CN109029233A - 刹车片厚度检测系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刹车片厚度检测系统及车辆。该刹车片厚度检测系统包括刹车片、刹车盘、驱动装置、信号发生装置和信号处理装置，信号发生装置与驱动装置连接，信号处理装置与信号发生装置连接；驱动装置用于在刹车时，驱动刹车片向靠近刹车盘的方向移动；信号发生装置用于在驱动装置驱动刹车片向靠近刹车盘的方向移动时，产生电流信号；信号处理装置用于根据电流信号计算出刹车时刹车片移动的距离，并根据刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片的当前厚度。本发明能够实现实时检测刹车片的剩余厚度，且不会造成刹车盘的损伤，保证刹车制动效果。

Description

刹车片厚度检测系统及车辆
技术领域
本发明涉及刹车技术领域，特别涉及一种刹车片厚度检测系统及车辆。
背景技术
目前的碟式刹车系统的刹车片是易耗品，需要不定期的更换。由于碟式刹车片的位置不便于观察，特别是内侧的刹车片无法直接看到，所以目前都是通过专门的设备进行测量，才能准确的知道刹车片剩余的厚度。而一般情况下，车主并不具备这样的测量仪器，也不具备专业测量知识。
现有技术中，对于刹车片的厚度检测，通用的做法是，在刹车片中内置硬质的金属棒，当刹车片磨损到一定程度后会露出金属棒，当踩下刹车时，金属棒与刹车盘发生摩擦并产生尖锐的声音，以提示车主需要更换刹车片。但这种方法并不总是有效，例如刹车片上有时会有砂砾附着，这时车主无法准确分辨听到的尖锐的摩擦声是砂砾造成的还是金属棒造成的。并且由于金属棒质地相对坚硬，会对刹车盘造成一定损伤，降低了刹车制动的效果。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一，提供一种刹车片厚度检测系统及车辆。
为实现上述目的，本发明提供了一种刹车片厚度检测系统，该刹车片厚度检测系统包括：刹车片、刹车盘、驱动装置、信号发生装置和信号处理装置，所述信号发生装置与所述驱动装置连接，所述信号处理装置与所述信号发生装置连接；
所述驱动装置用于在刹车时，驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动；
所述信号发生装置用于在所述驱动装置驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动时，产生电流信号；
所述信号处理装置用于根据所述电流信号计算出刹车时所述刹车片移动的距离，并根据所述刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出所述刹车片的当前厚度。
可选地，所述信号发生装置包括磁柱和电磁感应线圈，所述磁柱与所述驱动装置连接，所述电磁感应线圈与所述信号处理装置连接，所述磁柱穿过所述电磁感应线圈设置；
所述驱动装置具体用于在驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动时，驱动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动；
所述电磁感应线圈用于在所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动时，产生所述电流信号。
可选地，刹车片厚度检测系统还包括刹车外壳，所述刹车外壳中设置有磁柱导轨，所述磁柱导轨入口处设置有所述电磁感应线圈，所述磁柱穿过所述电磁感应线圈位于所述磁柱导轨中。
可选地，刹车片厚度检测系统还包括连接装置，所述磁柱通过所述连接装置与所述驱动装置连接；
所述驱动装置具体用于通过所述连接装置驱动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动。
可选地，所述连接装置包括连接杆和连杆支点，所述连接杆与所述连杆支点活动连接，所述连接杆的一端通过第一连接结构与所述磁柱的一端活动连接，所述连接杆的另一端通过第二连接结构与所述驱动装置活动连接，所述连杆支点设置于所述第一连接结构与所述第二连接结构之间的预定位置且与所述第一连接结构、第二连接结构位于同一条直线上；
所述驱动装置具体用于驱动所述连接杆的另一端围绕所述连杆支点向靠近所述刹车盘的方向转动，所述连接杆的的一端围绕所述连杆支点向远离所述刹车盘的方向转动，以带动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向相反的方向移动。
可选地，所述磁柱由多个具有设定厚度的磁片构成，相邻两个磁片的相互靠近的一端的磁性相同。
