JPH09272425A - 車両の減速度付加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負圧切換弁、大気圧切換弁、これらの制御操
作システムや倍力装置等の制動装置に誤作動や故障が発
生しても、倍力装置の制御室内圧力が過大化することな
く、滑らかな減速が維持されるとともに、ブレーキ制
御、操作系の故障の発生が防止された車両の減速度付加
装置を提供する。 【解決手段】 非作動時は前記第１、２圧力室１２、１
１に第１の圧力を供給する第１制御弁１５と、作動時に
前記第２圧力室に第２の圧力を供給して倍力装置１００
のブースターピストン１４を車両制動方向に移動せしめ
る第２制御弁１６とを有する車両の減速度付加装置にお
いて、アクセルペダルの操作状態を検出するアクセルペ
ダル操作状態検出手段からの出力に基づきアクセルペダ
ル９が戻し状態にあると判定された場合に、前記第２制
御弁１６を作動させて車両に減速度を付加する制御装置
と、前記第２圧力室の圧力が所定の設定圧力に達したと
き、前記第２圧力室への第２圧力の供給を遮断するリミ
ッタ３０とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行時に車両を減
速させるための減速度付加装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に制動装置の倍力装置にかかる自動
車用制動装置の従来の１例を示す。同図において、１は
ブレーキペダル、２は該ブレーキペダル１に連動連結さ
れたプッシュロッド、１００は倍力装置である。

【０００３】該倍力装置１００は、ハウジング２０内を
大気室（以下Ａ室という）１１、負圧室（以下Ｂ室とい
う）１２、制御室（以下Ｃ室という）１３の３つの室に
ダイヤフラム１９、２３により区画し、中央のＢ室１２
にエンジンの吸気管からの負圧を導くとともに、Ａ室１
１及びＣ室１３に大気を導くようにして、ブレーキペダ
ル１からプッシュロッド２を介して開閉駆動される負圧
弁１５及び大気弁１６を該ブレーキペダル１により開閉
し、ブレーキペダル１に附与される踏力を倍力してブー
スターピストン１４からマスターシリンダ８に伝達する
ように構成されている。

【０００４】４は負圧切換弁、５は大気圧切換弁であ
り、Ｃ室１３への負圧あるいは大気圧の供給、遮断を切
り換える機能を備える。２１はＢ室１２の負圧導入口、
２２はＣ室１３の圧力導入口であり、Ｂ室１２にはエン
ジンの吸気管から負圧管６及び負圧導入口２１を経てエ
ンジン負圧が導入され、またＣ室１３には前記負圧切換
弁４及び大気切換弁５の切り換えによってエンジン負圧
あるいは大気圧が選択的に導入されるようになってい
る。

【０００５】３はプッシュロッド２及び大気弁１６の戻
し用スプリング、１７は前記負圧弁１５の戻し用スプリ
ング、１８はブースターピストン１４の戻し用スプリン
グである。

【０００６】上記のように構成された制動装置におい
て、通常走行時には負圧切換弁４が開、大気圧５が閉と
されることにより、Ｂ室１２とともにＣ室１３へもエン
ジン負圧が導入される。

【０００７】さらに、ブレーキペダル１が踏み込まれて
いないので、負圧弁１５が開となるとともに大気弁１６
は閉となり、Ｂ室１２内の負圧が負圧弁１５を介してＡ
室１１にも導入される。これによってＡ室１１、Ｂ室１
２、Ｃ室１３の全てが負圧となり、倍力装置１００は不
作動となる。

【０００８】通常制動時には、ブレーキペダル１を踏み
込むとプッシュロッド２を介して負圧弁１５がピストン
１４に着座せしめられることにより閉じられるととも
に、大気弁１６が左方に押されて開弁する。これによ
り、Ｂ室１２とＡ室１１との間は遮断され、Ａ室１１に
は大気弁１６を介して大気が導入され、Ａ室１１の大気
圧とＢ室１２（及びＣ室１３）の負圧との差圧によって
ブースターピストン１４が左方に押され、プッシュロッ
ド２に附与される踏力が倍力されてマスターシリンダ８
に伝達され車両は制動される。

