JP2009149111A - 車両用ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２系統のブレーキラインの独立性を確保しながら、簡易な構成で自動制動の機能を追加できるようにする。
【解決手段】ブレーキペダル７の踏み込み時にフロント及びリアのエアタンク３，５内の加圧エアを前輪側及び後輪側にそれぞれ供給する第１及び第２連通路１０１，１０２と、いずれか一方のエアタンクに連通接続された第３連通路１０３と、第３連通路１０３内を連通又は遮断する切換弁２３と、第３連通路１０３の下流側にそれぞれ接続された第４及び第５連通路１０４，１０５と、第１連通路１０１及び第４連通路１０４から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して出力する第１ダブルチェックバルブ１９と、第２連通路１０２及び第５連通路１０５から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して出力する第２ダブルチェックバルブ２１とを備えて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特に自動的に制動を行う自動ブレーキに用いて好適の、車両用ブレーキ装置に関するものである。

従来より、車両の制動時に車輪がロックするのを防止するようにしたアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が開発，実用化されるとともに、このようなＡＢＳの改良に関する種々の技術が提案されている（例えば、下記特許文献１，２参照）
また、車両のブレーキ装置に自動制動の機能を付加した技術も種々提案されている（例えば、下記特許文献３参照）。この特許文献３に開示された技術では、通常の制動用のエアを蓄えたエアタンク以外に自動制動時用のエアリザーバタンクを設け、上記リザーバタンクをフロント及びリアのブレーキ作動流体の流通路上にそれぞれ接続した技術が開示されている。また、リザーバタンクからの連通路との接続部にコントローラ等により開度を変更可能なバルブ（プロポーショナルバルブ）をフロント、リアとにそれぞれ設け、これらのバルブの開度を調整することにより、自動制動を行うことが開示されている。
特開平１０−１２９４４７号公報 特開平８−３２４４０１号公報 特開２００３−２７６５８５号公報

しかしながら、特許文献３に開示された技術では、自動制動の機能を付加するために２つのプロポーショナルバルブを追加する必要がありコスト増を招いてしまう。また、特許文献１及び２に開示されたような従来のＡＢＳに関する技術に自動制動の機能を付加する場合においても、やはりフロント及びリアの独立した２つのブレーキ系統にそれぞれバルブが必要になるという課題がある。

このような課題を図３及ぶ図４を用いてもう少し詳しく説明すると、図３は、エアを作動流体として用いるエアブレーキシステムの基本構成を示す模式図である。図示するように、自動車のブレーキ装置では安全性を確保する目的で独立した２系統のブレーキラインから構成されており、図３では前輪側に制動力を付与するフロントブレーキと後輪側に制動力を付与するリアブレーキとの２系統から構成されている。

そして、ドライバがブレーキペダル７を踏み込むことにより、ブレーキバルブ９が開き、フロントエアタンク３から連通路２を介して前輪側ホイールブレーキ１１，１３に加圧エアが供給されるとともに、リアエアタンク５から連通路４を介して後輪側ホイールブレーキ１５，１７に加圧エアが供給される。なお、図中の符号２５，２７は滑りやすい路面でのホイールロック時に、供給されるエア圧を低減又は開放することによりホイールロックを解除するＡＢＳバルブである
このように構成されたエアブレーキシステムに２系統のブレーキラインの独立性を保持しながら自動ブレーキの機能を追加しようとすると、例えば図４に示すような構成となる。この場合、フロント及びリアの各エアタンク３，５から自動制動用のエアを供給するためのエア供給路６，８を設け、これらのエア供給路６，８をダブルチェックバルブ１９，２１を介して通常制動用のエア供給路２，４に接続する。なお、ダブルチェックバルブ１９，２１は圧力の高い側の流路を開いて出力ポートと連通するようなバルブである。

そして、各自動制動用のエア供給路６，８にそれぞれ図示しないコントローラからの制御信号に基づいて開閉状態を切り換えるバルブ（電磁弁）２２，２４を設け、自動制動時にはこれらのバルブ２２，２４をともに開くことにより自動制動を実現することができる。
ただし、この場合には上述したように、バルブ２２，２４が２つ必要になり、コスト増を招くことになる。また、ブレーキ装置にはＡＢＳバルブや、トラクションコントロールバルブ等複数のバルブ（電磁弁）が設けられており、コントローラ側の仕様や規格によっては、コントローラからの出力ポートに余裕がなく２つの電磁弁を追加することができなかったり、或いは２つの電磁弁を追加するためにコントローラ自体を変更する必要が生じるという課題がある。

また、自動車のブレーキ装置は法規上の要求からも２系統のブレーキラインが独立している必要があるが、図４に示す自動制動用のバルブを単に１つにまとめてしまうと、バルブのフェイル時に、フロントとリアとのブレーキラインの系統が共通になってしまい、独立性を保持できなくなる恐れがある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、２系統のブレーキラインの独立性を確保しながら、簡易な構成で自動制動の機能を追加できるようにした、車両用ブレーキ装置を提供することを目的とする。

このため、本発明の車両用ブレーキ装置は、車両の前輪側及び後輪側とで独立した２つのブレーキ系統を有し、該前輪側及び該後輪側にそれぞれ作動流体としての加圧エアを供給することにより制動力を付与する車両用ブレーキ装置であって、ブレーキペダル踏み込み時にフロントエアタンク内の加圧エアを前輪側に供給する第１連通路と、該ブレーキペダル踏み込み時にリアエアタンク内の加圧エアを後輪側に供給する第２連通路と、該フロントエアタンク又は該リアエアタンクのいずれか一方に連通接続された第３連通路と、該第３連通路上に設けられて該第３連通路内を少なくとも上流側と下流側とを連通させる連通状態又は上流側を遮断するとともに下流側を大気開放する遮断状態に切り換え可能な切換弁と、該第３連通路の下流側で分岐した第４連通路及び第５連通路と、該第１連通路及び該第４連通路に接続され該２つの連通路から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して下流側の前輪側に出力する第１ダブルチェックバルブと、該第２連通路及び該第５連通路に接続され該２つの連通路から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して下流側の後輪側に出力する第２ダブルチェックバルブとを有することを特徴としている（請求項１）。

