KR20150143404A - 통합된 센서를 갖는 제동 부재, 특히 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법, 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드, 차량 제동 시스템, 및 관련 방법 - Google Patents

통합된 센서를 갖는 제동 부재, 특히 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법, 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드, 차량 제동 시스템, 및 관련 방법 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)가 받는 모든 기계적 힘을 전기 신호로 변환하는 방법으로서, 센서는 200℃보다 높은 퀴리 온도를 가지며, 사용중에 차량의 제동될 부재(3)를 향하는 차량 제동 부재(1)의 금속 지지 부재(11)의 표면(13)에 직접 고체화되며; 이러한 표면(13)과 접촉하여, 전기 회로(18)는 전기 신호를 픽업하고 결과적으 처리하여 구현하고; 전기 회로는 금속 지지 부재와 일체화된 커넥터(20)와 접속되며; 전기 절연 층(12b)은 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)와 전기 회로(18)를 샌드위치하도록 구현되며, 하부 흡수 층(12c)을 갖는 마찰재의 블록(14)이 전기 절연 층에 형성되고; 마찰재의 블록(14)을 형성하고 난 후, 압전세라믹 센서(15)는 커넥터(20)에 의해 센서에 예정된 전위차를 인가하여 분극된다.

Description

통합된 센서를 갖는 제동 부재, 특히 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법, 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드, 차량 제동 시스템, 및 관련 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A BRAKING ELEMENT WITH INTEGRATED SENSOR, IN PARTICULAR A BRAKE PAD, BRAKE PAD WITH INTEGRATED SENSOR, VEHICLE BRAKING SYSTEM AND ASSOCIATED METHOD}
본 발명은 제동 부재, 특히 차량 제동시에 브레이크 패드에 작용하는 힘을 검출할 수 있는 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 방법을 사용하여 구성되는 센서들이 통합된 브레이크 패드와, 본 발명에 따른 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드를 사용하는 차량 제동 시스템 및 관련 제어 방법에 관한 것이다.
현재 제조되는 차량 제동 시스템으로는, 차량을 사용하면서 외부 시스템의 도움없이는, 브레이크 패드(또는 드럼 브레이크가 장착된 차량에 대하여는 브레이크 슈)와 제동되는 바퀴에 부착된 디스크 또는 드럼 부재 사이에서 교환되는 힘을 검출할 수 있는 방법이 없다. 이것은 제동시의 소음, 진동 및 바람직하지 않은 스퀼링(squealing)보다는, 불량한 캘리퍼 조정에 의해 심지어 제동이 발생하지 않은 때에도, 예를 들어 패드의 디스크 "접촉(touching)"으로 인한 브레이크 패드의 비정상적인 마모로부터 변화될 수 있는 많은 이상 발생을 검출 및/또는 예측하는 것을 불가능하게 한다. 이러한 문제는 오작동으로 이어질 수 있고, 심지어 종종 불필요하게 브레이크 패드를 조기에 교체하게 한다.
KR2004-48957A는 "백플레이트(backplate)"로 알려진 브레이크 패드의 금속 지지체 뒤에 압전 부재를 배치하여 제동시의 소음과 진동의 발생 문제를 해결하는 것을 시도한다. 이들 압전 부재는, 사용중에 백플레이트에 가해지는 진동들의 결과로서, 전기 에너지를 생성하며, 이 전기 에너지는 상기 에너지를 LED에 공급하고 이후에 소멸된다. 이러한 방식으로 에너지를 흡수하여 이들 진동들이 흡수된다.
더욱 일반적으로, 실험 목적을 위한 압전 부재들(센서들 또는 액추에이터들)의 사용은 당 업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 제동 벤치 테스트 중에 백플레이트의 변형을 검출하기 위해, 또는 제동 중에 전기 공급 압전 액추에이터에 의해 발생되는 진동을 상쇄하기 위해, 압전 부재를 상기 백플레이트에 기대어서 배치하고, 브레이크 캘리퍼의 외측을 향해 마주하도록 배치하고 있으며, 상기 액추에이터는 백플레이트에 힘을 가하여 진동을 상쇄하고 이에 따라 진동을 흡수하게 된다.
예를 들어, SAE 기술 서류 2004-01-2773은 다름슈타트 대학에 의해 실시된 연구를 기술하며, 여기서는 압전 부재들이 가속 센서들과 함께 결합하여 제동 중에 스퀼링 억제를 위한 센서 및 액추에이터 모두로서 사용된다. 그러나 상기 연구에서는 기술된 시스템이 설계 보조 도구로서 간주하여야 하며, 브레이크 패드의 대량 생산에 사용하기에 적합한 시스템은 아니라고 지적한다.
EP1531110 및 GB2478423은 차량 제동 시스템을 기술하며, 여기서는 압전 센서들이 브레이크 캘리퍼 피스톤의 위치를 조정하도록 전기 모터에 의해 사용되는 신호를 각각 발생하기 위해, 또는 제동중의 임의의 바퀴 잠금 신호를 신속히 검출하기 위해, 각각 브레이크 디스크 상에 또는 브레이크 캘리퍼 피스톤과 백플레이트 사이에 배치된다.
제조 공정 중에 겪게 되거나, 또는 제동중에 발생하는 브레이크 패드에 대한 고 온도 및 압력으로 인해, 그리고 이러한 온도와 압력이 대부분의 공지된 압전 센서와는 호환되지 않아, 브레이크 패드 근처에 또는 브레이크 패드 자체에 압전 센서들을 배치하는 것이, 불가능하지는 않지만 매우 어려울 것이라는 사실에 유의해야한다.
EP 1431606B1은 또한 마찰 층에 가해진 힘을 측정하기 위한 방법을 기술하며, 여기서 기능 층은 그 전기 저항이 거기에 가해진 힘의 함수로서 변화하며, 상기 마찰 층과 관련이 있으며, 따라서 기능 층에서의 전기 저항의 변화는 가해진 힘의 양을 표시하는 것으로 측정된다.
대신에 EP1923592B1은 마찰 층과 지지 플레이트, 상기 마찰 층과 지지 플레이트 사이에 배치된 적어도 하나의 용량성 센서를 갖는 제동 또는 마찰 부재를 기술하며, 그 정전 용량은 상기 마찰 층에 가해진 힘의 함수로서 변화한다.
마지막으로 US2006/0254868은 EP1431606B1의 것과 유사한 시스템을 기술하며, 여기서는 브레이크 패드의 것과 같이, 제동 부재 마찰 층의 전기 저항의 변화를 직접 측정한다.
그러나 센서 또는 전체 기능 층의 정전 용량 또는 전기 저항의 변화에 기초한 이를 시스템들은 실제로 실현하기가 매우 어려운데, 그 이유는 한편으론 정전기 방식으로 또는 매우 느린 작동 방식으로 가해진 힘을 비교적 정확하게 측정하지만, 제동시 발생하는 것과 같은 힘의 급격한 변화를 감지할 수 없기 때문이며, 다른 한편으론, 이들이 또한 계속적인 전기 공급을 필요로 하며, 따라서 비교적 빠르게 움직이는 부분들에 전기 에너지가 공급되어야 하며, 따라서 관련된 에너지 소비 및 상당히 복잡한 구성으로 이어지기 때문이다.
