CN109910857B - 车辆旋转制动件磨损监测预警系统及应用该系统的车辆 - Google Patents
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Abstract
车辆旋转制动件磨损监测预警系统及应用该系统的车辆，包括旋转制动件厚度检测单元、报警显示单元，控制处理单元，通信单元，监测预警系统所需电能均通过线路接入汽车仪表指示灯线路取得；所述车辆轴数为X,则应设置有2X个鼓式制动或盘式制动结构，每个鼓式制动或盘式制动结构设置一个激光测距仪，鼓式制动或盘式制动结构与对应激光测距仪依次按照位置顺序编号；本系统具有制动鼓和旋转制动件使用厚度实时监测和极限报警功能，司机无需再钻到车底去看制动器磨损情况，为司机减轻了负担，保障了车辆运行安全；当制动方式为盘式制动时，如果制动盘两侧磨损不均匀，同样会引起制动性能的降低，同时检测磨损偏差量，进一步提高安全性。
Description
技术领域：
本发明涉及汽车运行安全保障技术领域，更具体地说是一种车辆旋转制动件磨损监测预警系统及应用该系统的车辆。
背景技术：
现在常见的车辆仪表信息基本都是车速、油量、发动机转速、灯光、保险带等；刹车系统的提示只是车辆是否处在驻车制动状态，并不会显示刹车系统中各部件具体状态如何，包括实时温度、厚度等。
刹车制动系统主要包括旋转部分和非旋转部分；旋转制动件根据制动方式的不同主要包括鼓式制动的制动鼓和盘式制动的制动盘，制动鼓和制动盘是车辆制动部件中的旋转部分统称为旋转制动件，当旋转制动件磨损严重时，刹车性能将被严重削弱，甚至丧失，一旦这种问题车辆行驶在路上，无论是驾驶这本身还是路人或其他车辆，都存在巨大的安全隐患，因此，必须及时发现，才能避免这种情况的发生。
发明内容：
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明拟提供一种能够辅助驾驶人员实时了解旋转制动件磨损程度、并在达到安全的磨损极限时提供报警提示的车辆旋转制动件磨损监测预警系统及应用该系统的车辆。
为实现上述目的，本发明提供的车辆旋转制动件磨损监测预警系统，包括旋转制动件厚度检测单元、报警显示单元，控制处理单元，通信单元，监测预警系统所需电能均通过线路接入汽车仪表指示灯线路取得；
所述控制处理单元，包括用于解析处理信息的控制器、用于用户选择功能命令和输入设置参数的操作模块；控制器解析处理的信息包括接收的旋转制动件实时厚度信息、旋转制动件实时厚度与旋转制动件最低厚度值的对比信息及对比结果信息的输出；操作模块供用户选择的功能包括：旋转制动件实时厚度读取、旋转制动件最低厚度值设定；控制器通过通信单元与操作模块通信；
旋转制动件厚度检测单元，包括激光测距仪、固定架，刹车系统为鼓式刹车时，所述激光测距仪的探头通过固定架固定安装在制动蹄转轴上，探头与制动鼓内表面垂直，制动蹄与探头相对的位置开设有条形通孔；刹车系统为盘式刹车时，制动盘两侧各设置有一个激光测距仪的探头，所述探头通过固定架固定安装在轴管上，探头与制动盘正相对，探头方向朝向制动盘且与制动盘垂直；激光测距仪通过通信单元与控制处理单元相连；
报警显示单元，为用于显示旋转制动件厚度信息的LCD显示屏；
进一步地，所述控制器内还运行有激光测距仪ID写入与读取的程序和校验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复的校验机制程序，操作模块内还运行有激光测距仪ID匹配选择程序；
初始使用时，车辆通电，通过操作模块选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令，操作模块接收到用户选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令后，选择第一匹配旋转制动件位置发送至控制器；
激光测距仪通过通信单元发送自身的ID信号，发送至控制器，控制器将获取的ID存储至与该位置对应的ID预留缓冲区；控制器校验机制启动，检验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复；如果没有取得所有ID，控制器以同样的方式依次进行剩余位置旋转制动件对应的激光测距仪ID的获取；
制动方式为鼓式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动鼓内表面的距离为标准距离，摩损后制动鼓内表面与探头间距变大，变大的量即为磨损量；
