(57)【要約】【課題】牽引車（トラクタ）および被牽引車（トレーラ）からなる連結車両が走行中のブレーキ操作により姿勢が乱れることを防止する。とくに被牽引車の車輪がブレーキによりロック状態となり、姿勢が乱れることを防止する。被牽引車にＡＢＳが装備されていない場合にも装備されている場合にも実施できる装置を提供する。【解決手段】牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧をパルス状に繰り返して供給するとともに、車速が小さくなるにしたがって、ブレーキ圧を供給するパルスの時間幅、または同じくパルスの圧力ピーク値をしだいに大きくなるように制御する。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧力を断続制御する手段を備えた連結車両のブレーキ制御装置において、
前記断続制御する手段は、車速が小さくなるにしたがってその繰り返し時間幅を大きく制御する手段を備えたことを特徴とする連結車両のブレーキ制御装置。
【請求項２】
牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧力を断続制御する手段を備えた連結車両のブレーキ制御装置において、
前記断続制御する手段は、車速が小さくなるにしたがってそのブレーキ圧力のピーク値を大きく制御する手段を備えたことを特徴とする連結車両のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記断続制御する手段は、前記被牽引車に設けられた装置との間で車速情報以外についてオープンループ制御である請求項１または２記載の制動制御装置。
【請求項４】
被牽引車にＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ　Ｂｒｅａｋｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）　が装備されている旨の信号が被牽引車から牽引車に対して送出されている状態でも、所定の条件にしたがってもしくは無条件に、前記断続制御する手段を有効に作動させる手段を含む請求項１または２記載のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牽引車（トラクタ）およびこれに牽引される被牽引車（トレーラ）からなる連結車両のブレーキ制御に関する。本発明は、被牽引車の姿勢を安定な状態に維持してブレーキ制御を行うための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、連結車両は主に貨物輸送用車両として利用されている。そしてその運行スケジュールは、連結車両が荷物の積み下ろし場に到着すると、その連結を切り離して被牽引車のみをその位置に残し、牽引車はその近傍ですでに積み下ろしの済んだ別の被牽引車を牽引して出発するように設定される場合が多い。このような運用をすると、特定の牽引車に特定の被牽引車を連結したままにしておく場合に比べて、運転者および高価な牽引車の実効稼動率が向上する。かりに一つの牽引車に対してどの被牽引車でも連結可能な状態に設定するのではなく、一つの牽引車について連結することができる被牽引車を限定する場合には、牽引車および被牽引車の運用計画の自由度を失うことになる。これは貨物の輸送業を営むユーザにとっては大きい損失となる。
【０００３】
現状の運行形態では、連結装置はその規格が統一されているから、牽引車はメーカの異なる被牽引車であっても、かりに年式のかなり旧い被牽引車であっても、随時連結または切離しを行うことができる。さらに被牽引車の耐用年数は牽引車の耐用年数にくらべて長い。したがって、何らかの理由により被牽引車に装備する連結に係る装置の規格を変更すると、この規格が多数の被牽引車についてゆきわたるにはきわめて長い年数を要することになる。
【０００４】
自動車のブレーキ装置にＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ　Ｂｒｅａｋｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、アンチロック・ブレーキ制御装置）　が広く普及した。そして連結車両については、牽引車にＡＢＳを装備することはほぼ標準的な仕様になった。さらに、牽引車により牽引される被牽引車にもＡＢＳの装備されたものが利用されるようになった。被牽引車のＡＢＳ装置の一つの構成は、連結装置を介してブレーキ系の電気信号を接続し、そのブレーキ系の信号の中にＡＢＳの有無を識別する信号を設けて、被牽引車にＡＢＳが装備されているか否かを牽引車のブレーキ制御装置に知らせるように構成されている。牽引車のブレーキ制御装置は、その識別する信号から被牽引車にＡＢＳが装備されていることが識別される場合には、牽引車のＡＢＳの作動に連動して、被牽引車に対してＡＢＳの制御信号を送るように構成されている。
