JP7579203B2 - Friction member sensor and friction member sensor system - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、自動車や鉄道、産業機械等のブレーキ装置に使用される摩擦部材センサおよび摩擦部材センサシステムに関する。The present invention relates to friction member sensors and friction member sensor systems used in brake devices for automobiles, railways, industrial machinery, etc.

従来、自動車や鉄道、産業機械等のブレーキ装置としてディスクブレーキ装置やドラムブレーキ装置が使用されている。Conventionally, disc brake devices and drum brake devices have been used as braking devices for automobiles, trains, industrial machinery, etc.

ディスクブレーキ装置は、摩擦部材として支持部材であるバックプレートに摩擦材を張り付けたブレーキパッドと、相手部材としてディスクロータを備えるブレーキ装置であり、車輪等と一体的に回転するディスクロータの両側に設けた一対のブレーキパッドをディスクロータ側にそれぞれ押圧して車輪等を制動するものである。A disc brake device is a brake device that has brake pads, which are made of a friction material attached to a back plate, which is a support member, and a disc rotor, which is the mating member. A pair of brake pads are provided on both sides of the disc rotor, which rotates integrally with the wheel, etc., and each of the brake pads presses against the disc rotor to brake the wheel, etc.

またドラムブレーキ装置は、摩擦部材として支持部材であるシューリムに摩擦材を張り付けたブレーキシューと、相手部材としてブレーキドラムを備えるブレーキ装置であり、車輪等と一体的に回転するブレーキドラムの内側に設けた一対のブレーキシューをブレーキドラム側にそれぞれ押圧して車輪等を制動するものである。A drum brake device is a brake device that has a brake shoe with a friction material attached to a shoe rim, which is a support member, as a friction member, and a brake drum as a mating member. A pair of brake shoes are provided on the inside of the brake drum, which rotates integrally with the wheel, etc., and each of the brake shoes presses against the brake drum to brake the wheel, etc.

この種のブレーキ装置では、回転するディスクロータ等にブレーキパッドの摩擦材を押圧する際、ディスクロータ等の運動エネルギーが摩擦によって熱エネルギーに変換される。その結果、摩擦材の温度が上昇する。In this type of braking device, when the friction material of the brake pad is pressed against a rotating disc rotor, the kinetic energy of the disc rotor is converted into thermal energy through friction. As a result, the temperature of the friction material rises.

摩擦材の温度が上昇すると、摩擦材の摩擦係数が低下して制動力の低下を招いてしまう。即ちブレーキの効きが悪くなってしまう。そのため、例えば公知文献１には、温度センサを備え、ディスクロータあるいは摩擦材の温度に応じて摩擦材に加える押圧力を制御することで摩擦材の温度上昇を抑える技術が開示されている。When the temperature of the friction material rises, the friction coefficient of the friction material decreases, leading to a decrease in braking force. In other words, the braking effect becomes poor. For this reason, for example, PubliclyKnown Document 1 discloses a technology that uses a temperature sensor to control the pressure applied to the friction material according to the temperature of the disc rotor or the friction material, thereby suppressing the temperature rise of the friction material.

特開２０１６－２２２１７４号公報JP 2016-222174 A

一般的に、摩擦材の温度は接触型の温度センサや非接触型の温度センサにより検出されている。しかしながら、近年、車両等に搭載されるセンサの数は増大しており、センサの削減が望まれている。Generally, the temperature of friction materials is detected by contact-type or non-contact-type temperature sensors. However, in recent years, the number of sensors installed in vehicles has been increasing, and there is a demand to reduce the number of sensors.

本発明は、摩擦材の温度を検出するために、ブレーキ装置に付加的に温度センサを備えることなく温度の検出が可能な摩擦部材センサおよび摩擦部材センサシステムを提供することを目的とする。The present invention aims to provide a friction member sensor and a friction member sensor system that can detect temperature without providing an additional temperature sensor in the brake device in order to detect the temperature of the friction material.

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る摩擦部材センサは、導電性の相手部材と、摩擦材と前記摩擦材に重ねられた導電性の支持部材とを有し、前記相手部材と前記摩擦材が接触可能に配置された二つの摩擦部材と、前記相手部材と前記二つの摩擦部材を構成する二つの前記支持部材とからなる三つの要素のうち二つの要素を一対の電極とし、前記二つの要素の間に位置する前記摩擦材を誘電体とした場合の前記二つの要素間の静電容量を検出する静電容量検出部と、基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、摩擦部材温度情報信号を生成する演算部と、を備えたことを特徴とする。To achieve the above object, the friction member sensor according toclaim 1 of the present application is characterized in that it comprises: a conductive mating member, a friction material, and two friction members arranged so that the mating member and the friction material can come into contact with each other; a capacitance detection unit that detects the capacitance between the two elements when two of the three elements consisting of the mating member and the two support members constituting the two friction members are a pair of electrodes and the friction material located between the two elements is a dielectric; and a calculation unit that calculates the temperature of the friction member by comparing a reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit and generates a friction member temperature information signal.

