JP6949540B2 - 異常検知装置 - Google Patents

Description

本開示は、ドラムブレーキの異常を検知する技術に関する。

特許文献１には、トラクタに牽引されるトレーラで使用されるドラムブレーキにおいて、異常な温度状態を検出して、運転者に報知する温度状態検出装置が開示されている。上記装置は、ドラムブレーキの温度が、所定の温度変化状態で温度閾値を超え、且つ、所定時間、温度閾値を超えた状態が継続した場合に、異常状態と判定するとともに、異常状態を報知してドライバーに対応を促している。

実用新案登録第３２０３８０３号公報

上記装置は、一定の温度閾値を所定時間継続して超えた場合に、異常状態と判定している。そのため、ブレーキの引き摺り時のように、急激且つ継続的な温度上昇を伴う状況下では、警報を受けたドライバーが車両を停めて対応しようとした時には、すでにタイヤ付近は過熱状態で火災発生直前になっており、警報が手遅れになる可能性がある。一方、異常状態の判定を早期に行うために温度閾値を低く設定すると、峠道を下る際などの比較的過酷な条件において、正常状態でも異常状態と誤判定してしまい、警報の信頼度が低下するという問題がある。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ブレーキの異常状態を早期に精度良く検知することが可能な異常検知装置を提供することを主たる目的とする。

本開示は、異常検知装置であって、温度検出部（２）と、勾配算出部（３）と、異常判定部（３）と、報知部（３４，４）と、閾値設定部（３）と、を備える。温度検知部は、車両（１０）の車軸に設けられたドラムブレーキの温度であるブレーキ温度を検出する。勾配算出部は、予め設定された算出期間において、温度検出部により検出されたブレーキ温度の温度勾配を算出する。異常判定部は、勾配算出部により算出された温度勾配が、予め設定されている勾配閾値よりも大きい場合に、ドラムブレーキの異常と判定する。報知部は、異常判定部により前記ドラムブレーキの異常と判定された場合に、異常の発生を報知する。閾値設定部は、算出期間における車両の制動状態に応じて、勾配閾値を変化させる。

本開示によれば、ブレーキ温度の温度勾配が、勾配閾値よりも大きい場合に、ドラムブレーキの異常状態が判定される。ここで、ブレーキ温度の温度勾配は、車両の制動状態に応じて大きくなりやすかったり、小さくなりやすかったりする。そのため、勾配閾値は、車両の制動状態に応じて可変に設定される。これにより、算出期間における制動状態に関わらず、ブレーキの異常を早期に精度良く検知し、ドライバーに警告することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

異常検知装置が搭載された車両の全体構成及び異常検知装置を構成する各部の配置を示すブロック図である。 ドラムブレーキの構成を示す説明図である。 異常検知装置の構成を示すブロック図である。 制御ボックスに設置された判定部を示す図である。 正常状態及び異常状態のブレーキの温度変化を示す図である。 正常状態及び異常状態のブレーキの温度変化を示す図である。 異常検知処理のフローチャートである。 制動状態に応じた閾値の設定を説明する図である。 ブレーキＯＮの割合に応じて勾配閾値を変化させる処理のフローチャートである。 ブレーキの頻度に応じて長さ乖離閾値を変化させる処理のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．全体構成］
まず、本実施形態に係る異常検知装置１を搭載する車両の全体構成について、図１を参照して説明する。異常検知装置１は、トラック、バス等の自動車や、自動車に牽引されるトレーラ等の被牽引車両に搭載することができる。異常検知装置１は、車両が有する各車軸の両端に設けられたドラムブレーキの異常を検知する。ここでは、ドラムブレーキの異常として、ドラムブレーキの引き摺りが生じている異常状態であるか否かを少なくとも判定する。以下、異常検知装置１をトレーラ１０に搭載した例について説明する。

図１に示すように、トレーラ１０は、トラクタヘッド１１の後方に連結して牽引されるものである。トレーラ１０は、両端にタイヤが取り付けられた３本の車軸を有する。また、各車軸の両端には、それぞれドラムブレーキ５が設けられている。

［１−１．ドラムブレーキ］
ドラムブレーキ５は、図２に示すように、ブレーキドラム５１、ブレーキシュー５２、ブレーキライニング５３、Ｓカム５４、及びリターンスプリング５５を備える。

ブレーキドラム５１は、底面が除去された円筒状の部材である。ブレーキドラム５１は、車軸に連結され、タイヤと共に回転するように構成されている。
ブレーキシュー５２は、円弧状に形成された部位を有する一対の部材である。一対のブレーキシュー５２は、円弧状の部位が、ドラムの内周壁と一定の隙間を空けて対向する位置に配置されている。

