JP6974280B2 - ブレーキ試験システム、ブレーキ試験方法及びブレーキ試験システム用のプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキ試験システム、ブレーキ試験方法及びブレーキ試験システム用のプログラムに関するものである。

従来、例えば特許文献１に開示されているように、車両が排ガス規制の基準を満たしているか等を試験するために、シャシダイナモメータ上において試験車両を所定の走行モードで走行させつつ、試験車両から排出される排ガスを分析することが行われている。

特開２００２−０７１５２７号公報

ところで近年の環境問題に対する意識の高まりから、上記した排ガスの分析のみならず、車両から発生するブレーキダスト量を定量的に評価するためのブレーキ試験を行いたいとの要望が高まっている。

本発明はこのような要望に応えるものであり、車両から発生するブレーキダスト量を定量的に評価できるブレーキ試験システム、ブレーキ試験方法及びブレーキ試験システム用のプログラムを提供することを主たる課題とするものである。

本発明者らは上記要望に応えるため鋭意検討を重ねる中で、ブレーキを動作させることで発生するブレーキダスト量と、当該ブレーキ動作におけるブレーキの仕事量との間には相関関係があることに着眼した。従来、ブレーキの仕事量を算出する試みがなされておらず、前記したような相関関係は把握されていなかった。本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、シャシダイナモメータやブレーキダイナモメータ等を用いた台上試験を行うことによってブレーキの仕事量を容易に算出することができ、これによりブレーキダストの発生量とブレーキの仕事量との相関関係を把握でき、ブレーキダスト量を定量的に評価できるようになることを見出し、本発明に至ったのである。

すなわち本発明のブレーキ試験システムは、回転体を備える台上を走行する車両のブレーキを試験するブレーキ試験システムであって、前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御部と、前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルクを取得するトルク取得部と、前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得部と、前記回転制御部が制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得部が取得したトルクと、前記時間取得部が取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出部とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、車両が載せられる回転体を所定の回転速度で回転させている状態で試験車両にブレーキをかけ、この際に回転体に生じるトルクと、ブレーキをかけている時間（すなわち回転体にトルクが生じている時間）とを取得するだけでブレーキ動作におけるブレーキの仕事量を簡単に算出できる。そのため、例えばこのブレーキ動作時において生じるブレーキダスト量を併せて測定しておけば、ブレーキが行う仕事量に対して発生するブレーキダスト量を知ることができる。

ブレーキが動作した際の仕事量と、それにより発生するブレーキダスト量との相関関係を把握できるようにするには、前記したブレーキ試験システムが、前記ブレーキが動作することにより発生するブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出部と、前記ブレーキダスト量算出部が算出したブレーキダスト量と、前記ブレーキ仕事量算出部が算出した前記ブレーキの仕事量とを関連付けて記憶する記憶部とをさらに備えていればよい。
このようにすれば、例えば車両に搭載されるＥＣＵを、ブレーキを踏み込んだ際の速度やブレーキを踏んでいた時間や回数等を記憶する等してブレーキが行った大まかな仕事量の積算値を算出できるように構成しておけば、上記した相関関係を用いることにより、走行中の車両から発生するブレーキダスト量を把握することができる。

前記ブレーキダスト量算出部の態様として、動作前の前記ブレーキのブレーキパッドの重量値と動作後の前記ブレーキパッドの重量値とを取得し、取得したこれらの重量値に基づいて前記ブレーキダスト量を算出するものを挙げることができる。
このようなものであれば、ブレーキ動作によって生じるブレーキダストの量を正確に算出することができる。

前記したブレーキダスト量算出部の態様として、ブレーキが動作することで発生するブレーキダストを含む空気をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部によりサンプリングされたサンプリング空気を元素分析する元素分析部と、前記元素分析部の元素分析結果に基づいて、前記サンプリング空気に含まれるブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出部とを備えるものを挙げることができる。
このようなものであれば、シャシダイナモメータを用いて、車両にブレーキをかけた際のブレーキの仕事量と、ブレーキダスト量とを同時に算出することができる。

前記サンプリング部が空気をサンプリングする箇所として、ブレーキのブレーキキャリパー部近傍や、車輪のホイールウェル部近傍や、車両の周囲等を挙げることできる。このうち、発生するブレーキダストのサンプリング漏れを少なくするには、車輪のホイールウェル部から空気をサンプリングすることが好ましい。これにより、ブレーキが動作した際の仕事量と、それにより生じるブレーキダスト量との関係をより正確に知ることができる。

