JP6414118B2

JP6414118B2 - 車両用ブレーキシステムおよび摩擦部材摩耗検知方法

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Publication number: JP6414118B2
Application number: JP2016064356A
Authority: JP
Inventors: 直樹薮崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: DE102017106528A1; CN107235042B; CN107235042A; US10030730B2; US20170276199A1; JP2017180531A

Description

本発明は、モータを動力源とする電動ブレーキ装置を備えた車両用ブレーキシステムに関し、特に、その電動ブレーキ装置が有する摩擦部材の摩耗検知手段に関する。

下記特許文献１には、(a)摩擦部材と、(b)車輪とともに回転する回転体と、(c)動力源としてのモータと、(d)そのモータによって前進・後退させられる被駆動部材とを有し、モータが被駆動部材を前進させることによって、摩擦部材を回転体に接触させてブレーキ力を発生させる電動ブレーキ装置が記載されている。そして、その下記特許文献１には、摩擦部材の摩耗度合いを検出して、その摩擦部材の摩耗を検知する摩耗検知器が記載されている。

特開２０１５−１８７４８３号公報

上記特許文献１に記載のシステムでは、モータ回転角検出手段によって検出されるモータ回転角とブレーキ力推定手段によって推定されたブレーキ力との関係を、摩擦部材が摩耗していない時の関係と比較することで、摩擦材の摩耗量を推定するように構成されている。しかしながら、摩擦部材の現時点での関係を摩耗していない時の関係と比較するだけでは、摩擦部材の摩耗を十分に検知できない虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、摩擦部材の摩耗を検知する性能を向上させた摩擦部材摩耗検知方法を提供することを課題とし、また、電動ブレーキ装置と摩耗検知器とを備えた車両用ブレーキシステムにおいて、摩擦部材の摩耗を検知する性能を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用ブレーキシステムは、
(a)摩擦部材と、(b)車輪とともに回転する回転体と、(c)動力源としてのモータと、(d)そのモータによって前進・後退させられる被駆動部材とを有し、前記モータによって前記被駆動部材を前進させてその被駆動部材で前記摩擦部材を押すことで、その摩擦部材を前記回転体に接触させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置と、
(A)前記被駆動部材の前進した距離である前進量、および、前記被駆動部材が前記摩擦部材を押圧している力である押圧力を取得するデータ取得部と、(B)前記摩擦部材が前記
回転体に接触し始める前記被駆動部材の位置である接触開始位置を検出する接触開始位置検出部と、(C)その接触開始位置検出部によって検出された接触開始位置に基づいて、前記摩擦部材の残存する厚さを推定する摩擦部材残存厚推定部とを有し、前記摩擦部材の摩耗を検知するための摩耗検知器と
を備え、
前記摩耗検知器が、さらに、
前記データ取得部によって取得された前進量と押圧力との関係と、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係とを比較することによって、前記摩擦部材が偏って摩耗している状態である偏摩耗を検知する偏摩耗検知部を有し、
その偏摩耗検知部が、
前記被駆動部材が前記接触開始位置から前進するのに伴って前記データ取得部によって取得された前進量の変化に対する押圧力の変化である実変化勾配が増加し、前記被駆動部材のさらなる前進に伴ってある大きさに収束したその実変化勾配が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量の変化に対する押圧力の変化である推定変化勾配より大きな状況下にある場合に、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定するように構成されたことを特徴とする。

また、本発明の摩擦部材摩耗検知方法は、
被駆動部材の前進した距離である前進量、および、被駆動部材が摩擦部材を押圧している力である押圧力を取得するデータ取得工程と、
摩擦部材が回転体に接触し始める被駆動部材の位置である接触開始位置を検出する接触開始位置検出工程と、
その接触開始位置検出工程において検出された接触開始位置に基づいて、摩擦部材の残存する厚さを推定する摩擦部材残存厚推定工程と、
データ取得工程において取得された前進量と押圧力との関係と、摩擦部材が均等に摩耗した状態で摩擦部材残存厚推定工程によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係とを比較することによって、摩擦部材が偏って摩耗している状態である偏摩耗を検知する偏摩耗検知工程と
を有し、
その偏摩耗検知工程において、
前記被駆動部材が前記接触開始位置から前進するのに伴って前記データ取得工程において取得された前進量の変化に対する押圧力の変化である実変化勾配が増加し、前記被駆動部材のさらなる前進に伴ってある大きさに収束したその実変化勾配が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定工程において推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量の変化に対する押圧力の変化である推定変化勾配より大きな状況下にある場合に、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定する方法とする。

