制動装置及びエンジンの吸気制御装置
【課題】簡素な構成で、倍力装置の負圧室に十分な負圧を確保することができる制動装置及びその制動装置を備えたエンジンの吸気制御装置を提供する。
【解決手段】制動装置１００において、枠部４１と、枠部内を摺動する絞り部４２と、絞り部４２を付勢する付勢手段４７と、枠部４１と絞り部４２とによって隔てられる空間を第１空気室４５と第２空気室４６とに仕切る隔壁４４と、第１空気室４５と負圧室３２とを連通する第１負圧通路５１と、第２空気室４６と負圧室３２とを連通する第２負圧通路５２と、第１空気室４５と吸気通路６０に開口する連通路４２Ａと、を備え、負圧室３２の負圧低下時には付勢手段４７によって絞り部４２を吸気通路側に押し出し絞り部４２を通過する吸気の流速を速めることで、負圧室内の空気を吸気通路６０に流出させ、負圧室３２の負圧増大時には第２空気室４６の負圧によって絞り部４２を枠部４１に収容させる、ことを特徴とする。
【解決手段】制動装置１００において、枠部４１と、枠部内を摺動する絞り部４２と、絞り部４２を付勢する付勢手段４７と、枠部４１と絞り部４２とによって隔てられる空間を第１空気室４５と第２空気室４６とに仕切る隔壁４４と、第１空気室４５と負圧室３２とを連通する第１負圧通路５１と、第２空気室４６と負圧室３２とを連通する第２負圧通路５２と、第１空気室４５と吸気通路６０に開口する連通路４２Ａと、を備え、負圧室３２の負圧低下時には付勢手段４７によって絞り部４２を吸気通路側に押し出し絞り部４２を通過する吸気の流速を速めることで、負圧室内の空気を吸気通路６０に流出させ、負圧室３２の負圧増大時には第２空気室４６の負圧によって絞り部４２を枠部４１に収容させる、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動装置及びその制動装置を有するエンジンの吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気負圧を利用してブレーキペダル操作を補助するアシスト力を発生させる気圧式の倍力装置を備えた制動装置が広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、吸気のベンチュリー効果によって負圧を発生させるエジェクタと、エジェクタの絞り部を通過する吸気の吸気流れを制御する制御バルブとを有する倍力装置を備えた制動装置が開示されている。この制動装置では、制御バルブを制御することによって、倍力装置の負圧室に負圧を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の制動装置では、吸気通路とは別にエジェクタや制御バルブを設ける必要があり、構成が複雑となる。特に、制御バルブは部品点数が多く、構成が複雑である。
【０００６】
また、吸気に異物が混入した場合には、エジェクタの絞り部に異物が詰まるおそれがあり、これにより負圧が発生しにくくなる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、簡素な構成で、倍力装置の負圧室に十分な負圧を確保することができる制動装置及びその制動装置を備えたエンジンの吸気制御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】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、負圧室（３２）内の負圧を利用してブレーキペダル操作を補助する倍力装置（３０）を有する制動装置（１００）において、吸気通路（６０）内を臨むように吸気通路（６０）に形成される枠部（４１）と、枠部（４１）内を摺動し、吸気通路（６０）の吸気流通面積を変更する絞り部（４２）と、絞り部（４２）を吸気通路側に押し出すように付勢する付勢手段（４７）と、枠部（４１）と絞り部（４２）とによって隔てられる空間を第１空気室（４５）と第２空気室（４６）とに仕切り、枠部（４１）の底面（４１Ａ）と絞り部（４２）の底面（４２Ｂ）とに接続して絞り部（４２）の位置に応じて伸縮するように形成される隔壁（４４）と、第１空気室（４５）と負圧室（３２）とを連通する第１負圧通路（５１）と、第２空気室（４６）と負圧室（３２）とを連通する第２負圧通路（５２）と、絞り部（４２）に形成され、第１空気室（４５）と吸気通路（６０）に開口する連通路（４２Ａ）と、を備え、負圧室（３２）の負圧低下時には付勢手段（４７）によって絞り部（４２）を吸気通路（６０）側に押し出し、絞り部（４２）を通過する吸気の流速を速めることで、負圧室（３２）内の負圧が大きくなるように負圧室（３２）内の空気を連通路（４２Ａ）を介して吸気通路（６０）に流出させ、負圧室（３２）の負圧増大時には第２空気室（４６）の負圧によって付勢手段（４７）に抗して絞り部（４２）を枠部（４１）に収容させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、付勢手段と第２空気室内の負圧とによって絞り部の位置を自動的に変更することで倍力装置の負圧室内に必要な負圧を発生させる構成であり、従来手法よりも少ない部品点数、つまり簡素な構成とすることができる。
【００１１】
また、絞り部は、第２空気室内の負圧が大きくなると枠部内に収容されるので、吸気に異物が混入した場合であっても、絞り部と吸気通路との間に異物が詰まることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における車両用の制動装置の概略構成図である。
【図２】制動装置の負圧発生装置の動作について説明する図である。
【図３】スロットル制御のメインルーチンについて説明するフローチャートである。
【図４】スロットル開度−吸気量特性線を示す図である。
【図５】第２実施形態の制動装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、車両用の制動装置１００の概略構成図である。
【００１５】
制動装置１００は、ブレーキペダル１０と、マスターシリンダ２０と、倍力装置３０と、負圧発生装置４０とを備える。
