CN101163905B - 具有识别装置的刹车垫及用于识别刹车垫的系统、方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的刹车垫，该刹车垫包括后板(2)和由摩擦材料制成的衬里(3)，其中，该衬里包括适于识别该刹车垫的无线识别装置(4)。本发明的目的是能够无线识别刹车垫，并可以在刹车垫磨损预定量时获得无线信号。

Description

具有识别装置的刹车垫及用于识别刹车垫的系统、方法和用途

技术领域

本发明涉及具有识别装置的刹车垫，和用于识别刹车垫的系统，以及用于识别刹车垫的方法。该刹车垫装置适于识别刹车垫，也适合于探测刹车垫的磨损。

背景技术

在现代车辆中，存在某些车辆上特有的许多功能。这取决于例如车辆是如何规定的。该规定又影响车辆的行驶参数。为了对特定车辆使用正确的设置参数，车辆的系统能够探测影响参数设置的部件非常重要。一个例子是自动变速箱，它将根据是否存在拖车以及拖车的重量来调节自身的换档参数。

能够影响车辆的行驶参数的另一部件是所使用的刹车垫的类型。根据例如车辆的预期使用和/或所使用的刹车盘，可以对车辆配备两种或多种不同的刹车垫类型。在建筑工地使用的车辆可以配备具有较高抗磨性并具有稍微降低的摩擦系数的刹车垫。另一方面，配送车辆可配备有具有高摩擦系数但较低抗磨性的刹车垫。还存在适合于例如湿、热或冷环境的其他类型的刹车垫。

当使用不同类型的刹车垫时，最重要的是车辆的系统具有所使用刹车垫类型的信息，从而对制动系统设置合适的参数。如果车辆是针对一种类型的刹车垫被设置，但同时却在使用不同类型的刹车垫，则制动效率可能受到负面影响。有多种可能的方式将刹车垫的类型记录到车辆的系统。一种方式是让安装或改变刹车垫的人将新刹车垫的类型通过服务计算机或者通过车辆的信息系统中的菜单系统插入到系统中。该方法耗时并且不是非常可靠。

另一种方法是将不同的电阻器与不同刹车垫的探测线串联使用，该方法适合于具有呈磨损的线的形式的传统磨损探测的刹车垫。这类探测成本高，并且要求刹车垫利用连接器连接到系统上。

发明内容

因此，本发明的目的是提供具有便宜而可靠的识别装置的刹车垫，和用于识别刹车垫的可靠系统，以及用于识别刹车垫的可靠方法。

利用包括后板和由摩擦材料制成的衬里的用于车辆的刹车垫，这样实现了本发明：该衬里包括适于识别刹车垫的无线识别装置。

通过根据本发明的刹车垫的第一实施例，实现了刹车垫的无线识别。无论刹车垫是同等类型还是不同类型，这都允许容易而可靠地识别刹车垫。

在根据本发明的刹车垫的有利的另一改进中，识别装置与刹车垫的后板相距预定距离而定位，这将导致识别装置在衬里磨损预定量时断裂。其优点在于获得了磨损信号。

在根据本发明的刹车垫的有利的另一改进中，识别装置包括设置成在识别装置自身磨损之前磨损的另一部件。其优点在于获得了另一磨损信号。

在用于识别车辆上刹车垫的系统的第一实施例中，该系统包括具有无线识别装置的多个刹车垫，设置成接收来自识别装置的识别编号的接收器，和存储所安装的刹车垫的识别编号的存储器。以这种方式，该系统能够探测和识别安装在车辆上的每个单独的刹车垫。通过将接收自识别装置的识别编号与存储在存储器中的识别编号相比较，该系统还能够探测不响应接收器的刹车垫。不响应的刹车垫，即不发射它们的识别编号的刹车垫的磨损量比预定量大。

用于识别包括识别装置的刹车垫的方法的第一实施例，包括下列步骤：用电磁场对无线识别装置进行激励；用无线接收器读取从刹车垫中的识别y发射的识别编号信号；将每个发射的识别编号与存储在存储器中的多个识别编号进行比较。通过这样做，可以探测到刹车垫中的识别装置是否正在发射信号。当识别装置不在发射信号时，可以认定刹车垫磨损，识别装置从而破裂，这表示刹车垫磨损了预定量。

