JP4019580B2

JP4019580B2 - 車両用ブレーキの試験システム

Info

Publication number: JP4019580B2
Application number: JP36671399A
Authority: JP
Inventors: 和善渡辺
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: JP2001183260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ブレーキの試験システムに係り、特にブレーキを試験温度まで昇温または降温する温度制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ブレーキは、タイヤと共に回転するロータやドラムにパッドを押圧することでその間に摩擦力を発生させ、車両を減速および停止させることができる。しかし、一方では摩擦力によってパッドに取り付けられた摩擦材やロータが摩耗したり、鳴き音を発生し、さらにはブレーキ振動を招くという問題も起きる。
【０００３】
ブレーキ試験は、このよなブレーキを取り巻く現象を把握するために実施される。このブレーキ試験には、さまざまな試験パターンにおける「ブレーキの効き具合」、「部品劣化（摩耗）度合い」、「鳴き音や異音および振動の発生状況」などについて定量的評価を行う。
【０００４】
図６は、ブレーキ試験システムの構成例を示す。デュアル供試ブレーキ１Ｒ．１Ｌのロータ（またはドラム）には車両慣性分に合わせたフライホイール２と、試験速度に制御される駆動用モータ３が機械結合される。また、ブレーキ１Ｒ．１Ｌのパッドにはロータへの押圧力を調整できる油圧制御系が設けられる。動力制御盤４は、インバータ等の電力変換器等を内蔵してモータ３と共にダイナモメータを構成し、供試ブレーキを試験速度まで加速して定速駆動する。
【０００５】
なお、試験装置および試験方式としては、単体の供試ブレーキの試験方式や、フライホイール２に代えてモータ３自体に慣性力分に相当するトルクを発生させる試験装置など、種々のものがある。
【０００６】
操作盤５は、試験条件、すなわち試験に際してダイナモメータの試験速度や供試ブレーキ１Ｒ．１Ｌでの油圧やトルク、試験回数などの信号変換とその出力を行う。また、試験中は、供試ブレーキ等からの各種計測データをサンプリングでディジタル量に変換して取り込む。
【０００７】
計測制御部は、その計測・制御ＰＣ（コンピュータ）６によって操作盤５を通して試験に必要な制御出力を発生し、逆に操作盤５を通した計測データを収集する。また、鳴き計測ＰＣ７では、操作盤５を通したブレーキの鳴き音を波形データとして収集する。鳴き再生ＰＣ８では、収集した鳴き音の波形データを音としてスピーカで再生することができる。
【０００８】
管理部９は、計測・制御部と操作部１０の間のネットーワーク接続および試験情報の送受信を行う。ホストコンピュータ構成の操作部１０では、管理部９を通して、試験者による各種試験条件の設定と試験開始操作及び試験結果情報の収集を行う。
【０００９】
上記のような試験システムによるブレーキ試験には、図７に試験パターンを示すように、時刻ｔ₁でダイナモメータによる加速を行い、一定速度にした後、時刻ｔ₂で油圧制御系によりパッドをロータに押圧して制動させるという制御を１サイクル期間に多数回繰り返し、その都度計測データを収集して供試ブレーキの性能評価を行う。制動力は、試験開始に際してＢ₁やＢ₂に設定される。また、試験パターンは、制動力Ｂ₃のように、１サイクル内で異なる制動力に自動で切り替える場合もある。
【００１０】
また、パッドの押圧力の制御には、油圧制御系の油圧を一定にする油圧一定制御方法、ブレーキトルクを一定にするトルク一定制御方法、さらには制動時の減速度一定制御方法がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ブレーキ試験条件として、試験開始時のブレーキ温度を予め定めた一定温度（試験開始ブレーキ温度）にしておき、この温度状態からダイナモメータによる加速で一定速度にし、この後に制動をかけるという試験手順になる。
