JP6130066B2 - 車両ブレーキの空隙を求める方法と、空隙を求める装置を備えた車両ブレーキ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した車両ブレーキの空隙を求めるための方法に関する。本発明はさらに、空隙を求めるための装置を備えた車両ブレーキに関する。

車両ブレーキは例えばディスクブレーキまたはドラムブレーキである。いろいろな操作方式、例えば空気圧式、液圧式、電気式およびこれらの組み合わせが用いられている。すべての方式において、空隙、すなわちブレーキパッドとブレーキディスク（ディスクブレーキ）またはドラム（ドラムブレーキ）との間の間隔は、ブレーキ構造に応じて狭い限度に設計されている。従って、商用車ディスクブレーキの場合のブレーキパッドとブレーキディスクの間の空隙は約０．６〜１．１ｍｍの範囲である。一方では大きすぎる摩耗を、そして他方では多すぎる燃焼消費を回避するために、摩耗と他の影響によって変化するこの目標空隙を、設定された範囲内に保つことが望まれる。

実際の空隙を決定するために、車両ブレーキの締付け装置の操作ストロークを検出するためのセンサ装置が設けられている。締付け装置は例えばブレーキレバーである。このブレーキレバーの揺動角度を操作ストロークとして検出することができる。さらに、ブレーキシリンダのピストンの移動変位を操作ストロークとして検出することができる。

特に自動車用の車両ブレーキは一般的に、自動で働く機械式摩耗調整装置を備えている。この摩耗調整装置はきわめて確実に作用し、大きすぎる空隙を縮小する。摩耗調整装置は、例えば摩擦点を自動調節する機械式調整器のようないろいろな実施形態が知られている。その際、ブレーキ操作の度に、調整装置が例えば締付け装置の送り要素によって作動させられる。ディスクブレーキにおいてブレーキパッドとブレーキディスクが摩耗すると、摩耗調整装置による、例えば長さ変更可能なねじ付き管の調節運動によって、パッドの自動調整が行われる。

調整装置の一例が特許文献１に記載されている。その際、例えば回転モーメント制限装置の駆動回転運動が例えばボール傾斜路によって、連続的に作用するクラッチ（スライドクラッチ）を経てねじ付き管の調節スピンドルに伝えられる。

特許文献２はディスクブレーキのブレーキ摩耗センサを開示している。この場合、調整変位と操作ストロークの伝達は遊星歯車装置によって行われる。調整変位は回転運動として遊星歯車装置の太陽歯車に伝えられる。そのために、例えば調整スピンドルの回転運動を用いることができる。操作ストロークは他の回転運動として遊星歯車装置の遊星キャリアを経て伝えられる。遊星歯車の内歯歯車の回転は適当なセンサ、例えばホールセンサ、ポテンショメータ、誘導式、光学式または音響式発信器要素によって検出される。従って、２つの入力量の結果、検出された両量の変動の振幅が内歯歯車に発生し、必要な分解に適した測定範囲を有するセンサによって使用可能である。

絶えず増大するコスト低減要求に基づいて、同時に品質と有用性を維持するだけでなく高めるべきであり、さらに保守整備コストを低減すべきであるので、これに応じて車両ブレーキの空隙を求めるための方法を改善するという要求が生じる。

空隙は運転中いろいろな影響作用によって変化し得る。

独国特許出願公開第１０２００４０３７７７１号明細書 独国特許出願公開第１０２０１００３２５１５号明細書

そこで、本発明の課題は、車両ブレーキの空隙を求めるための改善された方法を提供することである。他の課題は、改良された車両ブレーキを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。

課題はさらに、請求項１０の特徴を有する車両ブレーキによって解決される。

操作ストロークの検出された測定値に基づいて、空隙を求めるために測定値を時間で微分する、空隙を求めるための方法が提供される。

車両ブレーキが締付け装置、摩耗調整装置、締付け装置の操作ストロークを検出するためのセンサ装置および車両制御システムを備えている、特に自動車のための車両ブレーキの空隙を求めるための本発明に係る方法が提供される。この方法は、方法ステップ（Ｓ１）ブレーキ過程の間予め定めることができる時間ウインドウ内で、センサ装置によって提供される操作ストロークの測定信号を受け取ることおよびブレーキ過程の間測定信号をデータ対の操作ストローク−時間として記憶すること；（Ｓ２）最大値の際の時点を決定するために、適当なアルゴリズムによって時間ウインドウ内の測定信号を時間で微分すること；そして（Ｓ３）このようにして決定された時点に基づいて空隙を求めることおよびこのようにして求められた空隙の値を車両制御システムに転送することを有する。

これにより、空隙の監視を行うことができ、この場合求められた空隙の表示は、偏差について迅速に運転者に知らせることができる。そして、場合によっては対策を講じることができ、それによって後の大きな修理コストが回避されるかまたは不要になる。

空隙はできるだけ正確かつ確実に、すなわち外乱に影響を受けずに決定することができ
る。

特に自動車のための本発明に係る車両ブレーキは、締付け装置、摩耗調整装置、締付け装置の操作ストロークを検出するためのセンサ装置、車両制御システムおよび空隙を求めるための装置を備えている。空隙を求めるための装置は、本発明に係る方法を実施するために形成されている。

