CN109268410A - 用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置，包括检测单元，该检测单元包括：接收模块，用于接收由设置在远离所述制动片的位置的传感器获取的数据；判断模块，用于基于由所述传感器获取的数据判断所述制动片的磨损情况；和输出模块，用于输出提醒信息；其中，接收模块被配置成在制动期间接收由所述传感器获取的数据作为检测值，判断模块将检测值与检测单元内存储的初始值进行比较，以判断检测值与初始值的差值是否大于或等于检测单元内存储的预定阈值，其中检测值对应于盘式制动装置的制动活塞在制动期间前进的距离。本发明还涉及一种制动片磨损检测方法。本发明可保证检测结果并降低成本。

Description

用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及制动技术领域，更具体来说，涉及一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置以及检测方法。

背景技术

目前，很多设备(例如，车辆)装有盘式制动装置，其主要靠制动片和制动盘之间的机械摩擦来实现制动。因此，制动片和制动盘都会出现不同程度的磨损。因为制动片的材料相对偏软，所以制动片的磨损更为严重，属易损件。当磨损到一定程度时，制动力会明显下降，导致制动距离变长甚至失灵，带来安全隐患。因此，必须及时检查制动片的磨损状况，以判断是否需要更换新的制动片。然而，在实际驾驶中，人们往往容易忽视对制动片的检查。

为避免采用人工的方式检查制动片的磨损状况，现已开发了多种自动检测方案，如美国专利US9316278B2和欧洲专利申请EP2827018A1中所公开的。在这些现有的自动检测方案中，通过在制动片内安装传感器来检测制动片与制动盘之间的距离，根据所检测到的距离分析制动片的磨损程度，判断是否需要提醒用户，从而实现制动片的自动磨损检测。但是，在这些现有方案中，为安装传感器，需要在制动片上进行额外的机械加工，因此增加了加工难度和加工成本。再者，当制动片磨损到一定程度而必须更换制动片时，相应地制动片内的传感器也会一同更换，进一步增加了更换成本。另外，因传感器安装在制动片内，而在制动时因摩擦会导致制动片的温度急剧升高，甚至超过100摄氏度。这样的高温环境对传感器本身提出了较高的要求，导致传感器易出现数据漂移、易损坏且成本增加。

不仅在车辆制动领域内是这种情况，在包括类似的盘式制动装置的其他领域也存在着大致相同的问题。因此，需要改进现有的制动片磨损检测装置和检测方法，以保证检测结果并降低生产成本。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有的用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置和检测方法中存在的至少一个问题，提出一种改进的制动片磨损检测装置和检测方法，这种装置和方法能够避免对制动片进行额外的机械加工且使传感器远离高温区域，从而保证检测结果并降低生产成本。

为此，根据本发明的一方面，提供了一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置，所述制动片磨损检测装置包括检测单元，所述检测单元包括：

接收模块，所述接收模块用于接收由设置在远离所述制动片的位置的传感器获取的数据；和

判断模块，所述判断模块用于基于由所述传感器获取的数据判断所述制动片的磨损情况；

输出模块，所述输出模块用于输出提醒信息；

其中，所述接收模块被配置成在制动期间接收由所述传感器获取的数据作为检测值，所述判断模块将所述检测值与所述检测单元内存储的初始值进行比较，以判断所述检测值与所述初始值的差值是否大于或等于所述检测单元内存储的预定阈值，其中所述检测值对应于所述盘式制动装置的制动活塞在制动期间前进的距离。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测方法，所述方法包括：

(1)接收由设置在远离所述制动片的位置的传感器获取的数据并作为检测值，所述检测值对应于所述盘式制动装置的制动活塞在制动期间前进的距离；

(2)将所述检测值和初始值进行比较以得出所述检测值与所述初始值的差值，如果所述差值小于预定阈值，则返回步骤(1)，且如果所述差值大于或等于所述预定阈值，则继续进行下一步骤；

(3)输出提醒信息。

与现有技术相比，本发明的制动片磨损检测装置利用远离制动片设置的传感器获取制动活塞在制动期间前进的距离并作为检测值，并通过比较检测值和初始值，可以判断两者的差值是否达到了预定阈值，进而判断制动片的磨损程度。因此，本发明的制动片磨损检测装置以及检测方法不需要改变制动片的结构，且传感器不受高温环境的影响，从而简化了制动片的加工，保证了检测结果，降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图详细描述本发明的示例性实施例及进一步解释本发明。在附图中：

