JP2021084521A - 制動システム、車両および車両群 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキ系統の切り替え時に制動力を迅速に発生させることができる。【解決手段】制動システム４０は、制動指令を出力する制動指令出力部４３と、制動指令が出力された場合に流体を供給する供給部５１と、制動指令が出力された場合に供給部から供給される流体とは別の流体を供給する別の供給部５６と、供給部及び別の供給部に接続し、流体及び別の流体が供給された際に流体及び別の流体の少なくとも一方の流体を通過させる通過流体制御部６０と、通過流体制御部に接続し、通過流体制御部６０から供給される少なくとも一方の流体を用いて制動力を出力する制動力出力部７０と、を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、制動システム、車両および車両群に関する。

特許文献１には２系統ブレーキを有した制動システムが開示されている。しかしながら、特許文献１に開示された制動システムでは、制動力が要求された場合、いずれか一方のブレーキ系統のみに空気が供給される。したがって、異常の発生にともなって一方のブレーキ系統から他方のブレーキ系統へ切り替えて制動力を出力するには、まず一方のブレーキ系統の異常を検出し、次に他方のブレーキ系統を立ち上げ、その後に他方のブレーキ系統へ空気を供給及び充填する必要がある。すなわち、従来の制動システムでは、ブレーキ系統を切り替える際、電気的な切り替え処理や空気の充填等に起因して、制動力の出力が遅れる。

特開昭６３−１３８５４号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、ブレーキ系統の切り替え時に制動力を迅速に発生させることを目的とする。

本発明による制動システムは、
制動指令を出力する制動指令出力部と、
前記制動指令が出力された場合に流体を供給する供給部と、
前記制動指令が出力された場合に前記供給部から供給される流体とは別の流体を供給する別の供給部と、
前記供給部及び前記別の供給部に接続し、前記流体及び前記別の流体が供給された際に前記流体及び前記別の流体の少なくとも一方の流体を通過させる通過流体制御部と、
前記通過流体制御部に接続し、前記通過流体制御部から供給される前記少なくとも一方の流体を用いて制動力を出力する制動力出力部と、を備える。

本発明による制動システムにおいて、前記通過流体制御部は、前記流体及び前記別の流体のうち高圧の流体を前記制動力出力部に流入させるようにしてもよい。

本発明による制動システムにおいて、前記通過流体制御部に供給される前記流体の圧力と、前記通過流体制御部に供給される前記別の流体の圧力は、異なるようにしてもよい。

本発明による制動システムにおいて、前記通過流体制御部は、前記流体の圧力と前記別の流体の圧力とが同一の場合、前記流体のみを前記制動力出力部に流入させるようにしてもよい。

本発明による制動システムにおいて、前記通過流体制御部は、ダブルチェックバルブを含むようにしてもよい。

本発明による制動システムが、
前記供給部および前記別の供給部の異常を検出する異常検出部を備え、
異常が検出された供給部から前記通過流体制御部への流体の供給が停止するようにしてもよい。

本発明による制動システムが、前記制動指令が出力された場合に、前記通過流体制御部への前記流体の流入の有無および前記通過流体制御部への前記別の流体の流入の有無を監視する異常検出部を備えるようにしてもよい。

本発明による車両は、上述した本発明による制動システムのいずれかを備える。

本発明による車両が、前記制動システムを自動制御する自動制御部を備えるようにしてもよい。

本発明による車両において、前記自動制御部は、前記車両と隊列を編成する隊列車両の走行に関する情報に基づいて前記制動システムを制御するようにしてもよい。

本発明による車両群は、上述した本発明による車両のいずれかを少なくとも一台含み隊列を編成して走行する複数の車両を備える。

本発明によれば、ブレーキ系統の切り替え時に制動力を迅速に発生させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、車両の構成を示す図である。 図２は、図１の車両に含まれた制動システムの構成を示す図である。 図３は、図２の制動システムに含まれる通過流体制御部を示す断面図である。 図４は、図２の制動システムの動作を説明するための図である。 図５は、図２の制動システムの他の動作を説明するための図である。 図６は、図３に対応する図であって、通過流体制御部の一変形例を説明するための断面図である。 図７は、図１に対応する図であって、車両の一変形例を説明するための図である。 図８は、図７の車両を含む車両群を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本実施の形態の車両１０は、流体圧によって制動力を生じさせる制動システム４０を有している。この制動システム４０は、作動流体を供給する作動流体供給部を二系統有しており、とりわけ、二系統の作動流体供給部を切り替えた際に、制動力を迅速に発生させ得るよう工夫されている。この車両１０は、特に限定されることなく鉄道車両等にも適用され得るが、典型的には油圧制動システムや空気圧制動システムを有した自動車に適用され得る。また、本実施の形態の車両１０が適用される自動車は、図示された例のようにトラックやバス等の商用車、さらには人が乗るための乗用車であってもよい。

