CN110762144B - 一种盘式制动器以及传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆盘式制动器和一种配置在该盘式制动器中的磨损传感器装置。该车辆盘式制动器包括容纳在盘式制动器壳体内的制动力传递单元，该制动力传递单元用于将电机轴的旋转转换成推力板的线性运动，该车辆盘式制动器还包括用于测量所述推力板的行进距离的传感器装置，其中所述传感器装置包括用于将所述制动力传递单元的旋转转换成磁性元件的运动的磁性元件驱动单元。

Description

一种盘式制动器以及传感器装置
技术领域
本发明涉及汽车制动系统领域。具体而言，本发明涉及一种用于盘式制动器和配置在该盘式制动器内的磨损传感器装置。
背景技术
盘式制动器广泛用于制动汽车。为了制动车辆，通过安装在制动器内的推力板将两块刹车片向刹车盘挤压摩擦而产生制动力。在这方面，刹车片和刹车盘是盘式制动器内的磨损物件，刹车片具有与刹车盘的表面接触的摩擦材料，而刹车盘则通常由铁质材料制成。每次使用时，刹车片和刹车盘都会损失一点材料，随着时间的推移，磨损会影响制动性能和安全性。制动器的磨损率将根据各种因素而变化，例如刹车片的摩擦材料的特性，制动的量和类型等。因此，希望获得关于磨损状况的信息以确保车辆制动系统的正常运行。
存在各种传统的解决方案来获得关于磨损状况的信息，但是这些传统的解决方案具有各种缺点。例如，可以通过电位计和弹簧直接测量刹车片的厚度来获得刹车片的磨损状况。但是，随着时间的推移，这种测量方法会由于车辆震动而失效。或者，设置在刹车片磨损到一定程度后会被破坏的导线或电路，从而给出已经达到刹车片厚度阈值的数字信号。然而，这种测量刹车片厚度的方法仅在达到临界阈值时才会发出单个信号，并且不能用于随时监测刹车片的厚度。因此，需要提供一种能够测量磨损状况的改进技术方案。
发明内容
为了克服传统解决方案的缺点，本发明提供了一种包括传感器装置的盘式制动器，该传感器装置能够及时可靠地测量盘式制动器的磨损状况。
根据本发明的一方面，提供了一种车辆盘式制动器。该盘式制动器包括盘式制动器外壳、具有轴的电机、推力板和容纳在盘式制动器外壳内的制动力传递单元，所述制动力传递单元用于将所述电机的轴的旋转转换为推力板的线性运动，所述车辆盘式制动器还包括用于测量所述推力板的行进距离的传感器装置，其中所述传感器装置包括用于将所述制动力传递单元的旋转转换成至少一个磁性元件的运动的磁性元件驱动单元。
在本发明的一个方面，制动力传递单元包括由所述电机驱动并且与所述推力板螺纹连接的旋转元件。该旋转元件可包括螺杆或者附接到所述螺杆的环。
根据本发明所描述的任何实施例，该传感器装置还可以包括感测元件。在一个方面，该感测元件被配置为测量磁性元件的线性移动距离或旋转角度。
在一个方面，本发明所描述的传感器装置可包括传感器主体和一个或多个传感器传动单元。在一个方面，传感器主体可以包括壳体，该壳体可以容纳磁性元件驱动单元、磁性元件和感测元件。
在一个方面，所述一个或多个传感器传动单元可包括传感器轴向传动单元，所述传感器轴向传动单元被配置成用于将旋转运动从所述制动力传递单元传递到容纳在所述传感器壳体中的所述磁性元件驱动单元。所述传感器轴向传动单元可包括例如杆，所述杆配置成与制动力传递单元的旋转元件接合，例如与螺杆或者附接到所述螺杆的环接合。该传感器轴向传动单元可通过例如与环形齿轮啮合或者与橡胶环摩擦接合的方式与制动力传递单元的旋转元件接合。
根据本文描述的任何实施例的车辆盘式制动器可以配置成使得一个或多个传感器传动单元被配置用于从传感器轴向传动单元到磁性元件驱动单元的径向或非径向旋转的传动。例如，车辆盘式制动器可包括径向传动单元，例如齿形带，用于将旋转运动从传感器轴向传动单元传递到磁性元件驱动单元。传感器轴向传动单元可包括配置成与径向传动单元啮合的齿轮，并且磁性元件驱动单元可包括配置成与径向传动单元啮合的驱动齿轮。
或者，根据本文描述的任何实施例的车辆盘式制动器可包括传感器轴向传动单元，该传感器轴向传动单元包括被配置为与磁性元件驱动单元啮合的齿轮，并且磁性元件驱动单元可包括被配置为与传感器轴向传动单元的齿轮啮合的并且将旋转运动转换为直线运动的驱动齿轮。
