JP3570437B2 - Negative pressure booster - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は負圧式倍力装置に関し、より詳しくは回生制動装置と共に車両の制動システムを構成する機械式制動装置に用いて好適な負圧式倍力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の制動を行なう制動システムとして、ブレーキペダルの踏力を倍力するブレーキ倍力装置を備えた機械式制動装置と、上記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を備えたものが知られている(特開平2−123902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。
さらに上記ブレーキ倍力装置として、シェル内に摺動自在に設けたバルブボデイと、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合して入力軸に連動させた弁プランジャと、上記バルブボデイに形成した第1弁座と、上記弁プランジャに形成した第2弁座と、上記第1弁座と第2弁座とに着座する弁体と、上記バルブボデイに加わる大気圧による前進力に抗して該バルブボデイを非作動位置に付勢するリターンスプリングと、上記弁プランジャおよび弁体に加わる大気圧による前進力に抗して該弁プランジャおよび弁体を非作動位置に付勢するばねとを備えた負圧式ブレーキ倍力装置は、既に周知である。
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液圧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液圧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、ブレーキペダルが大きく操作されるまでは機械式制動装置による制動力が得られず、ブレーキの効きが悪く感じられる。さらに、回生制動力の最大値は常に一定ではなく、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。
本発明はそのような事情に鑑み、ブレーキペダルの踏込みにより直ちに機械式制動装置による制動力が得られるようにしながら、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ようにした負圧式倍力装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シェル内に摺動自在に設けられて、その一部が上記シェルより突出するバルブボデイと、このバルブボデイに設けられた弁機構と、この弁機構を切換え制御する入力軸と、上記シェルとバルブボデイとの間に弾装されて、該バルブボデイを非作動位置に付勢するリターンスプリングとを備え、
上記弁機構は、上記バルブボデイに形成された第1弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合されて上記入力軸に連動する弁プランジャと、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、上記バルブボデイと上記入力軸との間に弾装されて、上記弁プランジャと弁体を非作動位置に付勢するばねとを備えた負圧式倍力装置において、
上記ばねの付勢力から上記弁体と弁プランジャに作用する大気圧と真空圧との差圧による前進力を引いた値を、上記リターンスプリングの付勢力から上記バルブボデイに作用する大気圧と真空圧との差圧による前進力を引いた値より大きくしたことにより、上記入力軸に入力を加えたときに、上記弁機構の流路の切換え作動が行われる前に上記リターンスプリングに抗して上記バルブボデイが前進するものである。
【0005】
【作用】
上述した構成の負圧式倍力装置によれば、入力軸に入力が加えられると、上記第1弁座、第2弁座、弁体プランジャおよび弁体からなる弁機構によって流路の切換え作動が行なわれて倍力作用が得られる前に上記入力だけでバルブボデイが前進するが、従来の負圧式倍力装置では、入力軸に入力が加えられると、直ちに弁機構によって流路の切換え作動が行なわれてその倍力作用と上記入力によりバルブボデイが前進していた。
したがって、本発明の負圧式倍力装置を用いた機械式制動装置と回生制動装置とを備える車両の制動システムによれば、ブレーキペダルが踏み込まれると直ちに機械式制動装置により制動力が得られるようになるが、その当初は負圧式倍力装置を利用しない制動力の増大なので、負圧式倍力装置による強力な制動を開始するまでの間、回生制動装置による回生制動力を大きくしてその有効利用を図ることができる。また、万一回生制動装置が作動しなかった場合には、機械式制動装置はブレーキペダルの踏み込みにより直ちに制動力を発生させているので、従来に比較してブレーキの効きが悪く感じられることやブレーキフィーリングが悪くなることを可及的に防止することができる。
【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、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機械式制動力を増減させる機械式制動装置2と、上記ブレーキペダル1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回生制動装置3とを備えている。
上記機械式制動装置2は従来周知の負圧式ブレーキ倍力装置5(以下負圧式倍力装置)を備えており、この負圧式倍力装置5には、図示しないモータによって駆動されるポンプ等の負圧供給源6から負圧通路7を介して負圧が供給されるようになっている。上記負圧式倍力装置5の入力軸8に、ピン9を中心として揺動自在に軸支した上述のブレーキペダル1を連結してあり、該負圧式倍力装置5はブレーキペダル1を介して入力軸8に加えられた操作量を倍力してマスターシリンダ10に伝達することができるようになっている。そして上記マスターシリンダ10で発生したブレーキ液圧は、各車輪11のホイールシリンダ12に供給されて機械的な制動力を発生させることができるようになっている。
次に、上記回生制動装置3は、従来周知のように車両を駆動する駆動モータ13を利用して制動時に回生制動作用を行なわせるもので、この回生制動装置3は、上記ブレーキペダル1のストローク量を検出するセンサ14からの信号を入力する制御装置15を備えている。そして上記制御装置15は、上記ブレーキペダル1のストローク量の増大に応じて回生制動装置3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、上記回生制動装置3によって得られる最大回生制動力は常に一定ではなく、上記駆動モータ13の回転数によって変動することはよく知られていることである。
図2は負圧式倍力装置5の要部を示したもので、シェル20内に概略筒状のバルブボデイ21を摺動自在に設けている。上記バルブボデイ21内には、真空弁22と大気弁23とから構成される従来周知の弁機構25が設けてあり、この弁機構25は入力軸8に連動して作動されるようになっている。
上記弁機構25は、上記バルブボデイ21に摺動自在に嵌合した弁プランジャ26と、上記バルブボデイ21の内周面に形成されて上記真空弁22を構成する第1弁座21Aと、上記弁プランジャ26のリヤ側端部に形成されて上記大気弁23を構成する第2弁座26Aと、さらにばね27によって付勢されて上記第1弁座21A又は第2弁座26Aに着座される弁体28とを備えている。
そして上記弁プランジャ26および弁体28は、弁体28がばね27によって弁プランジャ26の第2弁座26Aに着座された状態において、ばね30によって図2の右方の図示非作動位置に保持されている。このとき、弁体28がバルブボデイ21の第1弁座21Aから離座している状態では、その第1弁座21A側には真空圧が導入されているので、上記弁プランジャ26および弁体28には大気圧による図2の左方への前進力が作用しており、したがって上記ばね30はその前進力よりも大きな付勢力を有していて、該前進力に抗して弁プランジャ26および弁体28を非作動位置に付勢保持している。
