KR102566566B1 - 특히 자동차용 브레이크 시스템 컴포넌트의 마모의 조합형 검출 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브레이크 시스템 컴포넌트들의 마모를 검출하기 위한 센서 장치에 관한 것이다. 여기서는 특히 자동차용 브레이크 시스템이 관련된다. 이 경우, 브레이크 시스템은 적어도 하나의 브레이크 디스크 및 하나의 브레이크 패드를 포함한다. 센서 장치는 브레이크 디스크(202)의 패턴(303)을 검출하며, 브레이크 디스크의 마모 상태가 센서 장치에 의해 검출되어 디스플레이될 수 있다; 더 이상 브레이크 디스크를 볼 필요가 없다.

Description

특히 자동차용 브레이크 시스템 컴포넌트의 마모의 조합형 검출
본 발명은 특히 자동차용 브레이크 시스템 컴포넌트의 마모의 조합형 검출에 관한 것이다.
브레이크 디스크 및 브레이크 패드는 차량에서 제동 동작을 능동적으로 실행하는 마모 부품이다. 이 경우, 차량의 운동 에너지는 열로 변환된다. 충분히 두꺼운 브레이크 디스크 상의 충분히 두꺼운 브레이크 패드만이 차량을 안전하게 홀딩할 수 있기 때문에 패드와 디스크의 상태가 중요하다. 그러므로 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마모를 측정하는 것이 중요하다.
브레이크 마모 지시기는 브레이크의 마모 부품을 교체해야 한다는 것을 차량의 사용자 또는 소유자에게 지시하기 위해 사용된다. 브레이크 마모 지시기는 주로 자동차 산업에서 사용되지만 풍력 터빈, 크레인, 엘리베이터 및 기타 움직이는 기계와 같이 브레이크 패드가 관련된 다른 응용 분야에도 유용하다.
종래 기술의 브레이크 패드에는 다양한 유형의 마모 지시기가 있지만, 브레이크 디스크의 마모를 결정하는 마모 지시기는 몇 가지만 있다; 이들은 브레이크 디스크 상의 마크를 관찰하여 마모 정도를 추정하는 것에 기초한다.
적어도 승용차의 경우, 작동 중에 브레이크 디스크의 마모를 전자적으로 측정하는 센서는 알려져 있지 않다. 마찬가지로, 작동 중에 브레이크 디스크와 브레이크 패드의 마모를 동시에 측정하는 개별 센서는 알려져 있지 않다. 또한, 작동 중에 브레이크 패드 및/또는 디스크의 마모를 연속적으로 측정하는 센서는 알려져 있지 않다.
본 발명의 과제는 종래 기술에 비해 개선된, 브레이크 시스템 컴포넌트의 마모를 검출하는 센서 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 브레이크 시스템 컴포넌트들의 마모를 검출하는 센서 장치에 관한 것이다. 여기서는 특히 자동차용 브레이크 시스템이 관련된다. 이 경우, 브레이크 시스템은 적어도 하나의 브레이크 디스크 및 하나의 브레이크 패드를 포함한다.
본 발명의 핵심은 본 발명에 따른 센서 장치가 브레이크 디스크의 패턴을 검출한다는 것이다.
본 발명은 본 발명에 따라 브레이크 디스크의 마모 상태가 본 발명에 따른 센서 장치에 의해 검출되어 디스플레이될 수 있다는 장점을 갖는다; 더 이상 브레이크 디스크를 볼 필요가 없다. 이로 인해, 안전성이 크게 향상된다. 본 발명에 따른 센서 장치는 이미 사용된 브레이크 또는 자동차에 대해 개장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 센서 장치는 브레이크 디스크의 두께에 따라 변화되는 브레이크 디스크의 패턴을 검출하도록 설계된다. 이로 인해, 브레이크 디스크의 마모 정도를 여러 단계로 측정하는 것이 가능하다. 이 경우, 패턴이 두께에 따라 연속적으로 또는 불연속적으로 단계적으로 변화될 수 있다. 따라서, 브레이크 디스크의 마모 정도를 연속적으로 또는 단계적으로 측정하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 센서 장치는 센서 장치의 적어도 일부가 브레이크 디스크의 적어도 일부에 안착될 때 브레이크 디스크의 패턴을 검출하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 브레이크 디스크의 적어도 일부에 센서 장치의 적어도 일부의 안착이 검출된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 브레이크 디스크의 적어도 일부에 분포된 상이한 깊이의 홈들 및/또는 홀들 및/또는 타원들이 패턴으로서 검출된다. 이 경우 홈들은 다음과 같이 설계될 수 있다.
