JP6595400B2 - 空気供給システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のサービスブレーキを作動及び解除するブレーキ機構に対して空気の供給及び空気の排出を行う空気供給システムに関する。

トラック等の車両には、動力源を圧縮空気とする空気圧ブレーキシステムが設けられている。空気圧ブレーキシステムは、サービスブレーキ（フットブレーキ）を作動及び解除するブレーキ機構と、パーキングブレーキを作動及び解除するブレーキ機構と、コンプレッサに貯留された圧縮空気を各ブレーキ機構に供給する空気供給システムとを備えている。最近では、電子制御ユニットによって制御される空気供給システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、空気供給システムに異常が生じた場合に、その異常が生じた空気供給システムに替わってブレーキ機構に空気を供給する保安用の空気供給システムも提案されている。

特開２００７−３２６５１６号公報

しかし、上記のように空気供給システムを２重化したとしても、それらの空気供給システムの両方に異常が発生したときのブレーキ制御までは考慮されておらず、空気圧ブレーキシステムの保安機能としてはなお改善の余地を残すものとなっている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気圧ブレーキシステムの保安性を高めることのできる空気供給システムを提供することにある。

上記課題を解決する空気供給システムは、車両のサービスブレーキを作動及び解除するブレーキ機構に対して空気の供給及び空気の排出を行う第１空気供給部を含む空気圧ブレーキシステムに設けられる空気供給システムにおいて、第１制御装置によって制御される第１空気供給部に替わって前記空気の供給及び空気の排出を行う第２空気供給部と、前記第２空気供給部を制御する第２制御装置と、前記第１制御装置及び前記第２制御装置の制御を司る主制御装置によって制御され、前記ブレーキ機構に空気を強制的に供給する強制ブレーキを作動させる強制ブレーキ部と、を備え、前記強制ブレーキ部は、非通電状態で前記ブレーキ機構側に空気を供給する接続位置となる電磁制御弁を有する。

上記構成によれば、強制ブレーキ部は、非通電状態でブレーキ機構側に空気を供給する接続位置となる電磁制御弁を有する。そのため、第１制御装置、第２制御装置及び主制御装置の少なくとも一つに異常が生じた場合であっても、各弁を電磁制御することなく、電磁制御弁を介してブレーキ機構側に空気を供給することができるので、ブレーキ機構に空気を強制的に供給して強制ブレーキを作動させることができる。このため、空気圧ブレーキシステムの保安性を高めることができる。

上記空気供給システムについて、前記第２空気供給部は、前記ブレーキ機構への空気の供給及び排出を切り替えるリレーバルブを有し、その入力ポートは空気供給源側に接続され、その出力ポートは前記ブレーキ機構側に接続され、前記強制ブレーキ部は、その入力ポートが空気供給源側に接続され、その出力ポートが前記第２空気供給部のリレーバルブの信号入力ポートと接続され、前記電磁制御弁は、前記リレーバルブ側に空気を供給する接続位置と、前記リレーバルブ側の空気を排出する排気位置とに位置を変更可能に構成されることが好ましい。

上記構成によれば、強制ブレーキ部の入力側は空気供給源に連通され、出力側は第２空気供給部のリレーバルブの信号入力ポートに連通する。このため、強制ブレーキ部からの空気圧信号によって第２空気供給部を制御して、強制ブレーキの作動及び解除を行うことができる。したがって、強制ブレーキ部は、第２空気供給部に空気圧信号を出力可能な構成のみ備えればよいため、強制ブレーキ部の構成の複雑化を抑制することができる。又は強制ブレーキ部の部品点数を低減することができる。

上記空気供給システムについて、前記第２制御装置は、前記第１空気供給部が前記ブレーキ機構に空気を供給する際の空気圧を検出する圧力センサから圧力検出値を入力し、当該圧力検出値と前記車両の減速度とを関連付けて学習し、前記主制御装置の指示と学習結果とを照合して、前記ブレーキ機構への空気の供給及び前記ブレーキ機構からの空気の排出を行うことが好ましい。

上記構成によれば、第２制御装置は、第２空気供給部を作動させない場合にも、ブレーキ機構へ供給される空気の圧力と減速度とを関連付けて学習する。そのため、主制御装置から減速度の指示が入力された場合に、学習結果に基づいて、ブレーキ機構へ供給される空気の供給を制御することができる。

上記空気供給システムについて、前記強制ブレーキ部は、手動操作される操作部を有する強制ブレーキ解除弁を有し、前記強制ブレーキ解除弁は、前記操作部が操作されていないときに前記空気供給源側と前記信号入力ポートに連通する空気圧信号通路とを接続する第１通路を連通し、前記操作部が操作されたときに前記第１通路を遮断して、前記空気圧信号通路の空気を排出することが好ましい。

上記構成によれば、強制ブレーキ解除弁の操作部が手動操作されることによって、空気圧信号通路内の空気を排出することができる。そのため、第２制御装置等の異常が発生して強制ブレーキが作動し、パーキングブレーキが解除された場合でも、強制ブレーキを作動させないようにすることができる。

上記空気供給システムについて、前記強制ブレーキ部は、パーキングブレーキ機構の空気圧によって制御される空気圧制御弁を備え、前記空気圧制御弁は、パーキングブレーキが解除されたときに前記空気供給源及び前記信号入力ポートに連通する空気圧信号通路を接続する接続位置と、パーキングブレーキが作動したときに前記空気供給源及び前記空気圧信号通路の接続を遮断する遮断位置とに位置を変更可能に構成されることが好ましい。

