(57)【要約】【課題】プログラム制御回路を利用したブレーキ制御装置のバックアップ系についても、積載量や牽引車両の有無などに対応して、ブレーキの効き方が自動的に２段階に制御されるように構成する。【解決手段】バックアップ装置として制御回路が不具合になったときに動作する空気圧系に、積載量や牽引車両の有無に応じて切り替わる二系統のバックアップ・リレー・バルブを設ける。【選択図】図１
2005082122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ・ペダル（１）と、このブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量を入力信号としてブレーキ制御信号を発生する制御回路（２）と、空気圧源（３）と、この空気圧源（３）の出力空気圧を前記ブレーキ制御信号に応じて調節しブレーキ空気圧として車輪に送出するアクスル・モジュレータ（４）とを備え、
さらに、前記ブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量に対応する空気圧を送出するブレーキ・バルブ（５）と、このブレーキ・バルブ（５）の出力空気圧を制御空気圧とし空気圧源から供給される空気圧を入力空気圧として前記アクスル・モジュレータ（４）に前記ブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量に対応する出力空気圧を供給する第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）とを備え、
前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）は、前記制御回路（２）が発生する動作信号を受け、この動作信号が正常値であるときには出力空気圧の送出を禁止するように構成された
ブレーキ制御装置において、
前記制御回路（２）が発生する動作信号を受け、この動作信号が正常値であるときには出力空気圧の送出を禁止するように構成され、その出力空気圧が前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）の出力空気圧と異なる第二のバックアップ・リレー・バルブ（７）と、
前記ブレーキ・バルブ（５）から前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）に供給する制御圧力の通路に設けられ、荷重に対応する信号によりその出力通路を前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）または前記第二のバックアップ・リレー・バルブ（７）に切り替えて供給する電磁弁（８）と
を設けたことを特徴とするブレーキ制御装置。
【請求項２】
前記荷重に対応する信号は、車軸とシャシとの距離を計測する車高センサ出力である請求項１記載のブレーキ制御装置。
【請求項３】
前記荷重に対応する信号は、被牽引車の有無を示す信号である請求項１記載のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気ブレーキを備えた自動車に利用する。本発明は、プログラム制御回路（ＥＣＵ,Electronic
Control Unit) または電子回路により構成されたブレーキ制御回路のバックアップ装置に関する。本発明は、予期されない事象によりブレーキ制御回路の動作が正常でなくなったときに、自動的に起動する空気圧系を利用したバックアップ制御に関する。とくに、バックアップ制御についても、荷重に対応するブレーキ用出力空気圧を発生することができるブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気ブレーキを備えた大型車両に、ブレーキ制御回路としてプログラム制御回路が利用されるようになった。近年プログラム制御回路の信頼性はきわめて高くなったが、プログラム制御回路は複雑な論理制御を実行する電子回路装置であるから、その故障発生を皆無にすることはできない。従来からブレーキ系のプログラム制御回路には、かりに何らかの異常が発生しても、運転者はそれをオーバーライドしてブレーキを操作することができるようなバックアップ装置が設けられている。
【０００３】
この従来例バックアップ装置を図面を用いて簡単に説明する。図４は本願出願人が採用している従来例バックアップ装置のブロック構成図である。運転者が操作するブレーキ・ペダル１の操作量を表示する電気信号が制御回路２に入力する。この図では破線は電気信号の接続を示し、実線は空気圧力系の接続を示す。制御回路２は、半導体電子回路およびそれにロードされたプログラムにより構成されている。制御回路２は、図示されていないエンジンの情報、車両走行速度の情報、車両積載荷重の情報、走行路面の勾配情報、その他を入力情報として取り込み、ブレーキ・ペダル１の操作量に対応する最適なブレーキ圧を演算し、これを制御信号としてアクスル・モジュレータ４に送出する。アクスル・モジュレータ４には、車両のブレーキ用空気圧源３から入力空気圧が供給されていて、この入力空気圧を上記制御信号にしたがって調節して、ブレーキ・チャンバ１０に送出する。ブレーキ・チャンバ１０は各車輪を機械的にブレーキ状態に制御する。
【０００４】