- 깊이에 따른 폭을 가진 홈들 및/또는
- 브레이크 디스크 내에 반경 방향으로 연장되는 홈들 및/또는
- 서로 상이한 거리를 두고 브레이크 디스크 내에 반경 방향으로 연장되는 홈들.
본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 브레이크 디스크 내의 홈들에 대한 대안으로서 또는 상기 홈들에 추가해서, 브레이크 디스크의 적어도 일부에 분포된 재료가 패턴으로서 검출될 수 있다. 분포된 재료는 브레이크 디스크의 재료와는 다르다. 재료의 분포가 깊이에 따른 분포인 것이 특히 바람직하다. 이로 인해, 브레이크 디스크의 질적 마모가 검출될 수 있다.
적어도 센서 장치의 부분들이 센서 장치에 의해 검출 가능한 적어도 하나의 특성을 갖고 검출 가능한 특성들 중 적어도 하나가 브레이크 패드의 마모에 따라 변화되도록 상기 부분이 설계되는 것이 특히 바람직하다. 그에 따라, 브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 마모의 조합형 검출이 가능하다.
센서 장치가 단일 센서 요소로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 그에 따라, 브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 마모의 저렴한 조합형 검출이 가능하다. 그러나 측정된 값들 및 사용된 측정 방법에 따라, 다수의 센서가 바람직할 수도 있다.
브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 마모의 조합형 검출에서, 센서 요소는 브레이크 패드 상에 및/또는 내에 및/또는 브레이크 캘리퍼 상에 및/또는 브레이크 서스펜션 상에 고정되고, 적어도 센서 요소의 부분들이 브레이크 작동 중에 브레이크 패드로 마모되는 것이 바람직하다. 따라서, 검출 가능한 특성이 변화된다. 특히, 이 실시 예에서, 상기 특성은 전기 저항 및/또는 전기 커패시턴스의 측정에 의해 검출된다.
센서 장치는 브레이크 패드로 마모되는 센서 요소의 부분들이 브레이크 디스크의 패턴에 의해 변화되는 브레이크 디스크의 특성을 검출하도록 설계될 수 있다. 따라서, 브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 마모의 저렴한 조합형 검출이 가능하다.
다른 바람직한 실시 예에서, 센서 장치는 무선 전송 유닛을 포함하며, 검출된 값들이 상기 전송 유닛에 의해 무선으로 전송된다. 이 경우, 전송 유닛은 센서 요소로부터 공간적으로 분리되어 배치될 수 있다. 본 발명의 이 실시 예에 의해, 실제 마모가 모바일 장치 또는 차량 외부에 배치된 유닛, 예컨대 소위 클라우드 컴퓨터로 전송될 수 있고 거기에 디스플레이되며 및/또는 검출된 마모에 따라 예컨대, 작업장 방문 또는 마모 상태에 따른 제동 전략 조정 또는 극단의 경우 자동차의 정지와 같은 상응하는 조치가 취해진다.
본 발명은 또한 전술한 범위의 센서 장치를 갖는 브레이크 패드에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전술한 범위의 센서 장치에 의해 검출 가능한 패턴을 갖는 브레이크 디스크에 관한 것이다. 이 경우, 특히 브레이크 디스크의 적어도 일부에 분포된 상이한 깊이의 홈들 및/또는 홀들 및/또는 타원들이 제공될 수 있다. 이 경우 홈들은 다음과 같이 설계될 수 있다.
