(57)【要約】【課題】車両走行状況に応じてディスクブレーキのブレーキ引きずりをなくす。【解決手段】必要性判定部３３は、路面判定部３１で判定された路面摩擦状態（低μ路、中μ路、高μ路のいずれか１つ）、ナビゲーション情報検出部３２で検出されたナビゲーション情報（道路形状）の各々に基づいて、ブレーキ引きずりの必要性を判定する。超音波振幅調整部３４は、必要性判定部３３で判定されたブレーキ引きずりの必要性に基づいて、超音波振動発生装置に発生させる超音波の振幅を調整する。【選択図】        図４
2004345393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪と一体に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを両側から挟み付けるように配置された一対の摩擦パッドと、を有するディスクブレーキと、
前記ブレーキディスクに対する前記一対の摩擦パッドの引きずりの必要性を判定する判定手段と、
非制動時に、前記判定手段により判定された引きずりの必要性に基づいて、前記ブレーキディスクと前記一対の摩擦パッドとの間隙を制御する間隙制御手段と、
を備えたディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記判定手段は、現在位置情報及び地図情報に基づいて道路形状を検出し、前記道路形状に基づいて引きずりの必要性を判定する
請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項３】
前記判定手段は、路面摩擦状態に基づいて引きずりの必要性を判定する
請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記間隙制御手段は、前記摩擦パッドを超音波で振動させる超音波振動発生装置である
請求項１から３のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
ベルトを介してエンジンに連結した発電機兼用モータと、前記モータに接続された蓄電手段とを有し、減速時又は制動時に前記発電機兼用モータによって発電された電気エネルギーを前記蓄電手段に蓄電するモータ回生制動機構を更に備え、
前記ディスクブレーキは、制動時に、前記一対の摩擦パッドを前記ブレーキディスクに挟み付けると共に前記モータ回生制動を利用して制動を行う
請求項１から４のいずれか１項に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項６】
車輪と一体に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを両側から挟み付けるように配置された一対の摩擦パッドと、を有するディスクブレーキと、
前記ブレーキディスクと前記摩擦パッドとの間の摩擦状態を検知する摩擦状態検知手段と、
前記摩擦状態検知手段により検知された摩擦状態に応じて、前記摩擦パッドを超音波で振動させる超音波振動発生手段と、
を備えたディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクブレーキ装置に係り、特にブレーキ引きずりを低減させるディスクブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブレーキ装置は、ブレーキ油圧によって摩擦パッドをブレーキディスクに押し付けることで摩擦力を発生し、車輪を止めるための制動力を得ていた。しかし、ブレーキ油圧をゼロにしても、摩擦パッドはブレーキディスクに接した状態になる。これは、制動開始時の応答性を向上させるため、更にブレーキディスクの防錆のためには効果があった。
【０００３】
しかし、このブレーキ装置は、常時、ブレーキディスクと摩擦パッドとの間に摩擦力（ブレーキ引きずり）を発生させてしまい、走行時のパワーを損失してしまう問題があった。
【０００４】
ディスクブレーキにおけるブレーキ引きずりを低減させるために、例えば、ブレーキディスクや摩擦パッドの材料を改良したり、ブレーキディスクから摩擦パッドを機構的に離間させたり、様々な技術が提案されている。
【０００５】
また、摩擦パッドの摩耗に対して摩擦パッドをブレーキディスクから迅速に離間させることによりブレーキ引きずりの防止を図った車両用ディスクブレーキが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
