JP2748292B2 - Air brake device - Google Patents

Air brake device

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JP2748292B2
JP2748292B2 JP20487992A JP20487992A JP2748292B2 JP 2748292 B2 JP2748292 B2 JP 2748292B2 JP 20487992 A JP20487992 A JP 20487992A JP 20487992 A JP20487992 A JP 20487992A JP 2748292 B2 JP2748292 B2 JP 2748292B2
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信章 武田
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  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、補助ブレーキを備え
た車両のエアブレーキ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air brake device for a vehicle having an auxiliary brake.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の車両は、制動時に運動エネルギを
摩擦エネルギに変えて大気に放散している。しかしなが
ら、省エネルギ及び排出ガスの低減を図るために、車両
の減速時の制動エネルギを活かして、発進・加速時に再
利用するようにした制動エネルギ回生システムが実用化
に向けて開発されつつある。
2. Description of the Related Art A conventional vehicle converts kinetic energy into frictional energy at the time of braking and radiates it to the atmosphere. However, in order to save energy and reduce exhaust gas, a braking energy regeneration system that utilizes braking energy at the time of deceleration of the vehicle and reuses it when starting and accelerating is being developed for practical use.

【0003】図1は、蓄圧式の制動エネルギ回生シテス
ムの構成例を示し、車軸1にギヤボックス2を介して油
圧ポンプ・モータ3を接続し、油圧ポンプ・モータ3の
一方のポート3aを作動油タンク4に、他方のポート3
bを切換弁(逆止弁)5を介してアキュームレータ6に
接続し、ブレーキペダル7、アクセルペダル8からのブ
レーキ信号、アクセル信号に応じてコントロールユニッ
ト9により油圧ポンプ・モータ3の傾転角(斜板の傾斜
角)、切換弁5を制御するものである。このようにして
制動エネルギ回生システム10が構成されている。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a pressure-accumulation type braking energy regeneration system, in which a hydraulic pump / motor 3 is connected to an axle 1 via a gearbox 2 and one port 3a of the hydraulic pump / motor 3 is operated. Oil tank 4 with other port 3
b is connected to an accumulator 6 via a switching valve (return valve) 5, and the tilt angle of the hydraulic pump / motor 3 is controlled by the control unit 9 according to the brake signal from the brake pedal 7 and the accelerator pedal 8 and the accelerator signal ( And the switching valve 5 is controlled. Thus, the braking energy regeneration system 10 is configured.

【0004】制動時にブレーキペダル7が踏まれると、
コントロールユニット9が油圧ポンプ・モータ3の傾転
角を制御する。油圧ポンプ・モータ3は、車輪により駆
動されてポンプとして作動し、作動油タンク4から切換
弁5を通じてアキュームレータ6のオイル室6aにオイ
ルを圧送し、ピストン6bを図中左方に押圧してガス室
6cに封入されている窒素ガス(N2 )を圧縮する。こ
れにより、制動時における車両の運動エネルギが油圧を
介してアキュームレータ6に蓄積される。このとき、制
動エネルギ回生システム10は、補助ブレーキとして機
能する。
When the brake pedal 7 is depressed during braking,
The control unit 9 controls the tilt angle of the hydraulic pump / motor 3. The hydraulic pump / motor 3 is driven by wheels to operate as a pump, pumps oil from a hydraulic oil tank 4 to an oil chamber 6a of an accumulator 6 through a switching valve 5, and presses a piston 6b leftward in the figure to generate gas. The nitrogen gas (N 2 ) sealed in the chamber 6c is compressed. Thereby, the kinetic energy of the vehicle at the time of braking is accumulated in the accumulator 6 via the hydraulic pressure. At this time, the braking energy regeneration system 10 functions as an auxiliary brake.

【0005】発進及び加速時には、コントロールユニッ
ト9は、トランスミッションギヤ位置、クラッチペダル
の踏み代、アクセル開度等の運転者の発進操作を検知
し、切換弁5を開弁させると共に油圧ポンプ・モータ3
の傾転角を制御し、アキュムレータ6に蓄積されたオイ
ルを前記制動時と反対方向に流し、油圧ポンプ・モータ
3にトルクを発生させて油圧モータとし、車輪を駆動し
てエンジンが発生する駆動力を補助する。これにより、
発進及び加速時における排出ガス中のNOX 、CO2
び黒煙の低減や燃費の向上等が図られる。この制動エネ
ルギ回生システム10は、発進及び停止の多い市街地を
走行する路線バス等に有効である。
At the time of starting and accelerating, the control unit 9 detects the starting operation of the driver such as the transmission gear position, the stepping amount of the clutch pedal, the accelerator opening, etc., and opens the switching valve 5 and the hydraulic pump / motor 3.
The tilt angle of the motor is controlled, the oil accumulated in the accumulator 6 is caused to flow in the direction opposite to the braking, the torque is generated by the hydraulic pump / motor 3 to be a hydraulic motor, and the wheels are driven to generate an engine. Assist power. This allows
NO X in the exhaust gas during start and acceleration, improvement of reduction and fuel consumption of CO 2 and black smoke can be reduced. The braking energy regeneration system 10 is effective for a route bus or the like that travels in an urban area where starting and stopping are frequently performed.

