(57)【要約】【課題】車両の重量増やコスト増を抑えながらブレーキ摩耗粉の大気中への飛散を抑制することができるようにしたブレーキ摩耗粉回収装置を提供する。【解決手段】車両のブレーキ装置２４の作動時に発生するブレーキ摩耗粉を回収する装置であって、バキュームポンプ４と、バキュームポンプ４により減圧されるバキュームタンク１６と、バキュームタンク１６とバルブ２０を介して接続され、ブレーキ装置２４のブレーキ摩耗粉の発生する個所の近傍に装備された吸引口２６と、吸引口２６により吸引されるブレーキ摩耗粉を回収する摩耗粉回収器１８と、ブレーキ装置２４の作動中に該作動に連動してバルブ２０を開放制御する制御手段２２とを備え、制御手段２２は、ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の低い条件下では、ブレーキ装置２４の作動が、設定された遅延時間以上継続してからバルブ２０を開放する。【選択図】図１
2012081931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のブレーキ装置の作動時に発生するブレーキ摩耗粉を回収する装置であって、
バキュームポンプと、
前記バキュームポンプにより減圧されるバキュームタンクと、
前記バキュームタンクとバルブを介して接続され、前記ブレーキ装置のブレーキ摩耗粉の発生する個所の近傍に装備された吸引口と、
前記吸引口により吸引される前記ブレーキ摩耗粉を回収する摩耗粉回収器と、
前記車両のブレーキ装置の作動中に該作動に連動して前記バルブを開放制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の低い条件下では、前記ブレーキ装置の作動が、設定された遅延時間以上継続してから前記バルブを開放する
ことを特徴とする、ブレーキ摩耗粉回収装置。
【請求項２】
前記吸引回収の効率の低い条件として、前記車両の車速が予め設定された所定車速以下であることが設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載のブレーキ摩耗粉回収装置。
【請求項３】
前記遅延時間は、前記車両の車速が低いほど長く設定される
ことを特徴とする、請求項２記載のブレーキ摩耗粉回収装置。
【請求項４】
前記バキュームポンプ、或いは、前記バキュームポンプ及び前記バキュームタンクは、前記車両の既存のバキューム系統のものが兼用される
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のブレーキ摩耗粉回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の機械式ブレーキの摩耗粉を回収するブレーキ摩耗粉回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に装備される機械式ブレーキには、ブレーキローターをブレーキキャリパで挟み込むことでブレーキ摩擦力を加えるディスクブレーキや、ドラム内周にシューを押し付けることでブレーキ摩擦力を加えるドラムブレーキがあり、いずれも、機械的な接触摩擦によってブレーキ力を発生させる。
このような機械式ブレーキでは、ブレーキ作動時に機械的に接触摩擦する部分が摩耗するため、この摩耗粉が周囲に飛び散り、周囲を汚染する。
【０００３】
この飛散する摩耗粉に着目した技術としては、特許文献１，２に記載されたものがある。
特許文献１に記載の技術は、ディスクブレーキから発生する摩耗粉がタイヤホイールに付着することによるタイヤホイールの汚れを防止するために、キャリパを冷却した外気を摩耗粉が発生するブレーキパッド付近に導いて、発生する摩耗粉とともに外部に排出するものである。
【０００４】
しかし、この技術は、単に、タイヤホイールの汚れを防止するもので、外部に排出した摩耗粉は道路周りの大気中に飛散し、大気を汚染する。近年、環境問題が重要視されており、このような摩耗粉についても飛散の抑制が要望される。
