JP2007512992A - ブレーキライニングの摩擦係数を回復、安定化、維持するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】規定の状況下で、ブレーキライニングの摩擦係数を変更する。
【解決手段】ブレーキライニングの摩擦係数を変更するプログラムが、第１のパラメーターに基いて始動され、第２のパラメーターに基いて停止される。加えて、好ましくは、プログラムの進行は第３のパラメーターに基いて行われる。このプログラムは、本質的に、自動的に繰り返されるブレーキ作動によって、適切な配置でブレーキライニングを擦りつける即ち適用すること、そして、少なくとも間接的な方法で支配的な摩擦係数を常時測定することを含む。
【選択図】図１

Description

事故及びそれに伴う被害が頻繁に生じるか否かは、停止距離をごく僅かの距離だけ短くできるか否かにかかっている。このため、若干数の他の要因は別として、ブレーキシステム（例えば、車両の常用ブレーキ）の機能が最適なものであることが非常に重要である。これは、車両の駐車ブレーキシステムあるいはエレベーターのキャビンのブロックブレーキのような、単なる駐車機能を通常達成するブレーキ作動にもあてはまる。

独国特許出願公開第１９９４７９０３Ａ１号明細書は、予防措置として摩擦によりブレーキのライニングを乾燥させることで、続いてなされ得るブレーキ作動において、ブレーキ効果が改良可能であることを開示している。これは、ライニングあるいはその摩擦対象物（例えばブレーキディスク）上の汚物層を予防措置として除去することにも当てはまる。

独国特許出願公開第１９９４７９０３Ａ１号明細書

ブレーキライニングの外面の異物がブレーキ効果を減衰させ得ることだけでなく、ブレーキライニングの摩擦係数自体が変化され得ることが理解される。これは、例えば、ブレーキライニングがまだ磨耗されていない場合、ライニングがテーパ状の磨損を呈した場合、化学的な作用によりその表面が変化された場合に当てはまる。このタイプの作用は、ブレーキライニングの摩擦係数を２０％以上変化させ得、所定の環境下では、なされ得るブレーキ作動において好ましくない結果を招来し得る。

上述した点に鑑み、本発明は、請求項１の導入部から把握され得るタイプの方法に基いている。本発明の目的は、規定の状況下で、ブレーキライニングの摩擦係数を変更して、摩擦係数の予定範囲へと導く又は戻すことを含む。これを行うにおいて、ブレーキシステムが常用ブレーキシステムであるか、常用及び駐車ブレーキ結合システムであるか、純粋な駐車ブレーキシステムであるかは重要ではない。

この目的は、請求項１の特徴部から把握され得る構成を組み合わせることにより達成される。即ち、本発明は、本質的に、規定の第１の状況（第１のパラメーター）が生じているか否か検知すること、この第１のパラメーターの測定の後に所定の既定の手段（プログラム）を用いること、第２のパラメーターの測定の後にプログラムを停止することに帰する。

ブレーキライニングがその最適な摩擦係数に達するのを妨げる重要な要因は、ブレーキライニングがまだ磨耗されていないことである。ブレーキライニングは、磨耗工程（ｗｅａｒ−ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）の後にのみ作動摩擦係数（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ）に達する。即ち、作動摩擦係数に達するまで、規定の減速度を得るのに必要なクランプ力／圧力は増大されている。従って、本発明の改良では、請求項２の構成が提案される。この構成では、第１のパラメーターは、車両あるいはエレベーターキャビンの走行作動の開始を示す。しかしながら、第１のパラメーターは、車両あるいはキャビンへの新しいブレーキライニングの搭載、即ち、ブレーキライニングの交換も含み得る。

これは、当初に搭載されたブレーキライニングがまだ新しいか、ブレーキライニングが交換されたばかりかにかかわらず、車両あるいはキャビンが新しいブレーキライニングを搭載された場合に、プログラムが始動されることを意味する。第１のパラメーターが発生される追加の状況は、車両あるいはキャビンが移動されることであり得、最初にあるいはブレーキライニングの新たな搭載即ち交換の後に、車両あるいはキャビンが移動されてすぐにプログラムが始動され、この移動は例えばスピードメーターによって検出され得る。

