JP3546895B2

JP3546895B2 - Vacuum booster and braking system for electric vehicle using it

Info

Publication number: JP3546895B2
Application number: JP28257594A
Authority: JP
Inventors: 英文井上
Original assignee: Bosch Corp; Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JPH08126112A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は真空倍力装置とそれを用いた電動車両の制動システムに関し、より詳しくは真空倍力装置と、それを用いた機械式制動装置と回生制動装置とを備える電動車両の制動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両の制動システムとして、ブレーキペダルの操作状態を検出するセンサと、このセンサによって検出したブレーキペダルの操作量の増減に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置と、マスタシリンダおよびそれに連動させた真空倍力装置とを有し、ブレーキペダルの踏力の増減に応じたブレーキ液圧をマスターシリンダで発生させて、該ブレーキ液圧をホイールシリンダに供給して制動作用を行なわせる機械式制動装置とを備えたものは知られている（例えば特開平３−２７０６０２号公報）。
また上記ブレーキペダルの踏力の代わりにストローク量を検出し、ブレーキペダルのストローク量の増減に応じて回生制動力を増減させることも知られている。
この種の制動システムにおいては、機械式制動装置が作動するまでは、ブレーキペダルの踏力やストローク量の増減に応じて、つまりブレーキペダルの操作量の増減に応じて回生制動力を増減させ、また機械式制動装置が制動を開始して制動力を出力するようになったら、上記回生制動力を一定に保持するようにしている。したがって、回生制動装置のみによる回生制動力の増減と、該回生制動力と機械式制動力との総合制動力の増減とを滑らかに連続させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の制動システムにおいては、機械式制動装置が制動を開始するまでの間だけ、ブレーキペダルの操作量の増大に応じて回生制動力を増大させているので、機械式制動装置が制動を開始した際の回生制動力を大きくすることができず、回生制動装置による回生制動力を有効に利用することができない。
すなわち、機械式制動装置が制動を開始した際の回生制動力を大きくしてその有効利用を図るためには、大きな操作量を与えることによって初めて機械式制動装置が制動を開始するように設定すればよく、そのためには機械式制動装置を構成するマスターシリンダのリターンスプリングや真空倍力装置のリターンスプリングのセット荷重を大きくするか、マスターシリンダや真空倍力装置の作動開始までのストローク量を大きくすればよい。
しかしながら、そのようなセッティングを行なった場合には、万一、回生制動装置が作動しなかった場合には、機械式制動装置の作動開始までの操作量が大きくなるためブレーキの効きが悪く感じられ、また危険でもある。さらに、回生制動力の最大値は常に一定ではなく、電動車両を駆動する駆動モータの回転数によって変動するので、上記セット荷重やストローク量をあまり大きくし過ぎると最大の回生制動力が得られても機械式制動装置が作動を開始しない場合が生じてしまい、ブレーキフィーリングが悪くなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、シェル内に摺動自在に設けたバルブボディと、このバルブボディに設けたパワーピストンと、上記シェル内の上記パワーピストンの前後に形成した定圧室および変圧室と、上記バルブボディに設けられて上記変圧室と上記定圧室または大気との接続の切換を行う弁機構と、この弁機構を制御する入力軸を備え、
上記弁機構は、上記バルブボディ内に設けられた環状の第１弁座と、上記バルブボディに摺動自在に嵌合されて上記入力軸に連結された弁プランジャと、この弁プランジャに形成された第２弁座と、上記第１弁座と第２弁座に接離する弁体とを有し、上記第１弁座と上記弁体の第１シート部とによって真空弁が構成され、上記第２弁座と上記弁体の第２シート部とによって大気弁が構成される真空倍力装置において、
上記バルブボディ内に摺動自在に設けられてリヤ側端部に上記第１弁座が形成された第１弁座部材と、上記バルブボディ内に設けられて励磁された時に上記第１弁座部材を上記バルブボディに対して軸方向に移動させるソレノイドとを備え、
さらに、上記バルブボディのフロント側に設けられた出力軸と、この出力軸の基部と上記バルブボディのフロント側端面との間に設けられて、上記出力軸に作用する出力の反力を上記バルブボディと上記弁プランジャとに分配して伝達するリアクションディスクと、上記出力軸の基部のフロント側に嵌装されたリテーナと、このリテーナと上記シェルの内壁とにわたって弾装されて、上記リテーナを介して上記出力軸をリヤ側に向けて付勢するリターンスプリングとを備えるとともに、上記ソレノイドが励磁された時に上記第１弁座部材を上記バルブボディに対してフロント方向に移動させるように構成し、
上記ソレノイドが励磁されて上記第１弁座部材が上記バルブボディに対してフロント方向に移動したときに、上記入力軸に連動して上記バルブボディに対してフロント方向に移動する弁プランジャが、上記リアクションディスクと上記出力軸の基部を介して上記リテーナをフロント方向に移動させて、上記リターンスプリングを圧縮させてから上記真空弁を閉鎖させることを特徴とする真空倍力装置を提供するものである。