この構成に対して、この従来例装置ではつぎのようなバックアップ装置が設けられている。運転者が操作するブレーキ・ペダル１は、上記説明の電気信号を発生するほかに、連動してブレーキ・バルブ５にも機械的に連結されている。ブレーキ・バルブ５は空気圧源３からの空気圧を入力し、ブレーキ・ペダル１の踏み込み量に対応する空気圧を出力する構成になっている。この出力空気圧は、第一のバックアップ・リレー・バルブ６の制御入力用の空気圧となる。この第一のバックアップ・リレー・バルブ６には、制御回路２から正常動作を示す電気信号が入力する。そしてこの第一のバックアップ・リレー・バルブ６は、この正常動作を示す電気信号が到来しているときには、その出力空気圧の送出が禁止されるようにその機械構造が設定されている。
【０００５】
いま制御回路２が何らかの動作異常になったとすると、その正常動作を示す電気信号が自動的に消滅する。同時に制御回路２の自体の動作により、制御回路２からアクスル・モジュレータ４に送出される電気信号も遮断される。これにより、第一のバックアップ・リレー・バルブ６は内部の電磁弁が解除されて動作を開始し出力空気圧を送出する。すなわち第一のバックアップ・リレー・バルブ６は、ブレーキ・バルブ５から到来する制御入力空気圧に対応して、空気圧源３の空気圧を調節し、これをアクスル・モジュレータ４に供給する。この状態では、アクスル・モジュレータ４はこの第一のバックアップ・リレー・バルブ６の出力空気圧をブレーキ・チャンバ１０に供給する。すなわち電子回路により構成された制御回路２が動作不良になっても、機械系によりブレーキ制御系がバックアップされて、ブレーキに供給する空気圧の制御動作を継続することができる。
【０００６】
本願出願人の調査による先行技術を提示すると、ブレーキ・チャンバと車輪モジュールとの関連装置の構成その他については、下記〔特許文献１〕に記載がある。車両の積載量とブレーキ制御の関連については、下記〔特許文献２〕に詳しい記載がある。さらに電子ブレーキ装置の冗長化については、下記〔特許文献３〕に開示されたものが知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９８４３１号公報（車輪モジュール）
【特許文献２】特開２００１−１８０４６８号公報（転倒防止方法）
【特許文献３】特開２００３−１６５４３３号公報（冗長圧力切換え弁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来例として説明した装置を利用することにより、ブレーキ装置の制御回路に、何らかの原因により動作不良が発生しても、自動的に電子的な制御回路が切り離される。これにより運転者は電子回路を利用しない空気圧系あるいは機械系の制御により、ブレーキ系を操作し車両の運転を継続することができる。
【０００９】
しかしプログラム制御回路による緻密な制御に慣れた運転者からは、このバックアップ系の制御に不満の声が聞かれた。そのひとつは、車両の積載量が変化してもバックアップ系ではブレーキの効き方が変わらないというものである。牽引車（トラクタ）については、被牽引車（トレーラ）を切り離した状態でブレーキが効きすぎる、というものである。バックアップ用のブレーキ装置は、安全上の設計を第一として、車両の最大積載量に対しても、あるいは最大積載量の被牽引車を連結しても有効に作用するように設計されているので、運転者からはこのような不満がでるものと考えられる。
【００１０】
このような不満に対しては、電子的な制御回路が開発される以前のように、積み荷の大きさや被牽引車の有無に応じて、右足で操作するブレーキ・ペダルの踏み込み力を加減すればよいわけである。しかし、電子回路がとつぜん不具合になり制御が切り替わると、そのようなマニュアル操作に慣れるには、あるていどの時間がかかることも理解できる。すなわち制御回路の動作が不具合になっても、積載量や牽引車両の有無に対応してある程度の制御が実行されるバックアップ装置が有用である、そのための設計が必要であるとの考え方を採ることになった。
【００１１】
本発明はこのような背景に行われたものであって、ブレーキ用のプログラム制御回路に何らかの異常が発生したときに利用されるバックアップ用ブレーキ装置についても、負荷の大小によりそのブレーキの効き方がある程度自動的に調節される装置を提供することを目的とする。本発明は、そのような装置を電子的な制御に依存することなく実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ブレーキ・ペダル（１）に機械的に連動するブレーキ・バルブ（５）の空気圧出力系に、２系統のバックアップ・リレー・バルブ（６および７）を設け、この２系統のバックアップ・リレー・バルブの出力空気圧が異なるように設定しておく。そしてこれを車両積載量または被牽引車の連結の有無などによって、そのいずれかを自動的に選択するように構成したものである。このバックアップ・リレー・バルブは、あくまでも機械的なリレーであり、電子回路による制御回路（２）の動作が正常でなくなったときに、自動的に作動を開始するように構成される。
【００１３】
上記括弧内の数字は、後から説明する実施例図面の参照数字である。これは発明の構成を理解しやすいように付すものであって、発明の構成をこの実施例構成に限定するためのものではない。以下の説明においても同様である。
【００１４】
