JP2015021508A - 摩耗量検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のディスクブレーキにおけるブレーキパッドおよびディスクロータの摩耗量を計測できるようにする。【解決手段】自動車のディスクブレーキにおけるディスクロータとブレーキパッドの摩耗量を検知する摩耗量検知装置であって、ディスクロータと、ブレーキパッドと、電動モータによって動作され、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに対して接触させる電動ピストンと、前記接触を検出する接触検出手段８０と、前記電動ピストンのピストンストローク量を検出するピストンストローク量検出手段９０と、ブレーキ操作が行われたことを検出するブレーキ検出手段５０と、組付け時のピストンストローク量と使用時のピストンストローク量との差から前記ディスクロータおよび前記ブレーキパッドの摩耗量を算出する演算部６０とを備えて成る。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のディスクブレーキにおけるブレーキパッドおよびディスクロータの摩耗量を検知する摩耗量検知装置に関する。

自動車においては、ブレーキ装置の一つ（特に、フットブレーキ）として、ディスクブレーキが用いられることが多い。ディスクブレーキは、車軸と共に回転するディスクロータにブレーキパッドを押付け、ディスクロータとブレーキパッドとの摩擦力によって車両の制動を行うものである。

自動車におけるディスクブレーキには、一般的に、油圧式ディスクブレーキが採用されている。油圧式ディスクブレーキは、ディスクロータの一部を囲うように設置される断面コ字状のキャリパーに油圧式ピストンを設け、油圧によってピストンおよびキャリパーを移動させ、ピストン部先端に設けたブレーキパッドおよびキャリパーに設けたブレーキパッドでディスクロータを挟む機構である。

油圧式ディスクブレーキにおいては、油圧によって、ブレーキパッドの押付け力、すなわち、車両の制動力を制御しているので、ピストンストロークを計測可能なセンサは付いていない。よって、ブレーキパッドおよびディスクロータにおける摩耗量は、車検などの点検の際に検査している。

特開２００６−１０５２２４号公報

しかし、車両点検の間隔が開いた場合には、ブレーキパッドおよびディスクロータの摩耗が進行し、ブレーキパッドおよびディスクロータが許容される所定値以上に摩耗してしまう虞がある。

なお、ブレーキにおけるディスクの摩耗量を計測する手段としては、特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の技術は、航空機用ブレーキにおいて、機体のコントロールシステム始動時に、ディスクを押圧するピストンを作動させる電動モータのモータ回転角度からピストンの原点位置およびディスクとのコンタクト位置を検出し、ディスク摩耗量を算出すると共に、ディスクとピストン間のディスク隙間を調整する電動ブレーキであるが、自動車におけるディスクブレーキのピストン部先端に設けるブレーキパッドに相当するものを測定するようにはなっていない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、自動車のディスクブレーキにおけるブレーキパッドおよびディスクロータの摩耗量を計測できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決する第一の発明に係る摩耗量検知装置は、自動車の車軸と共に回転するディスクロータと、前記ディスクロータと接触することにより車両の制動エネルギーを得るブレーキパッドと、電動モータによって動作され、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに対して接触させる電動ピストンと、前記接触を検出する接触検出手段と、前記電動ピストンが、所定の位置から前記接触検出手段によって接触が検出された位置までに移動したピストンストローク量を検出するピストンストローク量検出手段と、ブレーキ操作が行われたことを検出するブレーキ検出手段と、前記ディスクロータまたは前記ブレーキパッドを組付けた際に前記ピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量と、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドを使用するために前記ブレーキ検出手段によってブレーキ操作が検出された際の前記ピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量との差から前記ディスクロータおよび前記ブレーキパッドの摩耗量を算出する演算部とを備えたことを特徴とする。

上記課題を解決する第二の発明に係る摩耗量検知装置は、第一の発明に係る摩耗量検知装置において、前記演算部は、前記自動車の車両状態に基づいて前記ディスクロータのロータ摩耗量を予測し、前記ディスクロータおよび前記ブレーキパッドの摩耗量と前記ディスクロータのロータ摩耗量との差から前記ブレーキパッドのパッド摩耗量を算出することを特徴とする。

上記課題を解決する第三の発明に係る摩耗量検知装置は、第二の発明に係る摩耗量検知装置において、前記演算部における前記ディスクロータのロータ摩耗量は、前記自動車の総走行距離に基づいて、または、前記自動車の累積ブレーキ回数に基づいて、または、その両方に基づいて算出されるものであることを特徴とする。