以下、図示された具体例を参照して一実施の形態について説明していく。

図１に示すように、車両１０は、車体１１と、車体１１に回転可能に保持された車輪１２と、を有している。また、車両１０は、駆動システム２０、操舵システム３０及び制動システム４０を有している。

駆動システム２０は、車輪１２に回転駆動力を供給する。図示された例において、駆動システム２０は、駆動操作入力部２１、駆動指令出力部２３及び駆動力供給部２５を有している。駆動操作入力部２１は、車両１０の操縦者が操作を入力する入力部であって、アクセルペダルを例示することができる。車両１０の操縦者は、所望する回転駆動力の大きさに応じた操作量を駆動操作入力部２１に入力する。より具体的には、所望する回転駆動力が大きい場合には、より大きな操作量を駆動操作入力部２１に入力し、所望する回転駆動力が小さい場合には、より小さな操作量を駆動操作入力部２１に入力する。

駆動指令出力部２３は、駆動操作入力部２１に入力された操作量の大きさに応じた駆動指令を出力する。駆動指令出力部２３は、例えばプロセッサやメモリ等を含んでいる。駆動指令出力部２３は、例えば予めメモリに記録されたテーブル等に基づき、駆動操作入力部２１に入力された操作量に応じた駆動指令の電気信号を生成および出力する。駆動指令出力部２３は、車両１０全体の制御装置として機能するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）の一部であってもよいし、一部分の構成をＥＣＵと共有するようにしてもよい。また、駆動指令出力部２３は、後述する操舵指令出力部３３や制動指令出力部４３と少なくとも一部分の構成を共有するようにしてもよい。

駆動力供給部２５は、駆動指令出力部２３から出力された駆動指令に応じて、車輪１２を回転するための駆動力を生成し出力する。駆動力供給部２５は、典型的には、エンジンやモータとなる。図示された例において、駆動力供給部２５は、後輪をなす一対の車輪１２を連結する車軸１４に対して、当該車軸１４を回転させる駆動力を出力する。

操舵システム３０は、車輪１２の向きを調整する駆動力を供給する。図示された例において、操舵システム３０は、操舵操作入力部３１、操舵指令出力部３３及び操舵力供給部３５を有している。操舵操作入力部３１は、車両１０の操縦者が操作を入力する入力部であって、ハンドルを例示することができる。車両１０の操縦者は、所望する操舵量の大きさに応じた操作量を操舵操作入力部３１に入力する。より具体的には、所望する操舵量が大きい場合には、より大きな操作量を操舵操作入力部３１に入力し、所望する操舵量が小さい場合には、より小さな操作量を操舵操作入力部３１に入力する。

操舵指令出力部３３は、操舵操作入力部３１に入力された操作量の大きさに応じた操舵指令を出力する。操舵指令出力部３３は、例えばプロセッサやメモリ等を含んでいる。操舵指令出力部３３は、例えば予めメモリに記録されたテーブル等に基づき、操舵操作入力部３１に入力された操舵量に応じた操舵指令の電気信号を生成および出力する。操舵指令出力部３３は、車両１０全体の制御装置として機能するＥＣＵの一部であってもよいし、一部分の構成をＥＣＵと共有するようにしてもよい。

操舵力供給部３５は、操舵指令出力部３３から出力された駆動指令に応じて、車輪１２の向きを変化させるための駆動力を生成し出力する。操舵力供給部３５として、油圧回路等を用いて操舵力を増幅して出力する機構を用いることができる。図示された例において、操舵力供給部３５は、前輪をなす一対の車輪１２を連結するシャフト１３に対して、車輪１２の向きを変化させる駆動力を出力する。

次に、制動システム４０について説明する。本実施の形態において、制動システム４０は、制動指令を出力する制動指令出力部４３と、制動指令出力部４３から出力された制動指令に応じて制動力を出力する制動力供給部４５と、を有している。

図示された例において、制動システム４０は、ブレーキペダル等の車両１０の操縦者が操作を入力する入力部として制動操作入力部４１を有している。車両１０の操縦者は、所望する制動力の大きさに応じた操作量を制動操作入力部４１に入力する。より具体的には、所望する制動力が大きい場合には、より大きな操作量を制動操作入力部４１に入力し、所望する制動力が小さい場合には、より小さな操作量を制動操作入力部４１に入力する。

制動指令出力部４３は、制動操作入力部４１に入力された操作量の大きさに応じた制動指令を出力する。制動指令出力部４３は、例えばプロセッサやメモリ等を含んでいる。制動指令出力部４３は、例えば予めメモリに記録されたテーブル等に基づき、制動操作入力部４１に入力された操作量に応じた制動指令の電気信号を生成および出力する。制動指令出力部４３は、車両１０全体の制御装置として機能するＥＣＵの一部であってもよいし、一部分の構成をＥＣＵと共有するようにしてもよい。

