JP2015009757A - Skid control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のブレーキシステムに用いられる滑走制御装置に関する。 The present invention relates to a sliding control device used in a vehicle brake system.
車両にブレーキをかけたとき、ブレーキ力より車輪とレールの粘着力が小さく、車輪が回転せずレール上を滑る滑走状態が起こる場合がある。滑走状態が起こると車両の操縦安定性が失われ、また、車輪が損傷することがある。そこで、車輪の滑走を検知して、滑走が発生したときに制輪子の圧力を弱めて、車輪とレールの粘着を回復する滑走制御が行われている。 When the vehicle is braked, the adhesion between the wheels and the rails is smaller than the braking force, and there may be a sliding state where the wheels do not rotate and slide on the rails. If a skiing condition occurs, the steering stability of the vehicle is lost and the wheels may be damaged. Therefore, sliding control is performed to detect the sliding of the wheel and weaken the pressure of the control when the sliding occurs to recover the adhesion between the wheel and the rail.
一般に滑走制御は、車輪の速度を検出する速度センサからの速度入力により滑走検知器にて滑走を判定し、滑走している場合に制輪子の圧力を調節する。例えば、滑走防止弁を制御して、ブレーキ制御装置にて出力する空気圧をブレーキシリンダから排気し、ブレーキシリンダ圧を調節することで滑走制御を実施している。 Generally, in the sliding control, sliding is determined by a sliding detector based on a speed input from a speed sensor that detects the speed of the wheel, and the pressure of the control is adjusted when the vehicle is sliding. For example, sliding control is performed by controlling a slip prevention valve, exhausting air pressure output from a brake control device from a brake cylinder, and adjusting the brake cylinder pressure.
滑走制御装置において、滑走の判定部や出力部に異常があると、車輪とレールが粘着しているにもかかわらず滑走制御が行われる可能性がある。このような場合に、適正なブレーキ力が得られるなくなるのを防止するため、滑走制御装置の異常を検知して滑走防止弁への出力を遮断する保護回路が設けられている。 In the sliding control device, if there is an abnormality in the sliding determination unit or the output unit, the sliding control may be performed even though the wheels and the rail are adhered. In such a case, in order to prevent an appropriate braking force from being obtained, a protection circuit is provided that detects an abnormality of the sliding control device and blocks output to the anti-skid valve.
例えば、特許文献1の車両用滑走制御装置は、圧縮空気の供給指令信号と排気指令信号とから圧縮空気の排気時間と供給時間とをカウンタで計測する。そして、排気時間から供給時間を減算してその結果が、設定値以上になったときに、ブレーキ力が作用していないにも拘わらず滑走を継続している異常状態であるとして保護動作を行う。 For example, the sliding control device for a vehicle disclosed in Patent Document 1 measures the exhaust time and supply time of compressed air from a compressed air supply command signal and an exhaust command signal using a counter. Then, when the supply time is subtracted from the exhaust time and the result becomes equal to or greater than the set value, the protection operation is performed as an abnormal state in which the skiing continues even though the braking force is not applied. .
特許文献2のアンチロックブレーキ制御装置では、制動圧配管系の左右前輪の液圧制御ユニットに対して非常時にはこれをバイパスさせるバイパス経路を設ける。バイパス経路は通常時は開でアンチロック制御時には閉のバイパス弁を有し、電子制御回路がアンチロック制御時に両前輪の液圧制御ユニットに対して一定時間以上減圧指令を一度も出力しないことを検知するとバイパス弁を開く。
In the antilock brake control device of
特許文献3には、故障検出手段を有するアンチロックブレーキ制御装置が記載されている。特許文献3のアンチロックブレーキ制御装置は、マスターシリンダとホイールシリンダの差圧を検知し、アンチロック制御(減圧)していないときに差圧があれば、警報する。
特許文献1の車両用滑走制御装置では、滑走防止弁の機械的な故障を検出することができない。例えば、滑走防止弁を電気的にオン/オフしても動作が変化しない場合、特に滑走防止弁をオフにしてもブレーキ圧が供給されない場合、または、滑走防止弁により排気動作が継続する場合は、ブレーキシリンダにブレーキ制御装置からの圧力がかからず、指令したブレーキ力が十分かからない可能性がある。 In the vehicle sliding control device of Patent Document 1, a mechanical failure of the sliding prevention valve cannot be detected. For example, when the operation does not change even when the anti-skid valve is electrically turned on / off, especially when the brake pressure is not supplied even when the anti-skid valve is turned off, or when the exhaust operation is continued by the anti-skid valve There is a possibility that pressure from the brake control device is not applied to the brake cylinder and the commanded braking force is not sufficient.