ブレーキライニング５３は、各ブレーキシュー５２のブレーキドラム５１との対向面に、２枚ずつ取り付けられる。ブレーキライニング５３は、ブレーキドラム５１の内周壁に押し付けられることによって、制動力を発生させる。２つのブレーキライニング５３は、両者の間にブレーキシュー５２が露出する露出部位５２１が形成されるように、数ｍｍ〜十数ｍｍ程度話して配置される。

Ｓカム５４は、一対のブレーキシュー５２の一方の端部にそれぞれ接触する回動自在に取り付けられたＳ字状の部材である。ブレーキペダルが踏み込まれると、アクチュエータ５４１が、一対のブレーキシュー５２の端部の間を広げる方向、すなわち、ブレーキライニング５３をブレーキドラム５１に押し付ける方向に、Ｓカム５４を回動させる。その結
果、ブレーキライニング５３とブレーキドラム５１との間で発生する摩擦力によって制動が行われる。

リターンスプリング５５は、一対のブレーキシュー５２の端部の間に接続される。ブレーキペダルの踏込が解除されると、アクチュエータ５４１が、一対のブレーキシュー５２の端部の間を狭める方向に、Ｓカム５４を回動させる。その結果、リターンスプリング５５の付勢力により、ブレーキライニング５３とブレーキドラム５１との間に隙間ができ、制動が解除される。ここでは、Ｓカム５４を用いた例を示したが、Ｓカム５４はトレーラで採用されることが多く、トラックでは、Ｓカム５４の代わりにウエッチが採用されることが多い。

ここで、ブレーキの引き摺りとは、トレーラ１０のブレーキシステムの故障により、ブレーキライニング５３がブレーキドラム５１に押し付けられたままとなり、ドラムブレーキ５に制動力が発生し続ける状態のことである。このようなブレーキの引き摺りが発生すると、ドラムブレーキ５の温度が上昇し、ドラムブレーキ５内のグリス等油脂類が発火したり、タイヤの破裂・火災に至ったりするおそれがある。なお、一般に、トレーラ１０のブレーキシステムが故障した場合、ドラムブレーキ５に制動力が発生する方向に、フェールセーフ制御が実施される。以下では、ドラムブレーキ５に制動力が発生している状態をドラムブレーキ５のオン、ドラムブレーキ５に制動力が発生していない状態をドラムブレーキ５のオフと称する。

［１−２．異常検知装置］
次に、図１に戻り、異常検知装置１の構成について説明する。異常検知装置１は、複数の温度検出部２、判定部３、警告装置４、及び車載機器群６を備えている。

温度検出部２は、接触式の温度検出素子を備える周知の温度センサである。接触式の温度センサとしては、例えば、周囲の温度によって抵抗値が変化するサーミスタが挙げられる。温度検出部２は、トレーラ１０が有する複数のドラムブレーキ５のそれぞれに設けられ、ドラムブレーキ５又はドラムブレーキ５の周辺の温度を、ブレーキ温度として検出する。

具体的には、温度検出部２は、図２に示すように、ブレーキシュー５２の露出部位５２１に取り付けられ、ブレーキシュー５２の温度をブレーキ温度として検出する。温度検出部２は、一つのドラムブレーキ５が有する一対のブレーキシュー５２のうちの一方に取り付けられる。ただし、一対のブレーキシュー５２の両方に取り付けられていてもよい。また、温度検出部２は、ブレーキライニング５３に取り付けられ、ブレーキライニング５３の温度をブレーキ温度として検出してもよいし、ブレーキドラム５１の周辺に取り付けられ、周辺の温度をブレーキ温度として検出してもよい。

警告装置４は、トレーラ１０の前端、即ち、トラクタヘッド１１との境界付近で、トラクタヘッド１１に乗車中のドライバーが、サイドミラーを介して視認することが可能な位置に設置されている。

車載機器群６は、車両の挙動を表す信号（以下、挙動信号）を検出または伝送する機器である。車載機器群６が提供する挙動信号には、ブレーキ信号および車速が少なくとも含まれている。車速は、トラクタヘッド１１のタイヤに設けられた車速センサから得られる情報を用いて求める以外に、車両に搭載されたＧＰＳ受信機で受信されたＧＰＳ受信信号や、加速度センサにより検出された加速度を用いて求めるようにしてもよい。ＧＰＳは、グローバルポジショニングシステムの略語である。

判定部３は、図３に示すように、複数のＡＤ変換部３１、情報取得部３２、演算部３３、及び表示デバイス３４を備えた制御基板である。判定部３は、複数の温度検出部２、車載機器群６、及び警告装置４と、ワイヤ７で接続されており、ワイヤ７を介して、信号のやり取りを行っている。

