JP2016084107A - 真空式ブレーキブースターシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で負圧室の負圧の不足を補うことができる真空式ブレーキブースターシステムを提供する。【解決手段】エンジンのインテークマニホールドに接続され、エンジンの吸気に伴ってインテークマニホールドと共に負圧になる負圧室１０Ｎを備え、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅する真空式ブレーキブースターシステム１である。この真空式ブレーキブースターシステム１は、ラジエター２の冷却ファン２Ｆによって生じた風を通す導風路１４と、導風路１４と負圧室１０Ｎとを繋ぎ、導風路１４の通風に伴って負圧室１０Ｎから気体を吸い出す吸引路１５と、を備え、導風路１４における吸引路１５が繋がる部分の流路断面積が、導風路１４における他の部分の流路断面積よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅する真空式ブレーキブースターシステムに関する。

従来から、エンジンのインテークマニホールドで発生する負圧を利用して、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅する真空式ブレーキブースターシステムが、多くの車両で採用されている。

図２は、真空式ブレーキブースターシステムの原理を説明する説明図であって、図２（Ａ）はブレーキペダルが踏まれていない状態、図２（Ｂ）はブレーキペダルが踏まれた状態を示す。図２では、部材の動きを白矢印で、流体の流れを黒矢印で示す。図２（Ａ）に示すように、真空式ブレーキブースターシステム１００は、ブレーキシステムのマスターシリンダー２０に伝わるブレーキペダル２１の踏力を増幅するパワーシリンダ１０を備える。パワーシリンダ１０の内部は、ダイヤフラム１０Ｄで負圧室１０Ｎと大気室１０Ａとに仕切られている。ダイヤフラム１０Ｄの大気室１０Ａ側の部分からは、バルブプランジャ１１Ｐを備えるオペレーティングロッド１１Ｒが伸びており、そのオペレーティングロッド１１Ｒはブレーキペダル２１に接続されている。一方、ダイヤフラム１０Ｄの負圧室１０Ｎ側の部分からはプッシュロッド１２が伸びており、プッシュロッド１２の先端が、ブレーキオイルで満たされたマスターシリンダー２０に挿入されている。

上記バルブプランジャ１１Ｐは、フローコントロールバルブ１３の一部を構成し、ブレーキペダル２１の踏み込みの有無に応じて大気室１０Ａの圧力を変化させる。フローコントロールバルブ１３には、大気室１０Ａに繋がる第一流路１３ａと、大気雰囲気に繋がる第二流路１３ｂと、図示しないインテークマニホールドに繋がる第三流路１３ｃと、が繋がっている。第三流路１３ｃは負圧室１０Ｎにも繋がっており、エンジンの吸気に伴ってインテークマニホールドと共に第三流路１３ｃ内は負圧となる。図２（Ａ）に示すブレーキペダル２１が踏まれていない状態のときには、負圧室１０Ｎと大気室１０Ａは共に同じ負圧となるので、パワーシリンダ１０のダイヤフラム１０Ｄは左右どちら側にも押されない。

次に、図２（Ｂ）に示すように、運転者によってブレーキペダル２１が踏まれた場合、ブレーキペダル２１に連動してプッシュロッド１２の先端がマスターシリンダー２０に押し込まれ、ブレーキがかかる。このとき、バルブプランジャ１１Ｐが移動し、負圧となっている第三流路１３ｃが閉じられ、大気雰囲気に開放する第二流路１３ｂが開放される。その結果、パワーシリンダ１０内の大気室１０Ａに大気が流入し、大気室１０Ａの圧力が負圧室１０Ｎの圧力よりも高くなる。その圧力差によってダイヤフラム１０Ｄが負圧室１０Ｎ側に押され、ブレーキペダルの踏力が増幅される。

ところで近年の低燃費エンジンではポンピングロスを低減するために、インテークマニホールドに備わるスロットルバルブを効率的に制御することが行われている。それに伴い、インテークマニホールドで発生する負圧が減少する場合がある。その場合、真空式ブレーキブースターの負圧室の負圧が不足し、ブレーキペダルの踏力を増幅する効果が弱まる。この問題点を解決するために、例えば特許文献１では、負圧室における負圧の形成を負圧ポンプで補う技術が提案されている。