従って、例えば空気圧式ブレーキの応答圧力の影響やブレーキの強度のような欠点が、空隙を求めることに対して少ししか乃至無視できるほどしか影響を与えないようにすることができる。特にブレーキの強度はパッド摩耗とパッド温度によって大きく変化する。本発明による車両ブレーキの場合には、強度や応答圧力に関して十分に正確な仮定を必要としない。

他の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

実施形態では、センサ装置によって提供される操作ストロークの測定信号が、監視ユニットからアナログ測定信号として評価ユニットに伝送される。これが外乱の影響を小さくするためにできるだけ短い経路で行われるようにするために、監視ユニットはセンサ装置に統合可能であり、評価ユニットに対して短い接続部を有するかまたはこの評価ユニットと共に配置可能である。

他の実施形態では、方法ステップ（Ｓ１）の受け取ることが次の部分ステップを有する：（Ｓ１．１）運転者がブレーキペダルを操作することによって始まるブレーキ過程の開始により、時間ウインドウの開始を定めること；（Ｓ１．２）車両制御システム内にあるブレーキ制御システムによって時間ウインドウの開始時に監視ユニットを作動させること；（Ｓ１．３）このようにして作動した監視ユニットによってアナログ測定信号を評価ユニットに伝送すること；（Ｓ１．４）評価ユニットによって、伝送され操作ストロークのアナログ測定信号をデジタル測定信号に変換することおよびブレーキ過程の間このデジタル測定信号をデータ対の操作ストローク−時間として記憶すること；および（Ｓ１．５）時間ウインドウの予め定められた時間の間、評価ユニットによって、部分ステップ（Ｓ１．４）における測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶を継続すること。アナログ測定信号をデジタル測定信号に変換することにより、処理が容易になる。さらに、ブレーキ過程の間のデータ対の操作ストローク−時間としての測定信号の記憶により、他の処理を行うことができる。

その際、部分ステップ（Ｓ１．４）の変換および部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、デジタル測定信号への操作ストロークの伝送されたアナログ測定信号の変換が高いサンプリングレートで行われると有利である。それによって、いわゆるより短い時間閾値を有する液圧操作式車両ブレーキの場合に、本発明に係る方法を使用することができる。それによって、使用範囲が広がる。

さらに、部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、開始されたブレーキ過程がまだ終了していないときに、予め定めた時間ウインドウの終了時点で、ブレーキ過程中の測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶が中断される。それによって、変換時間が制限され、迅速な評価が可能になる。

より短いブレーキ過程の際、部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、開始されたブレーキ過程が予め定めた時間ウインドウ内で終了させられる時点で、ブレーキ過程中の測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶が中断される。

他の実施形態では、時間による微分を行う前記方法ステップ（Ｓ２）が次の部分ステップを有する：（Ｓ２．１）測定信号の記憶されたデータを平滑化およびろ波することにより、評価ユニットによってブレーキ過程の間データ対の操作ストローク−時間の測定信号の記憶されたデータを処理すること；（Ｓ２．２）評価ユニットにより、時間ウインドウ内で適当なアルゴリズムによって、測定信号の記憶されたデータの時間による微分を求めること；（Ｓ２．３）このようにして求めた時間による微分の最大値の時点を評価ユニットによって決定すること。時間による微分によって、操作速度の監視および分析が可能になる。これにより、最大値の簡単な評価によって、実際の空隙を求めることができる。そのためにはソフトウェアの計算アルゴリズムだけしか必要とせず、車両ブレーキのハードウェアの変更または拡張は不要である。

実施形態では、空隙を求める方法ステップ（Ｓ３）が次の部分ステップを有する：（Ｓ３．１）評価ユニットにより、時点に基づいておよび記憶された操作ストロークのデータに基づいて、空隙の値を求めること；（Ｓ３．２）評価ユニットから車両制御システムへの転送のために、評価ユニットによって、このようにして求めた空隙の値を適合させること；（Ｓ３．３）求めて適合させた空隙の値を表示すること。操作ストローク値と割り当てられた時間のデータ対としての操作ストロークの測定信号の記憶されたデータが、選択された時点で呼出し可能であるので、最大値の時点に基づいて空隙を簡単に求めることができる。

他の実施形態では、求めて適合させた空隙の値が、記憶や後の評価のために、車両制御システムから車両制御システムの中央制御装置に伝送される。それによって、実際の空隙を表示し、場合によってはそのときの対策を講じることができる。

車両ブレーキの実施形態では、空隙を求めるための装置が、センサ装置、このセンサ装置に接続された監視ユニットおよび車両制御システムに接続された評価ユニットを含む。これはコンパクトな構造であり、車両ブレーキの組み込みスペースを実質的に増大しない。

他の実施形態では、監視ユニットがセンサ装置のセンサに電気的に接続され、センサの受け取った測定信号を評価ユニットにアナログ伝送するように形成されている。その際、監視ユニットがセンサ装置に統合されていると有利である。