本願請求項２に係る摩擦部材センサは、請求項１記載の摩擦部材センサにおいて、前記基準静電容量が変更可能であることを特徴とする。The friction member sensor according toclaim 2 of the present application is characterized in that, in the friction member sensor according toclaim 1, the reference capacitance is changeable.

本願請求項３に係る摩擦部材センサシステムは、導電性の相手部材と、摩擦材と前記摩擦材に重ねられた導電性の支持部材とを有し、前記相手部材と前記摩擦材が接触可能に配置された二つの摩擦部材と、前記相手部材と前記二つの摩擦部材を構成する二つの前記支持部材とからなる三つの要素のうち二つの要素を一対の電極とし、前記二つの要素の間に位置する前記摩擦材を誘電体とした場合の前記二つの要素間の静電容量を検出する静電容量検出部と、基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、摩擦部材温度情報信号を生成する演算部とを備えた摩擦部材センサと、前記演算部から出力される前記摩擦部材温度情報信号が入力する制御部と、を備えていることを特徴とする。The friction member sensor system according toclaim 3 of the present application is characterized in that it comprises a friction member sensor having a conductive mating member, a friction material, and two friction members arranged so that the mating member and the friction material can come into contact with each other, and a capacitance detection unit that detects the capacitance between the two elements when two of the three elements consisting of the mating member and the two support members constituting the two friction members are a pair of electrodes and the friction material located between the two elements is a dielectric, a calculation unit that compares a reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit to calculate the temperature of the friction member and generate a friction member temperature information signal, and a control unit to which the friction member temperature information signal output from the calculation unit is input.

本願請求項４に係る摩擦部材センサシステムは、請求項３記載の摩擦部材センサシステムにおいて、前記演算部は、前記静電容量検出部から出力された前記静電容量を新たな基準静電容量に変更し、前記新たな基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、前記摩擦部材温度情報信号を生成することを特徴とする。The friction member sensor system according toclaim 4 of the present application is the friction member sensor system according toclaim 3, characterized in that the calculation unit changes the capacitance output from the capacitance detection unit to a new reference capacitance, compares the new reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit to calculate the temperature of the friction member, and generates the friction member temperature information signal.

本願請求項５に係る摩擦部材センサシステムは、請求項４記載の摩擦部材センサシステムにおいて、前記演算部は、前記静電容量検出部から出力される前記静電容量を周囲温度情報に基づき補正した静電容量を算出し、前記補正した静電容量を前記新たな基準静電容量に変更することを特徴とする。The friction member sensor system according toclaim 5 of the present application is the friction member sensor system according toclaim 4, characterized in that the calculation unit calculates a capacitance by correcting the capacitance output from the capacitance detection unit based on ambient temperature information, and changes the corrected capacitance to the new reference capacitance.

本発明の摩擦部材センサおよび摩擦部材センサシステムによれば、摩擦部材の近傍に温度センサを備える代わりに、ブレーキ装置を構成する部材を利用して摩擦材の静電容量の変化から摩擦部材の温度を簡便に検出することができる。The friction member sensor and friction member sensor system of the present invention can easily detect the temperature of the friction member from the change in capacitance of the friction material by using the components that make up the brake device, instead of providing a temperature sensor near the friction member.

本発明の実施形態の摩擦部材センサの説明図である。1 is an explanatory diagram of a friction member sensor according to an embodiment of the present invention.本発明の実施形態の摩擦部材センサの説明図である。1 is an explanatory diagram of a friction member sensor according to an embodiment of the present invention.本発明の実施形態の摩擦部材センサシステムの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a friction member sensor system according to an embodiment of the present invention.

本発明の摩擦部材センサおよび摩擦部材センサシステムは、摩擦部材を構成する摩擦材の摩耗が少なくその温度が変化する場合（例えば市街地で車両を走行させる際に、低速走行で、頻繁にブレーキ装置による制動を繰り返す場合）に、摩擦材の静電容量の変化から摩擦部材の温度を検出するのに好適な構成としている。以下、本発明の実施形態について説明する。The friction member sensor and friction member sensor system of the present invention are suitable for detecting the temperature of a friction member from changes in the capacitance of the friction material when the friction material constituting the friction member is not worn much and its temperature changes (for example, when a vehicle is driven in an urban area at low speed and braking is frequently repeated by the brake device). An embodiment of the present invention will be described below.

