(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキ要素、詳細にはブレーキパット、における印加圧力とノイジネスを実時間評価する方法であって、
ｉ）前記ブレーキ要素の摩擦材料ブロック（１４）と金属支持要素（１１）との間に少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）を提供するステップであって、前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）が、電気回路（１８）に接続された、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）を提供するステップと、
ｉｉ）前記ブレーキ要素（１）が使用中の状態で、前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサから、前記回路によって、前記センサ上の機械的応力の印加に応じて前記センサによって生成されたそれぞれの電圧信号（ＳＴ）をピックアップするステップと、
ｉｉｉ）電圧信号の等しい時間長のサンプルを取得することによって、前記電圧信号（ＳＴ）を実時間で処理するステップと、
ｉｖ）前記サンプルに存在する電圧の値の一連の積分であって、数ミリ秒程度の時間期間にそれぞれ実行される積分と、前記サンプル内の前記電圧のＦＦＴ（高速フーリエ変換）と、各センサによって生成された前記サンプル内の前記電圧の積分と、これらの任意の組み合わせからなる群から選択されたアルゴリズムを適用することによって、前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプルのそれぞれを実時間で処理するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップｉｉｉ）が、前記電圧信号（ＳＴ）に含まれる目標最大周波数の倍以上のサンプリング周波数を使用して複数のデジタル値を収集するように実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも４０ｋＨｚのサンプリング周波数が使用される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複数の第１の圧電セラミックセンサ（１５ｂ）が、前記金属支持要素の第１の面（１３）上で前記ブレーキ要素の前記摩擦材料ブロックと前記金属支持要素との間に配置され、前記複数の第１の圧電セラミックセンサ（１５ｂ）が、前記金属支持要素の前記第１の面の全体を離散的に占有するように互いに離間されて配置され、少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサ（１５ｃ）が、前記第１の面（１３）上に、前記第１の圧電セラミックセンサから離間されて配置され、前記ステップｉｉ）が、第１と第２のセンサのそれぞれに関して、前記回路によって、各センサによって生成されたそれぞれの電圧信号（ＳＴ）を個々にピックアップすることによって実行され、前記ステップｉｉｉ）が、各第１と第２の圧電セラミックセンサによって生成された電圧信号（ＳＴ）を実時間で処理して、単位時間当たり、各センサに関する前記電圧信号の等しい時間長のサンプルを個別に生成することによって実行され、前記ステップｉｖ）が、各センサによって得られた前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプルの各サンプルに対して、各センサに関して検出された電圧の値の一連の積分であって、数ミリ秒程度の時間間隔でそれぞれ実行される、積分と、各センサによって生成された前記電圧信号の各等しい時間長のサンプルのＦＦＴ（高速フーリエ変換）と、各センサによって生成された前記電圧信号の等しい時間長のサンプルの積分と、これらの任意の組み合わせからなる群から選択されたアルゴリズムを適用することによって実行される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の圧電セラミックセンサ（１５ｂ）が、前記第１の面（１３）に垂直な方向にバイアスされている間、前記少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサ（１５ｃ）が、前記第１の面（１３）と平行な方向にバイアスされ、前記第１の圧電セラミックセンサが、使用中に前記ブレーキ要素上の作動圧力の印加方向と平行な応力の印加に応じて前記電圧信号（ＳＴ）を生成するように適応され、前記少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサが、使用中の前記ブレーキ要素上の前記作動圧力の印加方向を横切る方向の応力の印加に応じて前記電圧信号（ＳＴ）を生成するように適応された、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１と第２の圧電セラミックセンサ（１５ｂ，１５ｃ）が、それぞれ、前記ブレーキ要素の前記金属支持要素の前記第１の面に平行に配置された各センサに属する圧電セラミックブロックの第１の両面（１１６）によって支持された前記回路への電圧信号の接続（１６）を備えた、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
使用中に前記ブレーキ要素上に局所的に存在する残留トルク傾向を表す各第１のセンサ（１５ｂ）の曲線（Ｃ１〜Ｃ２）を処理するステップを含み、当該ステップが、各圧電セラミックセンサによって得られた前記電圧信号の等しい時間長のサンプルに、各センサによる検出電圧の値の一連の積分からなるアルゴリズムを実時間で適用することによって実行され、各積分が、数ミリ秒程度の時間間隔である、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
各第１と第２の圧電セラミックセンサ（１５ｂ、１５ｃ）の電圧信号と周波数との関係を処理するステップを含み、前記電圧信号において、決定された周波数におけるピークの存在が、ブレーキ要素と制動される要素との間の、前記電圧信号の振幅に比例する同じ周波数と強度を有するノイズの生成を表し、当該ステップが、実時間で行われる前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプルのＦＦＴ（高速フーリエ変換）からなるアルゴリズムを、各圧電セラミックセンサによって得られた前記電圧信号の各等しい時間長のサンプルに適用することによって行われる、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
