JP5483031B2 - 車両用制動システム - Google Patents

Description

本発明は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３３６６１１号明細書から公知のような車両用の圧縮空気で作動せしめられる制動システムに関する。

このような制動システムは常用制動機能及び駐車制動機能を持っている。常用制動機能により、制動シリンダの膜部分が制御可能な常用制動圧力を持つ圧縮空気で給気可能である。駐車制動機能により、制動シリンダ特に膜部分を含む組合わせばね−膜制動シリンダのばね部分が、電気空気圧的に制御可能な駐車制動圧力を圧縮空気で給気可能である。更に公知の制動システムは、制動シリンダのための過負荷保護機能を持っている。これを、従来技術を示す図１により詳細に説明する。

図１は第１の圧縮空気導管４を持つ制動システム２の複数の部分を示し、この圧縮空気導管において制御可能な常用制動圧力を持つ圧縮空気が供給可能である。この制動システム２を持つ車両を制動するために、常用制動圧力により、組合わせばね−膜制動シリンダとして構成されている制動シリンダ８の膜部分６が、制動機の投入のため給気可能である。膜部分６の排気はこの制動機を再び釈放する。

制動システム２は更に第２の圧縮空気導管１２を持つ駐車制動装置１０を持っている。この駐車制動装置１０により、特にその中にある電磁弁１４及び１６により、電気空気圧的に駐車制動圧力が制御可能であり、第２の圧縮空気導管１２のこの駐車制動圧力で圧縮空気が供給可能である。このため駐車制動装置１０は給気入口１８を持ち、この入口１８を経て第２の圧縮空気導管１２が、駐車制動圧力を高めるため圧縮空気で給気可能であり、駐車制動装置１０は更に排気出口２０を持ち、この出口２０を経て第２の圧縮空気導管１２が、この駐車制動圧力を低下するため排気可能である。

この制動シリンダ８は、膜部分６のほかにばね部分２２を持っている。このばね部分２２は、制御されて第２の圧縮空気導管１２に存在する駐車制動圧力で給気可能である。この駐車制動圧力を持つ圧縮空気は、圧縮空気導管２４、過負荷保護弁２６及び圧縮空気導管２８を経てこのばね部分２２へ達する。この過負荷保護弁２６は、２つの圧縮空気入口と１つの圧縮空気出口を持つシャトル弁又はセレクト・ハイ弁として構成されている。このシャトル弁２６は、これらの入口にかかる２つの空気圧力のうち高い方の空気圧力がかかる入口を出口に接続する。

制動シリンダ８のばね部分２２にあるばねにより、ばね力が供給可能であり、このばね力により制動機がこの制動シリンダ８により操作可能である。ばね部分２２が排気される場合、この制動機は駐車制動機能により操作される。ばねによる制動機の操作は、車両を停止させるのに特によく適している。なぜならば、この制動機は、制動シリンダ８により、圧縮空気導管に圧力がなくてもばね力のみによって投入状態に保たれるからである。車両の走行作動中にばね部分２２は、少なくとも駐車制動圧力で給気される。この場合駐車制動圧力はばね力に抗して作用するので、駐車制動圧力のためにばねの性質により規定される最少圧力から、制動機は駐車制動機によってはもはや操作されない。

常用制動機能及び駐車制動機能により同時に操作される制動シリンダは、この制動シリンダ又は制動機を機械的に過負荷することがある。制動シリンダ又は制動機は故障することがある。制動機のこのような過負荷は、ばね部分２２及び膜部分６により与えられて制動シリンダ８を操作する両方の力の和によって、ばね部分２２の空気圧力が膜部分６の空気圧力と少なくとも同じ大きさであり、即ち常用制動圧力のように保たれることにより防止される。制動シリンダ８がばね部分２２のばねにより制動機を操作する限り、膜部分６における空気圧力の上昇は、ばね部分２２を介して制動シリンダ８により与えられる力を減少させる。この減少は、ばね部分２２の空気圧力を高められた常用制動圧力まで高めることによって行われる。