본 발명의 목적은 브레이크 패드, 더욱 일반적으로는 제동 부재들, 그리고 이에 따른 브레이크 슈의 단순하고 경제적인 제조 방법을 제공하는 데 있으며, 이 방법은 사용중에 외부 전력공급의 필요 없이, 제동 부재(패드 또는 슈)와 제동되는 부재(디스크 또는 드럼 브레이크) 사이의 계면에서 힘의 존재 및/또는 정도를 실시간으로 그리고 제동 중에 간단하고 정확한 방식으로 검출하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 목적은 사용중에, 제동되는 부재와 접촉함에 의해, 제동 부재에 가해진 제동력에 비례하여 전기 신호를 전달할 수 있는 상기 제동 부재, 특히 센서화된 브레이크 패드를 제공하는 데 있으며, 제동 부재는 쉽게 구성되고 쉽게 사용할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 목적은 원치않는 진동 및 스퀼 등의 불편함 제거의 목적으로 능동 또는 수동 제동 제어를 실시간으로 수행하고/하거나 이상 작동 상태를 표시할 수 있는 차량용 제동 시스템 및 관련 방법을 제공하는 데 있다.
따라서, 본 발명은 제동 부재, 특히 청구항 1에 한정된 바와 같은 센서들을 갖는 간단하고 경제적인 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 제동 부재, 특히 청구항 6에 따른 센서들을 갖는 브레이크 패드에 관한 것이다.
본 발명은 또한 청구항 8에 따른 차량 제동 시스템과 청구항 11에 따른 관련 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 주 양태에 따르면, 기계적인 힘을 받을 때 전기 신호를 방출하고, 200℃와 같거나 또는 심지어 보다 높은 온도(예를 들면, 200℃ 이상의 최대 작동 온도를 갖는 압전세라믹 센서들로 구성된 그룹에서 선택됨)에서 작동할 수 있도록 선택되며, 따라서 200℃보다 높은 퀴리 온도를 갖는 압전세라믹 재료로 제조되는 적어도 하나의 압전세라믹 센서는, 제동 부재의 금속 지지 부재(소위 백플레이트)의 제1 표면에 직접/그 위에 일체로 제조, 즉 고체화되며, 제동 부재의 표면은 사용중에 디스크 또는 드럼과 같은 제동될 차량의 부재를 향하도록 의도되며; 또한 금속 지지체(백플레이트)에 센서를 일체화하는 단계 이전에 또는 바로 후에, 전기 회로가 적어도 하나의 센서로부터 전기 신호를 픽업하고 잠재적으로 처리하기 위해 제1 표면에 구현되며, 상기 전기 회로는 커넥터 또는 금속 지지 부재 내에 통합된 커넥터의 전기 케이블 종단에 접속되고; 이후에 연속 또는 불연속의 전기 절연 층이 제1 표면과 전기 절연 층 사이에서, 전기 회로와 함께 적어도 하나의 압전세라믹 센서를 감싸는 방식으로 제1 표면에 구현되며; 결과적으로 적어도 하나의 압전세라믹 센서와 전기 회로가 전기 절연 층 내에 기포의 개재 없이 매립되어 유지되며; 전기 절연 층에는, 단열 및 흡수층(하부층으로 공지됨)이 형성되고, 마지막으로 단열 및 흡수층 위에는 금속 지지체에 의해 강성으로 유지되는 마찰재의 블록이 형성되고; 결과적으로, 적어도 하나의 센서는 그 상대적인 전기 회로와 함께 마찰재의 블록 내에 직접 매립되지만, 센서는 전기 절연 층에 의해 마찰재로부터 분리되고, 그 자체가 역시 마찰재의 블록 내에 매립되며; 필요한 경우, 마찰재의 블록을 형성하는 단계 후에, 예정된 전위차가 커넥터 및 존재 가능한 전기 케이블을 통해 적어도 하나의 압전세라믹 센서에 인가되며, 그 전위차는 센서의 압전세라믹 재료를 분극 또는 재-분극(polarize or re-polarize) 하는 역할을 한다.
압전세라믹 센서는 예를 들어 힘 또는 압력의 형태로 수신된 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하고, 이에 따라 전력 공급의 필요 없이 힘 분극의 적용 방향으로 그 두께를 변화시키도록 제한될 때, 전위차, 즉 인가된 힘의 세기에 따라 변화하는 전압 신호, 또는 전하로서 측정되는 전하의 변화를 발생시킨다.
본 발명에 따라 사용되는 압전세라믹 센서는 이들이 세이스믹 매스(seismic mass)와는 관련이 없고 활성 부재에 의해서만 형성된다는 사실로 인해 공지된 압전세라믹 가속도계와는 다르다. 더욱이, 본 발명에 따르면, 사용되는 센서들은 실시간 신호 응답을 제공할 수 있어야 한다. 실시간을 위해 0.16 마이크로초 미만의 센서의 전달 속도(응답 시간)을 의도하였고, 이에 따라 일반적으로 50 ㎑ 까지의 음향 범위의 순차적 샘플링을 갖는 획득 주파수를 허용한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 복수의 압전세라믹 센서들이, 결과적으로 인 시츄(in situ) 형성에 의해 제 1 표면 위에 일체로 제조되고, 독점적으로 압전세라믹 재료를 사용하여, 센서들은 독립적으로 작동가능하며, 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격되어 배치된다. 그리고, 전기 회로는 중앙 처리 장치에 접속되고, 전기 회로는 압전세라믹 센서에 의해 방출되는 전압 또는 전하 신호를 처리하거나, 또는 각각의 센서로부터 방출되는 전기 신호를 중앙 처리 장치에 별도로 제공하도록 구성된 수단을 선택적으로 포함한다.
이것에 이어, 적절한 신호 처리 알고리즘의 개발은 여러 가능한 결함 및/또는 고장의 검출 및/또는 진단 및/또는 정정을 허용할 것이다.
예를 들어, 차량 제동 시스템은 작동하지 않지만, 그럼에도 중앙 처리 장치가 하나 이상의 센서로부터 신호를 수신하는 경우, 예를 들어 브레이크 패드인 제동 부재는, 예를 들어 차량의 바퀴에 의해 운반되는 브레이크 디스크인 제동될 부재를 "접촉(touching)"하도록 설정될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 사용자에게 이상 상태를 알리기 위해 경보 장치를 활성화하거나(이상 상태는 예를 들어 브레이크 캘리퍼의 단순한 기계적인 조정에 의해 제거될 수 있음), 또는 제동되는 부재에 대하여 제동 부재를 후퇴시키도록 제동 부재 작동 기구(피스톤 또는 캘리퍼)를 자동으로 개입시키는 것도 가능하다. 따라서 브레이크 패드의 비정상적인 마모가 회피되고 차량 운전시 에너지가 상당히 절감된다.