在根据本文描述的任何实施例的方面中，磁性元件驱动单元还可包括从动螺杆，磁性元件可以安装在从动螺杆上。
在根据本文描述的任何实施例的方面中，磁性元件驱动单元包括驱动齿轮，并且其中磁性元件安装到该驱动齿轮并随之旋转。
在根据本文所述的车辆盘式制动器的任何实施例的方面中，盘式制动器还可包括刹车盘和刹车片，其中制动力传递单元的旋转元件配置成通过旋转运动使推力板朝向或远离刹车盘运动，并且一个或多个传感器传动单元被配置为以使所述刹车片压靠在所述刹车盘上和/或从所述刹车盘释放的推力板的移动距离的预定比率来驱动所述磁性元件运动，从而使得磁性元件的线性移动距离或旋转角度与推力板的轴向运动的距离按预定比率地保持一致。
在根据本文描述的车辆盘式制动器的任何实施例的方面中，感测元件可以被配置为测量磁性元件的运动。在一些实施例中，感测元件可以被配置为基于由磁性元件的移动引起的磁通量的变化来测量磁性元件的运动。
在根据本文所述的车辆盘式制动器的任何实施例的方面中，传感器装置可包括用于将传感器壳体固定到盘式制动器外壳的固定板。传感器壳体可以安装到盘式制动器外壳的外表面上，使得传感器壳体固定在盘式制动器外壳的外部，或者可以固定在盘式制动器外壳的内部，例如固定在盘式制动器的外壳所限定的凹腔内。
在根据本文描述的所有实施例的一个方面中，提供了一种车辆，其中，该车辆包括如本文所述的车辆盘式制动器。
通过提供如本文所述的车辆盘式制动器，本发明可以提供传感器装置和车辆盘式制动器的简单且容易的安装、修理和维护，并且为传感器装置和车辆盘式制动器提供紧凑的结构和设计自由度。另外，本发明的传感器装置使用非接触式感测元件，其不受车辆操作引起的振动的影响。因此，本文描述的传感器装置可以避免现有装置的缺点，例如当车辆运行时由振动引起的测量失败或测量不准确。此外，本文描述的传感器装置可以提供制动器磨损的实时反馈，并且不限于磨损的单个阈值、临界值警告。
附图说明
附图以示例的方式图示了本发明，其并不构成对本发明的限制。在附图中相同的数字表示相同的部件，其中：
图1为根据本发明的包括传感器装置的盘式制动器10的局部结构示意图；
图2为根据本发明的包括传感器装置的连接到电机的盘式制动器10的局部结构示意图；
图3为根据本发明的传感器装置100的结构示意图；
图4为根据本发明的配置成安装在盘式制动器外壳内的凹腔内的传感器装置100的结构示意图；
图5为根据本发明的传感器装置100的结构示意图，其被配置成将传感器轴向传动单元的旋转直接传递到传感器主体的旋转部件；
图6为根据本发明的另一种实施方式的传感器装置的结构示意图，其中采用了两个磁性元件160；
图7为根据本发明的另一种实施方式的传感器装置的结构示意图，其中磁性元件160直接安装在驱动齿轮132上。
具体实施方式
下面将参照附图中所示的一些实施例具体描述本发明。在下文的描述中，描述了一些具体的细节以提供对本发明的更深的理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，即使不具有这些具体细节中的一些，本发明也可被实施。另一方面，一些公知的工艺步骤和/或结构没有被详细描述以避免不必要地使本发明变得难以理解。此外，在实施例的详细描述中，方向术语，例如“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“侧部”、“左”、“右”、“向前”“向后”等是参考附图中的方向而使用的。由于本发明的实施例中的部件能够以多个不同的方向而被放置，因此，所述方向术语的使用是为了说明而不是为了限制本发明。
参见图1-5，其中，为根据本发明的包括传感器装置100的示例性的车辆盘式制动器10的局部结构示意图。该车辆盘式制动器包括盘式制动器外壳16，具有电机轴(未示出)的电机，一个推力板11和制动力传递单元。一对刹车片200可以被推力板11抵接刹车盘201。该刹车片可以由任何合适的材料制成，并且可以通过任何合适的方式设置在推力板和刹车盘之间。
制动力传递单元被配置成驱动推力板11朝向和远离刹车盘201运动，使得一个或多个刹车片可以压靠或远离刹车盘。在示例性实施方式中，制动力传递单元被配置成用于将电机轴的旋转转换成推力板11的线性运动。制动力传递单元可以例如包括旋转元件13，其由电机直接或间接驱动并且与推力板11螺纹连接。旋转元件可以包括例如螺杆或者连接到螺杆的环111。