特許文献2のアンチロックブレーキ制御装置では、ブレーキを作動させてアンチロック制御がかかってから一定時間経過しないと、バイパス弁が開かれない。また、特許文献3のアンチロックブレーキ制御装置では、ブレーキを作動させるまで異常は分からない。
In the antilock brake control device of
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたもので、ブレーキ指令を行う前に、滑走防止弁の異常を検知することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object of the present invention is to detect an abnormality of the anti-skid valve before issuing a brake command.
上述の課題を解決するため、本発明の観点に係る滑走制御装置は、滑走防止弁、差圧検出部、初込め制御部および故障判断部を備える。滑走防止弁は、車輪の回転を制動する制輪子を作動させるブレーキシリンダに、作動流体のブレーキ圧を供給するブレーキ制御装置とブレーキシリンダとの間の作動流体の経路に配置される。滑走防止弁は、ブレーキ制御装置からブレーキシリンダへの作動流体の供給停止、および、ブレーキシリンダからの作動流体の排出を行う。差圧検出部は、ブレーキ制御装置と滑走防止弁の間の作動流体の圧力と、滑走防止弁とブレーキシリンダの間の作動流体の圧力との差圧を検出する。初込め制御部は、車輪の回転の制動を行わないときに、制輪子が車輪の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキ制御装置からブレーキシリンダに作動流体の予圧をかける。故障判断部は、滑走防止弁を作動させない状態で、差圧の絶対値が定めた値を超えた場合に、滑走防止弁が異常であると判断する。 In order to solve the above-described problem, a sliding control device according to an aspect of the present invention includes a sliding prevention valve, a differential pressure detection unit, an initial loading control unit, and a failure determination unit. The anti-skid valve is disposed in the path of the working fluid between the brake control device that supplies the brake pressure of the working fluid to the brake cylinder that operates the brake that brakes the rotation of the wheel, and the brake cylinder. The anti-skid valve stops supplying the working fluid from the brake control device to the brake cylinder and discharges the working fluid from the brake cylinder. The differential pressure detector detects a differential pressure between the pressure of the working fluid between the brake control device and the anti-skid valve and the pressure of the working fluid between the anti-skid valve and the brake cylinder. The initial loading control unit applies a preload of the working fluid from the brake control device to the brake cylinder within a range in which the control device does not give resistance to the wheel rotation when the wheel rotation is not braked. The failure determination unit determines that the anti-skid valve is abnormal when the absolute value of the differential pressure exceeds a predetermined value without operating the anti-skid valve.
