(57)【要約】【課題】ブレーキディスクの微小な偏磨耗を検出することを可能とするブレーキディスクの状態検出装置を提供する。【解決手段】表面に摩擦材３０を押圧させて車輪の回転を制動するためのブレーキディスク２０の状態検出装置であって、ブレーキディスク２０の周方向における温度分布を検出する温度分布検出手段５０，６０を備える。ブレーキディスク２０の磨耗量が小さい（厚い）場合は、摩擦材３０が強く押し当てられるため温度変化が大きく、一方、ブレーキディスク２０の磨耗量が大きい（薄い）場合は、摩擦材３０が強く押し当てられないため温度変化が小さい。このように、ブレーキディスク２０の状態は、周方向の温度分布として現れ易いところ、ブレーキディスク２０の周方向における温度分布を検出することで、油圧の変動を計測して状態を検出する場合と比べて、より微小な偏磨耗を検出することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に摩擦材を押圧させて車輪の回転を制動するためのブレーキディスクの状態検出装置であって、
前記ブレーキディスクの周方向における温度分布を検出する温度分布検出手段を備えることを特徴とするブレーキディスクの状態検出装置。
【請求項２】
前記温度分布検出手段は、異なる時刻に検出した前記温度分布を積算する積算手段を有することを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスクの状態検出装置。
【請求項３】
前記温度分布検出手段は温度センサを含み、前記温度センサは前記ブレーキディスクの内面側及び外面側の双方に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキディスクの状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキディスクの状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキディスクの肉厚状態を検出する装置として、例えば特許文献１に開示されたものがある。この装置では、ホイールシリンダ内の油圧変動を検出し、これに基づいてブレーキディスクの肉厚差を求め、これを解消するようにブレーキ油圧を調整している。
【特許文献１】特開２００１−１３０３９３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、トルクセンサーや液圧センサを用いて油圧の変動を計測するのでは、微小な偏磨耗を検出することが難しかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキディスクの微小な偏磨耗を検出することを可能とするブレーキディスクの状態検出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】
【０００５】
本発明に係るブレーキディスクの状態検出装置は、表面に摩擦材を押圧させて車輪の回転を制動するためのブレーキディスクの状態検出装置であって、ブレーキディスクの周方向における温度分布を検出する温度分布検出手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
ブレーキディスクの磨耗量が小さい（厚い）場合は、摩擦材が強く押し当てられるため温度変化が大きく、一方、ブレーキディスクの磨耗量が大きい（薄い）場合は、摩擦材が強く押し当てられないため温度変化が小さい。このように、ブレーキディスクの状態は、周方向の温度分布として現れ易いところ、本発明に係る装置では、ブレーキディスクの周方向における温度分布を検出して表面状態を検出することができるため、油圧の変動を計測して状態を検出する場合と比べて、より微小な偏磨耗を検出することが可能となる。
【０００７】
温度分布検出手段は、異なる時刻に検出した温度分布を積算する積算手段を有すると好ましい。このようにすれば、温度分布の偏差が小さい場合であっても、積算することで偏差を大きくすることができるため、微小な偏磨耗をより確実に検出することが可能となる。特に、ブレーキ引き摺りを検出する場合は、温度分布の偏差が微小であるため特に好適である。
【０００８】