従来技術によれば、制動シリンダ８又は制動機に対するこのような過負荷保護機能は、渦負荷保護弁２６により実現される。即ちこの過負荷保護弁２６は、駐車制動圧力及び常用制動圧力から、これら両方の圧力のうち高い方の圧力を選択し、この高い方の圧力で圧縮空気導管２８を経て制動シリンダ８のばね部分２２に給気する。

従って従来技術によれば、弁即ち過負荷保護機能にのみ役立つこの過負荷保護弁２６が設けられている。この過負荷保護弁２６は制動システムの製造を高価にする。更に渦負荷保護弁２６はある程度の取付け費用を必要とするので、従来技術による制動システム２の制動機又は制動シリンダ８に対する過負荷保護機能は、過負荷保護機能を持たない制動システムと比較して、高い価格を生じる。更に過負荷保護弁２６は、車両特に車両枠に場所を必要とする。

従って本発明の基礎になっている課題は、過負荷保護弁を不要にすることである。

本発明は、第１の排気出口を経て第２の圧縮空気導管を第１の圧縮空気導管に接続可能にすることによって、この問題を解決する。この場合２つの圧縮空気導管の空気圧的接続は、これら２つの圧縮空気導管に実質的に同じ空気圧力が存在するか、又は短い時間内特に１秒より著しく少ない時間内にこれら両方の導管の１つにおける空気圧力変化の場合、これら両方の圧縮空気導管に実質的に同じ空気圧力が現れることを意味する。

本発明は、この空気圧接続が過負荷保護機能を与え、従来技術の過負荷保護弁を不要にすることを知った。制動機を操作するためばね部分の排気は、本発明による制動システムでは、駐車制動装置において周囲の大気へ第２の圧縮空気導管の排気をやめても、駐車制動機能により引続き可能である。

有利なように第２の圧縮空気導管が、第１の排気出口、第１の圧縮空気導管及び制動ペダル装置の第２の排気出口を経て排気可能である。本発明は、第２の圧縮空気導管において、制動シリンダのばね部分の給気に必要な圧縮空気と比較して、比較的小さい空気量しか動かされないことを知った。従ってこの圧縮空気導管は、制動ペダル装置にある第２の排気出口を経て問題なく排気される。駐車制動装置の範囲にある大気へ第２の圧縮空気導管の排気は、従って必要ではない。

その代わりに又はそれに加えて、制動ペダル装置により、この制動ペダル装置の制動ペダルの操作に応答して制動要求信号が発生可能である。この制動要求信号に応答して常用制動圧力が電気空気圧的に制御可能であり、第１の圧縮空気導管において供給可能である。

この場合空気圧力はなるべく制動制御装置において電気空気圧的に制御される。特にこの制動制御装置は、なるべく車両の後車軸の範囲に取付けられている後車軸制動制御モジュールである。この制動制御装置が第３の排気出口を持ち、第２の圧縮空気導管が、第１の排気出口、第１の圧縮空気導管及び第３の排気出口を経て排気可能であるのがよい。

有利なように駐車制動装置は次の部品のうち少なくとも１つを持っている。即ち第１の電磁弁特に駐車制動圧力を制御する双安定弁、第２の圧縮空気導管と給気入口又は第１の排気出口との接続を行うか又は遮断する第２の電磁弁、駐車制動圧力の空気量増大を行う中継弁、及び第１の切換え状態で貯蔵空気圧力を持つか又は第２の切換え状態で制御される駐車制動圧力を持つ圧縮空気を第４の圧縮空気導管へ選択的に給気する第３の電磁弁。この第４の圧縮空気導管により、トレーラ監視機能を与えるために、第１の切換え状態においてトレーラ制御弁が、貯蔵圧力を持つ圧縮空気を給気される。

それ以外の好ましい実施形態は、従属請求項及び図面により詳細に説明される実施例から明らかになる。

制動機のための過負荷防止機能を持つ従来技術による制動システムを、簡単化された概略図で示す。 制動機のための過負荷防止機能を持つ本発明による制動システムを、簡単化された概略図で示す。

