JP2022019375A - ブレーキパッド状態推定装置及びブレーキパッド状態推定方法 - Google Patents

ブレーキパッド状態推定装置及びブレーキパッド状態推定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定する際に、演算資源、ストレージ資源、及び通信資源の少なくとも一つが必要以上に消費されることを抑制する。【解決手段】センサ検出情報は、車両に搭載されたセンサによって検出される車速及びブレーキ圧を含む。ブレーキパッド状態算出処理は、車両の制動時、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態を算出する。情報出力処理は、ブレーキパッド状態の算出結果を記憶装置に格納する、及び／あるいは、車両の外部に送信する。ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度は、可変的に設定される。具体的には、車速が低い場合の処理頻度は、車速が高い場合の処理頻度よりも低く設定される。あるいは、ブレーキ圧が低い場合の処理頻度は、ブレーキ圧が高い場合の処理頻度よりも低く設定される。【選択図】図６

Description

本発明は、車両のブレーキパッドの摩擦量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定する技術に関する。
特許文献１は、鉄道車両等の制動部材の摩耗量を演算する摩耗量演算装置を開示している。その摩耗量演算装置は、ブレーキ圧、制動対象の速度、及び制動時間に基づいて、制動部材の摩耗量を算出（推定）する。
特許文献２は、摩耗警報システムを開示している。摩耗警報システムは、車載センサを用いてブレーキパッドの摩耗量を推定し、その推定結果に応じて摩耗警報を出力する。
特許文献３は、ブレーキパッドの摩耗率に基づいて摩耗量を算出する方法を開示している。ブレーキパッドの摩耗率は、温度とブレーキパッドの材質に依存する定数であり、特性テーブルから算出される。
特許第６２０７０７５号公報 特開２００５－０６７５０８号公報 特開２０１５－０４１３０４号公報
車両の制動時、車輪と共に回転するブレーキローターにブレーキパッドを押し当てることにより制動力が発生する。このとき、ブレーキパッドとブレーキローターとの摩擦により、ブレーキパッドが摩耗する。ブレーキ性能の低下を予測するために、ブレーキパッドの摩耗量を推定することは重要である。単位入力（１回の制動）当たりのブレーキパッドの摩耗量は、車速、ブレーキ圧、等に依存する。従って、車速やブレーキ圧に基づいて摩耗量を推定（算出）することができる。
また、ブレーキパッドの摩耗特性は、ブレーキローターと接触する接触部（摩擦部）の温度にも依存する。接触部の温度が高くなるほど、摩耗量はより大きくなる傾向にある。よって、ブレーキ性能の低下を予測するために、ブレーキパッドの接触部の温度を推定することも重要である。摩耗量と同様に、接触部の温度は、車速、ブレーキ圧、等に依存する。従って、車速やブレーキ圧に基づいて接触部の温度を推定（算出）することができる。
このように、ブレーキパッドの摩耗量や温度といった「ブレーキパッド状態」は、車速やブレーキ圧に基づいて算出される。車速やブレーキ圧は、車両に搭載されたセンサによって検出される。一般的に、センサ信号のサンプリング周期は非常に短く、センサ検出情報は膨大な量となる。よって、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態を継続的に算出する処理は、かなりの演算資源を消費する可能性がある。また、ブレーキパッド状態の算出結果を継続的に記憶装置に格納する処理は、かなりのストレージ資源を消費する可能性がある。また、ブレーキパッド状態の算出結果を継続的に外部に送信する処理は、かなりの通信資源を消費する可能性がある。
本発明の１つの目的は、車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定する際に、演算資源、ストレージ資源、及び通信資源の少なくとも一つが必要以上に消費されることを抑制することができる技術を提供することにある。
第１の観点は、車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定するブレーキパッド状態推定装置に関連する。
ブレーキパッド状態推定装置は、プロセッサと記憶装置とを備える。
プロセッサは、
車両に搭載されたセンサによって検出される車速及びブレーキ圧を含むセンサ検出情報を取得する情報取得処理と、
車両の制動時、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態を算出するブレーキパッド状態算出処理と、
ブレーキパッド状態の算出結果を記憶装置に格納する、及び／あるいは、ブレーキパッド状態の算出結果を車両の外部に送信する情報出力処理と、
ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度を可変的に設定する処理頻度制御と
を実行する。
処理頻度制御において、プロセッサは、車速が低い場合の処理頻度を車速が高い場合の処理頻度よりも低く設定し、あるいは、ブレーキ圧が低い場合の処理頻度をブレーキ圧が高い場合の処理頻度よりも低く設定する。
