(57)【要約】【課題】車輪又はディスク・ブレーキ・ロータの表面パターンにも、ＡＢＳ及び／又はＴＣシステムに帰還を与える従来の速度センサにも頼らないディスク・ブレーキ・システムを提供する。【解決手段】ディスク・ブレーキ・システムが、磁化部分を符号化して有する磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータと、複数のディスク・ブレーキ・パッドを含むディスク・ブレーキ・キャリパとを含み、ディスク・ブレーキ・パッドは、ディスク・ブレーキ・ロータに隣接配置され、ディスク・ブレーキ・キャリパの動作時にディスク・ブレーキ・ロータと摩擦係合する。ディスク・ブレーキ・システムは、ディスク・ブレーキ・ロータに近接して装着され、磁場を検出する磁場センサと、磁場センサからの信号を受け取る制御器とを含んでいる。制御器は、磁場センサから受け取った信号に基づいてディスク・ブレーキ・キャリパの選択的動作を可能にする。【選択図】図３
2010235113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの磁化部分を符号化して有する磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）と、
複数のディスク・ブレーキ・パッド（１０８）を取り付けて含むディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）であって、前記ディスク・ブレーキ・パッド（１０８）は、前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）に隣接配置されており、当該ディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）の動作時に前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）と摩擦係合するように構成されている、ディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）と、
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）に近接して装着されており、前記少なくとも一つの磁場を検出するように構成された少なくとも一つの磁場センサ（３０６、３０８）を含むセンサ・アセンブリ（３０４）と、
前記少なくとも一つの磁場センサ（３０６、３０８）からの信号を受け取るように構成されている制御器（３５０）であって、前記少なくとも一つの磁場センサ（３０６、３０８）から受け取った前記信号に基づいて前記ディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）の選択的動作を可能にするようにさらに構成されている制御器（３５０）と
を備えたディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項２】
前記センサ・アセンブリ（３０４）は、ブレーキ・ロータ・トルクを検出するように構成された少なくとも一つの磁場センサ（３０６）を含んでいる、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも一つの磁場センサ（３０８）は、車輪速度及び車輪方向を検出するように構成されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項４】
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）は部分的に磁気的に符号化されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項５】
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）は、少なくとも４箇所の符号化領域において部分的に磁気的に符号化されている、請求項４に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項６】
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）は非部分的に磁気的に符号化されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項７】
前記制御器（３５０）は、
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）が予め決められた閾値よりも高速で回転しているか否かを判定して、
高速で回転している場合には、前記ディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）を前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）と一時的に係合させる
ように構成されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項８】
前記制御器（３５０）は、
前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）が予め決められた閾値よりも低速で回転しているか否かを判定して、
低速で回転している場合には、前記ディスク・ブレーキ・キャリパ（１０６）を前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）から一時的に係合解除する
ように構成されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項９】