制动方式为盘式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动盘表面的距离为标准距离，摩损后制动盘表面与探头间距变大，两探头测得的变大量之和即为磨损量；两探头测得的变大量之差为磨损偏差量；
控制器通过ID校验机制确定已获取全部激光测距仪的ID且无重复，ID校验机制通过；将所有ID存储至对应的ID储存区，替换上次的ID，并将各激光测距仪ID和各探头零点写入控制器的ECU中；
默认所有激光测距仪在车辆通电后实时监测探头到制动盘表面或刹车鼓内表面的距离，并通过通信单元向控制器发送实时读数，控制器根据读数计算旋转制动件磨损量，当制动方式为盘式制动时，还需计算磨损偏差量；控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损量读数，当制动方式为盘式制动时，控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损偏差量；当超过设置的旋转制动件危险磨损量后，控制器向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动，并在报警显示单元中以文字的方式显示报警旋转制动件位置；当制动方式为盘式制动时，磨损偏差量超过设置的旋转制动件磨损偏差量上限时，控制器同样向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动。
本发明的有益效果是：旋转制动件磨损超过极限会使车辆失去制动性能，造成交通事故，本系统具有制动鼓和旋转制动件使用厚度实时监测和极限报警功能，司机无需再钻到车底去看制动器磨损情况，为司机减轻了负担，保障了车辆运行安全；当制动方式为盘式制动时，如果制动盘两侧磨损不均匀，差量较大时，同样会引起制动性能的降低，同时检测磨损偏差量，进一步提高安全性。
附图说明：
附图1是本发明的逻辑关系示意图；
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明进行更加详细的描述。
如附图1所示，车辆旋转制动件磨损监测预警系统，包括旋转制动件厚度检测单元、报警显示单元，控制处理单元，通信单元，监测预警系统所需电能均通过线路接入汽车仪表指示灯线路取得；
所述控制处理单元，包括用于解析处理信息的控制器、用于用户选择功能命令和输入设置参数的操作模块；控制器解析处理的信息包括接收的旋转制动件实时厚度信息、旋转制动件实时厚度与旋转制动件最低厚度值的对比信息及对比结果信息的输出；操作模块供用户选择的功能包括：旋转制动件实时厚度读取、旋转制动件最低厚度值设定；控制器通过通信单元与操作模块通信；
旋转制动件厚度检测单元，包括激光测距仪、固定架，刹车系统为鼓式刹车时，所述激光测距仪的探头通过固定架固定安装在制动蹄转轴上，探头与制动鼓内表面垂直，制动蹄与探头相对的位置开设有条形通孔；刹车系统为盘式刹车时，制动盘两侧各设置有一个激光测距仪的探头，所述探头通过固定架固定安装在轴管上，探头与制动盘正相对，探头方向朝向制动盘且与制动盘垂直；激光测距仪通过通信单元与控制处理单元相连；
报警显示单元，为用于显示旋转制动件厚度信息的LCD显示屏；
进一步地，所述控制器内还运行有激光测距仪ID写入与读取的程序和校验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复的校验机制程序，操作模块内还运行有激光测距仪ID匹配选择程序；
初始使用时，车辆通电，通过操作模块选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令，操作模块接收到用户选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令后，选择第一匹配旋转制动件位置发送至控制器；
激光测距仪通过通信单元发送自身的ID信号，发送至控制器，控制器将获取的ID存储至与该位置对应的ID预留缓冲区；控制器校验机制启动，检验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复；如果没有取得所有ID，控制器以同样的方式依次进行剩余位置旋转制动件对应的激光测距仪ID的获取；
制动方式为鼓式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动鼓内表面的距离为标准距离，摩损后制动鼓内表面与探头间距变大，变大的量即为磨损量；
制动方式为盘式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动盘表面的距离为标准距离，摩损后制动盘表面与探头间距变大，两探头测得的变大量之和即为磨损量；两探头测得的变大量之差为磨损偏差量；
