(57)【要約】【課題】一の制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合にも、他の制動状態制御手段により運転可能状態を回復させる制動装置を提供すること。【解決手段】流体圧力により制動状態を制御する制動状態制御手段であり、流体圧力が所定圧を上回った場合に制動状態を発生させる第一制動状態制御手段と、流体圧力が所定圧を下回った場合に制動状態を発生させる第二制動状態制御手段と、を有する制動装置１００は、第一アクチュエータ２の出力圧により第一制動状態制御手段における流体圧力を制御し、第一アクチュエータ２の入力圧が出力圧より低くなった場合には、出力圧が入力圧まで低下する第一アクチュエータ２と、第一制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合に、第一アクチュエータ２の入力圧を所定圧まで低下させ第一制動状態制御手段による制動状態を解除する制動状態解除手段１１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧力により制動状態を制御する制動状態制御手段であり、流体圧力が所定圧を上回った場合に制動状態を発生させる第一制動状態制御手段と、流体圧力が所定圧を下回った場合に制動状態を発生させる第二制動状態制御手段と、を有する制動装置であって、
当該第一アクチュエータの出力圧により前記第一制動状態制御手段における流体圧力を制御し、当該第一アクチュエータの入力圧が出力圧より低くなった場合には、出力圧が入力圧まで低下する第一アクチュエータと、
前記第一制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合に、前記第一アクチュエータの入力圧を所定圧まで低下させ前記第一制動状態制御手段による制動状態を解除する制動状態解除手段と、
を備えることを特徴とする制動装置。
【請求項２】
前記第二制動状態制御手段は、流体圧力が作用する複数の圧力室を備え、該圧力室のそれぞれには別の供給源から流体が供給されることを特徴とする請求項１に記載の制動装置。
【請求項３】
前記制動状態解除手段は、前記第一アクチュエータの入力圧を、前記第二制動状態制御手段における流体圧力を制御する第二アクチュエータによって、所定圧まで低下させる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の制動装置。
【請求項４】
前記制動状態解除手段は、前記第一アクチュエータに流体を供給する流体タンク内の流体を排出する排出手段と、
前記排出手段により流体が排出された前記流体タンク内への流体の流入を遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制動装置。
【請求項５】
前記排出手段は、排出経路に逆流防止弁を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
【請求項６】
前記遮断手段は、所定圧以上の流体を前記流体タンク側へ通過させる弁を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧力により制動状態を制御する制動装置に関し、より詳細には、一方の制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合にも、他方の制動状態制御手段により制動状態を解除し運転可能状態を回復させる制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクチュエータによる空気圧とバネ反力とをピストンの両側に対向するように作用させ空気圧を制御することによりピストンを移動させる２つの制御手段を備え、それぞれのピストンに接続された共通のロッドを介してブレーキパッドをブレーキディスクやブレーキドラムに押し当て制動状態を発生させる自動空気ブレーキ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この自動空気ブレーキ装置は、一方の制御手段におけるアクチュエータが圧縮空気を供給できず制動状態を発生させることができない場合にも、他方の制御手段を用いて制動状態を発生させ相互に補完し合うことで装置の信頼性を向上させている。
【特許文献１】特許第３７０６５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の自動空気ブレーキ装置は、一方の制御手段におけるアクチュエータが圧縮空気を供給し続けてしまい制動状態を解除させることができない場合には、他方の制御手段を用いても制動状態を解除させることができないので問題となる。
【０００５】