根据本发明，如图1-5所示，车辆盘式制动器中包括的传感器装置100被配置为使用非接触式感测元件来测量推力板11的移动距离，从而可靠地监测和测量被推力板抵接的刹车片以及刹车盘的磨损。具体地说，每次制动都会使刹车片和刹车盘损失材料，并且随着时间的推移，推力板11将从其起始位置移动更远的距离来将刹车片的剩余材料压靠在刹车盘上。通过测量旋转元件13的旋转角度，结合旋转元件13与推力板11之间的传动螺纹的参数便可获得车辆盘式制动器内的推力板的移动距离，本文描述的传感器装置可以提供制动器的磨损状况的精确测量。
本发明的传感器装置100包括磁性元件驱动单元，其用于将制动力传递单元的旋转转换成磁性元件160的运动。参照图1-5，在一个或多个示例性实施例中，传感器装置100的磁性元件驱动单元可以例如是传感器主体101的一部分。传感器主体101还可以包括磁性元件160、感测元件170和传感器壳体190，该壳体用于容纳磁性元件驱动单元、磁性元件160和感测元件170。磁性元件驱动单元被配置为当制动力传递单元中的旋转元件13旋转时驱动磁性元件160运动。例如，磁性元件驱动单元可以包括驱动齿轮132和从动螺杆140，并且磁性元件160，例如磁铁，可以安装到从动螺杆140上，以此将驱动齿轮132的旋转运动转换为从动螺杆140的直线运动，从而驱动磁性元件160也做直线运动。感测元件170，例如霍尔传感器，被配置为根据磁性元件160的运动引起的磁通量的变化测量其移动距离。
在实施例中，从动螺杆140可包括与传感器壳体190接合的旋转锁，使得从动螺杆140不与驱动齿轮132一起旋转，相反，从动螺杆140作线性移动。该旋转锁可以配置为可以插入传感器壳体190中的防旋转销195。或者，从动螺杆140可以配置成具有与传感器壳体190接合的突片195。
如从本发明的实施例可以理解的，由于传感器轴向传动单元与制动力传递单元中的旋转元件13或环111的接合，当制动力传递单元中的旋转元件13或环111旋转时，传感器装置100的传感器轴向传动单元也旋转。同时，传感器轴向传动单元将其旋转运动传递到磁性元件驱动单元中的驱动齿轮132。在操作中，当驱动齿轮132旋转时，磁性元件160在驱动齿轮132和从动螺杆140的相互啮合的螺纹和旋转锁的限制的作用下线性移动。
磁性元件160的数量不局限于一个，也可以是其它数量。例如，附图6的实施例中显示了两个磁性元件160，采用两个磁性元件可以进一步提高检测精度和检测范围。
在一种实施方式中，参见图7，磁性元件驱动单元可以由直接包含磁性元件160的驱动齿轮132组成。例如，磁性元件160可以直接安装到驱动齿轮132并随之旋转，而省略从动螺杆140。该磁性元件160，例如磁铁，可以采用径向极化盘的形式，以用于霍尔效应感测。此外，驱动齿轮132还可以与旋转减速器相互作用，例如安装有磁体的行星齿轮系，以进一步减小磁性元件160的旋转输出。感测元件170，例如霍尔效应传感器，可以安装在处于与径向极化盘平行的平面的印刷电路板(PCB)上，并支撑在传感器壳体190上。
在如图3至图5所示的示例性实施例中，传感器装置100还包括传感器轴向传动单元，该传感器轴向传动单元配置成将旋转运动从制动力传递单元传递到容纳在传感器壳体190中的磁性元件驱动单元。例如，该传感器轴向传动单元可以是杆113，该杆113被配置为与制动力传递单元中的旋转元件13(例如螺杆)或附接到旋转元件的环111接合。杆113可以例如与旋转元件13的内齿轮或外齿轮啮合，或者杆可以与附接到旋转元件的环111的内齿或外齿啮合。可选地，环111可以是不含齿的同步环，由适合于同步环的材料(诸如橡胶)制成，并且杆113可以配置成通过无齿的摩擦接合与环111接合。由此便通过传感器轴向传动单元将位于制动器外壳16内部的运动传递到了外部，而且杆113的长度和端部的尺寸可自由设计，方便与外壳16内部的各种旋转部件的内径或外径接合，不需要额外预留空间，从而使制动器整体结构更为紧凑。
