JP7201420B2 - ブレーキ装置および異常検出方法 - Google Patents
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Description
(1) 固定部材と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも1つの電気コイルと、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部、
を備え、
前記異常検知部は、前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とするブレーキ装置。
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
ことを特徴とする上記(1)に記載のブレーキ装置。
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知し、
前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする異常検出方法。
ことを特徴とする上記(3)に記載の異常検出方法。
更に、上記(1)の構成のブレーキ装置及び上記(3)の構成の異常検出方法によれば、制動力の失陥に関連する電気コイルのインダクタンス変化を容易に検知できる。すなわち、電気コイルのインダクタンスが変化すると、電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性、例えば立ち上がり時間などが変動するので、この変動に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知できる。また、交流電気信号を利用することにより、電気コイルのインダクタンス変化をインピーダンス変化として検知できる。
図1(a)および図1(b)は、実施形態のブレーキ装置10における主要部の構成例を示す縦断面図であり、それぞれ内部空間に充填されたMR流体の総量が互いに異なる2種類の状態を表している。
図1(a)、図1(b)に示したブレーキ装置10を監視するシステムの構成例を図2に示す。
T=(Rt/R0-1)/a+T0
T:コイル温度
T0:基準温度
R0:基準温度T0のときのコイル抵抗
Rt:電圧センサと電流センサから算出したコイル抵抗
a:使用する物質に応じた温度係数
図2に示したシステムの変形例を図3に示す。図3に示したシステムは、交流信号発生回路22Bを備えている。ブレーキ監視回路21Bは、MR流体14の量が異常に減少した場合や、MR流体14の中に分散して存在している鉄粉等の磁性体が凝集を起こして沈殿した場合のような異常を、電気コイル15の交流に対するインピーダンスの変化として検出する。
Ic=E/Z
Z=Z1+R0
Z1=2πf・Lx+Rx
E:電気信号SG2Bの交流電圧の実効値
Z:電気コイル15と電流検出器25の直列回路のインピーダンス
Z1:電気コイル15のインピーダンス
Lx:電気コイル15のインダクタンス
Rx:電気コイル15の直流抵抗
f:交流信号の周波数
R0:電流検出器25の抵抗値
ブレーキ監視回路21Bは、電気コイル15のインピーダンスの異常を検知すると、ブレーキ装置10における制動力の失陥を把握し、電気信号SG7を制御して警報部24に警報を出力させる。
図2に示したブレーキ装置の電気コイル15に対してステップ状に直流電圧を印加したときの立ち上がり電流特性の例を図4に示す。
図2に示したシステムの動作タイミングの例を図5に示す。
図5に示した動作例では、電気信号SG1又はSG2の電圧Vが時刻t0で0から所定電圧までステップ状に上昇した場合に、時刻t0から一定時間T0を経過した時刻t1で電気コイル15に流れる電流値を計測する場合を想定している。
図2に示したブレーキ監視回路21の動作例-1を図6に示す。図6の動作について以下に説明する。
ブレーキ監視回路21は、S10で検出した温度に対応する温度補正係数をステップS11で温度補正テーブルTB1から取得する。なお、温度補正テーブルTB1はブレーキ監視回路21内に存在する。温度補正テーブルTB1は、温度毎の温度補正係数のデータを予め保持している。
K1=Cu2/Cu0
Cu0:電流の目標値(例えば最大値)
図2に示したブレーキ監視回路21の動作例-2を図7に示す。図7の動作について以下に説明する。
ブレーキ監視回路21は、電気信号SG1、SG2のいずれかの電圧の変化を監視することにより、電気コイル15へステップ状の直流電圧の印加が開始されたか否かをステップS23で識別する。つまり、図5の時刻t0と同様のタイミングをS23で検知する。この条件を満たした場合は、ブレーキ監視回路21は次のステップS24に進み、電気信号SG6の電圧に相当する電流値Cu1をサンプリングして測定する。
[1] 固定部材(11)と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材(回転部材12)と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間(13)に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体(MR流体14)と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも1つの電気コイル(15)と、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部(ブレーキ監視回路21)、
を備えたことを特徴とするブレーキ装置。
上記[1]に記載のブレーキ装置。
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する(S15,S22)、
上記[1]又は[2]に記載のブレーキ装置。
上記[1]乃至[3]のいずれかに記載のブレーキ装置。
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知する(S10~S19,又はS20~S29)ことを特徴とする異常検出方法。
ことを特徴とする上記[5]に記載の異常検出方法。
ことを特徴とする上記[5]又は[6]に記載の異常検出方法。
11 固定部材
11a,11b,11c 磁性体ヨーク
12 回転部材
12a ブレーキディスク
13 空間
14 MR流体
15 電気コイル
16 磁界
21,21B ブレーキ監視回路
22 ステップ信号発生回路
22B 交流信号発生回路
23 温度センサ
24 警報部
25 電流検出器
L1,L2 流体液面レベル
SG1,SG2,SG3,SG4,SG5,SG6,SG7 電気信号
Ci0,Ci1,Ci2 電流特性
T0 一定時間
Tx 経過時間
Cu1,Cu2 電流値
Cux 電流基準値
K1 目標到達率
Kr 閾値
TB1 温度補正テーブル
Claims (4)
- 固定部材と、
前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、
前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、
前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも1つの電気コイルと、
を有するブレーキ装置であって、
前記空間に充填された前記機能性流体の異常を、前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて検知する異常検知部、
を備え、
前記異常検知部は、前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とするブレーキ装置。 - 前記電気コイルの近傍における温度を検知する温度検知部、を備え、
前記異常検知部は、前記温度検知部が検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
請求項1に記載のブレーキ装置。 - 固定部材と、前記固定部材と対向する位置に配置された可動部材と、前記可動部材と前記固定部材との間の空間に充填され、磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体と、前記機能性流体に対して磁場を印加する少なくとも1つの電気コイルと、を有するブレーキ装置の異常を検知するための異常検出方法であって、
前記電気コイルにおけるインダクタンスの変化に基づいて、前記空間に充填された前記機能性流体の異常を検知し、
前記電気コイルに印加される入力電気量のステップ状変化に対する応答特性に基づいて前記電気コイルのインダクタンス変化を検知する、
ことを特徴とする異常検出方法。 - 前記電気コイルの近傍における温度を検知し、検知した温度の変動分を前記異常の検知に反映する、
ことを特徴とする請求項3に記載の異常検出方法。
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