温度分布検出手段は温度センサを含み、温度センサはブレーキディスクの内面側及び外面側の双方に配置されていると好ましい。このようにすれば、ブレーキディスクの内面側及び外面側の表面状態を別個に検出することができ、例えば、ブレーキディスクの引き摺りが発生している面を特定することも可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブレーキディスクの微小な偏磨耗を検出することを可能とするブレーキディスクの状態検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るブレーキディスクの状態検出装置を備えた制動装置１０を模式的に示す図である。図１に示すように、制動装置１０は、ブレーキディスク２０と、一対のブレーキパッド３０と、ホイールシリンダ４０と、一対の温度センサ５０と、回転位置センサ６０と、ブレーキＥＣＵ７０とを備えている。
【００１２】
ブレーキディスク２０は、略円盤状をなし、車両の各車輪に設けられている。摩擦材である一対のブレーキパッド３０は、ブレーキディスク２０の内面側及び外面側に設けられ、ホイールシリンダ４０の液圧によりブレーキディスク２０に押圧されたり、押圧を解除されたり制御される。
【００１３】
一対の温度センサ５０は、ブレーキディスク２０の内面側及び外面側に設けられ、それぞれの側でブレーキディスク２０の温度を検出する。温度センサ５０としては、非接触で検出できるものが好ましく、例えば赤外線センサなどが挙げられる。
【００１４】
回転位置センサ６０は、ブレーキディスク２０の回転位置（すなわち回転角度）を検出するものであり、例えば車輪速センサなどが挙げられる。
【００１５】
ブレーキＥＣＵ７０は、制動を制御するものであり、各種データを記憶するデータ記憶部７０ａ、各種演算を行う演算部７０ｂ、各種判定を行う判定部７０ｃ、及びホイールシリンダ４０を介してブレーキパッド３０を制御する液圧制御部７０ｄを有している。このブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキペダル８０と電気的に接続されており、液圧制御部７０ｄは、ブレーキペダル８０からの信号に基づいて、液圧を負荷してブレーキパッド３０を制御する。
【００１６】
データ記憶部７０ａは、温度センサ５０により検出された温度データを、回転位置センサ６０により検出されたブレーキディスク２０の回転位置と関連付けて記憶する。演算部７０ｂは、ブレーキディスク２０の１回転の平均温度を計算したり、１回転の平均温度変化を計算したり、１回転の温度変化を演算したりする。また演算部７０ｂは、異なる時刻に検出したブレーキディスク２０の周方向における温度分布を積算したり、ブレーキディスク２０の偏磨耗を修正するための修正液圧を演算したりする。液圧制御部７０ｄは、演算部７０ｂで計算された修正液圧を負荷するように、ホイールシリンダ４０を制御する。
【００１７】
本実施形態では、温度センサ５０及び回転位置センサ６０により温度分布検出手段が構成される。また、ブレーキＥＣＵ７０の演算部７０ｂにより積算手段が構成され、温度分布検出手段は、かかる積算手段を含むことができる。そして、このように温度分布検出手段を備えることで、ブレーキディスクの状態検出装置が構成される。
【００１８】
次に、上記した制動装置１０によるブレーキディスク２０の偏磨耗の検出を含む、制動トルク変動及び引き摺りトルク変動の修正方法について、図２乃至図５を参照して説明する。
【００１９】
図２は、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する制動トルク変動を修正する方法を示すフローチャートであり、図３は、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する引き摺りトルク変動を修正する方法を示すフローチャートであり、図４は、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する制動トルク変動や引き摺りトルク変動を修正するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【００２０】
