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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-02
(45)【発行日】2022-12-12
(54)【発明の名称】ブレーキシステム用の位置センシングシステム
(51)【国際特許分類】
F16D 66/02 20060101AFI20221205BHJP
F16D 55/225 20060101ALI20221205BHJP
G01B 7/00 20060101ALI20221205BHJP
H04B 1/59 20060101ALI20221205BHJP
【ＦＩ】
F16D66/02 H
F16D55/225 102Z
G01B7/00 W
G01B7/00 101H
G01B7/00 101F
H04B1/59
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2018127356
(22)【出願日】2018-07-04
(65)【公開番号】P2019019979
(43)【公開日】2019-02-07
【審査請求日】2021-06-24
(31)【優先権主張番号】15/647,785
(32)【優先日】2017-07-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506154029
【氏名又は名称】センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】ニコラス ヘーダ―
(72)【発明者】
【氏名】エドワード オブライエン
(72)【発明者】
【氏名】アディティア バラスブラマニアン
(72)【発明者】
【氏名】ネヴィン モリニュー
(72)【発明者】
【氏名】マーク ダッフィー
【審査官】前原 義明
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５３－０２５６８５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／００８４７１４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００５－１５６３３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１７１４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２００５０２２５９７（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｄ ４９／００ － ７１／０４
Ｇ０１Ｂ ７／００ － ７／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキングシステムであって、ロータと、
前記ロータのまわりに少なくとも部分的に配置され、前記ロータに対して停止する力を働かせるキャリパアッセンブリであって、当該キャリパアッセンブリは、固定されたマウントブラケットとフローティング部とを含む、前記キャリパアッセンブリと、
前記フローティング部の位置を示す信号を生成する前記固定されたマウントブラケットに取り外し可能に結合された感知素子を有するセンサアッセンブリであって、前記感知素子は、磁界を感知しかつ前記信号を生成する、前記センサアッセンブリと、
前記センサアッセンブリからの信号を、離れた電子部品へ送信するためのワイヤレストランスミッタと、
一緒に移動のために前記フローティング部に取り外し可能に結合された磁石と、
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ、電子部品モジュールアッセンブリを収容するチャンバを形成するカバーとを有し、
前記電子部品モジュールアッセンブリは、前記感知素子を含み、前記ハウジングが軸のまわりにチャンネルを形成し、前記磁石は、前記フローティング部の移動に応答して前記軸に沿って移動するように位置決めされ、前記磁石は、磁界を発生し、前記信号は、実際のブレーキパッドの摩耗の値を示す、ブレーキングシステム。
【請求項2】
ブレーキングシステムはさらに、前記信号を受け取り、かつ前記信号に基づき前記実際のブレーキパッドの摩耗の値を計算するように構成されたマイクロプロセッサを含み、前記キャリパアッセンブリは、前記フローティング部に取付けられた少なくとも１つのブレーキパッドを含む、請求項１に記載のブレーキングシステム。
【請求項3】
ブレーキングシステムはさらに、前記離れた電子部品に結合されたディスプレイを含み、実際のブレーキパッドの摩耗の値を表示する、請求項２に記載のブレーキングシステム。
【請求項4】
前記磁石および前記チャンネルは、円筒状である、請求項１に記載のブレーキングシステム。
【請求項5】
前記電子部品モジュールアッセンブリは、プリント回路基板と、アンテナと、バッテリと、前記ワイヤレストランスミッタとを含む、請求項１に記載のブレーキングシステム。
【請求項6】
前記マイクロプロセッサは、予想されるブレーキパッドの摩耗の値に関するデータを格納し、
予想されるブレーキパッドの摩耗の値を実際のブレーキパッドの摩耗の値と比較し、
実際のブレーキパッドの摩耗の値と予想されるブレーキパッドの摩耗の値との間の逸脱をユーザーに警告するように構成される、請求項２に記載のブレーキングシステム。
【請求項7】
ブレーキングシステムはさらに、ユーザーによってブレーキが作動された度合を表すブレーキ圧力負荷の値を受け取り、
ブレーキ圧力負荷の値の少なくとも一部に基づき予想される信号の強度を計算し、
信号の強度と予想される信号の強度との間の逸脱をユーザーに警告するように構成されるマイクロプロセッサを含む、請求項１に記載のブレーキングシステム。