图1是示出包括根据本发明一实施例的制动片磨损检测装置的盘式制动装置分布的示意图；

图2是示出图1所示的一盘式制动装置的示意性局部剖视图，其中传感器安装在制动活塞上；

图3和图4是示出图1所示的另一盘式制动装置的示意性局部剖视图，图3表示在电子驻车制动之前的状态，图4表示在电子驻车制动之后的状态；

图5是示出本发明的用于盘式制动装置的制动片磨损检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。在本发明的优选实施例中，以用于车辆制动技术领域的制动片磨损检测装置和检测方法为例对本发明进行描述。但是，本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。本发明的制动片磨损检测装置可以用于需要对运转的制动盘进行制动的任何设备和操作中。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出包括根据本发明一实施例的制动片磨损检测装置的盘式制动装置分布的示意图。在图1中，以四轮轮式车辆为例，介绍本发明的制动片磨损检测装置。如图1所示，车辆(未示出)具有四个盘式制动装置，左后制动装置100、右后制动装置200、左前制动装置300和右前制动装置400，其中每个制动装置中都设置有用于本发明的制动片磨损检测装置的传感器，以检测制动片的厚度变化。关于盘式制动装置的具体结构和传感器的具体设置，将参照图2-图4进行详细描述。

另外，车辆还包括制动液路控制装置600和制动片磨损检测装置。四个制动装置分别通过制动液管路601、602、603和604与制动液路控制装置600联接。当启动制动操作时，例如，驾驶员踩下制动踏板，制动液路控制装置600控制流向四个制动装置的制动液，实现车辆的制动。制动片磨损检测装置包括检测单元500，检测单元500接收每个制动装置上的传感器所获取的数据，并基于所获取的数据判断制动片的磨损情况且输出提醒信息。如图1所示，检测单元500包括：接收模块551，该接收模块接收由设置在远离制动片的位置的传感器获取的数据；判断模块552，该判断模块基于由传感器获取的数据判断制动片的磨损情况；输出模块553，该输出模块输出提醒信息。关于各模块的详细描述将在下文给出。

如图1的下半部分所示，在左后制动装置100和右后制动装置200上分别装有电子驻车制动装置。各电子驻车制动装置分别通过线路511、501和线路512、502与检测单元500连接。当然，左后制动装置100和右后制动装置也可以不设置电子驻车制动装置。每个制动装置上的传感器分别通过线路501、502、503和504与检测单元500连接。

图2是示出图1所示的一盘式制动装置的示意性局部剖视图。如图2所示，所示的盘式制动装置是没有安装驻车制动装置的，例如，左前制动装置300和右前制动装置400中的一个，其包括制动卡钳10、制动片20(例如，两个)、制动活塞30和制动盘40，其中，制动盘40具有制动表面(例如，两个)，制动片20邻近制动盘40的制动表面安装在制动卡钳10上，制动活塞30能够在启动制动操作时沿垂直于制动盘40的制动表面的方向顶推制动片，使得制动片20对制动盘40的制动表面施加压力。在图2所示的实施例中，制动卡钳10为整体式的，与每个制动片20相对应地设置有一个制动活塞30，但对于分体式的制动卡钳，也可以只设置一个制动活塞30。当然，根据盘式制动装置的实际样式，也可以有其它的配置方式。通过制动液管路50中的制动液推动制动活塞30，迫使制动片20沿垂直于制动盘40的表面的方向移动并接触制动盘40，进而对制动盘40施加压力，实现制动盘40的制动。

在图2所示的实施例中，用于本发明的制动片磨损检测装置的传感器设置在远离制动片20的位置，例如，设置在制动活塞30上或内，用以检测制动片20的厚度变化。因为不设置在制动片20内，所以不需要对制动片20进行额外的机械加工，也使传感器远离制动片20的高温区域，保证检测结果。

在本发明的一实施例中，该传感器是第一线性传感器71，其被配置成检测制动活塞30在制动期间前进的距离。在该实施例中，在制动片20进行第一次制动操作时，第一线性传感器71获取制动活塞30前进的距离，并将该数据通过线路发送给接收模块551。接收模块551接收由第一线性传感器71获取的这一距离并作为初始值。随后，在每次或预定次的制动期间，接收模块551都会接收由第一线性传感器71获取的数据并作为检测值，该检测值对应于制动活塞30在制动期间前进的距离。判断模块552根据检测值和检测单元500内存储的初始值的差值(该差值与制动片的厚度变化相对应)，判断该差值是否达到检测单元500内存储的预定阈值。重复执行上述检测步骤，直到该差值大于或等于预定阈值。根据判断结果，输出模块553将提醒信息输出至(例如)显示单元(未示出)，以向用户显示提醒信息或提醒用户需更换制动片。在本发明的另一实施例中，检测单元500内存储的预定阈值根据制动片、制动盘、安装条件等变化，且可以更改。另外，预定阈值可以是多个不同的值，其分别对应制动片20的不同磨损程度。这样，在判断模块552比较检测值与初始值时，可以将检测值和初始值的差值与不同的预定阈值进行比较，进而判断制动片的磨损程度。根据判断出的磨损程度，输出模块553可以输出不同的提醒信息。