実施形態では、監視ユニットがセンサ装置のセンサに電気的に接続され、センサの出力信号を監視または分析するように形成され、センサが２つの異なる測定量を提供するときに、監視ユニットが操作ストロークの検出された測定量を、検出された他の測定量から分離し、センサの受け取って分離された測定信号を評価ユニットにアナログ伝送するように形成されている。従って、使用範囲が拡張される。

他の実施形態では、評価ユニットが、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器として評価ユニットによって、操作ストロークの伝送されたアナログ測定信号をデジタル測定信号に変換し、このデジタル測定信号をデータ対の操作ストローク−時間として記憶装置に記憶するように形成されている。記憶装置は好ましくは評価ユニットの構成部品である。

実施形態では、評価ユニットが、データ対の操作ストローク−時間の操作ストロークの測定信号の記憶されたデータを時間によって微分し、求められた時間による微分の最大値のときの時点を決定するように形成されている。これは例えばソフトウェアによって実現可能である。この場合、付加的な必要スペースは不要であるかまたは無視することができる。

車両ブレーキは圧縮空気操作式ディスクブレーキであってもよい。

勿論、本発明に係る方法は空気圧操作式ディスクブレーキに適用可能であるだけでなく、例えば空気圧式ドラムブレーキや液圧式ディスクブレーキおよび液圧式ドラムブレーキで使用可能である。

添付の図を参照して、本発明を実施の形態に基づき詳しく説明する。

本発明に係る装置を備えた本発明に係る車両ブレーキの実施の形態の概略的な部分断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った実施の形態の概略的な断面図である。 操作ストロークと操作速度を示す概略的なグラフである。 本発明に係る装置を備えた図２の本発明に係る車両ブレーキの概略的なブロック図である。 本発明に係る方法の例示的なフローチャートである。 本発明に係る方法の例示的なフローチャートである。

図１は、車両ブレーキの空隙を求めるための本発明に係る装置２０を備えた本発明に係る車両ブレーキの実施の形態の概略的な斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った実施の形態の概略的な断面図である。

車両ブレーキは本例では、ブレーキディスク２を跨ぐブレーキキャリパ４を備えたダブルトランプ型ディスクブレーキ１である。ブレーキディスク２はブレーキディスク軸線２ａ回りに回転可能である。この場合、ブレーキディスク２の両側において、それぞれ１個のブレーキパッド３がブレーキパッド支持体３ａに配置されている。ディスクブレーキ１はさらに、ここではブレーキ回転レバー９を有する締付け装置を備えている。ブレーキ回転レバー９は拡開機構とも呼ばれ、締付け装置の一部であり、レバー揺動軸線９ａの回りに揺動可能であり、そして例えば圧縮空気ブレーキシリンダによって操作可能なレバーアーム９ｂを備えている。

ブリッジ７はブレーキ回転レバー９に接触し、ディスクブレーキ１を締付けおよび締付け解除する際にこのブレーキ回転レバーによってブレーキディスク軸線２ａの方向に沿ってブレーキディスク２の方へ往復操作可能である。ブリッジ７はその端部がそれぞれ、各々１個のねじ付き管６、６’を介してスピンドルユニット５、５’に連結されている。各スピンドルユニット５、５’は軸線５ａ、５’ａを有する。スピンドルユニット５の軸線５ａは調整軸線５ａと呼ばれ、スピンドルユニット５’の軸線５’ａは回転伝達軸線５’ａと呼ばれる。

図１の左側に位置しブレーキディスク２の方に向いた、スピンドルユニット５、５’の端部はそれぞれ、押圧部材６、６’ａを備えている。この押圧部材６、６’ａは締付け側のブレーキパッド３のブレーキパッド支持体３ａに接触している。このブレーキパッド支持体はディスクブレーキ１のブレーキディスク２の一方の側に配置されている。ブレーキディスク２の他方の側には、他のブレーキパッド３がブレーキパッド支持体３ａによってブレーキキャリパ４内に固定されている。このブレーキパッド３は反作用側のブレーキパッド３とも呼ばれる。ブレーキキャリパ４は例えばスライドキャリパである。

ブレーキパッド３とディスクブレーキ２の間の間隔は空隙と呼ばれる。ブレーキ過程の際にディスクブレーキ１を操作するとき先ず、ブレーキパッド３がブレーキレバー９によって操作されるブリッジ７によってディスクブレーキ１のブレーキディスク２の方へ移動させられることにより、空隙が克服される。ブレーキパッド３とブレーキディスク２の摩耗に基づいて、空隙は大きくなる。

用語摩擦点（図３のＢ１）は、ブレーキパッド３がディスクブレーキ１のブレーキディスク２に接触する点である。摩擦点Ｂ１には締付けの際空隙を克服した後で達する。さらに締付けると、ブレーキパッド３をブレーキディスク２に押し付けることによって、制動作用が発生する。これは勿論、反作用側のブレーキパッド３にも当てはまる。締め付け装置を弛めると、上述の過程の逆戻りが生じる。

図１に示した実施形態のディスクブレーキ１はさらに、摩耗調整装置１０を備えている。この摩耗調整装置は、元の空隙を生じるために、ブレーキパッド３を摩耗時に調整し直す働きをする。