判定部３は、図４に示すように、制御ボックス８に収納されて、トレーラ１０下部の作業しやすい場所に設置される。制御ボックス８は、前面が開口した方形状の本体部８１と、開閉扉８２とを備え、判定部３は、本体部８１の後面に、表示デバイス３４が前方を向いた状態で設置される。開閉扉８２には、透明な覗き窓８３が設けられており、覗き窓８３から表示デバイス３４を視認できるようになっている。また、判定部３に接続されたワイヤ７は、本体部８１の底面に設けられた貫通孔から外部へ取り出される。そして、本体部８１と開閉扉８２との隙間、及び貫通孔とワイヤ７との隙間には、発泡ゴム材８４が配置されて、防水処置がなされている。

複数のＡＤ変換部３１は、複数の温度検出部２のそれぞれに対応づけて設けられている。ＡＤ変換部３１は、対応づけられた温度検出部２からの検出信号をデジタルデータに変換して演算部３３に供給する。

情報取得部３２は、車載機器群６からブレーキ信号や車速信号を取得して演算部３３に供給する。
表示デバイス３４は、液晶パネルを含み、各ドラムブレーキ５の異常を検知した結果を、その異常が発生した部位、つまりどのドラムブレーキ５が異常であるかと共に、表示するように構成されている。なお、本実施形態では、表示デバイス３４及び警告装置４が報知部に相当する。

演算部３３は、ＣＰＵ３３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリであるメモリ３３２と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。演算部３３の各種機能は、ＣＰＵ３３１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。本実施形態では、メモリ３３２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に相当し、演算部３３の各種機能は、勾配算出部、軌跡長算出部、異常判定部、閾値設定部、期間設定部である。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、演算部３３を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

演算部３３は、ＣＰＵ３３１がプログラムを実行することにより、複数のＡＤ変換部３１および情報取得部３２から得られる情報に従ってブレーキの異常を判定し、判定結果を警告装置４や表示デバイス３４を介して報知する異常検知処理を少なくとも実行する。また、演算部３３の機能を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現してもよい。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現してもよい。

［２．処理］
［２−１．異常検知処理］
まず、ブレーキの異常の検知に用いるパラメータについて、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、停車状態から加速期間→速度一定期間→減速期間→停車期間と走行パターンを変化させた場合における、ブレーキ温度の変化パターンＡ〜Ｉを示したものである。

変化パターンＡ，Ｅ，Ｆ，Ｇは、ドラムブレーキ５が正常状態の場合の例である。変化パターンＡ，Ｅ，Ｆ，Ｇでは、加速期間及び速度一定期間において、ドラムブレーキ５はオフとなっているため、ブレーキ温度は略一定となっている。そして、変化パターンＡ，Ｅ，Ｆ，Ｇでは、減速期間になると、ドラムブレーキ５がオンになって、ブレーキ温度は緩やかに上昇し、停車期間になると、ドラムブレーキ５がオフになって、ブレーキ温度は略一定となっている。

一方、変化パターンＢ，Ｃ，Ｄ，Ｈ，Ｉは、ドラムブレーキ５が異常状態の場合の例である。
変化パターンＣ及びＤは、前回の走行時に故障しており、加速期間の前からドラムブレーキ５に蓄熱されている例である。変化パターンＣ及びＤでは、加速期間開始の位置Ｐ３及び位置Ｐ４において、すでに温度閾値を超えている。よって、変化パターンＣ及びＤでは、ブレーキ温度の現在温度値と温度閾値との比較により、加速期間の開始時点においてブレーキの異常が検知される。

また、変化パターンＢは、車両の走行開始前または加速期間の開始後にトレーラ１０のブレーキシステムが故障した例である。変化パターンＢでは、ドラムブレーキ５がオフになっている加速期間及び速度一定期間でも、ブレーキ温度が徐々に上がっている。しかしながら、変化パターンＢでは、ブレーキ温度は、減速期間になるまで温度閾値未満となっている。つまり、変化パターンＢでは、ブレーキ温度の現在温度値を用いても、減速期間になるまでブレーキの異常が検知されない。

ここで、変化パターンＢでは、減速期間よりも前の位置Ｐ２におけるブレーキ温度の温度勾配が、位置Ｐ２に対応する位置Ｐ１における変化パターンＡの温度勾配と比べて大きくなっている。よって、変化パターンＢでは、ブレーキ温度の温度勾配と勾配閾値との比較により、早期にブレーキの異常が検知される。温度勾配は、上昇勾配を正の値、下降勾配を負の値とする。

