CN108343692B - 一种制动器磨损监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制动器磨损监控系统，属于磨损监控系统技术领域。该电路解决了如何实现精确全面监控制动器磨损的问题。本系统包括数据采集单元、摩擦片磨损量监控单元和制动盘/鼓磨损量监控单元，还包括识别单元、用于根据实时接收的磨损厚度电压信号通过比较初始电压形成电压信号变量，并通过电压变量信号判断摩擦片和制动盘或制动鼓的更换情况；补偿单元，将原初始电压信号差作为当前摩擦片的初始电压信号、摩擦片厚度磨损量的运算补偿值。保证制动器在不同的情况下其摩擦片数据的准确性，通过摩擦片的更换时初始电压差作为制动盘或鼓的磨损厚度的计算，对制动盘/制动鼓的磨损量监控进行有效识别，实现了对制动器磨损量的精确全面监控。

Description

一种制动器磨损监控系统
技术领域
本发明属于磨损监控系统技术领域，涉及一种制动器磨损监控系统。
背景技术
汽车在使用中经常使用摩擦片强制汽车减速停车，因此摩擦片越磨越薄，当磨损到极限时，就必须更换。如不及时更换，就会给行车安全带来隐患。虽然汽车每年都要检修，但是汽车使用状况各不相同，驾驶习惯急踩、猛刹等会造成摩擦片磨损较快，还有个人的保养习惯不同制动器内除了摩擦片的磨损，可能还会涉及到制动盘/制动鼓的磨损。现有的汽车虽然安装有摩擦片磨损极限报警器，但一般是在制动蹄或制动块上安装探头，通过探头来检测摩擦片磨损的情况，此方法探头结构复杂，只能对磨损极限进行检测可靠性不理想。也有在摩擦片内埋入导线，作为摩擦片的报警信号线，当摩擦片磨损达到极限时，摩擦片里埋入的导线被磨断，从而使得整个电路从通路变成断路，但是由于导线的柔韧性，有时当摩擦片磨损达到极限时导线还未能磨断，从而造成系统误报，同时也不能够进行实时的磨损监控。不能区分哪个摩擦片到达磨损极限需要一个个检查等。
中国专利文献公开了申请号为201410060504.2的一种鼓式制动器摩擦片磨损显示装置，该装置包括设置在制动器的凸轮轴支架上的固定标示、设置在制动器的凸轮轴上的初始安装标示和磨损极限标示；安装凸轮轴时，固定标示与初始安装标示位于同一平面上；当制动器摩擦片磨损到铆钉头部外端面时，磨损极限标示与固定标示位于同一平面上。本发明的有益效果为：使用方便，能够准确显示出凸轮轴的旋转角度即摩擦片的磨损程度，当摩擦片磨损到铆钉头部外端面时，表盘的指示针转动到磨损极限标示，这样能够准确表示出摩擦片的磨损程度。但是该装置对于制动器的摩擦片监控在制动鼓永远不会磨损不更换的基础上，达不到对摩擦片磨损的精确监控，同时也没有对制动盘的监控。对制动器的磨损监控不够精确和全面。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了涉及一种制动器磨损监控系统。该系统解决了如何实现精确监控制动器磨损的问题。
本发明通过下列技术方案来实现：一种制动器磨损监控系统，包括数据采集单元，用于接收并保存体现摩擦片实时磨损厚度的检测信号，其特征在于，该系统还包括：
识别单元，用于根据磨损厚度的检测信号判断摩擦片和制动盘/制动鼓的更换情况，
当△VSHN＞△VN0J且△V0＜△VN0≤△VN0J，判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；同时当△V0＜△VSHN＜△VN0J且△VN0＝△V(N-1)0±a1≠△VSHN时，也判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；
其中各参数表示如下：
△VSHN表示每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的电压信号变量，△VSHN＝VSH-VN，VSH表示每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓前的最后一次保存的实时电压信号为，VN表示第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号，
△VN0J表示制动盘/制动鼓磨损厚度极限电压信号，
△VN0表示VN与V0之间的差值，V0表示新摩擦片和新制动盘/新制动鼓的初始电压信号，
a1为设定参数，
△V0表示新摩擦片和制动盘/制动鼓的初始电压允许的误差值，
VN-1表示第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的前一次的初始电压信号，
