(57)【要約】【課題】  容易かつ確実に摩擦部材の摩耗量を知り得ることができる制動装置を提供する。【解決手段】  ブレーキパッドを新規に交換した時のモータシリンダ７のピストン位置を記憶するゼロピストン位置記憶部２５と、モータシリンダ７とブレーキキャリパ４との間を密閉した状態でこれらの間に発生する液圧を検出する制動圧センサ２３とを備え、ゼロピストン位置記憶部２５により記憶したゼロピストン位置からのピストンストローク量と、制動圧センサ２３により検出した液圧との関係により、ブレーキパッドの摩耗量を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の制動操作に応じて液圧を発生する液圧シリンダと、該液圧シリンダの発生する液圧により制動圧を発生するホイールシリンダと、該ホイールシリンダに連結して被制動部材に制動力を発生させる制動部材と、該制動部材を新規に交換した時の前記液圧シリンダのピストン位置を記憶するゼロピストン位置記憶手段と、前記液圧シリンダとホイールシリンダとの間を密閉した状態でこれらの間に発生する液圧を検出する液圧検出手段とを備えた制動装置において、
前記ゼロピストン位置記憶手段により記憶したピストン位置からのピストン移動量と、前記液圧検出手段により検出した液圧との関係により、前記制動部材の摩耗量を算出することを特徴とする制動装置。
【請求項２】
運転者の制動操作に応じて液圧を発生する液圧シリンダと、該液圧シリンダの発生する液圧により制動圧を発生するホイールシリンダと、該ホイールシリンダに連結して被制動部材に制動力を発生させる制動部材とを備えた制動装置において、
前記液圧シリンダとホイールシリンダとの間を密閉した状態で、非制動操作時における前記液圧シリンダのピストン位置により、前記制動部材の摩耗量を算出することを特徴とする制動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制動部材の摩耗量の検知を容易にした液圧式の制動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の制動装置において、運転者の制動操作に応じて機械的に作動するマスタシリンダとは別に、前記制動操作に応じて電気的に作動して液圧を発生する液圧シリンダを有し、該液圧シリンダの発生する液圧によりホイールシリンダに制動圧を発生させる所謂ブレーキバイワイヤとして構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
ところで、車両の制動装置においては、ホイールシリンダ内の制動部材が交換時期にあることを運転者に知らしめるべく、例えば該制動部材に所定の加工を施し、該制動部材が摩耗限界に達したことを電気的に検出可能な摩耗センサを内蔵させたものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特表平９−５１１９６７号公報
【特許文献２】特開平５−２４８４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記制動部材の摩擦状態を検出する構成においては、摩擦部材に所定の加工が必要となり、製造工数の増加等によるコストアップが生じるという問題がある。
また、上記同様の作用を有する構成として、例えば摩擦部材に摩耗センサが形成された金属板を装着し、該磨耗センサと被制動部材との接触音をもって制動部材が摩耗限界に達したことを知らしめるものがあるが、この構成においては、摩擦センサと被制動部材との接触音が運転者に不快感を与えたり、該接触音の意味に運転者が気付かないことがあるという問題がある。
【０００４】
さらに、上記各摩耗センサを用いずとも、摩擦材の摩耗量の増加に伴いリザーバタンク内の作動液が減少することから、リザーバタンク内の液量を確認することで摩擦材の摩耗状態を判断することも考えられるが、このような判断は、制動装置の構造を理解した運転者でなければ困難であるという問題がある。