上記課題を解決する第四の発明に係る摩耗量検知装置は、第一から第三のいずれかの発明に係る摩耗量検知装置において、前記ピストンストローク量検出手段は、前記電動ピストンにおける前記電動モータのモータ回転角を検出するモータ回転角センサであることを特徴とする。

上記課題を解決する第五の発明に係る摩耗量検知装置は、第一から第四のいずれかの発明に係る摩耗量検知装置において、前記接触検出手段は、前記電動ピストンが前記ブレーキパッドに掛ける荷重を検出する荷重センサであることを特徴とする。

第一の発明に係る摩耗量検知装置によれば、自動車のディスクブレーキにおいて摩擦等によって摩耗する部品の摩耗量を計測可能な摩耗量検知装置であって、ディスクロータまたはブレーキパッドを組付けた際のピストンストローク量と、ディスクロータおよびブレーキパッドを使用するためにブレーキ検出手段によってブレーキ操作が検出された際のピストンストローク量との差から、ディスクロータおよびブレーキパッドの摩耗量を算出しているので、車両の点検時やエンジン始動時に限られず、ブレーキ操作を行うことのできる走行中においてもディスクロータおよびブレーキパッドの摩耗量を計測することができる。

第二の発明に係る摩耗量検知装置によれば、演算部が、ディスクロータの摩耗量を予測し、ディスクロータおよびブレーキパッドの摩耗量とディスクロータのロータ摩耗量との差からブレーキパッドの摩耗量を算出することにより、ブレーキパッドの摩耗量を正確に計測することができる。

第三の発明に係る摩耗量検知装置によれば、演算部におけるディスクロータの摩耗量は、自動車の総走行距離に基づいて、または、自動車の累積ブレーキ回数に基づいて、または、その両方に基づいて算出されるものであるので、ブレーキパッドの摩耗量を正確に計測することができる。

第四の発明に係る摩耗量検知装置によれば、ピストンストローク量検出手段として、電動ピストンにおける電動モータのモータ回転角を検出するために通常装備されるモータ回転角センサを利用することにより、新たな構成部品を追加する必要がないので、製造コストの増大を抑えることができる。

第五の発明に係る摩耗量検知装置によれば、接触検出手段として、電動ピストンがブレーキパッドに掛ける荷重を検出するために通常装備される荷重センサを利用することにより、新たな構成部品を追加する必要がないので、製造コストの増大を抑えることができる。

実施例１に係る摩耗量検知装置における制御を示すブロック図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置における制御を示すフローチャートである。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキにおけるディスクロータおよびブレーキパッド新品時の待機位置を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキにおけるディスクロータおよびブレーキパッド新品時の制動位置を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキにおけるディスクロータおよびブレーキパッド摩耗時の待機位置を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキにおけるディスクロータおよびブレーキパッド摩耗時の制動位置を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキとはブレーキパッドの押圧構造の異なる例を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキおよび図７とはブレーキパッドの押圧構造の異なる例を示す説明図である。 実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキ、図７および図８とはブレーキパッドの押圧構造の異なる例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る摩耗量検知装置の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキの構造およびブレーキ機構について、図３を参照して説明する。

図３に示すように、本実施例に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキ１は、図示しない車輪軸に固定されて当該車輪軸と共に回転する円盤状のディスクロータ１０と、図示しないフレームに支持されてディスクロータ１０の一部を外周側から囲うように設置される断面コ字形状のキャリパー２０と、キャリパー２０の一端部（図３における左端部）２１の内側（ディスクロータ１０側、すなわち、図３における右方側）に連結されて車輪軸方向（図３における左右方向）において移動可能なピストンを有する電動ピストン３０と、後述する摩耗量検知装置とを備える。

本実施例における電動ピストン３０は、電動モータ３１と、電動モータ３１と連結する図示しないピストン機構を有し車輪軸と同方向（図３における左右方向）の中心軸を持つ円筒状のシリンダ部３２と、シリンダ部３２に把持されてシリンダ部３２からディスクロータ１０側（図３における右方側）へ移動可能な第一ピストン部３３と、シリンダ部３２に把持されてシリンダ部３２からディスクロータ１０と反対の側（第一ピストン部３３の逆側、すなわち、図３における左方側）へ移動可能な第二ピストン部３４とを備える。