【０００９】車両距離制御時などで自動的に制動力を付
加する時には、負圧切換弁４が閉、大気圧切換弁５が開
に切り換えられ、Ｃ室１３は大気圧となり、ブースター
ピストン１４はＣ室１３とＢ室１２（負圧）との差圧に
より右方に移動する。

【００１０】該ピストン１４の右方への移動によって負
圧弁１５が閉となるとともに大気弁１６が開となり、Ａ
室１１に大気圧が導入され、Ａ室１１とＢ室１２の差圧
によりブースターピストン１４は左方に押されてマスタ
ーシリンダ８に作用し、該マスターシリンダ８を介して
車両は制動される。このように、負圧切換弁４及び大気
切換弁５を上記のように開閉することによって、ブレー
キペダル１を踏み込むことなく車両は制動される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記のようなブレーキ
システムは、負圧切換弁４および大気圧切換弁５の作動
により制動力を付加するものであるが、これら切換弁の
作動方法によっては発生する制動力も大きくなる。

【００１２】また、図３に示されるようなブレーキシス
テムを備えた制動装置にあっては、負圧切換弁４や大気
圧切換弁５の弁体の固着、摩耗等による作動不良の発生
や、これらの弁を開閉制御する制御系における異常の発
生等により前記Ｃ室１３の圧力が過大になることがあ
る。このため、上記従来のものにあっては、かかる圧力
上昇によって、滑らかな減速が阻害されてドライバーに
違和感を与えたりする場合がある。

【００１３】本発明は、負圧切換弁、大気圧切換弁、こ
れらの制御操作システムや倍力装置等の制動装置に誤作
動や故障が発生しても、倍力装置の制御室内圧力が過大
化することなく、滑らかな減速が維持されるとともに、
ブレーキ制御、操作系の故障の発生が防止された車両の
減速度付加装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記のような問
題点に鑑みてなされたものであり、その特徴とする手段
は、少なくとも第１の圧力が導入される第１圧力室およ
び第２の圧力が導入される第２圧力室を有する倍力装置
と、非作動時は前記第１、２圧力室に前記第１の圧力を
供給する第１制御弁と、作動時に前記第２圧力室に前記
第２の圧力を供給して前記倍力装置のブースターピスト
ンを車両制動方向に移動せしめる第２制御弁とを有する
車両の減速度付加装置において、アクセルペダルの操作
状態を検出するアクセルペダル操作状態検出手段と、該
アクセルペダル操作状態検出手段からの出力に基づきア
クセルペダルが戻し状態にあると判定された場合に、前
記第２制御弁を作動させて前記車両に減速度を付加する
制御装置と、前記第２圧力室の圧力が所定の設定圧力に
達したとき、前記第２圧力室への第２圧力の供給を遮断
するリミッタを設けたことにある。

【００１５】また、さらに具体的には、前記制御装置
は、エンジンの負圧源に接続された負圧切換弁と、大気
に接続された大気圧切換弁と、両切換弁に接続された制
御室と、該制御室の圧力に応動して前記第２制御弁を作
動させる作動部材と、前記アクセルペダル操作状態検出
手段の出力に応じて前記両切換弁を作動させて前記制御
室に大気圧を供給させる制御手段を有して構成すること
も本発明の好適な手段である。

【００１６】また、さらに具体的には、前記リミッタ
は、大気に接続された大気圧切換弁からの空気の入口ポ
ート及び、エンジンの負圧源に接続された負圧切換弁と
前記大気圧弁に接続された制御室への空気の出口ポート
を有するシリンダと、該シリンダ内に往復動自在に嵌合
され、１側に作用する前記大気圧切換弁からの大気圧と
他側に作用する前記エンジン負圧及びスプリング力の合
成圧力との差圧により、前記入口ポートと出口ポートと
の連通・遮断を切り換えるピストンとを備えたことも本
発明の好適な手段である。