上述の問題に鑑み、本発明は、一の制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合にも、他の制動状態制御手段により運転可能状態を回復させる制動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、第一の発明に係る制動装置は、流体圧力により制動状態を制御する制動状態制御手段であり、流体圧力が所定圧を上回った場合に制動状態を発生させる第一制動状態制御手段と、流体圧力が所定圧を下回った場合に制動状態を発生させる第二制動状態制御手段と、を有する制動装置であって、当該第一アクチュエータの出力圧により前記第一制動状態制御手段における流体圧力を制御し、当該第一アクチュエータの入力圧が出力圧より低くなった場合には、出力圧が入力圧まで低下する第一アクチュエータと、前記第一制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合に、前記第一アクチュエータの入力圧を所定圧まで低下させ前記第一制動状態制御手段による制動状態を解除する制動状態解除手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第二の発明は、第一の発明に係る制動装置であって、前記第二制動状態制御手段は、流体圧力が作用する複数の圧力室を備え、該圧力室のそれぞれには別の供給源から流体が供給されることを特徴とする。
【０００８】
また、第三の発明は、第一または第二の発明に係る制動装置であって、前記制動状態解除手段は、前記第一アクチュエータの入力圧を、前記第二制動状態制御手段における流体圧力を制御する第二アクチュエータによって、所定圧まで低下させることを特徴とする。
【０００９】
また、第四の発明は、第一乃至第三の発明に係る制動装置であって、前記制動状態解除手段は、前記第一アクチュエータに流体を供給する流体タンク内の流体を排出する排出手段と、前記排出手段により流体が排出された前記流体タンク内への流体の流入を遮断する遮断手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第五の発明は、第四の発明に係る制動装置であって、前記排出手段は、排出経路に逆流防止弁を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第六の発明は、第四の発明に係る制動装置であって、前記遮断手段は、所定圧以上の流体を前記流体タンク側へ通過させる弁を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述の手段により、本発明は、一の制動状態制御手段による制動状態を解除できない場合にも、他の制動状態制御手段により運転可能状態を回復させる制動装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明に係る制動装置の構成例を示す断面図であり、制動装置１００は、圧力室Ｃ１内の空気圧とその空気圧に対向するコイルバネＳ１による反力とによりピストンＰ１を図１の左右に移動させる第一制動状態制御手段と、圧力室Ｃ２内の空気圧とその空気圧に対向するコイルバネＳ２による反力とによりピストンＰ２を図１の左右に移動させる第二制動状態制御手段と、を有する制動装置である。制動装置１００は、例えば、鉄道、乗用車、トラック、バス等の車輌に搭載され、車輌の制動状態を制御する。以下、制御装置１００の構成要素について説明する。
【００１５】
圧力室Ｃ１は、ピストンＰ１と固定シリンダ壁Ｗ１とで規定され、第一アクチュエータ２から供給される圧縮空気が充填される。
【００１６】
圧力室Ｃ２は、ピストンＰ２と可動シリンダ壁Ｗ２と固定シリンダ壁Ｗ３とで規定され、第二アクチュエータ３またはブレーキペダル５から供給される圧縮空気が充填される。
【００１７】
圧力室Ｃ３は、ピストンＰ２と可動シリンダ壁Ｗ２と固定シリンダ壁Ｗ３とで規定され、圧増幅機構４またはブレーキペダル５から供給される圧縮空気が充填される。
【００１８】
なお、圧縮室Ｃ２およびＣ３は、別々の配管によりそれぞれがブレーキペダル５と接続され、ブレーキペダル５により別個独立に圧力が制御される。
【００１９】
ピストンＰ１は、ロッドＲの端部に接続されており、ピストンＰ１が左右に移動することによりロッドＲを左右に移動させる。
【００２０】
ピストンＰ２は、中央部においてロッドＲに貫通され、ロッドＲ上をロッドＲの軸方向に移動可能となっている。
【００２１】
ピストンＰ２が図中右方向の所定位置まで移動すると、ピストンＰ２は、ロッドＲの係合部Ｒ１と接触し、係合部Ｒ１を押すようにしてロッドＲを図中右方向に移動させる。ピストンＰ２は、可動シリンダ壁Ｗ２に固定されており、可動シリンダ壁Ｗ２が固定シリンダ壁Ｗ３に接触するまで図中右方向に移動する。
【００２２】
また、ピストンＰ２は、コイルバネＳ１を介してピストンＰ１に接続されており、ピストンＰ２が図中左方向に移動すると、ピストンＰ１も図中左方向に移動し、ピストンＰ１によりロッドＲを引っ張るようにしてロッドＲを図中左方向に移動させる。ピストンＰ２は、固定シリンダ壁Ｗ１の端部に接触するまで図中左方向に移動する。
【００２３】
コイルバネＳ１は、一端がピストンＰ１に接続され、他端がピストンＰ２に接続される。また、コイルバネＳ２は、一端が固定シリンダ壁Ｗ３に固定され、他端がピストンＰ２に固定される。なお、固定シリンダ壁Ｗ１および固定シリンダ壁Ｗ３は、相互に移動できないよう接合され、可動シリンダ壁Ｗ２は、圧力室Ｃ２と圧力室Ｃ３とを隔てるよう一部を固定シリンダ壁Ｗ３に接しながらロッドＲの軸方向に摺動可能に配置される。
【００２４】
ロッドＲは、ピストンＰ２および固定シリンダ壁Ｗ３を貫通して制動装置１００の外部に延び図中を左右方向に移動する。ロッドＲは、一端がピストンＰ１に接続され、他端が直接または間接的にブレーキシューまたはブレーキパッドに機械的に接続される。
【００２５】
ロッドＲは、図中右方向に移動すると制動状態、図中左方向に移動すると非制動状態になるものとし、係合部Ｒ１が図中の線分ＡＢより右側に移動すると制動状態となり、左側に移動すると非制動状態になるものとする。
