JPH0428577B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は空気ばね式懸架装置を備えた車両にお
いて、制動時車体荷重の前方移動により生じる後
輪ロツクを防止する空気ブレーキ制御装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 板ばね式懸架装置では、板ばねの撓みなどから
軸荷重を検出できるが、空気ばね式懸架装置では
軸荷重が変化しても車高が自動的に調整されるの
で、車体と車軸との相対変位から軸荷重を検出で
きない。したがつて、荷重感応型プロポーシヨナ
ル弁によりブレーキ圧を調整することは難しい。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上述の問題に鑑み、後輪懸架装
置の空気ばねの空気圧に基づき、制動時の後輪ブ
レーキ圧を制御する、空気ブレーキ制御装置を提
供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は空
気槽と後輪ブレーキとを結ぶ配管のブレーキ弁よ
りも下流側部分に減圧弁を設け、積載量や道路条
件などに応じて後輪空気ばねの空気圧を設定する
空気圧設定器の設定値と、後輪空気ばねの空気圧
を検出する空気圧センサの検出値とを比較器によ
り比較し、制動時比較器からの設定値と検出値の
偏差に基づく制御装置の出力により減圧弁を駆動
し、後輪空気ばねの空気圧の変化に対応した空気
圧を減圧弁を経て後輪ブレーキへ供給するもので
ある。

［作用］ 本発明によれば、前輪空気ばねの空気圧と後輪
空気ばねの空気圧について緒条件に対応する基準
値を予め設定しておき、制動時、別個の比較器に
より前輪空気ばねの空気圧を前輪の基準値と、後
輪空気ばねの空気圧を後輪の基準値とそれぞれ比
較判別し、判別信号に基づく制御装置の出力によ
り、前輪ブレーキの減圧弁と後輪ブレーキの減圧
弁とを別個に制御し、前輪ブレーキに高い空気圧
を、後輪ブレーキに低い空気圧を供給するから、
前車軸の負担荷重と後車軸の負担荷重に応じたブ
レーキ力を得ることができる。

空気圧設定器は空気ばねの空気圧を積載量や道
路状態などの諸条件に適した値を、制御装置とし
てのマイクロコンピユータのメモリのROMに記
憶設定し、制動時、諸条件に対応した設定値を読
み出すことにより、最適のブレーキ制御が得られ
る。

［発明の実施例］ 第１図に全体構成を示すように、前輪を支持す
る空気ばねと後輪を支持する空気ばねに、軸荷重
に担当する空気圧を検出する空気圧センサ１４を
それぞれ配置し、空気圧センサ１４の検出信号
と、晴天・雨天による路面の摩擦係数の変化など
に対応した基準値を設定する空気圧設定器２１の
設定信号とを、比較器３０，３０ａにより比較す
る。

制動時の車体荷重の前方移動による前輪空気ば
ねの空気圧と後輪空気ばねの空気圧との変化に基
づき、制御装置３１により空気圧源と前輪ブレー
キとの間に、空気圧源と後輪ブレーキとの間に、
それぞれ配置した減圧弁２８を別個に作動させ、
前輪荷重と後輪荷重に見合つた空気圧を加える。

第２図に示すように、左右の前輪懸架装置Ａと
左右の後輪懸架装置Ｂとは全く同様に構成され
る。すなわち、車輪を支持する公知のロアアーム
と車体との間に、シリンダ２とピストン３からな
るシヨツクアブソーバ１が配設され、シリンダ２
が車体に、ピストン３のロツド３ａがロアアーム
にそれぞれ結合される。ピストン３により仕切ら
れるシリンダ２の両端室は、互いに電磁可変絞り
弁４により連通される。

空気ばね５は車体とロアアームとの間に支持さ
れる。空気ばね５は加圧容器６とダイアフラムの
変形に伴つて上下動するばね本体７とを電磁絞り
弁８により連通される。加圧容器６は導管９と電
磁開閉弁１０，２６からなる車高調整弁Ｃを経
て、空気槽１３に連通されるか大気へ解放され
る。

図示の例では、後輪懸架装置Ｂの左右の空気ば
ね５の加圧容器６は、別個の車高調整弁Ｃを経て
空気槽１３ａまたは大気へ連通されるが、共通の
車高調整弁Ｃを用いてもよい。