本発明によれば、車輪の回転の制動を行わないときに、制輪子が車輪の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキ制御装置からブレーキシリンダに作動流体の予圧をかけて、滑走防止弁の前後の差圧を検出するので、ブレーキ指令を行う前に、滑走防止弁の異常を検知することができる。 According to the present invention, when braking of the rotation of the wheel is not performed, the brake control device applies a preload of the working fluid to the brake cylinder within a range in which the brake does not give resistance to the rotation of the wheel, Since the differential pressure before and after is detected, it is possible to detect an abnormality of the anti-skid valve before issuing a brake command.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当する部分には同じ符号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るブレーキ装置の構成例を示すブロック図である。ブレーキ装置は、ブレーキ制御装置5、滑走制御装置1、ブレーキシリンダ4および制輪子3から構成される。また、車輪2に取り付けられた回転速度センサ6の出力が、滑走制御装置1に取り込まれる。滑走制御装置1は、滑走制御部11、供給停止弁12、排出弁13、差圧検出部14、故障判断部15および初込め制御部16を含む。図1において、太い実線は作動流体の経路を示す。また、破線は電気信号の経路を示す。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a brake device according to Embodiment 1 of the present invention. The brake device includes a
図1には示されていないが、運転台からのブレーキ指令がブレーキ制御装置5に入力される。また、車両にかかる荷重の値がサスペンションの圧力センサからブレーキ制御装置5に入力される。ブレーキ制御装置5は、ブレーキ指令と車両の荷重から必要なブレーキ力を算出し、それに応じた作動流体のブレーキ圧をブレーキシリンダ4に供給する。ブレーキ圧が供給されたブレーキシリンダ4は、制輪子3を車輪2に押しつけ、ブレーキ力を発生させる。
Although not shown in FIG. 1, a brake command from the cab is input to the
ブレーキ制御装置5は、例えば、ブレーキ制御ユニット、ブレーキ制御弁および中継弁など(いずれも図示せず)から構成される。ブレーキ制御弁は、作動流体である空気を中継弁に供給する電磁弁と、中継弁から空気を排出する電磁弁から構成される。これらの電磁弁は、ブレーキ制御ユニットで制御される。ブレーキ制御ユニットは、ブレーキ制御弁と中継弁の出力側の圧力が、指令されたブレーキ力に対応する圧力になるように、ブレーキ制御弁を制御する。中継弁は、ブレーキ制御弁側から入力された空気圧を増幅して、ブレーキシリンダ4に供給する。すなわち、中継弁からブレーキシリンダ4に供給される空気の圧力は、ブレーキ制御弁の出力側の圧力に比例して調節される。
The
滑走制御装置1では、ブレーキ制御装置5からブレーキシリンダ4への作動流体の経路の途中に、供給停止弁12が配置されている。また、供給停止弁12とブレーキシリンダ4の間に排出弁13が接続される。供給停止弁12と排出弁13は、合わせて滑走防止弁を構成する。滑走制御部11が滑走していないと判断している間は、通常、供給停止弁12は開であり排出弁13は閉であって、ブレーキ制御装置5からのブレーキ圧はそのままブレーキシリンダ4に供給される。
In the sliding control device 1, a
滑走制御部11は、回転速度センサ6の出力から車輪2が滑走していると判断すると、供給停止弁12と排出弁13を作動させて、滑走制御を行う。例えば、滑走していると判断するとまず、供給停止弁12を閉じて、そのときのブレーキ圧を保持し、それ以上にブレーキ圧がかからないようにする。それでもなお、車輪2とレールの粘着が回復傾向にならない場合、さらに、排出弁13を開いて、ブレーキシリンダ4にかかっているブレーキ圧を減少させ、制輪子3と車輪2の間の圧力を低下させる。滑走制御装置1は、滑走状態が解消したと判断すると、排出弁13を閉じ、供給停止弁12を開いて、再びブレーキ圧をブレーキシリンダ4に供給する。
When the
本実施の形態1に係る滑走制御装置1では、ブレーキ制御装置5と供給停止弁12の間の作動流体の経路と、供給停止弁12とブレーキシリンダ4の間の作動流体の経路に、差圧検出部14が接続されている。差圧検出部14は、作動流体の圧力を検出するセンサを含み、ブレーキ制御装置5と供給停止弁12の間の作動流体の圧力と、供給停止弁12とブレーキシリンダ4の間の作動流体の圧力との差圧を検出する。差圧検出部14は、検出した差圧を故障判断部15に入力する。