【００１２】
このような試験開始ブレーキ温度を得るための手法として、手動で加速と制動を繰り返し、ブレーキ温度を上げる（昇温）、または温度が高すぎるときに冷却ブロアを運転することでブレーキ温度を下げる（降温）という手動による方法がある。また、自動によるブレーキ温度制御方法として、パッドの押圧と復帰の繰り返しになるパターン制御をし、ブレーキ温度が設定温度になったときにパターン制御を終了する方法がある。
【００１３】
上記の手動による方法では、ブレーキ温度が設定温度になるまで、試験者がブレーキ温度検出値を監視しながら油圧制御系を手動操作することを必要とし、煩わしい操作になるし、試験者の感による操作になってブレーキ温度が高すぎたり、低すぎたりしてその所期の温度にするのに手間取る。
【００１４】
この点、自動による方法では、試験者の煩わしさは解消される。しかし、供試ブレーキは、そのロータとパッドの材質や押圧力によって制動時の温度上昇率や加速時の温度下降率が異なる。このため、固定の昇降温パターンのみによって自動昇温／降温させるのでは、ブレーキによってはそれが所定の試験開始ブレーキ温度に達するまでの時間が長くなったり、制動時間が長すぎて温度が高くなり過ぎるなど、適正な昇降温パターンを設定または選択するのが難しくなる。
【００１５】
特に、デュアルブレーキ試験では、ブレーキ性能の差異で一方のブレーキが設定温度になったときに他方のブレーキの温度が高すぎたり、低すぎる場合があり、両ブレーキに同じ試験開始ブレーキ温度を得るのが難しくなる。
【００１６】
本発明の目的は、ブレーキ単体試験およびデュアルブレーキ試験にも容易に試験開始ブレーキ温度を得ることができるブレーキ試験システムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、ブレーキの昇・降温パターンを規定できる昇・降温制御用定数を予め設定しておき、このパターンの設定範囲内になるよう加速と引き摺りによる昇温と、加速と冷却ブロア運転による降温制御を行い、ブレーキを試験開始ブレーキ温度まで自動で昇・降温してブレーキ試験ができるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１８】
供試ブレーキを所定の制御温度に昇・降温した後、試験条件に応じてダイナモメータによって供試ブレーキのロータまたはドラムを設定速度まで加速し、油圧制御系の油圧制御によって供試ブレーキのロータまたはドラムにパッドを押圧する制動を試験パターンに応じて繰り返し行う車両用ブレーキの試験システムにおいて、
供試ブレーキを冷却できる冷却装置と、
前記ロータまたはドラムに対するパッドの引き摺り加圧タイムとインターバル及び押圧力と、昇温時のブレーキ温度の高温と低温別に異なる値にした制動開始車速と、降温時のブレーキ温度によって設定する車速切換え温度と降温車速と、昇・降温の切換え温度範囲を低温時には狭い温度範囲でかつ上限幅を下限幅よりも大きくした上下限範囲にし、高温時には広い温度範囲でかつ上限幅を下限幅よりも大きくした上下限範囲に設定した定数表と、
前記制御温度よりも低い温度の供試ブレーキを前記制動開始車速に加速制御し、前記引き摺り加圧タイムとインターバル及び押圧力による制動制御を行い、供試ブレーキが前記制御温度に対して前記上下限範囲内になるまで加速制御と制動制御を繰り返す昇温制御手段と、
前記制御温度よりも高い温度の供試ブレーキを前記制動開始車速に加速制御し、供試ブレーキが前記制御温度に対して前記上下限範囲内になるまで加速制御と前記冷却装置運転を繰り返す降温制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、デュアルブレーキの試験には、前記冷却装置と昇温制御手段および降温制御手段を両ブレーキにそれぞれ設け、両ブレーキを個別に所期の制御温度まで昇・降温することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、デュアルブレーキを所定の温度まで昇・降温するのに、両ブレーキの昇・降温パターンを規定できる昇・降温制御用定数を予め設定しておき、このパターンに従った昇・降温制御ができるよう車速切換えや温度範囲切換え、昇・降温切換えをしながらデュアルブレーキを設定する制御温度まで昇降温制御する。