上記構成によれば、空気圧制御弁は、パーキングブレーキが解除されたときに空気供給源及び空気圧信号通路を接続する接続位置と、パーキングブレーキが作動したときに空気供給源及び空気圧信号通路の接続を遮断する遮断位置とに位置を変更可能に構成される。これによれば、パーキングブレーキが作動したときに強制ブレーキが作動しないようにすることができる。

上記空気供給システムについて、前記強制ブレーキ部はリレーバルブを備え、当該リレーバルブの入力ポートは空気供給源側に接続され、その出力ポートは前記第２空気供給部に接続され、前記リレーバルブは、前記電磁制御弁を通過した空気を空気圧信号として入力し、前記空気圧信号を入力しない場合には前記空気供給源（２５）側及び前記第２空気供給部の接続を遮断し、前記空気圧信号を入力した場合には前記空気供給源側及び前記第２空気供給部を接続することが好ましい。

上記構成によれば、リレーバルブは、空気圧信号を入力した場合に空気供給源から第２空気供給部に空気を供給する。したがって、空気信号通路の内径が小さい場合であっても空気信号通路を介さずに第２空気供給部に空気を一気に供給することができる。

上記空気供給システムについて、前記第２空気供給部は、前記車両に設けられる車輪毎に設けられ、前記強制ブレーキ部は、前記第２空気供給部の各々に接続することが好ましい。

上記構成によれば、強制ブレーキ部を車輪毎に設ける必要がないので、空気供給システムの複雑化を抑制できる。又は空気供給システムの部品点数を低減することができる。

本発明によれば、空気圧ブレーキシステムの保安性を高めることができる。

空気供給システムの一実施形態について、当該空気供給システムが搭載された車両であって隊列を形成する各車両の模式図。 同実施形態の空気圧ブレーキシステムのブロック図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、正常状態且つパーキングブレーキが作動した状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、正常状態且つパーキングブレーキが解除された状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、強制ブレーキが作動した状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、第１制御装置に異常が生じ、減速度指示によるブレーキが作動した状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、第１制御装置に異常が生じ、減速度指示によるブレーキが解除された状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、再走行の準備段階の状態を示す回路図。 同実施形態の空気供給システムの概略構成であって、再走行が可能となった状態を示す回路図。 空気供給システムの他の実施形態について、空気供給システムの一部を示す図。

以下、図１〜図９を参照して、空気供給システムを、隊列走行を行う車両の空気圧ブレーキシステムに適用した一実施形態について説明する。空気圧ブレーキシステムは、パーキングブレーキとサービスブレーキとを作動及び解除する。

図１を参照して、隊列走行について説明する。隊列走行においては、荷台が一体に設けられたトラック（カーゴ車両）等の車両１００によって隊列が形成される。車両１００には、運転者により運転される先頭車両１００ａと、無人の後続車両１００ｂとによって形成した隊列による走行である。車両１００は、隊列走行を制御するマスタＥＣＵ（電子制御装置：Electronic Control Unit）１０をそれぞれ備える。先頭車両１００ａのマスタＥＣＵ１０と、各後続車両１００ｂのマスタＥＣＵ１０とは、無線通信によって各種情報を送受信し、一定の車間距離を維持しながら走行する。先頭車両１００ａは、運転者のブレーキ操作に基づきブレーキを作動し、後続車両１００ｂは、直前を走行中の車両１００が減速したときに当該車両１００に追従してブレーキを作動させる。なお、先頭車両１００ａは運転者により運転操作される車両であるため、先頭車両１００ａの空気圧ブレーキシステムと後続車両１００ｂの空気圧ブレーキシステムとは同じ構成である必要は無いが、同一の構成であってもよい。本実施形態では、先頭車両１００ａの空気圧ブレーキシステム及び後続車両１００ｂの空気圧ブレーキシステムは同一の構成とする。また、図１では、３台の車両１００によって隊列を形成したが、車両１００は複数であればよい。

次に図２を参照して、車両１００のブレーキシステムの概略構成について説明する。車両１００は、第１空気供給部としての第１ブレーキモジュール１１と、第２空気供給部としての第２ブレーキモジュール１２と、強制ブレーキ部としての強制ブレーキモジュール１３とを備えている。第１ブレーキモジュール１１は、車両１００の車輪毎に設けられる。また、第２ブレーキモジュール１２は車輪毎に設けられるが、強制ブレーキモジュール１３は複数の第２ブレーキモジュール１２に接続する。図１では、各車輪のうち、1つの車輪に対して設けられた第１ブレーキモジュール１１及び第２ブレーキモジュール１２を示し、その他の車輪に対して設けられた第１ブレーキモジュール１１及び第２ブレーキモジュール１２の図示を省略している。

第１ブレーキモジュール１１は、通常状態で動作するブレーキモジュールである。すなわち、第１ブレーキモジュール１１は、自身に異常が無い場合に第２ブレーキモジュール１２よりも優先して動作する。第２ブレーキモジュール１２は、第１ブレーキモジュール１１が使用できない非常状態において動作する。

第１ブレーキモジュール１１の入力ポート１４は、ブレーキ用エアタンク１６に接続されている。ブレーキ用エアタンク１６と入力ポート１４とを接続する通路１７には、ブレーキ用エアタンク１６に貯留された圧縮空気を乾燥するフィルタ１８が設けられている。第１ブレーキモジュール１１の出力ポート１５は、チャンバ接続路７７を介してブレーキチャンバ５０に接続されている。

