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特表2022-536905ブレーキパッドに組み込まれたフォトニックセンサを使用して、車両のブレーキシステムのブレーキ力を検出および測定するための方法とシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-22
(54)【発明の名称】ブレーキパッドに組み込まれたフォトニックセンサを使用して、車両のブレーキシステムのブレーキ力を検出および測定するための方法とシステム
(51)【国際特許分類】
G01L 5/28 20060101AFI20220815BHJP
G01L 1/24 20060101ALI20220815BHJP
【ＦＩ】
G01L5/28 Z
G01L1/24 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021573538
(86)(22)【出願日】2020-06-10
(85)【翻訳文提出日】2022-02-09
(86)【国際出願番号】 IB2020055447
(87)【国際公開番号】W WO2020250146
(87)【国際公開日】2020-12-17
(31)【優先権主張番号】102019000008874
(32)【優先日】2019-06-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521259127
【氏名又は名称】ブレンボ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ
【氏名又は名称原語表記】ＢＲＥＭＢＯ Ｓ．ｐ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二
(72)【発明者】
【氏名】カモッツィ，フランチェスコ
(72)【発明者】
【氏名】マエストリーニ，ルカ
(72)【発明者】
【氏名】カジーニ，アレッサンドロ
(72)【発明者】
【氏名】ナンニピエリ，ティツィアーノ
(72)【発明者】
【氏名】ボノーモ，サルヴァトーレ
【テーマコード（参考）】
2F051
【Ｆターム（参考）】
2F051AA01
2F051AB03
2F051BA07
(57)【要約】
ブレーキパッドに組み込まれたフォトニックセンサを使用して、車両のブレーキシステムのブレーキ力を検出および測定するための方法とシステム。ブレーキシステムのブレーキパッド１０で行われる検出によって、車両の摩擦ブレーキシステムの作動に由来するクランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを検出および測定するための方法が説明されている。この方法は、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２をケーシング９にカプセル化し、ブレーキパッド１０のベースプレートまたはプラットフォーム１１に付着する摩擦に敏感な摩擦材料Ｍのそれぞれの部分に前述のケーシング９を組み込むステップを含む。接線基準方向ｘに受けるケーシング９のせん断ひずみＳｔ－ｅｆｆが、ブレーキパッド１０に作用する接線方向の力Ｆｔを表し、法線基準方向ｙに受けるケーシング９の法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆがブレーキパッド１０に作用する法線方向の力Ｆｎを表す。この方法は、光ファイバひずみセンサ２によって、第１の位置でケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆと接線方向のひずみＳｔ－ｅｆｆの両方に基づいて（第１の空間方向ｗ１に沿ってケーシングの第１の位置に存在する）第１のひずみＳ１を検出し、光ファイバひずみセンサ２によって、第２の位置でケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆと接線方向のひずみＳｔ－ｅｆｆの両方に基づいて（第２の空間方向ｗ２に沿ってケーシングの第２の位置に存在する）第２のひずみを検出する。この方法は、光ファイバひずみセンサ２によって、第１の検出されたひずみＳ１を表す第１のフォトニック信号Ｌ１、および第２の検出されたひずみＳ２を表す第２のフォトニック信号Ｌ２を生成するステップと、光ファイバひずみセンサ２に光学的に接続された光読取／質問ユニットユニット４によって、第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を受信するステップを含む。この方法は、最終的に、第１の受信光信号Ｌ１および第２の受信光信号Ｌ２に基づいて、光読取／質問ユニットユニット４により、第１のひずみＳ１の値および第２のひずみＳ２の値をそれぞれ決定し、第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２の決定された値に基づいてクランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴの測定値を決定する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキシステムのブレーキパッド（１０）で行われる検出によって、車両の摩擦ブレーキシステムの作動に由来するクランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）を検出および測定するための方法であって、前記方法は、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）をケーシング（９）にカプセル化し、前記ケーシング（９）を、前記ブレーキパッド（１０）のベースプレートまたはプラットフォーム（１１）に付着する摩擦材料（Ｍ）のそれぞれの部分に組み込むステップであって、
前記摩擦材料（Ｍ）の前記部分は摩擦に敏感であり、その結果、ケーシング（９）が接線基準方向（ｘ）に受ける接線ひずみ（Ｓｔ－ｅｆｆ）が、前記ブレーキパッド（１０）に作用する接線方向の力（Ｆｔ）を表し、ケーシング（９）が法線基準方向（ｙ）に受ける法線方向の力（Ｆｎ－ｅｆｆ）が、前記ブレーキパッド（１０）に作用する法線方向の力（Ｆｎ）を表すステップと、
前記少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）によって、事前定義された第１の空間方向（ｗ１）に沿って前記ケーシング（９）の第１の位置に存在し、前記ケーシング（９）に作用する前記法線方向の力（Ｆｎ－ｅｆｆ）と前記接線方向のひずみ（St-eff）に依存する第１のひずみを検出するステップと、
前記少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）によって、事前定義された第２の空間方向（ｗ２）に沿って前記ケーシング（９）の第２の位置に存在し、前記ケーシング（９）に作用する前記法制方向の力（Ｆｎ－ｅｆｆ）と前記接線方向のひずみ（Ｓｔ－ｅｆｆ）に依存する第２のひずみ（Ｓ２）を検出するステップと、
光ファイバひずみセンサ（２）によって、検出された前記第１のひずみ（Ｓ１）を表す第１のフォトニック信号（Ｌ１）と、検出された前記第２のひずみ（Ｓ２）を表す第２のフォトニック信号（Ｌ２）を生成するステップと、
前記光ファイバひずみセンサ（２）に光学的に接続された光読取／質問ユニット（４）によって、前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）を受信するステップと、
前記第１の受信フォトニック信号（Ｌ１）および前記第２の受信フォトニック信号（Ｌ２）に基づいて、光読取／質問ユニット（４）によって、前記第１のひずみ（Ｓ１）の値および前記第２のひずみ（Ｓ２）の値を決定するステップと、
決定された前記第１のひずみ（Ｓ１）の値および決定された前記第２のひずみ（Ｓ２）の値に基づいて、前記クランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）の測定値を決定するステップを含む、方法。
【請求項2】
前記光ファイバひずみセンサ（２）は、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサで、前記第１の空間方向（ｗ１）および前記第２の空間方向（ｗ２）は、接線基準方向（ｘ）及び法線基準方向（ｙ）とは異なる方向である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１の空間方向（ｗ１）および前記第２の空間方向（ｗ２）は、前記法線基準方向（ｙ）に対して対称である、または、前記第１の空間方向（ｗ１）および前記第２の空間方向（ｗ２）は、正の接線基準方向（ｘ）に対して相補角を形成し、
または、前記第１の空間方向（ｗ１）によって、前記接線基準方向（ｘ）の前記正の方向とで形成される角度（β）は、前記第２の空間方向（ｗ２）によって、前記負の接線方向（ｘ）とで形成される角度（β）に等しく、
ま形成される角度（β）は、負の接線基準方向と第２の空間方向（ｗ２）によって形成される角度（β）に等しい、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記光ファイバひずみセンサ（２）は、複屈折ファイバに配置されたファイバブラッググレーティング型センサで前記所定の第１の空間方向（ｗ１）は、接線基準方向（ｘ）と一致し、前記第２の空間方向（ｗ２）は、接線基準方向（ｘ）に垂直な方向である、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記光ファイバひずみセンサ（２）は、前記第１の空間方向（ｗ１）と整列するように配置された光ファイバの第１の部分内の前記第１の位置に配置された第１のファイバブラッググレーティングを含む第１のセンサ素子（２１）と、
前記第２の空間方向（ｗ２）と整列するように配置された光ファイバの第２の部分内の前記第２の位置に配置された第２のファイバブラッググレーティングを含む第２のセンサ素子（２２）を含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記第１のセンサ素子（２１）および前記第２のセンサ素子（２２）は、単一の光ファイバ（２５）に含まれる。または、前記第１のセンサ素子（２１）および前記第２のセンサ素子（２２）は、２つの異なるそれぞれの光ファイバ（２５、２６）に含まれる、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記決定するステップは、前記光読取／質問ユニットユニット（４）によって、前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）を表す第１の電気信号（Ｅ１）および前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）を表す第２の電気信号（Ｅ２）を生成すること、
前記第１の電気信号（Ｅ１）および前記第２の電気信号（Ｅ２）を制御ユニット（２０）に送ること、
前記第１の電気信号（Ｅ１）と前記第２の電気信号（Ｅ２）に基づいて、１つまたは複数のソフトウェアプログラムによって実行される１つまたは複数のアルゴリズムを用いて、制御ユニット（２０）のプロセッサによってクランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）を計算する、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
前記計算のステップは、前記第１のひずみ（Ｓ１）の決定された値と前記第２のひずみ（Ｓ２）の決定された値との間の差によって与えられる微分ひずみ（ΔＳ）に基づいて、前記基準方向（ｘ、ｙ）に関する前記センサの配置に関する幾何学パラメータと、前記パッドおよび前記パッドにおける前記センサの位置に関連する幾何学パラメータ、および前記ケーシングと前記摩擦材料が作られた材料の摩擦係数を示すパラメータに依存する比例係数を使って、前記ブレーキトルク（ＢＴ）の測定値を計算することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記計算のステップは、前記ブレーキパッドに組み込まれた摩擦材料（Ｍ）の部分に作用する法線方向の力または圧力に基づいて、ブレーキパッド（１０）に作用するクランプ力（ＣＦ）または前記法線方向の圧力を計算することを含み、前記摩擦材料の部分に作用する前記法線方向の力または圧力は、配置に関連する幾何学的パラメータに依存する比例係数を通じて、前記基準方向（ｘ、ｙ）に関する前記センサの前記配置に関する幾何学パレメータと前記摩擦材料のヤング率に依存する比例係数を通じて、検出された前記第１のひずみ（Ｓ１）および／または検出された第２のひずみ（Ｓ２）に基づいて計算される、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
前記光ファイバ温度センサ（５）を前記ケーシング（９）の前記第１の位置および前記第２の位置の近くの第３の位置にカプセル化するステップと、前記光ファイバ温度センサ（５）を用いて、前記第３の位置（Ｔ）に存在する温度を検出し、検出された前記温度を表す第３のフォトニック信号（ＬＴ）を生成するステップと、
前記光ファイバひずみセンサ（５）に光学的に接続された前記光読取／質問ユニット（４）によって、検出された前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を受信するステップと、
受信された前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）に基づいて、前記光読取／質問ユニット（４）によって温度値（Ｔ）を決定するステップと、
前記クランプ力および／またはブレーキトルク（ＣＦ／ＢＴ）の測定値を決定するステップは、前記第１のひずみ（Ｓ１）の値と前記第２のひずみ（Ｓ２）の値と、求めた前記温度値（Ｔ）の値に基づいて、前記クランプ力および／またはブレーキトルク（ＣＦ／ＢＴ）の測定値を決定するステップを含み、
前記光ファイバ温度センサ（５）は、ファイバブラッググレーティングタイプの光ファイバ温度センサで、第３のセンサ要素（２３）を含み、
前記第３のセンサ要素は、前記ひずみセンサの前記第１および／または第２のブラッググレーティングを含む光ファイバ（２５，２６）の、前記第１の位置と前記第２の位置とは異なる第３の位置に得られた、第３のファイバブラッググレーティングを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項11】
前記クランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）の測定値を決定するステップは、決定された前記温度値に基づいて、熱変動によるひずみ値を計算するステップと、
前記第１のひずみの前記測定値から熱変化によるひずみ値を差し引いて、機械的影響のみに依存する第１の有効ひずみ値を取得するステップと、
前記第２のひずみの測定値から熱変化によるひずみ値を差し引いて、機械的影響のみに依存する第２の有効ひずみ値を取得するステップと、