【請求項8】
前記マイクロプロセッサは、実際のブレーキパッドの摩耗の値をブレーキパッドの摩耗の第２の値と比較し、当該ブレーキパッドの摩耗の第２の値は、離れたキャリパアッセンブリに対応するブレーキパッドの摩耗を表すものであり、
実際のブレーキパッドの摩耗の値とブレーキパッドの摩耗の第２の値との逸脱をユーザーに警告するように構成される、請求項２に記載のブレーキングシステム。
【請求項9】
ブレーキングシステムのための位置センシングシステムであって、当該ブレーキングシステムが、ロータ、前記ロータのまわりの少なくとも一部に配置されかつ固定されたマウントブラケットおよびフローティング部を含むキャリパアッセンブリ、および前記フローティング部を介して第２の力に応答して前記ロータに抗する第１の力を付勢するように動作可能な前記フローティング部に取付けられた少なくとも１つのブレーキパッドを含んでおり、前記位置センシングシステムは、磁界を発生する磁石であって、当該磁石は、前記フローティング部とともに移動のためのキャリアを介してキャリパスライドピンに取り外し可能に結合される、前記磁石と、
センサアッセンブリとを含み
当該センサアッセンブリは、
前記センサアッセンブリを前記固定されたマウントブラケットに取り外し可能に取り付けるように構成されたフランジを有するハウジングと、
前記磁石と前記センサアッセンブリとの相対的な位置に相関関係がある強度を有する信号を発生するために磁界を感知する感知素子を含む電子部品モジュールアッセンブリと、
前記センサアッセンブリから離れた電子部品に前記信号を送信する無線トランスミッタとを有し、
前記センサアッセンブリは、前記電子部品モジュールアッセンブリを収容するチャンバを形成するように前記ハウジングに取り付けられたカバーを含み、前記ハウジングは、軸のまわりにチャンネルを形成し、前記磁石は、前記フローティング部の移動に応答して前記軸に沿って移動するように位置決めされ、前記信号は、実際のブレーキパッドの摩耗の値を示す、位置センシングシステム。
【請求項10】
前記電子部品モジュールアッセンブリは、プリント回路基板、アンテナ、バッテリおよび前記無線トランスミッタを有する電子部品モジュールアッセンブリを含む、請求項９に記載の位置センシングシステム。
【請求項11】
ブレーキングシステムのための位置センシングシステムであって、当該ブレーキングシステムが、ロータ、前記ロータのまわりの少なくとも一部に配置されかつ固定されたマウントブラケットおよびフローティング部を含むキャリパアッセンブリ、および前記フローティング部を介して第２の力に応答して前記ロータに抗する第１の力を付勢するように動作可能な前記フローティング部に取付けられた少なくとも１つのブレーキパッドを含んでおり、前記位置センシングシステムは、前記フローティング部に結合された金属性の参照部分であって、前記フローティング部の移動が前記金属性の参照部分の対応する移動を生じさせる、前記金属性の参照部分と、
前記固定されたマウントブラケットにハウジングによって取り外し可能に取付けられたインダクティブセンサアッセンブリとを含み、
前記インダクティブセンサアッセンブリは、前記センサアッセンブリと前記金属性の参照部分との間の変位距離に相関関係がある強度を有する信号を発生させるように構成されたインダクティブ感知素子と、電子部品モジュールアッセンブリを収容するチャンバを形成するようにハウジングに取り付けられたカバーとを有し、前記カバーと前記電子部品モジュールアッセンブリとが面に平行に配置され、前記フローティング部の移動が前記金属製の参照部分を前記面に平行に移動させ、前記インダクティブセンサアッセンブリはさらに、前記センサアッセンブリから離間された電子部品に前記信号を送信するワイヤレストランスミッタを含み、前記信号は実際のブレーキパッドの摩耗を示す、位置センシングシステム。
【請求項12】
前記インダクティブセンサアッセンブリは、前記インダクティブ感知素子、プリント回路基板、アンテナ、バッテリおよび前記ワイヤレストランスミッタを含む前記電子部品モジュールアッセンブリを含む、請求項１１に記載の位置センシングシステム。
【請求項13】
ハウジングは、ネジを受け取るためのねじ山が形成された軸方向の孔を有するフランジを含み、当該ハウジングを前記固定されたマウントブラケットに取外し可能に取付ける、請求項１２に記載の位置センシングアッセンブリ。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本主題の開示は、センシングテクノロジーに関し、特に、ブレーキシステム内のブレーキパッドの摩耗をセンシングするシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
ブレーキパッドの摩耗または消耗を決定するためのセンサが無ければ、ドライバーは、ブレーキパッドの摩耗のレベルを判定するために、１つもしくはそれ以上のタイヤを車両から取り外すことを強いられる。ブレーキパッドの摩耗のセンシングのための典型的な現在の市場のアプリケーションは、いつ、交換を保証するべき十分な摩耗をパッドが有しているかを示すデバイスから構成される。“センサ”は、典型的に、ブレーキング中にワイヤが消費される、パッドの摩耗がセンサのポイントに到達したときに破断されるワイヤから構成され、回路がオープンになる。そして、回路のオープンは、ブレーキパッドの交換が必要であることを示す車両のダッシュボードのライトを表示するために使用される。センサは、ブレーキパッドの動作寿命中に消耗され、ブレーキパッドが交換されるときに、追加のオーナーのコストで交換されなければならない。さらに、上記のブレーキパッド摩耗センサのためのワイヤハーネスは、車両のアーキテクチャに包含されなければならない。
【発明の概要】
【0003】
