JP2019536952A

JP2019536952A - ブレーキパッド摩耗センサ

Info

Publication number: JP2019536952A
Application number: JP2019520530A
Authority: JP
Inventors: リン，シン・ピン; ヨズヴィック，デイヴィッド・レオナルド
Original assignee: ティーアールダブリュー・オートモーティブ・ユーエス・エルエルシー
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-12-19
Also published as: US20190226542A1; EP3526485A1; CN109952449A; KR20190073437A; WO2018075352A1

Abstract

車両ディスクブレーキシステムのブレーキパッド摩耗を測定するブレーキパッド摩耗測定システムは、第一および第二の磁界を生成するように励磁可能である第一および第二のコイルと、該第一および第二のコイルに関連する第一および第二のターゲットとを含む。該コイルおよびターゲットは、該ディスクブレーキシステムの作動に応答して軸線に沿って相対移動するように構成されている。該軸線に沿った相対運動は、該ターゲットを該磁界内で移動させて、該コイルのインダクタンスに影響を及ぼさせる。該第一のコイルと該第一のターゲットは、該第一のコイルの該インダクタンスが、ブレーキパッド摩耗の量を示すように構成される。該第二のコイルの該インダクタンスは、該軸線に直角にシフトする部品を示す。

Description

本発明は、一般的には、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、ディスクブレーキシステムの内側ブレーキパッドおよび外側ブレーキパッドの両方における摩耗を測定する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を交換する必要がある場合には、感知してドライバーに知らせることが好ましい。公知の電子ブレーキ摩耗センサは、該内側ブレーキパッドにクリップで留められている抵抗回路センサを有している。該パッドがロータによって摩耗するにつれて該センサも摩耗し、その抵抗を変化させる。ピグテールハーネスが該センサに接続され、該センサは、車両内の感知モジュールに配線されている。

公知のアプローチに関しては、いくつかの問題がある。多数のワイヤーハーネスおよび追加的な感知モジュールは、この公知のアプローチを費用のかかる解決策にしている。車両サスペンションおよびホイール／ステアリングナックルエリアを介した該ハーネスのルーティングは、非常に難しく、および砂利による損傷を起こしやすい。さらに、該摩耗センサは、該パッドが交換される度に交換しなければならず、そのことは費用がかかる可能性がある。

ブレーキパッド摩耗を検出するために電子センサを採用している間は、該ブレーキパッドおよびブレーキキャリパーエリアが、多くの電子センサが耐えることのできない３００度を超える温度に達する可能性があることを考慮することが重要である。

コストおよび実施の観点から、どのようなワイヤーハーネスも使用しないこと、および該パッド摩耗の情報をドライバーディスプレイへ送るコストを低減するためには、該車両上に既に現存する製品を利用しようとすることが望ましい。また、該ブレーキパッド摩耗センサおよび該ブレーキパッドが交換される場合に、必ずしも該ブレーキパッド摩耗センサを該ブレーキパッドとともに交換する必要がないことが好ましい。また、該ブレーキパッド摩耗センサは、診断（例えば、鼓動）能力を備えていることが望ましく、該センサは、制動時に見られる過剰な温度に耐えることができなければならない。

一つの態様によれば、車両ディスクブレーキシステムのブレーキパッド摩耗を測定するブレーキパッド摩耗測定システムは、第一の磁界を生成するように励磁可能である第一のコイルと、該第一のコイルに関連する第一のターゲットとを含む。該第一のコイルと該第一のターゲットは、該ディスクブレーキシステムの作動に応答して軸線に沿って相対移動するように構成される。該軸線に沿った相対運動は、該第一のターゲットを該第一の磁界内で移動させて、該第一のコイルのインダクタンスに影響を及ぼさせる。該第一のコイルと該第一のターゲットは、該第一のコイルの該インダクタンスが、ブレーキパッド摩耗の量を示すように構成される。また、該ブレーキパッド摩耗測定システムは、第二の磁界を生成するように励磁可能である第二のコイルと、該第二のコイルに関連する第二のターゲットとをも含む。該第二のコイルと前記第二のターゲットは、該ディスクブレーキシステムの作動に応答して該軸線に沿って相対移動するように構成される。該第二のコイルおよび第二のターゲットは、該軸線に沿った該第二のターゲットの移動が、該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼさないように構成される。該軸線に直角な、該第二のコイルおよび該第二のターゲットの相対移動は、該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼす。該第二のコイルの該インダクタンスは、該軸線に対して直角な部品シフトを示す。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該ブレーキパッド摩耗測定システムは、該第一および第二のコイルを励磁して該磁界を生成するように構成され、および該第一および第二のコイルの該インダクタンスを測定するために構成された制御部も含むことができる。該制御部は、該磁界内での該第一および第二のターゲットの移動によって引き起こされた該第一および第二のコイルにおけるインダクタンスの変化に応答して、ブレーキパッド摩耗を示す信号を提供するように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該制御部は、該第一のコイルの測定されたインダクタンスに応じてブレーキパッド摩耗を計算するように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該制御部は、該第二のコイルの該測定されたインダクタンスに応じて、該計算されたブレーキパッド摩耗を補正するように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一および第二のターゲットは同一平面上にないことができ、また、該第一および第二のコイルは、同一平面上にすることができる。該第一のターゲットがある平面、第二のターゲットがある平面、第一のコイルがある平面、および前記第二のコイルがある平面は、互いに平行にすることができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一および第二のターゲットは同一平面上にすることができ、また、該第一および第二のコイルは、同一平面上にしないことができる。該第一のターゲットがある平面、第二のターゲットがある平面、第一のコイルがある平面、および前記第二のコイルがある平面は、互いに平行にすることができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一のターゲットは、該第一のコイルに重なっている該第一のターゲットの表面積が、ブレーキパッド摩耗に応じて増加するように構成することができる。該第二のコイルに重なっている該第二のターゲットの表面積は、ブレーキパッド摩耗に無関係に一定のままでいることができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一のターゲットは、該先細形状を有することができ、また、該第二のターゲットは、矩形状を有することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第二のコイルは、該第一のコイルよりも小さくすることができる。該第二のコイルのサイズは、該軸線に沿った該第二のターゲットの移動が、該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼさないように構成することができる。