本発明の車両用ブレーキシステムおよび摩擦部材摩耗検知方法によれば、接触開始位置に基づいて推定した摩擦部材の残存厚からでは検知できない摩擦部材の偏摩耗を検知することが可能であり、摩擦部材の摩耗を、確実に検知することが可能である。

本発明の実施例である車両用ブレーキシステムを表す図（一部断面図：図2におけるＡ−Ａ断面）である。図１に示す電動ブレーキ装置の正面図である。摩擦部材が摩耗していない状態と、摩耗した状態とにおける前進量と押圧力との関係を示す図である。電動ブレーキ装置において摩擦部材に偏摩耗が生じた状況を示す概略図である。摩擦部材が偏摩耗した場合における前進量と押圧力との関係を示す図である。図１の車両用ブレーキシステムの制御を司るブレーキ電子制御ユニットにおいて実行される摩耗検知処理プログラムのフローチャートを示す図である。図６に示す摩耗検知処理プログラムにおいて実行される偏摩耗検知処理サブルーチンを表すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

＜ブレーキシステムの構成＞
本発明の実施例である車両用ブレーキシステムは、４つの車輪うち２つの前輪の各々に対応して設けられた図１および図２に示すディスクブレーキ装置１０を含んで構成される。なお、各前輪に設けられたディスクブレーキ装置１０は、サービスブレーキとしてのみ作動させられるものであり、図示は省略するが、２つの後輪に対応するブレーキ装置は、電動式のドラムブレーキであって、パーキングブレーキおよびサービスブレーキの両者として作動させられるものである。各前輪に設けられたディスクブレーキ装置１０は、車輪と一体的に回転するディスクロータ１２と、車輪とともに回転しない車両の一部（図示を省略するステアリングナックル）に配設された１対のブレーキパッド１４，１６との摩擦により制動力を発生させるものである。そして、ディスクブレーキ装置１０は、それらディスクロータ１２および１対のブレーキパッド１４，１６と、ステアリングナックルに設けられて１対のブレーキパッド１４，１６をディスクロータ１２に対して接近・離間可能に保持するマウンティングブラケット１８（以下、単に「マウンティング１８」と呼ぶ場合がある。）と、そのマウンティング１８に支持されたキャリパ２０とを含んで構成される。

マウンティング１８は、ディスクロータ１２の周縁部を跨いだ状態で、２本のボルト３０によりステアリングナックルに固定されている。そのマウンティング１８に保持される１対のブレーキパッド１４，１６は、裏金３２に摩擦材３４が固着されたものであり、その裏金３２には、ディスクロータ１２の周方向における両側の端部の各々に凸部３６が形成されている。一方、マウンティング１８には、それのディスクロータ１２の内側（車幅方向における車体中央側）に位置する部分と外側（車輪側）に位置する部分とに、それぞれ、１対の凹部３８が形成されている。そして、そのマウンティング１８は、１対の凹部３８の各々に裏金３２の１対の凸部３６の各々が嵌め入れられた状態で、ブレーキパッド１４，１６を保持している。そのような構成により、１対のブレーキパッド１４，１６は、その各々の摩擦材３４がディスクロータ１２に対向するように、かつ、ディスクロータ１２に対して接近・離間可能に、マウンティング１８に保持されている。