△V(N-1)0表示VN-1与V0之间的差值。
补偿单元，将原初始检测信号差作为当前摩擦片初始检测信号和摩擦片厚度磨损量的运算补偿值；
摩擦片磨损量监控单元，根据识别单元的逻辑运算，在确定摩擦片更换，制动盘/制动鼓的未更换逻辑关系成立时，对应使用补偿单元进行摩擦片磨损量电压值运算，实时运算后得到的摩擦片磨损量电压值与设定的预警电压和极限电压进行比较，在运算后的电压达到设定范围内进行相应的报警。
本制动器磨损监控系统根据采集的摩擦片磨损厚度电压信号，识别单元对接收的实时数据进行比较形成电压信号变量，判断摩擦片和制动盘/制动鼓的更换情况。摩擦片磨损量监控单元接收磨损电压量转化成百分比进行显示，同时在摩擦片更换后根据识别单元的逻辑运算，在确定摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换逻辑关系成立时对应使用补偿单元进行摩擦片磨损量运算，并分别与设定的预警电压和极限电压进行比较，在运算后的电压达到设定范围内进行相应的报警。制动盘/鼓磨损量监控单元，根据摩擦片更换好后的磨损厚度电压检测数据，与初始电压进行比较形成电压信号差，将该电压信号差作为当前制动盘/制动鼓的厚度磨损量，比较制动盘/制动鼓的磨损量与最大磨损量占比进行制动盘/制动鼓警报。本系统通过对制动器内摩擦片或/和制动盘/制动鼓的自动更换识别，并对当前数据根据识别逻辑对应补偿单元进行数据保存与调整后得到准确的摩擦片磨损量，补偿后的摩擦片数据作为新的起始数据对后续数据的检测都提供了准确的数据基准。保证了制动器在不同的情况下其摩擦片数据都是准确的，且能进行百分百显示，和根据内设的预警阀值和极限阀值进行准确的提示。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括制动盘/鼓磨损量监控单元，根据摩擦片更换好后的磨损厚度电压检测数据，与初始电压进行比较形成电压信号差，将该电压信号差作为当前制动盘/制动鼓的厚度磨损量，比较制动盘/制动鼓的磨损量与最大磨损量占比进行制动盘/制动鼓警报。制动盘/制动鼓的监控是在摩擦片的磨损量监测数据上进行的监控，通过摩擦片的更换时初始电压差作为制动盘/制动鼓的磨损厚度的计算，减少了对摩擦盘的数据采集过程，减少工艺流程的同时，还对制动盘/制动鼓的磨损量监控在摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换各种情况下都能被有效识别，并进行准确的分析。本系统实现了对制动器磨损量的精确全面监控。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括摩擦片剩余里程监控单元，实时接收车辆行驶里程信号，设定摩擦片厚度每磨损KS＝β％时，保存行驶里程数为基础里程数，根据基础里程数运算出摩擦片剩余厚度可能行驶的里程数作为基准；当前摩擦片厚度磨损按每磨损KS＝β％为基准来分段计算剩余里程数，每段摩擦片的磨损量对应行驶里程数以当前段的前两段作为比例系数进行计算，每段摩擦片磨损量对应行驶里程数之和为摩擦片剩余厚度对应可能行驶的里程数，β为范围1～100的设定参数，KS表示摩擦片磨损率。
把当前的摩擦片剩余厚度根据基准里进行分段后，每段按当前段的前两段里程数据比作为系数进行当前段磨损量对应里程数的算计。同时每段的总和为摩擦片剩余厚度对应可能行驶的里程数，实现摩擦片剩余里程的精确监控。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括摩擦片已行驶里程监控单元，实时接收车辆行驶里程信号，使用公式LM＝0.001π*D*φM/λ进行运算实时监控摩擦片已行驶里程，式中:LM表示摩擦片已行驶里程；D表示轮胎直径；φM表示换新摩擦片时，变速箱端输给处理器的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器的脉冲数。运用该对应的计算模型准确且实时监控摩擦片的已行驶里程。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括制动盘/鼓已行驶里程监控单元，实时接收车辆行驶里程信号，用于使用公式LP＝0.001π*D*φP/λ进行运算监控制动盘/制动鼓已行驶里程，式中:LP表示制动盘/制动鼓已行驶里程；D表示轮胎直径；φP表示换新制动盘/制动鼓时，变速箱端输给处理器的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器的脉冲数。这里运用该对应的计算模型准确且实时制动盘/制动鼓的已行驶里程。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括制动盘/鼓剩余里程监控单元，用于每次更换新摩擦片后，根据制动盘/鼓磨损量监控单元的初始电压差和该制动盘的已行驶里程数，运算出制动盘剩余厚度可能行驶的里程数。这里实时在每次更换摩擦片判断识别后对制动盘/制动鼓的剩余里程监控。