また、本発明は、上記真空倍力装置と、この真空倍力装置の入力軸に連結されるブレーキペダルと、上記真空倍力装置により作動してホイールシリンダにブレーキ液圧を供給するマスタシリンダとを備える機械式制動装置と、上記ブレーキペダルの操作状況に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置を備えた電動車両の制動システムを提供するものである。
【０００５】
【作用】
このような構成の真空倍力装置と、この真空倍力装置を備えた機械式制動装置と、回生制動装置とを備えた電動車両の制動システムにおいては次のような作用を得ることができる。すなわち、上記ブレーキペダルが踏み込まれると先ず回生制動装置が作動し、それと同時に上記ソレノイドを励磁させて上記第１弁座部材をバルブボディに対して軸方向フロント側に移動させる。
周知のとおり、真空倍力装置の非作動状態では、大気弁は閉鎖される一方、真空弁は開放されており、上述の様に第１弁座部材が移動されることにより、開放状態の真空弁を構成する第１弁座と第１シート部の間隔量が増加する。そして、第１弁座と第１シート部の間隔量が増加した分だけブレーキペダルがさらに踏み込まれ、それに伴って入力軸および弁プランジャが前進される。
この際には、上記ソレノイドが励磁されて上記第１弁座部材が上記バルブボディに対してフロント方向に移動したときに、上記入力軸に連動して上記バルブボディに対してフロント方向に移動する弁プランジャが、上記リアクションディスクと上記出力軸の基部を介して上記リテーナをフロント方向に移動させて、上記リターンスプリングを圧縮させてから上記真空弁を閉鎖させるので、真空倍力装置の出力の発生を遅れさせることができる。このように真空倍力装置の出力の発生が遅れる分だけ回生制動装置による回生制動力を有効に利用することができる。また、回生制動装置が作動しなかった場合には、ソレノイドを励磁させないことにより第１弁座部材を移動させない。そのため、回生制動装置が作動した場合に比較して小さな入力によって真空倍力装置が作動されて、機械式制動装置による制動作用を得ることができる。したがって、回生制動装置による回生力を効率よく得られると同時に、回生制動装置が作動しなかった場合においても機械式制動装置を小さな入力で作動させることができる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、電動車両の制動システムは、ブレーキペダル１の踏力の増減に応じて回生制動力を増減させる回生制動装置２と、ブレーキペダル１の踏力の増減に応じて機械式制動力を増減させる機械式制動装置３とを備えている。
回生制動装置２は従来公知の構成からなり、前輪を駆動する駆動モータ４を利用して制動時に回生制動作用を行なわせるものである。回生制動装置２は、ブレーキペダル１の踏力を検出するセンサ５を備えており、このセンサ５で検出したブレーキペダル１の踏力は制御装置６に入力されるようになっている。そして、制御装置６は、センサ５からの入力に基づいて、ブレーキペダル１の踏力の増大に応じて回生制動装置２の回生制動力を最大回生制動力まで増大させるようになっている。
なお、回生制動装置２によって得られる最大回生制動力は常に一定ではなく、駆動モータ４の回転数によって変動することはよく知られている。また、上記センサ５として、ブレーキペダル１の踏力の代わりにストローク量を検出するセンサを採用しても良い。
次に、機械式制動装置３は、従来周知の構成からなるタンデムマスタシリンダ７と、このタンデムマスタシリンダ７に連動する真空倍力装置８とを備えている。そして、上述したようにブレーキペダル１が踏み込まれて回生制動装置２による回生制動作用が行われる際には、ブレーキペダル１に連結した真空倍力装置８の入力軸１１も前進されるので、ブレーキペダル１の踏力が真空倍力装置８によって倍力されてからタンデムマスタシリンダ７に伝達される。そして、タンデムマスタシリンダ７で発生する液圧は、ブレーキ液通路１２を介してフロントホイールシリンダ１３およびリヤホイールシリンダ１４に供給され、それによって制動作用を得ることができる。
図２に示すように、真空倍力装置８は、密封容器としてのシェル１５内に概略筒状のバルブボディ１６を摺動自在に設けている。バルブボディ１６の外周部にはパワーピストン１７を連結するとともに、このパワーピストン１７の背面にはダイアフラム１８を張設してあり、このダイアフラム１８によってシェル１５内を定圧室Ａと変圧室Ｂとに区画している。
図１に示すように、定圧室Ａ内は負圧導入管２１を介して負圧ポンプ２２に接続している。負圧ポンプ２２の駆動源となるモータ１９は、上記制御装置６によって作動を制御されて、所定値の負圧が得られるようになっている。したがって、定圧室Ａ内には所定値の負圧が導入されている。
しかして、バルブボディ１６内には、上記定圧室Ａと変圧室Ｂおよび大気との連通状態を切り換える弁機構２３を収納してあり、本実施例は、この弁機構２３を改良することによって、真空倍力装置８の出力の発生時期を遅れさせるように構成したものである。
すなわち、バルブボディ１６の内周部には、段付筒状に形成したスリーブ２４の大径部２４ａを摺動自在に嵌合するとともに、このスリーブ２４に弁プランジャ２５をリヤ側から貫通させてあり、かつ弁プランジャ２５のフロント側の外周部をバルブボディ１６の内周部に摺動自在に嵌合させている。上記スリーブ２４のフロント側端部２４ｂとバルブボディ１６の段部端面とにわたっては、所定のセット荷重のばね２６を弾装してあり、これによってスリーブ２４はリヤ側にむけて付勢されている。スリーブ２４の大径部２４ａにおけるリヤ側の部分はわずかに縮径させてあり、それによって大径部２４ａの軸方向中央部に段部を形成している。他方、バルブボディ１６の内周部には半径方向内方に膨出する環状のストッパ部１６ａを形成している。したがって、ばね２６によってリヤ側に向けて付勢されたスリーブ２４は、大径部２４ａの段部がストッパ部１６ａに当接する位置で停止している。なお、本実施例では、スリーブ２４を磁性体によって製造している。