[摩擦部材センサの実施形態]
まず、本発明の摩擦部材センサの実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態の摩擦部材センサの説明図であり、本発明を車両のディスクブレーキ装置に適用した例を示している。[Embodiment of Friction Member Sensor]
First, an embodiment of a friction member sensor according to the present invention will be described below. Fig. 1 is an explanatory diagram of a friction member sensor according to an embodiment of the present invention, showing an example in which the present invention is applied to a disc brake device of a vehicle.

図１に示すように本実施形態の摩擦部材センサは、ディスクロータ１（相手部材に相当）と、ディスクロータ１に接触する摩擦材２ａとこの摩擦材２ａを張り付けたバックプレート２ｂ（支持部材に相当）からなるブレーキパッド２（摩擦部材に相当）と、静電容量検出部３と、演算部４で構成されている。一般的なディスクブレーキ装置同様、車輪と一体となって回転するディスクロータ１を、一対のブレーキパッド２で押圧することで、車輪を制動する。As shown in FIG. 1, the friction member sensor of this embodiment is composed of a disk rotor 1 (corresponding to a mating member), a brake pad 2 (corresponding to a friction member) consisting of afriction material 2a that contacts thedisk rotor 1 and aback plate 2b (corresponding to a support member) to which thefriction material 2a is attached, acapacitance detection unit 3, and acalculation unit 4. As with a typical disk brake device, thedisk rotor 1, which rotates integrally with the wheel, is pressed by a pair ofbrake pads 2 to brake the wheel.

ディスクロータ１とバックプレート２ｂは、導電性を有する材料で構成されている。具体的にはディスクロータ１は、例えばＦＣ１５０～ＦＣ２５０のネズミ鋳鉄等で構成され、バックプレート２ｂは、例えばＳＡＰＨ（自動車構造用熱間圧延鋼板）鋼材（一例としてＳＡＰＨ４４０鋼材）等で構成されている。Thedisc rotor 1 andback plate 2b are made of conductive materials. Specifically, thedisc rotor 1 is made of, for example, FC150 to FC250 grey cast iron, and theback plate 2b is made of, for example, SAPH (hot-rolled steel plate for automotive structures) steel (SAPH440 steel is one example).

摩擦材２ａは、誘電体で構成されている。具体的には、例えばフェノール樹脂等の結合材、アラミドパルプ等の繊維基材、グラファイトや二硫化モリブデン等の潤滑材、酸化ジルコニウムやケイ酸ジルコニウム等の無機摩擦調整材、カシューダスト等の有機摩擦調整材、硫化バリウム等の充填材等を含む複合材料によって構成されている。Thefriction material 2a is made of a dielectric material. Specifically, it is made of a composite material that includes a binder such as phenolic resin, a fiber base material such as aramid pulp, a lubricant such as graphite or molybdenum disulfide, an inorganic friction modifier such as zirconium oxide or zirconium silicate, an organic friction modifier such as cashew dust, and a filler such as barium sulfide.

このように構成されたディスクロータ１とブレーキパッド２を利用して、静電容量検出部３で誘電体である摩擦材２ａの静電容量を検知する。具体的には、ディスクロータ１と一方のバックプレート２ｂを一対の電極として、この一対の電極で挟み込まれた摩擦材２ａの静電容量を検出する。この静電容量検出部３から出力される検出結果に基づく信号Ｓ１は、演算部４へ出力される。Using thedisk rotor 1 andbrake pad 2 configured in this way, the capacitance of thefriction material 2a, which is a dielectric, is detected by thecapacitance detection unit 3. Specifically, thedisk rotor 1 and one of theback plates 2b are used as a pair of electrodes, and the capacitance of thefriction material 2a sandwiched between this pair of electrodes is detected. A signal S1 based on the detection result output from thiscapacitance detection unit 3 is output to thecalculation unit 4.

静電容量検出部３から出力された信号Ｓ１が入力する演算部４は、ブレーキパッド２の温度に基づく信号Ｓ２（摩擦部材温度情報信号に相当）を生成するため、次のような演算を行う。The signal S1 output from thecapacitance detection unit 3 is input to thecalculation unit 4, which performs the following calculation to generate a signal S2 (corresponding to a friction member temperature information signal) based on the temperature of thebrake pad 2.