可选地，所述信号处理装置具体用于根据所述电流信号确定出电流方向变化次数；根据所述电流方向变化次数确定出所述磁柱向与所述刹车片的移动方向相反的方向移动时通过所述电磁感应线圈的磁片的数量；根据通过所述电磁感应线圈的磁片的数量和每个磁片的设定厚度确定出所述磁柱移动的距离；根据所述磁柱移动的距离、所述第一连接结构与所述连杆支点之间的距离和所述第二连接结构与所述连杆支点之间的距离计算出所述刹车片移动的距离。
可选地，所述刹车片的当前厚度Dn＝D0-(L0-Ln)，其中，D0为预先存储的刹车片的初始厚度，L0为预先存储的刹车片的初始可移动距离，Ln为当前所述刹车片移动的距离。
可选地，所述信号处理装置还用于计算预先存储的刹车片的初始可移动距离与所述刹车片移动的距离之间的差值；判断所述差值是否大于预设阈值；若判断出所述差值大于预设阈值时，向与所述信号处理装置连接的车载终端发送提示信息。
为实现上述目的，本发明提供了一种车辆，该车辆包括上述的刹车片厚度检测系统。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的刹车片厚度检测系统及车辆的技术方案中，信号发生装置用于在驱动装置驱动刹车片向靠近刹车盘的方向移动时，产生电流信号；信号处理装置用于根据电流信号计算出刹车时刹车片移动的距离，并根据刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片的当前厚度。从而实现了实时检测刹车片的剩余厚度，且不会造成刹车盘的损伤，保证了刹车制动效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种刹车片厚度检测系统的结构示意图；
图2为刹车后刹车片厚度检测系统的结构示意图；
图3为图1中的刹车片厚度检测系统的另一视图；
图4为图2中的刹车片厚度检测系统的另一视图；
图5为刹车时第一连接结构和第二连接结构相对刹车盘的位移情况示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的刹车片厚度检测系统及车辆进行详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种刹车片厚度检测系统的结构示意图，如图1所示，该刹车片厚度检测系统包括刹车片1、刹车盘2、驱动装置、信号发生装置4和信号处理装置5，信号发生装置5与驱动装置连接，信号处理装置5与信号发生装置4连接。
其中，驱动装置用于在刹车时，驱动刹车片1向靠近刹车盘2的方向移动；信号发生装置4用于在驱动装置驱动刹车片1向靠近刹车盘2的方向移动时，产生电流信号；信号处理装置5用于根据电流信号计算出刹车时刹车片1移动的距离，并根据刹车片1移动的距离、预先存储的刹车片1的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片1的当前厚度。
本实施例中，汽车的左前、右前、左后、右后四个轮子上均设置有图1所示的刹车片厚度检测系统，其中，每个刹车片1对应设置一个信号发生装置4。
本实施例中，图1示出了刹车前(未踩刹车踏板时)刹车片厚度检测系统的结构示意图，图2为刹车后刹车片厚度检测系统的结构示意图，图3为图1中的刹车片厚度检测系统的另一视图，图4为图2中的刹车片厚度检测系统的另一视图。结合图1至图4，本实施例中，驱动装置包括刹车总泵(图中未示出)、刹车分泵31、位于刹车分泵31中的活塞32及位于刹车分泵中31中的刹车液压油33，每个刹车片1对应设置至少一个活塞32。
结合图1至图4，汽车行驶过程中，当踩下刹车踏板时，刹车总泵产生推力将刹车液压油压33到刹车分泵31，位于刹车分泵31内部的活塞32在液压力的作用下，向靠近刹车盘2的方向移动，驱动刹车片1向靠近刹车盘2的方向移动，以实现对刹车盘2的刹车控制；在驱动装置的驱动作用下，信号发生装置4产生电流信号，并将电流信号发送至信号处理装置5；信号发生装置4根据电流信号计算出刹车时刹车片1移动的距离，并根据刹车片1移动的距离、预先存储的刹车片1的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片1的当前厚度。
本实施例中，活塞32与刹车片1之间还设置有刹车片基底6，刹车片1设置于刹车片基底6的朝向刹车盘2的一侧，活塞32的一端设置于刹车片基底6的另一侧。
本实施例中，如图1至图4所示，信号发生装置4包括磁柱41和电磁感应线圈42，磁柱41与驱动装置连接，电磁感应线圈42与信号处理装置5连接，磁柱41穿过电磁感应线圈42设置。具体地，磁柱41与刹车片1对应的一个活塞32连接。