別の態様によれば、車両ディスクブレーキシステムのブレーキパッド摩耗を測定するブレーキパッド摩耗測定システムは、第一の磁界を生成するように励磁可能な第一のコイルと、第二の磁界を生成するように励磁可能な第二のコイルと、該第一および第二のコイルを励磁し且つ該第一および第二のコイルにおける該インダクタンスを測定するように構成された制御部とを支持するハウジングを備えるセンサを含む。第一のターゲットは、該ディスクブレーキシステムの作動に応答して、該第一の磁界内で移動し且つ該第一のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼすように構成される。第二のターゲットは、該ディスクブレーキシステムの作動に応答して、該第二の磁界内で移動し且つ該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼさないように構成される。該第二のターゲットと該第二のコイルは、部品シフトが該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼすように構成される。該システムは、ブレーキパッド摩耗に応じた該第一のターゲットの移動が、該第一のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼすように構成される。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該制御部は、該磁界内での該第一および第二のターゲットの移動によって引き起こされる該第一および第二のコイルにおけるインダクタンスの変化に応答して、ブレーキパッド摩耗を示す信号を該センサから供給するように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該制御部は、該第一のコイルの該インダクタンスに応じて該ブレーキパッド摩耗を計算するように、および該第二のコイルのインダクタンスの変化に応じて、該計算されたブレーキパッド摩耗を補正するように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一および第二のコイルは、該センサのハウジング内の同一平面上に配置することができ、また、該第一および第二のターゲットは、同一平面上に配置せず、該第一および第二のコイルがある平面と平行に且つ互いに平行に配置することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一および第二のターゲットは、該センサのハウジング内の同一平面上に配置することができ、また、該第一および第二のコイルは、同一平面上に配置せず、該第一および第二のターゲットがある平面と平行に且つ互いに平行に配置することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一および第二のターゲットは、該第一のコイルに重なっている該第一のターゲットの該表面積が、ブレーキパッド摩耗に応じて増加し、および該第二のコイルに重なっている該第二のターゲットの該表面積が一定のままであるように構成することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第一のターゲットは先細形状を有することができ、また、該第二のターゲットは、矩形状を有することができる。

単独の別の態様、または、任意の他の態様と組合せた別の態様によれば、該第二のコイルは、該第一のコイルよりも小さくすることができる。該第二のコイルのサイズは、ブレーキパッド摩耗に応じた該第二のターゲットの移動が、該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼさないように、および部品シフトに応じた該第二のターゲットの移動が、該第二のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼすように構成することができる。

本発明の上記のおよび他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下の説明を読めば、本発明に関連する当業者には明白になるであろう。
車両サスペンション部品に取り付けられたディスクブレーキ部品を示す実施例の車両構成の概略図である。実施例のディスクブレーキ構成に対して実施されたブレーキ摩耗センサシステムを示す概略図であり、該ディスクブレーキは、非制動状態で図示されている。図２の該ブレーキ摩耗センサシステムを示す概略図であり、該ディスクブレーキは、ブレーキパッドが摩耗の第一のレベルにある第一の制動状態で図示されている。図２の該ブレーキ摩耗センサシステムを示す概略図であり、該ディスクブレーキは、ブレーキパッドが摩耗の第二のレベルにある第二の制動状態で図示されている。該ブレーキ摩耗センサシステムの一つの構成を示す概略図である。該ブレーキ摩耗センサシステムの一つの構成を示す概略図である。該ブレーキ摩耗センサシステムの別の構成を示す概略図である。該ブレーキ摩耗センサシステムの別の構成を示す概略図である。該ブレーキ摩耗センサシステムの機能を示すグラフである。該ブレーキ摩耗センサシステムの別の構成を示す概略図である。

図１を参照すると、実施例の車両サスペンションシステム１０は、車両１６に接続されている、枢動運動のための上方制御アーム１２および下方制御アーム１４を含む。ステアリングナックル２０は、該ナックルと制御アームとの間の相対運動を可能にするボールジョイントまたは類似物により、該制御アーム１２、１４の自由端に接続されている。該ステアリングナックル２０は、車軸線２６周りの回転（矢印Ａを参照）用のホイールハブ２４を支持するスピンドル２２を含む。車輪またはリム３０とタイヤ３２は、公知の手段、例えば、ラグおよびラグナットによって該ホイールハブ２４に取付けることができる。該ホイールハブ２４は、該軸線２６周りの該ハブ、リム３０およびタイヤ３２の回転を容易にするベアリング３４を含む。該ステアリングナックル２０は、該車両１６を公知の方法で操向するために、それ自体がステアリング軸線３６周りに回転可能である（矢印Ｂを参照）。

ダンパー４０、例えば、ショックアブソーバーまたはストラットは、該下方制御アーム１４に接続されたピストンロッド４２と、該車両１６の構造部、例えば、車両フレームに取り付けられたブラケットによって支持されているシリンダ４４とを有している。該ダンパー４０は、該車両１６に対する該制御アーム１４、１６および該ステアリングナックル２０の相対運動を抑制する。したがって、該ダンパー４０は、該サスペンションシステム１０、該車輪３０および該タイヤ３２の上下運動（矢印Ｃを参照）を生じさせる、道路３８と該タイヤ３２の衝突、例えば、凸凹、窪みまたは路上のデブリとの衝突を弱めて吸収するのを補助することができる。