電動ピストン３０の第一ピストン部３３の先端部（ディスクロータ１０側の端部、すなわち、図３における右方側端部）３５には、ディスクロータ１０に対して接触または離反させるブレーキパッド４０が設置される。電動ピストン３０の電動モータ３１およびシリンダ部３２は、図示しない取付け用ポートを介して、車体に固定されているので、電動ピストン３０における第一ピストン部３３の移動によって、ブレーキパッド４０は移動され、ディスクロータ１０の一方の側面１０ａに押付けられることにより摩擦力を生じ、車両の制動エネルギーが得られる。

電動ピストン３０の第二ピストン部３４の先端部（ディスクロータ１０と反対側の端部、すなわち、図３における左方側端部）３６は、キャリパー２０の一端部２１の内側に連結される。一方、キャリパー２０の他端部（図３における右端部）２２の内側（ディスクロータ１０側、すなわち、図３における左方側）には、ディスクロータ１０に対して接触または離反させるブレーキパッド４１が設置される。前述したように電動ピストン３０の電動モータ３１およびシリンダ部３２は、車体に固定されているので、電動ピストン３０における第二ピストン部３４の移動によって、第二ピストン部３４と連結されたキャリパー２０およびブレーキパッド４１は移動され、ディスクロータ１０の他方の側面１０ｂに押付けられることにより摩擦力を生じ、車両の制動エネルギーが得られる。

運転者が図示しないブレーキペダルを踏むことにより、電動モータ３１は正方向に作動される。電動モータ３１の軸回転運動は、シリンダ部３２に内蔵された図示しないピストン機構によって、車輪軸方向（図３における左右方向）における直線運動に変換される。この直線運動によって、第一ピストン部３３は、ディスクロータ１０側へ移動され、第二ピストン部３４は、ディスクロータ１０と反対の側へ移動される。

第一ピストン部３３の先端部３５に設けられたブレーキパッド４０は、第一ピストン部３３の移動によってディスクロータ１０の側面１１ａに接触し、キャリパー２０の他端部２２内側に設けられたブレーキパッド４１は、第二ピストン部３４の移動によってキャリパー２０が移動することにより、ディスクロータ１０の側面１１ｂに接触する。よって、ディスクロータ１０がブレーキパッド４０，４１によって挟まれて摩擦力が生じ、車両に制動力が作用する。

一方、運転者が図示しないブレーキペダルから足を離すことにより、電動モータ３１は逆方向に作動される。電動モータ３１の逆方向の軸回転運動は、シリンダ部３２における図示しないピストン機構によって、車輪軸方向（図３における左右方向）における直線運動に変換される。この直線運動によって、第一ピストン部３３は、ディスクロータ１０と反対の側へ移動され、第二ピストン部３４は、ディスクロータ１０側へ移動される。

第一ピストン部３３の先端部３５に設けられたブレーキパッド４０は、第一ピストン部３３の移動によってディスクロータ１０の側面１１ａから離反し、キャリパー２０の他端部２２内側に設けられたブレーキパッド４１は、第二ピストン部３４の移動によってキャリパー２０が移動することにより、ディスクロータ１０の側面１１ｂから離反する。よって、ディスクロータ１０とブレーキパッド４０，４１との間における摩擦力はなくなり、車両には制動力が作用しなくなる。

本実施例においては、電動モータ３１のシリンダ部３２に内蔵される図示しないピストン機構は、回転角速度ω［ｒａｄ／ｓ］の電動モータ３１の正方向の軸回転運動によって、第一ピストン部３３および第二ピストン部３４がそれぞれ同一の移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］で離れる方向に移動（伸長）され、回転角速度−ω［ｒａｄ／ｓ］の電動モータ３１の逆方向の軸回転運動によって、第一ピストン部３３および第二ピストン部３４がそれぞれ同一の移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］で近づく方向に移動（萎縮）されるものである。

ここで、電動モータ３１の回転角速度ω［ｒａｄ／ｓ］と第一ピストン部３３および第二ミストン部３４の移動速度ｖ［ｍｍ／ｓ］との関係は、係数Ａ［ｍｍ／ｒａｄ］を用いて、下式（１）により表される。