また本発明のブレーキ試験方法は、回転体を備える台上を走行する車両のブレーキの性能を試験するものであって、前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御ステップと、前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルクを取得するトルク取得ステップと、前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得ステップと、前記回転制御ステップで制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得ステップで取得したトルクと、前記時間取得ステップで取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出ステップとを含むことを特徴とする。

前記ブレーキ試験方法は、前記ブレーキが動作することにより発生するブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出ステップと、前記ブレーキダスト量算出ステップで算出したブレーキダスト量と、前記仕事量算出ステップが算出した前記ブレーキの仕事量とを関連付けて記憶する記憶ステップとをさらに含むことが好ましい。

また、前記ブレーキの単位仕事量あたりのブレーキダスト量である単位ブレーキダスト量を算出する単位ブレーキダスト量算出ステップをさらに含むことが好ましい。

また本発明のブレーキ試験システム用のプログラムであれば、回転体を備える台上を走行する車両のブレーキの性能を試験するものであって、前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御部としての機能と、前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルクを取得するトルク取得部としての機能と、前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得部としての機能と、前記回転制御部が制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得部が取得したトルクと、前記時間取得部が取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出部としての機能とをコンピュータに発揮させることを特徴とする。

このようなブレーキ試験方法やブレーキ試験システム用のプログラムであれば、上記したブレーキ試験システムと同様の作用効果を得ることができる。

このように構成した本発明によれば、シャシダイナモメータを用いて車両のブレーキ性能を試験できるブレーキ試験システム、ブレーキ試験方法及びブレーキ試験システム用のプログラムを提供することができる。

本実施形態のブレーキ試験システムの全体模式図。 同実施形態に係る演算装置の機能を示す機能ブロック図。 同実施形態のブレーキ試験方法の手順を示すフローチャート。 同実施形態のブレーキ試験方法におけるブレーキのかけ方の一例を示すグラフ。 同実施形態のブレーキ試験方法におけるブレーキのかけ方の一例を示すグラフ。 本実施形態のブレーキ試験システムにより得られるブレーキ仕事量とブレーキダスト量との関係を示すグラフ。 他の実施形態に係る演算装置の機能を示す機能ブロック図。

以下、本発明に係るブレーキ試験システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

１．ブレーキ試験システム
本実施形態のブレーキ試験システム１００は、ブレーキＢを有する完成車両たる試験車両Ｖをシャシダイナモメータ２上で走行させて、この試験車両ＶのブレーキＢの性能を試験するものである。具体的には、シャシダイナモメータ２上で試験車両Ｖを走行させている状態でブレーキＢを動作させた際にブレーキＢが行う仕事量を算出するとともに、ブレーキＢから発生するブレーキダストの量を算出するものである。

具体的にこのブレーキ試験システム１００は、図１に示すように、試験車両Ｖが配置されるチャンバー１と、試験車両Ｖの車輪を載せて回転するシャシローラ２１（本発明の“回転体”に相当する。以下、単にローラともいう。）を備えるシャシダイナモメータ２と、ローラ２１の回転軸にかかるトルクを取得するトルク取得部３と、チャンバー１内の空気をサンプリングするサンプリング部５と、サンプリング部５によりサンプリングされたサンプリング空気を分析する元素分析部６と、ブレーキＢの仕事量やブレーキダストの量を算出する演算装置７とを備える。

チャンバー１は、例えば試験車両Ｖが配置される実質的に密閉された密閉空間１Ｓを有しており、試験車両Ｖから排出される排ガスをチャンバー１外に排出する排出機構１１を有している。排出機構１１は、試験車両Ｖの排気管とチャンバー１外部とを連通する配管である。

シャシダイナモメータ２は、回転体たるローラ２１と、ローラ２１に接続されてこれを回転させる図示しないモータとを備えている。ローラ２１は、具体的には例えば回転ドラムや無端ベルト（フラットベルト）等である。ここでは、試験車両Ｖの前輪及び後輪それぞれに対してローラ２１が設けられているが、前輪又は後輪の一方のみに対してローラ２１が設けられていてもよい。

本実施形態のシャシダイナモメータ２は、ローラ２１が所定の回転数で回転するように制御する回転制御部２２を備えている。回転制御部２２は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータ等を備えたものである。そして、当該メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することにより、モータの出力を制御して、ローラ２１を所定の回転数で回転させる。本実施形態の回転制御部２２は、前記ローラ２１が一定の回転数で回転し続けるようにモータの出力を制御するように構成されている。

トルク取得部３は、具体的にはローラ２１の回転軸に取り付けられたトルクセンサである。このトルクセンサはひずみゲージを利用したものである。トルク取得部３は、ローラ２１の回転軸にかかるトルク値を連続的に取得するように構成されている。ここでは、少なくともローラ２１上で試験車両Ｖが走行している間において、ローラ２１の回転軸にかかるトルク値を連続的に取得するように構成されている。