【００１７】負圧切換弁４と、大気圧切換弁５と、両切
換弁に接続された制御室１３と、作動部材（ブースター
ピストン）１４と、前記アクセルペダル操作状態検出手
段の出力に応じて前記両切換弁を作動させて前記制御室
に大気圧を供給させる制御手段（コントローラ）４２と
で制御装置が構成される。図１において、負圧切換弁４
が閉じ、大気圧切換弁５が開き始めると、リミッタ３０
は大気圧切換弁５からの大気を倍力装置１００の制御室
１３に送り、該制御室１３の圧力上昇により、倍力装置
１００のブースターピストン１４は負圧弁１５を閉じ、
大気弁１６を開く。これによって大気室１１に大気が導
入され大気室１１と負圧室１２との差圧によりブースタ
ーピストン１４は制動方向に移動する。

【００１８】この際において、前記リミッタ３０への空
気圧が所定の設定圧力に達するとリミッタ３０のピスト
ンの作動により制御室１３への空気の通流が遮断され、
制御室内の圧力は前記設定圧力以下に保持される。これ
により、前記制御室内の過大な圧力上昇が回避され、ブ
ースターピストン１４の移動による負圧弁１５及び大気
弁１６の閉塞あるいは開放は緩やかに行われ、これに続
く前記のようなブースターピストン１４の制動方向への
移動による車両の減速も適切な速度で滑らかになされ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の好適
な実施形態につき詳細に説明する。但しこの実施例に記
載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配
置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範
囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過
ぎない。

【００２０】図１は本発明の実施形態に係る車両の減速
度付加装置の構成図である。図１において、１はブレー
キペダル、２は該ブレーキペダル１に連動連結されたプ
ッシュロッド、１００は倍力装置である。２０は前記倍
力装置１００のハウジングであり、該ハウジング２０内
は大気室（以下Ａ室という）１１、負圧室（以下Ｂ室と
いう）１２及び制御室（以下Ｃ室という）１３の３つの
室にダイヤフラム１９、２０によって区画されている。

【００２１】そして、前記Ａ室１１には大気弁１６を介
して大気圧が導入され、Ｂ室１２には負圧管６及び負圧
導入口２１を経てエンジン負圧が導入され、さらにＣ室
１３には、後述するように、負圧切換弁４あるいは大気
圧切換弁５からリミッタ３０を介してエンジン負圧ある
いは大気圧が選択的に導入される。

【００２２】１４は制動用のマスターシリンダ８に制動
力を伝達するためのブースターピストン、１５は該ブー
スターピストン１４の後端部とプッシュロッド２との間
に設けられた負圧弁、３は前記プッシュロッド２及び大
気弁１６の戻し用スプリング、１７は負圧弁１５の戻し
用スプリング、１８はブースターピストン１４の戻し用
スプリングである。また２２は前記Ｃ室１３の制御圧導
入口である。

【００２３】３０はリミッタ、４はエンジンの吸気管に
接続される負圧切換弁、５は大気圧が導入される大気圧
切換弁である。前記リミッタ３０は３個の入口ポートと
１個の出口ポートとを備えており、第１入口ポート３７
には前記負圧切換弁４出口からの出口負圧管４３及び大
気圧切換弁５からの大気管４４が接続され、第２入口ポ
ート３８ａにはエンジン吸気管からの負圧管６が接続さ
れ、さらに第３入口ポート３８ｂには前記大気圧切換弁
５からの大気管４４が接続されている。そして出口ポー
ト３９は前記Ｃ室の大気圧導入口２２に接続されてい
る。

【００２４】４２は前記負圧切換弁４及び大気圧切換弁
５に開閉制御信号を発信するコントローラであり、該コ
ントローラ４２は、制御回線４７、４８を介して前記各
切換弁４、５のソレノイド４ａ、５ａに接続されてい
る。該コントローラ４２には、配線５０によりアクセル
戻しスイッチ１０が接続され、該スイッチ１０は、アク
セルペダル９の踏み込みが解除され初期位置に復帰した
ときに閉成して出力信号をコントローラ４２に送信す
る。コントローラ４２には、前記信号を受けるとアクセ
ルペダルが初期位置に復帰したことを判定する判定手段
が設けられ、該判定手段とスイッチ１０とによりアクセ
ルペダル操作状態検出手段を構成している。