前記制御器（３５０）は、前記少なくとも一つの磁場センサ（３０６、３０８）から受け取った信号に基づいて制動出力を決定するように構成されている、請求項１に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【請求項１０】
前記制御器（３５０）は、前記決定された制動出力に基づいて前記ディスク・ブレーキ・ロータ（１０４）の温度上昇を算定するように構成されており、前記制御器（３５０）はさらに、前記算定された温度上昇に基づいてブレーキ性能の劣化又は故障の可能性に関する警告を与えるように構成されている、請求項９に記載のディスク・ブレーキ・システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、ディスク・ブレーキ・アセンブリに関し、さらに具体的には、磁場センサ及び磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータを介したディスク・ブレーキの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの新型車輛は少なくとも、車輪のロック又は車輪のスリップの防止を補助する滑り防止機構制動システム（ＡＢＳ：Anti-skid Braking System）及び／又は駆動力制御（ＴＣ：Traction Control）システムを組み入れている。駆動表面状態が最適未満であるときには（例えば雪、雨又は泥地）、制動時の車輪ロック及び加速時の車輪スリップが駆動表面と車輪との間での車輛制御の低下を招き得る。かかるあらゆる車輛制御の低下を最小限に食い止めることがＡＢＳ及びＴＣシステムの目的である。
【０００３】
典型的には、ＡＢＳ及び／又はＴＣシステムは、回転する車輪又はブレーキ・ロータの近くの車輛の静止部分に装着されている車輪速度センサに頼っている。これらの速度センサからの帰還信号は車輛の内部の制御器へ送られ、制御器は様々な速度センサから受け取った帰還信号を監視して、車輪ロック又は車輪スリップが発生しているか否かを決定する。かかる決定は通常、参照速度信号（例えば特定の瞬間での全ての車輪の平均速度）を、特定の車輪において感知された速度信号と比較することにより行なわれる。参照速度信号と感知された速度信号との差の絶対値の急激な変化が予め決められた閾値を超えたら、制御器に対し、車輪ロック又は車輪スリップが発生したことを示す信号が発生される。車輪ロックの検出の場合には、問題を起こした車輪に設けられている車輛のディスク・ブレーキが、車輛の滑りを低減する試みとして瞬間的に係合解除される。車輪スリップの検出の場合には、問題を起こした車輪に設けられている車輛のディスク・ブレーキが、車輪スピンを低減する試みとして瞬間的に係合され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＡＢＳ及びＴＣシステムに用いられている速度センサは、車輪ロック又は車輪スリップの決定を可能にするためにブレーキ・ロータ又は車輪自体に設けられている歯付き刻みのような回転表面の物理的パターンに頼っている場合が多い。ホール効果センサ、可変磁気抵抗センサ、及び場合によっては光学的センサのような従来のセンサが、回転表面の物理的パターンを利用して車輪の回転速度の決定を補助している。回転速度から、ＡＢＳ又はＴＣシステムは、前述のように特定の車輪がロックしている又はスリップしているか否かを決定することができる。しかしながら、車輪アセンブリの置かれている環境は厳しいため、物理的パターン（多くの場合に歯付き刻み）が屑又は錆によって目詰まりを起こし、ＡＢＳ又はＴＣシステムによる速度センサの検出性能を低下させ又は無化することも珍しくない。このようにして、全体的なＡＢＳ及び／又はＴＣシステムの性能に影響する場合がある。
【０００５】
加えて、従来のＡＢＳ及びＴＣシステムに用いられている速度センサは、相対的に低い帯域幅を有する。このため、滑りを低減するためにブレーキを瞬間的に解除する又は車輪スピンを低減するためにブレーキを瞬間的に掛ける等のような補正動作の帯域幅も呼応して低くなる。このように帯域幅が低いため、ＡＢＳ及びＴＣシステムの実効性及び応答時間が低下する。
【０００６】
殆どのＡＢＳ及び／又はＴＣシステムが置かれている環境条件は激しいため、従来のＡＢＳ及び／又はＴＣシステムは故障を起こし易く、経費の掛かる修理又は交換を必要とする。さらに、従来のＡＢＳ及び／又はＴＣシステムの速度センサの帯域幅が低いため、反応時間が最も重要となる状況での各システムの実効性もまた限定される。作用するＡＢＳ及び／又はＴＣシステムが存在しなければ、車輛は明らかに、予期されない車輪ロック又は車輪スリップに対する実効的な改善策を講じ得なくなる。
【０００７】
従って、車輪又はディスク・ブレーキ・ロータの表面パターンにも、ＡＢＳ及び／又はＴＣシステムに帰還を与える従来の速度センサにも頼らないディスク・ブレーキ・システムを提供することが望ましい。かかるシステムの利用によって、ＡＢＳ及び／又はＴＣシステムの寿命及び実効性が大幅に改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、ディスク・ブレーキ・システムが示され、このディスク・ブレーキ・システムは、少なくとも一つの磁化部分を符号化して有する磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータと、複数のディスク・ブレーキ・パッドを取り付けて含むディスク・ブレーキ・キャリパとを含んでおり、ディスク・ブレーキ・パッドは、ディスク・ブレーキ・ロータに隣接配置されており、ディスク・ブレーキ・キャリパの動作時にディスク・ブレーキ・ロータと摩擦係合するように構成されている。ディスク・ブレーキ・システムはさらに、ディスク・ブレーキ・ロータに近接して装着されており、少なくとも一つの磁場を検出するように構成された少なくとも一つの磁場センサを含むセンサ・アセンブリと、少なくとも一つの磁場センサからの信号を受け取るように構成されている制御器とを含んでおり、制御器はさらに、少なくとも一つの磁場センサから受け取った信号に基づいてディスク・ブレーキ・キャリパの選択的動作を可能にするように構成されている。