【0006】図2は、前記制動エネルギ回生システム
(以下「補助ブレーキ」という)10とサービスブレー
キ(主ブレーキ)15とのエアブレーキ装置を示し、ブ
レーキペダル7が踏まれると、踏込量に応じて開弁する
ブレーキバルブ11を通じてエアタンク12からエア圧
が差圧弁13に供給される。差圧弁13にはバイパス通
路31が設けられ、途中にバイパス通路31を開閉する
バイパス弁(オン−オフ電磁弁)19が接続されてい
る。差圧弁13は、入力ポート13aのエア圧が出力ポ
ート13bのエア圧よりも高くなりその差圧が設定圧を
超えると開弁する。また、バイパス弁19は、非通電時
に開弁され、通電時に閉弁される。エアマスタ16の入
力側には排気弁22が設けられており、排気弁22は、
非通電時に開弁され、通電時に閉弁される。
FIG. 2 shows an air brake device of the braking energy regenerating system (hereinafter referred to as "auxiliary brake") 10 and a service brake (main brake) 15. When the brake pedal 7 is depressed, the amount of depression depends on the amount of depression. Air pressure is supplied from the air tank 12 to the differential pressure valve 13 through the brake valve 11 that opens. A bypass passage 31 is provided in the differential pressure valve 13, and a bypass valve (on-off solenoid valve) 19 for opening and closing the bypass passage 31 is connected in the middle of the bypass passage 31. The differential pressure valve 13 opens when the air pressure at the input port 13a becomes higher than the air pressure at the output port 13b and the differential pressure exceeds a set pressure. The bypass valve 19 is opened when not energized and closed when energized. An exhaust valve 22 is provided on the input side of the air master 16.
The valve is opened when not energized and closed when energized.

【0007】ブレーキペダル7の踏込初期における踏込
速度が大きいとき、コントロールユニット9は、バイパ
ス弁19を消勢してバイパス通路31を開き、差圧弁1
3をバイパスさせてエアマスタ16にエア圧を供給し
て、サービスブレーキ15を作動させると共に排気弁2
2の制御を行なう。すなわち、コントロールユニット9
は、バイパス通路31が開いているときには排気弁22
を閉弁し、エア通路32を大気と遮断する。これにより
ブレーキバルブ11から吐出されたエア圧がバイパス通
路31、エア通路32を通じてエアマスタ16に供給さ
れ、主ブレーキ装置17が作動する。すなわち、サービ
スブレーキ15が作動して車両が減速される。
When the stepping speed of the brake pedal 7 in the initial stage of stepping is high, the control unit 9 deactivates the bypass valve 19 to open the bypass passage 31 and the differential pressure valve 1
3, the air pressure is supplied to the air master 16 to operate the service brake 15 and the exhaust valve 2
2 is performed. That is, the control unit 9
When the bypass passage 31 is open, the exhaust valve 22
Is closed to shut off the air passage 32 from the atmosphere. Thus, the air pressure discharged from the brake valve 11 is supplied to the air master 16 through the bypass passage 31 and the air passage 32, and the main brake device 17 operates. That is, the service brake 15 operates to decelerate the vehicle.

【0008】ブレーキペダル7の踏込が一定になると、
コントロールユニット9は、バイパス弁19を付勢して
バイパス通路31を閉じる。すなわち、コントロールユ
ニット9は、エアマスタ16の入力側に設けられた圧力
センサ21からのセンサ信号の供給を受けて、そのエア
圧P2 が、エア通路32に付与すべき予圧P3 よりも大
きい(P2 >P3 )ときには排気弁22を開弁し、エア
通路32内のエア圧を大気に排出し、補助ブレーキ10
を作動させる。その後、コントロールユニット9は、エ
ア通路32のエア圧が排出されて低下しP2 ≦P3 とな
ると、排気弁22を閉弁する。
When the depression of the brake pedal 7 becomes constant,
The control unit 9 biases the bypass valve 19 to close the bypass passage 31. That is, the control unit 9 is supplied with sensor signals from the pressure sensor 21 provided on the input side of the Eamasuta 16, the air pressure P 2 is greater than the preload P 3 to be imparted to the air passage 32 ( When P 2 > P 3 ), the exhaust valve 22 is opened, the air pressure in the air passage 32 is exhausted to the atmosphere, and the auxiliary brake 10
Activate Thereafter, the control unit 9 closes the exhaust valve 22 when the air pressure in the air passage 32 is discharged and decreases to satisfy P 2 ≦ P 3 .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
ブレーキシステムにおいて、コントロールユニット9
は、ブレーキペダル7の踏込初期に排気バルブ22を閉
弁して、サービスブレーキ15を主に作動させ、その
後、ブレーキペダル7の踏込が一定になると、排気バル
ブ22を開弁して補助ブレーキ10を主に作動させ、サ
ービスブレーキ15の働きの割合を減らし補助ブレーキ
10の制動力を増すようにしている。しかしながら、排
気弁22は、コントロールユニット9から電気的に制御
されており、エアマスタ16の入力側のエア通路32に
接続されていることから、万一、排気弁22が故障し
て、排気弁22が閉弁状態でなければならないのに開弁
状態のままになると、エアマスタ16にエア圧が供給さ
れなくなり、サービスブレーキ15が動作しなくなると
いう不具合が生じる。
By the way, in the brake system configured as described above, the control unit 9
In the early stage of the depression of the brake pedal 7, the exhaust valve 22 is closed and the service brake 15 is mainly operated. Then, when the depression of the brake pedal 7 becomes constant, the exhaust valve 22 is opened and the auxiliary brake 10 is opened. Is mainly operated to reduce the working ratio of the service brake 15 and increase the braking force of the auxiliary brake 10. However, since the exhaust valve 22 is electrically controlled by the control unit 9 and is connected to the air passage 32 on the input side of the air master 16, the exhaust valve 22 fails and the exhaust valve 22 If the valve remains open when it must be closed, the air pressure will not be supplied to the air master 16 and the service brake 15 will not operate.