第２の観点は、車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定するブレーキパッド状態推定方法に関連する。
ブレーキパッド状態推定方法は、
車両に搭載されたセンサによって検出される車速及びブレーキ圧を含むセンサ検出情報を取得する情報取得処理と、
車両の制動時、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態を算出するブレーキパッド状態算出処理と、
ブレーキパッド状態の算出結果を記憶装置に格納する、及び／あるいは、ブレーキパッド状態の算出結果を車両の外部に送信する情報出力処理と、
ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度を可変的に設定する処理頻度制御と
を含む。
処理頻度制御において、車速が低い場合の処理頻度は車速が高い場合の処理頻度よりも低く設定され、あるいは、ブレーキ圧が低い場合の処理頻度はブレーキ圧が高い場合の処理頻度よりも低く設定される。
本発明によれば、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度が可変的に設定される。より詳細には、車速が低い場合の処理頻度は、車速が高い場合の処理頻度よりも低く設定される。あるいは、ブレーキ圧が低い場合の処理頻度は、ブレーキ圧が高い場合の処理頻度よりも低く設定される。
すなわち、ブレーキ性能への影響が小さい状況では処理頻度が低く設定され、ブレーキ性能への影響が大きい状況では処理頻度が高く設定される。これにより、ブレーキ性能への影響が小さい状況では資源消費を抑制し、ブレーキ性能への影響が大きい状況ではブレーキパッド状態をより精密に算出することが可能となる。言い換えれば、必要以上に資源を消費することなく、ブレーキパッド状態の推定精度を効率的に確保することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る車両の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキ装置の構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る処理頻度の可変設定の一例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る処理頻度の可変設定の他の例を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置による第１の処理例を説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置による第２の処理例を説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置による第３の処理例を説明するための機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置による第４の処理例を説明するための機能ブロック図である。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
１．概要
１－１．車両とブレーキ装置
図１は、本実施の形態に係る車両１の構成を示す概略図である。車両１は、自動運転システムによって制御される自動運転車両であってもよい。車両１は、車輪（タイヤ）５とブレーキ装置１０を備えている。ブレーキ装置１０は、ドライバーあるいは自動運転システムによるブレーキ操作に応答して、制動力を発生させる。
図２は、本実施の形態に係るブレーキ装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。ブレーキ装置１０は、ブレーキローター２０、ブレーキパッド３０、及びアクチュエータ４０を備えている。
ブレーキローター２０は、車輪５と共に回転する回転部材である。例えば、ブレーキローター２０の材料は鋳鉄である。ブレーキパッド３０は、ブレーキローター２０と接触する摩擦材である。例えば、ブレーキパッド３０は、各種の有機繊維、無機繊維を含む複合材料を樹脂で焼き固めることにより形成される。
アクチュエータ４０は、ドライバーあるいは自動運転システムによるブレーキ操作に応答して、ブレーキパッド３０を動かし、ブレーキローター２０に押し当てる。より詳細には、アクチュエータ４０は、ブレーキ操作に応答してブレーキ圧Ｐｂを発生させ、そのブレーキ圧Ｐｂによりブレーキパッド３０をブレーキローター２０に押し当てる。例えば、アクチュエータ４０は、マスターシリンダ及びキャリパーを含んでいる。ブレーキ操作に応答して、マスターシリンダはブレーキ液をキャリパーに押し出し、ブレーキ圧（ブレーキ液圧）Ｐｂを発生させる。そのブレーキ圧Ｐｂにより、キャリパー内のピストンが、ブレーキパッド３０を押し出し、ブレーキローター２０に押し当てる。これにより、制動力が発生する。
ブレーキ圧センサ５１は、ブレーキ圧（ブレーキ液圧）Ｐｂを検出する。
