JP6203282B2 - エンジンへのクラッチアタッチメントを備えるブレーキシステムのための真空ポンプ - Google Patents

Description

本開示は、自動車、特に自動車用のブレーキシステムに関する。

背景
油圧ブレーキシステムは、ブレーキを効率的に作動させるために真空圧力を必要とする。燃焼エンジンからの真空圧力は、通常、ブレーキシステムのための所要の真空を提供するために使用される。しかしながら、ブレーキシステムによる真空圧力要求は、エンジンから利用可能な真空圧力が十分ではない状況、例えばコールドスタート又は高い高度において生じ得る。ブレーキシステム内の不十分な真空圧力は、無過給エンジンよりも直接噴射エンジンにおいて特に一般的である。しかしながら、その他の考慮は、直接噴射エンジンの使用を望ましいものにし得る。したがって、真空ポンプは、ブレーキシステムによって要求される付加的な真空圧力を提供するために使用される。

真空ポンプは、エンジンに取り付けられ、エンジン用のクランクシャフトによって駆動することができる。しかしながら、エンジンへの真空ポンプの取付けの結果、エンジンが作動している間、ポンプは作動し続ける。これは、エンジンが十分な真空度を提供しているときにも真空ポンプが作動することになるため、非効率である。

これに代えて、真空ポンプを真空ポンプモータによって独立して駆動することができる。真空ポンプモータは、ブレーキシステムのための真空圧力を発生するために必要な場合にのみ真空ポンプを駆動することができる。しかしながら、必要な真空圧力を効率的な形式で発生させるために必要なモータのサイズは、大きく、車両に対するコスト及び重量を増大させる。

ここに提供される背景の説明は、開示の状況を概略的に示すという目的のものである。ここに名乗られた発明者たちの業績は、この背景セクション、及び出願時では従来技術としてみなされないであろう説明の態様で説明されている限りは、本開示に対する従来技術として、明示的にも、暗示的にも認められない。

概要
車両用のブレーキシステムは、エンジンに取り付けられた真空ポンプを備え、真空ポンプは、エンジンによって駆動されるように選択的に接続される。クラッチは、真空ポンプ用のハウジング内に取り付けられている。クラッチは、真空ポンプをエンジンによって駆動するために選択的に係合させることができる。ブレーキブースタに取り付けられたセンサはクラッチに接続されており、これにより、センサが、ブースタ内の真空圧力が所定の真空しきい値よりも低いとき及びエンジン速度が所定の速度しきい値よりも低いときのいずれか一方を決定したときに、クラッチは、係合するように作動させられる。

車両のブレーキシステム用の真空ポンプを作動させる方法は、真空圧力が第１の真空しきい値よりも低いとき及びエンジン速度が第１の所定のしきい値よりも低いときのいずれか一方のときに、真空ポンプを駆動するために、真空ポンプとエンジンとの間に配置されたクラッチを係合させることを含む。

本開示のさらなる適用分野は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。また、詳細な説明および特定の実施例は、本開示の好適な実施の形態を示しているが、例示の目的が意図されているだけであって、開示の範囲を限定することを意図するものではない。

本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

クラッチアタッチメントを備える真空ポンプを利用した、本発明のブレーキシステムを有する車両の概略図である。 図１の車両のための、クラッチアタッチメントを備える真空ポンプの第１の実施の形態を利用した、本発明のブレーキシステムの概略図である。 図１の車両のための、クラッチアタッチメントを備える真空ポンプの第２の実施の形態を利用した、本発明のブレーキシステムの概略図である。 図１及び図２の車両のための、クラッチアタッチメントを備える真空ポンプの第１の実施の形態を利用した、本発明のブレーキシステムのための制御方法の概略図である。

詳細な説明
以下の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を制限しようとするものではない。分かりやすくするために、同じ要素を表すために図面において同じ参照符号を用いることにする。図１は、車両１０，１１０と、本発明のブレーキシステム１２，１１２と、燃焼エンジン１４，１１４とを示している。ブレーキシステム１２，１１２は、真空ポンプ１６，１１６を有する。真空ポンプは、クラッチ１８，１１８によってエンジン１４，１１４に選択的に接続される。クラッチ１８，１１８を解放させることによって真空ポンプ１６，１１６をエンジン１４，１１４から切断することができ、又はクラッチ１８，１１８を係合させることによってエンジン１４，１１４に接続することができる。この形式では、以下でさらに詳細に説明するように、ブレーキシステム１２，１１２によって付加的な真空圧力が要求されているときにのみ、真空ポンプ１６，１１６はエンジン１４，１１４によって駆動される。クラッチ１８，１１８は、機械的なクラッチ、電気的なクラッチ、電気機械的なクラッチ、例えばソレノイドを備えるラップスプリングクラッチなどを含むが、これらに限定されないあらゆるタイプのクラッチ１８，１１８であってよい。

