(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のブレーキシステムのブレーキ摩耗を監視するためのシステムであって、
前記システムは、
マイクロフォンと、
電子コントローラと、
ワイヤレス通信装置と、
を含み、
前記電子コントローラは、
前記マイクロフォンからの音響信号を受信し、
前記音響信号の少なくとも１つの音響特性を特定し、
前記少なくとも１つの音響特性に基づいて前記ブレーキシステムのブレーキ部品の状態を特定し、
前記状態に関する通知を生成し、
ユーザへの出力のためにディスプレイに送信する前記通知のグループから選択された少なくとも１つを実行し、前記通知をメモリに記憶し、前記車両の動作を変更し、
前記通知を含む信号を生成し、
ユーザに警告するために又はユーザによる監視のために、前記車両内に配置されたモバイル装置及び遠隔地に、前記ワイヤレス通信装置を介して前記信号を送信する
ように構成されている、
システム。
【請求項２】
前記音響特性は、振幅である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記音響特性は、周波数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記モバイル装置は、前記信号を遠隔地に送信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記電子コントローラは、前記少なくとも１つの音響特性を、前記ブレーキ部品の既知の音響特性と比較することにより、前記ブレーキ部品の状態を特定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マイクロフォンは、前記ブレーキシステムの前記ブレーキ部品から音響データを受信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記音響信号は、前記ブレーキシステムの前記ブレーキ部品からの前記音響データを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
車両のブレーキシステムの摩耗を監視するための方法であって、
前記方法は、
電子コントローラを用いてマイクロフォンからの音響信号を受信するステップと、
前記電子コントローラを用いて前記音響信号の少なくとも１つの音響特性を特定するステップと、
前記電子コントローラを用いて前記少なくとも１つの音響特性に基づいて前記ブレーキシステムの前記ブレーキ部品の状態を特定するステップと、
前記電子コントローラを用いて前記状態に関する通知を生成するステップと、
前記電子コントローラを用いてユーザへの出力のためにディスプレイに送信する通知のグループから選択された少なくとも１つを実行し、前記通知をメモリに記憶し、前記車両の動作を変更するステップと、
前記電子コントローラを用いて前記通知を含む信号を生成するステップと、
ユーザに警告するために又はユーザによる監視のために、前記車両内に配置されたモバイル装置及び遠隔地に、前記電子コントローラを用いて、ワイヤレス通信装置を介して前記信号を送信するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
前記音響特性は、振幅である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記音響特性は、周波数である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記モバイル装置は、前記信号を遠隔地に送信するように構成されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、さらに、少なくとも１つの音響特性を前記ブレーキ部品の既知の音響特性と比較することにより、前記ブレーキ部品の状態を特定するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法は、さらに、前記マイクロフォンを有する前記ブレーキ部品から音響データを受信するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記音響信号は、前記ブレーキシステムの前記ブレーキ部品からの前記音響データを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキシステムの摩耗を検出するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
概要
ブレーキシステムの部品、例えばブレーキパッドは、使用中に摩耗を受け続ける。ブレーキパッドは、ブレーキロータ又はブレーキディスクに当接すると、徐々に摩耗する。ブレーキ部品の当接は、ブレーキパッドの接触によるブレーキディスクからの音などの音響を発生する。ブレーキ部品が繰り返し当接すると、ブレーキ部品は、摩耗を受け続け、ブレーキ部品の当接によって生じる音響にも変化が生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本明細書において提供される実施形態は、特に、車両のブレーキシステムの摩耗を検出するためのシステム及び方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態は、車両のブレーキシステムの摩耗を検出するためのシステムを提供する。一例においては、このシステムは、マイクロフォンと電子コントローラとを含み、電子コントローラは、マイクロフォンからの音響信号を受信し、音響信号の少なくとも１つの音響特性を特定し、少なくとも１つの音響特性に基づいてブレーキシステムのブレーキ部品の状態を特定し、状態に関する通知を生成し、ユーザへの出力のためにディスプレイに送信する通知のグループから選択された少なくとも１つを実行し、通知をメモリに記憶し、車両の動作を変更するように構成されている。