- 깊이에 따른 폭을 갖는 홈들 및/또는
- 브레이크 디스크에서 반경 방향으로 연장되는 홈들 및/또는
- 서로 상이한 거리를 두고 브레이크 디스크에서 반경 방향으로 연장되는 홈들.
본 발명은 또한 전술한 범위의 센서 장치를 갖는 브레이크 시스템의 브레이크 디스크 및 브레이크 패드의 마모의 조합형 검출 방법에 관한 것이며, 이 경우 추가로 브레이크 디스크의 회전 방향이 검출된다.
본 발명에 따른 방법은 적어도 브레이크 디스크의 마모의 검출이 제동 동작 동안에만 이루어지도록 설계될 수 있다.
바람직하게는, 브레이크 디스크의 마모의 검출은 미리 정해진 제동 동작들 동안에만 이루어지며, 상기 제동 동작들은 차량의 속도 및/또는 제동 동작의 정도에 따라 미리 정해진다. 이 설계의 배경은 단일 제동 동안 브레이크 디스크가 거의 마모되지 않는다는 것이다. 이러한 이유로, 매 제동시 모든 데이터가 확실하게 평가될 필요는 없다. 예를 들어, 정해진 단위 시간마다 평가 가능한 측정 결과가 주어지는 것으로 충분하다. 따라서 센서는 예를 들어 정지 직전 신호등 앞에서 제동할 때처럼 디스크가 매우 느리게 이동되는 경우 상기 디스크를 측정할 수 있다.
바람직하게는, 브레이크 디스크의 마모의 검출은 브레이크 패드의 온도를 나타내는 온도 변수가 검출되고 상기 온도 변수가 마모의 검출 시 고려되는 방식으로 이루어진다. 브레이크 패드의 검출된 온도는 각각의 온도에서의 특정 마찰 계수를 고려함으로써 주행 안전성을 더 높이기 위해 브레이크 제어 시스템, 예컨대 ESP 또는 다른 시스템에 제공될 수 있다.
다른 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들에 나타난다.
이하, 본 발명의 실시 예들이 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 마모 측정을 갖는 브레이크 시스템을 도시하고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 장치를 구비한 브레이크 시스템의 개략도이며,
도 3a 내지 도 3d 및 도 5 내지 도 7은 브레이크 디스크 내의 홈의 다양한 디자인과 배치를 도시하고,
도 4는 브레이크 디스크 상의 패턴을 도시하며,
도 8은 디스플레이 장치를 도시하고,
도 9는 전송 유닛을 도시한다.
도 1은 백 플레이트(G)에 고정된 브레이크 패드(B)를 도시한다. 브레이크 패드(B)는 브레이크 작동 중에 브레이크 유체(E)에 의해 이동되는 브레이크 피스톤(D)에 의해 브레이크 디스크(A)에 대해 가압된다. 브레이크 패드(B) 및 브레이크 디스크(A)의 접촉에 의해 기계적 에너지가 열로 변환되어, 차량의 음의 가속으로 이어지며 최대 700도 이상의 온도를 발생시킬 수 있다. 결과적으로, 브레이크 패드(B)는 영구적으로 마모된다. 브레이크 디스크(A)도 마모되지만 브레이크 패드(B)보다 작은 정도로 마모된다. 캐리어(C)는 브레이크 캘리퍼에 연결되고 브레이크 피스톤(D)의 압력에 의해 발생하는 반력을 발생시킨다.
이 도시에서, 브레이크 패드의 마모는 거리 센서(F)를 통해 브레이크 캘리퍼와 패드 백 플레이트(G) 사이의 거리 변화에 의해 측정된다.
본 발명의 일 실시 예는 브레이크 패드와 브레이크 디스크의 마모를 단일 센서로 측정하는 것이다. 이상적으로, 본 발명에 따른 센서 장치는 이미 사용된 브레이크 또는 자동차에 대해 개장될 수 있어야 한다. 물론, 다수의 센서가 사용될 수도 있다.