在上述的制动器磨损监控系统中，当识别摩擦片和制动盘/制动鼓有更换时，保存前一次旧摩擦片和旧制动盘/旧制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片和制动盘/制动鼓的当前数据。摩擦片和制动盘/制动鼓有更换，进行初始电压的重新确定，能够减少摩擦片和制动盘/制动鼓在更换中数据的变化带来的误差，同时与时俱进不会被多次更改后数据误差加，起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。
在上述的制动器磨损监控系统中，当识别出摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换，则保存前一次摩擦片数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片数据，并根据补偿单元计算的补偿数值运算新的当前摩擦片数据，制动盘/制动鼓的当前数据延用更换前数据。对于摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换的情况，通过补偿数值运算进行初始比较电压调整，起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述当识别出制动盘/制动鼓更换，摩擦片未更换，则保存前一次制动盘/制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新制动盘/制动鼓和更换前摩擦片的磨损数据，取消旧制动盘/制动鼓的运算补偿。对于制动盘/制动鼓更换，摩擦片未更换情况，取消旧制动盘/制动鼓的运算补偿起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述系统还包括摩擦片异常监控单元，通过按一定的公里数检测的实时电压,与前次实时电压值进行比较形成的电压差，该电压差大于设定值时为摩擦片异常。通过本摩擦片磨损异常数据监控，起到摩擦片磨损全面监控的作用。
在上述的制动器磨损监控系统中，所有逻辑设定判断不成立时，系统报错，所有数据仅显示、保存，不参与系统逻辑运算。
在上述的制动器磨损监控系统中，所述摩擦片异常监控单元还根据|VLS-VRS|≥VSBJ逻辑公式进行判断，其中，VLS表示同轴左轮端摩擦片磨损过程的实时电压，VRS表示同轴右轮端摩擦片磨损过程的实时电压，VSBJ为设定值表示同轴左、右轮端摩擦片实时电压允许的最大差值；当同轴左轮端的实时电压与右轮端的实时电压的差值大于等于设定值时判定为摩擦片偏磨。通过上述逻辑公式实现了对摩擦片是否偏磨进行有效监控。
在上述的制动器磨损监控系统中，该系统还包括同轴两轮端制动器更换监控单元，当识别单元识别出摩擦片或/和制动盘/制动鼓有更换后，同轴两轮端制动器更换监控单元根据逻辑公式|VLN-VRN|≥VNBJ进行判断，其中，VLN表示同轴左轮端保养后的初始电压，VRN表示同轴右轮端保养后的初始电压，VNBJ为设定值表示同轴左轮端保养后初始电压与右轮端保养后初始电压允许的最大差值；当更换后接收、记录和保存的左轮端保养初始电压与右轮端保养初始电压的差值比较大于等于设定值时，判断为两轮端摩擦片或/和摩擦片、制动盘/制动鼓更换未完成且进行显示预警。实现同轴两轮端摩擦片或/和摩擦片、制动盘/制动鼓保养后是否更换的有效监控。
与现有技术相比，本制动器磨损监控系统具有以下优点：
1、本发明通对制动器内摩擦片或/和制动盘/制动鼓的自动更换识别，并对当前数据根据识别逻辑对应补偿单元进行数据保存与调整后得到准确的摩擦片磨损量，补偿后的摩擦片数据作为新的起始数据对后续数据的检测都提供了准确的数据基准。保证了制动器在不同的情况下其摩擦片数据的准确性，实现了对摩擦片磨损量的精确全面监控。
