JP2871303B2 - エアブレーキシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補助ブレーキを備えた
車両のエアブレーキシステムに関する。

【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。

【０００３】図１は、補助ブレーキとしての蓄圧式の制
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３ｂ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。

【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を通し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
れにより減速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。そして、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。

【０００５】発進・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、アキュームレータ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
・加速時における排出ガス中のＮＯ_X、ＣＯ₂の低減、燃
費、黒煙の低減等が図られる。この制動エネルギ回生シ
ステム１０は、発進・停止の多い市街地を走行する路線
バス等に有効である。

【０００６】図２は、サービスブレーキ１５としてエア
ブレーキを使用し、補助ブレーキとして図１に示す制動
エネルギ回生システム１０を使用したブレーキシステム
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を通してエアタンク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１８が設けられ、途中にバイパス通路１８
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
が出力側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。

【０００７】コントロールユニット９は、ブレーキバル
ブ１１の吐出圧を検出する圧力センサ１４から信号（ブ
レーキ信号）が入力されると制動エネルギ回生システム
（以下「補助ブレーキ」という）１０を作動させると共
に、バイパス弁１９を閉弁させてバイパス通路１８を閉
塞する。そして、差圧弁１３が作動する前即ち、サービ
スブレーキ１５が作動する前に補助ブレーキ１０を作動
させて制動エネルギを有効に回収し得るようになってい
る。このとき車両は、補助ブレーキ１０により制動され
る。

【０００８】ブレーキペダル７の踏込量が多くなりブレ
ーキバルブ１１から吐出されるエア圧が差圧弁１３の設
定圧を超えると、当該差圧弁１３が開弁してエアマスタ
１６にエア圧を供給する。この結果、エアマスタ１６が
作動して主ブレーキ装置１７を駆動する。即ち、サービ
スブレーキ１５が作動する。尚、このときは補助ブレー
キ１０も作動している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】差圧弁１３は、図３の
ように構成されており、バイパス回路が無い場合には入
力ポート１３ａ側の圧力の方が出力ポート１３ｂ側の圧
力よりも差圧分だけ大きいために弁体１３ｃが図中下方
に撓み、排出ポート１３ｅの開口端は、当該弁体１３ｃ
により閉塞される。入力ポート１３ａ側の圧力が低下し
て出力ポート１３ｂ側の圧力との差圧が設定された所定
圧以下になると、弁体１３ｃは、スプリング１３ｄのば
ね力により押し上げられ、入力ポート１３ａ側と出力ポ
ート１３ｂ側とが弁体１３ｃで閉塞されると同時に、当
該弁体１３ｃと排出ポート１３ｅとの間の隙間から出力
ポート１３ｂ側の圧が大気に排出される。

【００１０】しかしながら、差圧弁１３に前述したよう
なバイパス通路１８を設けた場合バイパス弁１９が開弁
している時には、入力ポート１３ａ側と出力ポート１３
ｂ側の両方に略同じ圧力が作用するためにこれら両ポー
ト間の圧力差が殆ど無くなり、弁体１３ｃにより排気ポ
ート１３ｅの開口端を押え付けることができなくなる。
即ち、弁体１３ｃのシール性が低下して排気ポート１３
ｅを閉塞することができなくなり、出力ポート１３ｂ側
から排出ポート１３ｅ側にエアが逆流して漏れる場合が
ある。このエア漏れは、サービスブレーキの性能には何
ら問題無いが、騒音の原因となり、特に、停車時の静か
な時には耳障りとなる。

【００１１】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、ブレーキバルブからエアマスタに差圧弁のバイパス
通路を通してエア圧を供給するときに前記差圧弁の入力
側と出力側とを完全に切り離して当該差圧弁の排出ポー
トからのエア漏れを防止するようにしたエアブレーキシ
ステムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、ブレーキペダルの踏み込み量に
応じたエア圧を出力するブレーキバルブとエアマスタと
の間の通路に介装され、前記ブレーキバルブの出力側の
エア圧と前記エアマスタ側のエア圧との差圧が設定圧を
超えたときに前記ブレーキバルブのエア圧を前記エアマ
スタ側に供給可能な差圧弁と、前記差圧弁に並列に接続
され前記ブレーキバルブのエア圧を前記エアマスタに供
給可能なバイパス通路と、前記差圧弁からのエア圧と前
記バイパス通路からのエア圧との何れか一方を選択的に
出力して前記エアマスタに供給する切換弁と、前記ブレ
ーキバルブからエア圧が出力されると作動される補助ブ
レーキとを備えたことを特徴とする。 請求項２の発明で
は、前記切換弁を前記バイパス通路からのエア圧を前記
エアマスタに供給する状態に付勢する付勢手段と、前記
付勢手段に抗して前記切換弁を前記差圧弁からのエア圧
を前記エアマスタに供給する状態に切り換える弁切換手
段とを有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】ブレーキバルブが作動すると補助ブレーキを制
御すると共に切換弁を制御して差圧弁をエアマスタに接
続し、バイパス通路を閉塞する。これにより差圧弁が作
動する即ち、サービスブレーキが作動する前に補助ブレ
ーキが作動して制動エネルギを有効に回収する。ブレー
キバルブの吐出圧が所定圧を超えると差圧弁が開弁し
て、サービスブレーキが作動する。切換弁によりバイパ
ス通路がブレーキマスタに接続されるときには、差圧弁
の出力側が閉塞され、ブレーキバルブから吐出されたエ
ア圧は、バイパス通路を通してエアマスタに供給され
る。これにより差圧弁の入力側と出力側とが完全に切り
離され、当該差圧弁の出力側から排出側へのエアの漏出
が防止される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図２と同一部材には、同一符号を付して
ある。図４においてエアブレーキシステム１０のブレー
キバルブ１１は、入力ポートがエアタンク１２に、吐出
ポートがエア通路３０により差圧弁１３の入力ポート１
３ａに接続されており、当該差圧弁１３の出力ポート１
３ｂは、バイパス弁２０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。