【０００５】
本願出願人は、先願（特開２００１−０５８５６３号公報）において、連結された被牽引車にＡＢＳが装備されていない車両であるときに、被牽引車に供給する空気圧を断続的に制動状態に制御する装置を開示した（上記公開公報の請求項１０および段落００２７および関連する記載を参照）。これは運用形態にしたがって偶然に連結されることになった被牽引車が、旧規格のものであって、ＡＢＳが装備されていないものであるときには、牽引車から被牽引車に送るブレーキ用空気圧を断続的に制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、連結車両のブレーキ制御についてさまざまな試験を繰り返した。そして上記先願に開示したように、牽引車から被牽引車に送るブレーキ用空気圧を断続的に制御する制御方法は、ブレーキに伴う被牽引車の姿勢を安定に維持するうえで多くの利点があることがわかった。そしてこのように供給空気圧を断続的に制御する方法を詳しく検討した。
【０００７】
すなわち本発明は、牽引車から被牽引車に送るブレーキ用空気圧を断続的に制御するブレーキ制御装置をさらに改良して、その作動の精度向上をはかることを目的とする。本発明は、被牽引車にブレーキ圧力を供給するタイミングで、被牽引車の姿勢を正しく維持するとともに、ブレーキが作動してから車両が停車する、もしくは所定速度まで減速するまでの距離を小さくする制御装置を提供することを目的とする。本発明は、被牽引車にＡＢＳが装備されていない場合に、ブレーキ作動時の被牽引車の姿勢を合理的に安定に制御することができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、被牽引車にＡＢＳが装備されている場合にも、牽引車と被牽引車との連結の組み合わせ自由度を拡大することができるブレーキ制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧力を断続制御する構成であって、その第一はブレーキ制御により車速が小さくなるにしたがって、その空気圧を供給するパルス時間幅が大きくなるように制御することを特徴とする。すなわち車両を大きいブレーキ圧力により減速させる（急ブレーキの）とき、車速の大きい状態で車両姿勢を適正に維持することが重要である。したがって車速の大きい状態では、かりに被牽引車の車輪がロック状態になることがあっても、そのロック状態になる時間を短くするように短い周期で繰り返しブレーキ圧力を供給する。そして車速が小さくなるにしたがって、ブレーキの作動により大きい運動エネルギができるだけすみやかに消耗されるように、繰り返し周期を大きくするとともにブレーキ圧力を供給するパルス時間幅を大きく制御する。これにより、車両姿勢を安定に維持した状態で、車両が低速度（もしくは停車状態）になるまでの制動距離を短くすることができる。
【０００９】
本発明の第二は、同様の原理をパルス時間幅の制御により行うのではなく、供給するブレーキ圧力により行うものである。すなわち、車両を大きいブレーキ圧力により減速させる（急ブレーキの）とき、車両姿勢を制御するために被牽引車に供給するブレーキ圧力を断続制御することは同様であるが、車速の大きい状態では車両姿勢の制御を優先させてブレーキ圧力のピーク値を小さく制御して、被牽引車の車輪がロック状態になる可能性を小さくする。そして、車速が小さくなるにしたがってブレーキにより消耗される運動エネルギができるだけすみやかに消耗されるように、繰り返し供給されるブレーキ圧力のピーク値を大きくなるように制御を行う。これにより、車両姿勢を安定に維持した状態で、車両が低速度（もしくは停車状態）になるまでの制動距離を短くすることができる。
【００１０】
すなわち本発明の第一は、牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧力が所定値を越えるとき、そのブレーキ圧力を断続制御する手段を備えた連結車両のブレーキ制御装置において、前記断続制御する手段は、車速が小さくなるにしたがってその繰り返し時間幅を大きく制御する手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第二は、牽引車から被牽引車に供給するブレーキ圧力が所定値を越えるとき、そのブレーキ圧力を断続制御する手段を備えた連結車両のブレーキ制御装置において、前記断続制御する手段は、車速が小さくなるにしたがってそのブレーキ圧力のピーク値を大きく制御する手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記発明の第一および第二は、それぞれ個別に実施することもできるし、一つの装置に二つの発明を併せて実施することもできる。すなわち、車速が小さくなるにしたがって、ブレーキ圧力のピーク値が大きくなるように制御するとともに、ブレーキ圧力を供給する時間幅を大きく制御するように構成することができる。