根据本发明的车辆盘式制动器可以配置成通过径向传动将传感器轴向传动单元的旋转传递到磁性元件驱动单元。例如，如图1-4所示，本发明的车辆盘式制动器还可包括径向传动单元120，用于将传感器轴向传动单元的旋转传递到磁性元件驱动单元。在图1-4的示例性实施例中，传感器轴向传动单元包括配置成与径向传动单元120啮合的齿轮131，并且磁性元件驱动单元包括配置成与径向传动单元120啮合的驱动齿轮132。在这些实施方式中，径向传动单元120例如可以是齿形带。在引入径向传动单元120的情况下，传感器主体101在外壳16上的安装位置可以自由选择，从而避让不利位置，进一步提升了设计自由度。
或者，根据本发明的车辆盘式制动器可以配置成直接将传感器轴向传动单元的旋转传递到磁性元件驱动单元。例如，如图5所示，传感器轴向传动单元可以包括齿轮131，该齿轮131配置成直接与磁性元件驱动单元的驱动齿轮132啮合。
在根据本文描述的任何实施例的一个方面中，感测元件170安装在磁性元件160附近，例如连接到印刷电路板。在一个方面，感测元件170可以安装在壳体190上并且安装在磁性元件160的磁场中。传感器装置100中的驱动齿轮132、从动螺杆140、磁性元件160和感测元件170可全部布置在壳体190内。磁性元件160的位置的改变使得磁通量与磁性元件160一起移动。感测元件170可以基于变化的磁通量测量磁性元件160的位置。
在根据本文描述的任何实施例的一个方面中，在例如图7所示的磁性元件160直接安装在驱动齿轮132上的实施方式中，感测元件170也是安装在磁性元件160附近，例如连接到印刷电路板。在一个方面，感测元件170可以安装在壳体190上并且安装在磁性元件160的磁场中。传感器装置100中的驱动齿轮132、磁性元件160和感测元件170可全部布置在壳体190内。磁性元件160的旋转的使得其磁场也与磁性元件160一起旋转。感测元件170可以基于磁性元件160的磁场的旋转所导致的磁通量的变化来测量磁性元件160的旋转角度的变化量。
本文描述的传感器装置100可以用于测量制动器的磨损状况。在没有制动需求时，推力板11需要与刹车盘201保持一个适当的距离以避免在车辆正常行驶时刹车片200与刹车盘201产生不必要的摩擦，该距离称为制动间隙BC(Brake Clearance)。在制动中，如图1所示，制动力传递单元驱动推力板11将刹车片200朝向刹车盘201移动以消除制动间隙，由此制动效果可以实现。在这方面，随着在一段时间内的使用，刹车片和刹车盘会逐渐失去材料直至消耗殆尽。根据本发明的一个方面，刹车片和刹车盘的总磨损值V可以通过例如测量推力板11将刹车片200按压至抵接刹车盘201而移动的距离D来获得，即V＝D-BC。由此可以表征制动系统在任意磨损值V时的动态性能，从而优化制动功能。当磨损值V接近或超过预定值时，可以获知磨损已经足以危及车辆的正常制动操作甚至导致制动失效。并且，当制动器的磨损达到这样的预定值时，需要及时更换刹车片或刹车盘以确保车辆的正常制动功能。
然而，如果随着磨损的增大使得推力板11需要移动的距离D越来越大的话，会使得制动响应时间变长，尤其在行车制动时会影响到制动性能。因此，可以通过增加间隙调整机构或控制电机的转动来保持制动间隙为一恒定值。
在将制动间隙BC保持为恒定值的情况下，推力板11每一次施加制动力所要移动的距离始终为制动间隙BC。将总磨损值V＝0时推力板11所在的行程初始位置P0作为基准点，对应于磁性元件160的位置为p0。在总磨损值V为任意值时，推力板11所在的行程初始位置为P，对应于磁性元件160的位置为p。当推力板移动距离BC产生制动力时，对应于磁性元件160的按预设比率所移动的距离为bc。随着总磨损值V的逐渐增大，推力板11的行程初始位置P也渐渐向制动盘方向推移以保持制动间隙BC不变，并且△P＝P-P0＝V，相应的磁性元件160的p也在随之改变。通过已知的传感器装置100的传动构件的传动比，例如从环111至从动螺杆140之间的传动比，加上测量所得的磁性元件160的△p＝p-p0，可以计算得出推力板11的△P，进而获得总磨损值V。根据预设的刹车盘和刹车片的性能参数，例如磨损率，结合总磨损值V便可分别计算刹车盘和刹车片的磨损值。同理，当磁性元件驱动单元为驱动齿轮132时，推力板11的行程初始位置P0所对应的是磁性元件160的初始角度，△P可以从测量所得的磁性元件160的初始角度的变化量和从环111至驱动齿轮132之间的传动比计算得出。