図１は、従来技術を説明するために重要な特徴を、背景技術について既に説明された。

図２は、一部で図１による従来技術の制動システムに一致する本発明による制動システム３０を示す。

この制動システム３０では、貯蔵空気圧力を持つ圧縮空気が、図示しない圧縮空気貯蔵容器から圧縮空気導管３２を経て給気入口１８へ達する。圧縮空気導管３４，３６，３８は、この圧縮空気を、双安定弁として構成されている第１の電磁弁１４へ導く。この双安定弁１４は２つの切換え状態へ切換え可能である。このため電磁石コイルは、電気導線４０及び４２を介して、これらの状態の間で切換えのため制御される。双安定弁１４は、停電の場合にもその現在の切換え状態に留まり、それにより停電の際制動機の望ましくない投入又は釈放が防止され、それにより制動システムの安全性に寄与する。その代わりに、双安定弁１４は１つのコイルのみを備えていてもよく、導線４０における電圧パルスの転極により他の安定な切換え状態へ切換わることができる。この別の実施形態では、導線４２はなくなる。

図示しない第１の切換え状態で、双安定弁１４は圧縮空気導管３８を圧縮空気導管４４に空気圧的に接続する。電磁弁１６が通電されない場合、この圧縮空気導管４４従って圧縮空気入口１８も第２の圧縮空気導管１２に空気圧的に接続される。

これに反し双安定弁１４の図示した第２の状態で、第２の圧縮空気導管１２は、電磁弁１６、圧縮空気導管４４、この双安定弁１４及び第１の排気出口２０を経て第１の圧縮空気導管４へ排気可能である。従って圧縮空気導管１２の駐車制動圧力は、双安定弁１４の第１の切換え状態において、最大で貯蔵空気圧力まで高められ、第２の切換え状態において最小で第１の圧縮空気導管４の圧力まで減少される。

従って制御可能で圧縮空気導管４４に与えられる空気圧力の保持は、第２の電磁弁１６により可能である。即ちこの第２の電磁弁１６の通電される第１の切換え状態で、第２の圧縮空気導管１２は、圧縮空気導管４４従って圧縮空気入口１８及び圧縮空気出口２０から遮断可能である。この場合切換えのため、第２の電磁弁１６は電気導線４６により電気的により駆動可能である。それにより制御される駐車制動圧力は、第２の電磁弁１６の通電される切換え状態で、第２の圧縮空気導管１２において保持され、このために双安定弁１４の両方の切換え状態の間で切換えを行う必要がない。これに反し第２の電磁弁１６の通電されない第１の切換え状態において、圧縮空気導管４４は第２の圧縮空気導管１２に空気圧的に接続されている。それにより車両の走行作動中も停止状態においても、即ち第２の圧縮空気導管１２が貯蔵空気圧力で給気される場合も、排気されるか又は常用制動圧力で給気される場合も、電磁弁１４及び１６のいずれも通電される必要がない。それにより制動システム３０の節電する作動が可能である。

中継弁４８により、第３の圧縮空気導管５０において駐車制動圧力を持つ圧縮空気が供給される。この場合この圧縮空気は、中継弁４８により、第２の圧縮空気導管１２を経て給気可能であるよりも多い空気量で供給可能である。即ち中継弁４８により第３の圧縮空気導管５０は、給気入口１８、圧縮空気導管３４及び圧縮空気導管５２を経て給気可能である。第２の圧縮空気導管１２における駐車制動圧力の低下の際、圧縮空気導管５０の排気は、中継弁４８にある第４の排気出口５４を経て可能である。中継弁４８は、この第４の排気出口５４を経て排気の可能性があるため、第１の排気出口２０を経て排気すべき空気量を比較的少なくするのを可能にし、従って第１の圧縮空気導管４及び常用制動圧力を減少するためこの第１の圧縮空気導管４の排気可能性を介して、排気すべきこの空気量を特に有利に排気することができる。