【０００５】
他の実施形態は、車両のブレーキシステムの摩耗を検出するための方法を提供する。一例においては、この方法は、電子コントローラを用いてマイクロフォンからの音響信号を受信するステップと、電子コントローラを用いて音響信号の少なくとも１つの音響特性を特定するステップと、電子コントローラを用いて少なくとも１つの音響特性に基づいてブレーキシステムのブレーキ部品の状態を特定するステップと、電子コントローラを用いて状態に関する通知を生成するステップと、電子コントローラを用いてユーザへの出力のためにディスプレイに送信する通知のグループから選択された少なくとも１つを実行し、通知をメモリに記憶し、車両の動作を変更するステップと、を含む。
【０００６】
その他の態様、特徴及び実施形態は、詳細な説明及び添付の図面を考慮することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】一実施形態によるブレーキシステムの摩耗を検出するための検出システムを備えた車両を示した図。
【図１Ｂ】代替的実施形態によるブレーキシステムの摩耗を検出するための検出システムを備えた車両を示した図。
【図２】一実施形態による電子コントローラの概略図。
【図３】一実施形態による車両のブレーキシステムの摩耗を検出する方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
あらゆる実施の形態が詳細に説明される前に、この開示は、以下の説明に示された又は以下の図面に例示された構造の詳細及びコンポーネントの配置構成にその適用が限定されることを意図したものではないことを理解されたい。実施形態は、他の構成が可能であり、様々な形式により実施し又は実行することができる。
【０００９】
様々な実施形態を実施するために、複数のハードウェア及びソフトウェアに基づく装置、並びに、複数の異なる構造的コンポーネントが使用されてもよい。加えて、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア及び電子コンポーネント又はモジュールを含むものとしてもよい。これらの電子コンポーネント又はモジュールは、説明のために、それらのコンポーネントのうちの大半がハードウェアのみにおいて実施されたものとして、開示され説明されることもあるが、当業者であるならば、この詳細な説明の読解に基づいて、少なくとも１つの実施形態において、本発明の電子に基づく態様が、１つ以上のプロセッサによって実行可能なソフトウェア（例えば、不揮発性コンピュータ可読媒体に記憶されている）において実施されてもよいことを認識するであろう。例えば、明細書に説明された「制御ユニット」及び「コントローラ」は、１つ以上の電子プロセッサ、不揮発性コンピュータ可読媒体を含む１つ以上のメモリ、１つ以上の入出力インタフェース、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ以上のプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、及び、様々なコンポーネントを接続する様々な接続部（例えばシステムバス）を含み得る。
【００１０】
図１Ａは、第１の実施形態によるブレーキシステム１１０の摩耗を検出するための検出システム１０５を備えた車両１００を示している。この車両１００は、電子コントローラ１１５も含む。
【００１１】
図示の例においては、ブレーキシステム１１０は、マイクロフォン１２０及び少なくとも１つのブレーキ部品１２５を含む。ブレーキシステム１１０は、車両１００の減速のためにブレーキ部品１２５を当接するように構成されている。いくつかの実施形態においては、ブレーキシステム１１０は、ブレーキ部品１２５を当接させるために、例えば、車両１００の運転者によるブレーキペダルの踏み込みのような、車両１００の運転者からの手動の入力を受信する。いくつかの実施形態においては、ブレーキシステム１１０は、ブレーキシステム電子コントローラも含む。このブレーキシステム電子コントローラは、ブレーキ部品１２５を操作する信号を受信するように構成されており、さらにブレーキ部品１２５の操作を制御するように構成されている。他の実施形態においては、ブレーキシステム１１０は、電子コントローラ１１５又は車両１００の異なる電子コントローラによって制御されている。
【００１２】
電子コントローラ１１５は、一実施形態によれば、ブレーキシステム１１０に通信可能に結合されている。他の実施形態においては、電子コントローラ１１５は、ブレーキシステム１１０のマイクロフォン１２０に通信可能に結合されている。電子コントローラ１１５は、専用回線を介して、車両通信バス（例えばコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス）などの共有通信リンクを介して、又は、ワイヤレス車両ネットワークを介して、検出システム１０５の上記部品の各々に通信可能に結合されてもよい。