【0010】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れ、その目的は、サービスブレーキの作動を常に確保で
きるエアブレーキ装置を提供することにある。
[0010] The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an air brake device capable of always ensuring operation of a service brake.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のエアブレーキ装置は、ブレーキペダルに
より作動されるサービスブレーキに加えて補助ブレーキ
を備えており、ブレーキペダルによって作動されるブレ
ーキバルブとサービスブレーキのエアマスタとの間に差
圧弁を設け、この差圧弁をバイパスするバイパス通路に
バイパス弁を設ける一方、前記エアマスタの入力側に排
気弁を接続し、ブレーキペダルの踏み込み状態に応じ、
前記バイパス弁及び排気弁の開閉を制御して、補助ブレ
ーキとサービスブレーキとの制御に寄与する割合を可変
するようにしたエアブレーキ装置において、前記エアマ
スタの入力側と前記排気弁との間にコントロールバルブ
を設け、コントロールバルブは、ブレーキバルブの出口
からエア圧の供給を受け、このエア圧が所定圧以上に達
したとき、エアマスタから排気弁に向かうエアの流れを
遮断する。
In order to achieve the above object, an air brake device according to the present invention includes an auxiliary brake in addition to a service brake operated by a brake pedal, and a brake operated by the brake pedal. A differential pressure valve is provided between the valve and the air master of the service brake, and a bypass valve is provided in a bypass passage that bypasses the differential pressure valve, while an exhaust valve is connected to an input side of the air master, and according to a depression state of a brake pedal,
In the air brake device, which controls the opening and closing of the bypass valve and the exhaust valve so as to vary the ratio contributing to the control of the auxiliary brake and the service brake, a control is provided between the input side of the air master and the exhaust valve. A valve is provided, and the control valve receives supply of air pressure from an outlet of the brake valve, and when the air pressure reaches a predetermined pressure or more, shuts off the flow of air from the air master to the exhaust valve.

【0012】[0012]

【作用】この発明のコントロールバルブによれば、ブレ
ーキバルブの出口側からの所定圧のエア圧の供給をうけ
て、エアマスタの入口側から排気弁へのエア圧の流れを
遮断し動作する。
According to the control valve of the present invention, the air pressure of a predetermined pressure is supplied from the outlet side of the brake valve to cut off the flow of the air pressure from the inlet side of the air master to the exhaust valve.

【0013】[0013]

【実施例】以下この発明の一実施例を図3及び図4に基
づいて詳細に説明する。なお、図2と同一部材には、同
一符号を付してある。図3においてエアブレーキ装置の
ブレーキバルブ11は、入力ポートがエアタンク12
に、出力ポートがエア通路30により差圧弁13の入力
ポート13aに接続されており、この差圧弁13の出力
ポート13bは、バイパス弁20及びエア通路32を介
してサービスブレーキ15のエアマスタ16に接続可能
とされている。そして、エアマスタ16は、主ブレーキ
装置17に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. The same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 3, an input port of the brake valve 11 of the air brake device is an air tank 12.
The output port is connected to the input port 13a of the differential pressure valve 13 by an air passage 30. The output port 13b of the differential pressure valve 13 is connected to the air master 16 of the service brake 15 through the bypass valve 20 and the air passage 32. It is possible. The air master 16 is connected to the main brake device 17.

【0014】エア通路30には圧力センサ14が取付ら
れており、差圧弁13にはバイパス通路31が設けられ
ている。バイパス通路31は、一端がエア通路30の圧
力センサ14の下流側に接続されており、他端がバイパ
ス弁20及びエア通路32を介してエアマスタ16に接
続可能とされている。圧力センサ14、バイパス弁20
は、コントロールユニット(C/U)9に接続されてお
り、このコントロールユニット9には補助ブレーキ10
が電気的に接続されている。
The air passage 30 is provided with a pressure sensor 14, and the differential pressure valve 13 is provided with a bypass passage 31. The bypass passage 31 has one end connected to the air passage 30 downstream of the pressure sensor 14, and the other end connected to the air master 16 via the bypass valve 20 and the air passage 32. Pressure sensor 14, bypass valve 20
Is connected to a control unit (C / U) 9, which has an auxiliary brake 10
Are electrically connected.

【0015】ブレーキバルブ11は、ブレーキペダル7
の踏込量に応じて開弁し、エアタンク12内のエア圧を
エア通路30に供給する。差圧弁13は、入力ポート1
3aのエア圧が出力ポート13bのエア圧よりも高くな
り、その差圧が設定圧を超えると開弁してエアマスタ1
6側にエア圧を供給する。エアマスタ16は、エアタン
ク12側から供給されるエア圧に応じて主ブレーキ装置
17を駆動して車輪に制動力を付与する。圧力センサ1
4は、エア通路30のエア圧(一次側エア圧)P1 を検
出して対応するセンサ信号(ブレーキ信号)を出力して
コントロールユニット9に供給する。
The brake valve 11 is connected to the brake pedal 7
The valve is opened in accordance with the amount of depression of the valve, and the air pressure in the air tank 12 is supplied to the air passage 30. The differential pressure valve 13 is connected to the input port 1
When the air pressure of the air master 3a becomes higher than the air pressure of the output port 13b and the differential pressure exceeds the set pressure, the valve opens and the air master 1
Air pressure is supplied to the 6 side. The air master 16 drives the main brake device 17 according to the air pressure supplied from the air tank 12 to apply a braking force to the wheels. Pressure sensor 1
4 detects the air pressure (primary-side air pressure) P 1 in the air passage 30, outputs a corresponding sensor signal (brake signal), and supplies it to the control unit 9.