In the sliding control device 1 according to the first embodiment, the differential pressure is applied to the working fluid path between the
故障判断部15には、また、滑走制御部11から滑走防止弁(供給停止弁12および排出弁13)への出力が分岐されて取り込まれている。故障判断部15は、滑走制御部11が滑走防止弁を作動させない状態で、差圧検出部14から出力される差圧の絶対値が定めた値を超えた場合に、滑走防止弁が異常であると判断する。
Further, the
故障判断部15は、また、滑走制御部11から滑走防止弁への出力を監視し、例えば滑走防止弁の作動時間が予め設定した時間を超えて継続した場合に、滑走制御部11または回転速度センサ6などが異常であると判断する。その場合故障判断部15は、スイッチ20を開いて滑走制御部11から滑走防止弁への出力を遮断する。
The
滑走制御装置1の初込め制御部16は、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキ制御装置5からブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかけるよう、ブレーキ制御装置5に指令する。ブレーキ制御装置5は、運転台からのブレーキ指令がなく車輪2の回転の制動を行わないときにも、初込め制御部16からの指令で、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかける。
The initial
従って、差圧検出部14は、車輪2の回転の制動を行わないときにも、差圧を検出することができる。そして、故障判断部15は、ブレーキ指令を行う前に、滑走防止弁の異常を検知することができる。
Therefore, the
故障判断部15は、滑走防止弁が異常であると判断した場合は、例えば運転台(図示せず)に滑走防止弁の異常を知らせる警報を出力する。運転台では、滑走防止弁の異常を表示する。滑走防止弁の異常を知った乗務員は、異常である車輪2にブレーキ力がかからなくても安全に停止できる速度の範囲で、車両の運転を継続することができる。
If the
図2は、実施の形態1に係る故障検出の動作の一例を示すフローチャートである。車両の運転を開始すると、滑走制御装置1の初込め制御部16は、ブレーキシリンダ4に予圧をかけるようブレーキ制御装置5に指示する。ブレーキ制御装置5は、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかける(ステップS11)。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a failure detection operation according to the first embodiment. When the operation of the vehicle is started, the initial
故障判断部15は、滑走防止弁が作動するよう出力されているか調べ、滑走防止弁が作動されていれば(ステップS12;YES)、作動が停止するまで待機する。滑走防止弁が作動されていない場合(ステップS12;NO)、差圧検出部14で差圧を検出する(ステップS13)。差圧がなければ(差圧の絶対値が定めた値を超えなければ)(ステップS14;NO)、ステップS12に戻って、滑走防止弁が作動されているかどうか調べる。
The
差圧があれば(差圧の絶対値が定めた値を超えた場合)(ステップS14;YES)、滑走防止弁が異常であると判断する(ステップS15)。 If there is a differential pressure (when the absolute value of the differential pressure exceeds a predetermined value) (step S14; YES), it is determined that the anti-skid valve is abnormal (step S15).
以上説明したように、実施の形態1の滑走制御装置1では、車輪2の回転の制動を行わないときに、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかけ、滑走防止弁を作動させない状態で、滑走防止弁(供給停止弁12)の前後の差圧を検出する。それによって、ブレーキ指令を行う前に、滑走防止弁の異常を検知することができる。
As described above, in the sliding control device 1 according to the first embodiment, when the braking of the rotation of the
実施の形態1では、作動流体が空気である場合を主として説明した。実施の形態1の滑走制御装置1は、作動流体が液体である油圧で作用するブレーキ装置にも適用することができる。 In the first embodiment, the case where the working fluid is air has been mainly described. The sliding control device 1 according to the first embodiment can also be applied to a brake device that operates with hydraulic pressure in which the working fluid is liquid.