【００１６】
ブレーキペダル１０は、車室内に設けられ、運転者によって操作される。
【００１７】
マスターシリンダ２０は、ブレーキオイルをホイルシンダに圧送する装置である。ブレーキオイル圧は、ブレーキペダル１０の踏込み量に応じて変化する。
【００１８】
倍力装置３０は、ブレーキペダル１０とマスターシリンダ２０との間に配置される。倍力装置３０は、内部を変圧室３１と負圧室３２とに隔てるダイアフラム３３と、プッシュロッド３４とを備える。
【００１９】
変圧室３１は、大気弁３５を介して外部と連通する。
【００２０】
負圧室３２は、第１負圧通路５１及び第２負圧通路５２を介して負圧発生装置４０に連通する。負圧室３２には、負圧発生装置４０から負圧が導かれる。負圧室３２は、プッシュロッド外周に設けられる真空弁３６を介して変圧室３１に連通する。
【００２１】
プッシュロッド３４は、倍力装置３０内部を貫通する。プッシュロッド３４の一端はブレーキペダル１０に接続され、他端はマスターシリンダ２０のピストンに接続される。プッシュロッド３４は、連結部３４Ａを介してダイアフラム３３に連結する。
【００２２】
ブレーキペダル１０が踏み込まれていない場合には、倍力装置３０の大気弁３５が閉弁して変圧室３１と外部との連通が遮断され、真空弁３６が開弁して変圧室３１と負圧室３２とが連通する。したがって変圧室３１内の圧力と負圧室３２内の圧力とは同じ負圧となる。
【００２３】
これに対して、ブレーキペダル１０が踏込まれた場合には、プッシュロッド３４が図中左側に移動し、真空弁３６が閉弁して変圧室３１と負圧室３２との連通が遮断され、大気弁３５が開弁して変圧室３１に大気が導入される。したがって、変圧室３１内の圧力は大気圧となり、負圧室３２内の圧力はブレーキペダル１０を踏み込む前と同じ負圧のままとなる。これにより変圧室３１と負圧室３２との間に圧力差が生じ、この差圧がダイアフラム３３に作用してプッシュロッド３４を図中左側に移動させるときのアシスト力となる。
【００２４】
このように倍力装置３０は、負圧発生装置４０からの負圧を倍力源として、運転者のブレーキペダル操作を補助する。
【００２５】
負圧発生装置４０は、エンジンに供給される吸気を流す吸気通路６０に設けられる。負圧発生装置４０は、倍力装置３０の負圧室３２の負圧状態に応じて負圧を発生させる装置であって、枠部４１と絞り部４２とを備える。
【００２６】
枠部４１は、円筒形状であって、吸気通路内部を臨むように吸気通路６０に膨出して形成される。枠部４１は、軸芯が吸気通路軸方向に対して直交するように形成される。
【００２７】
絞り部４２は、略円柱形状であって、枠部４１に対して摺動可能に設けられる。絞り部４２は、倍力装置３０の負圧室３２の負圧状態に応じて移動し、吸気通路６０の吸気流通面積を変化させる。絞り部４２の外周にはシール部材４３が設けれ、このシール部材４３によって絞り部４２の外周と枠部４１の内周との間がシールされる。
【００２８】
絞り部４２には連通路４２Ａが形成される。連通路４２Ａの一端は絞り部４２の底面４２Ｂに開口し、他端は先端面４２Ｃに開口する。
【００２９】
枠部４１の内側は、隔壁４４によって、第１空気室４５と第２空気室４６とに隔てられる。第１空気室４５及び第２空気室４６は、絞り部４２の移動に応じて拡縮する。
【００３０】
隔壁４４は、筒状に形成され、一端が枠部４１の底面４１Ａに接続し、他端が絞り部４２の底面４２Ｂに接続する。絞り部４２の移動方向に隔壁４４が伸縮できるように、隔壁４４の側部は軸方向に沿って蛇腹状に形成される。
【００３１】
第２空気室４６内であって、枠部４１の底面４１Ａと絞り部４２の底面４２Ｂとの間には、圧縮状態のバネ４７が配置される。バネ４７は、絞り部４２を吸気通路６０側に押し下げるように付勢する。
【００３２】
第１空気室４５は、絞り部４２の連通路４２Ａを介して吸気通路６０に連通するとともに、第１負圧通路５１を介して倍力装置３０の負圧室３２に連通する。第１負圧通路５１には、負圧室３２側から第１空気室４５側への空気の流れのみを許容する逆止弁５１Ａが設置される。
【００３３】
第２空気室は、第２負圧通路５２を介して倍力装置３０の負圧室３２に連通する。
【００３４】
上記のように構成される負圧発生装置４０の下流側の吸気通路６０には、エアフローメータ６１と、スロットルバルブ６２とが設けられる。
【００３５】
エアフローメータ６１は、負圧発生装置４０よりも下流側の吸気通路６０に設置される。エアフローメータ６１は、熱線式のエアフローメータであって、エンジンに供給される吸気の吸気流量を検出する。
【００３６】
スロットルバルブ６２は、エアフローメータ６１よりも下流側の吸気通路６０に設置される。スロットルバルブ６２は、吸気通路６０の吸気流通面積を変化させることで、エンジンに導入される吸気の吸気量を調整する。
【００３７】
スロットルバルブ６２のスロットル開度は、コントローラ７０によって制御される。
【００３８】
コントローラ７０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００３９】
コントローラ７０には、エアフローメータ６１と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ６３とからの検出データがそれぞれ信号として入力する。コントローラ７０は、これらの入力信号に基づいてスロットルバルブ６２のスロットル開度を制御する。
【００４０】
制動装置１００では、ブレーキペダル１０を踏込むと倍力装置３０の変圧室３１に大気圧が導入されるため、ブレーキペダル１０が操作されるたびに負圧室３２内の負圧は低下する。負圧室３２内の負圧が低下すると倍力装置３０におけるアシスト力が低下してしまうが、制動装置１００では負圧室３２内の圧力状態に応じて負圧発生装置４０によって負圧を発生させるのでアシスト力の低下を抑制できる。
【００４１】
図２を参照して、負圧発生装置４０の動作について説明する。図２（Ａ）は倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下している場合を示し、図２（Ｂ）は倍力装置３０の負圧室３２内に十分に大きな負圧が確保されている場合を示す。