또 다른 장점은, 배열 패턴에 따라 단일 제동 부재에 적용되는 복수의 센서들에 의해 방출된 신호를 적절히 처리함에 의해, 상이한 마모 및/또는 소음과 삐걱거림을 유발하는 브레이크 패드와 디스크 사이의 진동 및/또는 접촉 압력의 이상 분포를 검출하는 것이 가능하다는 사실이다. 이러한 상태가 일반적으로 비정상적인 압력 분포 및/또는 접촉 압력의 이산 값의 적용 결과로 발생하면, 이에 따라 압력 분포를 재조정하는 것이 가능하며, 또는 어떤 경우에는, 예를 들어 통합된 센서를 갖는 제동 부재의 작동 기구의 작용에 의해, 이상 현상을 유발하는 압력을 검출하고, 제동 시스템을 작동시키는 것이 가능하며, 이에 따라 예를 들어 구동 상태에 따라 더 높거나 더 낮은 압력을 적용하여, 상기 이상 현상을 유발하는 압력의 적용을 회피할 수 있게 된다.
여러 압전세라믹 센서들, 즉 복수의 독립적인 압전세라믹 센서들에 의해 형성되고, 그 중 적어도 하나가 제동 부재에 의해 가해진 압력 방향에 대해 횡단하는 힘들에 반응하도록 설계되고, 다른 압전세라믹 센서들의 극성 방향에 수직인 방향으로 극성을 갖는 한 세트의 개별 센서들로부터의 신호를 조정함으로써, 통합 센서를 갖는 브레이크 패드와 디스크 사이의 즉각적인 마찰 계수를 계산하는 것이 가능하게 될 것이다. 이 계산된 값은 차량의 온-보드 컴퓨터로 전송되고, 다른 시스템(ABS, ESP 등)의 신호들과 실시간으로 결합하여, 차량의 제동 상태를 제어하고 결과적으로 차량의 정지 거리를 더욱 양호하게 제어하게 할 것이다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점이 순전히 예로서 주어진 예시적인 비 제한적 실시예의 하기의 설명과 첨부된 도면들을 참조하여 명백해질 것이다:
도 1은 바퀴 축에 대하여 길이 방향으로 그려진, 본 발명에 따른 차량 제동 시스템의 개략적인 입면 부분 단면도;
도 2는 본 발명에 따라 구성된 제동 부재, 이 경우에는 브레이크 패드의 개략적인 확대 분해 사시도; 및
도 3은 도 2의 브레이크 패드를 제조하기 위한 방법에 대한 단계를 연속하여 화살표의 방향으로 개략적으로 도시하는 도면.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스크(3)(디스크-제동 시스템)가 장착된 제동 시스템(2)(도 1)에 장착되도록 의도되며, 도시된 실시예에서 브레이크 패드인 센서들이 통합된 차량 제동 부재가 전체적으로 1로 표시되어 있고; 디스크(3)는 공지된 방식으로 차량의 각 바퀴에 부착되고(간략화를 위해 도시하지 않음), 따라서 바퀴 축(A)에 대하여 회전한다.
디스크(3) 이외에 각각의 디스크(3)에 있어서(따라서 차량의 각 바퀴에 있어서), 제동 시스템(2)은 도시된 실시예에서는 공지된 오일-유압 방식이지만 전기 방식일 수도 있는 액추에이터(5)가 장착된 브레이크 캘리퍼(4)와, 액추에이터(5)와 함께 브레이크 캘리퍼(4)에 의해 운반되는 한 쌍의 브레이크 패드(1)를 포함하며, 브레이크 패드(1)는 디스크(3)의 회전을 제동하기 위해, 사용중에 액추에이터(5)에 의해 축(A)과 평행한 방향으로 디스크(3)에 대하여 가압될 수 있고, 이에 따라 디스크가 바퀴에 견고하게 부착되어 디스크와 함께 바퀴를 제동하며, 결과적으로, 제동 시스템(2)이 장착된 차량을 제동하게 된다. 기술된 액추에이터(5)는 피스톤(6)이 장착되어 있는 유압 방식이며, 피스톤은 차량 사용자가 브레이크 페달을 가압하면 파이프(8)에 의해 가압 되고, 오일이 가득 찬 챔버(7) 내에서 활주하며, 액추에이터(5)는 더욱 일반적으로 차량의 온-보드 컴퓨터(10)에 의해 제어된다. 분명히, 액추에이터(5)는 또한 온-보드 컴퓨터(10)에 의해 직접적으로 제어될 수 있는 전기 방식이 될 수 있다. 또한 위에서 기술되고 하기에 기술하는 발명은 결합된 유합-전기 시스템에도 적용될 수 있음이 명백하다.
여기에 그리고 이후에, 특정 참조가 브레이크 패드(1)로 구성되는 제동 부재에서 행해질 것이지만, 드럼 브레이크의 브레이크 슈에도 동일하게 적용할 수 있는 것은 분명하며, 따라서 상술한 제동 시스템(2)은 오직 두 개의 디스크들(3)(예를 들어 차량의 앞 바퀴용)과 뒷바퀴를 위한 두 개의 브레이크 드럼(당 업계에 공지되어 있어, 간략함을 위해 생략함)으로 구성되는 혼합된 형태일 수 있으며, 사용중에 브레이크 패드(1) 보다는 브레이크 슈로 구성되는 제동 부재로서 작동한다.
또한 도 2를 참조하면, 브레이크 패드(1)와 같은 브레이크 패드는 일반적으로, 윤곽 형상이 평판 형태인 "백플레이트"로 알려진 금속 지지 부재(11), 도시된 실시예에서 디스크(3)인, 사용중에 차량의 제동될 부재를 향해 마주하도록 의도되는 금속 지지 부재(11)의 제1 표면(13)에 배치되는 "하부층(underlayer)"으로서 공지된 흡수 및 단열 층(12c), 그리고 표면(13)의 측면에 그리고 공지된 흡수/단열 층 또는 하부 층(12c)에서, 금속 지지 부재(11)에 의해 강성으로 유지되는 마찰 재료로 제조되는 블록(14)으로 구성된다.
당업자는, 브레이크 슈의 경우 브레이크 패드(1)에 대해 기술된 것들에 대응하는 부재가 될 수 있음을 알며, 이후의 기술은 통합된 센서를 갖는 브레이크 슈가 구성될 수 있음도 쉽게 알 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 브레이크 패드(1)는(본 발명에 따른 제동 시스템(2) 내에서 사용되는 각 쌍의 브레이크 패드에 대한 적어도 하나의 브레이크 패드(1)) 사용중에, 브레이크 패드(1)와 디스크(3) 사이에서 접촉이 발생할 때, 교환되는 힘을 감지하는 데 사용되는 통합된 센서를 갖는다.