バルブボディ１６における軸方向の所定位置には半径方向の挿通孔１６ｂを形成してあり、スリーブ２４における大径部２４ａの軸方向所定位置にも貫通孔２４ｃを穿設している。そして、これら挿通孔１６ｂおよび貫通孔２４ｃに半径方向外方からキー部材２７を挿通し、かつキー部材２７の内方側の先端部を弁プランジャ２５に係合させてあり、それによって弁プランジャ２５がバルブボディ１６から脱落するのを防止している。
バルブボディ１６は後述するリターンスプリング２８によってリヤ側にむけて付勢されているので、真空倍力装置８の非作動状態では上記キー部材２７がシェル１５のリヤ側の壁面に当接する図示非作動位置に停止している。そして、この時には、バルブボディ１６および弁プランジャ２５は上記キー部材２７と当接する最もリヤ側に位置している。
本実施例では、上記スリーブ２４におけるリヤ側の端部を第１弁座３１としてあり、また、この第１弁座３１の内方側となる弁プランジャ２５のリヤ側の外周部に第２弁座３２を形成している。これら両弁座３１，３２に対向させて、ばね３３によって両弁座３１，３２に着座する弁体３４を設けている。そして、上記第１弁座３１とそれに接離する弁体３４の第１シート部Ｓ１とによって真空弁３５を構成するとともに、第２弁座３２とそれに接離する弁体３４の第２シート部Ｓ２とによって大気弁３６を構成している。なお、本実施例では、スリーブ２４をリヤ側に付勢したばね２６のセット荷重は、弁体３４をフロント側に付勢したばね３３のセット荷重よりも大きくしている。
上記真空弁３５よりも外方側の空間はバルブボディ１６に形成した定圧通路３７を介して定圧室Ａに連通しており、真空弁３５と大気弁３６との間の空間は、上記挿通孔１６ｂと貫通孔２４ｃとによって構成した変圧通路３８を介して変圧室Ｂに連通している。また、大気弁３６よりも内方側の空間は、バルブボディ１６の内周部によって形成した大気通路３９を介して大気と連通している。そして、図示非作動状態では、大気弁３６は閉鎖される一方、真空弁３５が開放されているので、定圧室Ａおよび変圧室Ｂが相互に連通して、それらの内部には負圧が導入されている。
弁プランジャ２５のリヤ側の軸部には入力軸１１の先端部を連結してあり、この入力軸１１の末端は上述したブレーキペダル１に連結している。弁プランジャ２５のフロント側の端面２５ａは、出力軸４３の基部４３ａの凹陥部４３ｂに収納したリアクションディスク４４に対向させている。
出力軸４３の凹陥部４３ｂは、バルブボディ１６の環状突起１６ｃの外周部に摺動自在に嵌装してあり、リアクションディスク４４は環状突起１６ｃの先端面と凹陥部４３ｂの底部との間に挟持されている。出力軸４３の基部４３ａには概略皿状のリテーナ４５をフロント側から嵌装してあり、かつ、このリテーナ４５のリヤ側の端部４５ｂをバルブボディ１６のフロント側の端面１６ｄに当接させている。そして、この状態のリテーナ４５と図示しないシェル１５のフロント側の壁面とにわたって上記リターンスプリング２８を弾装してあり、それによって、バルブボディ１６等を図示非作動位置に停止させている。
上述のように、この非作動状態では真空弁３５は開放される一方、大気弁３６は閉鎖されている。また、弁プランジャ２５のフロント側の端面２５ａは、リアクションディスク４４から離隔するとともに、出力軸４３の基部４３ａにおけるフロント側を向けた端面とそれに対向するリテーナ４５のフロント側の端面４５ａとの間にもわずかな間隙が維持されている。
さらに本実施例では、弁プランジャ２５およびスリーブ２４のフロント側の小径部を囲繞して、バルブボディ１６にソレノイド４６を埋設している。このソレノイド４６は、上記制御装置６によってＯＮ／ＯＦＦ制御されるようになっており、真空倍力装置８の非作動状態では励磁されず、ブレーキペダル１が踏み込まれて回生制動装置２が制動作用を開始すると励磁されるようになっている。そして、このソレノイド４６が励磁されると、その磁力によって上記スリーブ２４がばね２６の弾撥力に抗してフロント側に向けて移動された後、該スリーブ２４のフロント側の端部２４ｂがソレノイド４６の軸部の端面４６ａに当接して停止されるようになっている。換言すると、ソレノイド４６が励磁されたときにはスリーブ２４がフロント側にむけて移動されることにより、第１弁座３１がバルブボディ１６に対して所定量だけフロント側に移動されるようになっている。そして、本実施例では、スリーブ２４の移動量を、弁プランジャ２５ａの端面２５ａがリアクションディスク４４に当接して、出力軸４３の基部４３ａとリテーナ４５とを介してリターンスプリング２８を圧縮させてから真空弁３５が閉鎖する移動量に設定している。
以上の構成において、図２に示した真空倍力装置８の非作動状態からブレーキペダル１が踏み込まれると、ブレーキペダル１の踏力はセンサ５によって検出されるので、制御装置６は回生制動装置２によって回生制動作用を行わせると同時に、真空倍力装置８に設けたソレノイド４６を励磁する。
これにより、ソレノイド４６の磁力によってスリーブ２４は、バルブボディ１６内をフロント側にむけて相対移動されて、そのフロント側の端部２４ｂがソレノイド４６の端面４６ａに当接して停止する。そのため、真空弁３５を構成する第１弁座３１と第１シート部Ｓ１との離隔量が増加する。また、ブレーキペダル１の踏み込みに伴って、入力軸１１もフロント側にむけて前進されるが、第１弁座３１と第１シート部Ｓ１との離隔量が増加したことに伴って、第１弁座３１に対して弁体３４のシート部が接触するのが遅れる。その間、入力軸１１の前進に伴って、先ず弁プランジャ２５の端面２５ａがリアクションディスク４４に当接し、バルブボディ１６に対して出力軸４３を左方にむけて相対移動させる。次に、その出力軸４３の基部４３がリテーナ４５のフロント側の端部４５ａに当接し、さらに、リテーナ４５を介してリターンスプリング２８が圧縮されるので、リテーナ４５のリヤ側の端面４５ｂがバルブボディ１６のフロント側の端面１６ｄから僅かに離隔する。これを図３の特性線図で見ると、実線ＸにおけるＸ０で示した時点となる。
