(57)【要約】【課題】ＭＲ流体のような機能性流体を用いて制動力を発生する場合に、制動力の失陥に影響を及ぼす異常な状態を、特別なセンサを設置することなく検出すること。【解決手段】回転部材１２と固定部材１１との間の空間１３に充填したＭＲ流体１４等の機能性流体に印加する磁場により制動力を発生する。制動力の失陥を検知するために、前記機能性流体に対して磁界１６を印加する電気コイル１５におけるインダクタンスの変化を異常検知部が検知する。充填された機能性流体の容量が減少したり、機能性流体中に分散している粒子の凝集などが発生した場合にはインダクタンスが低下するので、それを異常として検知する。ステップ状の電圧変化に対する電流応答特性の変化、又は交流信号に対するインピーダンスの変化として、インダクタンスを検知する。温度変化を補正する。【選択図】図１
2020100206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイルと、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部、
を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
前記電気コイルの近傍における温度を検知する温度検知部、を備え、
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
請求項１に記載のブレーキ装置。
【請求項３】
前記異常検知部は、前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、および所定の交流電気信号に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
請求項１又は請求項２に記載のブレーキ装置。
【請求項４】
固定部材と、前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイルと、を有するブレーキ装置の異常を検知するための異常検出方法であって、
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知することを特徴とする異常検出方法。
【請求項５】
前記電気コイルの近傍における温度を検知し、検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
ことを特徴とする請求項４に記載の異常検出方法。
【請求項６】
前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、および所定の交流電気信号に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の車輪等に制動をかけるために利用可能なブレーキ装置および異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車においては、車輪に制動をかけるブレーキ装置として油圧ブレーキが搭載されている。油圧ブレーキは、ブレーキペダルが踏み込まれた力を、ブレーキブースターで増大し、マスターシリンダーによって油圧に変換する。その圧力は、ブレーキオイルで満たされている配管を伝わり、各車輪に装着されたブレーキ機構に届く。ブレーキの作動に必要なブレーキオイルはブレーキ・リザーバ・タンクに貯蔵されている。
【０００３】
したがって、ブレーキオイルが液漏れなどに起因して不足する状態になると、ブレーキ力の失陥が発生する。このようなブレーキ力の失陥を防止するために、通常はブレーキ・リザーバ・タンク内に液面の高さを検知するセンサが設置されている。このセンサは、ブレーキ・リザーバ・タンク内の液面の高さをフロートの位置により検知し、ブレーキオイルの量が不足する場合に警報を発するようになっている。
【０００４】
一方、例えば特許文献１のブレーキ装置は、ＭＲ（Magneto Rheological）流体を用いた特別な構造のブレーキ装置の技術を示している。すなわち、回転側ディスクと静止側ディスクとを交互に配置したディスク収容空間に、ＭＲ流体を充填する。そして、制動時には、印加装置を構成する電磁コイルに電流を通電する事で、ヨークとして機能するケーシングに磁気回路を形成し、ＭＲ流体に磁場を印加する。これにより、ＭＲ流体の見かけ上の粘度を変化させ、回転側ディスクに回転抵抗を付与する。又、制動力を補完する必要がある場合には、押圧機構を駆動して、回転側ディスクと静止側ディスクを直接接触させる。
【０００５】