이미 언급했듯이, 브레이크 패드의 마모를 측정하기 위해 현재 설치된 센서들은 미분화된 상태이거나 디지털이고 연속 측정, 그에 따라 브레이크 패드를 교체해야 할 때 실제 마모를 기반으로 하는 예측을 지원하지 않고, 계산 모델만을 제공한다. 따라서, 현재로서는 브레이크 패드 또는 브레이크 디스크가 실제로 얼마나 멀리 주행했는지를 결정할 수 없다. 그러나 패드 및 디스크의 정확한 상태에 관한 이러한 정보는 예를 들어 자율주행 자동차의 실현을 위해 바람직하다. 물론, 교체 계획을 갖고 정지 시간을 피하는데 관심이 있는 사용자 또는 자동차 관리인에게도 바람직하다.
브레이크 패드 및 브레이크 디스크의 마모를 측정하기 위해, 아래 제시된 실시 예에서는 단일 센서만이 필요하다. 상기 센서는 패드와 디스크의 실제 상태를 측정한다. 상기 센서는 높은 내열성 및 신뢰도를 갖는다. 상기 센서는 개장될 수도 있다. 물론, 다수 센서의 사용도 가능하다.
마모 정보는 디지털 단말기(휴대폰, 태블릿, 컴퓨터, 클라우드 컴퓨터 등) 및/또는 차량 전자 장치로 전송되어, 교체 기한의 계획을 가능하게 하고 안전성을 향상시킨다. 스마트폰 앱과 같은 특정 응용 소프트웨어를 통한 데이터의 평가는 정지 시간을 최소화하고 조기 교체를 피하도록 교체 간격을 계획하기 위해 사용될 수 있다. 교체가 예정되면, 사용자는 패드를 시각적으로 검사할 필요 없이 또는 음향 경고 전달기에 의해 불쾌하게 그것에 대한 지시를 받지 않고, 팝업, 이메일 또는 SMS를 통해 능동적으로 그것에 대해 지시를 받을 수 있다.
브레이크 디스크 마모를 측정하기 위해, 코딩된 브레이크 디스크가 본 발명에 따라 사용된다.
센서의 추가 정보, 예컨대 패드의 온도는 온도에서의 특정 마찰 계수를 고려하여 주행 안정성을 더욱 높이기 위해 ESP(Electronic Stability System) 또는 다른 시스템에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 장치를 도시한다. 브레이크 패드(201) 및 브레이크 디스크(202)의 마모(두께 205)를 측정하기 위해, 단일 센서 요소(203)가 사용된다. 이 센서 요소(203)는 브레이크 패드(201) 상에/내에 고정되거나(고정부 204) 통합되고, 브레이크 작동 중에 상기 센서 요소(203)가 브레이크 패드(201)와 함께 마모되어 그 특성을 변화시키는 방식으로 브레이크 패드(201)의 두께(206)를 능동적으로 측정한다. 이는 마모에 의해 변화되는 요소(203)의 전기 저항에 의해 달성될 수 있다. 이에 대한 대안으로서 또는 추가로, 예컨대 센서 요소(203)의 재료의 용량 측정 또는 마모되는, 요소(203) 내에 통합된 코일을 통한 유도 측정이 제공된다.
측정 및 교정을 위해 다수의 서로 분리된 측정 회로들 또는 센서들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
센서 요소(203)의 신호들은 더 정확한 마모 값을 얻기 위해 예를 들어 온도 보상과 같은 추가 신호 처리 및 신호 결정을 수행할 수 있는 마이크로 컨트롤러에 의해 평가된다. 마모 시뿐만 아니라 온도 하에서도 그 전기적 특성을 변화시키는 센서 마모 재료가 선택되면, 브레이크 패드 및/또는 디스크의 온도가 측정/계산되어 제공될 수 있다. 이 온도 정보는 예컨대 온도에서의 특정 마찰 계수를 고려함으로써 주행 안전성을 더욱 향상시키기 위해 다른 시스템, 예를 들어 ESP(electronic stability program) 또는 ABS(anti-lock brake system)에 제공될 수 있다. 패드 마모의 측정은 사용된 브레이크 디스크와 무관하고 센서에 따라 차량 정지 상태에서도 가능하다.