【0016】バイパス弁20は、4ポート2位置の電磁
方向切換弁で、コントロールユニット9により切換制御
され、ソレノイド20sが消勢されているときには復帰
スプリングのばね力により休止位置20Aに切り換えら
れ、ソレノイド20sが付勢されると作動位置20Bに
切り換えられる。そして、バイパス弁20は、休止位置
20Aに切り換えられると、差圧弁13の出力ポート1
3b側を閉じると共にバイパス通路31とエアマスタ1
6とを接続し、一方、作動位置20Bに切り換えられる
と、差圧弁13の出力ポート13bとエアマスタ16と
を接続すると共にバイパス通路31を閉じる。
The bypass valve 20 is a 4-port, 2-position electromagnetic directional switching valve, which is controlled by the control unit 9 to be switched to the rest position 20A by the spring force of the return spring when the solenoid 20s is deenergized. When 20s is energized, it is switched to the operating position 20B. When the bypass valve 20 is switched to the rest position 20A, the output port 1 of the differential pressure valve 13
3b and the bypass passage 31 and the air master 1
6 is switched to the operating position 20B, the output port 13b of the differential pressure valve 13 and the air master 16 are connected, and the bypass passage 31 is closed.

【0017】バイパス弁20の吐出ポートとエアマスタ
16の入力ポートとを接続するエア通路32には圧力セ
ンサ21が設けられている。この圧力センサ21は、エ
アマスタ16に供給されるエア圧(二次側エア圧)P2
を検出して対応するセンサ信号をコントロールユニット
9に供給する。エア通路32には、コントロールバルブ
23を介して排気弁22が接続されており、エア通路3
2のエア圧P2 が調節できるようになっている。この排
気弁22は、電磁開閉弁で、そのソレノイド22sは、
コントロールユニット9に接続されている。また、排気
弁22は、ソレノイド22sが消勢されているときには
休止位置22Aに切り換えられてエア通路32を大気と
遮断し、付勢されると作動位置22Bに切り換えられて
エア通路32を大気に連通させる。
A pressure sensor 21 is provided in an air passage 32 connecting the discharge port of the bypass valve 20 and the input port of the air master 16. The pressure sensor 21 detects the air pressure (secondary air pressure) P 2 supplied to the air master 16.
And supplies a corresponding sensor signal to the control unit 9. The exhaust valve 22 is connected to the air passage 32 via a control valve 23.
Air pressure P 2 of 2 is adapted to be adjusted. This exhaust valve 22 is an electromagnetic on-off valve, and its solenoid 22s is
It is connected to the control unit 9. When the solenoid 22s is deenergized, the exhaust valve 22 is switched to the rest position 22A to shut off the air passage 32 from the atmosphere. When the exhaust valve 22 is energized, the exhaust valve 22 is switched to the operating position 22B and changes the air passage 32 to the atmosphere. Communicate.

【0018】コントロールバルブ23は、制御ポート2
3aがブレーキ弁11の出口側のバイパス通路31の途
中にエア通路34を介して接続され、入力ポート23b
がエアマスタの入口側のエア通路32に接続され、出力
ポート23dが排気弁22に接続されている。このコン
トロールバルブ23は、制御ポート23aに供給される
エア圧が設定圧以上となると、入力ポート23bと出力
ポート23dとを閉弁してエア通路32から排気弁22
に至るエア通路33を遮断し、一方、制御ポート23a
に供給されるエア圧が設定圧より低いと、入力ポート2
3bと出力ポート23dとの間を開弁してエア通路32
から排気弁22へのエア通路33を開く。
The control valve 23 is connected to the control port 2
3a is connected to the middle of the bypass passage 31 on the outlet side of the brake valve 11 via the air passage 34, and is connected to the input port 23b.
Is connected to the air passage 32 on the inlet side of the air master, and the output port 23 d is connected to the exhaust valve 22. The control valve 23 closes the input port 23b and the output port 23d when the air pressure supplied to the control port 23a becomes equal to or higher than the set pressure, and closes the exhaust valve 22 from the air passage 32.
Air passage 33 leading to the control port 23a.
If the air pressure supplied to the
3b and the output port 23d are opened to open the air passage 32.
The air passage 33 from the to the exhaust valve 22 is opened.