【００２５】図２に、前記リミッタ３０の詳細を示す。
図２（Ａ）は、リミッタの不作動時、図２（Ｂ）は作動
時を示し、図において、３１は該リミッタ３０のシリン
ダ、３２は該シリンダ３１内に往復摺動自在に嵌合され
たピストン、３３は該ピストン３２の戻し用スプリン
グ、３４は第１流体室、３５は第２流体室、３６は該ピ
ストン３２に形成された切換溝である。

【００２６】前記リミッタ３０においては、次のような
設定がなされている。即ち、第２流体室３５の圧力をＰ
１、エンジン負圧をＰ０、ピストン３２の面積をＳ、ス
プリング３３のばね定数をＫ、スプリング３３の変位
（取付時からの撓み）をＸとすると、ピストン３２は下
記（１）式を満足する位置で静定する。 Ｐ１・Ｓ＝Ｐ０・Ｓ＋Ｋ・Ｘ （１）

【００２７】そして、上記スプリング３３は、第２流体
室３５内の圧力がエンジン負圧Ｐ０に等しいときは、該
スプリング３３の弾力によりピストン３２が左方におし
つけられ、また第２流体室３５内の圧力がコントローラ
４２に設定された一定圧まで上昇すると、上記（１）式
の左辺＞右辺となって該スプリング３３が撓み、圧力上
昇に従いピストン３２を右方へ移動せしめるように、そ
のばね定数Ｋ及び取付荷重を設定されている。

【００２８】前述した負圧切換弁４と、大気圧切換弁５
と、両切換弁に接続された制御室１３と、作動部材（ブ
ースターピストン）１４と、前記アクセルペダル操作状
態検出手段の出力に応じて前記両切換弁を作動させて前
記制御室に大気圧を供給させる制御手段（コントロー
ラ）４２とで制御装置が構成され、該制御装置により減
速度が付加される。通常走行時には、コントローラ４２
からの制御信号により、負圧切換弁４が開、大気圧切換
弁５が閉に切り換えられる。一方、倍力装置１００にお
いては、ブレーキペダル１が踏み込まれていないので、
負圧弁１５は開、大気弁１６はこれの戻し用スプリング
３と負圧弁の戻し用スプリング１７の弾力により負圧弁
１５に着座して閉となっている。したがって、Ｂ室１２
には負圧管６を経て常時エンジン負圧が導入されている
が、この負圧が負圧弁１５を通ってＡ室１１に入り、該
Ａ室１１も負圧となっている。

【００２９】前記リミッタ３０においては、前記負圧切
換弁４を経たエンジン負圧が第１入口ポート３７及び第
３入口ポート３８ｂから切換溝３６及び第２流体室３５
に夫々導かれるとともに、負圧管６からのエンジン負圧
が第２入口ポート３８ａから第１流体室３４に導かれ、
全ての室が負圧となっている。

【００３０】従って（１）式の左辺＜右辺となって、ピ
ストン３２は、図２（Ａ）のように、スプリング３３の
弾力により左方に押し付けられ、切換溝３６は第１入口
ポート３７と出口ポート３９とを連通し、第１入口ポー
ト３７の負圧は出口ポート３９から制御管４１及び導入
口２２を経て倍力装置１００のＣ室１３に導かれる。こ
れによってＡ室１１、Ｂ室１２、Ｃ室１３は全て負圧と
なり、倍力装置１００は不作動となる。

【００３１】通常制動時には、負圧切換弁４を開、大気
圧切換弁５を閉として、Ｂ室１２とともにＣ室１３も負
圧とした状態でブレーキペダル１を踏み込むとプッシュ
ロッド２を介して負圧弁１５がブースターピストン１４
に着座せしめられることにより閉じられるとともに、該
プッシュロッド２のさらなる左方移動によって大気弁１
６が左方に押され、負圧弁１５から離れて開弁する。