センサ（１５ｂ，１５ｃ）ごとの曲線（Ｇ１〜Ｇ５）を処理するステップを含み、前記曲線が、各第１のセンサの完全な制動動作の実行と等しい時間間隔の、前記ブレーキ要素と制動される要素との間の局所的接触圧力と、前記少なくとも第２のセンサの、前記ブレーキ要素と前記制動される要素との間で印加された接線力との傾向を表し、当該ステップが、前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプルの全体積分を、各圧電セラミックセンサによって得られた前記電圧信号の各等しい時間長のサンプルに実時間で実行するアルゴリズムを適用することによって実行される、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの第２のセンサ（１５ｃ）によって検出された電圧データ（ＳＴ）の値の積分と、第１のセンサ（１５ｂ）の少なくとも１つによって検出された電圧データの積分の値との比を計算することによって、制動動作中のブレーキ要素（１）と制動される要素（３）との間に存在する摩擦係数値を処理するステップを含む、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気回路に接続された温度センサ（２１）を第１の面（１３）上に配置するステップと、前記温度センサによって検出された温度に基づいて、少なくとも１つの圧電セラミックセンサから得られた前記電圧信号の値を調整するステップとを含む、請求項４から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）を備えた選択されたタイプのブレーキ要素（１）が、前記ブレーキ要素の少なくとも１つの動作パラメータが前記ブレーキ要素の外部の測定手段によって測定されるベンチテストにかけられる較正ステップを含み、前記パラメータが、ブレーキ要素と制動される要素との間の接触圧力と、前記ブレーキ要素と前記制動される要素との間の摩擦係数と、残留トルクとからなる群から選択され、前記測定された動作パラメータが、ステップｉｖ）による処理の結果及びテーブル内のパラメータ化された相関関係の結果と関連付けられ、ステップｉｖ）による処理の結果が、前記テーブルと比較され、前記テーブルが、前記電気回路に接続された記憶手段に適切に記憶されており、使用中に各制動動作における前記ブレーキ要素の前記動作パラメータの瞬時値が、実時間で供給される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
車両の制動ステップにおいて、前記少なくとも１つのセンサの電圧信号と前記少なくとも１つのセンサに加えられた圧力との間の線形比率のある期間の減衰関数を識別するために実行される、前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサから来る前記電圧信号（ＳＴ）のある期間にわたって延長された比較処理のステップと、前記処理された減衰関数の瞬時値を、前記ブレーキ要素の摩耗信号伝達手段が活動化されるしきい値と比較するステップとを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサが、２５マイクロ秒以下の応答時間を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ブレーキ要素、詳細にはブレーキパット、における印加圧力とノイジネスを実時間評価するための装置（１００）であって、
ｉ）前記ブレーキ要素の摩擦材料ブロック（１４）と金属支持要素（１１）との間に配置された少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）であって、電気回路（１８）に接続された少なくとも１つの圧電セラミックセンサ（１５）と、
ｉｉ）前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサから、前記回路によって、ブレーキ要素と制動される要素との接触から生じる機械的応力の圧電セラミックセンサへの印加に応じて前記圧電セラミックセンサによって生成されたそれぞれの電圧信号（ＳＴ）をピックアップする手段と、
ｉｉｉ）前記少なくとも１つの圧電セラミックセンサによって生成された前記電圧信号を実時間で処理して、前記電圧信号の等しい時間長のサンプルを生成する第１の手段（１２１）と、
ｉｖ）前記等しい時間長のサンプルに、数ミリ秒程度の時間間隔でそれぞれ実行される前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプル内に存在する電圧値の一連の積分と、前記電圧信号の前記等しい時間長のサンプルのＦＦＴ（高速フーリエ変換）と、各センサによって生成された前記電圧信号の等しい時間長のサンプルの積分と、これらの任意の組み合わせとからなる群から選択されたアルゴリズムを適用することによって、前記少なくとも１つの圧電センサによって生成された前記電圧信号の各等しい時間長のサンプルを実時間で処理する第２の手段（１２２）と、
を備える装置（１００）。
【請求項１６】
複数の第１の圧電セラミックセンサ（１５ｂ）と少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサ（１５ｃ）が、前記金属支持要素（１１）の第１の面に配置され、前記複数の第１の圧電セラミックセンサ（１５ｂ）が、摩擦材料ブロックによって覆われた金属支持要素の第１の面の全体を離散的に占有するように互いに離間されて配置され、前記少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサ（１５ｃ）が、前記第１の圧電セラミックセンサから離間されて配置され、前記電気回路が、前記ブレーキ要素の前記金属支持要素上に配置され、前記第１の圧電セラミックセンサが、前記第１の面に垂直な方向に分極され、前記少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサが、前記第１の面に平行な方向に分極され、それにより、前記第１の圧電セラミックセンサが、使用中の前記ブレーキ要素上の作動圧力の印加方向に平行な応力印加に応じて前記電圧信号を生成するように適応され、前記少なくとも１つの第２の圧電セラミックセンサが、使用中の前記ブレーキ要素上の前記作動圧力の印加方向を横切る応力印加に応じて前記電圧信号を生成するように適応された、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］
本発明は、ブレーキ要素内、詳細にはブレーキパット内に存在する印加圧力、及びより詳細にはそのような圧力の分布を、ノイジネスと共に、使用時に車両の制動動作中にブレーキ要素に作用する力を直接検出することによって実時間評価するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］
現在生産されている車両制動システムの場合、極めて複雑な外部システムを使用する以外に、車両で使用中に、ブレーキパット（又は、ドラムブレーキも備えた車両ではブレーキシュー）と制動される要素（車輪に結合されたディスク又はドラム）との間で使用中に交換される力を検出する方法はない。
【０００３】
［０００３］
通常は、車両ディスク１つ当たり（及び、したがって、車輪１つ当たり）２つのブレーキパットが、車両を使用するときに油圧及び／又は電気回路によって動作しかつブレーキペダルに加えられる力に比例する圧力をパッドに加える機械キャリパによって制御される。圧力（公称）が、キャリパによって加えられたとき、パッドは、ディスクに押し付けられてディスクの回転を妨げる力を加え、それにより車両が制動される。
【０００４】
［０００４］
制動プロセス中に生じる圧力分布の変化が、キャリパ自体内に望ましくないブレーキパット運動を引き起こし、これにより、ブレーキパットの分野で例えば残留トルク、振動及びノイジネスとして知られる様々な現象が生じる。
【０００５】
［０００５］