ｖ［ｍｍ／ｓ］＝ω［ｒａｄ／ｓ］×Ａ［ｍｍ／ｒａｄ］ ・・・（１）

次に、本発明の実施例１に係る摩耗量検知装置の構成および摩耗量の計測について、図１および図３から図６を参照して説明する。

本実施例に係る摩耗量検知装置は、図１に示すように、摩耗量を計測するタイミングを検知する摩耗量検知開始トリガ部５０と、ブレーキパッド４０，４１の摩耗量（以下、本明細書においては、パッド摩耗量という）Ｗ_P［ｍｍ］およびディスクロータ１０の摩耗量（以下、本明細書においては、ロータ摩耗量という）Ｗ_R［ｍｍ］を計測すると共に計測結果に対する警告の要否を決定する演算部６０と、演算部６０のパッド摩耗量計測部７０におけるパッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］の算出に利用される荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０と、演算部６０のロータ摩耗量計測部１００におけるロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］の算出に利用される走行距離検出手段１１０およびブレーキ回数記憶部１２０と、演算部６０の警告判定部１３０における警告指示によって警告を表示する表示部１４０とを備える。

本実施例においては、摩耗量検知開始トリガ部５０を、図示しないブレーキペダルを利用してブレーキ操作が行われたことを検出するブレーキ検出手段とし、ブレーキペダルが運転者によって所定値以上に踏み込まれた場合に、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］の計測を開始する。

荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０は、ブレーキパッド４０，４１がディスクロータ１０と接触する位置を検出する接触位置検出手段として利用される。詳細には、荷重センサ８０は、ブレーキパッド４０，４１とディスクロータ１０との接触を検出する手段であって、電動ピストン３０によってブレーキパッド４０，４１がディスクロータ１０に対して接触または離反する接触離反タイミングを検出するタイミング検出手段(接触検出手段)として利用され、モータ回転角センサ９０は、電動ピストン３０のピストンストロークを検出する手段であって、電動ピストン３０が所定の位置から接触検出手段によって接触が検出された位置までに移動したピストンストローク量を検出するピストンストローク量検出手段として利用される。荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０による接触位置検出については、以下に説明する。

運転者がブレーキ操作をしていない場合には、ブレーキパッド４０，４１は、ディスクロータ１０と離反した状態の待機位置にあり（図３参照）、ブレーキパッド４０，４１には、荷重は掛かっていない（荷重センサ８０の検出値であるパッド荷重Ｐ＝０［Ｎ］）。そして、運転者がブレーキ操作を行うと、ブレーキパッド４０，４１は、ディスクロータ１０と接触する接触位置となり（図４参照）、ブレーキパッド４０，４１には、荷重が掛かる（パッド荷重Ｐ＞０［Ｎ］）。更に、運転者がブレーキ操作を中止することにより、ブレーキパッド４０，４１は、ディスクロータ１０から離反した状態の待機位置に戻り（図３参照）、ブレーキパッド４０，４１には、再び荷重が掛からなくなる（パッド荷重Ｐ＝０［Ｎ］）。

本実施例においては、ブレーキパッド４０，４１に掛けられた荷重Ｐが抜けるとき、すなわち、パッド荷重Ｐ＝０［Ｎ］に戻るときに、モータ回転角センサ９０によって検出される回転角度を基準モータ回転角θ［ｒａｄ］とする。そして、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１を組付けた際（図３および図４）の基準モータ回転角θ［ｒａｄ］を組付け時基準モータ回転角θ_a［ｒａｄ］とし、そのディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１を使用している際（図５および図６）の基準モータ回転角θ［ｒａｄ］を摩耗時基準モータ回転角θ_b［ｒａｄ］とする。なお、モータ回転角が０度の位置(所定の位置)は、例えば、最もブレーキパッド４０，４１がディスクロータ１０から離れた位置とする。

ここで、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１を組付けた際とは、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１をディスクブレーキ１に組付けた直後のことであり、車両が新車の状態、または、摩耗等によりディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１を交換した状態を含む。もちろん、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１を両方同時に交換した状態だけでなく、ディスクロータ１０またはブレーキパッド４０，４１のいずれか一方のみを交換した状態でも良い。