上記マウンティング１８には、キャリパ２０が、図２に示すように、ディスクロータ１２および１対のブレーキパッド１４，１６を跨ぐ状態で支持されている。キャリパ２０は、キャリパ本体５０と、被駆動部材としてのピストン５２と、そのピストン５２を前進・後退させるモータ５４とを含んで構成される。キャリパ本体５０は、ピストン５２およびモータ５４を収容するハウジング部５６と、そのハウジング部５６から延び出すアーム部５８とを有している。キャリパ本体５０には、１対のスライドピン６０がディスクロータ１２の回転軸線方向（以下、単に「回転軸線方向」という場合がある）に延びる状態で固定されている。キャリパ２０は、その１対のスライドピン６０がマウンティング１８に形成された１対の摺動孔６２に挿入されることで、キャリパ本体５０が回転軸線方向に移動可能な状態で支持されている。キャリパ２０は、マウンティング１８に支持された状態において、ピストン５２が、ディスクロータ１２の内側に保持されたブレーキパッド１４に近接させられるとともに、アーム部５８の先端が、ディスクロータ１２の外側に保持されたブレーキパッド１６に近接させられた状態となっている。

モータ５４は、キャリパ本体５０のハウジング部５６の内面に固定して配置された複数のコイル７０と、ハウジング部５６に回転可能に保持された中空状のモータ軸７２と、コイル７０と向きあうようにしてモータ軸７２の外周に固定して配設された永久磁石７４とを含んで構成されている。モータ５４は、コイル７０がステータとして機能し、永久磁石７４がロータとして機能するモータであり、３相のＤＣブラシレスモータとされている。なお、ハウジング部５６内に、モータ軸７２の回転角度、すなわち、モータ５４の回転角度θを検出するための回転角センサ７６が設けられている。

なお、モータ軸７２は、内周面に雌ねじが形成されている。一方、ピストン５２は、軸部８０の外周面に雄ねじが形成されている。そして、それらモータ軸７２の雌ねじとピストン５２の雄ねじとが、複数個のボールを介して螺合された構造となっている。それらモータ軸７２とピストン５２とによって、ボールねじ機構が構成されているのであり、モータ軸７２が回転させられると、ピストン５２が軸線方向（ディスクロータ１２の回転軸線方向）に移動させられる。具体的には、モータ５４が正方向に回転させられた場合に、ピストン５２がブレーキパッド１４に向かって（図１における右側に向かって）前進させられ、モータ５４が逆方向に回転させられた場合に、ピストン５２が後退させられてブレーキパッド１４から離間させられる。

なお、ピストン５２には、ピストン５２に加わる力を検出する軸力センサ９０が設けられている。つまり、その軸力センサ９０によって、ピストン５２がブレーキパッド１４を押圧する力である押圧力Ｆを検出可能となっている。

本車両用ブレーキシステムは、制御装置としてのブレーキ電子制御ユニット１００（以下、「ＥＣＵ１００」という場合がある。）によって、ディスクブレーキ装置１０の制御が行われる。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータを主体として構成されたものであり、駆動回路１０２を介してモータ５４等が接続される。また、ブレーキＥＣＵ１００には、上述した回転角センサ７６，軸力センサ９０が接続されるとともにブレーキスイッチ１１０，ブレーキ操作量センサ１１２，モータ５４に流れる電流を検出する電流センサ１１４等が接続される。なお、ブレーキスイッチ１１０は、運転者によって操作可能なブレーキ操作部材１１６が操作状態にあるか非操作状態にあるかを検出するものである。ブレーキ操作量センサ１１２は、ブレーキ操作部材１１６の操作ストロークを検出するものである。

＜ディスクブレーク装置の作動＞
以上のように構成されたディスクブレーキ装置１０の作動について簡単に説明する。運転者によりブレーキ操作部材１１６を前進させる操作が行なわれると、ブレーキ力を発生させるべく、ＥＣＵ１００の指令に基づいてモータ５４に電流が供給される。そして、モータ５４が正方向に回転させられると、ピストン５２が前進させられ、ブレーキパッド１４がディスクロータ１２に押し付けられる。また、キャリパ本体５０がピストン５２に対して後退方向へ相対移動させられ、アーム部５８によりブレーキパッド１６がディスクロータ１２に押し付けられる。つまり、ディスクロータ１２が、１対のブレーキパッド１４，１６によって挟み込まれることとなる。そして、車輪には、１対のブレーキパッド１４，１６がディスクロータ１２に押し付けられる力に応じたブレーキ力が加えられ、車輪の回転が抑制される。なお、そのブレーキ力の制御は、ブレーキ操作量センサ１１２によって検出されたブレーキ操作部材１１６の操作ストローク等に基づいて、ピストン５２がブレーキパッド１４を押圧する力の目標である目標押圧力が決定され、軸力センサ９０による検出値が目標押圧力に近づくように、モータ５４への供給電流が制御されることで行われる。