측정은 브레이크 동작 동안 이루어진다. 운전자가 브레이크를 작동시키면, 차량을 감속시키기 위해 센서 요소(203)를 갖는 브레이크 패드(201)가 디스크(202)에 대해 가압된다. 이 경우, 센서(203)와 디스크(202) 사이의 접촉은 센서(203)의 특성을 변화시킨다.
브레이크 디스크(202)가 단일 제동 동안 매우 적게 마모되기 때문에, 모든 데이터를 신뢰성 있게 평가할 필요는 없다. 정해진 단위 시간마다 평가 가능한 측정 결과가 주어지는 것으로 충분하다. 따라서, 센서(203)는 예를 들어 정지 직전에 신호등 앞에서 제동할 때와 같이 디스크(202)가 매우 느리게 이동하는 경우 디스크(202)를 측정할 수 있다.
디스크(202)의 마모를 감지하기 위해, 센서(203)가 브레이크 디스크(202)와 접촉하는 동안 픽업할 수 있는 패턴이 상기 디스크에 제공된다. 예컨대 센서(203)의 저항이 디스크(202)와의 접촉 시 하이에서 로우로 변화됨으로써 센서(203)가 디스크(202)와의 접촉만을 감지할 수 없도록 하기 위해, 브레이크 디스크(202)는, 상기 접촉이 항상 다시 개폐되어 예컨대 높은 임피던스 및 낮은 임피던스의 시퀀스의 신호를 제공하도록 처리되어야 하고, 상기 신호는 마이크로 컨트롤러에 의해 평가될 수 있다. 상기 패턴은 대칭 또는 비대칭일 수 있다.
단계별 측정을 위해 예컨대 브레이크 디스크(202)에 걸쳐 상이한 깊이의 홈들(303, 304, 305, 306)이 브레이크 디스크(202) 내에 밀링된다. 이는 도 3a 내지 도 3d에 다양한 실시 예로 도시되어있다.
홈들(303, 304, 305, 306)은 센서 요소(203)가 브레이크 디스크(202) 상의 홈과 접촉할 때 센서의 전기 저항을 감소시킨다. 반면에, 센서 요소(203)가 홈 없는 브레이크 디스크(202)의 영역에 접촉하면 전기 저항은 다시 증가한다. 따라서, 여기서 예시적으로 수행되는 저항 측정의 경우, 홈 분포 및 홈 폭에 따른 측정 신호 내의 패턴이 발생한다.
이 패턴으로부터, 센서(203)는 디스크(202) 상에 얼마나 많은 홈이 존재하는지를 검출할 수 있다. 브레이크 디스크(202) 내의 홈들이 마모에 의해 연삭되면, 패턴이 변화되어 마모를 지시한다.
도 3a 및 도 3b에는 홈의 수뿐만 아니라 폭도 브레이크 패드(202)의 두께에 따라 변화되도록 홈들이 설계되는 것이 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 디스크(202)의 마모가 연속적으로 결정될 수 있다. 평가 정확도 때문에, 패턴(401)은 디스크(202) 상에 여러 번 존재해야 하며, 이는 도 4에 예시적으로 도시되어있다.
도 5 및 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 홈들은 마모 시에 접촉을, 예컨대 직사각형 홈(도 6)에 비해 삼각형 홈(도 5)에 의해 점점 더 빨리 또는 더 느리게 폐쇄하도록 테이퍼될 수 있다.
브레이크 디스크(202)의 회전 방향 또는 속도와 같은 추가 정보를 감지할 수 있도록, 패턴(303)을 상이한 거리로 설정하여 센서 요소(203)에 의해 방향에 따른 상이한 펄스를 트리거할 수 있다. 이는 도 7에 도시되어 있다.
이를 위해, 도 7에는 예를 들어 3개의 홈의 그룹화(303)가 도시되며, 상기 그룹화들(303) 사이에 상이한 공간적 거리 "짧은", "중간" 및 "긴"이 존재하도록 상기 홈들이 브레이크 디스크(202) 상에 배치된다.
