JP2018069963A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキロック中のエア漏れを防止すること。【解決手段】車両に搭載されるブレーキ装置１００は、エアタンク１と、エアタンク１の空気圧を液圧に変換するサーボユニット６ａ，６ｂと、液圧に応じた制動力を発生するホイールシリンダ９〜１１と、エアタンク１からサーボユニット６ａ，６ｂへ供給される空気が流れる空気配管ｐ３，ｐ４と、空気配管ｐ３，ｐ４に設けられた比例弁２ａ，２ｂと、空気配管ｐ３，ｐ４において比例弁２ａ，２ｂの下流側に設けられた電磁弁２０ａ，２０ｂと、比例弁２ａ，２ｂの開閉および電磁弁２０ａ，２０ｂの開閉を制御するコントローラ１３と、を備える。コントローラ１３は、ブレーキロックの実行中、電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるブレーキ装置に関する。

例えば、特許文献１には、空気圧を液圧に変換して車輪に対するブレーキ作用を実現するシステム（以下、エアブレーキシステムという）が開示されている。

特開平１１−３２１６２２号公報

上述したエアブレーキシステムを作業用車両（例えば、ミキサー車等）に搭載した場合、以下の問題がある。

作業用車両が作業を行う場合、エアブレーキシステムでは、停車状態かつエンジン駆動状態で、車輪に対する制動力を維持する動作（以下、ブレーキロックという）が行われる。

しかし、ブレーキロックの実行中、エアタンクからサーボユニットへ供給される空気圧が一時的に低下する現象（以下、エア漏れという）が発生するという問題がある。エア漏れは、騒音の原因となりうる。

本発明の目的は、ブレーキロック中のエア漏れを防止できるブレーキ装置を提供することである。

本発明のブレーキ装置は、車両に搭載されるブレーキ装置であって、エアタンクと、前記エアタンクの空気圧を液圧に変換するサーボユニットと、前記液圧に応じた制動力を発生するホイールシリンダと、前記エアタンクから前記サーボユニットへ供給される空気が流れる第１の空気配管と、前記第１の空気配管に設けられた比例弁と、前記第１の空気配管において前記比例弁の下流側に設けられた電磁弁と、前記比例弁の開閉および前記電磁弁の開閉を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、停車状態かつエンジン駆動状態で、車輪に対する制動力を維持するブレーキロックの実行中、前記電磁弁を閉状態に制御する。

本発明によれば、ブレーキロック中のエア漏れを防止できる。

本発明の実施の形態に係るブレーキ装置の構成例を示す図 本発明の実施の形態に係るブレーキ装置の動作例を示す図 本発明の実施の形態に係るブレーキロック中の空気圧の一例を示す図 本発明の比較例に係るブレーキ装置の構成例を示す図 本発明の比較例に係るブレーキロック中の空気圧の一例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜ブレーキ装置の構成＞
まず、本発明の実施の形態に係るブレーキ装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係るブレーキ装置１００の構成例を示す図である。なお、図１において、点線の矢印は、電気信号の流れを示している。

ブレーキ装置１００は、車両（例えば、ミキサー車などの作業用車両）に搭載される。なお、本実施の形態では、ブレーキ装置１００が空気圧と油圧を併用する方式（Air Over Hydraulic）である場合を例に挙げて説明するが、ブレーキ装置１００における特徴的な構成（例えば、後述する電磁弁２０ａ，２０ｂおよびそれらを制御するコントローラ１３）は、空気圧のみで作動する方式（フルエアブレーキ）のブレーキ装置に適用することも可能である。

図１に示すように、ブレーキ装置１００は、エアタンク１、比例弁２ａ，２ｂ、ブレーキバルブ３、ダブルチェックバルブ４ａ，４ｂ、センサ５ａ，５ｂ、サーボユニット６ａ，６ｂ、センサ７ａ，７ｂ、ＨＵ（Hydraulic Unit）８、右リア用ホイールシリンダ９、左リア用ホイールシリンダ１０、右フロント用ホイールシリンダ１１、左フロント用ホイールシリンダ１２を備える。

また、図１に示すように、ブレーキ装置１００は、エアタンク１からサーボユニット６ａまたはサーボユニット６ｂへ供給される空気が流れる空気配管ｐ１〜ｐ６を備える。なお、空気配管ｐ１，ｐ２は「第２の空気配管」に相当し、空気配管ｐ３，ｐ４は「第１の空気配管」に相当する。