【００２６】
なお、コイルバネＳ１による反力は、圧力室Ｃ１における圧縮空気による最大圧力より小さく、コイルバネＳ２による反力は、圧力室Ｃ２またはＣ３における圧縮空気による最大圧力より小さいものとする。また、コイルバネＳ１による反力は、コイルバネＳ２による反力より小さいものとする。
【００２７】
この力の関係により、圧力室Ｃ１、Ｃ２およびＣ３における圧縮空気による圧力がそれぞれ所定圧より小さい場合（例えば、大気圧（約１２０ｋＰａ）の場合）、制動装置１００は、コイルバネＳ２による反力によってピストンＰ２を図中右方向に押し込み、可動シリンダ壁Ｗ２が固定シリンダ壁Ｗ３に接触するまで図中右方向にピストンＰ２を移動させる。
【００２８】
これにより、制動装置１００は、例えば、圧力室Ｃ１、Ｃ２およびＣ３における圧縮空気を所定圧（例えば、大気圧）以上に制御できない場合であっても、コイルバネＳ２による反力によって車輌を確実に停止させることができる。なお、コイルバネＳ１による反力は、コイルバネＳ２による反力より小さいので、コイルバネＳ２による反力によって車輌を確実に停止できることに影響はない。
【００２９】
また、第二アクチュエータ３またはブレーキペダル５により圧力室Ｃ２における圧縮空気による圧力が所定圧（例えば、＋０．１Ｇ（約１９０ｋＰａ）の状態）以上に制御された場合、或いは、圧増幅機構４により圧力室Ｃ３における圧縮空気による圧力が所定圧（例えば、＋０．１Ｇ（約１９０ｋＰａ）の状態）以上に制御された場合、制動装置１００は、圧力室Ｃ２またはＣ３における圧縮空気による圧力によって、コイルバネＳ２による反力に打ち勝って、ピストンＰ２を図中左方向に押し込み、ピストンＰ２が固定シリンダ壁Ｗ１の端部に接触するまで図中左方向にピストンＰ２を移動させる。
【００３０】
これにより、制動装置１００は、コイルバネＳ２による反力によって発生した制動状態を解除させることができる。
【００３１】
また、制動装置１００は、例えば、圧力室Ｃ２における圧縮空気を所定圧以上に制御できずコイルバネＳ２による反力によって車輌が制動状態になり、その後、圧縮室Ｃ３における圧縮空気を所定圧以上に制御してその制動状態を解除させた場合であっても、圧力室Ｃ１における圧縮空気の圧力を調節することにより車輌の制動状態を制御することができる。コイルバネＳ１による反力が圧力室Ｃ１における圧縮空気による最大圧力より小さいからである。
【００３２】
次に、第一制動状態制御手段および第二制動状態制御手段を制御する構成要素について説明する。
【００３３】
ＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile  Random  Access  Memory）等を備えたコンピュータであり、第一アクチュエータ２、第二アクチュエータ３に制御命令ＳＧ１、ＳＧ２（例えば、ＰＷＭ(Pulse  Width  Modulation  control)信号であって、後述の弁開閉指示やパイロット圧等を指示する信号をいう。）を送信して、第一アクチュエータ２、第二アクチュエータ３のそれぞれに備えられた電磁弁を制御する。
【００３４】
また、ＥＣＵ１は、異常状態検出手段１０および制動状態自動解除手段１１に対応するプログラムをＮＶＲＡＭに記憶し、それらのプログラムをＲＡＭ上に展開して対応する処理を実行する。
【００３５】
また、ＥＣＵ１は、車輌の走行状態に基づいて車輌の制動状態を制御する。ＥＣＵ１は、例えば、周囲の状況を判断しながら自動運転を行う車輌において、前方を走行する車輌との間の車間距離を一定に維持するために、第二アクチュエータ３における電磁弁を開閉させて制動状態を制御しながら車輌の走行速度を調整する。また、ＥＣＵ１は、車輌を緊急停車させる場合に、第一アクチュエータ２におけるソレノイド２０を制御して強い制動力を発生させるようにしてもよい。
【００３６】
第一アクチュエータ２は、圧力室Ｃ１に圧縮空気を供給するための装置であり、その構成例を図２（ａ）に示す。
【００３７】
第一アクチュエータ２は、ＥＣＵ１からの制御命令ＳＧ１を受け、ソレノイド２０により微少なパイロット圧を制御させてリリーフ弁２１を開放させ、第一空気タンク６から供給される高圧（入力圧であり、例えば、９００ｋＰａ）の圧縮空気を出力側に供給し出力圧を増大させる。
【００３８】
ソレノイド２０は、大気圧（例えば、１００ｋＰａ）と入力圧（第一空気タンク６内の圧縮空気による元圧であり、例えば、９００ｋＰａとする。）との間で出力圧を無段階に調節できるようリリーフ弁２１を制御する。また、ソレノイド２０は、出力圧を低下させる場合、リリーフ弁２１を制御して出力側にある圧縮空気を外部に排出する。なお、ソレノイド２０は、出力圧を複数段階で調節するようにしてもよく、ＯＮ（制動状態）、ＯＦＦ（非制動状態）の２段階で調節するようにしてもよい。
【００３９】
また、第一アクチュエータ２は、逆止弁２２を備え、入力圧が出力圧を下回った場合に、出力圧を機械的に入力圧まで低下させる。これにより、第一アクチュエータ２は、ソレノイド２０が制御不能となった場合であっても、入力圧を低下させることにより出力圧を機械的に低下させることができる。入力圧を大気圧まで低下させた場合、出力圧も大気圧となる。
【００４０】
なお、第一アクチュエータ２は、出力圧を短時間で高圧にすることが可能であり、好適には、高い応答性が要求される急制動等に利用される。
【００４１】