図２に示すように、制動トルク変動の修正においては、まずステップＳ２０１において、ブレーキがオンであるか否かをブレーキＥＣＵ７０の判定部７０ｃにおいて判定する。そして、ブレーキがオンであると判定されると、ステップＳ２０２において、前回の測定からの走行距離が所定距離Ｌｋｍ以上であるか否かを判定部７０ｃにおいて判定する。この距離Ｌｋｍとしては、偏磨耗が発生する走行距離を、走行条件に応じて予め求めて設定したものである。そして、前回の測定からの走行距離が所定距離Ｌｋｍ未満であると判定されると、処理を中止する。一方、前回の測定からの走行距離が所定距離Ｌｋｍ以上であると判定されると、ステップＳ２０３において、ブレーキディスク２０の周方向における１回転の温度分布Ｔθを計測する。温度分布Ｔθの計測では、ブレーキディスク２０の内側及び外側の両方から、温度センサ５０により温度を計測しつつ、これを回転位置センサ６０からの回転位置データと関連付けて検出する。これにより、図５（ａ）に示すような温度分布Ｔθを得ることができる。その結果、温度の高いところは厚みが厚く、温度の低いところは厚みが薄いことが分かり、偏磨耗を検出することができる。
【００２１】
次に、ステップＳ２０４において、検出した温度データに基づいて、１回転の平均温度Ｔ０をブレーキＥＣＵ７０の演算部７０ｂにおいて計算してデータ記憶部７０ａに記録する。そして、ステップＳ２０５において、１回転の平均温度変化が所定変化量Ｔｆ以上であるか否かを判定部７０ｃにおいて判定する。この所定変化量Ｔｆは、ある程度の温度変化がなければ偏磨耗を正確に検出することが難しいため、ある程度の温度変化を確保する趣旨で任意に設定される値である。なお、１回転の平均温度変化とは、図５（ａ）に示すように、平均温度Ｔ０との差Ｔaの絶対値を積算して平均を取ったものである。
【００２２】
ステップＳ２０５において、１回転の平均温度変化が所定変化量Ｔｆ以上であると判定されると、ステップＳ２０６において、検出した１回転の温度分布Ｔθをデータ記憶部７０ａに記録すると共に、その測定を実施したときの走行距離をデータ記憶部７０ａに記録する。
【００２３】
一方、ステップＳ２０５において、１回転の平均温度変化が所定変化量Ｔｆ未満であると判定されると、ステップＳ２０７において、ブレーキがオンであるか否かを判定部７０ｃで判定する。そして、ブレーキがオンであると判定されると、ステップＳ２０３に戻る。このようにループを繰り返すことで、１回転の平均温度変化が所定変化量Ｔｆ以上になるのを待ち、微小な偏磨耗を検出することができる。これに対し、ステップＳ２０７において、ブレーキがオフであると判定されると、ステップＳ２０８において、ブレーキディスク２０の修正が不要であることを記録し、処理を中止する。
【００２４】
ステップＳ２０６において、１回転の温度分布Ｔθを記録したら、ステップＳ２０９に移り、１回転の温度変化（最高温度と最低温度との差）Ｔdifが所定温度Ｔｘ以上であるか否かを判定部７０ｃで判定する。この所定温度Ｔｘは、ブレーキディスク２０の修正が必要である偏磨耗状態のときに予め求めた温度変化量である。そして、１回転の温度変化Ｔdifが所定温度Ｔｘ以上であると判定されると、ステップＳ２１０において、ブレーキディスク２０の修正が必要であると記録し、修正のためのサブルーチンに移る。一方で、１回転の温度変化Ｔdifが所定温度Ｔｘ未満であると判定されると、ステップＳ２０８において、ブレーキディスク２０の修正が不要であることを記録し、処理を中止する。
【００２５】
修正サブルーチンでは、図４に示すように、まずステップＳ４０１において、ブレーキがオフであるか否かを判定部７０ｃで判定する。そして、ブレーキがオンであると判定されると、処理を中止する。このように、本実施形態では、ブレーキがオフであるときに修正を行う。
【００２６】
ステップＳ４０１において、ブレーキがオフであると判定されると、ステップＳ４０２において、過去からの修正回数がＮset以下であるか否かを判定部７０ｃにおいて判定する。そして、修正回数がＮsetを超えると判定された場合は、ステップＳ４０３において修正が不要であることを記録し、処理を中止する。
【００２７】
一方、ステップＳ４０２において修正回数がＮset以下であると判定されると、ステップＳ４０４において、ブレーキディスク２０の周方向における１回転の温度分布Ｔθを計測する。次に、ステップＳ４０５において、検出した温度データに基づいて、１回転の平均温度Ｔ０を演算部７０ｂにおいて計算してデータ記憶部７０ａに記録する。そして、ステップＳ４０６において、１回転の平均温度が所定温度Ｔc1以下であるか否かを判定部７０ｃで判定する。そして、１回転の平均温度がＴc1を超える場合は、ステップＳ４０１に戻る。これは、ブレーキディスク２０の磨耗特性が温度に依存して変化するため、温度が所定温度Ｔc1よりも高い場合は、ブレーキディスク２０の修正を行わないようにするためである。
【００２８】