エアタンク１は、エアコンプレッサ（図示略）で発生した所定圧力の空気を貯留する。エアタンク１には、空気配管ｐ１〜ｐ４が接続されている。エアタンク１の空気は、空気配管ｐ１〜ｐ４に送出される。

比例弁２ａ，２ｂは、それぞれ、空気配管ｐ３，ｐ４に設けられる。比例弁２ａ，２ｂは、デューティーソレノイドであり、短時間で開閉を繰り返す。これにより、開閉の時間的な割合が変化する。すなわち、比例弁２ａ，２ｂの開度は、０〜１００％の間で可変である。比例弁２ａ，２ｂの開閉は、後述のコントローラ１３によって制御される。

以下では、比例弁２ａ，２ｂの開度について、開度が０％である状態を「閉状態」といい、開度が０％より大きい状態を「開状態」という。

図示は省略するが、比例弁２ａ，２ｂのそれぞれには、空気配管ｐ３，ｐ４の空気を排気する排気弁が設けられている。

電磁弁２０ａ，２０ｂは、それぞれ、空気配管ｐ３，ｐ４に設けられる。電磁弁２０ａは、比例弁２ａの下流側かつ後述のダブルチェックバルブ４ａの上流側に設けられる。電磁弁２０ｂは、比例弁２ｂの下流側かつ後述のダブルチェックバルブ４ｂの上流側に設けられる。

電磁弁２０ａ，２０ｂは、例えば、マグネチックバルブであり、開度が０％または１００％のいずれかに制御される。電磁弁２０ａ，２０ｂの開閉は、後述のコントローラ１３によって制御される。

以下では、電磁弁２０ａ，２０ｂの開度について、開度が０％である状態を「閉状態」といい、開度が１００％である状態を「開状態」という。

ブレーキバルブ３は、空気配管ｐ１，ｐ２に設けられる。ブレーキバルブ３は、ブレーキペダル（図示略）のストローク量に応じてエアタンク１の空気圧を、後述のダブルチェックバルブ４ａ，４ｂへ出力する。

ダブルチェックバルブ４ａは、空気配管ｐ１，ｐ３，ｐ５と接続されている。ダブルチェックバルブ４ａには、空気配管ｐ１の空気圧と空気配管ｐ３の空気圧が入力される。ダブルチェックバルブ４ａは、入力された空気圧のうち、より大きい方の空気圧を、空気配管ｐ５を介してサーボユニット６ａへ出力する。

ダブルチェックバルブ４ｂは、空気配管ｐ２，ｐ４，ｐ６と接続されている。ダブルチェックバルブ４ｂには、空気配管ｐ２の空気圧と空気配管ｐ４の空気圧が入力される。ダブルチェックバルブ４ｂは、入力された空気圧のうち、より大きい方の空気圧を、空気配管ｐ６を介してサーボユニット６ｂへ出力する。

センサ５ａは、空気配管ｐ１においてブレーキバルブ３とダブルチェックバルブ４ａとの間の空気圧を検知し、その空気圧をコントローラ１３へ出力する。

センサ５ｂは、空気配管ｐ２におけるブレーキバルブ３とダブルチェックバルブ４ｂとの間の空気圧を検知し、その空気圧をコントローラ１３へ出力する。

サーボユニット６ａ，６ｂは、それぞれ、ダブルチェックバルブ４ａ，４ｂから出力された空気圧を入力し、その空気圧を液圧に変換し、ＨＵ８へ出力する。なお、サーボユニット６ａはリア用であり、サーボユニット６ｂはフロント用である。

センサ７ａは、空気配管ｐ５におけるダブルチェックバルブ４ａとサーボユニット６ａの間の空気圧を検知し、その空気圧をコントローラ１３へ出力する。

センサ７ｂは、空気配管ｐ６におけるダブルチェックバルブ４ｂとサーボユニット６ｂの間の空気圧を検知し、その空気圧をコントローラ１３へ出力する。

ＨＵ８は、例えば、ブレーキペダルのストローク量に応じて、サーボユニット６ａ，６ｂの液圧を加圧または減圧し、車輪がロックされることを防止するＡＢＳ（Antilock Brake System）機能を有する。ＨＵ８は、加圧または減圧された液圧を、後述のホイールシリンダ９〜１１へ出力する。