特許文献１に記載された車両用ディスクブレーキでは、ブレーキ解除時、屈曲帯状バネが、パッドクリップの支持部を支点としてディスクロータから離れる方向に摩擦パッドを摺動させる。これにより、摩擦パッドをディスクロータから迅速に離間させることできる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−１０９０４１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された車両用ブレーキディスクは、機械式ブレーキのみ用いるブレーキシステムには有用である。しかし、機械式ブレーキでは、非制動時には、完全にブレーキ引きずりをなくすことができない問題があった。また、非制動時であっても、路面状況によってはすぐに制動開始できる状態にする必要もある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、車両走行状況に応じてディスクブレーキのブレーキ引きずりをなくすことができるディスクブレーキ装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、車輪と一体に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを両側から挟み付けるように配置された一対の摩擦パッドと、を有するディスクブレーキと、前記ブレーキディスクに対する前記一対の摩擦パッドの引きずりの必要性を判定する判定手段と、非制動時に、前記判定手段により判定された引きずりの必要性に基づいて、前記ブレーキディスクと前記一対の摩擦パッドとの間隙を制御する間隙制御手段と、を備えている。
【００１１】
ディスクブレーキは、車輪と一対に回転するブレーキディスクに対して、一対の摩擦パッドをブレーキディスクの両面側から挟み付けることによって、制動する。ここで、制動時以外でも、摩擦パッドがブレーキディスクに接触してしまい、ブレーキ引きずりが生じることがある。一方、制動時以外であっても、すぐに制動開始できるようにブレーキ引きずりを発生させた方がよいときもある。
【００１２】
そこで、判定手段は、例えばすぐに制動開始できる状態にすべきか否かを考慮して、ブレーキディスクに対する前記一対の摩擦パッドの引きずりの必要性を判定する。そして、間隙制御手段は、非制動時に、この判定結果に基づいて、ブレーキディスクと一対の摩擦パッドとの間隙を制御する。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の発明によれば、非制動時に、判定手段により判定された引きずりの必要性に基づいて、ブレーキディスクと一対の摩擦パッドとの間隙を制御することにより、ブレーキひきずりの必要性に応じてディスクブレーキにおけるブレーキ引きずりを低減させて、車両のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段は、現在位置情報及び地図情報に基づいて道路形状を検出し、前記道路形状に基づいて引きずりの必要性を判定する。
【００１５】
道路形状としては、例えば、直線道路、カーブ、交差点などが好ましい。そして、車両が直線道路を走行しているときは、急制動することはほとんどないので、ブレーキ引きずりの必要性はほとんどない。また、車両がカーブや交差点を走行しているときは、すぐに制動開始できるようにするため、ブレーキひきずりの必要性がある。すなわち、ブレーキひきずりの必要性は、道路形状よって大きく異なる。
【００１６】
したがって、請求項２に記載の発明によれば、現在位置情報及び地図情報に基づいて道路形状を検出し、前記道路形状に基づいて引きずりの必要性を判定することにより、自車が走行している道路形状に応じて、ブレーキひきずりを低減させたり、すぐに制度開始できるようにすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段は、路面摩擦状態に基づいて引きずりの必要性を判定する。ここで、路面摩擦状態は、車両走行路面の滑りやすさ、例えば路面摩擦係数が好ましい。
【００１８】
したがって、請求項３に記載の発明によれば、路面摩擦状態に基づいてブレーキ引きずりの必要性を判定し、この必要性に基づいてブレーキディスクと一対の摩擦パッドとの間隙を制御することにより、路面摩擦状態に応じて、ブレーキひきずりを低減させたり、すぐに制度開始できるようにすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記間隙制御手段は、前記摩擦パッドを超音波で振動させる超音波振動発生装置である。
【００２０】
したがって、請求項４に記載の発明によれば、摩擦パッドを超音波で振動させる超音波振動発生装置を用いることによって、ブレーキディスクと摩擦パッドとのクリアランスを特別に設けることなく、ブレーキひきずりを低減させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、ベルトを介してエンジンに連結した発電機兼用モータと、前記モータに接続された蓄電手段とを有し、減速時又は制動時に前記発電機兼用モータによって発電された電気エネルギーを前記蓄電手段に蓄電するモータ回生制動機構を更に備え、前記ディスクブレーキは、制動時に、前記一対の摩擦パッドを前記ブレーキディスクに挟み付けると共に前記モータ回生制動を利用して制動を行う。