在所示的该实施例中，初始值的获得是通过在制动片20的第一次制动期间自动采集的，然而，也可以人工输入初始值或通过其它手段获取。

在本发明的另一实施例中，左后制动装置100和右后制动装置200也可以采用图2所示的结构，或如下所述的其它结构，且也可以类似地安装第一线性传感器71。

图3和图4是示出图1所示的另一盘式制动装置的示意性局部剖视图，图3表示在电子驻车制动之前的状态，图4表示在电子驻车制动之后的状态，其中用于制动片磨损检测装置的传感器设置在电子驻车制动装置。在该实施例中，所示的盘式制动装置例如是图1中所示的左后制动装置100和右后制动装置200中的一个。与图2中所示的盘式制动装置相比较，在图3和图4中所示的盘式制动装置增加了电子驻车制动装置，且仅示出一个制动活塞30。

如图3和图4所示，电子驻车制动装置包括电机60、螺杆61、芯轴62和传动带63，其中芯轴62和螺杆61设置在制动活塞30的腔室内，且芯轴62安装在螺杆61上。电机60经传动带63驱动螺杆61旋转，使得螺杆61驱动芯轴62前进或后退，由此使芯轴62沿垂直于制动盘40的表面的方向顶推制动活塞30，以实现驻车制动。在电机60、传动带63和螺杆61之间可以设置减速机构。

在设置有电子驻车制动装置的盘式制动装置中，用于本发明的制动片磨损检测装置的传感器安装电子驻车制动装置中，使得传感器更加远离制动片。并且，通过仅在驻车制动期间检测制动片的厚度变化，而无需在每次制动期间进行磨损检测操作。

在本发明的一实施例中，传感器是安装在电机60上的第一旋转传感器72，该第一旋转传感器可以检测电机60的驱动轴在驻车制动期间旋转的角度，进而可以确定螺杆61旋转的角度和芯轴62前进的距离，然后可以得出制动活塞30前进的距离。类似于如图2所示的实施例，在制动片20进行第一次驻车制动操作时，第一旋转传感器72获取电机60的驱动轴旋转的角度，并将该数据发送给接收模块551。接收模块551接收由第一旋转传感器72获取的这一角度并作为初始值。随后，在每次驻车制动期间，接收模块551都会接收由第一旋转传感器72获取的数据并作为检测值，该检测值与制动活塞30在制动期间前进的距离相对应。判断模块552根据检测值和初始值的差值，判断该差值是否达到预定阈值。重复执行上述检测步骤，直到该差值大于或等于预定阈值，此时，输出模块553输出提醒信息，以提醒用户需更换制动片。如前所述，初始值的获得也可以人工输入初始值或通过其它手段获取，且预定阈值可以根据制动片、制动盘、安装条件等而更改。同样，在该实施例中，预定阈值也可以是多个不同的值。

在本发明的另一实施例中，传感器是安装在电子驻车制动装置的电机60中的扭矩传感器73，该扭矩传感器可以检测电机60的驱动轴在驻车制动期间受到的扭矩，根据扭矩变化，可以确定制动活塞30前进的距离。

根据本发明的另一实施例，传感器是安装在电子驻车制动装置的螺杆61上的第二旋转传感器74，该第二旋转传感器可以检测螺杆61在驻车制动期间旋转的角度，进而可以确定制动活塞30前进的距离。

根据本发明的另一实施例，传感器是安装在电子驻车制动装置的芯轴62上的第二线性传感器75，该第二线性传感器可以检测芯轴62在驻车制动期间前进的距离，进而可以确定制动活塞30前进的距离。

前述的扭矩传感器73、第二旋转传感器74和第二线性传感器的操作过程与第一旋转传感器72的操作过程类似，在此不再重复描述。

在图2至图4中，为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明使用本发明的制动片磨损检测装置的盘式制动装置不可包括其它部件。

用在本发明的制动片磨损检测装置中的传感器，可以包括前述的任一种传感器或前述传感器的任意组合，或者包括起到检测制动活塞前进距离的任何其它传感器。另外，本发明的检测单元500可以是车辆的行车电脑或者是单独的电子控制单元(ECU)。

下面参照图5详细描述本发明的用于盘式制动装置的制动片磨损检测方法的步骤。

参照图5，在步骤S00处，启动制动片检测装置。

在步骤S10处，接收由设置在远离制动片的位置的传感器获取的数据并作为检测值，该检测值对应于盘式制动装置的制动活塞在制动期间前进的距离；

在步骤S20处，将检测值与初始值进行比较以得出差值，如果该差值小于预定阈值，即判断结果为N，则返回步骤S10，且如果该差值大于或等于预定阈值，即判断结果为Y，则进行下一步骤S30；

