JPH09506314A - 自動車に用いられるエレクトロニューマチック式のブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車に用いられるエレクトロニューマチック式のブレーキ装置では、ペダル操作されるブレーキ値信号発生器（７）が設けられており、このブレーキ値信号発生器（７）は電子制御装置（１７）に電気的に作用し、かつ比例弁装置と切換弁装置とから成る圧力モジュレータ（１９）にニューマチック的にブレーキ圧を給圧する。圧力モジュレータ（１９）は電子制御装置（１７）の電気的な目標値信号によっても制御されていて、ブレーキ装置をブレーキ操作するための圧力媒体を出力制御する弁装置を作動させるために働く。電気的な制御機能が故障した場合には、圧力モジュレータが冗長的に働く（ニューマチックセーフティ作動モード）。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車に用いられるエレクトロ ニューマチック式のブレーキ装置 本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式のエレクトロニューマチック式 のブレーキ装置に関する。 電気的にもニューマチック的にも影響を与えられる圧力媒体ブレーキ装置は公 知である（欧州特許出願公開第０４７８９５３号明細書）。この公知のブレーキ 装置には、前車軸および後車軸のブレーキシリンダにブレーキ圧を給圧する目的 で各１つのリレー弁が対応している。このようなリレー弁は圧力媒体制御部と電 気制御部とを有しており、この場合、各電気制御部は電磁弁を備えている。電磁 弁とリレー弁との間には、各１つの圧力制限器が配置されている。リレー弁のこ のような構成を用いると、電気的な制御も、ニューマチック的な制御も可能とな る。 自動車の電子制御されるブレーキ装置の完成度を高めていく中では、電気的な 制御機能もニューマチック的な制御機能をも備えたブレーキ値信号発生器を使用 することが必要となる。このようなブレーキ値信号発生器は、電気的な制御部が 故障した場合に、少なくとも後車軸のブレーキ装置において冗長特性を発揮し、 この場合、前車軸におけるコンベンショナルなニュー マチック制動において、後車軸では選択的に電気的な制御か、またはニューマチ ック的な制御のいずれかが可能となり、しかもブレーキ装置の電子構成部分との 結合が可能となる。 本発明の課題は、冒頭で述べた形式のエレクトロニューマチック式のブレーキ 装置を改良して、構造的に僅かな手間をかけるだけで前記要件に応えられるよう なブレーキ装置を提供することである。 この課題は、請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。 有利には車両の後車軸のブレーキ装置で使用可能であり、かつ／またはトラク タ（けん引車両）に設けられたトレーラ制御弁（被けん引車両制御弁）に対応し て使用可能な圧力モジュレータにより、リレー弁もしくはトレーラ制御弁の電気 的な制御も、ニューマチック的な制御も、ニューマチックセーフティ作動モード （ｐｎｅｍａｔｉｓｃｈｅ Ｒｕｅｃｋｆａｌｌｅｂｅｎｅ）によるセーフティ 機構により保証されている。比例弁と切換弁とから形成された圧力モジュレータ の作用原理は、１つのニューマチックブレーキ回路と１つの電気ブレーキ回路と を有するか、または２つのニューマチックブレーキ回路と１つの電気ブレーキ回 路とを有するか、または複数のこのような制御回路を有するブレーキ値信号発生 器を備えたブレーキ装置において使用可能である。この場合、ペダル操作される ブレーキ値信号発生器はフットブレーキ弁として形成されていて、電気的な目標 値を、ブレーキ装置の電子制御装置に送出し、電子制御装置はこの目標値を引き 続き処理して、ブレーキ装置の個々のアクチュエータを制御する。さらに電子制 御装置には、多数のセンサの電気信号が入力される。これらのセンサは全体的に ＥＢＳ装置のセンサを有していてよく、全体として圧力モジュレータのための電 気的な目標値を出力制御するために役立つ。電子制御装置に荷重信号（ロード信 号）を供給するための荷重センサもしくはロードセンサが使用されると、積載荷 重に関連した慣用の制動力調節器を不要にすることができる。トラクタとトレー ラとの間の連結力センサの信号が使用されると、トレーラ制御弁に影響を与える ことにより、連結力変化に応じてトレーラのブレーキ装置に影響を与えることが 可能となる。 圧力モジュレータの冗長特性は構造的に極めて簡単に確保されている。