【００１５】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、当該コントロ
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。

【００１６】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、エア通路３０の
エア圧がエアマスタ１６の入力側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１６
にエア圧を供給する。エアマスタ１６は、エアタンク１
２から差圧弁１３を通して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１４は、エア通路３０のエア圧を検出して対
応する圧力信号（ブレーキ信号）を出力してコントロー
ルユニット９に加える。

【００１７】バイパス弁２０は、三方電磁弁でコントロ
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
り位置２０Ａに切り換えられ、ソレノイド２０ｓが付勢
されると位置２０Ｂに切り換えられる。そして、バイパ
ス弁２０は、位置２０Ａに切り換えられると、差圧弁１
３の出力ポート１３ｂを遮断すると共にバイパス通路３
１とエアマスタ１６とを接続し、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を遮断する。

【００１８】コントロールユニット９は、圧力センサ１
４からの信号に応じて補助ブレーキ１０を作動させると
共にバイパス弁２０を付勢し、通常の減速時にはサービ
スブレーキが作動する前に補助ブレーキ１０を作動させ
て制動エネルギを有効に回収させ、急制動時には補助ブ
レーキ１０とサービスブレーキ１５とを同時に作動させ
て制動力を大きくする。

【００１９】以下に作用を説明する。ブレーキバルブ１
１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位置
２０Ａに切り換えられており、差圧弁１３の出力ポート
１３ｂが遮断され、バイパス通路３１がエアマスタ１６
に接続されている。

【００２０】ブレーキペダル７が僅かに踏み込まれる
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。この
ときのエア圧は、差圧弁１３の設定圧よりも低く、当該
差圧弁１３は、閉弁状態に保持されている。圧力センサ
１４は、この圧力を検出して対応する信号をコントロー
ルユニット９に加える。

【００２１】コントロールユニット９は、圧力センサ１
４から入力される信号に応じて補助ブレーキ１０を作動
させると共に、バイパス弁２０を付勢して位置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とエアマスタ１６とを接続する。この結
果、差圧弁１３は、入力ポート１３ａ側と出力ポート１
３ｂ側とが完全に遮断され、出力ポート１３ｂ側にエア
圧力が供給されなくなり、シール性が保持され、排出ポ
ートからのエア漏れが防止される。このときエアマスタ
１６は、作動せず、従って、サービスブレーキ１５は、
作動しない。一方、補助ブレーキ１０は、圧力センサ１
４から入力される信号に応じてコントロールユニット９
により制御され当該車両を減速させながら制動エネルギ
を有効に回収する。そして、車両は、補助ブレーキ１０
のみにより減速される。

【００２２】車両が補助ブレーキ１０のみによる制動中
にブレーキペダル７が深く踏み込まれると、これに伴い
ブレーキバルブ１１が開弁し、エア通路３０のエア圧が
上昇する。そして、このエア圧が差圧弁１３の開弁圧を
超えると、差圧弁１３が開弁してエアマスタ１６にエア
圧が供給される。これによりエアマスタ１６が主ブレー
キ装置１７を駆動して車輪に制動力を付与し、当該車両
が急停車する。このとき補助ブレーキ１０も作動してい
る。

【００２３】また、バイパス弁２０は、何らかの原因に
より非通電状態となると復帰スプリングのばね力により
位置２０Ａに切り換えられ、バイパス通路３１とエアマ
スタ１６とが接続される。従って、サービスブレーキ１
５が作動可能となり問題はない。尚、補助ブレーキ１０
も作動可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
レーキバルブからエアマスタに差圧弁のバイパス通路を
介してエア圧を供給するときに前記差圧弁の入力側と出
力側とを完全に切り離すことができ、サービスブレーキ
の作動時に前記差圧弁の排出ポートからのエアの漏れが
無くなり、騒音の低減が図られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１の制動エネルギ回生システムを装備した車
両のエアブレーキシステムを示す構成図である。

【図３】図２のエアブレーキシステムの差圧弁の断面図
である。

【図４】本発明に係るエアブレーキシステムの一実施例
を示す構成図である。

【符号の説明】

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 圧力センサ １５ サービスブレーキ １６ エアマスタ １７ 主ブレーキ装置 ２０ バイパス弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキペダルの踏み込み量に応じたエ
   ア圧を出力するブレーキバルブとエアマスタとの間の通
   路に介装され、前記ブレーキバルブの出力側のエア圧と
   前記エアマスタ側のエア圧との差圧が設定圧を超えたと
   きに前記ブレーキバルブのエア圧を前記エアマスタ側に
   供給可能な差圧弁と、 前記差圧弁に並列に接続され前記ブレーキバルブのエア
   圧を前記エアマスタに供給可能なバイパス通路と、 前記差圧弁からのエア圧と前記バイパス通路からのエア
   圧との何れか一方を選択的に出力して前記エアマスタに
   供給する切換弁と、 前記ブレーキバルブからエア圧が出力されると作動され
   る補助ブレーキとを備えた ことを特徴とするエアブレー
   キシステム。
2. 【請求項２】 前記切換弁を前記バイパス通路からのエ
   ア圧を前記エアマスタに供給する状態に付勢する付勢手
   段と、 前記付勢手段に抗して前記切換弁を前記差圧弁からのエ
   ア圧を前記エアマスタに供給する状態に切り換える弁切
   換手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のエ
   アブレーキシステム。