【００１３】
マイクロフォン１２０は、ブレーキ部品１２５の音響を検出するように構成されている。ブレーキ部品１２５の検出された音響は、動作中の少なくとも１つのブレーキ部品１２５の音響である。いくつかの実施形態においては、マイクロフォン１２０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）マイクロフォンである。マイクロフォン１２０は、いくつかの実施形態においては、さらにブレーキ部品１２５の検出された音響に関するデータを含む信号を生成し、電子コントローラ１１５に直接又はブレーキシステム１１０の電子コントローラを介して信号を伝送するように構成されている。いくつかの実施形態においては、マイクロフォン１２０は、少なくとも１つのブレーキ部品１２５の音響をより正確に検出するためのマイクロフォンアレイを備えている。例えば、マイクロフォン１２０アレイ内の各マイクロフォンは、当該マイクロフォン１２０アレイが特定の音響を検出し得る精度の向上のために特定の周波数範囲を検出するように構成されてもよい。
【００１４】
ブレーキ部品１２５は、マスタシリンダ、ピストン、ブレーキキャリパなどであり得る。ブレーキ部品１２５は、車両１００の減速の支援のために操作されている。一例においては、ブレーキ部品１２５は、マスタシリンダである。（ブレーキシステム１１０などの）ブレーキシステムのマスタシリンダにはピストンが含まれており、このピストンは、油圧流体に圧力を印加して最終的にブレーキキャリパ及び／又はブレーキパッドを駆動する流体を加圧するように設計されており、ブレーキキャリパ及び／又はブレーキパッドは、ホイール１３０、１３１、１３２及び１３３を減速させ、従って、車両１００を減速させるために、車両１００の少なくとも１つのホイール（例えば、ホイール１３０、１３１、１３２及び１３３のうちの１つ）のブレーキロータ又はブレーキディスクとの接触を生成する。
【００１５】
図１Ｂは、ホイール１３０、１３１、１３２及び１３３の各々に対応付けられたディスクブレーキ及びブレーキキャリパが配置されたブレーキシステム１１０の摩耗を検出するための検出システム１０５を備えた車両１００を示している。図１Ｂに示された実施形態においては、検出システム１０５は、４つのマイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３を含み、これらの１つがそれぞれ各ホイール１３０、１３１、１３２及び１３３に対応付けられている。検出システム１０５は、さらに電子コントローラ１４７を含む。
【００１６】
図１Ｂに示される実施形態においては、ブレーキシステム１１０は、図１Ａのブレーキシステム１１０に類似しているが、マイクロフォン１２０は含まない。図１Ｂのブレーキシステム１１０は、少なくとも１つのブレーキ部品１２５を含み、さらに他のブレーキ部品１２６、１２７及び１２８も含み得る。上記のようにこれらのブレーキ部品１２５、１２６、１２７及び１２８は、ブレーキキャリパ、ブレーキパッドであってもよく、さらにそれらは各ホイール１３０、１３１、１３２及び１３３に対応付けられている。
【００１７】
図１Ｂの電子コントローラ１４７も、図１Ａの電子コントローラ１１５に類似している。ただし、電子コントローラ１４７は、マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３の各々に通信可能に結合されている。
【００１８】
マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３の各々は、各ブレーキ部品１２５、１２６、１２７及び１２８の音響を検出する。いくつかの実施形態においては、マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３のうちの１つだけが各ブレーキ部品１２５、１２６、１２７及び１２８の音響を検出し、電子コントローラ１４７に転送する。ブレーキ部品１２５、１２６、１２７及び１２８の検出された音響は、動作中のブレーキ部品１２５、１２６、１２７及び１２８からの音響である。他の実施形態においては、マイクロフォン１４０、１４１、１４２、１４３のうちの２つ以上が、ブレーキ部品１２５、１２６、１２７、１２８からのノイズを検出し、この検出された音響を電子コントローラ１４７に転送する。
【００１９】
図１Ｂに示される例においては、検出システム１０５は、ディスプレイ１５０を含む。このディスプレイ１５０は、電子コントローラ１４７に接続され、電子コントローラ１４７の出力を表示する。一例においては、ディスプレイ１５０は、車両の運転者への電子コントローラ１１５によって生成された通知を表示する。一実施形態においては、ディスプレイ１５０は、車両１００のダッシュボード上にある発光ダイオード（ＬＥＤ）である。さらなる実施形態においては、ディスプレイ１５０は、車両１００のダッシュボード上のヘッドアップディスプレイ内に含まれる（例えば、ラジオ、バックアップカメラ用のヘッドアップディスプレイ、及び、その他の一般的な車両用途のためのヘッドアップディスプレイが、ディスプレイ１５０をさらに含み得る）。
【００２０】