新品時基準モータ回転角θ_a［ｒａｄ］と摩耗時基準モータ回転角θ_b［ｒａｄ］との差は、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗による電動ピストン３０の組付け時のピストンストローク量と使用時のピストンストローク量との差であり、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の総摩耗量(摩耗量)Ｗ［ｍｍ］である。よって、ディスクロータ１０またはブレーキパッド４０，４１を組付けた際にピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量と、ディスクロータ１０とブレーキパッド４０，４１を使用するためにブレーキ検出手段によってブレーキ操作が検出された際のピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量との差から、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量を算出する。本実施例では、演算部６０において、式（１）と同様に係数Ａ［ｍｍ／ｒａｄ］を用いて、下式（２）によってディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の総摩耗量Ｗ［ｍｍ］が算出される。

Ｗ［ｍｍ］＝（Ｗ_P＋Ｗ_R）［ｍｍ］
＝（θ_b−θ_a）［ｒａｄ］×Ａ［ｍｍ／ｒａｄ］ ・・・（２）

ディスクロータ１０は、ブレーキパッド４０，４１よりも硬い材質のものであり、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］は、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］よりも少ない。本実施例においては、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］を、自動車の車両状態を示す車両の総走行距離Ｄ［ｋｍ］またはディスクブレーキ１の使用回数（以下、本明細書においては、累積ブレーキ回数という）ｎ［回］によって概算して予測する。

走行距離検出手段１１０によって検出される総走行距離Ｄ［ｋｍ］とロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］との関係は、係数Ｂを用いて、下式（３）によって表される。なお、総走行距離Ｄ［ｋｍ］から求められるロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］の予測値を、ロータ摩耗量Ｗ_R1［ｍｍ］とする。

Ｗ_R1［ｍｍ］＝Ｄ［ｍｍ］×Ｂ ・・・（３）

また、累積ブレーキ回数ｎ［回］とロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］との関係は、係数Ｃ［ｍｍ／回］を用いて、下式（４）によって表される。なお、累積ブレーキ回数ｎ［回］から求められるロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］の予測値を、ロータ摩耗量Ｗ_R2［ｍｍ］とする。

Ｗ_R2［ｍｍ］＝ｎ［回］×Ｃ［ｍｍ／回］ ・・・（４）

本実施例においては、上記で求めたＷ_R1［ｍｍ］またはＷ_R2［ｍｍ］のうち大きい値となる方を選択し、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］として採用する。よって、式（２）により求めたディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の総摩耗量Ｗ［ｍｍ］、および式（３）または式（４）により求めたＷ_R［ｍｍ］から、正確なパッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］が下式（５）によって求められる。

Ｗ_P［ｍｍ］＝Ｗ［ｍｍ］−Ｗ_R［ｍｍ］ ・・・（５）

なお、本実施例においては、運転者のブレーキ操作から車両へ制動力が作用する時間を一定とするために、ディスクロータ１０とブレーキパッド４０，４１との距離αを一定に設定している。この距離αは、新品時基準モータ回転角θ_a［ｒａｄ］または摩耗時基準モータ回転角θ_b［ｒａｄ］から所定のモータ回転数の軸回転運動分だけ電動モータ３１を逆方向に動作させることにより設定される。

次に、本発明の実施例１に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキ１における摩耗量計測の制御について、図１から図４を参照して説明する。

まず、ステップＳ１において、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量の検知を開始すべきか否かを判断する。本実施例においては、運転者が摩耗量検知開始トリガ部５０としての図示しないブレーキペダルを踏んだ場合には、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量の検知を開始すべきとし、運転者がブレーキペダルを踏んでいない場合には、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量の検知を開始すべきではないとする。

ステップＳ１において、運転者が摩耗量検知開始トリガ部５０としての図示しないブレーキペダルを踏み、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量の検知を開始すべきであると判断された場合には、ステップＳ２へ移行する。なお、ステップＳ１において、運転者がブレーキペダルを踏まず、ディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量の検知を開始すべきでないと判断された場合には、再びステップＳ１へ戻る。

次に、ステップＳ２において、荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０が正常に作動しているか否かを判断する。本実施例においては、荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０が最大値または最低値に張り付いていないか否かが判断される。すなわち、電動モータ３０を作動させたにも関わらず、モータ回転角センサ９０がモータ回転角θ［ｒａｄ］の変位を検出しない場合には、モータ回転角センサ９０が正常に作動していないと判断され、電動モータ３０を作動させてモータ回転角θ［ｒａｄ］を所定値以上させたにも関わらず、荷重センサ８０がパッド荷重Ｐの変位を検出しない場合には、荷重センサ８０が正常に作動していないと判断される。