例えば、ほとんどの場合に使用される機械部品（詳細には、ディスク、キャリパ及びブレーキパット）の摩耗による、制動システム内の不備の存在によって、制動を実行するように設計された表面間の接触が、ある期間にわたって不均一になる。とりわけ、強い制動の結果として、足がブレーキペダルから持ち上げられた後でもパッドとディスク間が接触し続け、これにより、「残留トルク」と呼ばれる現象が生じる。残留トルクは、また、ディスク上のローブの形成によって生成される可能性もあり、このローブは、最初に取り付けられたときに既に存在することもあり、極端なディスク過熱の結果として生じることもある。
【０００６】
［０００６］
ノイジネスに関して、これは、０．１〜２０，０００Ｈｚの様々な周波数で生成されことがある。
【０００７】
［０００７］
現在、圧力分布は、感圧紙を使用する静的方法、又は例えばＴｅｋｓｃａｎ  Ｉ−Ｓｃａｎ（登録商標）圧力マッピングシステム（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｅｋｓｃａｎ．ｃｏｍ／ｂｒａｋｅ−ｐａｄ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）などのコンピュータと直接接続されたシステムによる以外に検出できない。
【０００８】
［０００８］
また、制動システム内に必要に応じてマイクロフォンや加速度計などの複雑な機器が配置されていない場合も、制動システムが、シャーシダイナモメータや車両上の他の場所に取り付けられていかるかどうかに関わらず、ノイジネスのタイプを検出することができない。
【０００９】
［０００９］
即ち、パッドやディスク以外のブレーキキャリパの不完全な働きから生じる問題に関して、現在の車両制動システムは、「盲目」である。
【００１０】
［００１０］
ＥＰ１５３１１１０とＧＢ２４７８４２３は、車両制動システムを記載しており、そのシステムでは、圧電センサがそれぞれ、ブレーキディスク上又はブレーキキャリパのバックプレート（「バックプレート」は、担体要素を構成するブレーキパットの摩擦材料の金属支柱要素である）との間に配置されて、それぞれ電気モータによって使用されてブレーキキャリパピストンの位置を調整するか制動中の車輪ロックの徴候を検出する信号を生成するが、このシステムは問題を解決しない。
【００１１】
［００１１］
ＥＰ１４３１６０６Ｂ１は、摩擦材料層に印加された力を測定する方法について述べており、その方法では、印加された力の関数として電気抵抗が変化する機能層が、摩擦材料層と関連付けられ、機能層の電気抵抗の変化は測定され、印加力の大きさに比例する。
【００１２】
［００１２］
その代わりに、ＥＰ１９２３５９２Ｂ１は、摩擦層と支持板を、摩擦層と支持板の間に少なくとも１つの容量性センサが配置された状態で有し、その容量が、摩擦層に加えられた力の関数として変化するブレーキ又は摩擦要素について述べている。
【００１３】
［００１３］
ＵＳ２００６／０２５４８６８は、ＥＰ１４３１６０６Ｂ１のシステムと類似のシステムについて述べており、ブレーキパットなどの摩擦材料のブレーキ要素層の電気抵抗の変化が、直接測定される。
【００１４】
［００１４］
ＥＰ  １４３１６０６Ｂ１、ＥＰ１９２３５９２Ｂ１及びＵＳ２００６／０２５４８６８に記載されたシステムはやはり、前述の技術的問題を解決せず、その理由は、これらのシステムが、センサ又は機能層全体の電気容量又は電気抵抗の変化に基づいており、ブレーキパットに加わる力の静的な（又は、極めて遅い）検出しか相対精度でできず、制動中に生じる素早い力変化を検出できないからである。
【００１５】
［００１５］
更に、これらのシステムは、連続的に電気供給されなければならず、必然的に、相対量の消費エネルギー、相対高速動作中の部品間の電力供給の保証と関連した大きな構造上の問題などの欠点を必然的に伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】ＥＰ１５３１１１０
【特許文献２】ＧＢ２４７８４２３
【特許文献３】ＥＰ１４３１６０６Ｂ１
【特許文献４】ＥＰ１９２３５９２Ｂ１
【特許文献５】ＵＳ２００６／０２５４８６８
【発明の概要】
【００１７】
［００１６］
本発明の目的は、ブレーキ要素、詳細にはブレーキパット内に存在する印加圧力とノイジネスを、制動中にブレーキ要素（パッド又はシュー）と制動される要素（ディスク又はドラムブレーキ）との間の境界における応力の存在及び／又は大きさを実時間で検出することによって、単純かつ経済的に、実時間で決定するための方法及び装置を提供することである。
【００１８】
［００１７］
また、本発明の好ましい目的は、制動される要素に作用する接触圧力の分布と、ブレーキ要素と制動される要素との間、例えばブレーキパットとディスクとの間の摩擦係数の連続測定を可能にすることである。
【００１９】
［００１８］
したがって、本発明は、請求項１に定義されたように、ブレーキ要素、詳細にはブレーキパット内にある印加圧力とノイジネスを実時間で決定する方法に関する。本発明は、また、請求項１５に定義されたように上記の方法を実行するように設計された装置に関する。
【００２０】
［００１９］
以下では、用語「実時間」は、システムによって提供される一連の結果（印加圧力、ノイジネスの存在、摩擦係数などの所望のパラメータの検出と処理）が、測定パラメータを生成する現象がまだ続いている間に制動システムを働かせることができるほど高速であることを示す。
【００２１】
［００２０］
本発明による解決策は、特にブレーキパットのバックプレートによって画定されたブレーキ要素の摩擦材料ブロックの支持要素と、摩擦材料自体のブロックとの間に、支持要素と摩擦材料ブロックとの間の境界の広がり全体にわたって、例えば離散的かつ好ましくは対称的マトリクスにより分散された適切な構成の圧電セラミック要素によって画定されたセンサを挿入して、使用中に印加圧力とその圧力の分布を適時に決定することを可能にすることを含む。圧電セラミック構成要素（センサ）は、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換し、電力の必要なしに、電気信号（例えば、電圧）を生成することができ、また、信号を、車両とキャリパ自体の動力を制御する車両の電気制御ユニットにではなくブレーキパッドを制御するキャリパに送信することができる。次に、情報は、圧力分布やその相対圧力中心などの最終的な所望の情報を、ノイジネスのタイプの定義、残留トルクの存在及び摩擦係数値と共に取得するために、適切なアルゴリズムによって後処理される。
【００２２】
［００２１］
例えば、圧電セラミックセンサが一体化されたブレーキパットを使用することにより、そのようなパッドが、適切なデータ処理システムに接続されたときに、追加のマイクロフォン及び／又は加速度計を使用することなく、存在する振動及び／又はノイジネスのタイプを決定することができる。
【００２３】
［００２２］
本発明によれば、これは、１単位時間内にセンサによって生成された電圧信号の等しい時間長のサンプルに存在する検出電圧値を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）及び／又は積分することによる電気信号の処理によって達成される。
【００２４】
［００２３］