具体地，驱动装置具体用于在驱动刹车片1向靠近刹车盘2的方向移动时，驱动磁柱41向与刹车片1的移动方向平行的方向移动，以使磁柱41相对于电磁感应线圈42做切割运动；电磁感应线圈42用于在磁柱41向与刹车片1的移动方向平行的方向移动时，产生电流信号。
如图1至图4所示，刹车片厚度检测系统还包括刹车外壳7，刹车外壳7中设置有磁柱导轨71，电磁感应线圈42设置于磁柱导轨71入口处，磁柱41穿过电磁感应线圈42位于磁柱导轨71中。其中，磁柱导轨71与活塞32平行设置，可以理解的是，磁柱41自然也与活塞32平行设置。
本实施例中，刹车片厚度检测系统还包括连接装置，磁柱41通过连接装置与驱动装置连接。具体地，磁柱41通过连接装置与活塞32连接。
具体地，驱动装置具体用于通过连接装置驱动磁柱41向与刹车片1的移动方向平行的方向移动。
具体地，如图1至图4所示，连接装置包括连接杆8和连杆支点B，连接杆8与连杆支点B活动连接，连接杆8的一端通过第一连接结构A与磁柱41的一端活动连接，连接杆8的另一端通过第二连接结构C与驱动装置活动连接，连杆支点B设置于第一连接结构A与第二连接结构C之间的预定位置且与第一连接结构A、第二连接结构C位于同一条直线上。
具体地，驱动装置具体用于驱动连接杆8的另一端围绕连杆支点B向靠近刹车盘2的方向转动，连接杆8的一端围绕连杆支点B向远离刹车盘2的方向转动，以带动磁柱41向与刹车片1的移动方向相反的方向移动。
本实施例中，由于连接杆8与连杆支点B活动连接，连接杆8的一端通过第一连接结构A与磁柱41的一端活动连接，连接杆8的另一端通过第二连接结构C与驱动装置活动连接，从而保证了活塞32和磁柱41移动时，不会受到与靠近刹车盘2的方向垂直的方向上的作用力的干扰。需要说明的是，本实施例对于第一连接结构A、第二连接结构C的具体结构和材料不作具体限制，只要能够保证活塞32和磁柱41移动时，不会受到与靠近刹车盘2的方向垂直的方向上的作用力的干扰即可。
本实施例中，如图1所示，优选地，连杆支点B所在的预定位置为刹车外壳7内部与刹车分泵31内壁之间的交界处，即连接杆8穿出刹车液压油33所在区域的位置。同时，为了保证刹车液压油不泄漏，在该预定位置处通过密封结构进行密封处理，密封结构可以为橡胶等密封结构。需要说明的是，本实施例对于连杆支点B的具体结构和材料亦不作具体限制，只要能够使连接杆8能够围绕连杆支点转动即可。
本实施例中，信号处理装置5为电信号处理芯片，信号处理装置5包括但不限于信号输出端51、电源负极端52、电源正极端53、信号输入端(图中未示出)和接地端(图中未示出)。其中，电源正极端53连接电源(图中未示出)的正极，电源负极端52连接电源的负极；信号输入端连接电磁感应线圈42的一端，接地端连接电磁感应线圈42的另一端，电磁感应线圈42通过信号输入端向信号处理装置5发送电流信号；信号输出端53与车载终端连接，用于向车载终端发送刹车片1的当前厚度，车载终端可通过语音或者通过显示屏显示的方式向驾驶员提示刹车片1的当前厚度。
本实施例中，由于电流信号较小，为有效避免电磁感应线圈42与信号处理装置的连接线路过长造成电流信号的损耗进而造成厚度检测误差较大的现象发生，优选地，信号处理装置5设置于刹车外壳7中靠近电磁感应线圈42的位置。本实施例中，可选地，信号处理装置5还可设置于车辆的其他位置。
本实施例中，磁柱41由多个具有设定厚度的磁片(图中未示出)构成，例如，设定厚度为1毫米。具体地，磁柱41由多个具有设定厚度的磁片相互粘结而成。其中，相邻两个磁片的相互靠近的一端的磁性相同，例如，相邻两个磁片的相互靠近的一端的磁性均为N极或者S极。具体地，根据电磁感应定律，磁柱41向与刹车片1的移动方向平行的方向移动时，磁片穿过电磁感应线圈42，使得电磁感应线圈42产生电流信号。由于相邻两个磁片的相互靠近的一端的磁性相同，因此，相邻的两个磁片通过电磁感应线圈42时，电磁感应线圈42会产生方向相反的电流信号，即每一个磁片通过电磁感应线圈42时，电磁感应线圈42上产生的电流信号的方向与前一个磁片通过电磁感应线圈42时产生的电流信号的方向不同。
具体地，信号处理装置5具体用于根据电流信号确定出刹车时电流信号的方向变化的次数；根据电流信号的方向变化的次数确定出磁柱41向与刹车片1的移动方向相反的方向移动时通过电磁感应线圈42的磁片的数量；根据通过电磁感应线圈42的磁片的数量和每个磁片的设定厚度确定出磁柱41移动的距离；根据磁柱41移动的距离、第一连接结构A与连杆支点B之间的距离和第二连接结构C与连杆支点B之间的距离计算出刹车片1移动的距离。例如，刹车时电流信号的方向变化的次数为m，则通过电磁感应线圈42的磁片的数量为m+1，假设每个磁片的设定厚度为1毫米，则磁柱41移动的距离即为(m+1)*1＝m+1毫米，再根据相似三角形定理，可知，磁柱41移动的距离与刹车片1移动的距离的比值等于第一连接结构A与连杆支点B之间的距离和第二连接结构C与连杆支点B之间的距离的比值，由于第一连接结构A、连杆支点B和第二连接结构C均是可设定的，因此，第一连接结构A与连杆支点B之间的距离和第二连接结构C与连杆支点B之间的距离的比值可设定，从而即可计算出刹车片1移动的距离。