【０００９】
本発明のもう一つの観点によれば、車輛の制動システムを制御する方法が示され、この方法は、複数の磁場センサを用いて、磁気的に符号化されたブレーキ・ロータから少なくとも一つの磁場を検出するステップと、少なくとも一つの検出された磁場に基づいてブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向を決定するステップとを含んでいる。方法はさらに、ブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向に基づいてブレーキ・キャリパのブレーキ・ロータとの係合を制御するステップを含んでいる。
【００１０】
本発明のもう一つの観点によれば、車輛用ディスク・ブレーキ・アセンブリを製造する方法が示され、この方法は、ディスク・ブレーキ・ロータの表面に取り付けられている少なくとも一つの電極に電気的に接続されている少なくとも一つの導体を用いてディスク・ブレーキ・ロータを磁気的に符号化するステップと、ディスク・ブレーキ・ロータに近接して、磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータから発散する少なくとも一つの磁場を検出するように複数の磁場センサを装着するステップとを含んでいる。方法はさらに、ディスク・ブレーキ・キャリパがディスク・ブレーキ・ロータと選択的に係合され得るように、ディスク・ブレーキ・ロータをディスク・ブレーキ・キャリパに挿入するステップを含んでいる。
【００１１】
他の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面は、本発明を実施するのに現状で思量される実施形態を示す。
【図１】本発明の一実施形態によるディスク・ブレーキ・アセンブリを模式的に示す図である。
【図２】図１のディスク・ブレーキ・アセンブリの等角断面図である。
【図３】図１のディスク・ブレーキ・アセンブリ及び本発明の一実施形態によるディスク・ブレーキ・アセンブリに結合された制御システムを模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による図３の制御システムの動作のブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による車輛制御／ＡＢＳ制動システムの動作を記述した流れ図である。
【図６】本発明のもう一つの実施形態による図１のディスク・ブレーキ・アセンブリを模式的に示す図である。
【図７】図６に示す実施形態によるディスク・ブレーキ・アセンブリ及び制御システムを模式的に示す図である。
【図８】本発明のもう一つの実施形態によるディスク・ブレーキ・アセンブリの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータ及び複数の磁場センサによってディスク・ブレーキ・アセンブリにおける制動トルク、車輪速度及び車輪方向を検出するシステム及び方法を示す。このシステムは、ＡＢＳ及び／又はＴＣシステムの動的性能を改善する。
【００１４】
磁歪測定は、例えば回転するシャフト等におけるトルクを測定する手法である。磁歪測定手法は、物質が磁化されたときに寸法を変化させる現象を利用している。先進型磁歪測定方法では、強磁性シャフトを全体的に又は部分的に磁気的に符号化し、これにより磁軸に沿ったシャフトの物質寸法の変化を与える手法が適用される。トルクがシャフトに加わったときに、トルク依存型磁場が発生される。このトルク依存型磁場は、シャフトの磁気的に符号化された領域に近接して位置する磁場センサによって測定することができ、従ってシャフトのトルクを決定することができる。このようにして、磁気的に符号化された強磁性シャフト自体が、トルク感知システムの一部となる。強磁性シャフトに位置する屑又は錆の蓄積は典型的には、磁歪トルク感知システムの動作には殆ど影響を与えない。というのは、磁化がシャフト自体の内部に生じているからである。
【００１５】
磁歪測定手法はトルクを決定するときに用いられるものと考えられているが、部分的磁気符号化手法はまた、シャフトの回転の速度及び方向を決定することもできる。この場合にも、磁化はシャフト自体の内部に生じているため、センサが回転の速度又は方向を決定することを可能にするための外部の物理的刻み又は歯をシャフトに配置する必要はない。
【００１６】
従来の殆どの車輛では、各々の車輪と共に用いられるディスク・ブレーキ・ロータは、工業鋼のような強磁性材料で形成される。このようなものとして、ディスク・ブレーキ・ロータはそれ自体が、磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータを用いて制動トルク、車輪速度及び車輪の回転方向を可能にする磁歪測定手法を用いている本発明の各実施形態に従って磁気的に符号化されることが可能であると共にトルク、回転速度及び回転方向の磁歪測定が可能である強磁性アセンブリであるものと考えられる。
【００１７】