2、本发明通过摩擦片的更换时初始电压差作为制动盘/制动鼓的磨损厚度的计算，减少了对摩擦盘的数据采集过程，减少工艺流程的同时，还对制动盘/制动鼓的磨损量监控在摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换各种情况下都能被有效识别，并进行准确的分析。实现了对制动盘/制动鼓磨损量的精确全面监控。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是本发明的摩擦片可行驶里程运算关系示意图。
图中，1、数据采集单元；2、识别单元；3、补偿单元；4、摩擦片磨损量监控单元；5、摩擦片已行驶里程监控单元；6、摩擦片剩余里程监控单元；7、摩擦片异常监控单元；8、制动盘/鼓磨损量监控单元；9、制动盘/鼓剩余里程监控单元；10、制动盘/鼓已行驶里程监控单元；11、处理器；12、同轴两轮端制动器更换监控单元。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-2所示：本制动器磨损监控系统为处理器11内的控制系统，该系统包括数据采集单元1，用于接收并保存体现摩擦片实时磨损厚度的检测信号，该系统还包括：识别单元2，用于根据实时接收的磨损厚度检测信号通过比较初始检测信号形成检测信号变量，并通过检测变量信号判断摩擦片和制动盘/制动鼓的更换情况；补偿单元3，将原初始检测信号差作为当前摩擦片的初始检测信号和摩擦片厚度磨损量的运算补偿值；磨损厚度的检测信号为模拟信号或是数字信号。
识别单元具体的逻辑判断过程为：设每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓前的最后一次保存的实时电压信号为VSH，第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号VN，每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的电压信号变量为△VSHN，△VSHN＝VSH-VN，当△VSHN＞△VN0J且△V0＜△VN0≤△VN0J，判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；同时当△V0＜△VSHN＜△VN0J且△VN0＝△V(N-1)0±a1≠△VSHN时，也判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；a1为设定参数。其中△VN0J表示制动盘/制动鼓磨损厚度极限电压信号，△VN0表示VN与V0之间的差值，V0表示新摩擦片和新制动盘/新制动鼓的初始电压信号，△V0表示新摩擦片和制动盘/制动鼓的初始电压允许的误差值，VN-1表示第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的前1次的初始电压信号，△V(N-1)0表示VN-1与V0之间的差值。
当△VSHN＞△VN0J且△VN0≤△V0时，判断为摩擦片进行了更换，制动盘/制动鼓也进行了更换。当△V0＜△VSHN≤△VN0J且△VN0＞△VN0J时判定为摩擦片未更换，制动盘/制动鼓也进行了更换；当△V0＜△VSHN＜△VN0J且△VSHN＝△V(N-1)0±a2≠△VN0时也判断为摩擦片未更换，制动盘/制动鼓也进行了更换，a2为设定参数。当△VSHN≤△V0时判断摩擦片和制动盘/制动鼓皆未更换。
摩擦片磨损量监控单元4，根据识别单元2的逻辑运算，在确定摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换逻辑关系成立时对应使用补偿单元3进行摩擦片磨损量运算，并分别与设定的预警电压和极限电压进行比较，在运算后的电压达到设定范围内进行相应的报警；
制动盘/鼓磨损量监控单元8，根据摩擦片更换好后的磨损厚度电压检测数据，与初始电压进行比较形成电压信号差，将该电压信号差作为当前制动盘/制动鼓的厚度磨损量，比较制动盘/制动鼓的磨损量与最大磨损量占比进行制动盘/制动鼓警报。
