JP2001055128A - ダンプトラックのブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要なブレーキング力が確実に得られ、しか
もブレーキング時に車輪のロックが起きることが少ない
ダンプトラックのブレーキ装置を提供する。 【解決手段】 前後輪３，４をそれぞれブレーキングす
る前後ブレーキ１，２を備えたダンプトラックのブレー
キ装置において、前後ブレーキ１，２の前後ブレーキン
グ力をそれぞれ制御するブレーキコントローラ１３を備
え、前後ブレーキ１，２の操作角度θ１，θ２及び操作
角速度ω１,ω２のそれぞれに基づいて、前ブレーキン
グ力ＶＦの上昇勾配Ｃを、総ブレーキング力ＶＴの上昇
勾配Ｅの１／２よりも大きくし、かつ後ブレーキング力
ＶＲの上昇勾配Ｂを、総ブレーキング力ＶＴの上昇勾配
Ｅの１／２よりも小さくしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダンプトラックの
ブレーキ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前後輪にそれぞれ前後ブレーキを有する
ダンプトラック等の車両において、減速または停止時に
ブレーキング力を加えると、車両は慣性によって前のめ
りになる。その結果、前輪のタイヤの接地力は上がり、
後輪のタイヤの接地力は下がる。この状態で、前輪と後
輪とに同程度のブレーキング力を加えると、接地力の小
さい後輪はブレーキング力を路面に伝達できず、後輪が
ロックすることがある。そして、ブレーキングをさらに
継続すると、前のめりの力が徐々に減り、後輪の接地荷
重が回復する。その結果、後輪のロックが解消し、車両
に伝わる後輪のブレーキング力が増加するが、この後輪
のブレーキング力の増加の反作用により、車両が再度前
のめりになり、後輪のロックが再発する。このような浮
き上がりと沈み込みを繰り返すことにより、車両にピッ
チングが発生し、運転者の視界が揺れたりステアリング
やブレーキ等から手足が離れたりして、車両の運転性が
低下する。さらに、このような後ブレーキング力の変化
が後輪を支持する後サスペンションと共振し、ピッチン
グがさらに大きくなることもある。

【０００３】このような不安定状態を避けるため、運転
手はブレーキング時に、最初はブレーキペダルを踏む力
を弱くし、徐々に強くするようにして、後輪がロックす
るのを防止している。また、ブレーキング時に前ブレー
キのブレーキ圧（前ブレーキ圧）に対して後ブレーキの
ブレーキ圧（後ブレーキ圧）を減圧する技術が知られて
おり、例えば実開昭６２−４９４７６号公報に記載され
ている。これにより、後輪の負荷が軽くなったときに後
ブレーキのブレーキング力を弱めて、後輪のロックを防
止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記実
開昭６２−４９４７６号公報に開示された従来技術に
は、次に述べるような問題点がある。

【０００５】即ち、従来技術のように前ブレーキ圧に対
して後ブレーキ圧を減圧すると、前ブレーキのブレーキ
ング力（前ブレーキング力）が変化せず、後ブレーキの
ブレーキング力（後ブレーキング力）が減少する。その
ため、前ブレーキング力と後ブレーキング力との和であ
る総ブレーキング力が減少し、ブレーキを操作した際に
運転者が必要とするブレーキング力が得られない。従っ
て、車両を意図した通りに減速させられず、車両がスピ
ードオーバーになったり、停止予定位置を行き過ぎてし
まったりするという問題がある。

【０００６】また、従来技術には後ブレーキ圧を前ブレ
ーキ圧に比較して減圧するという記載しかなく、どのよ
うに後ブレーキ圧を減圧すれば、後輪のロックを防止で
きるかという記載がない。そのため、減圧が不足してい
れば、やはり後輪がロックし、減圧が過剰だとブレーキ
ング力が不足して車両を意図した通りに減速させられな
いという問題がある。

【０００７】また、ブレーキをかけ始めた直後から後ブ
レーキ圧を小さくすると、前輪にいきなり大きなブレー
キング力がかかり、前輪がロックすることがある。これ
により、車両がスリップしたり振動したりして、走行が
不安定になるという問題がある。

