ブレーキ装置の過熱判定装置及び過熱警報装置
【課題】圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することが可能な装置の提供。
【解決手段】制御ユニット１５は、圧力センサ１２の検出圧力Ｐが正圧であり且つ所定時間毎の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断し、正圧安定状態の継続時間が第１の基準時間に達したときに、さらに温度センサ１１の検出温度Ｔの上昇率が増加しているか否かを判断し、検出温度Ｔの上昇率が増加しているときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。
【解決手段】制御ユニット１５は、圧力センサ１２の検出圧力Ｐが正圧であり且つ所定時間毎の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断し、正圧安定状態の継続時間が第１の基準時間に達したときに、さらに温度センサ１１の検出温度Ｔの上昇率が増加しているか否かを判断し、検出温度Ｔの上昇率が増加しているときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ装置の過熱判定装置及び過熱警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実開昭５２−１１３１８５号公報には、ブレーキドラムとブレーキライニングとの摺接部付近のバツクプレートに温度検出器を設け、ブレーキ作用による摺接部の発熱状態を温度検出器によって検出して警報を発するブレーキ装置の発熱警報装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５２−１１３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブレーキ圧信号に基づいて供給される圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて車輪を制動するブレーキ装置では、圧縮空気の供給経路に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず圧縮空気が継続して供給されて車体側の摩擦制動部材が車輪側の回転部材に継続して摺接すると、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう可能性がある。この場合、上記実開昭５２−１１３１８５号公報のように摩擦制動部材の温度をバツクプレートの温度検出器によって間接的に検出する装置では、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達しても、温度検出器の検出温度が急上昇せず、警報が発せられないまま摩擦制動部材の過熱状態が長時間継続してしまう可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することが可能な装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、空気供給手段とブレーキ装置とを有するブレーキシステムにおける過熱判定装置であって、圧力検出手段と圧力変動判断手段と計時手段と過熱判定手段とを備える。
【０００７】
空気供給手段は、ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。ブレーキ装置は、空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で、車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて車輪を制動する。
【０００８】
圧力検出手段は、空気供給手段からブレーキ装置へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する。圧力変動判断手段は、圧力検出手段が検出した圧力が正圧であり且つ所定時間毎の圧力の変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断する。
【０００９】
計時手段は、圧力変動判断手段による判断結果が連続して正圧安定状態となる時間を計時する。過熱判定手段は、計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１０】
上記空気供給手段は、圧縮空気が流入する流入口と、この流入口から流入した圧縮空気をブレーキ圧信号に応じた圧力でブレーキ装置に対して供給する流出口と、を有するリレーバルブを含んでもよく、上記圧力検出手段は、リレーバルブの流出口に設けてもよい。
【００１１】
上記構成では、空気供給手段が適正に機能する状態、すなわちブレーキ圧信号に応じて圧縮空気を供給する状態において、運転者がブレーキ操作を行っていない場合（ブレーキペダルを踏み込んでいない場合）、空気供給手段はブレーキ装置に圧縮空気を供給せず、圧力検出手段の検出圧力はゼロに維持され、圧力変動判断手段は正圧安定状態ではないと判断する。従って、計時手段は計時を開始せず、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。
【００１２】
また、空気供給手段が適正に機能する状態において、車両を停止又は減速するために運転者が適正なブレーキ操作でブレーキペダルを踏み込んだ場合、空気供給手段はブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。この状態では、ブレーキ装置に供給される圧縮空気の圧力が大きく変動し、圧力検出手段の検出圧力の変動量が所定範囲を超える、若しくは検出圧力の変動量が所定範囲に維持されても基準時間以上継続して維持されることがないので、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。
【００１３】
一方、圧縮空気の供給経路に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず定圧の圧縮空気がブレーキ装置に継続して供給されて摩擦制動部材が回転部材に継続して摺接していると、圧力検出手段の検出圧力は正圧で且つ所定時間毎の変動量は所定範囲内に維持され、圧力変動判断手段は、正圧安定状態であると判断し、計時手段は、正圧安定状態の継続時間を計時する。そして、正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間に達したとき、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１４】
すなわち、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材が回転部材に継続して摺接し、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇する状況下において、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間に達したときに摩擦制動部材が過熱状態であると判定される。このため、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に且つ確実に検知することができる。
【００１５】
また、上記過熱判定装置は、摩擦制動部材の近傍で、車体側に取り付けられて当該摩擦制動部材の周辺温度を所定時間毎に検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度の上昇率が増加している温度上昇率増加状態か否かを判断する温度上昇率増加判断手段と、を備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときであって、温度上昇率増加状態であると温度上昇率増加判断手段が判断した場合に、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１６】
上記構成では、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が基準時間に達したときであって、摩擦制動部材の周辺温度が温度上昇率増加状態である場合に、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。一方、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が基準時間に達しても、摩擦制動部材の周辺温度の温度上昇率が増加していないときには、摩擦制動部材が過熱状態に達する可能性が低いことから、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。従って、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であるか否かを、さらに的確に判定することができる。
【００１７】
また、上記過熱判定装置は、温度上昇率増加判断手段による判断結果が連続して温度上昇率増加状態となる時間を計時する第２の計時手段を備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、第２の計時手段の計時時間が所定の第２の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１８】
また、上記過熱判定装置は、温度検出手段が検出した所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度が上昇している温度上昇状態か否かを判断する温度上昇判断手段と、温度上昇判断手段による判断結果が連続して温度上昇状態となる時間を計時する第３の計時手段とを備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、第３の計時手段の計時時間が所定の第３の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１９】
上記ブレーキ装置において、摩擦制動部材が過熱状態に達する主な要因としては、上記供給経路の不備による圧縮空気の継続的な供給の他に、運転者の不適正なブレーキ操作が挙げられる。例えば、空気供給手段が適正に機能する状態において、坂道を走行中の車両の運転者が、急なブレーキ操作と操作解除とを短い時間間隔で継続して繰り返した場合や、弱いブレーキ操作を継続して行った場合などには、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう可能性がある。
【００２０】
上記構成では、周辺温度の温度上昇率増加状態が第２の基準時間以上継続した場合や、周辺温度の温度上昇状態が第３の基準時間以上継続した場合に、摩擦制動部材が過熱状態であると過熱判定手段が判定する。すなわち、摩擦制動部材の周辺温度の変動状態とその継続時間とに基づいて、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であるか否かが判定される。従って、運転者の不適正なブレーキ操作に起因して摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することができる。
【００２１】
また、ブレーキ装置は、摩擦制動部材としてのライニングを前記回転部材としてのブレーキドラムに摺接するドラムブレーキであってもよく、温度検出手段を、ライニングが固定されるブレーキシュー、車体側に固定されてブレーキシューを揺動自在に支持するアンカーピンブラケット、車体側に固定されてホイールを回転自在に支持するアクスルチューブ、又は車体側に固定されてライニングの車幅方向内側近傍を覆うダストカバーに取り付けてもよい。
【００２２】
また、本発明の第２の態様は、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられた上記ブレーキシステムにおける過熱警報装置であって、上記過熱判定装置と報知手段とを備える。
【００２３】
過熱判定装置は、圧力検出手段が検出した圧力を示す圧力情報と温度検出手段が検出した周辺温度を示す温度情報とを無線信号によって送信する送信手段と、送信手段が送信した無線信号を受信する受信手段と、を有する。圧力検出手段と温度検出手段と送信手段とは、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられる。圧力変動判断手段と計時手段と温度上昇判断手段と過熱判定手段と受信手段とは、トラクタに設けられる。
【００２４】
受信手段は、受信した圧力情報を圧力変動判断手段に出力し、受信した温度情報を温度上昇判断手段に出力する。報知手段は、トラクタの車室内に設けられ、摩擦制動部材が過熱状態であると過熱判定手段が判定したとき、これを車室内の運転者に報知する。
【００２５】