【００４２】
ブレーキペダル１０が操作されて倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下すると、負圧発生装置４０の絞り部４２が、図２（Ａ）に示すようにバネ４７の反力によって吸気通路６０側に押し出される。第１空気室４５及び第２空気室４６が拡大して絞り部４２が押し出されると、吸気通路６０の吸気流通面積が低下する。そうすると絞り部４２の先端面４２Ｃを通過する吸気の流速が高速化され、先端面４２Ｃ側の連通路４２Ａの開口部分に負圧が発生する。これにより第１空気室４５や第２空気室４６、倍力装置３０の負圧室３２の内部の空気が吸気通路６０側に吸い出され、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が大きくなる。第１負圧通路５１には逆止弁５１Ａが設けられているので、負圧室３２は負圧状態に維持される。
【００４３】
倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が大きくなると、負圧発生装置４０の第２空気室４６内の負圧も増大する。第２空気室４６内の負圧が大きくなると、図２（Ｂ）に示すようにバネ４７の反力に抗して絞り部４２が枠部４１内に引き込まれる。第１空気室４５及び第２空気室４６が縮小して絞り部４２が枠部４１内に収容されると、吸気通路６０の吸気流通面積が増加するので、絞り部４２による吸気流れの阻害が抑制される。絞り部４２の全体が枠部４１に収容された状態では、絞り部４２の先端面４２Ｃ側の連通路４２Ａの開口部分にはほとんど負圧が発生しない。
【００４４】
制動装置１００では、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下した場合に、負圧発生装置４０によって自動的に負圧を発生させるので、倍力装置３０のアシスト力が低下しないように負圧室３２内を負圧状態に維持することができる。
【００４５】
ところで、制動装置１００を備えたエンジンでは、負圧発生装置４０の下流側の吸気通路６０にスロットルバルブ６２が設けられる。そのためスロットル開度が一定開度に制御されていても、負圧発生装置４０の絞り部４２の位置に応じてエンジンに供給される吸気量が変化してしまう。つまり、絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合には吸気流れが阻害されて吸気量が低下し、エンジンの出力性能が悪化してしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合にはスロットル開度を増大させることで、エンジンの出力性能の悪化の抑制を図る。
【００４７】
図３は、コントローラ７０が実行するスロットル制御のメインルーチンについて説明するフローチャートである。このメインルーチンは、エンジン運転中に一定間隔、例えば１０ｍｓ間隔で繰り返し実行される。
【００４８】
ステップ１０１では、コントローラ７０は、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとを算出し、ステップＳ１０２の処理を実行する。
【００４９】
吸気量検出値Ｑｖは、エアフローメータ６１の検出値に基づいて算出される。また、スロットル開度検出値ＴＨｖは、スロットル開度センサ６３の検出値に基づいて算出される。
【００５０】
ステップＳ１０２では、コントローラ７０は、スロットル開度検出値ＴＨｖに基づいて、絞り部４２が全て枠部４１内に収容されている時の吸気量（以下「最大吸気量」という）Ｑｍａｘを算出する。
【００５１】
コントローラ７０は、図４に示すようにスロットル開度−吸気量特性線をエンジン運転状態ごとに記憶している。線Ａは絞り部４２が全て枠部４１内に収容されている時のスロットル開度−吸気量特性線であり、この線Ａに基づいて最大吸気量Ｑｍａｘを算出する。
【００５２】
なお、コントローラ７０は、線Ｂ〜線Ｄに示すように絞り部４２が吸気通路側に突出している場合のスロットル開度−吸気量特性線についても記憶している。線Ｄは、絞り部４２が最も吸気通路側に突出している場合の吸気量特性線である。
【００５３】
図３に戻り、ステップＳ１０３では、コントローラ７０は、吸気量検出値Ｑｖが最大吸気量Ｑｍａｘよりも小さいか否かを判定する。
【００５４】
吸気量検出値Ｑｖが最大吸気量Ｑｍａｘよりも小さい場合には、コントローラ７０は、絞り部４２が吸気通路６０側に突出していると判定してステップＳ１０４の処理を実行する。それ以外の場合には、コントローラ７０はスロットル開度を補正することなく処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１０４では、コントローラ７０は、吸気量が最大吸気量Ｑｍａｘとなるようにスロットル開度を増大させる。
【００５６】
つまり、図４に示すように、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとから負圧発生装置４０の現在の絞り部位置における吸気量特性線を選び、その吸気量特性線において吸気量が最大吸気量Ｑｍａｘとなるようにスロットル開度を増大させる。負圧発生装置４０の絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合にはスロットル開度を増大させるので、吸気量低下を抑制することができる。
【００５７】
以上により、本実施形態では、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
制動装置１００の負圧発生装置４０では、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下した場合に、バネ４７の反力によって絞り部４２が吸気通路６０側に押し出し、絞り部４２の先端面４２Ｃを通過する吸気の流速を早めるので、連通路４２Ａの開口部分に負圧を発生させることができ、負圧室３２内の負圧を増大させることができる。倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が増大して、負圧発生装置４０の第２空気室４６内の負圧が大きくなると、バネ４７の反力に抗して絞り部４２が枠部４１内に収容されるので、絞り部４２が吸気流れを阻害するのを抑制できる。