さらに、変化パターンＢでは、ドラムブレーキ５が正常状態の場合よりも、ブレーキ温度が大きく変動している。そのため、変化パターンＢでは、加速期間開始から位置Ｐ２までのブレーキ温度の軌跡長が、加速期間開始から位置Ｐ１までの変化パターンＡの軌跡長よりも長くなっている。軌跡長は、ブレーキ温度の変動を示す軌跡の長さ、つまり変化パターンＢの曲線の長さである。言い換えると、軌跡長は、軌跡長の算出期間におけるブレーキ温度の変化量の総和である。ブレーキ温度の変化量は、処理周期での変化量である。軌跡長は、車両の走行時の風や雨水等の水滴によりブレーキ温度が低下した場合でも、温度変化の分だけ長くなる。よって、変化パターンＢでは、ブレーキ温度の軌跡長と軌跡長閾値との比較により、早期にブレーキの異常が検知される。

さらに、変化パターンＨは、車両の走行開始前または加速期間の開始後にトレーラ１０のブレーキシステムが故障した例であり、変化パターンＢと比べて引き摺りが弱い例である。また、変化パターンＩは、加速期間の前からドラムブレーキ５に蓄熱されているが、変化パターンＣ及びＤに比べて蓄熱量が少ない例であり、且つ、変化パターンＢと比べて引き摺りが弱い例である。変化パターンＨ及びＩに示すように、引き摺りが弱い場合、ブレーキ温度の上昇が緩やかになるため、変化パターンＢ〜Ｄと同様に、変化パターンを個別に見ても、ブレーキの異常の検知が遅くなったり、検知されなかったりすることがある。ここで、変化パターンＨでは、位置Ｐ６において、他の正常な変化パターンＥ，Ｆ，Ｇと比較すると、温度勾配及び軌跡長が、変化パターンＥ，Ｆ，Ｇの温度勾配及び軌跡長から乖離している。また、変化パターンＩでは、位置Ｐ５において、他の正常な変化パターンＥ，Ｆ，Ｇと比較すると、温度勾配が、変化パターンＥ，Ｆ，Ｇの温度勾配から乖離している。よって、引き摺りが弱い変化パターンＨ及びＩでは、複数のドラムブレーキ５の
ブレーキ温度の温度勾配及び軌跡長を互いに比較するとよい。そして、他のブレーキ温度との温度勾配の乖離量と勾配乖離閾値とを比較する、又は、他のブレーキ温度との軌跡長の乖離量と長さ乖離閾値とを比較することにより、早期にブレーキの異常が検知される。

また、弱い引き摺り例の変化パターンＨ及びＩは、変化パターンＢ〜Ｄと比較してブレーキ温度の上昇が緩やかになっており、過酷なブレーキ操作が行われた場合のブレーキ温度の変化パターンと似た変化パターンとなる。よって、変化パターンＨ及びＩのような、ブレーキ温度が緩やかに上昇する変化パターンが見られた場合には、弱い引き摺りによるブレーキ温度の上昇か、過酷なブレーキ操作によるブレーキの温度の上昇かを判別する必要がある。ここで、弱い引き摺り状態時のブレーキ温度の上昇は、ドラムブレーキ５がオフのときでも表れるのに対して、過酷なブレーキ操作時のブレーキ温度の上昇は、ドラムブレーキ５がオフのときには表れない。つまり、ドラムブレーキ５がオフの場合や、軌跡長を算出する算出期間における制動期間の割合（以下、ＯＮ割合）が少ない場合に、ブレーキ温度の上昇が見られれば、引き摺り状態と判別できる。

以上より、本実施形態では、所定の算出期間におけるブレーキ温度の温度勾配、温度勾配の乖離量、算出期間におけるブレーキ温度の軌跡長、軌跡長の乖離量、ブレーキ温度、及びブレーキのオフ信号又はＯＮ割合を用いて、ブレーキの異常を判定する。

次に、異常検知処理の処理手順について、図７のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、演算部３３により予め設定された間隔で周期的に実行される。本実施形態では、演算部３３は１ｓ間隔で本処理手順を実行する。なお、本処理手順が実行される周期を処理サイクルと称する。

まず、ステップＳ１０では、複数のＡＤ変換部３１及び情報取得部３２を介して、各種情報を取得する。取得する情報には、各タイヤのブレーキ温度、車速、ブレーキ信号のオンオフ、及びブレーキ信号がオンである場合はその継続期間（以下、制動期間）が含まれる。ここでの制動期間は、ドラムブレーキ５がオンになっていて、車速が減速している期間であり、ドラムブレーキ５をオンにして車両を停止状態にしている期間は含まない。