一方、運転者によりブレーキ操作部材１１６を後退させる操作が行なわれると、ブレーキ力を小さくすべく、モータ５４への供給電流が小さくされ、ピストン５２の押圧力が小さくされる。つまり、ピストン５２の後退が許容され、ブレーキパッド１４，１６のディスクロータ１２からの離間が許容されるのである。

なお、モータ５４の制御には、ブレーキ力が増加し始めるピストン５２の位置である０点位置、換言すれば、ブレーキパッド１４，１６がディスクロータ１２に接触し始めるピストン５２の位置である接触開始位置が用いられる。例えば、ブレーキ操作開始時に、ブレーキ力発生遅れが生じないように、ピストン５２を０点位置に戻すような制御が行われるようになっている。

＜ブレーキパッドの摩耗検知＞
本ブレーキシステムでは、各ブレーキ装置１０の点検処理、詳しく言えば、ブレーキパッド１４，１６の摩耗検知処理が行われるようになっている。以下に、そのブレーキパッド１４，１６の摩耗検知処理について、詳しく説明する。

(a)摩耗度合い検出処理
まず、本ブレーキシステムは、１対のブレーキパッド１４，１６の摩耗度合いを検出して、摩耗度合いが定められた状態より大きい場合に、警告を出すようになっている。具体的には、本ブレーキシステムにおいては、ブレーキ操作が行なわれる毎に、現時点における０点位置が検出されるようになっている（０点位置検出工程）。なお、０点位置の検出方法は、例えば特許第４１９１８７１号公報に記載された方法等、種々の方法を採用可能であるため、ここでの詳細な説明は省略することとする。

図３に示すように、ブレーキパッド１４，１６の摩耗量が大きくなるほど、０点位置は、前方側にずれていくことなる。したがって、本ブレーキシステムにおいては、ブレーキパッド１４，１６が摩耗していない状態おける０点位置である初期０点位置と、現時点における０点位置である現０点位置との差に基づいて、ブレーキパッド１４，１６の残存する厚さｔが推定されるようになっている（摩擦部材残存厚推定工程）。そして、そのブレーキパッド１４，１６の残存厚ｔが、閾厚ｔ_０より小さくなった場合に、警告が出されるようになっている。

(b)偏摩耗検知処理
次に、例えば、図４（ａ）に示すような、ブレーキパッド１４の１対の凸部３６の一方が、マウンティング１８の凹部３８に固着してしまうような失陥や、図４（ｃ）に示すような、スライドピン６０の一方が摺動孔６２を摺動できないような失陥が生じると、ディスクロータ１２に対してブレーキパッド１４，１６が傾いて、ブレーキパッド１４，１６が、均等に摩耗せずに偏って摩耗するような場合がある。

ブレーキパッド１４，１６の偏った摩耗である偏摩耗が生じた場合には、ブレーキパッド１４，１６は、ブレーキパッド１４，１６の残存する厚さが大きな箇所において、最初にディスクロータ１２に接触し、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態なるまで、あるいは、図４（ｃ）に示す状態から図４（ｄ）に示す状態となるまでに、ディスクロータ１２への接触面積が徐々に増加することになる。そのため、上述した０点位置を検出しても、ブレーキパッド１４，１６の残存する厚みの最も大きい部分の厚みが検出されてしまうため、他の部分の残存厚が小さくなっていても、そのことを検出できない虞がある。

そこで、本車両用ブレーキシステムでは、ブレーキパッド１４，１６が偏摩耗を生じているか否かの判定を行い、偏摩耗している場合に、警告が出されるようになっている。以下に、そのブレーキパッド１４，１６の偏摩耗を検知する処理について、詳しく説明する。