ステップＳ２において、荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０が正常に作動していると判断された場合には、ステップＳ３へ移行する。なお、荷重センサ８０およびモータ回転角センサ９０が正常に作動していないと判断された場合には、再びステップＳ１へ戻る。

次に、ステップＳ３において、パッド荷重Ｐ［Ｎ］が所定値Ｑ［Ｎ］以上であるか否かを判断する。本実施例においては、荷重センサ８０によってパッド荷重Ｐ［Ｎ］を計測し、荷重センサ８０によるパッド荷重Ｐ［Ｎ］を所定値Ｑ［Ｎ］と比較する。

ステップＳ３において、パッド荷重Ｐ［Ｎ］が所定値Ｑ［Ｎ］以上である（Ｐ≧Ｑ）と判断した場合には、ステップＳ４へ移行する。ステップＳ３において、パッド荷重Ｐ［Ｎ］が所定値Ｑ［Ｎ］以上ではない（Ｐ＜Ｑ）と判断した場合には、再びステップＳ１へ戻る。この所定値Ｑ［Ｎ］は、車両の振動や電動ピストン３０を作動させたときの慣性等によって、荷重センサ８０が検出する可能性のない値とすることが好ましい。

次に、ステップＳ４において、モータ回転角θ［ｒａｄ］が所定値Ｒ［ｒａｄ］以上であるか否かが判断される。本実施例においては、モータ回転角センサ９０によってモータ回転角θ［ｒａｄ］を計測し、モータ回転角センサ９０によるモータ回転角θ［ｒａｄ］を所定値Ｒ［ｒａｄ］と比較する。

ステップＳ４において、モータ回転角θ［ｒａｄ］が所定値Ｒ［ｒａｄ］以上である（θ≧Ｒ）と判断された場合には、ステップＳ５へ移行する。ステップＳ４において、モータ回転角θ［ｒａｄ］が所定値Ｒ［ｒａｄ］以上でない（θ＜Ｒ）と判断された場合には、再びステップＳ１へ戻る。この所定値Ｒ［ｒａｄ］は、以前に計測された新品時基準モータ回転角θ_a［ｒａｄ］または摩耗時基準モータ回転角θ_b［ｒａｄ］とすることが好ましい。

次に、ステップＳ５において、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］およびパッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］を計測する。ステップＳ５において、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］を演算部６０におけるロータ摩耗量計測部１００によって算出すると共に、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］を演算部６０におけるパッド摩耗量計測部７０によって算出する。

本実施例においては、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］を、式（３）および式（４）、すなわち、自動車の車両状態を示す車両の総走行距離Ｄ［ｋｍ］および累積ブレーキ回数ｎ［回］によってロータ摩耗量Ｗ_R1，Ｗ_R2［ｍｍ］を算出し、Ｗ_R1［ｍｍ］またはＷ_R2［ｍｍ］のうち大きい値となる方を選択し、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］とする。また、新品時基準モータ回転角θ_a［ｒａｄ］と摩耗時基準モータ回転角θ_b［ｒａｄ］との差から、式（２）によってディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の総摩耗量Ｗ［ｍｍ］を算出し、式（５）に上記のロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］を代入することによって正確なパッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］が算出される。

次に、ステップＳ６において、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］が所定値Ｗ_A［ｍｍ］以上であるか否か、または、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］が所定値Ｗ_B［ｍｍ］以上であるか否かを判断する。ここで、所定値Ｗ_A［ｍｍ］および所定値Ｗ_B［ｍｍ］は、車検等で定められた基準に準ずるように設定する。

ステップＳ６において、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］が所定値Ｗ_A［ｍｍ］以上、または、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］が所定値Ｗ_B［ｍｍ］以上である場合には、ステップＳ７において警告を表示し、再びステップＳ１へ戻る。なお、ステップＳ６において、ロータ摩耗量Ｗ_R［ｍｍ］が所定値Ｗ_A［ｍｍ］未満、かつ、パッド摩耗量Ｗ_P［ｍｍ］が所定値Ｗ_B［ｍｍ］未満である場合には、そのままステップＳ１へ戻る。