また、上記弁プランジャ26のフロント側に、バルブボデイ21内に摺動自在に嵌合したプレートプランジャ31を配置してあり、このプレートプランジャ31に対向するリアクションディスク32は、出力軸33の基部凹陥部33Aに収容している。そしてこの出力軸33を、上記マスターシリンダ10のピストンに連動させている。
さらに、上記シェル20とバルブボデイ21との間にリターンスプリング34を弾装してあり、該リターンスプリング34によりバルブボデイ21を非作動位置に付勢保持している。このとき、上記バルブボデイ21の右端部は真空圧の導入されるシェル20の外部に突出してこれに大気圧が作用しているので、バルブボデイ21には大気圧による図2の左方への前進力が作用しており、したがって上記リターンスプリング34はその前進力よりも大きな付勢力を有していて、該前進力に抗してバルブボデイ21を非作動位置に付勢保持している。
然して本実施例では、上記リターンスプリング34の付勢力から大気圧によるバルブボデイ21の前進力を引いた値よりも、上記ばね30の付勢力から大気圧による弁体28および弁プランジャ26の前進力を引いた値が大きくなるように、上記ばね30の付勢力を設定している。
具体的な数値の一例として、上記リターンスプリング34の付勢力を11kg、バルブボデイ21の大気圧による前進力を7Kg、上記弁プランジャ26と弁体28の大気圧による前進力を1kgとした場合、上記ばね30の付勢力を6kgに設定している。この場合、リターンスプリング34の付勢力から大気圧によるバルブボデイ21の前進力を引いた値は11kg−7Kg=4Kgとなり、ばね30の付勢力から大気圧による弁体28および弁プランジャ26の前進力を引いた値は6kg−1kg=5kgとなる。
以上の構成において、上記ブレーキペダル1が踏込まれると、ストローク量センサ14によってそのことを検出した制御装置15は、上記駆動モータ13により回生制動作用を行なわせる。このとき、制御装置15はブレーキペダル1のストローク量の増大に応じて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。
他方、機械式制動装置2ではブレーキペダル1が踏込まれると、上述したようにばね30の付勢力を設定しているので、該ばね30が撓む前にリターンスプリング34が撓むので、弁機構25が流路の切換え作動を行なう前にバルブボデイ26が前進されるようになる。これにより出力軸33が前進されるとマスターシリンダ10にブレーキ液圧が発生してブレーキ作用が行なわれるようになる(図3の点A〜B間参照)。
そして出力軸33およびリアクションディスク32を介してブレーキ反力がバルブボデイ21に伝達されると、該反力はリターンスプリング34の付勢力に加えられるので、バルブボデイ21を非作動方向に付勢する合計付勢力が大きくなり、やがて上記ばね30が撓んで弁体28が第1弁座21Aに着座するとともに弁体28が第2弁座26Aから相対的に離座して弁機構25の流路が切換えられるとブレーキ倍力装置による倍力作用が得られるようになり、これによって強力なブレーキ作用が得られるようになる(図3の点B〜C間参照)。
なお、図3の点Cは、ブレーキ倍力装置による倍力作用が最大となる点を示している、また図3の点線は、従来一般のブレーキ倍力装置の出力特性を示したものである。
【0007】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ブレーキペダルが踏み込まれると直ちに機械式制動装置により制動力が得られるようになるが、その当初は負圧式倍力装置を利用しない制動力の増大なので、負圧式倍力装置による強力な制動を開始するまでの間、回生制動装置による回生制動力を大きくしてその有効利用を図ることができる。
そして万一、回生制動装置が作動しなかった場合には、機械式制動装置はブレーキペダルの踏み込みにより直ちに制動力を発生させているので、従来に比較してブレーキの効きが悪く感じられることやブレーキフィーリングが悪くなることを可及的に防止す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構成図。
【図2】図1に示した負圧式倍力装置5の要部の断面図。
【図3】本発明の特性線図。
【符号の説明】
1…ブレーキペダル 2…機械式制動装置
3…回生制動装置 5…負圧式ブレーキ倍力装置
8…入力軸 21…バルブボデイ
21A…第1弁座 25…弁機構
26A…第2弁座 28…弁体
30…ばね 34…リターンスプリング[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a vacuum booster , and more particularly, to a vacuum booster suitable for use in a mechanical braking device that constitutes a vehicle braking system together with a regenerative braking device .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a braking system for braking a vehicle , a mechanical braking device having a brake booster that boosts the depression force of a brake pedal, a sensor for detecting an operation state of the brake pedal, and a brake detected by the sensor 2. Description of the Related Art A regenerative braking device that increases or decreases a regenerative braking force in accordance with an increase or decrease in a pedal operation amount is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2-123902).
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.
Further, as the brake booster, a valve body slidably provided in a shell, a valve plunger slidably fitted to the valve body and linked with an input shaft, and a first valve seat formed on the valve body. A second valve seat formed in the valve plunger, a valve body seated on the first valve seat and the second valve seat, and a non-operating valve body against a forward force due to atmospheric pressure applied to the valve body. A negative pressure type brake booster comprising: a return spring for biasing the valve plunger and the valve body; and a spring for biasing the valve plunger and the valve body to a non-operating position against a forward force due to atmospheric pressure applied to the valve plunger and the valve body. The device is already known.
