JP3715321B2 - 複合車両用の制動（ブレーキ）制御装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、請求の範囲第１項によるトラクタおよび少なくとも１つのトレーラを有する複合車両のための制動（ブレーキ）制御装置に関する。
背景技術
トラックやセミトラック・トレーラの場合、制動に要するブレーキ圧力は、圧搾空気ラインやその類似物によってトレーラ（またはセミトレーラ）に伝達される。前記ブレーキ圧力は、トレーラがトラクタと同一の制動速度で減速するように調整または調節されるのが理想的である。このように整合されたトレーラ／トラクタの制動動作は、制動過程が高い精度で制御でき、トレーラもトラクタもジャックナイフしない。しかしながら、トレーラの制動減速をトラクタのそれより少し大きくなるように選択しても良い。このような場合、制動過程がまだ制御可能であり、またトラクタの十分な保守を必要とするブレーキが注意深く扱われるからである。
時間が経つにつれて、トレーラのブレーキの制動力はトラクタのそれよりさまざまな範囲に変化するので、比較的短いサービス時間間隔で保守しないとトレーラ／トラクタの制動力の上述の好ましい関係は保証されない。さらに、トレーラの重量は各荷重の関数として変化するので、いわゆる自動荷重依存式制動装置(ＡＬＢ)が付いていないと正確な調整は不可能である。しかしながらこれを行っているのは、トレーラの重量の関数としてトラクタから伝達された制動圧力（制動要件）を修正し、修正済み制動圧力をトレーラのブレーキに伝達するＡＬＢ装置が付いている近代のトレーラだけである。
より良い制動効果を得るために、ＡＬＢ機能をまだ有さない複合車両においても、トラクタとトレーラの間に印加される「力」を測定し、牽引リンクの長さ方向に作用する連結力ができるだけ制限されるように、トレーラに対する制動力が、前記の「力」の関数として調節する、いわゆる「連結力調節器」が提案されてきた。これは制動過程において、トラクタ／トレーラの制動減速の大きさが等しいことを意味する。
連結力をこのように調節する例は、ＤＥ ４２ ２０ ９９１ Ａ１，ＵＳ ５，００２，３４３またはＤＥ ４０ ３５ ８０５ Ｃ１に示されている。
連結力を測定するためにセンサを使用することは、トラックを粗暴に操作する際には（センサが頻繁に故障するので）問題がある。このようなセンサはまた比較的高価なので、未公開のドイツ特許出願第Ｐ ４４ １２ ４３０号および同様に未公開のドイツ特許出願第Ｐ ４４ ４６ ３５８．８号では、このような連結力センサを廃棄し、トレーラの傾斜および重量を、トラクタ内に存在する測定可変変数を用いるエネルギ等配によって検出することが提案されている。
同様に、トラクタとトレーラの間に作用する力をどのようにして検出し、トレーラの制動圧力の調節に用いるかはＥＰ ０６２１ １６１ Ａ１を見ればわかる。
トラックにおいてさらに普通のものとなっているのは、電気式すなわち、運転者の制動要求および追加の測定済み値および／または格納済みパラメータに基づいてトラクタのブレーキのための気圧式または水圧式の制動圧力を電子装置が与える電子式の制動制御装置（ＥＢＲ）である。ＥＢＲに障害があるといけないので、安全上の理由により、原則として非常にありふれた方法で気圧式または水圧式制動圧力を発生する従来の機械式制動制御装置を追加すべきことが指定されている。市販されている前記の装置（システム）の場合、電子式制動装置（ＥＢＲ）と従来の機械式制動装置の制動圧力が伝達されるトラクタ中に配置されるトレーラ制御バルブが提供される。このトレーラ制御バルブは、どんな場合にも、入力部の両端における最大圧力をトレーラのブレーキに出力する構成となっている。したがってこのトレーラ制御バルブは最大値選択バルブである。
自動重量制動（ＡＬＢ）を持つ近代トレーラの場合、トレーラ制御バルブによって伝達された制動圧力はトレーラ荷重の関数として修正される。
自動荷重緩慢制動（ＡＬＢ）をトレーラまたはセミトレーラ中に用いることは一般的ではないが、すでに採用している国もある。これは、安定性がかなり失われることを意味する。このような車両は、ロック防止装置（ＡＢＳ）を装備して高すぎる圧力レベルを常に調節しなければならないので、その機能は悪化する。
さらに、部分荷重または空のセミトレーラもしくはトレーラを運転中にブレーキを掛けると、トレーラの制動圧力が高くなり過ぎてロック防止装置が作動する。