따라서 본 발명에 따른 브레이크 패드(1)는 또한, 200℃보다 높은 퀴리 온도를 가지며, 예를 들어 전체적으로 압전세라믹 재료로 형성되는 센서인 중합체 필름과 같이, 센서의 작동에 필요한 중합체 또는 중합체 성분이 바람직하게는 독립적으로 없도록 본 발명에 따라 선택된 적어도 하나의 압전세라믹 압력 센서(15)와, 마주하는 전기 접속 전극들 또는 단자들(16)을 포함한다. 중합체 성분 또는 필름들은 센서(15)의 작동을 간섭/개입하지 않으며, 예를 들어 그 정착과 관련한 역할만을 하는 정도로 존재할 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 브레이크 패드(1)와 센서(15)는, 브레이크 패드(1)가 전체적으로 제조되기 전에, 따라서 공지된 기술을 사용하여 단열 및 흡수 층(12C)과 마찰재의 블록(14)을 형성하기 전에, 금속 지지 부재(11)의 표면(13)과 일체로 직접 그리고 그 위에 제조되며; 또한 조합하여, 단열/흡수 층(12c)을 형성하기 전에, 그 안에서 표면(13)과 일체화된 적어도 하나의 센서(15)가 임의의 기포 개재 없이 완전히 매립되어 유지되어 있는, 연속적 또는 불연속적인 전기 절연 층(12b)이 표면(13)과 일체로 그리고 그 위에 제조된다.
전기 절연 층(12b) 위에는, 당 업계에서 공지된 방식으로, 블록(14)이 백플레이트(11)와 함께 하나의 부재로 일체화되도록, 표면(13)에 배치된 센서(들)(15)을 완전히 덮는 방식으로 층(12C)과 마찰재의 블록(14)이 제조되며, 이에 따라 적어도 하나의 센서(15)는, 그 안에 상대적으로 전기 절연 층(12b) 만이 개재되어 직접 합체되어, 단열 및 흡수 층(12C) 내에 매립되어 유지된다. 적어도 하나의 센서(15)는 표면(13)의 일부만을 점유할 수 있거나 또는, 대안적으로, 표면(13)의 전부 또는 일부만을 덮는 세라믹 필름의 형태로 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 경우에는, 브레이크 패드(1)는 복수의 센서들(15)로 형성된 개별 세트의 압전세라믹 센서를 포함하며, 센서들은 서로 독립하며 표면(13)에 직접 통합된다. 독립적으로 활성화될 수 있는 센서들은 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격되어 배치된다. 복수의 압전세라믹 센서들(15)은 개별적인 방식뿐만 아니라, 그 예정된 지점들/제한된 부분들에 대응하여 전체 표면(13)을 점유할 수 있도록, 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격된 압력 센서들이다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 다른 압전세라믹 센서들의 분극 방향에 수직인 방향으로 분극되는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 적어도 하나의 센서들(15)은(15C로 지칭됨), 따라서 제동 부재(1)에 의해 가해진 압력 방향에 대해 횡단하는 힘에 반응하도록 구성된다. 비 제한적으로 도시된 실시예에서, 센서(15c)는 표면(13)에 평행한 방향으로, 특히, 축(A)에 대하여 접하는 방향, 즉, 축(A)에 대한 브레이크 디스크(3)의 회전 방향에 대하여 브레이크 디스크(3)에 접하는 한편, 센서들(15)은 표면(13)에 수직인 방향을 따라 분극된다.
센서들(15)은 배타적으로 압전세라믹인 것으로부터 선택된 상업적 형태로부터 선택될 수 있고, 본 발명의 한 양태에 따르면 표면(13)과 직각으로 측정하여 흡수층 또는 하부층(12c)의 두께 이하의 두께를 가져야 한다. 센서들은 예를 들어 접착, 또는 당 업계에서 공지된 다른 기술에 의해 표면(13)에 부착된다.
대안적으로, 센서들(15, 15c)은 지지 부재 또는 백플레이트(11)에 직접 인 시츄 형성될 수 있고, 따라서 이들을 소결, 접합에 의해 표면(13)에 하나의 부재로 일체 형성함에 의해 표면(13)과 직접 일체화될 수 있다. 압전세라믹 센서들(15)을 소결하는데 사용되는 재료는, "소프트(soft)" 또는 "하드(hard)" 형태의 PZT(티탄산 지르콘산 연) 화합물이 예로서 사용될 수 있고 또는 비스무드 티탄산나트륨 화합물 또는 변형된 메타니오비움산 납이 사용될 수 있다. 여기에 제공된 가능한 재료들의 리스트가 모두는 아니며, 당 업계에서 현재 공지되었거나 앞으로 사용될 수 있는 임의의 압전세라믹 재료가 상기 요건에 부합하는 본 발명에서 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 브레이크 패드(1)는 또한 도 2에서 실제적이 아닌 단지 개략적인 방식으로 도시되어 있는 전기 회로(18)를 포함하며; 회로(18)는 전극 또는 단자(16)에 의해, 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)에 의해 발생되는 전기 신호를 픽업하고, 하기에서 더 설명하듯이 결과적으로 상기 신호를 처리할 수 있다. 회로(18)는 표면(13) 및 센서들(15)과 접촉하여 있도록 배치되며, 예를 들어 센서들이 상기 표면(13)과 일체화되기 전에 제1 표면(13)에 직접 형성되거나(도 3에 도시된 점선과 같이), 또는 층(12b)이 표면(13) 자체에 증착되기 전에 사용중에 표면(13)과 마주하는 전기 절연 층(12b)의 면에 예비 인쇄되며, 층(12b)은 예를 들어 당 업계에서 공지된 기술에 의해 인쇄 회로 및/또는 마이크로회로(마이크로칩)에 사용되는 필름 형태로 구조되며, 예를 들어 회로(18)는 표면(13)에 스크린 인쇄되거나, 또는 사용중에 표면과 마주하여 표면과 접촉하도록 배치된 층(12b)의 면에 스크린 인쇄되며, 금속 지지 부재(11)와 일체로 형성된 전기 케이블(19)과 접속된다. 전기 케이블(19)은 커넥터(20)에서 종단된다(도 1). 대안적으로, 전기 회로(18)는 그 자체가 금속 지지 부재(11)와 단일 부재로 직접 일체로 형성된 커넥터(20)에 직접 일체로 접속될 수 있다.
도시된 실시예에서, 브레이크 패드(1)는 복수의 센서들(15) 및 적어도 하나의 센서(15C)를 포함하며, 이들 모두는 전기 회로(18)에 의해 케이블(19)/커넥터(20)와 함께 연결되어 있고; 전기 회로는 복수의 압전세라믹 센서들(15, 15c)에 의해 발생한 전압 또는 전하 신호들의 예비 처리 수단(21)(도 2에서 블록으로 표시)을 잠재적으로 포함하는 방식으로 구조되며; 즉 회로(18)는 케이블(19)에 의해 각각의 센서들(15, 15c)로부터, 어떤 경우 커넥터(20)까지 전기 출력 신호를 분리하여 제공할 수 있는 방식으로 구조된다(케이블(19)이 존재하는 경우, 평면 다중 신호 케이블이 가능할 수 있다).
모든 경우에, 적어도 하나의 센서(15)(복수의 센서들(15, 15C))와 전기 회로(18)는, 브레이크 패드와 관련하여, 그 위에 배치된 흡수 층(12c)에 의해, 금속 지지 부재(11)의 표면(13)과 전기 절연 층(12b) 사이에서 샌드위치 되며, 그 안에서 센서(들)(15, 15c)는 전기 절연 층(12b)의 개재와 함께 직접 매립되며, 그 위에는 마찰재의 블록(14)이 중첩되어 일체화되며, 단열/흡수 층(12c)이 삽입된 금속 지지 부재(11)에 의해 강성으로 제조된다.