サンプリング部５は、チャンバー１内の空気をサンプリングするものである。具体的にこのサンプリング部５は、チャンバー１内に一端部（採取ポート５１Ｐ）が開口する採取管と、採取管に設けられて採取ポート５１Ｐから空気を吸引するための吸引ポンプ５２が設けられている。そして採取管には、採取ポート５１Ｐによりサンプリングされた空気中に含まれるブレーキダストを捕集するための捕集フィルタ５４と、採取管を流れる空気の流量を測定する流量センサ５３とが設けられている。

採取管の採取ポート５１Ｐは、試験車両Ｖの後輪のホイールウェル部近傍に開口するように構成されている。なお採取ポート５１Ｐは、ブレーキキャリパー部の近傍や、チャンバー１内の試験車両Ｖの周囲に開口するように構成されていてもよい。なお、車速風を模擬するための車速ファンがチャンバー１内に設置されている場合には、採取ポート５１Ｐは、ブレーキＢよりも後方において、前方に向かって開口するように構成されていることが好ましい。車速ファンからの風により発生したブレーキダストが後方に流されやすくなるため、採取ポート５１Ｐをこのように構成すればサンプリング漏れを低減できる。

捕集フィルタ５４は、サンプリングされた空気中の粒子を捕集するものであり、１枚１枚が分離された分離式ものであってもよいし、供給ロール及び巻き取りロールを用いた巻き取り式のものであってもよい。捕集フィルタ５４の材質としては、例えばＰＴＦＥコーティングガラス繊維又はＰＴＦＥ等が挙げられる。

元素分析部６は、サンプリング部５によりサンプリングされた空気を元素分析するものである。具体的に元素分析部６は、捕集フィルタ５４に捕集された粒子を元素分析するものである。この元素分析部６は、具体的には蛍光Ｘ線分析装置であり、試料にＸ線を照射して、発生する蛍光Ｘ線を検出して金属元素の分析を行う装置である。前記試料は、粒子を捕集した捕集フィルタ５４である。本実施形態の元素分析部６は、捕集フィルタ５４に捕集された粒子に含まれる元素の濃度（例えば質量濃度（％））や質量（ｇ）を定量分析できるものである。なお、捕集フィルタ５４が分離式のものであれば、捕集フィルタ５４をサンプリング部５から取り外して元素分析部６にセットして元素分析を行う。また、捕集フィルタ５４が巻き取り式のものであれば、元素分析部６が捕集フィルタ５４の近傍に設置されて、捕集フィルタ５４をサンプリング部５から取り外すことなく元素分析を行う。この場合、巻き取り式の捕集フィルタ５４と元素分析部６とが一体構成された装置（フィルタ５４付きの元素分析装置）としてもよい。

演算装置７は、ＣＰＵ、内部メモリ、入出力インターフェース、Ａ／Ｄコンバータ等を備えた専用又は汎用のコンピュータである。そしてこの演算装置７は、内部メモリに格納されたブレーキ試験システム１００用のプログラムに基づき、ＣＰＵ及び周辺機器が協働することによって、図２に示すように、第１受付部７１、ブレーキ仕事量算出部７２、第２受付部７３、元素含有情報格納部７４、ブレーキダスト量算出部７５、ブレーキ性能データ生成部７６、ブレーキ性能情報格納部７７（本発明の記憶部に相当する）としての機能を発揮する。以下、各部について説明する。

第１受付部７１は、回転制御部２２が制御するローラ２１の回転数データを受け付けるとともに、これをブレーキ仕事量算出部７２に送信する。

また第１受付部７１は、トルク取得部３が取得したトルクデータを受け付け、これに基づいて試験車両ＶのブレーキＢが動作している時間であるブレーキ時間を取得する。すなわち本実施形態では、第１受付部７１は時間取得部としての機能を備えている。ブレーキ時間とは、例えばテストドライバーが試験車両ＶのブレーキＢを踏むことにより、ローラ２１の回転軸に通常走行時（ブレーキＢを踏んでいない時）より高いトルクがかかっている時間を意味する。第１受付部７１は、具体的には演算装置７内に組み込まれたタイマー機能を備えており、トルク取得部３から受け付けるトルク値が所定値を超えてから当該所定値を下回るまでの間の時間を、ブレーキ時間として取得するように構成されている。そして第１受付部７１は、ブレーキ時間を示すブレーキ時間データと、当該ブレーキ時間におけるトルク値を示すブレーキ時トルクデータを、ブレーキ仕事量算出部７２に送信する。なお、本実施形態ではブレーキ時間におけるトルク値を当該ブレーキ時間内において取得されるトルク値の平均値としている。