【0019】ここで、コントロールバルブ23の実例を
図4に基づいて説明する。図4に示すように、コントロ
ールバルブ23はバルブハウジングを備え、バルブハウ
ジングには前述した制御ポート23a、入力ポート23
b及び出力ポート23dに加えて、第4ポート23cが
設けられており、第4ポート23cは、エア通路32に
接続されている。バルブハウジング内には、制御ポート
23aに連なる第1シリンダ孔40、また、第4ポート
23cに連なる第2シリンダ孔41がそれぞれ形成され
ている。第1シリンダ孔40と第2シリンダ孔41との
間には第3シリンダ孔42が形成されている。第3シリ
ンダ孔42の一方の開口部は、第1シリンダ孔40内に
突出して位置付けられ、他方の開口端は第2シリンダ孔
41に接続されている。また、第1シリンダ孔40は出
力ポート23dに連通され、第3シリンダ孔42は入力
ポート23bに連通されている。
Here, an example of the control valve 23 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the control valve 23 includes a valve housing, and the control port 23a and the input port 23 described above are provided in the valve housing.
In addition to b and the output port 23d, a fourth port 23c is provided, and the fourth port 23c is connected to the air passage 32. A first cylinder hole 40 connected to the control port 23a and a second cylinder hole 41 connected to the fourth port 23c are formed in the valve housing. A third cylinder hole 42 is formed between the first cylinder hole 40 and the second cylinder hole 41. One opening of the third cylinder hole 42 is positioned so as to protrude into the first cylinder hole 40, and the other opening end is connected to the second cylinder hole 41. The first cylinder hole 40 communicates with the output port 23d, and the third cylinder hole 42 communicates with the input port 23b.

【0020】第1及び第3シリンダ孔40,42には、
ピストン機構が収容されており、このピストン機構は、
図4に示すように、主にピストン43とピストンばね4
4からなっている。ピストン43は、大ピストン部43
aと小ピストン部43bからなり、また、小ピストン部
43bは管体からなっている。小ピストン部43bと大
ピストン部43aとの段差となった部位には、小ピスト
ン部43bの径方向に貫通した孔46が設けられてい
る。そして、ピストン43の大ピストン部43aは、O
リング47を介して第1シリンダ孔40に嵌合され、小
ピストン部43bもOリング48を介して第3シリンダ
孔42に嵌合されている。そして、ピストン43は、第
1及び第3シリンダ孔40,42内を上下に摺動可能と
されている。小ピストン部43bの開口端側の先端部
は、その第3シリンダ孔42より径が小さくなってい
る。ピストン43は、通常、ピストンばね44に押され
て制御ポート23a側に位置されており、このとき、小
ピストン部43bの開口端は、第2シリンダ孔41の前
記他方の開口端よりも少し手前に位置され、後述する弁
体機構の弁体50には当接されていない。
In the first and third cylinder holes 40 and 42,
A piston mechanism is housed, and this piston mechanism
As shown in FIG. 4, mainly the piston 43 and the piston spring 4
It consists of four. The piston 43 has a large piston portion 43.
a and a small piston portion 43b, and the small piston portion 43b is formed of a tubular body. A hole 46 penetrating in the radial direction of the small piston portion 43b is provided in a portion where a step is formed between the small piston portion 43b and the large piston portion 43a. The large piston portion 43a of the piston 43 is O
The small piston portion 43b is also fitted into the third cylinder hole 42 via the O-ring 48 via the ring 47. The piston 43 can slide up and down in the first and third cylinder holes 40 and 42. The distal end on the opening end side of the small piston portion 43b has a smaller diameter than the third cylinder hole 42. The piston 43 is normally positioned on the control port 23a side by being pushed by the piston spring 44, and at this time, the open end of the small piston portion 43b is slightly before the other open end of the second cylinder hole 41. And is not in contact with a valve body 50 of a valve body mechanism described later.

【0021】一方、第4ポート23cの第2シリンダ孔
41には、弁体機構が収容されている。弁体機構は弁体
50と弁体ばね51からなっており、その弁体50は、
通常、弁体ばね51に押されて第2シリンダ孔41と第
3シリンダ孔42との間に形成された弁口を塞いでい
る。また、この弁体50は、前記ピストン43の小ピス
トン部43bの開口端に当接されて押し下げ可能となっ
ている。図4中52は弁体50のストッパを示す。
On the other hand, a valve body mechanism is accommodated in the second cylinder hole 41 of the fourth port 23c. The valve body mechanism includes a valve body 50 and a valve body spring 51, and the valve body 50 is
Normally, a valve opening formed between the second cylinder hole 41 and the third cylinder hole 42 is closed by being pushed by the valve body spring 51. The valve body 50 is in contact with the open end of the small piston portion 43b of the piston 43 and can be pushed down. In FIG. 4, reference numeral 52 denotes a stopper of the valve body 50.

【0022】このコントロールバルブ23は、制御ポー
ト23aに供給される制御圧(エア圧)が所定圧Ps未
満のとき、ピストン機構のピストン43はピストンばね
44に上方に押されて制御ポート23a方向に位置し
て、入力ポート23bと出力ポート23dとの間は、小
ピストン部43bの開口端からその内部通路、孔46及
び第1シリンダ孔40内を通じて接続されている。ま
た、制御ポート23aの制御圧(エア圧)が所定圧Ps
以上となると、ピストン43は押し下げられ、その小ピ
ストン部43bの開口端は弁体機構の弁体50に当接さ
れて、この開口端が閉じられ、入力ポート23bから出
力ポート23dへの接続通路が遮断される。更に、ピス
トン43が押し下げられると、小ピストン部43bの孔
46は、第3シリンダ孔42内に没入して塞がれる。
When the control pressure (air pressure) supplied to the control port 23a is lower than the predetermined pressure Ps, the control valve 23 pushes the piston 43 of the piston mechanism upward by the piston spring 44 to move in the direction of the control port 23a. The small piston portion 43b is connected between the input port 23b and the output port 23d from the open end of the small piston portion 43b through the internal passage, the hole 46, and the first cylinder hole 40. The control pressure (air pressure) of the control port 23a is equal to the predetermined pressure Ps.
Then, the piston 43 is pushed down, the open end of the small piston portion 43b is brought into contact with the valve body 50 of the valve body mechanism, the open end is closed, and the connection passage from the input port 23b to the output port 23d. Is shut off. When the piston 43 is further pushed down, the hole 46 of the small piston portion 43b is immersed in the third cylinder hole 42 and closed.