当识别摩擦片和制动盘/制动鼓有更换时保存前一次旧摩擦片和旧制动盘/旧制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片和制动盘/制动鼓的当前数据。摩擦片和制动盘/制动鼓有更换，进行初始电压的重新确定，能够减少摩擦片和制动盘/制动鼓在更换过程中数据的变化带来的误差，同时与时俱进不会被多次更换后的数据误差累加，起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。当识别出摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换，则保存前一次摩擦片数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片数据，并根据补偿单元3计算的补偿数值运算新的当前摩擦片数据，制动盘/制动鼓的当前数据延用更换前数据。对于摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换的情况，通过补偿数值运算进行初始比较电压调整，起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。当识别出制动盘/制动鼓更换，摩擦片未更换，则保存前一次制动盘/制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的制动盘/制动鼓和更换前摩擦片的磨损数据，取消旧制动盘/制动鼓的运算补偿。对于制动盘/制动鼓更换，摩擦片未更换情况，通过旧制动盘/制动鼓的运算补偿起到对制动器磨损量进行准确监控的目的。
系统还包括摩擦片剩余里程监控单元6，实时接收车辆行驶里程信号，设定摩擦片厚度每磨损KS＝β％时，保存行驶里程数为基础里程数，根据基础里程数运算出摩擦片剩余厚度可能行驶的里程数作为基准；当前摩擦片厚度磨损按每磨损KS＝β％为基准来分段计算剩余里程数，每段摩擦片的磨损量对应行驶里程数以当前段的前两段作为比例系数进行计算，每段摩擦片磨损量对应行驶里程数之和为摩擦片剩余厚度对应可能行驶的里程数，β为设定参数范围1～100，KS表示摩擦片磨损率。最佳模式β可以选择10。把当前的摩擦片剩余厚度根据基准里进行分段后，每段按当前段的前两段里程数据比作为系数进行当前段磨损量对应里程数的算计。同时每段的总和为摩擦片剩余厚度对应可能行驶的里程数，实现摩擦片剩余里程的精确监控。
该系统还包括摩擦片已行驶里程监控单元5，实时接收车辆行驶里程信号，使用公式LM＝0.001π*D*φM/λ进行运算实时监控摩擦片已行驶里程，式中:LM表示摩擦片已行驶里程；D表示轮胎直径；φM表示换新摩擦片时，变速箱端输给处理器11的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器11的脉冲数。运用该对应的计算模型准确且实时监控摩擦片的已行驶里程。
该系统制动盘/鼓已行驶里程监控单元10，实时接收车辆行驶里程信号，用于使用公式LP＝0.001π*D*φP/λ进行运算监控制动盘/制动鼓已行驶里程，式中:LP表示制动盘/制动鼓已行驶里程；D表示轮胎直径；φP表示换新制动盘/制动鼓时，变速箱端输给处理器11的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器11的脉冲数。这里运用该对应的计算模型准确且实时制动盘/制动鼓的已行驶里程。
该系统还包括制动盘/鼓剩余里程监控单元9，用于每次更换新摩擦片后，根据制动盘/鼓磨损量监控单元8的初始电压差和该制动盘的已行驶里程数，运算出制动盘剩余厚度可能行驶的里程数。这里实时在每次更换摩擦片判断识别后对制动盘/制动鼓的剩余里程监控。
该系统还包括摩擦片异常监控单元7，通过按一定的公里数检测的实时电压,与前次实时电压值进行比较形成的电压差，该电压差大于设定值时为摩擦片异常。通过本摩擦片磨损异常数据监控，起到摩擦片磨损全面监控的作用。摩擦片异常监控单元7还根据|VLS-VRS|≥VSBJ逻辑公式进行判断，其中，VLS表示同轴左轮端摩擦片磨损过程的实时电压，如设置第1轴左端为V1LS；第2轴左端为V2LS；第3轴左端为V3LS；依次类推。VRS表示同轴右轮端摩擦片磨损过程的实时电压，如设置第1轴右端为V1RS；第2轴右端为V2RS；第3轴右端为V3RS；依次类推。VSBJ为设定值表示同轴左、右轮端摩擦片实时电压允许的最大差值；当同轴左轮端的实时电压与右轮端的实时电压的差值大于等于设定值时判定为摩擦片偏磨。通过上述逻辑公式实现了对摩擦片是否偏磨进行有效监控。