또한, 본 발명의 필수적인 양태에 따르면, 케이블(19)이 존재하는 경우, 커넥터(20)와 전기 회로(18)는 사용중에, 센서(들)(15)에 의해 발생 및 방출된 전기 신호들을 픽업하여 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 알 수 있는 바와 같이, 무엇보다도, 센서(들)(15)를 분극 및/또는 재-분극하기 위해 전압 발생 수단(25)(도 3)에 접속되거나, 아니면, 비활성 또는 완전한 기능을 하지 않는 상태로 유지될 수 있게 구조된다.
사실, 브레이크 패드들(제동 부재들)(1)에서 사용하기 위해 본 발명에 따라 선택되는 압전세라믹 센서(들)(15, 15c)는 자연적으로 압전성을 갖는 재료로 제조되지 않으며, 이보다는 결정 구조 덕분에 적당한 분극 후에만 압전성을 취하는 재료들로 제조된다.
이미 언급한 부재들을 포함하는 것 외에도, 디스크(3)와 상호 작용하도록 배치되는 적어도 하나의(도시된 실시예에선 두 개) 브레이크 패드(들)(1)를 포함하는 본 발명에 따른 제동 시스템(2)은 또한 중앙 처리 장치(22)를 포함할 수 있으며, 중앙 처리 장치(22)는 커넥터(20) 및 결과적으로 존재하는, 각각의 브레이크 패드(1)의 전기 케이블(19)에 의해, 탈착 가능한 방식으로 전기 회로(18)와 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)(배열 패턴으로 배치된 복수의 센서들(15, 15c)을 갖는)에 연결된다.
중앙 처리 장치(22)는 예를 들면 브레이크 캘리퍼(4)에 직접 부착될 수 있거나, 그렇지 않으면 차량의 온-보드 컴퓨터의 일부를 형성하거나 또는 제동 시스템(2)이 장착된 차량 내에 중앙 처리 장치의 그룹을 형성할 수 있다. 모든 경우, 중앙 처리 장치(22)는 온-보드 컴퓨터(10)에 연결되거나 (또는 온-보드 컴퓨터의 일부가 되고), 온-보드 컴퓨터는 사용중에, 마찰재의 블록(14)을 미는 액추에이터(5)를 제어하며, 마찰재의 블록(14)은 디스크(3)에 의해 한정된(또는 드럼 브레이크의 경우에 브레이크 드럼에 의해 한정된) 제동될 부재에 대하여, 브레이크 패드(1)로 구성된(드럼 브레이크의 경우 브레이크 슈로 구성된) 각각의 제동 부재의 제동될 부재를 마주하도록 배열된다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 브레이크 패드(1)(또는 브레이크 슈 등의 임의의 유사한 제동 부재(1))는 도 3에 개략적으로 도시된 후속 공정 또는 방법에 의해 구조되는 것이 명백하다. 이 방법 또는 공정은 다음 단계를 포함한다:
a) 기계적 힘을 받으면 적절히 분극되어 전기 신호를 발생 및 출력할 수 있는 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)를, 사용중에 제동될 부재(3)를 향해 마주하도록 의도된 제동 부재(1)의 금속 지지 부재 또는 백플레이트(11)의 표면과 일체로 직접 그리고 그 위에 형성하는 단계로서, 센서(15)는 심지어 200℃ 이상의 온도에서도 그 작동과 완전한 사용에 필요한 중합체 성분이 없도록 바람직하게 선택되며; 이 단계는 표면(13) 위에 상업적 형태의 센서들(15b)을 단순 접착 또는 다른 부착방식에 의해 완성된다(도 2에 이러한 비 제한적인 경우가 도시된 바와 같이, 센서(15b)는 링 형태이나, 본 발명에 따라 사용될 압전세라믹 센서들은 여러 형태, 일반적으로 원통형의 센서들(15)과 직사각형의 접선 분극 센서(15c)일 수 있으며, 여기서 전극들(16)은 센서들(15/15c)의 베이스의 마주하는 면에 의해 구조되거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 센서(들)(15/(15c))는 당 업계에 공지된 제조 기술에 따라, 예를 들어, 레이저 빔(30)에 의해 분말로 인 시츄 형성(소결에 의해)될 수 있다). 이 경우, 표면(13)에 놓이고 지지체(11)에 일체로 통합되는 센서(들)(15/15c)는 여전히 압전 특성이 없는 비활성 상태이다;
b) 사용중에 센서들(15)로부터 전기 신호를 픽업하여 그것을 선택적으로 처리할 수 있는 센서들(15)을 그 위에 통합하기 전에(회로는 도 3에서 점선으로 도시되어 있다), 표면(13)과 접촉하게, 예를 들어 상기 표면 위에서 직접 접촉하는 방식으로 회로(18)를 제조하는 단계로서; 이 회로(18)는 또한 백플레이트(11)와 일체화되며 커넥터(20)에서 종결하는, 전기 케이블(19)에 접속되고, 또는, 간략화를 위해 도시되지 않는 바람직한 실시예에 따르면, 회로(18)는 백플레이트(11)에 직접 일체화되어 형성된 커넥터(20)에 직접 연결되어 있다;
c) 표면(13)과 전기 절연 층(12b) 사이에서 압전세라믹 센서(들)(15)와 전기 회로(18) 모두가 샌드위치 되도록, 센서(들)(15)와 회로(18)를 매립하며, 층(12b)에 의해 예비-인쇄가 행해질 수 있는 전기 절연 층(12b)을 표면(13)(또는 그 부분)에 형성하는 단계;
c') 흡수 및 절연 층 또는 "하부층(underlayer)"(12c)을 표면(13)에, 그리고 층(12c) 내에 매립/통합되어 유지될 수 있는 층(12b) 위에 직접 형성하는 단계;
d) 금속 지지 부재(11)에 의해 강성으로 유지되는 마찰재의 블록(14)을 절연 층(12c) 위에 형성하는 단계; 및
e) 필요시, 커넥터(20)와 그리고 최종적으로 존재하는 전기 케이블(19)에 의해, 마찰재의 블록(14)을 형성하는 단계의 완료시에만 센서들이 형성되지만, 압전세라믹 재료만을 초기 분극 또는 재-분극할 수 있는 예정된 전위차를, 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15) 또는 표면(13)에 하나씩 분배된 복수의 센서들(15/15c)에 인가하는 단계.
이 마지막 단계 e)는 실제로 완성된 브레이크 패드(1)에서 수행되고, 여기서 마찰재의 블록(14)은 커넥터(20)를 중앙 처리 장치(26)에 의해 제어되는 전압 발생 수단(25)에 접속함에 의해, 미리 형성되어, 중합화 및 열처리 되어 있다.
센서(들)(15)이 표면(13)에 직접 인 시츄 형성되면, 센서(들)는 200℃보다 높은 퀴리 온도를 가지며 아직 분극되지 않은 압전세라믹 재료만으로 구성된다. 전술한 단계 e)는 의무적이다.