また、該車両の後輪側が前後に車軸を有する後２軸式の車両として構成されるとともに、該後２軸のうち前側車軸がエンジンからの駆動力が伝達される駆動軸、後側車軸が該駆動力が伝達されない被駆動軸として構成されているのが好ましい（請求項２）。
また、制動時に該被駆動軸側に供給されるエア圧を該車両の荷重に応じて減圧する減圧回路と、ドライバの制動操作に関わらず該駆動軸及び該被駆動軸の左右輪にそれぞれ制動力を個別に付与することで車両の挙動を制御する車両挙動制御回路とを備え、該第２チェックバルブが該減圧回路の上流側に設けられるとともに、該切換弁を連通状態に切り換える際には、同時に該車両挙動制御回路を作動させて該車両挙動制御回路にエアを供給するのが好ましい（請求項３）。

また、該切換弁の作動を制御する制御手段を有するとともに、該制御手段は、該車両の前方の障害物を検出する障害物検出手段と、該車両が該障害物に衝突するまでの時間を予測する衝突時間予測手段とをそなえ、該衝突時間予測手段により予測された衝突時間が所定時間以下になると、該切換弁を連通状態に切り換えて自動的に制動力を付与するのが好ましい（請求項４）。

本発明の車両用ブレーキ装置によれば、前輪側と後輪側とで独立した２系統のブレーキ系統を有するブレーキ装置において、１つの切換弁を追加することで自動ブレーキの機能付加することができ、コスト増を大幅に抑制できる利点がある。また、２系統のブレーキ系統が互いに干渉したり影響したりすることがないので、一方のブレーキ系統にエア漏れ等のフェイルが生じても他方のブレーキ系統に影響を与えることがなく、信頼性の高いシステムを構築することができる。また、構成が簡素であるため、このような面からも信頼性の高いシステムを構築することができるという利点がある（以上、請求項１）。

また、車両の後輪側が前後に車軸を有する後２軸式の車両として構成され、後２軸のうち前側車軸がエンジンからの駆動力が伝達される駆動軸、後側車軸が該駆動力が伝達されない被駆動軸として構成されている車両に適用した場合には、１つの切換弁を追加するのみで前輪を含む３軸全てに自動制動による制動力を付与することができるという利点がある（請求項２，３）。

また、上記の利点に加えて、車両前方に障害物があり衝突が予測されるような場合、自動的に制動力を付与することで車両の衝突を回避、又は衝撃を軽減することができ、安全性の高い車両を実現することができるという利点がある（請求項４）。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
・第１実施形態の説明
まず、本発明の第１実施形態に係る車両用ブレーキ装置について説明すると、図１はその要部構成を示す模式図である。
車両１には、前輪側と後輪側とにそれぞれ独立して作動流体を供給可能な２系統のブレーキラインから構成されるブレーキ装置が設けられている。また、本実施形態においては、車両１は前後にそれぞれ１つの車軸を有するトラックであって、ブレーキ装置の作動流体としてエアが適用されている。このため、車両１には、前輪側ホイールブレーキ１１，１３に加圧エアを供給するエア源としてのフロントエアタンク３と、後輪側ホイールブレーキ１５，１７に加圧エアを供給するエア源としてのリアエアタンク５とを有している。

また、これらの各エアタンク３，５には、いずれも図示しないエンジン駆動のコンプレッサが接続されており、このコンプレッサにより所定の圧力に加圧されたエアが各エアタンク３，５に供給されるようになっている。
また、各エアタンク３，５には、それぞれ第１連通路１０１及び第２連通路１０２が接続されており、これらの連通路１０１，１０２にはブレーキペダル７と一体のブレーキバルブ９が介装されている。ここで、ブレーキバルブ９は、ブレーキペダル７の非踏み込み時には連通路１０１，１０２をいずれも遮断するとともに、ブレーキペダル７の踏み込み時には、踏み込み量に応じて連通路１０１，１０２を開放する公知のデュアルブレーキバルブであって、ブレーキバルブ９が開くことにより、エアタンク３，５からの加圧エアが各ホイールブレーキ１１〜１７に供給されるようになっている。

また、車両１にはブレーキ配管１０９，１１０が配設されており、このうちブレーキ配管１０９は前輪側ホイールブレーキ１１，１３に接続されるとともに、ブレーキ配管１１０は後輪側ホイールブレーキ１５，１７に接続されている。
そして、ブレーキ配管１０９には、後述する第１ダブルチェックバルブ１９及び連通路（第６連通路）１０６を介して第１連通路１０１が接続され、また同様に、ブレーキ配管１１０には、第２ダブルチェックバルブ２１及び連通路（第７連通路）１０７を介して第２連通路１０２が接続されている。

ここで、これらのダブルチェックバルブ（以下、ＤＣＶと記す）１９，２１はいずれも２つの入力ポートと１つの出力ポートとを有する公知の弁であって、２つの入力ポートから入力される作動流体のうち、圧力の高いほうを選択して出力するように構成されている。具体的には、２つの入力ポートからの作動流体の圧力の差により、内部の弁体が圧力の高い作動流体により押されて圧力の低い方の入力ポート（低圧側入力ポート）を塞ぐように構成されており、また、低圧側の入力ポートが閉塞されたときに、他方の入力ポート（高圧側の入力ポート）と出力ポートとが連通接続するように構成されている。