市場では、現在のブレーキパッドの摩耗に関して、規則的に出力を提供するシステムを持つことが望まれている。さらに、ブレーキパッドの寿命ではなく車両の寿命のために設計されるシステムが必要である。さらに、車両の健康状態についての詳細な情報がドライバーおよび／または車両の製造者のために表示され、その結果、例えば、当該情報が、販売代理店のサービスのためにオーナーに送信される時間的なインセンティブに使用することができる、といった中央コンピュータシステムに接続され得るシステムが望まれる。例えば、自立したフリート共有車両では、ドライバーは、車両の健康状態についてあまり気にしない傾向があり得るので、例えば、ディスプレイは、特に重要なものであり得る。
【0004】
上記の必要性の観点において、少なくとも１つの態様では、車両の車輪を取り外すことなく、ユーザーがブレーキパッドの摩耗または消耗を識別することができるブレーキングシステム用のセンシングシステムが必要である。さらに、少なくとも１つの態様では、主題の技術は、ブレーキパッドの摩耗を定期的に測定することができ、かつワイヤレスでそれらの測定結果を伝送することができるブレーキングシステム用のセンシングシステムを提供する。さらに、少なくとも１つの態様では、主題の技術は、既存のブレーキングシステムを容易に一体化し、かつユーザーがそれらのブレーキを交換する時に取り外しの必要がないブレーキングシステム用のセンシングシステムを提供する。
【0005】
ある実施例では、主題の開示は、ロータ、ロータのまわりの少なくとも一部に配置されたキャリパアッセンブリを有するブレーキングシステム用の位置センシングシステムに関し、キャリパアッセンブリは、固定されたマウントブラケットとフローティング部とを含む。少なくとも２つのブレーキパッドがフローティング部に取付けられ、フローティング部を介しての力に応答してロータに抗する力を発揮するように動作可能である。第１の部分が固定されたマウントブラケットに結合される。第２の部分は、当該第２の部分がフローティング部の移動に応答して移動するように、フローティング部に結合される。センサアッセンブリは、第１の部分と第２の部分との間の距離を測定する。ワイヤレストランスミッタは、センサアッセンブリから、離れた電子部品に信号を送信し、当該信号は、測定された距離を表す。ある実施例では、離れた電子部品は、信号を受け取り、測定された距離に基づきブレーキパッドの摩耗の値を計算するように構成されたマイクロプロセッサを含む。位置センシングシステムはまた、ブレーキパッドの摩耗の値を示すディスプレイを含むことができる。
【0006】
ある実施例では、センサアッセンブリが第１の部分に取付け可能であり、磁石が第２の部分に取付け可能である。そして、センサアッセンブリは、磁石とセンサアッセンブリとの間の距離を感知することにより、第１の部分と第２の部分との間の距離を測定することができる。ある実施例では、磁石が第１の部分に取付けられ、センサアッセンブリが第２の部分に取付けられる。
【0007】
ある実施例では、センサアッセンブリは、第１の部分であり、センサアッセンブリは、固定されたマウントブラケットに取付けられる。第２の部分は、フローティング部に結合された金属製または金属性の参照部分であることができる。そして、センサアッセンブリは、インダクティブ感知素子と金属性の参照部分との間の距離を測定するためのインダクティブ感知素子を含むことができる。
【0008】
ある実施例では、センサアッセンブリは、感知素子、プリント回路基板、アンテナ、バッテリ、およびワイヤレストランスミッタを有する電子部品モジュールアッセンブリを含むことができる。センサアッセンブリは、ハウジングと、当該ハウジングに取付けられたカバーとを含むことができ、電子部品モジュールアッセンブリを収容するチャンバを形成する。ある実施例では、ハウジングは、軸の周囲にチャンネルを形成し、磁石は、フローティング部の移動に応答して軸に沿って移動するように位置決めされる。磁石およびチャンネルは、例えば、円筒状であるように、対応する形状であることができる。
【0009】
少なくとも１つの実施例では、主題の技術は、ブレーキングシステムのためのワイヤレスの線形位置センシングシステムに関する。ブレーキングシステムは、ロータと、ロータの少なくとも一部の周囲に配置されたキャリパアッセンブリとを含む。キャリパは、固定されたマウントブラケットとフローティング部とを含む。少なくとも２つのブレーキパッドがフローティング部に取付けられ、ブレーキパッドは、フローティング部を通じた力に応答して、ロータに抗する力を発揮させる。ワイヤレスの線形位置センシングは、キャリパアッセンブリの第１の部分に取付けられた磁石と、キャリパアッセンブリの第２の部分に取付けられたセンサアッセンブリとを含む。センサは、時ｈ策とセンサとの間の距離を測定するように構成される。ワイヤレスの線形位置センサはまた、センサアッセンブリから、離間された電子部品に信号を送信するためのワイヤレストランスミッタを含み、当該信号は、測定された距離を表す。
【0010】
あるケースでは、キャリパアッセンブリの第１の部分は、フローティング部上に置かれ、キャリパアッセンブリの第２の部分は、固定されたマウントブラケット上に置かれる。他のケースでは、キャリパアッセンブリの第１の部分は、固定されたマウントブラケット上に置かれ、キャリパアッセンブリの第２の部分は、フローティング部上に置かれる。センサアッセンブリは、感知素子、プリント回路基板、アンテナ、バッテリおよびワイヤレス信号の送信器を有する電子部品モジュールアッセンブリを含むことができる。
【0011】
