JP2019525090A - ブレーキパッド摩耗センサ - Google Patents
ブレーキパッド摩耗センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019525090A JP2019525090A JP2019504986A JP2019504986A JP2019525090A JP 2019525090 A JP2019525090 A JP 2019525090A JP 2019504986 A JP2019504986 A JP 2019504986A JP 2019504986 A JP2019504986 A JP 2019504986A JP 2019525090 A JP2019525090 A JP 2019525090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- brake
- brake pad
- sensor
- tpm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/026—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating different degrees of lining wear
- F16D66/027—Sensors therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0418—Sharing hardware components like housing, antenna, receiver or signal transmission line with other vehicle systems like keyless entry or brake control units
- B60C23/042—Sharing hardware components like housing, antenna, receiver or signal transmission line with other vehicle systems like keyless entry or brake control units cooperating with wheel hub mounted speed sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
- B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
- F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
- F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
- F16D55/225—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads
- F16D55/226—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members the braking members being brake pads in which the common actuating member is moved axially, e.g. floating caliper disc brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/022—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness
- F16D66/023—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness directly sensing the position of braking members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/022—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness
- F16D66/023—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating that a lining is worn to minimum allowable thickness directly sensing the position of braking members
- F16D66/024—Sensors mounted on braking members adapted to contact the brake disc or drum, e.g. wire loops severed on contact
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/026—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating different degrees of lining wear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/028—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means with non-electrical sensors or signal transmission, e.g. magnetic, optical
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0025—Measuring of vehicle parts