第二アクチュエータ３は、圧力室Ｃ２に圧縮空気を供給するための装置であり、その構成例を図２（ｂ）に示す。
【００４２】
第二アクチュエータ３は、ＥＣＵ１からの制御命令ＳＧ２を受け、ソレノイド３０により増圧弁３１を開閉させて第二空気タンク７から供給される圧縮空気を出力側（第二アクチュエータ３内）に流入させ、或いは、ソレノイド３２により減圧弁３３を開閉させて第二アクチュエータ３内の圧縮空気を外部に排出させる。
【００４３】
また、第二アクチュエータ３は、増圧弁３１および減圧弁３３の双方を閉じることにより出力圧を維持することができ、増圧弁３１および減圧弁３３の双方を開くことにより第二空気タンク７にある流体を外部に排出し、第二空気タンク７内の圧力を所定圧（例えば、大気圧）まで低下させることができる。
【００４４】
なお、第二アクチュエータ３は、第一アクチュエータ２に比べ、出力圧をより緩やかに制御することが可能であり、好適には、高い制御性が要求される走行速度の調整等に利用される。
【００４５】
圧増幅機構４は、圧力室Ｃ３に圧縮空気を供給するための装置であり、その構成例を図２（ｃ）に示す。
【００４６】
圧増幅機構４は、第一アクチュエータ２から供給される圧縮空気によるパイロット圧によりパイロット弁４０を制御してリリーフ弁４１を開放させ、第一空気タンク６から供給される高圧（例えば、９００ｋＰａ）の圧縮空気を出力側に供給し出力圧を増大させる。
【００４７】
圧増幅機構４は、第一アクチュエータ２から供給される圧縮空気の圧力に比例させて出力圧を制御するようにしてもよく（例えば、パイロット圧１に対して出力圧１０とする。）、第一アクチュエータ２から供給される圧縮空気の圧力が所定圧を上回った場合に、所定の出力圧を出力するようにしてもよい。
【００４８】
また、圧増幅機構４は、圧力室Ｃ２における圧縮空気による圧力がコイルバネＳ２による反力を上回ることができず第二制動状態制御手段が制動状態を解除できない状態となった場合に、圧力室Ｃ３に圧縮空気を供給して、制動状態を解除し、第一制動状態制御手段により制動状態を制御できる状態（以下、「運転可能状態」という。）を回復させる。また、圧増幅機構４は、出力圧を低下させる場合、パイロット弁４０によりリリーフ弁４１を制御して出力側にある圧縮空気を外部に排出する。この場合、ＥＣＵ１は、第一アクチュエータ２を介してパイロット弁４０を制御する。
【００４９】
また、圧増幅機構４は、逆止弁４２を備え、入力圧が出力圧を下回った場合に、出力圧を機械的に入力圧まで低下させる。
【００５０】
ブレーキペダル５は、操作者の踏力に応じて圧力室Ｃ１、Ｃ２またはＣ３に圧縮空気を供給するための装置であり、例えば、操作者によって踏み込まれることにより、制御命令ＳＧ３をＥＣＵ１に送信し、ＥＣＵ１による自動運転の場合と同様に、ＥＣＵ１を介して第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３により制動状態を制御させる。この場合、ブレーキペダル５は、制動状態を発生させるための電気的なスイッチとして機能する。
【００５１】
また、ブレーキペダル５は、上述の電気的なスイッチとしての機能ばかりでなく、機械的に作動する弁を介して圧力室Ｃ２またはＣ３に圧縮空気を供給することができ、電気系統の故障等により第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３による制御ができなくなった場合であっても、運転可能状態を維持させることができる。ブレーキペダル５による圧縮空気の機械的な制御は後述する。なお、ブレーキペダル５は、パーキングブレーキのようにレバー操作によるものであってもよい。
【００５２】
第一空気タンク６および第二空気タンク７は、エアコンプレッサ８で圧縮させた圧縮空気を保持するための容器であり、第一空気タンク６は、例えば、第一アクチュエータ２または圧増幅機構４に圧縮空気を供給しそれぞれの入力圧を生成する。それぞれの入力圧（元圧）は、例えば、コイルバネＳ１またはＳ２による反力を上回るのに十分な出力圧を生成できるよう９００ｋＰａとする。
【００５３】
第二空気タンク７は、例えば、第二アクチュエータ３に圧縮空気を供給し第二アクチュエータ３の入力圧を生成する。第二アクチュエータ３の入力圧（元圧）は、例えば、コイルバネＳ２による反力を上回るのに十分な出力圧を生成できるよう９００ｋＰａとする。なお、第二空気タンク７は、ブレーキペダル５にも圧縮空気を供給する。
【００５４】
エアコンプレッサ８は、所定圧（例えば、９００ｋＰａ）の圧縮空気を発生させるための装置であり、発生させた圧縮空気を第一空気タンク６および第二空気タンク７に供給する。
【００５５】
圧力センサ９は、圧力を測定する装置であり、圧力室Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の内壁やそれらに接続される配管に配置される。
【００５６】
逆止弁Ｖ１は、一方への流体の流れを許容しながら反対方向への流体の流れを制限するための弁であり、例えば、第一空気タンク６と第二空気タンク７とを接続する配管上に設置され、第二空気タンク７の圧力が第一空気タンク６の圧力を下回った場合に第一空気タンク６側から第二空気タンク７側へ空気を流出させる。反対に、第二空気タンク７の圧力が第一空気タンク６の圧力を上回った場合には、第二空気タンク７側から第一空気タンク６側へ空気を流入させないようにする。
【００５７】