摩耗調整装置１０は調整軸１１ａを有する調整機構１１と、回転伝達軸１２ａを有する回転伝達機構１２と、調整機構１１と回転伝達機構１２を連結するための同期ユニット１３を備えている。

調整機構１１はここでは詳しく説明しない。調整機構は例えば独国特許出願公開第１０２００４０３７７７１号明細書に記載されているように形成され、スピンドルユニット５が所属のねじ付き管６に挿入され、このねじ付き管に連結されている。調整軸１１ａの縦軸線は調整軸線５ａを形成する。

調整機構１１は同期ユニット１３によって回転伝達機構１２に次のように連結されている。すなわち、調整軸１１ａ、ひいてはそれに相対回転しないように連結されたねじ付き管６の回転が回転伝達軸１２ａ、従って回転伝達軸１２ａに相対回転しないように連結されたねじ付き管６’に同期して伝達されるように連結されている。図１には同期ユニット１３が略示されている。この場合、調整軸１１ａは同期ユニット１３の同期車１３ａ、ここではスプロケットに相対回転しないように連結されている。同期車１３ａは同期手段１３ｂ、ここではチェーンを介して他の同期車１３’ａに連結されている。この他の同期車は回転伝達軸１２ａに相対回転しないように直接的にまたは間接的に連結されている。同期ユニット１３のこの構造は例示的なものとして理解すべきであり、当然、他の連結、例えばねじ付き管６、６’の相互の連結が可能である。

ブレーキ回転レバー９の送り運動の際にブレーキ回転レバー９がそのレバー揺動軸線９ａ回りに反時計回り（図２）に揺動させられ、このブレーキ回転レバーのその都度の送り運動によって調整機構１１が駆動される。これは調整用駆動装置１４を介して行われる。この調整用駆動装置はブレーキ回転レバー９に固定連結された操作部材１４ａと、調整機構１１に連結された調整用駆動要素１４ｂを備えている。操作部材１４ａと調整用駆動要素１４ｂは互いに係合している。操作部材１４ａは例えばピンとして形成されている。調整用駆動要素１４ｂは例えば操作部材１４ａと協働する切り換えフォークを備えている。

ブレーキ回転レバー９の送り運動の際に摩耗が存在しないと、調整機構１１の例えば安全クラッチに基づいて、調整軸１１ａへの駆動運動の伝達は行われない。しかし、摩耗が存在すると、ブレーキパッド３を調整し直すために、調整機構１１の調整軸１１ａへ駆動運動が伝達される。それによって、空隙が基の値に調節される。調整軸１１ａのこの駆動運動は同期ユニット１３によって回転伝達軸１２ａに伝達される。

車両ブレーキの空隙を求めるための装置２０はセンサ装置１５と監視ユニット２２と評価ユニット２３を備えている。図１に示した例では、評価ユニット２３は車両制御システム２１内に配置されている。

センサ装置１５は第１測定量、すなわちブレーキディスク２を含めたブレーキパッド３の摩耗を検出するようにおよび第２測定量、すなわち締付け装置の操作ストロークを検出するように形成されている。

第１測定量、すなわち摩耗の検出は、例えば調整軸１１ａまたは回転伝達軸１２ａの調整運動の検出によって行われる。そのために、センサ装置１５は図示していないセンサ、例えばホールセンサ、ポテンショメータ、誘導型および／または光学式および／または音響式センサ要素を備えている。センサは監視ユニット２２に接続され、ここでは監視ユニットと共にブレーキ上の共通の１つのケーシング内に配置されている（図４も参照）。接続導体１５ｂは、車両ブレーキを付設した車両の車両制御システム２１に電気的に（または光学的に）接続するために役立つ。

図１に概略的に示した実施の形態において、センサ装置１５のセンサ軸線１５ａは、回転伝達軸線５’ａがセンサ軸線１５ａと合致するように配置されている。センサ装置１５は回転伝達軸１２ａに連結されている。調整軸１１ａの調整運動が同期ユニット１３によって回転伝達軸１２ａに伝達されるので、回転伝達軸１２ａの調整運動は摩耗を検出するために用いることが可能である。回転伝達軸１２ａとセンサ装置１５の連結はいろいろな方法で行うことができるので、ここでは説明しない。

本実施の形態ではさらに、センサ装置１５が、第２測定量を検出することができるように形成されている。この第２測定量は、ここではブレーキ回転レバー９の運動である、ディスクブレーキ１の締付け装置の操作ストロークである。検出されたこの第２測定量は、例えば伝達用伝動装置として形成されかつそのために２個の入力部を有するセンサ伝動装置１６によって、センサ装置１５のセンサに伝達される。このようなセンサ装置１５の一般的な機能については、文献独国特許出願公開第１０２０１００３２５１５Ａ１号明細書の説明が参照される。

操作ストロークは（ブリッジ７の揺動運動を除いて）直線運動であり、ここではセンサ装置１５のための第２測定量として検出するために回転運動または揺動運動に変換される。これはストロークセンサ駆動装置１７によって行われる。このストロークセンサ駆動装置を介してセンサ装置１５がブレーキ回転レバー９に連結されている。ストロークセンサ駆動装置１７はブレーキ回転レバー９に連結されたストロークセンサ操作部材１８と、センサ装置１５に連結されたストロークセンサ駆動ユニット１９を備えている。このストロークセンサ駆動ユニットについてはここではこれ以上説明しない。

