JP2005297654A - Pneumatic servo unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気圧式倍力装置、特に、倍力装置本体の負圧室への負圧充填性とエンジン制御性のバランスの向上を行うことのできる気圧式倍力装置の改良に関する。 The present invention relates to a pneumatic booster, and more particularly to an improvement of a pneumatic booster capable of improving the balance between the negative pressure filling ability of a negative pressure chamber of a booster main body and engine controllability.
自動車の制動装置には、制動力を高めるために気圧式倍力装置が設けられている。気圧式倍力装置は、負圧源として、一般にエンジンの吸気管で発生している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倍力装置本体の負圧室に導入して、大気圧との差圧によって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。 A braking device for an automobile is provided with a pneumatic booster to increase the braking force. A pneumatic booster uses, as a negative pressure source, a negative pressure that is generally generated in an intake pipe of an engine. In other words, by reducing the throttle of the intake pipe, the negative pressure generated on the downstream side of the throttle is introduced into the negative pressure chamber of the booster body, and the thrust is generated in the power piston by the pressure difference from the atmospheric pressure. It assists the operating force of the braking device (brake).
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吸気管の負圧が出にくくなる傾向がある。同様に、走行中に車速を増大、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である。そのため、エゼクタを利用して倍力装置本体の負圧室に負圧を供給するシステムがある。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、これらの間に負圧取出口を設けたものであり、直管ノズル側から直管ディフューザ側へ気体を流すと、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。従って、負圧取出口を負圧室に接続することにより、所望のタイミングで負圧室に負圧充填を行うことが可能になる(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
しかし、一般に、エゼクタに流す空気は、吸気管のスロットルの上流側から取り入れられ、スロットルをバイパスするように下流側に流される。そのため、スロットルの制御に関わりなく、エンジンに制御値以上の空気が流れ込み、エンジン回転数が上がり、燃費が低下してしまうという問題があった。 However, in general, the air flowing through the ejector is taken from the upstream side of the throttle of the intake pipe and flows downstream so as to bypass the throttle. Therefore, regardless of the throttle control, there is a problem that air exceeding the control value flows into the engine, the engine speed increases, and the fuel consumption decreases.
また、倍力装置本体の負圧室は制動装置の使用に備えて常時十分な負圧で充填されていることが望ましい。しかし、強力な制動力を必要としない低速走行時等で空気式倍力装置の補助を必要としない場合や制動装置の使用間隔が長く迅速な負圧室の負圧充填を必要としない場合がある。従って、このような状況の場合には、負圧室の負圧充填を行いつつも燃費を向上させる制御が行われることが望ましい。 Further, it is desirable that the negative pressure chamber of the booster body is always filled with a sufficient negative pressure in preparation for use of the braking device. However, there is a case where the assistance of the pneumatic booster is not needed, such as when driving at a low speed where a strong braking force is not required, or when the negative pressure chamber is not required to be filled quickly and the negative pressure chamber is not used quickly. is there. Therefore, in such a situation, it is desirable to perform control to improve fuel efficiency while performing negative pressure filling of the negative pressure chamber.
そこで、本発明は、気圧式倍力装置の倍力装置本体の負圧室への負圧充填を必要十分に行えると共に、エンジン制御の最適化(言い換えれば燃費の向上)をバランスよく行うことのできる気圧式倍力装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can perform sufficient and sufficient negative pressure filling of the negative pressure chamber of the booster body of the pneumatic booster and optimize engine control (in other words, improve fuel efficiency) in a well-balanced manner. An object of the present invention is to provide a pneumatic booster that can be used.
本発明は、エンジンの吸気管の負圧を倍力装置本体の負圧室に導入してサーボ力を得る気圧式倍力装置において、前記吸気管のスロットルを挟んで上流側に空気入口が接続され、下流側に空気出口が接続され、負圧取出口が前記負圧室に接続された、前記吸気管に相互に平行に複数配置されたエゼクタと、各エゼクタの動作の有無を切り替える切替弁と、前記切替弁を車両の状態に応じて制御しエゼクタの動作数を決定する制御部と、を含むことを特徴とする。 The present invention relates to a pneumatic booster that obtains servo force by introducing a negative pressure of an intake pipe of an engine into a negative pressure chamber of a booster body, and an air inlet is connected upstream of the throttle of the intake pipe A plurality of ejectors arranged in parallel with each other in the intake pipe, wherein an air outlet is connected downstream and a negative pressure outlet is connected to the negative pressure chamber, and a switching valve for switching the operation of each ejector And a control unit that controls the switching valve according to the state of the vehicle and determines the number of operations of the ejector.