在该方法的有利的另一改进中，当所存储的识别编号不在所发射的识别编号中时，信息存储在存储器中和/或被显示。其有利之处在于，可以监视更换车辆上刹车垫的需要。

附图说明

下面将参照附图中示出的实施例更加详细地描述本发明，在附图中

附图1示出了根据本发明的刹车垫，

附图2示出了根据本发明的刹车垫的侧视图，和

附图3示出了根据本发明的刹车垫的一个实施例。

具体实施方式

下面描述的具有进一步改进的本发明的实施例将仅被视为示例，且不以任何方式限制由权利要求提供的保护范围。下面，描述作为本发明的示例的用于盘式制动器的刹车垫。本发明也可应用于鼓式制动器的闸瓦。

附图1示出了由后板2和制动衬里3组成的刹车垫1。该后板为刚性钢板，并且制动衬里以公知的方式粘结到该钢板上。该制动衬里由合适的摩擦材料制成。在本示例中，制动衬里包括两个凹槽5。该刹车垫的接触表面，即接触制动盘的表面用7表示。

识别装置4包括在制动衬里中。该识别装置4可紧固于制动衬里的外侧，或者整合在制动衬里中。

该识别装置4是无线的。优选地，该识别装置4为无源无线电标签(passive radio tag)。这些无线电标签熟知为RFID标签(RFID＝无线频率识别)或RFID应答器(RFID-transponder)。RFID标签包括RFID芯片，该RFID芯片包括识别编号和天线。无源RFID标签由从RFID接收器发送的电磁场激励。当应答器被激励时，它将发送出自己的识别编号。然后，该识别编号由RFID接收器读取。该RFID技术是本领域技术人员熟知的，不再进一步详细描述。

在图2中，示出了所述刹车垫的侧视图。此处，识别装置4整合在摩擦材料中。

现在将描述配有包括识别装置的刹车垫的车辆。

当车辆在工厂组装时，刹车垫安装到车辆上。在组装期间，每个单独的刹车垫的位置都存储在车辆系统中。这可以不同方式实现。一种方式是使用具有有限读取距离的小的手持接收器。当所有刹车垫都已组装时，读取器被用来读取每个单独的刹车垫，同时判断每个刹车垫的位置。也可以使用设置在车间中的自动系统，该自动系统能够同时探测识别编号和位置。根据车辆上的RFID接收器系统，在该系统植入车辆中的情况下，还可以探测刹车垫的位置。不需要知道每个刹车垫的精确位置，即每个刹车垫定位在制动盘的哪侧。根据车辆，知道刹车垫安装在哪个车轮上，刹车垫安装在哪个车轴上，或者刹车垫是否安装在车辆的前轴或后轴上就已经足够了。

组装之后，安装的刹车垫的类型和每个单独的刹车垫的位置都存储在车辆中的存储器中。这是有利的，例如，如果车辆在不同车轴上配有不同的刹车垫。车辆能够例如在前轴和后轴上具有不同的刹车垫。以这种方式，车辆系统可以根据所使用的刹车垫对每个车轴设置正确的制动参数。

当车辆启动时，也就是当车辆上的所有系统都通电时，进行不同的检查和初始化。在每次启动期间，或者定期地，车辆系统将从每个刹车垫读取识别编号。所探测的刹车垫识别编号与存储的识别编号进行比较，以观察是否探测到所有存储的刹车垫识别编号。如果有识别缺失，则可以存储出错代码和/或可以显示出错信息。

RFID标签优选以预定方式定位在刹车垫上或刹车垫中。通过在制动衬里中将RFID标签与后板相距预定距离d而放置，识别编号的消失可以用作刹车垫的磨损传感器。当制动衬里磨损到RFID标签定位的位置时，RFID标签将碎裂。当RFID标签碎裂时，该特定的刹车垫的识别编号将从RFID接收器探测的刹车垫的列表中消失。于是，系统将知道该特定的刹车垫已经磨损了一定量，并且在其需要更换之前剩余一定寿命。所估算的刹车垫需要更换之前剩余的时间可以存储在存储器中和/或显示为信息。