如从本文描述的实施例可以理解，本发明的制动力传递单元的旋转元件13的旋转同时使传感器装置100的磁性元件160运动。在驱动齿轮132和从动螺杆140的相互啮合的螺纹和旋转锁的限制的作用下，驱动齿轮132的旋转运动被转换成从动螺杆140的线性运动。安装在从动螺杆140上的磁性元件160在从动螺杆140的作用下线性移动一定距离。或者在仅有驱动齿轮132的情况下，磁性元件160随驱动齿轮132一起产生旋转运动。磁性元件160的线性运动或旋转运动引起感测元件170周围的磁通量的变化。感测元件170可以基于磁性元件160的运动所引起的磁通量的变化来测量磁性元件160的运动的变化量。该变化量可以反映推力板11移动的距离，因此可以使用已知的传动比来计算每一次制动的行程(stroke)。并且，由于旋转元件13的转动直接决定了推力板11的位置，传感器装置100除了测量单次制动的行程外，还可根据获取到的推力板的位置信息来检测制动器的磨损状态。
结果，传感器装置100可以实时测量制动器的磨损并将测量结果反馈给车辆控制系统，使得可以更精确地控制制动器以获得更好的制动性能并通过发送更换磨损的刹车片或刹车盘的信号来保持制动功能。
在根据本文所讨论的任何实施例的方面中，传感器装置100还可包括固定元件，例如固定板180。传感器主体101可安装在固定板180上并进一步固定到盘式制动器的外壳16上。例如，传感器主体可以安装成使其位于盘式制动器外壳的外部，例如图2-3所示。或者，传感器主体101可以配置成使其装配在盘式制动器外壳的凹腔内，例如，如图4所示。采用凹腔的安装形式可以在利用外壳16内部的富余空间的同时仍然保持传感器主体便于从外部装卸的便利性。
如本文所述，本发明可以通过测量磁通量的变化来获得磁性元件160的位置，以便获得制动器的磨损状况。在这方面，本发明的磨损传感器使用非接触式感测元件，该方法不受车辆操作引起的振动的影响。此外，根据不同的精度需求、产品尺寸，还可选用光学类的非接触式传感器(例如红外，激光等)来检测驱动齿轮132或从动螺杆140的运动。因此，本申请的传感器装置有利地可以避免由振动引起的测量失败或测量不准确。此外，本发明的磨损传感器可以获得制动器磨损的实时信息，并且不限于临界阈值磨损的单次测量。
此外，本发明还提供一种车辆，例如汽车，卡车等，包括上述传感器装置或具有上述传感器装置的盘式制动器。
对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不背离本发明的精神和权利要求的范围的情况下对本发明作不同的修改和变型。因此，如果对本发明的修改和变型落入了权利要求和它们的等同物的范围内，那么应当认为本发明覆盖了对本发明所描述的不同实施例的修改和变型。

Claims (21)

1.一种车辆盘式制动器(10)，其包括盘式制动器外壳(16)、具有轴的电机、推力板(11)和容纳在盘式制动器外壳内的制动力传递单元，所述制动力传递单元用于将所述电机的轴的旋转转换为推力板的线性运动，所述车辆盘式制动器还包括用于测量所述推力板的行进距离的传感器装置，其中所述传感器装置包括用于将所述制动力传递单元的旋转转换成至少一个磁性元件(160)的运动的磁性元件驱动单元，并且其中，所述制动力传递单元的所述旋转同时被转换成所述推力板的所述线性运动和所述至少一个磁性元件(160)的所述运动，
其中，所述传感器装置包括一个或多个传感器传动单元，
其中，所述盘式制动器还包括刹车盘和刹车片，并且所述制动力传递单元包括旋转元件，所述旋转元件配置成通过旋转运动使所述推力板(11)朝向和远离所述刹车盘，并且，
其中，所述一个或多个传感器传动单元配置为以使所述刹车片压靠在所述刹车盘上的推力板(11)的移动距离的预定比率来驱动所述磁性元件(160)运动，从而使得所述磁性元件(160)的线性移动距离或旋转角度与推力板(11)的轴向运动的距离按预定比率地保持一致。
2.根据权利要求1所述的车辆盘式制动器，其中，所述制动力传递单元的所述旋转元件(13)由所述电机驱动并且与所述推力板(11)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的车辆盘式制动器，其中，所述旋转元件包括螺杆或者附接到所述螺杆的环(111)。