【０００８】また、ダンプトラックにおいては、下り坂
等では長時間にわたってリターダブレーキを略一定の強
さでかけ続け、車両の速度上昇を抑えている。ところ
が、従来技術は自動車を対象にしているため、足でブレ
ーキペダルを踏むサービスブレーキのみについて記載さ
れ、ダンプトラック等に搭載されているリターダブレー
キに関する記載がない。リターダブレーキは、一般的に
は手でリターダレバーを回転させて操作を行なうため、
リターダブレーキをかける際にはハンドルから片手を離
さなければならない。そのため、ハンドルを操作しなが
らブレーキング力の強さを微調整しようとすると、運転
が不安定となる。従って、所定の角度までリターダレバ
ーを操作した後は手を離し、一定のブレーキング力で車
両を減速するという使い方をするのが一般的である。即
ち、リターダブレーキをかける際には、サービスブレー
キのように踏み込みの力を微調整して後輪のロックを防
止するのが困難であり、上述したピッチングやスリップ
等の現象が特に起きやすいという問題がある。

【０００９】さらに、ダンプトラックでは車重が非常に
重いのに加え、舗装されていない路面を走行することも
多い。そのため、後輪のロックがわずかでも起きるとス
リップが起きやすく、一度スリップが起きると、車両の
姿勢を立て直すのが困難である。さらに、坂道を走行す
ることが多いため、ブレーキング力が不足すると、車両
のオーバースピードが起こりやすい。また、スリップが
起きたときに、路面が荒れ、さらに後続の車両がスリッ
プを起こしやすくなるという問題がある。

【００１０】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、必要なブレーキング力が確実に得られ、
しかもブレーキング時に車輪のロックが起きることが少
ないダンプトラックのブレーキ装置を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、前後輪をそれぞれブ
レーキングする前後ブレーキを備えたダンプトラックの
ブレーキ装置において、前後ブレーキを操作するブレー
キ操作手段の操作角度を検出する角度検出器と、ブレー
キ操作手段の操作角速度を検出する角速度検出器と、前
後輪の前後ブレーキング力をそれぞれ制御するブレーキ
コントローラとを備え、ブレーキコントローラは、操作
角度及び操作角速度のそれぞれに基づいて、総ブレーキ
ング力及びその上昇勾配を決定し、前ブレーキの前ブレ
ーキング力の上昇勾配を、総ブレーキング力の上昇勾配
の１／２よりも大きくし、かつ後ブレーキの後ブレーキ
ング力の上昇勾配を、総ブレーキング力の上昇勾配の１
／２よりも小さくしている。

【００１２】第１発明によれば、ブレーキの操作角度及
び操作角速度に基づいて、総ブレーキング力及びその上
昇勾配をそれぞれ定めている。そして、この総ブレーキ
ング力を減少させることなく、前ブレーキング力の上昇
勾配を総ブレーキング力の上昇勾配の１／２より大き
く、後ブレーキング力の上昇勾配を総ブレーキング力の
上昇勾配の１／２より小さくなるようにしている。即
ち、後ブレーキング力の上昇勾配を緩やかにし、かつ、
前ブレーキング力の上昇勾配を急にしているので、ブレ
ーキをかけた際に後ブレーキング力の増加度が前ブレー
キング力の増加度に比較して小さくなる。従って、ブレ
ーキをかけた際に車両が前のめりになり、後輪の接地荷
重が小さくなっても、接地荷重が小さな後輪に対して小
さな後ブレーキング力をかけることになるので、後輪が
ロックすることが少ない。これにより、スリップやピッ
チングを防止することが可能となり、車両の走行が安定
する。しかもこのとき、前のめりにより接地荷重が増加
している前輪にかける前ブレーキング力の上昇勾配を大
きくしているので、前ブレーキング力及び後ブレーキン
グ力の和である、総ブレーキング力を減少させずに後輪
のロックを防止することができる。従って、運転者が意
図した通りに確実な総ブレーキング力が得られ、車両が
スピードオーバーになったり、停止予定位置を行き過ぎ
てしまったりするということがない。