図１に示すように、制動力供給部４５は、制動指令出力部４３から出力された制動指令に応じて作動流体を供給する作動流体供給部５０と、作動流体供給部５０から供給された作動流体を用いて制動力を出力する制動力出力部７０と、を有している。図示された制動力出力部７０は、作動流体供給部５０から供給される作動流体によって動作する制動アクチュエータ７１と、制動アクチュエータ７１に保持された摩擦部材７２と、を含んでいる。制動アクチュエータ７１及び摩擦部材７２は、各車輪１２に別個に設けられている。制動アクチュエータ７１は、流体圧シリンダとすることができる。摩擦部材７２は、例えばシューとして機能する。摩擦部材７２は、回転する車輪１２との間で摩擦力を生じさせ、車輪１２の回転を制動する。

次に、作動流体供給部５０について説明する。図２は、作動流体供給部５０の詳細な構成を示している。

図２に示すように、作動流体供給部５０は、第１作動流体供給部（供給部）５１、第２作動流体供給部（別の供給部）５６および通過流体制御部６０を、主たる構成要素として含んでいる。第１作動流体供給部５１は、制動指令出力部４３から制動指令が出力された場合に第１流体（流体）を通過流体制御部６０に供給する。第２作動流体供給部５６は、制動指令出力部４３から制動指令が出力された場合に第２流体（別の流体）を通過流体制御部６０に供給する。

図示された例において、第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３と電気的に接続している。第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３から制動指令を受信する。

また、図示された例において、車両１０は、流体の供給源として機能する流体源１５を有している。第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、流体供給管８２を介して流体源１５に接続している。第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、流体供給管８２を介して流体源１５から流体、例えば空気等の気体や油等の液体を供給される。また、第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、流体供給管８２を介して更に通過流体制御部６０に接続している。第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、流体供給管８２を介して通過流体制御部６０に流体を供給可能となっている。

一例として、流体源１５は、制動力出力部７０に供給される作動流体が油等の液体である場合には、液体タンク及びポンプを有するようにすることができる。流体源１５は、制動力出力部７０に供給される作動流体が空気等の気体である場合には、コンプレッサを有するようにすることができる。

第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、制動指令出力部４３から並行に制動指令を受信する。また、第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、流体源１５から供給された流体を並行して通過流体制御部６０に供給する。すなわち、第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６は、並行して設けられた２系統の作動流体供給部を構成している。したがって、第１作動流体供給部５１から通過流体制御部６０に供給される第１流体（流体）及び第２作動流体供給部５６から通過流体制御部６０に供給される第２流体（別の流体）は、共に制動力出力部７０で制動力の生成に用いられ得る流体であって、典型的には同一である。

ただし、図示された例に限られず、流体源１５も二系統準備されてもよい。例えば、第１作動流体供給部５１が第１の流体源から流体の供給を受け、第２作動流体供給部５６が第１の流体源（流体源）とは異なる第２の流体源（別の流体源）から流体の供給を受けるようにしてもよい。

第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６について更に詳述する。

第１作動流体供給部５１は、制動指令出力部４３から制動指令を受ける第１制動制御部５２と、第１制動制御部５２によって操作される第１流体制御弁５３と、を有している。第１制動制御部５２は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３と電気的に接続している。第１制動制御部５２は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３から制動指令を受信する。第１制動制御部５２は、電気配線８１を介して第１流体制御弁５３と電気的に接続している。第１制動制御部５２は、電気配線８１を介して第１流体制御弁５３を操作するための操作指令を第１流体制御弁５３に送信する。第１制動制御部５２から第１流体制御弁５３に送信される操作指令は、電気信号であって制動指令に基づいて生成される。

第１制動制御部５２は、例えばプロセッサやメモリ等を含むようにして構成され得る。第１制動制御部５２は、第１流体制御弁５３に組み込まれた制御部によって構成されていてもよい。第１制動制御部５２は、例えば予め用意されたテーブル等に基づき、制動指令出力部４３からの制動指令に応じた操作指令の電気信号を生成および出力する。したがって、第１制動制御部５２によって生成される操作指令は、図示された例において制動操作入力部４１へ入力された操作量を反映するようになる。すなわち、第１制動制御部５２は、制動操作入力部４１に入力された操作量の大きさに応じた制動指令を出力する。

第１流体制御弁５３は、第１制動制御部５２からの操作指令に応じて動作する電磁弁である。第１流体制御弁５３は、操作指令に応じて開閉する電磁開閉弁であってもよいし、或いは、操作指令に応じて開度を調節可能な電磁比例弁であってもよい。第１流体制御弁５３は、流体源１５から通過流体制御部６０まで延びる流体供給管８２上に位置している。第１流体制御弁５３は、流体供給管８２を開放することで、流体源１５から通過流体制御部６０への第１流体の流入を許容する。第１流体制御弁５３は、流体供給管８２を閉鎖することで、流体源１５から通過流体制御部６０への流体の第１流入を遮断する。