驚くべきことに、各圧電セラミックセンサによって生成された電気信号のＦＦＴの実時間処理によって得られる信号は、試験台上又は車両の搭載された機器によって検出できるノイジネスの周波数と一致する。検出できるノイジネスのタイプの中でも、「スキール（squeal）」と「クリープグローン（creep−groan）」を、ブレーキシステムだけでなく車両サスペンションシステムやベンチテストプロセス自体によっても生成される振動と共に識別することができる。当業者がこれらの用語を一般に使用する意味によれば、「スキール」は、ブレーキディスク振動態様がブレーキパット摩擦材料シュー自体の振動態様に結合された摩擦力によって引き起こされる振動によって生じるノイジネスであり、「クリープグローン」は、極めて低速で道路車両に影響を及ぼす振動によって生成された高強度で低周波数のノイジネスであることに注意されたい。
【００２５】
［００２４］
また、例えば、面取り部／切削部がブレーキパットに及ぼす効果及び／又は騒音抑制効果を得るために実施されることがある起伏を、ベンチテストによって有効に評価できるようにするために、どのセンサと、したがってブレーキバッド位置がノイジネスを生成するかを決定することができる。
【００２６】
［００２５］
残留トルクに関して、電圧データを実時間で積分することによって、特にセンサから来る等しい時間長の信号サンプルを積分することによって、その大きさを決定することができる。
【００２７】
［００２６］
同様に、剪断力を検出できる少なくとも１つの圧電センサを使用することによって、得られた大雑把な電圧データ及び／又は信号自体の積分から得られた値を用いて、摩擦係数は、次の既知の関係によって決定されうる。
【００２８】
（１）μ＝ＦＴ／ＦＮ
ここで、μは、ターゲット摩擦係数であり、ＦＴは、ブレーキパットと制動される要素との境界に作用する接線力であり（この場合、ブレーキディスクに対して接線方向）、ＦＮは、ブレーキディスクに垂直な力である。
【００２９】
［００２７］
圧電センサ信号が、加えられた圧力とシステムの剛性にも比例する場合は、後で説明されるような適切な数学的関係を使用することによって、圧電センサを間接摩耗検出器として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
［００２８］
本発明の更に他の特徴と利点は、単なる例として示された例示的で非限定的な実施形態の以下の説明と添付図面内の図の参照から明らかになる。
【図１】本発明による装置を備えた車両制動システムの車輪軸に沿って得られた縦断面による正面部分概略図である。
【図２】本発明による図１の装置の本質的要素を構成するブレーキ要素（この場合は、ブレーキパット）を、分解斜視図で、その製造順序に従って概略的に示す。
【図３】図１及び図２に示された装置を使用して本発明の方法により検出され処理された信号のそれぞれの比較図表を示す。
【図４】図１及び図２に示された装置を使用して本発明の方法により検出され処理された信号のそれぞれの比較図表を示す。
【図５】本発明の方法による計算方法に関する例示的な図を示す。
【図６】図２のブレーキ要素部品の詳細を、概略的かつ拡大図で示す。
【図７】図１及び図２に示された装置を使用して本発明の方法により検出され処理された信号のそれぞれの比較図表を示す。
【図８】図１及び図２に示された装置を使用して本発明の方法により検出され処理された信号のそれぞれの比較図表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［００２９］
図１、図２及び図６に関して、これは、全体として参照番号１のセンサ式車両ブレーキ要素（示した例ではブレーキパット）によって示され、このブレーキ要素は、ディスク３（ディスクブレーキシステム）を備えた制動システム２（図１）を備えるように意図され、ディスク３は、当該技術分野で既知のように、車両の各車輪（単純にするために示されていない）に取り付けられ、したがって、車軸Ａの回りに回転する。
【００３２】
［００３０］
制動システム２は、ディスク３に加えて（及び、したがって、車両の車輪ごとに）、またディスク３ごとに、当該技術分野で既知のアクチュエータ５を備えたブレーキキャリパ４と、アクチュエータ５と共にブレーキキャリパ４によって保持された１対のブレーキパット１とを含み、パッド１は、使用中にアクチュエータ５によってディスク３に押し付けられて、ディスク３と、ディスク３が取り付けられた車輪の回転を制動することができ、その結果として、制動システム２を装備する車両を制動する。
【００３３】
［００３１］
以下では、用語「使用中」は、ブレーキ要素が、動作状態で、制動システムが活動化されているかどうかに関係なく、また、したがって、制動システムが、ブレーキ要素を制動される要素に押し付けているかどうかに関係なく、ブレーキ要素が、例えば、車両あるいは試験台によって保持された制動システム内に取り付けられていることを意味する。
【００３４】
［００３２］
非限定的実施形態に示されたアクチュエータ５は、油圧型のものであり、ユーザが車両のブレーキペダルを押したときにパイプ８によって加圧され、より全般的には、また車両制御ユニット１０によって制御されるオイル充填室７内で摺動するピストン６を備える。アクチュエータ５は、電気型のものでもよく、その場合、搭載制御ユニット１０によって直接制御されることは明らかである。また、以下に述べる内容が、油圧電気複合システムにも当てはまることは明らかである。
【００３５】
［００３３］
本明細書における以下の特定の参照は、ブレーキパット１からなるブレーキ要素に対して行われるが、言及は、ドラムブレーキのブレーキシューにも同様に適用可能であることは明らかであり、したがって、前述の制動システム２は、２つのディスク３だけ（例えば、車両の前輪用の）と後方車輪用の２つのブレーキドラム（当該技術分野で既知であり、単純にするために示されない）から成り、使用中、ブレーキパット１ではなくブレーキシューからなるブレーキ要素で動作する混合型のものでもよい。
【００３６】
［００３４］
図２も参照すると、ブレーキ要素１は、車両上で実時間で、印加圧力と各ブレーキ要素１内で生成されたノイジネスを決定するための装置の一部を構成し、この装置は、図１に参照番号１００で全体として表される。
【００３７】
［００３５］
この目的のため、ブレーキ要素１は、図２に概略的に示されたように設計され、ブレーキ要素１は、後で検討されるその生産プロセスを強調するために分解構成で示されている。
【００３８】
［００３６］
したがって、本発明の一態様によれば、ブレーキ要素１は、金属支持要素１１に加えて、「下層」として知られる断熱減衰層１２Ｃ、摩擦材料ブロック１４（これらは全て当該技術分野で既知）、及び図１では摩擦材料ブロック１４と金属支持要素１１との間に挟まれた追加層としてのみ概略的に示された少なくとも１つの圧電センサ１５を含む。
【００３９】
［００３７］
詳細には、減衰断熱層１２Ｃは、金属支持要素１１の第１面１３の上に位置決めされ、金属支持要素１１は、使用中に制動される車両の要素（示された事例ではディスク３）に面するように意図され、摩擦材料ブロック１４は、面１３の側面上かつ減衰／絶縁層１２Ｃの上に金属支持要素１１によって堅く保持される。
【００４０】
［００３８］
ブレーキパットの場合、示された非限定的な実施形態のように、要素１１（「バックプレート」としても知られる）が、成形輪郭を有する平板のように形成される。ブレーキシューの場合は、本明細書でブレーキパット１に関して述べたものに対応する要素になり、当業者にとっては、以下の記述が、センサ式ブレーキシューも構成できるように容易に移行可能であることを理解されたい。