リリーフ弁Ｖ２は、一方の側の流体圧力が所定圧以上となった場合に、他方の側に流体を通過させる弁であり、例えば、第一空気タンク６と第二空気タンク７との間に設置され、第二空気タンク７の圧縮空気による圧力が所定圧（例えば、４００ｋＰａ）以上となった場合に、その圧縮空気を第一空気タンク６側に通過させる。
【００５８】
弁Ｖ３は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ３との間に設置された弁であり、操作者によって手動で開閉される弁である。弁Ｖ３は、通常、閉じた状態にあり、弁Ｖ３が開放されると圧力室Ｃ３内の圧縮空気を外部に排出し、圧力室Ｃ３内を大気圧にする。また、弁Ｖ３が開放された状態でブレーキペダル５が踏み込まれると、弁Ｖ３は、第二空気タンク７の圧縮空気を圧力室Ｃ３に流入させ、圧力室Ｃ３内の圧力を増大させる。なお、弁Ｖ３が開放された状態でブレーキペダル５が連続して踏み込まれると、弁Ｖ３は、圧力室Ｃ３内の圧力を増大させた後、第二空気タンク７の圧縮空気を外部に排出する。
【００５９】
弁Ｖ４は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ２との間に設置された弁であり、弁Ｖ３と同様、操作者によって手動で開閉される弁である。弁Ｖ４は、通常、閉じた状態にあり、弁Ｖ４が開放されると圧力室Ｃ２内の圧縮空気を外部に排出し、圧力室Ｃ２内を大気圧にする。また、弁Ｖ４が開放された状態でブレーキペダル５が踏み込まれると、弁Ｖ４は、第二空気タンク７の圧縮空気を圧力室Ｃ２に流入させ、圧力室Ｃ２内の圧力を増大させる。なお、弁Ｖ４が開放された状態でブレーキペダル５が連続して踏み込まれると、弁Ｖ４は、圧力室Ｃ２内の圧力を増大させた後、第二空気タンク７の圧縮空気を外部に排出する。
【００６０】
なお、弁Ｖ３および弁Ｖ４は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ２および圧力室Ｃ３との間に設置された共通の弁であってもよい。
【００６１】
異常状態検出手段１０は、制動装置１００の異常状態を検出するための手段であり、「異常状態」には、第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３がそれぞれの出力圧を低下させることができず制御不能となる状態（以下、「高圧継続故障」という。）、第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３がそれぞれの出力圧を低圧のまま増大させることができず制御不能となる状態（以下、「低圧開放故障」という。）等がある。
【００６２】
高圧継続故障または低圧開放故障は、第一アクチュエータ２においてソレノイド２０がリリーフ弁２１を開放させたまま制御不能となった場合や、第二アクチュエータ３において増圧弁３１、減圧弁３３が固着した場合等に発生する。
【００６３】
異常状態検出手段１０は、例えば、圧力室内や配管に設置された圧力センサ９により測定された圧力値と第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３に送信した制御命令の内容とに基づいて、高圧継続故障や低圧開放故障等の異常状態の発生を検出する。
【００６４】
制動状態自動解除手段１１は、制動状態を解除するための手段であり、例えば、第一アクチュエータ２における高圧継続故障の発生により制動状態を解除できない場合に、異常状態検出手段１０からの通知を受け制動状態を解除する。制動状態の解除方法については、後述する。
【００６５】
次に、制動装置１００が制動状態を制御しながら車輌を走行させる場合の動作について説明する。
【００６６】
（制動状態保持）
車輌の制動状態を保持する場合の制動装置１００の状態を図３（ａ）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の減圧弁３３を閉じたまま増圧弁３１を開放させ、第二アクチュエータ３の出力圧を増大させる。
【００６７】
また、制動装置１００は、ＥＣＵ１により第一アクチュエータ２のソレノイド２０を制御して第一アクチュエータ２の出力圧を最大圧とする。
【００６８】
第二アクチュエータ３の出力圧を増大させ第二制動状態制御手段による制動状態を発生さておかないのは、応答性の高い第一制動状態制御手段により制動状態を迅速に解除できるようにするためである。
【００６９】
（発進）
車輌を発進させる場合の制動装置１００の状態を図３（ｂ）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の増圧弁３１を閉じたまま減圧弁３３を開放させ、第二アクチュエータ３の出力圧を低下させる。
【００７０】
その後、制動装置１００は、ＥＣＵ１により第一アクチュエータ２のソレノイド２０を制御して第一アクチュエータ２の出力圧を所定圧まで低下させる。
【００７１】
最初に第二アクチュエータ３による制御を開始させるのは、第一アクチュエータ２が第二アクチュエータ３より応答性が高いからであり、制動状態が解除されたときに、第二アクチュエータ３による制動状態の調整が開始できる状態（係合部Ｒ１を線分ＡＢ上に位置させて制動状態と非制動状態とを滑らかに制御できる状態）にするためである。
【００７２】
（低速における加速）
車輌を低速で加速させる場合の制動装置１００の状態を図３（ｃ）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の減圧弁３３を閉じたまま増圧弁３１を開放させ、第二アクチュエータ３の出力圧を増大させる。ここで、制動装置１００は、弱い制動状態となる。