図１を参照すると、ディスク・ブレーキ・アセンブリ１００が示されている。図示のように、ディスク・ブレーキ・アセンブリ１００は、ディスク・ブレーキ・ロータ・ハブ／車輪マウント・アセンブリ１０２と、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４とを含んでいる。複数のディスク・ブレーキ・パッド１０８を付設して有するディスク・ブレーキ・キャリパ１０６がディスク・ブレーキ・ロータ１０４の周囲に配置されており、ディスク・ブレーキ・キャリパ１０６が作動するとディスク・ブレーキ・パッド１０８がディスク・ブレーキ・ロータ１０４と接触して停止摩擦を生ずるようにしている。加えて、ディスク・ブレーキ・アセンブリ１００は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面に配設されている複数の磁気符号化用アセンブリ１１０を示している。各々のアセンブリ１１０が一対の伝導性セグメント１１２、１１４を含んでおり、各々の伝導性セグメントが一方の端部をディスク・ブレーキ・ロータ１０４に接触させている。もう一組の磁気符号化用アセンブリ１２６が、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４に同様に装着されている。磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６によってそれぞれ符号化されている磁気領域の相違については、図３に関して後にあらためて議論する。図１で分かるように、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４は、二つの領域すなわち外側領域１３０及び内側領域１３２を含んでいる。一実施形態では、外側領域１３０は１インチ乃至２インチの領域であって、この領域において、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４が回転するとディスク・ブレーキ・パッド１０８がディスク・ブレーキ・ロータ１０４に接触する。一方、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の内側領域１３２は、回転時にディスク・ブレーキ・パッド１０８に接触することはなく、従って磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６の最適配置を提供する。図１はさらに、各々のアセンブリ１１０、１２６の伝導性セグメント１１２、１１４に結合可能であり、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４を磁気的に符号化する符号化源１１６を示している。
【００１８】
図１、及び図１の線２−２に沿った磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータ１０４の三次元断面図を示す図２を参照して述べると、同図では、伝導性セグメント１１２の第一の端部１５０が第一の符号化用導線２０２を介して符号化源１１６に結合され、伝導性セグメント１１２の第二の端部１５２が電極導線２０４を介して伝導性セグメント１１２の近くでディスク・ブレーキ・ロータ１０４に直接配設されている第一の電極１２０に電気的に結合されている。第二の電極１１８が、伝導性セグメント１１２の第一の端部１５０に近接してディスク・ブレーキ・ロータ１０４に直接配設されており、第二の符号化用導線２０６を介して符号化源１１６に結合されている。伝導性セグメント１１４の第一の端部１５４が、第三の符号化用導線２１８を介して符号化源１１６に結合され、伝導性セグメント１１４の第二の端部１５６が、電極導線２１０を介して伝導性セグメント１１４の近くでディスク・ブレーキ・ロータ１０４に直接配設された第三の電極１２２に電気的に結合されている。第四の電極１２４が、伝導性セグメント１１４の第一の端部１５４に近接してディスク・ブレーキ・ロータ１０４に直接配設されており、第四の符号化用導線２０８を介して符号化源１１６に結合されている。図示しないが、図１の各々の磁気符号化用アセンブリ１１０が、符号化源１１６に電気的に結合可能な複数の伝導性セグメント及び電極を含むことを理解されたい。
【００１９】
符号化源１１６は、第一の符号化用導線２０２から、伝導性セグメント１１２、電極導線２０４、電極１２０、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４及び電極１１８を通って第二の符号化用導線２０６へ戻る電流を供給する。電極１２０、１１８の間のディスク・ブレーキ・ロータ１０４のセグメントを流れる電流は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４に分極磁気領域２１２を生成し又は形成する。
【００２０】
同様に、符号化源１１６は、第四の符号化用導線２０８から、電極１２４、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４、電極１２２、電極導線２１０及び伝導性セグメント１１４を通って第三の符号化用導線２１８へ戻る電流を供給する。電極１２４、１２２の間のディスク・ブレーキ・ロータ１０４のセグメントを流れる電流は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４にもう一つの分極磁気領域２１４を生成し又は形成する。分極磁気領域２１４は、図２で分かるように、磁気領域２１２の極性と反対の極性を有する。磁気領域２１２、２１４は、各々の磁気領域が符号化源からの何らかの極性によって個別に符号化される逐次型符号化アプローチ、又は各々の磁気領域が同時に符号化される同時型符号化アプローチの何れを用いても生成することができる。同時型符号化アプローチの利点は、符号化された磁気領域の磁化が、後に符号化される次の磁気領域の磁化に影響を及ぼさないことである。