監視ユニット２２はセンサ装置１５のセンサに電気的に接続され、そしてセンサの出力信号の監視または分析を次のように行う。すなわち、検出された第１測定量（摩耗）と検出された第２測定量（操作ストローク）を互いに別々に転送および評価することができるように行う。これと評価ユニット２３については後で詳しく説明する。

図３は操作ストロークＢと操作速度Ｂ１０を概略的に示すグラフである。

操作ストロークＢ、ここでは上述したようにブレーキ回転レバーの揺動運動が、時間ｔに対して記入されている。その際、縦座標には移動変位ｘが示してある。この場合、空隙には記号ｘ_ＬＳが付けてある。

操作速度Ｂ１０は操作ストロークＢと同一時間でその下に時間ｔに対して示してある。この場合、縦座標には、時間ｔによる移動変位ｘの一次導関数が記号ｄｘ／ｄｔで記入されている。

例えば圧縮空気で操作されるディスクブレーキ１を操作する際、運転者はブレーキペダルを操作する。これは時点ｔ_{ＳＴＡＲＴ}で行われる。そして、車両制御システム２１によって作動圧力（圧縮空気）が圧力作動シリンダに供給される。圧力作動シリンダはブレーキ回転レバー９（図２参照）のレバーアーム９ｂに連結されている。圧力作動シリンダ内のピストンは圧力を（ほぼ）直線的な運動に変え、ブレーキ回転レバー９のレバーアーム９ｂに作用し、そしてさらにディスクブレーキ１の操作機構に作用する。図示した実施の形態では、ブレーキ回転レバー９はブリッジ７と上述のようにブレーキパッド３に作用する。

操作機構（すなわちブリッジ７）とピストンはばね要素（例えばブリッジ７に作用する戻しばね８、図１）によって操作方向と反対方向に付勢されている。さらに、摩擦力が可動部分に作用する。圧力作動シリンダ内の作動圧力がこの付勢力と摩擦力に打ち勝つまでは、操作機構は移動しない。すなわち、移動変位ｘはゼロに等しい。

操作機構が初期位置から移動する圧力レベルは、応答圧力と呼ばれる。これは時点ｔ_１の場合である。操作機構は空隙ｘ_ＬＳを通過し、ブレーキパッド３をブレーキディスク２に押し付ける。第１のブレーキパッド３がブレーキディスク２に接触する圧力レベルは接触圧力と呼ばれる。それによって、時点ｔ_２またはｔ_Ｋで摩擦点Ｂ１に達する。

力と質量の比の結果、操作機構は空隙ｘ_ＬＳの範囲においてきわめて迅速に加速される。これは操作速度Ｂ１０の曲線において大きな勾配で示してある。第１のブレーキパッド３がブレーキディスク２に当接することにより、操作機構は急激に制動される。これは摩擦点Ｂ１の場合である。操作速度Ｂ１０の曲線はこの時点ｔ_Ｋで最高値Ｂ１１を有する。

他の時点ｔ３で、操作機構の運動、すなわち操作速度Ｂ１０がゼロになる。その際、操作ストロークＢ１は一定の値をとる。これは時点ｔ_ＲＥＣの場合である。この時点ｔ_ＲＥＣについては後述する。

空隙を求めるための本発明に係る装置２０は、操作ストロークＢと時間ｔのデータペアリングによって空隙を求めるための方法を実施するために役立つ。その際、第１ブレーキパッド３がブレーキディスク２に接触する時点ｔ_２またはｔ_Ｋにおいて、例えば時間による移動変位ｘの一次または二次導関数が決定される。この時点ｔ_２またはｔ_Ｋは例えば適切なアルゴリズムによって一次導関数の最大値Ｂ１１に基づいて或る時間ウインドウ内で決定可能である。続いて、操作ストロークＢ−時間ｔ−データペアリングと時点ｔ_２またはｔ_Ｋによって、空隙ｘ_ＬＳを求めることができる。これについては後で詳しく説明する。

図４には、本発明に係る装置２０を備えた図２の本発明に係る車両ブレーキの概略的なブロック図が示してある。

装置２０の監視ユニット２２はディスクブレーキ１のブレーキキャリパ４上のセンサ装置１５内に統合配置され、接続導体１５ｂを介して評価ユニット２３に接続されている。評価ユニット２３は伝達導体２３ａを介して車両制御システム２１に接続されている。

図３から判るように、応答圧力に達する時点ｔ_１と、接触圧力に達する時点ｔ_２またはｔ_Ｋは互いに非常に近い位置にある。監視ユニット２２によってセンサ装置１５のセンサから供給される測定信号はアナログの測定信号である。このアナログの測定信号は転送や他の処理のために評価ユニット２３によってデジタルの測定信号に変換される。時点ｔ_１とｔ_２またはｔ_Ｋの短い時間間隔に基づいて、時点ｔ_Ｋを十分な精度で検出するためには、非常に高い周波数を有するアナログ測定信号のアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）が必要である。監視ユニット２２と評価ユニット２３の間の接続導体１５ｂの影響（ＲＣ定数）を最小限に抑えるために、アナログ伝送の距離をできるだけ短くすべきである。従って、評価ユニット２３を監視ユニット２２のすぐ近くに配置するかまたは監視ユニット２２の構成部品として形成することができる。