上記構成では、トラクタの車室内の運転者は、報知手段からの報知によって、摩擦制動部材が過熱状態である若しくは過熱状態となる可能性が極めて高いことを早期に認識することができ、車両の停止等により、摩擦制動部材の過熱に起因した発火等を未然に防止することができる。
【００２６】
また、エンジンなどの車両の駆動源を有さずにトラクタによって牽引されるトレーラ側には、圧力検出手段と温度検出手段と送信手段という必要最小限の構成だけを設ければよいので、トレーラ側での消費電力を最小限に抑えることができる。さらに、複数のトレーラから一つのトレーラを選択して牽引するトラクタ側に、圧力変動判断手段と計時手段と温度上昇判断手段と過熱判定手段とを設けているので、これらの手段を構成する高価な電子部品を複数のトレーラに個々に設ける必要がなく、全体としてコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態の過熱判定装置及び過熱警報装置が搭載されたトレーラ及びトラクタを模式的に示す斜視図である。
【図２】過熱判定装置及び過熱警報装置を模式的に示すブロック図である。
【図３】ドラムブレーキの分解斜視図である。
【図４】ドラムブレーキの組立斜視図である。
【図５】アクスルチューブ、左右のタイヤ、及び左右のドラムブレーキを示す正面図である。
【図６】ブレーキチャンバを示す側面図である。
【図７】発進停止パターンにおける各部の温度と経過時間との関係を示す図である。
【図８】ブレーキ引き摺り状態における各部の温度と経過時間との関係を示す図である。
【図９】過熱判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】過熱判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、トラクタ２と、トラクタ２によって牽引されるトレーラ３とを備えた車両１に、過熱判定装置１０及び過熱報知装置２０を設けた例を説明する。また、過熱判定装置１０の判定対象となるブレーキ装置として、図３〜図５に示すドラムブレーキ３０の例を説明する。なお、ドラムブレーキ３０は、アクスルシャフト５０の左右それぞれに設けられているが、左右のドラムブレーキ３０は同様の構成を有するため、以下の説明ではその一方について説明し、他方の説明を省略する。
【００３１】
図３〜図５に示すように、ドラムブレーキ３０は、ブレーキシューユニット３１と、回転部材としてのブレーキドラム３２と、ダストカバー３３と、アンカーピンブラケット３４と、カムブラケット３５等を備える。
【００３２】
アンカーピンブラケット３４とカムブラケット３５とは、トレーラ３の車体側に支持されて車幅方向に延びるアクスルチューブ５１の車幅方向外端部に、それぞれ一体的に設けられる。アクスルチューブ５１の外端部から一体的に延びるアクスルシャフト５０（車軸）は、車輪のホイール（ブレーキドラム３２）をそれぞれ回転自在に支持する。アンカーピンブラケット３４は、アクスルチューブ５１の軸と交叉する一方向へ延びて突出し、カムブラケット３５は、アンカーピンブラケット３４の反対側となる他方向へ延びて突出する。
【００３３】
ブレーキシューユニット３１は、一対のブレーキシュー３６と、各ブレーキシュー３６の外周面に固定された摩擦制動部材としてのライニング３７と、スプリング３８等を備える。各ブレーキシュー３６の一端部は、アンカーピンブラケット３４のアンカーピン３９に回転自在に連結され、スプリング３８は、ブレーキシュー３６の他端部間を連結する。通常時（ブレーキ非作動時）には、一対のブレーキシュー３６は、スプリング３８によってそれぞれ内方に揺動した非作動位置に付勢されている。一対のブレーキシュー３６の他端部間には、カムブラケット３５に回転自在に支持されたカム４０の配置される。カム４０の回転軸４１は、後述するブレーキチャンバ５４によって回転駆動される。カム４０の外面（カム面４０ａ）は、カム４０の回転に伴ってブレーキシュー３６の他端部のローラに接触してこれら他端部間を離間させ、これによりブレーキシュー３６が拡張する。
【００３４】
ブレーキドラム３２は、車幅方向外側からブレーキシュー３６を覆うように配設され、アクスルシャフト５０の車幅方向外端部に固定される。すなわち、ブレーキドラム３２は、アンカーピンブラケット３４に対して回転自在である。また、アクスルシャフト５０には、ホイール５２を介してタイヤ５３（車輪）が取り付けられる。ブレーキドラム３２は、ホイール５２に結合され、ホイール５２と一体に回転する。ブレーキシュー３６が拡張すると、ブレーキシュー３６の外周面に固定されたライニング３７がブレーキドラム３２の内周面３２ａに摺接して、回転するアクスルシャフト５０（タイヤ５３）に制動力が作用する。
【００３５】
ダストカバー３３は、ブレーキドラム３２によって囲まれる内部空間（ブレーキシューユニット３１が配設されている空間）を、車幅方向内側から覆い、アンカーピンブラケット３４に固定される。ダストカバー３３は、ブレーキシューユニット３１よりも車幅方向内側へのダストや水等の侵入を防止する。
【００３６】
アクスルチューブ５１の中間部には、ブレーキチャンバ５４が固定される。ブレーキチャンバ５４には、空気供給手段としてのリレーバルブ１９（図１に示す）から圧縮空気が供給される。リレーバルブ１９は、エアタンク（図示省略）から圧縮空気が流入する流入口（図示省略）と、流入口から流入した圧縮空気をブレーキチャンバ５４へ供給する流出口（図示省略）とを有する。リレーバルブ１９は、トラクタ２の運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル（図示省略）の踏み込みに応じたブレーキ圧信号を受信し、エアタンクから流入した圧縮空気を、受信したブレーキ圧信号に応じた圧力でブレーキチャンバ５４へ供給する。リレーバルブ１９の流出口には、ブレーキチャンバ５４へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段としての圧力センサ１２（図１に示す）が設けられている。なお、圧力センサ１２は、例えばリレーバルブ１９からブレーキ装置への空気供給管路内のように、リレーバルブ１９の流出口以外の場所に設けてもよい。
【００３７】
ブレーキチャンバ５４は、リレーバルブ１９から供給される圧縮空気の圧力に応じた制動圧（ブレーキ圧）で、カム４０の回転軸４１をリンク部材を介して回転させる。これにより、運転者から入力されたブレーキ圧に応じた押圧力でブレーキシュー３６のライニング３７がブレーキドラム３２に押圧されて、制動力がアクスルシャフト５０（タイヤ５３）に作用する。
【００３８】
アクスルチューブ５１の車幅方向外端部、ライニング３７が固定されるブレーキシュー３６、車体側に固定されてブレーキシュー３６を揺動自在に支持するアンカーピンブラケット３４、アクスルチューブ５１の車幅方向外端部、及び車体側に固定されてライニング３７の車幅方向内側近傍を覆うダストカバー３３は、共にライニング３７の近傍で車体側に取り付けられる部品又は部分である。本実施形態では、これら部品又は部分のうち、アンカーピンブラケット３４に、温度検出手段としての温度センサ１１（例えば熱電対）が固定されている。温度センサ１１の電線１３は、ダストカバー３３に形成された挿通孔１４を挿通し、車幅方向内側へ延びる。温度センサ１１は、ライニング３７の周辺温度として、アンカーピンブラケット３４の表面温度を検出する。なお、温度センサ１１を取り付ける部品又は部分は、ライニング３７の周辺温度が検出可能な車体側の部品又は部分であればよく、例えば、アクスルチューブ５１の車幅方向外端部の外面５１ａやブレーキシュー３６やダストカバー３３やカムブラケット３５などであってもよい。
【００３９】
図２に示すように、過熱判定装置１０は、上記温度センサ１１と、上記圧力センサ１２と、計測部１６と、送信手段としての送信器１７と、受信手段としての受信器１８と、制御ユニット１５とを備える。これらのうち、温度センサ１１と圧力センサ１２と計測部１６と送信器１７とは、トレーラ３に設けられる。制御ユニット１５は、圧力変動判断手段、計時手段、温度上昇判断手段、第２の計時手段、温度上昇率増加判断手段、第３の計時手段及び過熱判定手段として機能する。各センサ１１，１２と計測部１６との間、及び計測部１６と送信器１７との間は、信号線で接続され、送信器１７は、トレーラ３の前端部の車体側に固定されている。
【００４０】
過熱警報装置２０は、過熱判定装置１０と、報知手段として表示部２２及び音声出力部２３とを備える。受信器１８と制御ユニット１５と表示部２２と音声出力部２３とは、ユニット化された警報機２１を構成し、トラクタ２の車室内に設けられる。制御ユニット１５は、内部メモリ（図示省略）や内部タイマ（図示省略）等を含む。
【００４１】
温度センサ１１及び圧力センサ１２は、予め定められた所定時間毎に、検出温度Ｔ（ライニング３７の周辺温度）及び検出圧力Ｐ（圧縮空気によるブレーキ圧）をそれぞれ検出して計測部１６へ出力する。計測部１６は、各センサ１１，１２から入力されたアナログ信号を逐次デジタル信号に変換して、送信器１７へ出力する。計測部１６からデジタル信号を受信した送信器１７は、その信号を無線送信する。すなわち、送信器１７が無線送信する信号は、温度センサ１１の検出温度Ｔを示す無線信号と圧力センサ１２の検出圧力Ｐを示す無線信号である。
【００４２】
計測部１６は、図５に示すように、矩形断面を有するアクスルチューブ５１の上面に固定されている。なお、計測部１６の取付場所は、特に限定されるものではなく、図５中二点鎖線で示すように、アクスルチューブ５１の前面又は後面に固定されてもよく、またアクスルチューブ５１以外の他の場所に固定されてもよい。
【００４３】
受信器１８は、送信器１７から無線信号を受信して、制御ユニット１５へ出力する。制御ユニット１５は、受信器１８を介してデジタル信号として入力された検出温度Ｔと検出圧力Ｐとを、内部メモリに順次記憶する。なお、内部メモリに記憶された検出温度Ｔ及び検出圧力Ｐのうち既に使用された不要なデータは、適宜消去してもよい。
【００４４】
制御ユニット１５は、以下の判定基準に従って、ライニング３７が過熱状態であるか否かを判定する。
【００４５】
第１の判定基準は、最新の検出温度Ｔが所定の基準判定温度Ｔ１以上であるときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。この基準判定温度Ｔ１は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温した状態での周辺温度であり、内部メモリに予め記憶されている。
【００４６】
第２の判定基準は、検出温度Ｔの上昇率が継続して増加している時間（温度上昇率増加継続時間）が所定の基準時間（第２の基準時間）に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し、ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳのときに、温度上昇率増加状態であると判断して、第２の内部タイマによって温度上昇率増加継続時間を計時し、温度上昇率増加継続時間が第２の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。第２の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する周辺温度の温度上昇率増加状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。
【００４７】
第３の判定基準は、検出温度Ｔが継続して上昇している時間（温度上昇継続時間）が所定の基準時間（第３の基準時間）に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1とを比較し、Ｔｎ＞Ｔn-1のときに、温度上昇状態であると判断して、第３の内部タイマによって温度上昇継続時間を計時し、温度上昇継続時間が第３の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。第３の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する周辺温度の温度上昇状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。なお、この第３の基準時間は、上記第２の基準時間よりも長く（例えば、２倍〜３倍程度）設定されている。
【００４８】