【００２１】
続けて図２を参照して述べると、伝導性セグメント１１２及び１１４は、図１に関して上で議論したように、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面に配置されている。伝導性セグメント１１２及び１１４はそれぞれ電極１２０及び１２２に電気的に接続されており、各電極１２０及び１２２がディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面に直接装着されている。伝導性セグメント１１２及び１１４は、符号化源１１６による符号化工程時に用いられる交互型の反対極性を示す。例えば、伝導性セグメント１１２が負極セグメントとして作用し、伝導性セグメント１１４が正極セグメントとして作用することができる。この場合にも、磁気的符号化は、部分的分極磁気領域２１２及び２１４を発生する。図２に示すように、部分的分極磁気領域２１２及び２１４の磁界線は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面の近くに集中する。表面の近くでのかかる磁界線の集中は、最も高い磁束密度がディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面の近くに発生されるため従来の磁場センサを用いて磁場を感知するときに有利である。
【００２２】
図２はさらに、分極磁気領域２１２及び２１４が磁気領域境界２１６を間に画定していることを示しており、磁気領域境界２１６は、分極磁気領域２１２及び２１４の反対極性によって生成される。磁気領域境界２１６は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４が制動トルクによって生ずる機械的な応力を受けたときにディスク・ブレーキ・ロータ１０４の表面の近くに測定可能な高い磁束密度を有する傾向にある。このようにして、磁場センサを用いてディスク・ブレーキ・ロータ１０４におけるトルクを感知するときに、磁気領域境界２１６は最適感知位置を提供する。
【００２３】
図２は、一つの磁気符号化用アセンブリ１１０の周囲のディスク・ブレーキ・ロータ１０４の断面図を示しているが、それぞれの磁気符号化用アセンブリ１１０によって符号化されるディスク・ブレーキ・ロータ１０４の各々の領域が、類似の分極磁気領域を関連して有することを理解されたい。
【００２４】
図１に関して以上に述べた実施形態は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４がディスク・ブレーキ・ロータ・ハブ／車輪マウント・アセンブリ１０２に設置されているときにディスク・ブレーキ・ロータ１０４が磁気的に符号化されていることを示しているが、本発明はこのように限定される訳ではない。代わりに、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４は、ディスク・ブレーキ・ロータ・ハブ／車輪マウント・アセンブリ１０２への設置に先立って、製造工程において又は製造後に磁気的に符号化されてもよい。設置に先立って磁気的符号化を行なうと、符号化工程を大幅に簡易化することができる。さらに、図１はまた、行なわれる磁気的符号化が、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の複数の領域を個別に磁気的に符号化する部分的磁気符号化であることを示している。しかしながら、本発明は部分的磁気符号化に限定されず、代わりに、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４全体を磁気的に符号化する非部分的磁気符号化を用いることもできる。
【００２５】
次に図３を参照すると、制御システム３５０を結合させた磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・アセンブリ１００が本発明の一実施形態に従って示されている。複数の磁気的に符号化された領域３０２、３２６が、上述のように本発明の一実施形態に従って符号化されて、符号化時にディスク・ブレーキ・ロータ１０４の全体にわたって配置される。ディスク・ブレーキ・アセンブリ１００が回転すると、制御システム３５０のセンサ・アセンブリ３０４は磁気的に符号化された領域３０２及び３２６の磁場を感知する。センサ・アセンブリ３０４は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４に近接して装着され、１又は複数のトルク磁場センサ３０６と、１又は複数の速度／方向磁場センサ３０８とを含む。磁場センサ３０６、３０８は典型的には、低経費であり、交換が容易である。かかるセンサの実例としては、ホール効果センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、フラックスゲート・センサ、及び磁気インピーダンス・センサ等がある。ディスク・ブレーキ・ロータ１０４が回転すると、トルク磁場センサ３０６は、各々の符号化された領域３０２の磁気領域境界において磁場を検出する。次いで、トルク磁場センサ３０６からの信号はバス３１４を介して信号プロセッサ３１２へ送られて、ここでデータを処理して、磁気的に符号化された領域３０２のトルク依存型磁場に基づいてディスク・ブレーキ・ロータ１０４に賦与されたトルクを決定する。
【００２６】