すなわち本発明は、ブレーキ・ペダル（１）と、このブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量を入力信号としてブレーキ制御信号を発生する制御回路（２）と、空気圧源（３）と、この空気圧源（３）の出力空気圧を前記ブレーキ制御信号に応じて調節しブレーキ空気圧として車輪に送出するアクスル・モジュレータ（４）とを備え、さらに、前記ブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量に対応する空気圧を送出するブレーキ・バルブ（５）と、このブレーキ・バルブ（５）の出力空気圧を制御空気圧とし空気圧源から供給される空気圧を入力空気圧として前記アクスル・モジュレータ（４）に前記ブレーキ・ペダル（１）の踏み込み量に対応する出力空気圧を供給する第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）とを備え、前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）は、前記制御回路（２）が発生する動作信号を受け、この動作信号が正常値であるときには出力空気圧の送出を禁止するように構成されたブレーキ制御装置において、前記制御回路（２）が発生する動作信号を受け、この動作信号が正常値であるときには出力空気圧の送出を禁止するように構成され、その出力空気圧が前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）の出力空気圧と異なる第二のバックアップ・リレー・バルブ（７）と、前記ブレーキ・バルブ（５）から前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）に供給する制御圧力の通路に設けられ、荷重に対応する信号によりその出力通路を前記第一のバックアップ・リレー・バルブ（６）または前記第二のバックアップ・リレー・バルブ（７）に切り替えて供給する電磁弁（８）とを設けたことを特徴とする。
【００１５】
前記荷重に対応する信号は、車軸とシャシとの距離を計測する車高センサ出力とすることができる。また前記荷重に対応する信号は、被牽引車の有無を示す信号とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成により、電子回路による制御回路に作動不良が発生したときに自動的に切り替わる機械系のバックアップ装置にも、積載量や被牽引車の有無に応じて、少なくともブレーキ用空気圧を二段階に自動的に調節する装置が設けられる。これにより、バックアップ装置に切り替わった直後に、運転者が慣れるまでブレーキが効きすぎるとの不都合はとりあえず解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施例装置の図面を参照して本発明の構造および作用についてさらに詳しく説明する。図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。ブレーキ・ペダル１は運転席に設けられ、運転者の右足により操作される。このブレーキ・ペダル１は、踏み込み量に対応した電気信号を発生する機械電気変換素子が設けられていて、その出力電気信号は制御回路２の入力端子に接続されている。この図では電気信号の接続を破線で示し、空気圧力系の接続を実線で示す。
【００１８】
制御回路２は半導体装置にプログラムが実装された電子回路により構成されている。この制御回路２には、図示されていない多数の入力信号が接続されている。その入力信号を例示すると、エンジンの情報、車両走行速度の情報、車両積載荷重の情報、走行路面の勾配情報、その他を表示する電気信号である。これらは原則として、制御回路２に接続されたバス・ラインを介して、その車両に登載されたその他の制御用電子回路から入力する。またそのバス・ラインを介して、この制御回路２はブレーキの状態信号その他を図外の他の電子装置に送出するように構成されている。
【００１９】
この制御回路２の制御出力はアクスル・モジュレータ４に供給される。このアクスル・モジュレータ４には、空気圧源３から入力空気圧が供給されている。アクスル・モジュレータ４では、この入力空気圧を制御回路２の制御出力に対応してブレーキ・チャンバ１０に送出する。ブレーキ・チャンバ１０の機械的な出力は、各車輪に設けられたブレーキ装置に連結されている。ブレーキ・チャンバ１０と各車輪との間の装置については、よく知られているので詳しい説明を省略する。上述のように必要であれば〔特許文献１〕を参照されたい。
【００２０】
ブレーキ・ペダル１は、その踏み込み量に対応して上記説明の出力電気信号を発生するとともに、ブレーキ・バルブ５の制御端に機械的に連結されている。このブレーキ・バルブ５には空気圧源３から空気圧が供給されている。そしてその出力端にはブレーキ・ペダル１の踏み込み量に対応する空気圧が送出される。この出力端の空気圧は、電磁弁８により二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７のいずれかの制御入力に、切り替えて供給されるように構成されている。この二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７には、別途それぞれ空気圧源３から入力空気圧が供給されている。そしてその出力空気圧はアクスル・モジュレータ４の入力端に供給されるように接続されている。
【００２１】
ここで二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７には、それぞれ制御回路２から正常動作を示す電気信号が入力する。そしてこのバックアップ・リレー・バルブ６および７は、この正常動作を示す電気信号が到来しているときには、入力端に空気圧が供給されていても出力端が閉鎖され、その出力空気圧の送出が禁止されるようにその構造が設定されている。
【００２２】
この二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７の制御入力は、上述のように電磁弁８によりいずれか一方が有効になるように構成されている。電磁弁８の電気信号入力は、積載量検出回路９を経由して送出される。この例では、被牽引車を連結するための連結器に被牽引車が連結されたときに、積載量検出回路９が自動的に閉じて車両の電池電圧が電磁弁８に供給される。このとき、ブレーキ・バルブ５の出力空気圧は、第一のバックアップ・リレー・バルブ６に供給される。被牽引車が連結されていない状態では、積載量検出回路９が開いていて、電磁弁８には電池電圧が現れない。この状態では電磁弁は自律的に復旧して、電磁弁８の入力空気圧は第二のバックアップ・リレー・バルブ７に供給される。