そして、上記第１ＤＣＶ１９の一方の入力ポートに第１連通路１０１の下流端が接続され、第１ＤＣＶ１９の出力ポートと前輪側ブレーキ配管１０９とが連通路１０６により連通接続されている。また、同様に、第２ＤＣＶ２１の一方の入力ポートに第２連通路１０２の下流端が接続され、第２ＤＣＶ２１の出力ポートと後輪側ブレーキ配管１１０とが連通路１０７により接続されている。

また、図示するように、リアエアタンク５には、第２連通路１０２とは別の連通路（第３連通路）１０３が接続されており、第３連通路１０３にはこの連通路１０３の内部を連通状態又は遮断状態に切り換え可能な切換弁２３が介装されている。なお、ここでは、第３連通路１０３はリアエアタンク５に接続しているが、リアエアタンク５の代わりにフロントエアタンク３に接続しても良いし、他に設けたタンクに接続しても良い。

また、切換弁２３は後述するＡＢＳ−ＥＣＵ（制御手段）３３からの制御信号に基づいてその作動状態が制御されるようになっている。なお、この切換弁２３は、電気信号のオンオフに基づいて作動するソレノイドタイプの開閉弁であって、通常時（作動信号オフ時）には連通路１０３内を遮断するノーマルクローズタイプの弁として構成されている。また、通常時には、切換弁２３よりも下流側を大気開放するように構成されている。

また、第３連通路１０３は、その下流側で２つの連通路に分岐しており、これらの分岐した連通路に第４連通路１０４及び第５連通路１０５が接続されている。そして、このうち第４連通路１０４の下流端が、上記第１ＤＣＶ１９の他方の入力ポートに接続され、また、第５連通路１０５の下流端は第２ＤＣＶ２１の他方の入力ポートに接続されている。
また、前輪側ブレーキ配管１０９には、前輪のロックを防止するためのＡＢＳバルブ２５，２７が設けられており、このブレーキＡＢＳバルブ２５，２７がオンすることにより前輪側ブレーキ配管１０9が大気開放されて、前輪側ホイールブレーキ１１，１３へのエアの供給を低減又は遮断することができるようになっている。なお、後輪側にも前輪側と同様の機能を有するＡＢＳバルブがブレーキ回路上に設けられているが、これについては図示を省略する。そして、前輪側のＡＢＳバルブ２５，２７についても、やはりＡＢＳ−ＥＣＵ３３からの制御信号に基づいてその作動状態が制御されるようになっている。

ここで、ＡＢＳ−ＥＣＵ３３について説明すると、このＡＢＳ−ＥＣＵ３３には、いずれも図示を省略するが、双方向性バスによって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＴＩＭ（タイマー）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、入力ポート及び出力ポート等が設けられている。また、このＥＣＵ３３には、各車輪毎に設けられた車輪速センサ（図示省略）やドライバのブレーキペダル操作を検出するブレーキスイッチ（図示省略）等のセンサが接続されている。

そして、ＡＢＳ−ＥＣＵ３３では、制動時に車輪のロックを検出すると、ロックした車輪のＡＢＳバルブを作動させてエア圧を低減し、該車輪のロックを防止するようになっている。
ところで、この車両１には、前方の障害物を検知して車両に衝突の可能性があると判定するとシートベルトを巻き上げるような衝突時被害軽減システムや、この衝突時被害軽減システムの一部として機能する自動ブレーキ装置が装備されている。

そして、これらのシステムの作動を制御する衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５や自動ブレーキＥＣＵ３７が設けられており、ＡＢＳ−ＥＣＵ３３は、これらのＥＣＵ３５，３７に対しても相互通信可能に構成されている。そして、これらのＥＣＵ３３，３５，３７により制御手段が構成されている。
このうち、自動ブレーキ装置は、主に上述した連通路１０３〜１０５，第１及び第２ＤＣＶ１９，２１，切換弁２３及び自動ブレーキＥＣＵ３７から構成されており、自動ブレーキＥＣＵ３７からの指令信号に基づいてＡＢＳ−ＥＣＵ３３から切換弁２３へ作動制御信号が出力されると、この切換弁２３が開くことにより、エアが各ホイールブレーキ１１〜１７に供給されて、自動的に車両１に制動力が付与されるようになっている。

具体的には、衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５には図示しないレーザレーダやステレオカメラ等が接続されており、衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５に設けられた障害物検出手段（図示省略）において、これらのセンサからの情報に基づき車両１の前方の障害物が検出されるようになっている。また、障害物が検出されると、衝突時間予測手段（図示省略）において、車速センサ等の情報に基づき障害物との相対速度を求め、障害物に衝突する時間を予測する。

そして、衝突時間予測手段により予測された衝突時間が所定時間以下になると、車両１の衝突が回避できないと判定するようになっており、衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５からの作動制御信号に基づいて図示しない衝突時被害軽減システムが作動するとともに、この情報が衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５から自動ブレーキＡＢＳ３７に伝達される。そして、自動ブレーキＡＢＳ３７では、この情報に基づいてＡＢＳ−ＥＣＵ３３に対して自動ブレーキを作動させるよう指令信号を出力するようになっている。

これにより、切換弁２３が連通状態に切り換えられて前輪側及び後輪側の車輪に自動的に制動力が付与されるようになっている。
本発明の第１実施形態に係る車両用ブレーキ装置は上述のように構成されているので、その作用を説明すると以下のようになる。まず、通常の運転時（自動ブレーキ装置が作動しない非制動時）には、ブレーキバルブ９がオフとなっているため、連通路１０１，１０２はともに遮断状態となる。したがって、ブレーキバルブ９よりも下流側にはエアは供給されない。また、切換弁２３もオフとなっているため連通路１０３も遮断状態となり、切換弁２３よりも下流側にはエアは供給されない。