ある実施例では、主題の技術は、ブレーキングシステム用のワイヤレス線形位置センシングシステムに関する。ブレーキングシステムは、ロータと、固定されたマウントブラケットおよびフローティング部を有しロータのまわりの少なくとも一部に配置されるキャリパアッセンブリを含む。フローティング部は、ロータの周囲に配置された少なくとも端部と、フローティング部を介しての力に応答してロータに抗する力を発揮するように動作可能な各端部に取付けられたブレーキパッドとを有する。ワイヤレスの線形位置システムはまた、端部の１つに結合された金属性の参照部分を含み、端部の移動が金属性の参照部分の対応する移動を生じさせる。インダクティブ感知アッセンブリは、固定位されたマウントブラケットに取付けられ、かつ金属性の参照部分とインダクティブセンサアッセンブリとの間の距離を測定するように構成される。無線送信器は、センサアッセンブリから、離れた電子部品に信号を送信し、当該信号は、測定された距離を表す。
【0012】
インダクティブセンサアッセンブリは、インダクティブ感知素子、プリント回路基板、アンテナ、バッテリ、および無線送信器を含む電子部品モジュールアッセンブリを含むことができる。ある実施例では、インダクティブセンサアッセンブリはまた、ハウジングおよびカバーを含むことができ、カバーがハウジングに取付けられて、電子部品モジュールアッセンブリを収容するチャンバを形成する。ハウジングは、ネジを受け取るためのネジ山が形成された軸方向の孔を有するフランジを含むことができ、固定されたマウントブラケットにハウジングを取り外し可能に取付ける。さらに、ある実施例では、カバーおよび電子部品モジュールアッセンブリは、面に平行に配置され、フローティング部の移動は、金属性の参照部分に当該面に平行な移動を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
開示されたシステムに関係する当業者は、以下の図面を参照することで、当該システムをどのように製造しかつ使用するかをさらに容易に理解するであろう。
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【発明を実施するための形態】
【0033】
主題の技術は、ブレーキパッドの摩耗または消耗のトラッキングに関する従来の多くの問題を克服する。要約すると、主題の技術は、ワイヤレスの線形の位置センシングシステムのような位置感知システムであり、これは、システムの寿命の期間中、定期的にあるいは規則正しくブレーキの摩耗を追跡する。ここに開示されるシステムおよび方法の効果や他の特徴は、本発明の代表的な実施例から始まる、以下の図面とともにある好ましい実施例の詳細な記載から、当業者にとって容易に明らかになるであろう。ここでは、同様の部分を示すために同様の参照番号が用いられる。さらに、“上方（upper）”、“下方（lower）”、“先端（distal）”、“近接（proximate）”のような方位を示す単語は、単に、互いの部材間の位置を説明するのを助けるために使用される。例えば、部品の“上方”の面は、単に、同一部品の“下方”の面から隔てられた面を言葉で表すことを意味している。方位を示す単語は、絶対的な方位（すなわち、“上方”の部分は、常に頂部でなければならない）を言葉で表すために使用されていない。
【0034】
図１を参照すると、典型的な車両のブレーキングシステムが１００で示されている。当該システム１００は、ロータ１０４の周囲に部分的に配置されたキャリパアッセンブリ１０２を含んでいる。キャリパアッセンブリ１０２は、固定されたマウントブラケット１０６とフローティング部１０８とを含む。固定されたマウントブラケット１０６は、ブレーキシステム１００の他の部材に静的に取付けられる。他方、フローティング部１０８は、キャリパスライドピン１１０を介して固定されたマウントブラケット１０６に結合され、ロータ１０４へ向かったりあるいはそこから離れる移動が可能である。フローティング部１０８の内側は、通常、ロータ１０４を取り囲む少なくとも２つのブレーキパッド（明確に示されていない）を含む。フローティング部１０８内にブレーキパッドを保持することは、その位置にブレーキパッドを保持するための留め具を有する、フローティング部１０８内の２つの端部に、ブレーキパッドを固定することにより実施され得る。どのような場合でも、例えば、車両内のブレーキペダルの圧縮に応答して提供される作動液または油圧液によって、荷重がフローティング部１０８に印加されたとき、フローティング部１０８は、ロータ１０４に対してブレーキパッドをクリンチする（しっかり固定させる）。そして、ブレーキパッドは、ロータ１０４に荷重を印加し、車両を減速させ、および／または停止させる。
【0035】
図２ないし４を参照すると、ブレーキングシステム１００は、位置データを検出するセンサアッセンブリ２１２を含む。センサアセンブリ２１２は、好ましくは、磁石２１６を含み、その結果、動作は、後に詳述するように、非接触となる。
【0036】
位置データは、ブレーキパッドの摩耗を決定するためのキャリパアッセンブリ１０２の第１の部分２０１と第２の部分２０３との間の距離に関する。第１の部分２０１は、剛性のある外側のハウジング２３０を介して固定されたマウントブラケット１０６に搭載される。ハウジング２３０は、電子部品モジュールアッセンブリ２２４の周辺でカバー２３２に取付けられる。電子部品モジュールアッセンブリ２２４は、少なくとも１つの感知素子２２６（図５Ｂ）を含む。概ね、感知素子２２６は、感知素子２２６と、第２の部分２０３に固定された磁石２１６との間の距離を示す信号を生成する。信号強度は、距離に比例して変化し、それ故、信号強度の変化が距離の変化を表すようにキャリブレーションされる。感知素子２２６は、ホール効果型のセンサ、半導体ベースの磁界センサ、公知のものあるいは今後開発される他のタイプのものであることができる。他の実施例では、センサアッセンブリ２１２は、距離を決定するために、例えば、光学デバイス、キャパシティブセンサ、インダクティブセンサ、ソナー、レーダー等の非接触技術を利用することができる。