このため滑り値が普通の荷重依存式制動の場合の約１％から、約１５％になってしまうのでタイアの摩耗が大きくなる。
発明の開示
本発明の目的は、周知の制動制御装置を改良し、本発明による制動制御装置を備えたトラクタが、荷重依存式緩慢制動装置（ＡＬＢ）を装備していないトレーラまたはセミトレーラと一緒に、そのトレーラが荷重の関数としてブレーキを掛けられた状態でも動作し得るようにすることである。
本発明の目的は、請求の範囲１項に記載の特徴によって達成される。本発明の長所および改良は従属の請求の範囲に記載されている。
本発明は、トラクタおよび少なくとも１つのトレーラから成る複合車両のための制動制御装置であり、前記装置が、制動要求の関数として、トレーラのブレーキのための第１の制動圧力を発生する電子式制動制御装置および、同様に制動要求の関数として、トレーラのブレーキのための第２の制動圧力を、第１および第２の制動圧力が伝達され、前記圧力の大きい方の圧力をトレーラのブレーキに出力するトレーラ制御バルブによって発生する機能式制動制御装置（気圧式、水圧式を問わず）を特徴として有する装置を可能とする。本発明によれば、機械式ブレーキとトレーラ制御バルブの間にストップ・バルブが結合され、これによって、電子式制動制御装置が故障している場合にだけ第２の制動圧力をトレーラ制御バルブにまで伝達する。電子式ブレーキと機械式ブレーキが常に「活動状態」にあり、各々の現行の制動圧力をトレーラ制御バルブに伝達し、したがって、活動状態にある２つのチャネルで動作する従来の技術と対称的に、本発明においては、１つのチャネルの電子式ブレーキが発生する制動圧力がトレーラ制御バルブに伝達され、その一方では制動圧力を機械式で（気圧式であれ水圧式であれ）発生するチャネルがバックグラウンドでだけ動作し、それが発生する制動圧力はストップ・バルブでブロックされる。その結果、電子式ブレーキが正常に機能している限りトレーラ制御バルブには達しないという意味で、たった１つのチャネルの電子式ブレーキが活動状態にある。この意味で、本発明はたった１つの活動状態にあるチャネルで有効である。安全上の理由によって、ストップ・バルブは、いわゆる「フェールセーフ」バルブとして動作する。すなわち、このバルブは、電流によって作動状態位置に保持されていて、閉じられると、その結果、機械式制動制御装置をトレーラ制御バルブから分離する。一方で前記電流が不通となると、ストップ・バルブは機械式制動制御装置とトレーラ制御バルブが結合されているその静止位置に自動的に復帰する。この場合、トレーラ制御バルブは２つの入力圧力の大きい方を選択し、これをトレーラのブレーキに伝達する。電子式制動装置が切れると、それが提供する制動電圧は値０となるので、機械式制動圧力が高くなってトレーラにブレーキをかける。
電子式制動制御装置は、電子式制動制御装置を常に監視する監視装置を有する。前記監視装置は、障害が検出されなかった場合にだけストップ・バルブをブロックするために能動出力信号を発生する。電子式制動制御装置の電源が完全に切れた場合、例えばストップ・バルブを起動させる電気信号も切れて、後者はその「安全な」静止位置を取り、機械式制動制御装置をトレーラ制御バルブに結合する。この場合に、第１の制動圧力が第２の制動圧力未満であってもよい。
トレーラ制動用の電子式制動制御装置は、一方では運転者の制動要求の、他方ではまたトレーラやセミトレーラの重量の関数である気圧式または水圧式の制動圧力を与え、これによって、トラクタに印加される制動圧力とは一般に異なる荷重依存圧力がトレーラに伝達される。その結果、トレーラはＡＬＢ機能を装備する必要はない。むしろ、前記機能はトラクタ内に配置される電子式制動制御装置が受け持つ。前記目的のために、前記の先行技術にしたがった、そしてトレーラもしくはセミトレーラの重量またはトラクタとトレーラの間の連結力に対応して発生された信号は電子式制動制御装置に出力される。トレーラに対して準備された制動圧力はこの信号の関数として修正される。
これと対称的に、電子式制動制御装置が切れると、同一の制動圧力がトラクタに対してと同様にトレーラのブレーキに伝達される。これによって、トレーラ用のＡＬＢ機能は利用不可能となる。牽引リンクにロック防止装置が備わっていればＡＢＳは機能し続けるが、極端に危険な制動状態は防止される。
本発明を図面を参照した実施態様に基づいて説明する。図１に本発明による制動制御装置のブロック図を示す。