【００７３】
（加速）
車輌を加速させる場合の制動装置１００の状態を図３（ｄ）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の減圧弁３３を閉じたまま増圧弁３１を開放させ、第二アクチュエータ３の出力圧をさらに増大させる。また、制動装置１００は、ＥＣＵ１により第一アクチュエータ２のソレノイド２０を制御して第一アクチュエータ２の出力圧を最低圧まで減圧する。ここで、制動装置１００は、制動状態を完全に解除させた状態となる。
【００７４】
（減速）
車輌を減速させる場合の制動装置１００の状態を図３（e）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の増圧弁３１を閉じたまま減圧弁３３を開放させ、第二アクチュエータ３の出力圧を低下させる。また、制動装置１００は、ＥＣＵ１により第一アクチュエータ２のソレノイド２０を制御して第一アクチュエータ２の出力圧を所定圧まで増圧する。
【００７５】
（緊急停止時）
車輌を緊急停止させる場合の制動装置１００の状態を図３（ｆ）に示す。制動装置１００は、ＥＣＵ１により第一アクチュエータ２のソレノイド２０を制御して第一アクチュエータ２の出力圧を最高圧まで増圧する。
【００７６】
このように、制動装置１００は、追突防止を目的とした急制動時等には、応答性の優れた第一アクチュエータ２を用い、微小な制動状態の制御が必要な場合には、制御性に優れた第二アクチュエータ３を用いることにより制御性と緊急応答性とを両立させた制動状態の制御を可能とする。
【００７７】
また、制動装置１００は、目標制動力（目標とする制動力の強弱）や制動方向（制動力を強めるか或いは弱めるか）に基づいて第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３を使い分けてもよい。
【００７８】
次に、図４を参照しながら、第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３が故障して制御不能となった場合における制動装置１００の動きについて説明する。
【００７９】
（低圧継続故障）
第一アクチュエータ２が低圧継続故障となった場合を図４（ａ）に示す。コイルバネＳ１、圧力室Ｃ１およびピストンＰ１から成る第一制動状態制御手段は、コイルバネＳ１が伸びきった状態で制御不能となり、コイルバネＳ１はその状態を維持したままピストンＰ２と一体化して図中を左右に移動する。
【００８０】
このような場合であっても、制動装置１００は、第二制動状態制御手段により、線分ＡＢを跨いで図４（ａ）中の双方向矢印の区間にわたり係合部Ｒ１を移動させることができ、制動状態の制御を継続することができる。
【００８１】
また、第二アクチュエータ３が低圧継続故障となった場合を図４（ｂ）に示す。コイルバネＳ２、圧力室Ｃ２、圧力室Ｃ３およびピストンＰ２から成る第二制動状態制御手段は、圧力室Ｃ３内の圧力がコイルバネＳ２の反力を上回らない限り、可動シリンダ壁Ｗ２が固定シリンダ壁Ｗ３に接した状態で制御不能となり、第一制動状態制御手段によっても、図４（ｂ）中の双方向矢印の区間でしか係合部Ｒ１を移動させることができず、制動装置１００は、制動状態を解除できない。
【００８２】
この場合、制動装置１００は、故障のない第一アクチュエータ２により圧力室Ｃ３における圧縮空気の圧力を増大させて制動状態を解除した後（図４（ａ）の状態となる。）、第一制動状態制御手段により制動状態の制御を継続することができる。
【００８３】
（高圧継続故障）
また、第一アクチュエータ２が高圧継続故障となった場合を図４（ｃ）に示す。コイルバネＳ１、圧力室Ｃ１およびピストンＰ１から成る第一制動状態制御手段は、コイルバネＳ１が縮みきった状態で制御不能となり、圧力室Ｃ１内の圧力がコイルバネＳ１の反力を下回らない限り、コイルバネＳ１がピストンＰ２と一体化した状態で制御不能となり、第二制動状態制御手段によっても、図４（ｃ）中の双方向矢印の区間でしか係合部Ｒ１を移動させることができず、制動装置１００は、制動状態を解除できない。
【００８４】
この場合、制御装置１００は、第一アクチュエータ２の出力圧をコイルバネＳ１の反力を下回る所定圧（例えば、大気圧）にした後（図４（ａ）の状態となる。）、第二制動状態制御手段により制動状態の制御を継続する。なお、第一アクチュエータ２が高圧継続故障となり電気的な制御が不能となった状態で、第一アクチュエータ２の出力圧を所定圧未満にする方法は後述する。
【００８５】
また、第二アクチュエータ３が高圧継続故障となった場合を図４（ｄ）に示す。コイルバネＳ２、圧力室Ｃ２、圧力室Ｃ３およびピストンＰ２から第二制動状態制御手段は、ピストンＰ２が固定シリンダ壁Ｗ１の端部に接した状態で制御不能となる。
【００８６】
このような場合であっても、制動装置１００は、第一制動状態制御手段により、線分ＡＢを跨いで図４（ｄ）中の双方向矢印の区間にわたり係合部Ｒ１を移動させることができ、制動状態の制御を継続することができる。
【００８７】
このように、制動装置１００は、第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３の何れか一方のアクチュエータが高圧継続故障または低圧継続故障となった場合にも、故障していない他方のアクチュエータにより制動状態を制御し、車輌の運転を継続させることができる。