一方、特許文献２には、磁性流体が磁気シール装置の外部へ漏れ出ることを検知する磁気シール装置が開示されている。この磁気シール装置は、回転軸のまわりに配置された複数の円環状のポールピースと、回転軸とポールピースの間に磁気回路を形成する複数の円環状の磁石と、ポールピースと回転軸との間に充填された磁性流体とを有する。また、磁気シールユニットと真空室との間に、回転軸を中心として渦巻き状に配列された２本の導電線を備えたインピーダンス素子が設けられる。真空室側へ漏れ出る少量の磁性流体が、インピーダンス素子内の各導電線の上に付着すると、インピーダンスに変化が生じ、それにより磁性流体の漏れが検知される。また、インダクタンス変化を利用して磁性流体の漏れを検出する場合には、高精度の磁性流体検知は期待できない可能性について、段落［０００６］で言及されている。
【０００６】
また、特許文献３には、周囲の状態の変化につれて流動する磁性流体と該磁性流体の変位を検知する磁気検知素子とより成る周囲状態変化検出装置が開示されている。具体的には、周囲状態変化検出装置は、圧力あるいは温度等の変化による液状強磁性流体の移動あるいは膨張等の変位を磁気検知素子によって検知すること、および磁気ヘッドを利用して液状強磁性体の変位をリアクタンス変化、インダクタンス変化あるいは相互インダクタンス変化として検知することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−１１６０１３号公報
【特許文献２】特開平７−１９０２０１号公報
【特許文献３】特開昭５０−３２９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば特許文献１のように磁気機能性流体を用いたブレーキ装置においては、磁気機能性流体の一部分が内部空間から外側に漏れ出して容量（総量）が減少したような場合に、ブレーキ装置内で作動する磁気機能性流体の量が不足し、十分な制動力が得られなくなると考えられる。したがって、油圧ブレーキの場合と同じように、利用可能な磁気機能性流体の量が十分あるかどうかを把握する必要がある。
【０００９】
しかしながら、磁気機能性流体は一般的なブレーキオイルと比べると非常に粘性が高いので、磁気機能性流体の量を検知するためにフロートのようなセンサを利用することができない。また、磁気機能性流体を用いたブレーキ装置の場合には、その性質上、磁気機能性流体が各車輪のホイール内の空間に配置される可能性が高いので、油圧ブレーキの場合のようにリザーバタンクを使用することができない。
【００１０】
また、磁気機能性流体を用いたブレーキ装置の場合には、磁気機能性流体特有の不具合が発生する可能性がある。すなわち、磁気機能性流体の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿し、媒質と磁性体とが分離した状態になる可能性がある。その場合も、十分な制動力が得られなくなる可能性が高い。
【００１１】
一方、特許文献２の技術では、磁性流体が装置の外部へ漏れ出ることを検知可能であるが、利用可能な磁性流体の量が十分であるかどうかを把握することはできない。また、特別なインピーダンス素子を設置しなければならないので、構造が複雑になりコストも増大する。
【００１２】
また、特許文献３の技術を利用する場合には、圧力あるいは温度等の変化による液状強磁性流体の移動あるいは膨張等の変位を検知可能であるが、液状強磁性流体の量が十分であるかどうかを把握することはできない。また、特別な磁気検知素子を設置しなければならないので、構造が複雑になりコストも増大する。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＭＲ流体のような機能性流体を用いて制動力を発生する場合に、制動力の失陥に影響を及ぼす異常な状態を、特別なセンサを設置することなく検出可能なブレーキ装置および異常検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために、本発明に係るブレーキ装置および異常検出方法は、下記（１）〜（６）を特徴としている。
（１）  固定部材と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイルと、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部、
を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
【００１５】
（２）  前記電気コイルの近傍における温度を検知する温度検知部、を備え、
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