【００３２】これにより、Ｂ室１２とＡ室１１との間は
遮断され、Ａ室１１には大気弁１６を介して大気が導入
され、Ａ室１１の大気圧とＢ室１２（及びＣ室１３）の
負圧との差圧によってブースターピストン１４が左方に
押され、プッシュロッド２に附与される踏力が倍力され
てマスターシリンダ８に伝達され車両は制動される。

【００３３】ドライバーがアクセルペダル９を戻したこ
とをアクセル戻しスイッチ１０により検出した時には、
コントローラ４２からの制御信号により、負圧切換弁４
が閉、大気圧切換弁５が開に切り換えられる。大気圧切
換弁５を経た大気圧は大気管４４を経てリミッタ３０の
第１入口ポート３７及び第２入口ポート３８ｂの双方に
導かれる。

【００３４】この際において、コントローラ４２は負圧
切換弁４の閉塞速度と大気圧切換弁５の開放速度を制御
して、上記リミッタ３０を（１）式の運動式に従って作
動せしめ、Ｃ室１３内の圧力及びその上昇速度を制御時
間（大気圧切換弁及び負圧切換弁の開閉時間）と制動減
速度との関係が設定された制御マップに基づき制御す
る。

【００３５】上記大気圧切換弁５の開き始め、及び負圧
切換弁４の閉じ始めから、リミッタ３０に導かれる空気
（大気）の圧力が一定の設定圧力ＰＳに達しない間は
（１）式の左辺＜右辺となってリミッタ３０の第１入口
ポート３７と出口ポート３９とが連通しており、大気圧
切換弁５からの空気はリミッタ３０から大気管４１を経
てＣ室１３に導かれる。

【００３６】ここで倍力装置１００の負圧弁１５は開、
大気弁１６は閉となっているので、Ｂ室１２内の負圧は
負圧弁１５を経てＡ室１１に導かれ、Ｂ室１２、Ａ室１
１の双方共負圧となっている。従って上記Ｃ室１３の圧
力上昇によってブースターピストン１４は図１の右方に
移動する。

【００３７】該ブースターピストン１４の右方への移動
によって負圧弁１５が閉となると、Ａ室１１への負圧の
附与が遮断され、次いで大気弁１６が開となると、該大
気弁１６を通ってＡ室１１内に大気が導入される。

【００３８】これにより、Ａ室１１が大気圧となり、Ａ
室１１とＢ室１２との差圧によりブースターピストン１
４は図１の左方に移動せしめられ、このブースターピス
トン１４の左方への変位がマスターシリンダ８に伝達さ
れる。この際において、上記リミッタ３０の作動によ
り、次のような滑らかな緩減速作動がなされる。

【００３９】上記大気圧切換弁５の開度が増し、リミッ
タ３０への空気圧が上記設定圧力ＰＳまで上昇して
（１）式の左辺＞右辺となると、リミッタ３０のピスト
ン３２が図２（Ａ）の状態から右方へ変位し、第１入口
ポート３７と出口ポート３９との間を遮断し、図２
（Ｂ）の状態となる。これによりＣ室１３への空気の供
給が遮断される。

【００４０】従って、Ｃ室１３の圧力は、図２（Ｂ）に
示されるように、リミッタ３０が全閉となったときの設
定圧力ＰＳ以上には上昇せず、大気圧切換弁５開時のＣ
室１３内の圧力は上記リミッタ３０に設定された上記設
定圧力ＰＳ以下に保持され、ブースターピストン１４は
減速方向（図１の左方）へ滑らかに作動され、０．２Ｇ
程度の緩減速が行われることとなる。

【００４１】尚、本実施例においては、負圧式倍力装置
を用いたが、これに限定されるものではなく、油圧式倍
力装置などその他の制動倍力装置にも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、大気圧切換弁からリミ
ッタを経て倍力装置の制御室に供給される空気圧力がリ
ミッタに設定された設定圧力に達すると、リミッタは制
御室への空気の供給を遮断するので、制御室の圧力は上
記設定圧力以下に保持され、過大な圧力上昇が回避され
る。

