JP6584854B2 - 被牽引車両ブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、牽引車両により牽引される被牽引車両に対してブレーキをかける被牽引車両ブレーキシステムに関する。

被牽引車両ブレーキシステムは、例えば、牽引車両と被牽引車両とが連結されていることを確認したり、両車両間の距離を調節したりする際に用いられる。これらの場合、被牽引車両にブレーキをかけた状態で牽引車両を発進させる。例えば、特許文献１には、実施例として、運転者が牽引車両に乗車した状態で被牽引車両の駐車ブレーキ（ブレーキ部）のオンオフを切り替えることができる被牽引車両ブレーキシステムが記載されている。この被牽引車両ブレーキシステムは、被牽引車両のブレーキ部を作用させる際に運転者が牽引車両から降車する必要がないことから、利便性が良い。

実公平７−５５１７６号公報

ところで、本発明者らが調査したところ、牽引車両と被牽引車両との間において、ブレーキ部の摩耗部材の摩耗量のバランスが損なわれていることが分かった。これは、以下のことが原因と考えられる。すなわち、走行中にブレーキをかける際には、本来、被牽引車両ブレーキシステムではなく、牽引車両及び被牽引車両の双方に制動力を作用させるブレーキ手段が用いられる。しかし、上記のような被牽引車両ブレーキシステムでは、走行中においても、被牽引車両のブレーキ部を作動させることによって両車両にブレーキをかけることができる場合がある。この場合、被牽引車両のブレーキ部の摩耗量が多くなり、牽引車両と被牽引車両との間におけるブレーキ部の摩耗量のバランスが損なわれるおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被牽引車両のブレーキ部の摩耗を抑制できる被牽引車両ブレーキシステムを提供することを目的とする。

本発明の被牽引車両ブレーキシステムは、牽引車両により牽引される被牽引車両に対してブレーキをかける被牽引車両ブレーキシステムであって、被牽引車両に制動力を作用させるブレーキ部と、牽引車両に設けられ、ブレーキ部の作動状態の切り替えに用いられる操作部と、牽引車両の車速を検出する車速検出部と、ブレーキ部の作動状態を制御する制御部と、を備え、制御部は、車速検出部により検出した牽引車両の車速が所定の閾値よりも小さい場合、操作部によるブレーキ部の作動を許容する。

この被牽引車両ブレーキシステムでは、被牽引車両が停止中であるとみなせる程度の小さな値を牽引車両の車速の閾値として設定すれば、被牽引車両が停止中であるときのみにブレーキ部の作動が許容され、被牽引車両が走行中であるときにはブレーキ部の作動が許容されない。したがって、この被牽引車両ブレーキシステムによれば、被牽引車両のブレーキ部の摩耗を抑制できる。なお、被牽引車両の車速を検出する車速検出部を更に備え、当該車速検出部により検出した被牽引車両の車速が所定の閾値よりも小さい場合に、操作部によるブレーキ部の作動を許容してもよい。

また、本発明の被牽引車両ブレーキシステムでは、制御部は、操作部によるブレーキ部の作動を許容してから、車速検出部により検出した牽引車両の車速が所定の閾値よりも小さい状態が所定の時間よりも長く続いた場合、ブレーキ部の作動を解除してもよい。この場合、ブレーキ部の作動が許容された後、予め設定した範囲内の車速で牽引車両が走行し続けた場合、ブレーキ部の作動が解除される。したがって、ブレーキ部が作動した状態で牽引車両の走行が継続されてブレーキ部が摩耗してしまうことを抑制できる。

本発明によれば、被牽引車両のブレーキ部の摩耗を抑制できる被牽引車両ブレーキシステムを提供できる。

実施形態の被牽引車両ブレーキシステムを示す概略構成図である。 図１に示した被牽引車両ブレーキシステムによる処理を示すフローチャートである。 図１に示した牽引車両ブレーキシステムの使用例を示す概略図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、実施形態の被牽引車両ブレーキシステム１を示す概略構成図である。図１では、信号の流れを細線で示し、圧縮エアの流れを太線で示している。

被牽引車両ブレーキシステム１は、牽引車両（トラクタ）１０により牽引される被牽引車両（トレーラ）２０に対してブレーキをかけるためのブレーキシステムとして構成されている。