본 발명에 따른 방법의 최종 단계인 적어도 하나의 압전 센서(15)의 분극/재-분극 단계는 예를 들면 5 내지 10초의 예정된 시간 프레임 동안, 케이블(19)에 의해, 센서(각각의 센서)(15)의 마주하는 전극들(16)에, 센서(15)가 구성되어 있는 압전세라믹 재료의 두께 mm 당 0.1 내지 5 ㎸의 범위일 수 있는 전위차를 인가하여 행해 진다. 두께는 센서의 분극 방향으로 측정된다. 센서(15)의 바람직한 두께는 약 1mm 이며, 이에 따라 분극 단계 중에, 예를 들면 2,500V 전압이 커넥터(20)에 인가될 것이다. 접선방향으로 분극된 센서(15C)에 대한 분극/재-분극 전압은 대신 12,500V로 증가 될 것이고, 이것은 측면당 5mm의 정사각형 베이스의 프리즘 형상을 갖는 것으로 가정된다. 따라서, 회로(18)와 커넥터(20)는 결과적으로 존재하는 케이블(19)과 함께, 이런 최대 적용 전압을 견딜 수 있도록 구조되어야 한다.
이 결과 센서들(15)의 존재를 방해하는 통상의 패드 형성 공정 없이, 통합된 센서를 갖는 완성된 브레이크 패드(1)를 형성하고, 센서들은 사용중에 백플레이트(11)의 강성에 영향을 주지 않고, 따라서 브레이크 패드(1)로부터 예상되는 성능에 영향을 주지 않으며 마찰재의 블록(14)이 받는 압력을 검출하기 위해 또한 최적으로 위치된다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제동 시스템에서, 패드들(1)에는 바람직한 배열로 배치된 복수의 센서들(15)이 항시 제공되며, 전기 회로(18)는 압전세라믹 센서들(15)에 의해 발생 및 전달되는 전압 또는 전하 신호들을 예비-처리하고 케이블(19)을 따라 신호를 전달하기 위한 적당한 수단(21)을 포함하며, 케이블(19)은 블록(14) 위에서 작용하는 접촉 압력 구성(센서들(15)에 대한 축(A)에 평행하고 센서(15c)에 작용하는 전단력에 대한 축(A)에 직각인 면에서 측정됨)을 중앙 처리 장치(22)(또는 적당히 연결되어 프로그램되는 임의의 다른 회로)에 알리고, 또는 존재하는 모든 센서들(15/15c)에 의해 방출되는 신호를 케이블(19)에 의해, 커넥터(20)로 분리하여 개별적으로 전달하도록 구성되며, 상기 신호들은 중앙 처리 장치(22)에 의해 직접 처리된다.
모든 경우에, 제동 시스템(2)은 전기 회로(18)로부터 중앙 처리 장치(22)로 전송된 전기 신호에 응답하고, 그 다음에 표면(13)에 위치된 활성 압전세라믹 센서들의 배열 내의 하나 이상의 센서들(15)의 활성에 응답하여, 액추에이터 수단(5)을 제어하기 위한 수단(28)을 포함한다. 상기 수단(28)은 중앙 처리 장치(22) 자체와, 중앙 처리 장치(22)와 온-보드 컴퓨터(10) 사이의 양-방향 접속에 의해 한정된다. 분명히, 온-보드 컴퓨터(10), 중앙 처리 장치(22), 및 수단(28)은 차량에 미리 장착된 중앙 처리 장치의 적당한 프로그램에 의해, 소프트웨어를 통해 쉽게 실현될 수 있다.
상기에 더하여 또는 대안으로, 제동 시스템(2)은 신호 수단(29)을 포함할 수 있으며, 신호 수단(29)은 액추에이터 수단(5)의 활성화 없이, 표면(13)에 위치된 적어도 하나의 활성 압전세라믹 센서(15)에 의해 방출된 전기 신호에 응답하여 중앙 처리 장치(22)에 의해 활성화될 수 있고, 중앙 처리 장치(22)는 온-보드 컴퓨터(10)와의 접속/인터페이스에 의해 그 상태를 확인할 수 있다.
마지막으로, 제동 시스템(2)은 중앙 처리 장치(22)와 연계된 용량성 수단(40)을 또한 포함할 수 있으며, 용량성 수단(40)은 적어도 이동하는 차량과 함께, 중앙 처리 장치(22)에 의해, 예를 들면 차량 배터리(41)에 의해 전기적으로 충전된 상태로 유지되고, 중앙 처리 장치(22)가, 액추에이터 수단(5)이 활성일 때 전기 회로(18)에 의해 중앙 처리 장치(22)에 전달된 신호의 고장 또는 부재를 검출하는 경우, 중앙 처리 장치(22)의 제어하에서, 케이블(19) 및 커넥터(20)에 의해, 표면(13)에 위치된 단일 압전세라믹 센서(15)/복수의 압전세라믹 센서들(15c)을 재-분극할 수 있다. 이것은 브레이크 패드(1)의 과열을 일으키는 브레이크의 집중적인 사용(예를 들어 내리막에서)시에 발생할 수 있으며, 이것은 브레이크 패드(1) 내에 매립된 활성 센서(들)(15, 15c)의 모두 또는 일부분을 감극(depolarize) 시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 또한 다음 단계를 포함하는 차량 제동 시스템 제어 방법에 관한 것이 분명하다:
i) 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 배치되고, 독립적으로 활성화될 수 있는 복수의 이격된 압전세라믹 센서들(15)과, 전기 케이블(19)과 커넥터(20)에 의해 압전세라믹 센서들(15)을 중앙 처리 장치(22) 또는 예를 들어, 차량에 미리 장착된 임의의 다른 동등한 중앙 처리 장치에 접속하는 전기 회로(18)를 포함하는 브레이크 패드(1)와 같은 통합된 센서를 갖는 적어도 하나의 제동 부재를 제공하는 단계;
ii) 하나 이상의 압전세라믹 센서들(15)의 실시간 활성화에 응답하여 전기 회로(18) 및/또는 각각의 센서(15)에 의해 공급되는 전기 신호를 처리하는 단계;
iii) 예를 들어 온-보드 컴퓨터(10)의 질의에 의해, 제동 시스템이 활성화되었는지의 여부를 검출하는 단계;
iv) 네거티브인 경우, 존재하는 경우 신호 수단(28), 또는 도시된 실시예의 브레이크 디스크(3)로부터, 제동될 부재로부터 멀어지게 제동 부재(1)를 후퇴시키도록, 통합된 센서(1)를 갖는 제동 부재의 액추에이터 수단(5)을 활성화하는 단계. 액추에이터 수단(5)에 영향을 주지 않는 첫 번째 시나리오와 관련하여, 사용자는, 브레이크 캘리퍼(4)가 제대로 조정되지 않는다는 사실과, 조기 마모와 과도한 연료 소모를 방지하기 위해 조정을 할 필요가 있다는 사실을 경고받을 수 있다. 제한된 범위의 맥락 내에서, 브레이크 패드(1)는 오직 하나의 센서(15)로 특징지을 수 있다. 바람직한 두 번째 시나리오와 관련하여, 이러한 문제는 완전히 자동화된 방식으로 바로 해결될 것이다;
v) 제동 시스템의 활성화가 검출되는 포지티브인 경우, 액추에이터 수단(5)에 의해, 축(A)에 평행한 방향으로 제동될 부재(3)에 대항하는 통합된 센서(1)를 갖는 제동 부재를 국부적으로 균일하게 가압하는 압력을 측정하여, 단일 제동 부재(1) 내에 매립된 복수의 센서들(15)에 의해 실시간으로 방출된 전기 신호를 적절히 처리하여, 차량이 비정상적인 방식으로 제동되는지의 여부(예를 들어 임의의 비정상적인 진동의 검출)를 결정하고, 차량 운전 상태에 따라, 전술한 압력(이상 현상을 유발하는 압력)을 더 이상 가하지 않고, 대신 다른 더 크거나 더 낮은 압력을 가하도록 독립적인 액추에이터 수단(5)에서 작용하여, 최적의 압력 분배의 적용을 허용하는 단계. 차량이 비정상적으로 제동되지 않는 경우, 제동 부재(1)에 배치된 복수의 센서들(15)에 의해 실시간으로 방출된 전기 신호의 적당한 처리는, 비상 제동을 더 양호하게 제어하기 위해, 예를 들어, 온-보드 컴퓨터에 여전히 유용한 신호를 제공할 것이다.