【００２２】
したがって、請求項６に記載の発明によれば、急制動が必要なときには、発電機兼用モータの回生制動を利用できるので、ブレーキ遅れをなくすことができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明であるディスクブレーキ装置は、車輪と一体に回転するブレーキディスクと、前記ブレーキディスクを両側から挟み付けるように配置された一対の摩擦パッドと、を有するディスクブレーキと、前記ブレーキディスクと前記摩擦パッドとの間の摩擦状態を検知する摩擦状態検知手段と、前記摩擦状態検知手段により検知された摩擦状態に応じて、前記摩擦パッドを超音波で振動させる超音波振動発生手段と、を備えている。
【００２４】
摩擦状態検知手段は、ブレーキディスクと摩擦パッドとの摩擦状態を検知できれば特に限定されず、例えば、歪みゲージ、圧電素子の他、温度センサを用いてもよい。
【００２５】
超音波振動発生手段は、ブレーキディスクと摩擦パッドとの摩擦状態に応じて摩擦パッドを超音波で振動させる。ここでは、摩擦状態が大きくなるに従って、超音波振幅を大きくするのが好ましい。
【００２６】
したがって、請求項６に記載の発明によれば、ブレーキディスクと摩擦パッドとの摩擦状態に応じて、摩擦パッドを超音波で振動させることにより、ブレーキディスクと摩擦パッドの接触面の摩擦係数μが大幅に低減するので、ブレーキひきずりを大幅に低減させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るディスクブレーキシステムの構成を示すブロック図である。ディスクブレーキシステムは、いわゆるハイブリッド自動車に搭載されたものである。
【００２９】
ディスクブレーキシステムは、前輪・後輪の各輪に取り付けられた車輪速センサ１１と、前後加速度に応じたセンサ信号を出力する前後加速度センサ１２と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ１３を介してＧＰＳ電波を受信するＧＰＳ受信回路１４と、光ディスクに記録された地図情報を読み出す光ディスクドライブ１５と、ディスクブレーキ部２０と、ブレーキ制御を行うコントロールユニット３０と、回生制動機構５０と、を備えている。
【００３０】
車輪速センサ１１は、各輪の回転角速度（車輪速）に応じたセンサ信号を出力する。前後加速度センサ１２は、車両の前後方向の加速度である前後加速度に応じたセンサ信号を出力する。なお、前後加速度センサ１２で検出される前後加速度の代わりに、前輪又は後輪の車輪速を時間微分してもよい。
【００３１】
ＧＰＳ受信回路１４は、複数の衛星から出射されたＧＰＳ信号の到達時間などに基づいて三次元測位して、自車位置を表す緯度／経度情報を生成する。光ディスクドライバ１５は、光ディスクに記録されている地図情報の中から自車位置近辺の情報を読み出す。
【００３２】
（ディスクブレーキ部２０）
図２は、ディスクブレーキ部２０の構成を示す図である。ディスクブレーキ部２０は、浮動状態になっているキャリパボデー２１と、プレート状に形成され、車輪と共に回転するブレーキディスク２２と、ブレーキディスク２２を挟み込むように配置された一対の摩擦バッド２３ａ，２３ｂと、摩擦バッド２３ａ，２３ｂに対してそれぞれ超音波を発生する超音波振動発生装置２４ａ，２４ｂと、摩擦バッド２３ａをブレーキディスク２２に押し付けるピストン２５と、を備えている。
【００３３】
ピストン２５は、キャリパボデー２１に取り付けられた図示しないピストンシールによって、Ｘ方向に付勢されている。制動時では、ピストン２５は、ブレーキペダルの踏みこみ量に応じて発生するブレーキ油圧によって、摩擦バッド２３ａをブレーキディスク２２に押し付けられる。このとき、摩擦バッド２３ａがブレーキディスク２２に密着して、浮動状態になっているキャリパボデー２１がＸ方向に移動する。このため、摩擦バッド２３ａ，２３ｂは、ブレーキディスク２２を挟むように押し付けられ、制動を行う。
【００３４】
超音波振動発生装置２４ａ，２４ｂは、キャリパボデー２１内に取り付けられており、摩擦バッド２３ａ，２３ｂに対してそれぞれ超音波振動を発生する。なお、超音波振幅は、図１に示したコントロールユニット３０によって調整される。また、超音波振動発生装置２４ａ，２４ｂとしては、例えば、材質がＰＴＺ（チタン酸ジルコン酸鉛）の超音波振動子、圧電素子などを利用することができる。
【００３５】
図３は、ブレーキディスク２２のディスク面側からみたディスクブレーキ部２０の構成を示す図である。ディスクブレーキ部２０は、図２に示した構成の他に、ブレーキディスク２２と摩擦パッド２３ａ，２３ｂとの摩擦力を検知する摩擦状態検知センサ２６を備えている。