該車両１６は、該ハブ、車輪３０およびタイヤ３２と共に回転するために該ハブ２４に固定されたブレーキディスク５２を含むディスクブレーキシステム５０を含む。また、該ディスクブレーキシステム５０は、ブラケット５６によって該ステアリングナックル２０に固定されているブレーキキャリパー５４も含む。したがって、該ディスク５２と該キャリパー５４は、ステアリング運動（矢印Ｂ）およびサスペンション運動（矢印Ｃ）を介した該ステアリングナックル２０と合わせて動く。該ディスク５２は、該キャリパー５４に対して回転し（矢印Ａ）、および該キャリパーを貫通する外側径方向部分を有している。

図１に示す該サスペンションシステム１０の構成は、ほんの一例であり、本発明の範囲を限定することを意図していない。本願明細書に開示されている該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如何なる車両サスペンション構成との利用のために構成することができる。例えば、図示されているサスペンションシステム１０は、独立したフロントサスペンション、具体的には、上方および下方制御アーム／Ａアーム（場合により、ダブルウィッシュボーンと呼ばれる）サスペンションであるが、他の独立サスペンションを用いることもできる。該ブレーキパッド摩耗感知システムをそれを用いて実施することができる独立サスペンションの実例は、限定するものではないが、スイングアクスル式サスペンション、スライディングピラー式サスペンション、マクファーソンストラット式サスペンション、チャップマンストラット式サスペンション、マルチリンク式サスペンション、セミトレーリングアーム式サスペンション、スイングアーム式サスペンションおよびリーフスプリング式サスペンションを含む。また、該ブレーキパッド摩耗感知システムは、限定するものではないが、サッチェル（Ｓａｔｃｈｅｌｌ）リンク式サスペンション、パナールロッドサスペンション、ワッツリンクサスペンション、ＷＯＢリンクサスペンション、マンフォード（Ｍｕｍｆｏｒｄ）リンクサスペンションおよびリーフスプリング式サスペンションを含む懸架式サスペンションシステムを用いて実装することができる。さらに、該ブレーキパッド摩耗感知システムは、前輪ディスクブレーキまたは後輪ディスクブレーキに対して実装することができる。

図２〜図４を参照すると、該ディスクブレーキシステム５０が、概略的かつより詳細に図示されている。該ブレーキシステム５０は、該車両１６への該キャリパー５４の接続が、該ブレーキディスク５２に対する該キャリパーの軸方向運動（「フロート」）を可能にしているシングルピストンフローティングキャリパーシステムである。このフローティングキャリパー構成において、該キャリパー５４は、ブレーキ軸線６０に平行に、該ディスク５２に向かって、および該ディスクから離れて軸方向に動けるようになっている（矢印Ｄを参照）。

該ブレーキシステム５０は、内側ブレーキパッド７２を支持している内側ブレーキパッドホルダ７０と、外側ブレーキパッド７６を支持している外側ブレーキパッドホルダ７４とを含む。該内側ブレーキパッドホルダ７０は、ピストン８０上に支持されている。該外側ブレーキパッドホルダ７４は、フローティングキャリパー５４上に支持されている。該ピストン８０は、該フローティングキャリパー５４上に支持されているか、または、該フローティングキャリパー内に形成されているシリンダ８２内に設けられている。ブレーキ液８４は、該ブレーキシステム５０を作動させるために、ドライバーがブレーキペダル（図示せず）を作用させるのに応答して該シリンダ８２内へ圧送される。

該ブレーキシステム５０は、付勢部材（図示せず）、例えば、ばねによって付与される付勢によって、図２の非作動状態に維持されている。該ブレーキペダルが作用されると、該ブレーキ液８４が該シリンダ８２を充たして、図２〜図４に見られるように、流体圧力を該ピストン８０に付与して該ピストンを左側へ圧迫する。このことは、該内側ブレーキパッドホルダ７０およびパッド７２を、該ブレーキディスク５２に向かって該ブレーキ軸線６０に沿って移動させる。該ディスク５２に係合する該内側ブレーキパッド７２は、該ピストン８０およびシリンダ８２のその支持により該フローティングキャリパー５４に作用する反力を生成する。該ピストン８０は、該内側ブレーキパッド７２と該ディスクとの係合による、該ディスク５２に向かう動きが阻止されるため、該シリンダ８２内のブレーキ液圧は、図２〜図４に見られるように、該フローティングキャリパー５４を右側へ圧迫して移動させる。該右側へ移動する該フローティングキャリパー５４は、該外側ブレーキパッドホルダ７４およびパッド７６を、該ブレーキディスク５２に向かって該ブレーキ軸線６０に沿って移動させる。該内側パッド７６は、最終的に該ディスク５２に係合し、この時点で、該ディスクは、該内側ブレーキパッドと該外側ブレーキパッドとの間で締め付けられている。

該ブレーキパッド７２、７６がすり減るにつれて、これらのブレーキパッドは薄くなる。このことは、未使用の厚くてすり減っていない図３の該ブレーキパッド７２、７６を、古くて薄く、すり減っている図４の該ブレーキパッドと比較することによって説明される。図３と図４を比較して分かるように、該ブレーキシステム５０の該フローティングキャリパー構成のため、該ピストン８０および該キャリパー５４はともに、図４の摩耗したパッドを作用させた場合に、該未使用のパッドを作用させたときに該ピストンおよび該キャリパーが移動する距離よりも多くの距離を移動する。