【0037】
感知素子２２６は、固定された磁気位置感知素子であり、これは、移動する磁石２１６の位置を感知する。ここで、磁石２１６は、センサアッセンブリ２１２の第２の部分２０３の一部である。磁石２１６は、キャリア２２８を介してフローティング部１０８に結合される。磁気キャリア２２８は、キャリパスライドピン１１０の１つに結合される。ブレーキパッドが使用されていないとき、フローティング部１０８は、第１の固定された位置にあり、これは、ブレーキパッドの最も内側の位置間の距離“Ｌ”であり、かつ各ブレーキパッドの最も内側の位置とローラ１０４との間の距離“Ｄ”である（図２を参照）。特に、ブレーキパッドが使用されるとき、ブレーキパッドはロータ１０４に抗することを強いられ、それ故、ブレーキパッドをロータ１０４に接触させるべく、おおよそ“Ｄ”に等しい距離だけ変位される。作動された位置において、フローティング部１０８がロータ１０４に向けて移動するとき、キャリパピン１１０のまわりの外側のナット１３５は、磁気キャリア２２８と磁石２１６とを、フローティング部１０８の移動に従い強制的に移動させる。
【0038】
上記実施例は、磁石２１６をフローティング部１０８に取付けるための１つの効果的な方法を示すが、主題の技術はまた、ブレーキシステム１００が作動するとき（すなわち、フローティング部１０８が移動するとき）、磁石２１６の位置が変化する限りは、磁石２１６とフローティング部１０８とが他の方法で結合されて実施可能であることに留意すべきである。ここに示された特定の実施例では、磁石２１６は、フローティング部１０８の移動に平行であり、かつ各ハウジング２３０の長さに平行である、磁石の軸“ａ”に沿って移動する。
【0039】
ブレーキパッドが擦り減るにつれて、ブレーキの印加は、フローティング部１０８をロータ１０４により近づくように移動させ（ロータ１０４とフローティング部１０８との間のブレーキパッドの幅が減少されるので）、ブレーキが印加されたときにフローティング部１０８の変位する距離“Ｄ”が大きくなる。そして、ブレーキが摩耗するにつれ、これが、ブレーキが印加されたときの感知素子２２６に対する磁石２１６の位置の変化になる。センサアッセンブリ２１２は、磁石２１６と感知素子２２６との相対的な位置に依存して変化される、例えば、感知素子２２６によって感知された磁界の角度および／または強度に基づく強度を有する信号を生成するように構成される。それ故、信号強度は、磁石２１６と感知素子２２６との間の相対的な位置に相関関係がある。そして、この信号の強度は、ブレーキが印加さないときに対するブレーキが印加されたときのブレーキパッドの相対的な位置（これは、ブレーキパッドの摩耗を示す）を決定することに信頼し得るものである。
【0040】
位置データは、電子部品モジュールアッセンブリ２２４によって処理され、このアセンブリは、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ等を含むことができ、磁石２１６に対する距離（または変位）に関する感知素子２２６から受け取ったデータを、ブレーキパッドの摩耗を表す値に変換する。電子部品モジュールアッセンブリ２２４はまた、位置データを部分的に処理することもでき、処理の大部分が遠隔的に実施される。
【0041】
ブレーキパッドの与えられた摩耗値は、キャリパアッセンブリ１０２とロータ１０４との間のブレーキパッドの幅を表すことができる。ワイヤレストランスミッタはまた、距離“Ｄ”（および／またはブレーキパッドの摩耗の値）の代表値である信号を、車両内の離間された電子部品に伝送することができる。例えば、信号は、乗り物の内部のディスプレイにワイヤレスで伝送されることが可能であり、その結果、ユーザーは、ブレーキが印加されるたびに、あるいは決められた時間ベースの間隔で周期的となるように（例えば、５分おきに）、持続的にブレーキパッドの摩耗を追跡することができる。ブレーキパッドが擦り減ったときに、ブレーキパッドの摩耗の値をディスプレイ（表示）することによって、ユーザーは、ブレーキパッドが交換しなければならなくなる時期を容易に予想することができる。この情報はまた、ブレーキパッドの寿命中のブレーキパッドの健康状態の正確な予想および評価を提供することができる。さらに、特定のドライバー、旅行等によって引き起こされるブレーキパッドの摩耗量は、乗り物が使用される前後で、ブレーキパッドの摩耗値を見ることによって認識することができる。メンテナンスの技術者はまた、ブレーキパッドを交換する等の推奨されかつ要求されるメンテナンス活動をアクセスするためのメンテナンスデバイスを介して位置データ／ブレーキ摩耗の指示を利用することができる。
【0042】
他の応用では、センサアッセンブリ２１２によって発生されたブレーキパッドのデータは、例えば、不適当なキャリパ機能／動作、ドライバーの行為の事前の洞察、あるいは可能性のあるブレーキ故障などを検出するような、安全の測定のために信頼されるものであり得る。例えば、各キャリパアッセンブリ１０２のセンサアッセンブリ２１２は、ブレーキが使用中でないときに第１のセンサ読出しを生成する。各キャリパアッセンブリ１０２の各センサアッセンブリ２１２はまた、ブレーキが使用中であるときに第２のセンサ読出しを生成し、第１のセンサ読出しと第２のセンサ読出しとの間の差は、ブレーキが動作されたとき、そして最終的にブレーキパッドが摩耗したときにフローティング部１０８が移動した量を計算する上で信頼できるものであり得る。しかしながら、もし、他の車輪と比較された１つの車輪のために決定された信号の差の逸脱が大きい場合には、これは、潜在的に、ドライバーに、キャリパアッセンブリ１０２の問題やブレーキングシステム１００の故障を警告し得る。さらに、第２のセンサ読出しの可能性のある範囲は、キャリパアッセンブリ１０２のフローティング部１０８とロータ１０４との間の既知の距離、現在のブレーキパッドの摩耗、およびブレーキが印加されたときにブレーキパッド圧力負荷または度合が与えられた予想されるブレーキパッドの圧縮、に基づき生成され得る（例えば、ブレーキパッドは、ユーザーが軽くブレーキをタップしたときとユーザーが緊急停止のためにブレーキを強く踏んだときとでは、異なる度合で圧縮することが予想される）。本例が、１つまたは複数のブレーキング事象の間にブレーキが印加された度合に関するある入力を必要とすることにも留意される。そして、第２のセンサ読出しは、もし、重大な逸脱がある場合には、予想される第２のセンサ読出しと比較されることができる。特定の逸脱が重大であるか否かは、特定の車両からまたは複数の車両からの過去の既知の逸脱（偏差）について集計されたデータに基づきまたはそれを基準にケースバイケースで決定され得る。
