JP2003501311A - 車両のエアブレーキ・システム - Google Patents

車両のエアブレーキ・システム

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JP2003501311A
JP2003501311A JP2001501487A JP2001501487A JP2003501311A JP 2003501311 A JP2003501311 A JP 2003501311A JP 2001501487 A JP2001501487 A JP 2001501487A JP 2001501487 A JP2001501487 A JP 2001501487A JP 2003501311 A JP2003501311 A JP 2003501311A
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リチャード ジョセフ ベイツ，イアン
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ワブコ オートモーティブ ユーケー リミテッド
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    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
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Abstract

(57)【要約】 車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサに関する電子制御システムにおいて、制御システムは、車両運転状態を示す一つ以上の入力と、コンプレッサが負荷状態か無負荷状態かを判断する出力とを備え、制御システムはさらに、コンプレッサ下流のリザーバの目標圧力を即時に計算する目標手段を有し、出力は目標手段に対応する。目標圧力は、車両走行状態に適応するため即時に変化すると共に、車両が惰走または減速しそうな時には、コンプレッサを駆動することにより車両燃料消費量を若干ではあるが著しく低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、車両のエアブレーキ・システム、特にそのようなシステムで使用さ
れるエア・コンプレッサの電子制御に関する。
【０００２】 一般的なエアブレーキ・システムは、コンプレッサと、圧縮空気のリザーバと
、運転者が操作するデマンド弁と、車両の車輪ブレーキのための複数のエア・ア
クチュエータとを有する。このシステムは通常、コンプレッサ出口側空気のため
のドライヤと、リザーバが最高圧力であると共にデマンド弁が閉じられている時
、コンプレッサの負荷を取り除く制御手段とを有する。一般的に、コンプレッサ
が自由に回転するように、コンプレッサは一時的に出力を大気へ接続することに
より負荷を取り除く。あるいは、コンプレッサは通常、車両エンジンなどの駆動
源と係合するクラッチを有する。
【０００３】 コンプレッサは大きなエネルギーを吸収し、それゆえ要求を満たすのに十分な
量の圧縮空気が利用可能であることを保証しながら、オンタイム(on-time)を最
小にすることが望ましい。従来これは、デマンドバルブの高圧側の「無駄な(dea
d)」量を最小にすることにより部分的に行なわれている。
【０００４】 コンプレッサ制御システムが存在することにより、コンプレッサの制御は一つ
以上の検出された車両運転状態に対応する。このような制御システムは、予め設
定されたブレーキ・システムの空気圧の上限と下限の間で作動する。
【０００５】 予側された要求と車両走行状態とに従って、オンタイム(on-time)にコンプレ
ッサをより良好に判断できる制御システムが求められる。
【０００６】 第一の側面によれば、車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサのための
電子制御システムにおいて、同制御システムは、車両運転状態を示す一つ以上の
入力と、コンプレッサが負荷状態か無負荷状態かを判断するための出力とを備え
、同システムはさらに、コンプレッサ下流のリザーバの目標圧力を即時に計算す
るための目標手段を備え、前記出力は目標手段に対応する。
【０００７】 本発明の長所は、車両走行状態に適応して目標圧力が即時に変化することであ
る。例えば、目標圧力は、スロットルオン・モードよりもスロットルオフ・モー
ドのほうが高い。目標圧力は車両のブレーキ・システムの予測された要求に直接
的に依存するか、あるいはコンプレッサから送られた空気温度のような関連因子
に間接的に関係するであろう。