続いて、ステップＳ２０では、異常判定に用いる各種パラメータを算出する。具体的には、各種パラメータの算出期間、処理サイクル間のブレーキ温度の温度勾配、他のブレーキ温度の温度勾配との乖離量、算出期間における軌跡長、他のブレーキ温度の軌跡長との乖離量を算出する。その際、直近のＮ回の処理サイクルにおいて温度検出部２により検出されたブレーキ温度の値を移動平均し、移動平均した値をブレーキ温度として用いる。Ｎは自然数であり、例えば１０とする。また、算出期間は、車速に応じて変化させる。具体的には、車速が高いほど算出期間を短くする。例えば、算出期間は、時速５０ｋｍ／ｈで１０ｓとする。温度勾配の算出期間と軌跡長の算出期間は異なる期間にしてもよい。なお、直近のＮ回の処理サイクルの期間が、平均期間に相当する。

さらに、各種パラメータとして、車両の制動状態及び各種閾値を算出する。車両の制動状態は、算出期間における制動期間の割合、及び、算出期間におけるドラムブレーキ５のオンからオフへの切り替え回数である。また、各種閾値は、勾配閾値、温度閾値、勾配乖離閾値、軌跡長閾値、及び長さ乖離閾値である。各種閾値の算出については、詳細を後述する。

続いて、ステップＳ３０では、各ドラムブレーキ５について、ステップＳ２０で算出したパラメータと閾値とを比較して、ドラムブレーキ５ごとに異常か否か判定する。具体的には、ドラムブレーキ５のオフ信号又はＯＮ割合を考慮した上で、（１）温度勾配が勾配閾値よりも大きいか、（２）現在温度値が温度よりも大きいか、（３）温度勾配の乖離量が勾配乖離閾値よりも大きいか、（４）軌跡長が軌跡長閾値よりも大きいか、（５）軌跡
長の乖離量が長さ乖離閾値よりも大きいか、を判定する。そして、どのドラムブレーキ５においても、（１）〜（５）のいずれの条件も満たさない場合は、どのドラムブレーキ５も正常であると判定して、本処理を終了する。

一方、いずれかのドラムブレーキ５において、（１）〜（５）のいずれかの条件を満たす場合は、ステップＳ４０へ進み、ブレーキの異常を検知したことを報知する。このとき、誤報知を抑制するため、２回の処理サイクルで続けてブレーキの異常が検知されたことを条件に、報知するようにしてもよい。具体的には、警告装置４を作動させるとともに、表示デバイス３４に、異常が検出された部位や、異常の内容すなわち（１）〜（５）のどの条件を満たしているかについて表示する。これにより、整備の必要な個所が報知されるため、メンテナンス性が向上する。さらに、異常が検出された部位や異常内容をメモリ３３２に格納する。メモリ３３２に格納された情報は、後日、故障の解析に用いることができる。以上で、本処理を終了する。

なお、本実施形態では、ステップＳ２０の処理が、勾配算出部、軌跡長算出部、閾値設定部、期間設定部の機能の実現により実行される処理に相当する。また、ステップ３０の処理が異常判定部の機能の実現により実行される処理に相当する。

［２−２．閾値設定処理］
次に、各種の閾値の設定について説明する。過酷なブレーキ操作が行われた場合、ブレーキの引き摺りが生じていなくても、ＯＮ割合が大きいほど、温度勾配は大きくなり、軌跡長は長くなる傾向がある。また、ドラムブレーキ５をオンからオフに切り替えると、ブレーキ温度が一旦上がった後で、一定となる変化が起こるため、引き摺りが生じている場合よりも逆に軌跡長が長くなることが起こり得る。つまり、過酷なブレーキ操作が行われて、ドラムブレーキ５をオンからオフへ切り替える回数（以下、切り替え回数）が多くなるほど、軌跡長は長くなる傾向がある。

図８に、ドラムブレーキ５の弱い引き摺りが生じている場合に、ブレーキ温度が上昇する様子を示す。図８では、温度変化を示す５分の間、ドラムブレーキ５はオフのままで緩やかに温度が上昇しており、１分時点及び５分時点の温度勾配は、０．１６７℃／ｓとなっている。ここで、勾配閾値を０．１６７℃／ｓよりも小さい値にとすると、図８に示す例では、弱い引き摺り状態のブレーキの異常が検知される。しかしながら、勾配閾値を０．１６７℃／ｓよりも小さい値に固定すれば、過酷なブレーキ操作が行われた場合に、正常であるにもかかわらず異常と誤検知してしまうおそれがある。そこで、過酷なブレーキ操作が行われていない場合には、弱い引き摺り状態を早期に検知できるように勾配閾値を比較的小さく設定し、過酷なブレーキ操作が行われている場合には、異常を誤検知しないように勾配閾値を比較的大きく設定するとよい。他の閾値についても同様のことが言える。よって、本実施形態では、勾配閾値を、ＯＮ割合及び車速に応じて変化させる。また、長さ乖離閾値を、算出期間に切り替え回数に応じて変化させる。