すなわ ち、この冗長特性は、比例弁を切換弁と結合することによって確保されており、 この切換弁はニューマチック的にも電磁的にも制御可能であり、しかも電気的な 制御機能の故障時では、湖の切換弁が後車軸のブレーキシリンダのためのリレー 弁に対応している場合であれ、車両のトレーラのための、有利には２回路式に設 計されたトレーラ制御弁に対応している場合であれ、ニューマチック的に通流制 御される。 請求項２以下には、本発明の有利な改良形が記載されている。 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は、本発明の第１実施例によるエレクトロニューマチック式のブレーキ 装置の回路図を示しており、 第２図は、第１図に示したブレーキ装置で使用される圧力モジュレータを、後 車軸のブレーキ装置のためのリレー弁との対応関係で示す回路図であり、 第３図は、第２図と比較可能な圧力モジュレータをトレーラ制御弁との対応関 係で示す回路図であり、 第４図は、第２図で示した実施例で使用される圧力モジュレータを、比例弁も 切換弁も電気的に制御される実施例で示す回路図である。 第５図は、第３図で示した実施例で使用される圧力モジュレータを、比例弁も 切換弁も電気的に制御される実施例で示す回路図である。 第６図および第７図は、本発明のさらに別の実施例によるブレーキ装置の回路 図である。 第１図に示した、本発明によるエレクトロニューマチック式のブレーキ装置に は、慣用の形式で多回路保護弁１と、この多回路保護弁１に後置された圧縮空気 用のリザーバタンクと、前車軸のブレーキシリンダ３ と、後車軸の、組み合わされた作動ブレーキ・ばね負荷式スプリングブレーキシ リンダとして形成されたブレーキシリンダ５と、フットブレーキ弁として形成さ れたブレーキ値信号発生器７と、ハンドブレーキ弁９と、トレーラ制御弁１１と 、前車軸および後車軸のための圧力制御弁１３，１５と、電子制御装置１７とが 設けられている。本発明によれば、後車軸のブレーキシリンダにも、かつ／また はトレーラ制御弁にも、以下に説明する作用形式の各１つのエレクトロニューマ チック式の圧力モジュレータ１９が対応している。 第２図に示したように、第１図に示したブレーキ装置に使用される圧力モジュ レータ１９は切換弁２１と、比例弁２３とから成っている。この比例弁２３は慣 用の形式で比例磁石により作動する。この比例磁石は電子制御装置１７によって 制御されて、電気的な線路２５を介して励磁可能である。比例弁２３は比例磁石 によって制御されて、比例ニューマチック出力圧を調圧する。この比例ニューマ チック出力圧は圧力モジュレータ１９に後置されたリレー弁２７（第１図および 第２図参照）に制御圧として作用する。第２図に示したように、管路２９と、こ の管路２９から分岐した管路３１とには、蓄え圧もしくは供給圧がかけられてい る。比例弁２３によって出力制御された比例圧は管路３３を介して切換弁２１に 到達する。この比例圧はさらに切換弁２１から管路３７を介してリレー弁２７も しくはリレー弁２７の制御ピストンにまで伝播させることができる。切換弁２１ は冗長弁として働き、この場合、電気的な目標値が存在していない場合に、この 切換弁２１に管路３５を介して形成される圧力信号（ニューマチックセーフティ 作動モード＝ｐｎｅｍａｔｉｓｃｈｅ Ｒｕｅｃｋｆａｌｌｅｂｅｎｅ）により 、対応する比例圧が管路３７を介して、リレー弁２７を負荷する目的で出力制御 される。つまり、電気的な故障発生時には、切換弁２１がニューマチック作動モ ードに切り換わる。この機能位置は第２図にシンボルにより示されている。第１ 図に示したように、後車軸のブレーキ装置は慣用のリレー弁２７によって給圧さ れる。このリレー弁２７は前で説明したように、エレクトロニューマチック式の 圧力モジュレータ１９によって制御可能である。この制御は、少なくとも１つの ニューマチック回路と電気回路とを有するブレーキ値信号発生器７による操作に 基づき行われる。第２図には、切換弁が冗長位置で示されている。この冗長位置 では、管路３５から管路３７への、ひいてはリレー弁２７への自由な通流が形成 される。この場合に励磁されていない比例弁２３は作用していない。 第３図には、第１図の上半部に認められる、エレクトロニューマチック式の圧 力モジュレータ１９とトレーラ制御弁１１との相互対応関係が示されている。切 換弁２１と比例弁２３とからは、管路３９，４１が延 びていて、トレーラ制御弁１１に設けられた対応する接続部に通じている。トレ ーラ制御弁１１からは、蓄え圧およびブレーキ圧のための、連結ヘッドに通じた 管路４３，４５が導出されている。第２図と第３図との比較により明らかなよう に、第３図に示した圧力モジュレータ１９の内部回路は第２図のものに比べて異 なっている。すなわち、第３図に示した管路４１は直接にトレーラ制御弁１１に 接続されているので、第２図に示したような比例弁からの通流制御は行われない 。