本实施例中，如图1至图4所示，汽车的每个轮子上的刹车盘2的两侧均设置有刹车片1。图5为刹车时第一连接结构和第二连接结构相对刹车盘的位移情况示意图，图5示出了刹车时刹车盘的左侧的第一连接结构和第二连接结构相对刹车盘的位移情况，为了便于理解刹车片1移动的距离的计算过程，结合图5进行进一步说明。如图5所示，对于刹车盘2的左侧，刹车时，第一连接结构A从A处位移至A’处，A A’＝Xn，即磁柱41移动的距离为Xn，第二连接结构C从C处位移至C’处，C C’＝Ln，即活塞32移动的距离为Ln，换言之，左侧的刹车片1移动的距离为Ln，而由于连接杆8围绕连杆支点B转动，因此，连杆支点B并未发生位移。根据相似三角形定理，A A’/C C’＝Xn/Ln＝AB/BC，因此，刹车片1移动的距离Ln＝Xn*BC/AB。同理，可以计算出刹车盘2的右侧的刹车片1在刹车时移动的距离，依此类推，可计算出汽车的每个刹车片1在刹车时移动的距离。
本实施例中，刹车片1的当前厚度Dn＝D0-(L0-Ln)，其中，D0为预先存储的刹车片1的初始厚度，L0为预先存储的刹车片1的初始可移动距离，Ln为当前所述刹车片1移动的距离，n为刹车次数，n大于或等于1。
由于新装刹车片1时，刹车片的厚度是已知的，因此，刹车片1的初始厚度可由此确定；在新装刹车片时，可通过空踩刹车踏板并释放，可得到首次空踩刹车踏板时磁柱41移动的距离X0，再根据公式X0/L0＝AB/BC，即可计算出刹车片1的初始可移动距离L0。不难理解的是，刹车片1的初始可移动距离L0与当前所述刹车片1移动的距离Ln的差值(L0-Ln)即为当前刹车片1的已磨损厚度，因此初始厚度D0与已磨损厚度(L0-Ln)的差值即为刹车片1的当前厚度Dn。
本实施例中，信号处理装置5还用于计算预先存储的刹车片的初始可移动距离L0与刹车片移动的距离Ln之间的差值(L0-Ln)；判断所述差值(L0-Ln)是否大于预设阈值，其中，预设阈值为刹车片1的初始厚度D0与预设百分比的乘积，例如，预设百分比为70％；若判断出所述差值大于预设阈值时，向与信号处理装置连接的车载终端发送提示信息。
若判断出所述差值大于预设阈值时，表明当前刹车片1的磨损程度较为严重，故向与信号处理装置5连接的车载终端发送提示信息，提示信息可以通过语音提示方式或者显示屏显示的方式进行提示，以向驾驶员提示刹车片1的当前磨损情况，便于驾驶员及时更换刹车片。需要说明的是，在每次更换刹车片1时，信号处理装置5预先存储的刹车片的初始可移动距离L0和预先存储的刹车片1的初始厚度D0均需进行更新。
本实施例通过对现有汽车的刹车卡钳系统进行改进，当踩下刹车踏板时，活塞32在驱动刹车片1移动时，通过连接装置驱动磁柱41移动，从而使得电磁感应线圈42产生电流信号，信号处理装置5再对电流信号进行处理，计算出刹车片1刹车时移动的距离，再结合刹车片的初始可移动距离，即可计算出当前刹车片的磨损程度，根据刹车片的磨损程度和初始厚度，即可计算出刹车片的当前厚度，并可通过连接车载终端，实时向驾驶员提示刹车片的当前厚度，从而使得驾驶员能够随时掌握刹车片1当前剩余的厚度情况。
本实施例所提供的刹车片厚度检测系统的技术方案中，信号发生装置用于在驱动装置驱动刹车片向靠近刹车盘的方向移动时，产生电流信号；信号处理装置用于根据电流信号计算出刹车时刹车片移动的距离，并根据刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片的当前厚度。从而实现了实时检测刹车片的剩余厚度，且不会造成刹车盘的损伤，保证了刹车制动效果。
本发明实施例二提供一种车辆，包括刹车片厚度检测系统，刹车片厚度检测系统包括上述实施例一提供的刹车片厚度检测系统，具体描述可参见上述实施例一，此处不再赘述。
本实施例所提供的车辆的技术方案中，信号发生装置用于在驱动装置驱动刹车片向靠近刹车盘的方向移动时，产生电流信号；信号处理装置用于根据电流信号计算出刹车时刹车片移动的距离，并根据刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出刹车片的当前厚度。从而实现了实时检测刹车片的剩余厚度，且不会造成刹车盘的损伤，保证了刹车制动效果。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种刹车片厚度检测系统，其特征在于，包括：刹车片、刹车盘、驱动装置、信号发生装置和信号处理装置，所述信号发生装置与所述驱动装置连接，所述信号处理装置与所述信号发生装置连接；