4.根据权利要求3所述的车辆盘式制动器，其中，所述传感器装置还包括传感器主体。
5.根据权利要求4所述的车辆盘式制动器，其中所述传感器主体包括容纳所述磁性元件驱动单元、所述磁性元件(160)和感测元件(170)的传感器壳体(190)，所述感测元件(170)被配置为测量所述磁性元件(160) 的所述线性移动距离或所述旋转角度。
6.根据权利要求5所述的车辆盘式制动器，其中，所述一个或多个传感器传动单元包括传感器轴向传动单元，所述传感器轴向传动单元被配置成用于将旋转运动从所述制动力传递单元传递到容纳在所述传感器壳体中的所述磁性元件驱动单元。
7.根据权利要求6所述的车辆盘式制动器，其中，所述传感器轴向传动单元包括杆(113)，所述杆(113)配置成与螺杆或者附接到所述螺杆的环(111)接合。
8.根据权利要求7所述的车辆盘式制动器，其中，所述杆(113)配置成通过与所述螺杆或环的外齿或内齿啮合的方式与所述螺杆或连接到所述螺杆的环(111)啮合。
9.根据权利要求7所述的车辆盘式制动器，其中，所述杆(113)配置成通过无齿的摩擦接合而与附接到所述螺杆的环(111)接合。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的车辆盘式制动器，其中，所述磁性元件驱动单元还包括将旋转运动转换为直线运动的驱动齿轮(132)和从动螺杆(140)，并且其中所述磁性元件(160)安装到所述从动螺杆(140)。
11.根据权利要求6-9中任一项所述的车辆盘式制动器，其中，所述磁性元件驱动单元包括驱动齿轮(132)，并且其中所述磁性元件(160)安装到所述驱动齿轮(132)并随之旋转。
12.根据权利要求6-9中任一项所述的车辆盘式制动器，还包括径向传动单元(120)，其用于将旋转运动从传感器轴向传动单元传递到容纳在传感器壳体中的磁性元件驱动单元。
13.根据权利要求12所述的车辆盘式制动器，其中所述径向传动单元(120)包括齿形带。
14.根据权利要求12所述的车辆盘式制动器，其中，所述传感器轴向传动单元包括齿轮(131)，所述齿轮(131)配置成与所述径向传动单元(120)啮合，并且所述磁性元件驱动单元包括配置成与所述径向传动单元(120)啮合的驱动齿轮(132)。
15.根据权利要求10所述的车辆盘式制动器，其中磁性元件驱动单元包括旋转锁。
16.根据权利要求15所述的车辆盘式制动器，其中所述旋转锁是配置成与所述传感器壳体接合的销或突片。
17.根据权利要求6至9中任一项所述的车辆盘式制动器，其中，所述感测元件(170)被配置为基于由所述磁性元件(160)的运动引起的磁通量的变化来测量所述磁性元件(160)的运动。
18.根据权利要求6至9中任一项所述的车辆盘式制动器，其特征在于，所述传感器装置还包括固定板(180)，该固定板用于将所述传感器壳体固定到所述盘式制动器外壳(16)。
19.根据权利要求18所述的车辆盘式制动器，其中所述传感器壳体安装在所述盘式制动器外壳(16)的外表面上。
20.根据权利要求18所述的车辆盘式制动器，其中所述传感器壳体固定在由盘式制动器外壳限定的凹腔中。
21.一种车辆，包括权利要求1至20中任一项所述的车辆盘式制动器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114278690B (zh) * 2021-12-28 2024-03-15 瀚德万安(上海)电控制动系统有限公司 制动器磨损监测装置、方法、计算机设备及存储介质

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519157A2 (en) * 2003-09-29 2005-03-30 ArvinMeritor Technology, LLC Hall effect displacement sensor
JP2005247306A (ja) * 2005-04-01 2005-09-15 Toyota Motor Corp 車両用ブレーキの制御装置
CN102777520A (zh) * 2011-05-06 2012-11-14 曼卡车和巴士股份公司 用于监控行车制动器的空隙和制动衬片磨损的方法和装置