ここで、エゼクタは、並列に複数配置されていれば、その配置数は任意であり、また、各エゼクタの負圧発生能力は同等でもよいし、個々に異なる能力を有するものでもよい。また、切替弁を制御するための車両の状態とは、負圧室の負圧充填を急速に必要とするか否かを示すもので、車両の走行状態や各機器の動作状態等を含むものとする。 Here, as long as a plurality of ejectors are arranged in parallel, the number of the ejectors is arbitrary, and the negative pressure generation capability of each ejector may be equal or may have different capabilities. The state of the vehicle for controlling the switching valve indicates whether or not the negative pressure chamber needs to be quickly filled with negative pressure, and includes the running state of the vehicle and the operating state of each device. .
この構成によれば、切替弁によって動作するエゼクタの個数を負圧室の負圧充填を急速に必要とするか否かによって決定することができる。一つのエゼクタの負圧充填能力には制限があり、充填スピードには制限がある。しかし、複数のエゼクタを必要に応じて同時に機能させることにより充填スピードを容易に向上させることができる。つまり、急速な充填を必要とする場合には、複数のエゼクタを同時に機能させる。一方、急速な充填を必要としないとき、例えば、吸気管側で発生する負圧のみで十分な充填が可能な場合やゆっくりとした充填で十分な場合には、エゼクタの使用を制限し、燃費向上を優先した制御を行うことが可能となる。 According to this configuration, the number of ejectors operated by the switching valve can be determined by whether or not the negative pressure chamber needs to be rapidly filled with negative pressure. There is a limit on the negative pressure filling capacity of one ejector, and there is a limit on the filling speed. However, the filling speed can be easily improved by causing a plurality of ejectors to function simultaneously as necessary. That is, when rapid filling is required, a plurality of ejectors are simultaneously operated. On the other hand, when rapid filling is not required, for example, when sufficient filling is possible only with the negative pressure generated on the intake pipe side, or when slow filling is sufficient, the use of the ejector is restricted and fuel consumption is reduced. It is possible to perform control giving priority to improvement.
また、上記構成において、前記制御部は、前記負圧室の負圧状態に応じて切替弁の動作数の制御を行うことを特徴とする。 Moreover, the said structure WHEREIN: The said control part controls the operation number of a switching valve according to the negative pressure state of the said negative pressure chamber, It is characterized by the above-mentioned.
ここで、負圧室の負圧状態は、例えば負圧室に配置した圧力センサ等により認識することが可能であり、閾値を設定することにより、エゼクタの動作個数を段階的に選択することが可能になる。 Here, the negative pressure state of the negative pressure chamber can be recognized, for example, by a pressure sensor or the like disposed in the negative pressure chamber, and the number of ejector operations can be selected stepwise by setting a threshold value. It becomes possible.
この構成によれば、負圧室の状態に応じて、エゼクタの動作量を最適に制御することが可能なる。 According to this configuration, it is possible to optimally control the amount of operation of the ejector according to the state of the negative pressure chamber.
また、上記構成において、前記制御部は、エンジンの水温、車速、制動装置の使用の有無、補機の動作有無の少なくとも一つに基づいて切替弁の動作数の制御を行うことを特徴とする。 In the above configuration, the control unit controls the number of operation of the switching valve based on at least one of engine water temperature, vehicle speed, presence / absence of use of a braking device, and operation of an auxiliary device. .