ことを特徴とする上記（１）に記載のブレーキ装置。
【００１６】
（３）  前記異常検知部は、前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、および所定の交流電気信号に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のブレーキ装置。
【００１７】
（４）  固定部材と、前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイルと、を有するブレーキ装置の異常を検知するための異常検出方法であって、
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知することを特徴とする異常検出方法。
【００１８】
（５）  前記電気コイルの近傍における温度を検知し、検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
ことを特徴とする上記（４）に記載の異常検出方法。
【００１９】
（６）  前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、および所定の交流電気信号に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする上記（５）に記載の異常検出方法。
【００２０】
上記（１）の構成のブレーキ装置及び上記（４）の構成の異常検出方法によれば、機能性流体に印加する磁場を形成するための電気コイルを機能性流体の異常検知に利用するので、特別なセンサを設置する必要がない。例えば、ＭＲ流体のような機能性流体は、通常は媒質中に鉄粉などの強磁性体が分散した状態で存在しているので、このような機能性流体に磁場を印加する電気コイルのインダクタンスは、機能性流体の状況に依存して変化する。例えば、空間内で機能性流体の総量が異常に減少して制動力の失陥が生じる状態では、インダクタンスが正常時に比べて大きく低下するので、制動力の失陥を検知できる。また、機能性流体の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿し、媒質と磁性体とが分離した状態になった場合にも、電気コイルのインダクタンスが正常時に比べて大きく低下するので、制動力の失陥を検知できる。
【００２１】
上記（２）の構成のブレーキ装置及び上記（５）の構成の異常検出方法によれば、機能性流体に起因して制動力の失陥が発生する状況か否かを正しく識別することが可能になる。すなわち、ＭＲ流体のような機能性流体は、その総量に変化がなくても、媒質中の磁性体の分散状況は周囲温度の影響で変化するので、温度に依存して前記電気コイルのインダクタンスが変化すると考えられる。したがって、検知した温度の変動分を補正して前記異常の検知に反映することにより、機能性流体の総量が大きく低下した状態か否かを正しく識別できる。
【００２２】
上記（３）の構成のブレーキ装置及び上記（６）の構成の異常検出方法によれば、制動力の失陥に関連する電気コイルのインダクタンス変化を容易に検知できる。すなわち、電気コイルのインダクタンスが変化すると、電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、例えば立ち上がり時間などが変動するので、この変動に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知できる。また、交流電気信号を利用することにより、電気コイルのインダクタンス変化をインピーダンス変化として検知できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のブレーキ装置および異常検出方法によれば、ＭＲ流体のような機能性流体を用いて制動力を発生する場合に、制動力の失陥に影響を及ぼす異常な状態を、特別なセンサを設置することなく検出できる。
【００２４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施形態のブレーキ装置における主要部の構成例を示す縦断面図であり、それぞれ内部空間に充填されたＭＲ流体の総量が互いに異なる状態を表す。
【図２】図２は、実施形態のブレーキ装置を監視するシステムの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態のブレーキ装置を監視するシステムの変形例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態のブレーキ装置の電気コイルに対してステップ状に電圧を印加したときの立ち上がり電流特性の例を示す波形図である。