ブレーキチャンバ５０は、サービスブレーキを制御する第１制御室５１と、パーキングブレーキを制御する第２制御室５２とを備えている。また、ブレーキチャンバ５０は、スプリング５５と、先端に楔５３を備えるプッシュロッド５４とを有している。プッシュロッド５４は、スプリング５５の付勢力によって、楔５３が車輪に設けられたブレーキライニング（図示略）側に移動する方向に付勢されている。第１制御室５１には、ブレーキ用エアタンク１６に貯留された空気が、運転者のブレーキペダルの操作量に応じた量だけ供給される。第１制御室５１に空気が供給されると、第１制御室５１の空気圧によってプッシュロッド５４が車輪側に移動する。そして、プッシュロッド５４の先に設けられた楔５３がブレーキライニングに差し込まれ、ブレーキライニングを押し広げると、ブレーキシューとブレーキライニングとの摩擦によりサービスブレーキが作動する。第１制御室５１から空気が排出されると、楔５３がブレーキライニングから退出して、サービスブレーキが解除される。また、第２制御室５２から空気が排出されると、スプリング５５が伸張してプッシュロッド５４を車輪側に移動させる。そして、楔５３が車輪に設けられたブレーキライニングを押し広げることで、パーキングブレーキが作動する。第２制御室５２に空気が供給されると、スプリング５５が圧縮されて、楔５３がブレーキライニングから退出し、パーキングブレーキが解除される。

第１ブレーキモジュール１１の出力ポート１５は、ブレーキチャンバ５０の第１制御室５１に接続する。なお、第２制御室５２を有するブレーキチャンバ５０は、車両１００の後輪に設けられるものであって、車両１００の前輪には、第１制御室５１、プッシュロッド５４及び楔５３を備えるブレーキチャンバ（図示略）が設けられている。このブレーキチャンバは、サービスブレーキを作動及び解除させるものであるが、このブレーキチャンバにも、第１ブレーキモジュール１１又は第２ブレーキモジュール１２によって空気が供給及び排出される。

第２ブレーキモジュール１２の入力ポート２０は、通路２６を介して、車両１００のエアサスペンション（懸架装置）に備えられるサスペンション用エアタンク２５に接続されている。通路２６には、サスペンション用エアタンク２５に貯留された圧縮空気を乾燥するフィルタ２７が設けられている。第２ブレーキモジュール１２の出力ポート２１は、チャンバ接続路７７を介して、ブレーキチャンバ５０の第１制御室５１に接続されている。

強制ブレーキモジュール１３の入力ポート２２は、通路２６を介して、サスペンション用エアタンク２５に接続されている。強制ブレーキモジュール１３の出力ポート２３は、空気圧信号通路７４を介して、第２ブレーキモジュール１２に接続されている。空気圧信号通路７４は、第２ブレーキモジュール１２に空気圧信号（パイロット圧）を出力するための通路である。

第１ブレーキモジュール１１は、第１制御装置３１によって制御される。第２ブレーキモジュール１２は、第２制御装置３２によって制御される。強制ブレーキモジュール１３は、マスタＥＣＵ１０によって制御される。マスタＥＣＵ１０、第１制御装置３１、及び第２制御装置３２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク３４に接続され、各種情報を送受信可能に構成されている。マスタＥＣＵ１０は、車速センサ３３や、その他のセンサから車両情報が入力され、第１制御装置３１及び第２制御装置３２に対して指令を送信する。第１制御装置３１及び第２制御装置３２は、マスタＥＣＵ１０からの指令に基づき各種処理を実行する。

次に図３を参照して、強制ブレーキモジュール１３及び第２ブレーキモジュール１２の概略構成について説明する。図３には、１つの車輪に対して設けられた第２ブレーキモジュール１２と、その第２ブレーキモジュール１２に接続する強制ブレーキモジュール１３を示している。このように車輪毎に第２ブレーキモジュール１２を設けることにより、車輪毎にブレーキ力を調整することができる。なお、実線は空気配管を示し、破線は電気信号線を示す。太い実線は、空気が充填されている状態を示す。

強制ブレーキモジュール１３は、第１電磁制御弁４１、強制ブレーキ解除弁４２、及び空気圧制御弁４３を備えている。これらの弁は、サスペンション用エアタンク２５に接続する第１通路７１に設けられている。第１通路７１は、ポートＰ１を介してサスペンション用エアタンク２５に接続されている。

第１電磁制御弁４１は、第１通路７１の上流側と、回路の空気を排出する排出口６０に接続する排気路４７と、第１通路７１の下流側とに接続される３ポート２位置弁である。第１電磁制御弁４１は、マスタＥＣＵ１０によって制御され、第１通路７１を連通する接続位置と、第１電磁制御弁４１の上流側の第１通路７１を遮断して下流側の第１通路７１と排気路４７とを接続する排気位置とに位置を変更可能に構成されている。第１電磁制御弁４１は、バルブスプリング４６の付勢力により接続位置となるように構成され、非通電状態で接続位置となり、通電状態で排気位置となる。