ブレーキパッド１４，１６の偏摩耗検知処理では、まず、回転角センサ７６の検出結果に基づいて、ピストン５２の前進量Ｓｔが、詳しく言えば、ピストン５２のキャリパ本体５０に対する位置が取得されとともに、軸力センサ９０によって検出された実押圧力Ｆが取得される（データ取得工程）。そして、ブレーキパッド１４，１６の偏摩耗の検知処理は、その取得された前進量Ｓｔと実押圧力Ｆｒとの関係（図５における実線）と、ブレーキパッド１４，１６が均等に摩耗した状態で残存厚ｔとなっていると仮定した場合における前進量Ｓｔと推定押圧力Ｆｅとの関係（図５における一点鎖線）とを比較することによって行われる。

ブレーキパッド１４，１６が偏摩耗している場合、ブレーキパッド１４，１６は、上述したように、ピストン５２の０点位置からの前進に伴って、ディスクロータ１２への接触面積が徐々に増加する。つまり、図５に示すように、ピストン５２が０点位置から前進するのに伴って、実押圧力Ｆｒは、推定押圧力Ｆｅに比較して、緩やかに上昇することになる。つまり、前進量Ｓｔの変化に対する実押圧力Ｆｒの変化である実変化勾配は、ピストン５２が０点位置から前進に伴って増加するが、その実変化勾配は、前進量Ｓｔの変化に対する推定押圧力Ｆｅの変化である推定変化勾配より小さくなるのである。本ブレーキシステムでは、ピストン５２の０点位置からの前進に伴う実変化勾配の増加の際に、その実変化勾配が推定変化勾配より小さな状況下にある場合に、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定されるようになっている。

本ブレーキシステムにおいては、前進量Ｓｔと推定押圧力Ｆｅとの関係を基に、ブレーキパッド１４，１６の熱膨張やセンサ類の誤差等を考慮して、許容範囲が定められている。詳しくは、図５に破線で示す上限ラインｌ_MAXおよび下限ラインｌ_MINが定められている。そして、取得された前進量Ｓｔに対して、取得された実押圧力Ｆｅが、下限ラインｌ_MINの値より小さくなったときに、実変化勾配が推定変化勾配より小さな状況下にあると推定し、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定される。

なお、実変化勾配が推定変化勾配より小さな状況下にあるか否かの判定は、上述の方法に限定されず、例えば、現在取得した前進量および実押圧力と、その前に取得した前進量および実押圧力とに基づいて実変化勾配を取得し、その取得した実変化勾配が、推定変化勾配を基に設定された閾値より小さい場合に、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定するような方法を採用することもできる。

また、ブレーキパッド１４，１６が偏摩耗していても、図４（ｂ），図４（ｄ）に示すように、ブレーキパッド１４，１６の全面がディスクロータ１２に接触した状態となると、ブレーキパッド１４，１６の弾性力に抗ってピストン５２を前進させる状態となるため、実変化勾配は、ブレーキパッド１４，１６の弾性係数に近づき、増加しなくなる。ただし、その時の実変化勾配は、ブレーキパッド１４，１６の摩耗が進んでいれば、推定変化勾配より大きくなるのである。本ブレーキシステムでは、ピストン５２の前進に伴って実変化勾配が増加しなくなった際に、その際の実変化勾配が推定変化勾配より大きな状況下にある場合に、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定されるようになっている。

本ブレーキシステムにおいては、取得された前進量Ｓｔに対して、取得された実押圧力Ｆｅが、上限ラインｌ_MAXの値より大きくなったときに、実変化勾配が推定変化勾配より大きな状況下にあると推定し、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定される。

なお、実変化勾配が推定変化勾配より大きな状況下にあるか否かの判定は、上述の方法に限定されず、例えば、現在取得した前進量および実押圧力と、その前に取得した前進量および実押圧力とに基づいて実変化勾配を継続して取得し、実変化勾配の変化がほぼなくなった場合に、その時の実変化勾配が、推定変化勾配を基に設定された閾値より大きい場合に、ブレーキパッド１４，１６の少なくとも一方が偏摩耗している虞があると判定するような方法を採用することもできる。