【００５９】
負圧発生装置４０は、バネ４７と第２空気室４６内の負圧とによって絞り部４２の位置を自動的に変更することで必要な負圧を発生させる構成であり、従来手法よりも少ない部品点数、つまり簡素な構成とすることができる。また、負圧発生装置４０の絞り部４２は、第２空気室４６内の負圧が大きくなると枠部４１内に収容されるので、吸気に異物が混入した場合であっても、絞り部４２と吸気通路６０との間に異物が詰まることがない。
【００６０】
負圧発生装置４０をエアフローメータ６１の下流側に設けると、負圧発生時に倍力装置３０の負圧室３２から吸い出される空気に起因してエアフローメータ６１の測定精度が悪化する。本実施形態では、負圧発生装置４０の下流側にエアフローメータ６１を設置するので、エアフローメータ６１の測定精度の悪化を抑制することができる。
【００６１】
エアフローメータ６１及びスロットルバルブ６２の上流側の吸気通路６０に設けられる負圧発生装置４０を有する制動装置１００を備えたエンジンの吸気制御装置では、絞り部４２が吸気通路６０側に押し出されている時に、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとに基づいてスロット開度を増大させるように制御するので、負圧発生時における吸気量の低下を抑え、エンジン出力性能の悪化を抑制することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の制動装置１００の概略構成図である。
【００６３】
第２実施形態の制動装置１００は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、負圧発生装置４０の枠部４１及び絞り部４２の構成において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６４】
図５に示すように、負圧発生装置４０の枠部４１には、絞り部４２の移動方向に連通管４１Ｂが形成される。
【００６５】
連通管４１Ｂは、一端が第１負圧通路５１と接続するように枠部４１に形成され、他端が絞り部４２の連通路４２Ａ内に挿入されるように形成される。連通管４１Ｂの他端側の外周にはシール部材４８が設けられ、このシール部材４８によって連通管４１Ｂの外周と連通路４２Ａの内周との間がシールされる。したがって、倍力装置３０の負圧室３２は、第１負圧通路５１と連通管４１Ｂと連通路４２Ａとを介して吸気通路６０に連通する。
【００６６】
上記のように制動装置１００の負圧発生装置４０の枠部４１及び絞り部４２を構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
負圧発生装置４０では、絞り部４２は枠部４１の側壁と連通管４１Ｂに沿って摺動するので、移動方向に対して絞り部４２を滑らかにスライドさせることができる。
【００６８】
また、負圧発生装置４０では、連通管４１Ｂの外周にシール部材４８を設けるので、第１実施形態のように絞り部の周囲にシール部材を設ける場合と比べてシーリング範囲を狭くすることができ、連通管４１Ｂと連通路４２Ａとのシール性能を高めることができる。これにより負圧発生時に倍力装置３０の負圧室３２内の空気をより効率的に吸い出すことが可能となる。
【００６９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 制動装置
１０ ブレーキペダル
２０ マスターシリンダ
３０ 倍力装置
３１ 変圧室
３２ 負圧室
４０ 負圧発生装置
４１ 枠部
４１Ｂ 連通管
４２ 絞り部
４２Ａ 連通路
４３、４８ シール部材
４４ 隔壁
４５ 第１空気室
４６ 第２空気室
４７ バネ（付勢手段）
５１ 第１負圧通路
５１Ａ 逆止弁
５２ 第２負圧通路
６０ 吸気通路
６１ エアフローメータ
６２ スロットルバルブ
７０ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動装置及びその制動装置を有するエンジンの吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気負圧を利用してブレーキペダル操作を補助するアシスト力を発生させる気圧式の倍力装置を備えた制動装置が広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、吸気のベンチュリー効果によって負圧を発生させるエジェクタと、エジェクタの絞り部を通過する吸気の吸気流れを制御する制御バルブとを有する倍力装置を備えた制動装置が開示されている。この制動装置では、制御バルブを制御することによって、倍力装置の負圧室に負圧を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の制動装置では、吸気通路とは別にエジェクタや制御バルブを設ける必要があり、構成が複雑となる。特に、制御バルブは部品点数が多く、構成が複雑である。
【０００６】