ブレーキパッド摩耗感知システム１００は、該システムのどの部分も破壊することなく、該ブレーキパッド７２、７６における摩耗の量を測定する。この方法では、ルーチン保守中およびブレーキパッドの交換中に交換を要する該摩耗感知システム１００の部分はない。該摩耗感知システム１００は、このことを、ブレーキ部品がブレーキ作用中に移動する距離を直接測定することによって実現する。該ブレーキパッドが新しい場合、移動距離は短い。該パッドが摩耗するにつれて、該移動距離は増加する。この移動距離を測定および監視することにより、該摩耗感知システム１００は、ブレーキパッド摩耗の程度と、該パッドがすり減っていると見なせる時点の両方を判断することができる。

上記移動距離は、さまざまな該ブレーキシステム５０の部品を介して測定することができる。例えば、該移動距離は、該パッド７２、７６自体、該パッドホルダ７０、７４、該フローティングキャリパー５４または該ピストン８０を介して測定することができる。該移動距離は、動く部品自体の間で、または、動く部品と静止している部品との間で測定することができる。該静止している部品は、該ブレーキシステム５０の部品、または、該車両１６の部品、例えば、該サスペンションシステム１０とすることができる。該ブレーキパッド７２、７６が新しいか、またはすり減っていない場合、該移動距離は、比較的小さい。該ブレーキパッド７２、７６が摩耗するにつれて、該移動距離は増加する。該移動距離の増加は、該ブレーキパッドに関する摩耗を示す。

図５Ａ、図５Ｂを参照すると、該ブレーキパッド摩耗センサシステム１００は、誘導センサ１０２およびターゲット１０４を含む。該センサ１０２は、第一の部品１２０上に取付けられている。該ターゲット１０４は、第二の部品１２２上に取付けられている。これまでの段落で説明したように、第一および第二の部品１２０、１２２は、さまざまなアイデンティティ、例えば、ブレーキシステム５０の部品、車両１６の部品およびサスペンションシステム１０の部品を有することができる。該センサ１０２およびターゲット１０４は、少なくとも一つの部品、すなわち、該センサ１０２および／または該ターゲット１０４がブレーキ作用に応答して動く限り、ブレーキ作用に応答して動くように（図５Ａ、図５Ｂの矢印を参照）、または、ブレーキ作用中に静止したままであるように取付けることができる。

誘導センサ
泥や腐食に影響されないことにより、および物理的接触を要しないことにより、該誘導センサ１０２は、該ブレーキパッド摩耗感知システム１００への実装に対して理想的である。誘導近接感知は、該ブレーキパッド７２、７６に「交換時期」の指標を与える二元的な指標として、すなわち、「イエス／ノー」構成で実施することができる。また、誘導近接感知は、例えば、該ブレーキパッド７２、７６の「パーセント摩耗」の指標ならびに「交換時期」の指標を生成することができる可変出力構成を有する摩耗インジケータとして実施することができる。図５Ａおよび図５Ｂは、誘導センサ１０２およびその動作を示す。

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、該センサ１０２は、誘導コイル１１０と、該コイルを励磁し、および該ターゲット１０４を検出するためのＬＣ回路１１２とを含む。該ＬＣ回路１１２は、インダクタ‐キャパシタ（ＬＣ）タンク回路と、該ＬＣタンク回路をポンピングする発振器とを含む。該ＬＣタンク回路の該インダクタは、該発振器が該ＬＣタンク回路をポンピングしたときに磁界１１４を生成する該コイル１１０である。該ターゲット１０４が該センサ１０２から離れている場合（図５Ａを参照）、アクチュエータは、該センサ１０２によって生成された該磁界１１４にほとんどまたは全く影響を与えない。該ターゲット１０４が該コイルの近傍に持って来られると（図５Ｂを参照）、渦電流が該アクチュエータの導電性金属内に生成される。該渦電流の大きさは、該ターゲット１０４の距離、材料およびサイズに応じて変化する。該渦電流は、該ＬＣタンク回路の発振振幅を低減するという効果を有し、および該Ｌインダクタの有効インダクタンスを低減する逆磁界を生成する。

インダクタンス値Ｌは、ＬＣタンク共振周波数を決める。該センサ１０２は、ＬＣタンク回路における発振振幅の変化、または、ＬＣタンク共振周波数の変化のいずれかを測定するように構成することができる。該ＬＣ回路１１２は、該ターゲット１０４を検出するために、この変化を測定するように構成されている。該センサ１０２が該ターゲット１０４を検出する方法は、該ＬＣ回路１１２の構成に依存する。一つの構成において、該ＬＣ回路１１２は、該アクチュエータの存在を検出するように構成することができ、すなわち、該ターゲット１０４が、該センサに対して特定の所定位置に達したときに切り替えられるイエス／ノースイッチとすることができる。別の構成では、該ＬＣ回路１１２は、該ターゲット１０４までの実際の距離を測定するように構成することができる。

図５Ａおよび図５Ｂの実施例の構成の該ブレーキパッド摩耗センサシステム１００は、摩耗パッド検出器（存在検出器）またはパッド摩耗検出器（距離検出器）として構成することができる。摩耗パッド検出器構成では、該システム１００は、該ブレーキパッドが所定量の摩耗に達した場合のみを検出するように、および該パッドが摩耗して修理が必要であるという指示を与えるように構成されている。パッド摩耗検出器構成では、該システム１００は、該パッドに関する該摩耗の量（例えば、％摩耗）を検出するように、および当該量、例えば、該パッドに関する摩耗の量または該パッドに残されている有用寿命に関する指標を与えるように構成されている。該システム１００は、該パッドが摩耗した際に、定期的な警告、例えば、「残り５０％」、「残り２５％」、「残り１０％」および「修理が必要」等を与えるように構成することができる。