- G01B5/0028—Brakes, brakeshoes, clutches
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
- G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/28—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for testing brakes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0418—Sharing hardware components like housing, antenna, receiver or signal transmission line with other vehicle systems like keyless entry or brake control units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
- B60C23/0425—Means comprising permanent magnets, e.g. Hall-effect or Reed-switches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D2066/006—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature without direct measurement of the quantity monitored, e.g. wear or temperature calculated form force and duration of braking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2121/00—Type of actuator operation force
- F16D2121/02—Fluid pressure
- F16D2121/04—Fluid pressure acting on a piston-type actuator, e.g. for liquid pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transportation (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
ブレーキパッド摩耗測定システムは、ホイール搭載TPMセンサを有するTPMシステムとフローティングキャリパディスクブレーキシステムとを備える車両に使用され、ピストンおよびフローティングキャリパはブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。ブレーキパッド摩耗システムは、車両作動中にホイールが回転するときにTPMセンサが磁界を通過するように、フローティングキャリパ上に配置された永久磁石を有する。さらに、TPMセンサが磁界を通過するときにこの磁界を検出する磁界センサを有する。さらに、TPMセンサに作用する磁界の強度を減衰するためにブレーキパッド摩耗に応答して磁石とTPMセンサとの間を移動するように配置された部分を有する強磁性ターゲットを有する。
Description
本出願は、2016年7月29日出願の米国仮出願第62/368209号の権利を主張するものである。この出願の開示内容のその全体をここに参考文献として合体させる。
本発明は、一般に、ブレーキパッド摩耗感知システムおよび装置に関する。より具体的には、本発明は、摩耗情報を送るためにタイヤ圧モニタリングシステムセンサを利用する磁気ブレーキパッド摩耗センサに関する。
自動車のブレーキパッドの交換が必要となったときを感知し運転手に知らせることが望ましい。公知の電子ブレーキパッド摩耗センサは、内側ブレーキパッドにクリップ止めされた抵抗回路センサを有する。パッドがロータによって摩耗されるにつれて、センサも摩耗し、その抵抗を変化させる。車両のセンシングモジュールに有線接続されたセンサにはビッグテールハーネス(pigtail harness)が接続されている。
公知のアプローチには複数の問題がある。必要とされる複数のワイヤハーネスと追加のセンシングモジュールとによってこれは非常にコストの高い解決構成となる。ハーネスを車両のサスペンションと車輪/操舵ナックル領域に取り回すことは非常に困難であって、ロードデブリアビューズ(road debris abuse)を受けやすい。さらに、パッドが交換されるたびに、摩耗センサを交換しなければならず、これはコストが高くつく可能性がある。
ブレーキパッド摩耗を検出するために電子センサを使用する場合、ブレーキパッドおよびブレーキキャリパ―の領域が300℃を超える温度に達する可能性があり、多くの電子センサが耐えることのできないことを考慮に入れることが重要である。
コストと実施の観点からは、ワイヤハーネスは全く使用せず、パッド摩耗情報をドライバディスプレイに送るコストを下げるためには車両側の既存の製品を利用することを試みることが望まれる。また、不要な場合には、ブレーキバッド交換時にそれらブレーキパッドとともにブレーキパッド摩耗センサを交換する必要がないことも望ましい。さらに、ブレーキパッド摩耗センサが診断(たとえば、心拍)能力を備えることも望まれ、センサは制動中の極度の温度に耐えうることが必要である。