第２作動流体供給部５６は、制動指令出力部４３から制動指令を受ける第２制動制御部５７と、第２制動制御部５７によって操作される第２流体制御弁５８と、を有している。第２制動制御部５７は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３と電気的に接続している。第２制動制御部５７は、電気配線８１を介して制動指令出力部４３から制動指令を受信する。第２制動制御部５７は、電気配線８１を介して第２流体制御弁５８と電気的に接続している。第２制動制御部５７は、電気配線８１を介して第２流体制御弁５８を操作するための操作指令を第２流体制御弁５８に送信する。第２制動制御部５７から第２流体制御弁５８に送信される操作指令は、電気信号であって制動指令に基づいて生成される。

第２制動制御部５７は、第１制動制御部５２と同様に構成され得る。すなわち、第２制動制御部５７は、例えばプロセッサやメモリ等を含むようにして構成され得る。第２制動制御部５７は、第２流体制御弁５８に組み込まれた制御部によって構成されていてもよい。第２制動制御部５７は、例えば予め用意されたテーブル等に基づき、制動指令出力部４３からの制動指令に応じた操作指令の電気信号を生成および出力する。したがって、第２制動制御部５７によって生成される操作指令は、図示された例において制動操作入力部４１へ入力された操作量を反映するようになる。すなわち、第２制動制御部５７は、制動操作入力部４１に入力された操作量の大きさに応じた制動指令を出力する。

第２流体制御弁５８は、第２制動制御部５７からの操作指令に応じて動作する電磁弁である。第２流体制御弁５８は、第１流体制御弁５３と同様に構成され得る。すなわち、第２流体制御弁５８は、操作指令に応じて開閉する電磁開閉弁であってもよいし、或いは、操作指令に応じて開度を調節可能な電磁比例弁であってもよい。第２流体制御弁５８は、流体源１５から通過流体制御部６０まで延びる流体供給管８２上に位置している。第２流体制御弁５８は、流体供給管８２を開放することで、流体源１５から通過流体制御部６０への第２流体の流入を許容する。第２流体制御弁５８は、流体供給管８２を閉鎖することで、流体源１５から通過流体制御部６０への第２流体の流入を遮断する。

次に、通過流体制御部６０について説明する。通過流体制御部６０は、第１作動流体供給部５１から供給される第１流体と、第２作動流体供給部５６から供給される第２流体と、の合流部を構成している。言い換えると、通過流体制御部６０は、第１作動流体供給部５１に接続して第１流体を供給する流体供給管８２と、第２作動流体供給部５６に接続して第２流体を供給する流体供給管８２と、の合流部を形成している。通過流体制御部６０は、第１流体及び第２流体の少なくとも一方を通過させる。

図示された例において、通過流体制御部６０は、ダブルチェックバルブ６１によって構成されている。図３に示すように、ダブルチェックバルブ６１は、供給された流体が制動力出力部７０に向けて流れることを許容する。その一方で、ダブルチェックバルブ６１は、その内部に流入した流体が第１作動流体供給部５１（第１流体制御弁５３）や第２作動流体供給部５６（第２流体制御弁５８）に流れることを規制する。

具体的な構成として、ダブルチェックバルブ６１は、ケーシング６２と、ケーシング６２内に収容された弁移動体６３と、を有している。ケーシング６２は、第１流体制御弁５３に通じる流体供給管８２が接続した第１開口６２ａと、第２流体制御弁５８に通じる流体供給管８２が接続した第２開口６２ｂと、制動力出力部７０に通じる流体供給管８２が接続した第３開口６２ｃと、を有している。第１開口６２ａ及び第２開口６２ｂは、ケーシング６２の長手方向に対向して配置されている。弁移動体６３は、例えば球体からなりケーシング６２内をケーシング６２の長手方向に移動可能となっている。弁移動体６３は、第１開口６２ａに向けて押し付けられることで、第１開口６２ａを閉鎖することができる。同様に、弁移動体６３は、第２開口６２ｂに向けて押し付けられることで、第２開口６２ｂを閉鎖することができる。一方、第３開口６２ｃは、弁移動体６３によって閉鎖されないように構成されている。