牽引車両１０及び被牽引車両２０は、連結部を介して互いに連結されており、牽引車両１０による駆動力によって走行する。牽引車両１０及び被牽引車両２０は、連結部において切り離し可能となっていてもよい。

被牽引車両ブレーキシステム１は、ブレーキ系統として、牽引車両１０側に、牽引車両側エアタンク１１と、トレーラコントロールバルブ（ＴＣＶ、Trailer Control Valve）１２と、を備えている。また、被牽引車両ブレーキシステム１は、被牽引車両２０側に、エマージェンシーリレーバルブ２１（以下、リレーバルブ２１という）２１と、被牽引車両側エアタンク２２と、ブレーキ部２３と、を備えている。ＴＣＶ１２とリレーバルブ２１とは、エマージェンシーライン３１及びサービスライン３２の２つの配管によって接続されている。

牽引車両側エアタンク１１には、牽引車両１０のエアコンプレッサ（不図示）で生成された圧縮エアが貯留されている。牽引車両側エアタンク１１内の圧縮エアは、エマージェンシーライン３１を介して被牽引車両側エアタンク２２へ供給される。ＴＣＶ１２は、後述するＥＢＳＥＣＵ（Electronic Brake System Electronic Control Unit）１６からブレーキ作動信号を受け付けた場合、サービスライン３２を介してリレーバルブ２１へ圧縮エアを供給する。

リレーバルブ２１は、サービスライン３２から圧縮エアが供給されると、被牽引車両側エアタンク２２内の圧縮エアをブレーキ部２３へ供給する。ブレーキ部２３は、被牽引車両２０に制動力を作用させるための機構（トレーラブレーキ）であり、例えば被牽引車両の左右の車輪のそれぞれに設けられる。ブレーキ部２３は、例えば、ブレーキチャンバ２３Ａと、ブレーキシュー（摩耗部材）２３Ｂと、を有している。ブレーキチャンバ２３Ａは、被牽引車両側エアタンク２２から供給された圧縮エアによってブレーキシュー２３Ｂを拡張させる。これにより、被牽引車両２０に制動力が作用する。

また、被牽引車両ブレーキシステム１は、牽引車両１０側に、ＥＣＵ（制御部）１３と、操作部１４と、車速検出部１５と、ＥＢＳＥＣＵ１６と、警報出力部１７と、を備えている。

ＥＣＵ１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。ＥＣＵ１３は、操作部１４、車速検出部１５、ＥＢＳＥＣＵ１６、及び警報出力部１７と通信可能に接続されている。本実施形態では、これらの間はＣＡＮ（Controller Area Network）によって接続されている。ＥＣＵ１３は、ブレーキ部２３を作動させるためのブレーキ要求信号をＥＢＳＥＣＵ１６に出力することにより、ブレーキ部２３の作動状態を制御する。また、ＥＣＵ１３は、牽引車両１０に設けられた回転数センサ（不図示）に接続されており、現在のエンジン回転数の値を取得できる。

操作部１４は、ブレーキ部２３の作動状態を切り替えるために用いられる。操作部１４は、例えばオンオフを切替可能なプッシュスイッチである。操作部１４は、例えば、牽引車両１０の運転席内に設けられ、牽引車両１０に乗車中の運転者によって操作される。操作部１４は、現在の操作部１４の状態（オンオフ）をＥＣＵ１３に出力する。車速検出部１５は、牽引車両１０の現在の車速を検出してＥＣＵ１３に出力する車速センサである。

ＥＢＳＥＣＵ１６は、電子制御ブレーキシステムのＥＣＵであり、ＴＣＶ１２の制御を含む各種制御を行う。ＥＢＳＥＣＵ１６は、外部からのブレーキ要求信号（ＸＢＲ信号）として、ＥＣＵ１３からブレーキ要求信号を受け付けた場合、ブレーキ作動信号をＴＣＶ１２に出力し、ブレーキ部２３を作動させる。これにより、被牽引車両２０に制動力が作用する。このとき、牽引車両１０には制動力が作用しない。なお、ＥＢＳＥＣＵ１６は、牽引車両１０に設けられたブレーキペダルが操作された場合には、図示しないブレーキ手段によって牽引車両１０に制動力を作用させると共に、ブレーキ部２３を作動させて被牽引車両２０に制動力を作用させる。つまり、走行中にブレーキをかける際には、ブレーキペダルが操作され、牽引車両１０及び被牽引車両２０の双方に制動力が作用する。