車両１の制動時、車輪５と共に回転するブレーキローター２０にブレーキパッド３０を押し当てることにより制動力が発生する。このとき、ブレーキローター２０の表面とブレーキパッド３０の表面が接触する。ブレーキパッド３０と接触するブレーキローター２０の表面を、以下、「接触部２１」と呼ぶ。同様に、ブレーキローター２０と接触するブレーキパッド３０の表面を、以下、「接触部３１」と呼ぶ。接触部２１と接触部３１との摩擦により、ブレーキパッド３０の接触部３１は摩耗する。ブレーキ性能の低下を予測するために、ブレーキパッド３０の摩耗量を推定することは重要である。
１－２．摩耗量推定
単位入力（１回の制動）当たりのブレーキパッド３０の摩耗量Ｗは、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに依存する。車速Ｖは、車輪５の回転速度（車輪速）である。ブレーキ継続時間ｔｂは、ブレーキ圧Ｐｂ（制動力）が発生している継続時間である。車速Ｖが高くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。すなわち、摩耗量Ｗは、次の式（１）で表される。
式（１）：Ｗ＝ｆ（Ｖ，Ｐｂ，ｔｂ）
摩耗量関数ｆは、摩耗量Ｗを、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂの関数として表す。摩耗量関数ｆは、予め設計される数式あるいはマップである。車速Ｖが高くなるほど摩耗量Ｗが増加するように、摩耗量関数ｆは設計される。同様に、ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど摩耗量Ｗが増加するように、摩耗量関数ｆは設計される。また、ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど摩耗量Ｗが増加するように、摩耗量関数ｆは設計される。この摩耗量関数ｆを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに応じた摩耗量Ｗを算出（推定）することができる。
１－３．温度推定
車両１の制動時、ブレーキローター２０とブレーキパッド３０との摩擦により摩擦熱が発生する。その摩擦熱により、ブレーキパッド３０の材料の物性が不可逆的に変化する。例えば、ブレーキパッド３０が樹脂を含んでいる場合、高温状態では樹脂が分解、融解、気化する。その結果、ブレーキパッド３０の接触部３１は、脆くなり、削れやすくなる。
このように、ブレーキパッド３０の摩耗特性は、接触部３１（摩擦部）の温度Ｔｅにも依存する。接触部３１の温度Ｔｅが高くなるほど、摩耗量Ｗが大きくなる傾向にある。従って、ブレーキ性能の低下を予測するために、接触部３１の温度Ｔｅを推定することも重要である。
接触部３１の温度Ｔｅは、ブレーキローター２０とブレーキパッド３０との摩擦熱が大きくなるほど上昇する。よって、車速Ｖが高くなるにつれて、接触部３１の温度Ｔｅは高くなる。ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、接触部３１の温度Ｔｅは高くなる。また、ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど、接触部３１の温度Ｔｅは高くなる。すなわち、接触部３１の温度Ｔｅは、次の式（２）で表される。
式（２）：Ｔｅ＝ｇ（Ｖ，Ｐｂ，ｔｂ）
温度関数ｇは、接触部３１の温度Ｔｅを、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂの関数として表す。温度関数ｇは、予め設計される数式あるいはマップである。車速Ｖが高くなるほど温度Ｔｅが増加するように、温度関数ｇは設計される。同様に、ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど温度Ｔｅが増加するように、温度関数ｇは設計される。また、ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど温度Ｔｅが増加するように、温度関数ｇは設計される。この温度関数ｇを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに応じた接触部３１の温度Ｔｅを算出（推定）することができる。
１－４．ブレーキパッド状態推定装置
図１に示されるブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１の制動時に「ブレーキパッド状態ＳＴ」を推定（算出）する。ここで、「ブレーキパッド状態ＳＴ」は、上述のブレーキパッド３０の摩耗量Ｗ及び温度Ｔｅの少なくとも一方を含む。
より詳細には、ブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１に搭載されたセンサ５０によって検出されるセンサ検出情報を取得する。センサ５０は、ブレーキ圧Ｐｂを検出するブレーキ圧センサ５１と、車速Ｖを検出する車輪速センサを含んでいる。センサ検出情報は、センサ５０によって検出される車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂを含んでいる。ブレーキ継続時間ｔｂは、ブレーキ圧Ｐｂが発生している時間から分かる。
ブレーキパッド状態推定装置１００は、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態ＳＴを算出する。具体的には、ブレーキパッド状態推定装置１００は、摩耗量関数ｆ及び／あるいは温度関数ｇを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに応じたブレーキパッド状態ＳＴを算出する。