以上の制御によって、本実施例に係る摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキ１における摩耗量計測が行われる。上述の摩耗量計測は、車両の車検等の点検時だけでなく、車両の運転中すなわち走行中においても行われる。よって、本実施例に係る摩耗量検知装置によれば、使用毎すなわちリアルタイムのディスクロータ１０およびブレーキパッド４０，４１の摩耗量を計測することができる。

本実施例においては、摩耗量検知装置を備えたディスクブレーキ１におけるブレーキ機構として、いわゆるフローティングキャリパの構造を採用したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、キャリパー２２０を図示しないフレームに固定して一方側から電動ピストンによってブレーキパッド４０をディスクロータ１０に押付けるだけの構造としても良く、図８に示すように、電動ピストン３３０ａによってブレーキパッド４０をディスクロータ１０に押付けると共に、キャリパー３２０を別の電動ピストン３３０ｂによって移動させることによりブレーキパッド４１をディスクロータ１０に押付けても良く、図９に示すように、両側から二つの電動ピストン４３０ａ，４３０ｂによってブレーキパッド４０，４１をそれぞれディスクロータ１０に押付けても良い。なお、図７から図９において、その他の構成部材に関しては、図３から図６に示した構成部材と同一の構成部材に、同一の符号を付して表してある。

以上で発明の実施の形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施の形態に限定されるものではない。本実施例では、モータ回転角の０度の位置は最もブレーキパッド４０がディスクロータ１０から離れた位置としたが、これに限るものではなく任意の位置としても良い。もちろん、組付け時の位置を基準として使用しても良い。
また、ロータ摩耗量の予測値は、車両の総走行距離に基づいて、または、車両の累積ブレーキ回数に基づいて算出されるものであるとしたが、これに限るものではなく、自動車の車両状態に基づいて、例えば、車両の使用時間やこれらを複合して用いたものとしても良い。

１ ディスクブレーキ
１０ ディスクロータ
２０ キャリパー
３０ 電動ピストン
３１ 電動モータ
３２ シリンダ部
３３ 第一ピストン部
３４ 第二ピストン部
３５ 第一ピストン部の先端部
３６ 第二ピストン部の先端部
４０ ブレーキパッド
４１ ブレーキパッド
５０ 摩耗量検知開始トリガ部
６０ 演算部
７０ パッド摩耗量計測部
８０ 荷重センサ
９０ モータ回転角センサ
１００ ロータ摩耗量計測部
１１０ 走行距離検出手段
１２０ ブレーキ回数記憶部
１３０ 警告判定部
１４０ 表示部

Claims (5)

1. 自動車の車軸と共に回転するディスクロータと、
   前記ディスクロータと接触することにより車両の制動エネルギーを得るブレーキパッドと、
   電動モータによって動作され、前記ブレーキパッドを前記ディスクロータに対して接触させる電動ピストンと、
   前記接触を検出する接触検出手段と、
   前記電動ピストンが、所定の位置から前記接触検出手段によって接触が検出された位置までに移動したストローク量を検出するピストンストローク量検出手段と、
   ブレーキ操作が行われたことを検出するブレーキ検出手段と、
   前記ディスクロータまたは前記ブレーキパッドを組付けた際に前記ピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量と、前記ディスクロータと前記ブレーキパッドを使用するために前記ブレーキ検出手段によってブレーキ操作が検出された際の前記ピストンストローク量検出手段で検出されたピストンストローク量との差から前記ディスクロータおよび前記ブレーキパッドの摩耗量を算出する演算部と
   を備えた
   ことを特徴とする摩耗量検知装置。
2. 前記演算部は、前記自動車の車両状態に基づいて前記ディスクロータのロータ摩耗量を予測し、前記ディスクロータおよび前記ブレーキパッドの摩耗量と前記ディスクロータのロータ摩耗量との差から前記ブレーキパッドのパッド摩耗量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の摩耗量検知装置。
3. 前記演算部における前記ディスクロータのロータ摩耗量は、前記自動車の総走行距離に基づいて、または、前記自動車の累積ブレーキ回数に基づいて、または、その両方に基づいて算出されるものである
   ことを特徴とする請求項２に記載の摩耗量検知装置。
4. 前記ピストンストローク量検出手段は、前記電動ピストンにおける前記電動モータのモータ回転角を検出するモータ回転角センサである
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の摩耗量検知装置。
5. 前記接触検出手段は、前記電動ピストンが前記ブレーキパッドに掛ける荷重を検出する荷重センサである
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の摩耗量検知装置。

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