【０００８】 制御システム入力は、以下の変数、つまりエンジン速度、車両速度、車両スロ
ットル開度、ブレーキ・システムのリザーバ内の空気圧、エア・コンプレッサ出
口の空気温度、大気の湿度に関係するコンプレッサ下流のエア・ドライヤの乾燥
剤の乾燥度、エア・ドライヤ下流の空気の乾燥度などを一つ以上を有する。
【０００９】 好適な実施例において制御システムは、車両エンジン速度を示す第１入力と、
車両速度を示す第２入力と、車両スロットル開度を示す第３入力と、コンプレッ
サ下流のリザーバの空気圧を示す第４入力とから成り、目標圧力は、スロットル
オン・モードよりスロットルオフ・モードのほうが高い。
【００１０】 本明細書では、「スロットル」の語は、車両アクセルペダルまたは車両エンジ
ンへの燃料の流入を制御するのに用いられる他の手段に関して使用される。
【００１１】 このようなシステムでは、車両が惰走または減速しそうな際、スロットルオフ
・モードで高い目標圧力を必要とする。このような状況では、通常、運転者がア
クセルペダルを緩めることにより燃料供給が止まり、車両運動量(vehicle momen
tum)がエンジンを作動し、コンプレッサを作動する。このモードでは、少なくと
も燃料が燃焼してない限り、コンプレッサを作動させるエネルギーは「使用可能
(free)」である。さらなる車両の減速はコンプレッサを負荷状態にするが、スロ
ットルオフ・モードがブレーキをかけることにより同時になされるか、後に続い
てなされる場合、これは有効であろう。スロットルオフ・モードの長所を最大限
利用するため、エア・リザーバの目標圧力は通常レベル以上に上昇され、その結
果、スロットルオン・モード時のコンプレッサ・オンタイム(on-time)は減少さ
れる。
【００１２】 本発明は、車両燃料消費量を若干ではあるが著しく低下させ、既存の電子制御
システムをわずかに改造するだけでよい。
【００１３】 好適な実施例では、高い目標圧力は通常の目標圧力を８〜１０％越える。シス
テムは、エア・サスペンションのような関連する空気システムの高圧の要件を満
たすため、第３の一層高い目標圧力を有してもよい。
【００１４】 本発明の特別な長所は、ブレーキング（スロットルオフ）モードの際は高い目
標圧力となることであり、これがエンジン停止前のブレーキングである場合には
、リザーバは通常のエア・ドライヤを最後のパージをするため、余分なエア・チ
ャージを行う。エアブレーキ・システムは、運転を行った日の終わりには乾燥し
たきれいな状態であるので、これは特に有効である。車両のエアブレーキ・シス
テムは、次回に運転を行う日の始めにも、きれいで乾燥した状態である。
【００１５】 好適には、コンプレッサとパージバルブは、独立制御される。そのため、パー
ジバルブが作動するたびに、コンプレッサとパージバルブ／リザーバに通じる空
気路は真空とならない。従来の場合のように、この空気路が真空になると、負荷
状態となった時にコンプレッサはより長時間作動することを必要とされることは
明らかである。
【００１６】 反対に、通常の目標圧力は低下するであろう。例えば、高温の大気条件や著し
い空気の要求（ひいては重大なコンプレッサ・オンタイム(on-time)）のため、
コンプレッサからの出力が非常に高温であると、圧縮空気は、通常のエア・ドラ
イヤ中の乾燥剤が損傷される温度に近づく。このような状況では、通常の目標圧
力を下げることによりコンプレッサ・オンタイム(on-time)を減少させてコンプ
レッサを冷却できるようにすることが望ましいであろう。
【００１７】 好適には、制御システムは、例えば急ブレーキの際など最高の空気量が要求さ
れる状況で、低い目標圧力が課せられないことの確保を優先する。
【００１８】 第二の側面によれば、車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサのための
制御システムにおいて、コンプレッサは所定の目標圧力で無負荷状態となること
ができ、制御システムは、車両のスロットル位置を示す入力を備えると共に、ゼ
ロスロットル開度で目標圧力を即時に上昇させるように形成される。
【００１９】 第三の側面によれば、車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサのための
制御システムにおいて、制御システムは、車両エンジン速度を示すための第１入
力と、車両速度を示すための第２入力と、車両スロットル開度を示すための第３
入力と、コンプレッサ下流のリザーバの空気圧を示すための第４入力と、コンプ
レッサが負荷状態か無負荷状態かを判断するための出力とを備え、システムはさ
らに、リザーバの目標圧力を即時に計算するための手段を有し、目標圧力はスロ
ットルオン・モードよりスロットルオフ・モードのほうが高い。