比例弁２３の比例磁石の励磁機能が故障した場合、前車軸ブレーキ回路からの 圧力は管路３９を介してトレーラ制御弁１１に形成される。管路４１は無圧状態 のままとなる。トレーラ制御弁１１は公知の形式で２回路制御弁として形成され ており、無圧の管路４１はトレーラ制御弁１１の機能に影響を与えない。 第４図および第５図には、第２図および第３図に示した圧力モジュレータの有 利な実施例が示されている。第４図に示した実施例では、切換弁２１が電磁弁と して形成されていて、電気的な制御線路４７を介して電子制御装置１７によって 制御可能である。比例弁２３は第２図につき説明したように、電気的な制御線路 ２５を介して制御可能である。切換弁２１の磁石が励磁されると、比例弁２３と 管路３７との間の接続が開かれる。比例弁２３の電磁操作に応じて、リレー弁２ ７の制御が比例弁２３によって行われる。この比例弁 ２３は管路２９を介して圧縮空気リザーバから給圧される。切換弁２１の電気制 御が故障した場合、比例弁２３とリレー弁２７との間の接続はばね作用を受けて 遮断され、この場合、第４図に示した、管路３５から管路３７への通流制御が行 われる。 第５図に示した実施例でも、同様の機能形式が設定されているが、ただしこの 場合、第３図につき説明した実施例とは異なり、トレーラ制御弁が管路３９，４ １を介して２回路式に制御される。 第６図に示したエレクトロニューマチック式のブレーキ装置では、ブレーキ値 信号発生器７がニューマチック２回路式に出力制御され、この場合、前車軸ブレ ーキ回路は慣用の形式で直接に、つまり圧縮空気を案内する管路２９を介して給 圧される。それに対して、後車軸ブレーキ回路および／またはトレーラ制御弁は 、前で説明した構造および作用形式を有する圧力モジュレータ１９の使用下に給 圧される。第１図〜第５図に示した実施例の場合と同様に、圧力モジュレータ１ ９は、電子制御装置１７の電気的な目標値を比例出力圧に変換するために設けら れている。同様に、電気的な目標値が存在しない場合には、ニューマチックセー フティ作動モード（第２図〜第５図）を介して、対応する比例圧が出力制御され ることが確保されている。第６図に示したブレーキシステム、つまりブレーキ値 信号発生器の２つのニューマチック回路を備えたブレ ーキシステムでは、２回路式のトレーラ制御弁の制御がコンベンショナル式にも 可能となる。すなわち、場合によってはトレーラ制御弁のための圧力モジュレー タ１９を不要にすることができる。 第７図に示した実施例では、電子制御装置１７に種々様々な形式で情報を入力 することができる。これらの情報は評価後に電子制御装置１７によって、圧力モ ジュレータ１９の制御のために処理される。前車軸と後車軸とには、回転数セン サ４９，５１が設けられている。さらに前車軸と後車軸とに設けられたブレーキ のブレーキパッドのための磨耗センサ５３，５５と、荷重センサ５７と、圧力ス イッチ５９と、連結力センサ６１とが設けられている。個々のセンサの測定値は 図示の命令線路を介して電子制御装置に入力され、この場所で処理されて、エレ クトロニューマチック式の圧力モジュレータを介して比例ニューマチック量とし て出力制御される。すなわち、前車軸と後車軸との磨耗センサ５３，５５の測定 値が比較されると、後車軸のブレーキシリンダに作用する圧力モジュレータ１９ によってパッド磨耗の最適化が可能となり、これによりブレーキの摩擦パッドに おける均一化が達成される。 同様に荷重センサ５７によって、測定信号が電子制御装置１７に入力され、こ の電子制御装置１７によってやはり圧力モジュレータのための電気的な目標値に 変換される。したがって、第７図に示した構造のエレクトロニューマチック式の ブレーキ装置では、慣用の全ての形式の制動力調節器を不要にすることができる 。同様に、連結力センサ６１を対応させることに基づき、連結力センサ６１によ って検知された測定値が電子制御装置１７に入力され、次いで、トレーラ制御弁 を比例制御する目的で、つまりトレーラのブレーキ操作に影響を与える目的で使 用される。 後車軸もしくは駆動軸に設けられたブレーキシリンダを制御するために使用す る場合では、ＡＳＲ（トラクションコントロール）過程時における圧縮空気の供 給がやはりエレクトロニューマチック式の圧力モジュレータにより行われる。こ の場合、駆動軸において汎用されるＡＳＲ差動ブレーキ弁や、対応するシャトル 弁は不要となる。すなわち、この場合では圧縮空気が作動ブレーキ回路によって 消費されるので、圧力スイッチ５９（第７図）が圧力モジュレータ１９の手前に 設けられている。この圧力スイッチ５９は、圧力が規定の圧力よりも下に低下す ると切り換わるので、電子制御装置はＡＳＲ過程を中断する。