【0043】
センサアッセンブリ２１２によって追跡され、かつ報告されたデータは、ブレーキング事象中のブレーキパッドの差動やキャリパ移動のような診断情報のための信頼され得るものである。このデータは、例えば、ブレーキングシステム１００の可能性のある問題を検出したり、特定のブレーキングシステム１００の性能を報告したり、あるいは与えられたユーザーまたは車両のブレーキの使用を追跡するために使用することができる。
【0044】
上記実施例は、説明の目的で与えられたものであるが、種々の実施例では、第１の部分２０１よび第２の部分２０３に関する構成要素は、入れ替える（逆にする）ことが可能であることに留意すべきである。例えば、センサアッセンブリ２１２は、第２の部分２０３の一部であることができ、かつ、フローティング部１０８の移動に応答して移動することが可能である。他方、磁石２１６は、第１の部分２０１の一部であることができ、かつ、固定されたマウントブラケット１０６に動くことができないように取付けられることが可能である。全体のアッセンブリは、ブレーキパッドの摩耗を決定するために使用されるであろう感知素子２２６が各磁石２１６までの距離（すなわち、感知素子２２６によって読み取られる磁界）を識別するように、図２ないし４に与えられた例と同様に機能するであろう。
【0045】
次に、図５Ａおよび５Ｂを参照すると、センサアッセンブリ２１２の種々の構成要素が示されている。センサアッセンブリ２１２は、互いに取り付けられた、電子部品モジュールアッセンブリ２２４を保護するためのチャンバ２３４を形成するハウジング２３０およびカバー２３２を含む。ハウジング２３０、カバー２３２、および電子部品モジュールアッセンブリ２２４は、全て、軸方向に整合される穴が開けられた孔２３６を含む。ネジが形成された留め具２３８は、孔２３６内に挿入され、カバー２３２、ハウジング２３０および電子部品モジュールアッセンブリ２２４を互いにしっかりと保持する。ハウジング２３０およびカバー２３２は、プラスチック、アルミニウム等の材料から構成することができ、これは、剛性であり、電子部品モジュールアッセンブリ２２４を保護するのに十分な耐久性を有し、他方、感知素子２２６のような電子部品モジュールアッセンブリ２２４の構成部品と干渉をしない。エポキシポッテイング２４３が、カバー２３２と電子部品モジュールアッセンブリ２２４との間にディスペンスされ、電子部品モジュールアッセンブリ２２４上の構成部品の保護を助ける（しかしながら、エポキシポッテイング２４３は、含まれないようにしてもよい）。
【0046】
電子部品モジュールアッセンブリ２２４は、センシング、信号処理、伝送に関する種々の構成部品を備えた印刷回路基板を含む（それらの全ては、明確に示され、記載されていない）。電子部品モジュールアッセンブリ２２４は、内部のバッテリ２４０からの電力を駆動し、かつワイヤレス信号の伝送のためのアンテナを含む。全体のセンサアッセンブリ２１２は、ハウジング２３０のフランジ２４２をキャリパアッセンブリ１０２に固定することにより、図２ないし４に示されるように、典型的なブレーキシステム１００のキャリパアッセンブリ１０２にボルト留めすることができる。
【0047】
センシングアッセンブリ２１２の磁石２１６は、磁石キャリア２２８によってキャリパアッセンブリ１０２の離間された部分に取付けられる。ある実施例では、磁石２１６は、矩形状であることができ、磁石の軸“ａ”に沿う移動は、ハウジング２３０の側壁２１７に平行であることができる。しかしながら、磁石２１６は、特定の形状である必要はなく、センシングアッセンブリ２１２と磁石２１６の相対的な位置が移動によって変化される限り、センシングアッセンブリ２１２に対してあらゆる方向（例えば、垂直、または、垂直でも平行でもない方向）に移動することが可能である。磁石２１６は、アルニコ（ＡＬｎｉｃｏ）合金のような、感知素子２２６に影響を与えるのに理想的に適している材料から構成される。磁石２１６は、マウンティングフランジ２４４に垂直である磁石キャリア２２８内に保持される。磁石キャリア２２８は、マウンティングフランジ２４４を貫通するキャリパボルト１１０によって、その位置に固定される。その結果、磁石２１６は、実質的に平行な方向（すなわち、軸“ａ”に平行）のフローティング部１０８の移動に応答して磁石２１６の移動を可能にする方法で、キャリパアッセンブリ１０２に結合される。
【0048】
ある実施例では、電子部品モジュールアッセンブリ２２４はまた、温度センサ（明示されない）を含むことができる。温度センサは、感知素子２２６内に収容されるか、電子部品モジュールアッセンブリの他の位置に配置され得る。温度センサは、ブレーキが印加されたときのブレーキパッドの温度に関する情報を追跡することを助ける。ブレーキパッドの温度に関するデータは、その後、例えば、ディスプレイを介してユーザーに提供され、それによって、ドライバーには、オーバーヒートの状態が警告され得る。同様に、ブレーキパッドの温度情報は、追跡され、蓄積され、および／または出力に送信され、特定のドライバーまたはブレーキ性能によるブレーキパッド使用を追跡する。