図３に示された通過流体制御部６０では、第１作動流体供給部５１から供給される第１流体と第２作動流体供給部５６から供給される第２流体とのうち、圧力の高い流体のみが第３開口６２ｃを介して制動力出力部７０に供給されるようになる。例えば、第１流体の圧力が第２流体の圧力よりも高い場合には、図３に二点鎖線で示すように、第１流体によって弁移動体６３が第２開口６２ｂ上に押し付けられ、第２開口６２ｂが弁移動体６３によって閉鎖される。このとき、作動流体供給部５０から通過流体制御部６０に第１流体が供給され、この第１流体が制動力出力部７０へ供給される。一方、第２流体の圧力が第１流体の圧力よりも高い場合には、第２流体によって弁移動体６３が第１開口６２ａ上に押し付けられ、第１開口６２ａが弁移動体６３によって閉鎖される。このとき、作動流体供給部５０から通過流体制御部６０に第２流体が供給され、この第２流体が制動力出力部７０へ供給される。

なお、図３に示された例において、第１流体の圧力と第２流体の圧力が同一である場合、弁移動体６３は、ケーシング６２内において第１開口６２ａと第２開口６２ｂとの間に位置する。このとき、第１流体および第２流体の両方が、ケーシング６２内に流入し、第３開口６２ｃを介して制動力出力部７０に供給されるようになる。

なお、以上の通過流体制御部６０を用いる場合、第１流体制御弁５３及び第２流体制御弁５８の少なくとも一方を調節することや絞りを設置すること等により、通過流体制御部６０に供給される第１流体及び第２流体のうちの一方の圧力が、通過流体制御部６０に供給される第１流体及び第２流体の他方の圧力よりも低くなるようにしてもよい。このような例によれば、ケーシング６２内における弁移動体６３の動作を抑制することができ、作動流体供給部５０から制動力出力部７０へ流体供給を安定させることができる。

また、図６に示すように、ダブルチェックバルブ６１が、第１開口６２ａ及び第２開口６２ｂの一方へ向けて弁移動体６３を押す押し部材６４を有するようにしてもよい。図示された例において、押し部材６４は、第２開口６２ｂに向けて弁移動体６３を押している。したがって、通過流体制御部６０に流体が供給されていない場合や、供給される第１流体及び第２流体の圧力が同一の場合、第２開口６２ｂは弁移動体６３によって閉鎖される。したがって、第１流体の供給が、第２流体の供給よりも優先される。通過流体制御部６０は、第１流体の圧力と第２流体の圧力とが同一の場合、第１流体のみを制動力出力部７０に流入させる。この例では、第２流体の圧力が、押し部材６４によって弁移動体６３を押す力に対応した値以上、第１流体の圧力より大きくなった場合、第２流体が通過流体制御部６０を通過して制動力出力部７０に供給される。このような例においても、ケーシング６２内における弁移動体６３の動作を抑制することができ、作動流体供給部５０から制動力出力部７０へ流体供給を安定させることができる。

ところで、図２に示すように、制動システム４０は、異常検出部７５を有している。異常検出部７５は、第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６の異常を検出する。さらには、異常検出部７５は、制動システム４０の異常を検出し得るようになっていることが好ましい。図示された例において、異常検出部７５は、第１作動流体供給部５１に関する異常の有無を検出する第１異常検出部７６と、第２作動流体供給部５６に関する異常の有無を検出する第２異常検出部７７と、を有している。第１異常検出部７６及び第２異常検出部７７は、それぞれ、検出器７８と電気的に接続している、或いは、検出器７８と無線で通信可能となっている。第１異常検出部７６及び第２異常検出部７７は、検出器７８によって検出される異常の有無に関する情報に基づき、異常の有無を判断する。

例えば異常検出部７５は、制動指令出力部４３から制動指令が出力された場合に、通過流体制御部６０への第１流体の流入の有無および通過流体制御部６０への第２流体の流入の有無を監視するようにしてもよい。このとき、流体の流入の有無は、一例として、流体供給管８２に設けた圧力センサ（検出器）を用いて監視することができる。

また、異常検出部７５は、制動操作入力部４１が操作された際に、制動指令出力部４３から第１制動制御部５２及び第２制動制御部５７の両方への制動指令の有無を監視するようにしてもよい。さらに、異常検出部７５は、制動操作入力部４１が操作された際に、第１流体制御弁５３及び第２流体制御弁５８の両方への操作指令の有無を監視するようにしてもよい。さらに、異常検出部７５は、第１制動制御部５２及び第２制動制御部５７の稼働状態を監視するようにしてもよい。指令の有無や稼働状況の確認は、例えば、電流の変化に基づいて判断することができる。

異常検出部７５は、第１制動制御部５２及び第２制動制御部５７と電気的に接続している。異常検出部７５は、異常を検出した場合、第１制動制御部５２及び第２制動制御部５７に異常の存在を知らせ、異常を有する作動流体供給部から通過流体制御部６０への流体供給を停止させるようにしてもよい。また、異常検出部７５は、異常を検出した際に、制動システム４０よりも上位の制御系、例えば車両１０全体の制御装置として機能するＥＣＵに異常の発生を通知し、さらに異常の存在が警告灯によって表示されるようにしてもよい。