ブレーキ仕事量算出部７２は、第１受付部７１から受信した回転数データとブレーキ時トルクデータとブレーキ時間データに基づいて、ブレーキＢの仕事量を算出するものである。具体的にブレーキ仕事量算出部７２は、回転数データが示すローラ２１の回転数をＲ（ｒｐｍ）、ブレーキ時トルクデータが示すローラ２１の回転軸にかかるトルク値をＴ（Ｎ・ｍ）、ブレーキ時間データが示す時間をｔ_Ｂ（ｓ）として、ブレーキ動作時におけるブレーキＢの仕事率Ｐ（ｋＷ）及び仕事量Ｗ（ｋＪ）を以下の式により算出する。そしてブレーキ仕事量算出部７２は、算出した仕事量Ｗをブレーキ性能データ生成部７６に送信する。

＜ブレーキの仕事率（Ｐ）＞
Ｐ＝２π×Ｔ×Ｒ／（６０×１０００）

＜ブレーキの仕事量（Ｗ）＞
Ｗ＝Ｐ×ｔ_Ｂ
＝２π×Ｔ×Ｒ×ｔ_Ｂ／（６０×１０００）

元素含有情報格納部７４は、ブレーキＢに含まれる１又は複数の元素の含有情報を格納する。この含有情報はデジタルデータであり、ブレーキＢに含まれる１又は複数の元素の既知濃度（例えば質量濃度（％））だけでなく、それら１又は複数の元素の組成比又は含有割合などを含んでいてもよい。また含有情報は、予めユーザなどによって入力されたものであってもよいし、インターネットを介してサーバなどから送信されたものであってもよい。本実施形態の元素含有情報格納部７４は、ブレーキパッドに含まれる１又は複数の元素の含有情報を格納している。

第２受付部７３は、元素分析部６により得られた元素分析情報を受け付ける。この元素分析情報は、捕集フィルタ５４に捕集された粒子に含まれる複数の元素の測定濃度（例えば質量濃度（％））だけでなく、それら複数の元素の組成比又は含有割合等を含んでいてもよい。また第２受付部７３は、流量センサ５３により得られた採取管を流れる空気の流量データを受け付ける。そして、第２受付部７３は受け付けた元素分析情報及び流量データをブレーキダスト量算出部７５に送信する。

ブレーキダスト量算出部７５は、第２受付部７３が受け付けた元素分析情報及び流量データと、元素含有情報格納部７４に格納された含有情報とに基づいて、サンプリング空気に含まれるブレーキダスト量を算出するものである。

具体的にブレーキダスト量算出部７５は、元素分析情報から、チタン（Ｔｉ）の重量（ｇ・ｍ／ｓ^２）を計測する（チタン：Ｍ_Ｔｉ）。なお、各成分の重量の計測方法としては、捕集前後の捕集フィルタ５４の重量差を算出し、当該重量差に対して元素分析装置を用いて求めた各成分の含有割合を掛け合わせることや、捕集後の捕集フィルタ５４に対して例えばβ線を照射して得られるβ線の透過強度から捕集重量を求め、当該捕集重量に対して元素分析装置を用いて求めた各成分の含有割合を掛け合わせることが考えられる。

予めブレーキパッドのチタンの含有割合を元素分析装置を用いて重量百分率（％）を計測しておく（チタン：Ｒ_Ｔｉ％）。なお、このチタンの含有割合が、含有情報として元素含有情報に格納されている。

また、採取部５１によるサンプリング流量（流量センサ５３の流量データ）をＸ（ｍ^３／ｍｉｎ）とし、採取部５１によるサンプリング時間をｔ_Ｓ（ｍｉｎ）とする。

このとき、ブレーキダスト量算出部７５は、以下の式により、サンプリングされた空気に含まれるブレーキダスト量（ｇ・ｍ／ｓ^２）を算出する。なおブレーキＢが動作することによるブレーキパッドの摩耗量はブレーキロータの摩耗量より遥かに大きいため、本実施形態では、ブレーキパッドからのダスト発生量をブレーキ全体から発生するブレーキダスト量とみなしている。