所述驱动装置用于在刹车时，驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动；
所述信号发生装置用于在所述驱动装置驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动时，产生电流信号；
所述信号处理装置用于根据所述电流信号计算出刹车时所述刹车片移动的距离，并根据所述刹车片移动的距离、预先存储的刹车片的初始可移动距离及初始厚度计算出所述刹车片的当前厚度。
2.根据权利要求1所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述信号发生装置包括磁柱和电磁感应线圈，所述磁柱与所述驱动装置连接，所述电磁感应线圈与所述信号处理装置连接，所述磁柱穿过所述电磁感应线圈设置；
所述驱动装置具体用于在驱动所述刹车片向靠近所述刹车盘的方向移动时，驱动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动；
所述电磁感应线圈用于在所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动时，产生所述电流信号。
3.根据权利要求2所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，还包括刹车外壳，所述刹车外壳中设置有磁柱导轨，所述磁柱导轨入口处设置有所述电磁感应线圈，所述磁柱穿过所述电磁感应线圈位于所述磁柱导轨中。
4.根据权利要求3所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，还包括连接装置，所述磁柱通过所述连接装置与所述驱动装置连接；
所述驱动装置具体用于通过所述连接装置驱动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向平行的方向移动。
5.根据权利要求4所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述连接装置包括连接杆和连杆支点，所述连接杆与所述连杆支点活动连接，所述连接杆的一端通过第一连接结构与所述磁柱的一端活动连接，所述连接杆的另一端通过第二连接结构与所述驱动装置活动连接，所述连杆支点设置于所述第一连接结构与所述第二连接结构之间的预定位置且与所述第一连接结构、第二连接结构位于同一条直线上；
所述驱动装置具体用于驱动所述连接杆的另一端围绕所述连杆支点向靠近所述刹车盘的方向转动，所述连接杆的的一端围绕所述连杆支点向远离所述刹车盘的方向转动，以带动所述磁柱向与所述刹车片的移动方向相反的方向移动。
6.根据权利要求5所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述磁柱由多个具有设定厚度的磁片构成，相邻两个磁片的相互靠近的一端的磁性相同。
7.根据权利要求6所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述信号处理装置具体用于根据所述电流信号确定出电流方向变化次数；根据所述电流方向变化次数确定出所述磁柱向与所述刹车片的移动方向相反的方向移动时通过所述电磁感应线圈的磁片的数量；根据通过所述电磁感应线圈的磁片的数量和每个磁片的设定厚度确定出所述磁柱移动的距离；根据所述磁柱移动的距离、所述第一连接结构与所述连杆支点之间的距离和所述第二连接结构与所述连杆支点之间的距离计算出所述刹车片移动的距离。
8.根据权利要求1至7任一所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述刹车片的当前厚度Dn＝D0-(L0-Ln)，其中，D0为预先存储的刹车片的初始厚度，L0为预先存储的刹车片的初始可移动距离，Ln为当前所述刹车片移动的距离。
9.根据权利要求1至7任一所述的刹车片厚度检测系统，其特征在于，所述信号处理装置还用于计算预先存储的刹车片的初始可移动距离与所述刹车片移动的距离之间的差值；判断所述差值是否大于预设阈值；若判断出所述差值大于预设阈值时，向与所述信号处理装置连接的车载终端发送提示信息。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的刹车片厚度检测系统。
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