前記第１の有効ひずみ値および前記第２の有効ひずみ値に基づいて、前記ブレーキ力および／またはブレーキトルクの測定値を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記光ファイバひずみセンサ（２）および／または前記光ファイバ温度センサ（５）は、接続光インターフェース（３）によって前記光読取／質問ユニットに接続され、前記前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）は、前記第１のセンサ要素（２１）によって反射または送信された第１の光スペクトルを含み、
前記第１の光スペクトルは、前記光接続インターフェース（３）によって前記光読取／質問ユニットユニット（４）に到達する、および／または
前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）は、前記第２のセンサ要素（２２）によって反射または送信される第２の光スペクトルを含み、
前記第２の光スペクトルは、前記光接続インターフェース（３）によって前記光読取／質問ユニットユニット（４）に到達する、および／または
前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）は、前記第３のセンサ要素（２３）によって反射または送信された第３の光スペクトルを含み、
前記第３の光スペクトルは、前記接続光インターフェース（３）によって前記光読取／質問ユニットユニット（４）に到達し、
前記光読取／質問ユニット（４）は、前記接続光インターフェース（３）を介して、光活性放射（ＯＡ）又はそれぞれの光活性放射（ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴ）を送信することにより、または前記第１のセンサ要素（２１）および／または前記第２のセンサ要素（２２）および／または前記第３のセンサ要素（２３）のそれぞれを活性化するように構成される、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記複数のセンサ要素（２１、２２）が同じファイバに作られる場合、それぞれのファイバブラッググレーティングのそれぞれは、それぞれの異なる中心動作波長（λ１、λ２）に関連付けられ、前記方法はさらに、
前記光読取／質問ユニット要素（４）によって、長分割多重（ＷＤＭ）伝送技術を使って、前記接続光インターフェース（３）を介して、それぞれの動作波長（λ１、λ２）で、それぞれの光活性放射（ＯＡ１、ＯＡ２）を複数のセンサ要素（２１、２２）に送信するステップと、
前記接続光インターフェース（３）を介して受信し、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を使用して逆多重化することにより、前記複数のセンサ要素（２１、２２）のそれぞれによって反射または送信されたそれぞれの光スペクトルを区別するステップを含む、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項14】
前記複数のセンサ要素が同じファイバに作られ、前記センサによって放出される前記フォトニック信号が送信された光スペクトルを含む場合、前記接続光インターフェース（３）は、波長多重化された第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または第３の光活性放射（ＯＡＴ）に共有される入力接続光ファイバ（３２）と、波長多重化された第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または第２のフォトニック信号（Ｌ２）および／または第３フォトニック信号（ＬＴ）に共有される出力接続光ファイバ（３３）を含み、前記複数のセンサ要素が同じファイバに作られ、前記センサによって放出される前記フォトニック信号が反射光スペクトルを含む場合、前記接続光インターフェース（３）は、波長多重化された第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または第３の光活性放射（ＯＡＴ）と、波長多重化された第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または第２のフォトニック信号（Ｌ２）および／または第３フォトニック信号（ＬＴ）を形成する反射スペクトルを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記ケーシング（９）は、ポリマーまたは鉱物材料で作られ、前記ブレーキパッド（１０）とは異なり、
所定の形状および寸法を有し、前記ブレーキパッド（１０）に固定および／またはそれに組み込むことができ、
前記ケーシング（９）は、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）と光ファイバ温度センサ（５）、および光接続インターフェース（３）の少なくとも一部を収容するように構成され、
前記カプセル化のステップは、
前記ケーシング（９）内に少なくとも１つの前記光ファイバひずみセンサ（２）を埋め込むこと、
前記ケーシング（９）を、前記ブレーキパッド（１０）に組み込み、および／またはブレーキパッドの製造中に、前記摩擦材料（Ｍ）の前記部分の所定位置で、ブレーキパッド（１０）に固定することを含む、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項16】
前記ケーシング（９）に前記少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を埋め込むステップは、前記光ファイバセンサ（２、５）を含む１つまたは複数の光ファイバ（２５、２６）、および／または、前記光インターフェース（３）の１つまたは複数の接続ファイバ（３）を、接着剤（７）によって、前記ケーシング（９）の所与の位置（７１）に、前記光ファイバを正しい位置に向けて配線するように組み込むステップと、
接着剤（７）によって、前記ケーシング（９）の特定のケーシング部分（７１）の内側で、キャピラリ接続チューブ（７３）内に、前記光インターフェース（３）の一つ又は複数の接続ファイバを接着剤によって組み込むステップであって、前記キャピラリ接続チューブ（７３）は前記ケーシング（９）から出て、コレクタ（７４）に向けてキャピラリチューブ又はフレーム構造（７５）によって前記ブレーキパッド上に配線され、前記コレクタ（７４）は、前記ブレーキパッドに固定され、前記ブレーキキャリパの外で前記光読取／質問ユニット要素（４）に接続可能な前記光接続インターフェース（３０）の保護出力チューブに接続可能である、ステップを含み、
前記ケーシング（９）の適切な部分（７１）の内側に接着剤（７）によって固定された、前記少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を含む前記ケーシング（９）と前記キャピラリ接続管（７３）が、検出要素（９０）を形成する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記ケーシング（９）は、鉱物および／またはプラスチックおよび／またはポリマー材料および／または樹脂化合物で作られ、前記カプセル化するステップは、
接着剤を用いた組み立てまたはケーシング（９）との一体成形のいずれかによって、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を組み込むステップと、
前記ブレーキパッドの製造中に、ベースプラットフォーム（１１）と前記ケーシング（９）の間の形状結合又は機械結合によって、前記パッド（１２）の前記摩擦材料の内側で、前記ブレーキパッドの前記ベースプラットフォーム又はプレート（１１）の事前定義された位置に、前記ケーシング（９）、前記コレクタ（７４）、キャピラリチューブ又はフレーム構造（７５）を含む前記検出要素（９０）を、前記ブレーキパッド（１０）に固定する及び／又は前記ブレーキパッド（１０）に組み込み、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）が前記摩擦材料（Ｍ）の所望の部分に完全に組み込まれるようにするステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記方法のステップは、ディスクブレーキキャリパの一方または両方のパッド（１０）で実行され、各パッド（１０）は、それに関連するおよび／またはそれに結合されるそれぞれの光読取／質問ユニット（４）を含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項19】
前記方法のステップは、ディスクブレーキキャリパの両方のパッド（１０）で実行され、前記受信するステップと前記生成するステップは、前記ブレーキキャリパに関連し、一つ光学インターフェース（３）又は２つの異なる光インターフェース（３）によって前記両方のパッド（１０）に動作上接続された単一の光読取／質問ユニット（４）により実行される、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項20】
前記方法のステップは、車両のブレーキシステムの複数のディスクブレーキキャリパの両方のパッド（１０）で実行され、前記受信するステップと前記生成するステップは、車両のブレーキシステムの前記複数のディスクブレーキキャリパのすべてのブレーキキャリパのパッドに動作可能に接続された１つまたは複数の光読取／質問ユニット（４）によって実行される、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項21】
測定された前記第１ひずみ（Ｓ１）と前記第２ひずみ（Ｓ２）の時間変化に基づいて、前記クランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）のリアルタイムの動的測定値を取得するステップ、および／または前記光ファイバセンサ（２、５）の誤動作の可能性を検出するステップ、および／または
前記光ファイバセンサ（２、５）による検出に基づいて、パッド摩耗レベル（１０）を推定するステップ、および／または
前記光ファイバセンサ（２、５）による検出に基づいて、ブレーキ摩擦によって放出された粒子レベルを推定するステップ、および／または
ブレーキイベント時、前記ブレーキキャリパの両方のパッドの光ファイバセンサ（２１、２２）によって実行された測定に基づいて、ブレーキ圧力を測定し、ブレーキの有効摩擦係数を計算し、前記ブレーキキャリパの実際のクランプ力を計算するステップ、
ブレーキングイベント時、１つまたは複数のブレーキキャリパのパッド上の光ファイバセンサ（２、５）によって行われた測定に基づいて、１つまたは複数のブレーキキャリパのパッドのブレーキ圧力間の不均衡の可能性を測定するステップ、
ブレーキイベント時、１つまたは複数のブレーキキャリパにおける前記１つまたは複数のパッド上の前記光ファイバセンサ（２、５）によって実行される検出に基づいて、１つまたは複数のブレーキキャリパパッドの誤動作を検出するステップ、の一つ又は複数を含む、請求項１から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項22】
車両用摩擦ブレーキシステムのブレーキキャリパ用センサ付ブレーキパッド（１０）であって、前記ブレーキパッド（１０）は、ブレーキイベント時、ブレーキキャリパによって摩擦ブレーキディスクに接触させられたときにブレーキ摩擦を発生するように構成された材料で作られたブレーキパッド（１）と、
前記ブレーキパッド（１０）のベースプレートまたはプラットフォーム（１１）に付着する前記ブレーキパッド（１０）の前記摩擦材料（Ｍ）の一部に組み込まれた、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を含むケーシング（９）であって、前記摩擦材料（Ｍ）の前記一部は摩擦に敏感で、基準接線方向（ｘ）に関して前記ケーシング（９）が受ける接線せん断ひずみ（Ｓｔ－ｅｆｆ）は前記ブレーキパッド（１０）に作用する接線方向の力（Ｆｔ）を表し、法線方向（ｙ）に関して前記ケーシング（９）が受ける法線方向力（Ｆｎ－ｅｆｆ）は前記ブレーキパッド（１０）に作用する法線方向の位置から（Ｆｎ）を表すとともに、前記ブレーキディスクに加わるクランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）を表す、ケーシング（９）とを含み、
前記少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）は、
事前定義された第１の空間方向（ｗ１）に沿ってケーシング（９）の第１の位置に存在する第１のひずみ（Ｓ１）を検出し、前記第１のひずみ（Ｓ１）は、前記ケーシング（９）に作用する前記法線方向の力（Ｆｎ－ｅｆｆ）と前記接線方向の力（Ｓｔ－ｅｆｆ）の両方に依存し、
事前定義された前記第２の空間方向（ｗ２）に沿って前記ケーシング（９）の第２の位置に存在する第２のひずみ（Ｓ２）を検出し、前記第２のひずみ（Ｓ２）は、前記ケーシング（９）に作用する前記法線方向の力（Ｆｎ－ｅｆｆ）と前記接線方向の力（Ｓｔ－ｅｆｆ）の両方に依存し、
検出された前記第１のひずみ（Ｓ１）を表す第１のフォトニック信号（Ｌ１）と、検出された第２のひずみ（Ｓ２）を表す第２のフォトニック信号（Ｌ２）を生成し、
前記ブレーキパッドはさらに、前記光ファイバひずみセンサ（２）に接続され、前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および第２のフォトニック信号（Ｌ２）を送信するために光読取／質問ユニット（４）に接続されるように構成された接続光インターフェース（３）を含む、ブレーキパッド。
【請求項23】
前記光ファイバひずみセンサ（２）は、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサであり、前記第１の空間方向（ｗ１）および前記第２の空間方向（ｗ２）は、前記接線基準方向（ｘ）および前記法線基準方向（ｙ）とは異なる方向である、請求項２２に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項24】
前記第１の空間方向（ｗ１）と前記第２の空間方向（ｗ２）が、前記法線基準方向（ｙ）に対して対称である、または前記第１の空間方向（ｗ１）と前記第２の空間方向（ｗ２）が、正の接線基準方向（ｘ）に対して相補角を形成する、または
前記接線基準方向（ｘ）の正の方向と前記第１の空間方向（ｗ１）によって形成される角度（β）は、前記接線基準方向（ｘ）の負の方向と前記第２の空間方向（ｗ２）によって形成される角度（β）に等しい、請求項２３に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項25】
前記光ファイバひずみセンサ（２）が、複屈折ファイバに配置されたファイバブラッググレーティングタイプのセンサで、前記第１の空間方向（ｗ１）は前記接線基準方向（ｘ）と一致し、
前記第２の空間方向（ｗ２）は前記接線基準方向（ｘ）に垂直な方向である、
請求項２２に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項26】
前記光ファイバひずみセンサ（２）は、前記第１の空間方向（ｗ１）と整列するように配置された光ファイバの第１の部分内の前記第１の位置に配置された第１のファイバブラッググレーティングを含む第１のセンサ素子（２１）と、