次に、以上の構成からなる制動システム４０の動作について説明する。

まず、車両１０の操縦者が、制動操作入力部４１に操作を入力する。このとき、操縦者は、車両１０の車輪１２に作用させたい制動力の大きさに応じた操作量を制動操作入力部４１に入力する。制動指令出力部４３は、制動操作入力部４１への操作を検出する。制動指令出力部４３は、制動操作入力部４１に加えられた操作量に応じた制動指令を生成し、制動力供給部４５の作動流体供給部５０に制動指令を送信する。このとき、制動指令出力部４３は、作動流体供給部５０の第１作動流体供給部５１及び第２作動流体供給部５６の両方に制動指令を並行して送信する。

また、制動指令の有無によらず、流体源１５から第１作動流体供給部５１の第１流体制御弁５３及び第２作動流体供給部５６の第２流体制御弁５８に向けて流体が並行して供給されている。

そして、第１作動流体供給部５１の第１制動制御部５２は、制動指令出力部４３から送信された制動指令に応じた流量、圧力で第１流体を通過流体制御部６０に供給し得るよう、第１流体制御弁５３に操作指令を送信する。第１流体制御弁５３は、第１制動制御部５２からの操作指令に応じて流体供給管８２を開放する。このようにして、第１作動流体供給部５１は、流体源１５から供給された流体を第１流体として通過流体制御部６０に供給する。

同様に、第２作動流体供給部５６の第２制動制御部５７は、第１制動制御部５２と同様の制動指令を制動指令出力部４３から受信している。第２制動制御部５７は、制動指令出力部４３から送信された制動指令に応じた流量、圧力で第２流体を通過流体制御部６０に供給し得るよう、第２流体制御弁５８に操作指令を送信する。第２流体制御弁５８は、第２制動制御部５７からの操作指令に応じて流体供給管８２を開放する。これにより、第２作動流体供給部５６は、流体源１５から供給された流体を第２流体として通過流体制御部６０に供給する。

通過流体制御部６０は、第１作動流体供給部５１から供給される第１流体および２作動流体供給部５６から供給される第２流体のうちの少なくとも一方を制動力出力部７０に供給する。図４に示された例では、通過流体制御部６０内において、弁移動体６３によって第２流体の流路が閉鎖されている。結果として、第１作動流体供給部５１から供給された第１流体が、通過流体制御部６０を通過し、作動流体供給部５０から制動力出力部７０へと流体供給管８２を介して供給されている。

制動力出力部７０は、作動流体供給部５０から供給された作動流体を用いて、制動力を生成し出力する。図示された例において、制動力出力部７０は、作動流体によって動作する制動アクチュエータ７１によって、摩擦部材７２を車輪１２に押し付ける。摩擦部材７２と車輪１２との接触により、車輪１２の回転を制動する摩擦力が生じる。

次に、図５を参照して、作動流体供給部５０に異常が生じた際の動作について説明する。以下の説明においては、図４を参照して上述した第１作動流体供給部５１から通過流体制御部６０に供給された第１流体が制動力出力部７０に供給されている状態において、第１作動流体供給部５１に異常が発生した場合を想定している。

図５に示された例において、第１作動流体供給部５１に異常が発生し、第１作動流体供給部５１から通過流体制御部６０へ所望の圧力や所望の流量で第１流体を通過流体制御部６０に供給することができなくなっている。ただし、通過流体制御部６０には、第１作動流体供給部５１からの第１流体だけでなく、第２作動流体供給部５６から第２流体が供給されている。第１作動流体供給部５１の異常にともなって、第１流体の圧力が低下すると、第２流体が押し部材６４を第１開口６２ａに向けて押す。これにより、第１開口６２ａが閉鎖されるとともに第２開口６２ｂが開放され、第１流体に代えて、第２流体が通過流体制御部６０を通過する。すなわち、作動流体供給部５０は、第１流体に代えて、第２流体が制動力出力部７０に供給されるようになる。第１流体から第２流体への切り替えは、第１流体の圧力が維持され得なくなった瞬間に実施される。つまり、第１作動流体供給部５１からの第１流体の供給が停止した後、第２作動流体供給部５６の第２制動制御部５７の電気的な立ち上がりや第２流体制御弁５８に流体が充填されることを待つ必要がない。

とりわけ図示された例において、通過流体制御部６０は機械的な構造で流路を変化させることができる。つまり、異常検出部７５による異常の検出、及び、異常検出部７５からの信号に基づく第１作動流体供給部５１からの第１流体の供給停止を待つことなく、第１流体に代えて第２流体の供給を開始することができる。