当刹车垫的识别编号消失时，系统能够进行真实性检查，以观察刹车垫是否可能磨损到RFID标签。如果识别编号比预期消失得更早，则可能发生了其它故障。要么是制动器自身出了故障，例如导致刹车垫比预期磨损更快的制动器卡住，要么是RFID标签自身出了故障。这些故障也可以存储和/或显示为信息。

在车辆的使用期间，刹车垫的磨损将越来越多，因此，越来越多的识别编号将从当前刹车垫的列表中消失。以这种方式，系统能够判断车辆上或每个车轴上的刹车垫何时需要更换。估算的更换时间可存储在系统的存储器中。该估算可用于确保刹车垫在常规保养中更换。

该信息也可用于调节施加到车辆的每个车轴上的制动力。如果例如系统探测到前轴上的刹车垫已经比后轴上的刹车垫磨损得更快，则系统能够修改前轴和后轴之间的制动比，使得所有刹车垫的估算剩余寿命都相同。

在一个实施例中，只有每个刹车垫的识别编号存储在系统存储器中，而不是存储位置。如果整个车辆只使用一种类型的刹车垫，这是足够的。以这种方式，当前识别编号的数量与车辆上刹车垫的数量相比较。当预定数量的刹车垫识别编号已经消失时，可给出刹车垫需要更换的信息。

在车辆的安全性方面，每个刹车垫的特定识别编号的使用也是有利的。识别编号可以是为每个刹车垫随机选择的唯一编号，或者它可以由两个或多个子编号组成。在一个实施例中，第一子编号由刹车垫类型编号组成，即表示刹车垫所属的类型，第二子编号是唯一识别编号。以这种方式，系统能够探测使用了正确的刹车垫类型。

系统还能够探测是否使用了伪造或假冒的刹车垫。以这种方式，可以确保车辆在制动方面满足制造商所保证的规格。伪造的刹车垫能够严重影响车辆的制动能力。该探测可以以若干方式进行。如果人试图使用没有RFID标签的刹车垫，系统将探测到。一个可能性是在此情况下限制某些行驶参数，从而确保尽管系统不知道哪类刹车垫安装在车辆上，但是车辆是安全的。可以例如限制发动机的有效功率或者最大允许速度。

如果假冒的刹车垫配有识别编号，则系统可以将所探测的刹车垫识别编号的列表发送到中心工作站，例如通过内置电话，以将该识别编号与制造的识别编号进行比较。这也允许探测具有相同识别编号的不同刹车垫。

由于刹车垫在使用中变热，所以在刹车垫变冷时读取识别编号是有利的。当车辆启动时经常是这样的情况，但对于例如配送车辆(distribution vehicle)，在车辆启动时刹车垫可能是热的。因此，可以在车辆已经停止不动预定时间时进行读取。不需要在车辆每次启动时都进行读取，但是最好定期地进行读取但是优选要么以时间，要么以行驶距离定期地进行读取。

在另一实施例中，识别装置包括用于改变共振频率的装置。通常，RFID标签具有由共振LC电路组成的固定共振频率。通过添加额外的部件，可以改变该共振频率。在附图3中示出了这种例子，其中额外的电容6添加到RFID标签上。该电容6定位在离RFID标签支架较小距离处。以这种方式，该额外电容将定位得比RFID标签的支架更靠近刹车垫的接触表面7。当刹车垫磨损到电容6时，电容将破裂。这将改变RFID标签的共振频率，从而使车辆的系统能够判断刹车垫已经磨损。RFID接收器在该例子中以两个频率工作，一个用于探测额外电容完好的RFID标签，一个用于探测额外电容磨损的RFID标签。

以这种方式，可以探测刹车垫的两个不同等级的磨损。一个等级中额外电容磨损，一个等级中RFID标签自身磨损。根据RFID标签的设计，额外部件可以是允许共振频率改变的任何部件。

根据该RFID读取器系统，一个或多个天线使用在车辆上。在多个天线的情况下，还可以探测刹车垫的位置。

本发明还涉及用于识别车辆上包括无线识别装置的刹车垫的方法。这通过用电磁场对包括在刹车垫中的识别装置进行激励来进行。用无线接收器读取从识别装置发出的信号。该信号对应于识别特定刹车垫的识别编号。接收的每个识别编号都与存储在车辆的系统中的存储器中的识别编号进行比较。所存储的识别编号对应于安装在车辆上的刹车垫的识别编号。所存储的识别编号优选由每个所安装的刹车垫的唯一识别编号构成。所存储的识别编号也可恰好是所使用的刹车垫的一种类型多种类型，或者是这些类型的组合。