また、吸気に異物が混入した場合には、エジェクタの絞り部に異物が詰まるおそれがあり、これにより負圧が発生しにくくなる可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、簡素な構成で、倍力装置の負圧室に十分な負圧を確保することができる制動装置及びその制動装置を備えたエンジンの吸気制御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】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、負圧室（３２）内の負圧を利用してブレーキペダル操作を補助する倍力装置（３０）を有する制動装置（１００）において、吸気通路（６０）内を臨むように吸気通路（６０）に形成される枠部（４１）と、枠部（４１）内を摺動し、吸気通路（６０）の吸気流通面積を変更する絞り部（４２）と、絞り部（４２）を吸気通路側に押し出すように付勢する付勢手段（４７）と、枠部（４１）と絞り部（４２）とによって隔てられる空間を第１空気室（４５）と第２空気室（４６）とに仕切り、枠部（４１）の底面（４１Ａ）と絞り部（４２）の底面（４２Ｂ）とに接続して絞り部（４２）の位置に応じて伸縮するように形成される隔壁（４４）と、第１空気室（４５）と負圧室（３２）とを連通する第１負圧通路（５１）と、第２空気室（４６）と負圧室（３２）とを連通する第２負圧通路（５２）と、絞り部（４２）に形成され、第１空気室（４５）と吸気通路（６０）に開口する連通路（４２Ａ）と、を備え、負圧室（３２）の負圧低下時には付勢手段（４７）によって絞り部（４２）を吸気通路（６０）側に押し出し、絞り部（４２）を通過する吸気の流速を速めることで、負圧室（３２）内の負圧が大きくなるように負圧室（３２）内の空気を連通路（４２Ａ）を介して吸気通路（６０）に流出させ、負圧室（３２）の負圧増大時には第２空気室（４６）の負圧によって付勢手段（４７）に抗して絞り部（４２）を枠部（４１）に収容させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、付勢手段と第２空気室内の負圧とによって絞り部の位置を自動的に変更することで倍力装置の負圧室内に必要な負圧を発生させる構成であり、従来手法よりも少ない部品点数、つまり簡素な構成とすることができる。
【００１１】
また、絞り部は、第２空気室内の負圧が大きくなると枠部内に収容されるので、吸気に異物が混入した場合であっても、絞り部と吸気通路との間に異物が詰まることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における車両用の制動装置の概略構成図である。
【図２】制動装置の負圧発生装置の動作について説明する図である。
【図３】スロットル制御のメインルーチンについて説明するフローチャートである。
【図４】スロットル開度−吸気量特性線を示す図である。
【図５】第２実施形態の制動装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、車両用の制動装置１００の概略構成図である。
【００１５】
制動装置１００は、ブレーキペダル１０と、マスターシリンダ２０と、倍力装置３０と、負圧発生装置４０とを備える。
【００１６】
ブレーキペダル１０は、車室内に設けられ、運転者によって操作される。
【００１７】
マスターシリンダ２０は、ブレーキオイルをホイルシンダに圧送する装置である。ブレーキオイル圧は、ブレーキペダル１０の踏込み量に応じて変化する。
【００１８】
倍力装置３０は、ブレーキペダル１０とマスターシリンダ２０との間に配置される。倍力装置３０は、内部を変圧室３１と負圧室３２とに隔てるダイアフラム３３と、プッシュロッド３４とを備える。
【００１９】
変圧室３１は、大気弁３５を介して外部と連通する。
【００２０】
負圧室３２は、第１負圧通路５１及び第２負圧通路５２を介して負圧発生装置４０に連通する。負圧室３２には、負圧発生装置４０から負圧が導かれる。負圧室３２は、プッシュロッド外周に設けられる真空弁３６を介して変圧室３１に連通する。
【００２１】
プッシュロッド３４は、倍力装置３０内部を貫通する。プッシュロッド３４の一端はブレーキペダル１０に接続され、他端はマスターシリンダ２０のピストンに接続される。プッシュロッド３４は、連結部３４Ａを介してダイアフラム３３に連結する。
【００２２】
ブレーキペダル１０が踏み込まれていない場合には、倍力装置３０の大気弁３５が閉弁して変圧室３１と外部との連通が遮断され、真空弁３６が開弁して変圧室３１と負圧室３２とが連通する。したがって変圧室３１内の圧力と負圧室３２内の圧力とは同じ負圧となる。
【００２３】
これに対して、ブレーキペダル１０が踏込まれた場合には、プッシュロッド３４が図中左側に移動し、真空弁３６が閉弁して変圧室３１と負圧室３２との連通が遮断され、大気弁３５が開弁して変圧室３１に大気が導入される。したがって、変圧室３１内の圧力は大気圧となり、負圧室３２内の圧力はブレーキペダル１０を踏み込む前と同じ負圧のままとなる。これにより変圧室３１と負圧室３２との間に圧力差が生じ、この差圧がダイアフラム３３に作用してプッシュロッド３４を図中左側に移動させるときのアシスト力となる。
【００２４】
このように倍力装置３０は、負圧発生装置４０からの負圧を倍力源として、運転者のブレーキペダル操作を補助する。
【００２５】
負圧発生装置４０は、エンジンに供給される吸気を流す吸気通路６０に設けられる。負圧発生装置４０は、倍力装置３０の負圧室３２の負圧状態に応じて負圧を発生させる装置であって、枠部４１と絞り部４２とを備える。
【００２６】
枠部４１は、円筒形状であって、吸気通路内部を臨むように吸気通路６０に膨出して形成される。枠部４１は、軸芯が吸気通路軸方向に対して直交するように形成される。
【００２７】
絞り部４２は、略円柱形状であって、枠部４１に対して摺動可能に設けられる。絞り部４２は、倍力装置３０の負圧室３２の負圧状態に応じて移動し、吸気通路６０の吸気流通面積を変化させる。絞り部４２の外周にはシール部材４３が設けれ、このシール部材４３によって絞り部４２の外周と枠部４１の内周との間がシールされる。
【００２８】
絞り部４２には連通路４２Ａが形成される。連通路４２Ａの一端は絞り部４２の底面４２Ｂに開口し、他端は先端面４２Ｃに開口する。
【００２９】
枠部４１の内側は、隔壁４４によって、第１空気室４５と第２空気室４６とに隔てられる。第１空気室４５及び第２空気室４６は、絞り部４２の移動に応じて拡縮する。
【００３０】
隔壁４４は、筒状に形成され、一端が枠部４１の底面４１Ａに接続し、他端が絞り部４２の底面４２Ｂに接続する。絞り部４２の移動方向に隔壁４４が伸縮できるように、隔壁４４の側部は軸方向に沿って蛇腹状に形成される。
【００３１】