系统还包括同轴两轮端制动器更换监控单元12，当识别单元2识别出摩擦片或/和制动盘/制动鼓有更换后，同轴两轮端制动器更换监控单元12根据逻辑公式|VLN-VRN|≥VNBJ进行判断，其中，VLN表示同轴左轮端保养后的初始电压，如第一轴左轮第一次保养为V1L1；第一轴左轮第二次保养为V1L2；第二轴左轮第一次保养为V2L1；依次类推。VRN表示同轴右轮端保养后的初始电压，如设置第一轴右轮第一次保养为V1R1；第一轴右轮第二次保养为V1R2；第二轴右轮第一次保养为V2R1；依次类推。VNBJ为设定值表示同轴左轮端保养后初始电压与右轮端保养后初始电压允许的最大差值；当更换后接收、记录和保存的左轮端保养初始电压与右轮端保养初始电压的差值比较大于等于设定值时，判断为更换未完成且进行显示预警。实现同轴两轮端摩擦片和或摩擦片、制动盘/制动鼓保养后是否更换的有效监控。制动器包括摩擦片和制动盘/制动鼓。文中涉及到的保养为更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的任意一种或多种组合行为。
以下是本发明制动器磨损监控系统的工作原理：
本系统的数据采集来自传感器对摩擦片磨损量的检测。在鼓式制动器中使用角度传感器进行实现，在盘式制动器中使用直线位移传感器进行检测摩擦片的实时磨损厚度，转换成电压信号输给处理器11，本处理器11内本系统根据采集传感器的检测信号后对数据进行识别是否有更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓等行为。然后根据识别逻辑判断进行摩擦片磨损量、行驶里程、剩余里程、异常等监控，同时也进行制动盘磨损量、行驶里程、剩余里程等监控。具体的识别单元2使用的逻辑判断是当前检测的电压差与初始电压差进行比较，当前电压差与前一次变换时的初始电压差进行比较，本文中的前一次变换电压差包括摩擦片不更换制动盘/制动鼓更换，制动盘/制动鼓和摩擦片同时更换，摩擦片更换其余不更换。图2中V表示电压信号，在新制动盘/制动鼓新摩擦片情况下用V0初始电压信号，VY表示摩擦片磨损预警电压信号，表示VJ摩擦片磨损紧急电压信号。KM表示各电压信号经运算得到的百分比,代表摩擦片厚度磨损量的百分比在显示器上以指针方式显示。摩擦片磨损过程中的实时电压信号用VS表示，当处理器11接收的实时电压信号VS＝VY时，即到图2中a点位置，图2中a点为摩擦片磨损预警点，此时摩擦片的厚度磨损至建议更换位置显示器进行界面预警提示。当处理器11接收的实时电压信号VS＝VJ时，即到图2中b点位置，图2中b点为摩擦片磨损报警点，即摩擦片的厚度磨损至必须更换位置，显示器上进行报警。当摩擦片磨损至极限后，每次更换新的摩擦片后，不更换制动盘/制动鼓的情况下，初始电压信号如下：第1次保养或更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号V1，第2次保养或更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号V2，第N次保养或更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号VN，即每次在保养或更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓时，均会与初始新摩擦片和新制动盘/新制动鼓的初始电压信号产生电压差值：△VN0＝VN-V0。当处理器11识别更换的为新摩擦片时，处理器11应将初始电压信号差△VN0作为当前摩擦片在处理器11中的初始电压信号、摩擦片厚度磨损量的运算补偿值。当处理器11识别更换的为新制动盘/制动鼓和新摩擦片时，△VN0不参与运算，摩擦片磨损量以当前实测电压为准。
同时图2说明了本申请摩擦片剩余里程分段计算原理，图2中X表示摩擦片磨损量百分比，当摩擦片第一段磨损β％时，行驶的里程数为Lk1；摩擦片第二段磨损β％时，行驶的里程数为Lk2；摩擦片第N段磨损β％时，行驶的里程数为LkN。如图2中坐标显示，摩擦片磨损百分比至2β％后，在计算摩擦片剩余行驶里程数时：LMS＝Lk3+Lk4+…+LkN，在计算Lk3时，以Lk2的实际记录里程数除以Lk1的实际记录里程数及作为系数进行计算，依次类推。即LK3＝LK2*(Lk2/Lk1)、LK4＝LK3*(Lk3/Lk2)、…、LKN＝LK(N-1)*(Lk(N-1)/Lk(N-2))。
每次更换新的摩擦片，此时系统接收摩擦片磨损检测电压信号VN，与处理器11原记录的是初始电压信号V0比较，运算出电压信号差△VN0，将电压信号差△VN0作为当前制动盘/制动鼓厚度磨损量。每次更换新的摩擦片，当处理器11接收的电压信号差△VN0设定值时，制动盘/制动鼓的厚度磨损至建议更换位置，进行预警提示，当处理器11接收的实时电压信号显示制动盘/制动鼓的厚度磨损至必须更换位置，进行报警提示。