さらに、本ブレーキシステムは、（Ｉ）ピストン５２の０点位置からの前進に伴う実変化勾配の増加の際に、その実変化勾配が推定変化勾配より小さな状況下にある場合、あるいは、（II）ピストン５２の前進に伴って実変化勾配が増加しなくなった際に、その際の実変化勾配が推定変化勾配より大きな状況下にある場合いずれか一方を満たした場合に、ブレーキパッド１４，１６が偏摩耗している虞があると判定するように構成されているが、それら（Ｉ）および（II）の両者を満たした場合に、ブレーキパッド１４，１６が偏摩耗している虞があると判定するように構成することも可能である。

＜制御プログラム＞
上述したブレーキパッド１４，１６の摩耗検知処理は、図６にフローチャートを示す摩耗検知処理プログラムが実行されることによって行われる。このプログラムは、ブレーキスイッチ１１０がＯＮ状態となると実行される。このプログラムでは、まず、ステップ１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と省略する。）において、現時点での０点位置の検出が行われる。次いで、摩耗検知処理を行う必要があるか否かが、ブレーキ操作の回数に基づいて判断される。具体的には、Ｓ２において、カウンタＮがカウントアップされ、続くＳ３において、そのカウンタＮが閾値Ｎ_０以上であるか否かの判定が行われる。つまり、前回、摩耗検知処理を行った後のブレーキ操作回数がＮ_０回以上となった場合に、Ｓ４以下の摩耗検知処理が行われるようになっている。なお、Ｓ３の判定は、前回からの走行距離，経過時間，車両の始動回数等に基づくものであってもよく、ブレーキ装置１０に掛かった負荷の大きさ等に基づくものであってもよい。

摩耗検知処理は、まず、Ｓ４において、カウンタＮがリセットされ、Ｓ５において、Ｓ１において検出された現０点位置と、ブレーキパッド１４，１６が摩耗していない時の０点位置である初期０点位置に基づいて、ブレーキパッド１４，１６の残存厚ｔが推定される。そして、Ｓ６において、その残存厚ｔが閾厚ｔ_０より小さくなった場合に、ブレーキパッド１４，１６の摩耗が進行しているため、Ｓ９においてウォーニングが行われるようになっている。

Ｓ６において、残存厚ｔが閾厚ｔ_０以上であり、警告を出す必要がない場合には、Ｓ７において、ブレーキパッド１４，１６の偏摩耗を検知する処理が行われる。その偏摩耗検知処理は、図７にフローチャートを示す偏摩耗検知処置サブルーチンが実行されることによって行われる。そのサブルーチンでは、まず、Ｓ１２において、回転角センサ７６によって検出されたモータ回転角θからピストン５２の前進量Ｓｔが取得され、Ｓ１３において、軸力センサ９０の検出結果からピストン５２がブレーキパッド１４を実際に押圧する力である実押圧力Ｆｒが取得される。次に、Ｓ１４において、Ｓ１２において取得された前進量Ｓｔと、摩耗検知処理プログラムにおいて取得された現０点位置およびブレーキパッド１４，１６の残存厚ｔとに基づいて、推定押圧力Ｆｅを基に定められた上限値および下限値が取得される。なお、ＲＯＭには種々のマップデータが記憶されており、そのマップデータを利用して上限値および下限値が求められるようになっている。具体的には、まず、残存厚ｔに基づいて、ブレーキパッド１４，１６が均等に摩耗した状態で残存厚ｔとなっていると仮定した場合における前進量Ｓｔの変化に対する推定押圧力Ｆｅの変化である推定変化勾配が取得される。そして、現０点位置から推定変化勾配で延びる直線が、ブレーキパッド１４，１６が均等に摩耗した状態で残存厚ｔとなっていると仮定した場合における前進量Ｓｔと推定押圧力Ｆｅとの関係として得られ、Ｓ１２において取得された前進量Ｓｔに対する推定押圧力Ｆｅが定められる。その推定押圧力Ｆｅに対して、上限値および下限値が定められており、それら上限値および下限値が取得されるのである。