【００４１】
［００３９］
少なくとも１つのセンサ１５が、使用中のパッド１とディスク３の接触力を検出できることが分かる。実際には、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５が、例えば力又は圧力の形態で受け取った力学的エネルギーを、電源の必要なしに、電気エネルギーに変換する。厚さが力の方向に変化するように制限されたとき、結果として、電位差、即ち作用力の大きさによって変化する電圧信号又は電荷が生成される。
【００４２】
［００４０］
示された好ましい非限定的な実施形態では、各ブレーキパット１は、１つのセンサ１５だけでなく、複数の圧電セラミックセンサ１５も含み、圧電セラミックセンサ１５は、表面１３と直接一体化され、離間され、好ましくは対称的な配列で配置されており、更に、センサ１５は、個々に活動化されうる。
【００４３】
［００４１］
本発明によって使用される圧電セラミックセンサ１５は、プルーフマス（seismic mass）なしに能動要素だけからなる点が、既知の圧電セラミック加速度計と異なる。更に、本発明によれば、使用されるセンサ１５は、音場で２０Ｈｚ〜２０，０００Ｈｚの信号応答を有するように設計されなければならず、このために、応答時間（センサが機械的応力を受けてからセンサが電気信号を生成するまでの期間）は、２５マイクロ秒以下である。最適な信号精度を得るには、圧電セラミックセンサが、０．１６マイクロ秒以下の応答時間（前に定義された）を示すように選択されることが好ましい。
【００４４】
［００４２］
少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５又は複数のセンサ１５が、摩擦材料ブロック１とブレーキ要素１４の金属支持要素１１との間に配置され、摩擦材料ブロック１４内に完全に埋め込まれ、使用中に制動される要素３に面している摩擦材料ブロック１４によって覆われた金属支持要素１１の面１３上に、金属支持要素１１によって直接堅く支持される。
【００４５】
［００４３］
詳細には、センサの少なくとも１つ／複数のセンサ１５は、ブレーキパット１の全体を構成する前、したがって、当該技術分野で既知の技術を使用して、断熱減衰層１２Ｃと摩擦材料ブロック１４を構成する前に、金属支持要素１１の面１３上に直接一体化される。また、断熱／制動層１２Ｃを形成する前に、追加の連続又は不連続電気絶縁層１２Ｂ（図２）が、面１３上に実装され、電気絶縁層１２Ｂ内には、少なくとも１つのセンサ１５／複数のセンサ１５が、空気泡の作成なしに完全に収容されたままである。
【００４６】
［００４４］
電気絶縁層１２Ｂ上で、当該技術分野で既知の方法で、層１２Ｃと摩擦材料ブロック１４が、面１３上に配置されたセンサ１５を完全に覆うように構成され、その結果、ブロック１４は、バックプレート１１と一体になり、少なくとも１つのセンサ１５／複数のセンサ１５が、減衰絶縁層１２Ｃ内に直接組み込まれた減衰絶縁層１２Ｃの介在と、相対的気絶縁層１２Ｂの介在のみによって、摩擦材料ブロック１４内に埋め込まれたままになる。センサ１５が１つしかないとき、センサ１５は、表面１３の限られた位置／部分だけを占めてもよく、表面１３の全て又は一部分だけを覆うセラミックフィルムの形で実装されてもよい。
【００４７】
［００４５］
単純にするために、層１２Ｂ及び１２Ｃは、図１では、番号１２によって示された単層の形で概略的に示される。
【００４８】
［００４６］
好ましい実施形態では、複数の圧電セラミックセンサ１５は、表面１３全体を、離散的に、即ち面１３の所定の箇所／限定部分に対応して、占有するように離間された圧力センサからなる。
【００４９】
［００４７］
センサ１５は、センサ１５が減衰層又は下層１２Ｃの厚さ以下の厚さ（表面１３に対して垂直方向に測定された）である場合に、商用タイプの中から選択され得、また例えば接着によって、あるいは当該技術分野で既知の他の技術によって、表面１３に取り付けられる。
【００５０】
［００４８］
あるいは、センサ１５は、現場で支持要素又はバックプレート１１上に直接形成されてもよく、したがって、センサ１５を表面１３に直接一体化し、センサ１５を表面１３に一体的に結合してもよく、これは、例えば焼結法によって、図２に概略的に示されたように、例えばレーザー・ビーム３０によって行われる。圧電セラミックセンサ１５を一体化するために使用される材料に関して、「軟質」又は「硬質」型のＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）化合物を使用することができ、又はチタン酸ビスマスナトリウム化合物若しくは変性メタニオブ酸鉛を使用することができる。本明細書で示された可能な材料のリストは、網羅的なものではなく、本発明では、当該技術分野で現在既知、又は将来入手可能になる可能性がありまた上記の要件を満たす圧電セラミック材料が使用されうる。
【００５１】
［００４９］
ブレーキパット１は、また、図２に単に概略的にまた現実と関係なしに示された電気回路１８を含む。
【００５２】
［００５０］
図６を参照すると、各圧電セラミックセンサ１５は、逆極性の電極１６によって構成された電気接続対を備えた、２００℃を超えるキュリー温度を有する圧電セラミック材料で作成された圧電セラミックブロック１１５を含み、この電気接続対は、圧電セラミックブロック１１５の両側面に提供され、また、単純にするために詳細に示されていない任意の適切な方法で、ブレーキ要素１の金属支持要素１１と一体化された電気回路１８に接続される。
【００５３】
［００５１］
示された好ましい実施形態では、摩擦材料ブロック１４と各ブレーキパット／ブレーキ要素１の金属支持要素１１との間で、摩擦材料ブロック１４によって覆われ多金属支持要素１１の第１の面１３の全てを離散的に占有するように離間されるように配置された複数の第１の圧電セラミックセンサ１５ｂと、第１の圧電セラミックセンサ１５ｂの中に配置された少なくとも第２の圧電セラミックセンサ１５ｃとが、センサ１３上に配置され、摩擦材料ブロック１４内に完全に埋め込まれる。
【００５４】
［００５２］
センサ１５ｂのうちの１つが、図６に概略的に示される。センサ１５ｂは、扁平な円筒形状を有し、圧電セラミック材料１１５ｂの円筒形ブロックと、ブロック１１５ｂのそれぞれのベース面１１６ｂを完全に覆う２つの電極１６ｂとによって構成さる。これと反対に、また、図６に概略的に示されたセンサ１５ｃは、扁平な平行六面体形状を有し、平行六面体の圧電セラミック材料１１５ｃと、ブロック１１５ｃのそれぞれのベース面１１６ｃを完全に覆う電極１６ｃによって画定された２つの電気信号接続とからなる。
【００５５】
［００５３］
圧電セラミックセンサは、当然ながら、圧電特性を有する材料から作成されないが、その結晶構造によって、適切な分極プロセス後に圧電特性を帯びる材料だけから作成される。
【００５６】
［００５４］
したがって、センサ１５ｂは、面１３と、電極１６ｂを備えたそれぞれの面１１６ｂとに垂直な方向に分極され、それに対して、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５ｃは、面１３と、電極１６ｃを有するそれぞれの面１１６ｃと平行な方向、詳細には図６に点線で示されたそれぞれの面１１７に垂直な方向に分極され、面１１７は、センサ１５ｃの生産プロセスにおいて、分極電極１１８（図６では、分解図で概略的に点線によって示された）で被覆され、次に分極電極１１８が除去される。