次に、勾配閾値の設定処理の処理手順について、図９のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ１００では、勾配閾値を基準となる値であるＢＡＳＥに設定する。続いて、ステップＳ１１０では、算出期間における制動期間の割合（以下、ＯＮ割合）が０％以上１０％未満か否か判定する。ＯＮ割合が０％以上１０％未満の場合は、ステップＳ２１０へ進む。一方、ＯＮ割合が１０％以上の場合は、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０では、ＯＮ割合が１０％以上３０％未満か否か判定する。ＯＮ割合が１０％以上３０％未満の場合は、ステップＳ１３０へ進み、勾配閾値をＢＡＳＥ×１．２倍の値に設定する。一方、ＯＮ割合が３０％以上の場合は、ステップＳ１４０へ進む。ス
テップＳ１４０では、ＯＮ割合が３０％以上５０％未満か否か判定する。ＯＮ割合が３０％以上５０％未満の場合は、ステップＳ１５０へ進み、勾配閾値をＢＡＳＥ×１．４倍の値に設定する。一方、ＯＮ割合が５０％以上の場合は、ステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０では、ＯＮ割合が５０％以上７０％未満か否か判定する。ＯＮ割合が５０％以上７０％未満の場合は、ステップＳ１７０へ進み、勾配閾値をＢＡＳＥ×１．６倍の値に設定する。一方、ＯＮ割合が７０％以上の場合は、ステップＳ１８０へ進む。ステップＳ１８０では、ＯＮ割合が７０％以上９０％未満か否か判定する。ＯＮ割合が７０％以上９０％未満の場合は、ステップＳ１９０へ進み、勾配閾値をＢＡＳＥ×１．８倍の値に設定する。一方、ＯＮ割合が９０％以上の場合は、ステップＳ２００へ進む。ステップＳ２００では、勾配閾値をＢＡＳＥ×２．０倍の値に設定し、ステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２１０では、高速での制動ブレーキであるか否か判定する。具体的には、車速が高速閾値よりも高いか否か判定する。高速閾値は例えば６０ｋｍ／ｈとする。高速での制動ブレーキでない場合は、すでに設定されている勾配閾値をそのまま勾配閾値として用いる。一方、高速での制動ブレーキの場合は、すでに設定されている勾配閾値を１．５倍した値を勾配閾値として用いる。以上で本処理を終了する。なお、ＯＮ割合の代わりに制動期間を用いてもよい。その場合、制動期間が長いほど、勾配閾値を大きな値に設定すればよい。また、軌跡長閾値も同様に設定すればよい。

次に、長さ乖離閾値の設定処理の処理手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳ４００では、長さ乖離閾値を基準となる値であるＢＡＳＥに設定する。続いて、ステップＳ４１０では、切り替え回数が１回未満か否か判定する。切り替え回数が１回未満の場合は、そのまま本処理を終了する。すなわち、ＢＡＳＥに設定された長さ乖離閾値を用いる。一方、切り替え回数が１回以上の場合は、ステップＳ４２０へ進む。

ステップＳ４２０では、切り替え回数が１回以上３回未満か否か判定する。切り替え回数が１回以上３回未満の場合は、ステップＳ４３０へ進み、長さ乖離閾値をＢＡＳＥ×１．２倍の値に設定する。一方、切り替え回数が３回以上の場合は、ステップＳ４４０へ進む。ステップＳ４４０では、切り替え回数が３回以上５回未満か否か判定する。切り替え回数が３回以上５回未満の場合は、ステップＳ４５０へ進み、長さ乖離閾値をＢＡＳＥ×１．４倍の値に設定する。一方、切り替え回数が５回以上の場合は、ステップＳ４６０へ進む。

ステップＳ４６０では、切り替え回数が５回以上７回未満か否か判定する。切り替え回数が５回以上７回未満の場合は、ステップＳ４７０へ進み、長さ乖離閾値をＢＡＳＥ×１．６倍の値に設定する。一方、切り替え回数が７回以上の場合は、ステップＳ４８０へ進む。ステップＳ４８０では、切り替え回数が７回以上９回未満か否か判定する。切り替え回数が７回以上９回未満の場合は、ステップＳ４９０へ進み、長さ乖離閾値をＢＡＳＥ×１．８倍の値に設定する。一方、切り替え回数が９回以上の場合は、ステップＳ５００へ進む。ステップＳ５００では、長さ乖離閾値をＢＡＳＥ×２．０倍の値に設定する。以上で本処理を終了する。なお、軌跡長閾値の設定も同様にしてもよい。