【００１３】また、第２発明は、第１発明記載のダンプ
トラックのブレーキ装置において、ブレーキコントロー
ラは、総ブレーキング力が所定値に達するまでは、前後
のブレーキング力を同一としている。

【００１４】第２発明によれば、総ブレーキング力が所
定値に達するまでは、前後のブレーキング力を同一にし
ている。これにより、ブレーキのかけ始めには前後輪と
もに等しいブレーキング力をかけることになるので、前
輪だけに大きなブレーキング力がかかって前輪がロック
するようなことがない。従って、車両がスリップしたり
振動したりして、走行が不安定になるということが少な
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に関わる実施形態を詳細に説明する。

【００１６】図１は、本実施形態に関わるダンプトラッ
クのブレーキ装置の構成図を示している。同図において
ダンプトラックの前後輪３，４は、図示しない前後サス
ペンションによって、それぞれ車体と連結されている。
ブレーキ装置は、前輪３及び後輪４をそれぞれブレーキ
ングする前ブレーキ１及び後ブレーキ２と、これらの前
後ブレーキ１，２の前後油圧シリンダ（図示せず）にブ
レーキ油を供給する油圧源７と、リターダブレーキを操
作するリターダレバー８と、サービスブレーキを操作す
るブレーキペダル９と、リターダレバー８の操作角度θ
１及び操作角速度ω１に基づいて前後リターダブレーキ
圧を制御する前後リターダ比例制御弁１０，１１と、ブ
レーキペダル９の操作角度θ２及び操作角速度ω２に基
づいて前後サービスブレーキ圧をそれぞれ制御する前後
サービスバルブ１９，２０と、ブレーキ装置をコントロ
ールするブレーキコントローラ１３とを備えている。

【００１７】油圧源７と前後ブレーキ１，２との間は、
それぞれ前後ブレーキ配管１４，１５によって接続され
ている。前後ブレーキ配管１４，１５はいずれも二叉に
分かれ、それぞれ前後リターダ比例操作弁１０，１１及
び前後サービスバルブ１９，２０を経てシャトルバルブ
１６で合流し、前後ブレーキ１，２の前後油圧シリンダ
に達している。

【００１８】リターダレバー８には、操作角度θ１を検
出する角度検出器１７及び操作角速度ω１を検出する角
速度検出器１８が接続され、これらの検出器１７，１８
はブレーキコントローラ１３に電気的に接続されてい
る。そして、ブレーキコントローラ１３は、角度検出器
１７及び角速度検出器１８の検出信号に基づいて、運転
者がリターダレバー８を操作した操作角度θ１及び操作
角速度ω１に応じた前後リターダ電流ｉＦ，ｉＲを、そ
れぞれ電気的に接続された前後リターダ比例制御弁１
０，１１に出力する。前後リターダ比例制御弁１０，１
１は、前後リターダ電流ｉＦ，ｉＲに略比例した前後リ
ターダブレーキ圧のブレーキ油を出力する。

【００１９】また、サービスブレーキを操作するブレー
キペダル９は、前後サービスバルブ１９，２０と機械的
に連結されている。前後サービスバルブ１９，２０は、
ブレーキペダル９の操作角度θ２及び操作角速度ω２に
応じた前後サービスブレーキ圧のブレーキ油を、それぞ
れ出力する。このとき、前後サービスバルブ１９，２０
から供給される前後サービスブレーキ圧は、互いに等し
くなっている。

【００２０】前後リターダ比例制御弁１０，１１から出
力したブレーキ油と、前後サービスバルブ１９，２０か
ら出力したブレーキ油とは、それぞれ前後ブレーキ配管
１４，１５を通ってシャトルバルブ１６，１６で合流す
る。そして、シャトルバルブ１６，１６によって、前後
リターダブレーキ圧と前後サービスブレーキ圧とのう
ち、大きな方のブレーキ圧のブレーキ油が前後ブレーキ
１，２に印加される。尚、以下の説明では簡単のため
に、運転者がブレーキペダル９を操作せず、リターダレ
バー８のみを操作する場合について説明する。即ち、前
後ブレーキ圧は、前後リターダブレーキ圧と一致するも
のとする。