第２のパラメーターは、以下のように定義可能である：プログラムは、
ａ）例えば車両あるいはキャビンの初動後最大２ヶ月のように、規定の期間についてのみ、
及び／又は、
ｂ）例えば＞０ｋｍで開始、５００ｋｍで終了のように、規定の距離／キロメーターの計測値内で、
作動される。

第２のパラメーターの測定について、プログラムを停止するのに時間／距離を組み合わせることも可能である。また、上述した基準に従う駆動及び停止は、ブレーキライニングの交換の後に開始され得る。ライニングの交換及びこの交換において装着されたライニングのタイプは、ブレーキライニングにコードを付すことにより、あるいは、適切なコントロールユニット（ＥＣＵ）において入力することにより識別可能である。第２のパラメーターの測定については、それ自体プログラムの形態で、その停止についてと共に、製造者の規定に従い、オンラインアップデートによって車両あるいはエレベーターシステムに入力され得る。これにより、製造者の最新の調査結果に基き、プログラムの駆動及び複数のパラメーターについての修正を入力することが可能となる（ソフトウェアのアップデート）。

また、第２のパラメーター、従って、システムの停止は、（選択的に、減速度センサーが設けられている場合に）クランプ力あるいは圧力と減速度との間の既定の関係が達成された場合に開始され得る。また、減速度を得るために、加速度計あるいは（エレベーターにおける）秤量セル（ｗｅｉｇｈｉｎｇ ｃｅｌｌ）を用いることが可能であり、これらはコントロールブレーキシステムと組み合わせて用いられる。また、電気駐車ブレーキ（ＥＰＢ）において、車両／エレベーターキャビンの傾斜勾配あるいは重量とクランプ力あるいは圧力との間の既定の関係が検出された場合に、停止がなされ得る。この意味するところは、例えば、駐車ブレーキにおいて、エレベーターカーあるいはエレベーターキャビンがちょうど移動を開始しないように、規定のクランプ力即ち液圧が傾斜角度／重量に基いて調節されるということである。ここで予定値を越える力が生じる場合には、摩擦係数はまだ最適ではない。この方法は、車両がいずれにしても勾配センサーを搭載している場合に特に好ましい。

請求項６及び７に記載されている第３のパラメーターは、第１のパラメーターの発生によるプログラムの開始を以下の追加の限定的な状況に規制し、プログラムの駆動に影響を与える：
・顕著な車両の減速度あるいはエレベーターの減速度が発生しない摩損ブレーキ作動中のクランプ力／ブレーキ圧；
・ブレーキ作動が、走行作動中、規定のラスター（ｒａｓｔｅｒ）に従って、例えば５分毎又は５キロメーター毎に周期的に繰り返される。カウンター（例えば、トリガーとしてのブレーキライトスイッチ）によって、ドライバーによりなされるブレーキ作動は、試運転での（ｒｕｎ−ｉｎ）ブレーキ作動の頻度に影響を与え得る；
・ブレーキ作動は、（走行モーターに対して）エレベーターキャビンの空室での走行中繰り返される；
・規定のスピードまで（車両について＜１００ｋｍ／ｈ、エレベーターについて＜１０ｍ／ｓ、好ましくは＜５ｍ／ｓ）；
・車両についてコーナーリング走行中ではない（選択的に、ステアリング角度センサーが設けられている場合）；
・摩擦される一対の部材の温度＞２００℃である（例えばソフトウェア温度モジュールあるいは温度センサーによる検出）；
・車両についてドライバーによるブレーキ操作中でない；
・手動によるブレーキ作動中でない、あるいは、エレベーターにおける非常ブレーキ作動中でない。

ブレーキライニングがその最適な摩擦係数に達するのを妨げる別の重要な要因は、ブレーキライニングがテーパ状の摩損を受けることである。テーパ状の摩損のため、規定のクランプ力を生じるクランプ距離即ちピストン距離が増大されるが、これは、システムの剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）の特性曲線がより平坦になることを意味する。

次のように、プログラムを始動するための第１のパラメーターを測定することが可能である：ピストンについて記憶されている剛性の特性曲線（ピストン距離に対するクランプ力／圧力）に基き、テーパ状の摩損の回復が作動されなければならない場合に検出される。記憶されている特性曲線に再び測定値が対応したらすぐに、第２のパラメーターが支配的であるとみなされ、回復のためのプログラムが終了される。パラメーターが剛性の特性曲線に対応していない場合、新たな作動は何度でも可能である。