評価ユニット２３は監視ユニット２２のアナログ測定信号のＡ／Ｄ変換を行い、測定信号をデジタルの形で伝送導体２３ａを経て車両制御システム２１に伝送する。

車両ブレーキまたはディスクブレーキ１の空隙を求めるための装置２０は、空隙を求めるための方法を実施するために形成されている。

図５と図６には、本発明に係る方法の例示的なフローチャートが示してある。図５は３つの方法ステップの例示的なフローチャートを示し、図６は他の部分ステップを示す。

第１方法ステップＳ１である検出では、ブレーキ過程の際に操作ストロークＢが時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣで検出され、関連する時間と共にデータ対である操作ストロークＢ／時間ｔとして記憶される。本実施の形態では、検出はセンサ装置１５によって行われる。監視ユニット２２の検出されたこの測定信号は、ディスクブレーキ１の締付け装置の操作ストロークＢのアナログ測定信号として、評価ユニット２３に転送される。評価ユニット２３はアナログ信号を高いサンプリングレートでデジタル測定信号に変換し、このデジタル測定信号を記憶する。時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣの終わりに、測定信号の記憶されたデータが他の処理のために供される。

記憶された測定データの他の処理は、第２方法ステップＳ２で行われる。この場合、評価ユニット２３により、時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ内で最高値Ｂ１１（図３参照）のときの時点ｔ_２またはｔ_Ｋを決定するための適当なアルゴリズムによって、測定信号の時間による微分が行われる。

第３方法ステップＳ３では、空隙ｘ_ＬＳが所定の時点ｔ_２またはｔ_Ｋに基づいて、検出された操作ストローク（図３参照）に従って求められる。これも評価ユニット２３で行われる。このようにして求められた空隙ｘ_ＬＳの値は、例えば運転者に表示するために、車両制御システム２１に転送される。

操作ストロークＢは上述のようにセンサ装置１５によって検出可能である。勿論、操作ストロークを直接的または間接的に表す車両ブレーキの他のパラメータ、例えば圧力作動シリンダのピストンまたはブリッジ７の移動変位を測定することも可能である。言うまでもなく、そのための他の測定方法も可能である。

図６は図５の方法ステップＳ１〜Ｓ３を他の部分ステップと共に示している。

方法ステップＳ１は５つの部分ステップＳ１．１〜Ｓ１．５を含む。

第１部分ステップＳ１．１では、運転者がブレーキペダルを操作することによって開始されるブレーキ過程の際に、この時点が検知され、時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣの開始のための時点ｔ_{ＳＴＡＲＴ}（図３参照）としてセットされる。

時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣの開始の際、例えば車両制御システム２１内にあるブレーキ制御システムが第２部分ステップＳ１．２で監視ユニット２２に通電する。

このようにして作動を開始した監視ユニット２２は第３部分ステップＳ１．３で、センサ装置１５のセンサの操作ストロークＢの出力信号、ここでは測定信号を、評価ユニット２３に伝送する。

監視ユニット２２の通電と同時に、評価ユニット２３は第４部分ステップＳ１．４で、高いサンプリングレートの操作ストロークＢのアナログ信号をデジタル測定信号に変換し、このデジタル測定信号をそのために設けた記憶装置に、時間ｔを割り当てて操作ストロークＢ／時間ｔのデータ対として記憶する。

第５部分ステップＳ１．５において、測定信号の受け取り、変換および記憶が時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣの予めセットされた時間の間、予めセットされた時点ｔ_ＲＥＣまで続けられる。

この最終時点ｔ_ＲＥＣまでブレーキ過程が終了しないと（これはブレーキペダル位置と操作ストロークＢの問い合わせによって確認することができる）、すなわちブレーキペダル位置＝０および操作ストロークＢ＝０のとき、それ以上の受け取りと記憶が中断され、時点ｔ_ＲＥＣまで記憶されたデータ対の操作ストロークＢ／時間ｔがそれ以降の処理のために使用される。

ブレーキ過程が時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ内で終了すると、すなわち時点ｔ_{ＳＴＡＲＴ}＜ｔ_４＜−ｔ_ＲＥＣであると、受け取りと記憶がこの時点ｔ_４で中断され、そして記憶されたデータ対の操作ストロークＢ／時間ｔがそれ以降の処理のために使用される。

第１部分ステップＳ２．１では、記憶されたデータ対が評価ユニット２３の平滑化とろ波によって処理される。その際、データ対の増幅を行うこともできる。

第２部分ステップＳ２．２では評価ユニット２３により、時間ウインドウｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ内で適当なアルゴリズムによって測定信号が時間で微分される。