第２空気室４６内であって、枠部４１の底面４１Ａと絞り部４２の底面４２Ｂとの間には、圧縮状態のバネ４７が配置される。バネ４７は、絞り部４２を吸気通路６０側に押し下げるように付勢する。
【００３２】
第１空気室４５は、絞り部４２の連通路４２Ａを介して吸気通路６０に連通するとともに、第１負圧通路５１を介して倍力装置３０の負圧室３２に連通する。第１負圧通路５１には、負圧室３２側から第１空気室４５側への空気の流れのみを許容する逆止弁５１Ａが設置される。
【００３３】
第２空気室は、第２負圧通路５２を介して倍力装置３０の負圧室３２に連通する。
【００３４】
上記のように構成される負圧発生装置４０の下流側の吸気通路６０には、エアフローメータ６１と、スロットルバルブ６２とが設けられる。
【００３５】
エアフローメータ６１は、負圧発生装置４０よりも下流側の吸気通路６０に設置される。エアフローメータ６１は、熱線式のエアフローメータであって、エンジンに供給される吸気の吸気流量を検出する。
【００３６】
スロットルバルブ６２は、エアフローメータ６１よりも下流側の吸気通路６０に設置される。スロットルバルブ６２は、吸気通路６０の吸気流通面積を変化させることで、エンジンに導入される吸気の吸気量を調整する。
【００３７】
スロットルバルブ６２のスロットル開度は、コントローラ７０によって制御される。
【００３８】
コントローラ７０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００３９】
コントローラ７０には、エアフローメータ６１と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ６３とからの検出データがそれぞれ信号として入力する。コントローラ７０は、これらの入力信号に基づいてスロットルバルブ６２のスロットル開度を制御する。
【００４０】
制動装置１００では、ブレーキペダル１０を踏込むと倍力装置３０の変圧室３１に大気圧が導入されるため、ブレーキペダル１０が操作されるたびに負圧室３２内の負圧は低下する。負圧室３２内の負圧が低下すると倍力装置３０におけるアシスト力が低下してしまうが、制動装置１００では負圧室３２内の圧力状態に応じて負圧発生装置４０によって負圧を発生させるのでアシスト力の低下を抑制できる。
【００４１】
図２を参照して、負圧発生装置４０の動作について説明する。図２（Ａ）は倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下している場合を示し、図２（Ｂ）は倍力装置３０の負圧室３２内に十分に大きな負圧が確保されている場合を示す。
【００４２】
ブレーキペダル１０が操作されて倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下すると、負圧発生装置４０の絞り部４２が、図２（Ａ）に示すようにバネ４７の反力によって吸気通路６０側に押し出される。第１空気室４５及び第２空気室４６が拡大して絞り部４２が押し出されると、吸気通路６０の吸気流通面積が低下する。そうすると絞り部４２の先端面４２Ｃを通過する吸気の流速が高速化され、先端面４２Ｃ側の連通路４２Ａの開口部分に負圧が発生する。これにより第１空気室４５や第２空気室４６、倍力装置３０の負圧室３２の内部の空気が吸気通路６０側に吸い出され、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が大きくなる。第１負圧通路５１には逆止弁５１Ａが設けられているので、負圧室３２は負圧状態に維持される。
【００４３】
倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が大きくなると、負圧発生装置４０の第２空気室４６内の負圧も増大する。第２空気室４６内の負圧が大きくなると、図２（Ｂ）に示すようにバネ４７の反力に抗して絞り部４２が枠部４１内に引き込まれる。第１空気室４５及び第２空気室４６が縮小して絞り部４２が枠部４１内に収容されると、吸気通路６０の吸気流通面積が増加するので、絞り部４２による吸気流れの阻害が抑制される。絞り部４２の全体が枠部４１に収容された状態では、絞り部４２の先端面４２Ｃ側の連通路４２Ａの開口部分にはほとんど負圧が発生しない。
【００４４】
制動装置１００では、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下した場合に、負圧発生装置４０によって自動的に負圧を発生させるので、倍力装置３０のアシスト力が低下しないように負圧室３２内を負圧状態に維持することができる。
【００４５】
ところで、制動装置１００を備えたエンジンでは、負圧発生装置４０の下流側の吸気通路６０にスロットルバルブ６２が設けられる。そのためスロットル開度が一定開度に制御されていても、負圧発生装置４０の絞り部４２の位置に応じてエンジンに供給される吸気量が変化してしまう。つまり、絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合には吸気流れが阻害されて吸気量が低下し、エンジンの出力性能が悪化してしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態では、絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合にはスロットル開度を増大させることで、エンジンの出力性能の悪化の抑制を図る。
【００４７】
図３は、コントローラ７０が実行するスロットル制御のメインルーチンについて説明するフローチャートである。このメインルーチンは、エンジン運転中に一定間隔、例えば１０ｍｓ間隔で繰り返し実行される。
【００４８】
ステップ１０１では、コントローラ７０は、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとを算出し、ステップＳ１０２の処理を実行する。
【００４９】
吸気量検出値Ｑｖは、エアフローメータ６１の検出値に基づいて算出される。また、スロットル開度検出値ＴＨｖは、スロットル開度センサ６３の検出値に基づいて算出される。
【００５０】