＜ブレーキダスト量（ｍ_Ｂ）＞
ｍ_Ｂ＝（Ｍ_Ｔｉ／Ｒ_Ｔｉ）×ｔ_Ｓ

上記のブレーキダスト量は、サンプリングされた空気に含まれる量であり、サンプリングされない空気に含まれるブレーキダスト量は含まない。このため、ブレーキダスト量算出部７５は、以下の方法により、チャンバー１の容積（Ｖ_Ｃ）とサンプリング空気の積算流量（Ｑ_Ｓ）とに基づいて、サンプリング空気に含まれるブレーキダスト量（ｍ_Ｂ）からブレーキＢから発生するブレーキダストの全量（ｍ_{ＴＯＴＡＬ}）を算出することもできる。そしてブレーキダスト量算出部７５は、算出したブレーキダストの全量ｍ_{ＴＯＴＡＬ}を、ブレーキ性能データ生成部７６に送信する。

＜ブレーキから発生するブレーキダストの全量（ｍ_{ＴＯＴＡＬ}）＞
ｍ_{ＴＯＴＡＬ}＝ｍ_Ｂ×Ｖ_Ｃ／Ｑ_Ｓ

ブレーキ性能データ生成部７６は、ブレーキ仕事量算出部７２が算出したブレーキＢの仕事量と、前記ブレーキダスト量算出部７５が算出したブレーキダストの全量とを受け付けて、これらを関連付けて１組のブレーキ性能データを生成する。ここでブレーキ性能データ生成部７６は、所定時間の間にブレーキＢが行う仕事量と、同所定時間の間に発生するブレーキダストの全量と、を関連付け、これを１組のブレーキ性能データとして生成する。ブレーキ性能データ生成部７６は、試験車両Ｖを試験走行させる毎に新たな１組のブレーキ性能データを生成するように構成されている。そして１組のブレーキ性能データを生成する度に、これをブレーキ性能情報格納部７７に送信する。

ブレーキ性能情報格納部７７は、ブレーキ性能データ生成部７６から受け付けたブレーキ性能データを格納する。ブレーキ性能情報格納部７７は、ブレーキ性能データ生成部７６から受け付けるブレーキ性能データを、蓄積して格納するように構成されている。すなわち、新たな１組のブレーキ性能データを受け付けると、これを以前に受け付けたブレーキ性能データとは異なるデータとして格納する。

２．ブレーキ試験方法
以下、上記したブレーキ試験システム１００を用いたブレーキ試験方法について、図３を参照して説明する。

まず、ブレーキＢを備える試験車両Ｖをシャシダイナモメータ２上に設置する（ステップＳ１）。

次いで、試験車両Ｖのギアをニュートラルにした状態で、シャシローラ２１が一定の回転数で回転するようにモータを出力する（ステップＳ２）。ここでは、試験車両Ｖの車速が２０ｋｍ／ｈになるように、シャシローラ２１の回転数を制御する。シャシローラ２１上に載っている試験車両Ｖの車輪は、シャシローラ２１の回転に合わせた回転数で回転する。なおここで、シャシローラ２１を回転させるのと同時に、サンプリング部５によりチャンバー１内の空気のサンプリングを開始する。

シャシローラ２１が所定の回転数で回転している状態で、テストドライバーが試験車両ＶのブレーキＢを踏む（ステップＳ３）。すると、タイヤとシャシローラ２１との間に制動力が働くが、シャシローラ２１は一定の回転数Ｒで回転し続けるため、シャシローラ２１の回転軸にかかるトルクが増加する。ここでテストドライバーは、図４に示すように、所定の時間に亘って試験のブレーキＢを連続的に踏み続ける。なお、試験車両ＶのブレーキＢをポンピングするように断続的に踏むようにしてもよい。

テストドライバーによってブレーキＢが踏まれている間、シャシローラ２１の回転軸にかかるトルク値がトルクセンサによって取得され、これに基づいてブレーキ時間が演算装置７によって取得される（ステップＳ４）。

上記ステップＳ３を及びステップＳ４を所定回数繰り返した後、ブレーキ仕事量算出部７２によって、ローラ２１の回転数と、ブレーキＢの動作時にローラ２１の回転軸にかかるトルク値と、ブレーキＢが動作している時間とを乗じることにより、上記した試験走行におけるトータルのブレーキＢの仕事量が算出される。またブレーキダスト量算出部７５によって、上記した試験走行において生じるトータルのブレーキダスト量が算出される（ステップＳ５）。

最後に、ブレーキ性能データ生成部７６が、ブレーキＢの仕事量と、当該試験走行において発生したブレーキダスト量とを関連付けたブレーキ性能データを生成し、これをブレーキ性能情報格納部７７に格納する（ステップＳ６）。