ブレーキパッド状態推定装置１００は、ブレーキ操作毎にブレーキパッド状態ＳＴを算出する。そして、ブレーキパッド状態推定装置１００は、ブレーキパッド状態ＳＴの算出結果を記憶装置に蓄積する。例えば、ブレーキパッド状態推定装置１００は、ブレーキパッド３０の摩耗量Ｗを継続的に算出し、摩耗量Ｗと積算摩耗量Ｗｔの情報を記憶装置に蓄積する。積算摩耗量Ｗｔが閾値を超えた場合、ブレーキパッド状態推定装置１００は、出力装置６０（例：ディスプレイ、スピーカ）を通して警告を出力してもよい。
典型的には、ブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１に搭載されている。あるいは、ブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１の外部に配置され、リモートでブレーキパッド状態ＳＴを推定してもよい。その場合、ブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１と通信を行い、車両１に搭載されたセンサ５０によって検出されるセンサ検出情報を取得する。
ブレーキパッド状態推定装置１００が車両１に搭載されている場合、ブレーキパッド状態推定装置１００は、ブレーキパッド状態ＳＴの算出結果に関する情報を、車両１の外部の外部装置（例：管理サーバ）に送信してもよい。この場合、車両１に搭載された出力装置６０が通信装置を含み、その通信装置を介してブレーキパッド状態ＳＴの情報が送信される。
ブレーキパッド状態推定装置１００がブレーキパッド状態ＳＴを算出する処理を、以下、「ブレーキパッド状態算出処理」と呼ぶ。また、ブレーキパッド状態推定装置１００がブレーキパッド状態ＳＴの算出結果を記憶装置に格納する、及び／あるいは、ブレーキパッド状態ＳＴの算出結果を車両１の外部に送信する処理を、以下、「情報出力処理」と呼ぶ。
１－５．処理頻度制御
一般的に、センサ信号のサンプリング周期は非常に短く、センサ検出情報は膨大な量となる。よって、センサ検出情報に基づいてブレーキパッド状態ＳＴを継続的に算出するブレーキパッド状態算出処理は、かなりの演算資源を消費する可能性がある。また、ブレーキパッド状態ＳＴの情報を継続的に出力する情報出力処理は、かなりのストレージ資源及び／あるいは通信資源を消費する可能性がある。
そこで、本実施の形態によれば、演算資源、ストレージ資源、及び通信資源の少なくとも一つが必要以上に消費されることを抑制するために、「処理頻度制御」が実行される。処理頻度制御において、ブレーキパッド状態推定装置１００は、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度ＦＰを、状況に応じて可変的に設定する。
具体的には、ブレーキパッド３０の摩耗量Ｗが比較的小さくなる、あるいは、温度Ｔｅが比較的低くなると予想される状況では、処理頻度ＦＰは比較的低く設定される。逆に、ブレーキパッド３０の摩耗量Ｗが比較的大きくなる、あるいは、温度Ｔｅが比較的高くなると予想される状況では、処理頻度ＦＰは比較的高く設定される。すなわち、ブレーキ性能への影響が小さい状況では処理頻度ＦＰが低く設定され、ブレーキ性能への影響が大きい状況では処理頻度ＦＰが高く設定される。これにより、ブレーキ性能への影響が小さい状況では資源消費を抑制し、ブレーキ性能への影響が大きい状況ではブレーキパッド状態ＳＴをより精密に算出することが可能となる。言い換えれば、必要以上に資源を消費することなく、ブレーキパッド状態ＳＴの推定精度を効率的に確保することが可能となる。
図３は、本実施の形態に係る処理頻度ＦＰの可変設定の一例を示す概念図である。横軸はセンサ５０によって検出される車速Ｖを表し、縦軸は処理頻度ＦＰを表している。上述の通り、車速Ｖが高くなるほど、摩耗量Ｗは大きくなり、温度Ｔｅは高くなる。すなわち、車速Ｖが高くなるほど、ブレーキ性能への影響は大きくなる。従って、車速Ｖが比較的低い場合の処理頻度ＦＰは比較的低く設定され、車速Ｖが比較的高い場合の処理頻度ＦＰは比較的高く設定される。図３に示される例では、車速Ｖが低くなるほど処理頻度ＦＰは低くなり、車速Ｖが高くなるほど処理頻度ＦＰは高くなる。尚、処理頻度ＦＰは、必ずしも単調変化する必要はない。例えば、処理頻度ＦＰはステップ状に変化してもよい。
図４は、本実施の形態に係る処理頻度ＦＰの可変設定の他の例を示す概念図である。横軸はセンサ５０によって検出されるブレーキ圧Ｐｂを表し、縦軸は処理頻度ＦＰを表している。上述の通り、ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、摩耗量Ｗは大きくなり、温度Ｔｅは高くなる。すなわち、ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、ブレーキ性能への影響は大きくなる。従って、ブレーキ圧Ｐｂが比較的低い場合の処理頻度ＦＰは比較的低く設定され、ブレーキ圧Ｐｂが比較的高い場合の処理頻度ＦＰは比較的高く設定される。図４に示される例では、ブレーキ圧Ｐｂが低くなるほど処理頻度ＦＰは低くなり、ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど処理頻度ＦＰは高くなる。尚、処理頻度ＦＰは、必ずしも単調変化する必要はない。例えば、処理頻度ＦＰはステップ状に変化してもよい。