ブレーキパッド摩耗測定システムは、ホイール搭載タイヤ圧モニタリング(TPM)センサを有するTPMシステムと、内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムとを備える車両に使用され、ここで、ピストンおよびフローティングキャリパは、ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。本発明のブレーキパッド摩耗システムは、フローティングキャリパに取り付けられた永久磁石を有する。当該永久磁石は、磁界を生成するとともに、車両作動中にホイールが回転するときに当該ホイールのTPMセンサが磁界を通過するように、フローティングキャリパ上に配置されている。本発明のシステムは、さらに、TPMセンサ内に構成された磁界センサを有する。この磁界センサは、TPMセンサが磁界を通過するときに、この磁界を検出する。本発明のシステムは、さらに、ピストンに取り付けられた強磁性ターゲットを有する。当該ターゲットは、TPMセンサに作用する磁界の強度を減衰するためにブレーキパッド摩耗に応答して磁石とTPMセンサとの間を移動するように配置された部分を有する。
一態様によれば、ターゲットは、ブレーキング軸心に沿ったピストンの移動に応答して、そして、ブレーキング軸心に沿ったフローティングキャリパの移動に応答して、磁石に対して移動しうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、ターゲットは、ブレーキングシステムの適用中に内側および外側の両方のブレーキパッドによって移動される総距離にほぼ等しい距離を、磁石に対して移動しうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、ブレーキングシステムの適用に応答してターゲットが移動する距離は、ブレーキパッド摩耗とともに増加可能であり、これによって、ターゲットが、磁界センサに対して作用する磁界を減衰させる度合を増大させる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、両ブレーキパッドが交換が必要なポイントまで摩耗することに応答して、ターゲットは、磁界センサが当該磁界の通過を検出することを妨げるのに十分な程度、磁界を減衰させうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、磁界センサが磁界の通過を検出することができないことは、両ブレーキパッドが交換を必要とすることの指示でありうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、磁界センサは、磁界の存在の感知に応答して電圧を発生してよく、そして、電圧はターゲットが磁界を減衰させることに応答して減少しうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、ターゲットは内側ブレーキパッドに取り付けられうる。
別の態様によれば、単体で、または、前述の態様のいずれかのとの組み合わせで、磁界センサは、磁界の通過に応答して誘導電圧を発生するコイルを備えうる。コイルは、地球の重力場を感知するためにTPMシステムによって利用されるTPMセンサコイルを備えうる。
ブレーキパッド摩耗測定システムは、内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムを備えてよく、ここで、ピストンおよびフローティングキャリパは、ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与する。システムは、さらに、磁界を検出するための磁界センサを含むホイール搭載タイヤ圧モニタリング(TPM)センサを有する。フローティングキャリパには永久磁石を取り付けうる。当該永久磁石は、磁界を生成するとともに、車両作動中にホイールが回転するときにTPMセンサが磁界を通過するようにフローティングキャリパ上に配置することができる。ピストンには強磁性ターゲットを取り付けることができる。ターゲットは、TPMセンサに作用する磁界の強度を減衰するためにブレーキパッド摩耗に応答して磁石とTPMセンサとの間を移動するように配置された部分を有する。
本発明の上述したおよびその他の特徴と利点は、添付の図面を参照して以下の記載を読むことによって本発明が関連する技術の当業者にとって明らかになるであろう。
図1を参照すると、車両サスペンションシステム10は、揺動するように車両16に接続された上方制御アーム12と下方制御アーム14とを有する。両制御アーム12、14の自由端部には、操舵ナックル20が、ナックルと制御アームとの間の相対移動を許容するボールジョイントなどによって接続されている。操舵ナックル20は、ホイール軸心26周りで回転(矢印Aを参照)するようにホイールハブ24を支持するスピンドル22を有する。ホイールハブ24には、ラグやラグナットなどの公知の手段によってホイール(またはリム)30およびタイヤ32を取り付けることができる。ホイールハブ24は、当該ハブ、リム30、およびタイヤ32の軸心26周りでの回転を容易にするベアリング34を有する。操舵ナックル20は、車両16を公知の方法で操舵するために、それ自身、操舵軸心36(矢印Bを参照)回りで回転可能である。
ショックアブソーバやストラットなどのダンパ40は、下方制御アーム14に接続されたピストンロッド42と、車両フレーム取り付けブラケットなどの車両16の構造体によって支持されたシリンダ44とを有する。ダンパ40は、両制御アーム14、16および操舵ナックル20の車両16に対する相対移動を緩衝する。これにより、ダンパ40は、サスペンション10、ホイール30、およびタイヤ32の上下移動(矢印Cを参照)作り出す道路38とタイヤ32との間の衝撃(たとえば、バンプ、ポットホール、またはロードデブリなどによる衝撃)を緩衝し吸収することを助けることができる。