第４の判断基準は、検出圧力Ｐが正圧であり且つ所定時間毎の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断し、正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間（第１の基準時間）に達したときに、さらに検出温度Ｔの上昇率が増加しているか否かを判断し、検出温度Ｔの上昇率が増加しているときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出圧力Ｐｎが正圧（Ｐｎ＞０）であり、且つ最新の検出圧力Ｐｎと前回の検出圧力Ｐn-1との差ΔＰ＝│Ｐｎ−Ｐn-1│が所定の圧力Ｐ０以下であるときに（ΔＰ≦Ｐ０）、正圧安定状態であると判断して、第１の内部タイマによって正圧安定状態継続時間を計時し、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したときに、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し、ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳのときに、温度上昇率増加状態であると判断して、ライニング３７が過熱状態であると判定する。正圧安定状態か否かを判断する際に基準となる所定範囲（所定の圧力Ｐ０）とは、運転者がブレーキ操作を行っていない状態における圧力センサ１２の検出圧力の変動範囲（運転者がブレーキ操作を行っていないと見做すことが可能な狭い範囲）であり、内部メモリに予め記憶されている。また、第１の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する圧縮空気の正圧安定状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。なお、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達した場合に、温度上昇率増加状態であるか否かを判断せずに、ライニング３７が過熱状態であると判定してもよい。また、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達した場合に、温度上昇状態であるか否かを判断し、温度上昇状態であるときにライニング３７が過熱状態であると判定してもよい。
【００４９】
制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態であると判定したとき、この判定結果を報知する画像を表示部２２に表示するとともに、判定結果を報知する音声又は警報音（例えば、ブザー音）を音声出力部２３から出力させる。なお、制御ユニット１５は、トレーラ３側に設けることも可能であり、この場合には、制御ユニット１５の判定結果を示す情報を無線信号によってトラクタ２側に送信すればよい。また、表示部２２に加えて又は代えてＬＥＤなどの表示灯を設け、ライニング３７が過熱状態であると判定したときに所定の表示灯を点灯させてもよい。
【００５０】
次に、ブレーキ装置が正常に機能する通常の走行時におけるライニング３７の温度及び周辺温度の時間的変化と、ブレーキ引き摺り状態におけるライニング３７の温度及び周辺温度の時間的変化とについて説明する。
【００５１】
図７は、ブレーキ装置が正常に機能する通常の走行時において、車両を所定の車速Ｖａまで加速し、通常の適正な所定のブレーキ圧を付与して車両を停止させ、車両停止後に上記所定の車速Ｖａまで再加速し、上記所定のブレーキ圧を再度付与して車両を停止させるという発進停止パターンを繰り返した場合の、ライニング３７の表面温度、アンカーピンブラケット３４（図中ではアンカーピンと表示）の表面温度、及びブレーキシュー３６の裏面温度（ブレーキドラム３２との摺接面の裏側となる内周面の表面温度）のそれぞれの時間的変化の一例を示している。
【００５２】
図７に示されるように、ライニング３７の表面温度は、約１００分でＴrh℃近傍まで上昇した後、この温度を維持する。ブレーキシュー３６の裏面温度は、約１００分でＴsh℃（Ｔsh＜Ｔrh）近傍まで上昇した後、この温度を維持する。アンカーピンブラケット３４の表面温度は、約１５０分でＴah℃（Ｔah＜Ｔsh）近傍まで上昇した後、この温度を維持する。すなわち、この例では、通常の車両走行時におけるライニング３７、ブレーキシュー３６及びアンカーピンブラケット３４の上限温度は、それぞれＴrh℃、Ｔsh℃及びＴah℃であり、ブレーキシュー３６がＴsh℃に達した場合やアンカーピンブラケット３４がＴah℃に達した場合に、ライニング３７がＴrh℃に達して過熱状態となったと判断することができる。アンカーピンブラケット３４の表面温度を検出する本実施形態では、上記判定基準温度Ｔ１をＴah℃に設定し、アンカーピンブラケット３４の表面温度がＴah℃に達した場合に、ライニング３７が過熱状態であると判定する。なお、ブレーキシュー３６やダストカバー３３やアクスルチューブ５１の外面５１ａなどの他の部品や部分の温度をライニング３７の周辺温度として検出する場合には、基準温度を変更して設定すればよい（例えば、ブレーキシュー３６の場合は、上記のようにＴsh℃）。
【００５３】
図８は、一定速度Ｖｂで走行中の車両において、ブレーキ装置への圧縮空気の供給機能の故障により圧縮空気がブレーキ装置に常時供給されて、ライニング３７がブレーキドラム３２に常時押圧された状態（ブレーキ引き摺り状態）における、ライニング３７の表面温度、アンカーピンブラケット３４の表面温度、及びブレーキシュー３６の裏面温度のそれぞれの時間的変化の一例を示している。
【００５４】
図８に示されるように、圧縮空気が常時供給されたブレーキ引き摺り状態では、引き摺り開始から５００sec後にライニング３７がＴrh℃に達している。すなわち、図７に示す通常時に比べて、ブレーキ引き摺り状態のライニング３７は極めて短時間で過熱状態に達する。これに対し、５００sec後のブレーキシュー３６及びアンカーピンブラケット３４の温度は、それぞれＴｓ℃及び約Ｔａ℃であり、何れも上記上限温度未満（Ｔｓ＜Ｔsh、Ｔａ＜Ｔah）である。従って、ブレーキ引き摺り状態が発生してライニング３７の温度が短時間に急激に上昇した場合、ライニング３７の周辺温度と判定基準温度（上限温度）とを単純に比較するだけでは、ライニング３７が過熱状態か否かを判断できないことが判る。
【００５５】
次に、制御ユニット１５が実行する過熱判定処理について、図９及び図１０のフローチャートに基づいて説明する。制御ユニット１５は、例えばトラクタ２のエンジンの駆動中に、過熱判定処理を所定時間毎に繰り返して実行する。なお、ステップＳ３の処理は、上記第１の判定基準に従った処理であり、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理は、上記第２の判定基準に従った処理であり、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理は、上記第３の判定基準に従った処理であり、ステップＳ１６〜Ｓ２１の処理は、上記第４の判定基準に従った処理である。
【００５６】
過熱判定処理を開始すると、まず、温度センサ１１の検出温度（ライニング３７の周辺温度）Ｔを取得し（ステップＳ１）、圧力センサ１２の検出圧力（ブレーキ圧）Ｐを取得する（ステップＳ２）。
【００５７】
次に、周辺温度Ｔが基準判定温度Ｔ１以上であるか否かを判定し（ステップＳ３）、基準判定温度以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）は、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。なお、ライニング３７が過熱状態であると判定した場合は、本処理を終了すると共に、その後の過熱判定処理を繰り返して実行せず、当該判定を保持する。
【００５８】
ステップＳ３において、周辺温度Ｔが基準判定温度Ｔ１未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し（ステップＳ５）、温度上昇率増加状態（ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳ）であるか否かを判断する（ステップＳ６）。なお、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳは、前回の処理の実行時に既に算出した値であるため、各処理時において算出した温度上昇率を内部メモリに記憶しておき、前回の温度上昇率については再度算出せずに内部メモリから読み出して用いてもよい。
【００５９】
ステップＳ６において、温度上昇率増加状態であると判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ７）。計時していない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、第２の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ８）、ステップＳ９へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、そのままステップＳ９へ進む。
【００６０】
ステップＳ９では、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時が第２の基準時間に達したか否かを判定し、第２の基準時間に達している場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。一方、第２の基準時間未満の場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、ステップＳ１１へ進む。
【００６１】
ステップＳ６において、温度上昇率増加状態ではないと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、第２の内部タイマのリセット（計時停止及びカウント値クリア）を実行した後（ステップＳ１０）、ステップＳ１１へ進む。
【００６２】
ステップＳ１１では、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1とを比較し、温度上昇状態（Ｔｎ＞Ｔn-1）であるか否かを判断する。
【００６３】
ステップＳ１１において、温度上昇状態であると判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ１２）。計時していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、第３の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ１３）、ステップＳ１４へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１４へ進む。
【００６４】
ステップＳ１４では、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時が第３の基準時間に達したか否かを判定し、第３の基準時間に達している場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。一方、第３の基準時間未満の場合（ステップＳ１４：ＮＯ）は、ステップＳ１６へ進む。
【００６５】
ステップＳ１６では、最新の検出圧力Ｐｎが正圧（Ｐｎ＞０）であり、且つ最新の検出圧力Ｐｎと前回の検出圧力Ｐn-1との差ΔＰ＝│Ｐｎ−Ｐn-1│が所定の圧力Ｐ０以下（ΔＰ≦Ｐ０）となる正圧安定状態であるか否かを判断する。
【００６６】
ステップＳ１６において、正圧安定状態であると判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ１７）。計時していない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、第１の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ１８）、ステップＳ１９へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１９へ進む。
【００６７】
ステップＳ１９では、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時が第１の基準時間に達したか否かを判定し、第１の基準時間に達している場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ進む。
【００６８】
ステップＳ２０では、ステップＳ５で算出した前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳと今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳとを用いて、ステップＳ６と同様に、温度上昇率増加状態（ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳ）であるか否かを判断し、温度上昇率増加状態であると判断した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。
【００６９】