ステップＳ１０２では、コントローラ７０は、スロットル開度検出値ＴＨｖに基づいて、絞り部４２が全て枠部４１内に収容されている時の吸気量（以下「最大吸気量」という）Ｑｍａｘを算出する。
【００５１】
コントローラ７０は、図４に示すようにスロットル開度−吸気量特性線をエンジン運転状態ごとに記憶している。線Ａは絞り部４２が全て枠部４１内に収容されている時のスロットル開度−吸気量特性線であり、この線Ａに基づいて最大吸気量Ｑｍａｘを算出する。
【００５２】
なお、コントローラ７０は、線Ｂ〜線Ｄに示すように絞り部４２が吸気通路側に突出している場合のスロットル開度−吸気量特性線についても記憶している。線Ｄは、絞り部４２が最も吸気通路側に突出している場合の吸気量特性線である。
【００５３】
図３に戻り、ステップＳ１０３では、コントローラ７０は、吸気量検出値Ｑｖが最大吸気量Ｑｍａｘよりも小さいか否かを判定する。
【００５４】
吸気量検出値Ｑｖが最大吸気量Ｑｍａｘよりも小さい場合には、コントローラ７０は、絞り部４２が吸気通路６０側に突出していると判定してステップＳ１０４の処理を実行する。それ以外の場合には、コントローラ７０はスロットル開度を補正することなく処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１０４では、コントローラ７０は、吸気量が最大吸気量Ｑｍａｘとなるようにスロットル開度を増大させる。
【００５６】
つまり、図４に示すように、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとから負圧発生装置４０の現在の絞り部位置における吸気量特性線を選び、その吸気量特性線において吸気量が最大吸気量Ｑｍａｘとなるようにスロットル開度を増大させる。負圧発生装置４０の絞り部４２が吸気通路６０側に突出している場合にはスロットル開度を増大させるので、吸気量低下を抑制することができる。
【００５７】
以上により、本実施形態では、下記の効果を得ることができる。
【００５８】
制動装置１００の負圧発生装置４０では、倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が低下した場合に、バネ４７の反力によって絞り部４２が吸気通路６０側に押し出し、絞り部４２の先端面４２Ｃを通過する吸気の流速を早めるので、連通路４２Ａの開口部分に負圧を発生させることができ、負圧室３２内の負圧を増大させることができる。倍力装置３０の負圧室３２内の負圧が増大して、負圧発生装置４０の第２空気室４６内の負圧が大きくなると、バネ４７の反力に抗して絞り部４２が枠部４１内に収容されるので、絞り部４２が吸気流れを阻害するのを抑制できる。
【００５９】
負圧発生装置４０は、バネ４７と第２空気室４６内の負圧とによって絞り部４２の位置を自動的に変更することで必要な負圧を発生させる構成であり、従来手法よりも少ない部品点数、つまり簡素な構成とすることができる。また、負圧発生装置４０の絞り部４２は、第２空気室４６内の負圧が大きくなると枠部４１内に収容されるので、吸気に異物が混入した場合であっても、絞り部４２と吸気通路６０との間に異物が詰まることがない。
【００６０】
負圧発生装置４０をエアフローメータ６１の下流側に設けると、負圧発生時に倍力装置３０の負圧室３２から吸い出される空気に起因してエアフローメータ６１の測定精度が悪化する。本実施形態では、負圧発生装置４０の下流側にエアフローメータ６１を設置するので、エアフローメータ６１の測定精度の悪化を抑制することができる。
【００６１】
エアフローメータ６１及びスロットルバルブ６２の上流側の吸気通路６０に設けられる負圧発生装置４０を有する制動装置１００を備えたエンジンの吸気制御装置では、絞り部４２が吸気通路６０側に押し出されている時に、吸気量検出値Ｑｖとスロットル開度検出値ＴＨｖとに基づいてスロット開度を増大させるように制御するので、負圧発生時における吸気量の低下を抑え、エンジン出力性能の悪化を抑制することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の制動装置１００の概略構成図である。
【００６３】
第２実施形態の制動装置１００は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、負圧発生装置４０の枠部４１及び絞り部４２の構成において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６４】
図５に示すように、負圧発生装置４０の枠部４１には、絞り部４２の移動方向に連通管４１Ｂが形成される。
【００６５】
連通管４１Ｂは、一端が第１負圧通路５１と接続するように枠部４１に形成され、他端が絞り部４２の連通路４２Ａ内に挿入されるように形成される。連通管４１Ｂの他端側の外周にはシール部材４８が設けられ、このシール部材４８によって連通管４１Ｂの外周と連通路４２Ａの内周との間がシールされる。したがって、倍力装置３０の負圧室３２は、第１負圧通路５１と連通管４１Ｂと連通路４２Ａとを介して吸気通路６０に連通する。
【００６６】
上記のように制動装置１００の負圧発生装置４０の枠部４１及び絞り部４２を構成しても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
負圧発生装置４０では、絞り部４２は枠部４１の側壁と連通管４１Ｂに沿って摺動するので、移動方向に対して絞り部４２を滑らかにスライドさせることができる。
【００６８】
また、負圧発生装置４０では、連通管４１Ｂの外周にシール部材４８を設けるので、第１実施形態のように絞り部の周囲にシール部材を設ける場合と比べてシーリング範囲を狭くすることができ、連通管４１Ｂと連通路４２Ａとのシール性能を高めることができる。これにより負圧発生時に倍力装置３０の負圧室３２内の空気をより効率的に吸い出すことが可能となる。
【００６９】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 制動装置
１０ ブレーキペダル
２０ マスターシリンダ
３０ 倍力装置