一般に、エンジン水温が低い場合、エンジン回転数を向上させるために吸気管のスロットル開度を大きくする制御が行われる。そのため、吸気管の負圧状態が低下する。また、車速が早い場合には、スロットル開度が大きいので吸気管の負圧状態が低下する。同様に補機が動作している場合もエンジン負荷が大きくなるため、スロットル開度を大きくする制御が行われ、吸気管の負圧状態が低下する。さらに、制動装置が使用回数が多くなると負圧室の負圧充填要求が増大する。 Generally, when the engine water temperature is low, control for increasing the throttle opening of the intake pipe is performed in order to improve the engine speed. Therefore, the negative pressure state of the intake pipe is reduced. Further, when the vehicle speed is high, the throttle opening is large, so the negative pressure state of the intake pipe decreases. Similarly, when the auxiliary machine is operating, the engine load increases, so that the control for increasing the throttle opening is performed, and the negative pressure state of the intake pipe decreases. Furthermore, the demand for negative pressure filling of the negative pressure chamber increases as the number of times the brake device is used increases.
上記構成によれば、負圧室の負圧充填効率が悪い場合や、充填要求が増大した場合等に、積極的にエゼクタの使用(選択された複数のエゼクタの同時使用)を行い、迅速な負圧充填を行うことが可能になる。 According to the above configuration, the ejector is actively used (simultaneous use of a plurality of selected ejectors) when the negative pressure filling efficiency of the negative pressure chamber is poor or the filling demand is increased. Negative pressure filling can be performed.
また、上記構成において、前記制御部の切替弁の切り替え閾値は、エンジンの冷間時と温間時で変更可能であることを特徴とする。 In the above configuration, the switching threshold value of the switching valve of the controller can be changed between when the engine is cold and when the engine is warm.
この構成によれば、燃費向上と負圧充填効率向上とのバランスをさらに向上する適切なエゼクタの切り替え制御を行うことができる。 According to this configuration, it is possible to perform appropriate ejector switching control that further improves the balance between improved fuel efficiency and improved negative pressure charging efficiency.
本発明の気圧式倍力装置によれば、車両の状態に応じて複数のエゼクタの使用数を適切に選択して、負圧室への負圧充填性とエンジン制御性のバランスを向上することができる。 According to the pneumatic booster of the present invention, the number of ejectors used is appropriately selected according to the state of the vehicle, and the balance between the negative pressure filling ability in the negative pressure chamber and the engine controllability is improved. Can do.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態の空気式倍力装置10を含むシステムの構成概念図が示されている。この空気式倍力装置10は、倍力装置本体12と、複数のエゼクタ14(本実施形態では、一例として、2個のエゼクタ14a,14bを示すが、2個以上であれば任意である)と、各エゼクタ14a,14bの動作の有無を切り替える切替弁(例えば電磁弁)16(16a,16b)と、提供される各種情報に基づいて切替弁16を制御し、その動作数を決定する制御部(ECU)18と、で構成されている。
FIG. 1 shows a conceptual diagram of a system configuration including a