このように、センサ５０によって検出される車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方が処理頻度ＦＰと関連付けられる。ブレーキパッド状態推定装置１００は、センサ検出情報を取得し、車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方に関連付けられた処理頻度ＦＰを取得する。そして、ブレーキパッド状態推定装置１００は、取得した処理頻度ＦＰで、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方を実行する。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度ＦＰが、状況に応じて可変的に設定される。より詳細には、車速Ｖが低い場合の処理頻度ＦＰは、車速Ｖが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低く設定される。あるいは、ブレーキ圧Ｐｂが低い場合の処理頻度ＦＰは、ブレーキ圧Ｐｂが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低く設定される。
すなわち、ブレーキ性能への影響が小さい状況では処理頻度ＦＰが低く設定され、ブレーキ性能への影響が大きい状況では処理頻度ＦＰが高く設定される。これにより、ブレーキ性能への影響が小さい状況では資源消費を抑制し、ブレーキ性能への影響が大きい状況ではブレーキパッド状態ＳＴをより精密に算出することが可能となる。言い換えれば、必要以上に資源を消費することなく、ブレーキパッド状態ＳＴの推定精度を効率的に確保することが可能となる。
以下、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００について更に詳しく説明する。
２．ブレーキパッド状態推定装置
２－１．構成例
図５は、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００の構成例を示すブロック図である。ブレーキパッド状態推定装置１００は、各種情報処理を行うコンピュータである。ブレーキパッド状態推定装置１００は、プロセッサ１０１と記憶装置１０２を含んでいる。プロセッサ１０１は、各種情報処理を行う。例えば、プロセッサ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。記憶装置１０２には、プロセッサ１０１による処理に必要な各種情報が格納される。記憶装置１０２は、揮発性メモリと不揮発性メモリを含む。
ブレーキパッド状態推定装置１００は、車両１を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）に含まれていてもよい。
２－２．ブレーキパッド状態推定プログラム
ブレーキパッド状態推定プログラム２００は、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムである。プロセッサ１０１がブレーキパッド状態推定プログラム２００を実行することによって、ブレーキパッド状態推定装置１００（プロセッサ１０１）の機能が実現される。ブレーキパッド状態推定プログラム２００は、記憶装置１０２に格納される。ブレーキパッド状態推定プログラム２００は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。ブレーキパッド状態推定プログラム２００は、ネットワーク経由で提供されてもよい。
２－３．センサ検出情報
センサ検出情報２１０は、車両１に搭載されたセンサ５０によって検出される情報である。センサ５０は、ブレーキ圧センサ５１と車輪速センサ５２を含んでいる。ブレーキ圧センサ５１は、ブレーキ圧Ｐｂを検出する。車輪速センサ５２は、車速Ｖを検出する。センサ検出情報２１０は、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂを含んでいる。ブレーキ継続時間ｔｂは、ブレーキ圧Ｐｂが発生している時間から分かる。プロセッサ１０１は、センサ５０による検出結果に基づいてセンサ検出情報２１０を取得する。センサ検出情報２１０は、記憶装置１０２に格納される。
２－４．処理頻度設定情報
処理頻度設定情報２２０は、車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方と処理頻度ＦＰとを関連付ける（図３、図４参照）。処理頻度設定情報２２０は、予め設計される数式あるいはマップである。例えば、処理頻度設定情報２２０は、車速Ｖが低い場合の処理頻度ＦＰが車速Ｖが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低くなるように設計される（図３参照）。他の例として、処理頻度設定情報２２０は、ブレーキ圧Ｐｂが低い場合の処理頻度ＦＰがブレーキ圧Ｐｂが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低くなるように設計される（図４参照）。処理頻度設定情報２２０は、予め記憶装置１０２に格納される。