따라서, 도 7에 도시된 홈들의 배치에서, 펄스 열
짧은, 중간, 긴, 짧은, 중간, 긴은
하나의 회전 방향(예를 들어, 자동차의 전진 방향)을 지시할 것이다.
펄스 열
짧은, 긴, 중간, 짧은, 긴, 중간은
다른 회전 방향(예를 들어, 자동차의 후진 방향)을 지시할 것이다.
펄스 열
짧은, 중간, 긴은
브레이크 디스크의 일 회전을 지시한다. 타이어 둘레를 알면, 이로부터 차량 속도를 추정할 수 있다.
패턴이 반드시 홈일 필요는 없고, 마이크로 컨트롤러에 의해 해석될 수 있는 패턴을 생성하도록 센서 상태를 변경하는데 적합한 홀 또는 타원 등과 같은 다른 기하학적 형상이 사용될 수 있다.
예를 들어 브레이크 디스크(202)의 특정 마모 또는 두께부터 가시될 수 있는 마커/패턴/홀/홈 또는 자석 또는 비전도 재료와 같은 물체가 브레이크 디스크(202) 내로 삽입될 수도 있다.
마크 없는 브레이크 디스크가 사용되거나 모든 마크가 사라지면, 브레이크 디스크 마모에 관한 정보가 전송되지 않는다. 이 경우, 브레이크 패드의 연속적인 마모만 지시된다.
본 발명에 따른 기술을 가능한 많은 차량에서 사용하기 위해, 센서 또는 센서 요소는 차량 제조사의 기존 고정부와 양립할 수 있고 그 신호를 에뮬레이션할 수 있다. 가능하면, 이 경우 센서는 자동차 제조사에 의해 제공된 접속 케이블을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 그러나 다른 또는 추가의 고정 점들이 사용될 수도 있다. 이를 위해, 현재 지시기에 제공되지 않은 브레이크 패드는 적절한 고정 옵션을 구비할 것이다.
본 발명에 따라 개장 가능한 시스템이 다루어질 수도 있기 때문에, 블루투스 또는 다른 포맷을 통한 정보의 전송이 수행될 수 있다. 상기 포맷에 대한 예로는, 다른 센서 또는 클라우드 컴퓨터의 모바일 데이터 장치에 의해 액세스되어 처리될 수 있는 RFID, ZigBee, ANT, ANT+가 있다.
이들은 예컨대 브레이크 패드 및 브레이크 디스크의 마모, 온도 및 기타 측정된/계산된 데이터를 그래픽으로 및/또는 숫자로 나타내며, 다음 부품 교체를 위해 예상되는 최상의 시점과 같은 유용한 정보로 변환한다. 이는 예컨대 도 8에 도시되어있다. 여기서, 스마트 폰과 같은 모바일 장치가 도면 번호 801로 표시되어있다. 응용 소프트웨어(APP)에 의해, 차량(802) 및 브레이크 패드 및/또는 브레이크 디스크의 마모 상태(803)가 디스플레이에 표시된다.
개별 브레이크의 센서 또는 센서 요소와 신호 평가 장치, 예컨대 안드로이드 또는 iOS 호환성 단말기 및 차량에 설치된 시스템과의 통신은 다양한 무선 전송 경로(Bluetooth, Zigbee, ANT. ANT+) 및/또는 차량에 있는 전송 경로, 예컨대 케이블을 통해 실현되어야 한다.
이는 도 9에 개략적으로 도시되어있다. 여기에는 홀더(204)를 갖는 센서 요소(203) 및 브레이크 패드(201)가 나타난다. 브레이크 디스크는 여기에 도시되어 있지 않다.
마이크로 컨트롤러(902) 및 전자 전송 장치(902)를 브레이크에서 발생하는 극한 조건으로부터 보호하기 위해, 상기 요소들(902)은 브레이크 캘리퍼 외부에 장착된다. 이를 위해, 센서(203)는 현재 존재하는 시스템에서와 같이 케이블(903)에 연결된다. 유닛(902)은 브레이크 캘리퍼에 접착되거나 달리 고정될 수 있다. 그러나 상기 유닛은 플러그 어댑터를 통해 마모 지시를 위한 기존 케이블링에 연결될 수 있어서, 플러그 연결부 내에 자유롭게 매달린 상태로 수용될 것이다.