図1から明らかなように、複数配置されたエゼクタ14(14a,14b)の空気入口20a,20bには、切替弁16a,16bを有する管路22が接続されている。この管路22は、エンジン24に空気を供給する吸気管26のスロットル28を挟んで上流側、すなわちエアクリーナ30側に接続され、エアクリーナ30を通過した空気が流れ込むようになっている。一方、エゼクタ14a,14bの空気出口32a,32bは、管路34により吸気管26のスロットル28の下流側、すなわちエンジン24側に接続されている。また、空気入口20a,20bと空気出口32a,32bとの間に、負圧取出口36a,36bが形成され、管路38によって倍力装置本体12の負圧室(不図示)に接続されている。なお、管路38の負圧取出口36a,36bには、逆止弁40a,40bが設けられ、負圧取出口36a,36b側から倍力装置本体12の負圧室側への空気の流れのみを許容するようになっている。また、管路38の管路34接続側には、逆止弁42a,42bが設けられ、吸気管26側から倍力装置本体12の負圧室側への空気の流れのみを許容するようになっている。
As is clear from FIG. 1,
前述したように、切替弁16a,16bは、エゼクタ14a,14bの動作の有無切り替えを行うものであり、ECU18に提供される各種情報、例えば、負圧室の配置された圧力センサ12aからの負圧情報やエンジン24の水温センサからの情報、車速センサからの情報、ブレーキセンサからブレーキon/offの情報等に基づいて、切替弁16a,16bの制御、つまり、空気入口20a,20bと吸気管26の上流側を接続するか否かの制御を行う。従って、例えば切替弁16aが閉制御されたときには、エゼクタ14aが機能しなくなる。逆に、切替弁16aが開制御されたときには、エゼクタ14aが機能する。
As described above, the
エゼクタ14aの構造は、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、これらの間に負圧取出口36aを設けたものであり、直管ノズル側から直管ディフューザ側へ気体を流すと、高速噴流が生成されて、負圧取出口36aに高い負圧を発生させることができるものである。つまり、切替弁16aが開制御されると負圧取出口36aから倍力装置本体12の負圧室に負圧を導入可能となる。エゼクタ14bの構造も同様である。
In the structure of the
本実施形態においては、エゼクタ14a,14bは吸気管26に相互に平行に配置されている。従って、エゼクタ14a,14bが同じ能力を有する場合、両方動作させると、エゼクタ14aまたはエゼクタ14bのいずれか一方を動作させた場合の2倍の能力を発揮する。すなわち、約2倍のスピードで迅速に負圧室に負圧を充填することが可能になる。
In the present embodiment, the
言うまでもなく、エゼクタ14a,14bを機能させない場合で、吸気管26のスロットル28の下流側の負圧が十分高い場合には、管路34、逆止弁42a,42bを介して負圧が倍力装置本体12の負圧室に導入されることになる。
倍力装置本体12は、パワーピストンによって画成された負圧室(定圧室)と変圧室とを備え、制動装置(ブレーキ)44のブレーキペダル等に連結された入力ロッドへの入力(運転者のブレーキ操作力)に応じて変圧室に大気を導入し、負圧室と変圧室との間に生じる差圧によって、パワーピストンに推力を発生させて、ブレーキ操作力にサーボ力を付与するものである。
Needless to say, when the
The
ところで、エゼクタ14a,14bによる負圧充填を必要とするタイミングは、吸気管26側で負圧が低下したとき、例えば、エンジン24があまり暖まっていない冷間時(エンジン24の回転を上げるためスロットル28の開度が大きくする制御が行われた時)、車速の増大や維持のために意図的にスロットル28の開度が大きくされた時、すなわち高速走行時等である。また、ブレーキ44の使用が短時間で繰り返し行われ、負圧室の負圧状態が低下し迅速な負圧充填が好ましい場合等である。そのため、本実施形態においては、エゼクタ14a,14bに接続された切替弁16a,16bの制御を行うECU18には、前述のように車両の状態を認識するために、例えば、倍力装置本体12の負圧室に配置され負圧状態を検出する圧力センサ12aや、エンジン24の水温を認識する水温センサや、車速を認識する車速センサ、ブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサ等からの情報が提供され、切替弁16a,16bの制御に利用されている。
By the way, the timing at which negative pressure filling by the
上述のような構成を有する空気式倍力装置10の動作について図2のフローチャートを用いて説明する。まず、倍力装置本体12の負圧室に配置された圧力センサ12aからの情報に基づいて、エゼクタ14a,14bの制御を行う例を説明する。なお、図1の構成では、ECU18に各種センサからの情報を入力している構成を示しているが、図2の制御の場合、圧力センサ12aからの情報のみで制御が可能となる。
The operation of the
エンジン24が駆動すると、エンジン24側に負圧が発生し、管路34を介して、倍力装置本体12の負圧室に負圧が導入される。この負圧室の負圧値Vを圧力センサ12aで検出し、ECU18に供給する。ECU18では、検出した負圧値Vが所定の閾値A(例えば、50kPa)より大きい(負圧状態が高い)場合(S100)、すなわち、エンジン24で発生する負圧のみで、負圧室の負圧が必要十分に充填され、倍力装置本体12に十分なサーボ力を発生させことができる場合(S100のY)、ECU18は、切替弁16a,16bの両方を閉動作させる(S102)。すなわち、エゼクタ14a,14bの動作を停止させる。その結果、エンジン24側へはエゼクタ14a,14b経由で空気が流れ込まないので、エンジン24の制御特性に影響を与えることなく、燃費を考慮した良好なエンジン制御を行うことが可能となる。その後、ECU18はステップ(S100)に戻り、負圧室の負圧状態の監視を継続する。