本制动器磨损监控系统根据采集的摩擦片磨损厚度电压信号，识别单元2对接收的实时数据进行比较形成电压信号变量，判断摩擦片和制动盘/制动鼓的更换情况。摩擦片磨损量监控单元4接收磨损电压量转化成百分比进行显示，同时在摩擦片更换后根据识别单元2的逻辑运算，在确定摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换逻辑关系成立时对应使用补偿单元3进行摩擦片磨损量运算，并分别与设定的预警电压和极限电压进行比较，在运算后的电压达到设定范围内进行相应的报警。制动盘/鼓磨损量监控单元8，根据摩擦片更换好后的磨损厚度电压检测数据，与初始电压进行比较形成电压信号差，将该电压信号差作为当前制动盘/制动鼓的厚度磨损量，比较制动盘/制动鼓的磨损量与最大磨损量占比进行制动盘/制动鼓警报。本系统通过对制动器内摩擦片或/和制动盘/制动鼓的自动更换识别，并对当前数据根据识别逻辑对应补偿单元3进行数据保存与调整后得到准确的摩擦片磨损量，补偿后的摩擦片数据作为新的起始数据对后续数据的检测都提供了准确的数据基准。保证了制动器在不同的情况下其摩擦片数据都是准确的，且能进行百分百显示，和根据内设的预警阀值和极限阀值进行准确的提示。同时制动盘/制动鼓的监控是在摩擦片的磨损量监测数据上进行的监控，通过摩擦片的更换时初始电压差作为制动盘/制动鼓的磨损厚度的计算，减少了对摩擦盘的数据采集过程，减少工艺流程的同时，还对制动盘/制动鼓的磨损量监控在摩擦片或/和制动盘/制动鼓的更换各种情况下都能被有效识别，并进行准确的分析。本系统实现了对制动器磨损量的精确全面监控。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (12)

1.一种制动器磨损监控系统，包括数据采集单元（1），用于接收并保存体现摩擦片实时磨损厚度的检测信号，其特征在于，该系统还包括：
识别单元（2），用于根据磨损厚度的检测信号判断摩擦片和制动盘/制动鼓的更换情况，
当△VSHN＞△VN0J且△V0＜△VN0≤△VN0J，判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；同时当△V0＜△VSHN＜△VN0J且△VN0=△V（N-1）0±a1≠△VSHN时，也判断为更换摩擦片未更换制动盘/制动鼓；
其中参数表示如下：
VSH表示每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓前的最后一次保存的实时电压信号，
VN表示第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓的初始电压信号，
△VSHN表示每次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的电压信号变量，
△VSHN=VSH-VN，
△VN0J表示制动盘/制动鼓磨损厚度极限电压信号，
V0表示新摩擦片和新制动盘/制动鼓时的初始电压信号，
△VN0表示VN与V0之间的差值，
a1表示设定参数，
△V0表示新摩擦片和制动盘/制动鼓的初始电压允许的误差值，
VN-1表示第N次更换摩擦片或/和制动盘/制动鼓后的前一次的初始电压信号，△V（N-1）0表示VN-1与V0之间的差值；
补偿单元（3），将原初始检测信号差作为当前摩擦片的初始检测信号和摩擦片厚度磨损量的运算补偿值；
摩擦片磨损量监控单元（4），在确定摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换时，对应使用补偿单元（3）进行摩擦片磨损量电压值运算，实时运算后得到的摩擦片磨损量电压值与设定的预警电压和极限电压进行比较，在运算后的电压达到设定范围内进行相应的报警。
2.根据权利要求1所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，制动盘/鼓磨损量监控单元（8），根据摩擦片更换好后的磨损厚度电压检测数据，与初始电压进行比较形成电压信号差，将该电压信号差作为当前制动盘/制动鼓的厚度磨损量，比较制动盘/制动鼓的磨损量与最大磨损量占比进行制动盘或制动鼓警报。
3.根据权利要求1所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述系统还包括摩擦片剩余里程监控单元（6），实时接收车辆行驶里程信号，设定摩擦片厚度每磨损KS=β%时，保存行驶里程数为基础里程数，根据基础里程数运算出摩擦片剩余厚度可能行驶的里程数作为基准；当前摩擦片厚度磨损按每磨损KS=β%为基准来分段计算剩余里程数，每段摩擦片的磨损量对应行驶里程数以当前段的前两段作为比例系数进行计算，每段摩擦片磨损量对应行驶里程数之和为摩擦片剩余厚度对应可能行驶的里程数，β为范围1～100的设定参数，KS表示摩擦片磨损率。