【００４３】これにより、倍力装置のブースターピスト
ンの負圧弁及び大気弁の閉・開動作及びこれに続く制動
方向への移動による減速動作は適切な速度で滑らかにな
される。従って、大気圧切換弁の開放状態のままの故障
や倍力装置の誤作動等による制御信号の異常等により前
記制御室の圧力が過大になるのが、前記リミッタの動作
により未然に防止されて、過大な減速度の附与を防止す
ることができる。

【００４４】また、エンジンブレーキを補助し制動操作
頻度を低減して運転操作を容易にする車両の減速度付加
装置において、システムの誤作動による必要以上の減速
度の附与が防止されるとともに、短時間の走行が可能と
なり、安定した運転が実現できる。

【００４５】さらに、倍力装置の制御室の圧力特性をリ
ミッタのスプリング特性によって設定することができる
ので、滑らかな運転制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車両の減速度付加装置
の構成図である。

【図２】前記実施形態におけるリミッタの構造図であ
る。

【図３】制動装置の倍力装置にかかる自動車用制動装置
を示す従来例図である。

【符号の説明】

１ ブレーキペダル ４ 負圧切換弁 ５ 大気圧切換弁 ８ マスターシリンダ １１ 大気室（Ａ室） １２ 負圧室（Ｂ室） １３ 制御室（Ｃ室） １４ ブースターピストン（作動部材） １５ 負圧弁 １６ 大気弁 ３０ リミッタ ３１ シリンダ ３２ ピストン ３３ スプリング ３４ 第１流体室 ３５ 第２流体室 ３６ 切換溝 ３７、３８ａ、３８ｂ 第１、第２、第３入口ポート ３９ 出口ポート ４２ コントローラ（制御手段） １００ 倍力装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１の圧力が導入される第１
   圧力室および第２の圧力が導入される第２圧力室を有す
   る倍力装置と、非作動時は前記第１、２圧力室に前記第
   １の圧力を供給する第１制御弁と、作動時に前記第２圧
   力室に前記第２の圧力を供給して前記倍力装置のブース
   ターピストンを車両制動方向に移動せしめる第２制御弁
   とを有する車両の減速度付加装置において、 アクセルペダルの操作状態を検出するアクセルペダル操
   作状態検出手段と、 該アクセルペダル操作状態検出手段からの出力に基づき
   アクセルペダルが戻し状態にあると判定された場合に、
   前記第２制御弁を作動させて前記車両に減速度を付加す
   る制御装置と、 前記第２圧力室の圧力が所定の設定圧力に達したとき、
   前記第２圧力室への第２圧力の供給を遮断するリミッタ
   を設けたことを特徴とする車両の減速度付加装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、エンジンの負圧源に接
   続された負圧切換弁と、大気に接続された大気圧切換弁
   と、両切換弁に接続された制御室と、該制御室の圧力に
   応動して前記第２制御弁を作動させる作動部材と、前記
   アクセルペダル操作状態検出手段の出力に応じて前記両
   切換弁を作動させて前記制御室に大気圧を供給させる制
   御手段を有することを特徴とする請求項１記載の車両の
   減速度付加装置。
3. 【請求項３】 前記リミッタは、大気に接続された大気
   圧切換弁からの空気の入口ポート及び、エンジンの負圧
   源に接続された負圧切換弁と前記大気圧弁に接続された
   制御室への空気の出口ポートを有するシリンダと、 該シリンダ内に往復動自在に嵌合され、１側に作用する
   前記大気圧切換弁からの大気圧と他側に作用する前記エ
   ンジン負圧及びスプリング力の合成圧力との差圧によ
   り、前記入口ポートと出口ポートとの連通・遮断を切り
   換えるピストンとを備えたことを特徴とする請求項１記
   載の車両の減速度付加装置。