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係るブレーキ装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態2では、滑走防止弁の異常を検出した場合に、滑走防止弁を迂回してブレーキ制御装置5からブレーキシリンダ4に作動流体のブレーキ圧を供給する。実施の形態2の滑走制御装置1は、実施の形態1の構成に加えて、迂回経路17、迂回弁18および複式逆止弁19を備える。そして、滑走制御部11から滑走防止弁への指令を遮断するスイッチ20を備えない。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a brake device according to
実施の形態2では、ブレーキ制御装置5から供給停止弁12までの作動流体の経路の途中からブレーキシリンダ4に到る迂回経路17が設けられている。迂回経路17の途中に迂回弁18が配置されている。供給停止弁12を経由する経路と迂回経路17は複式逆止弁19の流入側に接続している。複式逆止弁19の流出側は、ブレーキシリンダ4に接続している。
In the second embodiment, a
迂回弁18は、滑走防止弁が正常の場合は、閉じられている。その場合、ブレーキ制御装置5から供給停止弁12を経由してブレーキシリンダ4に作動流体の圧力が供給される。故障判断部15は、滑走防止弁が異常であると判断すると、迂回弁18を開く。ブレーキ圧は、ブレーキ制御装置5から迂回経路17を経由してブレーキシリンダ4に供給される。
The
複式逆止弁19は、2つの流入側の圧力が高い方から流出側へ作動流体を流通させる。迂回弁18が閉じているときは、供給停止弁12からブレーキシリンダ4に作動流体が流通し、供給停止弁12およびブレーキシリンダ4から迂回弁18へは作動流体が流れない。迂回弁18が開いているとききは、迂回弁18からブレーキシリンダ4に作動流体が流通し、迂回弁18およびブレーキシリンダ4から供給停止弁12および排出弁13へは作動流体が流れない。
The
したがって、迂回弁18が開いているときには、供給停止弁12および排出弁13は作動流体の経路から切り離された状態になる。そして、ブレーキ制御装置5からのブレーキ圧はそのままブレーキシリンダ4に供給され、制輪子3はブレーキ指令にしたがって作用する。
Therefore, when the
初込め制御部16は、実施の形態1と同様に、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキ制御装置5からブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかけるよう、ブレーキ制御装置5に指令する。ブレーキ制御装置5は、運転台からのブレーキ指令がなく車輪2の回転の制動を行わないときにも、初込め制御部16からの指令で、制輪子3が車輪2の回転に抵抗を与えない範囲で、ブレーキシリンダ4に作動流体の予圧をかける。
Similar to the first embodiment, the initial
故障判断部15は、実施の形態1と同様に、滑走制御部11が滑走防止弁を作動させない状態で、差圧検出部14から出力される差圧の絶対値が定めた値を超えた場合に、滑走防止弁が異常であると判断する。また、例えば滑走防止弁の作動時間が予め設定した時間を超えて継続した場合に、滑走制御部11または回転速度センサ6などが異常であると判断する。
The
故障判断部15は、滑走防止弁が異常であると判断した場合、および、滑走制御部11または回転速度センサ6などが異常であると判断した場合のいずれの場合にも、迂回弁18を開く。したがって、滑走制御部11、回転速度センサ6または滑走防止弁のいずれが異常であっても、迂回経路17を経由してブレーキ圧がブレーキシリンダ4に供給され、制輪子3はブレーキ指令にしたがって作用する。特に、故障判断部15は、ブレーキ指令を行う前に滑走防止弁の異常を検知して迂回弁18を開くので、ブレーキ指令からブレーキ動作が遅れることを回避できる。
The
故障判断部15は、滑走制御部11、回転速度センサ6または滑走防止弁のいずれの異常の場合にも、運転台(図示せず)に滑走制御の異常を知らせる警報を出力する。運転台では、滑走制御の異常を表示する。乗務員は、その車輪2に滑走制御が行われないことを認識できる。
The
図4は、実施の形態2に係る障害迂回の動作の一例を示すフローチャートである。図4のフローチャートでは、図2の動作の最後に迂回弁18を開く動作が追加されている。故障判断部15は、まず、迂回弁18を閉じる(ステップS20)。その後、実施の形態1と同様に動作する。ステップS21〜ステップS25の動作は、図2のステップS11〜ステップS15の動作と同じである。故障判断部15は、滑走防止弁が異常であると判断すると(ステップS25)、迂回弁18を開く(ステップS26)。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a failure detour operation according to the second embodiment. In the flowchart of FIG. 4, an operation of opening the
図4には示されていないが、故障判断部15は、滑走制御部11または回転速度センサ6などの異常も判断し、それらが異常であると判断した場合にも、迂回弁18を開く。滑走制御部11などが異常である場合に滑走防止弁がブレーキ動作に関与しないことは、実施の形態1と同様である。迂回経路17、迂回弁18および複式逆止弁19を設ける場合は、スイッチ20を設ける必要がない。
Although not shown in FIG. 4, the
以上説明したように、実施の形態2の滑走制御装置1では、実施の形態1の作用に加えて、滑走防止弁が異常であると判断した場合に、滑走防止弁を迂回してブレーキシリンダ4にブレーキ圧を作用させる。それによって、滑走防止弁が異常の場合にブレーキ動作が遅れることを回避できる。
As described above, in the sliding control device 1 of the second embodiment, in addition to the operation of the first embodiment, when it is determined that the anti-skid valve is abnormal, the