【００２０】 第四の側面によれば、車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサを制御す
る方法は 車両運転状態を示す一つ以上の入力を有するコンプレッサのための制御システ
ムを設けるステップと、 車両運転状態に応じてコンプレッサを負荷状態と無負荷状態のいずれかにする
ため、制御システムからの出力を得るステップと、 コンプレッサ下流のリザーバの目標圧力を計算するための目標手段を設けるス
テップとを備え、制御システムからの出力は目標手段に対応する。
【００２１】 好適な実施例において、前記入力は、車両エンジン速度を示すための第１入力
と、車両速度を示すための第２入力と、車両スロットル開度を示すための第３入
力と、リザーバの空気圧を示すための第４入力とを備える。
【００２２】 本発明の他の側面は、車両運転モードに関連するコンプレッサの一般的目標圧
力を示す図面のみの例示を通して、以下の好適な実施例に関する説明から明らか
となる。
【００２３】 図において、Ｘ軸は車両運転モードを示し、Ｙ軸は圧力を示す。目標圧力は幅
の狭い帯で表されている。図に示すように、コンプレッサのアイドル状態は実線
で示され、点線はパージングを示し、破線はコンプレッサのポンピング状態を示
す。
【００２４】 一般的なエアブレーキ・システムでは、コンプレッサの出力は逆止弁とエア・
ドライヤとを介してリザーバに送られる。リザーバからの乾燥空気は、湿気の大
部分をパージするためエア・ドライヤ（一般的に一つの乾燥剤を有する）を介し
て定期的に戻される。パージングは、例えばタイマによって制御され、コンプレ
ッサが所定時間負荷状態であった後に発生する。このシステムでは空気の質より
空気の要求を優先されるので、車両のブレーキング・モードでは通常、パージン
グは発生しない。しかしながら通常、ブレーキングは短時間である。
【００２５】 図面において、車両は最初に停止モードにあるものとして図示されており、エ
ンジンは作動していない。残留システム圧力は低く、コンプレッサはアイドル状
態である（実際には停止している）。目標圧力が図示されているが、その値は重
要ではない。
【００２６】 次にエンジンが始動し、アイドリングを行なう。目標圧力は即座に通常レベル
に設定される。この実施例では９バールよりわずか上にである。図のように、コ
ンプレッサは２段階でポンピングを行い、その間の決められた時間にパージされ
る。コンプレッサは必要に応じて２段階より多い段階または少ない段階でポンピ
ングを行なうようにしてもよい。他の制御システムは、安全運転圧力に到達する
まで車両の運転が阻止される。
【００２７】 目標に達すると、コンプレッサは無負荷状態となる。漏れや、エアサスペンシ
ョンやフロントガラスのワイパの動作のようなシステムにおける空気の使用に応
じて、システム圧力は低下することもあれば低下しないこともある。
【００２８】 負荷状態と無負荷状態の間でコンプレッサが連続的に切り換えられることを防
止するため、目標圧力は通常ヒステリシスを持ち、これは目標圧力帯の幅で示さ
れる。
【００２９】 運転モードで、コンプレッサは必要に応じて負荷状態となり、パージングも必
要に応じて発生する。パージングを許容するため、アイドリング・モードと運転
モードでは、図のように目標圧力はわずかに変動する。
【００３０】 次にオーバラン・モードで、図示された目標圧力はほぼ１０バールまで上昇し
ている。高い目標圧力はシステム要件に従って設定され、１０バール前後である
。このモードでは、コンプレッサを駆動するのに燃料は使用されない。ポンピン
グとパージングは既に説明したように発生する。パージングが回避されることを
除いて、同じことがブレーキング・モードでも行なわれる。
【００３１】 次のアイドリング・モードで、目標圧力は再度、通常レベルまで低下する。リ
ザーバ圧力が通常レベルの帯の下部へ低下するまで、コンプレッサは再び負荷状
態にはならない。この段階で、ブレーキング後のパージサイクルが示されるが、
これはブレーキングの間にパージングの不足を補うため、制御システムによって
開始される通常の事象である。
【００３２】 運転モードに別の周期がある場合には、低い目標圧力が発生する。
【００３３】 次に図示されているのは、ＥＣＡＳである。これは、例えば車両エアサスペン
ションなど関連する空気システムが通常の運転レベルを上回る高い圧力を必要と
している時に起こる。コンプレッサは新たな目標に到達しようとするが、図のよ
うに、空気の消費量と供給量はかなり近く、ＥＣＡＳが終了するまでには、若干
の圧力上昇しか得られない。
【００３４】 次に別のアイドリング・モードは図示され、ＥＣＡＳの間にパージングを減少
させるパージサイクルから始められる。