所接收的每个识别编号都与所存储的识别编号进行比较。当所接收的识别编号与所存储的识别编号匹配时，该编号从由所有被存储的识别编号构成的临时列表中删除。当所接收的所有识别编号都已经与临时列表中的识别编号进行比较后，从列表中删除相匹配的编号。也就是，从列表中删除与系统识别的刹车垫相对应的编号。如果列表为空，则表示所探测的刹车垫都在预定范围内。

如果列表中留有识别编号，则对应于这些识别编号的刹车垫磨损到预定厚度。在这种情况下，产生出错信息。该信息可与例如时间信息一起存储在存储器中。当车辆处于常规保养时，可由保养技术人员收集该信息。

如果估算出刹车垫应该在常规保养之前更换，则可向驾驶员发送刹车垫磨损和/或需要更换的信息。当未探测到(磨损)一定量的刹车垫时，也可产生信息。

由于刹车垫在使用中变热，所以在刹车垫变冷时进行刹车垫的识别是有利的。当刹车垫太热时，RFID标签可能不正确发挥作用和/或响应频率可能移到接收器探测范围之外。这可以在车辆启动时，或者在较长停止时间之后启动车辆时，通过进行该方法来完成。探测也可以定期地进行，例如每周或者每1000公里行驶距离之后。

本发明不认为被限定在上面描述的实施例中，可在权利要求的范围内进行多种另外的变形和修改。

Claims (15)

1.用于车辆的刹车垫，包括后板(2)和由摩擦材料制成的衬里(3)，其中，所述衬里包括适于识别所述刹车垫的无线识别装置(4)，其特征在于

所述识别装置包含单独的识别编号。

2.如权利要求1所述的刹车垫，

其特征在于

所述识别装置(4)集成在所述刹车垫的所述摩擦材料中。

3.如权利要求1或2所述的刹车垫，

其特征在于

所述识别装置(4)与所述刹车垫的所述后板(2)相距预定距离(d)定位。

4.如权利要求1或2中任意一项所述的刹车垫，

其特征在于

所述识别装置(4)设置在所述衬里(3)中，使得所述识别装置(4)在所述衬里磨损预定量时破裂。

5.如权利要求1或2中任意一项所述的刹车垫，

其特征在于

所述识别装置含有关于所述衬里中摩擦材料类型的信息。

6.如权利要求1或2中任意一项所述的刹车垫，

其特征在于

所述识别装置包括设置在所述识别装置和所述刹车垫的接触表面(7)之间的电容(6)。

7.用于识别车辆上的刹车垫的系统，

其特征在于

所述系统包括具有无线识别装置的多个刹车垫，设置成从所述识别装置接收单独识别编号的接收器，以及存储所安装的刹车垫的识别编号的存储器。

8.如权利要求7所述的系统，

其特征在于

所述系统还包括用于将从所述识别装置接收的所述识别编号与存储在所述存储器中的识别编号进行比较的装置。

9.如权利要求8所述的系统，

其特征在于

所述系统还包括用于当从所述识别装置接收的识别编号不在存储在所述存储器中的识别编号中时，存储或显示信息的装置。

10.包括权利要求7至9中任意一项所述系统的车辆。

11.用于识别刹车垫的方法，

包括如下步骤：

-用电磁场对包括在所述刹车垫中的无线识别装置进行激励，

-用无线接收器读取从所述刹车垫中的所述识别装置发出的识别编号信号，

-将每个发出的识别编号与存储在存储器中的至少一个识别编号进行比较。

12.如权利要求11所述的方法，

还包括当所存储的识别编号不在所述发出的识别编号中时，将信息存储在存储器中的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，

还包括向驾驶员提供刹车垫已经磨损的信息的步骤。

14.如权利要求11至13中任意一项所述的方法，

其中，当安装有刹车垫的车辆启动时执行该方法。

15.无线识别装置(4)的用途，所述无线识别装置(4)含有单独的识别编号，以识别车辆的刹车垫。

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