このため、各ＤＣＶ１９，２１にはいずれの経路からもエアが供給されず、ホイールブレーキ１１〜１７は非作動状態となり、各車輪に制動力は作用しない。
一方、通常の制動時（自動ブレーキ装置が作動しない制動時）には、ドライバがブレーキペダル７を踏むことにより、ブレーキバルブ９が開いてフロントエアタンク３からは第１連通路１０１を介して第１ＤＣＶ１９にエアが供給され、また、リアエアタンク５からは第２連通路１０２を介して第２ＤＣＶ２１にエアが供給される。

このとき、切換弁２３はオフとなっているため、第３連通路１０３は遮断され、切換弁２３よりも下流側にはエアは供給されない。また、第４連通路１０４及び第５連通路１０５は大気開放されているので、第１ＤＣＶ１９では第１連通路１０１と第６連通路１０６とが連通接続し、ブレーキ配管１０９を介して前輪側の各ホイールブレーキ１１，１３にエアが供給されて、ブレーキペダル７の踏み込みに応じた制動力が前輪に作用する。また、同様に、第２ＤＣＶ２１では第２連通路１０２と第７連通路１０７とが連通接続し、ブレーキ配管１１０を介して後輪側の各ホイールブレーキ１５，１７にエアが供給されて、ブレーキペダル７の踏み込みに応じた制動力が後輪に作用する。

また、本実施形態に係る構成においては、前輪側のブレーキ系統と後輪側のブレーキ系統とが第１ＤＣＶ１９，第４通路１０４，第５通路１０５，第２ＤＣＶ２１によって物理的に連通しているが、第４通路１０４及び第５通路１０５は、切換弁２３により大気開放されているため、両ブレーキ系統は互いに独立している。したがって、仮に一方のブレーキ系統に失陥が生じても、他方のブレーキ系統には失陥の影響を及ぼすことがない。

次に自動制動時の作用について説明すると、例えば図示しないレーザレーダやステレオカメラ等からの情報に基づいて衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５が、車両の衝突が回避できないと判定すると、この衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５からの作動制御信号に基づいて図示しない衝突時被害軽減システムが作動するとともに、この情報が衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５から自動ブレーキＡＢＳ３７に伝達される。そして、自動ブレーキＡＢＳ３７では、この情報に基づいてＡＢＳ−ＥＣＵ３３に対して自動ブレーキを作動させるよう指令信号を出力する。

ＡＢＳ−ＥＣＵ３３は、この自動ブレーキ信号を受け取ると、切換弁２３に対して制御信号を出力し、これにより切換弁２３が開弁して、第３通路１０３内が連通状態に切り換えられる。これにより、第３連通路１０３及び第４連通路１０４を介してリアエアタンク５と第１ＤＣＶ１９とが接続されるとともに、第３連通路１０３及び第５連通路１０５を介してリアエアタンク５と第２ＤＣＶ２１とが連通接続される。

この場合、ドライバがブレーキペダル７を操作していなかったとしても、ＤＣＶ１９，２１の機能により、前輪側においては第４連通路１０４と第６連通路１０６とが連通接続されるとともに、後輪側においては第５連通路１０５と第７連通路１０７とが連通接続される。
このため、ドライバのブレーキ操作に関わらず、エアタンク５からエアが各ホイールブレーキ１１〜１７に供給されて、各車輪に強制的に制動力が作用する。また、このような自動制動時であっても、車輪のロックが検出されるとＡＢＳが機能して車輪のロックが回避される。

したがって、本発明の第１実施形態に係る車両用ブレーキ装置によれば、前輪側と後輪側とで独立した２系統のブレーキ系統を有するブレーキ装置において、１つの切換弁２３を追加することで自動ブレーキの機能の加えることができる利点がある。すなわち、各ブレーキ系統の独立性を保持したまま自動ブレーキを成立させるには、通常は前輪側と後輪側とにそれぞれエアタンクとホイールブレーキとを短絡する経路を設け、この経路上にそれぞれ切換弁を設けることが考えられるが、このように構成した場合には、切換弁が前輪側と後輪側とでそれぞれ必要になるため、計２つの切換弁が必要になり、コスト増を招くという課題がある。

これに対して、本装置では切換弁２３を１つ設けるという簡素な構成としながら、それぞれ２つのブレーキ系統の独立性を保持して自動ブレーキを実現することができ、このためコスト増を抑制することができるという利点がある。つまり、本装置では１つの切換弁２３で２系統のブレーキラインに作動流体としてのエアを供給しているが、フロントのブレーキ系統とリアのブレーキ系統とが互いに干渉することなく、且つ影響しあうことがないように構成されているので、一方のブレーキ系統にエア漏れ等のフェイルが生じても他方のブレーキ系統に影響を与えることがない。したがって、信頼性の高いシステムを構築することができる利点がある。また、本装置は構成自体が極めて簡素であるため、このような面からも信頼性の高いシステムを構築することができるという利点がある。

また、車両１の前方に障害物があり衝突が予測されるような場合には、自動的に制動力を付与することで車両１の衝突を回避、或いは衝突した場合には被害を軽減することができ、車両の安全性を高めることができる利点がある。
・第２実施形態の説明
次に、本発明の第２実施形態に係る車両用ブレーキ装置について説明すると、図２はその要部構成を示す模式図である。

図示するように、本第２実施形態が適用される車両は、後輪の車軸が２軸で形成された、いわゆるダブルアクスルタイプ（後２軸式）の車両であって、後輪の前側車軸であるリアフロント軸３９と、後輪の後側車軸であるリアリア軸４１とを有しており、このうち、リアフロント軸３９が図示しないエンジンから駆動力が伝達される駆動軸であって、リアリア軸４１は駆動力が伝達されない被駆動軸（従動軸）である。