【図５】図５は、図２に示したシステムの動作例を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、図２に示したブレーキ監視回路２１の動作例−１を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図２に示したブレーキ監視回路２１の動作例−２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】
【００２６】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００２７】
＜ブレーキ装置の構成＞
図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施形態のブレーキ装置１０における主要部の構成例を示す縦断面図であり、それぞれ内部空間に充填されたＭＲ流体の総量が互いに異なる２種類の状態を表している。
【００２８】
図１（ａ）、図１（ｂ）のブレーキ装置１０に関する基本的な動作原理は、例えば特許文献１に示されている公知のブレーキ装置と同様である。すなわち、空間１３内にＭＲ流体１４が充填されており、電気コイル１５の発生する磁場がＭＲ流体１４に印加される。磁場の印加によりＭＲ流体１４の粘度等の特性が変化し、固定部材１１と回転部材１２との間の相対的な回転運動に対して抵抗を付与し、制動力を発生する。電気コイル１５の通電を止めて磁場を解除すると、制動も解除される。
【００２９】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示したブレーキ装置１０の代表的な用途としては、自動車の車輪の回転に対して制動をかける一般的なブレーキ装置が想定される。したがって、ブレーキ装置１０を構成する固定部材１１は、例えば一般的なブレーキキャリパーと同じように各車輪の近傍で、車体側に固定される。また、回転部材１２は、各車輪と共に回動するハブやブレーキディスクなどに連結される。
【００３０】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示した例では、回転部材１２にブレーキディスク１２ａが形成されている。また、固定部材１１は、回転部材１２の外周およびブレーキディスク１２ａの外側を囲むような形状に形成されている。したがって、ＭＲ流体１４を収容可能な空間１３が、固定部材１１と回転部材１２との間に形成されている。固定部材１１と回転部材１２との間の隙間は、ＭＲ流体１４が漏れ出さないように、且つ回転部材１２が回転自在な状態になるように、ベアリングや所定のシール部材でシールされている。
【００３１】
固定部材１１の磁性体ヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、間隔を空けた状態でブレーキディスク１２ａの表面および裏面を回転軸方向における外側から挟み込むような形状になっている。また、この磁性体ヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、例えば鉄などの強磁性体により形成されている。そして、磁性体ヨーク１１ａの外側に電気コイル１５が巻回されている。
【００３２】
したがって、例えば電気コイル１５に所定の直流電圧を印加すると、磁界１６が発生する。電気コイル１５で発生した磁界１６は、磁気抵抗の小さい経路を通るので、図１（ａ）、図１（ｂ）中に矢印で示したように、磁性体ヨーク１１ａ、１１ｂ、ＭＲ流体１４、ブレーキディスク１２ａ、ＭＲ流体１４、磁性体ヨーク１１ｃ、１１ａを順番に通るような磁路が形成される。
【００３３】
ＭＲ流体（Magneto Rheological Fluid）１４は、例えば油などの液体中に、鉄粉のような強磁性体粒子が多数分散した状態で存在しているものである。強磁性体粒子の粒径は、数［μｍ］程度である。したがって、空間１３内でＭＲ流体１４が充填されている箇所は磁気抵抗が小さくなり、磁界１６の磁路になる。
【００３４】
一方、このブレーキ装置１０を使用する場合には、通常は図１（ａ）に示すように十分な量のＭＲ流体１４が空間１３内に充填される。これにより、例えばＭＲ流体１４とブレーキディスク１２ａとの接触面積や、ＭＲ流体１４と磁性体ヨーク１１ｂ、１１ｃとの接触面積が大きくなるため十分に大きな制動力が得られる。
【００３５】