２－５．ブレーキパッド状態関数情報
ブレーキパッド状態関数情報２３０は、摩耗量関数ｆ及び／あるいは温度関数ｇを示す。ブレーキパッド状態関数情報２３０は、予め記憶装置１０２に格納される。
摩耗量関数ｆは、ブレーキパッド３０の摩耗量Ｗを、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂの関数として表す（上記式（１）参照）。車速Ｖが高くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど、摩耗量Ｗは増加する。摩耗量関数ｆは、数式であってもよいし、マップであってもよい。摩耗量関数ｆは、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、ブレーキ継続時間ｔｂ、及び摩耗量Ｗの実測に基づいて、予め設計される。
温度関数ｇは、接触部３１の温度Ｔｅを、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂの関数として表す（上記式（２）参照）。車速Ｖが高くなるほど、温度Ｔｅは増加する。ブレーキ圧Ｐｂが高くなるほど、温度Ｔｅは増加する。ブレーキ継続時間ｔｂが長くなるほど、温度Ｔｅは増加する。温度関数ｇは、数式であってもよいし、マップであってもよい。温度関数ｇは、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、ブレーキ継続時間ｔｂ、及び温度Ｔｅの実測に基づいて、予め設計される。
２－６．推定ブレーキパッド状態情報
推定ブレーキパッド状態情報２４０は、ブレーキパッド状態推定装置１００（プロセッサ１０１）によって推定（算出）されるブレーキパッド状態ＳＴを示す。ブレーキパッド状態ＳＴは、ブレーキパッド３０の摩耗量Ｗ及び温度Ｔｅの少なくとも一方を含む。推定ブレーキパッド状態情報２４０は、摩耗量Ｗの積算値である積算摩耗量Ｗｔを示していてもよい。推定ブレーキパッド状態情報２４０は、記憶装置１０２に格納される。
３．ブレーキパッド状態推定装置による処理例
以下、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００による処理例を説明する。
３－１．第１の処理例
図６は、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００による第１の処理例を説明するための機能ブロック図である。ブレーキパッド状態推定装置１００は、情報取得部１１０、処理頻度制御部１２０、ブレーキパッド状態算出部１３０、及び情報出力部１４０を備えている。これら機能ブロックは、プロセッサ１０１がブレーキパッド状態推定プログラム２００を実行することによって実現される。
３－１－１．情報取得処理
情報取得部１１０は、センサ５０による検出結果に基づいてセンサ検出情報２１０を取得する。センサ検出情報２１０は、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂを含んでいる。
３－１－２．処理頻度制御処理
処理頻度制御部１２０は、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度ＦＰを可変的に設定する。具体的には、処理頻度制御部１２０は、情報取得部１１０からセンサ検出情報２１０を受け取る。そして、処理頻度制御部１２０は、処理頻度設定情報２２０を参照して、センサ検出情報２１０によって示される車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方と関連付けられた処理頻度ＦＰを取得する。処理頻度制御部１２０は、取得した処理頻度ＦＰを、以下のブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方に適用する。
３－１－３．ブレーキパッド状態算出処理
車両１の制動時、ブレーキパッド状態算出部１３０は、情報取得部１１０からセンサ検出情報２１０を受け取る。そして、ブレーキパッド状態算出部１３０は、センサ検出情報２１０とブレーキパッド状態関数情報２３０に基づいて、ブレーキパッド状態ＳＴを算出する。
図６に示される例では、ブレーキパッド状態算出部１３０は、摩耗量算出処理を行う摩耗量算出部１３１を含んでいる。また、ブレーキパッド状態関数情報２３０は、摩耗量関数ｆを示す摩耗量関数情報２３１を含んでいる。摩耗量算出部１３１は、摩耗量関数ｆを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに応じた摩耗量Ｗを算出する。摩耗量算出部１３１は、ブレーキ操作毎の摩耗量Ｗを積算することによって積算摩耗量Ｗｔを算出してもよい。
３－１－４．情報出力処理
情報出力部１４０は、ブレーキパッド状態算出部１３０から、推定ブレーキパッド状態情報２４０を受け取る。図６に示される例では、推定ブレーキパッド状態情報２４０は、摩耗量算出部１３１によって算出された摩耗量Ｗを含んでいる。推定ブレーキパッド状態情報２４０は、積算摩耗量Ｗｔを含んでいてもよい。情報出力部１４０は、推定ブレーキパッド状態情報２４０を記憶装置１０２に格納する、及び／あるいは、推定ブレーキパッド状態情報２４０を車両１の外部の外部装置（例：管理サーバ）に送信する。積算摩耗量Ｗｔが閾値を超えた場合、情報出力部１４０は、出力装置６０（例：ディスプレイ、スピーカ）を通して警告を出力してもよい。