車両16は、ハブとホイール30およびタイヤ32とともに回転するようにハブ24に固定されたブレーキディスク52を有するディスクブレーキシステム50を備える。ディスクフレーキングシステム50は、さらに、ブラケット56によって操舵ナックル20に固定されたブレーキキャリパ54を有する。これにより、ディスク52とキャリパ54とは、操舵移動(矢印B)とサスペンション移動(矢印C)を通して、操舵ナックル20とともに移動する。ディスク52は、キャリパ54に対して回転する(矢印A)とともに、当該キャリパを通過する外径部分を有する。
図1に図示したサスペンションシステム10の構成は一例にすぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。ここに開示されるブレーキパッド摩耗センサシステムは、ディスクブレーキを実施する任意の車両サスペンション構成と利用されるように構成することができる。たとえば、図示したサスペンションシステム10は、独立フロントサスペンション、具体的には、上方および下方の制御アーム/A−アーム(ときに、ダブルウィッシュボーンとも呼ばれる)、であるが、その他の独立サスペンションも使用可能である。ブレーキパッド摩耗センシングシステムを実施可能な独立サスペンションの具体例には、非限定的に、スイングアクスルサスペンション、スライドピラーサスペンション、マクファーソンストラットサスペンション、チャップマンストラットサスペンション、マルチリンクサスペンション、セミ−トレーリングアームサスペンション、スイングアームサスペンション、およびリーフ式サスペンション、がある。さらに、ブレーキパッド摩耗センシングシステムは、非限定的に、サッチェルリンクサスペンション、パンハードロッドサスペンション、ワッツリンケージサスペンション、WOBリンクサスペンション、マンフォードリンケージサスペンション、およびリーフ式サスペンション、を含む従属サスペンションシステムとも実施可能である。さらに、ブレーキパッド摩耗センシングシステムは、フロントホイールディスクブレーキまたはリアホイールディスクブレーキ上で実施可能である。
図2−図4を参照すると、ディスクブレーキシステム50が概略および詳細図示されている。当該ブレーキシステム50は、キャリパ54の車両16への接続によってキャリパ(「フロート」)のブレーキディスク52に対する軸方向移動が許容される単一ピストンフローティングキャリパシステムである。このフローティングキャリパ構成において、キャリパ54は、ブレーキング軸心60に対して平行に、ディスク52に対して軸方向に接近/離間移動することが許容される(矢印Dを参照)。
ブレーキシステム50は、内側ブレーキパッド72を支持する内側ブレーキシュー70と、外側ブレーキパッド76を支持する外側ブレーキシュー74とを有する。内側ブレーキシュー70はピストン80に支持されている。外側ブレーキシュー74はフローティングキャリパ54に支持されている。ピストン80は、フローティングキャリパ54上に支持された、または、フローティングキャリパ54内に設けられた、シリンダ82に配設されている。ブレーキングシステム50を起動するために運転手がブレーキペダル(図示せず)を操作することに応答してブレーキフルード84がシリンダ82内に送り込まれる。
ブレーキシステム50は、バネなどの付勢部材(図示せず)による付勢力によって図2の非作動状態に維持される。ブレーキペダルが操作されると、ブレーキフルード84がシリンダ82を満たし、ピストン80に対して圧力を加え、それを、図2−図4上の左側へと動かそうとする。これによって、内側ブレーキシュー70とパッド72とをブレーキング軸心60に沿って、ブレーキディスク52に向けて移動させる。ディスク52に当接している内側ブレーキパッド72によって、そのピストン80とシリンダ82との支持により、フローティングキャリパ54に作用する反力が作り出される。内側ブレーキパッド72のディスク52との当接により、ピストン80の当該ディスク52に向けての移動が阻止されているので、フローティングキャリパ54が、シリンダ82内のブレーキフルード圧によって、図2−図4上の右側に移動するように付勢される。このフローティングキャリパの右側への移動によって、外側ブレーキシュー74とパッド76とがブレーキング軸心60に沿ってブレーキディスク52に向かって移動される。ここで、内側パッド76は、内側ブレーキパッドと外側ブレーキパッドとの間にクランプされているディスク52に最終的に当接する。
両ブレーキパッド72、76は、摩耗するにつれて薄くなる。これは、新しく、厚く、摩耗していない図3のブレーキパッド72、76と、古く、薄く、摩耗している図4の両ブレーキパッドと比較することによって例示されている。図3と図4との比較に示されているように、ブレーキシステム50のフローティングキャリパ構成により、ピストン80とキャリパ54との両方が、それらが摩耗していないパッドを作動させるときよりも、図4の摩耗したパッドを作動させるときのほうが大きな距離を移動する。
ブレーキパッド摩耗モニタリングシステム100は、車両のタイヤ圧モニタリング(TPM)システムを介して実施可能である。TPMシステムは、TPM電子制御ユニット(ECU)122と無線通信するホイール搭載TPMセンサ120を有する。TPM ECU122は、車体制御モジュール(BCM)などの中央車両コントローラ124と通信する。TPM ECU122および/またはBCM124は、ブレーキパッド72、76のステータスをモニタリングし分析するためにTPMセンサ120から受け取ったデータを受信し分析することができる。摩耗したパッドが検出されたとき、BCM124は、たとえばインストルメントパネルを介して、運転手に必要な警告を送ることができる。