【００２１】
なお、左右車輪に設けられるデュアルブレーキの一方をＮｏ１車輪とし、他方をＮｏ２車輪と呼ぶ。また、Ｎｏ１車輪およびＮｏ２車輪には個別に温度検出器を設けておく。また、Ｎｏ１車輪およびＮｏ２車輪にはそれぞれを強制冷却できる冷却ブロアをその運転／停止制御手段と共に設ける。
【００２２】
図１は、本実施形態になるデュアルブレーキの昇・降温手順である。まず、昇・降温制御用定数を読み込む（Ｓ１）。この定数例を図２に表で示す。引き摺り加圧タイムとインターバル及び押圧力は、パッドをロータに押圧する時間と復帰させておく時間および押圧時の油圧を設定する。
【００２３】
昇温時車速切換え温度と昇温車速（低温時、高温時）は、昇温時のブレーキ温度を１５０℃を境にしてこれよりも低温のときは制動開始車速を４０ｋｍ／ｈに、高温のときは制動開始車速を７０ｋｍ／ｈにすることを意味する。
【００２４】
降温時車速切換え温度と降温車速は、降温時のブレーキ温度を１００℃を境にしてこれよりも低温時には５ｋｍ／ｈにする。温度範囲切換え温度と低温・高温の上下限範囲は、１４０℃を境にして、低温時にはその上下限を＋６℃、−５℃とし、高温時にはその上下限を＋１２℃、−６℃とすることを意味する。
【００２５】
このような昇・降温制御用定数の読み込みの後、両ブレーキの昇・降温制御を実行する。以下、昇温制御と降温制御に分けて詳細に説明する。
【００２６】
（１）昇温制御
図３は、昇温制御のタイムチャートを示し、デュアルブレーキを共に制御温度９０℃まで昇温する場合を示す。この場合、図１の処理Ｓ２およびＳ３では制御温度が昇温車速切換温度１５０℃以下にあるため、低温時の車速４０ｋｍ／ｈに設定する。
【００２７】
この条件で車速４０ｋｍ／ｈまで加速を開始し（Ｓ４）、車速４０ｋｍ／ｈに達したときに制動を開始する（Ｓ５）。この制動には、図２の定数から引き摺り加圧タイム４ｓｅｃ、インターバル２ｓｅｃ、油圧１ＭＰａで実行し、両ブレーキを昇温させる。
【００２８】
この１回の制動を終了したとき、Ｎｏ１車輪とＮｏ２車輪の温度が制御温度の上下限範囲（＋６℃、−５℃）内にあるか否かを判定し（Ｓ６，Ｓ７）、範囲内にない場合は昇・降温切換えを行う（Ｓ８，Ｓ９）。例えば、下限範囲以下の場合には昇温に切換えまたは前回の昇温設定のまま保持し、上限範囲以上の場合には降温に切換えて次回の加速と冷却ブロア運転による降温を行う。
【００２９】
また、図３に拡大部分を示すように、Ｎｏ１車輪が制御温度９０℃を越えて上下限範囲（＋６℃、−５℃）内にあり、Ｎｏ２車輪も上下限範囲内にあれば該温度が制御温度範囲にあるとしてブレーキ試験を開始する（Ｓ１０）。この試験開始には、車速をブレーキ試験の速度まで加速し、制動を行うという繰り返しになる。
【００３０】
したがって、ブレーキ試験前にブレーキ温度を所定値に昇・降温するのに、自動制御でなされ、しかも両ブレーキに設定する制御温度に上下限温度範囲内で制御することができる。
【００３１】
（２）降温制御
図４は、降温制御のタイムチャートを示し、デュアルブレーキを共に制御温度１８０℃まで降温する場合を示す。この場合、図２の表から、温度範囲切換温度１４０℃以上にある高温時になるため、上下限範囲は＋１２℃、−６℃にされる。また、制御温度が降温時車速切換温度１００℃よりも高いため、降温時の車速は車速は５ｋｍ／ｈにされる。
【００３２】
この状態で図１の処理手順と同様の制御を行い、車速５０ｋｍ／ｈで加速と制動を行い、両ブレーキの温度が制御温度１８０℃の上下限範囲内になるまで繰り返し実行する。また、降温制御でブレーキ温度が下がり過ぎたとき、昇温制御に切換えて加速と制動を行い、最終的には制御温度範囲内にする。