【００５７】
［００５５］
このように、第１の圧電セラミックセンサ１５ｂは、使用中にブレーキ要素１に印加された圧力の方向と平行な応力の印加に応じて電圧信号を生成するように設計され、一方、少なくとも第２の圧電セラミックセンサ１５ｃは、使用中にブレーキ要素１に印加された圧力の方向を横切る方向、詳細にはディスク３及び相対回転軸Ａの接線方向の応力印加に応じて電圧信号を生成するように設計される。
【００５８】
［００５６］
電気回路１８は、ケーブル１９によって示された非限定的な例では、電気コネクタ２０に接続されるが、ケーブル１９は、コネクタ２０を金属支持要素１１に直接一体化することによって省略されうる。コネクタ２０と電気回路１８は、使用中にセンサ１５によって生成され送信された電気信号を受信し送信するだけでなく、センサ１５をバイアスしかつ／又は再分極する（そうしないと、不活動状態又は全く機能しない状態のままになる）ために、例えばパッド１の製造工程の終わりに、電圧発生器２５（図２）に接続されるように設計されてもよい。
【００５９】
［００５７］
本発明による装置１００は、また、コネクタ２０と各ブレーキパット１の任意の電気ケーブル１９とによって、例えば電気回路１８と少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５（複数のセンサ１５ｂ及び１５ｃ）とに脱着可能に接続された処理手段２２を含む。処理手段２２は、また、コネクタ２０に一体化されてもよく、いかなる場合でもアクチュエータ５を制御する制御ユニット１０に接続され、アクチュエータ５は、使用中に、各ブレーキ要素１の摩擦材料ブロック１４を、ディスク３によって（又は、ドラムブレーキの場合にはブレーキのドラムによって）規定された制動される要素に押し付ける。
【００６０】
［００５８］
本発明の更に他の態様によれば、ブレーキパット１は、また、単一の圧電セラミックセンサ１５又は複数の圧電セラミックセンサ１５ｂ及び１５ｃに加えて、任意の既知のタイプの温度センサ２１を含み、温度センサ２１は、センサ１５と同じようにバックプレート１１に一体化され、電気回路１８に電気的に接続され、使用中に電気信号（例えば、電圧）をコネクタ２０に送信する。
【００６１】
［００５９］
電気回路１８とコネクタ２０は（オプションのケーブル１９と共に）、各センサ１５及び２１の別個の信号を処理手段２２に提供するように作成される。
【００６２】
［００６０］
したがって、本発明による各ブレーキ要素１は、既に述べた構成要素に加えて、
−コネクタ２０（及び、オプションのケーブル１９）によって表され、ブレーキ要素１と制動される要素３との接触によって生じる機械応力の各センサ１５／１５ｂ，１５ｃへの印加に応じて、別個の電源の必要なしに、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃ（及び、存在するときはセンサ２１）から、回路１８によって、センサによって生成されたそれぞれの電圧信号１８をピックアップする手段と、
−図１に点線で描かれたブロックによってされ、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃによって生成された電圧信号を実時間処理して、表信号の等しい時間長のサンプルを生成し、換言すると、信号を一定の時間間隔で取得されたシーケンスに細分化する第１の手段１２１と、
−やはり図１の点線で描かれたブロックによってされ、適切なアルゴリズムを表信号の等しい時間長のサンプルに適用することによって、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ／センサ１５ｂ，１５ｃによって生成された信号の等しい時間長のサンプルを実時間で処理するための第２の手段１２２を含む。
【００６３】
［００６１］
本発明の一態様によれば、このアルゴリズムは、信号の等しい時間長のサンプル内にある電圧値の一連の積分であって、数ミリ秒程度の時間間隔でそれぞれ実行される積分と、信号の等しい時間長のサンプル内の電圧のＦＦＴ（高速フーリエ変換）と、信号の等しい時間長のサンプル内の電圧の積分と、これらの任意の組み合わせを含む群から選択される。
【００６４】
［００６２］
処理手段１２１及び１２２は、図１に概略的に示されたように処理手段２２に一体化されてもよく、あるいは、別個に実装されてもよく、制御ユニット１０の一体部分（ハードウェア又はソフトウェアの形）として実施されてもよい。
【００６５】
［００６３］
本発明による装置１００は、処理手段１２１及び１２２に一体化又は連結された処理手段２２と、各ブレーキ要素１に組み込まれたセンサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃとに加えて、後述するような、処理手段１２１及び１２２によって処理された電気信号に応じて、処理手段２２又は制御ユニット１０によって活動化されうる信号伝達手段２９を含む。
【００６６】
［００６４］
前述の装置１００によって、また詳細には、本発明に従って既に述べたような適切なセンサ式ブレーキ要素１によって、車両上でのその通常使用中としたがって全ての車両制動フェーズ中、及び制動システム２の台上試験中の両方で、ブレーキ要素１（この場合は、ブレーキパット）などのブレーキ要素内にある印加圧力とノイジネスを実時間評価するための方法を実施することができ、この方法は、前述のような単一センサ１５ｃと共に複数センサ１５ｂを備えたブレーキパット１プロトタイプに対して実行されたベンチテストから得られた図３、図４、図７、図８の実験図表内に示され、後で列挙するステップを含む。
【００６７】
［００６５］
本発明の方法の第１のステップは、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５又は１５ｂ、１５ｃを、ブロック１４の摩擦材料とブレーキ要素１の金属支持要素１１との間に有するステップを伴い、圧電セラミックセンサは摩擦材料ブロック１４内に完全に埋め込まれ、詳細に上述したように、使用中に制動される要素３に面している摩擦材料ブロック１４によって覆われた金属支持要素１１の面１３上に、金属支持要素１によって直接堅く支持される。
【００６８】
［００６６］
本発明の方法の第２のステップは、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃから、回路１８によって、ブレーキ要素１が使用中で、したがって制動される要素３が軸Ａのまわりに回転している状態で、それぞれの電気信号、示された例では電圧ＳＴをピックアップするステップを含み、ある期間にわたる電圧ＳＴの傾向は、図３、図４、図７、図８の上側部分に示される。ＳＴ信号は、電源の必要なしに、ブレーキ要素１と制動される要素３との間の接触により生じるセンサ１５上の機械的応力の印加に応じて、センサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃによって生成される。
【００６９】
［００６７］