1 滑走制御装置、2 車輪、3 制輪子、4 ブレーキシリンダ、5 ブレーキ制御装置、6 回転速度センサ、11 滑走制御部、12 供給停止弁(滑走防止弁)、13 排出弁(滑走防止弁)、14 差圧検出部、15 故障判断部、16 初込め制御部、17 迂回経路、18 迂回弁、19 複式逆止弁、20 スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sliding control device, 2 wheels, 3 Control, 4 Brake cylinder, 5 Brake control device, 6 Rotational speed sensor, 11 Sliding control part, 12 Supply stop valve (sliding prevention valve), 13 Discharge valve (sliding prevention valve), 14 differential pressure detection unit, 15 failure determination unit, 16 initial loading control unit, 17 bypass route, 18 bypass valve, 19 double check valve, 20 switch.
Claims (2)
前記ブレーキ制御装置と前記滑走防止弁の間の前記作動流体の圧力と、前記滑走防止弁と前記ブレーキシリンダの間の前記作動流体の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、
前記車輪の回転の制動を行わないときに、前記制輪子が前記車輪の回転に抵抗を与えない範囲で、前記ブレーキ制御装置から前記ブレーキシリンダに前記作動流体の予圧をかける初込め制御部と、
前記滑走防止弁を作動させない状態で、前記差圧の絶対値が定めた値を超えた場合に、前記滑走防止弁が異常であると判断する故障判断部と、
を備える滑走制御装置。 A brake control device that supplies a brake pressure of a working fluid to a brake cylinder that operates a brake member that brakes rotation of a wheel, and is disposed in a path of the working fluid between the brake cylinder and the brake control device; A slip prevention valve for stopping the supply of the working fluid to the brake cylinder and discharging the working fluid from the brake cylinder;
A differential pressure detector for detecting a differential pressure between the pressure of the working fluid between the brake control device and the anti-skid valve and the pressure of the working fluid between the anti-skid valve and the brake cylinder;
An initial charge control unit that applies a preload of the working fluid from the brake control device to the brake cylinder in a range in which the brake does not give resistance to the rotation of the wheel when braking of the rotation of the wheel is not performed;
A failure determination unit that determines that the anti-skid valve is abnormal when the absolute value of the differential pressure exceeds a predetermined value without operating the anti-skid valve,
A sliding control device comprising:
前記迂回経路に配置されて、前記迂回経路における前記作動流体の流通と遮断を切り替える迂回弁と、
を備え、
前記故障判断部で前記滑走防止弁が異常であると判断した場合に、前記迂回弁を開いて、前記ブレーキ制御装置から前記ブレーキシリンダに前記迂回経路を経由して前記作動流体を流通させる、請求項1に記載の滑走制御装置。 A bypass path that bypasses the anti-skid valve and supplies the working fluid from the brake control device to the brake cylinder;
A bypass valve that is disposed in the bypass path and switches between the flow and blocking of the working fluid in the bypass path;
With
When the failure determination unit determines that the slip prevention valve is abnormal, the bypass valve is opened, and the working fluid is circulated from the brake control device to the brake cylinder via the bypass path. Item 2. The sliding control device according to Item 1.
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