控制器通过ID校验机制确定已获取全部激光测距仪的ID且无重复，ID校验机制通过；将所有ID存储至对应的ID储存区，替换上次的ID，并将各激光测距仪ID和各探头零点写入控制器的ECU中；
默认所有激光测距仪在车辆通电后实时监测探头到制动盘表面或刹车鼓内表面的距离，并通过通信单元向控制器发送实时读数，控制器根据读数计算旋转制动件磨损量，当制动方式为盘式制动时，还需计算磨损偏差量；控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损量读数，当制动方式为盘式制动时，控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损偏差量；当超过设置的旋转制动件危险磨损量后，控制器向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动，并在报警显示单元中以文字的方式显示报警旋转制动件位置；当制动方式为盘式制动时，磨损偏差量超过设置的旋转制动件磨损偏差量上限时，控制器同样向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动。
在车辆为鼓式制动时，固定架可以选用“Z”字形或“]”字形支架，一端与制动蹄转轴固定相连，探头固定在固定架另一端，探头通过线路与激光测距仪设备本体相连，激光测距仪设备本体固定连接在轴管上，这样探头就相对于轴管是相对固定的，探头与制动鼓内表面的距离变化只能是磨损量引起的变化；在车辆为盘式制动时，固定架可以选用旋转90°的“F”字形支架，支架水平一端与轴管固定相连，制动盘卡在支架的U形口内，U形口两端各固定有一个激光测距仪的探头；探头与制动盘正相对，制动钳不需要进行打孔；这样探头就相对于轴管是相对固定的，探头与制动盘表面的距离变化只能是磨损量引起的变化；探头通过线路与激光测距仪设备本体相连，激光测距仪设备本体固定连接在轴管上。固定架选用外表涂有耐高温且隔热云母图层的金属支架。
一种应用上述系统的车辆，所述车辆轴数为X,则应设置有2X个鼓式制动或盘式制动结构，每个鼓式制动或盘式制动结构设置一个激光测距仪，鼓式制动或盘式制动结构与对应激光测距仪依次按照位置顺序编号，制动方式为鼓式制动时，每个激光测距仪设置有一个探头，制动方式为盘式制动时，每个激光测距仪设置有两个探头；2X个激光测距仪分别通过通信单元与控制处理单元相连，控制器同时与2X个激光测距仪通信，并进行ID匹配，接收和处理2X个激光测距仪发来的信息，LCD显示屏上直接按照位置顺序进行显示，查看方便直接。
旋转制动件磨损超过极限会使车辆失去制动性能，造成交通事故，本系统具有制动鼓和旋转制动件使用厚度实时监测和极限报警功能，司机无需再钻到车底去看制动器磨损情况，为司机减轻了负担，保障了车辆运行安全；当制动方式为盘式制动时，如果制动盘两侧磨损不均匀，差量较大时，同样会引起制动性能的降低，同时检测磨损偏差量，进一步提高安全性。
除说明书所述技术特征外，均为本专业技术人员已知技术。
Claims (5)
1.车辆旋转制动件磨损监测预警系统，包括旋转制动件厚度检测单元、报警显示单元，控制处理单元，通信单元，监测预警系统所需电能均通过线路接入汽车仪表指示灯线路取得；
所述控制处理单元，包括用于解析处理信息的控制器、用于用户选择功能命令和输入设置参数的操作模块；控制器解析处理的信息包括接收的旋转制动件实时厚度信息、旋转制动件实时厚度与旋转制动件最低厚度值的对比信息及对比结果信息的输出；操作模块供用户选择的功能包括：旋转制动件实时厚度读取、旋转制动件最低厚度值设定；控制器通过通信单元与操作模块通信；
旋转制动件厚度检测单元，包括激光测距仪、固定架，刹车系统为鼓式刹车时，所述激光测距仪的探头通过固定架固定安装在制动蹄转轴上，探头与制动鼓内表面垂直，制动蹄与探头相对的位置开设有条形通孔；刹车系统为盘式刹车时，制动盘两侧各设置有一个激光测距仪的探头，所述探头通过固定架固定安装在轴管上，探头与制动盘正相对，探头方向朝向制动盘且与制动盘垂直；激光测距仪通过通信单元与控制处理单元相连；
报警显示单元，为用于显示旋转制动件厚度信息的LCD显示屏；
控制器内还运行有激光测距仪ID写入与读取的程序和校验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复的校验机制程序，操作模块内还运行有激光测距仪ID匹配选择程序；
初始使用时，车辆通电，通过操作模块选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令，操作模块接收到用户选择激光测距仪ID匹配选择的功能命令后，选择第一匹配旋转制动件位置发送至控制器；