図１及び図２を参照すると、真空ポンプ１６及びクラッチ１８を有するブレーキシステム１２の第１の実施の形態が示されている。示された真空ポンプ１６は、薄膜式真空ポンプ１６である。その他の方式の真空ポンプ１６が使用されてもよい。使用される真空ポンプ１６の方式は、ブレーキシステム１２及び車両１０のための最良の設計を提供するものに基づく。当業者は、特定のブレーキシステム１２及び車両１０のために好適な真空ポンプ１６の方式を決定することができる。

クラッチ１８は、エンジン１４と真空ポンプ１６との間に配置されている。特に、クラッチ１８は、エンジン１４用のクランクシャフトに接続されている。クランクシャフトは、クラッチ１８に入力を提供する。クラッチ１８の出力軸２２は、真空ポンプ１６のギヤ２４によって係合されている。クラッチ１８が係合した位置にあるとき、クランクシャフト２０は真空ポンプギヤ２４と係合させられ、真空ポンプギヤ２４に駆動力を提供する。クラッチ１８は、真空ポンプ１６用のハウジング２６内に組み付けられていてよく、エンジン１４への真空ポンプ１６及びクラッチ１８の容易な組付けを提供する。クラッチ１８が解放させられているとき、クランクシャフト２０は真空ポンプギヤ２４から切断されている。エンジン１４は真空ポンプ１６を駆動していないので、真空ポンプ１６の継続的な作動に関連する寄生損は生じない。

図１、図２及び図４を参照すると、クラッチ１８は電磁クラッチである。真空ポンプ１６内に配置されたセンサ２８は、真空の圧力レベルを検出してよい。ブレーキブースタ１７内の真空度が所定のしきい値、例えば、真空の６００ｍＢａｒよりも低下すると、真空ポンプ１６が作動させられてよく、真空レベルを上昇させ、すなわちブースタ１７内の圧力を低下させる。真空ポンプ１６は、エンジン１４からの駆動力を提供するためにクラッチ１８を係合させることによって作動される。センサ２８及びクラッチ１８用のアクチュエータ３０は、センサ２８及びクラッチ１８用のアクチュエータ３０に電力を提供するために車両バッテリ３１に接続されていてよい。バッテリ３１とブレーキブースタ１７との間に電子リレー３３が配置されていてよい。アクチュエータ３０は、真空ポンプ１６を駆動するためにクラッチ１８を解離位置から係合位置へ移動させる。アクチュエータ３０は、クラッチ１８内の電子機械的な作動構成部材への電子リレーであってもよい。

これに代えて、クラッチ１８は、アクチュエータ３０を備える機械的なクラッチであってもよい。配置されたセンサ２８は、エンジンクランクシャフト２０の回転速度を検出してよい。エンジンクランクシャフト２０が所定のしきい値よりも高いとき、真空ポンプ１６が作動させられてよく、真空レベルを上昇させる。真空ポンプ１６は、エンジン１４からの駆動力を提供するためにクラッチ１８を係合させることによって作動される。機械的なクラッチ１８用のセンサ２８は、センサ及びクラッチ１８用のアクチュエータ３０に電力を提供するために車両バッテリ（図示せず）に接続されていてよい。アクチュエータ３０は、真空ポンプ１６を駆動するためにクラッチ１８を解離位置から係合位置へ移動させる。

真空しきい値が所定の第２の真空しきい値よりも高いとき及び／又はエンジン速度が所定の第２の速度しきい値よりも高いときのいずれかのときに、真空ポンプ１６をエンジン１４から切断するためにクラッチ１８が解離させられてよい。したがって、クラッチ１８は、真空ポンプ１６内の真空度を所望の作動範囲にもたらすために必要である場合に限ってのみ係合させられる。

さらなる効率を提供するために、エンジン１４が高いｒｐｍにあり、かつ付加的な真空が不要である場合に、真空ポンプ１６が作動させられないことを保証するようにさらなるプログラミングを提供することが望ましい。したがって、センサ２８及びアクチュエータ３０は、エンジン１４が所定の作動速度よりも低く、かつポンプ１６における真空度がしきい値レベルよりも低い場合にのみクラッチ１８を係合させるように設計されていてよい。