そして、シャシローラ２１の回転数やブレーキＢを動作させる時間を変更して、算出されるブレーキ仕事量Ｗが異なるようにして上記したステップＳ２〜Ｓ６を複数回繰り返す。具体的には、例えば、試験車両Ｖの車速を１０ｋｍ／ｈ刻みで１０ｋｍ／ｈ〜１００ｋｍ／ｈまで変更し、各車速においてブレーキＢを所定時間動作させ、このブレーキ動作におけるブレーキ仕事量及びブレーキダスト量を算出し、これらを関連付けたブレーキ性能データを生成してこれをブレーキ性能情報格納部７７に格納する。あるいは、例えば試験車両Ｖの車速を２０ｋｍ／ｈのままにし、ブレーキＢを動作させる時間を変更するようにしてもよい。

上記したブレーキ試験システム１００及びブレーキ試験方法により得られるブレーキＢの仕事量とブレーキダスト量との関係を図６の（ａ）〜（ｃ）に示す。図６の（ａ）はブレーキキャリパー部近傍からサンプリングした結果、（ｂ）は、ホイールウェル部近傍からサンプリングした結果、（ｃ）は、車速ファンよりも前方側の大気からサンプリングした結果をそれぞれ示すグラフである。これらの図から、ブレーキＢの仕事量に比例して、発生するブレーキダストの量が大きくなることが分かる。車輪のホイールウェル部近傍からサンプリングする場合（図６（ｂ））に、その傾向は最も顕著になることが分かる。これより、ブレーキキャリパー部近傍や試験車両Ｖ周りの密閉空間１Ｓからサンプリングするよりも、ホイールウェル部近傍でサンプリングする方が、発生するブレーキダストのサンプリング漏れが少なく、ブレーキＢの仕事量と発生するブレーキダスト量との相関関係をより正確に知ることができることが分かる。

このように構成した本実施形態のブレーキ試験システム１００によれば、完成車両たる試験車両Ｖが載せられるシャシローラ２１を所定の回転速度で回転させている状態で試験車両ＶにブレーキＢをかけ、この際にシャシローラ２１に生じるトルクと、ブレーキＢをかけている時間とを取得するだけでブレーキ動作におけるブレーキＢの仕事量を簡単に算出することができる。

また、元素分析部６を設けて、ブレーキＢ仕事量を算出するのとともにブレーキダスト量を算出し、これらを関連付けて記憶するようにしているので、ブレーキＢが動作した際の仕事量と、それにより生じるブレーキダスト量との相関関係を知ることができる。そのため、例えば車両に搭載されるＥＣＵを、ブレーキＢを踏み込んだ際の速度やブレーキＢを踏んでいた時間や回数等を記憶する等してブレーキＢが行った大まかな仕事量の積算値を把握できるように構成しておけば、上記したブレーキＢの仕事量と発生するブレーキダスト量との相関関係を用いることにより、走行中の車両から発生しているブレーキダスト量を把握することができる。

また、元素分析部６に導入されるサンプリング空気を、車輪のホイールウェル部近傍からサンプリングするようにしているので、ブレーキダストのサンプリング漏れを少なく、ブレーキＢが動作した際の仕事量と、それにより生じるブレーキダスト量との関係をより正確に知ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

他の実施形態のブレーキ試験方法では、ステップＳ３において、図５に示すように、ブレーキＢを動作させた後ブレーキＢを離し、ブレーキＢの温度が所定値以下まで低下した後に再度ブレーキＢを動作させるようにしてもよい。このようにすれば、ブレーキＢの温度が過度に上昇することを防ぐことができる。

前記実施形態では、回転制御部２２はローラ２１が一定の回転数で回転し続けるようにモータの出力を制御していたがこれに限らない。他の実施形態では、ローラ２１の回転数が走行試験中に変動するようにモータの出力を制御するように構成してもよい。

前記実施形態のブレーキ仕事量算出部７２は、ブレーキＢが動作しているブレーキ時間と、当該ブレーキ時間内に取得されるトルク値の平均値を用いてブレーキＢの仕事量を算出していたがこれに限らない。例えば、下記の式に示すように、ローラ２１の回転軸にかかるトルク値Ｔとローラ２１の回転数Ｒとの積をブレーキ時間ｔ_Ｂに亘って時間で積分することにより仕事量Ｗを算出してもよい。

ここで、Ｔ（ｔ）は時刻ｔにおけるローラ２１の回転軸にかかるトルク値であり、Ｒ（ｔ）は時刻ｔにおけるローラ２１の回転数であり、ｔ_０はブレーキを動作させ始める時刻である。