ブレーキパッド摩耗システム100は、さらに、ブレーキキャリパ54に取り付けられた永久磁石102を有する。当該磁石102は、永久磁石であって、極度の温度に係る問題がない。磁石102は、自身がキャリパの上方に作り出す磁界110が、関連するホイール30のためのTPMセンサ120の経路に位置するように、ブレーキキャリパ54上に配置されている。TPMセンサ120は、ホイール30に固定されているので、そのブレーキパッド52に対する軸心方向位置は固定されている。TPMセンサ120は、磁石102の存在を感知するように構成された、センサコイルなどの磁界センサ106を備えている。
ブレーキパッド摩耗モニタリングシステム100は、さらに、内側ブレーキシュー70とともに移動するべく、そのシュー自身またはパッド72(たとえば、ブレーキパッドパッキング材上)に固定されたターゲット108を有する。当該ターゲット108は、磁石102によって作り出された磁界110の磁束を引き付け、それによって磁界センサ106に作用する磁界の強度を減衰させる強磁性材から構成されている。システム100は、ブレーキパッド72、76の摩耗が増加して、制動力を付与するために両パッドが移動しなけばならない距離が増大するにつれて、ターゲット108のより大きな部分が、磁石102と磁界センサ106との間を移動し、それによってターゲット108が磁界センサ106に作用する磁界を減衰させる度合を増加させるように構成されている。ブレーキパッド72、76がこれらパッドの交換を必要とする所定量の摩耗に到達すると、ターゲット108は、磁界センサが十分に低い磁界、または全く磁界を感知しないポイントにまで、当該フィードセンサ106に作用する磁界の強度を低減させるように、磁界110の磁束の一部を引き付ける。この十分に低いレベルの磁界またはその欠如が、システムに対して両パッド72、76が摩耗していることを示す。
ホイール32内に取り付けられたTPMセンサ120が磁界110を超えて回転すると、磁界センサ106はその存在に対して、センサコイル中に誘導される電圧を通じて反応する。ドライブ中にTPMセンサ120が磁界の出入りを感知することによって、両ブレーキパッドが良好な状態であり、摩耗センサシステム100が作動していることを示す診断的心拍(脈動)を形成する。両ブレーキパッドが摩耗しターゲット108が磁石102をカバーして磁界110を減衰させ、心拍を停止させると、このことによってブレーキが整備を必要としていること、すなわち、両パッド72,76が摩耗していること、または、センサシステム100が作動していないこと、を示す。
さらに、磁界センサ106に生成される信号の振幅によって両パッドの摩耗の量を示すことができる。この目的のために、システム100は、周期的に、受信した信号のピーク振幅をTPM ECU122に送ることができる。当該TPM ECU122は、両パッドが交換されたときと、それらが新品であるか否かを知ることによって信号の振幅を車両/リム/ホイール構成に対して較正することができる。ホイール/リムタイプまたはタイヤの構成の違いによって、信号の振幅に変動が生じる可能性があるが、これらは処理によって較正することが可能である。もしも単純なブレーキパッドが良好か否かの検出しか必要でないのであれば、この構成は不要であってもよい。
さらに、そして有利には、磁石102がフローティングキャリパ54に固定され、ターゲット108が内側ブレーキパッド72に固定されているので、前ブレーキ摩耗システム100は、内側および外側の両方のパッド72、76の摩耗を感知する。フローティングキャリパシステム50において、内側/ピストン側パッド72がまずキャリパ54に対して移動してディスク52と当接する。次に、外側/反対側のパッド76が、キャリパ54とともに、それらのロータディスクに対する当接によってその位置が実質的に固定されているピストン80と内側パッドとに対して移動する。したがって、磁石102をフローティングキャリパ54上に配置し、ターゲット108をピストン搭載内側パッド72上に配置することによって、ターゲット108は、内側パッド72の最初の移動と、その後の外側パッド76の移動との両方に応答して、磁石102に対して移動する。ブレーキングシステムの適用に応答してターゲット108が移動する総距離は、内側および外側パッド72、76がディスク52に当接するために移動する距離の合計に等しいか、ほぼ等しい。したがって、磁界センサ106は、内側および外側パッド72、76の両方の累積的摩耗を測定することができ、対での両パッド間の不均一/非同一の摩耗を計算に入れることができる。
TPMセンサは、当該センサに関連するタイヤの位置を判定するために地球の磁界を感知することが知られている。これらの具体例としては、ここに参考文献として合体させる
米国特許第9031736号(特許文献1)および米国特許第9259972号(特許文献2)がある。地球の磁界は、TPMセンサに対してそのような近傍において通過する永久磁石に関連する磁界の磁気強度に比べて遥かに小さい。したがって、もしもTPMセンサ120がこの公知の磁界感知能力を有するのであれば、当該TPMセンサ構成にあらかじめ含まれている磁界センサを、ブレーキパッド摩耗システム100用の磁界センサ106として利用することができる。これにより、TPMセンサ120の改造を回避することができ、ブレーキパッド摩耗感知システム100を、磁石102とターゲット108とを追加し、磁石の存在によって生じる感知される磁界のスパイクを検出するようにTPM ECU122を再プログラミングすることによって、簡単に設けることが可能である。
米国特許第9031736号(特許文献1)および米国特許第9259972号(特許文献2)がある。地球の磁界は、TPMセンサに対してそのような近傍において通過する永久磁石に関連する磁界の磁気強度に比べて遥かに小さい。したがって、もしもTPMセンサ120がこの公知の磁界感知能力を有するのであれば、当該TPMセンサ構成にあらかじめ含まれている磁界センサを、ブレーキパッド摩耗システム100用の磁界センサ106として利用することができる。これにより、TPMセンサ120の改造を回避することができ、ブレーキパッド摩耗感知システム100を、磁石102とターゲット108とを追加し、磁石の存在によって生じる感知される磁界のスパイクを検出するようにTPM ECU122を再プログラミングすることによって、簡単に設けることが可能である。