特許文献２に記載の技術は、このような観点から提案されたもので、ドラムブレーキ装置のブレーキシューを回転ドラムの内周面に向かって移動可能に支持するバッキングプレート上で、回転ドラムの内周面付近の領域に吸引口を貫通形成すると共に、この吸引口は、回転ドラム内の雰囲気を吸引して当該雰囲気中の摩耗粉を回収する吸引回収装置を接続したものである。吸引回収装置は電動モータの作動により吸引力を発生する構成で、電動モータはドラムブレーキ装置の制動時に連動して駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８６３２５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１０１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献２に記載の技術によれば、ブレーキ摩耗粉の大気中への飛散を抑制することができるが、この技術では電動モータやこれにより駆動される吸引ファンを新たに追加することになる。特に、ブレーキ摩耗粉の大気中への飛散を抑制するには、ある程度強い吸引力が要求され、電動モータや吸引ファンを強力なものにする必要があり、車両の重量増やコスト増を招くという課題がある。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、車両の重量増やコスト増を抑えながらブレーキ摩耗粉の大気中への飛散を抑制することができるようにした、ブレーキ摩耗粉回収装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明のブレーキ摩耗粉回収装置は、車両のブレーキ装置の作動時に発生するブレーキ摩耗粉を回収する装置であって、バキュームポンプと、前記バキュームポンプにより減圧されるバキュームタンクと、前記バキュームタンクとバルブを介して接続され、前記ブレーキ装置のブレーキ摩耗粉の発生する個所の近傍に装備された吸引口と、前記吸引口により吸引される前記ブレーキ摩耗粉を回収する摩耗粉回収器と、前記車両のブレーキ装置の作動中に該作動に連動して前記バルブを開放制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の低い条件下では、前記ブレーキ装置の作動が、設定された遅延時間以上継続してから前記バルブを開放することを特徴としている。
【０００９】
前記吸引回収の効率の低い条件として、前記車両の車速が予め設定された所定車速以下（中低速域）であることが設定されていることが好ましい。
前記遅延時間は、前記車両の車速が低いほど長く設定されることが好ましい。
前記バキュームポンプ、或いは、前記バキュームポンプ及び前記バキュームタンクは、前記車両の既存のもの（ブレーキ用又はクラッチ用のバキューム系統のもの）が兼用されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のブレーキ摩耗粉回収装置によれば、車両のブレーキ装置の作動中に、バルブを開放して、バキュームタンクと吸引口とを連通させ、吸引口からブレーキ装置のブレーキ摩耗粉を吸引して摩耗粉回収器に回収するが、ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の低い条件下では、車両のブレーキ装置の作動が、設定された遅延時間以上継続してからバルブを開放する。逆に言えば、車両のブレーキ装置が作動を開始しても、この作動が設定された遅延時間以上継続するまでは、バルブを開放しない。
【００１１】
このように、バルブの開放を、ブレーキ摩耗粉の吸引効率の高い条件下ではブレーキ作動後速やかに、低い条件下ではブレーキ作動後遅延させて磨耗粉の発生が増大した段階で実施するので、バキュームタンク内の吸引圧の消費を抑えながら、ブレーキ操作時のブレーキ摩耗粉を効率よく吸引回収して、大気中へのブレーキ摩耗粉の飛散を抑制することができる。
また、車速からブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率が高い状況下か否かを判定すると、容易に且つ適切に判定することができる。
【００１２】
遅延時間を車速が低いほど長く設定すれば、バキュームタンク内の吸引圧の消費をより抑えながら、ブレーキ操作時のブレーキ摩耗粉をより効率よく吸引回収できる。
さらに、バキュームポンプやバキュームタンクに、車両に既存のものを兼用すれば、コスト増や車両重量増等を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかるブレーキ摩耗粉回収装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるブレーキ摩耗粉回収装置の要部を説明するブレーキ装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるブレーキ摩耗粉回収装置の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態にかかるブレーキ摩耗粉回収装置を説明するもので、これらの図に基づいて説明する。