強制ブレーキ解除弁４２は、第１電磁制御弁４１及び空気圧制御弁４３の間に設けられ、第１電磁制御弁４１側の第１通路７１と、排気路４７と、空気圧制御弁４３側の第１通路７１とに接続される３ポート２位置弁である。強制ブレーキ解除弁４２は、第１通路７１を連通する接続位置、及び第１電磁制御弁４１側の第１通路７１を遮断して空気圧制御弁４３側の第１通路７１と排気路４７とを接続する排気位置とに位置を変更可能に構成される。強制ブレーキ解除弁４２は、バルブスプリング４８の付勢力により接続位置となるように構成されている。また、強制ブレーキ解除弁４２は、手動操作される操作部４４を有している。操作部４４が手動操作されない状態では接続位置となり、操作部４４が手動操作されると排気位置となる。

空気圧制御弁４３は、強制ブレーキ解除弁４２側の第１通路７１と、排気路４７と、空気圧制御弁４３よりも下流側の第１通路７１とに接続され、空気圧信号によって制御される３ポート２位置弁である。空気圧制御弁４３は、強制ブレーキ解除弁４２側の第１通路７１を遮断して空気圧制御弁４３の下流側の第１通路７１と排気路４７とを接続する排気位置、第１通路７１を連通する接続位置とに位置を変更可能に構成されている。空気圧制御弁４３の信号入力ポート４３Ｐは、ポートＰ２を介して、ブレーキチャンバ５０の第２制御室５２に接続されている。第２制御室５２から空気が排出され、パーキングブレーキが作動したときには信号入力ポート４３Ｐには空気圧信号が入力されない。第２制御室５２に空気が供給され、パーキングブレーキが作動したときには信号入力ポート４３Ｐには空気圧信号が入力される。空気圧制御弁４３は、バルブスプリング４９の付勢力により排気位置となるように構成され、信号入力ポート４３Ｐに空気圧信号を入力しない場合には排気位置となり、空気圧信号を入力した場合には接続位置となる。

次に、第２ブレーキモジュール１２について説明する。第２ブレーキモジュール１２は、第２電磁制御弁６２、第３電磁制御弁６３、第１シャトル弁６４、リレーバルブ６５、及び第２シャトル弁６６を備えている。

第２電磁制御弁６２及び第３電磁制御弁６３は、第２通路７２に設けられている。第２通路７２の一方の端部はサスペンション用エアタンク２５側に接続され、他方の端部は排気路４７に接続する。第２電磁制御弁６２は、第２制御装置３２によって制御され、第２通路７２を遮断する遮断位置と第２通路７２を連通する接続位置とに位置を変更可能に構成されている。第２電磁制御弁６２は、非通電状態でバルブスプリング６７の付勢力により遮断位置となり、通電状態で接続位置となる。

第３電磁制御弁６３は、第２制御装置３２によって制御され、第２通路７２を連通する接続位置と第２通路７２を遮断する遮断位置とに位置を変更可能に構成されている。第３電磁制御弁６３は、非通電状態でバルブスプリング６８の付勢力により接続位置となり、通電状態で遮断位置となる。

第１通路７１は、第１シャトル弁６４を介して第２通路７２に接続されている。第１シャトル弁６４は、第１通路７１、第２通路７２側及び空気圧信号通路７４に接続され、第１通路７１及び第２通路７２のうち圧力が高い方から空気圧信号通路７４への空気の流れを許容する。

空気圧信号通路７４は、リレーバルブ６５の信号入力ポート６５Ｐに接続されている。リレーバルブ６５は、第３通路７３の上流側、排気路４７、及び第３通路７３の下流側に接続されている。第３通路７３は、サスペンション用エアタンク２５の下流側で第１通路７１から分岐した通路であって、一方の端部がサスペンション用エアタンク２５側に接続され、他方の端部が、第１ブレーキモジュール１１に接続する第１モジュール接続路７６に接続されている。リレーバルブ６５は、空気圧信号を入力しない場合には、バルブスプリング６９の付勢力により排気位置となり、第３通路７３のうちリレーバルブ６５よりも下流側の通路の空気を排出し、上流側の通路を遮断する。また、リレーバルブ６５は、信号入力ポート６５Ｐに空気圧信号を入力した場合には、第３通路７３を連通する接続位置となる。

第３通路７３のうち、リレーバルブ６５よりも下流側には第２シャトル弁６６が設けられている。第２シャトル弁６６は、第３通路７３、第１モジュール接続路７６、及びチャンバ接続路７７に接続されている。第２シャトル弁６６は、第３通路７３及び第１モジュール接続路７６のうち圧力が高い方からチャンバ接続路７７への空気の流れを許容する。

チャンバ接続路７７には圧力センサ７９が設けられている。圧力センサ７９は、チャンバ接続路７７の圧力に応じた信号を第２制御装置３２に出力する。第２制御装置３２は、第１ブレーキモジュール１１が、第１モジュール接続路７６、第２シャトル弁６６、及びチャンバ接続路７７を介してブレーキチャンバ５０に空気を供給するときに、圧力センサ７９の圧力検出信号に基づき、圧力と減速度との関係を学習する。減速度は、マスタＥＣＵ１０から車載ネットワーク３４を介して取得する。マスタＥＣＵ１０は、車速センサ３３から入力した車速信号や、加速度センサ等の他のセンサから入力した信号に基づき、減速度を演算する。なお、第２制御装置３２は、減速度と圧力との関係以外に、速度と圧力との関係を学習してもよい。