特開２００６−１９９０７９号公報

負圧ポンプを利用する場合、負圧ポンプを駆動させる電力を得るために、エンジンの負荷が増す。そのため、従来よりも簡単な構成で、エンジンのインテークマニホールドで生じる負圧、即ちインテークマニホールドに繋がる負圧室の負圧が不足したときに、その不足分を補うことができる真空式ブレーキブースターシステムの開発が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、簡単な構成で負圧室の負圧の不足を補うことができる真空式ブレーキブースターシステムを提供することにある。

本発明の真空式ブレーキブースターシステムは、エンジンのインテークマニホールドに接続され、前記エンジンの吸気に伴って前記インテークマニホールドと共に負圧になる負圧室を備え、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅する真空式ブレーキブースターシステムである。この真空式ブレーキブースターシステムは、ラジエターの冷却ファンによって生じた風を通す導風路と、前記導風路と前記負圧室とを繋ぎ、前記導風路の通風に伴って前記負圧室から気体を吸い出す吸引路と、を備え、前記導風路における前記吸引路が繋がる部分の流路断面積が、前記導風路における他の部分の流路断面積よりも小さい。

本発明の真空式ブレーキブースターシステムによれば、負圧室に生じる負圧が不足したときに、ラジエターの冷却ファンによって生じた風を利用してその不足分を補うことができる。本発明のブレーキブースターシステムでは、導風路における吸引路が接続される部分が局所的に狭くなっているため、導風路に風が通ると、ベンチュリ効果によって吸引路から導風路に気体が吸い出される。つまり、導風路と吸引路とで、吸引路を介して負圧室から気体を吸い出すエジェクタが構成されているため、冷却ファンによって負圧室の圧力を低くすることができる。

本発明の真空式ブレーキブースターシステムは、負圧ポンプの代わりに設けることもできるし、負圧ポンプと併用することもできる。後者の場合、負圧ポンプの負荷を低減でき、ひいては負圧ポンプを駆動させるための電力を発生させるためのエンジンの負荷を低減できる。

実施形態に係る真空式ブレーキブースターシステムの概略図である。 真空式ブレーキブースターシステムの原理を説明する説明図である。

以下、本発明の真空式ブレーキブースターシステムの実施形態を図面に基づいて説明する。

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る真空式ブレーキブースターシステム１の概略図である。この図１では、真空式ブレーキブースターシステムに関連しない構成の図示を省略している。また、図１の真空式ブレーキブースターシステム１は、図２を参照して説明した構成を備えているが、そのうちのパワーシリンダ１０と、オペレーティングロッド１１Ｒおよびプッシュロッド１２の一部のみを図示している。

真空式ブレーキブースターシステム１は、図２で説明した構成に加えて、ラジエター２の冷却ファン２Ｆを利用して負圧室１０Ｎの圧力を下げるための導風路１４と吸引路１５とを備える。

≪導風路≫
導風路１４は、車両に備わるラジエター２の冷却ファン２Ｆによって生じた風を通す部材である。本実施形態では、冷却ファン２Ｆにシュラウド２Ｓを設け、そのシュラウド２Ｓの末端に導風路１４を接続している。

導風路１４の一部は、他の部分よりも絞られた形状をしている。つまり、絞られた部分の流路断面積は、他の部分の流路断面積よりも小さくなっている。この絞られた部分には、後述する吸引路１５が接続されている。

≪吸引路≫
吸引路１５は、導風路１４における絞られた部分と、パワーシリンダ１０の負圧室１０Ｎとを繋ぐ部材である。ここで、冷却ファン２Ｆによって生じた風（黒矢印参照）が導風路１４を通った場合、ベンチュリ効果によって吸引路１５に負圧が発生する。吸引路１５は負圧室１０Ｎに繋がっているので、負圧室１０Ｎから気体が吸い出される。即ち、真空式ブレーキブースターシステム１には、冷却ファン２Ｆを利用して負圧室１０Ｎの圧力を下げるエジェクタが設けられていると考えて良い。

上記吸引路１５の途中には、図示しない逆止弁が設けられている。逆止弁は、負圧室１０Ｎから導風路１４への気体の流れを許容するが、導風路１４から負圧室１０Ｎに気体が流れることを禁止する。この逆止弁によって、負圧室１０Ｎの圧力が上昇することを防止することができる。