しかし、例えばシール部分の劣化などに起因して、ＭＲ流体１４の一部分が空間１３の外側に漏れ出す可能性が考えられる。また、漏れ出したＭＲ流体１４の量が多くなると、図１（ｂ）に示すように、ＭＲ流体１４の流体液面レベルＬ１がＬ２程度まで低下することになる。その場合、例えばＭＲ流体１４とブレーキディスク１２ａとの接触面積や、ＭＲ流体１４と磁性体ヨーク１１ｂ、１１ｃとの接触面積が小さくなるため制動力の失陥が生じやすくなる。
【００３６】
また、ＭＲ流体１４は一般的なブレーキオイルと比べると非常に粘性が高いので、ＭＲ流体１４の量や流体液面レベルＬ１、Ｌ２を検知するためにフロートのようなセンサを利用することはできない。また、ＭＲ流体１４を用いたブレーキ装置の場合には、その性質上、ＭＲ流体１４が各車輪のホイール内の空間に配置される可能性が高いので、油圧ブレーキの場合のようにリザーバタンクを使用することができない。
【００３７】
また、ＭＲ流体１４を用いたブレーキ装置の場合には、ＭＲ流体１４の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿し、媒質と磁性体とが分離した状態になる可能性がある。その場合も、十分な制動力が得られなくなる可能性が高い。
【００３８】
そこで、本発明の実施形態においては、流体液面レベルＬ１の低下のような量の減少や、ＭＲ流体１４における媒質と磁性体との分離などのように、制動力の失陥に影響を及ぼす可能性のあるＭＲ流体１４の異常状態を、電気コイル１５におけるインダクタンスの変化を利用して検知する。
【００３９】
すなわち、図１（ａ）のようにＭＲ流体１４の量が十分にある場合には、磁界１６の磁路における磁気抵抗が比較的小さくなるため電気コイル１５のインダクタンスは比較的大きくなる。一方、図１（ｂ）のように流体液面レベルＬ２程度までＭＲ流体１４の量が減少すると、磁界１６の磁路における磁気抵抗が比較的大きくなるため電気コイル１５のインダクタンスは比較的小さくなる。また、ＭＲ流体１４の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿した場合には、ＭＲ流体１４の量が流体液面レベルＬ１のままであっても、磁界１６の磁路における磁気抵抗が比較的大きくなるため電気コイル１５のインダクタンスは比較的小さくなる。
【００４０】
＜監視システムの構成例＞
図１（ａ）、図１（ｂ）に示したブレーキ装置１０を監視するシステムの構成例を図２に示す。
【００４１】
図２に示したシステムにおいては、自動車のブレーキペダルを踏み込んだときに、ブレーキ系統の電気信号ＳＧ１にステップ状の直流電圧が現れ、この電圧がブレーキ装置１０の電気コイル１５に印加される。電気コイル１５に直流電圧を印加すると、電流が流れて磁界１６が発生し、ＭＲ流体１４に磁場が印加され、制動力が発生する。
【００４２】
図２に示した構成においては、抵抗器で構成される電流検出器２５が電気コイル１５と直列に接続されているので、電気コイル１５に流れる電流の大きさに比例した電圧を、電気信号ＳＧ６として生成することができる。ステップ信号発生回路２２は、電気信号ＳＧ１と同じようなステップ状の直流電圧を必要に応じて、電気信号ＳＧ２として電気コイル１５に印加することができる。すなわち、ブレーキペダルの踏み込みが発生しない時であっても、ブレーキの診断のために、ステップ信号発生回路２２を用いてステップ状の直流電圧を電気コイル１５に印加することができる。
【００４３】
ブレーキ監視回路２１は、例えばマイクロコンピュータを内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成される。詳細については後述するが、ブレーキ監視回路２１は、電気コイル１５にステップ状の直流電圧を印加したときに流れる電流の立ち上がり特性に基づいて、電気コイル１５のインダクタンス変化を把握できる。
【００４４】
例えば、図１（ｂ）に示すようにＭＲ流体１４の量が異常に減少した場合や、ＭＲ流体１４の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿し、媒質と磁性体とが分離した場合には、ブレーキ監視回路２１は電気コイル１５のインダクタンスの異常な減少を検知し、制動力の失陥を把握する。制動力の失陥が発生した場合には、ブレーキ監視回路２１は電気信号ＳＧ７により警報部２４で警報を出力することができる。警報部２４は、例えばブレーキの異常を知らせるランプやブザーなどで構成される。
【００４５】