まず演算部４には、摩擦材２ａを含むブレーキパッド２の温度が変化した場合に静電容量検出部３から得られる静電容量に関するデータを記憶し、あるいは図示しない外部から入力可能としておく。例えばある材料からなる摩擦材２ａを備えたブレーキパッド２について、図２に示す温度特性を示すというデータを記憶しておく。First, thecalculation unit 4 stores data on the capacitance obtained from thecapacitance detection unit 3 when the temperature of thebrake pad 2 including thefriction material 2a changes, or can input the data from an external source (not shown). For example, data is stored showing that thebrake pad 2 equipped with thefriction material 2a made of a certain material exhibits the temperature characteristics shown in Figure 2.

図２に示すグラフは、所定の材料からなる摩擦材２ａを含むブレーキパッド２について、温度２５℃における静電容量Ｃ０（基準静電容量に相当）を基準として、ブレーキパッド２の温度が変化した場合の静電容量の変化率（％）を示している。図２に示す静電容量変化率は、摩耗のない摩擦材２ａの場合でも、摩耗して摩擦材２ａが薄くなった場合でも同様の特性となる。The graph in Figure 2 shows the rate of change (%) in capacitance when the temperature of thebrake pad 2 changes, for abrake pad 2 containingfriction material 2a made of a specified material, with capacitance C0 (corresponding to the reference capacitance) at a temperature of 25°C as the reference. The rate of change in capacitance shown in Figure 2 has the same characteristics whether thefriction material 2a is not worn or has become thinner due to wear.

演算部４では、静電容量検出部３から出力された信号Ｓ１から未知の温度ｔ℃となった摩擦材２ａの静電容量（実測値Ｃ１）が得られる。摩擦材２ａの誘電率をε、摩擦材２ａの面積をＳ、摩擦材２ａの厚さをｄとすると、
温度ｔにおける静電容量Ｃ１＝ε×（Ｓ／ｄ）
となる。 In thecalculation unit 4, the capacitance (actual measurement value C1) of thefriction material 2a at the unknown temperature t° C. is obtained from the signal S1 output from thecapacitance detection unit 3. If the dielectric constant of thefriction material 2a is ε, the area of thefriction material 2a is S, and the thickness of thefriction material 2a is d, then
Capacitance at temperature t C1 = ε × (S/d)
It becomes.

一方温度２５℃における基準静電容量Ｃ０についても、摩擦材２ａの誘電率をε、摩擦材２ａの面積をＳ、摩擦材２ａの厚さをｄとすると、
温度２５℃における静電容量Ｃ０＝ε×（Ｓ／ｄ）
となる。 On the other hand, for the reference capacitance C0 at a temperature of 25° C., if the dielectric constant of thefriction material 2a is ε, the area of thefriction material 2a is S, and the thickness of thefriction material 2a is d, then:
Capacitance at temperature 25° C. C0=ε×(S/d)
It becomes.

摩耗材２ａの面積Ｓの変化および摩擦材２ａの厚さｄの変化はなく、あるいは無視できるほど小さいため、静電容量の変化は摩擦材２ａの温度の変化に伴う誘電率εの変動によることになる。換言すると、静電容量の変化は温度の変化のみに基づくことになる。Since there is no change in the area S of thewear material 2a and the change in the thickness d of thefriction material 2a, or these changes are negligibly small, the change in capacitance is due to the variation in the dielectric constant ε of thefriction material 2a that accompanies the change in temperature. In other words, the change in capacitance is based only on the change in temperature.

そこで、摩擦材２ａの２５℃における静電容量Ｃ０が、温度ｔ℃となった摩擦材２ａの静電容量がＣ１に変化したときの静電容量変化率を求める。この静電容量変化率を図２に示す静電容量変化率と比較することで一致する温度を知ることができる。この温度が、摩擦材２ａを含むブレーキパッド２の温度（温度ｔ）となる。このように本実施形態の摩擦部材センサでは、静電容量を検知することのみで、ブレーキパッド２の温度を検知することが可能となる。Then, the capacitance change rate of thefriction material 2a is calculated when the capacitance of thefriction material 2a at 25°C changes from C0 to C1 at temperature t°C. This capacitance change rate can be compared with the capacitance change rate shown in Figure 2 to find the matching temperature. This temperature becomes the temperature (temperature t) of thebrake pad 2 including thefriction material 2a. In this way, the friction member sensor of this embodiment makes it possible to detect the temperature of thebrake pad 2 simply by detecting the capacitance.