第３の圧縮空気導管５０にあって空気量を増大された圧縮空気は、圧縮空気導管５６、第３の電磁弁５８及び第４の圧縮空気導管６０を経てトレーラ制御弁６２へ供給される。このトレーラ制御弁６２により駐車制動圧力が反転可能である。反転される駐車制動圧力を持つ圧縮空気は、トレーラを制御する制動シリンダの膜部分の給気のため、トレーラへ供給可能である。従って第４の圧縮空気導管６０が所定の最小空気圧力で給気される場合、トレーラにある制動シリンダの膜部分が常用制動機能により給気されない限り、これらの膜部分は排気されている。これに反し圧縮空気導管６０が排気されている場合、トレーラ制御弁６２により、トレーラにある制動シリンダのこれらの膜部分は、駐車制動機能により給気される。第３の電磁弁５８の通電されない状態で、第３の圧縮空気導管５０と第４の圧縮空気導管６０は空気圧的に互いに接続されている。

第３の電磁弁５８は電気導線６４を介して駆動可能であり、電磁石コイルの通電により第２の切換え状態へ切換え可能である。この第２の切換え状態で圧縮空気貯蔵容器が、圧縮空気導管３２、給気入口１８、圧縮空気導管３４及び３６、圧縮空気導管６６及び第３の電磁弁５８を経て第４の圧縮空気導管６０に空気圧的に接続可能である。この第３の電磁弁５８を経て、第４の圧縮空気導管６０従ってトレーラ制御弁６２が、この第３の電磁弁５８の第２の切換え状態において貯蔵空気圧力で給気可能である。第４の圧縮空気導管６０が給気され、同時に第２の圧縮空気導管１２又は第３の圧縮空気導管５０が排気されている場合、駐車制動機能は制動シリンダ８のみに作用し、トレーラ制御弁６２により空気圧で駆動されるトレーラの制動シリンダには作用しない。

常用制動機能のために、第１の圧縮空気導管４における常用制動圧力は、制動ペダル装置により制御可能である。このため制動ペダル装置は、特に足により操作可能な制動ペダル７０を持っている。更にこの制動ペダル装置６８は、圧縮空気導管７２を経て図示しない圧縮空気貯蔵容器に接続されているので、制動ペダル７０の操作に応答して、第１の圧縮空気導管４がこの圧縮空気貯蔵容器から圧縮空気を給気可能である。この制動ペダル装置６８にある第２の排気出口７４を経て、第１の圧縮空気導管４が排気可能である。それにより制動ペダル７０の操作に応答して、制動ペダル装置６８により常用制動圧力が制御されて、第１の圧縮空気導管４へ供給可能である。図示しない少なくとも１つの圧縮空気導管を経て、制動シリンダ８の膜部分６が、常用制動圧力を持つ圧縮空気を供給される。制動シリンダ８の膜部分６が給気される場合、この制動シリンダ８により制動機が常用制動機能をもって操作される。

制動ペダル装置６８は、第１の圧縮空気導管４、第２の排気出口２０、双安定弁１４、圧縮空気導管４４及び電磁弁１６を経て、第２の圧縮空気導管１２に空気圧的に接続可能である。第２の圧縮空気導管１２が、給電される電磁弁１６を経て圧縮空気導管４４から遮断されていない限り、駐車制動圧力として第２の圧縮空気導管１２に、少なくとも制動ペダル装置６８により制御される常用制動圧力が現れる。第２の圧縮空気導管１２の排気は、圧縮空気導管１２の制御される駐車制動圧力が第１の圧縮空気導管４内の制御される常用制動圧力と常に少なくとも同じ高さであるように、限定可能である。

制動シリンダ８のばね部分２２は、直接に即ち過負荷保護弁の中間接続なしに、圧縮空気導管２４及び２８を経て第３の圧縮空気導管５０に空気圧的に接続されている。場合によってはこのばね部分２２は、例えば別の図示しない弁を中間に接続して、圧縮空気導管２４及び２８を経て第３の圧縮空気導管５０に接続可能であってもよい。従ってばね部分２２には、駐車制動機能により電磁弁を持つ駐車制動装置７６において制御可能でかつ第２の圧縮空気導管１２又は第３の圧縮空気導管５０において供給可能な駐車制動圧力が常に現れる。