示された例では、図３、図４、図７、図８のグラフを生成した実験で使用されたセンサ式ブレーキパット１は、４つのセンサ１５ｂ（チャネルＡ、Ｃ、Ｄ及びＥの信号）と１つのセンサ１５ｃ（チャネルＢの信号）を備えていた。図４、図７及び図８に示されたグラフはそれぞれ、制動イベントの完了と関連し、図４のグラフの制動イベントは、ＳＴ信号における初期ピークによって明示されたように急に実行されており、一方、図７と図８のグラフの制動動作は、徐々に実行された。図４、図７及び図８のＳＴ信号の最終ピークは、制動動作の終わりに対応し、したがって、ブレーキ要素１の制動される要素３からの分離に対応する。
【００７０】
［００６８］
これらのグラフの単純な検討（及び、したがって生データの単なる理解）によって、例えば、図４で制動動作中に使用される第１のブレーキパットが、チャネルＤに関連付けられたセンサ１５ｂにおける異常接触（負電圧ピークによって強調された）を示すことが明らかであることに注意されたい。例えば新しいブレーキパットのベンチテスト中に作成されるこの情報だけで、ブレーキパット及び／又はその支持体（キャリパ）の設計修正が可能になって、車両上で後で使用されているときにこの問題を回避できる。あるいは、使用中に車両から得られた場合、この情報は、制御ユニット１０に渡されてもよく、制御ユニット１０は、例えば、ブレーキキャリパ上に配置されたアクチュエータ５の１つ以上を適切に動作させる。
【００７１】
［００６９］
図３のグラフ（上側部分）は、図３の下側部分に凡例で示されたように、異なるブレーキパット１動作条件下で、即ち、パッド１がディスク３と接触していないときと、パッド１がディスク３に近づくときに、単一センサ１５ｂ（チャネルＡと関連した）によって生成されたＳＴ信号に関連する。
【００７２】
［００７０］
本発明の方法の第３のステップは、圧電セラミックセンサ１５／センサ１５ｂ，１５ｃによって生成された電圧信号ＳＴの実時間処理を含み、例えば１秒の制動ごとに信号自体の等しい時間長のサンプルが取得され、このサンプルは、検討中の単位時間内のＳＴ信号を表す曲線の全ての点によって表される。検討された実施形態では、信号ＳＴの複数の等しい時間長のサンプルが、制動動作の持続時間（数秒）にわたって手段１２１によって生成される。
【００７３】
［００７１］
本発明の一態様によれば、この場合に処理手段１２１によって実行される信号サンプリングは、時間で可変のＳＴ信号電圧値の多数の点を含まなければならない。詳細には、このステップは、ＳＴ信号内に含まれる１つの最大目標周波数の２倍以上のサンプリング周波数を使用してＳＴ信号の複数のデジタル量を収集するために実行され、また、少なくとも４０ｋＨｚ（即ち、４０ｋＨｚ以上）、好ましくは５０ｋＨｚのサンプリング周波数を使用して音場の周波数を最適に検出する。換言すると、即ち、処理手段１２１によって処理されたＳＴ信号が細分された等しい時間長のサンプルを表す各組のデジタル値が、１秒当たり少なくとも４０，０００値のＳＴ信号と、好ましくは１秒当たり５０，０００値のＳＴ信号とからなり、この信号は、図３，図４，図７，図８のグラフから明らかなように、振動信号であり、その電圧値は、制動中にブレーキ要素１と制動される要素３との間で生成される不可避の振動によって正から負に移行する。ＳＴ信号サンプリングレート（サンプリング周波数）に関する上記の値は、制動中にブレーキパット１と関連付けられたノイジネスを分析するための本発明により極めて重要であることを理解されよう。
【００７４】
［００７２］
最後に、本発明の方法の第４のステップは、手段１２１によって処理された信号の各等しい時間長のサンプルに適用される適切なアルゴリズムの適用手段１２２によってセンサ１５，１５ｃ，１５ｃによって生成された電圧信号ＳＴの各等しい時間長のサンプルの更なる処理（この場合も実時間で）を含む。
【００７５】
［００７３］
本発明によれば、このアルゴリズムは、
−検討中の複数の等しい時間長のサンプルの信号ＳＴの各等しい時間長のサンプル内に含まれる電圧値の一連の積分であって、それぞれＳＴ信号の「微小積分」を表し、またミリ秒程度の時間期間内で処理される積分と、
−各センサ１５，１５ｂ，１５ｃによって生成され、各等しい時間長の時間ＳＴ信号サンプルの全体に適用される各等しい時間長の時間ＳＴ信号サンプルのＦＦＴ（高速フーリエ変換）と、
−各センサ１５，１５ｂ，１５ｃによって生成された全体の等しい時間長の時間ＳＴ信号サンプルごとの電圧値の全体積分と、
−以上の任意の組み合わせとからなる群から選択される。
【００７６】
［００７４］
各圧電セラミックセンサ１５によって生成された振動ＳＴ電圧信号に対するそのようなアルゴリズムの適用の結果が、図３，図４，図７，図８に示される。
【００７７】
［００７５］
詳細には、図３の中央部分は、例えば、同じ図の上側部分に示されたＳＴ信号のうちの２つの「微小積分」から得たグラフを示す。明らかに、この結果は、一連の曲線Ｃ１〜Ｃｎであり、Ｃ１は、ブレーキパット１の静止状態に対応し（制動なし。パッドが接触していない）、一方、曲線Ｃ２は、ブレーキパット１がディスク３と接触しているが制動圧力が印加されていないことによる残留トルクの存在に対応する。
【００７８】
［００７６］
これと反対に、図３の下側部分のグラフは、ＦＦＴの同じ図の上側部分のＳＴ信号への適用に対応し、この場合は、生成された残留トルクの存在を示す。
【００７９】
［００７７］
図４と図７の中央部分のグラフは、ブレーキパット１のベンチテスト中に生成されたＳＴ信号処理によって得られ、ＦＦＴによって同じ図の上側部分に示された結果に対応し、図４と図７の中央部分のグラフは両方とも、特定の周波数でピークを示す。比較のために、同じ図４と図７の下側部分は、当該技術分野で知られている高性能マイクロフォン式機器を使用する同じテスト中に得られたベンチ結果からのグラフを示し、これは、ブレーキパット１によって使用中に生成されるノイジネスの周波数と強度を示す。
【００８０】
［００７８］
驚くべきことに、ＦＦＴを使用して、前述の重要なパラメータ（サンプリング周波数）に基づいて得られた等しい時間長のＳＴ信号サンプルを処理して得られたグラフは、マイクロフォン式機器によって得られたノイジネスグラフと同じ傾向を有し、このグラフは、全く同じ周波数で信号ピークを示し、したがってこれはその周波数でのノイジネスの生成に対応し、ノイジネスの強度は、ピークの高さに比例する。この結果は、全てのテスト条件下で絶対的な精度で再現可能であることが分かった。更に、信号が、特定チャネルとそれぞれ関連付けられた各別個のセンサ１５ｂ，１５ｃによって生成されるので、検出されたノイジネスがブレーキパット１上のどの物理的ポイントで生成されたかを検出でき、これは、一般に使用されるマイクロフォン式機器を使用して行うことができず、またマイクロフォン式機器のコストは、本発明による車両の各車輪にセンサ式ブレーキパッド１を備えた装置１００を越える。
【００８１】
［００７９］
最後に、図８を参照すると、図８の左下に、同じ図の上側部分に示されＳＴ信号全体を積分することによって得られたグラフが、チャネルごとに別々に示されていえる。グラフＧ１〜Ｇ５のこぎり波形は、定性的には、ディスク３との接触から生じるセンサ１５ｂ，１５ｃに対応するブレーキパット１に局所的に加えられた圧力の分布に対応する。センサ１５ｃからの等しい時間長のＳＴ信号サンプルの全ての組の積分に対応するチャネルＢのグラフは、センサ１５ｂの場合と同じように、センサ１５ｃを圧縮する代わりに「伸張する」接線荷重（圧力）の印加に対応するので反転されている。
【００８２】
［００８０］