前記第２の空間方向（ｗ２）と整列するように配置された光ファイバの第２の部分内の前記第２の位置に配置された第２のファイバブラッググレーティングを含む第２のセンサ素子（２２）とを含む、請求項２２から２５のいずれかに記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項27】
前記第１のセンサ要素（２１）および前記第２のセンサ要素（２２）が単一の光ファイバに含まれる、または前記第１のセンサ素子（２１）および前記第２のセンサ素子（２２）は、２つの異なるそれぞれの光ファイバに含まれる、請求項２６に記載のセンサ付きパッド。
【請求項28】
前記第１の位置および前記第２の位置の近くの第３の位置で、前記ケーシング（９）にカプセル化された少なくとも１つの光ファイバ温度センサ（５）を含み、前記少なくとも１つの光ファイバ温度センサ（５）は、前記第３の位置に存在する温度を検出し、検出された前記温度を表す第３のフォトニック信号（ＬＴ）を生成するように構成され、
前記光接続インターフェース（３）は、光ファイバひずみセンサ（５）にさらに接続され、前記光読取／質問ユニットユニット（４）に接続されて前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を送信するように構成されている、請求項２２から２７のいずれかに記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項29】
前記光ファイバ温度センサ（５）が、ファイバブラッググレーティングタイプの光ファイバ温度センサであり、第１のセンサ要素（２１）および前記第２のセンサ要素（２２）を含む前記光ファイバ（２５）で得られる第３のファイバブラッググレーティングを含む第３のセンサ素子（２３）を含む、または。前記光ファイバ温度センサ（５）は、ファイバブラッググレーティングタイプの光ファイバ温度センサであり、前記第１の位置または前記第２の位置とは異なる第３の位置であって前記ケーシングの外側で前記摩擦材料の中又は前記光ファイバのストレッチに配置されたファイバブラッググレーティングタイプの前記第１のひずみセンサまたは前記第２のひずみセンサを含む光ファイバ（２５，２６）の一つで作られた第３のファイバブラッググレーティングを含む第３のセンサ素子（２３）を含む、請求項２８に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項30】
前記第３のファイバブラッググレーティング（２３）が、前記ケーシング（９）のキャビティまたはキャピラリチューブ（７１）に挿入され、カプセル化されている前記材料の熱膨張および変形現象から隔離されている、請求項２９に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項31】
前記接続光インターフェース（３）が１つ又は複数の接続光ファイバであって、それぞれがセンサ要素（２１、２２、２３）のための光活性放射（ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴ）を運び、それぞれの第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または第２のフォトニック信号（Ｌ２）および／または第３のフォトニック信号（ＬＴ）を形成する反射光スペクトルを運ぶように構成された１つ又は複数の接続光ファイバ、および／または
波長多重化された第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または第３の光活性放射（ＯＡＴ）によって共有される入力接続光ファイバ（３２）と、波長多重化された前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）および／または前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を構成する送信された光スペクトルを共有する出力接続光ファイバ（３３）であって、複数のセンサ要素が同じファイバに作られ、前記センサによって放出される前記フォトニック信号は送信された光スペクトルを含む、前記入力接続光ファイバ（３２）及び前記出力接続光ファイバ（３３）、および／または
波長多重化された前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）によって共有された接続光ファイバ（３５）により、また、波長多重化された前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）および／または前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を形成する反射スペクトルによって共有され、複数のセンサ要素が同じファイバに作られ、前記センサによって放出されるフォトニック信号は反射された反射光スペクトルを含む、請求項２２から３０のいずれかに記載のセンサ付きパッド。
【請求項32】
前記ブレーキパッドの前記摩擦材料（１２）内に前記ブレーキパッドのベースプラットフォームまたはプレート（１１）を含み、さらに少なくとも１つの検出要素（９０）を含み、
前記少なくとも１つの検出要素は、
前記ブレーキパッド（１０）とは異なるポリマーまたは鉱物材料で作られたケーシング（９）であって、前記ブレーキパッド内に固定および／または組み込まれたケーシングであって、前記ケーシングは、前記ケーシング（９）の適当な部分（７１）内に接着剤（７）で固定された少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）と、前記光ファイバ温度センサ（５）と、前記接続光インターフェース（３）の少なくとも一部を収容を収容するように構成された、ケーシングと、
前記ケーシング（９）から出て、前記光インターフェース（３）の１つまたは複数の接続ファイバを囲むように構成された、少なくとも１つのキャピラリ接続チューブ（７３）とを含み、
前記センサ付きパッド（１０）は、前記ブレーキキャリパの外側で前記読取／質問ユニットユニット（４）に接続可能な前記光接続インターフェース（３０）の保護出力チューブに接続できる、前記ブレーキパッドに固定されたコレクタ（７４）を含み、
前記センサ付きパッド（１０）は、前記少なくとも１つのキャピラリ接続チューブ（７３）を前記コレクタ（７４）に配線して接続するように構成されたキャピラリチューブまたはフレーム構造（７５）をさらに含む、請求項２２から３０のいずれかに記載のセンサ付きパッド。
【請求項33】
前記ケーシング（９）が、有機材料および／またはプラスチック材料および／またはポリマー材料および／または樹脂化合物で作られ、接着剤又は一体成形によって少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を組み込み、前記検出要素（９０）は、前記ベースプラットフォーム（１１）と前記ケーシング（９）との間に形状結合又は機械結合（６）によって、前記ブレーキパッドの前記摩擦材料の前記プラットフォーム又はプレート（１１）に、前記コレクタ（７４）および前記フレーム（７５）と共に、前記ブレーキパッド（１０）に固定され、および／または前記ブレーキパッド（１０）に組み込まれ、これにより、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）が前記摩擦材料の所望位置に完全に組み込まれている、請求項３２に記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項34】
複数の検出要素（９０）を含み、前記複数の検出要素のそれぞれが、ケーシング（９）および前記ケーシングの中に組み込まれた少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ（２）を含む、請求項２２から３３のいずれかに記載のセンサ付きパッド（１０）。
【請求項35】
請求項２２から３４のいずれかに記載の少なくとも１つのセンサ付きパッド（１０）を備えた、車両用ディスクブレーキシステム用のブレーキキャリパ。
【請求項36】
ブレーキシステムの少なくとも１つのセンサ付きブレーキパッド（１０）で実行される検出によって、車両の摩擦ブレーキシステムの作動に由来するクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するためのシステム（１００）であって、請求項２２から３４のいずれかに記載の少なくとも１つのセンサ付きパッド（１０）と、
少なくとも１つの第１のフォトニック信号（Ｌ１）および少なくとも１つの第２のフォトニック信号（Ｌ２）を受信するために、少なくとも１つのセンサ付きパッド（１０）の光接続インターフェース（３）に光学的に接続された光読取／質問ユニット（４）であって、
前記光読取／質問ユニット（４）は、受信された第１のフォトニック信号（Ｌ１）と第２のフォトニック信号（Ｌ２）に基づいて、第１の検出ひずみ（Ｓ１）および第２の検出ひずみ（Ｓ２）を表す１つまたは複数の電気信号（Ｅ１、Ｅ２）を生成するように構成された、光読取／質問ユニット（４）と、
前記１つまたは複数の電気信号（Ｅ１、Ｅ２）を受信するために前記光読取／質問ユニット（４）に接続された、センサ付きパッドの外部にある遠隔制御ユニット（２０）であって、
前記遠隔制御ユニット（２０）は、１つまたは複数の電気信号（Ｅ１、Ｅ２）を処理して、前記クランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）の測定値を取得し供給するように構成されている、システム（１００）。
【請求項37】
前記光読取／質問ユニット（４）が、前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）を送信することによって前記センサ付きパッド（１０）に組み込まれた前記センサ要素（２１、２２、２３）に含まれる各ファイバブラッググレーティングを活性化するように構成される、請求項３６に記載のシステム（１００）。
【請求項38】
複数のセンサ要素（２１、２２）が同じファイバ内に作られている場合、それぞれのファイバブラッググレーティングのそれぞれが異なる中心動作波長（λ１、λ２）に関連付けられ、前記光読取／質問ユニット（４）は、前記光接続インターフェース（３）を介して、前記光活性放射（ＯＡ１、ＯＡ２）を、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送技術によって、それぞれの動作波長（λ１、λ２）で前記複数のセンサ要素（２１、２２）に送信するように構成され、
前記光読取／質問ユニット（４）は、前記接続光インターフェース（３）を介して受信し、複数のセンサ要素（２１、２２）のそれぞれによって反射または送信されたそれぞれの光スペクトルを、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を使用した逆多重化によって区別するようにさらに構成された、請求項３７に記載のシステム（１００）。
【請求項39】
前記光学的読取／質問ユニットユニット（４）が、前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または温度センサが存在する場合は前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）を送信するように構成された広帯域光放射源（４０）と、
受信する波長および／または複数の波長を選択するように構成され、さらにこれらの少なくとも１つの前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または少なくとも１つの前記第２のフォトニックのそれぞれを受信して少なくとも１つの前記第１の電気信号（Ｅ１）および／または前記第２の電気信号（Ｅ２）に変換する、および／または前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を受信して前記第３の電気信号（ＥＴ）に変換するように構成された光電子分光計受信機（４１）を含む、請求項３６から３８のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項40】
前記光学的読取／質問ユニットユニット（４）が、前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）を送信するように構成された調整可能な光放射源（４２）と、
前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）を受信し、それを前記第１の電気信号（Ｅ１）に変換し、前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）を受信し、それを前記第２の電気信号に変換する、および／または前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を受信し、それを前記第３の電気信号（ＥＴ）に変換するように構成されたフォトダイオード光電子受信機（４３）を含む、請求項３６から３８のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項41】
前記光読取／質問ユニットユニット（４）は、ＰＩＣ（フォトニック集積回路）技術を実装する単一の集積フォトニック回路によって作られ、前記単一の集積フォトニック回路は、
前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）を送信するように構成された広帯域光放射源（４０）と、
それぞれのフォトニック信号を選択するために、照会されたファイバブラッググレーティングの波長に調整できる少なくとも１つの光波長フィルタリング要素（４４）と、
前記第１のフォトニック信号（Ｌ１）および前記第２のフォトニック信号（Ｌ２）から選択されたフォトニック信号を受信し、それを前記第１の電気信号（Ｅ１）または第２の電気信号（Ｅ２）に変換する、および／または、選択された場合、前記第３のフォトニック信号（ＬＴ）を受信し、それを前記第３の電気信号（ＥＴ）に変換するフォトダイオード光電子受信機を含む、請求項３６から３８のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項42】
前記センサ付パッドは、請求項２５に係るセンサ付きパッドで、複屈折ファイバ（ｆｂ）に配置されたファイバブラッググレーティングタイプのセンサ（２）を含み、前記読取／質問ユニット（４）は、
前記第１の光活性放射（ＯＡ１）および／または前記第２の光活性放射（ＯＡ２）および／または前記第３の光活性放射（ＯＡＴ）を送信するように構成された調整可能な光放射源（４２）と、
異なる第１および第２複屈折偏光を持つ２つのコンポーネントで構成され、複屈折ファイバブラッググレーティングによって反射または透過されたフォトニック信号を受信し、第１の偏光を有する成分に対応する第１光ビーム（Ｌ１ａ）と第２の偏光を有する成分に対応する第２の光ビーム（Ｌ１ｂ）を生成するように構成された偏光ビームスプリッタ（４５）と、
第１の光ダイオード（Ｌ１ａ）を受信し、対応する第１の電気信号（Ｅ１ａ）を生成するように構成された第１のフォトダイオード光電子受信機（４３ａ）と、
