(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するディスクロータにパッドを接触させることで制動力を発生するディスクブレーキの前記ディスクロータと前記パッドの接触時における振動を、有限個の要素で構成された少なくとも前記ディスクロータに対応するディスクロータモデルおよび前記パッドに対応するパッドモデルに基づいて推定するディスクブレーキ振動推定装置であって、
前記ディスクロータの面内方向に発生する面内方向起振力を決定するための面内バネ値を算出する面内バネ値算出手段と、
前記算出された面内バネ値に基づいて面内方向における前記ディスクブレーキの振動を推定する振動推定手段と、
を有し、
前記面内バネ値算出手段は、
前記ディスクロータモデルに対して前記パッドモデルが接触する接触面を構成する節点で発生するモーメントを前記接触面の全体で積分した値が、前記回転するディスクロータに前記パッドを接触させた状態で計測された前記パッド全体の実モーメントと釣り合うことを条件として、
前記接触面における面内方向の摩擦係数と、前記接触面における面外方向の摩擦係数と、前記ディスクロータの面外方向に発生する面外方向起振力を求めるための面外バネ値と、前記実モーメントと、に基づいて前記面内バネ値を算出する、
ことを特徴とするディスクブレーキ振動推定装置。
【請求項２】
前記面内バネ値算出手段は、
前記節点を直交座標系から自然座標系に座標変換した状態で、前記面内バネ値を算出する請求項１に記載のディスクブレーキ振動推定装置。
【請求項３】
前記面内バネ値算出手段は、
下記の数式１に基づいて面内バネ値を算出する請求項２に記載のディスクブレーキ振動推定装置。
【数１】
0005920373.tif 000019
Ｋｃｐｒは前記面内バネ値、Ｋｐｒは前記面外バネ値、Ｍは前記実モーメント、ｄｅｔＪはヤコビアン、μｘは前記接触面における面内方向の摩擦係数、μｚは前記接触面における面外方向の摩擦係数、αζは、面内方向における変位の大きさに基づく値であり、αξは面外方向における変位の大きさに基づく値であり、βは面内振動モードの次数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ振動推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクブレーキは、液圧シリンダの液圧によりパッドを回転するディスクロータに接触させて、制動力を発生する。ディスクブレーキでは、回転するディスクロータにパッドが接触することで振動が発生し、回転するディスクロータとパッドが共振することでいわゆるブレーキ鳴きが発生する。ここで、ブレーキ鳴きの振動モードとして、面外振動モードと面内振動モードとがある。面外振動モードは、ディスクロータのパッドが接触する接触面（摩擦面）が回転軸と同じ方向、すなわち面外方向に振幅するモードである。面内振動モードは、ディスクロータの接触面（摩擦面）がディスクロータの周方向、すなわち面内方向に振動するモードである。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すように、面内振動モードにおけるディスクブレーキの振動を推定する数理モデルが提案されている。このような数理モデルを用いれば、ディスクブレーキに対応する有限個の要素で構成されるディスクブレーキモデルを作成して、シミュレーションにより、面内振動モードにおけるブレーキ鳴き（ディスクロータの面内方向に起因するブレーキ鳴き）の推定を行うことができる。従って、ブレーキ鳴きを抑制したディスクブレーキを設計することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０８４３６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、数理モデルは、ディスクロータの周方向（面内方向）に発生する面内バネ値によって面内方向の振動を励起するモデルである。面内バネ値は、ディスクロータおよびパッドの表面粗さに起因するせん断方向の抵抗をバネでモデル化したものである。面内バネ値は、実測で測定することが困難であり、推定方法も確立されていない。