動作時に、該ターゲット１０４の位置が、該センサ１０２の位置に対して変化した場合、すなわち、図５Ａに示す該位置から図５Ｂに示す該位置へ変化した場合、このことは、該磁界１１４を変化させ、および該ＬＣ回路１１２に応答させ、該センサ１０２は、出力をセンサ制御部１０６へ供給し、該制御部は、ブレーキパッド摩耗を測定するための、および該ブレーキパッドが交換を必要とするか否かを判断するための関連する計算を実行する。該センサ１０２およびターゲット１０４の配置により、該摩耗感知システム１００は、増加した該センサと該ターゲットとの間の距離に応じて増加した摩耗を検出するように、または、減少した該センサと該ターゲットとの間の距離に応じて増加した摩耗を検出するように構成することができることに留意すべきである。該センサ制御部１０６は、それらの計算の結果を主制御部１０８、例えば、車両ボディコントロールモジュール（ＢＣＭ）に供給することができ、該モジュールは、必要な場合に、該車両のオペレータに警告を出すことができる。

一つの特定の構成において、該制御部１０６は、車両アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）制御部内に、または該制御部とともに実装することができる。このことは、タイヤ回転センサを採用している該ＡＢＳシステムが既に、該ブレーキパッド摩耗感知システム１００を利用することができる領域までケーブル／配線が通されていることを必要としているため、便利である可能性がある。また、該制御部１０６を該ＡＢＳ制御部内にまたは該制御部とともに実装することは、該制御部が主制御部１０８とやりとりしているため、便利である。このようにして、該システム１００によって感知された該ブレーキパッド摩耗の指標は、該センサ制御部１０６を介して該主制御部１０８へ送ることができ、該主制御部は、例えば、計器パネル／ゲージクラスタを介して該車両のオペレータに、関連する警告／指標を提供することができる。

別の構成では、該センサ１０２は、パッド摩耗データを無線で該制御部１０６へ送ることができ、その場合、該制御部は、該データおよび／または該データを使用して実行した計算を該主制御部１０８へ伝達することができる。この構成では、例えば、該センサ制御部１０６は、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）センサからの信号を無線で受信するように、および該主制御部１０８とやりとりするように既に装備されているＴＰＭＳ内に、または該ＴＰＭＳとともに実装することができる。

さらなる構成では、該センサ制御部１０６は、該センサ１０２自体の中に一体化することができ、また、該センサは、パッド摩耗データおよび／または計算結果を該車両の主制御部１０８へ有線または無線のいずれかで直接送信することができる。

該センサ１０２およびターゲット１０４を取付けることができる該第一および第二の部品１２０、１２２は、さまざまなアイデンティティを有することができる。図１〜図４を参照すると、該第一の部品１２０は、フローティングキャリパー５４とすることができ、そのことは、該センサ１０２を、該ブレーキの作用に応答して移動できるようにするであろう。別法として、該第一の部品１２０は、固定された部品、例えば、該取付ブラケット５６、または、該サスペンションシステム１０の部品とすることができる。該第二の部品１２２は、可動性のブレーキシステム部品、例えば、該キャリパー５４、該ピストン８０、該パッドホルダ７０、７４の一方、または、該パッド７２、７６の一方とすることができる。

該誘導検出コイルからの該ターゲットの距離（Ｄ_Ｓ）の有効測定は、コイルのサイズ／直径に関連しているため、該コイル１１０が大きければ大きいほど、該測定は良好であるという結果になる。該ブレーキシステム５０の該領域内の限定された空間により、および当該領域内に多くの金属製部品があるという事のため、大きなサイズ／直径のコイルは実行不可能である。さらに、ブレーキパッドの厚さは、その耐用年数にわたった変化が比較的小さい可能性がある（例えば、約１０〜１５ｍｍ）。この該センサ１０２用の限定された空間及び比較的小さな距離Ｄ_Ｓに加えて、例えば車両、ブレーキおよびサスペンション部品などの周囲の構造部に関連する若干の累積公差もあるため、該センサ１０２と該ターゲット１０４との間の軸方向距離の小さな変化を感知することは困難かもしれない。

図５Ａおよび図５Ｂの該センサシステム１００の該実施例の構成に示されているように、該ブレーキパッドの厚さは、該センサ１０２およびコイル１１０に対する該ターゲット１０４の横方向位置に変換することができる。該コイル１１０の面と、該ターゲット１０４の面との間の該軸方向距離を測定する代わりに、該コイル面とターゲット面との間隔が一定に維持され、および該ターゲットは、該コイルの上を横方向に移動するように構成される。該ターゲット１０４が該コイル１１０に対して移動するにつれて、該磁界１１４の近傍の該ターゲットの表面積が変化する。該コイル１１０の上の該ターゲット１０４の動きから生じるコイルインダクタンスの低下は、例えば、該ＬＣ回路の並列抵抗における共振周波数の増加、または、減少した信号振幅として測定することができ、また、該コイルに対する該ターゲットの位置を示すのに用いることができ、この位置は、関連するブレーキパッドの厚さの変化（および摩耗）に関連付けることができる。

図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、該センサシステム１００の一つの特定の構成において、該センサ１０２は、各々が、それ自体の専用のターゲット１０４を有している二つのコイル１１０を含むことができる。該ターゲット１０４は、別々の独立した部品、または、単一の部品の一部とすることができる。図６Ａ〜図６Ｃの該実施例の構成においては、ターゲット１０４は、単一の部品の一部である。符号Ｔ１で示す第一のターゲット１０４は、不規則な概して三角形状を有し、およびブレーキ作動に応答して、符号Ｃ１で示すその対応するセンサコイル１１０の上を（矢印Ｅで示すように）横方向に移動するように構成されている。符号Ｔ２で示す第二のターゲット１０４は、規則的な概して矩形状を有し、また、ブレーキ作動に応答して、符号Ｃ２で示すその対応するセンサコイル１１０の上を（矢印Ｅで示すように）横方向に移動するように構成されている。