次に図３〜図１０を参照して、強制ブレーキモジュール１３及び第２ブレーキモジュール１２を含む空気供給システムの動作について説明する。
図３に示すように、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオフ状態であってパーキングブレーキが作動した駐車状態であるとき、第２ブレーキモジュール１２の第２電磁制御弁６２及び第３電磁制御弁６３と、強制ブレーキモジュール１３の第１電磁制御弁４１とは非通電状態とされる。空気圧制御弁４３は排気位置となるため、第１通路７１のうち空気圧制御弁４３の下流側の通路の空気は排出され、第１通路７１の上流側の通路は遮断される。第２電磁制御弁６２が遮断位置となるため、第２通路７２は遮断される。これにより空気圧信号通路７４には空気が供給されないため、リレーバルブ６５は排気位置となる。したがって第２ブレーキモジュール１２はブレーキチャンバ５０に空気を供給しない。また、第１ブレーキモジュール１１もブレーキチャンバ５０に空気を供給しない。

図４を参照して、マスタＥＣＵ１０、第１制御装置３１、及び第２制御装置３２が正常であり、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオン状態であってパーキングブレーキが解除された場合について説明する。第１電磁制御弁４１は、マスタＥＣＵ１０の制御により通電状態とされ、排気位置となる。これにより、第１通路７１のうち第１電磁制御弁４１よりも下流側の通路の空気が排出され、上流側の通路は遮断される。また、パーキングブレーキが解除されることによって、空気圧制御弁４３は信号入力ポート４３Ｐに空気圧信号を入力し、接続位置に配置される。また、第２電磁制御弁６２及び第３電磁制御弁６３は非通電状態とされる。このため、第２電磁制御弁６２は遮断位置となるため第２通路７２を遮断する。これにより、空気圧信号通路７４には空気が供給されないため、リレーバルブ６５は第３通路を遮断する。その結果、第２ブレーキモジュール１２からはブレーキチャンバ５０に空気が供給されず、第１ブレーキモジュール１１の制御を阻害しない状態となる。車両１００が減速する場合には、第１ブレーキモジュール１１から供給された空気は、第２シャトル弁６６を介してブレーキチャンバ５０の第１制御室５１に供給される。

なお、第２制御装置３２に異常が発生した場合も、図４に示す状態と同様の状態となる。このため、第２ブレーキモジュール１２は、第１ブレーキモジュール１１の制御を阻害しない状態となる。

図５を参照して、強制ブレーキモードについて説明する。強制ブレーキモードは以下の場合に実行される。なお、マスタＥＣＵ１０は第１制御装置３１及び第２制御装置の異常を検出可能である。

・マスタＥＣＵ１０に異常が生じた場合
・マスタＥＣＵ１０及び第１制御装置３１に異常が生じた場合
・マスタＥＣＵ１０及び第２制御装置３２に異常が生じた場合
・第１制御装置３１及び第２制御装置に異常が生じた場合
・マスタＥＣＵ、第１制御装置３１及び第２制御装置に異常が生じた場合
強制ブレーキモードの実行は、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオン状態であり、パーキングブレーキが解除されていることが前提となる。マスタＥＣＵ１０に異常が発生した場合には、第１電磁制御弁４１、第２電磁制御弁６２、及び第３電磁制御弁６３はいずれも非通電状態となる。また、マスタＥＣＵ１０に異常の発生が無く、第１制御装置３１及び第２制御装置３２に異常が生じた場合には、マスタＥＣＵ１０が、第１電磁制御弁４１を非通電状態とし、第２電磁制御弁６２、及び第３電磁制御弁６３は、第２制御装置３２により通電が不可能となることにより、非通電状態となる。

空気圧制御弁４３は、信号入力ポート４３Ｐに空気圧信号が供給されることにより接続位置となる。第１通路７１にはサスペンション用エアタンク２５から空気が供給され、第２通路７２は第２電磁制御弁６２が遮断位置となることにより遮断される。これにより、第１通路７１は第２通路７２よりも圧力が高くなるため、第１シャトル弁６４は、第１通路７１から空気圧信号通路７４への空気の流れを許容する。リレーバルブ６５は、信号入力ポート６５Ｐに空気圧信号が入力されることにより、第３通路７３を連通する。また、第１ブレーキモジュール１１からはブレーキチャンバ５０に空気が供給されないため、第２シャトル弁６６は、第２ブレーキモジュール１２からチャンバ接続路７７への空気の流れが許容される。したがって、サスペンション用エアタンク２５の空気が、第３通路７３、リレーバルブ６５、及び第２シャトル弁６６を介して、ブレーキチャンバ５０の第１制御室５１に供給される。その結果、強制ブレーキが作動して、先頭車両１００ａ又は後続車両１００ｂが減速する。

図６及び図７を参照して、第２ブレーキモジュール１２による減速指示モードについて説明する。減速指示モードは、パーキングブレーキが解除され、マスタＥＣＵ１０及び第２制御装置３２が正常であって、第１制御装置３１に異常が発生した場合に実行される。

図６に示すように、マスタＥＣＵ１０は、第１制御装置３１の異常の発生を検出すると、直前の車両１００の減速状態及び、車速センサ３３から入力した車速信号に基づき、第２制御装置３２に減速指示を出力する。マスタＥＣＵ１０は、減速すべきであると判断したとき、第１電磁制御弁４１を通電状態とし、第２制御装置３２に減速指示を出力する。第２制御装置３２は、マスタＥＣＵ１０から減速指示を入力すると、第２電磁制御弁６２及び第３電磁制御弁６３を通電状態とする。