そこでこの発明は、摩擦部材の摩耗センサと非制動部材との接触音を発生させたり制動部材に専用の加工を施したりする必要がなく、容易かつ確実に摩擦部材の摩耗量を知り得ることができる制動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、運転者の制動操作に応じて液圧を発生する液圧シリンダ（例えば実施例のモータシリンダ７）と、該液圧シリンダの発生する液圧により制動圧を発生するホイールシリンダ（例えば実施例のブレ−キキャリパ４）と、該ホイールシリンダに連結して被制動部材（例えば実施例のブレーキディスク４ａ）に制動力を発生させる制動部材（例えば実施例のブレーキパッド１７）と、該制動部材を新規に交換した時の前記液圧シリンダのピストン位置を記憶するゼロピストン位置記憶手段（例えば実施例のゼロピストン位置記憶部２５）と、前記液圧シリンダとホイールシリンダとの間を密閉した状態でこれらの間に発生する液圧を検出する液圧検出手段（例えば実施例の制動圧センサ２３）とを備えた制動装置（例えば実施例の制動装置１）において、前記ゼロピストン位置記憶手段により記憶したピストン位置からのピストン移動量と、前記液圧検出手段により検出した液圧との関係により、前記制動部材の摩耗量を算出することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、制動部材を新規に交換した際の非制動操作時（ホイールシリンダの液圧が０になる時）における液圧シリンダのピストン位置（ゼロピストン位置）を記憶する一方、制動部材の使用開始後にも非制動操作時における液圧シリンダのピストン位置を監視し、これらゼロピストン位置と最新のピストン位置との差分（ピストン移動量）を基に、ホイールシリンダのピストン位置ひいては制動部材の摩耗量等を算出することが可能となる。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、運転者の制動操作に応じて液圧を発生する液圧シリンダ（例えば実施例のサブシリンダ１０７）と、該液圧シリンダの発生する液圧により制動圧を発生するホイールシリンダ（例えば実施例のブレ−キキャリパ４）と、該ホイールシリンダに連結して被制動部材（例えば実施例のブレーキディスク４ａ）に制動力を発生させる制動部材（例えば実施例のブレーキパッド１７）とを備えた制動装置（例えば実施例の制動装置１０１）において、前記液圧シリンダとホイールシリンダとの間を密閉した状態で、非制動操作時における前記液圧シリンダのピストン位置により、前記制動部材の摩耗量を算出することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、液圧シリンダとホイールシリンダとの間が密閉された状態にあることから、非制動操作時における液圧シリンダのピストン位置を監視することで、該ピストン位置を基にホイールシリンダのピストン位置ひいては制動部材の摩耗量等を算出することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１，２に記載した発明によれば、ホイールシリンダとの間で密閉された状態にある液圧シリンダのピストン位置に基づき制動部材の摩耗量等を算出することができるため、これを表示したり交換時期を促す警告表示を行ったりすることで、従来の如く摩擦部材の摩耗センサと非制動部材との接触音を発生させたり制動部材に専用の加工を施したりする必要がなく、容易かつ確実に摩擦部材の摩耗量を知り得ることができる。特に、既存の構成としてマスタシリンダとは別の液圧シリンダを有するブレーキバイワイヤとして構成されるものには好適であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１に示す制動装置１において、符号２は運転者によるブレーキペダル３への制動操作に応じて液圧（油圧）を発生するタンデム型のマスタシリンダを示している。、該マスタシリンダ２の各液圧室には、各車輪への制動圧を発生するブレーキキャリパ（ホイールシリンダ）４に至る液圧路５がそれぞれ接続されている。各液圧路５の中間部分には、その遮断又は開通を切り替えるべく電気的に作動する遮断弁６がそれぞれ設けられると共に、各液圧路５における遮断弁６よりもブレーキキャリパ４側の部位には、マスタシリンダ２とは別に電気的に作動して液圧を発生するモータシリンダ（液圧シリンダ）７がそれぞれ設けられる。以下、液圧路５の遮断弁６よりも上流側（マスタシリンダ２側）を第一液圧路５ａ、下流側（ブレーキキャリパ４側）を第二液圧路５ｂという。