演算部４は、検知した温度に基づく摩擦部材温度情報信号Ｓ２を出力する。この摩擦部材温度情報信号Ｓ２は、ブレーキパッド２の温度の上昇により影響を及ぼす車両の制御のための制御信号として使用したり、単に温度を表示するため等に使用することができる。例えば後述するように、摩擦部材温度情報信号Ｓ２を車両の制御装置に入力する構成とし、ブレーキパッド２の温度の変化に応じてブレーキパッド２に加えるブレーキ油圧の制御のために使用することができる。Thecalculation unit 4 outputs a friction member temperature information signal S2 based on the detected temperature. This friction member temperature information signal S2 can be used as a control signal for controlling the vehicle affected by an increase in the temperature of thebrake pad 2, or can be used simply to display the temperature, etc. For example, as described below, the friction member temperature information signal S2 can be configured to be input to a vehicle control device and used to control the brake oil pressure applied to thebrake pad 2 in response to changes in the temperature of thebrake pad 2.

ところで、上記説明では摩擦材２ａの厚さｄは変化がない、あるいは無視できるほど小さいという条件下で摩擦材２ａの温度を検知する場合について説明した。しかしながら摩擦材２ａは徐々に摩耗して薄くなる。そこで、摩擦材２ａに摩耗が生じた場合でも摩擦部材の温度を検出できる摩擦部材センサシステムの実施形態について説明する。In the above explanation, the temperature of thefriction material 2a is detected under the condition that the thickness d of thefriction material 2a does not change or is negligibly small. However, thefriction material 2a gradually wears and becomes thinner. Therefore, an embodiment of a friction member sensor system that can detect the temperature of the friction member even when thefriction material 2a is worn will be described.

[摩擦部材センサシステムの実施形態]
図３は本発明の実施形態の摩擦部材センサシステムの説明図である。図３に示すように本実施形態の摩擦部材センサシステムは、上述の摩擦部材センサと、この摩擦部材センサを含め車両の制御を行う制御部５で構成されている。一般的なディスクブレーキ装置同様、制御部５の制御により車両と一体となって回転するディスクロータ１を、一対のブレーキパッド２で押圧することで車輪を制動する。[Embodiment of Friction Member Sensor System]
Fig. 3 is an explanatory diagram of a friction member sensor system according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 3, the friction member sensor system according to this embodiment is composed of the above-mentioned friction member sensor and acontrol unit 5 that controls the vehicle including this friction member sensor. As with a typical disc brake device, the wheel is braked by pressing adisc rotor 1, which rotates integrally with the vehicle under the control of thecontrol unit 5, with a pair ofbrake pads 2.

上述同様、ディスクロータ１とバックプレート２ｂは、導電性を有する材料で構成されている。摩擦材２ａは、誘電体で構成されている。このように構成されたディスクロータ１とブレーキパッド２を利用して、静電容量検出部３で誘電体である摩擦材２ａの静電容量を検知する。具体的には、ディスクロータ１と一方のバックプレート２ｂを一対の電極として、この一対の電極で挟み込まれた摩擦材２ａの静電容量を静電容量検出部３で検出する。この静電容量検出部３から出力される検出結果に基づく信号Ｓ１は、演算部４へ出力される。As described above, thedisc rotor 1 and theback plate 2b are made of conductive materials. Thefriction material 2a is made of a dielectric material. Using thedisc rotor 1 andbrake pad 2 thus constructed, thecapacitance detection unit 3 detects the capacitance of thefriction material 2a, which is a dielectric material. Specifically, thedisc rotor 1 and one of theback plates 2b are used as a pair of electrodes, and thecapacitance detection unit 3 detects the capacitance of thefriction material 2a sandwiched between the pair of electrodes. The signal S1 based on the detection result output from thecapacitance detection unit 3 is output to thecalculation unit 4.

静電容量検出部３から出力された信号Ｓ１が入力する演算部４は、ブレーキパッド２の温度に基づく信号Ｓ２を生成する。この演算部４の演算において、本実施形態の摩擦部材センサシステムでは、摩擦材２ａが摩耗した場合でも誤差の少ない温度検知を可能としている。The signal S1 output from thecapacitance detection unit 3 is input to thecalculation unit 4, which generates a signal S2 based on the temperature of thebrake pad 2. In the calculation of thiscalculation unit 4, the friction member sensor system of this embodiment enables temperature detection with little error even when thefriction material 2a is worn.