ステップＳ１６において、正圧安定状態ではないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、第１の内部タイマのリセット（計時停止及びカウント値クリア）を実行した後（ステップＳ２１）、本処理を終了する。また、ステップＳ１９において、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時が第１の基準時間に達していないと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、及びステップ２０において、温度上昇率増加状態ではないと判断した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）も、本処理を終了する。
【００７０】
本実施形態によれば、リレーバルブ１９が適正に機能する状態、すなわちブレーキ圧信号に応じてリレーバルブ１９が適正圧の圧縮空気をブレーキ装置に供給する状態において、運転者がブレーキ操作を行っていない場合（ブレーキペダルを踏み込んでいない場合）、リレーバルブ１９はブレーキ装置に圧縮空気を供給せず、圧力センサ１２の検出圧力Ｐはゼロに維持され、ライニング３７がブレーキドラム３２に摺接せず、温度センサ１１の検出温度Ｔは環境温度から上昇しない。従って、制御ユニット１５は、検出温度Ｔが判定基準温度未満であり（ステップＳ３：ＮＯ）、温度上場率増加状態ではなく（ステップＳ６：ＮＯ）、温度上昇状態ではなく（ステップＳ１１：ＮＯ）、正圧安定状態ではないと判断し、ライニング３７が過熱状態ではないと判定する。
【００７１】
また、リレーバルブ１９が適正に機能する状態において、車両を停止又は減速するために運転者が適正なブレーキ操作でブレーキペダルを踏み込んだ場合、リレーバルブ１９は、ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。この状態では、検出温度Ｔが判定基準温度に達することがなく（ステップＳ３：ＮＯ）、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時が第２の基準時間に達してしまうことがなく（ステップＳ９：ＮＯ）、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時が第３の基準時間に達してしまうことがなく（ステップＳ１４：ＮＯ）、また、ブレーキ装置に供給される圧縮空気の圧力が大きく変動し、圧力センサ１２の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲を超える（ステップＳ１６：ＮＯ）、若しくは検出圧力Ｐの変動量が所定範囲に維持されても第１の基準時間以上継続して維持されることがない（ステップＳ１９：ＮＯ）。このため、制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態ではないと判定する。
【００７２】
また、リレーバルブ１９が適正に機能する状態において、坂道を走行中の車両の運転者が、急なブレーキ操作と操作解除とを短い時間間隔で継続して繰り返したり、弱いブレーキ操作を継続して行うことなどの不適正なブレーキ操作に起因して、検出温度Ｔが判定基準温度に達した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）や、温度上昇率増加状態が第２の基準時間以上継続した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）や、温度上昇状態が第３の基準時間以上継続した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態であると判定し、この判定結果を、表示部２２の画像や音声出力部２３からの音声等によって運転者に報知する。従って、運転者の不適正なブレーキ操作に起因してライニング３７が過熱状態に達してしまう状況下であることを、運転者は早期に認識することができる。
【００７３】
一方、リレーバルブ１９に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず定圧の圧縮空気がブレーキ装置に継続して供給されてライニング３７がブレーキドラム３２に継続して摺接していると、検出圧力Ｐは正圧で且つ所定時間毎の変動量は所定範囲内に維持される。また、ライニング３７が過熱状態となると、検出温度Ｔは温度上昇率増加状態となる。このため、制御ユニット１５は、正圧安定状態であると判断し（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時を開始又は継続し、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したとき（ステップＳ１９：ＹＥＳ）に、温度上昇率増加状態であると判断し（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する。
【００７４】
すなわち、リレーバルブ１９の不備に起因してライニング３７がブレーキドラム３２に継続して摺接し、ライニング３７の温度が短時間に急上昇する状況下において、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定される。このため、リレーバルブ１９の不備に起因してライニング３７の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に且つ確実に検知することができる。
【００７５】
また、トラクタ２の車室内の運転者は、表示部２２や音声出力部２３からの報知によって、ライニング３７が過熱状態である若しくは過熱状態となる可能性が極めて高いことを早期に認識することができ、車両の停止等により、ライニング３７の過熱に起因した発火等を未然に防止することができる。
【００７６】
また、エンジンなどの車両の駆動源を有さずにトラクタ２によって牽引されるトレーラ３側には、温度センサ１１と圧力センサ１２と計測部１６と送信器１７という必要最小限の構成だけを設けているので、トレーラ３側での消費電力を最小限に抑えることができる。さらに、複数のトレーラから一つのトレーラを選択して牽引するトラクタ２側に、制御ユニット１５を設けているので、高価な電子部品からなる制御ユニット１５を複数のトレーラに個々に設ける必要がなく、全体としてコストの低減を図ることができる。
【００７７】
なお、上記実施形態では、ドラムブレーキ３０に本発明を適用した例を示したが、本発明は、例えばディスブレーキのような他のタイプのブレーキ装置に対しても適用可能である。また、上記実施形態では、トラクタとトレーラとからなる車両に本発明を適用した例を示したが、本発明は、トラックなどの他のタイプの車両に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車両
２ トラクタ
３ トレーラ
１０ 過熱判定装置
１１ 温度センサ（温度検出手段）
１２ 圧力センサ（圧力検出手段）
１５ 制御ユニット（計時手段、判定手段）
１７ 送信器（送信手段）
１８ 受信器（受信手段）
１９ リレーバルブ（空気供給手段）
２０ 過熱報知装置
２２ 表示部（報知手段）
２３ 音声出力部（報知手段）
３０ ドラムブレーキ（ブレーキ装置）
３１ ブレーキシューユニット
３２ ブレーキドラム（回転部材）
３３ ダストカバー
３４ アンカーピンブラケット
３５ カムブラケット
３６ ブレーキシュー
３７ ライニング（摩擦制動部材）
４０ カム
５０ アクスルシャフト
５１ アクスルチューブ
５１ａ アクスルチューブの車幅方向端部の外面
５２ ホイール
５３ タイヤ（車輪）
５４ ブレーキチャンバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ装置の過熱判定装置及び過熱警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実開昭５２−１１３１８５号公報には、ブレーキドラムとブレーキライニングとの摺接部付近のバツクプレートに温度検出器を設け、ブレーキ作用による摺接部の発熱状態を温度検出器によって検出して警報を発するブレーキ装置の発熱警報装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭５２−１１３１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブレーキ圧信号に基づいて供給される圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて車輪を制動するブレーキ装置では、圧縮空気の供給経路に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず圧縮空気が継続して供給されて車体側の摩擦制動部材が車輪側の回転部材に継続して摺接すると、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう可能性がある。この場合、上記実開昭５２−１１３１８５号公報のように摩擦制動部材の温度をバツクプレートの温度検出器によって間接的に検出する装置では、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達しても、温度検出器の検出温度が急上昇せず、警報が発せられないまま摩擦制動部材の過熱状態が長時間継続してしまう可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することが可能な装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、空気供給手段とブレーキ装置とを有するブレーキシステムにおける過熱判定装置であって、圧力検出手段と圧力変動判断手段と計時手段と過熱判定手段とを備える。
【０００７】
空気供給手段は、ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。ブレーキ装置は、空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で、車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて車輪を制動する。
【０００８】
圧力検出手段は、空気供給手段からブレーキ装置へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する。圧力変動判断手段は、圧力検出手段が検出した圧力が正圧であり且つ所定時間毎の圧力の変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断する。
【０００９】
計時手段は、圧力変動判断手段による判断結果が連続して正圧安定状態となる時間を計時する。過熱判定手段は、計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１０】
上記空気供給手段は、圧縮空気が流入する流入口と、この流入口から流入した圧縮空気をブレーキ圧信号に応じた圧力でブレーキ装置に対して供給する流出口と、を有するリレーバルブを含んでもよく、上記圧力検出手段は、リレーバルブの流出口に設けてもよい。
【００１１】
上記構成では、空気供給手段が適正に機能する状態、すなわちブレーキ圧信号に応じて圧縮空気を供給する状態において、運転者がブレーキ操作を行っていない場合（ブレーキペダルを踏み込んでいない場合）、空気供給手段はブレーキ装置に圧縮空気を供給せず、圧力検出手段の検出圧力はゼロに維持され、圧力変動判断手段は正圧安定状態ではないと判断する。従って、計時手段は計時を開始せず、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。
【００１２】
また、空気供給手段が適正に機能する状態において、車両を停止又は減速するために運転者が適正なブレーキ操作でブレーキペダルを踏み込んだ場合、空気供給手段はブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。この状態では、ブレーキ装置に供給される圧縮空気の圧力が大きく変動し、圧力検出手段の検出圧力の変動量が所定範囲を超える、若しくは検出圧力の変動量が所定範囲に維持されても基準時間以上継続して維持されることがないので、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。
【００１３】
一方、圧縮空気の供給経路に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず定圧の圧縮空気がブレーキ装置に継続して供給されて摩擦制動部材が回転部材に継続して摺接していると、圧力検出手段の検出圧力は正圧で且つ所定時間毎の変動量は所定範囲内に維持され、圧力変動判断手段は、正圧安定状態であると判断し、計時手段は、正圧安定状態の継続時間を計時する。そして、正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間に達したとき、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１４】