なお、本ブレーキ摩耗粉回収装置は、特に、トラックやバスといった大型自動車を中心に、自動車に装備されるものとするが、その他の車両に装備してもよい。
【００１５】
図１は本ブレーキ摩耗粉回収装置の構成図であり、図１に示すように、本ブレーキ摩耗粉回収装置は、バキューム式のブレーキブースター２のバキューム系統１０を兼用して構成される。このバキューム系統１０には、バキュームポンプ４と、エア配管８ａによってバキュームポンプ４に接続されたバキュームタンク６とが装備され、バキューム式のブレーキブースター２は、エア配管８ｂによってバキュームタンク６に接続されている。
【００１６】
バキューム式ブレーキブースター２は、バキューム部とブースター部とを備え、ブレーキペダルスイッチ１２がオン（ブレーキペダル踏込状態）となると、バキューム部がバキュームタンク６と連通してバキューム部が負圧となってブースター部が作動して、ブレーキペダル踏込量に応じてブレーキペダル踏込力をアシストする。
一方、本ブレーキ摩耗粉回収装置は、このバキューム系統１０のバキュームポンプ４を利用しており、バキュームポンプ４にエア配管１４ａを介して接続されたバキュームタンク１６と、このバキュームタンク１６にエア配管１４ｂを介して接続された集塵装置（摩耗粉回収器）１８と、バキュームタンク１６と集塵装置１８との間に介装されたバルブ２０と、バルブ２０を開閉制御する制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２と、各車輪のブレーキ装置２４の近傍に装備され、集塵装置１８にエア配管１４ｃを介して接続された吸引口２６とを備えている。
【００１７】
集塵装置１８は、詳細を図示しないが、空気は通過するがブレーキ摩耗粉（粉塵とも言う）は捕捉するフィルタと、このフィルタによって捕捉されたブレーキ摩耗粉を回収する摩耗粉回収器とを備え、バルブ２０が開放すると、吸引口２６がエア配管１４ｂ，１４ｃを介してバキュームタンク１６と連通し、吸引口２６で吸引したブレーキ摩耗粉がバキューム空気とともに集塵装置１８に送られて、フィルタによって捕捉され摩耗粉回収器に回収される。
【００１８】
図２に示すように、各吸引口２６は、漏斗状に大きく拡径した先端開口を有し、基端は縮径してエア配管１４ｃに接続されている。吸引口２６は、ブレーキディスク２４ｂｄとブレーキキャリパ２４ｂｃとの摩擦接触部分、即ち、この摩擦接触によってブレーキ摩耗粉が発生する箇所の近傍に配置され、先端開口を、摩擦接触部分の直下から車両後方にシフトした位置に配置において、車両前方斜め上方に向けて配置されている。つまり、ブレーキ摩耗粉は、車輪の回転と車両の走行風とによって、発生箇所である摩擦接触部分の直下よりも車両後方に向けて後方矢印Ｆで示すように落下するので、吸引口２６の先端開口を、このブレーキ摩耗粉の落下方向に対向するように配置しているのである。
【００１９】
なお、ブレーキ摩耗粉は、主に鉄粉からなるブレーキディスク２４ｂｄの摩耗粉と、鉄粉と樹脂粉とからなるブレーキキャリパ２４ｂｃのパッドからの摩耗粉とがあり、風圧によって飛散するが、何れも、最終的には重力により落下する。
ＥＣＵ２２は、ブレーキペダルスイッチ１２及び車速センサ２８からの情報に基づいて、ブレーキ装置２４の作動及び車両の車速Ｖを認識し、ブレーキ装置２４の作動時における特定条件下でのみバルブ２０を開放する。この特定条件とは、ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率が一定以上高いことという条件であり、ここでは、車両の車速Ｖが予め設定された車速Ｖ１（Ｖ１は例えば８０ｋｍ／ｈ程度の値とする）以上の高速走行時には、ブレーキ装置２４が作動していることのみでバルブ２０を開放するが、車速Ｖが設定車速Ｖ１未満の中低速走行時には、車速に応じた遅れ時間Ｔｄを設けてバルブ２０を開放する。
【００２０】
つまり、車速Ｖが設定車速Ｖ１未満の場合、ブレーキ装置２４の作動開始が検出された状態が遅れ時間Ｔｄだけ継続されたら、はじめてバルブ２０を開放する。したがって、中低速走行時に、この遅れ時間Ｔｄよりも短い時間だけブレーキ操作をしても、バルブ２０は開放されない。
また、遅れ時間Ｔｄは車速Ｖが低いほど大きく設定する。つまり、車速Ｖが設定車速Ｖ１なら遅れ時間Ｔｄは０であるが、車速Ｖが設定車速Ｖ１よりも低下すると車速Ｖの低下に応じ遅れ時間Ｔｄを０から増大させる。この遅れ時間Ｔｄの増大特性は例えば線形に設定することが最もシンプルであるが、増大特性は線形に限らない。