【0023】以上説明したコントロールバルブは23の
開閉動作は、図5に示すグラフからも明らかであるが、
コントロールバルブ23が閉から開の状態に移るとき、
弁体50と小ピストン43bの開口端との関係から、ヒ
ステリシス作用がある。コントロールユニット9は、圧
力センサ14からセンサ信号が供給されると補助ブレー
キ10を制御すると共にバイパス弁20を制御する。コ
ントロールユニット9は、圧力センサ14からのセンサ
信号の変化により、ブレーキバルブ11から吐出される
エア圧の変化量、すなわち、ブレーキペダル7の踏込速
度を求め、この踏込速度が遅く所定値よりも小さい時に
はバイパス弁20を付勢してバイパス通路31を閉じ、
踏込速度が速く所定値よりも大きいときにはバイパス弁
20を消勢してバイパス通路31を開く。
The opening and closing operation of the control valve 23 described above is clear from the graph shown in FIG.
When the control valve 23 moves from the closed state to the open state,
There is a hysteresis effect due to the relationship between the valve body 50 and the open end of the small piston 43b. When a sensor signal is supplied from the pressure sensor 14, the control unit 9 controls the auxiliary brake 10 and controls the bypass valve 20. The control unit 9 obtains a change amount of the air pressure discharged from the brake valve 11, that is, a stepping speed of the brake pedal 7 based on a change in the sensor signal from the pressure sensor 14, and the stepping speed is slow and smaller than a predetermined value. Sometimes, the bypass valve 20 is urged to close the bypass passage 31,
When the stepping speed is higher than a predetermined value, the bypass valve 20 is deenergized and the bypass passage 31 is opened.

【0024】また、コントロールユニット9は、圧力セ
ンサ21からのセンサ信号により排気弁22を制御して
エア通路32のエア圧P2 を所定圧P3 に制御する。こ
の所定圧P3 は、ブレーキペダル7の踏み増し時におけ
るサービスブレーキ15の応答遅れを少なくするための
予圧P3 で、例えば、0.1 〜0.4 kg/cm2程度の低いエア
圧である。
The control unit 9 controls the exhaust valve 22 based on a sensor signal from the pressure sensor 21 to control the air pressure P 2 in the air passage 32 to a predetermined pressure P 3 . The predetermined pressure P 3 is a pre-pressure P 3 for reducing the response delay of the service brake 15 when the brake pedal 7 is further depressed, and is a low air pressure of, for example, about 0.1 to 0.4 kg / cm 2 .

【0025】ブレーキバルブ11は、ブレーキペダル7
が解放されているときには閉弁されており、圧力センサ
14は、信号を出力しない。そして、コントロールユニ
ット9は、補助ブレーキ10を非作動状態に保持すると
共にバイパス弁20を消勢している。バイパス弁20
は、消勢されているときには休止位置20A(図3)に
切り換えられており、差圧弁13の出力ポート13b側
が閉じられ、バイパス通路31がエアマスタ16に接続
されている。
The brake valve 11 is provided for the brake pedal 7
Is closed when is released, and the pressure sensor 14 does not output a signal. The control unit 9 holds the auxiliary brake 10 in a non-operating state and deenergizes the bypass valve 20. Bypass valve 20
Is switched to the rest position 20A (FIG. 3) when the power is deenergized, the output port 13b side of the differential pressure valve 13 is closed, and the bypass passage 31 is connected to the air master 16.

【0026】ブレーキペダル7が踏み込まれるとこれに
応じてブレーキバルブ11が開弁し、エアタンク12内
のエア圧がエア通路30に供給される。圧力センサ14
は、この一次側のエア圧力を検出して対応するセンサ信
号をコントロールユニット9に供給する。コントロール
ユニット9は、圧力センサ14から供給されるセンサ信
号により補助ブレーキ10を作動させて、制動エネルギ
の回収を始めると共に、バイパス弁20を付勢して作動
位置20Bに切り換え、バイパス通路31を遮断し、差
圧弁13の出力ポート13bとエア通路32とを接続す
る。そして、差圧弁13が開弁するまでサービスブレー
キ15は作動せず、補助ブレーキ10のみにより制動力
が付与される。
When the brake pedal 7 is depressed, the brake valve 11 opens in response to this, and the air pressure in the air tank 12 is supplied to the air passage 30. Pressure sensor 14
Detects the air pressure on the primary side and supplies a corresponding sensor signal to the control unit 9. The control unit 9 activates the auxiliary brake 10 in response to a sensor signal supplied from the pressure sensor 14 to start recovery of braking energy, and at the same time, urges the bypass valve 20 to switch to the operating position 20B and shuts off the bypass passage 31. Then, the output port 13b of the differential pressure valve 13 and the air passage 32 are connected. The service brake 15 does not operate until the differential pressure valve 13 is opened, and a braking force is applied only by the auxiliary brake 10.