真空ポンプ１６とエンジン１４との間の相対的なサイズは、構成部材間の付加的な潤滑を不要にすべきであり、真空ポンプ１６は、エンジン１４用のハウジングに直接的に取り付けられてよい。したがって、真空ポンプ１６を作動させるために利用される制御方法は、真空ポンプ１６内の圧力及び／又はエンジン速度に基づく単純なオン／オフスイッチであってもよい。

図１及び図３を参照すると、真空ポンプ１１６をエンジン１１４に選択的に接続するためのクラッチ１１８を備える真空ポンプ１１６の択一的な実施の形態が示されている。示された真空ポンプ１１６は、薄膜式真空ポンプ１１６である。その他の方式の真空ポンプ１１６が使用されてもよい。使用される真空ポンプ１１６の方式は、ブレーキシステム１１２及び車両１１０のための最良の設計を提供するものに基づく。当業者は、特定のブレーキシステム１１２及び車両１１０のために好適な真空ポンプ１１６の方式を決定することができる。

クラッチ１１８は、エンジン１１４と真空ポンプ１１６との間に配置されている。クラッチ１１８と真空ポンプギヤ１２４との間にギヤマルチプライヤ１３２が配置されている。特に、エンジン１１４用のクランクシャフト１２０は、クラッチ１１８への入力を提供し、クラッチ１１８が係合させられているときにギヤマルチプライヤ１３２が駆動される。ギヤマルチプライヤ１３２は、クラッチ（図示せず）の出力によって駆動され、ギヤマルチプライヤ１３２の出力軸１２２は、真空ポンプ１１６のギヤ１２４によって係合されている。クラッチ１１８が係合した位置にあるとき、クランクシャフト１２０は真空ポンプギヤ１２４と係合させられ、真空ポンプギヤ１２４に駆動力を提供する。ギヤマルチプライヤ１３２により、真空ポンプ１１６は、エンジン１１４用のクランクシャフト１２０よりも高い速度で作動することができる。つまり、エンジン１１４が低いｒｐｍで作動しているとき、真空ポンプは、ブレーキシステム１１２のための真空圧力を依然として迅速かつ効率的に提供し得る。

クラッチ１１８及びギヤマルチプライヤ１３２は、真空ポンプ１１６用のハウジング１２６内に組み付けられていてよく、エンジン１１４への真空ポンプ１１６、クラッチ１１８及びギヤマルチプライヤ１３２の容易な組付けを提供する。クラッチ１１８が解放させられているとき、クランクシャフト１２０は真空ポンプギヤ１２４から切断されている。エンジン１１４は真空ポンプ１１６を駆動していないので、真空ポンプ１１６の継続的な作動に関連する寄生損は生じない。

１つの実施の形態では、クラッチ１１８は電磁クラッチである。真空ポンプ１１６内に配置されたセンサ１２８は、真空の圧力レベルを検出してよい。真空ポンプ１１６内の真空度が所定のしきい値よりも低く低下すると、すなわち圧力が増大し、十分な真空が存在しなくなると、真空ポンプ１１６が作動させられてよく、真空レベルを上昇させ、すなわち真空ポンプ１１６内の圧力を低下させる。真空ポンプ１１６は、エンジン１１４からの駆動力を提供するためにクラッチ１１８を係合させることによって作動される。センサ１２８及びクラッチ１１８用のアクチュエータ１３０は、センサ及びクラッチ１１８用のアクチュエータ１３０に電力を提供するために車両バッテリ（図示せず）に接続されていてよい。アクチュエータ１３０は、真空ポンプ１１６を駆動するためにクラッチ１１８を解離位置から係合位置へ移動させる。

これに代えて、クラッチ１１８は、アクチュエータ１３０を備える機械的なクラッチであってもよい。センサ１２８は、エンジンクランクシャフト１２０の回転速度を検出してよい。エンジンクランシャフト１２０が所定のしきい値ｒｐｍよりも高いとき、真空レベルを上昇させるために真空ポンプ１１６が作動させられてよい。真空ポンプ１１６は、エンジン１１４からの駆動力を提供するためにクラッチ１１８を係合させることによって作動される。機械的なクラッチ１１８用のセンサ１２８は、センサ及びクラッチ１１８用のアクチュエータ１３０に電力を提供するために車両バッテリ（図示せず）に接続されていてよい。アクチュエータ１３０は、真空ポンプ１１６を駆動するためにクラッチ１１８を解放位置から係合位置へ移動させる。