以上に説明してきた一実施の形態において、制動システム４０は、制動指令を出力する制動指令出力部４３と、制動指令が出力された場合に流体を供給する供給部（第１作動流体供給部）５１と、制動指令が出力された場合に供給部５１から供給される流体とは別の流体を供給する別の供給部（第２作動流体供給部）５６と、供給部５１及び別の供給部５６に接続し、流体及び別の流体が供給された際に流体及び別の流体の少なくとも一方の流体を通過させる通過流体制御部６０と、通過流体制御部６０に接続し、通過流体制御部６０から供給される少なくとも一方の流体を用いて制動力を出力する制動力出力部７０と、を有している。このような一実施の形態によれば、制動指令の出力にともなって、供給部（第１作動流体供給部）５１から流体が通過流体制御部６０に供給され、供給部５１とは別の経路で別の供給部５６から別の流体が通過流体制御部６０に供給される。すなわち、制動指令が出力されると、制動力出力部７０に接続した通過流体制御部６０に二経路で流体が並行して供給される。供給部５１及び別の供給部５６の両方が同一の制御指令に基づいて動作を開始するので、供給部５１及び別の供給部５６の一方の異常が検出された後に他方の動作を開始させるシステムと比較すると、電気的切り替えにともなった遅れ及び流体の流動にともなった遅れを効果的に低減することができる。これにより、供給部５１及び別の供給部５６の切り替え時に、制動力出力部７０から制動力の発生が遅れてしまうことを効果的に防止することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、通過流体制御部６０は、流体及び別の流体のうち高圧の流体のみを制動力出力部７０に流入させるようにした。この例によれば、供給部５１、別の供給部５６および通過流体制御部６０における流体の流れや流体量を安定させることができ、制動システム４０の信頼性を向上させることができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、通過流体制御部６０に供給される別の流体の圧力は、通過流体制御部６０に供給される流体の圧力よりも低く設定することができる。この例によれば、通過流体制御部６０の動作を安定させることができ、制動システム４０の信頼性を向上させることができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、通過流体制御部６０は、流体の圧力と別の流体の圧力とが同一の場合、供給部５１からの流体のみを制動力出力部７０に流入させるようにした。この例によれば、通過流体制御部６０の動作を安定させることができる。また、このような通過流体制御部６０は、押し部材６４により定位置を有するダブルチェックバルブ６１（図６参照）を用いて、簡易且つ安価に実現することが可能である。また、制動力出力部７０に流入する流体量を安定させることができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、通過流体制御部６０はダブルチェックバルブ６１を含むようにした。この例によれば、通過流体制御部６０を簡易な構成とすることができ、且つ、供給部５１、別の供給部５６および通過流体制御部６０における流体の流れを安定させることができる。また、制動指令やその他の電気信号から独立して機械的に動作するので、供給部５１及び別の供給部５６を順次動作させる場合と比較して電気的切り替えにともなった遅れを効果的に解消することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、制動システム４０が供給部５１および別の供給部５６の異常を検出する異常検出部７５を有し、異常が検出された供給部５１，５６から通過流体制御部６０への流体の供給が停止するようにした。このような例によれば、流体源１５から供給される流体を有効に活用することができ、制動を安定して実施することができる。また、異常を生じさせた供給部５１，５６に起因した意図しない不具合の拡大を効果的に防止することができる。

上述した一実施の形態の一具体例において、異常検出部７５は、制動指令が出力された場合に、通過流体制御部６０への供給部５１からの流体の供給の有無および通過流体制御部６０への別の供給部５６からの別の流体の供給の有無を監視する。このような例によれば、いずれか一方の供給部から液体を供給している間に、他方の供給部の異常の有無を監視することができる。したがって、異常検出部７５を用いて供給部５１及び別の供給部５６に生じた異常を迅速に検出することが可能となる。

具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。

以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。

上述した具体例において、車両１０は、操縦者によって操縦される例を示したが、これに限られない。車両１０は、自動制御による自動運転が可能な車両であってもよい。また、車両１０は、自動制御による自動運転及び操縦者による通常運転の両方が可能な車両であってもよい。上述した制動システム４０は、作動流体供給部を二系統有し、且つ、作動流体供給部の切り替えを迅速に実施し得ることができることから、自動制御による自動運転が可能な車両１０に対して好適である。

ここで、本明細書において「自動制御」とは、車両に乗車した人間による逐次の操作入力ではなく、外部から通信機器９２を通じて受信した情報やセンサ９１から受信した情報、及び、予め入力された情報に基づいた制御を意味する。

図７は、自動運転及び通常運転の両方を可能とした車両１０の一例を示している。図７に示された車両１０は、車両１０の各構成を自動制御する自動制御部９０を有している。図７に示された車両１０において、自動制御部９０は、駆動システム２０、操舵システム３０及び制動システム４０と電気的に接続している。自動制御部９０は、駆動システム２０の駆動指令出力部２３、操舵システム３０の操舵指令出力部３３、制動システム４０の制動指令出力部４３に対して、操作量に関する信号を送信するようになっている。