例えば、車両が長時間動いていない状態（ディスクブレーキ装置が長時間使用されていない状態）では、ブレーキパッド２の温度上昇はなく周囲温度とほぼ等しい状態となっている。本実施形態の摩擦部材センサシステムでは、ブレーキパッド２の温度上昇がない状態で、ブレーキパッド２の静電容量を検出する。車両の制動情報は、車両の制御部５の制動情報等から容易に得ることができる。For example, when the vehicle is not moving for a long time (when the disc brake device is not used for a long time), the temperature of thebrake pad 2 does not increase and is approximately equal to the ambient temperature. In the friction member sensor system of this embodiment, the capacitance of thebrake pad 2 is detected when there is no increase in the temperature of thebrake pad 2. Vehicle braking information can be easily obtained from the braking information of thevehicle control unit 5, etc.

周囲温度が２５℃で摩擦材２ａの摩耗がない場合、検出される静電容量は基準静電容量と等しくなる。しかしながら摩擦材２ａが摩耗している場合、その摩耗の程度に応じて検出される静電容量は基準静電容量より大きくなる。そこで、静電容量検出部３で検出された静電容量を新たな基準静電容量とする。When the ambient temperature is 25°C and there is no wear on thefriction material 2a, the detected capacitance is equal to the reference capacitance. However, when thefriction material 2a is worn, the detected capacitance becomes larger than the reference capacitance depending on the degree of wear. Therefore, the capacitance detected by thecapacitance detection unit 3 is set as the new reference capacitance.

この基準静電容量の変更は、例えば、ブレーキパッド２の温度上昇のない状態において静電容量検出部３で検出される静電容量が予め設定した所定の値より大きくなった場合（予め設定した摩耗量に達した場合）に変更するように設定することができる。基準静電容量の変更を行うタイミングは、適宜設定可能で、誤差が５℃を超える場合に相当する静電容量の差が生じたとき、走行距離が所定の距離に達したとき等設定することができる。あるいは、ブレーキパッド２の温度上昇のない場合の走行開始前に、その都度、基準静電容量を変更するように設定することもできる。This reference capacitance can be changed, for example, when the capacitance detected by thecapacitance detection unit 3 in a state where there is no temperature rise in thebrake pads 2 becomes larger than a preset value (when a preset amount of wear is reached). The timing for changing the reference capacitance can be set appropriately, and can be set when a capacitance difference occurs that corresponds to an error exceeding 5°C, when the traveled distance reaches a preset distance, etc. Alternatively, the reference capacitance can be set to be changed each time before the start of travel when there is no temperature rise in thebrake pads 2.

演算部４による演算は、基準静電容量を新たな基準静電容量とした点を除き、上述の演算と同じとなる。即ち、新たな基準静電容量と静電容量検出部３から出力される静電容量とを比較し、静電容量変化率から温度を検知し、検知した温度に基づく摩擦部材温度情報信号Ｓ２を出力する。この摩擦部材温度情報信号Ｓ２は、ブレーキパッド２の温度上昇により影響を及ぼす車両の制御のため制御部５に入力し、車両の制御が可能となる。例えば、ブレーキパッド２の温度の変化に応じてブレーキパッド２に加えるブレーキ油圧の制御が行われるように構成することができる。The calculation by thecalculation unit 4 is the same as the above calculation, except that the reference capacitance is set to a new reference capacitance. That is, the new reference capacitance is compared with the capacitance output from thecapacitance detection unit 3, the temperature is detected from the rate of change in capacitance, and a friction member temperature information signal S2 based on the detected temperature is output. This friction member temperature information signal S2 is input to thecontrol unit 5 for controlling the vehicle affected by the temperature rise of thebrake pad 2, making it possible to control the vehicle. For example, it can be configured so that the brake oil pressure applied to thebrake pad 2 is controlled in response to changes in the temperature of thebrake pad 2.

[摩擦部材センサシステムの別の実施形態]
次に別の実施形態の摩擦部材センサシステムについて説明する。上述の実施形態の摩擦部材センサシステムは、ブレーキパッド２の温度が２５℃（図２のグラフの温度特性の基準温度）の場合について説明した。しかしながら車両の周囲温度が２５℃で、ブレーキパッド２の温度が２５℃とは限らない。そこで車両の周囲温度を考慮した補正を加えることもできる。[Another embodiment of the friction member sensor system]
Next, a friction member sensor system according to another embodiment will be described. The friction member sensor system according to the above embodiment has been described for the case where the temperature of thebrake pad 2 is 25° C. (the reference temperature of the temperature characteristics in the graph of FIG. 2). However, the ambient temperature of the vehicle is not always 25° C., and the temperature of thebrake pad 2 is not always 25° C. Therefore, a correction can be made taking into account the ambient temperature of the vehicle.