警報出力部１７は、運転者が意図しないブレーキ部２３の作動の解除を報知するための解除警報を出力するために用いられる。警報出力部１７は、例えば、牽引車両１０の運転席内に設けられており、例えば、音声の出力や表示部（メータ等）への画面表示等によって解除警報を出力する。

次に、図２を参照して被牽引車両ブレーキシステム１の動作を説明する。ＥＣＵ１３は、操作部１４がオンとされると（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２以下の処理を開始する。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ１３は、エンジン回転数が０ｒｐｍ（回転／分）であるか否か、すなわちエンジンが停止中であるか否かを判定する。判定の結果、エンジン回転数が０ｒｐｍでないと判定した場合（Ｓ１２でＮＯ）、ステップＳ１３に進む。一方、エンジン回転数が０ｒｐｍであると判定した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、処理を終了する。

ステップＳ１３では、ＥＣＵ１３は、牽引車両１０の車速が０ｋｍ／ｈであるか否か、すなわち牽引車両１０が停止中であるか否かを判定する。判定の結果、車速が０ｋｍ／ｈであると判定した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、ブレーキ要求信号をＥＢＳＥＣＵ１６に出力し、ブレーキ部２３を作動させる（Ｓ１４）。その後、ステップＳ１５に進む。一方、車速が０ｋｍ／ｈでないと判定した場合（Ｓ１３でＮＯ）、処理を終了する。なお、図３を参照して後述するように、ステップＳ１４においてブレーキ部２３が作動した後、牽引車両１０が発進する場合がある。

ステップＳ１５では、ＥＣＵ１３は、牽引車両１０の車速がαｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定する。閾値αの値は、例えば、被牽引車両２０が停止中であるとみなせる程度の任意の小さな値に設定されている。本実施形態では、閾値αの値は、一例として５ｋｍ／ｈに設定されているが、これに限られない。閾値αの値は、例えばＥＣＵ１３のＲＯＭ等の所定の記憶領域（記憶部）に記憶されている。ＥＣＵ１３は、判定の結果、車速が閾値αｋｍ／ｈ以下であると判定した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ブレーキ要求信号の出力を継続し（Ｓ１６）、ステップＳ１７に進む。一方、車速が閾値αｋｍ／ｈより大きいと判定した場合（Ｓ１５でＮＯ）、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１７では、ＥＣＵ１３は、操作部１４がオフとされたか否かを判定する。判定の結果、操作部１４がオフとされたと判定した場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、ステップＳ２０に進む。一方、操作部１４がオフされていない（オンのままである）と判定した場合（Ｓ１７でＮＯ）、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、ＥＣＵ１３は、ステップＳ１４でブレーキ要求信号を出力してから（ブレーキ部２３を作動させてから）、β秒（所定の時間）が経過したか否かを判定する。閾値βの値は、任意の値に設定されている。本実施形態では、βの値は、一例として５秒に設定されているが、これに限られない。閾値βの値は、例えばＥＣＵ１３のＲＯＭ等の所定の記憶領域（記憶部）に記憶されている。判定の結果、ステップＳ１４でブレーキ要求信号を出力してからβ秒が経過したと判定した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１９に進む。一方、ステップＳ１４で作動指示信号を出力してからβ秒が経過していないと判定した場合（Ｓ１８でＮＯ）、ステップＳ１５に戻る。

ステップＳ１９では、ＥＣＵ１３は、警報出力部１７に解除警報を出力させる。これにより、続くステップＳ２０の処理によってブレーキ部２３の作動が解除されることが運転者に報知される。