すなわち、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材が回転部材に継続して摺接し、摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇する状況下において、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間に達したときに摩擦制動部材が過熱状態であると判定される。このため、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に且つ確実に検知することができる。
【００１５】
また、上記過熱判定装置は、摩擦制動部材の近傍で、車体側に取り付けられて当該摩擦制動部材の周辺温度を所定時間毎に検出する温度検出手段と、温度検出手段が検出した所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度の上昇率が増加している温度上昇率増加状態か否かを判断する温度上昇率増加判断手段と、を備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときであって、温度上昇率増加状態であると温度上昇率増加判断手段が判断した場合に、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１６】
上記構成では、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が基準時間に達したときであって、摩擦制動部材の周辺温度が温度上昇率増加状態である場合に、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。一方、圧縮空気の正圧安定状態の継続時間が基準時間に達しても、摩擦制動部材の周辺温度の温度上昇率が増加していないときには、摩擦制動部材が過熱状態に達する可能性が低いことから、過熱判定手段は、摩擦制動部材が過熱状態ではないと判定する。従って、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であるか否かを、さらに的確に判定することができる。
【００１７】
また、上記過熱判定装置は、温度上昇率増加判断手段による判断結果が連続して温度上昇率増加状態となる時間を計時する第２の計時手段を備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、第２の計時手段の計時時間が所定の第２の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１８】
また、上記過熱判定装置は、温度検出手段が検出した所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度が上昇している温度上昇状態か否かを判断する温度上昇判断手段と、温度上昇判断手段による判断結果が連続して温度上昇状態となる時間を計時する第３の計時手段とを備えてもよい。この場合、過熱判定手段は、第３の計時手段の計時時間が所定の第３の基準時間に達したときに、摩擦制動部材が過熱状態であると判定する。
【００１９】
上記ブレーキ装置において、摩擦制動部材が過熱状態に達する主な要因としては、上記供給経路の不備による圧縮空気の継続的な供給の他に、運転者の不適正なブレーキ操作が挙げられる。例えば、空気供給手段が適正に機能する状態において、坂道を走行中の車両の運転者が、急なブレーキ操作と操作解除とを短い時間間隔で継続して繰り返した場合や、弱いブレーキ操作を継続して行った場合などには、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう可能性がある。
【００２０】
上記構成では、周辺温度の温度上昇率増加状態が第２の基準時間以上継続した場合や、周辺温度の温度上昇状態が第３の基準時間以上継続した場合に、摩擦制動部材が過熱状態であると過熱判定手段が判定する。すなわち、摩擦制動部材の周辺温度の変動状態とその継続時間とに基づいて、摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であるか否かが判定される。従って、運転者の不適正なブレーキ操作に起因して摩擦制動部材が過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することができる。
【００２１】
また、ブレーキ装置は、摩擦制動部材としてのライニングを前記回転部材としてのブレーキドラムに摺接するドラムブレーキであってもよく、温度検出手段を、ライニングが固定されるブレーキシュー、車体側に固定されてブレーキシューを揺動自在に支持するアンカーピンブラケット、車体側に固定されてホイールを回転自在に支持するアクスルチューブ、又は車体側に固定されてライニングの車幅方向内側近傍を覆うダストカバーに取り付けてもよい。
【００２２】
また、本発明の第２の態様は、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられた上記ブレーキシステムにおける過熱警報装置であって、上記過熱判定装置と報知手段とを備える。
【００２３】
過熱判定装置は、圧力検出手段が検出した圧力を示す圧力情報と温度検出手段が検出した周辺温度を示す温度情報とを無線信号によって送信する送信手段と、送信手段が送信した無線信号を受信する受信手段と、を有する。圧力検出手段と温度検出手段と送信手段とは、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられる。圧力変動判断手段と計時手段と温度上昇判断手段と過熱判定手段と受信手段とは、トラクタに設けられる。
【００２４】
受信手段は、受信した圧力情報を圧力変動判断手段に出力し、受信した温度情報を温度上昇判断手段に出力する。報知手段は、トラクタの車室内に設けられ、摩擦制動部材が過熱状態であると過熱判定手段が判定したとき、これを車室内の運転者に報知する。
【００２５】
上記構成では、トラクタの車室内の運転者は、報知手段からの報知によって、摩擦制動部材が過熱状態である若しくは過熱状態となる可能性が極めて高いことを早期に認識することができ、車両の停止等により、摩擦制動部材の過熱に起因した発火等を未然に防止することができる。
【００２６】
また、エンジンなどの車両の駆動源を有さずにトラクタによって牽引されるトレーラ側には、圧力検出手段と温度検出手段と送信手段という必要最小限の構成だけを設ければよいので、トレーラ側での消費電力を最小限に抑えることができる。さらに、複数のトレーラから一つのトレーラを選択して牽引するトラクタ側に、圧力変動判断手段と計時手段と温度上昇判断手段と過熱判定手段とを設けているので、これらの手段を構成する高価な電子部品を複数のトレーラに個々に設ける必要がなく、全体としてコストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、圧縮空気の供給経路の不備に起因して摩擦制動部材の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態の過熱判定装置及び過熱警報装置が搭載されたトレーラ及びトラクタを模式的に示す斜視図である。
【図２】過熱判定装置及び過熱警報装置を模式的に示すブロック図である。
【図３】ドラムブレーキの分解斜視図である。
【図４】ドラムブレーキの組立斜視図である。
【図５】アクスルチューブ、左右のタイヤ、及び左右のドラムブレーキを示す正面図である。
【図６】ブレーキチャンバを示す側面図である。
【図７】発進停止パターンにおける各部の温度と経過時間との関係を示す図である。
【図８】ブレーキ引き摺り状態における各部の温度と経過時間との関係を示す図である。
【図９】過熱判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】過熱判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、トラクタ２と、トラクタ２によって牽引されるトレーラ３とを備えた車両１に、過熱判定装置１０及び過熱報知装置２０を設けた例を説明する。また、過熱判定装置１０の判定対象となるブレーキ装置として、図３〜図５に示すドラムブレーキ３０の例を説明する。なお、ドラムブレーキ３０は、アクスルシャフト５０の左右それぞれに設けられているが、左右のドラムブレーキ３０は同様の構成を有するため、以下の説明ではその一方について説明し、他方の説明を省略する。
【００３１】
図３〜図５に示すように、ドラムブレーキ３０は、ブレーキシューユニット３１と、回転部材としてのブレーキドラム３２と、ダストカバー３３と、アンカーピンブラケット３４と、カムブラケット３５等を備える。
【００３２】
アンカーピンブラケット３４とカムブラケット３５とは、トレーラ３の車体側に支持されて車幅方向に延びるアクスルチューブ５１の車幅方向外端部に、それぞれ一体的に設けられる。アクスルチューブ５１の外端部から一体的に延びるアクスルシャフト５０（車軸）は、車輪のホイール（ブレーキドラム３２）をそれぞれ回転自在に支持する。アンカーピンブラケット３４は、アクスルチューブ５１の軸と交叉する一方向へ延びて突出し、カムブラケット３５は、アンカーピンブラケット３４の反対側となる他方向へ延びて突出する。
【００３３】
ブレーキシューユニット３１は、一対のブレーキシュー３６と、各ブレーキシュー３６の外周面に固定された摩擦制動部材としてのライニング３７と、スプリング３８等を備える。各ブレーキシュー３６の一端部は、アンカーピンブラケット３４のアンカーピン３９に回転自在に連結され、スプリング３８は、ブレーキシュー３６の他端部間を連結する。通常時（ブレーキ非作動時）には、一対のブレーキシュー３６は、スプリング３８によってそれぞれ内方に揺動した非作動位置に付勢されている。一対のブレーキシュー３６の他端部間には、カムブラケット３５に回転自在に支持されたカム４０の配置される。カム４０の回転軸４１は、後述するブレーキチャンバ５４によって回転駆動される。カム４０の外面（カム面４０ａ）は、カム４０の回転に伴ってブレーキシュー３６の他端部のローラに接触してこれら他端部間を離間させ、これによりブレーキシュー３６が拡張する。
【００３４】
ブレーキドラム３２は、車幅方向外側からブレーキシュー３６を覆うように配設され、アクスルシャフト５０の車幅方向外端部に固定される。すなわち、ブレーキドラム３２は、アンカーピンブラケット３４に対して回転自在である。また、アクスルシャフト５０には、ホイール５２を介してタイヤ５３（車輪）が取り付けられる。ブレーキドラム３２は、ホイール５２に結合され、ホイール５２と一体に回転する。ブレーキシュー３６が拡張すると、ブレーキシュー３６の外周面に固定されたライニング３７がブレーキドラム３２の内周面３２ａに摺接して、回転するアクスルシャフト５０（タイヤ５３）に制動力が作用する。
【００３５】
ダストカバー３３は、ブレーキドラム３２によって囲まれる内部空間（ブレーキシューユニット３１が配設されている空間）を、車幅方向内側から覆い、アンカーピンブラケット３４に固定される。ダストカバー３３は、ブレーキシューユニット３１よりも車幅方向内側へのダストや水等の侵入を防止する。
【００３６】
アクスルチューブ５１の中間部には、ブレーキチャンバ５４が固定される。ブレーキチャンバ５４には、空気供給手段としてのリレーバルブ１９（図１に示す）から圧縮空気が供給される。リレーバルブ１９は、エアタンク（図示省略）から圧縮空気が流入する流入口（図示省略）と、流入口から流入した圧縮空気をブレーキチャンバ５４へ供給する流出口（図示省略）とを有する。リレーバルブ１９は、トラクタ２の運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル（図示省略）の踏み込みに応じたブレーキ圧信号を受信し、エアタンクから流入した圧縮空気を、受信したブレーキ圧信号に応じた圧力でブレーキチャンバ５４へ供給する。リレーバルブ１９の流出口には、ブレーキチャンバ５４へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段としての圧力センサ１２（図１に示す）が設けられている。なお、圧力センサ１２は、例えばリレーバルブ１９からブレーキ装置への空気供給管路内のように、リレーバルブ１９の流出口以外の場所に設けてもよい。
【００３７】
ブレーキチャンバ５４は、リレーバルブ１９から供給される圧縮空気の圧力に応じた制動圧（ブレーキ圧）で、カム４０の回転軸４１をリンク部材を介して回転させる。これにより、運転者から入力されたブレーキ圧に応じた押圧力でブレーキシュー３６のライニング３７がブレーキドラム３２に押圧されて、制動力がアクスルシャフト５０（タイヤ５３）に作用する。