第２の光ビーム（Ｌ１ｂ）を受信し、対応する第２の電気信号（Ｅ１ｂ）を生成するように構成された第２の光ダイオード光電子受信機（４３ｂ）を含む、請求項３６から３８のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項43】
前記光読取／質問ユニット（４）が、センサ付きパッド（１０）に統合および／または収容されている、請求項３６から４２のいずれかに記載のシステム。
【請求項44】
１つまたは複数のブレーキキャリパ（２００、３００）に属する複数のセンサ付きパッド（１０１、１０２、１０３、１０４）と、前記複数のセンサ付きパッドの各センサ付きパッドに動作可能に接続されている単一の光読取／質問ユニット（４）を含む、請求項３６から４３のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項45】
前記遠隔制御ユニット（２０）が、前記決定された第１のひずみ（Ｓ１）および第２のひずみ（Ｓ２）に基づいて、および／または前記決定された第１のひずみ（Ｓ１）、第２のひずみ（Ｓ２）及び温度に基づいて、クランプ力（ＣＦ）および／またはブレーキトルク（ＢＴ）を計算するように適合されたアルゴリズムを実行するように構成された、１つまたは複数のソフトウェアプログラムが格納されている少なくとも１つのプロセッサを含む、請求項３６から４４のいずれかに記載のシステム（１００）。
【請求項46】
請求項３５に記載の複数のブレーキパッドを含む、及び又は、請求項３５から４５のいずれかに係る、前記ディスクブレーキシステムの作動に由来するブレーキ力及び／又はブレーキトルクを検出し測定するためのシステム（１００）を含む、車両用のディスクブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブレーキパッドに組み込まれたフォトニックセンサ（すなわち、光ファイバセンサ）によって車両ブレーキシステムのクランプ力および／またはブレーキ力を検出および測定するための方法およびシステムに関する。
【0002】
本発明はさらに、前述の方法を実施することを可能にするために装備されたセンサ付きブレーキパッドに関する。
【背景技術】
【0003】
ブレーキシステムを制御、監視、および作動させるために、電子制御ディスクブレーキシステムでは、ブレーキ動作中にブレーキシステムのブレーキキャリパによって適用されるクランプ力の値またはブレーキトルクの値（およびできれば両方）をリアルタイムで可能な限り正確に知ることが非常に役立つ。
【0004】
しかし、ブレーキシステムのブレーキキャリパによって加えられるクランプ力および／またはブレーキトルクを直接、正確に、そして確実に測定することは困難である。
【0005】
クランプ力および／またはブレーキトルクの間接的であるが潜在的に効果的な測定のオプションは、ブレーキングイベント時のブレーキキャリパによって生じる、ブレーキキャリパに属するブレーキパッド内で作用する力または他の関連する量を測定することである。
【0006】
この目的のために、ブレーキパッド自体でそのような情報を検出および提供することができる、力センサおよび／または他の力関連量（例えば、ひずみ）の他のセンサを組み込むことができることが望ましい。
【0007】
しかしながら、既知の技術によって利用可能にされた力および／またはひずみセンサは、それらが十分に小型化およびコンパクトでないか、またはそれらが作動のために外部に容易に接続できないために、または、読み取り、または温度変化に敏感すぎるか、高温で動作するのに十分な堅牢性がないため、さらに、ブレーキパッドなどのかなりの温度変動にさらされる環境での動作には不適切であるために、ブレーキパッドの本体に組み込むのに適していない。
【0008】
前述の欠点の少なくともいくつかは、例えば、圧電または圧電抵抗現象に基づく既知の力および／またはひずみセンサに当てはまる。
【0009】
これを考慮すると、他の量の検出に基づいて、またはブレーキパッドまたはキャリパ自体の外部で行われた力の検出に基づいて、クランプ力および／またはブレーキトルクの値を間接的に推定および／または計算することを試みることが可能である。しかしながら、これは、そのような推定または計算が必要な精度要件を完全に満たさないという事実に由来するさらなる欠点を引き起こす。
【0010】
センサ技術の技術分野は幅広いソリューションを提供するが、既知のソリューションは、（十分にコンパクトでない、複雑すぎて侵襲的である、または温度に対して十分に堅牢であるために）実用的な観点からブレーキパッドに簡単に組み込むことができないセンサ、または、十分な精度でクランプ力および／またはブレーキトルクの値を取得することができない間接的な測定値を提供するセンサ、を提供するものである。
【0011】
したがって、力センサまたはクランプ力および／またはブレーキトルクに関連する他の量（例えば、ひずみ）のセンサであって、コンパクトで、小型化され、作動／読み取りが容易であり、ブレーキパッドの本体に実際に組み込まれるのに適しており、性能にまったく影響を与えることなく、同時にすべての環境および動作条件において、ブレーキキャリパによって加えられるクランプ力および／またはブレーキトルク（および／または両方）を、ブレーキ動作中のすべての環境および動作条件において、高精度、高信頼性、リアルタイムに決定できる、センサが必要とされる。
【0012】
上記のように、そのような要件は、従来技術から現在利用可能な解決策によって完全には満たされていない。
【発明の概要】
【0013】
本発明の目的は、ブレーキシステムのブレーキパッドで実行される検出によって、車両ごとの摩擦ブレーキシステムの作動から生じるクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するための方法を提供することである。これにより、先行技術を参照して記載された前述の不利な点を少なくとも部分的に改善し、当該技術分野で特に感じられる前述の要件を満たすことが可能になる。
【0014】
この目的および他の目的は、請求項１に記載のクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するための方法によって達成される。
【0015】
そのような方法のいくつかの好ましい実施形態は、従属請求項２－２１の主題である。
【0016】
本発明のさらなる目的は、請求項１－２１に係るクランプ力および／またはブレーキングトルクを検出および測定するための前述の方法を実行することを可能にするように装備された、車両ブレーキシステムのブレーキキャリパ用のセンサ付きブレーキパッドを提供することである。
【0017】
これらおよび他の目的は、請求項２２に記載のセンサ付きブレーキパッドによって達成される。
【0018】
そのようなパッドのいくつかの好ましい実施形態は、従属請求項２３から３４の主題である。
【0019】
本発明のさらなる目的は、前述のセンサ付きパッドのうちの少なくとも１つを含むブレーキシステム用のブレーキキャリパを提供することである。
【0020】
これらおよび他の目的は、請求項３５に記載のブレーキキャリパによって達成される。
【0021】
本発明のさらなる目的は、前述のセンサー付きパッドの少なくとも１つを使用して、ブレーキシステムの少なくとも１つのブレーキパッドで実行される検出によって、クランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定することを提供することである。 。
【0022】
この目的および他の目的は、請求項３６に記載のクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するためのシステムによって達成される。
【0023】
そのようなシステムのいくつかの好ましい実施形態は、従属請求項３７から４５の主題である。
【0024】
本発明のさらなる目的は、前述のセンサ付きブレーキパッドの少なくとも１つを使用するか、または前述のシステムを使用してクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するブレーキシステムを提供することである。
【0025】
これら及びよび他の目的は、請求項４６に記載のブレーキシステムによって達成される。
【0026】
本発明による方法およびシステムのさらなる特徴および利点は、添付の図を参照して、非限定的な例として与えられる、その好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図7B】７Ｂは、本発明の特定の実施形態による、センサ付きパッドに組み込まれるように適合されたセンサを含む予め形成されたケーシングのそれぞれの実施形態の詳細である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図１から１９を参照して、ブレーキシステム１０のブレーキパッドで行われる検出により、車両の摩擦ブレーキシステムの作動に由来するクランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを検出および測定する方法を説明する。
【0029】
特に図１から３を参照すると、この方法は、最初に、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２をケーシング９にカプセル化するステップと、ブレーキパッド１０のベースプレートまたはプラットフォーム１１に付着する摩擦材料のそれぞれの部分に前述のケーシング９を組み込むステップを含む。
【0030】
摩擦材料Ｍのそのような部分は摩擦に敏感であり、その結果、ケーシング９が接線方向ｘで受ける剪断ひずみ（すなわち、接線ひずみ）Ｓｔ－ｅｆｆは、ブレーキパッドに作用する接線方向の力Ｆｔを表し、図１０に示されるように、ケーシング９が法線方向ｙで受ける法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆは、ブレーキパッド１０に作用する法線方向の力Ｆｎを表す。
【0031】
接線方向および法線方向（ｘ、ｙ）は、ブレーキパッドに作用する力の作用方向を指す。
【0032】
次に、この方法は、前述の少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２によって、事前定義された第１の空間方向ｗ１に沿ってケーシング９の第１の位置に存在する第１のひずみＳ１を検出し、さらに、前述の少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２によって、事前定義された第２の空間方向ｗ２に沿ってケーシング９の第２の位置に存在する第２のひずみＳ２を検出する。
【0033】
少なくとも１つの光ファイバひずみセンサは、前述の第１のひずみＳ１がケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆおよび接線ひずみＳｔ－ｅｆｆの両方に依存し、前述の第２のひずみＳ２がケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎと接線方向のひずみＳｔ－ｅｆｆの両方に依存するように構成される。
【0034】
上述のように、この方法は二重検出を提供し、そのそれぞれは、それぞれの位置で作用する法線方向の力と接線方向の力の成分の両方を表すひずみ情報を含む（それらの力は、最終的には、ブレーキキャリパによって加えられるクランプ力および／またはブレーキトルクに依存する。）。
【0035】
次に、この方法は、光ファイバひずみセンサ２によって、第１の検出されたひずみＳ１を表す第１のフォトニック信号Ｌ１、および第２の検出されたひずみＳ２を表す第２のフォトニック信号Ｌ２を生成するステップを含む。次に、前述の光ファイバひずみセンサ２に光学的に接続された光読取／質問ユニットユニット４によって、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を受信する。
【0036】
この方法は、最終的に、前述の第１の受信光信号Ｌ１および第２の受信光信号Ｌ２に基づいて、光読取／質問ユニットユニット４により、第１のひずみＳ１の値および第２のひずみＳ２の値をそれぞれ決定し、第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２の決定された値に基づいて、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴの測定値を決定する。
【0037】
この方法の一実施形態によれば、前述の光ファイバひずみセンサ２は、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサであり、前述の所定の第１の空間方向ｗ１および第２の空間方向ｗ２は、前記接線方向ｘおよび法線方向ｙ方向とは異なる方向である。
【0038】
可能な実施形態によれば、第１の空間方向ｗ１および第２の空間方向ｗ２は、法線基準方向ｙに関して対称である、すなわち、それらは、正の接線基準方向ｘに関して相補的な角度を形成する。
【0039】
別の実施形態（図２および３に示され、特に右上の図３に示されている参照システム）によれば、第１の空間方向ｗ１と接線基準方向ｘの正の方向によって形成される角度βは、負の接線基準方向ｘを持つ第２の空間方向ｗ２によって形成される角度βに等しい。
【0040】
この方法の別の実施形態によれば、前述の光ファイバひずみセンサ２は、複屈折ファイバに配置されたファイバブラッググレーティングタイプのセンサである。
【0041】
この場合、事前定義された第１の空間方向ｗ１は、接線基準方向ｘと一致し、前述の第２の空間方向ｗ２は、接線基準方向ｘに垂直な方向である。
【0042】
この方法の実施形態（例えば、図２から６に示されている）によれば、光ファイバひずみセンサ２は、第１のセンサ要素２１および第２のセンサ要素２２を含む。
【0043】
第１のセンサ素子２１は、前述の第１の空間方向ｗ１と整列するように配置された光ファイバの第１の部分内に、前述の第１の位置に配置された第１のファイバブラッググレーティングを備える。
【0044】
第２のセンサ素子２２は、第２の空間方向ｗ２と整列するように配置された光ファイバの第２の部分内に、前述の第２の位置に配置された第２のファイバブラッググレーティングを備える。
【0045】
実施形態（図５および６に示されている）によれば、前述の第１のセンサ要素２１および第２のセンサ素子２２は、単一の光ファイバ２５に含まれている。
【0046】
別の実施形態（図３および４に示されている）によれば、前述の第１のセンサ要素２１および第２のセンサ要素２２は、２つの異なるそれぞれの光ファイバ２５に含まれている。
【0047】
この方法の一実施形態によれば、決定するステップは、光読取／質問ユニットユニット４によって、第１のフォトニック信号Ｌ１を表す第１の電気信号Ｅ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を表す第２の電気信号Ｅ２を生成し、次に、前述の第１の電気信号Ｅ１および第２の電気信号Ｅ２を制御ユニット２０に送信し、最後に、前述の第１の電気信号Ｅ１および第２の電気信号Ｅ２に基づいて、１つまたは複数のソフトウェアプログラムによって実行される１つまたは複数のアルゴリズムによって、制御ユニット２０のプロセッサによって、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを計算する。