そして、この後に、第１弁座３１に対して弁体３４の第１シート部Ｓ１が接触することにより、真空弁３５が閉鎖される一方、第２弁座３２が弁体３４の第２シート部Ｓ２から離座して大気弁３６が開放される。これを図３で見ると、実線ＸにおけるＸ１で示した時点となる。これにより、定圧室Ａと変圧室Ｂとの連通が遮断される一方、変圧室Ｂ内に大気が導入されるので、入力軸１１の踏力に応じた出力が出力軸４３に発生し、この後、さらに入力軸１１の入力が増加すると、所定のサーボ比で出力も上昇する。そして、真空倍力装置８で発生した出力は上記マスタシリンダ７に伝達されるので、機械式制動装置３による制動作用を得ることができる。
このようにして、回生制動装置２および機械式制動装置３による総合制動作用を得ることができる。
ところで、上記回生制動装置２が故障し、その状態から上記ブレーキペダルが踏み込まれた場合には、回生制動装置２による回生制動作用は得られないので、真空倍力装置８に設けたソレノイド４６は励磁されない。そのため、真空倍力装置８のスリーブ２４は図示非作動位置のままでバルブボディ１６に対して相対移動されないことになる。
これにより、上述した回生制動装置２が正常な場合に比較して第１弁座３１と第１シート部Ｓ１との離隔量が小さな状態から入力軸１１が前進されることになる。そして、真空弁３５が閉鎖される一方、大気弁３６が開放されるので、変圧室Ｂ内に大気が導入されてバルブボディ１６が前進される。その後から弁プランジャ２５の端面２５ａがリアクションディスク４４に当接するまで入力の増加なしに出力が発生し、その際には、図３の想像線Ｙに置けるＹ０で示すように、出力の急激な上昇（いわゆるジャンピング）が見られて、それ以後、所定のサーボ比で出力が上昇する。
ここで、回生制動装置２が正常な状態からブレーキペダル１が踏み込まれた場合（図３の実線Ｘ）と、回生制動装置２が故障した状態からブレーキペダル１が踏み込まれた場合（図３の想像線Ｙ）における真空倍力装置８の出力の発生時点Ｘ１，Ｙ０における入力を比較してみると、回生制動装置２の正常時には、リターンスプリング２８を圧縮させてから真空弁３５が閉鎖するので、その分だけ回生制動装置２の故障時よりも出力発生時Ｘ１の入力が大きくなっている。そのため、回生制動装置２の正常時には、真空倍力装置８の出力の発生時期が遅れるようになり、したがって、回生制動装置２による回生制動力を有効に利用することができる。
また、上述したように、本実施例では、回生制動装置２が作動しない場合には機械式制動装置３によって制動作用を得ることができるので、回生制動装置２が故障した際の安全性を向上させることができる。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回生制動装置の作動時に、機械式制動装置の作動を遅らすことができるので、回生制動装置の有効利用を図ることができ、しかも、回生制動装置が作動しなかった場合でも、機械式制動装置を小さな入力で作動させることができるので、安全性を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の構成図。
【図２】図１に示した構成部材の要部の断面図。
【図３】本発明の真空倍力装置による入力と出力との関係を示す図。
【符合の説明】
１…ブレーキペダル２…回生制動装置
３…機械式制動装置５…センサ
６…制御装置７…マスタシリンダ
８…真空倍力装置１６…バルブボディ
１７…パワーピストン２４…スリーブ
３１…第１弁座３２…第２弁座
３４…弁体３５…真空弁
３６…大気弁３７…定圧通路
３８…変圧通路４６…ソレノイド
Ａ…定圧室Ｂ…変圧室[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a vacuum booster and a braking system for an electric vehicle using the same, and more particularly, to a brake system for an electric vehicle including a vacuum booster and a mechanical braking device and a regenerative braking device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a braking system for an electric vehicle, a sensor that detects an operation state of a brake pedal, a regenerative braking device that increases or decreases a regenerative braking force in accordance with an increase or decrease in an operation amount of the brake pedal detected by the sensor, a master cylinder, and a A mechanical booster having an interlocked vacuum booster, wherein a brake fluid pressure is generated in a master cylinder in accordance with an increase or decrease in the depression force of a brake pedal, and the brake fluid pressure is supplied to a wheel cylinder to perform a braking action. A device provided with a braking device is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-270602).