ホイールシリンダ９〜１１は、それぞれ、右リアの車輪、左リアの車輪、右フロントの車輪、左フロントの車輪（いずれも図示略）に対応して設けられている。ホイールシリンダ９〜１１は、ＨＵ８の液圧に応じて、ブレーキシュー（図示略）を左右に押し開く。これにより、各車輪に対して制動力が与えられる。

コントローラ１３は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、比例弁２ａ，２ｂおよび電磁弁２０ａ，２０ｂを制御する。この制御の詳細については、後述する。

また、コントローラ１３は、ブレーキロックＥＣＵ１４からブレーキロックの開始指示の信号を受け取ると、エンジンＥＣＵ１５からの信号と、車速センサ１６からの信号とに基づいて、ブレーキロックを開始できるか否かを判定する。

具体的には、コントローラ１３は、車速がゼロである旨の信号を車速センサ１６から受け取り、かつ、エンジン回転数が予め定められた閾値ゼロより大きい旨の信号をエンジンＥＣＵ１５から受け取った場合、ブレーキロックを開始できると判定する。そして、コントローラ１３は、後述する比例弁２ａ，２ｂおよび電磁弁２０ａ，２０ｂを制御し、ブレーキロックを開始する。

なお、ブレーキロックＥＣＵ１４は、例えば、ユーザによるブレーキロックの開始を指示する操作を受け付けた場合、ブレーキロックの開始指示の信号をコントローラ１３へ出力する。

＜ブレーキ装置の動作＞
次に、本発明の実施の形態に係るブレーキ装置１００の動作について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るブレーキ装置１００の動作例を示す図である。

コントローラ１３は、ブレーキロックの開始時、比例弁２ａ，２ｂおよび電磁弁２０ａ，２０ｂを開状態に制御する（ステップＳ１０１）。

これにより、エアタンク１の空気圧は、空気配管ｐ３へ送出され、比例弁２ａおよび電磁弁２０ａを介してダブルチェックバルブ４ａへ入力される。このとき、エアタンク１からの空気圧は、空気配管ｐ１へも送出されるが、ブレーキロック中においてブレーキペダルは基本的には踏まれないため、ブレーキバルブ３より下流には供給されない。よって、ダブルチェックバルブ４ａは、空気配管ｐ３からの空気圧を、空気配管ｐ５を介してサーボユニット６ａへ出力する。

また、エアタンク１の空気圧は、空気配管ｐ４へ送出され、比例弁２ｂおよび電磁弁２０ｂを介してダブルチェックバルブ４ｂへ入力される。このとき、エアタンク１からの空気圧は、空気配管ｐ２へも送出されるが、上記同様の理由により、ブレーキバルブ３より下流には供給されない。よって、ダブルチェックバルブ４ｂは、空気配管ｐ４からの空気圧を、空気配管ｐ６を介してサーボユニット６ｂへ出力する。

その後、上述したとおり、サーボユニット６ａ，６ｂに入力された空気圧は、液圧に変換され、ＨＵ８を介してホイールシリンダ９〜１１へ出力される。これにより、各車輪に制動力が与えられる。

ステップＳ１０１の制御の後、コントローラ１３は、随時、センサ７ａ，７ｂから検知された空気圧を示す信号を受け取り、検知された空気圧が予め定められた閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。閾値は、例えば、予めシミュレーション等により算出されたブレーキロックの実行に最低限必要な空気圧である。

検知された空気圧が閾値を超えていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、フローはステップＳ１０１へ戻る。すなわち、コントローラ１３は、比例弁２ａ，２ｂおよび電磁弁２０ａ，２０ｂを開状態に制御し続ける。

検知された空気圧が閾値を超えた場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、コントローラ１３は、電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御する（ステップＳ１０３）。そして、コントローラ１３は、ブレーキロックの実行中（例えば、電磁弁２０ａ，２０ｂが閉状態になってから電磁弁２０ａ，２０ｂが開状態になるまでの間）、電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御し続ける。これにより、空気配管ｐ３，ｐ４の電磁弁２０ａ，２０ｂの下流側において、例えば図３に示すように、閾値（図３の点線ＴＨ）以上の空気圧が一定に維持される。