また、このような車両１においても、第１実施形態と同様に前輪側と後輪側とにそれぞれ独立して作動流体を供給可能な２系統のブレーキラインを有するブレーキ装置が設けられている。また、後輪側においては、リアフロント軸３９にホイールブレーキ１５，１７が、リアリア軸４１にホイールブレーキ１６，１８がそれぞれ設けられており、後輪側のブレーキ系統には、これらの４つのホイールブレーキ１５〜１８が設けられている。

また、図２に示すように、車両１にはフロントエアタンク３とリアエアタンク５とが設けられている。また、第１実施形態と同様に、エアタンク３，５には、それぞれ連通路１０１（第１連通路）及び連通路１０２ａが接続されており、これらの連通路１０１，１０２ａにブレーキペダル７と一体のブレーキバルブ９が介装されている。なお、ブレーキバルブ９は第１実施形態で説明したものと同様に構成された公知のデュアルブレーキバルブである。

また、車両１にはブレーキ配管１０９〜１１１が配設されており、このうちブレーキ配管１０９は前輪側ホイールブレーキ１１，１３に接続されている。また、後輪側の一方のブレーキ配管１１０はリアフロント軸３９のホイールブレーキ１５，１７に接続され、他方のブレーキ配管１１１はリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８に接続されている。

そして、通常の制動時にはフロントエアタンク３から前輪側ホイールブレーキ１１，１３に作動流体としての加圧エアが供給され、また、リアエアタンク５から後輪側ホイールブレーキ１５〜１８に作動流体としての加圧エアが供給されるようになっている。
また、前輪側のブレーキ配管１０９には、第１ダブルチェックバルブ（第１ＤＣＶ）１９及び連通路（第６連通路）１０６を介して第１連通路１０１が接続されている。

また、リアエアタンク５には、連通路１０２ａ以外にも連通路１０２ｂが接続されていており、これらの連通路１０２ａ，１０２ｂの下流端はいずれもリレーバルブ３６に接続されている。このうち、連通路１０２ａの下流端はリレーバルブ３６の信号入力ポートに接続され、連通路１０２ｂの下流端はリレーバルブ３６の入力ポートに接続されている。
また、リレーバルブ３６には２つの出力ポートが設けられており、これらの出力ポートに、それぞれ連通路１０２ｃ，１０２ｄが接続されている。そして、このうちの一方の連通路１０２ｃよりも下流側は、後輪の左車輪のホイールブレーキ１５，１６にエアを供給するための経路であって、他方の連通路１０２ｄよりも下流側は、右車輪のホイールブレーキ１７，１８にエアを供給するための経路として構成されている。

ここで、リレーバルブ３６は、リア側へのエア供給時のレスポンスを高めるために設けられたものであって、本実施形態では、連通路１０２ａから信号圧が入力されると、入力ポートを開いて連通路１０２ｂと連通路１０２ｃ，１０２ｄとを連通接続するように構成されている。
また、連通路１０２ｄでは途中において連通路１０２ｅが分岐しており、この連通路１０２ｅはその下流側において第２ダブルチェックバルブ（第２ＤＣＶ）２１の一方の入力ポートに接続されている。また、他方の入力ポートには後述する第５連通路１０５が接続されている。そして、これら連通路１０２ａ〜１０２ｅにより第２連通路が構成されている。また、第２ＤＣＶの出力ポートには第７連通路１０７が接続されている。

ところで、リレーバルブ３６よりも下流側のブレーキ系統には、積載荷重の軽減に伴い被駆動軸であるリアリア軸４１が制動時にロックするのを防止するための減圧回路６１と、車両１の挙動が不安定な傾向にあると判定すると、左右の制動力を個別に制御することで車両１の不安定な挙動を防止する車両挙動制御回路６３とが設けられている。
これらの回路６１，６３については公知の技術であるが、以下簡単に説明する。減圧回路６１は主にロードセンシングプロポーショニングバルブ（以下、単にＬＳＰＶと記す）４３により構成される。また、このＬＳＰＶ４３は第７連通路１０７を介して第２ＤＣＶ２１の出力ポートに接続されている。

ここで、ＬＳＰＶ４３は、リアサスペンションのたわみ量（即ち、後輪側の荷重）を機械的に検出し、後輪側荷重の軽減にともないブレーキ圧を低減するように構成されている。そして、前後輪の制動力配分を適正にすることによって、後輪、特にリアリア軸の４１のロック現象を防止し、制動時の安定性を保つようになっている。このため、ＬＳＰＶ４３はリレーバルブ３６よりも下流側に設けられており、リレーバルブ３６を介して出力されるエア圧をＬＳＰＶ４３で減圧してリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８に出力するようになっている
なお、図２では、ＬＳＰＶ４３に入力される連通路１０２ｅは右輪側の連通路１０２ｄから分岐しているが、左輪の連通路１０２ｃから分岐させても良い。また、リレーバルブ３６の出力ポートに空きがあれば、連通路１０２ｅを直接リレーバルブ３６に接続しても良い。

また、ＬＳＰＶ４３よりも下流側では左右輪へのエア圧供給経路は独立しており、ＬＳＰＶ４３には左輪側の減圧路１１２と右輪側の減圧路１１３とがそれぞれ接続されている。また、これらの減圧路１１２，１１３はいずれも公知のダブルカットオフバルブ（ＤＣＯＶ）４５，４７の入力ポートに接続されている。
ここでダブルカットオフバルブ（ＤＣＯＶ）４５，４７は、第１実施形態において説明したダブルチェックバルブ（ＤＣＶ）１９，２１とは反対の機能を有する弁として構成されている。即ち、ＤＣＶ１９，２１が２つの入力ポートから入力される作動流体のうち圧力の高い方を選択して出力するように構成されているのに対し、ＤＣＯＶ４５，４７は２つの入力ポートから入力される作動流体のうち、圧力の低い方を選択して出力するように構成されている。