前記実施形態では、トルク取得部３が取得したトルク値が所定値を上回ってから所定を下回るまでの時間をブレーキＢが動作している時間としたがこれに限定されない。他の実施形態では、試験車両Ｖの運転を自動運転ロボットにより行わせ、この自動運転ロボットに予め組み込んだ、ブレーキＢを踏むためのプログラムに基づいてブレーキＢが動作している時間を決定してもよい。また、テストドライバーが、走行試験中にブレーキＢを踏んでいる合計時間をストップウォッチ等で計測し、この計測した時間を演算装置７に入力することにより、ブレーキＢが動作している時間が取得されてもよい。また、ブレーキＢが動作する時間を予め決定しておき、これを演算装置７に予め入力しておいてもよい。この場合には、走行試験においてテストドライバーは、予め決定された時間ブレーキＢを動作させるようにすればよい。

他の実施形態では、ブレーキ性能データ生成部７６は、受け付けたブレーキ仕事量とブレーキダスト量とに基づいて、ブレーキＢの単位仕事量（すなわち１ｋＪ）あたりのブレーキダスト量である単位ブレーキダスト量を算出し、これをブレーキ性能データとしてブレーキ性能情報格納部７７に格納するように構成されていてもよい。

他の実施形態では、図７に示すように、演算装置７がブレーキＢが動作している間のブレーキＢの温度を取得する温度取得部７８を更に備えていてよい。この温度取得部７３は、例えば図示しない放射温度計等の温度計からブレーキパッドの温度を取得するとともに、この取得した温度を、ブレーキ仕事量算出部７２が算出した仕事量及びブレーキダスト量算出部７５が算出したブレーキダスト量と紐づけてブレーキ性能情報格納部７７に格納する。これにより、ブレーキ（例えばブレーキパッド）の温度と、ブレーキＢの仕事量及びブレーキダスト量との関係を知ることができる。

前記実施形態では、チタンの計測重量から換算してブレーキダスト量を算出していたがこれに限らない。例えば銅（Ｃｕ）などの他の金属元素の計測重量から換算してブレーキダスト量を算出してもよい。また、次の式に示すように、複数の金属元素（例えばチタン及び銅）の計測重量から換算したブレーキパッドのダスト量を平均して、ブレーキダスト量を算出するようにしてもよい。
ｍ_Ｂ＝［（Ｍ_Ｔｉ／Ｒ_Ｔｉ）と（Ｍ_Ｃｕ／Ｒ_Ｃｕ）］×ｔ_Ｓ

また図７に示すように、ブレーキダスト量算出部７５は、ブレーキＢが動作する前（すなわち走行試験前）のブレーキパッドの重量と、ブレーキが動作した後の（すなわち走行試験後）のブレーキパッドの重量値を取得し、これらの値を用いてブレーキダスト量を算出してもよい。具体的には、走行試験前のブレーキＢの重量値から走行試験後のブレーキＢの重量値を引いた値を、ブレーキダスト量としてもよい。この場合、走行試験前後のブレーキＢの重量値は、オペレータにより重量計を用いて直接測定され、第２受付部７３に直接入力されるように構成されてもよい。またこれに加えて、前記したように前記したようにチャンバー１内の空気をサンプリングして、これを分析することでブレーキダスト量を算出してもよい。

前記実施形態のシャシダイナモメータ２上で走行する試験車両Ｖから排出される排ガスを排ガスサンプリング装置により採取して、排ガス分析装置により当該排ガス中に含まれる所定成分を分析するシステムと組み合わせてもよい。

ブレーキダスト量は、前記実施形態では、ブレーキパットのみのブレーキダストを計測するものであったが、ブレーキパット及びブレーキロータの両方を計測するものであってもよい。また、ブレーキＢの形式としては、ディスクブレーキの他に、ドラムブレーキであっても良い。この場合、格納部には、ブレーキシューの元素の含有情報及び／又はブレーキドラムの元素の含有情報が格納されている。

前記実施形態では、チャンバー１からの空気を一段サンプリングするものであったが、二段サンプリングするものであってもよい。

なおチャンバー１は、後述するサンプリング部５のサンプリングによる密閉空間１Ｓの気圧変動を吸収する図示しない気圧変動吸収機構を備えている。この気圧変動吸収機構は、例えば密閉空間１Ｓの気圧変動に応じて伸縮する弾性体等を有する構成であってよい。