【0027】ブレーキペダル7の踏込初期における踏込
速度が大きいとき、コントロールユニット9は、バイパ
ス弁20を消勢してバイパス通路31を開き、差圧弁1
3をバイパスしてエアマスタ16にエア圧を直接に供給
して、サービスブレーキ15を直ちに作動させると共に
排気弁22の制御を行なう。すなわち、コントロールユ
ニット9は、バイパス通路31が開いているときには、
排気弁22を休止位置22Aに切り換えて閉弁し、エア
通路32を大気と遮断する。これによりブレーキバルブ
11から吐出されたエア圧は大気に逃げることなくバイ
パス通路31、エア通路32を通してエアマスタ16に
供給され、主ブレーキ装置17が作動、すなわち、サー
ビスブレーキ15が作動して車両が減速される。
When the depression speed of the brake pedal 7 in the initial stage of the depression is high, the control unit 9 deactivates the bypass valve 20 to open the bypass passage 31, and the differential pressure valve 1
The air pressure is directly supplied to the air master 16 by bypassing 3 to immediately activate the service brake 15 and control the exhaust valve 22. That is, when the bypass passage 31 is open, the control unit 9
The exhaust valve 22 is switched to the rest position 22A and closed, and the air passage 32 is shut off from the atmosphere. As a result, the air pressure discharged from the brake valve 11 is supplied to the air master 16 through the bypass passage 31 and the air passage 32 without escaping to the atmosphere, and the main brake device 17 operates, that is, the service brake 15 operates to decelerate the vehicle. Is done.

【0028】そして、ブレーキペダル7の踏込が一定に
なるとコントロールユニット9は、バイパス弁20を付
勢してバイパス通路31を閉じる。この後、コントロー
ルユニット9は、二次側エア圧P2 が、エア通路32に
付与すべき予圧P3 よりも大きくなると(P2
3 )、排気弁22を付勢して作動位置22Bに切り換
えて開弁し、エア通路32内のエア圧(二次側エア圧)
2 をコントロールバルブ23を介して大気に排出させ
る。また、コントロールユニット9は、エア通路32の
エア圧が排出されて低下しP2 ≦P3 となると、排気弁
22を閉弁して、エアブレーキ装置の制御を終了する。
When the depression of the brake pedal 7 is constant, the control unit 9 urges the bypass valve 20 to close the bypass passage 31. Thereafter, the control unit 9, the secondary-side air pressure P 2 is greater than the preload P 3 to be given to the air passage 32 when (P 2>
P 3 ), the exhaust valve 22 is urged to switch to the operating position 22B, and the valve is opened, and the air pressure in the air passage 32 (secondary air pressure)
P 2 is discharged to the atmosphere via the control valve 23. Further, when the air pressure in the air passage 32 is discharged and reduced to P 2 ≦ P 3 , the control unit 9 closes the exhaust valve 22 and ends the control of the air brake device.

【0029】万一、排気弁22が故障して、閉弁状態で
なければならないのに開弁状態になっていたとしても、
ブレーキペダル7の踏み込みが一定になり、バイパス弁
20が作動位置20Bに切換えられると、コントロール
バルブ23の制御ポート23aには、ブレーキバルブ1
1の出口側からエア通路34を介して供給されるエア圧
の立ち上げが可能となり、このエア圧すなわち制御圧が
所定圧以上になると、コントロールバルブ23のピスト
ン43が押し下げられて、入力ポート23bと出力ポー
ト23dとの間が閉弁される。この結果、エアマスタ1
6から排気弁22へのエア通路33は遮断されるので、
サービスブレーキ(主ブレーキ)15の作動は確実に確
保される。
Even if the exhaust valve 22 fails and must be in the open state when it must be in the closed state,
When the depression of the brake pedal 7 becomes constant and the bypass valve 20 is switched to the operating position 20B, the brake valve 1 is connected to the control port 23a of the control valve 23.
1, the air pressure supplied from the outlet side through the air passage 34 can be raised, and when this air pressure, that is, the control pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the piston 43 of the control valve 23 is pushed down and the input port 23b And the output port 23d is closed. As a result, the air master 1
Since the air passage 33 from 6 to the exhaust valve 22 is shut off,
The operation of the service brake (main brake) 15 is reliably ensured.

【0030】なお、排気弁22の制御は、開閉動作の判
断基準である予圧P3 に替えて一次側エア圧P1 と差圧
弁13の設定圧P0 との差(P1 −P0 )とし、(P2
>P 1 −P0 )、又は(P2 ≦P1 −P0 )の判別を行
ない、二次側エア圧P2 を設定圧P0 以下に下げ、補助
ブーキ10と併用してサービスブレーキをわずかに作動
させるようにしてもよい。
The control of the exhaust valve 22 is determined by the open / close operation.
Preload P which is the breaking referenceThreePrimary air pressure P instead of1And differential pressure
Set pressure P of valve 130Difference (P1−P0) And (PTwo
> P 1−P0) Or (PTwo≤P1−P0)
No, secondary air pressure PTwoSet pressure P0Lower to below, auxiliary
Slightly activates service brake in conjunction with bouquet 10
You may make it do.