以上、ブレーキロックを開始する際のブレーキ装置１００の動作例について説明したが、上記説明に限定されない。

例えば、コントローラ１３は、ステップＳ１０３において電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御した後、比例弁２ａ，２ｂを、閉状態に制御してもよいし、開状態に制御してもよい。

また、例えば、コントローラ１３は、ステップＳ１０３において電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御した後、随時、センサ７ａ，７ｂから検知された空気圧を示す信号を受け取り、検知された空気圧が予め定められた閾値を下回ったか否かを判定してもよい。そして、検知された空気圧が閾値を下回った場合、コントローラ１３は、比例弁２ａ，２ｂおよび電磁弁２０ａ，２０ｂを開状態に制御してもよい。その後、検知された空気圧が再び閾値を超えた場合、コントローラ１３は、電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御してもよい。

また、例えば、コントローラ１３は、ブレーキロックＥＣＵ１４からブレーキロックの終了指示の信号を受け取ると、電磁弁２０ａ，２０ｂを開状態に制御する。これにより、空気配管ｐ３，ｐ４の電磁弁２０ａ，２０ｂの下流側に保持されていた空気圧は、比例弁２ａ，２ｂの排気弁から送出される。なお、ブレーキロックＥＣＵ１４は、例えば、ユーザによるブレーキロックの終了を指示する操作を受け付けた場合、ブレーキロックの終了指示の信号をコントローラ１３へ出力する。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態のブレーキ装置１００によれば、空気配管ｐ３，ｐ４において比例弁２ａ，２ｂの下流側に電磁弁２０ａ，２０ｂを設け、コントローラ１３は、ブレーキロックの実行中、電磁弁２０ａ，２０ｂを閉状態に制御する。これにより、空気配管ｐ３，ｐ４の電磁弁２０ａ，２０ｂの下流側において、図３に示したように、閾値以上の空気圧を一定に維持することができる。よって、ブレーキロック中のエア漏れ（空気圧の一時的な低下）を防止できる。その結果、エア漏れを原因とする騒音を防ぐことができる。

ここで、図４を用いて、本実施の形態のブレーキ装置１００の比較例であるブレーキ装置１０１について説明する。図４は、ブレーキ装置１０１の構成例を示す図である。図４において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

ブレーキ装置１０１は、図１のブレーキ装置１００と比べて、電磁弁２０ａ，２０ｂを備えていない点が異なる。このブレーキ装置１０１では、ブレーキロックの実行中、コントローラ１３が比例弁２ａ，２ｂを閉状態に制御する。

しかし、比例弁２ａ，２ｂの下流側の空気は、比例弁２ａ，２ｂの各排気弁から漏れてしまう。これにより、図５に示すように、比例弁２ａ，２ｂの下流側の空気圧には、一時的な低下（図中のＡ）が生じる。コントローラ１３は、空気圧の低下が検知されると（例えば、閾値ＴＨを下回ったことが検知されると）、比例弁２ａ，２ｂを開状態に制御して空気圧を上昇させ（図中のＢ）、再び比例弁２ａ，２ｂを閉状態に制御する。そして、ブレーキ装置１０１では、ブレーキロック中、図５に示すように、空気圧の低下（図中のＡ）と上昇（図中のＢ）が繰り返される。

このように、ブレーキ装置１０１では、ブレーキロック中のエア漏れを防止することができない。その結果、エア漏れを原因とする騒音を防ぐこともできない。

なお、本実施の形態では、ブレーキロック中のエア漏れが比例弁の排気弁によって生じる場合を例に挙げて説明したが、エア漏れの原因はこれに限定されない。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

＜本開示のまとめ＞
本発明のブレーキ装置は、車両に搭載されるブレーキ装置であって、エアタンクと、前記エアタンクの空気圧を液圧に変換するサーボユニットと、前記液圧に応じた制動力を発生するホイールシリンダと、前記エアタンクから前記サーボユニットへ供給される空気が流れる第１の空気配管と、前記第１の空気配管に設けられた比例弁と、前記第１の空気配管において前記比例弁の下流側に設けられた電磁弁と、前記比例弁の開閉および前記電磁弁の開閉を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、停車状態かつエンジン駆動状態で、車輪に対する制動力を維持するブレーキロックの実行中、前記電磁弁を閉状態に制御する。