また、図２に示すシステムは、ブレーキ装置１０の近傍における周囲温度を検知するための温度センサ２３を備えている。本実施形態では、温度センサ２３の出力は、温度変化に伴うＭＲ流体１４の状態変化の影響を補正するために用いられる。なお、温度センサ２３を用いる代わりに、電気コイル１５のコイル抵抗Ｒｔから次式を用いてコイル温度Ｔを算出し、この値を用いるようにしてもよい。
Ｔ＝（Ｒｔ／Ｒ０−１）／ａ＋Ｔ０
Ｔ：コイル温度
Ｔ０：基準温度
Ｒ０：基準温度Ｔ０のときのコイル抵抗
Ｒｔ：電圧センサと電流センサから算出したコイル抵抗
ａ：使用する物質に応じた温度係数
【００４６】
ブレーキ監視回路２１は、車体側から車速を表す電気信号ＳＧ４を入力することにより、自車両の状態を把握することができる。例えば、車速から自車両が停止状態であることを把握し、且つブレーキ系統の電気信号ＳＧ１に直流電圧が現れていないときには、ステップ信号発生回路２２の出力する電気信号ＳＧ２によりステップ状の直流電圧を電気コイル１５に印加してブレーキの診断を行うことができる。ブレーキ監視回路２１は、電気信号ＳＧ３でステップ信号発生回路２２の状態を制御できる。
【００４７】
＜監視システムの変形例＞
図２に示したシステムの変形例を図３に示す。図３に示したシステムは、交流信号発生回路２２Ｂを備えている。ブレーキ監視回路２１Ｂは、ＭＲ流体１４の量が異常に減少した場合や、ＭＲ流体１４の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿した場合のような異常を、電気コイル１５の交流に対するインピーダンスの変化として検出する。
【００４８】
交流信号発生回路２２Ｂは、ブレーキ系統の電気信号ＳＧ１に直流電圧が現れていないときに、事前に定めた周波数の正弦波などの交流の電気信号ＳＧ２Ｂを出力することができる。交流の電気信号ＳＧ２Ｂを電気コイル１５に印加することにより、インピーダンスを把握することが可能になる。電気信号ＳＧ２Ｂの電圧の振幅は一定である。
【００４９】
ＭＲ流体１４に前述のような異常が発生すると、電気コイル１５のインダクタンスが減少し、電気コイル１５のインピーダンスも変化する。電気コイル１５に交流の電気信号ＳＧ２Ｂを印加した状態では、電気コイル１５に印加される交流の電圧の値と、電気コイル１５に流れる電流の値とに基づいて電気コイル１５のインピーダンスを算出できる。電流検出器２５の影響については、その抵抗値が一定でありしかも既知であるので、計算により補正できる。
【００５０】
例えば電気コイル１５を流れる電流の値（実効値）Ｉｃは次式で表される。
Ｉｃ＝Ｅ／Ｚ
Ｚ＝Ｚ１＋Ｒ０
Ｚ１＝２πｆ・Ｌｘ＋Ｒｘ
Ｅ：電気信号ＳＧ２Ｂの交流電圧の実効値
Ｚ：電気コイル１５と電流検出器２５の直列回路のインピーダンス
Ｚ１：電気コイル１５のインピーダンス
Ｌｘ：電気コイル１５のインダクタンス
Ｒｘ：電気コイル１５の直流抵抗
ｆ：交流信号の周波数
Ｒ０：電流検出器２５の抵抗値
【００５１】
したがって、電気信号ＳＧ６から算出可能な電流値Ｉｃに基づいて、インピーダンスＺ１やインダクタンスＬｘを把握することができる。
ブレーキ監視回路２１Ｂは、電気コイル１５のインピーダンスの異常を検知すると、ブレーキ装置１０における制動力の失陥を把握し、電気信号ＳＧ７を制御して警報部２４に警報を出力させる。
【００５２】
＜電気コイル１５の電流立ち上がり特性＞
図２に示したブレーキ装置の電気コイル１５に対してステップ状に直流電圧を印加したときの立ち上がり電流特性の例を図４に示す。
【００５３】
図４に示した時間０のタイミングで電気コイル１５に直流電圧を印加すると、電気コイル１５のインダクタンスの影響により図４の電流特性Ｃｉ０、又はＣｉ１のように時間の経過に伴って指数関数的に電流が上昇する。図４に示した電流特性Ｃｉ０はブレーキ装置１０の空間１３内に十分な量のＭＲ流体１４が充填されている場合の特性であり、電流特性Ｃｉ１は空間１３内にＭＲ流体１４が存在しない場合の特性である。
【００５４】
つまり、ブレーキ装置１０の空間１３内にＭＲ流体１４が存在しない場合には、電気コイル１５のインダクタンスが比較的小さいため電流の立ち上がりが早くなる。また、空間１３内に十分な量のＭＲ流体１４が充填されている場合には電気コイル１５のインダクタンスが大きくなるため電流の立ち上がりが遅くなる。
【００５５】
＜システムの動作タイミング＞
図２に示したシステムの動作タイミングの例を図５に示す。
図５に示した動作例では、電気信号ＳＧ１又はＳＧ２の電圧Ｖが時刻ｔ０で０から所定電圧までステップ状に上昇した場合に、時刻ｔ０から一定時間Ｔ０を経過した時刻ｔ１で電気コイル１５に流れる電流値を計測する場合を想定している。
【００５６】
図５に示した電流特性Ｃｉ０はブレーキ装置１０の空間１３内に十分な量のＭＲ流体１４が充填されている場合の特性であり、電流特性Ｃｉ２は空間１３内のＭＲ流体１４の量が満充填状態に比べて６０％低下した場合の特性を表している。