自動制御部９０は、演算部９０ａ及び記録部９０ｂを有している。記録部９０ｂは、出発地、目標地、予定経路、目標速度、天候等の、自動制御による自動運転に利用され得る種々の情報を記録している。演算部９０ａは、センサ９１や通信機器９２から取得した逐次入手される情報や、記録部９０ｂに予め記録された情報等に基づいて、駆動システム２０、操舵システム３０及び制動システム４０等を制御する。

自動制御部９０の演算部９０ａは、プロセッサやメモリを含んで構成される。自動制御部９０は、車両１０全体の制御装置として機能するＥＣＵの一部であってもよいし、一部分の構成をＥＣＵと共有するようにしてもよい。また、自動制御部９０は、駆動指令出力部２３、操舵指令出力部３３及び制動指令出力部４３と少なくとも一部分の構成を共有するようにしてもよい。あるいは、自動制御部９０は、駆動指令出力部２３、操舵指令出力部３３及び制動指令出力部４３とは別途に、これらの対応する構成を有するようにしてもよい。

また、上述した車両１０は、図８に示すように、他の車両とともに隊列走行する車両群１００を構成するようにしてもよい。隊列走行する車両群１００の先頭車両１０Ａは、操縦者による通常運転で走行する車両であってもよいし、自動制御による自動運転で走行する車両であってもよい。一方、先頭車両１０Ａに後続する後続車両１０Ｂは、自動運転する車両であることが好ましい。上述してきた車両１０を、先頭車両１０Ａ及び後続車両１０Ｂのいずれとしても用いることができる。隊列走行する各車両１０Ａ，１０Ｂは、他の車両の走行に関する情報を通信機器９２を介して取得しながら、例えば一定の車間距離を維持しながら走行する。このとき、自動制御部９０は、車両１０と隊列を編成する他の隊列車両の走行に関する情報に基づいて制動システム４０を制御する。上述した制動システム４０は、作動流体供給部を二系統有し、且つ、作動流体供給部の切り替えを迅速に実施し得ることができることから、自動制御による自動運転を前提とした隊列走行を行う車両群１００に対して好適である。

さらに、既に説明したように、制動システム４０に使用される作動流体は、空気等の気体であってもよいし、油等の液体であってもよい。これに対応して、制動力出力部７０として、空圧等の気圧アクチュエータを用いることができ、また油圧等の液圧アクチュエータを用いることもできる。

１０ 車両
４０ 制動システム
４３ 制動指令出力部
５１ 第１作動流体供給部（供給部）
５６ 第２作動流体供給部（別の供給部）
６０ 通過流体制御部
６１ ダブルチェックバルブ
７０ 制動力出力部
７５ 異常検出部
９０ 自動制御部
１００ 車両群１００

Claims (11)

1. 制動指令を出力する制動指令出力部と、
   前記制動指令が出力された場合に流体を供給する供給部と、
   前記制動指令が出力された場合に前記供給部から供給される流体とは別の流体を供給する別の供給部と、
   前記供給部及び前記別の供給部に接続し、前記流体及び前記別の流体が供給された際に前記流体及び前記別の流体の少なくとも一方の流体を通過させる通過流体制御部と、
   前記通過流体制御部に接続し、前記通過流体制御部から供給される前記少なくとも一方の流体を用いて制動力を出力する制動力出力部と、を備える、制動システム。
2. 前記通過流体制御部は、前記流体及び前記別の流体のうち高圧の流体を前記制動力出力部に流入させる、請求項１に記載の制動システム。
3. 前記通過流体制御部に供給される前記流体の圧力と、前記通過流体制御部に供給される前記別の流体の圧力は、異なる、請求項２に記載の制動システム。
4. 前記通過流体制御部は、前記流体の圧力と前記別の流体の圧力とが同一の場合、前記流体のみを前記制動力出力部に流入させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制動システム。
5. 前記通過流体制御部は、ダブルチェックバルブを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制動システム。
6. 前記供給部および前記別の供給部の異常を検出する異常検出部を備え、
   異常が検出された供給部から前記通過流体制御部への流体の供給が停止する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制動システム。
7. 前記制動指令が出力された場合に、前記通過流体制御部への前記流体の流入の有無および前記通過流体制御部への前記別の流体の流入の有無を監視する異常検出部を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の制動システム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の制動システムを備える、車両。
9. 前記制動システムを自動制御する自動制御部を備える、請求項８に記載の車両。
10. 前記自動制御部は、前記車両と隊列を編成する隊列車両の走行に関する情報に基づいて前記制動システムを制御する、請求項９に記載の車両。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項の車両を少なくとも一台含み隊列を編成して走行する複数の車両を備える、車両群。

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