【００３６】
キャリパボデー２１には、摩擦バッド２３ｂを支持するために、凹部状の摩擦パッド支持ガイド２１ａが形成されている。摩擦パッド支持ガイド２１ａは、摩擦バッド２３ｂの外形よりやや大きく形成されている。このため、摩擦バッド２３ｂは、摩擦パッド支持ガイド２１ａ内において、ディスク回転方向に対して移動可能な状態になっている。
【００３７】
摩擦状態検知センサ２６は、摩擦パッド支持ガイド２１ａのディスク回転方向（Ｙ方向）側のガイド壁に取り付けられている。つまり、摩擦状態検知センサ２６は、摩擦パッド支持ガイド２１ａのＹ方向側のガイド壁と、摩擦バッド２３ｂとの間に設けられている。なお、摩擦状態検知センサ２６としては、例えば、歪みゲージ、圧電素子を利用することができる。
【００３８】
摩擦状態検知センサ２６は、摩擦バッド２３ｂによるＹ方向への押圧力を検出し、この検出結果を図３に示した必要性判定部３３に供給する。ここで、摩擦バッド２３ｂは、ブレーキディスク２２との間に摩擦力があるときは、Ｙ方向に引きずられ、摩擦状態検知センサ２６を押圧する。摩擦バッド２３ｂの摩擦状態検知センサ２６に対する押圧力は、摩擦バッド２３ｂとブレーキディスク２２との摩擦力にほぼ比例する。このため、摩擦状態検知センサ２６は、摩擦バッド２３ｂとブレーキディスク２２の間の摩擦力を検知できる。
【００３９】
なお、摩擦バッド２３ｂとブレーキディスク２２の間に摩擦力があるときは、その摩擦力に応じて摩擦バッド２３ｂの温度が上昇する。そこで、摩擦状態検知センサ２６の代わりに、摩擦バッド２３ｂの温度を検出する熱伝対のような温度センサを用いてもよい。
【００４０】
（回生制動機構５０）
回生制動機構５０は、ベルトを介してエンジンに連結した発電機兼用モータ５１と、発電機兼用モータ５１に接続されたバッテリ５２と、を備えている。加速時又は低速時では、所定条件の下、発電機兼用モータ５１は、バッテリ５２から供給される電源によって駆動される。一方、減速時又は制動時では、発電機兼用モータによって発電された電気がバッテリ５２に蓄電される。
【００４１】
（コントロールユニット３０の構成）
図４は、コントロールユニット３０の構成を示すブロック図である。
【００４２】
コントロールユニット３０は、路面摩擦状態を判定する路面判定部３１と、ナビゲーション情報を検出するナビゲーション情報検出部３２と、ブレーキ引きずりを行うか否かを判定する必要性判定部３３と、超音波振動の振幅を調整する超音波振幅調整部３４と、を備えている。
【００４３】
路面判定部３１は、車輪速センサ１１からの各輪のセンサ信号に基づく車輪速と、前後加速度センサ１２からのセンサ信号に基づく前後加速度とに基づいて、路面摩擦状態を判定し、判定結果を必要性判定部３３に供給する。
【００４４】
（路面判定部３１の構成）
図５は、路面判定部３１の構成を示すブロック図である。路面判定部３１は、自車の走行路面が高μ路、中μ路、低μ路のいずれかを判定する。
【００４５】
路面判定部３１は、前輪及び後輪の各々の車輪速に基づいて車輪速差を演算する演算器４１と、μ勾配を推定するμ勾配推定部４２と、所定帯域成分のみを抽出するバンドパスフィルタ４３と、振動レベルを演算する振動レベル演算部４４と、判定マップを記憶する判定マップ記憶部４５と、μ勾配及び振動レベルを判定マップに照合して路面摩擦状態を判定する照合部４６とを備えている。
【００４６】
演算器４１は、前輪車輪速センサ信号に基づく前輪車輪速から、後輪車輪速センサ信号に基づく後輪車輪速を減算して、前後輪車輪速差を演算し、演算結果をμ勾配推定部４２に供給する。
【００４７】
μ勾配推定部４２は、演算器４１で演算された前後輪車輪速差と、前後加速度センサ１２のセンサ信号に基づく前後加速度と、を用いて、路面μのスリップ速度（スリップ率も可）に対する勾配であるμ勾配を推定する。
【００４８】
μ勾配推定部４２は、車両の各車輪について制駆動力配分比と荷重配分比とを予め記憶している。そして、これらのパラメータと、演算器４１からの車輪速差と、図１に示す前後加速度センサ１２からの前後加速度と、に基づいてμ勾配を推定する。ここで、車輪速差と前後加速度とからμ勾配を推定する原理について説明する。
【００４９】
（μ勾配推定原理）
図６は、スリップ速度に対する路面摩擦力の特性を示す図である。駆動時の路面摩擦力の方向を正とすると、制動時の路面摩擦力は負になる。つまり、駆動時と制動時の特性は、原点に対してほぼ対称になっている。この特性の傾きがμ勾配になる。図７は、前輪駆動・前輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。同図に示すように、上記特性は原点を通過する右上がりの直線になる。
【００５０】