【００５７】
図５に示したように、時刻ｔ１で電流を計測した場合には、２種類の電流特性Ｃｉ０、Ｃｉ２で電流値に明確な違いが現れる。つまり、ブレーキ監視回路２１は時刻ｔ１で計測した電流値に基づいて、ＭＲ流体１４の量が減少しているか否か、すなわち制動力の失陥が生じているか否かを識別できる。
【００５８】
＜動作例−１＞
図２に示したブレーキ監視回路２１の動作例−１を図６に示す。図６の動作について以下に説明する。
【００５９】
ブレーキ監視回路２１は、温度センサ２３から出力される電気信号ＳＧ５を入力してその電圧を計測し、温度センサ２３の検出した温度をステップＳ１０で把握する。
ブレーキ監視回路２１は、Ｓ１０で検出した温度に対応する温度補正係数をステップＳ１１で温度補正テーブルＴＢ１から取得する。なお、温度補正テーブルＴＢ１はブレーキ監視回路２１内に存在する。温度補正テーブルＴＢ１は、温度毎の温度補正係数のデータを予め保持している。
【００６０】
ブレーキ監視回路２１は、電気信号ＳＧ１、ＳＧ２のいずれかの電圧の変化を監視することにより、電気コイル１５へステップ状の直流電圧の印加が開始されたか否かをステップＳ１２で識別する。つまり、図５の時刻ｔ０のタイミングをＳ１２で検知する。この条件を満たした場合は、ブレーキ監視回路２１は次のステップＳ１３で一定時間（Ｔ０）が経過するまで、つまり図５に示した時刻ｔ１になるまで待機する。
【００６１】
図５に示した時刻ｔ１になると、ブレーキ監視回路２１は、ステップＳ１４で電気信号ＳＧ６の電圧をサンプリングして測定する。これにより、ブレーキ監視回路２１は、電気コイル１５に流れている電流の値Ｃｕ１を把握する。
【００６２】
ブレーキ監視回路２１は、Ｓ１１で取得した温度補正係数を利用してＳ１４で計測した電流値Ｃｕ１を補正し、補正した電流値Ｃｕ２をステップＳ１５で得る。
【００６３】
ブレーキ監視回路２１は、ステップＳ１６で電流の目標到達率Ｋ１を算出する。例えば次式の計算を実施する。
Ｋ１＝Ｃｕ２／Ｃｕ０
Ｃｕ０：電流の目標値（例えば最大値）
【００６４】
ブレーキ監視回路２１は、ステップＳ１７で目標到達率Ｋ１と事前に定めた閾値Ｋｒとを比較した結果によりブレーキ失陥状態か否かを識別し、ブレーキ失陥状態であればステップＳ１８からＳ１９に進み、警報部２４でブレーキ失陥の警報を出力する。
【００６５】
＜動作例−２＞
図２に示したブレーキ監視回路２１の動作例−２を図７に示す。図７の動作について以下に説明する。
【００６６】
ブレーキ監視回路２１は、温度センサ２３から出力される電気信号ＳＧ５を入力してその電圧を計測し、温度センサ２３の検出した温度をステップＳ２０で把握する。
【００６７】
ブレーキ監視回路２１は、Ｓ２０で検出した温度に対応する温度補正係数をステップＳ２１で温度補正テーブルＴＢ１から取得する。なお、温度補正テーブルＴＢ１はブレーキ監視回路２１内に存在する。温度補正テーブルＴＢ１は、温度毎の温度補正係数のデータを予め保持している。
【００６８】
ブレーキ監視回路２１は、事前に定めた電流基準値（定数）を、Ｓ２１で取得した温度補正係数を利用して補正し、補正された電流基準値ＣｕｘをステップＳ２２で得る。
ブレーキ監視回路２１は、電気信号ＳＧ１、ＳＧ２のいずれかの電圧の変化を監視することにより、電気コイル１５へステップ状の直流電圧の印加が開始されたか否かをステップＳ２３で識別する。つまり、図５の時刻ｔ０と同様のタイミングをＳ２３で検知する。この条件を満たした場合は、ブレーキ監視回路２１は次のステップＳ２４に進み、電気信号ＳＧ６の電圧に相当する電流値Ｃｕ１をサンプリングして測定する。
【００６９】
ブレーキ監視回路２１は、Ｓ２４で測定した最新の電流値Ｃｕ１とＳ２２で算出した電流基準値ＣｕｘとをＳ２５で比較し、電流値Ｃｕ１が電流基準値Ｃｕｘに到達するまで同じ動作を繰り返す。
【００７０】
ステップＳ２５の条件を満たした時には、ブレーキ監視回路２１は次のステップＳ２６に進み、電圧印加開始（ｔ０）からの経過時間Ｔｘを取得する。
【００７１】
ブレーキ監視回路２１は、Ｓ２６で取得した経過時間Ｔｘと事前に定めた閾値Ｋ２とをステップＳ２７で比較した結果によりブレーキ失陥状態か否かを識別し、ブレーキ失陥状態であればステップＳ２８からＳ２９に進み、警報部２４でブレーキ失陥の警報を出力する。
【００７２】