該ターゲットＴ１と該センサ１０２の該コイルＣ１は、ブレーキパッド摩耗を感知するように構成されている。該ターゲットＴ１の不規則な形状と、該センサコイルＣ１の表面からのその間隔が一定に維持されているという事は、該ターゲットＴ１の存在に対する該センサ１０２の応答を向上させる。図６Ａ、図６Ｂに示すように、そのコイルＣ１に対して露出されている該三角形状のターゲットＴ１の面積は、該ターゲットが該コイルの上をまたは該コイルに沿って、スライドするかまたは移動する際に変化する。該ターゲットＴ１が該コイルＣ１に対して移動する際、渦電流が該ターゲット内に生成される。該コイルＣ１に重なっている該ターゲットＴ１の該表面積が変化すると、該渦電流も変化する。該ターゲットＴ１内の該渦電流は、該コイルＣ１の該インダクタンス（Ｌ）に影響を与える。より具体的には、該コイルＣ１上に配置された該ターゲットＴ１の該表面積が増加するにつれて、該渦電流が増加し、および該コイルＣ１の該インダクタンスが減少する。該コイル１１０の上の該ターゲット１０４の動きから生じるコイルインダクタンスの低下は、例えば、該ＬＣ回路の並列抵抗における共振周波数の増加、または、減少した信号振幅として測定することができ、および該コイルＣ１に対する該ターゲットＴ１の該位置を示すのに用いることができ、この位置は、該関連するブレーキパッドの厚さの変化（および摩耗）に関連付けることができる。

ブレーキパッド摩耗測定は、ブレーキシステム５０の部品間の相対距離として測定されるため、それら部品およびサスペンションシステム１０のような他の車両部品における部品シフト、ならびに該センサシステム１００自体の部品間のシフトが、該ブレーキパッド摩耗測定の精度に影響を及ぼす可能性があることは正しく認識されるであろう。該センサ１０２の該ターゲットＴ２およびコイルＣ２は、（矢印Ｅの方向における）ターゲットＴ２の横方向の動きには反応せず、該横方向（矢印Ｅ）に直角な方向における該ターゲットＴ２の動きには反応することによってこの可能性を考慮するよう構成されている。

該ターゲットＴ２の該規則的な矩形状と、該センサコイルＣ２が小さく、かつ該ターゲットＴ２内に常に完全に納まっておりまたは該ターゲットによって完全に覆われているという事（図６Ａおよび図６Ｂを参照）は、該コイルＣ２を、該横方向（矢印Ｅ）における該ターゲットＴ２の横方向の動きに対して鈍感にさせる。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、該コイルＣ２に対して露出されている該矩形状のターゲットＴ２の領域は一定であり且つ該コイルの上または該コイルに沿ってスライドしまたは移動する際に該コイルを完全に覆っている。該ターゲットＴ２が該コイルＣ２に対して移動する際に、渦電流が該ターゲット内に生成される。該コイルＣ２に重なっている該ターゲットＴ２の該表面積は一定のままであり且つ該コイルＣ２を完全に覆っているため、該渦電流は、該ターゲットＴ２の該横方向位置（矢印Ｅ）に無関係に一定のままである。該ターゲットＴ２内の該渦電流は、該コイルＣ２の該インダクタンス（Ｌ）に影響を及ぼすが、該コイルＣ２を覆っている該表面積は、一定であり、かつ該コイルＣ２の該表面から一定の距離にあるため、該ターゲットＴ２内の該渦電流および該コイルＣ２の該インダクタンスＬは一定のままである。

しかし、該ターゲットＴ２が、該横方向（矢印Ｅ）に直角に、例えば、図６Ｃの矢印Ｆで大まかに示すように、該コイルＣ２に近付いて、または該コイルＣ２から離れて動く場合、該ターゲットＴ２内に生成される該渦電流は変化し、そのことが、該コイルＣ２の該インダクタンスの対応する変化をもたらす。例えば、該ターゲットＴ２が該コイルＣ２に近付いて移動する場合、該ターゲットＴ２内の渦電流は増加し、および該コイルＣ２の該インダクタンスＬは減少する。別の例として、該ターゲットＴ２が該コイルＣ２から離れて動いた場合、該ターゲットＴ２内の該渦電流は減少し、および該コイルＣ２の該インダクタンスＬは増加する。

図６Ａ〜図６Ｃに示す該センサシステム１００の構成は、単一のターゲットおよびコイルを含む誘導センサに生じる可能性がある問題に対処する。ブレーキパッド摩耗は、該ブレーキ軸線６０（図２〜図４を参照）に沿って測定され、該摩耗は、具体的には、該車両ブレーキの作用時に、該部品１２２（例えば、ブレーキパッド７０、７４、ブレーキパッドホルダ７２、７６、ブレーキキャリパー５４）が動く距離の変化として測定される。図６Ａ〜図６Ｃにおいては、摩耗していない状態（図６Ａ）と摩耗した状態（図６Ｂ）のその厚さの変化を図示することができるように、該部品１２２は、単に例示のためにブレーキパッド７２、７６として図示されている。