도 10에는, 본 발명을 사용하는 방법이 예시적으로 설명된다.
시작 단계 1001 이후, 단계 1002에서 현재 제동 동작이 주어지는지가 결정된다. 그렇지 않은 경우 방법은 종료된다. 브레이크 패드의 마모를 결정하기 위해 브레이크 디스크 상에 브레이크 패드의 안착이 불필요하기 때문에, 종료(종료 단계 1008) 전에도 단계 1003에서 브레이크 패드의 마모가 결정될 수 있다.
제동 동작이 주어지는 경우, 즉 브레이크 패드, 그에 따라 센서 요소가 브레이크 디스크에 안착되는 경우, 단계 1003에서 차량 속도가 한계 값 미만인지의 여부가 결정된다. 단계 1003은 생략될 수도 있다.
단계 1004에서, 센서 요소에 의해 검출된 패턴이 검출되어 단계 1005(브레이크 디스크의 마모), 1006(회전 방향 검출), 및 경우에 따라 차량 속도(블록으로 도시되지 않음)에서 평가된다. 또한, 이 시점에서 블록 1003에서와 같이 브레이크 패드의 마모도 검출될 수 있다. 이 단계에서 온도와 같은 추가 값도 검출될 수 있다.
종료 단계 1008 후에, 방법은 다시 단계 1001로 시작된다. 종료 단계 1008에서, 평가를 위한 데이터도 전송될 수 있다.
본 실시 예들은 다음과 같이 요약될 수 있다:
- 개장 가능한 마모 감지,
- 브레이크 패드의 연속적인 마모 감지,
- 단 하나의 센서 유닛으로 브레이크 디스크와 브레이크 패드의 마모를 동시에 감지,
- 전자식 연속 마모 감지를 위해 브레이크 디스크에 코드/패턴 제공,
- 코딩된 디스크를 사용해서 브레이크 디스크의 연속적인 마모 감지,
- 차량 소유자/작업장과의 무선 통신,
- 다른 시스템, 예컨대 ESP/ABS 시스템으로 데이터의 가능한 전송,
- 어댑터 플러그로서 마이크로 컨트롤러를 존재하는 케이블 하니스 내에 수용,
- 센서의 자체 교정
- 회전 방향/속도 측정
200: 센서 장치
201: 브레이크 패드
202: 브레이크 디스크
902: 전송 유닛

Claims (16)

  1. 브레이크 시스템의 컴포넌트들(201, 202)의 마모를 검출하기 위한 센서 장치(200)로서, 상기 브레이크 시스템은 적어도 하나의 브레이크 디스크(202) 및 하나의 브레이크 패드(201)를 포함하는, 상기 센서 장치(200)에 있어서,
    상기 센서 장치(200)는 상기 브레이크 디스크(202)의 패턴(303, 304, 401)을 검출하고,
    상기 패턴은, 상기 브레이크 패드에 대해 가압되는 상기 브레이크 디스크(202)의 피가압면에 상기 브레이크 디스크(202)의 원주 방향으로 복수개 설치된 홈들(303, 304, 306, 401)을 포함하고,
    상기 홈들은, 복수의 홈들을 포함하는 제 1 그룹과, 복수의 홈들을 포함하고 상기 제 1 그룹으로부터 상기 원주 방향으로 제 1 간격만큼 떨어져 배치되는 제 2 그룹; 복수의 홈들을 포함하고 상기 제 2 그룹으로부터 상기 원주 방향으로 상기 제 1 간격과는 다른 제 2 간격만큼 떨어져 배치되는 제 3 그룹을 포함하고,
    상기 피가압면에서 상기 원주 방향으로 상기 제 1 그룹, 제 2 그룹 및 제 3 그룹의 순서로 상기 홈들이 배치되고,
    상기 센서 장치(200)는 상기 브레이크 패드(201) 상에 또는 상기 브레이크 패드(201) 내에 또는 브레이크 캘리퍼 상에 또는 브레이크 서스펜션 상에 고정되거나 통합되고,
    적어도 상기 센서 장치(200)의 부분인 센서 요소(203)는 상기 센서 장치에 의해 검출 가능한 적어도 하나의 특성을 갖고,
    브레이크 작동 중에 상기 센서 요소(203)가 상기 브레이크 디스크(202)에 접촉해 상기 브레이크 패드(201)와 함께 마모됨으로써 상기 특성이 변화되고,
    상기 센서 장치(200)는 상기 특성을 검출하고, 상기 특성의 변화에 기초하여 상기 브레이크 패드(201)의 마모를 검출하고,
    상기 센서 요소(203)의 전기 저항은 상기 센서 요소(203)가 상기 브레이크 디스크(202)와 접촉 할 때와 상기 센서 요소(203)가 상기 브레이크 디스크(202)와 접촉하지 않을 때 사이에서 변화되고,