ここで、上述した本発明の実施形態に係るブレーキ装置および異常検出方法の特徴をそれぞれ以下［１］〜［７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  固定部材（１１）と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材（回転部材１２）と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間（１３）に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体（ＭＲ流体１４）と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイル（１５）と、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部（ブレーキ監視回路２１）、
を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
【００７３】
［２］  前記異常検知部は、前記空間（１３）における前記機能性流体の減少、および前記機能性流体中に分散している粒子の凝集、の少なくとも一方の変化を異常として検知する機能を有する、
上記［１］に記載のブレーキ装置。
【００７４】
［３］  前記電気コイルの近傍における温度を検知する温度検知部（温度センサ２３）、を備え、
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する（Ｓ１５，Ｓ２２）、
上記［１］又は［２］に記載のブレーキ装置。
【００７５】
［４］  前記異常検知部は、前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性（電流特性Ｃｉ０，Ｃｉ１，Ｃｉ２）、および所定の交流電気信号（ＳＧ２Ｂ）に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
上記［１］乃至［３］のいずれかに記載のブレーキ装置。
【００７６】
［５］  固定部材（１１）と、前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材（回転部材１２）と、前記可動部材と前記固定部材との間の空間（１３）に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体（ＭＲ流体１４）と、前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも１つの電気コイル（１５）と、を有するブレーキ装置（１０）の異常を検知するための異常検出方法であって、
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知する（Ｓ１０〜Ｓ１９，又はＳ２０〜Ｓ２９）ことを特徴とする異常検出方法。
【００７７】
［６］  前記電気コイルの近傍における温度を検知し、検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する（Ｓ１５，Ｓ２２）、
ことを特徴とする上記［５］に記載の異常検出方法。
【００７８】
［７］  前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、および所定の交流電気信号に対する前記電気コイルのインピーダンス、の少なくとも一方に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする上記［５］又は［６］に記載の異常検出方法。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ブレーキ装置
１１  固定部材
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  磁性体ヨーク
１２  回転部材
１２ａ  ブレーキディスク
１３  空間
１４  ＭＲ流体
１５  電気コイル
１６  磁界
２１，２１Ｂ  ブレーキ監視回路
２２  ステップ信号発生回路
２２Ｂ  交流信号発生回路
２３  温度センサ
２４  警報部
２５  電流検出器
Ｌ１，Ｌ２  流体液面レベル
ＳＧ１，ＳＧ２，ＳＧ３，ＳＧ４，ＳＧ５，ＳＧ６，ＳＧ７  電気信号
Ｃｉ０，Ｃｉ１，Ｃｉ２  電流特性
Ｔ０  一定時間
Ｔｘ  経過時間
Ｃｕ１，Ｃｕ２  電流値
Ｃｕｘ  電流基準値
Ｋ１  目標到達率
Ｋｒ  閾値
ＴＢ１  温度補正テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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