する。また、チェックバルブ２６が閉弁する前に、インマニ２０の吸気管負圧と大気室４２ｄ、４２ｅの大気圧との差圧が、負圧切替弁４２のスプール４８の開弁圧（たとえば３０ｋＰａ：リターンスプリング５０の付勢力）を超えた場合、スプール４８が矢印Ａ2方向に摺動する。その結果、空気排出路４４とインマニ接続流路４６との連通は絶たれて、負圧バイパス流路１４とインマニ接続流路４６の連通が形成される。その結果、吸気管負圧が十分に高くなった場合のインマニ２０がブレーキブースタ２２にバイパス接続される。この場合、インマニ２０とブレーキブースタ２２は、負圧供給流路２４により接続される。また、負圧バイパス流路１４によっても接続されて、吸気管負圧がブレーキブースタ２２に提供される。つまり、負圧切替弁４２の切り替わり動作により、負圧バイパス流路１４が負圧供給流路２４と並列動作するようになる。この場合、インマニ２０とブレーキブースタ２２を接続する流路径が実質的に拡大されたことになり、インマニ２０の吸気管負圧を迅速にブレーキブースタ２２に提供できるようになる。たとえば、負圧供給流路２４と負圧バイパス流路１４の流径が同じである場合、ブレーキブースタ２２への負圧供給能力は２倍になり、迅速にブレーキブースタ２２の負圧回復が可能になる。
【００２１】
ところで、チェックバルブ２６は前述したように、水分や油分の影響を受け、開弁動作が鈍くなったり、場合によっては固着して開弁できなくなる場合がある。このような場合でも、本実施形態の負圧供給装置１０は、負圧切替弁４２の切り替え動作により有効になる負圧バイパス流路１４がインマニ２０の吸気管負圧をブレーキブースタ２２に提供するので、ブレーキブースタ２２の負圧回復を迅速に行うことができる。なお、負圧バイパス流路１４や負圧切替弁４２には、ベンチュリ部１２などの細径流路が含まれていないので、負圧提供をスムーズに行うことができる。
【００２２】
このように、負圧切替弁４２により選択的に有効になる負圧バイパス流路１４を設けることにより、チェックバルブ２６が正常に機能している場合には、インマニ２０の吸気管負圧を効率的にブレーキブースタ２２に供給し、ブレーキブースタ２２の負圧回復応答性を向上する。また、チェックバルブ２６の開弁動作に問題が生じた場合でも、インマニ２０の吸気管負圧を確実に提供できる負圧バイパス流路１４を利用できるので、ブレーキブースタ２２の負圧回復をスムーズに実現できる。
【００２３】
なお、前述したように、負圧切替弁４２は、インマニ２０の吸気管負圧が十分に高い場合では、ベンチュリ部１２の動作を無効化するように切り替わる。つまり、ベンチュリ部１２を介してエアクリーナ３６からの空気の流入をカットするので、エンジン１６の空燃費制御における空気流量制御に際して、空気流量の精度低下が生じることを防止できる。
【００２４】
本実施形態に示す負圧供給装置１０の流路構成や負圧切替弁４２の具体的な構成は一例である。したがって、エンジン１６の負圧領域部の吸気管負圧が十分なときに、負圧バイパス流路１４が負圧供給流路２４と並列動作するように負圧バイパス流路１４とインマニ２０が接続されればよく、流路中のチェックバルブの配置や数を変更してもよい。また負圧切替弁４２は、負圧バイパス流路１４または空気排出路４４（ベンチュリ動作流路）とインマニ２０との切り替えをインマニ２０の負圧状態に応じて行うものであればよい。たとえば、スプール４８や中空路４８ａの形状や第１インレットポート４２ａ、第２インレットポート４２ｂ、アウトレットポート４２ｃの配置などを適宜変更しても本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、リターンスプリング５０やチェックバルブ２６、３０、３２などの動作圧は適宜設定可能であり、エンジン１６の吸気管負圧発生能力やブレーキブースタ２２の容量によって決定することが望ましい。
【００２５】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る負圧供給装置の構成を説明する図であり、インマニの吸気管負圧が十分に高くない場合の負圧切替弁の動作状態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る負圧供給装置の構成を説明する図であり、インマニの吸気管負圧が十分に高い場合の負圧切替弁の動作状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  負圧供給装置、  １２  ベンチュリ部、  １２ａ  気体入口、  １２ｂ  気体出口、  １４  負圧バイパス流路、  １６  エンジン、  １８  エンジン吸気系、  ２０  インマニ、  ２２  ブレーキブースタ、  ２４  負圧供給流路、  ２６、３０、３２  チェックバルブ、  ２８  負圧取出流路、  ３４  吸気管、  ３６  エアクリーナ、  ３８  スロットルバルブ、  ４０  空気供給流路、  ４２  負圧切替弁、  ４２ａ  第１インレットポート、  ４２ｂ  第２インレットポート、  ４２ｃ  アウトレットポート、  ４４  空気排出路、  ４６  インマニ接続流路、  ４８ａ  中空路、  ４８  スプール、  ５０  リターンスプリング。
【図１】
2008155687.tif 000003
【図２】
2008155687.tif 000004