図６Ａ〜図６Ｃの該センサシステム１００の該構成は、該横方向（矢印Ｅ）に直角な方向（矢印Ｆ）における部品シフトを考慮しており、ブレーキパッド摩耗は、該方向に沿って測定される。該ブレーキパッド７２、７６が摩耗して厚さが薄くなるにつれて、該ターゲットＴ１およびＴ２はともに、該コイルＣ１およびＣ２に対して同じ方向に移動する。この動きは、該コイルＣ１のインダクタンスＬ１の変化をもたらすが、該コイルＣ２のインダクタンスＬ２の変化は生じさせない。このことは図７に図示されている。図７において、符号Ｄ_Ｓで標記されている該軸は、該軸に沿って右側へ増加していくブレーキパッド摩耗を示している。図７に示すように、ブレーキパッド摩耗（Ｄ_Ｓ）の増加が、該コイルＣ１のインダクタンスＬ１の減少（コイルＣ１の上のターゲットＴ１の表面積の増加）をもたらしている。その間、該コイルＣ２の該インダクタンスＬ２は、コイルＣ２の上の該ターゲットＴ２の表面積が一定であるため、一定のままである。したがって、該ブレーキパッド７２、７６が摩耗するにつれて、該インダクタンスＬ１は、それに応じて減少するが、該インダクタンスＬ２は、一定のままになるはずである。該インダクタンスＬ２のどのような変化も、インダクタンスＬ１によって測定された厚さ測定の精度が、部品がシフトした可能性によって疑わしくなっているという警告を発するであろう。

該コイル１１０が、上述したように、ＬＣタンク回路内に実装されていることを思い起こすと、該センサ１０２は、動作時に、該関連するＬＣタンク回路内の発振器の振幅の変化、または、該関連するＬＣタンク回路の共振周波数の変化による該コイルＣ１およびＣ２のインダクタンスの変化を測定するように構成することができる。有利には、感知システム１００は、ブレーキパッド摩耗を該コイルＣ１のインダクタンスＬ１の関数として測定するように構成することができ、および部品シフトによるエラーを該コイルＣ２のインダクタンスＬ２の関数として監視することができる。

図６Ｃは、図６Ｂの線Ａ−Ａに概して沿った側面図である。図６Ｃを参照すると、該ターゲット１０４は、該ターゲットＴ２が、そのコイルＣ２に近付いて配置されるように構成されている。この近接間隔は、該コイルＣ２のインダクタンスが、該ターゲットＴ２の横方向の動きの範囲全体にわたって確実に一定のままであることを補助する。このことは、ターゲットＴ１およびＴ２を同じ面内に配置できないことを意味しない。それは、該ターゲットＴ２と該コイルＣ２との間のより近い距離が、コイルＣ２の周りでのターゲットフラグの横方向運動によって生じる誤差を低減し、また、該フラグおよびコイルＣ２のサイズ要件も低減するであろうことを強調しているにすぎない。該ターゲットＴ２は、該コイルＣ２を覆うようなサイズで形成され、また、該コイルＣ２は、比較的小さなサイズを有しており、これらのことはともに、該横方向に直角な（矢印Ｆ）該ターゲットＴ２のいくらかの動きがない限り、該コイルＣ２の該インダクタンスが確実に一定のままであることを補助する。該コイルＣ２の該小さなサイズは、その表面から離れて動く（矢印Ｆ）該ターゲットＴ２に対して敏感にすると同時に、横方向の動き（矢印Ｅ）に対しても敏感にする。

測定された該コイルＣ２の該インダクタンスは、部品シフトが起きたことを決定することだけではなく、測定された該コイルＣ１のインダクタンスによって決定された該ブレーキパッド摩耗を補正するのにも用いることができる。該センサシステム１００の事前較正によって、コイルＣ２において測定されたインダクタンスの変化を、矢印Ｆの方向における、該コイル１１０とターゲット１０４との間の相対運動にマッピングすることができる。このマッピングは、例えば、該コイルＣ２と該ターゲットＴ２との間隔と、結果として生じるコイルＣ２のインダクタンスとを図表にした第一のテーブルとすることができる。さらに、該コイル１１０とターゲット１０４との間の相対運動は、該コイルＣ１の該インダクタンスに及ぼす影響にマッピングすることができる。このマッピングは、例えば、該コイルＣ１と該ターゲットＴ１との間で変化する間隔におけるブレーキパッド摩耗のさまざまなレベルに対する、測定されたコイルＣ１のインダクタンスを図表にした第二のテーブルとすることができる。

使用中に、コイルＣ２で測定された該インダクタンスの変化が検出された場合、それを該第一のテーブルにより、該コイルＣ２とターゲットＴ２との間の直角方向（矢印Ｆ）の相対運動の距離に関連付けることができる。そして、この距離は、該第二のテーブルにより、測定された該コイルＣ１の該インダクタンスを介して決定された該ブレーキパッド摩耗を補正するのに用いることができる。

該センサシステム１００の該構成の変形例が図８に図示されている。図８に示す該センサシステム１００は、図６Ａ〜図６Ｃの該センサシステムの構成と同一に機能する。より具体的には、図８の該センサシステム１００は、コイルＣ１およびターゲットＴ１が、横方向（矢印Ｅ）の部品の相対運動によってブレーキパッド摩耗を測定するコイルとターゲットの対と、コイルＣ２およびターゲットＴ２が、該横方向に直角な（矢印Ｆ）部品シフトを監視するコイルとターゲットの対とを実装している。

図８は、該ターゲットＴ２と該コイルＣ２との間に所望の間隔を実現するための代替的なシステム構成を示す側面図である。図８は、図６Ｂの線Ａ−Ａに沿った代替的な図と見なすことができる。図８の該構成においては、該ターゲットＴ１およびＴ２が、矢印Ｆの該方向においてオフセットされる代わりに、該コイルＣ１およびＣ２が、この方向においてオフセットされている。該ターゲット１０４は、構成が平坦である。該センサシステム１００の動作は、図６Ａ〜図６Ｃに関して上述した動作と同一である。

当業者は、本発明の上記の説明から、改良物、変形例および変更例に気付くであろう。当技術分野の範囲内のそのような改良物、変形例および変更例は、添付クレームによってカバーされることが意図されている。