従って、上記数理モデルを用いた面内方向におけるディスクブレーキの振動の推定は、精度の向上が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、面内バネ値を精度よく推定することで、面内方向におけるディスクブレーキの振動の推定を精度よく行うことができるディスクブレーキ振動推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転するディスクロータにパッドを接触させることで制動力を発生するディスクブレーキの前記ディスクロータと前記パッドの接触時における振動を、有限個の要素で構成された少なくとも前記ディスクロータに対応するディスクロータモデルおよび前記パッドに対応するパッドモデルに基づいて推定するディスクブレーキ振動推定装置であって、前記ディスクロータの面内方向に発生する面内方向起振力を決定するための面内バネ値を算出する面内バネ値算出手段と、前記算出された面内バネ値に基づいて面内方向における前記ディスクブレーキの振動を推定する振動推定手段と、を有し、前記面内バネ値算出手段は、前記ディスクロータモデルに対して前記パッドモデルが接触する接触面を構成する節点で発生するモーメントを前記接触面の全体で積分した値が、前記回転するディスクロータに前記パッドを接触させた状態で計測された前記パッド全体の実モーメントと釣り合うことを条件として、前記接触面における面内方向の摩擦係数と、前記接触面における面外方向の摩擦係数と、前記ディスクロータの面外方向に発生する面外方向起振力を求めるための面外バネ値と、前記実モーメントと、に基づいて前記面内バネ値を算出する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、上記ディスクブレーキの振動推定装置において、前記面内バネ値算出手段は、前記節点を直交座標系から自然座標系に座標変換した状態で、前記面内バネ値を算出することが好ましい。
【０００９】
また、上記ディスクブレーキの振動推定装置において、前記面内バネ値算出手段は、下記の数式１に基づいて面内バネ値を算出することが好ましい。
【数１】
0005920373.tif 000002
Ｋｃｐｒは前記面内バネ値、Ｋｐｒは前記面外バネ値、Ｍは前記実モーメント、ｄｅｔＪはヤコビアン、μｘは前記接触面における面内方向の摩擦係数、μｚは前記接触面における面外方向の摩擦係数、αζは、面内方向における変位の大きさに基づく値であり、αξは面外方向における変位の大きさに基づく値であり、βは面内振動モードの次数である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るディスクブレーキ振動推定装置は、面内方向におけるディスクブレーキの振動を精度良く推定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、面圧振動モデルを示す図である。
【図３】図３は、座標変換の説明図である。
【図４】図４は、パッド全体のモーメントの説明図である。
【図５】図５は、面圧と圧縮変位との関係を示す図である。
【図６】図６は、自然座標系における変位グラフを示す図である。
【図７】図７は、自然座標系における変位グラフを示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置による振動推定方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１３】
本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置は、有限要素法に基づいた数値解析装置であり、ディスクブレーキに対応する有限個の要素で構成されたディスクブレーキモデル（ディスクロータに対応するディスクロータモデルおよびパッドに対応するパッドモデルを含む）に基づいて、少なくとも面内方向におけるディスクブレーキの振動を推定、およびディスクブレーキの振動がブレーキ鳴きのレベルであるか否かの鳴き判定行うものである。図１は、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置の構成例を示す図である。
【００１４】