一般的に車両には周囲温度を検知するセンサを搭載されており、容易に周囲温度情報を得ることができる。この周囲温度情報を考慮して基準静電容量を補正する。具体的には、上述の説明同様、車両が長時間動いていない状態でブレーキパッド２の温度上昇がない状態で、ブレーキパッド２の静電容量を検知する。Generally, vehicles are equipped with a sensor that detects the ambient temperature, making it easy to obtain ambient temperature information. The reference capacitance is corrected taking this ambient temperature information into account. Specifically, as explained above, the capacitance of thebrake pad 2 is detected when the vehicle has not been moving for a long period of time and there is no temperature rise in thebrake pad 2.

まず、ブレーキバッド２の摩擦材２ａが摩耗していない場合について説明する。摩擦材２ａが摩耗していない状態では、摩擦材２ａの温度が２５℃であれば検出される静電容量は基準静電容量と等しくなる。しかしながら、周囲温度が２５℃と異なる場合には、検知される静電容量は基準静電容量と相違する。First, we will explain the case where thefriction material 2a of thebrake pad 2 is not worn. When thefriction material 2a is not worn, if the temperature of thefriction material 2a is 25°C, the detected capacitance will be equal to the reference capacitance. However, if the ambient temperature is different from 25°C, the detected capacitance will differ from the reference capacitance.

そこで、ブレーキバッド２の温度は周囲温度と同じとして図２に示す静電容量変化率の温度特性から、周囲温度において検出された静電容量を２５℃における静電容量に補正する演算を行う。この場合、摩擦部材２ａは摩耗していないため、演算により得られた静電容量は既に設定している基準静電容量と一致する。従って、基準静電容量の変更は必要ない。Therefore, assuming that the temperature of thebrake pad 2 is the same as the ambient temperature, a calculation is performed to correct the capacitance detected at the ambient temperature to the capacitance at 25°C based on the temperature characteristics of the rate of change in capacitance shown in Figure 2. In this case, since thefriction member 2a is not worn, the capacitance obtained by the calculation matches the reference capacitance that has already been set. Therefore, there is no need to change the reference capacitance.

次に、ブレーキパッド２の摩擦材２ａが摩耗している場合について説明する。摩擦材２ａが摩耗した状態では、摩擦部材２ａの温度が２５℃であっても検出される静電容量は基準静電容量と等しくなることはない。Next, we will explain what happens when thefriction material 2a of thebrake pad 2 is worn. When thefriction material 2a is worn, the detected capacitance will not be equal to the reference capacitance even if the temperature of thefriction member 2a is 25°C.

そこで、ブレーキバッド２の温度は周囲温度と同じとして、図２に示す静電容量変化率の温度特性から、周囲温度における検出された静電容量を２５℃の静電容量に補正する演算を行う。この演算により算出された静電容量（補正した静電容量に相当）を新たな基準静電容量とする。Therefore, assuming that the temperature of thebrake pad 2 is the same as the ambient temperature, a calculation is performed to correct the capacitance detected at the ambient temperature to the capacitance at 25°C based on the temperature characteristics of the capacitance change rate shown in Figure 2. The capacitance calculated by this calculation (corresponding to the corrected capacitance) is set as the new reference capacitance.

演算部４による演算は、基準静電容量を新たな静電容量とした点を除き、上述の演算と同じとなる。即ち、新たな基準静電容量と静電容量検出部３から出力される静電容量とを比較し、静電容量変化率から温度を検知し、検知した温度に基づく摩擦部材温度情報信号Ｓ２を出力する。この摩擦部材温度情報信号Ｓ２は、ブレーキパッド２の温度上昇により影響を及ぼす車両の制御のため制御部５に入力し、車両の制御が可能となる。例えば、ブレーキパッド２の温度の変化に応じてブレーキパッド２に加えるブレーキ油圧の制御が行われるように構成することができる。The calculation by thecalculation unit 4 is the same as the above calculation, except that the reference capacitance is a new capacitance. That is, the new reference capacitance is compared with the capacitance output from thecapacitance detection unit 3, the temperature is detected from the rate of change in capacitance, and a friction member temperature information signal S2 based on the detected temperature is output. This friction member temperature information signal S2 is input to thecontrol unit 5 for controlling the vehicle affected by the temperature rise of thebrake pad 2, making it possible to control the vehicle. For example, it can be configured so that the brake oil pressure applied to thebrake pad 2 is controlled in response to changes in the temperature of thebrake pad 2.

なお周囲温度とブレーキパッド２の温度とに差がある場合には、その差も考慮して新たな基準静電容量を算出することもできる。If there is a difference between the ambient temperature and the temperature of thebrake pad 2, a new reference capacitance can be calculated taking that difference into account.