図８は、後輪駆動・後輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。同図に示すように、上記特性は原点を通過する右下がりの直線になる。一方、いわゆるＦＲ車、つまり後輪駆動・４輪制動の場合、各車輪に対する駆動力と制動力の分配比が異なるので、次のような特性になる。
【００５１】
図９は、後輪駆動・４輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。ＦＲ車の場合、駆動時では図８に示す右半分の特性になり、制動時では図７及び図８の左半分の特性を制駆動力の分配で重み付けをした特性になる。
【００５２】
ＦＲ車の駆動、つまり図９の第４象限に着目すると、前輪は従動輪であり、後輪との車輪速差はスリップ速度そのものとなる。一方、前後加速度に所定のパラメータ（車体重量）を乗ずると、車両に作用する路面摩擦力となる。つまり、図９の第４象限の特性は、縦軸と横軸を入れ替えると図６に示す第１象限の特性に一致するようになる。したがって、図９における第４象限の直線の傾きがμ勾配の逆数に比例した量になる。
【００５３】
上記のように、制駆動力が一方の輪に作用する単純な場合には、直線の傾きから直接μ勾配を求めることができる。しかし、制駆動力の分配比が異なる場合には、単純に直線の傾きを求めるだけではμ勾配を決定することができない。以下、前後加速度と前後車輪速差とに基づいてμ勾配を求める式の導出について説明する。
【００５４】
最初に、タイヤ（車輪）と路面との間で生じる摩擦力ｆｎを、図６に示すように、スリップ速度Δｖｎに対して原点を通る直線で近似する。つまり、摩擦力ｆｎを式（１）で近似する。
【００５５】
【数１】
2004345393.tif 000003
【００５６】
ここで、添字ｎは、車両の各車輪、具体的には右前、左前、右後、左後の順に１から４の番号で表される。Ｗｎは輪荷重、αｎは路面μのスリップ速度に対する勾配（μ勾配）、ｖｖは車体速度（車体速）である。
【００５７】
制動又は駆動によって生じる各車輪への作用力ｆ’ｎを、式（２）で表す。
【００５８】
【数２】
2004345393.tif 000004
【００５９】
ｆｔは加わる力の総合値、ｋｎは各車輪への制動力又は駆動力の分配比（以下、「制駆動力分配比」という。）である。例えば制動時では、マスタ油圧に関係した制動力が発生し、各ホイールシリンダ及びブレーキディスクの特性により各車輪に加わる力が分配される。逆に駆動時では、エンジンからの駆動力が駆動輪に加わり、従動輪には加わらない。このような力全体の各車輪への分配比が制駆動力分配比ｋｎある。
【００６０】
各車輪に分配された力は、車輪慣性の制動力成分と路面摩擦力との和が釣り合うことから、式（３）が成り立つ。
【００６１】
【数３】
2004345393.tif 000005
【００６２】
ここで、Ｊｎは第ｎ輪の慣性モーメント、ｒｎは第ｎ輪のタイヤ半径である。そして、式（１）と式（３）から、式（４）が求められる。
【００６３】
【数４】
2004345393.tif 000006
【００６４】
一方、車両は、各車輪の摩擦力の総和によって加減速される。前後加速度をａ、車体重量をＭとすると、式（５）が成り立つ。
【００６５】
【数５】
2004345393.tif 000007
【００６６】
また、各車輪の荷重の合算は車体重量Ｍに等しいことを考慮すると、式（６）が成り立つ。
【００６７】
【数６】
2004345393.tif 000008
【００６８】
ここで、Ｇは重力加速度である。以上のことから、スリップ速度（ｖｎ−ｖｖ）は、式（７）が成り立つ。
【００６９】
【数７】
2004345393.tif 000009
【００７０】
ただし、式（７）の各変数は、式（８）から式（１１）の関係がある。
【００７１】
【数８】
2004345393.tif 000010
【００７２】
なお、ｗｎは各車輪への荷重分配比、ｊｎは車体慣性に対する車輪慣性の割合である。さらに、ｇｖ及びｇｎは、重力加速度Ｇに対する車体及び車輪の加速度の割合である。
【００７３】
一般の車両において、ｊｎは、（ｊｎ〜０．０１  ≪  １）の関係があるので、式（７）における車輪慣性に関する項を無視する。これにより、式（１２）が求められる。
【００７４】
【数９】
2004345393.tif 000011
【００７５】
各車輪の車輪速の差分に着目して、車体速ｖｖを消去すると、式（１３）が求められる。
【００７６】
【数１０】
2004345393.tif 000012
【００７７】
式（１３）において、添字ｎは前輪、添字ｍは後輪を示している。なお、車輪速差を求めるにあたって、右前輪の車輪速を用いるときは右後輪の車輪速を用い、左前輪の車輪速を用いるときは左後輪の車輪速を用いる。
【００７８】
したがって、μ勾配推定部４２は、前後加速度と、前後車輪の車輪速、制駆動力分配比、荷重分配比とが分かれば、前輪及び後輪のμ勾配αｎ，αｍを求めることができる。
【００７９】