【００１１】
各遮断弁６は、自身のソレノイドへの通電時には液圧路５を遮断し、非通電時には自身のコイルスプリングの付勢力により液圧路５を開通するように構成されたソレノイドバルブである。また、各モータシリンダ７は、正逆転可能な駆動モータ１１の駆動力を減速機構１２を介して液圧発生器１３に伝達し、該液圧発生器１３内の液圧を増減させることで、対応するブレーキキャリパ４に制動圧を発生させるあるいは該制動圧を解放させるものである。
【００１２】
上記制動装置１は、通常作動時には各遮断弁６が液圧路５を遮断し、各モータシリンダ７からの液圧により各ブレーキキャリパ４に制動圧を発生させる所謂ブレーキバイワイヤとして構成される一方、例えば電気的なフェイル時には各遮断弁６が液圧路５を開通し、マスタシリンダ２からの液圧により電気的な制御を介さずに直接各ブレーキキャリパ４に制動圧を発生させることが可能とされる。なお、図１中太線は液圧配管を、細線は電気通信線をそれぞれ示す。また、図中符号４ａは車輪と一体的に回転するブレーキディスク（被制動部材）を、符号２ａはマスタシリンダ２における作動液のリザーバタンクを、符号８は通常作動時におけるブレーキペダル３の操作感を付与するためのペダルシミュレータをそれぞれ示す。
【００１３】
各遮断弁６及びモータシリンダ７は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１により駆動制御される。該ＥＣＵ２１には、各第一液圧路５ａ内の液圧（操作圧）を検出する操作圧センサ２２からの検出値、各第二液圧路５ｂ内の液圧（制動圧）を検出する制動圧センサ２３からの検出値、及びブレーキスイッチ２４からのＯＮ／ＯＦＦ信号等が入力される。
【００１４】
図２に示すように、モータシリンダ７は、例えば液圧発生器１３のシリンダ（以下、モータ側シリンダという）１４にサーボモータとしての駆動モータ１１を直列に連結し、該駆動モータ１１の駆動軸の回転運動をボールネジ機構としての減速機構１２を介してモータ側シリンダ１４内のピストン（以下、モータ側ピストンという）１５の直線運動に変換してこれを往復させることで、モータ側シリンダ１４内の液圧を増減させるものである。なお、図中符号１４ａはモータ側シリンダ１４内のエア抜きバルブを示す。
【００１５】
一方、図３に示すように、ブレーキキャリパ４は、ブレーキディスク４ａをその径方向外側から跨ぐように設けられて車体側に支持されるキャリパ本体１６と、ブレーキディスク４ａを挟むようにその両側に配置されてキャリパ本体１６に支持される一対のブレーキパッド（制動部材）１７と、一方のブレーキパッド１７におけるブレーキディスク４ａと反対側に設けられてキャリパ本体１６に形成されたキャリパシリンダ１８内に嵌装されるキャリパピストン１９とを有してなる。
【００１６】
ブレーキパッド１７は、例えばノンアスベスト系の摩擦材１７ｂの層を金属製のベース板１７ａ上に一体的に形成してなるもので、ベース板１７ａをキャリパピストン１９側あるいはキャリパ本体１６側に、摩擦材１７ｂをブレーキディスク４ａ側に向けて配置された状態でキャリパ本体１６に組み付けられる。
【００１７】
キャリパシリンダ１８は、対応するモータシリンダ７のモータ側シリンダ１４と第二液圧路５ｂを介して連通されており、運転者による制動操作がなされると、各モータシリンダ７が正転駆動してキャリパシリンダ１８内に液圧が供給され、該液圧によりキャリパピストン１９がキャリパシリンダ１８から押し出される方向（以下、ピストン押し出し方向という）に移動して前記一方のブレーキパッド１７をブレーキディスク４ａの一側面に押し付けると共に、その反力によりキャリパ本体１６をスライドさせて他方のブレーキパッド１７をブレーキディスク４ａの他側面に押し付けるようになっている。