在步骤S30处，输出提醒信息。根据提醒信息，用户可以更换制动片，然后可以重复上述步骤。

在制动片20被用于第一次制动操作时由远离所述制动片设置的传感器获取的数据，可以由接收模块551接收并存储为初始值；

通过以上方法，从制动片进行第一次制动操作开始，直到制动片需要更换，都在本发明的制动片磨损检测装置的检测下。因此，可以及时获知制动片的磨损状况。

在另一实施例中，制动片的磨损状况不是在每次制动期间进行检测的，而是仅在驻车制动期间进行检测，即，在每次驻车制动期间，制动片磨损检测装置才进行检测。

实际上，在制动过程中制动片和制动盘都发生磨损，因此，制动活塞的前进距离应表示制动片和制动盘两者的磨损状况。但是，与制动片的磨损相比，制动盘的磨损可以暂不考虑，或者根据试验测定结果确定制动片和制动盘之间的磨损关系。这样，在本发明中，仍然可以用制动活塞的前进距离来表示制动片的磨损状况。

根据本发明，通过远离制动片设置的传感器获取与制动活塞在制动期间前进的距离相对应的数据，并通过比较制动片的初始值和随后的检测值，可以判断两者的差值是否达到了预定阈值，进而判断是否需更换制动片。因此，本发明的制动片磨损检测装置以及检测方法不需要对制动片进行额外的加工，且传感器不受制动片的高温影响，从而既能保证检测结果，又能降低生产成本。

以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。例如，在优选实施例中以用于车辆制动装置的制动片磨损检测装置和检测方法为例对本发明进行了描述，但是，不仅在车辆领域，在任何需要盘式制动的其它技术领域，都可获得应用。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测装置，所述制动片磨损检测装置包括检测单元(500)，所述检测单元(500)包括：

接收模块(551)，所述接收模块用于接收由设置在远离所述制动片(20)的位置的传感器获取的数据；和

判断模块(552)，所述判断模块用于基于由所述传感器获取的数据判断所述制动片(20)的磨损情况；

输出模块(553)，所述输出模块用于输出提醒信息；

其中，所述接收模块(551)被配置成在制动期间接收由所述传感器获取的数据作为检测值，所述判断模块(552)将所述检测值与所述检测单元内存储的初始值进行比较，以判断所述检测值与所述初始值的差值是否大于或等于所述检测单元内存储的预定阈值，其中所述检测值对应于所述盘式制动装置的制动活塞(30)在制动期间前进的距离。

2.根据权利要求1所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述检测值是通过安装在所述制动活塞(30)上的第一线性传感器(71)检测到的所述制动活塞(30)在制动期间前进的距离。

3.根据权利要求1所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述初始值是在所述制动片(20)被用于第一次制动操作时通过所述接收模块(551)接收到的由所述传感器获取的数据。

4.根据权利要求1所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述盘式制动装置进一步包括电子驻车制动装置，所述传感器安装在所述电子驻车制动装置中。

5.根据权利要求4所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，

所述传感器是安装在所述电子驻车制动装置的电机(60)上的第一旋转传感器(72)或扭矩传感器(73)，所述检测值是通过所述第一旋转传感器(72)检测到的所述电机(60)的驱动轴在制动期间旋转的角度，或所述检测值是通过所述扭矩传感器(73)检测到的所述电机(60)的驱动轴在驻车制动期间受到的扭矩。

6.根据权利要求4所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述传感器是安装在所述电子驻车制动装置的螺杆(61)上的第二旋转传感器(74)，所述检测值是通过所述第二旋转传感器(74)检测到的所述螺杆(61)在驻车制动期间旋转的角度。

7.根据权利要求4所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述传感器是安装在所述电子驻车制动装置的芯轴(62)上的第二线性传感器(75)，所述检测值是通过所述第二线性传感器检测到的所述芯轴(62)在驻车制动期间前进的距离。

8.根据权利要求1所述的制动片磨损检测装置，其特征在于，所述接收模块(551)在每次或在预定次的制动期间接收由所述传感器获取的数据作为检测值，所述预定阈值为多个不同的值。

9.一种用于盘式制动装置的制动片磨损检测方法，所述方法包括：

(1)接收由设置在远离所述制动片(20)的位置的传感器获取的数据并作为检测值，所述检测值对应于所述盘式制动装置的制动活塞(30)在制动期间前进的距离；

(2)将所述检测值和初始值进行比较以得出所述检测值与所述初始值的差值，如果所述差值小于预定阈值，则返回步骤(1)，且如果所述差值大于或等于所述预定阈值，则继续进行下一步骤；

(3)输出提醒信息。

10.根据权利要求9所述的制动片磨损检测方法，其特征在于，所述初始值是通过在所述制动片(20)被用于第一次制动操作时由所述传感器获取的。