≪冷却ファン≫
冷却ファン２Ｆは、ラジエター２の冷却液の液温を検知するセンサ（図示せず）と、センサの検知結果に基づいて冷却ファンの動作を制御する制御部（図示せず）と、を備えている。このような構成を備える冷却ファン２Ｆは、センサによる冷却液の検知温度が所定値（例えば、１００℃）以上となった場合、稼働する。冷却ファン２Ｆが稼働する場合としては、［１］車両をアイドリング状態で放置しているとき、［２］車速が遅く、ラジエター２に導入される走行風が少ないとき、［３］低速運転と停止を繰り返す渋滞時、などを挙げることができる。

≪効果≫
上記構成を備える真空式ブレーキブースターシステム１によれば、冷却ファン２Ｆが可動しているときに、負圧室１０Ｎから気体を吸い出すことができ、負圧室１０Ｎの圧力を下げることができる。例えば、以下に示すシチュエーションにおいて、インテークマニホールドに生じる負圧（負圧室１０Ｎの負圧）が不足した際、真空式ブレーキブースターシステム１は、冷却ファンによって生じた風を利用して、その不足分を効果的に補うことができる。

・渋滞時
渋滞時はラジエター２に走行風が殆ど導入されない。そのため、冷却ファン２Ｆが稼働してラジエター２に風を導入する。冷却ファン２Ｆを稼働させる分だけエンジンの負荷が上がり、スロットルバルブが開くため、インテークマニホールドで生じる負圧が不足する（負圧室１０Ｎの圧力が高くなる）。従来であれば、負圧室１０Ｎに取り付けた圧力センサが負圧の不足を検知し、エンジン制御装置がエアコンを切るなどして、エンジンの負荷を下げ、インテークマニホールドで生じる負圧を回復していた。これに対して、本実施形態では、真空式ブレーキブースターシステム１が、冷却ファン２Ｆによって生じた風を利用して、負圧の不足を補うので、エアコンを切る必要がなくなる。その結果、渋滞時の車内の快適性を保つことができる。

・暖機時
暖機時、エンジンが高回転で稼働する場合がある。そのため、インテークマニホールドで生じる負圧（負圧室１０Ｎの負圧）が不足し易く、車両を動かしたときにブレーキの効きが悪くなる場合がある。これに対して、本実施形態では、真空式ブレーキブースターシステム１が上記負圧の不足を補うので、暖機時に車両を動かしたとしても、ブレーキの効きが悪くなることはない。

・その他
急勾配の坂道を登る場合など、エンジンの負荷が高くなる際、インテークマニホールドで生じる負圧が不足し易くなる。エンジンの負荷が高くなるときは、冷却ファン２Ｆが稼働するため、真空式ブレーキブースターシステム１によって、上記負圧の不足を効果的に補うことができる。

本発明の真空式ブレーキブースターシステムは、車両の制動力を確保することに好適に利用可能である。

１，１００ 真空式ブレーキブースターシステム
１０ パワーシリンダ １０Ｄ ダイヤフラム １０Ｎ 負圧室 １０Ａ 大気室
１１Ｐ バルブプランジャ １１Ｒ オペレーティングロッド
１２ プッシュロッド
１３ フローコントロールバルブ
１３ａ 第一流路 １３ｂ 第二流路 １３ｃ 第三流路
１４ 導風路
１５ 吸引路
２ ラジエター ２Ｆ 冷却ファン ２Ｓ シュラウド
２０ マスターシリンダー
２１ ブレーキペダル

Claims (1)

1. エンジンのインテークマニホールドに接続され、前記エンジンの吸気に伴って前記インテークマニホールドと共に負圧になる負圧室を備え、運転者によるブレーキペダルの踏力を増幅する真空式ブレーキブースターシステムであって、
   ラジエターの冷却ファンによって生じた風を通す導風路と、
   前記導風路と前記負圧室とを繋ぎ、前記導風路の通風に伴って前記負圧室から気体を吸い出す吸引路と、
   を備え、
   前記導風路における前記吸引路が繋がる部分の流路断面積が、前記導風路における他の部分の流路断面積よりも小さい真空式ブレーキブースターシステム。

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