【００２３】
図２は第一のバックアップ・リレー・バルブ６の入出力空気圧特性を示す。すなわち第一のバックアップ・リレー・バルブ６は電磁弁８の出力空気圧により付勢された状態では、入力空気圧を制御入力空気圧に対応させ、制御入力に等しい空気圧を出力空気圧として送出する。すなわち空気圧源３から供給される空気圧をブレーキ・バルブ５の出力空気圧に対応させて出力する。これに対して第二のバックアップ・リレー・バルブ７は、図３に示すような入出力特性を示すように構成されている。すなわち、第二のバックアップ・リレー・バルブ７が電磁弁８の出力空気圧により付勢されている状態では、その制御入力に供給される空気圧に対応して、空気圧源３から供給される空気圧の５０％の空気圧を出力空気圧として送出する構成となっている。
【００２４】
このように構成された装置の動作を説明すると、制御回路２が正常に動作している状態では、制御回路２が二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７に動作が正常である旨の電気信号を送出している。この状態では、この二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７の出力空気圧は遮断されている。このときには、制御回路２がアクスル・モジュレータ４に供給する制御信号にしたがって、アクスル・モジュレータ４は、空気圧源３から供給される空気圧を制御して、それぞれのブレーキ・チャンバ１０に供給することにより、ブレーキ圧力が制御されている。
【００２５】
このような状態で、まれにしかないことであるが、制御回路２が何らかの原因で動作しなくなったものとする。このときには、制御回路２から二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７に送出している正常な動作状態にあることを示す信号が消滅する。このときに、積載量検出回路９の状態に応じて、二つのバックアップ・リレー・バルブ６および７のいずれか一方が動作を開始する。
【００２６】
このとき被牽引車が連結されていない軽負荷の状態であったとすると、第二のバックアップ・リレー・バルブ７が有効になっているから、アクスル・モジュレータ４を介してブレーキ・チャンバ１０に供給される空気圧は、自動的にブレーキ・バルブ５が出力する空気圧の５０％の空気圧となる。このとき被牽引車が連結されている重負荷の状態であったとすると、第一のバックアップ・リレー・バルブ６が有効になっているから、ブレーキ・バルブ５が出力する空気圧は、入力空気圧にそのまま対応する空気圧が、第一のバックアップ・リレー・バルブ６の出力端からアクスル・モジュレータ４に供給される。
【００２７】
このような弁制御により、被牽引車が連結されている状態と、被牽引車が連結されていない状態とが自動的に識別される。これにより被牽引車が連結されていない状態でブレーキが効きすぎるとの不都合は解消される。
【００２８】
上記説明では積載量検出回路９は、被牽引車を連結するための連結器に被牽引車が連結されているか否かを検出するとしたが、これは車台と車軸との距離、すなわち車高を検出するための車高センサの出力として実施することができる。また、この積載量検出回路９は、牽引車のエアサスペンションのベローズ圧力値、すなわち圧力センサまたはスイッチの出力としても実施できる。この構成により積み荷の重量により、バックアップ・ブレーキを二段階に切り替えて制御することができる。
【００２９】
上記実施例の説明では、二系統のバックアップ系について、一方のバックアップ・リレー・バルブの圧力特性が他方のバックアップ・リレー・バルブの５０％であるとしたが、これは車両負荷の相違に対応して適宜変更することができる。
【００３０】
上記説明では二段階の切り替えについて説明したが、特性の異なる三以上のバックアップ・リレー・バルブを利用することにより、数段階の制御を実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
被牽引車の有無あるいは積載量によりブレーキの効き方が大きく変化する車両に適用する、荷重に対応する信号は自動的に発生する信号であるとして説明したが、適用車両はこれに限るものではなく、さまざまな車両に実施することができる。また、荷重に対応する信号を運転者が操作により設定するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図２】本発明実施例装置に利用する第一のバックアップ・リレー・バルブの特性図。
【図３】本発明実施例装置に利用する第二のバックアップ・リレー・バルブの特性図。
【図４】従来例装置のブロック構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１  ブレーキ・ペダル
２  制御回路
３  空気圧源
４  アクスル・モジュレータ
５  ブレーキ・バルブ
６  第一のバックアップ・リレー・バルブ
７  第二のバックアップ・リレー・バルブ
８  電磁弁
９  積載量検出回路
１０  ブレーキ・チャンバ
【図１】
2005082122.tif 000003
【図２】
2005082122.tif 000004
【図３】
2005082122.tif 000005
【図４】
2005082122.tif 000006