ステップＳ２０では、ＥＣＵ１３は、ＥＢＳＥＣＵ１６へのブレーキ要求信号の出力を停止し、ブレーキ部２３の作動を解除する。その後、ＥＣＵ１３は処理を終了する。

以上説明したように、被牽引車両ブレーキシステム１では、操作部１４がオンになった場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、被牽引車両２０が停止中であるとき（Ｓ１３でＹＥＳ）のみにブレーキ部２３の作動が許容され、被牽引車両２０が走行中であるときにはブレーキ部２３の作動が許容されない。したがって、この被牽引車両ブレーキシステム１によれば、被牽引車両２０のブレーキ部２３（ブレーキシュー２３Ｂ）の摩耗を抑制できる。

また、被牽引車両ブレーキシステム１では、牽引車両１０の車速が閾値αよりも小さい状態がβ秒よりも長く続いた場合、すなわちブレーキ部の作動が許容された後、予め設定した範囲内の車速で牽引車両１０が走行を続けた場合、ブレーキ部２３の作動が解除される。したがって、ブレーキ部２３が作動した状態で牽引車両１０の走行が継続されてブレーキ部２３が摩耗してしまうことを抑制できる。

また、被牽引車両ブレーキシステム１では、被牽引車両２０側に駐車ブレーキ（トレーラハンドブレーキ）が設けられておらず、サービスブレーキとして用いられるブレーキ部２３によって被牽引車両２０に制動力を作用させている。このため、駐車ブレーキが設けられていない被牽引車両２０にも適用することができる。また、被牽引車両ブレーキシステム１では、牽引車両１０の車速に基づいてブレーキ部２３の作動が自動的に制御されるので、例えば被牽引車両２０側の駐車ブレーキのオンオフを手動で切り替える場合と比較して、駐車ブレーキの解除を忘れてしまうことがなく、利便性を向上することができる。また、仮に、牽引車両１０側の駐車ブレーキが作動中である場合のみに被牽引車両２０側の駐車ブレーキの作動が許容される構成とすると、被牽引車両２０にブレーキをかけた状態で牽引車両１０を発進させることができなくなる。この点、被牽引車両ブレーキシステム１によれば、被牽引車両２０にブレーキをかけた状態で牽引車両１０を発進させることができることから、利便性を向上することができる。

次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、被牽引車両ブレーキシステム１の使用例を説明する。図３（ａ）は、牽引車両（トラクタ）１０Ａと被牽引車両（トレーラ）２０Ａとが連結部４０を介して連結される構成に対して被牽引車両ブレーキシステム１を適用した例を示している。連結部４０は、例えば、牽引車両１０Ａに設けられたカプラ（不図示）と、被牽引車両２０Ａに設けられたキングピン４１と、を有している。キングピン４１がカプラに挿入されることにより、牽引車両１０Ａと被牽引車両２０Ａとが連結される。また、キングピン４１がカプラから抜脱されることにより、牽引車両１０Ａと被牽引車両２０Ａとが切り離される。

この例では、被牽引車両ブレーキシステム１は、牽引車両１０Ａと被牽引車両２０Ｂとが連結されていることを確認する際に用いられる。この場合、被牽引車両２０Ｂにブレーキをかけた状態で牽引車両１０Ａを発進させる。連結が良好である場合、牽引車両１０Ａ及び被牽引車両２０Ｂは停止したままとなる。一方、連結が不良である場合、牽引車両１０Ａのみが前進し、被牽引車両２０Ｂは前進しない。このように、被牽引車両ブレーキシステム１によれば、牽引車両１０Ａと被牽引車両２０Ｂとが連結されていることを確認できる。

図３（ｂ）は、牽引車両（トラクタ）１０Ｂと被牽引車両（ポールトレーラ）２０Ｂとが連結部４２を介して連結された構成に対して被牽引車両ブレーキシステム１を適用した例を示している。連結部４２は伸縮可能に構成されている。これにより、牽引車両１０Ｂと被牽引車両２０Ｂとの間の距離が、被牽引車両に積載される積載物４４の大きさに合わせて調節可能となっている。

この例では、被牽引車両ブレーキシステム１は、連結部４２を伸縮させ、牽引車両１０Ｂと被牽引車両２０Ｂとの間の距離を調節する際に用いられる。この場合、被牽引車両２０Ｂにブレーキをかけた状態で牽引車両１０Ｂを発進させる。これにより、牽引車両１０Ｂのみが前進し、連結部４２が延長される。このように、被牽引車両ブレーキシステム１によれば、牽引車両１０Ｂと被牽引車両２０Ｂとの間の距離を調節できる。