上の説明から、当業者は、ブレーキパッド摩耗システム100はいくつかの有利な特徴を提供することができることを理解するであろう。コストの観点からは、センサは、ブレーキパッドが整備される毎の交換を必要としない。必要であるのは、交換パッドがターゲット108を備えることだけである。この点に関して、ターゲット108は、ブレーキシュー70、74またはパッド76、58の不可欠なコンポーネントとすることが可能であり、あるいは、ターゲットは、たとえば、シューまたはパッド取り付けハードウエアを介してシュー/パッドに接続可能な別体のコンポーネントとすることも可能である。
さらに、ブレーキパッド摩耗システム100は、ワイヤハーネスや複雑なワイヤ取り回しの必要性を回避する。システム100は、車両の既存の特徴、すなわちTPMセンサシステムを利用するので、このシステムは、コストの観点から改善されたものである。さらに、システム100は、内側パッドだけでなく、両ブレーキパッド72、76のブレーキパッド摩耗を感知する。この感度は、摩耗が発生したことのみを判定するのではなく、センサ電圧振幅を測定を介して摩耗の量も測定する可能性によってさらに高められる。
本発明の以上の説明から、当業者は、改良、変更および改変を認識するであろう。当該技術内におけるそのような改良、変更および改変は添付の請求項によってカバーされることが意図される。
Claims (11)
- ホイール搭載タイヤ圧モニタリング(TPM)センサを有するTPMシステムと、内側ブレーキパッドを支持するピストンおよび外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムと、を備える車両用のブレーキパッド摩耗測定システムであって、前記ピストンおよび前記フローティングキャリパが、前記ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、前記両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与するように構成され、
前記フローティングキャリパに取り付けられた永久磁石であって、磁界を生成するとともに、車両作動中にホイールが回転するときに当該ホイールの前記TPMセンサが前記磁界を通過するように、前記フローティングキャリパ上に配置されている永久磁石、
前記TPMセンサ内に構成された磁界センサであって、前記TPMセンサが前記磁界を通過するときに、この磁界を検出する磁界センサ、および、
前記ピストンに取り付けられた強磁性ターゲットであって、前記TPMセンサに作用する前記磁界の強度を減衰するためにブレーキパッド摩耗に応答して前記磁石と前記TPMセンサとの間を移動するように配置された部分を有する強磁性ターゲット、を備えるブレーキパッド摩耗測定システム。 - 前記ターゲットは、前記ピストンの前記ブレーキング軸心に沿った移動に応答して、そして、前記フローティングキャリパの前記ブレーキング軸心に沿った移動に応答して、前記磁石に対して移動する請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記ターゲットは、前記ブレーキシステムの適用中に前記内側および外側の両方のブレーキパッドによって移動される総距離にほぼ等しい距離を、前記磁石に対して移動する請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記ブレーキシステムの適用に応答して前記ターゲットが移動する距離は、ブレーキパッド摩耗とともに増加し、これによって、前記ターゲットが、前記磁界センサに対して作用する前記磁界を減衰させる度合を増大させる請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記ターゲットは、前記両ブレーキパッドが交換が必要なポイントまで摩耗することに応答して、前記磁界センサが当該磁界の通過を検出することを妨げるのに十分な程度、前記磁界を減衰させる請求項4に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記磁界センサが前記磁界の通過を検出できないことは、前記両ブレーキパッドが交換を必要とすることを示す請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記磁界センサは、前記磁界の存在の感知に応答して電圧を発生し、前記電圧は前記ターゲットが前記磁界を減衰させることに応答して減少する請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記ターゲットは前記内側ブレーキパッドに取り付けられている請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記磁界センサは、前記磁界の通過に応答して誘導電圧を発生するコイルを有する請求項1に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 前記コイルは、地球の重力場を感知するために前記TPMシステムによって利用されるTPMセンサコイルを有する請求項9に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
- 内側ブレーキパッドを支持するピストンと外側ブレーキパッドを支持するフローティングキャリパとを有するフローティングキャリパディスクブレーキシステムであって、前記ピストンとフローティングキャリパとは、前記ブレーキシステムの適用に応答してブレーキング軸心に沿って互いに向かって移動し、これにより、前記両ブレーキパッドが当接し、ブレーキロータに対して制動力を付与するフローティングキャリパディスクブレーキシステム、