【0049】
図６Ａないし６Ｅを参照すると、別のブレーキアッセンブリ１００およびセンサアッセンブリ３１２の種々の図が示されている。このブレーキアッセンブリおよびセンサアッセンブリ３１２は、上記した実施例に非常に類似しており、それ故、同様の構成部品は、可能であるときは、“２００”シリーズの代わりに“３００”シリーズにおいて、同一の参照番号または類似の参照番号を有する。以下の記載は、センサアッセンブリ２１２と３１２との違いに対して向けられたものである。主な違いは、磁石３１６が円筒型であり、ハウジング３３０の円筒状のチャンネル３１４内で磁石の軸“ａ”に沿った移動を可能にする。円筒形状は、製造および組立を容易にする。さらに、円筒状に形成された磁石３１６の、円筒状に形成されたチャンネル３１４を通る磁石の軸“ａ”に沿った移動は、ブレーキシステム１００のストロークの全体にわたり、センサアッセンブリ３１２の磁界において、読取られる変化を最適化する。さらに、改良された精度の結果はまた、磁石３１６を、ブレーキシステム１００を取り巻く過酷な環境の影響から保護する。
【0050】
図７Ａを参照すると、ブロック４００は、電子部品モジュールアッセンブリ４２４の回路の１つの例と対応する電源４１０を示す。この場合、電源４１０は、乗り物の内部であり、電子部品モジュールアッセンブリ４２４の外部であるバッテリ４４０からの電力を供給する。しかしながら、他の実施例では、内部バッテリは、電子部品モジュールアッセンブリ４２４の一部として包含され、乗り物に電力を供給する。電源４１０は、３Ｖレギュレータ４５０ａと５Ｖレギュレータ４５０ｂに結合されたバッテリ４４０を含み、電子部品モジュールアッセンブリ４２４上の種々の構成部品に電力を供給する。バッテリ４４０からの電力は、各々の特定の構成部品の要求に依存する特定のレギュレータ４５０ａ、４５０ｂを通過する。ここに示す例では、電力は、５Ｖのレギュレータ４５０ｂを通り、感知素子４２６と信号を条件付けするオペアンプ４５２に供給される。３Ｖのレギュレータ４５０ａを通る電力は、マイクロコントローラ４５４とＲＦトランスミッタ４５６に供給される。
【0051】
感知素子４２６は、各マグネット２１６、３１６の位置を検出し、磁石２１６、３１６の位置を表す信号を生成する。もし、システムが適切に構成されていれば、この信号は、車両のブレーキパッドの全体の摩耗に対する関係を有する。そして、信号は、オペアンプ４５２に送られ、オペアンプ４５２はマイクロコントローラ４５４に信号を提供する。マイクロコントローラ４５４はさらに信号を処理する。そして、信号は、車両のディスプレイまたは他のデバイスへの無線伝送のためにＲＦトランスミッタ４５６に提供される。ＬＦレシーバ４５７はまた、マイクロコントローラ４５４や電子部品モジュールアッセンブリ４２４内の他の構成部品への一方通行の通信チャンネルを提供する。ＬＦレシーバ４５７は、電子部品モジュールアッセンブリや対応するセンサアッセンブリを初期化し、テストし、キャリブレーションする手段を提供する。好ましくは、ＬＦレシーバ４５７は、このような初期化、テスト、キャリブレーションを可能にするため、ワイヤレスで種々の動作モードにセットされることができる。
【0052】
図７Ｂを参照すると、電子部品モジュールアッセンブリ４２４の回路の他の例のブロック図４００ｂが示されている。本例では、電子部品モジュールアッセンブリは、内部のバッテリ４４０ｂを含み、バッテリ４４０ｂは、ブロック図４００ｂに示されるある構成部品あるいは全ての構成部品に電力を供給する。感知素子４２６ｂは、上記したように信号を生成し、当該信号を、信号条件付け電子部品４５２ｂに提供する。信号条件付け電子部品４５２ｂは、種々の電子部品を含むことができ、感知素子４２６ｂによって生成された信号を処理し、伝送し、変更し、あるいは格納する。例えば、信号条件付け電子部品４５２ｂは、オペアンプ、マイクロコントローラ、あるいは、ある範囲内に降下する信号が受け取られたときに特定の動作を採るようにプログラムされた特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができる。そして、信号条件付け電子部品４５２ｂは、アンテナ４４１を介して車両のディスプレイまたは他のデバイスに無線伝送するために、信号をＲＦトランスミッタ４５６へ提供する。上記したＬＦレシーバ４５７と同様に、ＬＦレシーバ４５７ｂはまた、電子部品モジュールアッセンブリや他の対応するセンサアッセンブリの構成部品の初期化、テスト、キャリブレーションをする。ここには明確に示されないが、電子部品モジュールアッセンブリ４２４はまた、温度センサを含むことができることに留意される。温度センサは、感知素子４２６ｂの一部であることができ、あるいは、内部のバッテリ４４０ｂおよび信号条件付け電子部品４５２ｂと同様にインターフェースすることができる。
【0053】
図８ないし図１０Ｄを参照すると、ブレーキングシステムの位置センシングシステムの他の実施例が示される。位置センシングシステムは、ここに記載された他のシステムと同様の多数の構成部品を有し、全ての構成部品は、別段ここに示されないか記載されなければ、同一であると仮定される。凡そ、ここに示される他の実施例は、磁気の位置センサおよび磁石を利用するが、本実施例は、インダクティブ位置センサアッセンブリ５１２と金属の参照部分５６０とを利用する。特に、センサアッセンブリ５１２は、金属の参照部分５６０とセンサアッセンブリ５１２（あるいは、感知素子５２６のようなセンサアッセンブリ５１２の一部）との間の変位距離に相関関係のある強度を有する信号を生成するように構成される。
【0054】