ディスクブレーキ振動推定装置１は、ディスクブレーキ１００を対象として、回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させることで制動力を発生する際に、ディスクロータ１０４とパッド１０２，１０３の接触時における振動、本実施形態では面内振動モードにおけるディスクブレーキ１００の振動の推定と、ディスクブレーキ１００の振動がブレーキ鳴きのレベルであるか否かの鳴き判定を行うものであり、処理手段である処理部３と記憶部２とを含んで構成されている。ディスクブレーキ振動推定装置１には、入出力装置４が接続されており、ここに備えられた入力手段４１は、各設定値の入力や、記憶部２および処理部３に指令、例えば処理部３にディスクブレーキ振動推定方法を実行させる指令などを与えるものである。ここで、入力手段４１には、キーボード、マウス、マイク等の入力デバイスを使用することができる。なお、ディスクブレーキ振動推定装置１が各設定値を取得する方法は、入力手段４１のみならず、例えば、予め入力物理量が記憶部２に記憶されている、あるいは有線・無線を介して外部記憶手段に記憶されている各設定値を図示しない入出力インターフェース・通信インターフェースを介して取得しても良い。
【００１５】
ここで、ディスクブレーキ１００は、キャリパー１０１に取り付けられたパッド１０２，１０３がディスクロータ１０４を挟んでディスクロータ１０４の回転軸方向において対向して配置されている。キャリパー１０１内には、図示しない液圧シリンダが設けられており、液圧シリンダが発生する押圧力によりパッド１０２，１０３間の距離が縮まり、図示しない車輪と一体回転するディスクロータ１０４に、パッド１０２，１０３がそれぞれ接触することで摩擦力が発生する。発生した摩擦力は、キャリパー１０１に対してディスクロータ１０４の回転方向と反対方向に作用することで、図示しない車両を減速する制動力となる。つまり、ディスクブレーキ１００は、制動力を発生するものである。なお、１０５は、マウンティングブラケットであり、キャリパー１０１、パッド１０２，１０３をディスクロータ１０４に対して回転軸方向に移動可能に支持するものである。また、１０６は、ディスクロータ１０４が固定されるハブである。
【００１６】
記憶部２には、ディスクブレーキ１００の振動の推定を実現するディスクブレーキ振動推定方法が組み込まれたディスクブレーキ振動推定プログラムが格納されている。ここで、記憶部２は、ハードディスク装置等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性のメモリ等のストレージ手段、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００１７】
ここで、上記ディスクブレーキ振動推定プログラムは、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、コンピュータシステムにすでに記憶されているプログラム、例えばＯＳ（Operating  System）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものであっても良い。また、図１に示す処理部３の機能を実現するためのディスクブレーキ振動推定プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して、この記録媒体に記録されたディスクブレーキ振動推定プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定方法を実行しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００１８】
処理部３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリとＣＰＵ（Central  Processing  Unit）とにより構成されている。ディスクブレーキ１００の振動を推定する際には、ディスクブレーキ振動推定装置１が取得した各設定値に基づいて、処理部３が上記ディスクブレーキ振動推定プログラムを処理部３の図示しないメモリに読み込んで演算を行う。なお、処理部３は、適宜演算途中の数値を記憶部２に格納し、格納した数値を適宜記憶部２から取り出して演算を行う。また、処理部３は、上記ディスクブレーキ振動推定プログラムの替わりに専用のハードウェアにより実現されるものであっても良い。処理部３が演算することで作成されたディスクブレーキ１００の振動の推定結果やブレーキ鳴きの判定結果などは、入出力装置４の表示手段４２により表示される。ここで、表示手段４２には、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）や有機ＥＬディスプレイ等を使用することができる。また、ディスクブレーキ１００の振動の推定結果やブレーキ鳴きの判定結果などは、図示しないプリンタに出力することができる。また、記憶部２は、処理部３内に設けられていても良いし、他の装置（例えば、データベースサーバ）内に設けられていても良い。また、入出力装置４を備えた図示しない端末装置から、ディスクブレーキ振動推定装置１に有線、無線のいずれかの方法でアクセスすることができる構成であっても良い。