監視のため及び駐車制動装置７６により制御可能な駐車制動圧力の制御のため、圧力検出手段７８が設けられて、圧縮空気導管８０及び圧縮空気導管２４を経て第３の圧縮空気導管５０に空気圧的に接続されている。従って圧縮空気導管８０に制御される駐車制動圧力が存在して、圧力検出手段７８により実際値として検出可能である。この実際値は、この圧力検出装置７８が設けられている制御装置８１により、使用すべき駐車制動圧力の所定の値又は規定可能な値との比較に利用される。この制御装置８１は更に電磁弁１４，１６及び５８を電気的に制御する。従って駐車制動圧力は、制御装置８１を介して電磁弁１４及び１６の適当な制御により、実際値が目標値に等しくなるように、容易に制御可能である。それにより駐車制動機能による制動機の操作は、精密に計量できるように可能である。

制御装置８１には更に複数の電気導線が接続されている。２つの電気導線８２及び８４を介して、制動システム３０及び場合によっては車両の他の特に電気又は電子装置へのＣＡＮデータ接続が行われる。

図２によるこの実施例とは異なり、第１の圧縮空気導管４における常用制動圧力は、電気空気圧的にも制御可能である。この場合制動ペダル７０の操作に応答して制動要求信号が発生され、制動制御装置がこの信号に応答して、その中に含まれる少なくとも１つの電磁弁により、常用制動圧力が制御される。この場合冗長圧力が、制動ペダル７０の操作に応答して更に空気圧的に制御される。

制動制御装置が規定に従って機能する場合、第１の圧縮空気導管４における常用制動圧力は電気空気圧的に制御可能であり、そうでない場合空気圧的に制御可能である。第２の圧縮空気導管１２は、両方の場合制動制御装置を介して両方の場合制動ペダル装置６８を介して、制動装置が規定に従って機能する場合にもこの制動制御装置にある排気出口を経て、又はそうでない場合制動ペダル装置６８の排気出口７４を経て排気可能である。

図示した実施例の代わりに、駐車制動圧力は、電磁弁１４及び１６の異なる電磁弁及び／又は異なる空気圧接続によっても形成することができる。本発明は駐車制動圧力を制御するため図２に示す弁装置に限定されない。しかしいずれの場合も、駐車制動圧力は駐車制動装置７６により電気空気圧的に制御可能であり、この駐車制動装置７６は貯蔵空気圧力を持つ圧縮空気を供給可能な給気入口１８を持ち、この駐車制動装置７６により制御される駐車制動圧力が供給可能であり、この駐車制動装置７６は排気出口２０を持ち、この排気出口２０を経て排気により駐車制動圧力が減少可能である。本発明によれば、この第１の排気出口に、制御される常用制動圧力を持つ圧縮空気を導く第１の圧縮空気導管４が空気圧的に接続されているので、制御される駐車制動圧力が制御される常用制動圧力を超過する限り、この排気が第１の圧縮空気導管４を経て可能である。常用制動機が操作される場合、少なくとも常用制動機圧力を持つばね部分２２の給気が、このばね部分２２にあるばねの力に抗して逆に作用することによって、制動シリンダ８に対する過負荷保護機能が得られる。従来技術とは異なり、本発明は過負荷保護機能のために通常使用される過負荷保護弁なしですむ。これにより場所及び取付け費用が節約される。なぜならば、部品の数が減少するからである。それにより本発明は過負荷保護機能を持つ公知の制動システムを有利に改善する。

図の説明、請求項及び説明の前文にあげたすべての特徴は、個々でもその任意の組合わせでも使用可能である。従って本発明は説明するか又は保護を請求した特徴の組合わせに限定されない。むしろ個々の特徴のすべての組合わせが開示されているものとみなされる。

Claims (9)