【００２１】このとき、前後ブレーキ配管１４，１５に
は、それぞれ油圧検出器２１，２１が設けられて前後リ
ターダブレーキ圧をモニタリングしており、その検出出
力がブレーキコントローラ１３に入力している。従っ
て、ブレーキコントローラ１３は、この油圧検出器２
１，２１の出力に基づき、前後リターダ電流ｉＦ，ｉＲ
をフィードバック制御することにより、前後ブレーキに
かかる前後ブレーキ圧を制御することが可能である。そ
して、前後ブレーキ１，２にかけられるブレーキング力
ＶＦ，ＶＲは、この前後ブレーキ圧にそれぞれ比例す
る。

【００２２】図２に、本実施形態における前後ブレーキ
ング力ＶＦ，ＶＲの変化のグラフを示す。同図におい
て、横軸が時刻ｔであり、縦軸がブレーキング力Ｖであ
る。運転者が時刻ｔ０において、リターダレバー８を角
速度ω１で角度θ１まで操作したものとする。このと
き、ブレーキコントローラ１３は、前後ブレーキング力
ＶＦ，ＶＲが運転者のブレーキ操作の角速度ω１に比例
する上昇勾配（単位時間当たりのブレーキ圧上昇量）Ａ
で上昇するように、前リターダ比例制御弁１０及び後リ
ターダ比例制御弁１１にそれぞれ等しい前後リターダ電
流ｉＦ，ｉＲを出力する。これにより、前後ブレーキン
グ力ＶＦ，ＶＲは、いずれも所定のブレーキング力Ｖ１
まで上昇する（時刻ｔ１）。このときの、前後ブレーキ
ング力ＶＦ，ＶＲの和を、総ブレーキング力ＶＴとして
同図に示す。即ち、総ブレーキング力ＶＴの上昇勾配Ｅ
は、それぞれ前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲの２倍とな
る。

【００２３】そして、前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲが
所定のブレーキング力Ｖ１となると、ブレーキコントロ
ーラ１３は後ブレーキング力ＶＲが所定の上昇勾配Ｂで
上昇するように、後リターダ比例制御弁１１に後リター
ダ電流ｉＲを流す。これにより、後ブレーキング力ＶＲ
は、リターダレバー８の操作角度θ１に基づいて定めら
れるブレーキング力Ｖ２まで上昇する（時刻ｔ３）。こ
のときの上昇勾配Ｂは、時刻ｔ０〜ｔ１における上昇勾
配Ａよりもゆるやかなものとなる。これにより、後輪４
にかけられる後ブレーキング力ＶＲが小さくなり、後ブ
レーキング力ＶＲが弱まって、後輪４のロックを防止で
きる。即ち、ピッチングやスリップが起こりにくくな
る。

【００２４】同時に、ブレーキコントローラ１３は、後
ブレーキング力ＶＲが弱まったことによって前後輪３，
４に加えられる前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲの和が減
少するのを防ぐため、前ブレーキ圧が後ブレーキ圧の所
定倍の上昇勾配Ｃで上昇するよう、前リターダ電流ｉＦ
を上昇させる。そして、前ブレーキング力ＶＦが上昇勾
配Ｃで上昇して、前ブレーキ１の最大許容圧力ＶＭに達
すると（時刻ｔ２）、ブレーキコントローラ１３は、前
ブレーキング力ＶＦが時刻ｔ３において後ブレーキング
力ＶＲと略一致してブレーキング力Ｖ２となるような下
降勾配Ｄで、前リターダ電流ｉＦを徐々に減少させる。

【００２５】図３に、本実施形態に関わるブレーキ装置
を用いたときの前後サスペンションの圧力変化、図４
に、前後に均一なブレーキ圧をかける従来のブレーキ装
置を用いたときの前後サスペンションの圧力変化のグラ
フを示す。これらの図において、横軸が時刻ｔ、縦軸が
サスペンションのサス圧Ｓであり、サス圧ＳＲ、サス圧
ＳＦがそれぞれ後輪、前輪のサスペンションのサス圧を
示している。図３と図４とを比較するとわかるように、
本実施形態によるブレーキ装置を用いることで、リター
ダレバー８を操作した時のサス圧ＳＲ，ＳＦの変動が減
少している。従って、後輪４が浮き上がるようなことが
少ないので後輪４のロックが減少し、ダンプトラックの
ピッチングが減少して車両の安定性が向上していること
がわかる。