続けて図３を参照して述べると、速度／方向磁場センサ３０８からの信号もまた、バス３１４を介して信号プロセッサ３１２へ送られ、ここでディスク・ブレーキ・ロータ１０４の回転の速度及び方向を決定する。ディスク・ブレーキ・ロータ１０４に加わるトルクを決定するのに用いられる磁気的に符号化された領域３０２とは異なり、磁気的に符号化された領域３２６は、反対極性を有する伝導性セグメントを用いて符号化されたものではない。というのは、速度／方向磁場センサ３０８からの信号に基づくロータ速度及び方向の決定は、トルク磁場センサ３０６を介してブレーキ・ロータ・トルクを決定するときの場合のように符号化された領域での磁束変化の検出に頼っている訳ではないからである。次いで、信号プロセッサ３１２からのデータは、車輛（図示されていない）の内部に位置する車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器３１０へ送られる。このように、検出されたブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度、車輪方向、又はこれらの組み合わせに基づいて、車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器３１０は、車輛の個別の何れかの車輪が駆動力を失っているか否か、又はブレーキがロックしているか否かを決定することができる。このようにして、車輛のＡＢＳ及び／又はＴＣシステムは、補正動作すなわち車輪スピンを低減するためのディスク・ブレーキ・キャリパの一時的適用又は車輪ロック時のディスク・ブレーキ・キャリパの瞬間的解除に応答することができる。
【００２７】
図４は、本発明の一実施形態によるセンサ・アセンブリ３０４、信号プロセッサ３１２及び車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器３１０の動作を示すブロック図である。図４で示すように、トルク・センサ３０６からの信号入力４０２は、信号プロセッサ３１２の内部に位置するトルク・センサ電子回路４０４によって受け取られて、これによりブレーキ・ロータ・トルク４０６を決定する。速度／方向センサ３０８からの速度センサ入力４０８は、信号プロセッサ３１２の内部の速度／方向センサ電子回路４１０によって受け取られて、これにより車輪／ブレーキ・ロータ速度４１２及び車輪方向４１４の両方を各々決定する。決定されたブレーキ・ロータ・トルク４０６に関する情報と車輪／ブレーキ・ロータ速度４１２に関する情報とを結合することにより、制動出力４１６が信号プロセッサ３１２によって決定される。次いで、制動出力４１６、車輪／ブレーキ速度４１２及び車輪方向４１４の各信号を高帯域幅において車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器３１０に入力する。これらの入力信号から、車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器３１０は、不利な車輪ロック又は車輪スピンを能動的に検出して適当な補正動作によって迅速に応答することが可能になる。制動出力、車輪／ブレーキ・ロータ速度及び車輪方向に関連する信号が高帯域幅において制御器に入力されると、制御器によって講じられる補正動作も同様に迅速化されて、これによりＡＢＳ及び／又はＴＣシステムの全体的な動的性能を高めることができる。
【００２８】
加えて、制動トルクに関して収集される情報をブレーキのその他作用と共に用いて、操作者に緊急のブレーキ故障を警告することもできる。例えば、車輛システム制御器（図示されていない）が油圧ブレーキの圧力を検出して、この圧力を、上述の方法を用いてトルク・センサ電子回路を介して決定される制動トルクと比較することができる。制動トルクが、加えられた制動圧に比例していない場合には、ブレーキ故障の可能性が高まっている。加えて、各々の個別のブレーキ・アセンブリにおける制動トルクの測定及び制動出力の計算は、車輛システム制御器（図示されていない）がブレーキ構成要素の温度上昇を算定することを可能にし、これにより運転者にブレーキ性能劣化又は故障の前兆を警告する情報を与えることができる。このように、聴覚的指標又は視覚的指標のような警告を操作者に直ちに送ることができる。次いで、ディスク・ブレーキ構成要素の任意の保守又は交換を破壊的故障の前に行なって、これにより制動システムの安全性及び対経費効果を高めることができる。
【００２９】
図５に、本発明の一実施形態による車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器の動作を記述した流れ図５００を示す。ステップ５０２では、ブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向が、トルク及び速度／方向の各磁場センサから受け取った信号に基づいて決定される。ステップ５０４では、ブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向の全てが予め決められた閾値又は限度の範囲内にあるか否かが決定される。閾値を上回っていない場合５０６には、ステップ５０８においてブレーキ・キャリパに関連する補正動作は行なわれない。しかしながら、予め決められた閾値を少しでも上回った場合５１０には、ステップ５１２において車輪駆動力が低下している（すなわち車輪が予め決められた速度よりも高速で回転している）か否かを決定する。肯定５１４の場合には、ステップ５１６においてブレーキ（１又は複数）を一時的に作動させて、低下した車輪駆動力を補正する。否定５１８の場合には、ステップ５２０において車輪がロックしている（すなわち車輪が回転していない又は予め決められた速度よりも低速で回転している）か否かを決定する。肯定５２２の場合には、ステップ５２４においてブレーキ（１又は複数）を一時的に作動停止させて、車輪ロックを補正する。否定５２６の場合には、補正動作は必要とされないと判定される。流れ図５００の各ステップを用いると、本発明の一実施形態によるＡＢＳ及び／又はＴＣシステムは、ディスク・ブレーキ・アセンブリと共に組み入れられた磁場センサからのデータを用いて最適な滑り防止制動及び駆動力制御を提供することができる。