また、ＤＣＯＶ４５，４７のもう一方の入力ポートには車両挙動制御回路６３を介して出力されたエアを供給する連通路１１４，１１５が接続されている。また、これらの連通路１１４，１１５にはＡＢＳバルブ４９，５１がそれぞれ介装されており、各ＡＢＳバルブ４９，５１よりも下流側において連通路１１４，１１５から連通路１１６，１１７が分岐している。そして、これらの分岐した連通路１１６，１１７が前輪側のホイールブレーキ１５，１７に接続されている。

なお、ブレーキＡＢＳバルブ４９，５１がオンすることにより下流側の連通路が大気開放されて、エアの供給を低減又は遮断して、制動力を低減することができるようになっている。
一方、ＤＣＯＶ４５，４７の出力ポートにはそれぞれ連通路１２１，１２２が接続されており、これらの連通路１２１，１２２はブレーキ配管１１１を介してリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８に接続されている。

したがって、リアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８には、ＬＳＰＶ４３によって減圧されたエア圧と車両挙動制御回路６３を介して供給されるエア圧のいずれか低いほうのエア圧がブレーキ圧として作用することになり、後輪荷重に応じたエア圧よりも高圧のエア圧がリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８供給されるのを防止して、リアリア軸４１の車輪のロックを回避することができるようになっている。

さて、次に車両挙動制御回路６３について簡単に説明すると、この車両挙動制御回路６３は主に２つのＤＣＶ５３，５５とＡＳＲバルブ５７とから構成されている。ここでリレーバルブ３６から出力されたエアは連通路１０２ｃ，１０２ｄを介してそれぞれＤＣＶ５３，５５の一方の入力ポートに入力されるようになっている。
また、リアエアタンク５に接続された連通路１０２ｂは、その下流端近傍で連通路１１８が分岐しており、この連通路１１８にＡＳＲバルブ５７が介装されている。また、連通路１１８は、ＡＳＲバルブ５７よりも下流側において２つの連通路１１９，１２０に分岐しており、これらの分岐した連通路１１９，１２０の下流端がＤＣＶ５３，５５の他方の入力ポートに接続されている。

ここで、ＡＳＲバルブ５７は、電気信号のオンオフに基づいて作動するソレノイドタイプの開閉弁であって、通常時（作動信号オフ時）には連通路１１８を遮断している。そして、ＡＢＳ−ＥＣＵ３３により、車両１の挙動が不安定な傾向（例えばスピン傾向）にあると判断されると、ＡＳＲバルブ５７を開くように制御信号を出力して、ＡＳＲバルブ５７が開弁するようになっている。これにより、車両１の挙動が不安定な傾向になると、リレーバルブ３６の作動状態に関わらずリヤエアタンク５からの加圧エアをＤＣＶ５３，５５に供給するとともに、ＤＣＶ５３，５５よりも下流側の連通路１１５，１１６にエアを供給することができるようになっている。また、この場合には必用に応じてＡＢＳバルブ４９，５１の作動も個別に制御され、左右輪で所望の制動状態となるように車両１の姿勢制御が実行されるようになっている。

ところで、本第２実施形態においては、フロントエアタンク３には第１連通路１０１とは異なる第３連通路１０３が接続されている。第３連通路１０３には、第１実施形態においても説明したように、第３連通路１０３の内部を連通状態又は遮断状態に切り換え可能な切換弁２３が介装されている。
また、切換弁２３はＡＢＳ−ＥＣＵ３３からの制御信号に基づいてその作動状態が制御されるようになっている。なお、この切換弁２３は、電気信号のオンオフに基づいて作動するソレノイドタイプの開閉弁であって、通常時（作動信号オフ時）には連通路１０３内を遮断するノーマルクローズタイプの弁として構成されている。また、通常時には、切換弁２３よりも下流側を大気開放するように構成されている。

また、第３連通路１０３は、その下流側で２つの連通路（第４連通路，第５連通路）１０４，１０５に分岐しており、このうち第４連通路１０４の下流端が、上記第１ＤＣＶ１９の他方の入力ポートに接続され、また、第５連通路１０５の下流端は第２ＤＣＶ２１の他方の入力ポートに接続されている。
また、前輪側ブレーキ配管１０９には、前輪のロックを防止するためのＡＢＳバルブ２５，２７が設けられており、このブレーキＡＢＳバルブ２５，２７がオンすることにより前輪側ブレーキ配管１０9が大気開放されて、前輪側ホイールブレーキ１１，１３へのエアの供給を低減又は遮断することができるようになっている。

また、この第２実施形態においても、ＡＢＳ−ＥＣＵ３３に加えて第１実施形態と同様に、衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５や自動ブレーキＥＣＵ３７が設けられているが、これらについては第１実施形態と同様の構成となっているので、重複する説明は省略する。なお、本実施形態ではＡＳＲバルブ５７が設けられているが、このＡＳＲバルブ５７もＡＢＳ−ＥＣＵ３３からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。

本発明の第２実施形態に係る車両用ブレーキ装置は上述のように構成されているので、その作用を説明すると以下のようなる。
まず、通常の運転時（非制動時）には、ブレーキバルブ９がオフとなっているため、連通路１０１，１０２ａはともに遮断状態となる。したがって、ブレーキバルブ９よりも下流側にはエアは供給されない。このため、リレーバルブ３６もオフとなり、リレーバルブ３６よりも下流側についてもエアは供給されない。

また、切換弁２３もオフとなっているため連通路１０３も遮断状態となり、切換弁２３よりも下流側にはエアは供給されない。このため、各ＤＣＶ１９，２１にはいずれの経路からもエアが供給されず、ホイールブレーキ１１〜１８は非作動状態となり、各車輪に制動力は作用しない。
一方、通常の制動時には、ドライバがブレーキペダル７を踏むことにより、ブレーキバルブ９が開いてフロントエアタンク３からは第１連通路１０１を介して第１ＤＣＶ１９にエアが供給される。また、リアエアタンク５からは連通路１０２ａを介してリレーバルブ３６に入力信号が入力されリレーバルブ３６がオンとなる。