【００３８】
アクスルチューブ５１の車幅方向外端部、ライニング３７が固定されるブレーキシュー３６、車体側に固定されてブレーキシュー３６を揺動自在に支持するアンカーピンブラケット３４、アクスルチューブ５１の車幅方向外端部、及び車体側に固定されてライニング３７の車幅方向内側近傍を覆うダストカバー３３は、共にライニング３７の近傍で車体側に取り付けられる部品又は部分である。本実施形態では、これら部品又は部分のうち、アンカーピンブラケット３４に、温度検出手段としての温度センサ１１（例えば熱電対）が固定されている。温度センサ１１の電線１３は、ダストカバー３３に形成された挿通孔１４を挿通し、車幅方向内側へ延びる。温度センサ１１は、ライニング３７の周辺温度として、アンカーピンブラケット３４の表面温度を検出する。なお、温度センサ１１を取り付ける部品又は部分は、ライニング３７の周辺温度が検出可能な車体側の部品又は部分であればよく、例えば、アクスルチューブ５１の車幅方向外端部の外面５１ａやブレーキシュー３６やダストカバー３３やカムブラケット３５などであってもよい。
【００３９】
図２に示すように、過熱判定装置１０は、上記温度センサ１１と、上記圧力センサ１２と、計測部１６と、送信手段としての送信器１７と、受信手段としての受信器１８と、制御ユニット１５とを備える。これらのうち、温度センサ１１と圧力センサ１２と計測部１６と送信器１７とは、トレーラ３に設けられる。制御ユニット１５は、圧力変動判断手段、計時手段、温度上昇判断手段、第２の計時手段、温度上昇率増加判断手段、第３の計時手段及び過熱判定手段として機能する。各センサ１１，１２と計測部１６との間、及び計測部１６と送信器１７との間は、信号線で接続され、送信器１７は、トレーラ３の前端部の車体側に固定されている。
【００４０】
過熱警報装置２０は、過熱判定装置１０と、報知手段として表示部２２及び音声出力部２３とを備える。受信器１８と制御ユニット１５と表示部２２と音声出力部２３とは、ユニット化された警報機２１を構成し、トラクタ２の車室内に設けられる。制御ユニット１５は、内部メモリ（図示省略）や内部タイマ（図示省略）等を含む。
【００４１】
温度センサ１１及び圧力センサ１２は、予め定められた所定時間毎に、検出温度Ｔ（ライニング３７の周辺温度）及び検出圧力Ｐ（圧縮空気によるブレーキ圧）をそれぞれ検出して計測部１６へ出力する。計測部１６は、各センサ１１，１２から入力されたアナログ信号を逐次デジタル信号に変換して、送信器１７へ出力する。計測部１６からデジタル信号を受信した送信器１７は、その信号を無線送信する。すなわち、送信器１７が無線送信する信号は、温度センサ１１の検出温度Ｔを示す無線信号と圧力センサ１２の検出圧力Ｐを示す無線信号である。
【００４２】
計測部１６は、図５に示すように、矩形断面を有するアクスルチューブ５１の上面に固定されている。なお、計測部１６の取付場所は、特に限定されるものではなく、図５中二点鎖線で示すように、アクスルチューブ５１の前面又は後面に固定されてもよく、またアクスルチューブ５１以外の他の場所に固定されてもよい。
【００４３】
受信器１８は、送信器１７から無線信号を受信して、制御ユニット１５へ出力する。制御ユニット１５は、受信器１８を介してデジタル信号として入力された検出温度Ｔと検出圧力Ｐとを、内部メモリに順次記憶する。なお、内部メモリに記憶された検出温度Ｔ及び検出圧力Ｐのうち既に使用された不要なデータは、適宜消去してもよい。
【００４４】
制御ユニット１５は、以下の判定基準に従って、ライニング３７が過熱状態であるか否かを判定する。
【００４５】
第１の判定基準は、最新の検出温度Ｔが所定の基準判定温度Ｔ１以上であるときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。この基準判定温度Ｔ１は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温した状態での周辺温度であり、内部メモリに予め記憶されている。
【００４６】
第２の判定基準は、検出温度Ｔの上昇率が継続して増加している時間（温度上昇率増加継続時間）が所定の基準時間（第２の基準時間）に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し、ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳのときに、温度上昇率増加状態であると判断して、第２の内部タイマによって温度上昇率増加継続時間を計時し、温度上昇率増加継続時間が第２の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。第２の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する周辺温度の温度上昇率増加状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。
【００４７】
第３の判定基準は、検出温度Ｔが継続して上昇している時間（温度上昇継続時間）が所定の基準時間（第３の基準時間）に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1とを比較し、Ｔｎ＞Ｔn-1のときに、温度上昇状態であると判断して、第３の内部タイマによって温度上昇継続時間を計時し、温度上昇継続時間が第３の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定する。第３の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する周辺温度の温度上昇状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。なお、この第３の基準時間は、上記第２の基準時間よりも長く（例えば、２倍〜３倍程度）設定されている。
【００４８】
第４の判断基準は、検出圧力Ｐが正圧であり且つ所定時間毎の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断し、正圧安定状態の継続時間が所定の基準時間（第１の基準時間）に達したときに、さらに検出温度Ｔの上昇率が増加しているか否かを判断し、検出温度Ｔの上昇率が増加しているときに、ライニング３７が過熱状態であると判定するものである。具体的には、最新の検出圧力Ｐｎが正圧（Ｐｎ＞０）であり、且つ最新の検出圧力Ｐｎと前回の検出圧力Ｐn-1との差ΔＰ＝│Ｐｎ−Ｐn-1│が所定の圧力Ｐ０以下であるときに（ΔＰ≦Ｐ０）、正圧安定状態であると判断して、第１の内部タイマによって正圧安定状態継続時間を計時し、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したときに、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し、ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳのときに、温度上昇率増加状態であると判断して、ライニング３７が過熱状態であると判定する。正圧安定状態か否かを判断する際に基準となる所定範囲（所定の圧力Ｐ０）とは、運転者がブレーキ操作を行っていない状態における圧力センサ１２の検出圧力の変動範囲（運転者がブレーキ操作を行っていないと見做すことが可能な狭い範囲）であり、内部メモリに予め記憶されている。また、第１の基準時間は、発火の可能性が認められる温度にライニング３７が昇温するまでに要する圧縮空気の正圧安定状態の継続時間であり、内部メモリに予め記憶されている。なお、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達した場合に、温度上昇率増加状態であるか否かを判断せずに、ライニング３７が過熱状態であると判定してもよい。また、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達した場合に、温度上昇状態であるか否かを判断し、温度上昇状態であるときにライニング３７が過熱状態であると判定してもよい。
【００４９】
制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態であると判定したとき、この判定結果を報知する画像を表示部２２に表示するとともに、判定結果を報知する音声又は警報音（例えば、ブザー音）を音声出力部２３から出力させる。なお、制御ユニット１５は、トレーラ３側に設けることも可能であり、この場合には、制御ユニット１５の判定結果を示す情報を無線信号によってトラクタ２側に送信すればよい。また、表示部２２に加えて又は代えてＬＥＤなどの表示灯を設け、ライニング３７が過熱状態であると判定したときに所定の表示灯を点灯させてもよい。
【００５０】
次に、ブレーキ装置が正常に機能する通常の走行時におけるライニング３７の温度及び周辺温度の時間的変化と、ブレーキ引き摺り状態におけるライニング３７の温度及び周辺温度の時間的変化とについて説明する。
【００５１】
図７は、ブレーキ装置が正常に機能する通常の走行時において、車両を所定の車速Ｖａまで加速し、通常の適正な所定のブレーキ圧を付与して車両を停止させ、車両停止後に上記所定の車速Ｖａまで再加速し、上記所定のブレーキ圧を再度付与して車両を停止させるという発進停止パターンを繰り返した場合の、ライニング３７の表面温度、アンカーピンブラケット３４（図中ではアンカーピンと表示）の表面温度、及びブレーキシュー３６の裏面温度（ブレーキドラム３２との摺接面の裏側となる内周面の表面温度）のそれぞれの時間的変化の一例を示している。
【００５２】
図７に示されるように、ライニング３７の表面温度は、約１００分でＴrh℃近傍まで上昇した後、この温度を維持する。ブレーキシュー３６の裏面温度は、約１００分でＴsh℃（Ｔsh＜Ｔrh）近傍まで上昇した後、この温度を維持する。アンカーピンブラケット３４の表面温度は、約１５０分でＴah℃（Ｔah＜Ｔsh）近傍まで上昇した後、この温度を維持する。すなわち、この例では、通常の車両走行時におけるライニング３７、ブレーキシュー３６及びアンカーピンブラケット３４の上限温度は、それぞれＴrh℃、Ｔsh℃及びＴah℃であり、ブレーキシュー３６がＴsh℃に達した場合やアンカーピンブラケット３４がＴah℃に達した場合に、ライニング３７がＴrh℃に達して過熱状態となったと判断することができる。アンカーピンブラケット３４の表面温度を検出する本実施形態では、上記判定基準温度Ｔ１をＴah℃に設定し、アンカーピンブラケット３４の表面温度がＴah℃に達した場合に、ライニング３７が過熱状態であると判定する。なお、ブレーキシュー３６やダストカバー３３やアクスルチューブ５１の外面５１ａなどの他の部品や部分の温度をライニング３７の周辺温度として検出する場合には、基準温度を変更して設定すればよい（例えば、ブレーキシュー３６の場合は、上記のようにＴsh℃）。
【００５３】
図８は、一定速度Ｖｂで走行中の車両において、ブレーキ装置への圧縮空気の供給機能の故障により圧縮空気がブレーキ装置に常時供給されて、ライニング３７がブレーキドラム３２に常時押圧された状態（ブレーキ引き摺り状態）における、ライニング３７の表面温度、アンカーピンブラケット３４の表面温度、及びブレーキシュー３６の裏面温度のそれぞれの時間的変化の一例を示している。
【００５４】
図８に示されるように、圧縮空気が常時供給されたブレーキ引き摺り状態では、引き摺り開始から５００sec後にライニング３７がＴrh℃に達している。すなわち、図７に示す通常時に比べて、ブレーキ引き摺り状態のライニング３７は極めて短時間で過熱状態に達する。これに対し、５００sec後のブレーキシュー３６及びアンカーピンブラケット３４の温度は、それぞれＴｓ℃及び約Ｔａ℃であり、何れも上記上限温度未満（Ｔｓ＜Ｔsh、Ｔａ＜Ｔah）である。従って、ブレーキ引き摺り状態が発生してライニング３７の温度が短時間に急激に上昇した場合、ライニング３７の周辺温度と判定基準温度（上限温度）とを単純に比較するだけでは、ライニング３７が過熱状態か否かを判断できないことが判る。
【００５５】
次に、制御ユニット１５が実行する過熱判定処理について、図９及び図１０のフローチャートに基づいて説明する。制御ユニット１５は、例えばトラクタ２のエンジンの駆動中に、過熱判定処理を所定時間毎に繰り返して実行する。なお、ステップＳ３の処理は、上記第１の判定基準に従った処理であり、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理は、上記第２の判定基準に従った処理であり、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理は、上記第３の判定基準に従った処理であり、ステップＳ１６〜Ｓ２１の処理は、上記第４の判定基準に従った処理である。