前輪ブレーキ１７を移動するために、空気槽１
９はブレーキ弁２７、減圧弁２８、リレー弁１８
を経て後輪ブレーキ１７へ連通される。同様に、
空気槽１９はブレーキ弁２７、減圧弁２８、リレ
ー弁１８を経て後輪ブレーキ１７ａへ連通され
る。

第３図に示すように、減圧弁２８はほぼカツプ
状をなす分割体４５ａと分割体４５ｂとの間にダ
イアフラム６４の周縁部を挾んでハウジング４５
を構成され、ダイアフラム６４を支持するピスト
ン６９はシール部材６０を装着され、かつ分割体
４５ａのシリンダ７０へ摺動可能に嵌装される。

シリンダ７０の入口４２はブレーキ弁を経て空
気槽１９（第２図）へ連通される。ハウジング４
５の内部はダイアフラム６４により、大気口５７
に連なる大気室４６と出口５１に連なる減圧室６
３とを区画される。ピストン６９は大気室４６の
内部にあつて、ダイアフラム６４を案内するフラ
ンジ６８を一体に備えている。減圧室６３を区画
する分割体４５ｂは、ダイアフラム６４を案内支
持する円錐体６６を備えている。

分割体４５ｂは軸心に円筒部４８を備えられ、
内筒部４８を取り囲む案内筒５６の下端フランジ
は、止め輪４９により分割体４５ｂの端壁部に支
持される。案内筒５６はピストン６９の下端部に
設けたシリンダ６２に摺動可能に嵌装される。案
内筒５６の内部は出口５１を経て前輪ブレーキま
たは後輪ブレーキへ連通される。分割体４５ｂと
一体をなす円筒部４８は中空の弁体５０を摺動可
能に嵌合され、円筒部４８の下端は大気口５９に
連なつている。

円筒部４８の大気口５９の部分は回動軸５８に
より制御レバー５５を支持する。制御レバー５５
の先端は弁体５０に設けた切欠４７へ係合され、
かつピストン５２によりガタのないように抑えら
れている。ピストン５２は分割体４５ｂの端部に
結合したシリンダ５３の内部へ嵌装される。入口
４２の空気圧は導管６７を経てシリンダ５３へ導
入され、ピストン５２は空気圧とばね５４の力に
より制御レバー５５の先端へ押し付けられてい
る。制御レバー５５を支持する回動軸５８は、マ
イクロコンピユータ２０からの信号に応じて、例
えばサーボモータなどにより回転され、弁体５０
を変位させ、減圧室６３の圧力を制御する。

通常、弁体５０の中空部は上端部を、シール部
材６１を有する弁体４３により閉鎖される。弁体
４３はピストン６９の上端部に形成した空部４１
の内部に嵌装され、ばね４４により下方へ付勢さ
れている。

第３図に示す状態から弁体５０が制御レバー５
５により押し下げられると、弁体５０の上端は弁
体４３のシール部材６１から離れ、大気が大気口
５９から弁体５０の中空部を経て減圧室６３へ入
り、減圧室６３の圧力が低くなる。この時、ピス
トン６９の上端側に作用する圧力と減圧室６３の
ダイアフラム６４に作用する圧力との差に基づ
き、ダイアフラム６４が分割体４５ｂの円錐面６
６へ押し付けられ、ダイアフラム６４の受圧面積
が減少し、ピストン６９はダイアフラム６４に作
用する減圧室６３の圧力と、ピストン６９に作用
する入口４２の空気圧との釣り合つた位置へ変位
し、その時弁体５０の上端は弁体４３のシール部
材６１により閉鎖される。

逆に、弁体５０が制御レバー５５により押し上
げられると、弁体４３が開き、入口４２の空気圧
が円筒部６２を経て減圧室６３へ加えられ、ダイ
アフラム６４の受圧面積が増大し、ピストン６９
が押し上げられ、弁体４３がシリンダ７０と円筒
部６２との間を閉鎖する。このように、入口４２
からの空気は制御レバー５５の傾動に対応して減
圧され、出口５１からリレー弁１８（第２図）へ
供給される。