これにより、エアが連通路１０２ｂ，リレーバルブ３６，連通路１０２ｄ，連通路１０２ｅを介して第２ＤＣＶ２１に供給される。
このとき、切換弁２３はオフとなっているため、第３連通路１０３は遮断され、切換弁２３よりも下流側にはエアは供給されない。また、第４連通路１０４及び第５連通路１０５は大気開放されているので、第１ＤＣＶ１９では第１連通路１０１と第６連通路１０６とが連通接続し、ブレーキ配管１０９を介して前輪側の各ホイールブレーキ１１，１３にエアが供給されて、ブレーキペダル７の踏み込みに応じた制動力が前輪に作用する。

また、第２ＤＣＶ２１では連通路１０２ｅと連通路１０７とが連通接続し、ＬＳＰＶ４３で後輪荷重に応じて減圧されたエアが連通路１１２，１１３を介してＤＣＯＶ４５，４７の一方の入力ポートに供給される。また、ＤＣＯＶ４５，４７の他方のポートにはＤＣＶ５３，５５を介して出力されるエアが供給される。この場合、ＡＢＳバルブ４９，５１が作動しない限りＬＳＰＶ４３を介して供給されるエア圧のほうが低くなるので、ＤＣＯＶ４５，４７ではＬＳＰＶ４３で減圧されたエアを連通路１２１，１２２を介してリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８に供給する。

また、リアフロント軸３９側では、ＤＣＶ５３，５５を介して出力されたエアが連通路１１４，１１５及び連通路１１６，１１７を介してホイールブレーキ１５、１７に出力される。
以上より、通常ブレーキ時には、前輪及び後輪のリアフロント軸３９側にはブレーキペダル７の踏み込みに応じたエアが供給されるとともに、リアリア軸４１には荷重に応じて減圧されたエアが供給されて、車両１に制動力が作用する。

また、このときも第１実施形態と同様、前輪側のブレーキ系統と後輪側のブレーキ系統とが第１ＤＣＶ１９，第４通路１０４，第５通路１０５，第２ＤＣＶ２１によって物理的に連通しているが、第４通路１０４及び第５通路１０５は、切換弁２３により大気開放されているため、両ブレーキ系統は互いに独立しており、両ブレーキ系統が失陥によって互いに影響を及ぼしあうことがない。

また、自動制動時には、第１実施形態と同様に、衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５において車両１の衝突が回避できないと判定すると、この衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５からの作動制御信号に基づいて図示しない衝突時被害軽減システムが作動するとともに、この情報が衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ３５から自動ブレーキＡＢＳ３７に伝達される。そして、自動ブレーキＡＢＳ３７では、この情報に基づいてＡＢＳ−ＥＣＵ３３に対して自動ブレーキを作動させるよう指令信号を出力する。

ＡＢＳ−ＥＣＵ３３は、この自動ブレーキ信号を受け取ると、切換弁２３に対して制御信号を出力し、これにより切換弁２３が開弁して、第３通路内が連通状態に切り換えられる。これにより、ドライバがブレーキペダル７を操作していなかったとしても、第３連通路１０３及び第４連通路１０４を介してフロントエアタンク３と第１ＤＣＶ１９とが接続されて、前輪側のホイールブレーキ１１，１３にエアが供給される。

また、第３連通路１０３及び第５連通路１０５を介してフロントエアタンク３と第２ＤＣＶ２１とが連通接続される。これにより、やはりドライバがブレーキペダル７を操作していなくても、ＤＣＶ２１の機能により後輪側においては第５連通路１０５と第７連通路１０７とが連通接続されて、ＬＳＰＶ４３で減圧されたエアが連通路１１２，１１３を介してＤＣＯＶ４５，４７に供給される。また、ＤＣＯＶ４５，４７には、後述するようにＡＳＲバルブ５７を開くことにより減圧されていないエアも供給される。

そして、圧力の低い側を選択して出力するというＤＣＯＶ４５，４７の機能により、ＤＣＯＶ４５，４７からリアリア軸４１のホイールブレーキ１６，１８に積載荷重に応じて減圧されたエアが供給される。
一方、このような自動制動時には、切換弁２３のオンと同時にＡＳＲバルブ５７が同時にオンに切り換えられる。そして、このようにＡＳＲバルブ５７を制御することにより、ＡＳＲバルブ５７を自動制動を実現するための切換弁として機能させることが可能になる。すなわち、ＡＳＲバルブ５７をオンにすると、ブレーキペダル７の操作の有無に関わらず、リアエアタンク５内のエアが連通路１０２ｂ，連通路１１８，連通路１１９，１２０，連通路１１４，１１５，ＤＣＶ５３，５５，連通路１１４，１１５及び連通路１１５，１１６を介してリアフロント軸３９のホイールブレーキ１５，１７に供給される。したがって、リアフロント軸３９の車輪に対しても自動的に制動力を作用させることができる。

したがって、自動制動時に切換弁２３とともにＡＳＲバルブ５７も同時に開弁することにより、ドライバのブレーキ操作に関わらず、エアタンク３から各ホイールブレーキ１１〜１８にエアが供給されて、全車輪に強制的に制動力が作用して大きな制動力を得ることができる。また、このような自動制動時であっても、車輪のロックが検出されるとＡＢＳが機能するので、車輪のロックも確実に回避することができる。

以上詳述したように、本発明の第２実施形態に係る車両用ブレーキ装置によれば、前輪側と後輪側とで独立した２系統のブレーキ系統を有するブレーキ装置において、１つの切換弁を追加することで自動ブレーキの機能の加えることができ、コスト増を抑制することができる利点があるほか、構成が簡素であるため、信頼性の高いシステムを構築することができるという利点がある。