더욱 일반적으로, 본 발명에 의해, 불량한 캘리퍼 조정을 완전 자동으로 바로잡는 한편, 브레이크 패드 마찰재의 편마모를 보상할 수 있을 것이고, 무엇보다도 사용자가 감지할 수 있는 제동중의 소음/스퀼/진동의 발생을 방지할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 목적이 충분히 달성된다.
또한, 전기 회로(18)와 전기 절연 층(12b)의 존재 덕분에, 당 업계에 공지되어 있고 간략화를 위해 도시되지 않은 마모 센서 및/또는 온도 센서를 블록(14)을 구성하기 전에, 백플레이트(11)에 직접 장착할 수 있어, 상당한 비용 절감과 작업을 단순화할 수 있다.

Claims (11)

  1. 차량용 센서화된 브레이크 부재(1), 특히 브레이크 패드의 제조 방법으로서,
    a) 기계적 힘을 받을 때, 그 분극 방향으로 수신된 기계적 에너지를, 전기 신호를 방출하기 위한 전기 에너지로 변환할 수 있는 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15, 15c)를, 사용중에 디스크 또는 드럼과 같은 제동될 차량 부재(3)를 향하도록 의도된 제동 부재의 금속 지지 부재(11)의 제1 표면(13)과 일체로 직접 그리고 그 위에 형성하는 단계로서, 센서는 200℃ 이상의 작동 온도에서 작동하며 바람직하게는 중합체 활성 성분이 없는 압전세라믹 센서들의 그룹에서 선택되는, 단계;
    b) 상기 전기 신호를 픽업하여 그것을 가능하게 처리하고, 전기 회로(18)를, 커넥터(20)에 의해 종단된 전기 케이블(19)에 의해 선택적으로, 상기 금속 지지 부재와 일체로 제조된 상기 커넥터(20)에 연결하여, 상기 제1 표면(13)과 접촉하는 상기 전기 회로(18)를 실현하는 단계;
    c) 제1 표면(13)과 전기 절연 층(12b) 사이에 적어도 상기 하나의 압전세라믹 센서(15)와 상기 전기 회로(18)를 샌드위치 시켜, 이들을 상기 전기 절연 층(12b) 내에 매립되도록, 제1 표면(13)에 연속 또는 불연속의 전기 절연 층(12b)을 실현하는 단계;
    c) 적어도 하나의 센서(15, 15c)가 전기 절연 층(12b)의 개재와 함께 흡수 및 절연 층(12c) 내에 직접 그리고 완전히 매립되도록, 상기 전기 절연 층(12b)에 직접 그리고 제1 표면(13)에 흡수 및 절연 층(12c)을 실현하는 단계;
    d) 금속 지지 부재(11)에 의해 강성으로 유지되는 마찰재의 블록(14)을 흡수 및 절연 층(12c)에 형성하는 단계; 및
    e) 상기 압전세라믹 센서(15, 15c)의 압전세라믹 재료를 분극 또는 재-분극하기 위해, 마찰재의 블록(14)을 형성하는 단계 이후에 상기 커넥터(20)와 전기 케이블(19)에 의해 상기 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)에 예정된 전위차를 필요시 인가하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 압전세라믹 센서(15)는 상기 제1 표면과 직각으로 측정할 때, 흡수 및 절연 층(12c)의 두께 이하의 두께를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)는 상기 제1 표면(13)에 직접 인 시츄(in situ) 형성되며, 200℃보다 높은 퀴리 온도를 갖는 압전세라믹 재료로 배타적으로 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 압전세라믹 압력 센서들(15)은 상기 제1 표면(13)의 전부를 개별적으로 점유하도록, 상기 제1 표면(13)과 일체로 형성되며 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격되어 배치되며, 센서들 중 적어도 하나의 센서(15c)는 사용중에 제동 부재(1) 상의 압력 적용 방향에 대해 횡단하는 힘에 응답하는 방식으로 바람직하게 실현되며; 상기 복수의 센서들(15, 15c)은 상기 전기 회로(18)에 의해 서로 그리고 상기 커넥터(20) 및/또는 케이블(19)에 연결되고, 이러한 연결은 상기 복수의 센서들을 그 안에 일체화시키기 전에 제1 표면에서 직접 얻어지며, 상기 복수의 압전세라믹 센서들(15)에 의해 발생된 전압 또는 전하 신호들을 처리하기 위한 수단(21)을 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)의 상기 분극/재-분극 단계는, 5 내지 10초의 예정된 시간 주기 동안, 상기 커넥터(20) 및/또는 케이블(19)에 의해, 센서(15, 15c) 그 자체의 분극 방향으로 측정된 때, 센서(15)를 구성하는 압전세라믹 재료의 두께의 각 밀리미터에 대하여 0.1 내지 5 ㎸의 전위차를 마주하는 센서 전극들(16)에 인가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제동 부재(1), 특히 통합된 센서를 갖는 브레이크 패드로서, 금속 지지 부재(11)와, 예를 들어 차량의 디스크 또는 드럼인, 사용중에 제동될 부재(3)를 향해 마주하도록 의도되는 금속 지지 부재(11)의 제1 표면(13)의 한 측면에 있는 금속 지지 부재(11)에 배치된 흡수 및 절연 층(12c)과, 그리고 상기 제1 표면(13)의 한 측면에 그리고 상기 흡수 및 절연 층(12c) 위의 금속 지지 부재(11)에 의해 강성으로 유지되는 마찰재의 블록(14)을 포함하는 브레이크 패드에 있어서, 200℃보다 높은 퀴리 온도를 갖는 압전세라믹 재료로 제조되며, 금속 지지 부재(11)의 제1 표면(13)과 일체로 직접 그리고 그 위에 형성된 적어도 하나의 압전세라믹 압력 센서(15, 15c); 상기 제1 표면(13)과 접촉하고, 바람직하게는 그 위에 직접 제공되며, 커넥터(20) 및/또는 상기 커넥터(20)에 의해 종단되는 전기 케이블(19)의 커넥터(20)에 연결되며, 상기 금속 지지 부재(11)와 일체로 형성되는, 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15, 15c)에 의해 방출되는 전기 신호를 픽업하고 선택적으로 처리하기 위한 전기 회로(18); 그리고 상기 제1 표면(13)에 직접 배치되고 상기 흡수 및 절연 층(12c)의 바로 아래에 배치되는 연속 또는 불연속의 전기 절연 층(12b)을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 센서(15, 15c)와 상기 전기 회로(18)는, 적어도 하나의 센서가 전기 절연 층(12b)의 개재와 함께 흡수 및 절연 층(12c) 내에 직접 완전하게 매립되는 방식으로, 상기 마찰재의 블록(14)과 그 아래의 흡수 및 절연 층(12c)에 의해, 금속 지지 부재(11)의 제1 표면(13)과 전기 절연 층(12b) 사이에서 샌드위치 되고; 상기 케이블(19), 커넥터(20) 및 전기 회로(18)는 상기 적어도 하나의 센서(15)를 분극하기 위해 전압 발생 수단(25, 40)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 브레이크 패드.