When the engine 24 is driven, a negative pressure is generated on the engine 24 side, and the negative pressure is introduced into the negative pressure chamber of the booster
一方、ステップS100で、測定した負圧室の負圧値Vが閾値Aに達していない場合(S100のN)、さらに、負圧値Vが、閾値A≧負圧値V>閾値B(例えば40kPa)か否かの判断を行う(S104)。すなわち、十分な負圧の充填は行われてないが、多少の負圧充填補助を行えば、必要十分な負圧充填状態が得られるか否かのを判断を行う。もし、負圧値Vが、A≧V>Bの場合(S104のY)、例えば、エゼクタ14aのみを動作させるために、ECU18は切替弁16aのみ開動作させ、切替弁16bは閉動作させる(S106)。
On the other hand, if the measured negative pressure value V in the negative pressure chamber does not reach the threshold value A (N in S100), the negative pressure value V is further set such that threshold value A ≧ negative pressure value V> threshold value B (for example, 40 kPa) is determined (S104). That is, although sufficient negative pressure filling is not performed, it is determined whether or not a necessary and sufficient negative pressure filling state can be obtained if some negative pressure filling assistance is performed. If the negative pressure value V is A ≧ V> B (Y in S104), for example, in order to operate only the
その結果、スロットル28の上流側の吸気管26からの空気が切替弁16aを介してエゼクタ14aの空気入口20aに流れ込み、空気出口32aへ抜けていく。この時に負圧取出口36aに負圧が発生し、倍力装置本体12の負圧室に導入され、負圧値V>閾値Aを満たすように、負圧室に負圧を充填される。この場合、エゼクタ14は1基のみしか駆動しないので、負圧を所望の充填状態にする単位スピードはあまり早くないが、低下している負圧状態が僅かであるため倍力装置本体12を良好に動作させる十分な負圧状態を迅速に得ることができる。また、この時、エゼクタ14からエンジン24側に流れ込む空気は、エゼクタ14aの空気出口32aのみなので、エンジン24の燃費低下は最小限に抑えられる。もちろん、エゼクタ14bを開動作し、エゼクタ14aを閉動作しても同様な効果を得ることができる。その後、ステップ(S100)に戻り、負圧室の負圧状態の監視を継続する。
As a result, air from the
また、ステップ(S104)において、負圧室の負圧状態が、A≧V>Bでない場合(S104のN)、つまり、負圧室の負圧状態の低下が大きく負圧室の負圧充填を早急に行う必要がある場合には、ECU18は、切替弁16a,16b両方を開制御し(S108)、エゼクタ14a,14bの両方を動作させて、負圧発生源を2カ所として、負圧室の迅速な負圧充填を行う。この場合、エンジン24の燃費は低下するものの、負圧室の迅速な負圧充填が可能になり、ブレーキ44は倍力装置本体12の補助を良好に受けることが可能になる。
In step (S104), when the negative pressure state of the negative pressure chamber is not A ≧ V> B (N in S104), that is, the negative pressure state of the negative pressure chamber is greatly reduced, and the negative pressure chamber is filled with negative pressure. If it is necessary to perform the operation immediately, the
このように、図2のフローチャートの制御を行うことにより、負圧室の負圧状態に応じて、エゼクタ14の動作数を適切に選択し、良好な負圧室の負圧充填を行いつつ、エンジン24の燃費低下を必要最小限に抑え、バランスのとれた倍力装置本体12とエンジン24の制御を行うことが可能になる。
Thus, by performing the control of the flowchart of FIG. 2, the number of operations of the
図3には、ECU18に入力される他の情報に基づいて切替弁16a,16bを切り替え、エゼクタ14a,14bの駆動制御を行っているフローチャートが示されている。なお、この場合、圧力センサ12aからの情報は利用しなくても制御が可能となるので、圧力センサ12aを省略してもよい。