第２図に示すように、車体荷重を検出する空気
圧センサ１４が、各車輪のばね本体７に設けら
れ、空気圧センサ１４の検出信号はデジタル信号
としてマイクロコンピユータ２０へ加えられる。
また、車高を検出するために、車高センサ１５が
ばね本体７と加圧容器６との間に配設され、車高
センサ１５の検出信号はデジタル信号としてマイ
クロコンピユータ２０へ加えられる。

ばね本体７の空気圧を設定するポテンシヨメー
タからなる空気圧設定器２１と、ポテンシヨメー
タからなる車高設定器２２との各デジタル信号
が、マイクロコンピユータ２０へ加えられる。さ
らに、機関回転数センサ２３、車速センサ２４、
ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセン
サ２５の各デジタル信号がマイクロコンピユータ
２０へ加えられる。マイクロコンピユータ２０は
各センサの信号に基づき、前述の減圧弁２８の制
御レバー５５を駆動するサーボモータ２８ａを作
動し、前輪ブレーキ圧と後輪ブレーキ圧を軸荷重
の変化に応じて制御する。また、電磁可変絞り弁
４のソレノイド４ａ、電磁絞り弁８のソレノイド
８ａ、電磁開閉弁１０のソレノイド１０ａ、電磁
開閉弁２６のソレノイド２６ａを作動し、前輪ブ
レーキ圧、後輪ブレーキ圧、各シヨツクアブソー
バ１、空気ばね５の減衰力を制御する。

次に、本発明装置をマイクロコンピユータによ
り制御する場合の作動について説明する。第４，
５図は上述の制御プログラムの流れ図であり、
p11〜p32は流れ図の各ステツプを表す。機関の
始動と同時に演算部分p11とされ、p12で空気ば
ねの空気圧の基準値を自動的に設定するためと、
制御装置の異常動作を防止するために、プログラ
ム上で演算基準値P_INを設定しておき、これを仮
の基準値Poとしてロードする。p13で車速センサ
２４の信号を読み取る。p14で車両が停止か否か
を判別し、走行中の空気圧の設定変更を禁止す
る。

p14で車両が停止中の場合は、p15で車速セン
サ２４の信号が０である時間がｔ秒経過したか否
かを判別する。これにより車両が完全に停止した
か否かを確認する。車両が停止中の場合は、p16
で空気圧設定器２１により設定された基準信号と
車高設定器２２により設定された信号をマイクロ
コンピユータ２０へ加えるスイツチが閉じられて
いるか否かを判別する。

運転者が空気ばねの空気圧と車高を変更する場
合は、手動のスイツチを閉じたうえで設定器２
１，２２を手で設定する。このスイツチは自動復
帰型のものが好ましく、基準値が運転者の意志と
関係なく変化するのを防止する。各設定器２１，
２２の信号回路が閉じられている場合は、p17で
空気圧設定器２１と車高設定器２２を手動で調整
し、空気圧設定値P_SNを読み込む。p18で入力され
た空気圧設定値P_SNを新しい空気圧基準値Poとし
て設定し、p19へ進む。

p14で車両が走行中の場合は、p19でブレーキ
センサ２５によりブレーキが作動状態にあるか否
かを判別する。ブレーキが作動状態にある場合
は、p20で前輪懸架装置Ａについての入出力デー
タを選択し、p21でサブルーチンにより処理す
る。つまり、第５図に示すように、p22でサブル
ーチンへ入り、p23で右前輪空気ばね５の空気圧
P_Rを空気圧センサ１４により検出し、p24で同様
に左前輪の空気圧P_Lを空気圧センサ１４により
検出する。p25で右前輪と左前輪との平均空気圧
Ｐを演算し、p26で平均空気圧Ｐと路面の状態に
より設定された基準値Poとの差を演算する。p27
で平均空気圧Ｐが基準値Poよりも大きいか否か
を判別する。前輪空気ばねの平均空気圧Ｐが基準
値Poよりも大きい場合は、p29でサーボモータ２
８ａに通電して減圧弁２８の開度を次第に大きく
する。平均空気圧Ｐが基準値Poよりも小さい場
合は、p28でサーボモータ２８ａに通電して減圧
弁２８の開度を次第に小さくする。p30でサブル
ーチンの処理を終り、第４図に示すp31へ入る。