磁界を検出するための磁界センサを含むホイール搭載タイヤ圧モニタリング(TPM)センサ、
前記フローティングキャリパに取り付けた永久磁石であって、磁界を生成するとともに、車両作動中にホイールが回転するときに前記TPMセンサが前記磁界を通過するように前記フローティングキャリパ上に配置されている永久磁石、および、
前記ピストンに取り付けられた強磁性ターゲットであって、前記TPMセンサに作用する前記磁界の強度を減衰するためにブレーキパッド摩耗に応答して前記磁石と前記TPMセンサとの間を移動するように配置された部分を有する強磁性ターゲット、を備えるブレーキパッド摩耗測定システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662368209P | 2016-07-29 | 2016-07-29 | |
US62/368,209 | 2016-07-29 | ||
PCT/US2017/044600 WO2018023104A1 (en) | 2016-07-29 | 2017-07-31 | Magnetic brake pad wear sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019525090A true JP2019525090A (ja) | 2019-09-05 |
Family
ID=61017115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019504986A Pending JP2019525090A (ja) | 2016-07-29 | 2017-07-31 | ブレーキパッド摩耗センサ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190264765A1 (ja) |
EP (1) | EP3490858A4 (ja) |
JP (1) | JP2019525090A (ja) |
KR (1) | KR20190042583A (ja) |
CN (1) | CN109789871A (ja) |
WO (1) | WO2018023104A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018107158B4 (de) | 2018-03-26 | 2023-04-27 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Messsystem und Messverfahren zum Ermitteln eines Verschleißes eines Bremsbelags einer Reibungsbremse |
WO2019185596A1 (de) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | MESSSYSTEM UND MESSVERFAHREN ZUM ERMITTELN EINES VERSCHLEIßES EINES BREMSBELAGS EINER REIBUNGSBREMSE |
DE102018120477A1 (de) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | Wabco Gmbh | Elektronisches Bremssystem |
CN109799102B (zh) * | 2019-03-15 | 2023-12-12 | 西南交通大学 | 一种用于试验测试的列车盘式卡钳制动模块 |
EP3725723B1 (en) * | 2019-04-15 | 2024-05-29 | Otis Elevator Company | Brake lining monitoring system |
CN114728589A (zh) * | 2019-05-17 | 2022-07-08 | 森萨塔科技公司 | 具有拖车子网络的牵引机拖车车辆区域网络 |
CN111811779B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-12-28 | 国网浙江省电力有限公司衢州供电公司 | 分体式尾纤连接性能测试装置 |
CN111619540B (zh) * | 2020-06-15 | 2024-03-01 | 山东金麒麟股份有限公司 | 一种盘式刹车片磨损监控传感器、报警系统和报警方法 |
US11396285B2 (en) * | 2020-07-09 | 2022-07-26 | Goodrich Corporation | Systems and methods for measuring brake wear |
US20220194513A1 (en) * | 2020-12-17 | 2022-06-23 | Sram, Llc | Brake system for bicycles |
CN112727952B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-03-04 | 山东交通学院 | 一种具有自取力功能的电液线控制动器 |
CN114537362B (zh) * | 2022-04-27 | 2022-07-19 | 宁波合力制动系统有限公司 | 一种挂车刹车片制动器衬片磨损监测报警装置 |
CN114857190A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-05 | 武汉科技大学 | 刹车片磨损检测系统 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6257374B1 (en) * | 2000-08-18 | 2001-07-10 | Trw Inc. | Brake pad wear sensing system and method |