FIG. 3 shows a flowchart in which the
まず、ECU18は、エンジン24が駆動を開始すると、エンジン24の水温Tが所定の閾値C(例えば、60℃)を超えたか否かの判断を行う(S200)。もし、T<Cの場合、つまりエンジン24の状態が冷間時の場合(S200のY)、ECU18は、エンジン24が暖気を行うために、スロットル28の開度を大きくしていて倍力装置本体12の負圧室の負圧充填を十分に行うことができないと判断する。そして、切替弁16a,16bの両方を開動作させ(S202)、エゼクタ14a,14b両方により負圧を発生させ、倍力装置本体12の負圧室に負圧を急速に導入する制御を行う。その後、ステップ(S200)に戻り、エンジン24の水温が所定の閾値Cを超えるまで監視を継続する。
First, when the engine 24 starts driving, the
続いて、ECU18がステップ(S200)で、水温Tが閾値C以上(温間)になったと判断した場合(S200のN)、車速Vが所定の閾値D(例えば、20km/h)を超えているか否かの判断を行う(S204)。ここで、車速Vに着目するのは、車両の速度が早くなればその分、強力な制動力が必要になると共に、速度が早い場合、その分スロットル28の開度が大きくエンジン24側の負圧が不十分になるからである。
Subsequently, when the
もし、車速が閾値Dより遅い場合(S204のN)、ECU18は、さらに、ブレーキ44が操作されたか否かの判断を行う(S206)。ブレーキ44の操作が行われていない場合(S206のN)、ECU18は、エゼクタ14a,14bを使用しなくてもエンジン24側から導入される負圧により徐々に負圧室の負圧は充填できると判断し、切替弁16a,16bいずれも閉動作させ(S208)、エゼクタ14a,14bの駆動を停止する。この場合、エンジン24側へはエゼクタ14a,14b経由で空気が流れ込まないので、エンジン24の制御特性に影響を与えることなく、燃費を考慮した良好なエンジン制御を行うことが可能となる。その後、ステップ(S200)に戻り、エンジン24の水温や車速の監視を継続する。
If the vehicle speed is slower than the threshold D (N in S204), the
一方、ステップ(S206)でブレーキ44が操作された場合(S206のY)、負圧室内の負圧状態が低下するので、負圧の充填が必要なる。この場合、車両の速度は強力な制動力を必要とするほど高くないので、ブレーキ44の使用による負圧状態の低下は僅かであり、また、迅速な充填は必要ないと判断することができる。そこで、ECU18は、例えば、エゼクタ14aのみを動作させるために、切替弁16aのみ開動作させ、切替弁16bは閉動作させる(S210)。
On the other hand, when the
その結果、スロットル28の上流側の吸気管26からの空気が切替弁16aを介してエゼクタ14aの空気入口20aに流れ込み、空気出口32aへ抜けていく。この時に負圧取出口36aに負圧が発生し、倍力装置本体12の負圧室に導入され、負圧室に負圧を充填される。この場合、エゼクタ14は1基のみしか駆動しないので、負圧を所望の充填状態にする単位スピードはあまり早くないが、低下している負圧状態が僅かであるため倍力装置本体12を良好に動作させる十分な負圧状態を迅速に得ることができる。また、この時、エゼクタ14からエンジン24側に流れ込む空気は、エゼクタ14aの空気出口32aのみなので、エンジン24の燃費低下は最小限に抑えられる。もちろん、エゼクタ14bを開動作し、エゼクタ14aを閉動作しても同様な効果を得ることができる。その後、ステップ(S200)に戻り、水温の監視や車速の監視を継続し、上述の制御を繰り返す。
As a result, air from the
また、ステップ(S204)で車速が閾値Dを超えている場合(S204のY)、ECU18はブレーキ44が操作されたか否かの検出を行う(S212)。ここで、もし、ブレーキ44が操作された場合(S212のY)、負圧室内の負圧状態が低下するので負圧の充填が必要になる。この場合、ECU18は車両の速度は強力な制動力を必要とすると共に、繰り返しブレーキ44が操作される可能性があり、迅速な負圧充填が必要であると判断する。そこで、切替弁16a,16b両方を開制御し(S214)、エゼクタ14a,14bの両方を動作させて、負圧発生源を2カ所として、負圧室の迅速な負圧充填を行う。この場合、エンジン24の燃費は低下するものの、迅速な負圧室の迅速な負圧充填が可能になり、倍力装置本体12の補助を良好に受け、ブレーキ44は強力な制動力を繰り返し発生することが可能になる。
If the vehicle speed exceeds the threshold D in step (S204) (Y in S204), the
一方、ステップ(S212)でブレーキ44の操作が行われていない場合(S212のN)、ECU18は、車速を維持するためにスロットル28が開いているので、エンジン24側からの負圧導入が十分に得られないものの、ブレーキ44の使用がないため負圧室の負圧状態の低下は大きくないと判断することができる。そこで、ECU18は、例えば、エゼクタ14aのみを動作させるために、切替弁16aのみ開動作させ、切替弁16bは閉動作させる(S216)。その結果、スロットル28の上流側の吸気管26からの空気が切替弁16aを介してエゼクタ14aの空気入口20aに流れ込み、空気出口32aへ抜けていく。この時に負圧取出口36aに負圧が発生し、倍力装置本体12の負圧室に導入され、負圧室に負圧を充填する。この場合、エゼクタ14は1基のみしか駆動しないので、負圧を所望の充填状態にする単位スピードはあまり早くないが、低下している負圧状態が僅かであるため倍力装置本体12を良好に動作させる十分な負圧状態を迅速に得ることができる。また、この時、エゼクタ14からエンジン24側に流れ込む空気は、エゼクタ14aの空気出口32aのみなので、エンジン24の燃費低下は最小限に抑えられる。もちろん、エゼクタ14bを開動作し、エゼクタ14aを閉動作しても同様な効果を得ることができる。その後、ステップ(S200)に戻り、水温の監視や車速の監視を継続し、上述の制御を繰り返す。