【００５６】
過熱判定処理を開始すると、まず、温度センサ１１の検出温度（ライニング３７の周辺温度）Ｔを取得し（ステップＳ１）、圧力センサ１２の検出圧力（ブレーキ圧）Ｐを取得する（ステップＳ２）。
【００５７】
次に、周辺温度Ｔが基準判定温度Ｔ１以上であるか否かを判定し（ステップＳ３）、基準判定温度以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）は、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。なお、ライニング３７が過熱状態であると判定した場合は、本処理を終了すると共に、その後の過熱判定処理を繰り返して実行せず、当該判定を保持する。
【００５８】
ステップＳ３において、周辺温度Ｔが基準判定温度Ｔ１未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1と前々回の検出温度Ｔn-2と温度の検出時間間隔ΔＳとから、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳ＝（Ｔn-1−Ｔn-2）／ΔＳと、今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳ＝（Ｔｎ−Ｔn-1）／ΔＳとを算出し（ステップＳ５）、温度上昇率増加状態（ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳ）であるか否かを判断する（ステップＳ６）。なお、前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳは、前回の処理の実行時に既に算出した値であるため、各処理時において算出した温度上昇率を内部メモリに記憶しておき、前回の温度上昇率については再度算出せずに内部メモリから読み出して用いてもよい。
【００５９】
ステップＳ６において、温度上昇率増加状態であると判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ７）。計時していない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、第２の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ８）、ステップＳ９へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、そのままステップＳ９へ進む。
【００６０】
ステップＳ９では、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時が第２の基準時間に達したか否かを判定し、第２の基準時間に達している場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。一方、第２の基準時間未満の場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、ステップＳ１１へ進む。
【００６１】
ステップＳ６において、温度上昇率増加状態ではないと判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、第２の内部タイマのリセット（計時停止及びカウント値クリア）を実行した後（ステップＳ１０）、ステップＳ１１へ進む。
【００６２】
ステップＳ１１では、最新の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔn-1とを比較し、温度上昇状態（Ｔｎ＞Ｔn-1）であるか否かを判断する。
【００６３】
ステップＳ１１において、温度上昇状態であると判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ１２）。計時していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、第３の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ１３）、ステップＳ１４へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１４へ進む。
【００６４】
ステップＳ１４では、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時が第３の基準時間に達したか否かを判定し、第３の基準時間に達している場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。一方、第３の基準時間未満の場合（ステップＳ１４：ＮＯ）は、ステップＳ１６へ進む。
【００６５】
ステップＳ１６では、最新の検出圧力Ｐｎが正圧（Ｐｎ＞０）であり、且つ最新の検出圧力Ｐｎと前回の検出圧力Ｐn-1との差ΔＰ＝│Ｐｎ−Ｐn-1│が所定の圧力Ｐ０以下（ΔＰ≦Ｐ０）となる正圧安定状態であるか否かを判断する。
【００６６】
ステップＳ１６において、正圧安定状態であると判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時をすでに開始しているか否か（計時中か否か）を判定する（ステップＳ１７）。計時していない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、第１の内部タイマによる計時を開始した後（ステップＳ１８）、ステップＳ１９へ進む。一方、計時中の場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、そのままステップＳ１９へ進む。
【００６７】
ステップＳ１９では、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時が第１の基準時間に達したか否かを判定し、第１の基準時間に達している場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２０へ進む。
【００６８】
ステップＳ２０では、ステップＳ５で算出した前回の温度上昇率ΔＴn-1／ΔＳと今回の温度上昇率ΔＴｎ／ΔＳとを用いて、ステップＳ６と同様に、温度上昇率増加状態（ΔＴｎ／ΔＳ＞ΔＴn-1／ΔＳ）であるか否かを判断し、温度上昇率増加状態であると判断した場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する（ステップＳ４）。
【００６９】
ステップＳ１６において、正圧安定状態ではないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、第１の内部タイマのリセット（計時停止及びカウント値クリア）を実行した後（ステップＳ２１）、本処理を終了する。また、ステップＳ１９において、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時が第１の基準時間に達していないと判定した場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、及びステップ２０において、温度上昇率増加状態ではないと判断した場合（ステップＳ２０：ＮＯ）も、本処理を終了する。
【００７０】
本実施形態によれば、リレーバルブ１９が適正に機能する状態、すなわちブレーキ圧信号に応じてリレーバルブ１９が適正圧の圧縮空気をブレーキ装置に供給する状態において、運転者がブレーキ操作を行っていない場合（ブレーキペダルを踏み込んでいない場合）、リレーバルブ１９はブレーキ装置に圧縮空気を供給せず、圧力センサ１２の検出圧力Ｐはゼロに維持され、ライニング３７がブレーキドラム３２に摺接せず、温度センサ１１の検出温度Ｔは環境温度から上昇しない。従って、制御ユニット１５は、検出温度Ｔが判定基準温度未満であり（ステップＳ３：ＮＯ）、温度上場率増加状態ではなく（ステップＳ６：ＮＯ）、温度上昇状態ではなく（ステップＳ１１：ＮＯ）、正圧安定状態ではないと判断し、ライニング３７が過熱状態ではないと判定する。
【００７１】
また、リレーバルブ１９が適正に機能する状態において、車両を停止又は減速するために運転者が適正なブレーキ操作でブレーキペダルを踏み込んだ場合、リレーバルブ１９は、ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気をブレーキ装置に供給する。この状態では、検出温度Ｔが判定基準温度に達することがなく（ステップＳ３：ＮＯ）、第２の内部タイマによる温度上昇率増加継続時間の計時が第２の基準時間に達してしまうことがなく（ステップＳ９：ＮＯ）、第３の内部タイマによる温度上昇継続時間の計時が第３の基準時間に達してしまうことがなく（ステップＳ１４：ＮＯ）、また、ブレーキ装置に供給される圧縮空気の圧力が大きく変動し、圧力センサ１２の検出圧力Ｐの変動量が所定範囲を超える（ステップＳ１６：ＮＯ）、若しくは検出圧力Ｐの変動量が所定範囲に維持されても第１の基準時間以上継続して維持されることがない（ステップＳ１９：ＮＯ）。このため、制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態ではないと判定する。
【００７２】
また、リレーバルブ１９が適正に機能する状態において、坂道を走行中の車両の運転者が、急なブレーキ操作と操作解除とを短い時間間隔で継続して繰り返したり、弱いブレーキ操作を継続して行うことなどの不適正なブレーキ操作に起因して、検出温度Ｔが判定基準温度に達した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）や、温度上昇率増加状態が第２の基準時間以上継続した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）や、温度上昇状態が第３の基準時間以上継続した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御ユニット１５は、ライニング３７が過熱状態であると判定し、この判定結果を、表示部２２の画像や音声出力部２３からの音声等によって運転者に報知する。従って、運転者の不適正なブレーキ操作に起因してライニング３７が過熱状態に達してしまう状況下であることを、運転者は早期に認識することができる。
【００７３】
一方、リレーバルブ１９に不備が発生し、運転者がブレーキ操作を解除しているにも拘わらず定圧の圧縮空気がブレーキ装置に継続して供給されてライニング３７がブレーキドラム３２に継続して摺接していると、検出圧力Ｐは正圧で且つ所定時間毎の変動量は所定範囲内に維持される。また、ライニング３７が過熱状態となると、検出温度Ｔは温度上昇率増加状態となる。このため、制御ユニット１５は、正圧安定状態であると判断し（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、第１の内部タイマによる正圧安定状態継続時間の計時を開始又は継続し、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したとき（ステップＳ１９：ＹＥＳ）に、温度上昇率増加状態であると判断し（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ライニング３７が過熱状態であると判定する。
【００７４】
すなわち、リレーバルブ１９の不備に起因してライニング３７がブレーキドラム３２に継続して摺接し、ライニング３７の温度が短時間に急上昇する状況下において、正圧安定状態継続時間が第１の基準時間に達したときに、ライニング３７が過熱状態であると判定される。このため、リレーバルブ１９の不備に起因してライニング３７の温度が短時間に急上昇して過熱状態に達してしまう状況下であることを、早期に且つ確実に検知することができる。
【００７５】
また、トラクタ２の車室内の運転者は、表示部２２や音声出力部２３からの報知によって、ライニング３７が過熱状態である若しくは過熱状態となる可能性が極めて高いことを早期に認識することができ、車両の停止等により、ライニング３７の過熱に起因した発火等を未然に防止することができる。
【００７６】
また、エンジンなどの車両の駆動源を有さずにトラクタ２によって牽引されるトレーラ３側には、温度センサ１１と圧力センサ１２と計測部１６と送信器１７という必要最小限の構成だけを設けているので、トレーラ３側での消費電力を最小限に抑えることができる。さらに、複数のトレーラから一つのトレーラを選択して牽引するトラクタ２側に、制御ユニット１５を設けているので、高価な電子部品からなる制御ユニット１５を複数のトレーラに個々に設ける必要がなく、全体としてコストの低減を図ることができる。
【００７７】