【００１３】
前記断続制御する手段は、前記被牽引車に設けられた装置との間で車速情報以外についてはオープンループ制御とすることができる。そのように構成することにより、被牽引車と牽引車との間の信号接続回路を簡単化することができる。車速情報について、被牽引車の車速情報を利用するのではなく、牽引車の車速情報を利用するならば、車速情報についても連結系を介して信号がフィードバックされることはなく、実質的にオープンループ制御とすることができる。
【００１４】
そして、被牽引車にＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ　Ｂｒｅａｋｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）　が装備されている旨の信号が被牽引車から牽引車に対して送出されている状態でも、所定の条件にしたがってもしくは無条件に、前記断続制御する手段を有効に作動させる手段を含む構成とすることができる。これは偶然に連結することになった被牽引車がＡＢＳの装備された車両であっても、それにかかわらず牽引車から被牽引車に送るブレーキ空気圧を断続制御するものであり、各種の試験の結果からきわめて有用であるとの結論を得ている。この構成により、連結の組み合わせを詳しく配慮することなく、連結の組み合わせについて自由度が大きく向上し、運用上の経済効果が期待できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１により連結車両の構成を説明すると、この実施例では、牽引車１と被牽引車２とは、鉛直軸まわりに回動可能な連結器３により連結される。被牽引車２の荷重は被牽引車２の後軸二軸および牽引車１の後軸により支持される。本発明の制御回路１１は運転席の背後に装備される。図２により電気系統の接続を説明すると、運転席のブレーキ・ペダルの踏み込み圧力はブレーキ圧センサ１２により検出される。このブレーキ圧センサ１２の出力は入出力回路１３を介して制御回路１１に取込まれる。牽引車の前後二軸の左右輪にはそれぞれ回転センサ１５〜１８が設けられ、この出力は入出力回路２０を介して制御回路１１に取込まれる。また操舵軸には操舵角センサ１９が設けられ、入出力回路１３を介して制御回路１１に取込まれる。制御回路１１はプログラム制御回路により構成されたＡＢＳ　制御回路である。
【００１６】
制御回路１１の出力は、３個のリレーバルブ２１〜２３を制御するように構成される。リレーバルブ２１から牽引車１の左右前輪（ＦｒＬ，ＦｒＲ）のブレーキ圧力を供給する。リレーバルブ２２からは牽引車１の左右後輪（ＲｒＬ，ＲｒＲ）のブレーキ圧力を供給する。リレーバルブ２３からは管路２５を経由して被牽引車２の後二軸の車輪（ＴＲ）の制動圧力を供給する。被牽引車２の車輪のブレーキ圧力の供給回路には、圧力調節バルブ２６が設けられ管路２５の圧力が制御回路１１の出力により制御される。
【００１７】
ここで本発明の第一実施例装置について図４を用いてその動作を説明すると、図４は横軸に時間をとり、縦軸上段に車速をとり、縦軸下段にブレーキ指示圧をとる。この第一実施例装置では、車速Ｖ０　でブレーキ・ペダルが急ブレーキの状態に操作されると、制御回路１１からの指示により、管路２５に供給される空気圧の目標値がブレーキ指示圧Ｐとなる。このとき連結系を介して牽引車から被牽引車の管路２５に、ブレーキ指示圧Ｐの繰り返しパルス状のブレーキ圧が供給される。管路２５内の実際のブレーキ圧力は、かならずしも指示圧のように矩形波にはならずに歪んだ波形になる。このブレーキ圧の繰り返し波形は、空気圧の供給時間幅がＴｉｎであり、同じく遮断時間幅がＴｏｕｔである。この供給時間幅Ｔｉｎは一回毎に順次一定の割合αだけ大きくなるように制御する。すなわちｎ＋１回目の供給時間幅Ｔｉｎ（ｎ＋１）はその直前のｎ回目の供給時間幅Ｔｉｎ（ｎ）に対して、
Ｔｉｎ（ｎ＋１）＝　Ｔｉｎ（ｎ）×α
となるように制御するところに特徴がある。この係数αは１よりわずかに大きい定数（例えば１．１〜１．３に選ぶことが適当である。したがって車速は図４の上図に示すように段階的に小さくなる。遮断時間幅Ｔｏｕｔは一定である。そして車速が零になった時間Ｔ１以降はこの制御は中止される。被牽引車のブレーキ・シリンダには、図４に破線で表示するように、ブレーキ・ペダルの踏み込み量に対応する空気圧が連続的に供給される状態となる。図４には、理解しやすいように繰り返し回数ｎは数回表示するが、実際の装置動作ではこの繰り返し回数ｎは数十回になる。この構成により車速が大きい状態で車輪と路面との間に滑りが発生すると、車速が大きく車両姿勢が乱れやすいときには一回のブレーキ圧力の供給時間幅を短くし、車速が小さくなってきて姿勢制御がしやすくなったときには、ブレーキによるエネルギの消耗を大きくして、車速が零になるまでの時間を短くすることができる。