ステップＳ４０６において、１回転の平均温度がＴc1以下であると判定されると、ステップＳ４０７において、偏磨耗を修正するための修正液圧を温度分布Ｔθに基づいて演算部７０ｂで演算し、液圧制御部７０ｄは、ホイールシリンダ４０を介してブレーキパッド３０に修正液圧Ｐrを負荷する。図５（ｂ）及び（ｃ）は、負荷する修正液圧の一例を示すものである。図５（ａ）に示すように、温度が高い領域ではブレーキディスク２０の厚みが厚く、温度が低い領域では厚みが薄いため、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、温度が高い領域では液圧を高くしてブレーキパッド３０を強く押圧し、一方で温度が低い領域では液圧を低くしてブレーキパッド３０を軽く押圧するか、押圧させないようにする。このようにして、ブレーキディスク２０の偏磨耗を修正することができる。なお、修正液圧Ｐrは、運転者に違和感を与えない程度のものとすると好ましい。
【００２９】
そして、ステップＳ４０８において、ブレーキがオンであるか否かを判定部７０ｃで判定し、ブレーキがオフであると判定されると、ステップＳ４０９において、１回転の平均温度が所定温度Ｔc2以下であるか否かを判定部７０ｃで判定する。そして、１回転の平均温度が所定温度Ｔc2以下であると判定されると、ステップＳ４０７に戻り、修正液圧Ｐrの負荷を継続する。一方で、１回転の平均温度が所定温度Ｔc2を超えると判定されると、ステップＳ４１０において、修正回数を１回追加してデータ記憶部７０ａに記録して、ステップＳ４１１に進む。上述したように、ブレーキディスク２０の磨耗特性は温度に依存して変化するため、１回転の平均温度が所定温度Ｔc2を超える場合は、磨耗特性が大きく変動するものとして、修正処理を中止する趣旨である。
【００３０】
ステップＳ４０８において、ブレーキがオンであると判定され、又はステップＳ４１０において、修正回数を１回追加して記録されると、ステップＳ４１１において、修正液圧Ｐrの負荷を中止し、処理を中止する。
【００３１】
このようにして、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する制動トルク変動を修正することができる。
【００３２】
一方、図２及び図３に戻り、ステップＳ２０１において、ブレーキがオフであると判定されると、ステップＳ２１１において、ブレーキディスク２０の修正が必要であると判定された状態であるか否かが判定部７０ｃで判定される。そして、修正必要判定が有ると判定されると、ステップＳ２１２において、ブレーキディスク２０の修正が必要であると記録し、修正のためのサブルーチンに移る。
【００３３】
ステップＳ２１１において、修正必要判定が無いと判定されると、引き摺りトルク変動の修正に移る。このように、引き摺りトルク変動の修正は、ブレーキがオフのときに行うものである。
【００３４】
引き摺りトルク変動の修正においては、まずステップＳ３０１において、ブレーキディスク２０の周方向における１回転の温度分布Ｔθを計測する。次に、ステップＳ３０２において、検出した温度データに基づいて、１回転の平均温度Ｔ０を演算部７０ｂにおいて計算してデータ記憶部７０ａに記録する。そして、ステップＳ３０３において、１回転の平均温度Ｔ０が所定温度Ｔc3以下であるか否かを判定部７０ｃにおいて判定する。そして、１回転の平均温度がＴc3を超える場合は、処理を中止する。これは、ブレーキディスク２０の磨耗特性が温度に依存して変化するため、温度が所定温度Ｔc3よりも高い場合は、ブレーキディスク２０の修正を行わないためである。
【００３５】
ステップＳ３０３において、１回転の平均温度Ｔ０が所定温度Ｔc3以下であると判定されると、ステップＳ３０４において、ブレーキディスク２０の１回転の温度分布Ｔθを改めて計測する。
【００３６】
そして、ステップＳ３０５において、１回転の温度分布Ｔθを積算してＴθsumを演算部７０ｂで求める。次に、ステップＳ３０６において、ブレーキがオンであるか否かを判定部７０ｃで判定し、ブレーキがオンであると判定されると、処理を中止する一方、ブレーキがオフであると判定されると、ステップＳ３０７において、１回転の温度分布Ｔθの積算回数がＮsum以上であるか否かを判定部７０ｃで判定する。そして、積算回数がＮsum未満であると判定されると、ステップＳ３０４に戻る。このように、積算回数がＮsum以上になるまで、１回転の温度分布Ｔθを積算する。ブレーキ引き摺りを検出する場合は、ブレーキパッド３０を押圧させるものではないため、温度分布の偏差が微小であって難しいものの、このように温度分布Ｔθを積算することで、偏差を大きくして微小な偏磨耗を確実に検出する。なお、この積算回数Ｎsumは、引き摺りトルクの発生を検出するのに十分な回数として予め求めたものである。