【００３０】
次に、図６及び図７を参照すると、本発明のもう一つの実施形態によるディスク・ブレーキ・アセンブリ１００が示されている。ディスク・ブレーキ・アセンブリ１００は、磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６に近接して配設された複数の磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６を有するが、図１に示すものとは対照的に、図６の磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６は、図１に示すものとは異なる向きに配向されている。すなわち、磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６は、図１に示す磁気符号化用アセンブリ１１０及び１２６の配向に対して垂直に配置されている。このため、図６のディスク・ブレーキ・ロータ１０４を磁気的に符号化する工程は、図１に関して上で議論した工程と類似しているが、部分的分極磁気領域の配向は異なるものとなる。
【００３１】
図７は、部分的分極磁気領域３０２の配向が、図３に示すものと比較すると垂直に配向されている磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・アセンブリ１００を示す。従って、各々の分極磁気領域３０２の間の磁気領域境界もまた、配向が異なる。ディスク・ブレーキ・ロータにトルクが加わるときの磁束密度の最大変化は磁気領域境界の位置又はこの近くに生ずるので、この位置においてトルクを検出すると有利である。従って、トルク磁場センサ３０６は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４が回転するときにディスク・ブレーキ・ロータ１０４に加わるトルクが最適に感知されるようにセンサ・アセンブリ３０４に配置され、ここでのトルク磁場センサ３０６の配向は、部分的分極磁気領域３０２の磁気領域境界の配向に依存する。同様に、速度／方向磁場センサ３０８もまた、各々の分極磁気領域３２６の配向に基づいてセンサ・アセンブリ３０４に配置される。
【００３２】
図７はまた、センサ・アセンブリ８０２に装着された付加的な磁場センサ８００、及びセンサ・アセンブリ８０６に装着された付加的な磁場センサ８０４を示している。図８に関して以降で説明するように、磁場センサ８００、８０４は、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度を決定するように構成されている。
【００３３】
次に図８を参照すると、図７に関して上で述べたように、ディスク・ブレーキ・ロータの温度を検出するのに用いられる付加的なセンサを採用した本発明によるディスク・ブレーキ・アセンブリが示されている。すなわち、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度変化は磁場感知装置によって検出される信号強度の変化を招く。磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータ１０４から異なる軸方向距離に配置された少なくとも２個の磁場センサ８００及び８０４を用いると、検出される信号の間の差を用いて温度の影響による信号強度の変化量を決定することができ、続いてこの変化量を用いてディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度を算出することができる。理想的には、第一の温度磁場センサ８００が、センサ・アセンブリ８０２（又は代替的には図３に示すセンサ・アセンブリ３０４）においてディスク・ブレーキ・ロータ１０４に近接して設置され、第二の温度磁場センサ８０４が、ディスク・ブレーキの温度上昇による信号強度の変化の影響を受けないようにディスク・ブレーキ・ロータ１０４から十分に離隔して設置される。次いで、第一及び第二の磁場センサ８００及び８０４によって検出される信号の間の差を比較して、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度を車輛システム制御器によって算出するのを可能にすることができる。すなわち、第一の磁場センサ８００によって検出される信号強度はディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度に依存して変化するが、第二の磁場センサ８０４によって検出される信号強度は変化しない筈である。この信号強度の差を用いて、動作時のディスク・ブレーキ・ロータ１０４の近似的な温度を算出することができる。このようにして、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度を容易に監視して、操作者にディスク・ブレーキ・アセンブリの誤動作又は故障の可能性について警告したり、車輛システム制御器がディスク・ブレーキ・ロータの温度を低下させるように補正動作を実行するのを可能にしたりすることができる。
【００３４】