【００１９】
処理部３は、機能概念的に、面内バネ値算出部３１と、振動推定部３２と、鳴き判定部３３とを含んで構成されている。
【００２０】
面内バネ算出部３１は、面内バネ値算出手段であり、ディスクロータ１０４の面内方向に発生する面内方向起振力を求めるための面内バネ値Ｋｃｐｒを算出するものである。本実施形態における面内バネ算出部３１は、ディスクロータ１０４に対応するディスクロータモデル１０４´に対してパッド１０２，１０３に対応するパッドモデル１０２´，１０３´が接触する接触面Ｘを構成する節点ｓで発生するモーメントＭｓを接触面Ｘの全体で積分した値が、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態で計測されたパッド全体の実モーメントＭと釣り合うことを条件とし、さらに節点ｓを直交座標系から自然座標系に座標変換した下記の数式２（算出式）に基づいて面内バネ値Ｋｃｐｒを算出する。
【００２１】
【数２】
0005920373.tif 000003
Ｋｃｐｒは面内バネ値、Ｋｐｒは面外バネ値、Ｍは実モーメント、ｄｅｔＪはヤコビアン、μｘは接触面における面内方向の摩擦係数、μｚは接触面における面外方向の摩擦係数、αζは、面内方向における変位の大きさに基づく値であり、αξは面外方向における変位の大きさに基づく値であり、βは面内振動モードの次数である。ここで、αζは、ディスクロータ１０４の周方向、面内振動モデルではディスクブレーキモデル１０４´の接線方向であるｘ方向における変位の大きさに基づいて決定される値である。αξは、ディスクロータ１０４の軸方向、面内振動モデルではディスクブレーキモデル１０４´の法線方向（軸方向）であるｚ方向における変位の大きさに基づいて決定される値である。αζ，αξは、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させる実験的事実に基づいた値であり、通常は１である。
【００２２】
ここで、上記数式２の導き方について説明する。図２は、面圧振動モデルを示す図である。図３は、座標変換の説明図である。図４は、パッド全体のモーメントの説明図である。図５は、面圧と圧縮変位との関係を示す図である。図６は、自然座標系における変位グラフを示す図である。図７は、自然座標系における変位グラフを示す図である。
【００２３】
本実施形態では、面内振動モデルとしてディスクロータ１０４とパッド１０２，１０３との接触面、すなわち、図２に示すように、ｘ，ｙ，ｚの直交座標系においてディスクブレーキモデル１０４´とパッドモデル１０２´，１０３´との接触面Ｘにおける節点ｓに対して、面内バネ値Ｋｃｐｒおよび面外バネ値Ｋｐｒを設定したものを使用する。なお、面内振動モデルにおいては、ディスクブレーキ１００の径方向、すなわちｙ方向における変形はないもと仮定する。また、同図において、Ｒはディスクロータ１０４の回転方向である。
【００２４】
面内バネ値Ｋｃｐｒは、ディスクロータ１０４の周方向、面内振動モデルではディスクブレーキモデル１０４´の接線方向であるｘ方向に伸縮する面内バネのバネ定数である。つまり、面内バネ値Ｋｃｐｒに、節点ｓにおけるｘ方向の変位ｕｘを乗算すると、ディスクロータ１０４の面内方向に発生する面内方向起振力Ｆｃｐｒが決定される。面内方向起振力Ｆｃｐｒは、節点ｓに作用するｘ方向における力の１つである。一方、面外バネ値Ｋｐｒは、ディスクロータ１０４の軸方向、面内振動モデルではディスクブレーキモデル１０４´の軸方向であるｚ方向に伸縮する面内バネのバネ定数である。つまり、面外バネ値Ｋｐｒに、節点ｓにおけるｚ方向の変位ｕｚを乗算すると、ディスクロータ１０４の面外方向に発生する面外方向起振力Ｆｐｒが決定される。面外方向起振力Ｆｐｒは、節点ｓに作用するｚ方向における力の１つである。
【００２５】
面内振動モデルにおいて節点ｓに作用するｘ方向の力ｆｘおよびｚ方向の力ｆｚは、それぞれ下記の数式３，４となる。なお、μｘ，μｚは、ディスクロータ１０４およびパッド１０２，１０３の緒元、例えば、寸法、質量、材料、慣性モーメント、縦弾性係数、せん断弾性係数などから求めることができる。
【００２６】
【数３】
0005920373.tif 000004
【数４】
0005920373.tif 000005
【００２７】