It is also known that a stroke amount is detected instead of the depression force of the brake pedal, and the regenerative braking force is increased or decreased according to the increase or decrease of the stroke amount of the brake pedal.
In this type of braking system, until the mechanical braking device operates, the regenerative braking force is increased or decreased in accordance with the increase or decrease in the pedal effort or stroke amount of the brake pedal, that is, in accordance with the increase or decrease in the operation amount of the brake pedal. When the mechanical braking device starts braking and outputs a braking force, the regenerative braking force is kept constant. Therefore, the increase / decrease of the regenerative braking force by only the regenerative braking device and the increase / decrease of the total braking force of the regenerative braking force and the mechanical braking force can be smoothly continued.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional braking system, the regenerative braking force is increased according to the increase in the operation amount of the brake pedal only until the mechanical braking device starts braking. The regenerative braking force at the start of braking cannot be increased, and the regenerative braking force of the regenerative braking device cannot be used effectively.
That is, in order to increase the regenerative braking force when the mechanical braking device starts braking and to effectively use the regenerative braking force, it is necessary to set the mechanical braking device to start braking only by giving a large operation amount. To do so, increase the set load of the return spring of the master cylinder or the vacuum booster that constitutes the mechanical braking device, or increase the stroke amount until the start of operation of the master cylinder or the vacuum booster. do it.
However, when such setting is performed, if the regenerative braking device does not operate, the amount of operation until the start of operation of the mechanical braking device increases, so that the braking effect is felt to be poor. It is also dangerous. Furthermore, since the maximum value of the regenerative braking force is not always constant and varies depending on the number of revolutions of the drive motor driving the electric vehicle, the maximum regenerative braking force is obtained if the set load or the stroke amount is too large. In some cases, however, the mechanical braking device does not start operating, and the brake feeling deteriorates.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In view of such circumstances, the present invention provides a valve body slidably provided in a shell, a power piston provided in the valve body, a constant-pressure chamber formed before and after the power piston in the shell, and a variable pressure chamber. Chamber, a valve mechanism provided in the valve body for switching the connection between the variable pressure chamber and the constant pressure chamber or the atmosphere, and an input shaft for controlling the valve mechanism,
The valve mechanism includes an annular first valve seat provided in the valve body, a valve plunger slidably fitted to the valve body and connected to the input shaft, and formed on the valve plunger. A second valve seat, and a valve body that comes in contact with and separates from the first valve seat and the second valve seat. A vacuum valve is formed by the first valve seat and the first seat portion of the valve body. In a vacuum booster in which an atmospheric valve is constituted by the second valve seat and the second seat portion of the valve body,
A first valve seat member slidably provided in the valve body and having the first valve seat formed at a rear end portion; and the first valve seat provided in the valve body when excited. A solenoid for moving the member in the axial direction with respect to the valve body ,
Further, an output shaft provided on the front side of the valve body, and a reaction force of an output acting on the output shaft, provided between a base of the output shaft and a front end surface of the valve body, and A reaction disk that distributes and transmits the body and the valve plunger, a retainer fitted on the front side of the base of the output shaft, and a spring mounted over the retainer and the inner wall of the shell, and A return spring for urging the output shaft toward the rear side, and configured to move the first valve seat member in a front direction with respect to the valve body when the solenoid is excited,
When the solenoid is excited and the first valve seat member moves in the front direction with respect to the valve body, the valve plunger which moves in the front direction with respect to the valve body in conjunction with the input shaft includes the valve plunger. A vacuum booster characterized in that the retainer is moved in the front direction via a reaction disk and a base of the output shaft to compress the return spring and then close the vacuum valve. .
The present invention also provides a vacuum booster, a brake pedal connected to an input shaft of the vacuum booster, and a master cylinder which is operated by the vacuum booster and supplies brake fluid pressure to a wheel cylinder. And a braking system for an electric vehicle including a regenerative braking device that increases or decreases a regenerative braking force according to the operation state of the brake pedal.
[0005]
[Action]
The following effects can be obtained in the braking system for an electric vehicle including the vacuum booster having the above-described configuration, the mechanical braking device including the vacuum booster, and the regenerative braking device. That is, when the brake pedal is depressed, first, the regenerative braking device operates, and at the same time, the solenoid is excited to move the first valve seat member to the axial front side with respect to the valve body.
As is well known, in a non-operating state of the vacuum booster, the atmospheric valve is closed, while the vacuum valve is open. The amount of space between the first valve seat and the first seat portion constituting the valve increases. Then, the brake pedal is further depressed by an amount corresponding to the increase in the distance between the first valve seat and the first seat portion, and accordingly, the input shaft and the valve plunger are advanced.
At this time, when the solenoid is excited and the first valve seat member moves in the front direction with respect to the valve body, the first valve seat member moves in the front direction with respect to the valve body in conjunction with the input shaft. Since the valve plunger moves the retainer in the front direction via the reaction disk and the base of the output shaft to compress the return spring and then close the vacuum valve, the output of the vacuum booster is generated. Can be delayed. In this way, the regenerative braking force of the regenerative braking device can be effectively used by the delay of the output of the vacuum booster. When the regenerative braking device does not operate, the first valve seat member is not moved by not energizing the solenoid. Therefore, the vacuum booster is operated by a smaller input than when the regenerative braking device is operated, and the braking action by the mechanical braking device can be obtained. Therefore, the regenerative braking device can efficiently obtain the regenerative force, and the mechanical brake device can be operated with a small input even when the regenerative braking device does not operate.