第１電磁制御弁４１が排気位置となることにより、第１通路７１の空気は排出口６０を介して排出される。また、第２電磁制御弁６２が接続位置となり第３電磁制御弁６３が遮断位置となることにより、第２通路７２は、第２電磁制御弁６２においては連通されるが、第３電磁制御弁６３において遮断される。これにより、第１通路７１及び第２通路７２のうち第２通路７２が高圧となるため、第１シャトル弁６４は、第２通路７２から空気圧信号通路７４へ向かう空気の流れが許容される。その結果、リレーバルブ６５の信号入力ポート６５Ｐに空気圧信号が入力され、第３通路７３に供給された空気がリレーバルブ６５及び第２シャトル弁６６を介してブレーキチャンバ５０に供給される。

図７に示すように、マスタＥＣＵ１０が直前の車両１００の減速状態に基づき減速すべきではないと判断したときには、第１電磁制御弁４１を通電状態に維持したまま、第２制御装置３２に対する減速指示の出力を停止する。第２制御装置３２は、第２電磁制御弁６２及び第３電磁制御弁６３を非通電状態とする。なお、図７中の各弁を接続する太い破線は、空気が排気されている状態を示す。

第２電磁制御弁６２は遮断位置となり、第３電磁制御弁６３が接続位置となることにより、空気圧信号通路７４の空気は、第１シャトル弁６４、第２通路７２の一部、及び第３電磁制御弁６３と排出口６０とを接続する排気路４７を介して排出口６０から排出される。これにより、リレーバルブ６５は排気位置となる。その結果、ブレーキチャンバ５０の第１制御室５１の空気は、第２シャトル弁６６、リレーバルブ６５、及び排気路４７を介して排出口６０から排出される。これにより、サービスブレーキが解除される。

次に図８及び図９を参照して、再走行モードについて説明する。再走行モードは、強制ブレーキが作動した後に再走行を開始するためのモードである。強制ブレーキ後に再走行することによって、運転者は車両１００を近隣の整備場等へ移動させることができる。

図８に示すように、強制ブレーキが作動した直後は、第１電磁制御弁４１、第２電磁制御弁６２、及び第３電磁制御弁６３は非通電状態となっている。また、強制ブレーキが作動した後、別の空気供給システムによってパーキングブレーキが作動しているものとする。運転者は、強制ブレーキ解除弁４２の操作部４４を操作する。これにより、強制ブレーキ解除弁４２は排気位置となり、第１通路７１は遮断される。また、空気圧信号通路７４の空気が、第１シャトル弁６４、空気圧制御弁４３を介して排気路４７に送られ、排出口６０から排出される。その結果、リレーバルブ６５は排気位置となり、ブレーキチャンバ５０の第１制御室５１の空気が排気路４７を介して排出口６０から排出される。これにより、強制ブレーキモジュール１３が第２ブレーキモジュール１２を介して強制ブレーキを作動させることができない状態となる。

図９に示すように、別の空気供給システムによってパーキングブレーキが解除されると、空気圧制御弁４３の信号入力ポート４３Ｐに空気圧信号が入力され、空気圧制御弁４３は接続位置となる。第１通路７１のうち空気圧制御弁４３の下流側は、空気圧制御弁４３、強制ブレーキ解除弁４２、及び排気路４７を介して排出口６０から排出される。また、第２通路７２は、遮断位置の第２電磁制御弁６２により遮断されている。このようにパーキングブレーキが解除されても、空気圧信号通路７４が強制ブレーキ解除弁４２を介して排出口６０に連通するので、強制ブレーキを解除した状態が維持される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）強制ブレーキモジュール１３は、非通電状態でブレーキチャンバ５０側に空気を供給する接続位置となる第１電磁制御弁４１を有する。そのため、第１制御装置３１、第２制御装置３２、及びマスタＥＣＵ１０の少なくとも一つに異常が生じた場合であっても、各弁を電磁制御することなく、第１電磁制御弁４１を介してブレーキチャンバ５０側に空気を供給することができるので、ブレーキチャンバ５０に空気を強制的に供給して強制ブレーキを作動させることができる。このため、空気圧ブレーキシステムの保安性を高めることができる。

（２）強制ブレーキモジュール１３の入力側はサスペンション用エアタンク２５に連通され、出力側は第２ブレーキモジュール１２のリレーバルブ６５の信号入力ポート６５Ｐに連通する。このため、強制ブレーキモジュール１３からの空気圧信号によって第２ブレーキモジュール１２を制御して、強制ブレーキの作動及び解除を行うことができる。したがって、強制ブレーキモジュール１３は、第２ブレーキモジュール１２に空気圧信号を出力可能な構成のみ備えればよいため、強制ブレーキモジュール１３の構成の複雑化を抑制することができる。又は強制ブレーキモジュール１３の部品点数を低減することができる。

（３）第２制御装置３２は、第２ブレーキモジュール１２を作動させない場合にも、ブレーキチャンバ５０へ供給される空気の圧力と減速度とを関連付けて学習する。そのため、マスタＥＣＵ１０から減速度の指示が入力された場合に、学習結果に基づいて、ブレーキチャンバ５０への空気の供給を制御することができる。

（４）強制ブレーキ解除弁４２の操作部４４が手動操作されることによって、空気圧信号通路７４内の空気を排出することができる。そのため、第２制御装置３２等の異常が発生して強制ブレーキが作動し、パーキングブレーキが解除された場合でも、強制ブレーキを作動させないようにすることができる。

（５）空気圧制御弁４３は、パーキングブレーキが解除されたときにサスペンション用エアタンク２５及び空気圧信号通路７４を接続する接続位置と、パーキングブレーキが作動したときにサスペンション用エアタンク２５及び空気圧信号通路７４の接続を遮断する遮断位置とに位置を変更可能に構成される。これによれば、パーキングブレーキが作動したときに強制ブレーキが作動しないようにすることができる。