【００３３】
図５は、Ｎｏ１車輪のみが制御温度よりも高い場合の降温制御のタイムチャートを示す。この場合が図４と異なる部分は、Ｎｏ１車輪のみを降温制御することになり、Ｎｏ１車輪のみを加速から定速運転と冷却ブロア運転を行う。
【００３４】
以上の降温制御においても、ブレーキ試験前にブレーキ温度を所定値に昇・降温するのに、自動制御でなされ、しかも両ブレーキに設定する制御温度に上下限温度範囲内で制御することができる。
【００３５】
なお、デュアルブレーキの制御温度が異なる場合には、それぞれの制御温度に対する上下限範囲を基に昇・降温制御することができる。
【００３６】
また、実施形態では、デュアルブレーキの昇・降温制御の場合を示すが、ブレーキ単体試験に適用することができる。
【００３７】
また、冷却装置としては自然風による冷却ブロアで説明するが、冷房装置を組み合わせた温度コントロールした冷却装置などに置換できる。また、昇温はブレーキ動作で得る場合を示すが、熱風をブレーキに吹き付ける機能をもつ装置と置換または併用する構成でもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、ブレーキの昇・降温パターンを規定できる昇・降温制御用定数を予め設定しておき、このパターンの設定範囲内になるよう加速と引き摺りによる昇温と、加速と冷却ブロア運転による降温制御を行い、ブレーキを試験開始ブレーキ温度まで自動で昇・降温するようにしたため、ブレーキ単体試験およびデュアルブレーキ試験を容易にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すデュアルブレーキの昇・降温手順。
【図２】実施形態における昇・降温制御用定数表。
【図３】実施形態における昇温制御のタイムチャート。
【図４】実施形態における降温制御のタイムチャート（その１）。
【図５】実施形態における降温制御のタイムチャート（その２）。
【図６】ブレーキ試験システムの構成例。
【図７】ブレーキ試験パターンの説明図。
【符号の説明】
１Ｒ，１Ｌ…供試ブレーキ
２…フライホイール
３…モータ
４…動力制御盤
５…操作盤
６…計測・制御ＰＣ
７…鳴き計測ＰＣ
８…鳴き再生ＰＣ
９…管理部
１０…操作部

Claims

供試ブレーキを所定の制御温度に昇・降温した後、試験条件に応じてダイナモメータによって供試ブレーキのロータまたはドラムを設定速度まで加速し、油圧制御系の油圧制御によって供試ブレーキのロータまたはドラムにパッドを押圧する制動を試験パターンに応じて繰り返し行う車両用ブレーキの試験システムにおいて、
供試ブレーキを冷却できる冷却装置と、
前記ロータまたはドラムに対するパッドの引き摺り加圧タイムとインターバル及び押圧力と、昇温時のブレーキ温度の高温と低温別に異なる値にした制動開始車速と、降温時のブレーキ温度によって設定する車速切換え温度と降温車速と、昇・降温の切換え温度範囲を低温時には狭い温度範囲でかつ上限幅を下限幅よりも大きくした上下限範囲にし、高温時には広い温度範囲でかつ上限幅を下限幅よりも大きくした上下限範囲に設定した定数表と、
前記制御温度よりも低い温度の供試ブレーキを前記制動開始車速に加速制御し、前記引き摺り加圧タイムとインターバル及び押圧力による制動制御を行い、供試ブレーキが前記制御温度に対して前記上下限範囲内になるまで加速制御と制動制御を繰り返す昇温制御手段と、
前記制御温度よりも高い温度の供試ブレーキを前記制動開始車速に加速制御し、供試ブレーキが前記制御温度に対して前記上下限範囲内になるまで加速制御と前記冷却装置運転を繰り返す降温制御手段とを備えたことを特徴とする車両用ブレーキの試験システム。
デュアルブレーキの試験には、前記冷却装置と昇温制御手段および降温制御手段を両ブレーキにそれぞれ設け、両ブレーキを個別に所期の制御温度まで昇降温することを特徴とする請求項１に記載の車両用ブレーキの試験システム。