ここで、式（１３）は２つの未知変数であるμ勾配αｎ，αｍを有している。そこで、車輪速や前後加速度の時系列データを用いて、以下のように、オンラインの最小自乗法を適用してμ勾配を推定する。
【００８０】
式（１３）の右辺の括弧内をみると、制駆動力分配比ｋｎ及び荷重分配比ｗｎがある。制駆動力分配比ｋｎは、例えば制動時では、プロポーションバルブやブレーキディスクの構造によって固有の値になる。また、駆動時では、２輪駆動車の場合、駆動輪は０．５、従動輪は０である。すなわち、制駆動力分配比ｋｎは、一般に既知である。また、荷重分配比ｗｎは、車両停止時（又は定常走行時）では既知であり、また加減速時であっても加減速度ｇｖを用いて補正することができる。
【００８１】
ここで、式（１３）の未知変数であるαｎ，αｍをｘｎ、それ以外の既知変数をｈｎとおくと、式（１４）が成り立つ。
【００８２】
【数１１】
2004345393.tif 000013
【００８３】
なお、ｈｎ及びｘｎは、式（１５）及び式（１６）の通りである。
【００８４】
【数１２】
2004345393.tif 000014
【００８５】
各変数の時系列データを考慮すると、式（１４）は、式（１７）から式（２０）で表すことができる。
【００８６】
【数１３】
2004345393.tif 000015
【００８７】
最小自乗法を適用すると、式（２１）に示すように、未知変数Ｘを求めることができる。
【００８８】
【数１４】
2004345393.tif 000016
【００８９】
さらに、オンラインの最小自乗法を適用して、式（２２）及び式（２３）を逐次計算する。
【００９０】
【数１５】
2004345393.tif 000017
【００９１】
ρは忘却定数である。なお、ｈｊは式（２４）、Ｄｊは式（２５）で表される。
【００９２】
【数１６】
2004345393.tif 000018
【００９３】
そして、式（２６）を求めることができる。
【００９４】
【数１７】
2004345393.tif 000019
【００９５】
μ勾配推定部４２は、以上のように求めたＸに含まれるμ勾配を照合部４６に供給する。なお、μ勾配推定部４２は、式（１３）に基づいて直接μ勾配を推定することができるので、車輪速差及び前後加速度が分かれば、高速走行時に限らず低速走行時であっても高精度にμ勾配を推定することができる。また、μ勾配推定部４２は、車両のシステム構成によって異なる制駆動力配分比ｋｎ、荷重配分比ｗｎを用いてμ勾配を推定するので、従来に比べて正確にμ勾配を演算することができる。
【００９６】
バンドパスフィルタ４３は、後輪車輪速ωから振れ共振点（例えば、３５〜４０Ｈｚ）を含む所定帯域の信号を抽出して振動レベル演算部４４に供給する。なお、バンドパスフィルタ４３で抽出される信号の帯域は、上記帯域に限定されるものではなく、その他の帯域であってもよい。また、後輪車輪速の代わりに、前輪車輪速を用いてもよい。
【００９７】
振動レベル演算部４４は、バンドパスフィルタ４３で抽出された信号に基づいて振動レベルＧ（Ｎ）を演算する。ここで、振動レベルＧ（Ｎ）を式（２７）のように定義する。
【００９８】
【数１８】
2004345393.tif 000020
【００９９】
なお、ω（ｋ）はバンドパスフィルタ４３の出力である。また、ρは忘却係数であり、通常は０．９５〜０．９９程度の値にする。振動レベル演算部３３は、上記式（２７）によって定義された振動レベルＧ（Ｎ）を求めるべく、具体的には式（２８）を逐次演算する。
【０１００】
【数１９】
2004345393.tif 000021
【０１０１】
そして、振動レベル演算部４４は、式（２８）によって求められた振動レベルＧ（Ｎ）を照合部４６に供給する。
【０１０２】
判定マップ記憶部４５は、振動レベル、μ勾配、路面摩擦状態（高μ路、低μ路、中μ路のいずれか１つ）の各々の関係を示す判定マップを記憶している。
【０１０３】
図１０は、判定マップを示す図である。判定マップによると、振動レベル及びμ勾配によって、低μ路（例えば、μ＝０．２）、中μ路（例えば、μ＝０．５）、高μ路（例えば、μ＝０．８）のいずれかが決定される。
【０１０４】
照合部４６は、判定マップ記憶部４５に記憶されている判定マップに対して、μ勾配推定部４２で推定されたμ勾配と、振動レベル演算部４４で演算された振動レベルＧ（Ｎ）と、を照合して、路面摩擦状態（低μ路、中μ路、高μ路のいずれか１つ）を求める。そして、照合部４６は、この路面摩擦状態を図４に示す必要性判定部３３に供給する。
【０１０５】
（コントロールユニット３０のその他の部分の構成）
一方、図４に示すナビゲーション情報検出部３２は、ＧＰＳ受信回路１４で生成された緯度／経度情報と、光ディスクドライバ１５から読み出された地図情報とマッチングする。そして、ナビゲーション情報検出部３２は、マッチングした結果に基づいて、ナビゲーション情報、具体的には、自車走行位置における道路形状を検出する。道路形状としては、直線道路、交差点、急カーブ、緩やかなカーブ、立体交差など、特に限定されるものではない。