図１に示すすべての部品がトラクタ（図示されていない）に配置されている。
図１の制動制御装置では、電子式制御装置（１）が、電気入力信号および加圧流体源（図示されていない）からの気圧式または水圧式の制動圧力を、トレーラ制御バルブ（３）の入力部に接続されている圧力ライン（２）上に出力している。
さらに制動制御装置は、機械式の、すなわち従来の方法では運転者によるブレーキ・ペダルの押圧などの制動要求の関数として、圧力ライン（５）に出力される気圧または水圧を発生する気圧式または水圧式の制動制御装置（４）を有している。本発明では、前記圧力はストップ・バルブ（６）の入力部に与えられ、その出力は追加の圧力ライン（８）によってトレーラ制御バルブ（３）の第２の入力部に結合されている。トレーラ制御バルブ（３）は最大値選択バルブとして構成されている。すなわち、入力部における２つの圧力の内の大きい方を、トレーラまたはセミトレーラ（図示されていない）の制動装置に連結器（図示されていない）によって結合されている加圧流体ライン（９）に結合されている出力部から出力する。
トラクタ用の制動圧力も同様に発生されるが、ストップ・バルブは省かれている。電子式制動制御装置（１）は第２の加圧流体出力部を持ち、これは圧力ライン（１０）に結合されている。同様に、機械式制動制御装置（４）は第２の加圧流体出力部を持ち、これは圧力ライン（１１）に結合されている。これらの圧力ライン（１０、１１）はトラクタ制御バルブ（１２）に結合されている。このバルブは、トレーラ制御バルブのように最大値選択バルブとして構成されており、２つの入力圧力の大きい方を加圧流体ライン（１３）に出力する。
このライン（１３）はトラクタのブレーキまたはブレーキ・シリンダに結合されている。
電子式制動制御装置（１）は、周知の方法によって電子式制動制御装置の機能を監視し動作障害または全体障害を監視する監視装置（１４）を有する。この監視装置は、電子式制動制御装置（１）が障害の無い状態で、監視装置が、電線（７）上で能動信号、すなわちストップ・バルブ（６）を起動する電圧または電流を出力するように構成されている。ストップ・バルブ（６）は「フェールセーフ」バルブであり、電圧が電線（７）上に存在する場合、すなわちストップ・バルブ（６）が通電している場合に圧力ライン（５、８）の間の結合をブロックする。これと逆に、電線（７）上の電圧がストップ・バルブ（６）の反応しきい値未満である場合、ストップ・バルブ（６）はその静止位置に戻る。この動作は通常は機械式バネの力によってなされる。前記の静止位置では、圧力ライン（５、８）は、最終的には機械式制動制御装置（４）によって与えられる制動圧力がトレーラ制御バルブ（３）の入力部に与えられるように互いに結合されている。障害が発生すると、電子式制動制御装置（１）によって圧力ライン（２）に与えられる加圧流体の圧力は０となり、圧力ライン（８）上の圧力が圧力ライン（２）上のそれより大きくなる。この為、トレーラ制御バルブ（３）は圧力ライン（８）上の圧力を選択し、それを圧力ライン（９）、即ちトレーラのブレーキに出力する。
この結果、障害が発生しても安全制動が保証される。障害はまた、とりわけ車両の電源の全停電である。このような場合でも、監視回路（１４）は電線（７）上の電流をオフするので、ストップ・バルブ（６）は上記の静止位置を取る。
電子式制動制御装置（１）は２つのシステム（１６、１７）に分割される。システム（１６）はトラクタの制動圧力を決定する役割を持ち、システム（１７）はトレーラまたはセミトレーラの制動圧力を決定する役割を持つ。これらのシステムには、電線（１８）を介して、例えばトラクタのブレーキ・ペダルに結合されている電位差計によって感知される制動要求電気信号が印加される。その結果、押圧の値すなわちブレーキ・ペダルの位置にしたがって異なった制動要求が発生する。電子式制動装置は、それに基づいて、システム（１６）中のトラクタの制動圧力を発生する。
本発明は、トレーラのブレーキにはＡＬＢ機能（荷重依存式緩慢制動）が付いていないと想定しているので、前記機能は電子式制動制御装置（１）のシステム（１７）で実現される。従って、トレーラまたはセミトレーラの重量に対応する信号またはトラクタとトレーラの間の連結力に対応する信号が電線（１５）によってシステム（１７）に出力される。前記信号は、トレーラのブレーキの制動圧力を検出するときに電子式制動制御装置（１）のシステム（１７）によって考慮される。電線（１５）上の前記信号はいずれの方法で、例えば導入部で説明した先行技術から選択して発生させてもよい。