次に、節点ｓで発生するモーメントＭｓは、下記の数式５となる。
【００２８】
【数５】
0005920373.tif 000006
【００２９】
ここで、節点ｓで発生するモーメントＭｓを接触面Ｘの全体で積分した値、すなわちモーメント積分値は、パッドモデル１０２´，１０３´が回転するディスクロータモデル１０４´に接触することで、パッドモデル１０２´，１０３´全体に発生するモーメントである。節点モーメント積分値と、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態におけるパッド１０２，１０３全体の実モーメントとは、同じであると推定することができる。つまり、仮定で求められた値と、実測によって得られた値が同じ値であると推定することができる。従って、節点モーメント積分値と実モーメントＭとが釣り合う条件とすると、上記数式５と実モーメントＭとの釣り合い式は下記の数式６となり、数式６を展開すると下記の数式７となる。
【００３０】
【数６】
0005920373.tif 000007
【数７】
0005920373.tif 000008
【００３１】
実モーメントＭは、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態において直接計測できる場合に、その計測値を用い、計測が困難である場合に、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態に計測された実モーメントＭの変化に対応して変化する実モーメントＭとは異なる計測値から求めることとなる。例えば、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態において、ディスクロータ１０４に作用するトルク変動に基づいて、実モーメントＭを計測値から求める。つまり、実モーメントＭは、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させる実験的事実に基づいた値である。
【００３２】
次に、節点ｓを直交座標系から自然座標系に座標変換した状態における上記釣り合い式を求める。上記数式６，７では、パッドモデル１０２´，１０３´とディスクロータモデル１０４´との接触面Ｘの面積分、すなわち接触面Ｘにおける節点ｓの数分の計算が必要となる。また、パッド１０２，１０３の形状が変化すると、節点ｓの数も変化するため、パッド１０２，１０３の形状に拘わらず、面内バネ値Ｋｃｐｒを求めることが好ましい。そこで、図３に示すように、直交座標系のｘ−ｙ平面におけるパッドモデル１０２´，１０３´のディスクロータモデル１０４´との接触面Ｘにおける微少領域ｄｓ（節点ｓ）をヤコビアン（ヤコビ行列）により、自然座標系のξ-η平面（−１≦ξ≦１、−１≦η≦１）に座標変換する。従って、節点ｓを直交座標系であるｘ-ｙ-ｚ座標系から自然座標系であるξ-η-ζ座標系に座標変換する。具体的には、上記の数式７に下記の数式８を代入して、下記の数式９を求める。
【００３３】
【数８】
0005920373.tif 000009
【数９】
0005920373.tif 000010
【００３４】
ここで、実際に回転するディスクロータ１０４にパッド１０２，１０３を接触させた状態では、パッド１０２，１０３に、面内振動モードの次数に対応した曲げ発生していることが実験的事実として、発明者によって解明された。例えば、図４に示すように、面内振動モードが１次、すなわち面内１次モードでは、パッド１０２，１０３に１次曲げが発生している。この実験的事実より、面内方向におけるディスクブレーキ１００の振動は、パッド１０２，１０３のそれぞれの１次曲げが同相で同期することで、ディスクロータ１０４の面内方向に摩擦力を発生させることに起因し、ディスクロータ１０４の面内方向における振幅を増幅すると考えられている。
【００３５】
接触面の変位はパッド１０２，１０３の曲げに対応したものとすることができるので、自然座標系における接触面Ｘの変位はパッドモデル１０２´，１０３´の曲げモードに対応したものとすることができる。節点ｓの接線方向（ｘ方向）における変位ｕｘは、自然座標系でのξ方向における変位ｕξとなり、図５に示すように、ｓｉｎ波となり、下記の数式１０となる。接触面Ｘのｘ方向における範囲は、同図に示すように、自然座標系のξ方向の−１≦ξ≦１となる。節点ｓの法線方向（ｚ方向）における変位ｕｚは、自然座標系でのζ方向における変位ｕζとなり、図６に示すように、ｃｏｓ波となり、下記の数式１１となる。接触面Ｘのｚ方向における範囲は、自然座標系のζ方向の−１≦ζ≦１となる。