【０１０６】
必要性判定部３３は、路面判定部３１で判定された路面摩擦状態（低μ路、中μ路、高μ路のいずれか１つ）、ナビゲーション情報検出部３２で検出されたナビゲーション情報（道路形状）の各々に基づいて、各々のブレーキ引きずりの必要性を判定する。以下では、ブレーキ引きずりの必要性は、「大」、「中」、「小」のいずれかであるとして説明するが、これに限定されるものではないのは勿論である。
【０１０７】
必要性判定部３３は、路面摩擦状態に基づいてブレーキ引きずりの必要性を判定するときは、次のように判定する。例えば、必要性判定部３３は、路面摩擦状態が低μ路のときは、すぐに制動開始できるようにするために、必要性「大」と判定する。路面摩擦状態が高μ路のときは、すぐに制動する必要性がないので、必要性「小」と判定する。路面摩擦状態が「中μ路」のときは必要性「中」と判定する。
【０１０８】
また、必要性判定部３３は、自車走行位置に基づいてブレーキ引きずりの必要性を判定するときは、次のように判定する。例えば、必要性判定部３３は、自車走行位置が直線道路にあるときは、すぐに制動する必要性がないので、必要性「小」と判定する。自車走行位置が交差点やカーブなどにあるときは、すぐに制動開始できるようにするために、必要性「大」と判定する。自車走行位置が緩やかなカーブにあるときは、必要性「中」と判定する。
【０１０９】
必要性判定部３３は、これらの判定結果の中から最も必要性の大きいものを選択する。そして、必要性判定部３３は、必要性の最も大きいものを判定結果として超音波振幅調整部３４に供給する。
【０１１０】
超音波振幅調整部３４は、必要性判定部３３で判定されたブレーキ引きずりの必要性に基づいて、超音波振動発生装置２４ａ，２４ｂに発生させる超音波の振幅を調整する。例えば、ブレーキ引きずりの必要性が「小」のときは振幅を大きく、ブレーキ引きずりの必要性が「大」のときは振幅をゼロ（又は小さく）に、ブレーキ引きずりの必要性が「中」のときは振幅を通常の所定値にする。
【０１１１】
例えば、非制動時、具体的には直線高μ路を走行しているときは、ブレーキ引きずりの必要性は「小」になり、超音波振幅は大きくなる。これにより、ブレーキ引きずりをなくすことができる。また、非制動時において、低μ路を走行しているときは、ブレーキ引きずりを行うことで、すぐに制動開始できる状態にすることができる。
【０１１２】
（結果）
図１１は、ブレーキディスク２２と摩擦バッド２３ａ，２３ｂの間隙を模式的に示す図あり、（Ａ）は低μ路を走行している場合、（Ｂ）は高μ路を走行している場合である。すなわち、路面判定部３１が低μ路と判定したときは、図１１（Ａ）に示すように、ブレーキディスク２２と摩擦バッド２３ａ，２３ｂの間隙はほとんどない。一方、路面判定部３１が高μ路と判定したときは、同図（Ｂ）に示すように、ブレーキディスク２２と摩擦バッド２３ａ，２３ｂの間隙が大きくなる。
【０１１３】
図１２は、（Ａ）炭素鋼、（Ｂ）銅にそれぞれ超音波振動させたときの摩擦係数を示す図である。このように、物質に超音波振動を与えることによって、物質の接触面の摩擦状態が変化し、この結果、摩擦係数μが大幅に低減する。
【０１１４】
以上のように、本実施形態に係るディスクブレーキシステムは、非制動時であってブレーキをすぐに使う必要性がないようなときは、ブレーキディスク２２と前記一対の摩擦バッド２３ａ，２３ｂとの間隙を広く調整することにより、ブレーキ引きずりによるロスを低減し、車両のエネルギー効率を向上させることができる。また、ディスクブレーキシステムは、非制動時であっても、交差点や低μ路においては、ブレーキ引きずりを行うことで、すぐに制動開始できるようにすることができる。
【０１１５】
また、ディスクブレーキシステムは、摩擦バッド２３ａ，２３ｂに超音波振動を行うことによって、ブレーキディスク２２と摩擦バッド２３ａ，２３ｂのクリアランスを広げることなく、ブレーキ引きずりを低減することができる。これにより、走行時の損失を低減して、パワートレーンの効率を向上させることができる。
【０１１６】
さらに、ディスクブレーキシステムは、急制動が必要なときには、回生制動機構５０の回生制動を利用することにより、ブレーキの遅れを低減することができる。
【０１１７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。本発明は、例えば、以下のようなものにも適用できる。
【０１１８】
例えば、図３に示すコントロールユニット３０の必要性判定部３３は、ブレーキディスク２２と摩擦バッド２３ａ，２３ｂとの摩擦力のみに基づいて、ブレーキ引きずりの必要性を判定してもよい。例えば、必要性判定部３３は、その摩擦力が上限値以上の場合は必要性「小」、その摩擦力が下限値未満の場合は必要性「大」、その摩擦力が下限値以上で上限値未満の場合は必要性「中」と判定してもよい。