【0048】
この方法の実施形態によれば、前述の計算ステップは、第１のひずみＳ１と第２のひずみＳ２の決定値との差によって与えられる微分ひずみΔＳに基づいて、基準方向ｘ、ｙに関するセンサの配置に関連する幾何学的パラメータ、パッドおよびパッド内のセンサの位置に関連する幾何学的パラメータ、およびケーシングと摩擦材が作られている材料の摩擦係数を表すパラメータに依存する比例係数を用いて、ブレーキトルクＢＴを計算することを含む。
【0049】
例えば、前述の計算ステップは、微分値ΔＳとブレーキトルクＢＴとの間の以下の比率（数式１）に基づくことができる。
【0050】
【数1】
【0051】
ここで、
β：センサ方向との角度ｗ１、ｗ２；
ν：ケーシング材料のポアソン比；
ｋｇｅｏｍ：パッドの形状に依存する定数；
ｒ：センサ位置の有効半径；
ＥＨＭ：ケーシング材料のヤング率；
ＥＦＭ ：摩擦材料のヤング率；
β：センサ方向との角度ｗ１、ｗ２；
ν：ケーシング材料のポアソン比；
ｋｇｅｏｍ：パッドの形状に依存する定数；
ｒ：センサ位置の有効半径；
ＥＨＭ：ケーシング材料のヤング率；
ＥＦＭ ：摩擦材料のヤング率；
【0052】
この方法の一実施形態によれば、計算のステップは、ブレーキパッドに組み込まれているケーシングに作用する法線方向の力または圧力（例えば、Ｆｎ－ｅｆｆ）に基づいて、クランプ力ＣＦ、すなわちブレーキパッドに作用する法線方向の力を計算することを含む。
【0053】
ケーシングに作用する前述の法線方向の力または圧力Ｆｎ－ｅｆｆは、検出された第１ひずみＳ１および／または検出された第２ひずみＳ２に基づき、基準方向ｘ、ｙに関する配置に関する幾何学的パラメータと摩擦材料のヤング率に依存する比例係数を用いて、計算される。
例えば、前述の計算ステップは、計算されたひずみ（Ｓ１およびＳ２）の平均とクランプトルクＣＦとの間の以下の関係（数式２）に基づくことができる。
例えば、前述の計算ステップは、計算されたひずみ（Ｓ１およびＳ２）の平均とクランプトルクＣＦとの間の以下の関係（数式２）に基づくことができる。
【0054】
【数2】
β：センサｗ１、ｗ２の方向角；
Ａ：パッド相当面積；
ν：ケーシング材料のポアソン係数；
ＥＨＭ：ケーシング材料のヤング率；
ｋ１（ν、β）：システムの特性係数
である。
【0055】
一実施形態（例えば、図４から６に示される）によれば、この方法は、前述の第１および第２の位置の近くに配置された第３の位置で、光ファイバ温度センサ５をケーシング９にカプセル化し、次に、光ファイバ温度センサ５によって、第３の位置Ｔに存在する温度を検出し、検出された温度を表す第３のフォトニック信号ＬＴを生成し、次に、前記光ファイバひずみセンサ５に光学的に接続された光読取／質問ユニットユニット４によって、前述の検出された第３のフォトニック信号ＬＴを受信し、そして、光読取／質問ユニットユニット４によって、第３の受信フォトニック信号ＬＴに基づいて、温度値Ｔを決定するステップを含む。
【0056】
この場合、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴの測定値を決定するステップは、第１のひずみＳ１と第２のひずみＳ２、及び決定された温度値Ｔに基づいて、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴの測定値を決定することを含む。
【0057】
実施形態によれば、光ファイバ温度センサ５は、ファイバブラッググレーティング光ファイバ温度センサである。
【0058】
好ましい実施形態によれば、前述の光ファイバひずみセンサと温度センサは相互に統合されている。より具体的には、（図５、６、および７Ａに示されるように）２つのＦＢＧひずみセンサが同じ光ファイバ２５に含まれる場合、前述の温度センサも同じ光ファイバ２５に含まれる。
【0059】
例えば、光ファイバ温度センサは、第１のセンサ素子２１および第２のセンサ素子２２を含む光ファイバで得られる第３のファイバブラッググレーティングを含む第３のセンサ素子２３を備える。光ファイバ内のそのような第３のブラッググレーティングは、それが配置される材料の熱膨張および変形によって影響されないように、適当なキャビティおよび／またはキャピラリチューブ７１内のケーシング内に組み立てられる。
【0060】
別の実施形態によれば、２つのひずみセンサＦＢＧが２つの異なる光ファイバで構成されている場合、温度センサは、第１の位置又は第２の位置とは異なる第３の位置にあって、ケーシングの外側で摩擦材料の中に配置されるか、またはケーシングに含まれるファイバストレッチに配置された第３の位置に（図４参照）、ひずみセンサの第１又は第２のファイバブラッググレーティングを含む２つのファイバの一方に作られた第３のファイバブラッググレーティングを含む。いずれの場合も、そのような第３のファイバブラッググレーティングは、それがカプセル化されている材料の起こり得る熱膨張および変形現象からそれを隔離するために、ケーシングのキャビティまたはキャピラリチューブ７１に挿入される。
【0061】
別の実施形態（図には示されていない）によれば、光ファイバ温度センサは、第１の光センサ要素２１および第２のセンサ要素２２を含む光ファイバに加えて、専用光ファイバで作られた第３のファイバブラッググレーティングを含む第３のセンサ要素２３を含む。専用光ファイバ内のそのような第３のブラッググレーティングは、それが配置される材料の熱膨張および変形によって影響されないように、適当なキャビティおよび／またはキャピラリチューブ７１内のケーシング内に組み立てられる。
【0062】
前述のファイバブラッググレーティング光学センサ（以下、「ＦＢＧセンサ」とも呼ぶ）は、以下に示すタイプのセンサである。
【0063】
ＦＢＧセンサは、ひずみや温度などのさまざまな物理的パラメータを測定するための非常に感度が高く、用途の広い光学デバイスであることが知られている。最も単純な形式では、ＦＢＧセンサは、光ファイバのコアに刻まれた屈折率の空間的に周期的な変調によって得られる（これは、たとえば、感光性の現象またはフェムトセカンド光パルスを使用して取得できる。）。
【0064】
ＦＢＧセンサは、λＢ＝２ｎｅｆｆΛとして定義されるいわゆる「ブラッグ波長」λＢで入射光を反射する共振条件の存在を利用する。ここで、ｎｅｆｆは光ファイバの基本モードの実効屈折率であり、Λはグレーティングの空間ピッチ（周期性）である。
【0065】
ＦＢＧセンサの動作原理は、ひずみや温度などの外部の影響によって引き起こされる実効屈折率またはグレーティングピッチの変化が、数式３から導出できる動作波長（ブラッグ波長）のそれぞれのシフトΔλＢをもたらすという特性に基づいている。
【0066】
【数3】
【0067】
ここで、
ΔλＢ＝λ－λＢ：基準ブラッグ波長λＢに対するブラッグ波長の変化;
ｋ：スケール係数；
αＴ：熱光学係数である。
ΔλＢ＝λ－λＢ：基準ブラッグ波長λＢに対するブラッグ波長の変化;
ｋ：スケール係数；
αＴ：熱光学係数である。
【0068】
ブラッグ波長シフトは、感度値が約１．２ｐｍ／μεの縦ひずみεと、１５５０ｎｍの範囲のシリコンファイバに対する感度値約１１ｐｍ／℃の温度変化に直線的に依存する。
【0069】
上記のように、ケーシングに組み込まれたＦＢＧセンサ（２）の動作条件下での温度変化に関して、ＦＢＧセンサによって得られたひずみの結果を補正することが適切である。このような補償は、前述の数式１を次の数式４のように展開することによって行うことができる。
【0070】
【数4】
【0071】
ここで、ε＝εＭ＋εＴには２つの寄与が含まれる。１つは純粋な機械的ひずみによるもので、もう１つは熱膨張εＴによって引き起こされる寄与である（αＳＰは材料の熱膨張係数である）。λＢとＴ０で基準ブラッグ波長と基準温度を示し、λとＴで波長と温度のリアルタイム値を数式５で表すことができる。
【数5】
【0072】
この数式５から、純粋な機械的影響εＭが数式６で得られる。
【0073】
【数6】
【0074】
リアルタイムの温度値（εＭの補正値を取得するために上記の式に入力する）は、ＦＢＧひずみセンサ２の近くに配置された緩いチューブに封入されている追加のＦＢＧセンサ（つまり、温度センサ５）を介して取得される。
【0075】
特に、この方法の実施形態によれば、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴの測定値を決定するステップは、決定された温度に基づいて、熱変動によるひずみ値を計算し、機械的効果のみに依存する第１の有効ひずみ値を得るために、第１のひずみの全体的な測定値から熱変動によるひずみ値を差し引き、機械的効果のみに依存する第２の有効ひずみ値を取得するために、第２ひずみの全体的な測定値から熱変動によるひずみ値を差し引き、第１の有効ひずみおよび第２の有効ひずみ値に基づいて、ブレーキ力および／またはブレーキトルクの測定値を決定する。
【0076】
ＦＢＧセンサは「パッシブ」センサである。つまり、電力を供給する必要はなく、光ファイバ内で適切な波長（ブラッグ波長など）で光活性放射を、センサのグレーティングが含まれている光ファイバ部分に送ることにより、照明によって活性化される。これに応答して、ＦＢＧセンサは、光（つまりフォトニック）信号を反射または送信する。これは、入射放射線だけでなく、グレーティング自体が受けるひずみの実装にも依存する。そのようなフォトニック信号は、以下に示される方法の異なる実施形態において、送信された光信号（すなわち、光スペクトル）または反射された光信号（すなわち、光スペクトル）であり得る。
【0077】
この方法の一実施形態によれば、光ファイバひずみセンサ２および／または光ファイバ温度センサ５は、接続光インターフェース３によって光読取／質問ユニットユニット４に接続されている。
【0078】
実施形態によれば、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサが得られる各ファイバと、光読取／質問ユニットユニットへのそれぞれの接続光ファイバとの間の各接続は、ファイバスプライスまたは取り外し可能なフォトニック接続要素（光コネクタ）によって行われる。
【0079】
実施形態によれば、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１は、第１のセンサ要素２１によって反射または送信される第１の光スペクトルを含み、これは、接続光インターフェース３によって光読取／質問ユニットユニット４に到達する。
【0080】
実施形態によれば、前述の第２のフォトニック信号Ｌ２は、第２のセンサ要素２２によって反射または送信された第２の光スペクトルを含み、これは、前記接続光インターフェース３によって光読取／質問ユニットユニット４に到達する。
【0081】
実施形態によれば、前述の第３のフォトニックＬＴ信号は、第３のセンサ要素２３によって反射または送信される第３の光スペクトルを含み、これは、光接続インターフェース３によって光読取／質問ユニットユニット４に到達する。（実施形態では、光接続インターフェースは、光ファイバ温度センサがある光ファイバと同じ光ファイバであり、一方または両方のＦＢＧ光ファイバひずみセンサとともに確認でき、外側に伸びて光インターフェースを形成をする。または、別の実施形態では、センサを含む前述の光ファイバに接続された光ファイバである。）。
【0082】
この方法の一実施形態によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、接続光インターフェース３を介して、光活性放射ＯＡまたはそれぞれの光活性放射ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴ）を送ることによって、第１のセンサ要素２１および／または第２のセンサ要素２２および／または第３のセンサ要素２３を活性化するように構成されている。
【0083】
複数のセンサ要素２１、２２が同じファイバに作られ、それぞれのファイバブラッググレーティングのそれぞれがそれぞれの異なる中心動作波長（λ１、λ２）に関連付けられている場合に適用可能な一実施形態（例えば、図５および６に示される）によれば、光読取／質問ユニット要素４によって、接続光インターフェース３を介して、それぞれの光活性放射ＯＡ１、ＯＡ２を、中央動作波長λ１、λ２で、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送技術を使用して、複数のセンサ要素２１、２２に送信するさらなるステップを含む。その方法はまた、接続光インターフェース３を介して受信し、波長分割多重（ＷＤＭ）を使用する逆多重化によって複数のセンサ要素２１、２２のそれぞれによって反射または送信されるそれぞれの光スペクトルを区別する第１のステップを含む。この方法の実施形態（例えば、図３に示されている。）によれば、複数のセンサ要素が同じ光ファイバに作られ、センサによって放出されるフォトニック信号が透過光スペクトルを含む場合、接続光インターフェース３は、波長多重化される第１のＯＡ１および／または第２のＯＡ２光活性放射によって共有される入力接続光ファイバ３２と、波長多重化される第１のフォトニック信号Ｌ１および／または第２のフォトニック信号Ｌ２および／または第３フォトニック信号を形成する透過光スペクトルによって共有される出力接続光ファイバ３３を含む。
【0084】
複数のセンサ素子２１、２２、および２３が同じ光ファイバ２５で作られている場合に適用可能で、それぞれのファイバブラッググレーティングのそれぞれはがそれぞれ異なる中心動作波長（λ１、λ２、λＴ）に関連付けられている一実施形態（例えば、図５および６に示されている）によれば、この方法は、光読取／質問ユニット要素４によって、波長分割多重（ＷＤＭ）伝送技術により、接続光インターフェース３を介して、それぞれの光活性放射ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴを複数の複数に送信するさらなるステップを含む。この方法は、接続光インターフェース３を介して受信し、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を使用する逆多重化によって複数のセンサ要素２１、２２、２３のそれぞれによって反射または送信されたそれぞれの光スペクトルを区別するさらなるステップを含む。
【0085】
複数のセンサ要素が同じファイバで作られ、センサによって放出されるフォトニック信号が反射光スペクトルを含む場合に適用可能な方法（例えば図６に示される方法）の実施によれば、接続光インターフェース３は、波長多重化された第１の光活性放射ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および第３のＯＡＴ光活性放射によって、また、波長多重化された第１のフォトニック信号Ｌ１、第２のフォトニック信号Ｌ２および第３のＬＴフォトニック信号を形成する反射スペクトルによって共有される。
【0086】
この方法の別の実施形態（図には示されていない）によれば、接続光インターフェース３は、第１の光活性放射ＯＡ１、第２の光活性放射ＯＡ２、および／または第３のＯＡＴ光活性放射の間のそれぞれの光活性放射と、第１のフォトニック信号Ｌ１および／または第２のフォトニック信号Ｌ２および／または第３のフォトニック信号ＬＴの間のフォトニック信号を形成する反射光スペクトルに専用の一つ又は複数の接続光ファイバ（３１，３４）を備える。