4.根据权利要求1或2 所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述系统还包括摩擦片已行驶里程监控单元（5），实时接收车辆行驶里程信号，使用公式LM=0.001π*D*φM/λ进行运算实时监控摩擦片已行驶里程，式中: LM表示摩擦片已行驶里程；D表示轮胎直径；φM表示换新摩擦片时，变速箱端输给处理器的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器的脉冲数。
5.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述系统还包括制动盘/鼓已行驶里程监控单元（10），实时接收车辆行驶里程信号，用于使用公式LP=0.001π*D*φP/λ进行运算监控制动盘/制动鼓已行驶里程，式中: LP表示制动盘/制动鼓已行驶里程；D表示轮胎直径；φP表示换新制动盘/制动鼓时，变速箱端输给处理器的圈数总脉冲数；λ表示轮胎转1圈，变速箱端输给处理器的脉冲数。
6.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述系统还包括制动盘/鼓剩余里程监控单元（9），用于每次更换新摩擦片后，根据制动盘/鼓磨损量监控单元的初始电压差和该制动盘的已行驶里程数，运算出制动盘剩余厚度可能行驶的里程数。
7.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于， 当识别摩擦片和制动盘/制动鼓有更换时，保存前一次旧摩擦片和旧制动盘或旧制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片和制动盘/制动鼓的当前数据。
8.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，当识别出摩擦片更换，制动盘/制动鼓未更换，则保存前一次摩擦片数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的摩擦片数据，并根据补偿单元（3）计算的补偿数值运算新的当前摩擦片数据，制动盘/制动鼓的当前数据延用更换前数据。
9.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，当识别出制动盘/制动鼓更换，而摩擦片未更换，则保存前一次制动盘/制动鼓数据，并按实时检测信号值进行重新监控、记录、保存更换后新的制动盘/制动鼓和更换前摩擦片的磨损数据，取消旧制动盘或制动鼓的运算补偿。
10.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述系统还包括摩擦片异常监控单元（7），通过按一定的公里数检测的实时电压,与前次实时电压值进行比较形成的电压差，该电压差大于设定值时为摩擦片异常；所有逻辑设定判断不成立时，系统报错，所有数据仅显示、保存，不参与系统逻辑运算。
11.根据权利要求10所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，所述摩擦片异常监控单元（7）还根据｜VLS-VRS｜≥VSBJ逻辑公式进行判断，其中，VLS表示同轴左轮端摩擦片磨损过程的实时电压，VRS表示同轴右轮端摩擦片磨损过程的实时电压，VSBJ为设定值表示同轴左、右轮端摩擦片实时电压允许的最大差值；当同轴左轮端的实时电压与右轮端的实时电压的差值大于等于设定值时判定为摩擦片偏磨。
12.根据权利要求1或2所述的制动器磨损监控系统，其特征在于，该系统还包括同轴两轮端制动器更换监控单元（12），当识别单元（2）识别出摩擦片或/和制动盘/制动鼓有更换后，同轴两轮端制动器更换监控单元根据逻辑公式｜VLN-VRN｜≥VNBJ进行判断，其中，VLN表示同轴左轮端保养后的初始电压，VRN表示同轴右轮端保养后的初始电压，VNBJ为设定值表示同轴左轮端保养后初始电压与右轮端保养后初始电压允许的最大差值；当更换后接收、记录和保存的左轮端保养初始电压与右轮端保养初始电压的差值比较大于等于设定值时，判断为摩擦片或/和摩擦片、制动盘/制动鼓更换未完成且进行显示预警。
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