図２は、一実施形態による電子コントローラ１１５を概略的に示している。電子コントローラ１１５は、電子プロセッサ２０５、メモリ２１０、及び、入出力インタフェース２１５を含む。電子プロセッサ２０５、メモリ２１０、及び、入出力インタフェース２１５は、１つ以上の通信回線若しくはバスを介して、ワイヤレスで、又は、それらの組合せにより通信する。いくつかの実施形態においては、電子コントローラ１１５は、図２に示されたもの以外の付加的な部品を含む。電子コントローラ１１５に含まれるこれらの部品は、様々な構成により配置されてもよい。
【００２１】
電子プロセッサ２０５は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は、その他の好適な電子デバイスであり得る。一例においては、電子プロセッサ２０５は、メモリ２１０からデータ及び命令を検索し、特に、本明細書で説明するプロセス及び方法に関連するソフトウェアを実行するように構成されている。メモリ２１０は、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体を含む。
【００２２】
入出力インタフェース２１５は、ワイヤレストランシーバ、モデムなどであってもよい。入出力インタフェース２１５は、一般に、外部のハードウェアコンポーネントからの入力を電子コントローラ１１５から受け取り、電子コントローラ１１５からの出力を外部のハードウェアコンポーネントに提供するように構成されている。
【００２３】
図３は、一実施形態による車両１００のブレーキシステム１１０の摩耗を検出するための方法３００を示すフローチャートである。提示された例においては、この方法３００は、電子コントローラ１１５によって実行される。
【００２４】
電子コントローラ１１５は、マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３のうちの少なくとも１つから音響信号を受信する（ステップ３０５）。音響信号は、適用可能なマイクロフォン１４０、１４１、１４２及び／又は１４３によって生成され、ブレーキ部品（ブレーキ部品１２５など）の検出された音響に基づいている。ブレーキ部品１２５の検出された音響は、ホイールに接触するブレーキパッド、動作中のマスタシリンダなどのノイズであり得る。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、電子コントローラ１１５は、複数のマイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３から複数の音響信号を受信する。これらの実施形態においては、電子コントローラ１１５は、マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３のうちのいずれが信号を送信しているかを識別するように構成されており、さらに、受信した音響信号の各々に関する識別子を生成する。他の実施形態においては、マイクロフォン１４０、１４１、１４２及び１４３は、複数のマイクロフォンのうちの１つの識別子を含む（上記のような）フォーマットされた音響信号を生成する。なぜなら、マイクロフォンは、ブレーキ部品１２５（ブレーキディスクなど）に対応付けられているからである。識別子は、いずれのブレーキ部品１２５が検出された音を生成しているかに関する指示を電子コントローラ１１５に提供する。
【００２６】
電子コントローラ１１５は、ステップ３０５において音響信号を受信し、次いで、ステップ３１０において、受信した音響信号から少なくとも１つの音響特性を特定する。一実施形態においては、電子コントローラ１１５は、受信した音響信号の振幅を少なくとも１つの音響特性として特定する。他の実施形態においては、電子コントローラ１１５によって特定される少なくとも１つの音響特性は、受信した音響信号の周波数である。さらなる実施形態においては、電子コントローラ１１５は、受信した音響信号の振幅及び周波数の両方を特定する。特定された音響特性は、さらに、遅延、高調波周波数などであってもよい。
【００２７】
電子コントローラ１１５は、ステップ３１５において、特定された音響特性に基づき、ブレーキ部品１２５の状態を特定する。電子コントローラ１１５は、一実施形態においては、音響特性を既知の音響特性と比較する。例えば、電子コントローラ１１５は、ブレーキパッド（この実施形態においては、ブレーキ部品１２５）の音響を検出するマイクロフォン１４０から音響信号を受信する。電子コントローラ１１５は、音響信号を受信し（ステップ３０５）、音響信号の音響特性を特定する（ステップ３１０）。次いで、電子コントローラ１１５は、ブレーキ部品１２５が正常な機能状態又は通常状態にある場合に、音響信号の振幅をブレーキ部品１２５の既知の振幅と比較する。ブレーキ部品１２５が摩耗を受けている場合には、ブレーキ部品１２５の検出された音響の振幅は、ブレーキ部品１２５が正常な機能状態又は通常状態にある場合よりも高い値を有する（即ち、より大きくなる）可能性がある。電子コントローラ１１５が、検出された音響においてそのような変化を検出した場合には、電子コントローラ１１５は、その後、直ちにブレーキ部品１２５が摩耗を受けていることを特定する。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、電子コントローラ１１５は、ブレーキ部品１２５が受けた摩耗量を特定する。例えば、音響特性が振幅である場合には、電子コントローラ１１５は、それを通常の状態のブレーキ部品１２５に関する音響の既知の振幅と比較することができる。電子コントローラ１１５は、受信した音響信号の振幅が、通常の状態でのブレーキ部品１２５の音響信号の振幅よりも大きい（例えば、２倍大きい）ことを特定し、ブレーキ部品１２５が完全な状態から受け続けた摩耗（例えば、１０パーセント）を有していることを特定することができる。