【0087】
実施形態の特定の変形例によれば、ファイバブラッググレーティングが得られるファイバと、光読取／質問ユニットユニットへのそれぞれの接続光ファイバとの間の各接続は、ファイバスプライスまたは取り外し可能なフォトニック接続要素によって行われる。
【0088】
この方法の実施によれば、ケーシング９は、ポリマーまたは鉱物材料でできており、ブレーキパッド１０とは異なり、そこに固定および／または組み込むことができ、所定の形状および寸法を有し、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２および光ファイバ温度センサ５、ならびに光接続インターフェース３の少なくとも一部を収容するように適合されている。
【0089】
この場合、カプセル化のステップは、ブレーキパッドの製造中に、摩擦材料Ｍの前述の部分に固定され事前定義された位置に、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２をケーシング９に埋め込むこと、さらに、前記ケーシング９をブレーキパッド１０に組み込むこと、および／またはそれをブレーキパッド１０に固定することを含む。
【0090】
実施形態によれば、ケーシング９に少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２を埋め込むステップは、接着剤７によって、光ファイバセンサ２，５を含む１つまたは複数の光ファイバ２５、２６を、光ファイバを正しい位置に配向し配線するように構成されたケーシング９の所与の部分７１に組み込むことを含む。
【0091】
次に、この方法は、接着剤７を用いて、ケーシング９から出てコレクタ７４に向けてブレーキパッド上に配線されるように構成されたキャピラリ接続チューブ７３内の光インターフェース３の一つ又は複数の接続ファイバをケーシング９の特定のケーシング部分７１内に埋め込むステップを含む。コレクタ７４は、ブレーキパッドに固定され、ブレーキキャリパの外側で読取／質問ユニットユニット４に接続可能な光接続インターフェース３０の保護出力チューブに接続可能である。
【0092】
図７Ａおよび８Ａ（および図７Ｂおよび８Ｂのそれぞれの拡大された詳細）は、接着剤７によってケーシング９内に、また、ケーシング９およびキャピラリ接続チューブ７３内に、ひずみセンサ２を組み込む２つの可能な実施形態を示す。
【0093】
前述の実施形態では、適切な部分７１の内側に接着剤７によって固定された前述の少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２を含むケーシング９およびキャピラリ接続チューブ７３は、検出要素９０を形成する（図９に示される）。
【0094】
図１０から１３において、検出要素９０、コレクタ７４、およびフレーム７５が、センサ付きブレーキパッドのいくつかの例に示されている。図１１から１３は、それぞれ１つ、２つ、および３つの検出要素９０（それぞれがそれぞれのフレーム７５を有する）を組み込んだブレーキパッドの実施形態を示す。
【0095】
図１４は、複屈折ファイバｆｂを備えた実施形態における検出要素９０の組み込みの構造的態様を示している。
【0096】
異なる可能な実施形態によれば、ケーシング９は、鉱物および／またはプラスチックおよび／またはポリマー材料および／または樹脂化合物でできている。
【0097】
可能な実施形態によれば、ケーシング（またはハウジング）９は、実質的に平行六面体の形状を有し、寸法は数十ミリメートル、または数ミリメートルである。
【0098】
特定の実施例によれば、ケーシング９は、２０ｍｍのベース幅、１２ｍｍのベース高さ、および４ｍｍの厚さ以上の寸法を有する。
【0099】
実施形態によれば、カプセル化の前述のステップは、接着剤との組み立てまたはケーシング９の直接一体成形のいずれかによって、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２を組み込むことを含む。
【0100】
実施形態（例えば図９に示される）によれば、この方法は、ブレーキパッドの製造中に、ベースプラットフォーム１１とケーシング９の間で、ブレーキパッド１２の摩擦材料の内側に、形状結合又は機械的連結によって、ブレーキパッドのベースプラットフォーム（又はプレート）１１の固定された予め決められた位置に、ブレーキパッド１０への固定および／またはブレーキパッド１０への組み込みに、前述のコレクタ７４および前述のフレーム７５とともに、前述の検出要素９０を組み込むことを提供する。その結果、少なくとも一つの光ファイバひずみセンサ２が、摩擦材料の所望位置に完全に組み込まれる。
【0101】
一実施形態によれば、方法のステップは、ディスクブレーキキャリパの一方または両方のパッド１０で実行され、各パッド１０は、それに関連付けられ、および／またはそれにバインドされたそれぞれの光読取／質問ユニットユニット４を備える。
【0102】
別の実施形態によれば、この方法のステップは、ディスクブレーキキャリパの両方のパッド１０で実行され、受信および生成の前述のステップは、ブレーキキャリパに関連付けられ且つ単一の光インターフェース３または２つの別個の光インターフェース３によって両パッドに動作連結された単一の光読取／質問ユニットユニット４によって、動作上実行される。
【0103】
別の実施形態（例えば図１９に示される）によれば、この方法のステップは、車両ブレーキシステムの複数のディスクブレーキキャリパの両方のブレーキパッドで実行される。また、前述の受信および生成のステップは、車両ブレーキシステムの前述の複数のディスクブレーキキャリパのすべてのブレーキキャリパのブレーキパッドに動作可能に接続された、１つまたは複数の光読取／質問ユニットユニット４によって実行される。
【0104】
異なる実施形態によれば、この方法は、以下に列挙されたさらなるステップのうちの１つまたは複数を含む。
・測定された第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２の時間変化に基づいて、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴのリアルタイムの傾向を動的測に測定すること、および／または
・光ファイバセンサ２，５の故障を検出すること、;および／または
・光ファイバセンサ２、５によって行われた検出に基づいて、パッド摩耗レベル１０をすいてすること、および／または
・光ファイバセンサ２、５によって行われた検出に基づいて、ブレーキ摩擦によって放出される異物のレベルを推定すること、および／または
・ブレーキイベント時、ブレーキキャリパの両パッド上の光ファイバセンサ２１，２２によって行われる測定に基づいて、ブレーキ圧力を測定し、ブレーキの有効摩擦係数を計算し、ブレーキキャリパの実際のクランプ力を計算すること、および／または
・ブレーキイベント時、光ファイバセンサ２，５によって一つ又は複数のブレーキキャリパのパッド上で行われた測定に基づいて、ブレーキキャリパまたは１つまたは複数のブレーキキャリパのパッドのブレーキ圧力の不均衡を測定すること、および／または
・ブレーキイベント時、光ファイバセンサ２、５によって１つまたは複数のブレーキキャリパの１つまたは複数のパッド上で行われた検出に基づいて、１つまたは複数のブレーキキャリパパッドの誤動作を検出すること。
・測定された第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２の時間変化に基づいて、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴのリアルタイムの傾向を動的測に測定すること、および／または
・光ファイバセンサ２，５の故障を検出すること、;および／または
・光ファイバセンサ２、５によって行われた検出に基づいて、パッド摩耗レベル１０をすいてすること、および／または
・光ファイバセンサ２、５によって行われた検出に基づいて、ブレーキ摩擦によって放出される異物のレベルを推定すること、および／または
・ブレーキイベント時、ブレーキキャリパの両パッド上の光ファイバセンサ２１，２２によって行われる測定に基づいて、ブレーキ圧力を測定し、ブレーキの有効摩擦係数を計算し、ブレーキキャリパの実際のクランプ力を計算すること、および／または
・ブレーキイベント時、光ファイバセンサ２，５によって一つ又は複数のブレーキキャリパのパッド上で行われた測定に基づいて、ブレーキキャリパまたは１つまたは複数のブレーキキャリパのパッドのブレーキ圧力の不均衡を測定すること、および／または
・ブレーキイベント時、光ファイバセンサ２、５によって１つまたは複数のブレーキキャリパの１つまたは複数のパッド上で行われた検出に基づいて、１つまたは複数のブレーキキャリパパッドの誤動作を検出すること。
【0105】
次に、図１から１９を再度参照して、本発明による車両ブレーキシステムの摩擦ブレーキキャリパ用のセンサ付きブレーキパッド１０（またはセンサ付きパッド１０）について説明する。
【0106】
そのようなセンサ付きパッド１０（例えば、図３または図１０に示される）は、ブレーキイベント時にブレーキキャリパによって摩擦ブレーキディスクと接触したときにブレーキ摩擦を生成するように適合された材料で作られたブレーキパッド１を備える。さらに、パッド１０は、ブレーキパッド１０のベースプレートまたはプラットフォーム１１に接着するブレーキパッド１０の摩擦材料Ｍの一部に組み込まれた、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２を含むケーシング９と、接続光インターフェースとを備える。
【0107】
摩擦材料Ｍの部分は摩擦に敏感であるため、ケーシング９が接線基準方向ｘ（すなわち、接線方向）から受ける剪断ひずみＳｔ－ｅｆｆは、センサ付ブレーキパッド１０に作用する接線方向の力Ｆｔを表す。ケーシング９が法線基準方向ｙから受ける法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆは、センサ付ブレーキパッド１０に作用する法線方向の力Ｆｎを表し、ブレーキディスクに加わるクランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢｔを表す。
【0108】
少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２は、以下の動作を実行するように構成される。事前定義された第１の空間方向ｗ１に沿ってケーシング９の第１の位置に存在する第１のひずみＳ１を検出すること。ここで、そのような第１のひずみＳ１は、ケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆと接線方向の力Ｓｔ－ｅｆｆに依存する。また、事前定義された第２の空間方向ｗ２に沿ってケーシング９の第２の位置に存在する第２のひずみＳ２を検出すること。ここで、そのような第２のひずみＳ２は、ケーシング９に作用する法線方向の力Ｆｎ－ｅｆｆと接線方向の力Ｓｔ－ｅｆｆに依存する。さらに、第１の検出されたひずみＳ１を表す第１のフォトニック信号Ｌ１、および第２の検出されたひずみＳ２を表す第２のフォトニック信号Ｌ２を生成すること。
【0109】
光接続インターフェース３は、光ファイバひずみセンサ２に接続され、光読取／質問ユニットユニット４に接続されて、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を送信するように構成されている。
【0110】
センサ付きパッド１０の実施形態によれば、光ファイバひずみセンサ２は、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサであり、前述の所定の第１の空間方向ｗ１および第２の空間方向ｗ２は、前述の接線基準方向ｘおよび法線基準方向ｙとは異なる方向である。
【0111】
センサ付きパッド１０の実施形態によれば、第１の空間方向ｗ１および第２の空間方向ｗ２は、法線基準方向ｙに関して対称である。
【0112】
センサ付きパッド１０の別の実施形態によれば、第１の空間方向ｗ１および第２の空間方向ｗ２は、基準方向ｘの正の向きに対して相補的な角度を形成する。
【0113】
センサ付きパッド１０の別の実施形態によれば、接線基準方向ｘの正の方向と第１の空間方向ｗ１によって形成される角度βは、負の接線基準方向ｘと第２の空間方向ｗ２によって形成される角度βに等しい。
【0114】
センサ付きパッド１０の別の実施形態によれば、前述の光ファイバひずみセンサ２は、複屈折ファイバに配置されたファイバブラッググレーティングタイプのセンサである。
【0115】
この場合、事前定義された第１の空間方向ｗ１は、接線基準方向ｘと一致し、前述の第２の空間方向ｗ２は、接線基準方向ｘに垂直な方向である。
【0116】
センサ付きパッド１０（例えば、図３から６に示されている）の実施形態によれば、光ファイバひずみセンサ２は、前述の第１の空間方向ｗ１と整列するように配置された光ファイバの第１の部分の前記第１の位置に配置された第１のファイバブラッググレーティングを含む第１のセンサ要素２１と、前記第２の空間方向ｗ２と整列するように配置された光ファイバの第２の部分内の前記第２の位置に配置された第２のファイバブラッググレーティングを備える第２のセンサ素子２２を含む。
【0117】
実施形態によれば、第１のセンサ要素２１および第２のセンサ要素２２は、単一の光ファイバ２５に含まれる。
【0118】
別の実施形態によれば、第１のセンサ要素２１および第２のセンサ要素２２は、２つの異なるそれぞれの光ファイバ２５、２６に含まれる。
【0119】
他の可能な実施形態によれば、光ファイバひずみセンサ（すなわち、ひずみセンサセンブリ）に含まれるセンサ要素は、２つより多い任意の数のセンサ要素を含む。
【0120】
一実施形態（例えば、図４から６に示される）によれば、センサ付きパッド１０は、前述の第１の位置および第２の位置に近い第３の位置でケーシング９にカプセル化された少なくとも１つの光ファイバ温度センサ５をさらに備える。
【0121】
少なくとも１つの光ファイバ温度センサ５は、第３の位置に存在する温度を検出し、検出された温度を表す第３のフォトニック信号ＬＴを生成するように構成される。
【0122】
このような場合、接続光インターフェース３は、光ファイバひずみセンサ５にさらに接続され、光読取／質問ユニットユニット４に接続されて、第３のフォトニック信号ＬＴも送信するように構成されている。
【0123】
実施形態によると、光ファイバ温度センサはファイバブラッググレーティング光ファイバ温度センサである。
【0124】
実施例によれば、前述の光ファイバひずみセンサと温度センサは相互に統合されている。
【0125】
実施形態によれば、光ファイバ温度センサ５は、ファイバブラッググレーティングタイプの光ファイバ温度センサであり、前述の第１のセンサ要素２１と第２のセンサ要素２２を含む光ファイバ２５に得られた第３のファイバブラッググレーチングをからなる第3のセンサ要素２３を含む。専用光ファイバ内のそのような第３のブラッググレーティングは、それが配置される材料の熱膨張および変形によって影響されないように、ケーシング内で適切なキャビティおよび／またはキャピラリチューブ７１に組み立てられる。