［３．効果］
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）ブレーキ温度の軌跡長を用いることにより、走行時の風や雨等の水滴によりブレーキ温度が低下した場合でも、ブレーキの異常を早期に精度良く検知することができる。

（２）複数のブレーキ温度の軌跡長を互いに比較することにより、引き摺り程度が弱く、ブレーキ温度の変化量が小さい場合でも、ブレーキの異常を検知することができる。
（３）過酷なブレーキ操作が行われた場合、軌跡長が長くなる傾向がある。よって、長さ乖離閾値は、ドラムブレーキ5の制動状態に応じて可変に設定される。これにより、過酷なブレーキ操作が行われた場合には、長さ乖離閾値を大きくして、ドラムブレーキ５の正常状態を異常状態と誤検知することを抑制することができる。また、過酷なブレーキ操作が行われていない場合には、長さ乖離閾値を小さくして、弱い引き摺り状態の場合でも、ドラムブレーキ５の異常を早期に検知することができる。

（４）過酷なブレーキ操作が行われた場合、軌跡長は長くなり、ブレーキ温度の温度勾配は大きくなる傾向がある。また、車速が高い場合、軌跡長は長くなり、ブレーキ温度の温度勾配は大きくなる傾向がある。よって、軌跡長閾値及び勾配閾値は、ブレーキ５の制動状態及び車速に応じて可変に設定される。これにより、過酷なブレーキ操作が行われている、または車速が高い場合には、勾配閾値を大きくして、ドラムブレーキ５の正常状態を異常状態と誤検知することを抑制することができる。また、過酷なブレーキ操作が行われておらず、車速が低い場合には、勾配閾値を小さくして、弱い引き摺り状態の場合でも、ドラムブレーキ５の異常を早期に検知することができる。

（５）ブレーキ温度を移動平均して平滑化することで、Ｓ／Ｎ比を高くし、精度よく温度勾配及び軌跡長を算出することができる。ひいては、精度良く、ブレーキの異常を検知することができる。

（６）複数のブレーキ温度の温度勾配を比較することにより、引き摺り程度が弱く、ブレーキ温度の温度勾配が緩やかな場合でも、ブレーキの異常を検知することができる。
（７）現在温度を用いてブレーキの異常を検知することにより、すべてのドラムブレーキが引き摺り状態で、且つ引き摺り程度が弱い場合でも、ブレーキの異常を検知することができる。

（８）車両が高速走行している場合には、車両が低速走行している場合よりも、ブレーキの異常が危険につながりやすいため、ブレーキの異常を早期に検出する必要がある。一方、算出期間を短くすると、ブレーキの異常の検知精度が低下するおそれがある。よって、車速に応じて算出期間を変化させることにより、ブレーキの異常の早期検知と、ブレーキの異常の検知精度とを、適切にバランスさせることができる。

（９）車両の制動状態は、正確な車速を用いなくても、ＧＰＳ受信信号から算出された低精度の車速や、加速度から推定した車速を用いて判定することができる。また、車速センサと比べて、ＧＰＳ受信機やＧセンサは、異常検知システムの基板内に配置が可能なため、車速センサを用いる代わりに、ＧＰＳ受信機やＧセンサを用いることで、取付工数を削減することができる。

（１０）回転体ではないブレーキシュー又はライニングの温度を検出するため、温度の検出が容易である。
（１１）接触式の温度センサは、非接触式の温度センサと比べて、ブレーキダスト、泥、オイルなどの影響を受けないため、温度検出の経年変化が少なく、回路も簡素である。また、接触式の温度センサは、非接触式の温度センサと比べて、安価で取付けも容易である。

［他の実施形態］
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されることなく、種々変形して実施することができる。