ブレーキライニングの交換後にはライニングの圧縮率が変化されるため、剛性の特性曲線を検出するとよい。この検出は、ブレーキライニングにコードを付すことにより又はコントロールユニットへの手動による入力により達成される。上述したオンラインアップデートが再び可能である。

テーパ状の摩損の回復は、以下の限定的な状況下で行われる；
・テーパ状の摩損の回復のためのクランプ力／ブレーキ圧は、顕著な車両の減速度あるいはエレベーターキャビンの減速度が生じないように選択される；
・ブレーキ作動は、走行作動中、規定のラスターに従って、例えば５分毎又は５キロメートル毎に周期的に繰り返される。カウンター（例えば、トリガーとしてのブレーキライトスイッチ）によって、ドライバーによりなされるブレーキ作動は、テーパ状の摩損の回復の頻度に影響を与え得る；
・規定のスピードまで、例えば、ｖ＜１００ｋｍ／ｈ、あるいは、ｖ＜１０ｍ／ｓ、好ましくはｖ＜５ｍ／ｓで、プログラムの作動が可能である；
・コーナーリング走行中の自動ブレーキでない（選択的に、ステアリング角度センサーが設けられている場合）；
・摩擦温度＞２００℃での自動ブレーキでない（例えばソフトウェア温度モジュールあるいはセンサーによる検知）；
・ドライバーによるブレーキ作動中でない（車両）；
・手動操作によるブレーキ作動中でない（エレベーター）；
・ブレーキライニングが磨耗しきっている場合でない（選択的に、距離センサーあるいはライニング磨耗インジケーターが設けられている場合）。

ブレーキライニングがその最適な摩擦係数に達するのを妨げる追加の重要な要因は、ブレーキシステムの不適切な使用により、ブレーキライニングがもはや最適な摩擦係数に達し得ないことである（「ガラス形態（ｇｌａｓｓ−ｌｉｋｅ）となった」「麻痺（ｎｕｍｂ）した」ライニング）。これは、ライニングの表面の化学的なプロセスによって生じる。これが生じると、規定の減速度のために必要なクランプ力あるいは圧力が増大する。

プログラムを始動させる第１のパラメーター及びプログラムを終了させる第２のパラメーターは次のように測定可能である。システムに記憶されている特性曲線「減速度又は重量に対するクランプ力」は、ライニングが「麻痺」したためにブレーキライニングを再生する必要がある場合に検出を可能とする。減速度に対するクランプ力／圧力の測定値が記憶された特性曲線に再び対応した場合には、第２のパラメーターが支配的であるとみなされ、再生が完了される。電気駐車ブレーキ（ＥＰＢ）の駆動において、記憶された特性曲線（傾斜勾配に対するクランプ力あるいは圧力）が満たされない場合、プログラムの駆動が可能である。これは上で既に説明されている。測定値がＥＰＢ駆動における特性曲線に再び対応した場合には、プログラムが停止される。実際の測定値が特性曲線に一致していない場合、プログラムの新たな駆動が再び何度でも可能である。ブレーキライニングが交換された後に、ライニングの異なった摩擦係数のために、特性曲線がアップデートされる（上述したような、ブレーキライニングへのコードの付与による識別、コントロールユニットへの個別入力あるいはオンラインアップデート）。

ブレーキライニングの再生は、以下の限定的な状況下で行われる（第３のパラメーター即ちプログラム）；
・顕著な車両の減速度あるいはエレベーターキャビンの減速度が生じないような再生ブレーキ作動中のクランプ力／ブレーキ圧；
・走行作動中、規定のラスターに従って、５分毎に又は５キロメートル毎にブレーキ作動が周期的に繰り返される。カウンター（例えば、トリガーとしてのブレーキライトスイッチ）により、ドライバーによりなされるブレーキ作動は、再生ブレーキ作動の頻度にも影響を与え得る；
・規定のスピードまで、例えば、ｖ＜１００ｋｍ／ｈ（車両について）、ｖ＜１０ｍ／ｓ、好ましくはｖ＜５ｍ／ｓ（エレベーターについて）；
・コーナーリング運転中でない（選択的に、ステアリング角度センサーが設けられている場合）；
・摩擦温度＞２００℃でない（例えばソフトウェア温度モジュールによる検出）；
・ドライバーによるブレーキ作動中でない（エレベーターにおける緊急即ち安全ブレーキ作動及び包括的な手動操作）；
・ブレーキライニングが磨耗しきっている場合でない（選択的に、クランプ距離センサー又はライニング磨耗インジケーターが設けられている場合）。