[0006]
【Example】
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, a braking system for an electric vehicle includes A mechanical braking device 3 for increasing or decreasing the mechanical braking force according to the increase or decrease.
The regenerative braking device 2 has a conventionally known configuration, and performs a regenerative braking operation at the time of braking using a drive motor 4 that drives the front wheels. The regenerative braking device 2 includes a sensor 5 that detects the depression force of the brake pedal 1, and the depression force of the brake pedal 1 detected by the sensor 5 is input to the control device 6. Then, the control device 6 increases the regenerative braking force of the regenerative braking device 2 to the maximum regenerative braking force in accordance with an increase in the depression force of the brake pedal 1 based on the input from the sensor 5.
It is well known that the maximum regenerative braking force obtained by the regenerative braking device 2 is not always constant, but varies depending on the rotation speed of the drive motor 4. In addition, a sensor that detects a stroke amount instead of the depression force of the brake pedal 1 may be employed as the sensor 5.
Next, the mechanical braking device 3 includes a tandem master cylinder 7 having a conventionally well-known configuration, and a vacuum booster 8 interlocked with the tandem master cylinder 7. As described above, when the brake pedal 1 is depressed and the regenerative braking operation by the regenerative braking device 2 is performed, the input shaft 11 of the vacuum booster 8 connected to the brake pedal 1 is also advanced, so that the brake is applied. The pedaling force of the pedal 1 is boosted by the vacuum booster 8 and transmitted to the tandem master cylinder 7. The hydraulic pressure generated in the tandem master cylinder 7 is supplied to the front wheel cylinder 13 and the rear wheel cylinder 14 via the brake fluid passage 12, whereby a braking action can be obtained.
As shown in FIG. 2, the vacuum booster 8 has a generally cylindrical valve body 16 slidably provided in a shell 15 as a sealed container. A power piston 17 is connected to the outer peripheral portion of the valve body 16, and a diaphragm 18 is stretched on the back surface of the power piston 17. The diaphragm 18 divides the inside of the shell 15 into a constant pressure chamber A and a variable pressure chamber B. It is partitioned.
As shown in FIG. 1, the inside of the constant pressure chamber A is connected to a negative pressure pump 22 via a negative pressure introducing pipe 21. The operation of the motor 19 serving as a drive source of the negative pressure pump 22 is controlled by the control device 6 so that a predetermined negative pressure is obtained. Therefore, a predetermined negative pressure is introduced into the constant pressure chamber A.
The valve body 16 houses a valve mechanism 23 for switching the communication between the constant-pressure chamber A, the variable-pressure chamber B, and the atmosphere. In this embodiment, the valve mechanism 23 is improved. The configuration is such that the generation time of the output of the vacuum booster 8 is delayed.
That is, a large-diameter portion 24a of a stepped cylindrical sleeve 24 is slidably fitted to the inner peripheral portion of the valve body 16, and a valve plunger 25 is passed through the sleeve 24 from the rear side. In addition, the outer peripheral portion on the front side of the valve plunger 25 is slidably fitted to the inner peripheral portion of the valve body 16. A spring 26 with a predetermined set load is elastically mounted over the front end 24b of the sleeve 24 and the step end surface of the valve body 16, whereby the sleeve 24 is biased toward the rear. . The rear-side portion of the large-diameter portion 24a of the sleeve 24 is slightly reduced in diameter, thereby forming a step at the axial center of the large-diameter portion 24a. On the other hand, an annular stopper 16a bulging radially inward is formed on the inner peripheral portion of the valve body 16. Therefore, the sleeve 24 urged toward the rear side by the spring 26 is stopped at a position where the step of the large diameter portion 24a contacts the stopper 16a. In this embodiment, the sleeve 24 is made of a magnetic material.
A radial insertion hole 16b is formed at a predetermined position in the valve body 16 in the axial direction, and a through hole 24c is also formed at a predetermined position in the axial direction of the large diameter portion 24a of the sleeve 24. The key member 27 is inserted through the through hole 16b and the through hole 24c from the outside in the radial direction, and the inner end of the key member 27 is engaged with the valve plunger 25. Is prevented from falling off from the valve body 16.
Since the valve body 16 is urged toward the rear side by a return spring 28 described later, the key member 27 abuts on the rear side wall surface of the shell 15 when the vacuum booster 8 is not operated. Stopped in position. At this time, the valve body 16 and the valve plunger 25 are located on the rearmost side in contact with the key member 27.
In the present embodiment, the rear end of the sleeve 24 is defined as a first valve seat 31, and a second valve seat is provided on the outer peripheral portion of the valve plunger 25 on the inner side of the first valve seat 31. A seat 32 is formed. A valve body 34 is provided facing the valve seats 31 and 32 and seated on the valve seats 31 and 32 by a spring 33. The first valve seat 31 and the first seat portion S1 of the valve body 34 that comes into contact with and separate from the first valve seat 31 constitute a vacuum valve 35, and the second valve seat 32 and the second seat portion of the valve body 34 that comes into and away from it. The atmosphere valve 36 is constituted by S2. In this embodiment, the set load of the spring 26 that urges the sleeve 24 toward the rear side is larger than the set load of the spring 33 that urges the valve body 34 toward the front side.