（ａ）上記実施形態では、各種閾値をそれぞれ一つ設定し、警告を一段階で行っているが、これに限定されるものではない。例えば、各種閾値のそれぞれに、注意を促すための注意閾値と、注意閾値よりも大きな値の緊急な対処を要求するための警告閾値との二つを設定する。そして、判定値が注意閾値と警告閾値との間の場合と、判定値が警告閾値を超える場合とで報知態様を変え、ドライバーに危険水準を報知するようにしてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、異常状態を警告装置４や表示デバイス３４を用いて報知しているが、これに限定されるものではない。例えば、スピーカ等を用いて聴覚的に、異常状態を報知するように構成してもよい。または、ポケットベルやスマートフォン等の通信手段を用いてドライバーに警告を発信するようにしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、温度検出部２として、接触式の温度検出素子を備える温度センサを用いているが、非接触式の温度検出装置を備える温度センサを用いてもよい。
（ｄ）上記実施形態では、温度検出部２がブレーキシュー５２の露出部位５２１に取り付けられているが、これに限定されるものではない。例えば、温度検出部２は、ブレーキライニング５３に埋め込まれていてもよい。また、温度検出部２は、ブレーキドラム５１側に設けられていてもよい。但し、この場合、ブレーキ温度を無線にて送受信する必要があり、例えば、既存のＴＰＭＳ装置を用いてもよい。ＴＰＭＳは、タイヤ空気圧監視システム、即ち、Tire Pressure Monitoring Systemの略語である。

（ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（ｆ）上述した異常検知装置の他、当該異常検知装置を構成要素とするシステム、当該異常検知装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、ブレーキの異常検知方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…異常検知装置、２…温度検出部、３…判定部、４…警告装置、５…ドラムブレーキ、６…車載機器群、７…ワイヤ、８…制御ボックス、１０…トレーラ、３４…表示デバイス。

Claims (8)

1. 車両（１０）の車軸に設けられたドラムブレーキ（５）の温度であるブレーキ温度を検出するように構成された温度検出部（２）と、
   予め設定された算出期間において、前記温度検出部により検出された前記ブレーキ温度の温度勾配を算出するように構成された勾配算出部（３）と、
   前記勾配算出部により算出された前記温度勾配が、予め設定されている勾配閾値よりも大きい場合に、前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定するように構成された異常判定部（３）と、
   前記異常判定部により前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定された場合に、異常の発生を報知するように構成された報知部（３４，４）と、
   前記算出期間における前記車両の制動状態に応じて、前記勾配閾値を変化させるように構成された閾値設定部（３）と、を備え、
   前記車両の制動状態は、前記算出期間における前記車両の制動期間の割合である、
   異常検知装置
2. 前記ドラムブレーキは、前記車両の車軸に複数設けられており、
   前記温度検出部は、複数の前記ドラムブレーキの前記ブレーキ温度をそれぞれ検出し、
   前記異常判定部は、前記勾配算出部により算出された各ブレーキ温度の温度勾配を比較し、他の前記温度勾配よりも予め設定されている勾配乖離閾値を超えて大きな前記温度勾配が存在する場合に、当該温度勾配に対応する前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定するように構成されている、請求項１に記載の異常検知装置
3. 車両（１０）の車軸に設けられたドラムブレーキ（５）の温度であるブレーキ温度を検出するように構成された温度検出部（２）と、
   予め設定された算出期間において、前記温度検出部により検出された前記ブレーキ温度の温度勾配を算出するように構成された勾配算出部（３）と、
   前記勾配算出部により算出された前記温度勾配が、予め設定されている勾配閾値よりも大きい場合に、前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定するように構成された異常判定部（３）と、
   前記異常判定部により前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定された場合に、異常の発生を報知するように構成された報知部（３４，４）と、
   前記算出期間における前記車両の制動状態に応じて、前記勾配閾値を変化させるように構成された閾値設定部（３）と、を備え、
   前記ドラムブレーキは、前記車両の車軸に複数設けられており、
   前記温度検出部は、複数の前記ドラムブレーキの前記ブレーキ温度をそれぞれ検出し、
   前記異常判定部は、前記勾配算出部により算出された各ブレーキ温度の温度勾配を比較し、他の前記温度勾配よりも予め設定されている勾配乖離閾値を超えて大きな前記温度勾配が存在する場合に、当該温度勾配に対応する前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定するように構成されている、
   異常検知装置
4. 前記閾値設定部は、前記車両の速度に応じて、前記勾配閾値を変化させるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常検知装置
5. 前記勾配算出部は、予め設定された平均期間に前記温度検出部により検出された前記ブレーキ温度を移動平均した値を前記ブレーキ温度として用いて、前記ブレーキ温度の温度勾配を算出するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の異常検知装置
6. 前記異常判定部は、前記温度検出部により検出された前記ブレーキ温度が予め設定されている温度閾値よりも高い場合に、前記ドラムブレーキの引き摺りの発生と判定するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の異常検知装置
7. 前記温度検出部は、前記ブレーキ温度として、前記ドラムブレーキのブレーキシュー又はブレーキライニングの温度を検出するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の異常検知装置
8. 前記温度検出部は、接触式の温度検出素子を備える温度センサである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の異常検知装置。

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