次いで、Ｓ１５において、実押圧力Ｆｒが下限値以下か否かが判定され、Ｓ１６において、実押圧力Ｆｒが上限値以上か否かが判定される。実押圧力Ｆｒが下限値以下である場合、もしくは、実押圧力Ｆｒが上限値以上である場合には、ブレーキパッド１４，６が偏摩耗している虞があるため、Ｓ１７において、偏摩耗フラグＦＬのフラグ値が１とされる。一方、実押圧力Ｆｒが下限値以下でなく、上限値以上でもない場合には、偏摩耗の虞はないと判断される。この場合には、ブレーキ操作が終了するまで、Ｓ１２〜Ｓ１６までの処理が繰り返し実行されるようになっている。そして、ブレーキパッド１４，１６の偏摩耗が検知されないまま、ブレーキ操作が終了し、ブレーキスイッチ１１０がＯＦＦとされた場合には、Ｓ１８において、偏摩耗フラグＦＬのフラグ値が０とされる。以上で、偏摩耗検知処理サブルーチンが終了する。

偏摩耗検知処理サブルーチンが終了すると、摩耗検知処理プログラムのＳ８において、偏摩耗フラグＦＬのフラグ値が確認される。フラグ値が１で、ブレーキパッド１４，１６に偏摩耗の虞がある場合には、Ｓ９において、ウォーニングが行われ、摩耗検知処理プログラムの１回の実行が終了する。また、フラグ値が０である場合には、Ｓ９がスキップされ、摩耗検知処理プログラムの１回の実行が終了する。

＜制御装置の機能構成＞
上述したような制御を実行するＥＣＵ１００は、前述した各種の処理を実行する各種の機能部を有していると考えることができる。詳しく言えば、図１に示すように、（Ａ）ピストン５２の前進した距離である前進量Ｓｔ、および、ピストン５２がブレーキパッド１４，１６を押圧している力である押圧力Ｆｒを取得するデータ取得部１５０と、（Ｂ）ブレーキパッド１４，１６がディスクロータ１２に接触し始めるピストン５２の位置である０点位置（接触開始位置）を検出する接触開始位置検出部としての０点位置検出部１５２と、（Ｃ）)その０点位置検出部１５２によって検出された０点位置に基づいて、ブレーキパッド１４，１６の残存する厚さｔを推定する摩擦部材残存厚推定部１５４と、（Ｄ）データ取得部１５０によって取得された前進量Ｓｔと押圧力Ｆｒとの関係と、ブレーキパッド１４，１６が均等に摩耗した状態で摩擦部材残存厚推定部１５４によって推定された残存厚ｔとなっていると仮定した場合における前進量Ｓｔと押圧力Ｆｅとの関係とを比較することによって、ブレーキパッド１４，１６が偏って摩耗している状態である偏摩耗を検知する偏摩耗検知部１５６とを含んで構成される。

なお、本車両用ブレーキシステムのＥＣＵ１００において、データ取得部１５０は、偏摩耗検知処理サブルーチンのＳ１２，Ｓ１３の処理を実行する部分を含んで構成され、０点位置検出部１５２は、摩耗検知処理プログラムのＳ１の処理を実行する部分を含んで構成され、摩擦部材残存厚推定部１５４は、摩耗検知処理プログラムのＳ５の処理を実行する部分を含んで構成される。また、偏摩耗検知部１５６は、偏摩耗検知処理サブルーチンのＳ１４以下の処理を実行する部分を含んで構成される。

１０：ディスクブレーキ装置〔電動ブレーキ装置〕１２：ディスクロータ〔回転体〕１４，１６：ブレーキパッド〔摩擦部材〕２０：キャリパ３０：ボルト５０：キャリパ本体５２：ピストン〔被駆動部材〕５４：モータ６０：スライドピン７６：回転角センサ９０：軸力センサ１００：ブレーキ電子制御ユニット［ＥＣＵ］１１０：ブレーキスイッチ１１２：ブレーキ操作量センサ１１４：電流センサ１１６：ブレーキ操作部材１５０：データ取得部１５２：０点位置検出部〔接触開始位置検出部〕１５４：摩擦材残存厚推定部１５６：偏摩耗検知部