【００２１】
これは、高速時のブレーキ操作ほどブレーキ摩耗粉の発生量がブレーキ操作開始時から多く発生すること、及び、低速時にはブレーキ操作を開始して時間がたつに従ってブレーキ摩耗粉が増大し、低速ほどブレーキ摩耗粉が一定以上増大するまでに時間がかかることに着目したものである。
【００２２】
本発明の一実施形態にかかるブレーキ摩耗粉回収装置は、上述のように構成されているので、例えば、図３のフローチャートに示すように動作する。
なお、図３のフローチャートに示す制御フラグＦは、ブレーキオフの場合には０にセットされ、ブレーキオンで且つシステム作動時（ブレーキ摩耗粉を集塵する場合）には１にセットされ、ブレーキオンで且つシステム非作動時（ブレーキ摩耗粉を集塵していない場合）には２にセットされる。
図３に示すように、まず、車速Ｖ，ブレーキスイッチの各情報を読み込んで（ステップＳ１０）、ブレーキスイッチ情報からブレーキオン（ブレーキ操作中）か否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００２３】
ブレーキオンであれば、ＹＥＳルートを進みフラグＦが０であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。前回の制御周期でブレーキオフ（ブレーキ非操作中）であれば、即ち、前回の制御周期から今回の制御周期の間にブレーキオフからブレーキオンに変わった場合には、フラグＦは０であり、ＹＥＳルートを進み車速Ｖが予め設定された設定車速Ｖ１以上か否かを判断する（ステップＳ４０）。設定車速Ｖ１は車速Ｖが高速域にあるか否かを判断する閾値であり、例えば８０ｋｍ／ｈ程度の値が設定される。
【００２４】
車速Ｖが設定車速Ｖ１以上ならば、ＹＥＳルートを進みフラグＦを１にセットし（ステップＳ５０）、集塵装置とバキュームタンクとの間のバルブを開放する（ステップＳ６０）。
車速Ｖが設定車速Ｖ１以上の高速走行時には、ブレーキ操作開始直後から粉塵が多く発生し易いので、このように、ブレーキ操作が開始されると速やかにバルブを開放し、集塵装置による粉塵の吸引を開始することにより、大気中への粉塵の飛散を効率よく抑制することができる。
【００２５】
このようにして、フラグＦが１にセットされると、その後、ブレーキオフとならない限り、ステップＳ１０，ステップＳ２０，ステップＳ３０，ステップＳ９０を経てステップＳ６０に進み、バルブの開放を継続する。
一方、ブレーキオフからブレーキオンに変わった場合に車速Ｖが設定車速Ｖ１未満であれば、ステップＳ４０からＮＯルートを進みフラグＦを２にセットし（ステップＳ７０）、タイマカウントを開始する（ステップＳ８０）。
【００２６】
このようにして、フラグＦが２にセットされると、その後、ブレーキオフとならない限り、ステップＳ１０，ステップＳ２０，ステップＳ３０，ステップＳ９０を経てステップＳ１００に進み、タイマカウント値Ｔが予め設定された設定時間（遅れ時間）Ｔｄ以上になったか否かを判断する。
タイマカウント値Ｔが設定時間Ｔｄ以上ならば、ＹＥＳルートを進みフラグＦを１にセットし（ステップＳ１１０）、タイマをオフにする（ステップＳ１２０）。このタイマオフ時にはタイマは０にリセットされる。そして、集塵装置とバキュームタンクとの間のバルブを開放する（ステップＳ６０）。
【００２７】
車速Ｖが設定車速Ｖ１未満の中低速時には、ブレーキ操作開始直後は比較的粉塵の発生が少ないが、ブレーキ操作が継続されていくうちに粉塵の発生量が増大するので、ブレーキ操作が設定時間Ｔｄ以上継続したら、バルブを開放し、集塵装置１８による粉塵の吸引を開始するのである。
なお、本実施形態では、車速が低いほど粉塵の発生量が増大するのに時間がかかるので、設定時間Ｔｄを、ブレーキオフからブレーキオンに変わった時点の車速Ｖに応じて、車速Ｖが低いほど設定時間Ｔｄを長く設定するので、ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の低い条件下では、集塵装置１８による粉塵の吸引を行なわず、ブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率の高い条件下では、集塵装置１８による粉塵の吸引を行なうことになる。
【００２８】