以上述べたことに基づいて、本発明の方法の第２のステップが、第１のセンサ１５ｂと第２のセンサのそれぞれに関して、回路１８によって、各センサによって生成された相対的電気ＳＴ電圧信号を別々にピックアップすることによって実行され、本発明の方法の第３のステップが、第１と第２の圧電セラミックセンサ１５ｂ，１５ｃのそれぞれによって生成された電気的ＳＴ電圧信号を処理して、センサごとに別々に生成された等しい時間長のＳＴ信号サンプルを得て、好ましくは少なくとも毎秒４０，０００値のレートで複数のデジタル値を読み取ることによって実時間で実行され、本発明の方法の第４のステップが、各センサ１５ｂ，１５ｃから得られた各等しい時間長のＳＴ信号サンプルに、特定の対象物理量を識別するために前述のアルゴリズムの群から選択されたアルゴリズムを適用することによって実行されることを導出できる。
【００８３】
［００８１］
本発明の方法は、また、使用中にブレーキ要素１内に局所的に存在する残留トルク傾向を表す曲線（図３の曲線Ｃ１〜Ｃ２）の処理に関する各第１のセンサ１５ｂに対する第５のステップを含む。第５の処理ステップは、実時間で行われ、各圧電セラミックセンサ１５ｂから得られた各等しい時間長のＳＴ信号サンプルに、各センサから読み取られた電圧値の一連の積分からなるアルゴリズムを適用することを含み、各積分は、数ミリ秒程度の時間間隔で実行される。
【００８４】
［００８２］
本発明の方法は、また、前述の第５のステップの追加又は代替として、第１の圧電セラミックセンサ１５ｂと第２の圧電セラミックセンサ１５ｃのそれぞれに関して、周波数に対する信号電圧（図４と図７の中央部分にグラフによって示された）を処理する第６のステップを含み、所定の周波数におけるピークの存在は、ブレーキ要素１と３との間の、同じ周波数を有するノイジネスの生成と、電圧信号の振幅に比例する強度とを表し、制動される要素第６のステップは、各圧電セラミックセンサから得られた等しい時間長のＳＴ信号サンプルのそれぞれに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）からなるアルゴリズムを実時間で適用することにより実行される。
【００８５】
［００８３］
最後に、本発明による方法は、また、前述の第５と第６のステップの追加又は代替として、第７の処理ステップを含み、第７の処理ステップは、センサごとに、最大制動動作の実行と等しい時間期間中に、各第１のセンサ１５ｂに関する制動要素との間の局所的接触圧力と、少なくとも第２のセンサ１５ｃに関するブレーキ要素１と被制動要素３との間に印加された接線力とを表す曲線の傾向を処理し、制動される要素第７のステップは、各圧電セラミックセンサ１５ｂ，１５ｃから得られた各等しい時間長のＳＴ信号サンプルの全体積分を計算するアルゴリズムを実時間で適用することによって実行される。
【００８６】
［００８４］
本発明の更に他の態様によれば、本発明の方法は、また、本発明に既知の関係を適用することによって、少なくとも第２のセンサ１５ｃによって読み取られたＳＴ電圧データの積分と、第１のセンサ１５ｂの少なくとも１つによって読み取られたＳＴ電圧データの積分との比率を計算することによって、制動イベント中のブレーキ要素１と制動される要素３との間の摩擦係数値μを計算するステップを含む。
【００８７】
（１）μ＝ＦＴ／ＦＮ
［００８５］
本発明の別の態様によれば、本発明の方法は、また、電気回路１８に接続された温度センサ２１を、第１の面１３上で、摩擦材料ブロック１４と、面１３が摩擦材料ブロック１４に完全に埋め込まれた金属支持要素１１との間に配置するステップと、圧電セラミックセンサ１５ｂ，１５ｃから得られたＳＴ信号電圧値を、あらかじめ分かっており処理手段１２２によって記憶されうる経験的関係に従って、温度センサによって検出された温度の関数として修正するステップとを含む。
【００８８】
［００８６］
同様に、本発明の方法は、
−較正ステップであって、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５を備えた選択されたタイプのブレーキ要素１が、ベンチテストにかけられ、当該技術分野で既知で単純にするために示されていないブレーキ要素１の外部の測定装置によって、ブレーキ要素と制動される要素との間の接触圧力、ブレーキ要素と制動される要素との間の摩擦係数、及び残留トルクからなる群から選択された少なくとも１つのブレーキ要素動作パラメータが測定され、測定された動作パラメータが、前述の第４のステップによる処理結果と、表にパラメータ化された相関関係の結果と関連付けられる較正ステップと、
−計算ステップであって、前述の第４のステップによる処理結果が、電気回路１８（例えば、図１で処理ユニット１２２内に一体化された）に接続された記憶手段１２３によって適切に記憶されたテーブルと比較され、瞬間ブレーキ要素１の動作パラメータ値が、各制動動作中に使用するときに実時間で供給される計算ステップと、を含んでもよい。
【００８９】
［００８７］
実際には、処理ステップによって、車両の制御ユニット１０が、使用中に、秒刻みで、制動中にディスク３によってブレーキパット１に加えられる圧力と剪断応力の値と分布と、瞬間的摩擦係数の値、及び制動中に生成されるノイジネスの周波数と位置を認識することができる。この場合、制御ユニット１０は、例えばアクチュエータ手段５上で、制動異常を修正し、制動を他の搭載システムによって監視されるような車両の運転状態の関数として最適化するように実時間で介入するのに適切な位置にあり、この搭載システムは、互いならびに例えば車両自体のＣＡＮバスによって前述の装置１００と直通通信するように配置されうる。
【００９０】
［００８８］
最後に、本発明による方法は、また、前述の同じ圧電セラミックセンサ１５ｂ，１５ｃによってブレーキ要素摩耗の間接検出を可能にする。この目的のため、本発明の方法は、少なくとも１つの圧電セラミックセンサ１５ｂからの電気ＳＴ信号を処理する長期（ある期間にわたって）の比較ステップであって、車両制動の全てのステップ中にＳＴ電気信号とセンサに印加された圧力（例えば、油圧回路８によって、又は制御ユニット１０によって直接検出可能）との間の例えば線形関係と関連付けられた時間基準減衰関数を識別するために実行される、比較ステップと、瞬間減衰関数値をしきい値（このしきい値より下では、ブレーキ要素１の摩耗信号伝達手段２９が活動化される）と比較するステップと、を含む。
【００９１】
［００８９］
換言すると、これは、図５に示された関係を利用し、次の式の適用を表す。
【００９２】
（２）Ｋｉ＝Ｋｉ（Ｗ，Ｔ，ｔ）
（３）Ｖ＝ａＫ０＋ｂＫｉ＊ｐ
ここで、Ｖ＝ＳＴ出力信号の大きさ（ボルト）、Ｋ０＝初期パッド１／ディスク３制動システム剛性、Ｋｉ＝時間「ｉ」における制動システムの剛性、Ｐ＝印加圧力、Ｗ＝ブレーキパッ磨耗、Ｔ＝温度、及び、ｔ＝時間。
【００９３】
［００９０］
ブレーキシステムによって加えられた圧力の関数として、ブレーキシステムの剛性が高いほど応答が大きくなり、したがってＳＴ電圧信号が高くなる。
【００９４】
［００９１］
結論として、本発明の方法及び装置により、残留トルク、摩耗、及び制動システムから生じるノイジネスと振動強度を定量的かつ定性的に評価することができる。
【００９５】
［００９２］
こうして、本発明の目的は完全に達成される。
【図１】
0006352395.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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