【0031】なお、上記実施例においては、バイパス弁
20として4ポート2位置の電磁方向切換弁を使用した
が、これに限るものではなく、図2に示すようにバイパ
ス通路を単に開閉させる電磁弁を使用してもよいことは
勿論である。また、図4に示した4ポート式のコントロ
ールバルブ23の代わりに、単に3ポート式のシーケン
ス弁を用いてもよい。
In the above embodiment, a 4-port 2-position electromagnetic directional control valve is used as the bypass valve 20. However, the present invention is not limited to this, and the electromagnetic valve merely opens and closes the bypass passage as shown in FIG. Of course, may be used. Further, instead of the 4-port control valve 23 shown in FIG. 4, a 3-port sequence valve may be used.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のエアブ
レーキ装置によれば、エアマスタの入力側と排気弁とを
接続する通路の間にコントロールバルブを設けたことに
より、万一排気バルブが故障して、閉弁状態でなければ
ならないのに開弁状態になっていたとしても、ブレーキ
バルブの出口側のエア圧が所定圧以上になるとき、コン
トロールバルブはそのエア圧の供給を受けて、エアマス
タの入口側から排気弁へのエア圧の流れを遮断し動作す
ることから、エアマスタに供給すべきエア圧の排気弁へ
の流出が防止され、サービスブレーキの作動は確実に確
保されるなど安全性の向上が図れるという効果がある。
As described above, according to the air brake device of the present invention, since the control valve is provided between the passage connecting the input side of the air master and the exhaust valve, the exhaust valve may fail. Then, even if the valve is in the open state although it must be in the closed state, when the air pressure on the outlet side of the brake valve becomes higher than a predetermined pressure, the control valve receives the supply of the air pressure, Since the air master operates by shutting off the flow of air pressure from the inlet side of the air master to the exhaust valve, the air pressure to be supplied to the air master is prevented from flowing out to the exhaust valve, and the operation of the service brake is securely ensured. There is an effect that the performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】制動エネルギ回生システムの概要を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a braking energy regeneration system.

【図2】図1の制動エネルギ回生システムを装備した車
両のエアブレーキ装置を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an air brake device of a vehicle equipped with the braking energy regeneration system of FIG. 1;

【図3】この発明に係るエアブレーキ装置の一実施例を
示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing one embodiment of an air brake device according to the present invention.

【図4】コントロールバルブの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a control valve.

【図5】コントロールバルブの開閉動作を示すグラフで
ある。
FIG. 5 is a graph showing an opening and closing operation of a control valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車軸 2 ギヤボックス 3 油圧ポンプ・モータ 4 作動油タンク 5 切換弁 6 アキュームレータ 7 ブレーキペダル 8 アクセルペダル 9 コントロールユニット 10 制動エネルギ回生システム(補助ブレーキ) 11 ブレーキバルブ 13 差圧弁 14、21 圧力センサ 15 サービスブレーキ(主ブレーキ) 16 エアマスタ 17 主ブレーキ装置 19,20 バイパス弁(電磁弁) 22 排気弁 23 コントロールバルブ 23a 制御ポート 23b 入力ポート 23c 第4ポート 24d 出力ポート 30、32、33、34 エア通路 31 バイパス通路 40 第1シリンダ孔 41 第2シリンダ孔 42 第3シリンダ孔 43 ピストン 50 弁体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axle 2 Gear box 3 Hydraulic pump / motor 4 Hydraulic oil tank 5 Switching valve 6 Accumulator 7 Brake pedal 8 Accelerator 9 Control unit 10 Braking energy regeneration system (auxiliary brake) 11 Brake valve 13 Differential pressure valve 14, 21 Pressure sensor 15 Service Brake (main brake) 16 Air master 17 Main brake device 19, 20 Bypass valve (solenoid valve) 22 Exhaust valve 23 Control valve 23a Control port 23b Input port 23c Fourth port 24d Output port 30, 32, 33, 34 Air passage 31 Bypass Passage 40 First cylinder hole 41 Second cylinder hole 42 Third cylinder hole 43 Piston 50 Valve element

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ブレーキペダルにより作動されるサービ
スブレーキに加えて補助ブレーキを備えており、 ブレーキペダルによって作動されるブレーキバルブとサ
ービスブレーキのエアマスタとの間に差圧弁を設け、こ
の差圧弁をバイパスするバイパス通路にバイパス弁を設
ける一方、前記エアマスタの入力側に排気弁を接続し、
ブレーキペダルの踏み込み状態に応じ、前記バイパス弁
及び排気弁の開閉を制御して、補助ブレーキとサービス
ブレーキとの制御に寄与する割合を可変するようにした
エアブレーキ装置において、 前記エアマスタの入力側と前記排気弁との間にコントロ
ールバルブを設け、コントロールバルブは、ブレーキバ
ルブの出口からエア圧の供給を受け、このエア圧が所定
圧以上に達したとき、エアマスタから排気弁に向かうエ
アの流れを遮断することを特徴とするエアブレーキ装
置。
An auxiliary brake is provided in addition to a service brake operated by a brake pedal. A differential pressure valve is provided between a brake valve operated by the brake pedal and an air master of the service brake, and the differential pressure valve is bypassed. While providing a bypass valve in the bypass passage to connect an exhaust valve to the input side of the air master,
An air brake device that controls the opening and closing of the bypass valve and the exhaust valve in accordance with the depressed state of a brake pedal to vary the rate of contribution to the control of the auxiliary brake and the service brake. A control valve is provided between the exhaust valve and the control valve. The control valve receives supply of air pressure from an outlet of the brake valve. When the air pressure reaches a predetermined pressure or more, the control valve controls the flow of air from the air master to the exhaust valve. An air brake device characterized by shutting off.
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