なお、上記ブレーキ装置において、前記電磁弁と前記サーボユニットとの間の空気圧を検知するセンサをさらに備え、前記コントローラは、前記ブレーキロックの開始時、前記比例弁および前記電磁弁を開状態に制御し、前記センサにより検知された空気圧が閾値を超えた場合、前記電磁弁を開状態から閉状態に制御してもよい。

また、上記ブレーキ装置において、前記コントローラは、前記電磁弁を閉状態に制御した後、前記センサにより検知された空気圧が前記閾値を下回った場合、前記比例弁および前記電磁弁を開状態に制御し、前記センサにより検知された空気圧が再び前記閾値を超えた場合、前記電磁弁を開状態から閉状態に制御してもよい。

また、上記ブレーキ装置において、前記コントローラは、前記ブレーキロックの実行中、前記比例弁を開状態に制御してもよい。

また、上記ブレーキ装置において、前記コントローラは、前記ブレーキロックの終了時、前記電磁弁を開状態に制御してもよい。

また、上記ブレーキ装置において、前記第１の空気配管とは別に設けられ、前記エアタンクから前記サーボユニットへ供給される空気が流れる第２の空気配管と、前記第２の空気配管に設けられ、ブレーキペダルのストロークに応じて前記エアタンクの空気圧を出力するブレーキバルブと、前記第１の空気配管の空気圧および前記第２の空気配管の空気圧のうち、より大きい方の空気圧を前記サーボユニットへ出力するダブルチェックバルブと、をさらに備えてもよい。

また、上記ブレーキ装置において、前記電磁弁は、マグネチックバルブであってもよい。

本発明は、車両に搭載されるブレーキ装置に適用できる。

１ エアタンク
２ａ、２ｂ 比例弁
３ ブレーキバルブ
４ａ、４ｂ ダブルチェックバルブ
５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ センサ
６ａ、６ｂ サーボユニット
８ ＨＵ
９、１０、１１、１２ ホイールシリンダ
１３ コントローラ
１４ ブレーキロックＥＣＵ
１５ エンジンＥＣＵ
１６ 車速センサ
２０ａ、２０ｂ 電磁弁

Claims (7)

1. 車両に搭載されるブレーキ装置であって、
   エアタンクと、
   前記エアタンクの空気圧を液圧に変換するサーボユニットと、
   前記液圧に応じた制動力を発生するホイールシリンダと、
   前記エアタンクから前記サーボユニットへ供給される空気が流れる第１の空気配管と、
   前記第１の空気配管に設けられた比例弁と、
   前記第１の空気配管において前記比例弁の下流側に設けられた電磁弁と、
   前記比例弁の開閉および前記電磁弁の開閉を制御するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、
   停車状態かつエンジン駆動状態で、車輪に対する制動力を維持するブレーキロックの実行中、前記電磁弁を閉状態に制御する、
   ブレーキ装置。
2. 前記電磁弁と前記サーボユニットとの間の空気圧を検知するセンサをさらに備え、
   前記コントローラは、
   前記ブレーキロックの開始時、前記比例弁および前記電磁弁を開状態に制御し、
   前記センサにより検知された空気圧が閾値を超えた場合、前記電磁弁を開状態から閉状態に制御する、
   請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記コントローラは、
   前記電磁弁を閉状態に制御した後、前記センサにより検知された空気圧が前記閾値を下回った場合、前記比例弁および前記電磁弁を開状態に制御し、
   前記センサにより検知された空気圧が再び前記閾値を超えた場合、前記電磁弁を開状態から閉状態に制御する、
   請求項２に記載のブレーキ装置。
4. 前記コントローラは、
   前記ブレーキロックの実行中、前記比例弁を開状態に制御する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
5. 前記コントローラは、
   前記ブレーキロックの終了時、前記電磁弁を開状態に制御する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
6. 前記第１の空気配管とは別に設けられ、前記エアタンクから前記サーボユニットへ供給される空気が流れる第２の空気配管と、
   前記第２の空気配管に設けられ、ブレーキペダルのストロークに応じて前記エアタンクの空気圧を出力するブレーキバルブと、
   前記第１の空気配管の空気圧および前記第２の空気配管の空気圧のうち、より大きい方の空気圧を前記サーボユニットへ出力するダブルチェックバルブと、をさらに備える、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のブレーキ装置。
7. 前記電磁弁は、
   マグネチックバルブである、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のブレーキ装置。

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