３－２．第２の処理例
図７は、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００による第２の処理例を説明するための機能ブロック図である。第１の処理例と重複する説明は、適宜省略される。
図７に示される例では、ブレーキパッド状態算出部１３０は、温度算出処理を行う温度算出部１３２を含んでいる。また、ブレーキパッド状態関数情報２３０は、温度関数ｇを示す温度関数情報２３２を含んでいる。温度算出部１３２は、温度関数ｇを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、及びブレーキ継続時間ｔｂに応じた接触部３１の温度Ｔｅを算出する。推定ブレーキパッド状態情報２４０は、温度算出部１３２によって算出された温度Ｔｅを含む。
３－３．第３の処理例
図８は、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００による第３の処理例を説明するための機能ブロック図である。第１及び第２の処理例と重複する説明は、適宜省略される。
図８に示される例では、ブレーキパッド状態算出部１３０は、摩耗量算出部１３１と温度算出部１３２の両方を含んでいる。ブレーキパッド状態関数情報２３０は、摩耗量関数情報２３１と温度関数情報２３２を含んでいる。温度算出部１３２は、温度関数ｇを用いることによって接触部３１の温度Ｔｅを算出する。
摩耗量算出部１３１は、温度Ｔｅも考慮に加えることによって摩耗量Ｗを算出する。具体的には、摩耗量関数ｆは、温度Ｔｅが高くなるほど摩耗量Ｗが大きくなるように設計される。摩耗量算出部１３１は、摩耗量関数ｆを用いることによって、車速Ｖ、ブレーキ圧Ｐｂ、ブレーキ継続時間ｔｂ、及び温度Ｔｅに応じた摩耗量Ｗを算出する。推定ブレーキパッド状態情報２４０は、摩耗量算出部１３１によって算出された摩耗量Ｗと、温度算出部１３２によって算出された温度Ｔｅを含む。
３－４．第４の処理例
図９は、本実施の形態に係るブレーキパッド状態推定装置１００による第４の処理例を説明するための機能ブロック図である。第４の処理例は、第３の処理例の変形例である。
第４の処理例では、処理頻度設定情報２２０は、車速Ｖとブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方に加えて温度Ｔｅも処理頻度ＦＰと関連付ける。具体的には、処理頻度設定情報２２０は、温度Ｔｅが低い場合の処理頻度ＦＰが温度Ｔｅが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低くなるように設計される。
処理頻度制御部１２０は、温度算出部１３２によって算出される温度Ｔｅの情報を受け取る。処理頻度制御部１２０は、処理頻度設定情報２２０を参照して、車速Ｖ及びブレーキ圧Ｐｂの少なくとも一方及び温度Ｔｅと関連付けられた処理頻度ＦＰを取得する。そして、処理頻度制御部１２０は、取得した処理頻度ＦＰを、ブレーキパッド状態算出処理（摩耗量算出処理）及び情報出力処理の少なくとも一方に適用する。
４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、ブレーキパッド状態算出処理及び情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度ＦＰが、状況に応じて可変的に設定される。より詳細には、車速Ｖが低い場合の処理頻度ＦＰは、車速Ｖが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低く設定される。あるいは、ブレーキ圧Ｐｂが低い場合の処理頻度ＦＰは、ブレーキ圧Ｐｂが高い場合の処理頻度ＦＰよりも低く設定される。
すなわち、ブレーキ性能への影響が小さい状況では処理頻度ＦＰが低く設定され、ブレーキ性能への影響が大きい状況では処理頻度ＦＰが高く設定される。これにより、ブレーキ性能への影響が小さい状況では資源消費を抑制し、ブレーキ性能への影響が大きい状況ではブレーキパッド状態ＳＴをより精密に算出することが可能となる。言い換えれば、必要以上に資源を消費することなく、ブレーキパッド状態ＳＴの推定精度を効率的に確保することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、既存のセンサ５０（ブレーキ圧センサ５１、車輪速センサ５２）を利用することによってブレーキパッド状態ＳＴを推定することが可能である。このことは、コスト低減の観点から好適である。
また、本実施の形態によれば、ブレーキパッド状態ＳＴは自動的に算出される。よって、ブレーキパッド３０の不具合は、ドライバーによらず自動的に検知され得る。本実施の形態は、固定したドライバーがいない場合（例：自動運転車両、カーシェアリング）に適用されてもよい。
１ 車両
１０ ブレーキ装置
２０ ブレーキローター
３０ ブレーキパッド
３１ 接触部
５０ センサ
１００ ブレーキパッド状態推定装置
１０１ プロセッサ
１０２ 記憶装置
１１０ 情報取得部
１２０ 処理頻度制御部
１３０ ブレーキパッド状態算出部
１３１ 摩耗量算出部
１３２ 温度算出部
２００ ブレーキパッド状態推定プログラム
２１０ センサ検出情報
２２０ 処理頻度設定情報