３１ 変圧室
３２ 負圧室
４０ 負圧発生装置
４１ 枠部
４１Ｂ 連通管
４２ 絞り部
４２Ａ 連通路
４３、４８ シール部材
４４ 隔壁
４５ 第１空気室
４６ 第２空気室
４７ バネ（付勢手段）
５１ 第１負圧通路
５１Ａ 逆止弁
５２ 第２負圧通路
６０ 吸気通路
６１ エアフローメータ
６２ スロットルバルブ
７０ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負圧室内の負圧を利用してブレーキペダル操作を補助する倍力装置を有する制動装置において、
吸気通路内を臨むように吸気通路に形成される枠部と、
前記枠部内を摺動し、前記吸気通路の吸気流通面積を変更する絞り部と、
前記絞り部を吸気通路側に押し出すように付勢する付勢手段と、
前記枠部と前記絞り部とによって隔てられる空間を第１空気室と第２空気室とに仕切り、前記枠部の底面と前記絞り部の底面とに接続して前記絞り部の位置に応じて伸縮するように形成される隔壁と、
前記第１空気室と前記負圧室とを連通する第１負圧通路と、
前記第２空気室と前記負圧室とを連通する第２負圧通路と、
前記絞り部に形成され、前記第１空気室と前記吸気通路に開口する連通路と、を備え、
前記負圧室の負圧低下時には前記付勢手段によって前記絞り部を吸気通路側に押し出し、前記絞り部を通過する吸気の流速を速めることで、前記負圧室内の負圧が大きくなるように前記負圧室内の空気を前記連通路を介して前記吸気通路に流出させ、前記負圧室の負圧増大時には前記第２空気室の負圧によって前記付勢手段に抗して前記絞り部を前記枠部に収容させる、
ことを特徴とする制動装置。
【請求項２】
前記枠部には、前記負圧室から第１空気室側へ流れる空気を前記連通路に流すように、一端が前記第１負圧通路に接続され、他端が前記連通路の内部に挿入される連通管が形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記第１負圧通路には、前記負圧室から第１空気室側への空気の流れのみを許容する逆止弁が設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制動装置。
【請求項４】
前記枠部よりも下流側の前記吸気通路には、エアフローメータが設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の制動装置。
【請求項５】
前記エアフローメータよりも下流側の前記吸気通路には、スロットルバルブが設けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の制動装置を備えたエンジンの吸気制御装置において、
前記付勢手段によって前記絞り部が吸気通路側に押し出さされている時に、スロットルバルブ開度検出値と前記吸気量検出値とに基づいて前記スロットルバルブ開度を増大制御するスロットル制御手段を備える、
ことを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
【請求項１】
負圧室内の負圧を利用してブレーキペダル操作を補助する倍力装置を有する制動装置において、
吸気通路内を臨むように吸気通路に形成される枠部と、
前記枠部内を摺動し、前記吸気通路の吸気流通面積を変更する絞り部と、
前記絞り部を吸気通路側に押し出すように付勢する付勢手段と、
前記枠部と前記絞り部とによって隔てられる空間を第１空気室と第２空気室とに仕切り、前記枠部の底面と前記絞り部の底面とに接続して前記絞り部の位置に応じて伸縮するように形成される隔壁と、
前記第１空気室と前記負圧室とを連通する第１負圧通路と、
前記第２空気室と前記負圧室とを連通する第２負圧通路と、
前記絞り部に形成され、前記第１空気室と前記吸気通路に開口する連通路と、を備え、
前記負圧室の負圧低下時には前記付勢手段によって前記絞り部を吸気通路側に押し出し、前記絞り部を通過する吸気の流速を速めることで、前記負圧室内の負圧が大きくなるように前記負圧室内の空気を前記連通路を介して前記吸気通路に流出させ、前記負圧室の負圧増大時には前記第２空気室の負圧によって前記付勢手段に抗して前記絞り部を前記枠部に収容させる、
ことを特徴とする制動装置。
【請求項２】
前記枠部には、前記負圧室から第１空気室側へ流れる空気を前記連通路に流すように、一端が前記第１負圧通路に接続され、他端が前記連通路の内部に挿入される連通管が形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記第１負圧通路には、前記負圧室から第１空気室側への空気の流れのみを許容する逆止弁が設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制動装置。
【請求項４】
前記枠部よりも下流側の前記吸気通路には、エアフローメータが設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の制動装置。
【請求項５】
前記エアフローメータよりも下流側の前記吸気通路には、スロットルバルブが設けられる、
ことを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の制動装置を備えたエンジンの吸気制御装置において、
前記付勢手段によって前記絞り部が吸気通路側に押し出さされている時に、スロットルバルブ開度検出値と前記吸気量検出値とに基づいて前記スロットルバルブ開度を増大制御するスロットル制御手段を備える、
ことを特徴とするエンジンの吸気制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８８８２０（Ｐ２０１０−１８８８２０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３４３２６（Ｐ２００９−３４３２６）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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