【００３５】 最後に車両とエンジンは停止する。目標圧力は、制御ソフトウェアによって選
択された重要でない最低値まで低下する。高い残留圧力は、最後に動力が減少し
たパージが、作動していないシステムをきれいで乾燥した状態にすることを可能
にする。システムには残留圧力が維持される。これは汚れて湿った空気の流入を
防ぐのに有効である。
【００３６】 この説明は、一般的な運転事象の範囲を示し、すべてを網羅することを意図と
していない。重要な特徴は、スロットルオフ・モードにおける高い目標圧力であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D049 BB00 CC03 HH04 HH06 HH47 KK07 RR01 RR04 RR05 RR06 3H045 AA10 AA12 AA26 BA20 CA00 CA03 CA09 CA19 CA29 DA01 EA34

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサに関する制御
    システムにおいて、 前記制御システムは、車両運転状態を示す一つ以上の入力と、コンプレッサが
    負荷状態か無負荷状態かを判断する出力とを備え、 前記制御システムは、前記コンプレッサ下流のリザーバの目標圧力を計算する
    ための目標手段とをさらに有し、前記出力は前記目標手段に対応する制御システ
    ム。
  2. 【請求項２】 制御システムの入力は車両のスロットル位置である請求項１
    に記載の制御システム。
  3. 【請求項３】 前記目標圧力はスロットルオン・モードよりスロットルオフ
    ・モードのほうが高い請求項２に記載の制御システム。
  4. 【請求項４】 前記高い目標圧力は通常の目標圧力を８〜１０％越える請求
    項３に記載の制御システム。
  5. 【請求項５】 第３の一層高い目標圧力をさらに有する請求項４に記載の制
    御システム。
  6. 【請求項６】 制御システムの入力は前記コンプレッサ出口の温度である請
    求項１に記載の制御システム。
  7. 【請求項７】 前記目標圧力は上昇したコンプレッサ出口の温度に対応して
    低下する請求項６に記載の制御システム。
  8. 【請求項８】 車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサに関する制御
    システムであって、 前記コンプレッサは所定の目標圧力で負荷を取り除かれ、 前記制御システムは、車両のスロットル位置を示す入力を備えると共に、ゼロ
    ・スロットル開度で前記目標圧力を増加させるように形成された制御システム。
  9. 【請求項９】 車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサに関する制御
    システムであって、 前記制御システムは、車両エンジン速度を示す第１入力と、車両速度を示す第
    ２入力と、車両スロットル開度を示す第３入力と、前記コンプレッサ下流のリザ
    ーバの空気圧を示す第４入力と、コンプレッサが負荷状態か無負荷状態かを判断
    する出力とを備え、 前記制御システムは、前記リザーバの目標圧力を計算する手段をさらに有し、
    前記目標圧力はスロットルオン・モードよりスロットルオフ・モードのほうが高
    い制御システム。
  10. 【請求項１０】 前記高い目標圧力は通常の目標圧力を８〜１０％越える請
    求項９に記載の制御システム。
  11. 【請求項１１】 第３の一層高い目標圧力をさらに有する請求項１０に記載
    の制御システム。
  12. 【請求項１２】 前記コンプレッサの独立制御とそのためのパージバルブと
    を備えるように形成された、いずれかの請求項に記載の制御システム。
  13. 【請求項１３】 車両のエアブレーキ・システムのコンプレッサを制御する
    方法において、 車両運転状態を示す一つ以上の入力を有する、前記コンプレッサに関する制御
    システムを設けるステップと、 前記車両運転状態に応じて前記コンプレッサを負荷状態と無負荷状態のいずれ
    かにするため、前記制御システムから出力を得るステップと、 前記コンプレッサ下流のリザーバの目標圧力を即時に計算するための目標手段
    を設けるステップとを備え、 前記制御システムからの前記出力は前記目標手段に対応する方法。
JP2001501487A 1999-06-02 2000-06-02 車両のエアブレーキ・システム Pending JP2003501311A (ja)

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