この例では、連結部４２が延長される間、牽引車両１０が走行する。この点、被牽引車両ブレーキシステム１では、上述したように、牽引車両１０Ｂの車速が閾値αよりも小さい状態がβ秒よりも長く続いた場合、すなわち予め設定した範囲内の車速で牽引車両１０が走行を続けた場合、ブレーキ部２３の作動が解除される。したがって、被牽引車両ブレーキシステム１は、このように牽引車両１０Ｂ及び被牽引車両２０Ｂ間の距離を調節する場合に好適に用いられる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態では、ステップＳ１３において、牽引車両１０の車速が０ｋｍ／ｈである場合に車両が停止中であると判定したが、車速が所定の閾値よりも小さい場合に車両が停止中であると判定してもよい。つまり、ステップＳ１３では、車速が閾値γｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定してもよい。閾値γの値は、閾値αと同様に、例えば被牽引車両２０が停止中であるとみなせる程度の任意の小さな値に設定すればよく、一例として３ｋｍ／ｈ程度に設定してもよい。また、閾値γの値は限定されず、閾値αと同じ値でもよく、閾値αと異なる値であってもよい。また、ステップＳ１８の処理を省略してもよい。この場合、ステップＳ１７でＮＯであれば、ステップＳ１５の処理に戻ればよい。

また、上記実施形態では、ステップＳ１３において、牽引車両１０の車速が０ｋｍ／ｈである場合に車両が停止中であると判定したが、牽引車両１０の車速が０ｋｍ／ｈであり、かつ被牽引車両２０の車速が０ｋｍ／ｈである場合に、車両が停止中であると判定してもよい。この場合、被牽引車両２０側に、被牽引車両２０の現在の車速を検出してＥＣＵ１３に出力する車速検出部を設ければよい。この車速検出部は、例えば、被牽引車両２０側に設けられたＥＢＳＥＣＵを介して、牽引車両１０側のＥＢＳＥＣＵ１６に接続される。

この構成によれば、牽引車両１０及び被牽引車両２０が停止中であるときのみにブレーキ部２３の作動が許容され、牽引車両１０及び被牽引車両２０のいずれかが走行中（移動中）であるときにはブレーキ部２３の作動が許容されない。このため、被牽引車両２０のブレーキ部２３の摩耗を確実に抑制できる。また、上記ステップＳ１３の処理に加えて、ステップＳ１５において、牽引車両１０の車速がαｋｍ／ｈ以下であり、かつ被牽引車両２０の車速がγｋｍ／ｈ以下又は０ｋｍ／ｈであるか否かを判定してもよい。この場合、被牽引車両２０のブレーキ部２３の摩耗をより確実に抑制できる。

１…被牽引車両ブレーキシステム、１０…牽引車両、１２…トレーラコントロールバルブ、１３…ＥＣＵ（制御部）、１４…操作部、１５…車速検出部、１６…ＥＢＳＥＣＵ、１７…警報出力部、２０…被牽引車両、２１…エマージェンシーリレーバルブ、２３…ブレーキ部、２３Ａ…ブレーキチャンバ、２３Ｂ…ブレーキシュー。

Claims (2)

1. 牽引車両により牽引される被牽引車両に対してブレーキをかける被牽引車両ブレーキシステムであって、
   前記被牽引車両に制動力を作用させるブレーキ部と、
   前記牽引車両に設けられ、前記ブレーキ部の作動状態の切り替えに用いられる操作部と、
   前記牽引車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記ブレーキ部の作動状態を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記車速検出部により検出した前記牽引車両の車速が所定の閾値よりも小さい場合のみ、前記操作部による前記ブレーキ部の作動を許容する、被牽引車両ブレーキシステム。
2. 前記制御部は、前記操作部による前記ブレーキ部の作動を許容してから、前記車速検出部により検出した前記牽引車両の車速が所定の閾値よりも小さい走行状態が所定の時間よりも長く続いた場合、前記ブレーキ部の作動を解除する、請求項１記載の被牽引車両ブレーキシステム。
   

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