On the other hand, if the operation of the
このように、ECU18に入力される様々な情報に基づいて切替弁16a,16bを切り替え、エゼクタ14a,14bの駆動制御を行うことにより、車両の状態に応じたエゼクタ14の動作数を適切に選択し、良好な負圧室の負圧充填を行いつつ、エンジン24の燃費低下を必要最小限に抑え、バランスのとれた倍力装置本体12とエンジン24の制御を行うことが可能になる。
In this way, the switching
図4には、図1に示す空気式倍力装置10を含むシステムと類似する他の構成概念図が示されている。図4の構成では、エゼクタ14a,14bの動作選択を行う切替弁に3位置弁16cが使用され、1つの3位置弁16cによりエゼクタ14a,14bの切り替え制御を行うようにしている。切替弁以外の構成は、図1の構成と同じであり同様機能を有し同様な効果を得ることができる。この場合、部品点数の削減や管路配管の削減等に寄与することができる。
FIG. 4 shows another conceptual diagram similar to the system including the
また、図5に示す構成では、図1の構成において、切替弁16bを省略した例である。すなわち、エゼクタ14bは常時機能するように構成され、エゼクタ14aのみが動作の有無選択が行われるようになっている。つまり、エゼクタ14の動作数の選択が「1」、「2」となる。この場合、エゼクタ14bは常時動作するため、負圧室の負圧充填は効果的に行える。なお、この場合も部品点数の削減や管路配管の削減等に寄与することができる。
The configuration shown in FIG. 5 is an example in which the switching
上述した各構成においては、複数のエゼクタ14(14a,14b)は同じ能力を有するものとして説明したが、異なる負圧発生能力を有するものを用いてもよい。例えば、エゼクタ14aを10リットル/分、エゼクタ14bを20リットル/分とすれば、エゼクタ14a,14bの選択、組み合わせにより、10リットル/分、20リットル/分、30リットル/分の能力を発揮することが可能になり負圧室の負圧充填スピードの選択自由度を向上させることができる。
In each structure mentioned above, although the several ejector 14 (14a, 14b) demonstrated as what has the same capability, you may use what has a different negative pressure generation capability. For example, if the
また、上述の実施形態では、エンジン24の水温や車速がスロットル28の開度を変化させる原因になるとして、水温や車速に基づいてECU18は切替弁16a,16bの制御を行う例を示したが、この他、補機の使用、例えば空気調和装置(エアコン)の使用の有無によってもエンジン24の負荷が変化しスロットル28の開度が変化する。従って、エアコン等の補機の使用の有無に基づいても切替弁16a,16bの制御を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、いわゆるアンチロックブレーキシステムの動作に基づいて切替弁16a,16bの制御を行うことも好適である。つまり、アンチロックブレーキシステムによれば、車輪のスリップ率が大きくなったことを検出することが可能である。従って、車輪がロックしそうな時に、切替弁16a,16bを動作させ、負圧室の負圧充填を迅速に行い、十分な制動力の確保を迅速に行うようにすることができる。
It is also preferable to control the switching
このように、本実施形態によれば、必要に応じて、倍力装置本体12の負圧室の負圧充填の単位スピードを最適に制御することが可能になり、強力な制動力が必要な場合に迅速に対応することができる。また、強力な制動力が必要ないと判断できる場合(倍力走値を利用しなくても通常の制動力で安全な停止を行うことができると判断された場合)や、極僅かの充填で負圧充填が完了すると判断できる場合には、エンジン24の燃費を考慮し、エゼクタ14の動作を制限しながら徐々に負荷状態を回復させることが可能となり、負荷状態の回復と燃費向上とのバランスを最適に維持する制御を行うことができる。
Thus, according to the present embodiment, the unit speed of the negative pressure filling of the negative pressure chamber of the booster
なお、図2のフローチャートにおいては、負圧値の閾値を固定として説明したが、エンジン24の状態、例えば冷間時と温間時とで閾値を変化させてもよい。つまり、冷間時には、切替弁16の開動作タイミングを早くし、温間時には切替弁の開動作タイミングを遅らせるようにしてもよい。この場合、さらに、車両状態に応じた制御を行うことが可能となる。