次いで、後輪懸架装置Ｂについての入出力デー
タを選択し、p32で第５図に示すサブルーチンへ
入り、後輪空気ばねの平均空気圧Ｐが基準値Po
よりも大きい場合は、p29でサーボモータ２８ａ
に通電して減圧弁２８の開度を次第に大きくす
る。平均空気圧Ｐが基準値Poよりも小さい場合
は、p28でサーボモータ２８ａに通電して減圧弁
２８の開度を次第に小さくする。このような処理
が終つた後にp13へ戻り、所定の時間ごとに繰り
返し行う。

上述の実施例によれば、前輪空気ばねの空気圧
と後輪空気ばねの空気圧について基準値を予め設
定しておき、制動時、比較器３０，３０ａにより
前輪空気ばねと後輪空気ばねの各空気圧を各基準
値と比較判別し、判別信号に基づき制御装置３１
により前輪ブレーキの減圧弁２８と後輪ブレーキ
の減圧弁２８とを別個に制御し、前輪ブレーキに
高い空気圧を、後輪ブレーキに低い空気圧を供給
するから、前車軸と後車軸の荷重負担割合に応じ
たブレーキ力を得ることができる。そして、空気
圧設定器２１は実質的に前輪ブレーキ圧と後輪ブ
レーキ圧との割合を設定するものであり、この割
合は予め種々の条件に適した設定値をマイクロコ
ンピユータのメモリのROMに記憶させておき、
前・後輪空気ばねの空気圧や車速などに対応した
設定値を読み出すようにすれば、最適のブレーキ
制御を得ることができる。

なお、上述の実施例では、前輪空気ばねと後輪
空気ばねの各空気圧を検出しているが、後輪空気
ばねだけについて制動時の空気圧変化を検出し、
検出値と基準値との差に基づき後輪ブレーキへ加
える空気圧を減じるだけでも、制動時の車体荷重
の前方移動に対応したブレーキ力を得ることがで
きる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、積載量や道路条件に対
応して予め設定した後輪空気ばねの空気圧を基準
とし、制動時に後輪空気ばねの空気圧の変化に対
応して（後輪空気ばねの空気圧は制動時車体荷重
の前方移動により次第に小さくなる）、後輪ブレ
ーキへの空気圧を減じるものであるから、後輪ブ
レーキの効き方に影響する諸条件に最適の空気圧
が得られる。

換言すれば、積載量や道路条件に対応して空気
ばねの空気圧と車高とを自由に設定でき、空気圧
設定値と後輪空気ばねの実際の空気圧との偏差に
基づく制御装置の出力により減圧弁を駆動するも
のであるから、運転者が道路条件や積載量に対応
して空気ばねの空気圧を変更しても、変更された
空気圧を基準とし、実際の空気圧との圧力差に対
応した最適の空気圧を後輪ブレーキへ供給し、後
輪のロツクを防止し、車体の安定を維持し、車両
を最短距離で安全に停止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気ブレーキ制御装置の
概略構成を示すブロツク図、第２図は同装置の全
体構成図、第３図は減圧弁についての正面断面
図、第４，５図は本発明装置に使用される各電磁
弁を制御するためのソフトウエアを説明する流れ
図である。 ５：空気ばね、１４：空気圧センサ、１７ａ：
後輪ブレーキ、１９：空気槽、２１：空気圧設定
器、２７：ブレーキ弁、２８：減圧弁、２８ａ：
サーボモータ、３０：比較器、３１：制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気槽と後輪ブレーキとを結ぶ配管のブレー
   キ弁よりも下流側部分に減圧弁を設け、積載量や
   道路条件などに応じて後輪空気ばねの空気圧を設
   定する空気圧設定器の設定値と、後輪空気ばねの
   空気圧を検出する空気圧センサの検出値とを比較
   器により比較し、制動時比較器からの設定値と検
   出値の偏差に基づく制御装置の出力により減圧弁
   を駆動し、後輪空気ばねの空気圧の変化に対応し
   た空気圧を減圧弁を経て後輪ブレーキへ供給する
   ことを特徴とする、車両の空気ブレーキ制御装
   置。