【０１１９】
このとき、超音波振幅調整部３４は、必要性判定部３３の判定結果に基づいて超音波の振幅を調整する。これにより、超音波振幅調整部３４は、ブレーキ引きずりの摩擦力が大きくなるに従って超音波の振幅を大きく調整するので、ブレーキ引きずりを大幅に低減することができる。
【０１２０】
また、上述した実施の形態では、コントロールユニット３０の必要性判定部３３は、路面摩擦状態（高μ路、低μ路、中μ路のいずれか１つ）と、ナビゲーション情報（道路形状）とに基づいて、ブレーキ引きずりの必要性を判定した。しかし、必要性判定部３３は、これらのいずれか１つのみに基づいて、ブレーキ引きずりの必要性を判定してもよい。
【０１２１】
また、μ勾配推定部４２によるμ勾配推定手法は、本実施形態で示したものに限定されるものではない。すなわち、μ勾配を推定することができれば、推定手法は限定されるものではない。また、μ勾配に等価な物理量、例えば、制動トルクのスリップ速度（又はスリップ率）に対する勾配を推定してもよい。また、路面判定部３１の判定手法も限定されるものではなく、他の手法を用いてもよい。
【０１２２】
さらに、上述した実施の形態ではハイブリッド自動車に搭載されたブレーキシステムを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、ハイブリッド自動車以外の自動車にも適用可能であるのは勿論である。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明に係るディスクブレーキ装置は、非制動時に、判定手段により判定された引きずりの必要性に基づいて、ブレーキディスクと一対の摩擦パッドとの間隙を制御することにより、ブレーキひきずりの必要性に応じてディスクブレーキにおけるブレーキ引きずりを低減させて、車両のエネルギー効率を向上させることができる。
【０１２４】
本発明に係るディスクブレーキ装置は、ブレーキディスクと摩擦パッドとの摩擦状態に応じて、摩擦パッドを超音波で振動させることにより、ブレーキディスクと摩擦パッドの接触面の摩擦係数が低減するので、ブレーキひきずりを大幅に低減させ、車両のエネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るディスクブレーキシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】ディスクブレーキ部の構成を示す図である。
【図３】ブレーキディスクのディスク面側からみたディスクブレーキ部の構成を示す図である。
【図４】コントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図５】路面判定部の構成を示すブロック図である。
【図６】スリップ速度に対する路面摩擦力の特性を示す図である
【図７】前輪駆動・前輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。
【図８】後輪駆動・後輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。
【図９】後輪駆動・４輪制動の場合における前後加速度に対する前後輪の車輪速差の特性を示す図である。
【図１０】判定マップを示す図である。
【図１１】ブレーキディスクと摩擦バッドの間隙を模式的に示す図あり、（Ａ）は低μ路を走行している場合、（Ｂ）は高μ路を走行している場合である。
【図１２】（Ａ）炭素鋼、（Ｂ）銅にそれぞれ超音波振動させたときの摩擦係数を示す図である。
【符号の説明】
２０  ディスクブレーキ部
２１  キャリパボデー
２２  ブレーキディスク
２３ａ，２３ｂ  摩擦バッド
２４ａ，２４ｂ  超音波振動発生装置
２５  ピストン
２６  摩擦状態検知センサ
３０  コントロールユニット
３１  路面判定部
３２  ナビゲーション情報検出部
３３  必要性判定部
３４  超音波振幅調整部
５０  回生制動機構
【図１】
2004345393.tif 000022
【図２】
2004345393.tif 000023
【図３】
2004345393.tif 000024
【図４】
2004345393.tif 000025
【図５】
2004345393.tif 000026
【図６】
2004345393.tif 000027
【図７】
2004345393.tif 000028
【図８】
2004345393.tif 000029
【図９】
2004345393.tif 000030
【図１０】
2004345393.tif 000031
【図１１】
2004345393.tif 000032
【図１２】
2004345393.tif 000033