JP5864609B2 - ホイール式建設機械のブレーキ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホイール式建設機械のブレーキ制御装置に係り、特に、ブレーキペダルの操作に応じて油圧ポンプからフロント及びリアブレーキシリンダに供給される作動油によってフロント及びリアアクスルを制動することのできるホイール式建設機械のブレーキ制御装置に関する。

図１に示す従来の技術によるホイール式建設機械のブレーキ制御装置は、
エンジン１に接続されるブームシリンダなどの作業装置及び走行モータ用の油圧ポンプ２、操向、上部旋回及びドーザー用の油圧ポンプ３、ブレーキ用の油圧ポンプ４と、
運転者による加圧力に比例するように２次圧力を発生するブレーキペダル５と、
ブレーキ用の油圧ポンプ４とブレーキペダル５との間の流路に設けられ、ブレーキペダル５の操作に応じてスプールが切り換えられるブレーキ用の弁６と、
ブレーキペダル５を操作するときに供給される作動油により駆動するフロント及びリアブレーキシリンダ７、８と、フロント及びリアブレーキシリンダ７、８の駆動に応じて係合するフロント及びリアブレーキディスク９、１０を有するブレーキ装置１１、１２と、
ブレーキ装置１１、１２によって制動されるフロント及びリアアクスル１３、１４と、を備える。

上述した構成を有するホイール式掘削機のブレーキ制御装置において、走行中に運転者がブレーキペダル５を操作するとき、ブレーキペダル５の操作角度に対応付けられた制動トルクが発生しなければ、運転者はブレーキペダル５を加圧する加圧力を増大させて踏み込むことになる。

これにより、瞬時に急激な制動トルクが発生して制動ショックと、制動感が低下してしまう。これは、フロント及びリアブレーキシリンダ７、８の体積が異なり、ブレーキペダル５の操作力に比例するようにブレーキペダル５を経てブレーキシリンダ７、８に供給される流量が十分ではない場合に発生する。

すなわち、運転者の期待に見合う制動力を発揮するために所定のレベルでブレーキペダル５を操作する場合に、ブレーキペダル５の操作角度に対応するブレーキペダル５の２次圧力が線形的に形成され、ブレーキペダル５から十分な吐出流量がフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に供給される。これにより、ブレーキペダル５の２次圧力に対応するブレーキシリンダ７、８の体積変化が発生してフロント及びリアブレーキディスク９、１０が係合されて線形的な制動トルクが発生しない場合に制動ショックと制動感の低下が発生するのである。

図３に示すように、運転者は、ブレーキペダル５を操作する初期区間から線形的な制動力発生を期待する（図３のグラフ曲線「ｅ」参照）。これに対し、フロント及びリアアクスル１３、１４内のブレーキシリンダ７、８の体積が異なり、ブレーキペダル５を経てブレーキシリンダ７、８に供給される作動油が十分ではない場合に、ブレーキシリンダ７、８への流量分配がスムーズに行われない。

これにより、ブレーキシリンダ７、８（このとき、ブレーキシリンダ７の体積＜ブレーキシリンダ８の体積）のうち小体積のブレーキシリンダ７の方に先に制動力が発生し始め、次いで、相対的に大体積のブレーキシリンダ８の方に制動力が発生し始める。

このように、制動初期には、運転者が要求する制動力を十分に確保できなかった状態で、運転者は一層大きな制動力を確保すべく、ブレーキペダル５をさらに強く踏み込むことになる。これにより、フロント及びリアの制動力が同時に発生する操作区間を瞬間的に逸脱すると同時に高い制動力が発生するため、急激な制動トルクによるショックが発生してしまうという問題点がある。

一方、ブレーキペダル５の操作区間ｂが減速区間ａ内において運転者の意図に反して急減して精度のよい制御に多くの難点があるという問題点がある。

本発明の目的は、フロント及びリアブレーキシステム内における、体積が異なるブレーキシリンダに供給される流量を効率よく分配し、フロント及びリアアクスルに制動力の発生開始時点を同期させることができるホイール式建設機械のブレーキ制御装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、フロント及びリアブレーキの減速区間内においてブレーキペダルの操作区間を確保することができるホイール式建設機械のブレーキ制御装置を提供することにある。