    상기 센서 장치(200)는 상기 브레이크 디스크(202)의 패턴(303, 304, 401)에 따라 변화하는 상기 센서 요소(203)의 전기 저항을 감지하고, 상기 전기 저항의 변화에 기초하여 상기 브레이크 디스크(202)의 마모를 감지하는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 장치(200)는 상기 브레이크 디스크(202)의 두께(205)에 따라 변화되는 상기 브레이크 디스크(202)의 패턴(303, 304, 401)을 검출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 장치(200)는
    - 상기 센서 장치(200)의 적어도 일부(203)가 상기 브레이크 디스크(202)의 적어도 일부에 안착될 때 상기 센서 장치가 상기 브레이크 디스크(202)의 패턴(303, 304, 401)을 검출하도록 설계되고, 이 경우
    - 상기 브레이크 디스크(202)의 적어도 일부에 상기 센서 장치(200)의 적어도 일부(203)의 안착이 검출되는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크(202)의 적어도 일부에 분포된 상이한 깊이의 홈들(303, 304, 401), 홀들, 및 타원들 중 적어도 하나가 패턴으로서 검출되는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크의 적어도 일부 내에 분포된 재료가 패턴으로서 검출되고, 상기 재료는 상기 브레이크 디스크(202)의 재료와는 다른 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 장치(200)는 단일 센서 요소(203, 204)로 이루어지거나, 상기 센서 장치(200)는 다수의 센서 요소들(203, 204)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  8. 삭제
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 브레이크 패드와 함께 마모되는 상기 센서 요소의 부분들(203, 204)은 상기 브레이크 디스크의 패턴(303, 304, 401)에 의해 변화되는 적어도 하나의 특성을 검출하는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 센서 장치(200)는 무선 전송 유닛(902)을 포함하고, 검출된 값들은 상기 전송 유닛(902)에 의해 무선으로 전송되는 것을 특징으로 하는 센서 장치(200).
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서 장치를 구비한 브레이크 패드(201).
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서 장치(200)에 의해 검출 가능한 패턴(303, 304, 401)을 구비한 브레이크 디스크(202).
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서 장치(200)에 의한 브레이크 시스템의 브레이크 디스크(202) 및 브레이크 패드(201)의 마모의 조합형 검출 방법에 있어서, 상기 브레이크 디스크(202)의 회전 방향이 추가로 검출되는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 센서 장치(200)에 의한 브레이크 시스템의 브레이크 디스크(202) 및 브레이크 패드(201)의 마모의 조합형 검출 방법에 있어서, 적어도 상기 브레이크 디스크(202) 상의 마모의 검출이 브레이크 동작 동안에만 이루어지는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 브레이크 디스크(202)의 마모의 검출이 미리 정해진 브레이크 동작 동안에만 이루어지고, 상기 브레이크 동작은 자동차의 속도 및 상기 브레이크 동작의 정도 중 적어도 하나에 따라 미리 정해지는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 브레이크 패드(201)의 온도를 나타내는 온도 변수가 검출되고, 상기 온도 변수는 마모의 검출시 고려되는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
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