JP2884921B2 - 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
塞し、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】ところで、前記ブレー
キシステムにおいて制動エネルギを有効に回収すべく制
動時に補助ブレーキの使用割合を極低速域（５〜１０km
/h）で増やした場合、通常の補助ブレーキを装備してい
ない車両とのブレーキフィーリングが多少異なるため
に、運転者が目的とする位置に停車し難い場合がある。
特に、停留所での微妙な停止が必要な路線バス等におい
ては運転者の意思通りに停車し得ることが好ましい。

【００１０】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、制動エネルギを回収して発進時に使用する補助ブレ
ーキを備える車両の極低速域におけるブレーキフィーリ
ングを、補助ブレーキを持たない車両のブレーキフィー
リングと違和感のない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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、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
能なバイパス通路を開閉するバイパス弁と、前記ブレー
キバルブのエア圧を検出するエア圧検出手段と、車速信
号を取り込み、前記エア圧検出手段により前記ブレーキ
バルブからエア圧の出力が検出されると補助ブレーキを
作動させると共に車両が極低速域にあるときには前記ブ
レーキペダルが解放位置近傍に戻されたときに前記バイ
パス弁を開弁し、前記バイパス通路を開いたままにして
前記ブレーキペダルが再び踏み込まれたときにエアブレ
ーキを作動させる制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】制御手段は、ブレーキペダルが踏み込まれてい
れば、補助ブレーキを優先作動させ、車速が車両の停止
直前の極低速域にあるときには、ブレーキペダルが一度
開放近くまで緩められるとバイパス通路を開き、エアブ
レーキを作動可能とし、ブレーキペダルが再び踏み込ま
れたときにエアマスタにエア圧を供給してエアブレーキ
を作動させる。これにより補助ブレーキを装備しない通
常車両とのブレーキフィーリングの違和感が無くなる。
特に、停留所等への微妙な停止が必要なときに通常車両
との違和感が無くなる。

【００１３】

【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３においてエアブレーキシステムのブレーキバ
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１３ａ
に接続されており、当該差圧弁１３の出力ポート１３ｂ
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。

【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。

【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、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。

【００１６】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。

【００１７】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を制御すると共
にバイパス弁２０を付勢し、通常減速時にはサービスブ
レーキ１５が作動する前に補助ブレーキ１０を作動させ
る。コントロールユニット９は、車速を入力し、当該車
速が車両停止時の極低速域（例えば、５〜１０km/h以
下）まで低下したときには、一度ブレーキペダル７を緩
めて解放位置付近（踏込量０付近）に戻した場合、再度
ブレーキペダルを踏み込んでもバイパス通路３１は開い
たままにして、サービスブレーキ１５を作動可能とす
る。

【００１８】更に、コントロールユニット９は、圧力セ
ンサ１４から入力される信号によりバイパス弁２０を制
御する。即ち、コントロールユニット９は、ブレーキペ
ダル７の踏込速度が遅く圧力の変化量が閾値よりも小さ
いときにはバイパス弁２０を付勢してバイパス通路３１
を閉じ、ブレーキペダル７の踏込速度が速く圧力の変化
量が前記閾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。

【００１９】更に、コントロールユニット９は、車速が
前記極低速よりも速いときにはブレーキペダル７の踏込
速度による判断を車速により変化をもたせる。即ち、コ
ントロールユニット９は、車速信号を入力して車速によ
り前記閾値を変え、車速が低いときには閾値を大きくし
て速い踏込時にバイパス通路３１を閉じ、車速が高いと
きには閾値を小さくして比較的遅めの踏込速度でもバイ
パス通路３１を開く。そして、ブレーキペダルの踏込速
度と車速とによりバイパス３１を閉じる領域（バイパス
閉領域）とバイパス通路３１を開く領域（バイパス開領
域）との関係は、例えば、図４のように設定されてい
る。

【００２０】以下に図５のフローチャートを参照しつつ
作用を説明する。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２
０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。

【００２１】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。コントロールユニット９は、圧力セ
ンサ１４から信号が入力されるとバイパス弁２０の制御
（図５）を開始し、このときの車速が所定車速Ｖ_B （例
えば、１０km/h）を超えている（＞Ｖ_B か否かを判別
（ステップ１）し、その判別答が肯定（ＹＥＳ）のとき
にはフラグｆ（Ｂ）を０（ステップ２）にしてマップか
らバイパスを開くべきブレーキペダル７の踏込速度の閾
値（図４）を設定し、圧力センサ１４から入力される信
号によりブレーキペダル７の踏込速度（エア圧の変化
量）を求める（ステップ３）。