エレベーターの作動においては、ここで示される４つのブレーキよりも少ない個数のブレーキあるいは多い個数のブレーキを用いることが可能である。

図１はコントロールユニット１を示しており、本発明の方法を実施するために、コントロールユニット１は、測定されたパラメーターを入力され、ブレーキコントロールシステム２を駆動する。ブレーキコントロールシステム２は、車両のフロントホイールのブレーキ３及びレアーホイールのブレーキ４を自動的に制御するのに用いられ、この結果、上で説明されたようにブレーキライニングの摩擦係数が変更される。ブレーキには、車両の走行スピードを検出する検出器５を設けることが可能であり、ブレーキは、液圧（ブレーキ３）又は電磁力（ブレーキ４）によって作動可能である。測定ユニット６は、図１に示される適切な測定値をコントロールユニット１に供給可能であり、これら測定値から、第１及び第３のパラメーターが得られる。車両の製造者又はブレーキライニングの製造者によって生成されたデータが、データ生成器７によりコントロールユニット１に供給される。

図２は、ブレーキライニングのテーパ状の摩損を回復する方法を同様に示している。図１の方法と比較した相違点は、この方法では新たなブレーキライニングが必要とされず、従って、データ及び／又は距離を測定する必要がないことである。さらに、コントロールユニットは、ピストン距離の関数としてクランプ力あるいは圧力を示す特性曲線を記憶している。

図３は、ガラス形態ブレーキライニングの再生のための方法を同様に示している。図１の方法と比較した相違点は、ピストン距離の関数としてクランプ力あるいは圧力を示す、あるいは、（車両における）傾斜勾配あるいは（エレベーターに関する）重量の関数としてクランプ力あるいは圧力を示す特性曲線を記憶している。

本発明の方法の進行についての、ブレーキライニングの磨耗に関する、車両に特有のブロック配線図。 本発明の方法の進行についての、ブレーキライニングのテーパ状の摩損の回復に関する、車両に特有のブロック配線図。 本発明の方法の進行についての、ガラス形態のブレーキライニングの再生に関する、車両に特有のブロック配線図。

Claims (7)

1. ブレーキ（３，４）が、既定の第１のパラメーター（６）、特に第１の計測値に基いて、既定のプログラムに従って自動的に駆動され、前記プログラムは、既定の第２のパラメーター（６）、好ましくは第２の計測値に基いて停止される、車両あるいはエレベーターのキャビンの摩擦ブレーキ（３，４）のブレーキライニングの摩擦係数を変更する方法において、
   前記ブレーキは、前記ブレーキによる間隔で自動的に制御される、ことを特徴とする方法。
2. 前記ブレーキライニングの磨耗について、前記第１のパラメーターは、車両あるいはエレベーターのキャビンの初動、又は、ブレーキライニングの交換を示し、前記第２のパラメーターは、車両あるいはエレベーターキャビンが移動した既定の期間及び／又は既定の距離を示し、前記既定の値は、前記第１のパラメーターが生じてから計測される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ブレーキライニングのテーパ状の摩損の回復について、前記第１のパラメーターは、ブレーキの剛性が既定の第１の予定値以下に低下することによって測定され、前記第２のパラメーターは、前記剛性が第２の予定値を越えることにより測定され、好ましくは、前記第１の予定値は、前記第２の予定値に一致している、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記剛性は、規定のクランプ力あるいは圧力に必要な、ブレーキキャリパーにおけるクランプ距離から直接的に測定される、ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 減少された摩擦係数を有するブレーキライニングの摩擦係数の再生について、前記第１のパラメーターは、ブレーキの既定のクランプ力あるいは圧力において、既定の第１の予定値以下に車両の減速度が低下することにより測定され、前記第２のパラメーターは、既定のクランプ力あるいは圧力において、減速度が第２の予定値を越えることにより測定され、好ましくは、前記第１の予定値は、前記第２の予定値に一致している、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 第３のパラメーターが用いられ、この第３のパラメーターによって、前記第１のパラメーターが生じた場合においても前記プログラムの開始が規制される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第３のパラメーターは測定値である、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。

Images