激光测距仪通过通信单元发送自身的ID信号，发送至控制器，控制器将获取的ID存储至与该位置对应的ID预留缓冲区；控制器校验机制启动，检验是否已获取全部激光测距仪的ID且无重复；如果没有取得所有ID，控制器以同样的方式依次进行剩余位置旋转制动件对应的激光测距仪ID的获取；
制动方式为鼓式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动鼓内表面的距离为标准距离，摩损后制动鼓内表面与探头间距变大，变大的量即为磨损量；
制动方式为盘式制动时，在获取ID的同时，探头测得的与制动盘表面的距离为标准距离，摩损后制动盘表面与探头间距变大，两探头测得的变大量之和即为磨损量；两探头测得的变大量之差为磨损偏差量；
控制器通过ID校验机制确定已获取全部激光测距仪的ID且无重复，ID校验机制通过；将所有ID存储至对应的ID储存区，替换上次的ID，并将各激光测距仪ID和各探头零点写入控制器的ECU中；
默认所有激光测距仪在车辆通电后实时监测探头到制动盘表面或刹车鼓内表面的距离，并通过通信单元向控制器发送实时读数，控制器根据读数计算旋转制动件磨损量，当制动方式为盘式制动时，还需计算磨损偏差量；控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损量读数，当制动方式为盘式制动时，控制器通过通信单元向报警显示单元发送实时磨损偏差量；当超过设置的旋转制动件危险磨损量后，控制器向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动，并在报警显示单元中以文字的方式显示报警旋转制动件位置；当制动方式为盘式制动时，磨损偏差量超过设置的旋转制动件磨损偏差量上限时，控制器同样向报警显示单元发送声光报警提示，声光报警启动。
2.如权利要求1所述的车辆旋转制动件磨损监测预警系统，其特征在于车辆为鼓式制动时，固定架为“Z”字形或“]”字形支架，一端与制动蹄转轴固定相连，探头固定在固定架另一端，探头通过线路与激光测距仪设备本体相连，激光测距仪设备本体固定连接在轴管上。
3.如权利要求1所述的车辆旋转制动件磨损监测预警系统，其特征在于在车辆为盘式制动时，固定架为旋转90°的“F”字形支架，支架水平一端与轴管固定相连，制动盘卡在支架的U形口内，U形口两端各固定有一个激光测距仪的探头；探头与制动盘正相对；探头通过线路与激光测距仪设备本体相连，激光测距仪设备本体固定连接在轴管上。
4.如权利要求1-3任一项所述的车辆旋转制动件磨损监测预警系统，其特征在于固定架选用外表涂有耐高温且隔热云母图层的金属支架。
5.一种应用权利要求1-4任一项所述系统的车辆，所述车辆轴数为X,则应设置有2X个鼓式制动或盘式制动结构，每个鼓式制动或盘式制动结构设置一个激光测距仪，鼓式制动或盘式制动结构与对应激光测距仪依次按照位置顺序编号，制动方式为鼓式制动时，每个激光测距仪设置有一个探头，制动方式为盘式制动时，每个激光测距仪设置有两个探头；2X个激光测距仪分别通过通信单元与控制器相连。
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Granted publication date: 20210302 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Liangshan sub branch Pledgor: SHANDONG PROVINCE LIANGSHAN SHENLI AUTO PARTS CO.,LTD. Registration number: Y2023980032205 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Vehicle rotating brake component wear monitoring and warning system and its application in vehicles Granted publication date: 20210302 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Liangshan County sub branch Pledgor: SHANDONG PROVINCE LIANGSHAN SHENLI AUTO PARTS CO.,LTD. Registration number: Y2024980009812 |