（６）第２ブレーキモジュール１２は、車両１００に設けられる車輪毎に設けられ、強制ブレーキモジュール１３は、第２ブレーキモジュール１２の各々に接続する。したがって、強制ブレーキモジュール１３を車輪毎に設ける必要がないので、空気供給システムの複雑化を抑制できる。又は空気供給システムの部品点数を低減することができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・図１０に示すように、強制ブレーキモジュール１３に、減圧弁８０を設けるようにしてもよい。隊列走行では、車両は、車間距離を一定距離に維持しながら走行する。すなわち、隊列の順番で１台目である車両１００が減速すれば、その直後の２台目の車両１００も１台目の車両１００に追従して減速し、３台目の車両１００も２台目の車両１００に追従して減速する。そのため、隊列を形成する車両１００の一台でも急ブレーキをかけると、その車両１００の直後を走行する後続車両１００ｂが、その車両１００に衝突することとなる。そのため、強制減圧ブレーキモードにおいても前後の車両１００に衝突せずに減速するように制御を行う必要がある。減圧弁８０は各車両毎にブレーキ力を調整するための弁である。また、積荷の荷重に関係するエアサスペンションの圧力を利用することにより積荷の荷重に応じたブレーキ力の調整もできる。減圧弁８０は、隊列走行の後の車両になるほど強いブレーキ力となるように後の車両ほどブレーキ用の空気圧が大きくなるように調整されており、後の車両が前の車両よりも先に速度を落とすことにより衝突しないようにしている。

減圧弁８０は、第３通路７３に設けられ、接続ポートＰ３に入力されたパイロット圧に応じて、第３通路７３からブレーキチャンバ５０の第１制御室５１に供給される空気圧を調整することができる。接続ポートＰ３は、積荷の荷重に関係するエアサスペンションの圧力を供給するために、サスペンションシステムに接続する。車両１００の積荷の荷重が大きい場合には接続ポートＰ３の圧力は大きくなる。強制ブレーキを作動させるとき、接続ポートＰ３側の圧力が所定値よりも大きくなると、減圧弁８０は第３通路７３を所定量だけ大きな圧力になるまで連通する。

減圧弁８０の圧力調整方法としては例えば以下の方法がある。減圧弁８０から第３通路７３の下流側に供給される圧縮空気の最大圧力は、車両１００の最大積載量に必要なブレーキ力を基準として設定される。すなわち、車両１００の積荷の荷重が最大である場合には、強制ブレーキにより作動するブレーキ力が最大となるようにする。車両１００の積荷の荷重が最大積載量から減少するのに応じて、すなわち接続ポートＰ３側の圧力が小さくなるのに応じて、減圧弁８０は下流側の第３通路７３に供給される圧縮空気の圧力を減少させる。これにより、車両の積荷の荷重が大きい場合には大きいブレーキ力のサービスブレーキを作動させ、車両の積荷の荷重が小さい場合には小さいブレーキ力のサービスブレーキを作動させて、ブレーキ力を調整することができる。

上記構成では圧縮空気の圧力を調整することによりブレーキ力を調整したが、ブレーキをかける時間的なタイミングを調整することにより隊列走行時に衝突しないように制動制御することもできる。

・強制ブレーキモジュール１３と第２ブレーキモジュール１２が離れている場合、強制ブレーキモジュール１３は、入力ポートがサスペンション用エアタンク２５側に接続され出力ポートが第２ブレーキモジュール１２の第１シャトル弁６４に接続されるリレーバルブ９０を備えていてもよい。リレーバルブ９０は、第１通路７１のうち第１電磁制御弁４１よりもサスペンション用エアタンク２５側から分岐した通路７５と、排気路４７と、第１シャトル弁６４側の通路とに接続する。リレーバルブ９０は、空気圧制御弁４３を通過した空気を空気圧信号として入力し、空気圧信号を入力しない場合には、通路７５を遮断することによって、サスペンション用エアタンク２５側及び第２ブレーキモジュール１２の接続を遮断し、第１シャトル弁６４側の通路及び排気路４７を接続する。また、リレーバルブ９０は、空気圧信号を入力した場合には、通路７５を連通することによって、サスペンション用エアタンク２５側及び第２ブレーキモジュール１２を接続する。また、リレーバルブ９０は、空気圧信号を入力しない場合には、バルブスプリング９１の付勢力により排気位置となる。この構成によれば、リレーバルブ９０は、空気圧信号を入力した場合にサスペンション用エアタンク２５から第２ブレーキモジュール１２に大流量の空気を供給する。したがって、強制ブレーキモジュール１３と第２ブレーキモジュール１２が離れていても空気圧信号通路７４に空気を一気に供給することができる。

・第１電磁制御弁４１、空気圧制御弁４３、第２電磁制御弁６２、第３電磁制御弁６３、及びリレーバルブ６５は、２位置弁としたが、中立位置を有する３位置弁としてもよい。

・上記実施形態では、空気供給システムを、隊列走行を行う車両１００のブレーキシステムを構成するものとして説明したが、隊列走行を行わず単独で走行する車両のブレーキシステムに搭載してもよい。