【００２２】コントロールユニット９は、ブレーキペダ
ル７の踏込速度と前記閾値とを比較してバイパス開領域
に有るか否かを判別（ステップ４）し、その判別答が肯
定（ＹＥＳ）のときには、急制動の必要頻度が高く、車
速が高いときはブレーキペダル７の踏込速度が比較的遅
い場合でもバイパス開領域にあると判断し、車速が低い
ときには踏込速度が速いときにバイパス開領域にあると
判断してバイパス弁２０を消勢してバイパス通路３１を
開き（ステップ６）、当該バイパス通路３１をエアマス
タ１６に接続する。これによりブレーキバルブ１１から
差圧弁１３をバイパスしてエアマスタ１６にエア圧が供
給され、主ブレーキ装置１７が駆動される。即ち、車両
は、サービスブレーキ１５により減速される。尚、この
とき補助ブレーキ１０も作動している。

【００２３】コントロールユニット９は、ステッ４の判
別答が否定（ＮＯ）即ち、バイパス閉領域にあると判断
したときにはバイパス弁２０を付勢してバイパス通路３
１を閉じ（ステップ５）、差圧弁１３の出力ポート１３
ｂをエアマスタ１６に接続する。従って、サービスブレ
ーキ１５は、差圧弁１３が開弁するまで作動せず、車両
は、補助ブレーキ１０のみにより減速され、制動エネル
ギが有効に回収される。これにより余り急制動の必要の
ない低車速域における補助ブレーキの使用割合が増し、
制動エネルギの効果が大きくなる。

【００２４】車速が所定車速Ｖ_B （１０km/h）以下に減
速してステップ１の判別答が否定（ＮＯ）となると、コ
ントロールユニット９は、ブレーキペダル７が踏み込ま
れているか否かを判別（ステップ７）し、その判別答が
否定（ＮＯ）のとき即ち、車両の停止時の極低速域に減
速されているときにブレーキペダル７が一度解放位置付
近まで緩められるとフラグを１（ステップ９）にしてバ
イパス弁２０を消勢してバイパス通路３１を開き（ステ
ップ１０）、サービスブレーキ１５を作動させる。これ
により運転者は、補助ブレーキが装備されていない通常
の車両に近いブレーキフィーリングで車両を停止させる
ことが可能となる。また、コントロールユニット９は、
ステップ７の判別答が肯定（ＹＥＳ）のとき即ち、ブレ
ーキペダル７が引き続いて踏み込まれているときにはフ
ラグが０であるか否かを判別（ステップ８）し、その判
別答が肯定（ＹＥＳ）のときにはステップ３に進み、否
定（ＮＯ）のときにはステップ１０に進む。

【００２５】尚、上記実施例においては、バイパス弁２
０として三方電磁弁を使用したが、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。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、補
助ブレーキにより車両停止時の極低速域まで車速が減速
した状態で一度ブレーキペダルを解放位置付近に戻した
後再びブレーキペダルを踏み込んだときにエアブレーキ
を作動させるようにしたので、特に、停留所等への微妙
な停止が必要な路線バスにおいて補助ブレーキを装備し
ない車両との違和感が少ないブレーキフィーリングを得
ることが可能とな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】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。

【図４】図３のエアブレーキシステムのバイパス通路の
開閉の条件の一例を示すグラフである。

【図５】図３のエアブレーキシステムの制御手順を示す
フローチャートである。

【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 電磁弁

Claims (1)

(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を開閉す
   るバイパス弁と、 前記ブレーキバルブのエア圧を検出するエア圧検出手段
   と、 車速信号を取り込み、前記エア圧検出手段により前記ブ
   レーキバルブからエア圧の出力が検出されると補助ブレ
   ーキを作動させると共に車両が極低速域にあるときには
   前記ブレーキペダルが解放位置近傍に戻されたときに前
   記バイパス弁を開弁し、前記バイパス通路を開いたまま
   にして前記ブレーキペダルが再び踏み込まれたときにエ
   アブレーキを作動させる制御手段と を有することを特徴
   とするエアブレーキシステム。