これにより、ブレーキキャリパ４が各ブレーキパッド１７をブレーキディスク４ａに押し付けるようにしてこれを挟み込む（クランプする）こととなり、各ブレーキパッド１７とブレーキディスク４ａとの摩擦により該ブレーキディスク４ａひいては車輪の回転が制動される。
【００１８】
一方、運転者による制動操作が終了すると、各モータシリンダ７が対応するキャリパシリンダ１８内の液圧（換言すればブレーキキャリパ４によるブレーキディスク４ａへのクランプ力）が０になるまで逆転駆動し、ブレーキキャリパ４によるブレーキディスク４ａのクランプが解除されて該ブレーキディスク４ａひいては車輪が回転自在な状態に戻る。このときのモータシリンダ７の逆転駆動は、制動圧センサ２３の検出値をキャリパシリンダ１８内の液圧として用いてこれが０になった時点で停止するようになっている。またこのとき、各ブレーキパッド１７は、キャリパシリンダ１８内の液圧の低下及び不図示のピストンシールの戻し作用により、ブレーキディスク４ａに対する押圧状態から押圧前の状態に戻る。
【００１９】
ここで、非制動操作時（ブレーキキャリパ４の液圧が０になる時）におけるモータ側シリンダ１４に対するモータ側ピストン１５の位置をピストン位置Ａ０とすると、各ブレーキパッド１７を新規に交換した時（ブレーキパッド新品時）のピストン位置Ａ０（以下、ゼロピストン位置Ａ０maxという）に対して、ブレーキパッド１７の使用を開始しこれが摩耗した時（ブレーキパッド摩耗時）のピストン位置Ａ０は、該摩耗に伴いピストン押し出し方向に変化することとなる。このようなブレーキパッド１７摩耗時のピストン位置Ａ０は、ゼロピストン位置Ａ０maxを基準とし、駆動モータ１１に実装された不図示のレゾルバにより検出されるロータ回転角度及び減速機構１２の減速比等を考慮した上で算出することができる。以下、ゼロピストン位置Ａ０maxとブレーキパッド摩耗時のピストン位置Ａ０との差分を、モータ側ピストンストローク量Ｓcylという。
【００２０】
モータシリンダ７（モータ側シリンダ１４）とブレーキキャリパ４（キャリパシリンダ１８）とは、第二液圧路５ｂを介してリザーバタンク等を介在させない密閉状態で接続されており、したがって、モータ側ピストンストローク量Ｓcylを基に、モータ側ピストン１５の径とキャリパピストン１９の径との比等を考慮した計算を行うことで、ブレーキパッド新品時におけるキャリパピストン１９のキャリパシリンダ１８に対する位置と、ブレーキパッド摩耗時におけるキャリパピストン１９のキャリパシリンダ１８に対する位置との差分（以下、キャリパピストンストローク量Ｓcalという）を算出することができると共に、このキャリパピストンストローク量Ｓcalからブレーキパッド１７の摩耗量を直接的に知り得ることができる。
【００２１】
すなわち、図１を併せて参照して説明すると、ＥＣＵ２１において、ゼロピストン位置記憶部２５がゼロピストン位置Ａ０maxを記憶する一方、ピストン位置算出部２６が最新のピストン位置Ａ０を算出し、かつ摩耗量算出部２７がゼロピストン位置Ａ０maxと最新のピストン位置Ａ０との差分（モータ側ピストンストローク量Ｓcyl）を基に所定の係数を用いた計算を行うことで、ブレーキパッド１７の摩耗量を算出するようになっている。また、ブレーキパッド１７は、通常はブレーキキャリパ４に対応するべく諸寸法が規定されていることから、ブレーキパッド新品時の摩擦材１７ｂの厚さＴ０を考慮することで、ブレーキパッド１７の摩耗残量Ｔｐを知り得ることも可能である。
【００２２】
図４は、縦軸を制動圧センサ２３が検出する液圧Ｐとし、横軸をモータ側ピストンストローク量Ｓcylとした場合に、ブレーキパッド１７の各摩耗状態における制動操作時の液圧変化を示したグラフである。