【００３７】
そして、ステップＳ３０７において、１回転の温度分布Ｔθの積算回数がＮsum以上であると判定されると、ステップＳ３０８において、１回転の温度変化（最高温度と最低温度との差）Ｔdifが所定変化量Ｔd以上であるか否かを判定部７０ｃで判定する。この所定変化量Ｔdは、ブレーキディスク２０の修正が必要である偏磨耗状態に対応して予め求めた値である。
【００３８】
そして、１回転の温度変化Ｔdifが所定温度Ｔd以上であると判定されると、ステップＳ３０９において、ブレーキディスク２０の修正が必要であると記録し、修正のためのサブルーチンに移る。一方で、１回転の温度変化Ｔdifが所定温度Ｔd未満であると判定されると、ブレーキディスク２０の修正が不要であるとして、処理を中止する。なお、ブレーキディスク２０の修正のためのサブルーチンは、上述したものと同様である。このようにして、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する引き摺りトルク変動を修正することができる。
【００３９】
以上詳述したように、ブレーキディスク２０の状態は、周方向の温度分布として現れ易いところ、本実施形態では、ブレーキディスク２０の周方向における温度分布Ｔθを検出して表面状態を検出することができるため、油圧の変動を計測して状態を検出する場合と比べて、より微小な偏磨耗を検出することが可能となる。
【００４０】
そして、検出した温度分布Ｔθに基づいてホイールシリンダ４０に修正液圧Ｐrを負荷することができるため、偏磨耗に起因する制動トルク変動を修正することが可能となる。
【００４１】
また、異なる時刻に検出した温度分布Ｔθを積算することで、温度分布Ｔθの偏差が小さい場合であっても、積算することで偏差を大きくすることができるため、微小な偏磨耗をより確実に検出することが可能となる。特に、ブレーキ引き摺りを検出する場合は、温度分布Ｔθの偏差が微小であるため特に好適である。このようにして、ブレーキディスク２０の偏磨耗に起因する引き摺りトルク変動を修正することが可能となる。
【００４２】
また、温度センサ５０はブレーキディスク２０の内面側及び外面側の双方に配置されているため、ブレーキディスク２０の内面側及び外面側の表面状態を別個に検出することができ、例えば、ブレーキディスク２０の引き摺りが発生している面を特定することも可能となる。
【００４３】
本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態においては、温度センサ５０をブレーキディスク２０の内面側及び外面側の双方に配置したが、片方にのみ配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係るブレーキディスクの状態検出装置を備えた制動装置を模式的に示す図である。
【図２】ブレーキディスクの偏磨耗に起因する制動トルク変動を修正する方法を示すフローチャートである。
【図３】ブレーキディスクの偏磨耗に起因する引き摺りトルク変動を修正する方法を示すフローチャートである。
【図４】ブレーキディスクの偏磨耗に起因する制動トルク変動や引き摺りトルク変動を修正するためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、ブレーキディスクの周方向の温度分布を示すグラフであり、（ｂ）及び（ｃ）は、偏磨耗を修正するために負荷する修正液圧の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０…制動装置、２０…ブレーキディスク、３０…ブレーキパッド（摩擦材）、４０…ホイールシリンダ、５０…温度センサ（温度分布検出手段）、６０…回転位置センサ（温度分布検出手段）、７０…ブレーキＥＣＵ、７０ａ…データ記憶部、７０ｂ…演算部（積算手段）、７０ｃ…判定部、７０ｄ…液圧制御部、８０…ブレーキペダル。
【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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