特に本第２実施形態のように後２軸の３軸車両であって、且つリアフロント軸３９が駆動軸、リアリア軸４１が被駆動軸として構成された車両では、リアリア軸４１のロックを防止するためにＬＳＰＶ４３を含む減圧回路が必用になるため、後輪の２つの車軸に供給されるエア圧が異なる。このため、後２軸に対して一つの切換弁を設けて自動制動時に同時にエアを供給するように構成するのが困難となる。

このような課題に対しては、リアフロント軸３９及びリアリア軸４１に対してそれぞれ一つずつ切換弁を設けて対処することも考えられるが、このように構成すると前輪側と合わせて３つの切換弁が必要になってしまい、コストが上昇する。さらに、このような場合には、切換弁を制御するＥＣＵ側にはそれぞれの切換弁に対応するために３つの出力ポートが必要となるが、その分コストアップとなる。

これに対して、本実施形態のように、１つの切換弁で前輪側とリアリア軸４１とにエアを供給可能に構成するとともに、リアフロント軸３９に対してはもともと備えているＡＳＲバルブ５７を利用することにより、ＥＣＵに何ら変更を伴うことなく３軸全てに自動制動による制動力を付与することができるという利点がある。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、切換弁２３は上述した各実施形態では、第３連通路１０３を連通状態又は遮断状態に切り換えるようなオンオフ弁として構成されているが、切換弁２３は少なくとも連通状態又は遮断状態を切り換え可能であれば良く、全開から全閉までの間で開度を適宜調整可能な弁を適用しても良いし、又はオンオフ弁をデューティー制御することにより実質的に開度調整するように構成してもよい。

また、ブレーキ回路の細部の構成についても種々変形可能である。例えば第１実施形態においても、ブレーキ作動時のレスポンスを高めるためにリレーバルブを用いてブレーキ回路を構成して良いし、第２実施形態の前輪側にリレーバルブを用いてブレーキ回路を構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る車両用ブレーキ装置の要部構成を説明する模式的なブレーキ回路図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用ブレーキ装置の要部構成を説明する模式的なブレーキ回路図である。 一般的な車両のブレーキ回路を説明する図である。 本願の創案過程において案出されたブレーキ回路図であって、本願の課題を説明する図である。

符号の説明

１ 車両
３ フロントエアタンク
５ リアエアタンク
７ ブレーキペダル
９ ブレーキバルブ
１１，１３，１５〜１８ ホイールブレーキ
１９ 第１ダブルチェックバルブ
２１ 第２ダブルチェックバルブ
２３ 切換弁
３３ ＡＢＳ−ＥＣＵ（制御手段）
３５ 衝突時被害軽減システム用ＥＣＵ（制御手段）
３７ 自動ブレーキＥＣＵ（制御手段）
３９ リアフロント軸（前側車軸）
４１ リアリア軸（後側車軸）
６１ 減圧回路
６３ 車両挙動制御回路
１０１ 第１連通路
１０２ 第２連通路
１０３ 第３連通路
１０４ 第４連通路
１０５ 第５連通路

Claims (4)

1. 車両の前輪側及び後輪側とで独立した２つのブレーキ系統を有し、該前輪側及び該後輪側にそれぞれ作動流体としての加圧エアを供給することにより制動力を付与する車両用ブレーキ装置であって、
   ブレーキペダル踏み込み時にフロントエアタンク内の加圧エアを前輪側に供給する第１連通路と、
   該ブレーキペダル踏み込み時にリアエアタンク内の加圧エアを後輪側に供給する第２連通路と、
   該フロントエアタンク又は該リアエアタンクのいずれか一方に連通接続された第３連通路と、
   該第３連通路上に設けられて該第３連通路内を少なくとも上流側と下流側とを連通させる連通状態又は上流側を遮断するとともに下流側を大気開放する遮断状態に切り換え可能な切換弁と、
   該第３連通路の下流側にそれぞれ接続された第４連通路及び第５連通路と、
   該第１連通路及び該第４連通路に接続され、該２つの連通路から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して下流側の前輪側に出力する第１ダブルチェックバルブと、
   該第２連通路及び該第５連通路に接続され、該２つの連通路から供給されるエアのうち圧力の高い方を選択して下流側の後輪側に出力する第２ダブルチェックバルブとを有する
   ことを特徴とする、車両用ブレーキ装置。
2. 該車両の後輪側が前後に車軸を有する後２軸式の車両として構成されるとともに、該後２軸のうち前側車軸がエンジンからの駆動力が伝達される駆動軸、後側車軸が該駆動力が伝達されない被駆動軸として構成されている
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両用ブレーキ装置。
3. 制動時に該被駆動軸側に供給されるエア圧を該車両の荷重に応じて減圧する減圧回路と、
   ドライバの制動操作に関わらず該駆動軸及び該被駆動軸の左右輪にそれぞれ制動力を個別に付与することで車両の挙動を制御する車両挙動制御回路とを備え、
   該第２チェックバルブが該減圧回路の上流側に設けられるとともに、
   該切換弁を連通状態に切り換える際には、同時に該車両挙動制御回路を作動させて該車両挙動制御回路にエアを供給する
   ことを特徴とする、請求項２記載の車両用ブレーキ装置。
4. 該切換弁の作動を制御する制御手段を有するとともに、
   該制御手段は、
   該車両の前方の障害物を検出する障害物検出手段と、
   該車両が該障害物に衝突するまでの時間を予測する衝突時間予測手段とをそなえ、
   該衝突時間予測手段により予測された衝突時間が所定時間以下になると、該切換弁を連通状態に切り換えて自動的に制動力を付与する
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ブレーキ装置。

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