1. 圧縮空気で作動せしめられる車両用制動システム（３０）であって、制動システム（３０）が第１の圧縮空気導管（４）を持ち、この圧縮空気導管（４）において制御可能な常用制動圧力を持つ圧縮空気が供給可能であり、この常用制動圧力により、この車両の常用制動機能用制動シリンダ（８）の膜部分（６）が給気可能であり、制動システム（３０）が第２の圧縮空気導管（１２）を持つ駐車制動装置（７６）を持ち、この第２の圧縮空気導管（１２）においてこの駐車制動装置（７６）により、電気空気圧的に制御可能な駐車制動圧力を持つ圧縮空気が供給可能であり、この駐車制動圧力により、膜部分（６）を含む組合わせばね−膜制動シリンダ（８）のばね部分（２２）が、この車両の駐車制動機能を与えるために給気可能であり、駐車制動装置（７６）が給気入口（１８）を持ち、この給気入口（１８）を経て、第２の圧縮空気導管（１２）が、駐車制動圧力を高めるため圧縮空気で給気可能であり、駐車制動装置（７６）が第１の排気出口（２０）を持ち、この排気出口（２０）を経て第２の圧縮空気導管（１２）が、駐車制動圧力を減少するため排気可能であるものにおいて、第２の圧縮空気導管（１２）が第１の排気出口（２０）を経て第１の圧縮空気導管（４）と空気圧的に接続可能であることを特徴とする、制動システム。
2. 制動ペダル（７０）及び第２の排気出口（７４）を持つ制動ペダル装置（６８）が設けられ、この制動ペダル（７０）の操作に応答して、常用制動圧力が空気圧的に制動可能であり、かつ第１の圧縮空気導管（４）において供給可能であり、第２の圧縮空気導管（１２）が、第１の排気出口（２０）、第１の圧縮空気導管（４）及び第２の排気出口（７４）を経て排気可能であることを特徴とする、請求項１に記載の制動システム。
3. 制動ペダル（７０）を持つ制動ペダル装置（６８）が設けられ、この制動ペダル（７０）の操作に応答して制動要求信号が発生可能であり、この制動要求信号に応答して常用制動圧力が電気空気圧的に制御可能であり、この常用制動圧力を持つ圧縮空気が第１の圧縮空気導管（４）において供給可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の制動システム。
4. 制動制御装置が設けられ、これにより常用制動圧力が電気空気圧的に制御可能であり、この常用制動圧力を持つ圧縮空気が、第１の圧縮空気導管（４）において供給可能であることを特徴とする、請求項３に記載の制動システム。
5. 制動制御装置が第３の排気出口を持ち、第２の圧縮空気導管（１２）が、第１の排気出口（２０）、第１の圧縮空気導管（４）及び第３の排気出口を経て排気可能であることを特徴とする、請求項４に記載の制動システム。
6. 駐車制動装置（７６）が、２つの切換え状態を持つ第１の電磁弁（１４）を持ち、第１の切換え状態において、第２の圧縮空気導管（１２）が給気入口（１８）を経て給気可能であり、第２の切換え状態において、第２の圧縮空気導管（１２）が第１の排気出口（２０）を経て第１の圧縮空気導管（４）に空気圧的に接続可能であることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の制動システム。
7. 駐車制動装置（７６）が、２つの切換え状態を持つ第２の電磁弁（１６）を持ち、第１の切換え状態において、第２の圧縮空気導管（１２）が給気入口（１８）及び第１の排気出口（２０）から遮断可能であり、第２の切換え状態において、第２の圧縮空気導管（１２）が給気入口（１８）又は第１の排気出口（２０）に空気圧的に接続可能であることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の制動システム。
8. 駐車制動装置（７６）に中継弁（４８）が統合され、第３の圧縮空気導管（５０）に駐車制動圧力が存在するように、中継弁（４８）により、第３の圧縮空気導管（５０）が給気入口（１８）を経て給気可能であり、かつ第４の排気出口（５４）を経て排気可能であることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の制動システム。
9. 駐車制動装置（７６）が、トレーラ監視機能を与えるため２つの切換え状態を持つ第３の電磁弁（５８）を持ち、第４の圧縮空気導管（６０）が、トレーラ制御弁（６２）に接続するため、給気入口（１８）を経て、第１の切換え状態において、貯蔵容器圧力で給気可能であり、第２の切換え状態において、第４の圧縮空気導管（６０）が、駐車制動圧力で給気のため、第２又は第３の圧縮空気導管（１２；５０）に空気圧的に接続可能であることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の制動システム。

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