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 in accordance with the increase in the operation amount of the brake pedal only until the mechanical braking device starts braking. Therefore, the regenerative braking force at the time of starting can not be increased, and the regenerative braking force by 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. For this purpose, increase the set load of the return spring of the master cylinder or hydraulic booster that constitutes the mechanical braking device, or increase the stroke amount until the master cylinder or hydraulic booster starts operating. Should be increased.
However, if such a setting is made, in the unlikely event that the regenerative braking device does not operate, the braking force by the mechanical braking device will not be obtained until the brake pedal is largely operated, and the braking force will not be obtained. Feels ineffective. Further, 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 vehicle , the maximum regenerative braking force can be obtained if the set load or the stroke amount is too large. In some cases, the mechanical braking device does not start operating, and the brake feeling deteriorates.
In view of such circumstances, the present invention provides a negative pressure type in which the braking force of the regenerative braking device can be effectively used while the braking force of the mechanical braking device is immediately obtained by depressing the brake pedal. A booster is provided .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a valve body slidably provided in a shell, a part of which protrudes from the shell, a valve mechanism provided in the valve body, an input shaft for switching and controlling the valve mechanism, A return spring mounted between the shell and the valve body to bias the valve body to a non-operating position;
The valve mechanism includes a first valve seat formed on the valve body, a valve plunger slidably fitted on the valve body and interlocking with the input shaft, and a second valve seat formed on the valve plunger. A valve body that comes into contact with and separates from the first valve seat and the second valve seat, and a spring that is elastically mounted between the valve body and the input shaft and urges the valve plunger and the valve body to a non-operating position. In a negative pressure booster equipped with
The value obtained by subtracting the forward force due to the differential pressure between the atmospheric pressure and the vacuum pressure acting on the valve element and the valve plunger from the urging force of the spring is the atmospheric pressure and the vacuum pressure acting on the valve body from the urging force of the return spring. by having greater than a value obtained by subtracting the forward force by the differential pressure between, when added input to the input shaft, against the return spring before the switching operation of the flow path of the valve mechanism is performed above The valve body moves forward.
[0005]
[Action]
According to the negative pressure booster having the above-described configuration, when an input is applied to the input shaft, the switching operation of the flow path is performed by the valve mechanism including the first valve seat, the second valve seat, the valve element plunger, and the valve element. The valve body advances only by the above input before the boosting action is obtained, but in the conventional vacuum booster, when the input is applied to the input shaft, the switching operation of the flow path is immediately performed by the valve mechanism. The boosting action and the above input caused the valve body to move forward.