ギヤマルチプライヤ１３２は、エンジンよりも高い速度において作動する真空ポンプ１１６を提供する。例えば、真空ポンプ１１６は、エンジンｒｐｍの３倍で作動し得る。その結果、エンジン１１４が高いｒｐｍにある、例えば１５００エンジンｒｐｍ以下であるときに真空ポンプ１１６が作動させられないことを保証することが重要である。なぜならば、真空ポンプ１１６は、これらの速度において作動することができないからである。したがって、センサ１２８及びアクチュエータ１３０は、エンジン１１４が所定の作動範囲にあるときにのみクラッチ１１８を係合させるように決定されてよい。ギヤマルチプライヤ１３２により、真空ポンプ１１６は、より迅速に排気し、より迅速な反応時間を提供し、すなわち、ポンプ１１６内の十分な真空がより迅速に達成される。

したがって、真空しきい値が所定の第２の真空しきい値よりも高いとき及びエンジン速度が所定の第２の速度しきい値よりも高いときのいずれかのときに、真空ポンプ１１６をエンジン１１４から切断するためにクラッチ１１８が解離させられてよい。したがって、クラッチ１１８は、真空ポンプ１１６内の真空を所望の作動範囲にもたらすために必要である場合に限ってのみ係合させられる。

発明を実施するための最良の態様が詳細に説明されているが、開示の本当の範囲はそれに制限されるべきではない。なぜならば、本発明が属する分野の当業者は、添付の請求の範囲において発明を実施するための様々な択一的な設計及び実施の形態を認識することになるからである。

Claims (7)

1. 車両用のブレーキシステムにおいて、
   燃焼エンジンからの真空圧力によって、ブレーキシステムのための所要の真空圧力を提供するブレーキブースターと、
   前記エンジンに取り付けられた真空ポンプであって、該真空ポンプは、前記エンジンによって駆動されるために選択的に接続され、ブレーキシステムによって要求される付加的な真空圧力を提供する真空ポンプと、
   該真空ポンプ用のハウジング内に取り付けられたクラッチであって、該クラッチは、前記真空ポンプを前記エンジンによって駆動するために選択的に係合させることができる、クラッチと、
   該クラッチに接続されたセンサであって、前記ポンプ内の真空度が所定の真空しきい値よりも低いこと及びエンジン速度が所定の速度しきい値よりも低いことを前記センサが決定したときに、前記クラッチが前記真空ポンプを前記エンジンに係合するように作動させられる、センサと、を備えることを特徴とする、車両用のブレーキシステム。
2. 前記クラッチは、電磁クラッチである、請求項１記載のブレーキシステム。
3. 前記真空しきい値が所定の第２の真空しきい値よりも高いとき及び前記エンジン速度が所定の第２の速度しきい値よりも高いときに、前記真空ポンプを前記エンジンから切断するために前記クラッチが解放させられる、請求項１又は２記載のブレーキシステム。
4. 前記エンジンと前記クラッチとの間に配置されたギヤマルチプライヤをさらに備え、前記クラッチ及び前記真空ポンプは、前記エンジンよりも高い速度で作動している、請求項１から３までのいずれか１項記載のブレーキシステム。
5. 燃焼エンジンからの真空圧力によって車両のブレーキシステムのための所要の真空圧力を提供するブレーキブースターと、前記ブレーキシステムによって要求される付加的な真空圧力を提供する真空ポンプと、を有する車両のブレーキシステム用の前記真空ポンプを作動させる方法であって、
   前記真空ポンプ内の真空圧力が第１の真空しきい値よりも低いとき及びエンジン速度が第１の所定のしきい値よりも低いときに、真空ポンプを駆動するために、真空ポンプと前記エンジンとの間に配置されたクラッチを係合させることを含むことを特徴とする、車両のブレーキシステム用の真空ポンプを作動させる方法。
6. 前記真空しきい値が所定の第２の真空しきい値よりも高いとき及び前記エンジン速度が所定の第２の速度しきい値よりも高いときに、前記真空ポンプを前記エンジンから切断するために前記クラッチを解放させることをさらに含む、請求項５記載の方法。
7. 前記エンジンと前記クラッチとの間に配置されたギヤマルチプライヤによって前記真空ポンプを前記エンジンよりも高い速度で作動させることをさらに含む、請求項５記載の方法。

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