GB2386951A (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-01 | Mitutoyo Corp | Wheel data measuring and processing system and method |
DE202006007823U1 (de) * | 2006-05-16 | 2007-09-20 | Bubenzer Bremsen Gerhard Bubenzer Ing. Gmbh | Verschleißausgleichsvorrichtung für eine Bremsvorrichtung und Bremsvorrichtung |
KR100780536B1 (ko) * | 2007-03-16 | 2007-11-30 | 주식회사 일진글로벌 | 타이어 압력 감시 장치 |
US8310356B2 (en) * | 2009-12-05 | 2012-11-13 | Ford Global Technologies, Llc | Wireless brake electronic wear sensors |
CA2734061C (en) * | 2010-03-15 | 2018-11-20 | Nbs Innovative Solutions Ltd | Vehicle brake monitoring system and method |
DE102012017961A1 (de) * | 2012-09-12 | 2014-03-13 | Bpw Bergische Achsen Kg | Vorrichtung zur Belagdickenbestimmung von Bremsbelägen |
US20160146279A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | Arvinmeritor Technology, Llc | Brake Pad Wear Monitoring System |
-
2017
- 2017-07-31 JP JP2019504986A patent/JP2019525090A/ja active Pending
- 2017-07-31 US US16/319,906 patent/US20190264765A1/en not_active Abandoned
- 2017-07-31 EP EP17835404.9A patent/EP3490858A4/en not_active Withdrawn
- 2017-07-31 KR KR1020197005400A patent/KR20190042583A/ko unknown
- 2017-07-31 WO PCT/US2017/044600 patent/WO2018023104A1/en unknown
- 2017-07-31 CN CN201780047271.4A patent/CN109789871A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3490858A1 (en) | 2019-06-05 |
WO2018023104A1 (en) | 2018-02-01 |
KR20190042583A (ko) | 2019-04-24 |
US20190264765A1 (en) | 2019-08-29 |
EP3490858A4 (en) | 2020-04-15 |
CN109789871A (zh) | 2019-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019525090A (ja) | ブレーキパッド摩耗センサ | |
JP2019523375A (ja) | ブレーキパッド摩耗センサ | |
US20200180587A1 (en) | Brake pad wear sensor | |
US20190226542A1 (en) | Brake pad wear sensor | |
US20190264764A1 (en) | Brake pad wear sensor | |
US10337576B2 (en) | Brake pad wear sensor | |
EP3000710B1 (en) | Vehicle | |
US10167916B2 (en) | Brake pad wear sensor | |
US20110035091A1 (en) | Sensor system for motion control of a moving unit and a method of installing a sensor system for motion control of a moving unit | |
US20240167525A1 (en) | Method for determining the braking force on vehicles | |
US20060290200A1 (en) | Wheel-end mounted multipurpose acceleration sensing device | |
EP1912811A2 (en) | Load sensing wheel support knuckle assembly and method for use | |
WO2013125018A1 (ja) | 車両懸架装置 | |
EP3815993B1 (en) | Tread break unit for a railroad vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190404 |