本図に示すように、各摩耗状態における液圧変化曲線の起点、すなわち液圧Ｐ＝０状態におけるピストン位置Ａ０は、ブレーキパッド１７の摩耗量の増加に伴いモータ側ピストンストローク量Ｓcylを増加させる方向に変化する。なお、各摩耗状態における液圧変化曲線は、各ピストン位置Ａ０からほぼ同一特性となるように立ち上がるものとされる。
【００２３】
このような各ピストン位置Ａ０をＥＣＵ２１が監視し、該各ピストン位置Ａ０に基づき算出したブレーキパッド１７の摩耗残量（以下、パッド残量という）Ｔｐを、所定の表示部２８（図１参照）に表示してこれを運転者に知らしめるようになっている。また、モータ側ピストン１５が、ブレーキパッド１７が摩耗限界に達した状態に相当する位置（以下、限界ピストン位置という）Ａ０minに達すると、パッド残量Ｔｐと併せてブレーキパッド１７が交換時期にあることを運転者に知らしめるための所定の警告表示を行うようになっている。
【００２４】
次に、上記制動装置１によりブレーキパッド１７の摩耗量を算出しパッド残量Ｔｐ等の表示を行う際のＥＣＵ２１における処理手順について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、イグニッションがＯＮになった時点で、液圧０状態のピストン位置Ａ０の検出が連続的になされると共に（ステップＳ１）、最新のピストン位置Ａ０n+1がその前に検出されたピストン位置Ａ０nに対してピストン押し戻し方向（ピストン押し出し方向と逆方向）に変化しているか否かの判定がなされる（ステップＳ２）。
【００２５】
このとき、最新のピストン位置Ａ０n+1がその前のピストン位置Ａ０nに対してピストン押し戻し方向に変化している（ＹＥＳ）と判定された場合には、ブレーキパッド１７が交換済みであるとの判断がなされ、当該ピストン位置Ａ０n+1が既に記憶されているゼロピストン位置Ａ０maxに代わって記憶される（ステップＳ３）。
【００２６】
前記ステップＳ２において、最新のピストン位置Ａ０n+1がその前のピストン位置Ａ０nに対して同位置あるいは押出し方向に変化している（ＮＯ）と判定された場合、又はステップＳ３における処理後には、ステップＳ４において、記憶されたゼロピストン位置Ａ０maxとピストン位置Ａ０との差分としてのモータ側ピストンストローク量Ｓcylが算出されると共に、このモータ側ピストンストローク量Ｓcylに基づいて、ステップＳ５においてブレーキパッド１７のパッド残量Ｔｐが算出される。
【００２７】
次いで、算出されたパッド残量Ｔｐが所定値以上か否か、換言すればブレーキパッド１７が摩耗限界に達しているか否かの判定がなされる（ステップＳ６）。具体的には、ピストン位置Ａ０が限界ピストン位置Ａ０minに達しているか否かの判定がなされる。このとき、パッド残量Ｔｐが所定値未満である（ＮＯ）と判定された場合には、表示部２８にパッド残量Ｔｐの表示と併せてブレーキパッド１７が交換時期にあることの警告表示を実行させ（ステップＳ７）、所定値以上である（ＹＥＳ）と判定された場合には、表示部２８にパッド残量Ｔｐのみの表示を実行させる（ステップＳ８）。
【００２８】
以上説明したように、上記実施例における制動装置１は、運転者の制動操作に応じて液圧を発生するモータシリンダ７と、該モータシリンダ７の発生する液圧により制動圧を発生するブレーキキャリパ４と、該ブレーキキャリパ４に連結してブレーキディスク４ａに制動力を発生させるブレーキパッド１７と、該ブレーキパッド１７を新規に交換した時のモータシリンダ７のピストン位置を記憶するＥＣＵ２１におけるゼロピストン位置記憶部２５と、モータシリンダ７とブレーキキャリパ４との間を密閉した状態でこれらの間に発生する液圧を検出する制動圧センサ２３とを備えたものであって、ゼロピストン位置記憶部２５により記憶したゼロピストン位置からのピストンストローク量と、制動圧センサ２３により検出した液圧との関係により、ブレーキパッド１７の摩耗量を算出するものである。
【００２９】