【0126】
別の実施形態によれば、光ファイバ温度センサ５は、ファイバブラッググレーティングタイプの光ファイバ温度センサであり、ファイバブラッググレーティングタイプの第１または第２ひずみセンサを含む光ファイバ（２５，２６）の一方であって、第１の位置又は第２の位置とは異なり、ケーシングの外側でケーシング内の摩擦材料又はファイバ部分に配置された第３の位置に得られ、第３のファイバブラッググレーティングからなる第３のセンサ素子２３を含む。いずれの場合も、この第３のファイバブラッググレーティングは、ケーシングのキャビティたはキャピラリチューブ７１に挿入され、それがカプセル化されている材料の起こり得る熱膨張および変形現象から隔離される。
【0127】
一実施形態によれば、センサ付きパッド１０は、パッドの外部の遠隔制御ユニット２０に接続することができる光読取／質問ユニットユニット４をさらに備える。
【0128】
光読取／質問ユニット４は、光インターフェースに光学的に接続されて、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を受信し、第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を表し、検出された第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２を示す少なくとも一つ又は複数の電気信号Ｅ１、Ｅ２を生成するように構成される。前述の１つまたは複数の電気信号Ｅ１、Ｅ２は、遠隔制御ユニット２０に送信されるように構成されている。
【0129】
センサ付きパッド１０の実施形態（例えば、図３に示されている）によれば、接続光インターフェース３は、１つまたは複数の接続光ファイバ３１を含み、それぞれが、それぞれを対象としたそれぞれの光活性放射ＯＡ１、ＯＡ２をセンサ素子２１、２２に送り、第１のフォトニック信号Ｌ１および／または第２のフォトニック信号Ｌ２の間でそれぞれのフォトニック信号を形成するそれぞれの光反射スペクトルを送るように構成されている。
【0130】
センサ付きパッド１０の別の実施形態（例えば、図４に示されている）によれば、接続する光ファイバ３１の１つは、（光放射および、温度センサ２３も含む同じ光ファイバ２５に含まれるひずみセンサＦＢＧによって反射されるフォトニック信号に加えて）温度センサ２３のそれぞれの光活性放射ＯＡＴを運び、第３のフォトニック信号ＬＴを形成するそれぞれの光反射スペクトルを運ぶようにさらに構成される。
【0131】
センサ付きパッド１０の別の実施形態（例えば図５に示されている）によれば、オプションの接続インターフェース３は、波長多重化される第１のＯＡ１および／または第２のＯＡ２光活性放射によって共有される入力接続光ファイバ３２と、波長多重化された第１のフォトニック信号（Ｌ１）および／または第２のフォトニック信号（Ｌ２）を形成する送信光スペクトルによって共有される出力接続光ファイバ３３を含み、複数のセンサ要素は同じファイバで得られ、センサによって放出されるフォトニック信号は送信された光スペクトルを含む。
【0132】
センサ付きパッド１０の別の実施形態（例えば、図６に示されている）によれば、複数のセンサ要素が同じファイバで得られ、センサによって放出されるフォトニック信号が送信された光スペクトルを含む場合、光接続インターフェース３は、波長多重化された第１の光活性放射ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および／または第３の光活性放射ＯＡＴによって、また、波長多重化された第１のフォトニック信号Ｌ１および／または第２のフォトニック信号Ｌ２および／または第３のフォトニック信号ＬＴを形成する反射スペクトルによって共有される接続光ファイバを含む。
【0133】
別の実施形態（図には示されていない）では、第３の光活性放射ＯＡＴは、専用接続光ファイバ３４を介して温度センサ５に送信され、第３のフォトニック信号ＬＴは、光反射スペクトルＬＴを含み、これは同じ専用接続光ファイバ３４を介して光読取／質問ユニットユニット４に送信される。
【0134】
実施形態によれば、ファイバブラッググレーティングタイプのセンサが得られるファイバと、光読取／質問ユニットユニットへの接続光ファイバとの間の各接続は、取り外し可能なファイバスプライスまたはフォトニック接続要素によって行われる。
【0135】
一実施形態（例えば、図１０から１３に示される）によれば、センサ付きブレーキパッド１０は、ブレーキパッドの摩擦材料１２内に、ブレーキパッドのベースプラットフォーム（またはプレート）１１を備える。
【0136】
センサパッド１０は、少なくとも１つの検出要素９０をさらに含み、これは少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２（適切な空洞７１内に接着剤７によって固定される）と、少なくとも１つのキャピラリ接続チューブ７３を含むケーシングを有する。
【0137】
ケーシング９は、鉱物および／またはプラスチックおよび／またはポリマー材料および／または樹脂化合物で作られ、ブレーキパッド１０とは異なり、ブレーキパッド１０内に固定および／またはそれに組み込むことができる。ケーシング９は、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２、光ファイバ温度センサ５、ならびに接続光インターフェース３の少なくとも一部を収容する（また動作条件下で収容する）ように構成される。
【0138】
ケーシング９から出る少なくとも１つのキャピラリ接続チューブ７３は、光インターフェース３の１つまたは複数の接続ファイバを囲むように構成される。
【0139】
この場合、センサ付きパッド１０は、ブレーキパッドに固定され、ブレーキキャリパの外部にある接続光インターフェース３０の保護出力チューブに接続可能であり、読取／質問ユニットユニット４に接続可能なコレクタ７４をさらに備える。 １つのキャピラリ接続管７３は、コレクタ７４に向かって配線され、それに接続される。
【0140】
実施形態によれば、ケーシング９は、接着剤７によってセンサ付きパッド１０に固定され、これは、光ファイバセンサ２、５を含む１つまたは複数の光ファイバ２５、２６を、光ファイバを正しい位置に配線するように構成されたケーシング９の所定位置７１に固定する。そのような固定構造７は、ケーシング９の２つの実施形態（図７Ａおよび８Ａに示されている）で使用される。
【0141】
より具体的な実施形態によれば、前述のケーシング９は、鉱物および／またはプラスチックおよび／またはポリマー材料および／または樹脂化合物でできており、そこには少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２が接着剤又は一体成形によって組み立てることにより埋め込まれている。
【0142】
そのような場合、前述の検出要素９０は、ベースプレート１１とケーシング９との形状結合又は機械結合によって、ブレーキパッドの摩擦材料１２において、ベースプレート又はプレート１１の固定された予め定義された位置で、ブレーキパッド１０に固定されるおよび／又はブレーキパッド１０に組み込まれる。これにより、少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２が摩擦材料Ｍの所望の部分に完全に組み込まれる。
【0143】
図７Ａおよび８Ａ（および図７Ｂおよび８Ｂのそれぞれの拡大された詳細）は、接着剤７によってケーシング９内に、またケーシング９内の特定のキャビティ７１の内側でキャピラリ接続チューブ７３の内側に、ひずみセンサ２を組み込む２つの実施形態を示す。
【0144】
一実施形態によれば、センサ付きパッド１０は複数の検出要素９０を含む。検出要素は、摩擦材料Ｍの一部に固定され、ケーシング９，それに組み込まれたそれぞれの少なくとも１つの光ファイバひずみセンサ２、接着剤７、およびケーシング９の適切なキャビティ７１を含む。
【0145】
図１１、１２、１３は、それぞれ１つ、２つ、および３つの検出要素９０を含む、センサ付きパッド１０の３つの異なる実施形態を示している。
【0146】
前述の特徴により、センサ付きパッド１０は、検出要素９０を配置する位置の選択に関して大きな柔軟性を有することを特徴とする。実際、光ファイバひずみセンサ２を含む検出要素９０の数および位置に関して、多くの異なる実施形態が可能である。
【0147】
次に、車両のディスクブレーキシステム用のブレーキキャリパについて説明する。そのようなブレーキキャリパは、上記の実施形態のいずれか１つに係る１つまたは２つのセンサ付きブレーキパッド１０を備える。
【0148】
図１から６および１５－１９を参照して、車両用摩擦ブレーキシステムの作動に由来するクランプ力および／またはブレーキトルクをブレーキシステムの少なくとも１つのセンサ付きブレーキパッド１０によって検出および測定するためのシステム１００について、以下で実行される検出によって説明する。
【0149】
ブレーキ力および／またはブレーキトルク１００を検出および測定するためのそのようなシステムは、上記の実施形態のいずれか１つによる少なくとも１つのセンサ付きパッド１０を備え、さらに、光読取／質問ユニットユニット４および遠隔制御ユニット２０を備える。
【0150】
光読取／質問ユニットユニット４は、少なくとも１つのセンサ付きパッド１０の光接続インターフェース３に光学的に接続されて、前述の少なくとも１つの第１のフォトニック信号Ｌ１および少なくとも１つの第２のフォトニック信号Ｌ２を受信する。
【0151】
光読取／質問ユニット４は、前述の受信した第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２に基づいて、第１に検出されたひずみＳ１および第２に検出されたひずみＳ２を表す１つまたは複数の電気信号Ｅ１、Ｅ２を生成するように構成される。
【0152】
センサ付きパッドの外部にあるリモートコントロールユニット２０は、光読取／質問ユニットユニット４に接続されて、１つまたは複数の電気信号Ｅ１、Ｅ２を受信し、そのような１つまたは複数の電気信号Ｅ１、Ｅ２を処理して、クランプ力ＣＦの測定値および／またはブレーキトルクＢＴの測定値を提供する。
【0153】
システム１００の実施形態によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、第１の光学活性化放射線ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および／または第３の光活性放射ＯＡＴを送信することによって、センサ付パッド１０に組み込まれたセンサ要素２１、２２、２３に含まれる各ファイバブラッググレーティングを活性化するようにさらに構成される。
【0154】
システム１００の異なる実施形態は、方法を説明しながら上で説明され、図４から６に示されているひずみセンサ（および可能な追加の温度センサ）の異なる配置に対応する。
【0155】
特に、システム１００（図５および６に示されている）の実施形態は、複数のセンサ要素２１、２２、および２３が同じ光ファイバで作られ、それぞれのファイバブラッググレーティングがそれぞれの異なる中心動作波長λ１、λ２、λＴに関連付けられていることが言及されている。
【0156】
この場合、光読取／質問ユニット要素４は、接続光インターフェース３を介して、それぞれの動作波長λ１、λ２を中心とする複数のセンサ要素２１、２２、２３にそれぞれの光活性放射ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴを波長分割多重（ＷＤＭ）伝送技術によって送信するようにさらに構成される。
【0157】
さらに、光読取／質問ユニット４は、光接続インターフェース３を介して、多重化センサ要素２１、２２、２３のそれぞれによって反射または送信されたそれぞれの光スペクトルを、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を使用した逆多重化によって受信するように構成される。
【0158】
光読取／質問ユニット４についてのさらなる詳細は、以下に提供される。
【0159】
システム１００（図１５に示されている）の実施形態によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、広帯域光放射源４０、光サーキュレータ４６、および光電子分光計受信機４１を備える。
【0160】
広帯域光放射源４０は、前述の第１の光活性放射ＯＡ１、および／または、第２の光活性放射ＯＡ２、および／または、温度センサが存在する場合は第３の光活性放射ＯＡＴを送信するように構成される。
【0161】
放出された光放射は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）センサを含む光ファイバを（光サーキュレータ４６の入力ポートおよび貫通ポートを介して）照射し、それぞれの再帰反射フォトニック信号（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を生成するＦＢＧセンサによる応答を引き起こす。これらの信号は、光サーキュレータ４６の出力ポートを介して分光計４１への光電子受信機に結合される。
【0162】
光電子分光計受信機４１は、受信する波長および／または複数の波長を選択するように構成され、さらに、前述の少なくとも１つの第１のフォトニック信号Ｌ１および／または少なくとも１つの第２のフォトニック信号Ｌ２のそれぞれを受信してそれをそれぞれの少なくとも１つの第１の電気信号Ｅ１および／または第２の電気信号Ｅ２に変換する、および／または前述の第３の光子信号ＬＴを受信してそれを前述の第３の電気信号ＥＴに変換するように構成される。
【0163】
システム１００の別の実施形態（図１６に示されている）によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、調整可能な光放射源４２、光サーキュレータ４６、およびフォトダイオード光電子受信機４３を備える。
【0164】
調整可能な光放射源４２は、所与のタイミングで、前述の第１の光活性放射ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および／または第３の光活性放射ＯＡＴのうちの所望の光放射（図１３の例ではＯＡ１）を送信するように構成される。各放射線はそれぞれの所望の波長にある。
【0165】
放出された光放射は、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）センサを含む光ファイバを（光サーキュレータ４６の入力ポートおよび貫通ポートを介して）照射し、波長（例えば、λ１）に敏感なＦＢＧセンサによる応答を決定し、再帰反射フォトニック信号（例えば、Ｌ１）を生成する。この信号は、光サーキュレータ４６の出力ポートを介してフォトダイオード受信機４３に結合される。
【0166】
フォトダイオード光電子受信機４３は、前述の再帰反射フォトニック信号を受信し、それを対応する電気信号に変換するように構成される。例えば、その後、フォトダイオード光電子受信機４３は、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１を受信し、それを第１の電気信号Ｅ１に変換し、次に第２のフォトニック信号Ｌ２を受信し、それを第２の電気信号Ｅ２に変換し、次に第３のフォトニック信号ＬＴを受信し、それを第３の電気信号ＥＴに変換する。