【００３６】
【数１０】
0005920373.tif 000011
【数１１】
0005920373.tif 000012
【００３７】
上記の数式１０，１１を上記数式９に代入して下記の数式１２を求める。
【００３８】
【数１２】
0005920373.tif 000013
【００３９】
次に、以下の関係式、数式１３、数式１４、数式１５を用いて、上記の数式１２から下記の数式１６を求める。 
【００４０】
【数１３】
0005920373.tif 000014
【数１４】
0005920373.tif 000015
【数１５】
0005920373.tif 000016
【数１６】
0005920373.tif 000017
【００４１】
次に、上記数式１６を面内バネ値Ｋｃｐｒについて解くと、上記数式２となる。ここで、面外バネ値Ｋｐｒは、実験的事実に基づいた値である。具体的には、パッドモデル１０２´，１０３´の接触面と同材質の摩擦材を用いた圧縮試験により、図７に示すように、圧縮変位と面圧（圧力）との関係のグラフＡを得て、グラフＡの傾きを面外バネ値Ｋｐｒとする。
【００４２】
振動推定部３２は、面内バネ算出部３１により算出された面内バネ値Ｋｃｐｒおよび自励振動現象に基づいた数理モデルとに基づいて、ディスクブレーキ１００の振動を推定する。本実施形態では、一例として、面内バネ値Ｋｃｐｒおよび下記の数式１７に基づいて、ディスクブレーキ１００の振動を推定する。
【００４３】
【数１７】
0005920373.tif 000018
[Ｍ]はディスクブレーキ１００の質量行列、[Ｋ]はディスクブレーキ１００の剛性行列、ｕはディスクブレーキ１００の変位ベクトル、μはディスクロータ１０４とパッド１０２，１０３との間の摩擦係数、Ｋｃｐｒは面内バネ値（面内方向の接触剛性）、Ｋｐｒは面外バネ値（面外方向の接触剛性）である。
【００４４】
鳴き判定部３３は、上記振動推定部３２によりディスクブレーキ１００の振動を推定したのち、本実施形態では、推定開始から所定時間後の変位に基づいて、面内方向におけるディスクブレーキ１００の鳴きを判定する。鳴き判定部３３は、一例として、推定開始から所定時間ｔ０経過後の判定対象となるディスクロータモデル１０４´における所定節点ｓの変位ｘが基準値ｕｍａｘ以上であるか否かを判定し、基準値ｕｍａｘ以上である場合に面内方向におけるディスクブレーキ１００の鳴きが発生すると判定する。
【００４５】
次に、ディスクブレーキ振動推定装置１によるディスクブレーキ振動推定方法について説明する。図８は、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置による振動推定方法のフローチャートを示す図である。
【００４６】
まず、本実施形態では、有限要素法（ＦＥＭ）に基づく有限要素モデルをキャリパー１０１、パッド１０２，１０３、ディスクロータ１０４、マウンティングブラケット１０５、ハブ１０６ごとに作成し、これらを組み合わせることで、ディスクブレーキモデル１００´を生成する（図１参照）。なお、ディスクブレーキモデル１００´は、予め生成されていても良い。この場合、ディスクブレーキ振動推定装置１は、予め生成されたディスクブレーキモデル１００´を取得しても良い。
【００４７】
次に、図８に示すように、処理部３の面内ばね値算出部３１は、面内振動モードの決定を行う（ステップＳＴ１）。ここでは、面内ばね値算出部３１は、実験的事実に基づいて設定されている値（Ｋｐｒ，Ｍ，αζ，αξなど）、対象とする面内振動モードの次数β、ディスクブレーキ１００の緒元から設定される値（μｘ，、μｚなど）を予め取得しておき、これらの値と、上記の数式２に基づいて面内バネ値Ｋｃｐｒを算出する。
【００４８】
次に、処理部３の振動推定部３２は、面内ばね値算出部３１により算出された面内バネ値Ｋｃｐｒに基づいて、面内方向におけるディスクブレーキの振動を推定する（ステップＳＴ２）。ここでは、振動推定部３２は、面内バネ値Ｋｃｐｒおよび上記の数式１７に基づいて、節点ｓでの面内方向における振動を推定する。
【００４９】