加えて、トルクがディスク・ブレーキ・ロータ１０４に加わった場合にも信号強度の差が生じて、トルク依存型磁場成分を発生する場合がある。従って、温度を測定する磁場センサ８００、８０４は、トルク依存型磁場に対して垂直な方向の磁場成分を測定することに基づくものでなければならない。すると、加わるトルクではなくディスク・ブレーキ・ロータ１０４に対する温度変化のみが、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４に近接して測定される磁場信号に影響を与えるが、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４から何らかの距離を置いて測定される信号は不変に留まる。同じ処理電子回路の利用に基づいてこれら二つの磁場測定値の間の差を測定すると、ディスク・ブレーキ・ロータ１０４の温度にのみ依存する信号が得られる。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、ディスク・ブレーキ・システムが、少なくとも一つの磁化部分を符号化して有する磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータと、複数のディスク・ブレーキ・パッドを取り付けて含むディスク・ブレーキ・キャリパとを含んでおり、ディスク・ブレーキ・パッドは、ディスク・ブレーキ・ロータに隣接配置されており、ディスク・ブレーキ・キャリパの動作時にディスク・ブレーキ・ロータと摩擦係合するように構成されている。ディスク・ブレーキ・システムはさらに、ディスク・ブレーキ・ロータに近接して装着されており、少なくとも一つの磁場を検出するように構成された少なくとも一つの磁場センサを含むセンサ・アセンブリと、少なくとも一つの磁場センサからの信号を受け取るように構成されている制御器とを含んでおり、制御器はさらに、少なくとも一つの磁場センサから受け取った信号に基づいてディスク・ブレーキ・キャリパの選択的動作を可能にするように構成されている。
【００３６】
本発明のもう一つの実施形態によれば、車輛の制動システムを制御する方法が、複数の磁場センサを用いて、磁気的に符号化されたブレーキ・ロータから少なくとも一つの磁場を検出するステップと、少なくとも一つの検出された磁場に基づいてブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向を決定するステップとを含んでいる。方法はさらに、ブレーキ・ロータ・トルク、車輪速度及び車輪方向に基づいてブレーキ・キャリパのブレーキ・ロータとの係合を制御するステップを含んでいる。
【００３７】
本発明のもう一つの実施形態は、車輛用ディスク・ブレーキ・アセンブリを製造する方法を含んでおり、この方法は、ディスク・ブレーキ・ロータの表面に取り付けられている少なくとも一つの電極に電気的に接続されている少なくとも一つの導体を用いてディスク・ブレーキ・ロータを磁気的に符号化するステップと、ディスク・ブレーキ・ロータに近接して、磁気的に符号化されたディスク・ブレーキ・ロータから発散する少なくとも一つの磁場を検出するように複数の磁場センサを装着するステップとを含んでいる。方法はさらに、ディスク・ブレーキ・キャリパがディスク・ブレーキ・ロータと選択的に係合され得るように、ディスク・ブレーキ・ロータをディスク・ブレーキ・キャリパに挿入するステップを含んでいる。
【００３８】
本発明を限定された数の実施形態にのみ関連して詳細に記載したが、本発明はかかる開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。寧ろ、本発明は、本書では記載されていないが発明の要旨及び範囲に沿った任意の数の変形、代替構成、置換構成又は均等構成を組み入れるように改変することができる。加えて、本発明の様々な実施形態について記載したが、発明の各観点は所載の実施形態の幾つかのみを含んでいてもよいことを理解されたい。従って、本発明は、以上の記載によって制限されるのではなく、特許請求の範囲によってのみ制限されるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１００  ディスク・ブレーキ・アセンブリ
１０２  ディスク・ブレーキ・ロータ・ハブ／車輪マウント・アセンブリ
１０４  ディスク・ブレーキ・ロータ
１０６  ディスク・ブレーキ・キャリパ
１０８  複数のディスク・ブレーキ・パッド
１１０  複数の磁気符号化用アセンブリ
１１２、１１４  一対の伝導性セグメント
１１６  符号化源
１１８  第二の電極
１２０  第一の電極
１２２  第三の電極
１２４  第四の電極
１２６  磁気符号化用アセンブリ
１３０  外側領域
１３２  内側領域
１５０、１５４  第一の端部
１５２、１５６  第二の端部
２０２  第一の符号化用導線
２０４  電極導線
２０６  第二の符号化用導線
２０８  第四の符号化用導線
２１０  電極導線
２１２、２１４  分極磁気領域
２１６  磁気領域境界
２１８  第三の符号化用導線
３０２  複数の磁気的に符号化された領域
３０４  センサ・アセンブリ
３０６  トルク磁場センサ
３０８  速度／方向磁場センサ
３１０  車輛システム／ＡＢＳブレーキ制御器
３１２  信号プロセッサ
３１４  バス
３２６  複数の磁気的に符号化された領域
３５０  制御システム
４０２  信号入力
４０４  トルク・センサ電子回路
４０６  ブレーキ・ロータ・トルク
４０８  速度センサ入力
４１０  速度／方向センサ電子回路
４１２  車輪／ブレーキ・ロータ速度
４１４  車輪方向
４１６  制動出力
８００、８０４  磁場センサ
８０２、８０６  センサ・アセンブリ
【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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【図８】
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