２３０ ブレーキパッド状態関数情報
２４０ 推定ブレーキパッド状態情報

Claims (7)

  1. 車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定するブレーキパッド状態推定装置であって、
    プロセッサと、
    記憶装置と
    を備え、
    前記プロセッサは、
    前記車両に搭載されたセンサによって検出される車速及びブレーキ圧を含むセンサ検出情報を取得する情報取得処理と、
    前記車両の制動時、前記センサ検出情報に基づいて前記ブレーキパッド状態を算出するブレーキパッド状態算出処理と、
    前記ブレーキパッド状態の算出結果を前記記憶装置に格納する、及び／あるいは、前記ブレーキパッド状態の前記算出結果を前記車両の外部に送信する情報出力処理と、
    前記ブレーキパッド状態算出処理及び前記情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度を可変的に設定する処理頻度制御と
    を実行し、
    前記処理頻度制御において、前記プロセッサは、前記車速が低い場合の前記処理頻度を前記車速が高い場合の前記処理頻度よりも低く設定し、あるいは、前記ブレーキ圧が低い場合の前記処理頻度を前記ブレーキ圧が高い場合の前記処理頻度よりも低く設定する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  2. 請求項１に記載のブレーキパッド状態推定装置であって、
    前記記憶装置には、前記車速及び前記ブレーキ圧の少なくとも一方と前記処理頻度とを関連付ける処理頻度設定情報が格納され、
    前記処理頻度設定情報は、前記車速が低い場合の前記処理頻度が前記車速が高い場合の前記処理頻度よりも低くなり、あるいは、前記ブレーキ圧が低い場合の前記処理頻度が前記ブレーキ圧が高い場合の前記処理頻度よりも低くなるように設計されており、
    前記処理頻度制御において、前記プロセッサは、前記処理頻度設定情報を参照して、前記車速及び前記ブレーキ圧の前記少なくとも一方と関連付けられた前記処理頻度を取得する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  3. 請求項１又は２に記載のブレーキパッド状態推定装置であって、
    前記ブレーキパッド状態は、前記ブレーキパッドの前記摩耗量を含み、
    前記ブレーキパッド状態算出処理において、前記プロセッサは、前記車速が高くなるほど前記摩耗量が大きくなり、また、前記ブレーキ圧が高くなるほど前記摩耗量が大きくなるように、前記摩耗量を算出する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  4. 請求項３に記載のブレーキパッド状態推定装置であって、
    前記プロセッサは、更に、前記車速及び前記ブレーキ圧に基づいて、ブレーキローターと接触する前記ブレーキパッドの接触部の前記温度を算出し、
    前記ブレーキパッド状態算出処理において、前記プロセッサは、前記接触部の前記温度が高くなるほど前記摩耗量が大きくなるように、前記摩耗量を算出する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  5. 請求項４に記載のブレーキパッド状態推定装置であって、
    前記処理頻度制御において、前記プロセッサは、前記温度が低い場合の前記処理頻度を前記温度が高い場合の前記処理頻度よりも低く設定する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  6. 請求項１又は２に記載のブレーキパッド状態推定装置であって、
    前記ブレーキパッド状態は、ブレーキローターと接触する前記ブレーキパッドの接触部の前記温度を含み、
    前記ブレーキパッド状態算出処理において、前記プロセッサは、前記車速が高くなるほど前記温度が高くなり、また、前記ブレーキ圧が高くなるほど前記温度が高くなるように、前記接触部の前記温度を算出する
    ブレーキパッド状態推定装置。
  7. 車両のブレーキパッドの摩耗量及び温度の少なくとも一方を含むブレーキパッド状態を推定するブレーキパッド状態推定方法であって、
    前記車両に搭載されたセンサによって検出される車速及びブレーキ圧を含むセンサ検出情報を取得する情報取得処理と、
    前記車両の制動時、前記センサ検出情報に基づいて前記ブレーキパッド状態を算出するブレーキパッド状態算出処理と、
    前記ブレーキパッド状態の算出結果を記憶装置に格納する、及び／あるいは、前記ブレーキパッド状態の前記算出結果を前記車両の外部に送信する情報出力処理と、
    前記ブレーキパッド状態算出処理及び前記情報出力処理の少なくとも一方の処理頻度を可変的に設定する処理頻度制御と
    を含み、
    前記処理頻度制御において、前記車速が低い場合の前記処理頻度は前記車速が高い場合の前記処理頻度よりも低く設定され、あるいは、前記ブレーキ圧が低い場合の前記処理頻度は前記ブレーキ圧が高い場合の前記処理頻度よりも低く設定される
    ブレーキパッド状態推定方法。
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