Therefore, according to the braking system for a vehicle including the mechanical braking device using the negative pressure booster and the regenerative braking device of the present invention, the braking force can be obtained by the mechanical braking device as soon as the brake pedal is depressed. but becomes, so that initially the increase in the braking force that does not utilize vacuum booster, until the start of a strong braking by vacuum booster, its effective to increase the regenerative braking force by the regenerative braking device It can be used. If the regenerative braking device does not operate, the mechanical braking device immediately generates a braking force by depressing the brake pedal. It is possible to prevent the brake feeling from being deteriorated as much as possible.
[0006]
【Example】
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, a braking system for a vehicle includes a mechanical braking device 2 for increasing and decreasing a mechanical braking force in accordance with an increase and a decrease in a depression force of a brake pedal 1, A regenerative braking device 3 for increasing or decreasing the regenerative braking force according to the increase or decrease of the stroke amount is provided.
The mechanical braking device 2 includes a conventionally known negative pressure type brake booster 5 (hereinafter referred to as a negative pressure type booster) . The negative pressure type booster 5 includes a pump and the like driven by a motor (not shown). A negative pressure is supplied from a negative pressure supply source 6 through a negative pressure passage 7. The input shaft 8 of the vacuum booster 5, Yes coupled above the brake pedal 1 which is swingably supported about the pin 9, the vacuum booster 5 via the brake pedal 1 The operation amount applied to the input shaft 8 can be boosted and transmitted to the master cylinder 10. The brake fluid pressure generated by the master cylinder 10 is supplied to the
Next, the regenerative braking device 3 performs a regenerative braking operation at the time of braking by using a
FIG. 2 shows a main part of the negative pressure type booster 5, in which a substantially
The valve mechanism 25 includes a
The
A
Further, a
However, in this embodiment, the forward force of the
As an example of specific numerical values, when the urging force of the
In the above configuration, when the brake pedal 1 is depressed, the
On the other hand, in the mechanical braking device 2, when the brake pedal 1 is depressed, the biasing force of the spring 30 is set as described above, so that the
When the brake reaction force is transmitted to the
The point C in FIG. 3 indicates the point at which the boosting action by the brake booster is maximized, and the dotted line in FIG. 3 indicates the output characteristics of a conventional general brake booster. .
[0007]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as soon as the brake pedal is depressed, the braking force can be obtained by the mechanical braking device, but initially the braking force is increased without using the negative pressure booster. Until the powerful braking by the negative pressure type booster is started, the regenerative braking force by the regenerative braking device can be increased and its effective use can be achieved.
In the unlikely event that the regenerative braking device does not operate, the mechanical braking device immediately generates a braking force by depressing the brake pedal. The effect is obtained that the brake feeling can be prevented from being deteriorated as much as possible.
[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 vacuum booster 5 shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Brake pedal 2 ... Mechanical braking device 3 ... Regenerative braking device 5 ... Negative pressure type brake booster 8 ...
Claims (3)
上記弁機構は、上記バルブボデイに形成された第1弁座と、上記バルブボデイに摺動自在に嵌合されて上記入力軸に連動する弁プランジャと、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、上記バルブボデイと上記入力軸との間に弾装されて、上記弁プランジャと弁体を非作動位置に付勢するばねとを備えた負圧式倍力装置において、
上記ばねの付勢力から上記弁体と弁プランジャに作用する大気圧と真空圧との差圧による前進力を引いた値を、上記リターンスプリングの付勢力から上記バルブボデイに作用する大気圧と真空圧との差圧による前進力を引いた値より大きくしたことにより、上記入力軸に入力を加えたときに、上記弁機構の流路の切換え作動が行われる前に上記リターンスプリングに抗して上記バルブボデイが前進することを特徴とする負圧式倍力装置。A valve body slidably provided in the shell, a part of which protrudes from the shell, a valve mechanism provided in the valve body, an input shaft for switching control of the valve mechanism, and a shell and a valve body. A return spring that is elastically interposed between the valve body and biases the valve body to a non-operation position.
The valve mechanism includes a first valve seat formed on the valve body, a valve plunger slidably fitted on the valve body and interlocking with the input shaft, and a second valve seat formed on the valve plunger. A valve body that comes into contact with and separates from the first valve seat and the second valve seat, and a spring that is elastically mounted between the valve body and the input shaft and urges the valve plunger and the valve body to a non-operating position. In a negative pressure booster equipped with
The value obtained by subtracting the forward force due to the differential pressure between the atmospheric pressure and the vacuum pressure acting on the valve element and the valve plunger from the urging force of the spring is the atmospheric pressure and the vacuum pressure acting on the valve body from the urging force of the return spring. by having greater than a value obtained by subtracting the forward force by the differential pressure between, when added input to the input shaft, against the return spring before the switching operation of the flow path of the valve mechanism is performed above A negative pressure type booster characterized in that the valve body moves forward.
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