前記実施形態では、四輪自動車のブレーキを試験するものであったが、二輪自動車のブレーキを試験するものであってもよい。

前記実施形態では車両Ｖは完成車両であったが、これに限らず完成車両の一部であってもよい。

前記実施形態では、シャシダイナモメータ２上で車両Ｖを走行させてブレーキＢの仕事量を算出するものであったが、これに限らずブレーキダイナモメータにブレーキＢをセットして、ブレーキＢの仕事量を算出するようにしてもよい。この場合には、ブレーキダイナモが備えるフライホイールの回転軸（本発明の“回転体”に相当）に係るトルク、フライホイールの回転軸の回転数、ブレーキＢが動作する時間を用いて、前記した方法と同様にしてブレーキＢの仕事量を算出することができる。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・ブレーキ試験システム
２１ ・・・シャシローラ
２２ ・・・回転制御部
３ ・・・トルク取得部
７１ ・・・時間取得部
７２ ・・・ブレーキ仕事量算出部

Claims (9)

1. 回転体を備える台上を走行する車両のブレーキを試験するブレーキ試験システムであって、
   前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御部と、
   前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルク値を取得するトルク取得部と、
   前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得部と、
   前記回転制御部が制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得部が取得したトルク値と、前記時間取得部が取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出部と、
   前記ブレーキが動作することにより発生するブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出部と、
   前記ブレーキ仕事量算出部が算出した前記ブレーキの仕事量と、前記ブレーキダスト量算出部が算出したブレーキダスト量とを関連付けたブレーキ性能データを生成するブレーキ性能データ生成部とを備えるブレーキ試験システム。
2. 前記ブレーキダスト量算出部が算出したブレーキダスト量と、前記ブレーキ仕事量算出部が算出した前記ブレーキの仕事量とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備える請求項１記載のブレーキ試験システム。
3. 前記ブレーキダスト量算出部が、動作前の前記ブレーキのブレーキパッドの重量値と動作後の前記ブレーキパッドの重量値とを取得し、取得したこれらの重量値に基づいて前記ブレーキダスト量を算出する、請求項１又は２記載のブレーキ試験システム。
4. 前記ブレーキが動作することで発生するブレーキダストを含む空気をサンプリングするサンプリング部と、
   前記サンプリング部によりサンプリングされたサンプリング空気を元素分析する元素分析部とを更に備え、
   前記ブレーキダスト量算出部が、前記元素分析部の元素分析結果に基づいて、前記サンプリング空気に含まれるブレーキダスト量を算出する請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキ試験システム。
5. 前記サンプリング部は、前記車両の車輪のホイールウェル部、前記ブレーキのブレーキキャリパー部、又は前記車両の周囲から空気をサンプリングする、請求項４記載のブレーキ試験システム。
6. 回転体を備える台上を走行する車両のブレーキを試験するブレーキ試験方法であって、
   前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御ステップと、
   前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルク値を取得するトルク取得ステップと、
   前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得ステップと、
   前記回転制御ステップで制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得ステップで取得したトルク値と、前記時間取得ステップで取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出ステップと、
   前記ブレーキが動作することにより発生するブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出ステップと、
   前記ブレーキ仕事量算出ステップで算出した前記ブレーキの仕事量と、前記ブレーキダスト量算出ステップで算出したブレーキダスト量とを関連付けたブレーキ性能データを生成するブレーキ性能データ生成ステップとを含むブレーキ試験方法。
7. 前記ブレーキダスト量算出ステップで算出したブレーキダスト量と、前記ブレーキ仕事量算出ステップが算出した前記ブレーキの仕事量とを関連付けて記憶する記憶ステップをさらに含む、請求項６記載のブレーキ試験方法。
8. 前記ブレーキの単位仕事量あたりのブレーキダスト量である単位ブレーキダスト量を算出する単位ブレーキダスト量算出ステップをさらに含む請求項６又は７に記載のブレーキ試験方法。
9. 回転体を備える台上を走行する車両のブレーキを試験するブレーキ試験システム用のプログラムであって、
   前記回転体を所定の回転数で回転するように制御する回転制御部としての機能と、
   前記車両のブレーキが動作することにより前記回転体に生じるトルク値を取得するトルク取得部としての機能と、
   前記車両のブレーキが動作している時間を取得する時間取得部としての機能と、
   前記回転制御部が制御する前記回転体の回転数と、前記トルク取得部が取得したトルク値と、前記時間取得部が取得した時間とに基づいて、前記ブレーキの仕事量を算出するブレーキ仕事量算出部としての機能と、
   前記ブレーキが動作することにより発生するブレーキダスト量を算出するブレーキダスト量算出部としての機能と、
   前記ブレーキ仕事量算出部が算出した前記ブレーキの仕事量と、前記ブレーキダスト量算出部が算出したブレーキダスト量とを関連付けたブレーキ性能データを生成するブレーキ性能データ生成部としての機能とをコンピュータに発揮させるブレーキ試験システム用のプログラム。

Images