Claims

(a)摩擦部材と、(b)車輪とともに回転する回転体と、(c)動力源としてのモータと、(d)そのモータによって前進・後退させられる被駆動部材とを有し、前記モータによって前記被駆動部材を前進させてその被駆動部材で前記摩擦部材を押すことで、その摩擦部材を前記回転体に接触させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置と、
(A)前記被駆動部材の前進した距離である前進量、および、前記被駆動部材が前記摩擦部材を押圧している力である押圧力を取得するデータ取得部と、(B)前記摩擦部材が前記回転体に接触し始める前記被駆動部材の位置である接触開始位置を検出する接触開始位置検出部と、(C)その接触開始位置検出部によって検出された接触開始位置に基づいて、前記摩擦部材の残存する厚さを推定する摩擦部材残存厚推定部とを有し、前記摩擦部材の摩耗を検知するための摩耗検知器と
を備えた車両用ブレーキシステムであって、
前記摩耗検知器が、さらに、
前記データ取得部によって取得された前進量と押圧力との関係と、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係とを比較することによって、前記摩擦部材が偏って摩耗している状態である偏摩耗を検知する偏摩耗検知部を有し、
その偏摩耗検知部が、
前記被駆動部材が前記接触開始位置から前進するのに伴って前記データ取得部によって取得された前進量の変化に対する押圧力の変化である実変化勾配が増加し、前記被駆動部材のさらなる前進に伴ってある大きさに収束したその実変化勾配が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量の変化に対する押圧力の変化である推定変化勾配より大きな状況下にある場合に、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定するように構成されたことを特徴とする車両用ブレーキシステム。
前記偏摩耗検知部が、
前記データ取得部によって取得された押圧力が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係を基に設定された上限値より大きくなったときに、前記実変化勾配が前記推定変化勾配より大きな状況下にあると推定し、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定する請求項１に記載の車両用ブレーキシステム。
前記偏摩耗検知部が、
前記実変化勾配が増加する際のその実変化勾配が、前記推定変化勾配より小さな状況下にある場合に、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定するように構成された請求項１または請求項２に記載の車両用ブレーキシステム。
前記偏摩耗検知部が、
前記データ取得部によって取得された押圧力が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定部によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係を基に設定された下限値より小さくなったときに、前記実変化勾配が前記推定変化勾配より小さな状況下にあると推定し、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定する請求項３に記載の車両用ブレーキシステム。
(a)摩擦部材と、(b)車輪とともに回転する回転体と、(c)動力源としてのモータと、(d)そのモータによって前進・後退させられる被駆動部材とを有し、前記モータによって前記被駆動部材を前進させてその被駆動部材で前記摩擦部材を押すことで、その摩擦部材を前記回転体に接触させて制動力を発生させる電動ブレーキ装置において、前記摩擦部材の摩耗を検知する摩擦部材摩耗検知方法であって、
前記被駆動部材の前進した距離である前進量、および、前記被駆動部材が前記摩擦部材を押圧している力である押圧力を取得するデータ取得工程と、
前記摩擦部材が前記回転体に接触し始める前記被駆動部材の位置である接触開始位置を検出する接触開始位置検出工程と、
その接触開始位置検出工程において検出された接触開始位置に基づいて、前記摩擦部材の残存する厚さを推定する摩擦部材残存厚推定工程と、
前記データ取得工程において取得された前進量と押圧力との関係と、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定工程によって推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量と押圧力との関係とを比較することによって、前記摩擦部材が偏って摩耗している状態である偏摩耗を検知する偏摩耗検知工程と
を有し、
その偏摩耗検知工程において、
前記被駆動部材が前記接触開始位置から前進するのに伴って前記データ取得工程において取得された前進量の変化に対する押圧力の変化である実変化勾配が増加し、前記被駆動部材のさらなる前進に伴ってある大きさに収束したその実変化勾配が、前記摩擦部材が均等に摩耗した状態で前記摩擦部材残存厚推定工程において推定された厚さとなっていると仮定した場合における前進量の変化に対する押圧力の変化である推定変化勾配より大きな状況下にある場合に、前記摩擦部材が偏摩耗している虞があると判定する摩擦部材摩耗検知方法。