【００８８】
次に、再び図１を参照しながら、制動装置１００を手動（機械的操作）で制御する場合について説明する。
【００８９】
ブレーキペダル５は、操作者に踏み込まれた場合、ＥＣＵ１に制御命令ＳＧ３を送信する。第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３が共に正常である場合、ブレーキペダル５からの制御命令ＳＧ３を受信したＥＣＵ１は、走行状態に応じた最適な制動状態を判断し、第一アクチュエータ２または第二アクチュエータ３に制御命令ＳＧ１またはＳＧ２を送信して制動状態を制御する。
【００９０】
また、第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３の何れか一方が故障している場合、ブレーキペダル５からの制御命令ＳＧ３を受信したＥＣＵ１は、故障していない方のアクチュエータに制御命令を送信して制動状態を制御する。
【００９１】
一方、第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３が共に低圧継続故障の場合、制動装置１００は、制動状態を解除できない状態となる（図４（ｂ）参照。）。
【００９２】
ＥＣＵ１による第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３の制御ができないので、操作者は、ブレーキペダル５による手動運転を有効にする。操作者は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３との間にある弁Ｖ３または弁Ｖ４を手動で開放し、第二空気タンク７にある圧縮空気を圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内に流入させてピストンＰ２を図中左方向に移動させ制動状態を解除する。その後、操作者は、ブレーキペダル５を踏み込むことで圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内の圧縮空気を外部に排出させ制動状態を発生させることで、車輌の運転を継続させることができる。
【００９３】
また、第一アクチュエータ２が低圧継続故障、第二アクチュエータ３が高圧継続故障の場合、制動装置１００は、制動状態を発生させることができない状態となる（図４（ｄ）参照。）。操作者は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３との間にある弁Ｖ３または弁Ｖ４を手動で開放し、ブレーキペダル５を踏み込んで圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内の圧縮空気を外部に排出させピストンＰ２を図中右方向に移動させ制動状態を発生させる。その後、操作者は、ブレーキペダル５を緩めることで第二空気タンク７から圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内に圧縮空気を流入させ制動状態を解除することで、車輌の運転を継続させることができる。
【００９４】
また、第一アクチュエータ２および第二アクチュエータ３が共に高圧継続故障の場合、制動装置１００は、制動状態を解除できない状態となる（図３（ａ）参照。）。
【００９５】
さらに、第一アクチュエータ２が高圧継続故障、第二アクチュエータ３が低圧継続故障の場合にも、制動装置１００は、制動状態を解除できない状態となる（図３（ｆ）参照。）。
【００９６】
これらの場合、制御装置１００は、一旦、第一アクチュエータ２の出力圧をコイルバネＳ１の反力を下回る所定圧（例えば、大気圧）にする必要がある。なお、第一アクチュエータ２が高圧継続故障となり電気的な制御が不能となった状態で、第一アクチュエータ２の出力圧を所定圧未満にする方法は後述する。
【００９７】
第一アクチュエータ２の出力圧を所定圧未満した後、操作者は、ブレーキペダル５と圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３との間にある弁Ｖ３または弁Ｖ４を手動で開放し、ブレーキペダル５を踏み込んで圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内の圧縮空気を外部に排出させピストンＰ２を図中右方向に移動させることで制動状態を発生させる。その後、操作者は、ブレーキペダル５を緩めることで第二空気タンク７から圧力室Ｃ２または圧力室Ｃ３内に圧縮空気を流入させ制動状態を解除することで、車輌の運転を継続させることができる。
【００９８】
なお、制動装置１００は、第一空気タンク６、第二空気タンク７、エアコンプレッサ８、または、配管等からの空気漏れにより、手動で圧縮空気を制御できない状態になったとしても、コイルバネＳ２による反力により車輌を停止させるので、制動状態を発生させることができない状態を回避できる。
【００９９】
次に、図５を参照しながら、制動装置１００が制動状態自動解除手段１１により制動状態を解除させる場合の動作について説明する。
【０１００】
図５は、第一アクチュエータ２で高圧継続故障が発生した場合の制動装置１００の状態を示す図である。
【０１０１】
制動状態自動解除手段１１は、第一アクチュエータ２における高圧継続故障の発生により制動状態が解除できなくなった場合、第二アクチュエータ３の増圧弁３１および減圧弁３３を同時に開放させる（図５（ａ）参照。）。