次に、鳴き判定部３３は、面内方向におけるディスクブレーキ１００の鳴きを判定する（ステップＳＴ４）。ここでは、鳴き判定部３３は、例えば上記数式１７による計算が面内１次モード（β＝１）に対するものである場合は、面内１次モード、すなわちディスクロータ１０４の周方向に１８０度ごとに節（節に対して９０度のところが腹となる）を持っているブレーキ鳴きが発生したか否かを判定する。本実施形態では、上記振動推定部３２による計算の開始、すなわち推定開始から所定時間ｔ０経過後の判定対象となるディスクロータ１０４のモデルにおける所定節点ｓの変位ｕが基準値ｕｍａｘ以上であるか否かを判定し、基準値ｕｍａｘ以上である場合に面内１次モードにおけるディスクブレーキ１００の鳴きが発生すると判定する。従って、振動推定部３２による面内方向におけるディスクブレーキ１００の振動を推定した結果、ディスクブレーキ１００に面内方向におけるブレーキ鳴きが発生するのか否かを面内方向におけるディスクブレーキ１００の振動を推定することで容易に判断することができる。ここで、基準値ｕｍａｘは、推定対象とするディスクブレーキ１００を構成する各要素の形状、寸法、材料、パッド１０２，１０３とディスクロータ１０４との接触時における面圧の大きさ、求めようとする面内振動モードなどに応じて変化するものである。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置１では、接触面Ｘを構成する節点ｓで発生するモーメントＭｓを接触面Ｘの全体で積分した値が、実モーメントＭと釣り合うことを条件に、摩擦係数μｘ，μｙと、面外バネ値Ｋｐｒと、実モーメントＭとに基づいて、上記の数式２により面内バネ値Ｋｃｐｒを算出する。つまり、本実施形態では、実測することが困難であり、仮定で求められた値のみで算出することが困難であった面内バネ値Ｋｃｐｒの算出を、仮定で求められた値および実測によって得られた値の両方を用いて行う。従って、実測することが困難であり、仮定で求められた値のみで算出することが困難である面内バネ値Ｋｃｐｒを精度よく推定することができる。これにより、精度よく推定された面内バネ値Ｋｃｐｒに基づいて面内方向におけるディスクブレーキ１００の振動を推定するので、精度よく推定することができる。
【００５１】
また、面内バネ値Ｋｃｐｒの算出は、節点ｓを直交座標系から自然座標系に座標変換した状態で行うので、パッド１０２´，１０３´の形状を考慮することなく面内バネ値Ｋｃｐｒを算出することができる。また、接触面における変位は、パッド１０２，１０３の曲げに対応したものである。このことから、パッド１０２，１０３の曲げという実験的事実によって求めることができた接触面Ｘにおける変位の関係性（上記数式８，９）に基づいて面内バネ値Ｋｃｐｒを算出することができる。これらにより、面内バネ値Ｋｃｐｒの算出を上記の数式２のように、陽的表現の式とすることができ、接触面Ｘにおける節点ｓの数分の計算が不要となり、面内バネ値Ｋｃｐｒを算出するための付加を大幅に低減することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、鳴き判定部３３が推定開始から所定時間後の変位に基づいて、面内方向におけるディスクブレーキ１００の鳴きを判定するが、本発明はこれに限定されるものではなく、変位に起因する値に基づいて鳴きを判定しても良い。例えば、鳴き判定部３３は、上記振動推定部３２による計算の開始、すなわち推定開始から所定時間ｔ０経過後の判定対象となるディスクロータ１０４のモデルにおける所定節点の変位ｕのノルムが基準値ｕｍａｘ以上であるか否かを判定し、基準値ｕｍａｘ以上である場合に、面内方向におけるディスクブレーキ１００の鳴きが発生すると判定してもよい。
【００５３】
また、本実施形態に係るディスクブレーキ振動推定装置は、ディスクブレーキ１００の設計に用いることもできる。ディスクブレーキ１００の設計では、上記ディスクブレーキ振動推定装置１において推定された面内方向におけるディスクブレーキ１００の振動を抑制するように、ディスクブレーキ１００の各部品を設計することとなる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ディスクブレーキ振動推定装置
２  記憶部
３  処理部
３１  面内バネ値算出部
３２  振動推定部
３３  鳴き判定部
４  入出力装置
【図２】
0005920373.tif 000020
【図３】
0005920373.tif 000021
【図４】
0005920373.tif 000022
【図５】
0005920373.tif 000023
【図６】
0005920373.tif 000024
【図７】
0005920373.tif 000025
【図８】
0005920373.tif 000026
【図１】
0005920373.tif 000027