こうして、引き続 き行われる制動時に容器（第７図に示したＨＡ容器）内に十分な圧縮空気が存在 することが常に確保されている。 本発明固有の思想の枠内では、圧力モジュレータの構成部分が、機能規定を維 持したまま種々異なる構成 を有していてよい。すなわち、比例弁は対応する弁部分を備えた比例磁石を有し ていてよい。しかし、この比例弁は高速切換式の二重電磁弁として構成されてい てもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車に用いられるエレクトロニューマチック式のブレーキ装置であって 、ブレーキ操作のために圧力媒体を出力制御する弁装置の、電気的に影響を与え られた制御を実施するための、ペダル操作されるブレーキ値信号発生器が設けら れている形式のものにおいて： ａ）ブレーキ値信号発生器（７）が、少なくとも１つの電気制御回路と、少なく とも１つの圧力媒体回路とを作動させるために設けられており、 ｂ）前記ブレーキ値信号発生器（７）の電気信号によって制御可能であって、か つ該電気信号を評価する電子制御装置（１７）が設けられており、 ｃ）前記弁装置（２７；１１）に圧力モジュレータ（１９）が対応しており、該 圧力モジュレータ（１９）が、前記ブレーキ値信号発生器（７）の操作に応じて 前記電子制御装置（１７）の電気的な目標値を、前記弁装置（２７；１１）の制 御のための比例出力圧に変換するようになっており、しかも電気的な目標値が存 在しないと、前記圧力モジュレータ（１９）が、前記ブレーキ値信号発生器（７ ）によって生ぜしめられる圧力信号を介して、前記弁装置（２７；１１）の制御 のための対応する比例圧を出力制御するようになっている ことを特徴とする、自動車に用いられるエレクトロニューマチック式のブレーキ 装置。 ２．前記弁装置が、車両の後車軸のブレーキシリンダにブレーキ圧を給圧する ために働くリレー弁から成っており、比例出力圧を出力制御するための前記圧力 モジュレータが、前記電子制御装置（１７）によって電気的に制御可能な比例弁 （２３）と、前記ブレーキ値信号発生器の電気的な制御機能の故障時に前記リレ ー弁の方向に通流制御を実施する、つまりニューマチックセーフティ作動モード を備えた切換弁（２１）とから成っている、請求項１記載のエレクトロニューマ チック式のブレーキ装置。 ３．前記弁装置が、有利には２回路式に制御されるトレーラ制御弁（１１）か ら成っており、比例出力圧を出力制御するための前記圧力モジュレータ（１９） が、前記電子制御装置（１７）によって電気的に制御可能な比例弁（２３）と、 前記ブレーキ値信号発生器（７）から前記トレーラ制御弁（１１）の方向に通流 制御を実施する、つまりニューマチックセーフティ作動モードを備えた切換弁（ ２１）とから成っており、しかも前記トレーラ制御弁の複数の制御回路のうちの 少なくとも１つが、ニューマチック的に制御可能である、請求項１記載のエレク トロニューマチック式のブレーキ装置。 ４．前記比例弁も、前記電磁弁も、前記電子制御装 置（１７）によって制御されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の エレクトロニューマチック式のブレーキ装置。 ５．前記電子制御装置（１７）が、センサ（回転数センサ、磨耗センサ、荷重 センサ、連結力センサ、圧力センサ等）によって制御可能であり、前記センサの 電気信号が前記電子制御装置（１７）によって評価されて、前記圧力モジュレー タのための電気的な目標値として変換される、請求項１から４までのいずれか１ 項記載のエレクトロニューマチック式のブレーキ装置。 ６．ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）装置が使用される場合に、前記リレー弁 （２７）に、該リレー弁（２７）によって給圧される、後車軸のブレーキシリン ダの圧力制御弁（１５）が後置されている、請求項５記載のエレクトロニューマ チック式のブレーキ装置。 ７．ＡＳＲ（トラクションコントロール）装置が使用される場合に、あらかじ め規定された圧力レベルよりも下ではＡＳＲ制御を作動させないための圧力スイ ッチ（５９）が設けられており、該圧力スイッチ（５９）が、前記圧力モジュレ ータのための圧力媒体リザーバに接続されていて、さらに前記電子制御装置（１ ７）に接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のエレクトロニ ューマチック式のブレーキ装置。 ８．車両の前車軸のブレーキ装置が、慣用のニューマチック作用形式を有して いる、請求項１から７までのいずれか１項記載のエレクトロニューマチック式の ブレーキ装置。