以上説明したように本発明によれば、温度センサを付加的に備えることなく、温度の検知が可能となる。なお上記説明では、ディスクブレーキ装置に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えばドラムブレーキ装置に適用することも可能で、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更すればよい。As explained above, according to the present invention, it is possible to detect temperature without the need for an additional temperature sensor. Note that in the above explanation, an example of application to a disc brake device has been described, but the present invention is not limited to this. For example, it can also be applied to a drum brake device, and appropriate modifications may be made without departing from the spirit of the invention.

１：ディスクロータ、２：ブレーキパッド、２ａ：摩擦材、２ｂ：バックプレート、３：静電容量検出部、４：演算部、５：制御部1: Disc rotor, 2: Brake pad, 2a: Friction material, 2b: Back plate, 3: Capacitance detection unit, 4: Calculation unit, 5: Control unit

Claims (5)

Translated fromJapanese

導電性の相手部材と、
摩擦材と前記摩擦材に重ねられた導電性の支持部材とを有し、前記相手部材と前記摩擦材が接触可能に配置された二つの摩擦部材と、
前記相手部材と前記二つの摩擦部材を構成する二つの前記支持部材とからなる三つの要素のうち二つの要素を一対の電極とし、前記二つの要素の間に位置する前記摩擦材を誘電体とした場合の前記二つの要素間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、摩擦部材温度情報信号を生成する演算部と、を備えたことを特徴とする摩擦部材センサ。 A conductive counter member;
Two friction members each having a friction material and a conductive support member overlaid on the friction material, the friction material being arranged so as to be in contact with the counter member;
a capacitance detection unit that detects a capacitance between the two elements when two of the three elements consisting of the counter member and the two support members constituting the two friction members are used as a pair of electrodes and the friction material located between the two elements is used as a dielectric; and
a calculation unit that compares a reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit to calculate a temperature of the friction member, and generates a friction member temperature information signal. 請求項１記載の摩擦部材センサにおいて、
前記基準静電容量が変更可能であることを特徴とする摩擦部材センサ。 2. The friction member sensor according to claim 1,
A friction member sensor, characterized in that the reference capacitance is variable. 導電性の相手部材と、摩擦材と前記摩擦材に重ねられた導電性の支持部材とを有し、前記相手部材と前記摩擦材が接触可能に配置された二つの摩擦部材と、前記相手部材と前記二つの摩擦部材を構成する二つの前記支持部材とからなる三つの要素のうち二つの要素を一対の電極とし、前記二つの要素の間に位置する前記摩擦材を誘電体とした場合の前記二つの要素間の静電容量を検出する静電容量検出部と、基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、摩擦部材温度情報信号を生成する演算部とを備えた摩擦部材センサと、
前記演算部から出力される前記摩擦部材温度情報信号が入力する制御部と、を備えていることを特徴とする摩擦部材センサシステム。 a friction member sensor including: a conductive counter member, two friction members each having a friction material and a conductive support member overlapping the friction material, the counter member and the two support members constituting the two friction members being arranged so that the counter member and the friction material can be in contact with each other; a capacitance detection unit which detects a capacitance between the two elements when two of the three elements consisting of the counter member and the two support members are used as a pair of electrodes and the friction material located between the two elements is used as a dielectric; and a calculation unit which compares a reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit to calculate a temperature of the friction member and generate a friction member temperature information signal;
a control unit to which the friction member temperature information signal output from the calculation unit is input. 請求項３記載の摩擦部材センサシステムにおいて、
前記演算部は、前記静電容量検出部から出力された前記静電容量を新たな基準静電容量に変更し、前記新たな基準静電容量と前記静電容量検出部から出力される静電容量とを比較して前記摩擦部材の温度を算出し、前記摩擦部材温度情報信号を生成することを特徴とする摩擦部材センサシステム。 4. The friction member sensor system according to claim 3,
the calculation unit changes the capacitance output from the capacitance detection unit to a new reference capacitance, compares the new reference capacitance with the capacitance output from the capacitance detection unit to calculate a temperature of the friction member, and generates the friction member temperature information signal. 請求項４記載の摩擦部材センサシステムにおいて、
前記演算部は、前記静電容量検出部から出力される前記静電容量を周囲温度情報に基づき補正した静電容量を算出し、前記補正した静電容量を前記新たな基準静電容量に変更することを特徴とする摩擦部材センサシステム。 5. The friction member sensor system according to claim 4,
The friction member sensor system is characterized in that the calculation unit calculates a capacitance by correcting the capacitance output from the capacitance detection unit based on ambient temperature information, and changes the corrected capacitance to the new reference capacitance.

Images