【００２６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、後ブレーキング力ＶＲの上昇勾配Ｂをブレーキ操作
の角速度ω１に基づいて定められる上昇勾配Ａ（総ブレ
ーキング力ＶＴの上昇勾配Ｅの１／２）よりも小さくし
ているので、ブレーキ操作時に後輪４がロックすること
が少なくなる。これにより、車両のスリップ及びピッチ
ングを防いで運転性を向上させられるとともに、路面が
ロックした後輪４によって削られて荒れるのを防ぐこと
ができる。また、同時に前ブレーキング力ＶＦの上昇勾
配Ｃを上記上昇勾配Ａよりも大きくしているので、車両
に対する前後ブレーキング力の和である総ブレーキング
力を減少させずに上記の効果を得られる。従って、車両
がスピードオーバーになったり、停止予定位置を行き過
ぎてしまったりすることが少ない。さらに、ブレーキ開
始時から前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲが所定圧力Ｖ１
に達するまでは、前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲをとも
に同一の上昇勾配Ａで上昇させている。これにより、ブ
レーキ開始時には前輪３に強いブレーキング力がかかっ
て前輪３がロックするのを防止することができる。従っ
て、ブレーキング能力が向上するとともに、車両の振動
防止にも繋がる。

【００２７】尚、以上の説明においては、ブレーキとし
て油圧ブレーキを例にとったが、本発明は油圧ブレーキ
ばかりでなく、電磁ブレーキやディスクブレーキに対し
ても応用可能である。即ち、前後のブレーキにおけるブ
レーキング力ＶＦ，ＶＲを、総ブレーキング力ＶＴに対
して、図２のグラフに示すように変化させればよい。

【００２８】また、後ブレーキング力ＶＲの上昇勾配Ｂ
を一律に定め、前ブレーキング力ＶＦの上昇勾配Ｃをそ
の所定倍としたが、例えば前サス圧ＳＦ及び後サス圧Ｓ
Ｒを図示しないモニタ手段によってモニタリングし、前
記上昇勾配Ｂ，Ｃを前後サス圧によって変えるようにし
てもよい。さらに、積荷のあるときとないときで変化さ
せるようにしてもよい。

【００２９】図５に、ダンプトラックのブレーキ装置の
構成図の、他の例を示す。同図においてブレーキ装置
は、前ブレーキ１及び後ブレーキ２と、油圧源７と、リ
ターダレバー８と、ブレーキペダル９と、前後リターダ
比例制御弁１０，１１と、ブレーキペダル９の操作角度
に基づいて前後サービスブレーキ圧を制御する前後サー
ビス比例制御弁２２，２３と、ブレーキコントローラ１
３とを備えている。

【００３０】リターダレバー８及びブレーキペダル９に
は、それぞれの操作角度θ１，θ２を検出する角度検出
器１７，１７及び操作角速度ω１，ω２を検出する角速
度検出器１８，１８が接続され、これらの検出器１７，
１８はブレーキコントローラ１３に電気的に接続されて
いる。そして、ブレーキコントローラ１３は、角度検出
器１７，１７及び角速度検出器１８，１８の検出信号に
基づいて、運転者のブレーキ操作に応じた前後リターダ
電流ｉＦ，ｉＲ及び前後サービス電流ＪＦ，ＪＲを、そ
れぞれ電気的に接続された前後リターダ比例制御弁１
０，１１及び前後サービス比例制御弁２２，２３に出力
する。そして、前後リターダ比例制御弁１０，１１及び
前後サービス比例制御弁２２，２３は、それぞれ前後リ
ターダ電流ｉＦ，ｉＲ及び前後サービス電流ＪＦ，ＪＲ
に略比例したブレーキ圧のブレーキ油を出力する。