A space outside the vacuum valve 35 communicates with a constant pressure chamber A via a constant pressure passage 37 formed in the valve body 16, and a space between the vacuum valve 35 and the atmospheric valve 36 is formed through the insertion hole. It communicates with the variable pressure chamber B via a variable pressure passage 38 formed by 16b and the through hole 24c. The space inside the atmosphere valve 36 communicates with the atmosphere via an atmosphere passage 39 formed by the inner periphery of the valve body 16. In the non-operating state, the atmospheric valve 36 is closed and the vacuum valve 35 is open, so that the constant pressure chamber A and the variable pressure chamber B communicate with each other, and a negative pressure is introduced into them. Have been.
The front end of the input shaft 11 is connected to a shaft portion on the rear side of the valve plunger 25, and the end of the input shaft 11 is connected to the above-described brake pedal 1. The front end face 25a of the valve plunger 25 is opposed to the reaction disk 44 housed in the recess 43b of the base 43a of the output shaft 43.
The concave portion 43b of the output shaft 43 is slidably fitted on the outer peripheral portion of the annular protrusion 16c of the valve body 16, and the reaction disk 44 is provided between the distal end surface of the annular protrusion 16c and the bottom of the concave portion 43b. It is pinched. A substantially dish-shaped retainer 45 is fitted on the base 43a of the output shaft 43 from the front side, and the rear end 45b of the retainer 45 is brought into contact with the front end 16d of the valve body 16 on the front side. ing. The return spring 28 is elastically mounted on the retainer 45 in this state and the wall surface on the front side of the shell 15 (not shown), thereby stopping the valve body 16 and the like at the non-operating position shown.
As described above, in this non-operating state, the vacuum valve 35 is opened, while the atmospheric valve 36 is closed. The front end surface 25a of the valve plunger 25 is separated from the reaction disk 44, and is located between the front end surface 45a of the base 43a of the output shaft 43 and the front end surface 45a of the retainer 45 opposed thereto. Even a small gap is maintained.
Further, in this embodiment, a solenoid 46 is embedded in the valve body 16 so as to surround the small-diameter portion on the front side of the valve plunger 25 and the sleeve 24. The solenoid 46 is controlled to be turned on / off by the control device 6. When the vacuum booster 8 is not operated, the solenoid 46 is not excited, and the brake pedal 1 is depressed so that the regenerative braking device 2 performs a braking operation. When it starts, it is excited. When the solenoid 46 is excited, the sleeve 24 is moved toward the front side by the magnetic force against the resilience of the spring 26, and then the front end 24b of the sleeve 24 is moved to the solenoid. The shaft 46 is brought into contact with an end surface 46a of the shaft portion and stopped. In other words, when the solenoid 46 is excited, the first valve seat 31 is moved to the front side by a predetermined amount with respect to the valve body 16 by moving the sleeve 24 toward the front side. . In the present embodiment, the amount of movement of the sleeve 24 is determined by compressing the return spring 28 via the base 43 a of the output shaft 43 and the retainer 45 when the end face 25 a of the valve plunger 25 a contacts the reaction disk 44. The moving amount is set so that the vacuum valve 35 is closed.
In the above configuration, when the brake pedal 1 is depressed from the inoperative state of the vacuum booster 8 shown in FIG. 2, the depression force of the brake pedal 1 is detected by the sensor 5. At the same time, the regenerative braking action is performed, and at the same time, the solenoid 46 provided in the vacuum booster 8 is excited.
Thereby, the sleeve 24 is relatively moved toward the front side in the valve body 16 by the magnetic force of the solenoid 46, and the front end 24 b contacts the end face 46 a of the solenoid 46 and stops. Therefore, the amount of separation between the first valve seat 31 constituting the vacuum valve 35 and the first seat portion S1 increases. Further, as the brake pedal 1 is depressed, the input shaft 11 is also advanced toward the front side. However, as the distance between the first valve seat 31 and the first seat portion S1 increases, the first The contact of the seat portion of the valve body 34 with the valve seat 31 is delayed. Meanwhile, as the input shaft 11 advances, the end face 25a of the valve plunger 25 first comes into contact with the reaction disk 44, and the output shaft 43 is moved relatively to the valve body 16 to the left. Next, the base 43 of the output shaft 43 comes into contact with the front end 45a of the retainer 45, and the return spring 28 is further compressed via the retainer 45, so that the rear end face 45b of the retainer 45 is connected to the valve. It is slightly separated from the front end face 16 d of the body 16. When this is seen in the characteristic diagram of FIG. 3, it is the time indicated by X0 in the solid line X.
Thereafter, the first valve portion 34 of the valve body 34 comes into contact with the first valve seat 31 to close the vacuum valve 35, while the second valve seat 32 is closed by the second seat of the valve body 34. The atmosphere valve 36 is opened away from the part S2. Looking at this in FIG. 3, this is the time indicated by X1 in the solid line X. Thereby, while the communication between the constant pressure chamber A and the variable pressure chamber B is cut off, the atmosphere is introduced into the variable pressure chamber B, so that an output corresponding to the treading force of the input shaft 11 is generated on the output shaft 43, and thereafter, When the input of the input shaft 11 further increases, the output also increases at a predetermined servo ratio. The output generated by the vacuum booster 8 is transmitted to the master cylinder 7, so that the braking action of the mechanical braking device 3 can be obtained.