  7. 청구항 6에 따른 통합된 센서(1)를 갖는 마찰 부재는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 방법으로 얻어진 것을 특징으로 하는 마찰 부재.
  8. 청구항 6에 따른 통합된 센서(1)를 갖는 적어도 하나의 제동 부재를 포함하는 차량 제동 시스템(2)으로서, 상기 커넥터(20)와 상기 전기 케이블(19)에 의해 상기 전기 회로(18)에 그리고 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15, 15c)에 탈착 가능하게 연결되는 중앙 처리 장치(22); 적어도 상기 하나의 제동 부재(1)를 향하도록 배치된, 디스크 브레이크 또는 드럼과 같은 제동될 부재(3), 제동될 부재에 대하여 제동 부재의 상기 마찰재의 블록(14)을 가압하는 제동 부재의 액추에이터 수단(5), 그리고 적어도 상기 하나의 제동 부재(1)와 상기 액추에이터 수단(5)을 위한 지지 수단(4); 을 포함하는 차량 제동 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 제동 부재(1)는 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격하여 배치되어 독립적으로 활성화될 수 있는 복수의 압전세라믹 센서들(15, 15c)을 포함하며; 적어도 하나의 제동 부재의 상기 전기 회로(18)는 상기 압전세라믹 센서들(15)에 의해 발생 및 방출되는 전압 또는 전하 신호들을 처리하기 위한 수단(21)을 선택적으로 포함하며; 상기 제동 시스템(2)은 상기 복수의 압전세라믹 센서들(15, 15c)의 하나 이상의 활성화에 응답하여 방출된 전기 신호에 응답하는 액추에이터 수단(5)을 제어하기 위한 수단(28)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 제동 시스템.
  9. 청구항 6에 따른 통합된 센서(1)를 갖는 적어도 하나의 제동 부재를 포함하는 차량 제동 시스템(2)으로서, 상기 커넥터(20)와 상기 전기 케이블(19)에 의해 상기 전기 회로(18)에 그리고 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15, 15c)에 탈착 가능하게 연결되는 중앙 처리 장치(22); 적어도 상기 하나의 제동 부재를 향하도록 배치된, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼과 같은 제동될 부재(3), 제동될 부재에 대하여 제동 부재의 상기 마찰재의 블록(14)을 가압하는 제동 부재의 액추에이터 수단(5), 그리고 적어도 상기 하나의 제동 부재와 상기 액추에이터 수단을 위한 지지 수단(4); 을 포함하는 차량 제동 시스템에 있어서, 활성 액추에이터 수단(5)이 부재일 때 상기 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15)에 의해 방출된 전기 신호에 응답하여 활성화될 수 있는 신호 수단(29)을 더 포함하는 특징으로 하는 차량 제동 시스템.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서, 적어도 차량의 이동중에, 차량의 배터리(41)의 도움으로 중앙 처리 장치에 의해 전기적으로 충전된 상태로 유지되는 상기 중앙 처리 장치(22)와 결합된 용량성 수단(40)을 포함하며, 액추에이터 수단(5)이 활성화될 때, 중앙 처리 장치가 중앙 처리 장치에 도달하는 상기 전기 회로(18)에 의해 방출된 신호의 고장 또는 부재를 검출하는 경우, 중앙 처리 장치(22)의 제어하에, 상기 적어도 하나의 압전세라믹 센서(15, 15c) 또는 상기 복수의 압전세라믹 센서들(15)을 재-분극할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 제동 시스템.
  11. 차량 제동 시스템(2)의 제어 방법으로서,
    i) 청구항 6에 따른 통합된 센서(1)를 갖는 적어도 하나의 제동 부재를 제공하는 단계로서, 독립적으로 활성화될 수 있고 대칭적인 배열에 따라 바람직하게 이격되어 배치되는 복수의 압전세라믹 센서들(15, 15c)과, 상기 압전세라믹 센서들(15, 15c)을 서로 연결하고 상기 전기 케이블(19)과 커넥터(20)에 의해 중앙 처리 장치(22)에 접속하는 전기 회로(18)를 포함하며, 상기 전기 회로는 상기 압전세라믹 센서들(15)에 의해 방출된 전압 또는 전하 신호들을 처리하거나 또는 각각의 센서(15)에 의해 방출된 전기 신호를 분리적으로 공급하도록 형성되는 수단(21)을 포함하는, 단계;
    ii) 상기 하나 이상의 압전세라믹 센서들(15)의 활성화에 응답하여 전기 회로(18) 및/또는 상기 각각의 센서(15)에 의해 공급되는 전기 신호를 처리하는 단계;
    iii) 제동 시스템(2)이 활성화되었는지의 여부를 검출하는 단계;
    iv) 네거티브인 경우, 신호 수단(28), 또는 예를 들어 브레이크 디스크 또는 드럼인 제동될 부재(3)로부터 떨어져 제동 부재를 후퇴시키도록, 통합된 센서(1)를 갖는 적어도 하나의 제동 부재의 액추에이터 수단(5)을 활성화하는 단계;
    v) 포지티브인 경우, 차량이 비정상적으로 제동되는 지의 여부를 결정하기 위해 상기 전기 신호를 더 처리하는 단계로서, 제동이 비정상적일 때, 액추에이터 수단(5)이 제동될 부재에 대하여 통합된 센서(1)를 갖는 상기 적어도 하나의 제동 부재를 가압하는 압력을 검출하고, 이러한 압력을 변화시키기 위해 액추에이터 수단(5)을 중재하고, 그리고 제동이 비정상적이지 않을 때, 전체 제동 작용을 최적화할 목적으로 이러한 처리된 신호를 선택적으로 사용하는, 단계를 포함하는 제어 방법.
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