【００３１】前後リターダ比例制御弁１０，１１から出
力したブレーキ油と、前後サービス比例制御弁２２，２
３から出力したブレーキ油とは、それぞれ前後ブレーキ
配管１４，１５を通ってシャトルバルブ１６，１６で合
流する。そして、シャトルバルブ１６，１６によって、
前後リターダブレーキ圧と前後サービスブレーキ圧との
うち、大きな方のブレーキ圧のブレーキ油が前後ブレー
キ１，２に印加される。即ち、図５に示した構成では、
サービスブレーキもリターダブレーキと同様に、前後ブ
レーキ圧、即ち前後ブレーキング力ＶＦ，ＶＲを変化さ
せることが可能である。

【００３２】そして、このような構成において、サービ
スブレーキ又はリターダブレーキのいずれか、或いは双
方のブレーキをかけたときに、前後ブレーキング力Ｖ
Ｆ，ＶＲの上昇勾配を図２に示すように変化させる。こ
れにより、リターダレバー８又はブレーキペダル９のい
ずれを操作した場合にも、後輪４のロックを防止し、ピ
ッチングやスリップをなくしてダンプトラックの運転性
を向上させることが可能となる。

【００３３】また、図１とは逆に、サービスブレーキを
操作した場合のみに、本発明を応用して前後ブレーキン
グ力ＶＦ，ＶＲを変化させることも可能である。

【００３４】尚、上記実施形態では、操作角度θ１及び
角速度ω１をそれぞれ検出するために角度検出器１７及
び角速度検出器１８を備えるように例示したが、このよ
うな形態に限られるものではない。例えば、角速度検出
器１８を備える代わりに、角度検出器１７で検出した操
作角度θ１をブレーキコントローラ１３で微分して、角
速度ω１を検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に関わるダンプトラックのブ
レーキの構成図。

【図２】前後ブレーキ圧の変化を示す説明図。

【図３】前後サスペンションの圧力変化を示す説明図。

【図４】従来のブレーキ装置を用いたときの前後サスペ
ンションの圧力変化を示す説明図。

【図５】ブレーキ装置の構成図の他の例。

【符号の説明】

１：前ブレーキ、２：後ブレーキ、３：前輪、４：後
輪、７：油圧源、８：リターダレバー、９：ブレーキペ
ダル、１０：前リターダ制御弁、１１：後リターダ制御
弁、１３：ブレーキコントローラ、１４：前ブレーキ配
管、１５：後ブレーキ配管、１６：シャトルバルブ、１
７：角度検出器、１８：角速度検出器、１９：前サービ
スバルブ、２０：後サービスバルブ、２１：油圧検出
器、２２：前サービス比例制御弁、２３：後サービス比
例制御弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後輪(3,4)をそれぞれブレーキングす
   る前後ブレーキ(1,2)を備えたダンプトラックのブレー
   キ装置において、 前後ブレーキ(1,2)を操作するブレーキ操作手段(8,9)の
   操作角度(θ1,θ2)を検出する角度検出器(17,17)と、 ブレーキ操作手段(8,9)の操作角速度(ω1,ω2)を検出す
   る角速度検出器(18,18)と、 前後ブレーキ(1,2)の前後ブレーキング力をそれぞれ制
   御するブレーキコントローラ(13)とを備え、 ブレーキコントローラ(13)は、操作角度(θ1,θ2)及び
   操作角速度(ω1,ω2)のそれぞれに基づいて、総ブレー
   キング力(VT)及びその上昇勾配(E)を決定し、 前ブレーキ(1)の前ブレーキング力(VF)の上昇勾配(C)
   を、総ブレーキング力(VT)の上昇勾配(E)の１／２より
   も大きくし、かつ後ブレーキ(2)の後ブレーキング力(V
   R)の上昇勾配(B)を、総ブレーキング力(VT)の上昇勾配
   (E)の１／２よりも小さくしたことを特徴とするダンプ
   トラックのブレーキ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のダンプトラックのブレー
   キ装置において、 ブレーキコントローラ(13)は、総ブレーキング力(VT)が
   所定値(V1)に達するまでは前後のブレーキング力(VF,V
   R)を同一としたことを特徴とするダンプトラックのブレ
   ーキ装置。