【００１８】
図４に示す時間Ｔ３　は図６に示す比較例から理解できるように、車速が零になるまでの必要な時間である。すなわち図６に示す比較例は、上記第一実施例における車速Ｖ０　と等しい車速から、ブレーキ指示圧を一定の周期でパルス状に制御するものであり、この比較例より短い時間で車速零に達することができることがわかる。また時間Ｔ４　は図７に示す比較例において、車速Ｖ０から車速が零になるまでの時間である。これは車速Ｖ０からブレーキ指示圧を連続的に供給し、しかも車輪と路面との間に、いっさい滑りが発生していないものとして仮定した場合における車速が零になるまでの必要な時間である。これは車両の走行による運動エネルギが、ブレーキにより理想的に熱エネルギとして消費された状態として計算されたものである。現実には路面の状況および積み荷の状況などにより、このような理想的な状態にはならず、車輪と路面との間には滑りが発生するから、車輪がブレーキに対してロック状態となり車両姿勢が乱れることになる。
【００１９】
図５は本発明第二実施例装置の動作タイムチャートである。この第二実施例装置では、図２で説明した圧力調節バルブ２６により、ブレーキ指示圧を段階的に高くなるように制御する。すなわちブレーキ圧力の断続を繰り返す毎に、順にブレーキ指示圧をΔＰだけ大きくしてゆくように制御する。すなわちｎ＋１回目の供給圧力の指示値Ｐ（ｎ＋１）はその直前のｎ回目の供給指示圧Ｐ（ｎ）に対して、
Ｐ（ｎ＋１）＝Ｐ（ｎ）＋ΔＰ
となる。この例でも図５には繰り返し回数を数回のみ図示するが、実際の状況下では繰り返し回数は数十回になる。また車速が零になったときには指示圧の断続制御は中止され、図５に破線で示すようにブレーキ・ペダルの踏み込み量に対応する空気圧が連続的に供給される状態となる。この図５に示す例では、ブレーキ圧を供給する繰り返し周期は一定である。このような制御により、同様に車速が大きいときには姿勢制御を重視し、車速が小さくなると姿勢制御は比較的安定に実行できるから、停車までの時間を短くするように制御するものである。
【００２０】
上記本発明第一実施例（時間幅の制御）および第二実施例（ピーク圧力の制御）については、一つの装置にともに実施するように構成することができる。
【００２１】
図８は本発明第一実施例装置の制御フローチャートである。図９は本発明第二実施例装置の制御フローチャートである。このフローチャートについては、上記説明により理解できるので、説明の繰り返しを省略する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、牽引車から被牽引車に送るブレーキ用空気圧を断続的に制御するブレーキ制御装置がさらに改良され、その作動の精度は向される。すなわち本発明により、被牽引車にブレーキ圧力を供給するタイミングで、被牽引車の姿勢を正しく維持するとともに、ブレーキが作動してから車両が停車する、もしくは所定速度まで減速するまでの距離を小さくする制御装置を提供することができる。本発明により、被牽引車にＡＢＳが装備されていない場合に、ブレーキ作動時の被牽引車の姿勢を合理的に安定に制御することができるブレーキ制御装置が得られる。さらに本発明により、被牽引車にＡＢＳが装備されている場合にも、ＡＢＳが装備されていない場合にも、牽引車と被牽引車との連結の組み合わせ自由度を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例連結車両の概念図。
【図２】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図３】本発明実施例装置の配管および配線系統図。
【図４】本発明第一実施例装置（時間幅制御）の動作タイムチャート。
【図５】本発明第二実施例装置（圧力ピーク値制御）の動作タイムチャート。
【図６】比較例の動作タイムチャート。
【図７】比較例の動作タイムチャート。
【図８】本発明第一実施例装置の要部制御フローチャート。
【図９】本発明第二実施例装置の要部制御フローチャート。
【符号の説明】
１　牽引車
２　被牽引車
３　連結器
１１　制御回路
１２　ブレーキ圧センサ
１３　入出力回路
１５〜１８　回転センサ
１９　操舵角センサ
２０　入出力回路
２１〜２３　リレーバルブ
２５　管路
２６　圧力調節バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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