In this way, a total braking action by the regenerative braking device 2 and the mechanical braking device 3 can be obtained.
If the regenerative braking device 2 breaks down and the brake pedal is depressed from that state, the regenerative braking operation of the regenerative braking device 2 cannot be obtained. Not excited. Therefore, the sleeve 24 of the vacuum booster 8 is not moved relative to the valve body 16 in the non-operating position shown.
As a result, the input shaft 11 is advanced from a state where the amount of separation between the first valve seat 31 and the first seat portion S1 is small as compared with the case where the regenerative braking device 2 is normal. Then, while the vacuum valve 35 is closed and the atmosphere valve 36 is opened, the atmosphere is introduced into the transformation chamber B, and the valve body 16 is advanced. After that, an output is generated without an increase in the input until the end face 25a of the valve plunger 25 comes into contact with the reaction disk 44. At that time, as shown by Y0 in the imaginary line Y in FIG. (So-called jumping) is observed, and thereafter, the output increases at a predetermined servo ratio.
Here, the case where the brake pedal 1 is depressed from the state where the regenerative braking device 2 is normal (solid line X in FIG. 3), and the case where the brake pedal 1 is depressed from the state where the regenerative braking device 2 has failed (see FIG. 3). Comparing the inputs at the generation times X1 and Y0 of the output of the vacuum booster 8 in the imaginary line Y), when the regenerative braking device 2 is normal, the return spring 28 is compressed and then the vacuum valve 35 is closed. Accordingly, the input of the output X1 when the output is generated is larger than that when the regenerative braking device 2 fails. Therefore, when the regenerative braking device 2 is normal, the output timing of the vacuum booster 8 is delayed, so that the regenerative braking force of the regenerative braking device 2 can be effectively used.
Further, as described above, in the present embodiment, when the regenerative braking device 2 does not operate, the braking action can be obtained by the mechanical braking device 3, so that the safety when the regenerative braking device 2 breaks down is improved. Can be done.
[0007]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the regenerative braking device is activated, the operation of the mechanical braking device can be delayed, so that the regenerative braking device can be effectively used. Even if it is not performed, the mechanical braking device can be operated with a small input, so that the effect of improving safety can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of the constituent member shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between input and output by the vacuum booster of the present invention.
[Description of sign]
REFERENCE SIGNS LIST 1 brake pedal 2 regenerative braking device 3 mechanical braking device 5 sensor 6 control device 7 master cylinder 8 vacuum booster 16 valve body 17 power piston 24 sleeve 31 first valve seat 32 ... second valve seat 34 ... valve element 35 ... vacuum valve 36 ... atmospheric valve 37 ... constant pressure passage 38 ... variable pressure passage 46 ... solenoid A ... constant pressure chamber B ... variable pressure chamber

Claims

A valve body slidably provided in the shell, a power piston provided in the valve body, a constant pressure chamber and a variable pressure chamber formed before and after the power piston in the shell, and provided in the valve body. A valve mechanism for switching connection between the variable pressure chamber and the constant pressure chamber or the atmosphere, and an input shaft for controlling the valve mechanism,
The valve mechanism includes an annular first valve seat provided in the valve body, a valve plunger slidably fitted to the valve body and connected to the input shaft, and formed on the valve plunger. A second valve seat, and a valve body that comes into contact with and separates from the first valve seat and the second valve seat. A vacuum valve is configured by the first valve seat and the first seat portion of the valve body. In a vacuum booster in which an atmospheric valve is constituted by the second valve seat and the second seat portion of the valve body,
A first valve seat member slidably provided in the valve body and having the first valve seat formed at a rear end portion; and the first valve seat provided in the valve body when excited. A solenoid for moving a member in the axial direction with respect to the valve body,
Further, an output shaft provided on the front side of the valve body, and a reaction force of an output acting on the output shaft, provided between a base of the output shaft and a front end surface of the valve body, and A reaction disk that distributes and transmits the body and the valve plunger, a retainer fitted to the front side of the base of the output shaft, and a spring mounted over the retainer and the inner wall of the shell, and A return spring for urging the output shaft toward the rear side, and configured to move the first valve seat member in a front direction with respect to the valve body when the solenoid is excited,
When the solenoid is excited and the first valve seat member moves in the front direction with respect to the valve body, the valve plunger which moves in the front direction with respect to the valve body in conjunction with the input shaft includes the valve plunger. A vacuum booster characterized in that the retainer is moved in the front direction via a reaction disk and a base of the output shaft to compress the return spring and then close the vacuum valve .

The first valve seat member is slidably provided between an inner peripheral surface of the valve body and an outer peripheral surface of the valve plunger, and the first valve seat member is positioned in the valve body toward the rear side. 2. The vacuum multiplier according to claim 1 , wherein an elastic member for biasing is provided to hold the first valve seat member at an inoperative position with respect to the valve body when the solenoid is not excited. Power device.

The vacuum booster according to claim 1 or 2 , a brake pedal connected to an input shaft of the vacuum booster, and a brake hydraulic pressure supplied to a wheel cylinder operated by the vacuum booster. A braking system for an electric vehicle, comprising: a mechanical braking device including a master cylinder that performs the braking operation; and a regenerative braking device that increases or decreases a regenerative braking force in accordance with an operation state of the brake pedal.