【００２９】
他の実施形態においては、電子コントローラ１１５は、ブレーキ部品１２５の摩耗の正確なレベルを特定するのではなく、代わりに摩耗が閾値を上回っているかどうかを特定するように構成されている。例えば、電子コントローラ１１５は、音響信号を受信し、ブレーキパッド（ブレーキ部品１２５）からの音響特性を特定するように構成されてもよい。振幅が所定のレベルを上回ることが特定された場合（例えば、特定された振幅が４デシベルであり、閾値が３デシベルである場合）、電子コントローラ１１５は、ブレーキ部品１２５が保守サービス又は交換を必要とすることを（以下において説明するディスプレイ１５０を介して）表示することができる。
【００３０】
電子コントローラ１１５は、ステップ３２０において、ブレーキ部品１２５の状態に関する通知を生成する。例えば、上述のように、電子コントローラ１１５は、特定された音響特性によりブレーキ部品１２５の保守サービス又は交換が必要であることを特定することができる。次いで、電子コントローラ１１５は、一実施形態において、ブレーキ部品１２５の特定された状態（例えば、「交換が必要」）及びブレーキ部品１２５の箇所名（例えば、「左前輪ブレーキパッド」）を含む通知を生成する。この通知には、さらに通知の日時、車両の運転者などを含ませることができる。
【００３１】
次いで、電子コントローラ１１５は、ステップ３２５において、通知に関連する少なくとも１つのアクションを実行する。電子コントローラ１１５は、この通知を、車両１００の定期的な保守サービス中にサービス技術者によってアクセスされるなど、後からの使用のためにメモリ２１０に記憶することができる。それにより、サービス技術者は、ブレーキ部品１２５の保守サービス又は交換が必要であることを知ることができる。
【００３２】
電子コントローラ１１５は、ユーザへの表示のために通知をディスプレイ１５０に送信することもできる。上述のように、ディスプレイ１５０は、ブレーキ部品１２５が摩耗を受けていること又は交換の必要があることをユーザに警告する通知の受信に応じてスイッチオンされるように構成されたＬＥＤであってもよい。他の実施形態においては、ディスプレイ１５０は、車両１００のヘッドアップディスプレイであり、ユーザへの完全な通知（例えば、「左前輪のブレーキパッドが摩耗のため交換の必要あり」）を表示する。
【００３３】
電子コントローラ１１５は、さらに生成された通知に応じて車両１００の動作を変更するように構成されてもよい。例えば、電子コントローラ１１５は、ブレーキパッド（ブレーキ部品１２５）の交換が必要であることを特定することができる。それに応じて、電子コントローラ１１５は、ブレーキシステム１１０に対し、他のブレーキパッド（ブレーキ部品１２６、１２７及び１２８など）により多くの力を印加する信号を生成することができる。そのため、摩耗の進んだブレーキパッド（ブレーキ部品１２５）はより少ない力しか必要とせず、そのため、ブレーキパッドの交換を必要としている間の摩耗が少なく抑制される。他の実施形態においては、電子コントローラ１１５は、ブレーキ部品１２５が摩耗を受けているため、ブレーキ部品１２５により多くの圧力を印加するために、ブレーキシステム１１０内の圧力を増加させるように構成されている。
【００３４】
電子コントローラ１１５は、通知の生成に応じて、上述したアクションのうちの１つ以上を実行することができる。電子コントローラ１１５は、さらに、ユーザに警告するために、又は、ユーザによる監視のために、ワイヤレストランシーバを介して遠隔地に通知を送信するなどの他のアクションを実行するように構成されてもよい。いくつかの実施形態においては、電子コントローラ１１５は、スマートフォン、携帯電話、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータなどの車両内に配置されたモバイル装置に、ワイヤレストランシーバを使用して通知を送信するように構成されている。モバイル装置は、いくつかの実施形態においては、通知を受信し、次いで、この通知を遠隔地にワイヤレス通信方式を介して送信するように構成されている。
【００３５】
従って、本明細書において開示される実施形態は、特に、車両のブレーキシステムの摩耗を検出するためのシステム及び方法を提供する。このシステム及び方法は、一般に、マイクロフォンからの音響信号を受信し、音響信号の少なくとも１つの音響特性を特定し、少なくとも１つの音響特性に基づいてブレーキシステムのブレーキ部品の状態を特定し、状態に関する通知を生成し、ユーザへの出力のためにディスプレイに送信する通知のグループから選択された少なくとも１つを実行し、通知をメモリに記憶し、車両の動作を変更することを開示している。
【００３６】
様々な特徴、利点及び実施形態は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【図１Ａ】
0006926328.tif 000002
【図１Ｂ】
0006926328.tif 000003
【図２】
0006926328.tif 000004
【図３】
0006926328.tif 000005