本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置は、
ホイール式建設機械のブレーキ制御装置において、
エンジンに接続されるブレーキ用の油圧ポンプと、
運転者による加圧力に比例するように２次圧力を発生するブレーキペダルと、
ブレーキ用の油圧ポンプとブレーキペダルとの間の流路に設けられ、ブレーキペダルの操作に応じてスプールが切り換わるブレーキ用の弁と、
ブレーキペダルを操作するときに供給される作動油により駆動され、体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダと、フロント及びリアブレーキシリンダの駆動に応じて係合するフロント及びリアブレーキディスクを有するブレーキ装置と、
ブレーキ装置により制動されるフロント及びリアアクスルと、
ブレーキペダルと相対的に小体積のフロントまたはリアブレーキシリンダとの間の流路に設けられ、ブレーキペダルの操作角度に応じた流量をフロント及びリアブレーキシリンダに分配して供給し、フロント及びリアアクスルに対する制動力の発生時点を同期させる流量制御弁と、を備える。

さらに好適な実施形態によれば、前記した流量制御弁は、
流路に設けられるオリフィスと、オリフィスと並列接続され、相対的に小体積のフロントまたはリアブレーキシリンダから油圧タンクに戻る作動油の移動を許容する逆止弁と、を備えることを特徴とする。

上述の流量制御弁を用いて制動区間内の制動操作可能区間を増やすことを特徴とする。

上述した構成を有する本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置は、下記のメリットを有する。

運転中にフロント及びリアブレーキ装置によって制動を行う場合に、運転者の意図によるブレーキ制動力がフロント及びリアアクスルに同時に発生するようにして、制動時に発生するショックを減らすことができる。

また、フロント及びリアブレーキの減速区間内においてブレーキペダルの操作区間を確保できるので、運転者の意図に応じた制動力を向上させることができる。

従来の技術によるホイール式建設機械のブレーキ制御装置の概略図である。 本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置の概略図である。 ホイール式建設機械のブレーキ制御装置において、従来技術および本発明の実施形態に係る、制動領域における操作区間を示すグラフである。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳述するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されることはない。

図２に示す本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置は、
ホイール式建設機械のブレーキ制御装置において、
エンジン１に接続されるブレーキ用の油圧ポンプ４と、
運転者による加圧力に比例するように２次圧力を発生するブレーキペダル５と、
ブレーキ用の油圧ポンプ４とブレーキペダル５との間の流路に設けられ、ブレーキペダル５の操作に応じてスプールが切り換えられるブレーキ用の弁６と、
ブレーキペダル５を操作するときに供給される作動油により駆動され、体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダ７、８（このとき、フロントブレーキシリンダ７の体積＜リアブレーキシリンダ８の体積）と、フロント及びリアブレーキシリンダ７、８の駆動に応じて係合するフロント及びリアブレーキディスク９、１０とを有するブレーキ装置１１、１２と、
ブレーキ装置１１、１２により制動されるフロント及びリアアクスル１３、１４と、
ブレーキペダル５と相対的に小体積のフロントブレーキシリンダ７との間の流路１６に設けられ、ブレーキペダル５の操作角度に応じた流量をフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に分配して供給し、フロント及びリアアクスル１３、１４の制動力の発生時点を同期させる流量制御弁１５と、を備える。

上述の流量制御弁１５は、流路１６に設けられるオリフィス１５ａと、オリフィス１５ａと並列接続され、相対的に小体積のフロントブレーキシリンダ７から油圧タンクに戻る作動油の移動を許容する逆止弁１５ｂと、を備えることを特徴とする。

上述の流量制御弁１５を通じて制動区間内の制動操作可能区間を増やすことを特徴とする。

このとき、上述の流路１６に設けられたオリフィス１５ａと逆止弁１５ｂとからなる流量制御弁１５の構成を除いては、図１に示すブレーキ制御装置の構成と実質的に同様であるため、これらの構成及び作動についての詳細な説明は省略し、重複する油圧部品には同じ図面符号を付する。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置の使用例について詳細に説明する。