このように、ブレーキ操作が設定時間Ｔｄ以上継続してフラグＦが１にセットされた（ステップＳ１１０）場合も、その後、ブレーキオフとならない限り、ステップＳ１０，ステップＳ２０，ステップＳ３０，ステップＳ９０を経てステップＳ６０に進み、バルブの開放を継続する。
また、タイマカウント値Ｔが設定時間Ｔｄ以上にならなければ、今回の制御周期の処理を終えてリターンする。
【００２９】
一方、ブレーキオフであれば、ステップＳ２０からＮＯルートを進み，タイマをオフのする（ステップＳ１３０）。このタイマオフ時にはタイマは０にリセットされる。そして、フラグＦを０にセットし（ステップＳ１４０）、集塵装置とバキュームタンクとの間のバルブを閉鎖する（ステップＳ１５０）。
したがって、車速Ｖが設定車速Ｖ１未満の中低速時に、ブレーキ操作を開始しても、このブレーキ操作を設定時間Ｔｄ以上継続しない場合には、集塵装置とバキュームタンクとの間のバルブは開放されないことになる。
【００３０】
このようにして、本装置によれば、バルブの開放を粉塵の吸引効率の高い条件下のみに限定して実施するので、バキュームタンク内の吸引圧の消費を抑えながら、ブレーキ操作時の粉塵を効率よく吸引回収して、大気中への粉塵の飛散を抑制することができる。
また、車速Ｖからブレーキ摩耗粉の吸引回収の効率が高い状況下か否かを判定するので、容易に且つ適切に判定することができる。
【００３１】
さらに、ブレーキブースター２のバキューム系統１０のバキュームポンプ４を兼用しているので、コスト増や車両重量増等を抑えることができる。また、バキュームタンク１６については、ブレーキブースター２のバキュームタンク６とは別に設けているので、ブレーキブースター２の性能に影響することなくブレーキ摩耗粉の吸引回収を実施することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態の一部を変更したり、上記実施形態の一部のみを適用したりすることができる。
例えば、上記実施形態では、設定時間（遅延時間）Ｔｄを車速に応じて変更しているが、最もシンプルには設定時間（遅延時間）Ｔｄを一定にしても、効果は得られる。
また、ブレーキブースター２のバキュームタンク６の容量に余裕があれば、ブレーキブースター２のバキューム系統１０のバキュームポンプ４に加えてバキュームタンク６も兼用してもよい。
【００３３】
さらに、バルブの開放をブレーキ摩耗粉の吸引効率の高いか否かを判断するパラメータ、換言すれば、ブレーキ摩耗粉が多く発生するか否かを判断するパラメータには、車速に替えて、或いは、車速に加えて、ブレーキペダル踏み込み量など、ブレーキ力に相関するものであればいずれも適用できる。
例えば、ブレーキペダル踏み込み量が大きいほどブレーキ摩耗粉が発生するので、ブレーキペダル踏み込み量が予め設定された量以上になったら、バルブ２０を開放してブレーキ摩耗粉を吸引するように設定する。車速と関連させれば、車速Ｖが設定車速Ｖ１未満であっても、ブレーキペダル踏み込み量が予め設定された量以上になったら、バルブ２０を開放してブレーキ摩耗粉を吸引するように設定する。さらに、ブレーキペダル踏み込み量
なお、この場合のブレーキペダル踏み込み量は、ペダルの移動量自体でもよいが、ブレーキペダルの移動量に略対応するブレーキブースター２の負圧の値など、ブレーキ力が強く加えられることを示すものであればいずれを利用してもよい。
【００３４】
この場合も、ブレーキペダル踏み込み量が小さいなどブレーキ力が弱い領域では、ブレーキ力が弱いほど遅延時間を長く可変に設定してもよき、単純に、遅延時間を一定に設定してもよい。
また、本装置のバキュームポンプやバキュームタンクには、ブレーキ用バキューム系統だけでなく車両の既存のバキューム系統であれば何れを兼用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
２  バキューム式のブレーキブースター
４  バキュームポンプ
６  バキュームタンク
８ａ，８ｂ  エア配管
１０  バキューム系統
１２  ブレーキペダルスイッチ
１４ａ〜１４ｃ  エア配管
１６  バキュームタンク
１８  集塵装置（摩耗粉回収器）
２０  バルブ
２２  制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２４  ブレーキ装置
２４ｂｄ  ブレーキディスク
２４ｂｃ  ブレーキキャリパ
２６  吸引口
２８  車速センサ
【図１】
2012081931.tif 000003
【図２】
2012081931.tif 000004
【図３】
2012081931.tif 000005