・上記実施形態では、第１制御装置３１と第２制御装置３２とを個別の装置として記載したが、別の態様であってもよい。車載ネットワーク３４に接続された一つの制御装置が、例えば２つのＣＰＵを有する構成である等、第１制御装置３１の機能と第２制御装置３２との機能とを兼ね備えていてもよい。この場合、第１制御装置３１及び第２制御装置３２は、共通の信号入力部及び信号出力部を有していてもよい。この態様においても、空気圧ブレーキシステムの保安性を高めることができる。

・上記実施形態では、空気供給システムは、荷台を備えるカーゴ車両に搭載されるものとして説明した。これ以外の態様として、空気供給システムは、乗用車、トラクタにトレーラを連結した連結車両、鉄道車両等、他の車両に搭載されてもよい。

１１…第１ブレーキモジュール、１２…第２ブレーキモジュール、１３…強制ブレーキモジュール、１４，２０，２２…入力ポート、１５，２１，２３…出力ポート、１６…ブレーキ用エアタンク、１７，２６…通路、１８，２７…フィルタ、２５…サスペンション用エアタンク、３１…第１制御装置、３２…第２制御装置、３３…車速センサ、３４…車載ネットワーク、４１…第１電磁制御弁、４２…強制ブレーキ解除弁、４３…空気圧制御弁、４３Ｐ，６５Ｐ…信号入力ポート、４４…操作部、４６，４８，４９，６７，６８，６９…バルブスプリング、４７…排気路、５０…ブレーキチャンバ、５１…第１制御室、５２…第２制御室、５３…楔、５４…プッシュロッド、５５…スプリング、６０…排出口、６２…第２電磁制御弁、６３…第３電磁制御弁、６４…第１シャトル弁、６５…リレーバルブ、６６…第２シャトル弁、７１…第１通路、７２…第２通路、７３…第３通路、７４…空気圧信号通路、７６…第１モジュール接続路、７７…チャンバ接続路、７９…圧力センサ、８０…減圧弁、９０…リレーバルブ、１００ａ…先頭車両、１００ｂ…後続車両、１００…車両、Ｐ１，Ｐ２…ポート、Ｐ３…接続ポート。

Claims (7)

1. 車両のサービスブレーキを作動及び解除するブレーキ機構に対して空気の供給及び空気の排出を行う第１空気供給部を含む空気圧ブレーキシステムに設けられる空気供給システムにおいて、
   第１制御装置によって制御される第１空気供給部に替わって前記空気の供給及び空気の排出を行う第２空気供給部と、
   前記第２空気供給部を制御する第２制御装置と、
   前記第１制御装置及び前記第２制御装置の制御を司る主制御装置によって制御され、前記ブレーキ機構に空気を強制的に供給する強制ブレーキを作動させる強制ブレーキ部と、を備え、
   前記強制ブレーキ部は、非通電状態で前記ブレーキ機構側に空気を供給する接続位置となる電磁制御弁を有する
   空気供給システム。
2. 前記第２空気供給部は、前記ブレーキ機構への空気の供給及び排出を切り替えるリレーバルブを有し、その入力ポートは空気供給源側に接続され、その出力ポートは前記ブレーキ機構側に接続され、
   前記強制ブレーキ部は、その入力ポートが空気供給源側に接続され、その出力ポートが前記第２空気供給部のリレーバルブの信号入力ポートと接続され、
   前記電磁制御弁は、前記リレーバルブ側に空気を供給する接続位置と、前記リレーバルブ側の空気を排出する排気位置とに位置を変更可能に構成される
   請求項１に記載の空気供給システム。
3. 前記第２制御装置は、前記第１空気供給部が前記ブレーキ機構に空気を供給する際の空気圧を検出する圧力センサから圧力検出値を入力し、当該圧力検出値と前記車両の減速度とを関連付けて学習し、前記主制御装置の指示と学習結果とを照合して、前記ブレーキ機構への空気の供給及び前記ブレーキ機構からの空気の排出を行う
   請求項２に記載の空気供給システム。
4. 前記強制ブレーキ部は、手動操作される操作部を有する強制ブレーキ解除弁を有し、
   前記強制ブレーキ解除弁は、前記操作部が操作されていないときに、前記空気供給源側と前記リレーバルブの信号入力ポートに連通する空気圧信号通路とを接続する第１通路を連通し、前記操作部が操作されたときに前記第１通路を遮断して、前記空気圧信号通路の空気を排出する
   請求項２又は３に記載の空気供給システム。
5. 前記強制ブレーキ部は、パーキングブレーキ機構の空気圧によって制御される空気圧制御弁を備え、
   前記空気圧制御弁は、パーキングブレーキが解除されたときに、前記空気供給源及び前記信号入力ポートに連通する空気圧信号通路を接続する接続位置、パーキングブレーキが作動したときに前記空気供給源及び前記空気圧信号通路の接続を遮断する遮断位置とに位置を変更可能に構成される
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の空気供給システム。
6. 前記強制ブレーキ部はリレーバルブを備え、当該リレーバルブの入力ポートは空気供給源側に接続され、その出力ポートは前記第２空気供給部に接続され、
   前記リレーバルブは、前記電磁制御弁を通過した空気を空気圧信号として入力し、前記空気圧信号を入力しない場合には前記空気供給源側及び前記第２空気供給部の接続を遮断し、前記空気圧信号を入力した場合には前記空気供給源側及び前記第２空気供給部を接続する
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の空気供給システム。
7. 前記第２空気供給部は、前記車両に設けられる車輪毎に設けられ、
   前記強制ブレーキ部は、前記第２空気供給部の各々に接続する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気供給システム。