トレーラが部分的に荷重されまたは空である場合、トレーラの制動圧力は多くの場合、トラクタの制動圧力未満である。これは、タイヤと道路の間に作用する制動力は、道路表面に直角に作用する力の関数だからである。タイヤと道路の間の制動力は制動圧力の関数なので、制動を最適化するためには制動圧力もまた前記直角力、即ちトレーラ重量の関数でなければならない。しかしながら、トレーラのブレーキの制動効果は極めて低いので比較的少ない制動効果に対してもより高い制動圧力が必要とされることがあり得る。これもまた電子式制動制御装置によって考慮されるので、トレーラの制動圧力もトラクタのそれより大きくなり得る。これは、例えば対応する信号が電線（１５）を介してシステム（１７）に出力されている状態で、トラクタとトレーラの間の連結力を検出すれば確認されよう。
機械式制動制御装置（４）は、周知の方法で、すなわち、例えばトラクタのブレーキ・ペダルなどの略図中に示すアクチュエータ（１９）によって制動要求を獲得する。それに基づいて、制動圧力はトラクタとトレーラの双方に対して発生され、この制動圧力は圧力ライン（１１、５）を介して所与のブレーキに供給される。もちろん、上記の圧力は双方とも、工場で設定されるトレーラとトラクタの間の制動力分配にしたがって異なってもよい。
その結果、本発明による制動制御装置を備えたトラクタはまた、自動荷重緩慢制動装置を備えていないトレーラやセミトレーラに連結され得る。しかしトレーラは、トラクタで与えられるＡＬＢ機能にしたがって制動してもよい。その結果、タイヤの摩耗が減少すると同時に運転安定性が向上する。トレーラにロック防止機能が備わっていれば、前記ロック防止機能も改良される。これは、高すぎる圧力を調節する必要がなくなるからであり、これによってロック防止制御がより速くより敏感になる。

Claims (7)

1. トラクタおよび１以上のトレーラを有する複合車両の制動制御装置であって、制動要求の関数として前記トレーラのブレーキの第１の制動圧力を発生する電子式制動制御装置（１）と、前記制動要求の関数として前記トレーラのブレーキのための第２の制動圧力を発生する気圧式制動制御装置（４）と、前記第１および第２の制動圧力を受け入れ、それらの大きい方を前記トレーラのブレーキに伝達するトレーラ制御バルブ（３）とを有し、前記電子式制動制御装置（１）が誤動作した場合に前記第２の制動圧力を前記トレーラ制御バルブ（３）に伝達するストップ・バルブ（６）が前記気圧式制動制御装置（４）とトレーラ制御バルブ（３）の間に結合されていることを特徴とする制動制御装置。
2. 前記ストップ・バルブ（６）が、静止位置において開き作動位置において閉じていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の制動制御装置。
3. 前記電子式制動制御装置（１）が、前記ストップ・バルブを起動するために制御信号を発生する監視装置（１４）を有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の制動制御装置。
4. 前記監視装置（１４）が、前記電子式制動制御装置（１）が正常動作しているか否か監視し、正常動作している間は前記ストップバルブ（６）を閉じた作動位置にする電気信号を発生し、前記電子式制動制御装置（１）が誤動作していれば前記監視装置（１４）がその出力信号をオフし、これによって前記ストップ・バルブ（６）が開いた静止位置に切り換えられることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の制動制御装置。
5. 前記第１の制動圧力が、前記トレーラの重量の関数として修正されることを特徴とする請求の範囲第１項から４項のいずれかに記載の制動制御装置。
6. 前記第１の制動圧力が、制動要求および前記トレーラの重量に比例することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の制動制御装置。
7. 前記第１の制動圧力が前記第２の制動圧力未満であることを特徴とする請求の範囲第１から第６項のいずれかに記載の制動制御装置。

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