上記した他の実施例と同様に、センサアッセンブリ５１２は、互いに結合された、電子部品モジュールアッセンブリ５２４を収容するチャンバ５３４を形成するカバー５３２およびハウジング５３０を含む。電子部品モジュールアッセンブリ５２４は、対応する金属性の参照部分５６０の位置までの距離を検出する送信および受信のインダクティブコイルを配置する形態で、インダクティブ感知素子５２６を有する。ここに示す例では、金属性の参照部分５６０は、キャリパアッセンブリ１０２のフローティング部１０８に一体化された一部である。あるいは、またはさらに、金属性の参照部分５６０は、フローティング部１０８に取り付けられた別体の金属性の突起であることができ、これは、インダクティブ感知素子５２６によって容易に検出されることが可能である。概して、カバー５３２の正面５６２は、金属性の参照部分５６０に近接して存在する（すなわち、約２ｍｍ離れている）。
【0055】
ブレーキが印加されていないとき。金属性の参照部分５６０は、図９に示すように、第１のデフォルト位置にある。一旦、ブレーキが印加されると、図８に示すように、フローティング部１０８がロータ１０４に抗するブレーキパッドをしっかり止めるので、フローティング部１０８が第１のデフォルト位置から第２の動作位置に移動する。この距離は、ブレーキが印加されたときと印加されないときとの間のフローティング部１０８（および対応する金属性の参照部分５６０）の走行を表す、変位線“Ｄ”によって表される。図９において、センサアッセンブリ５１２がキャリパアッセンブリ１０２から後方に移動され、変位距離“Ｄ”を分かり易く例示していることに留意されたい。しかしながら、センサアッセンブリ５１２は、図８に示すように依然としてキャリパアッセンブリ１０２に固定されていることを理解されるべきである。本例では、インダクティブ感知素子５２６は、特に電子部品モジュールアッセンブリ５２４上に構成され、それ故、電子部品モジュールアッセンブリ５２４がフローティングのキャリパアッセンブリ１０２の変位“Ｄ”の方向に平行な面に沿って位置決めされる。ブレーキパッドの摩耗として、ブレーキの変位“Ｄ”は、ブレーキパッドが消耗した度合に比例して増加する。それ故、金属性の参照部分５６０の移動に対応する変位“Ｄ”を保証することによって、センサアッセンブリ５１２は、ブレーキバッドが消耗した度合を判定するように構成され得る。センサアッセンブリ５１２の正面５６２に平行に走行する金属性の参照部分５６０を持つことは利点であると理解されるが、他の実施例では、金属性の参照部分５６０は、ブレーキが作動されたときに金属性の参照部分５６０とセンサアッセンブリ５１２の相対的な位置が変化する方向においてのみの走行を必要とすることに留意されたい。
【0056】
本実施例の電子部品モジュールアッセンブリ５２４はまた、インダクティブ感知素子５２６からの信号を処理し、伝送し、解析するための種々の構成部品を包含する。例えば、電子部品モジュールアッセンブリ５２４は、プリント回路基板、インダクティブ感知素子５２６（対応する伝送および受信用のインダクティブコイル）、ＲＦアンテナ、ワイヤレストランスミッタ、および他の受動的な電子構成部品などを含むことができる。電子部品モジュールアッセンブリ５２４はまた、ハウジング５３０とカバー５３２との間に形成されたチャンバ５３４内にさらに収容される内部のバッテリ５４０を含む。バッテリ５４０は、電子部品モジュールアッセンブリ５２４に電力を供給し、電子部品モジュールアッセンブリ５２４を乗り物内の他の電力供給へ接続する必要性を取り除く。
【0057】
ハウジング５３０は、固定されたマウントブラケット１０６へのセンサアッセンブリ５１２の取付けを容易にさせるフランジ５４２を含む。例えば、フランジ５４２は、内側にネジ山が形成された、軸方向に穴を開けられた孔５７２を含むことができる。ネジ５７４は、軸方向の孔５７２を介して、直接的に固定されたマウントブラケット１０６に締め付けることができ、その位置にセンサアッセンブリ５１２をしっかりと保持させる。同様に、ネジ５７４は、例えば、キャリパ１０２を交換するとき、センサアッセンブリ５１２を点検するとき、あるいはその他必要があるとき、センサアッセンブリ５１２を取り外すために容易に取り外される。ここに示される２つの穴を開けられた孔５７２は、センサアッセンブリ５１２がキャリパアッセンブリ１０２に固定されるとき、センシングアッセンブリ５１２の改善された安定性のためにフランジ５４２の対向する側に位置決めされる。ある実施例では、ハウジング５３０および／またはカバー５３２は、固いプラスチック部材である必要はなく、その代わりに、柔らかいエポキシ層から形成され得ることに留意すべきである。この柔らかいエポキシ層は、センサアッセンブリ５１２へのおよび／またはそこからの改善されたワイヤレス信号を可能しつつ、電子部品モジュールアッセンブリ５２４を、ブレーキングシステムを取り巻く過酷な環境から保護する。
【0058】
この技術分野に関連する当業者によって、幾つかの素子の機能は、代替の実施例において、より少ない数の素子または１つの素子によって実施され得ることが理解されよう。同様に、ある実施例では、機能的な素子は、例示した実施例に関して記載する動作よりも少ない動作あるいは異なる動作を実施し得る。また、例示の目的のために明確に示された機能的な素子（例えば、電子部品、感知素子、トランスミッタなど）は、特定の実施において、他の機能的な素子内に包含されることも可能である。
【0059】
主題の技術は、好ましい実施例に関連して説明されたが、当業者は、種々の交換および／または変更が、主題の技術の精神または範囲を逸脱することなく主題の技術に成し得ることを容易に理解するであろう。例えば、各請求項は、たとえそれらが当初から請求されていない場合でも、多数従属方式においていずれかの請求項または全ての請求項から従属することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】