【0167】
システム１００の別の実施形態（図１７に示されている）によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、ＰＩＣ（フォトニック集積回路）技術を使用する単一のフォトニック集積回路によって全体が作られている。この場合、そのような単一の集積フォトニック回路は、広帯域光放射源４０、少なくとも１つの波長光フィルタリング要素４４、および光電子フォトダイオード受信機４３のブロックを含む。
【0168】
広帯域光放射源４０は、第１の光活性放射ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および／または第３の光活性放射ＯＡＴを送信するように構成される。
【0169】
光サーキュレータ４６の入力ポートおよびスルーポートを介して放出された光放射（図１７の例では光放射ＯＡ１、ＯＡ２、ＯＡＴを含む）は、ＦＢＧセンサを含む光ファイバを照射する。それぞれのセンサは、るそれぞれのフォトニック信号Ｌ１、Ｌ２、ＬＴを反射する。信号Ｌ１、Ｌ２、ＬＴの合計によって与えられるフォトニック信号ＷＤＭは、それぞれそれ自体の異なる波長で、光サーキュレータ４６の出力ポートを介して、フィルタ光学素子４４の入力に伝達される。
【0170】
フォトダイオード光電子受信機４３は、選択された光フィルタリング素子４４を介して、前述の第１のフォトニック信号Ｌ１および第２のフォトニック信号Ｌ２を受信し、それらを前記第１の電気信号Ｅ１または第２の電気信号Ｅ２に変換する、および／または、選択された場合は前記第３の光子信号ＬＴを受信してそれを前記第３の電気信号ＥＴに変換するように構成される。
【0171】
システム１００のさらなる実施形態（例えば図１８に示される）によれば、センサ付パッド１０は、複屈折ファイバｆｂに配置されたファイバブラッググレーティングセンサ２を含む。光読取／質問ユニットユニット４は、調整可能な光放射源４２、偏光ビームスプリッタ４５、第１の光電子フォトダイオード受信機４３ａ、および第２の光電子フォトダイオード受信機４３ｂを含む。
【0172】
調整可能な光放射源４２は、所定のタイミングで、第１の光活性放射ＯＡ１および／または第２の光活性放射ＯＡ２および／または第３の光活性放射ＯＡＴを送信するように構成される。
【0173】
光サーキュレータ４６の入力ポートおよびスルーポートによって、放出された光放射（図１８の例では光放射ＯＡ１を含む）は、ＦＢＧセンサを含む複屈折光ファイバを照射する。センサは、それぞれのフォトニック信号を反射する。複屈折ファイバブラッググレーティングによって反射または透過されるフォトニック信号は、異なる第１および第２の複屈折偏光を有する２つの成分で構成される（実際、図１８の例では、２つのフォトニック信号－第１の２つのフォトニック信号Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ－が得られる。）。
【0174】
全体として、フォトニック信号ＷＤＭ（信号Ｌ１ａとＬ１ｂの合計によって図１５に示されている）は、光サーキュレータ４６の出力ポートを介して偏光ビームスプリッタ４５の入力に伝達される。
【0175】
偏光ビームスプリッタ４５は、それぞれ異なる第１および第２の複屈折偏光を有する２つの成分から構成される、複屈折ファイバブラッグ格子によって反射または透過される前述のフォトニック信号を受信し、第１の偏光を有する要素に対応する第１の光ビームＬ１と、第２の偏光を有する要素に対応する第２の光ビームＬ１ｂを生成する。
【0176】
第１のフォトダイオード光電子受信機４３ａは、第１の光ビームＬ１ａを受信し、対応する第１の電気信号Ｅ１ａを生成するように構成される。
【0177】
第２のフォトダイオード光電子受信機４３ｂは、第２の光ビームＬ１ｂを受信し、対応する第２の電気信号Ｅ１ｂを生成するように構成される。
【0178】
複屈折性光ファイバセンサによって生成されたフォトニック信号の受信および処理の詳細に関して、複屈折性光ファイバセンサによって生成されたフォトニック信号を受信および処理するための既知の技術（例えば、Ｓｉｎｇｈ Ｐ．、Ｊｕｌｉｃｈ Ｆ．、Ｒｏｔｈｓ Ｊ．高複屈折光ファイバに刻印されたファイバブラッググレーティングのひずみ感度の依存性」- Optical Sensing and Detection II、2012 - doi10.1117.922733）を使用できる。
【0179】
システムの実施形態（センサ付パッドを説明する際に既に述べた）によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、センサ付パッド１０に統合および／または収容される。この場合、電気信号Ｅは、センサ付パッドから出力され、遠隔制御ユニットに向けられる。
【0180】
システムの別の好ましい実施形態（異なる変形例では、図３から６に示されている）によれば、光読取／質問ユニットユニット４は、センサ付きパッド１０の外部にある。この場合、フォトニック信号Ｌは、（すでに上で説明した方法に従って）ファイバ上のセンサ付きパッドから放出され、光学的読取／質問ユニットユニット４に向けられる。
【0181】
図１９を参照して、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを検出および測定するためのシステム１００のさらなる実施形態がここで説明される。
【0182】
このような場合、システム１００は、車両のブレーキシステムの１つまたは複数のブレーキキャリパ２００、３００に属する複数のセンサ付きパッド１０１、１０２、１０３、１０４と、単一の光学式読取／質問ユニットユニット４とを備える。読取／質問ユニットユニット４は、前述の複数のセンサ付きパッドの各センサ付きパッド１０１、１０２、１０３、１０４に動作可能に接続されている。
【0183】
光読取／質問ユニット４は、光活性放射のそれぞれのペア（ＯＡ１１、ＯＡ１２； ＯＡ２１、ＯＡ２２； ＯＡ３１、ＯＡ３２； ＯＡ４１からＯＡ４２）をセンサブレーキパッド１０１～１０４の光ファイバひずみセンサのそれぞれに送信し、そして、選択された構成に従って、これらの光ファイバひずみセンサのそれぞれから、反射または送信されたフォトニック信号のそれぞれのペア（Ｌ１１、Ｌ１２；Ｌ２１、Ｌ２２；Ｌ３１、Ｌ３２；Ｌ４１、Ｌ４２）を受信する。光読取／質問ユニット４はまた、複数のセンサ付きブレーキパッド１０１から１０４から受信したフォトニック信号（Ｌ１１、Ｌ１２； Ｌ２１、Ｌ２２； Ｌ３１、Ｌ３２； Ｌ４１、Ｌ４２）に基づいて、複数のそれぞれの電気信号（Ｅ１１、Ｅ１２； Ｅ２１、Ｅ２２； Ｅ３１、Ｅ３２； Ｅ４１、Ｅ４２）を生成するように構成される。）。
【0184】
図１９に示される例では、光読取／質問ユニットユニット４に接続された２つのブレーキキャリパが存在する。他の実施例では、そのような数は２つ（例えば、４つ）とは異なる場合がある。
【0185】
さらに、各センサ付きパッドが複数の検出要素を含む他の可能な実施形態では、検出要素のそれぞれは、光読取／質問ユニットユニット４によって照らされ、それぞれの対のフォトニック信号を提供する。この場合、光読取／質問ユニットユニットによって受信され、電気信号に変換されるフォトニック信号の数は２ｘＮｘＫである。ここで、Ｎは各センサ付きパッドの検出要素の数、Ｋは光読取／質問ユニット４に接続されたセンサ付きパッドの数である。
【0186】
さらに、他の可能な実施形態では、センサ付パッドはまた、温度センサ５から得られたそれぞれの第３のフォトニック信号ＬＴを、それぞれの電気信号ＥＴを生成する光読取／質問ユニットユニット４に送信する。
【0187】
様々な可能性のある場合に光読取／質問ユニットユニットによって生成された前述のすべての電気信号は、受け取った複数の電気信号に基づいてクランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを決定することができるリモートコントロールユニット２０に送られる。
【0188】
システム１００の一実施形態によれば、遠隔制御ユニット２０は、少なくとも１つのプロセッサを含み、その中に１つまたは複数のソフトウェアプログラムが格納され、決定された第１のひずみＳ１および第２のひずみＳ２に基づいて、および／または決定された第１のひずみＳ１、第２のひずみＳ２および温度に基づいて、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを計算するように構成されたアルゴリズムを実行するように構成される。
【0189】
より具体的な実施形態によれば、計算のステップは、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴと、ブレーキパッドに組み込まれているそれぞれの位置にあるひずみセンサＦＢＧによって検出されたひずみとの間の事前定義された非線形比によって、クランプ力ＣＦおよび／またはブレーキトルクＢＴを計算することを含む（以上で何度も説明したように、ひずみは、法線力とそれらを生成する力の接線成分の両方の代表値によって検出される）。
【0190】
そのような所定の非線形比は、例えば、制御ユニット２０のプロセッサによってアクセス可能であるように格納されたコンピュータ化されたモデルまたはルックアップテーブルによって表される。
【0191】
前述の所定の非線形比は、例えば、少なくとも１つのひずみセンサ２がブレーキキャリパ１０に組み込まれた後、ブレーキキャリパ１０を使用する前に実行される実験および／または特性評価および／または較正によって決定される。
【0192】
実装例によれば、テストおよび／または特性評価および／または較正の前述のステップは、機能的および／または構造的シミュレーション、例えば、有限要素法（ＦＥＭ）に基づく計算、を含み得る。
【0193】
上記の計算と精緻化により、パッドの1つまたは複数のポイントでのひずみ測定値とクランプ力および／またはブレーキトルクとの間の非線形比を定義することが可能になり、ひずみ測定値に基づいて、クランプ力および／またはブレーキトルクを推定することが可能になる。
【0194】
次に、本発明に含まれる車両用のディスクブレーキシステムについて説明する。
【0195】
一実施形態によれば、ブレーキシステムは、摩擦ブレーキを備えたブレーキシステムを含み、これは、上記の実施形態の１つによる複数のブレーキパッドを含む。
【0196】
別の実施形態によれば、ブレーキシステムは、摩擦ブレーキを備えたブレーキシステムを含み、さらに、上記の実施形態による、ブレーキシステムの実施形態から生じるクランプ力および／またはブレーキトルクを検出および測定するためのシステム１００を含む。
【0197】
本発明の目的は、それらの機能的および構造的特徴により、方法、センサ付きブレーキパッド、および上述したシステムによって完全に達成される。
【0198】
実際、ここで説明する技術ソリューションは、摩擦ブレーキキャリパのブレーキパッドに簡単かつ効果的に統合および／または固定および／または組み込むことができる1つまたは複数のフォトニックセンサを提供し、ブレーキの作動またはブレーキディスク上のブレーキキャリパのクランプ力によって生成されるトルクの結果であるクランプ力の間接的で正確かつ信頼性の高い測定を実現する。
【0199】
光ファイバセンサは、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）テクノロジーに基づくいくつかのひずみセンサ要素で構成されている。
【0200】
センサ要素は、少なくとも２つの異なる位置でひずみを検出することができ、それぞれの位置で作用する法線方向の力および接線方向の力の成分の両方を表すそれぞれのひずみを検出するように構成および／または配置される。
【0201】
次に、各検出位置で局所的に作用する法線方向の力と接線方向の力は密接に関連しており、したがって、クランプ力とブレーキトルクによってブレーキパッドに作用する力を忠実に表している。
【0202】
さらに、少なくとも２つの明確に定義された位置での法線ひずみと接線ひずみの同時検出により、そのような量を効果的に定義することができる。
【0203】
有利には、本発明による技術的解決策は、（上に示されるように）クランプ力およびブレーキトルクの両方を検出および／または決定することを可能にする。
【0204】
有利には、同じくＦＢＧ技術において、少なくとも１つの温度センサがさらに提供され、これにより、さらに正確な、温度補償された推定値を得ることができる。
【0205】
有利なことに、いくつかの実施形態では、ひずみセンサは、所望の位置でブレーキパッドに固定および／または組み込まれ得るポリマーまたは鉱物材料ケーシングに組み込まれる。
【0206】
有利には、光ファイバセンサ要素を含む１つまたは複数の繊維は、接着剤によって正確な配向で前述のケーシングに取り付けることができる。
【0207】
前述の機能により、ブレーキパッドの目的のポイントでのひずみセンサの正しい位置と向きが保証される。
【0208】
前述の機能により、ブレーキパッドの目的のポイントでのひずみセンサの正しい位置と向きが保証される。
【0209】
有利なことに、ブレーキパッド上のいくつかの位置でひずみを検出する可能性は、間接的ではあるが、クランプ力および／またはブレーキトルクをより正確に決定するのに役立つ。
【0210】
前述の特徴のおかげで、センサ付きパッドは、センサを配置する数および位置の選択に関して大きな柔軟性を特徴とする。
【0211】
このシステムは、前述のセンサ付きブレーキパッドで構成されている。ブレーキパッドは、読取／質問ユニットユニットに光学的に接続された光ファイバセンサを含む。読取／質問ユニットユニットは、ブレーキパッドから離れていてもよいし、ブレーキパッドに一体化されていてもよく、ＷＤＭ技術に基づいてひずみ情報の光と電気との間の変換を行う。
【0212】
読取／質問ユニットユニットは、さまざまな電気光学技術に基づいて作成できる。
【0213】
有利なことに、そのような読み取り／照会ユニットは、シリコンベースのフォトニック技術（例えば、ＰＩＣ：フォトニクス集積回路）によって達成することができ、それは、センサ付きブレーキキャリパまたは電子制御ユニットにそれを統合することによってもそのようなユニットを作ることを可能にする。
【0214】
したがって、システムの制御ユニットは、クランプ力および／またはブレーキトルクを非常に正確に、温度補償を使用して、広い動作範囲にわたって決定することができる。
【0215】
さらに、有利なことに、複数のセンサ付きパッド（それぞれが２つ以上のセンサを含む）を単一の読取／質問ユニットユニットに接続して、多数の貴重な信号を提供し、それに基づいて、必要に応じて、クランプ力および／又はブレーキトルクを正確に決定できる。
【0216】
当業者は、上記の実施形態に多くの変更および適合を行うことができるか、または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、偶発的なニーズを満たすために機能的に同等である他の要素に置き換えることができる。 １つの可能な実施形態に属するものとして上記に記載されたすべての特徴は、他の記載された実施形態から独立して実施され得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】