なお、上記実施形態では、ドラムブレーキ３０に本発明を適用した例を示したが、本発明は、例えばディスブレーキのような他のタイプのブレーキ装置に対しても適用可能である。また、上記実施形態では、トラクタとトレーラとからなる車両に本発明を適用した例を示したが、本発明は、トラックなどの他のタイプの車両に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 車両
２ トラクタ
３ トレーラ
１０ 過熱判定装置
１１ 温度センサ（温度検出手段）
１２ 圧力センサ（圧力検出手段）
１５ 制御ユニット（計時手段、判定手段）
１７ 送信器（送信手段）
１８ 受信器（受信手段）
１９ リレーバルブ（空気供給手段）
２０ 過熱報知装置
２２ 表示部（報知手段）
２３ 音声出力部（報知手段）
３０ ドラムブレーキ（ブレーキ装置）
３１ ブレーキシューユニット
３２ ブレーキドラム（回転部材）
３３ ダストカバー
３４ アンカーピンブラケット
３５ カムブラケット
３６ ブレーキシュー
３７ ライニング（摩擦制動部材）
４０ カム
５０ アクスルシャフト
５１ アクスルチューブ
５１ａ アクスルチューブの車幅方向端部の外面
５２ ホイール
５３ タイヤ（車輪）
５４ ブレーキチャンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気を供給する空気供給手段と、この空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて該車輪を制動するブレーキ装置と、を有するブレーキシステムにおける過熱判定装置であって、
前記空気供給手段から前記ブレーキ装置へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段が検出した圧力が正圧であり且つ所定時間毎の圧力の変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断する圧力変動判断手段と、
前記圧力変動判断手段による判断結果が連続して前記正圧安定状態となる時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する過熱判定手段と、を備えた
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過熱判定装置であって、
前記空気供給手段は、圧縮空気が流入する流入口と、この流入口から流入した圧縮空気を前記ブレーキ圧信号に応じた圧力で前記ブレーキ装置に対して供給する流出口と、を有するリレーバルブを含み、
前記圧力検出手段は、前記リレーバルブの流出口に設けられている
ことを特徴とするブレーキ装置の加熱判定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の過熱判定装置であって、
前記摩擦制動部材の近傍で、車体側に取り付けられて当該摩擦制動部材の周辺温度を所定時間毎に検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度の上昇率が増加している温度上昇率増加状態か否かを判断する温度上昇率増加判断手段と、を備え、
前記過熱判定手段は、前記計時手段が計時した時間が前記所定の基準時間に達したときであって、前記温度上昇率増加状態であると前記温度上昇率増加判断手段が判断した場合に、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の過熱判定装置であって、
前記温度上昇率増加判断手段による判断結果が連続して前記温度上昇率増加状態となる時間を計時する第２の計時手段を備え、
前記過熱判定手段は、前記第２の計時手段が計時した時間が所定の第２の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の過熱判定装置であって、
前記温度検出手段が検出した前記所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度が上昇している温度上昇状態か否かを判断する温度上昇判断手段と、
前記温度上昇判断手段による判断結果が連続して前記温度上昇状態となる時間を計時する第３の計時手段とを備え、
前記過熱判定手段は、前記第３の計時手段が計時した時間が所定の第３の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項６】
請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の過熱判定装置であって、
前記ブレーキ装置は、摩擦制動部材としてのライニングを前記回転部材としてのブレーキドラムに摺接するドラムブレーキであり、
前記温度検出手段は、前記ライニングが固定されるブレーキシュー、車体側に固定されて前記ブレーキシューを揺動自在に支持するアンカーピンブラケット、車体側に固定されてホイールを回転自在に支持するアクスルチューブ、又は車体側に固定されて前記ライニングの車幅方向内側近傍を覆うダストカバーに取り付けられる
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項７】
ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気を供給する空気供給手段と、この空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて該車輪を制動するブレーキ装置とが、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられたブレーキシステムにおける過熱警報装置であって、
請求項３〜請求項６の何れか一項に記載の過熱判定装置と、報知手段と、を備え、
前記過熱判定装置は、前記圧力検出手段が検出した圧力を示す圧力情報と前記温度検出手段が検出した周辺温度を示す温度情報とを無線信号によって送信する送信手段と、この送信手段が送信した無線信号を受信する受信手段と、を有し、
前記圧力検出手段と前記温度検出手段と前記送信手段とは、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられ、
前記圧力変動判断手段と前記計時手段と前記温度上昇判断手段と前記過熱判定手段と前記受信手段とは、前記トラクタに設けられ、
前記受信手段は、受信した圧力情報を前記圧力変動判断手段に出力し、受信した温度情報を前記温度上昇判断手段に出力し、
前記報知手段は、前記トラクタの車室内に設けられ、前記摩擦制動部材が過熱状態であると前記過熱判定手段が判定したとき、これを前記車室内の運転者に報知する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱警報装置。
【請求項１】
ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気を供給する空気供給手段と、この空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて該車輪を制動するブレーキ装置と、を有するブレーキシステムにおける過熱判定装置であって、
前記空気供給手段から前記ブレーキ装置へ供給される圧縮空気の圧力を所定時間毎に検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段が検出した圧力が正圧であり且つ所定時間毎の圧力の変動量が所定範囲内に維持されている正圧安定状態か否かを判断する圧力変動判断手段と、
前記圧力変動判断手段による判断結果が連続して前記正圧安定状態となる時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が計時した時間が所定の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する過熱判定手段と、を備えた
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過熱判定装置であって、
前記空気供給手段は、圧縮空気が流入する流入口と、この流入口から流入した圧縮空気を前記ブレーキ圧信号に応じた圧力で前記ブレーキ装置に対して供給する流出口と、を有するリレーバルブを含み、
前記圧力検出手段は、前記リレーバルブの流出口に設けられている
ことを特徴とするブレーキ装置の加熱判定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の過熱判定装置であって、
前記摩擦制動部材の近傍で、車体側に取り付けられて当該摩擦制動部材の周辺温度を所定時間毎に検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段が検出した前記所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度の上昇率が増加している温度上昇率増加状態か否かを判断する温度上昇率増加判断手段と、を備え、
前記過熱判定手段は、前記計時手段が計時した時間が前記所定の基準時間に達したときであって、前記温度上昇率増加状態であると前記温度上昇率増加判断手段が判断した場合に、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の過熱判定装置であって、
前記温度上昇率増加判断手段による判断結果が連続して前記温度上昇率増加状態となる時間を計時する第２の計時手段を備え、
前記過熱判定手段は、前記第２の計時手段が計時した時間が所定の第２の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の過熱判定装置であって、
前記温度検出手段が検出した前記所定時間毎の周辺温度に基づいて、該周辺温度が上昇している温度上昇状態か否かを判断する温度上昇判断手段と、
前記温度上昇判断手段による判断結果が連続して前記温度上昇状態となる時間を計時する第３の計時手段とを備え、
前記過熱判定手段は、前記第３の計時手段が計時した時間が所定の第３の基準時間に達したときに、前記摩擦制動部材が過熱状態であると判定する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項６】
請求項３〜請求項５の何れか一項に記載の過熱判定装置であって、
前記ブレーキ装置は、摩擦制動部材としてのライニングを前記回転部材としてのブレーキドラムに摺接するドラムブレーキであり、
前記温度検出手段は、前記ライニングが固定されるブレーキシュー、車体側に固定されて前記ブレーキシューを揺動自在に支持するアンカーピンブラケット、車体側に固定されてホイールを回転自在に支持するアクスルチューブ、又は車体側に固定されて前記ライニングの車幅方向内側近傍を覆うダストカバーに取り付けられる
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱判定装置。
【請求項７】
ブレーキ圧信号に応じた圧力で圧縮空気を供給する空気供給手段と、この空気供給手段から供給された圧縮空気の圧力に応じた押圧力で車体側の摩擦制動部材を車輪側の回転部材に摺接させて該車輪を制動するブレーキ装置とが、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられたブレーキシステムにおける過熱警報装置であって、
請求項３〜請求項６の何れか一項に記載の過熱判定装置と、報知手段と、を備え、
前記過熱判定装置は、前記圧力検出手段が検出した圧力を示す圧力情報と前記温度検出手段が検出した周辺温度を示す温度情報とを無線信号によって送信する送信手段と、この送信手段が送信した無線信号を受信する受信手段と、を有し、
前記圧力検出手段と前記温度検出手段と前記送信手段とは、トラクタによって牽引されるトレーラに設けられ、
前記圧力変動判断手段と前記計時手段と前記温度上昇判断手段と前記過熱判定手段と前記受信手段とは、前記トラクタに設けられ、
前記受信手段は、受信した圧力情報を前記圧力変動判断手段に出力し、受信した温度情報を前記温度上昇判断手段に出力し、
前記報知手段は、前記トラクタの車室内に設けられ、前記摩擦制動部材が過熱状態であると前記過熱判定手段が判定したとき、これを前記車室内の運転者に報知する
ことを特徴とするブレーキ装置の過熱警報装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４６２７０（Ｐ２０１１−４６２７０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６１６０（Ｐ２００９−１９６１６０）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２２９９００）日本フルハーフ株式会社 (93)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（０００２２９９００）日本フルハーフ株式会社 (93)
【Ｆターム（参考）】
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