この構成によれば、ブレーキパッド１７を新規に交換した時の非制動操作時（ブレーキキャリパ４の液圧が０になる時）におけるモータシリンダ７のピストン位置（ゼロピストン位置）を記憶する一方、ブレーキパッド１７の使用開始後にも非制動操作時におけるモータシリンダ７のピストン位置を監視し、これらゼロピストン位置と最新のピストン位置との差分（ピストンストローク量）を基に、ブレーキキャリパ４のピストン位置ひいてはブレーキパッド１７の摩耗量等を算出することが可能となる。
【００３０】
すなわち、ブレーキキャリパ４との間で密閉された状態にあるモータシリンダ７のピストン位置に基づきブレーキパッド１７の摩耗量等を算出することができるため、これを表示部２８に表示したり交換時期を促す警告表示を行ったりすることで、従来の如くブレーキパッド１７の摩耗センサとブレーキディスク４ａとの接触音を発生させたりブレーキパッド１７に専用の加工を施したりする必要がなく、容易かつ確実にブレーキパッド１７の摩耗量を知り得ることができる。特に、既存の構成としてマスタシリンダ２とは別のモータシリンダ７を有するブレーキバイワイヤとして構成される制動装置１には好適であるといえる。
【００３１】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば図６に示す制動装置１０１のように、マスタシリンダ２の各液圧室からブレーキキャリパ４に向けて導出される各液圧路５の中間部分に、マスタシリンダ２からの液圧を受けることで運転者の制動操作に応じて液圧を発生する複動シリンダとしての様相を呈するサブシリンダ（液圧シリンダ）１０７を設け、該サブシリンダ１０７とブレーキキャリパ４とを密閉状態で接続すると共に、非制動操作時におけるサブシリンダ１０７のピストン位置をセンサ１２３により検出し、該ピストン位置に基づきブレーキパッド１７の摩耗量を算出する構成であってもよい。なお、上記実施例に相当する構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
この構成によれば、サブシリンダ１０７とブレーキキャリパ４との間が密閉された状態にあることから、非制動操作時におけるサブシリンダ１０７のピストン位置を監視することで、該ピストン位置を基にブレーキキャリパ４のピストン位置ひいてはブレーキパッド１７の摩耗量等を算出することが可能となるため、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、液圧式ディスクブレーキではなく例えば液圧式ドラムブレーキに適用する等、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施例における制動装置の構成説明図である。
【図２】上記制動装置のモータシリンダの構成説明図である。
【図３】上記制動装置のブレーキキャリパの構成及びブレーキパッド摩耗状態毎の比較を行った説明図である。
【図４】縦軸を制動圧センサが検出する液圧とし、横軸をモータ側ピストンのピストン位置としたグラフである。
【図５】ブレーキパッドの摩耗量を算出しパッド残量等の表示を行う際のＥＣＵにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図６】上記制動装置の変形例を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０１  制動装置
７  モータシリンダ（液圧シリンダ）
４  ブレ−キキャリパ（ホイールシリンダ）
４ａ  ブレーキディスク（被制動部材）
１７  ブレーキパッド（制動部材）
２３  制動圧センサ（液圧検出手段）
２５  ゼロピストン位置記憶部（ゼロピストン位置記憶手段）
１０７  サブシリンダ（液圧シリンダ）
【図１】
2006161899.tif 000003
【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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