In the flowchart of FIG. 2, the threshold value of the negative pressure value has been described as being fixed. However, the threshold value may be changed depending on the state of the engine 24, for example, cold and warm. That is, the opening operation timing of the switching
さらに、エンジン24の排気量によってもエゼクタ14の空気出口32から流れ込む空気量の許容量は変化するので、エンジン24の排気量に基づいて、切替弁16の切り替えタイミング(閾値)を変化させてもよい。
Further, since the allowable amount of air flowing from the air outlet 32 of the
なお、本実施形態で示した構成は一例であり、吸気管のスロットルを挟んで上流側に空気入口が接続され、下流側に空気出口が接続され、負圧取出口が前記負圧室に接続された、吸気管に相互に平行に複数配置されたエゼクタと、各エゼクタの動作の有無を切り替える切替弁と、切替弁を車両の状態に応じて制御しエゼクタの動作数を決定する制御部とを有する構成であれば、他の構成や制御手順は任意であり、本実施形態と同様な効果を得ることができる。 The configuration shown in the present embodiment is an example, and an air inlet is connected to the upstream side across the throttle of the intake pipe, an air outlet is connected to the downstream side, and a negative pressure outlet is connected to the negative pressure chamber. A plurality of ejectors arranged in parallel with each other in the intake pipe, a switching valve for switching operation of each ejector, and a control unit for controlling the switching valve according to the state of the vehicle and determining the number of operations of the ejector Other configurations and control procedures are arbitrary, and the same effects as in the present embodiment can be obtained.
10 空気式倍力装置、12 倍力装置本体、12a 圧力センサ、14,14a,14b エゼクタ、16,16a,16b 切替弁、16c 3位置弁、18 ECU、20a,20b 空気入口、22,34,38 管路、24 エンジン、26 吸気管、28 スロットル、30 エアクリーナ、32a,32b 空気出口、36a,36b 負圧取出口、40a,40b,42a,42b 逆止弁、44 制動装置(ブレーキ)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吸気管のスロットルを挟んで上流側に空気入口が接続され、下流側に空気出口が接続され、負圧取出口が前記負圧室に接続された、前記吸気管に相互に平行に複数配置されたエゼクタと、
各エゼクタの動作の有無を切り替える切替弁と、
前記切替弁を車両の状態に応じて制御しエゼクタの動作数を決定する制御部と、
を含むことを特徴とする気圧式倍力装置。 In a pneumatic booster that obtains servo power by introducing the negative pressure of the intake pipe of the engine into the negative pressure chamber of the booster body,
A plurality of air inlets are connected in parallel to the intake pipe, with an air inlet connected upstream of the throttle of the intake pipe, an air outlet connected downstream, and a negative pressure outlet connected to the negative pressure chamber. The ejector
A switching valve for switching the presence or absence of the operation of each ejector;
A control unit that controls the switching valve according to the state of the vehicle and determines the number of operations of the ejector;
A pneumatic booster comprising:
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- 2004-04-08 JP JP2004113869A patent/JP2005297654A/en active Pending
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