そして、第３部分ステップにおいて最大値Ｂ１１の際の時点ｔ_２またはｔ_Ｋが評価ユニット２３によって決定される。

第３の方法ステップＳ３の第１部分ステップＳ３．１では、このようにして決定された時点ｔ_２またはｔ_Ｋに基づいておよび受け取って記憶された、操作ストロークＢ（図３参照）のデータ対の操作ストロークＢ／時間ｔに基づいて、空隙ｘ_ＬＳの値が評価ユニット２３によって求められる。その際、時点ｔ_２またはｔ_Ｋが時間ｔとして使用され、それに関連する記憶された操作ストロークＢが読み出される。

第２部分ステップＳ３．２では、評価ユニット２３から車両制御システム２１への転送のために空隙ｘ_ＬＳの求められた値の適合が行われる。

第３部分ステップでは、このようにして求められて適合された空隙ｘ_ＬＳの値が、車両制御システム２１によって運転者のために表示され、そして記憶や後の評価、例えば診断や保守のために、適当な形でデジタル伝送によって、車両内部のバス、例えばＣＡＮ／Ｂを経て車両制御システム２１の中央制御装置に転送される。

これにより、車両ブレーキ、例えば上述のディスクブレーキ１の空隙を、正確かつ確実に、すなわち外乱の影響を受けずに決定することができる。

方法はディスクブレーキにもドラムブレーキにも適している。

本発明は上述の実施の形態に制限されず、添付の特許請求の範囲内で変形可能である。

伝送導体を介しての操作ストロークのデジタル測定信号の伝送は、光学的伝送であってもよい。

評価ユニット２３は監視ユニット２２と共にセンサ装置１５内に配置してもよい。

評価ユニット２３は車両制御システム２１内に配置してもよい。この場合、アナログ測定信号を伝送するための接続導体１５ｂは、きわめて故障しにくくかつ照射の影響を受けないように形成されている。その際、センサ装置１５のセンサのアナログ測定信号のＡ／Ｄ変換器を監視ユニット２２内に配置し、評価ユニット２３がデジタル測定信号を受け取るようにすることができる。

測定信号の無線伝送が同様に考えられる。この場合、例えば光学的伝送が可能である。

１ ディスクブレーキ
２ ブレーキディスク
２ａ ブレーキディスク軸線
３ ブレーキパッド
３ａ ブレーキパッド支持体
４ ブレーキキャリパ
５、５’ スピンドルユニット
５ａ 調整軸線
５’ａ 回転伝達軸線
６、６’ ねじ付き管
６ａ、６’ａ 押圧部材
７ ブリッジ
８ 戻しばね
９ ブレーキ回転レバー
９ａ レバー揺動軸線
９ｂ レバーアーム
１０ 摩耗調整装置
１１ 調整機構
１１ａ 調整軸
１２ 回転伝達機構
１２ａ 回転伝達軸
１３ 同期ユニット
１３ａ、１３’ａ 同期車
１３ｂ 同期手段
１４ 調整駆動装置
１４ａ 操作部材
１４ｂ 調整駆動要素
１５ センサ装置
１５ａ センサ軸線
１５ｂ 接続導体
１６ センサ伝動装置
１７ ストロークセンサ駆動装置
１８ ストロークセンサ操作部材
１９ ストロークセンサ駆動ユニット
２０ 装置
２１ 車両制御システム
２２ 監視ユニット
２３ 評価ユニット
２３ａ 伝達導体
Ｂ 操作ストローク
Ｂ１ 摩擦点
Ｂ１０ 操作速度
Ｂ１１ 最大値
Ｓ１〜Ｓ３ 方法ステップ
Ｓ１．１〜Ｓ１．５、Ｓ２．１〜Ｓ２．３、Ｓ３．１〜Ｓ３．３ 部分ステップ
ｔ 時間
ｘ 移動変位
ｘ_ＬＳ 空隙

Claims (16)