【０１０２】
これにより、制動状態自動解除手段１１は、第二空気タンク７の圧縮空気を外部に排出させ第二空気タンク７内の圧力を所定圧（例えば、大気圧）まで低下させる。
【０１０３】
第二空気タンク７内の圧力が第一空気タンク６内の圧力より低くなると、第一空気タンク６内の圧縮空気は逆止弁Ｖ１を介して第二アクチュエータ３に流入し、増圧弁３１および減圧弁３３を介して外部に排出される（図５（ｂ）参照。）。
【０１０４】
その結果、制動状態自動解除手段１１は、第一空気タンク６内および第二空気タンク７内の圧力を、共に所定圧まで低下させることができる。
【０１０５】
第一空気タンク６内の圧力が所定圧まで低下すると、第一アクチュエータ２の入力圧も所定圧まで低下することとなり、第一アクチュエータ２の逆止弁２２を介して第一アクチュエータ２における出力側の圧縮空気が入力側に流入し、その結果、第一アクチュエータ２の出力圧も所定圧まで低下する（図５（ｃ）参照。）。
【０１０６】
エアコンプレッサ８は、制動状態自動解除手段１１が第一空気タンク６、第二空気タンク７および圧力室Ｃ１の圧縮空気を外部に排出している場合であっても、第一空気タンク６に圧縮空気を供給し続けてもよく、供給を中断してもよいが、圧力室Ｃ１の減圧が完了し、ＥＣＵ１により第二アクチュエータ３の増圧弁３１および減圧弁３３が閉じられた場合には、第二空気タンク７内の圧力を増大させる。
【０１０７】
なお、第一空気タンク６と第二空気タンク７との間には逆止弁Ｖ１およびリリーフ弁Ｖ２が配置されているので、制動装置１００は、第二空気タンク７内の圧力が所定圧（例えば、４００ｋＰａ）以上となるまで第一空気タンク６内に圧縮空気を流入させることはない。
【０１０８】
ＥＣＵ１は、第二空気タンク７から第一空気タンク６に圧縮空気が流入しないよう、第二空気タンク７内の圧力が所定圧に近づくと、第二アクチュエータ３の増圧弁３１および減圧弁３３を同時に開放させ、第二制動状態制御手段を作動させるのに十分な圧力（例えば、３００ｋＰａ）を維持したまま、第二空気タンク７内の圧力を低下させる。第二制動状態制御手段による制動状態の制御を可能としながら、第一アクチュエータ２が再び高圧継続故障となるのを防止するためである。
【０１０９】
以上の構成により、制動装置１００は、圧力室Ｃ１内の圧縮空気を排出させ、一旦、制動状態を解除し、第二空気タンク７内の圧力が所定圧に増大したときに、第二制動状態制御手段により制動状態の制御を再開させることができる。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１１１】
例えば、上述の実施例では、圧縮空気を利用するが、他の気体や液体等を利用してもよい。
【０１１２】
また、上述の実施例では、制動装置１００は、制動状態自動解除手段１１により電気的に第二アクチュエータ３を制御して圧力室Ｃ１内の圧縮空気を外部に排出させるが、操作者にブレーキペダル５を連続的に踏み込ませ、ブレーキペダル５を介して第一空気タンク６、第二空気タンク７および圧力室Ｃ１にある圧縮空気を外部に排出させるようにしてもよい。
【０１１３】
なお、上述の実施例においては、制動状態自動解除手段１１、または、ブレーキペダル５を介して圧力室Ｃ１にある圧縮空気を外部に排出させる構造が特許請求の範囲に記載した「制動状態解除手段」に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明に係る制動装置の構成例を示す断面図である。
【図２】アクチュエータおよび圧増幅機構の構成例を示す図である。
【図３】車輌の各走行状態における制動装置の状態を示す図である。
【図４】アクチュエータの故障が発生した場合における制動装置の状態を示す図である。
【図５】制動状態自動解除手段により制動状態を解除させる場合における制動装置の状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１      ＥＣＵ
２      第一アクチュエータ
３      第二アクチュエータ
４      圧増幅機構
５      ブレーキペダル
６      第一空気タンク
７      第二空気タンク
８      エアコンプレッサ
９      圧力センサ
１０    異常状態検出手段
１１    制動状態自動解除手段
２０、３０、３２  ソレノイド
２１、４１  リリーフ弁
２２、４２  逆止弁
３１、３３  弁
４０    パイロット弁
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  圧力室
Ｐ１、Ｐ２  ピストン
Ｒ      ロッド
Ｒ１    係合部
Ｓ１、Ｓ２  コイルバネ
ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３  制御命令
Ｖ１    逆止弁
Ｖ２    リリーフ弁
Ｖ３、Ｖ４  弁
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  シリンダ壁
【図１】
2008001152.tif 000003
【図２】
2008001152.tif 000004
【図３】
2008001152.tif 000005
【図４】
2008001152.tif 000006
【図５】
2008001152.tif 000007