Claims

車両ディスクブレーキシステムのブレーキパッド摩耗を測定するブレーキパッド摩耗測定システムであって、
第一の磁界を生成するように励磁可能である第一のコイル、および該第一のコイルに関連する第一のターゲットであって、前記第一のコイルと該第一のターゲットは、前記ディスクブレーキシステムの作動に応答して軸線に沿って相対移動するように構成され、該軸線に沿った相対移動は、前記第一のターゲットを前記第一の磁界内で移動させて、前記第一のコイルのインダクタンスに影響を及ぼし、該第一のコイルと前記第一のターゲットは、該第一のコイルの前記インダクタンスが、ブレーキパッド摩耗の量を示すように構成される、前記第一のコイルおよび前記第一のターゲットと、
第二の磁界を生成するように励磁可能である第二のコイル、および該第二のコイルに関連する第二のターゲットであって、前記第二のコイルと該第二のターゲットは、前記ディスクブレーキシステムの作動に応答して前記軸線に沿って相対移動するように構成され、前記第二のコイルおよび前記第二のターゲットは、前記軸線に沿った該第二のターゲットの移動が、該第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼさないように構成され、前記軸線に直角な、前記第二のコイルおよび前記第二のターゲットの相対移動は、該第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼし、該第二のコイルの該インダクタンスは、前記軸線に対して直角な部品シフトを示す、前記第二のコイルおよび前記第二のターゲットと、
を備えるブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一および第二のコイルを励磁して前記磁界を生成し、且つ前記第一および第二のコイルの前記インダクタンスを測定するように構成された制御部をさらに備え、該制御部は、前記磁界における前記第一および第二のターゲットの移動によって引き起こされる前記第一および第二のコイルにおけるインダクタンスの変化に応答して、ブレーキパッド摩耗を示す信号を提供するように構成される、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記制御部は、前記第一のコイルの前記測定されたインダクタンスに応じてブレーキパッド摩耗を計算するように構成される、請求項２に記載のブレーキパッド摩耗システム。
前記制御部は、前記第二のコイルの前記測定されたインダクタンスに応じて、前記計算されたブレーキパッド摩耗を補正するように構成される、請求項３に記載のブレーキパッド摩耗システム。
前記第一および第二のターゲットは同一平面上にはなく、前記第一および第二のコイルは同一平面上にあり、前記第一のターゲットがある平面、前記第二のターゲットがある平面、前記第一のコイルがある平面、および前記第二のコイルがある平面は互いに平行である、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一および第二のターゲットは同一平面上にあり、前記第一および第二のコイルは同一平面上にはなく、前記第一のターゲットがある平面、前記第二のターゲットがある平面、前記第一のコイルがある平面、および前記第二のコイルがある平面は互いに平行である、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一のターゲットは、前記第一のコイルに重なっている該第一のターゲットの表面積が、ブレーキパッド摩耗に応じて増加し、および前記第二のコイルに重なっている前記第二のターゲットの表面積が、ブレーキパッド摩耗に無関係に一定のままであるように構成される、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一のターゲットは先細形状を有し、前記第二のターゲットは矩形状を有する、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第二のコイルは、前記第一のコイルよりも小さく、前記第二のコイルのサイズは、前記軸線に沿った前記第二のターゲットの移動が、前記第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼさないように構成される、請求項１に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
車両ディスクブレーキシステムのブレーキパッド摩耗を測定するブレーキパッド摩耗測定システムであって、
第一の磁界を生成するように励磁可能な第一のコイルと、第二の磁界を生成するように励磁可能な第二のコイルと、前記第一および第二のコイルを励磁し且つ前記第一および第二のコイルにおけるインダクタンスを測定するように構成された制御部とを支持するハウジングを備えるセンサと、
前記ディスクブレーキシステムの作動に応答して、前記第一の磁界内で移動し且つ前記第一のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼすように構成された第一のターゲットと、
前記ディスクブレーキシステムの作動に応答して、前記第二の磁界内で移動し且つ前記第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼさないように構成された第二のターゲットと、を備え、
前記第二のターゲットと前記第二のコイルは、部品シフトが該第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼすように構成され、前記システムは、ブレーキパッド摩耗に応じた前記第一のターゲットの移動が、前記第一のコイルの該インダクタンスに影響を及ぼすように構成される、ブレーキパッド摩耗測定システム。
前記制御部は、前記磁界内での前記第一および第二のターゲットの移動によって引き起こされる前記第一および第二のコイルのインダクタンスの変化に応答して、ブレーキパッド摩耗を示す信号を前記センサから提供するように構成される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記制御部は、前記第一のコイルの前記インダクタンスに応じて前記ブレーキパッド摩耗を計算するように、および前記第二のコイルのインダクタンスの変化に応じて、前記計算されたブレーキパッド摩耗を補正するように構成される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗システム。
前記第一および第二のコイルは、前記センサのハウジング内の同一平面上に配置され、前記第一および第二のターゲットは、同一平面上には配置されず、前記第一および第二のコイルがある平面と平行に且つ互いに平行に配置される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一および第二のターゲットは、前記センサのハウジング内の同一平面上に配置され、前記第一および第二のコイルは、同一平面上には配置されず、前記第一および第二のターゲットがある平面と平行に且つ互いに平行に配置される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一および第二のターゲットは、前記第一のコイルに重なっている前記第一のターゲットの表面積が、ブレーキパッド摩耗に応じて増加し、および前記第二のコイルに重なっている前記第二のターゲットの表面積が一定のままであるように構成される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第一のターゲットは先細形状を有し、前記第二のターゲットは矩形状を有する、請求項１５に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。
前記第二のコイルは、前記第一のコイルよりも小さく、前記第二のコイルのサイズは、ブレーキパッド摩耗に応じた前記第二のターゲットの移動が、前記第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼさないように、および部品シフトに応じた前記第二のターゲットの移動が、前記第二のコイルの前記インダクタンスに影響を及ぼすように構成される、請求項１０に記載のブレーキパッド摩耗測定システム。