1. 車両ブレーキが締付け装置、摩耗調整装置（１０）、前記締付け装置の操作ストローク（Ｂ）を検出するためのセンサ装置（１５）および車両制御システム（２１）を備えている車両ブレーキの空隙（ｘ_ＬＳ）を求めるための方法において、以下：
   （Ｓ１）予め定めることができる時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）内で、前記センサ装置（１５）によって提供される前記操作ストローク（Ｂ）の測定信号を受け取りかつブレーキ過程の間この測定信号をデータ対の操作ストローク−時間として記憶するステップ、
   （Ｓ２）前記測定信号の時間による微分値の最大値（Ｂ１１）の際の時点（ｔ_２またはｔ_Ｋ）を決定するために、適当なアルゴリズムで前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）内の前記測定信号を時間で微分するステップ、及び
   （Ｓ３）このようにして決定された時点（ｔ_２またはｔ_Ｋ）に基づいて前記空隙（ｘ_ＬＳ）を求めかつこのようにして求められた空隙（ｘ_ＬＳ）の値を前記車両制御システム（２１）に転送するステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記センサ装置（１５）によって提供される前記操作ストローク（Ｂ）の前記測定信号が、監視ユニット（２２）からアナログ測定信号として評価ユニット（２３）に伝送されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記方法ステップ（Ｓ１）の受け取ることが以下：
   （Ｓ１．１）運転者がブレーキペダルを操作することによって始まるブレーキ過程の開始により、前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）の開始（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）を定めるステップ、
   （Ｓ１．２）前記車両制御システム（２１）内にあるブレーキ制御システムによって前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）の開始時に前記監視ユニット（２２）を作動させるステップ、
   （Ｓ１．３）このようにして作動した前記監視ユニット（２２）によって前記アナログ測定信号を前記評価ユニット（２３）に伝送するステップ、
   （Ｓ１．４）前記評価ユニット（２３）によって、伝送された前記操作ストローク（Ｂ）の前記アナログ測定信号をデジタル測定信号に変換しかつこのデジタル測定信号をデータ対の操作ストローク−時間として記憶するステップ、及び
   （Ｓ１．５）前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）の予め定められた時間の間、前記評価ユニット（２３）によって、前記部分ステップ（Ｓ１．４）における前記測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶を継続するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記部分ステップ（Ｓ１．４）の変換および前記部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、デジタル測定信号への前記操作ストローク（Ｂ）の伝送されたアナルグ測定信号の変換が高いサンプリングレートで行われることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、開始されたブレーキ過程がまだ終了していないときに、予め定めた前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）の終了時点（ｔ_ＲＥＣ）で、測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶が中断されることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記部分ステップ（Ｓ１．５）の継続において、開始されたブレーキ過程が予め定めた前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）内で終了させられる時点（ｔ_４）で、測定信号の変換およびデータ対の操作ストローク−時間としての記憶が中断されることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
7. 時間による微分を行う前記方法ステップ（Ｓ２）が以下：
   （Ｓ２．１）データ対の操作ストローク−時間の測定信号の記憶されたデータを平滑化およびろ波することにより、前記評価ユニット（２３）によって測定信号の記憶されたデータを処理するステップ、
   （Ｓ２．２）前記評価ユニット（２３）により、前記時間ウインドウ（ｔ_{ＳＴＡＲＴ}−ｔ_ＲＥＣ）内で適当なアルゴリズムによって、データ対の操作ストローク−時間の測定信号の記憶されたデータの時間による微分を求めるステップ、及び
   （Ｓ２．３）このようにして求めた時間による微分の最大値（Ｂ１１）の時点（ｔ_２またはｔ_Ｋ）を前記評価ユニット（２３）によって決定するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 空隙（ｘ_ＬＳ）を求める前記方法ステップ（Ｓ３）が以下：
   （Ｓ３．１）前記評価ユニット（２３）により、時点（ｔ_２またはｔ_Ｋ）に基づいておよび記憶されたデータ対の操作ストローク／時間に基づいて、空隙（ｘ_ＬＳ）の値を求めるステップ、
   （Ｓ３．２）前記評価ユニット（２３）から前記車両制御システム（２１）への転送のために、前記評価ユニット（２３）によって、このようにして求めた空隙（ｘ_ＬＳ）の値を適合させるステップ、及び
   （Ｓ３．３）求めて適合させた空隙（ｘ_ＬＳ）の値を表示するステップ、
   を含むことを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 求めて適合させた空隙（ｘ_ＬＳ）の値が、記憶や後の評価のために、前記車両制御システム（２１）から前記車両制御システム（２１）の中央制御装置に伝送されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 締付け装置、摩耗調整装置（１０）、前記締付け装置の操作ストローク（Ｂ）を検出するためのセンサ装置（１５）、車両制御システム（２１）および空隙（ｘ_ＬＳ）を求めるための装置（２０）を備えている車両ブレーキにおいて、空隙（ｘ_ＬＳ）を求めるための前記装置（２０）が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実施するために形成されていることを特徴とする車両ブレーキ。
11. 空隙（ｘ_ＬＳ）を求めるための前記装置（２０）が、前記センサ装置（１５）、このセンサ装置（１５）に接続された監視ユニット（２２）および前記車両制御システム（２１）に接続された評価ユニット（２３）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両ブレーキ。
12. 前記監視ユニット（２２）が前記センサ装置（１５）のセンサに電気的に接続され、前記センサが受け取った測定信号を前記評価ユニット（２３）にアナログ伝送するように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の車両ブレーキ。
13. 前記監視ユニット（２２）が前記センサ装置（１５）のセンサに電気的に接続され、前記センサの出力信号を監視または分析するように形成され、前記センサが２つの異なる測定量を提供するときに、前記監視ユニット（２２）が操作ストローク（Ｂ）の検出された測定量を、検出された他の測定量から分離し、前記センサが受け取って分離された測定信号を前記評価ユニット（２３）にアナログ伝送するように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の車両ブレーキ。
14. 前記評価ユニット（２３）が、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器として前記評価ユニット（２３）によって、前記操作ストローク（Ｂ）の伝送されたアナログ測定信号をデジタル測定信号に変換し、このデジタル測定信号をデータ対の操作ストローク−時間の形で記憶装置に記憶するように形成されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の車両ブレーキ。
15. 前記評価ユニット（２３）が、データ対の操作ストローク−時間の前記操作ストローク（Ｂ）の測定信号の記憶されたデータを時間によって微分し、求められた時間による微分の最大値（Ｂ１１）のときの時点（ｔ_２またはｔ_Ｋ）を決定するように形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の車両ブレーキ。
16. 前記車両ブレーキが圧縮空気操作式ディスクブレーキ（１）であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の車両ブレーキ。

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