図２及び図３に示すように、運転者がブレーキペダル５の操作を行った後に走行ペダルを踏み込むと、フロントブレーキシリンダ７から戻る作動油が、流路１６に設けられたオリフィス１５ａの狭い通路が原因で油圧タンクに円滑に戻らなくなる。

このため、フロントブレーキシリンダ７に残留する一部の作動油によって係合状態のフロントブレーキディスク９が未解放の状態を維持する。この状態で走行する場合、フロントアクスル１３に発生する熱と、フロントブレーキディスク９の早期磨耗により破損する虞がある。

このとき、流路１６に設けられた逆止弁１５ｂによって、フロントブレーキシリンダ７からの作動油を油圧タンクに円滑に戻すことができる。

一方、作動油は、ブレーキペダル５の操作によってブレーキ用の油圧ポンプ４からブレーキペダル５を経てフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に供給される。このとき、フロントブレーキシリンダ７の体積がリアブレーキシリンダ８の体積よりも相対的に小体積である。

これにより、作動油が、ブレーキペダル５を通って、流路１６に設けられ、管路の断面積を狭めたオリフィス１５ａを経てフロントブレーキシリンダ７に供給されてフロントアクスル１３を制動させることと、ブレーキペダル５を経てリアブレーキシリンダ８に供給されてリアアクスル１４を制動させることと、が同じ時間帯に行われる。

このため、ブレーキペダル５の操作角度に比例するようにフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に供給される作動油の量が十分ではない場合であっても、流量制御弁１５によってブレーキペダル５を通過して体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に円滑に分けられて供給される。これにより、ブレーキペダル５を通過する作動油が、体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダ７、８に供給されてフロント及びリアアクスル１３、１４を制動する初期制動力の発生時点が同期される。

一方、フロント及びリアブレーキの減速区間ａ内においてブレーキペダル５の操作区間（図３のグラフ曲線の「ｃ」参照）を確保できるため、運転者の意図に応じた制動力を向上させることができる。

上述したように、本発明の実施形態に係るホイール式建設機械のブレーキ制御装置によれば、運転中にフロント及びリアブレーキ装置によって制動を行うときに、体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダに供給される流量を円滑に分配して、制動力応答時間差をなくすことにより、運転者の意図に応じてフロント及びリアアクスルに制動力の初期発生時点を同期させて制動時に発生するショックを低減することができる。なお、フロント及びリアブレーキの減速区間内においてブレーキペダルの操作区間を確保することから、運転者の意図に応じた制動力を向上させることができる。

１ エンジン
４ ブレーキ用の油圧ポンプ
５ ブレーキペダル
６ ブレーキ用の弁
７ フロントブレーキシリンダ
８ リアブレーキシリンダ
９ フロントブレーキディスク
１０ リアブレーキディスク
１１、１２ ブレーキ装置
１３ フロントアクスル
１４ リアアクスル
１５ 流量制御弁
１５ａ オリフィス
１５ｂ 逆止弁
１６ 流路

Claims (1)

1. エンジンに接続されるブレーキ用の油圧ポンプと、
   運転者による加圧力に比例して２次圧力を発生するブレーキペダルと、
   前記ブレーキ用の油圧ポンプとブレーキペダルとの間の流路に設けられ、ブレーキペダルの操作に応じてスプールが切り換わるブレーキ用の弁と、
   前記ブレーキペダルを操作するときに供給される作動油により駆動され、体積が異なるフロント及びリアブレーキシリンダと、フロント及びリアブレーキシリンダの駆動に応じて係合するフロント及びリアブレーキディスクとを有するブレーキ装置と、
   前記ブレーキ装置により制動されるフロント及びリアアクスルと、
   前記ブレーキペダルと、リアブレーキシリンダよりも相対的に小体積のフロントブレーキシリンダと、の間の流路に設けられ、前記ブレーキペダルの操作角度に応じた流量を前記フロント及びリアブレーキシリンダに分配して供給し、フロント及びリアアクスルに対する制動力の発生時点を同期させる流量制御弁と、を備え、
   前記流量制御弁は、前記流路に設けられるオリフィスと、前記オリフィスと並列接続され、前記フロントブレーキシリンダから油圧タンクに戻る作動油の移動を許容する逆止弁と、を備えることを特徴とするホイール式建設機械のブレーキ制御装置。