CN103791010A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 六和机械股份有限公司 碟式刹车制动器
CN103958919A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 Ntn株式会社 电动式直动促动器以及电动制动装置
CN104169145A (zh) * 2012-04-24 2014-11-26 Ntn株式会社 电动驻车制动器
DE102014105561A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Bpw Bergische Achsen Kg Bremsbelag-Anordnung für eine Fahrzeugbremse sowie Fahrzeugbremse
CN105673743A (zh) * 2014-12-09 2016-06-15 阿文美驰技术有限责任公司 制动器组件和控制方法
CN105673744A (zh) * 2014-12-09 2016-06-15 阿文美驰技术有限责任公司 制动器组件
DE102017002148A1 (de) * 2016-03-16 2017-09-21 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs
WO2018022615A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Trw Automotive U.S. Llc Brake pad wear sensor
CN107850157A (zh) * 2015-10-12 2018-03-27 威伯科欧洲有限责任公司 用于机动车的盘式制动器的监控装置
CN107923459A (zh) * 2015-10-12 2018-04-17 威伯科欧洲有限责任公司 盘式制动器，尤其是用于商用车辆的盘式制动器

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1519157A2 (en) * 2003-09-29 2005-03-30 ArvinMeritor Technology, LLC Hall effect displacement sensor
JP2005247306A (ja) * 2005-04-01 2005-09-15 Toyota Motor Corp 車両用ブレーキの制御装置
CN102777520A (zh) * 2011-05-06 2012-11-14 曼卡车和巴士股份公司 用于监控行车制动器的空隙和制动衬片磨损的方法和装置
CN103958919A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 Ntn株式会社 电动式直动促动器以及电动制动装置
CN104169145A (zh) * 2012-04-24 2014-11-26 Ntn株式会社 电动驻车制动器
CN103791010A (zh) * 2012-10-29 2014-05-14 六和机械股份有限公司 碟式刹车制动器
DE102014105561A1 (de) * 2014-04-17 2015-10-22 Bpw Bergische Achsen Kg Bremsbelag-Anordnung für eine Fahrzeugbremse sowie Fahrzeugbremse
CN105673743A (zh) * 2014-12-09 2016-06-15 阿文美驰技术有限责任公司 制动器组件和控制方法
CN105673744A (zh) * 2014-12-09 2016-06-15 阿文美驰技术有限责任公司 制动器组件
CN107850157A (zh) * 2015-10-12 2018-03-27 威伯科欧洲有限责任公司 用于机动车的盘式制动器的监控装置
CN107923459A (zh) * 2015-10-12 2018-04-17 威伯科欧洲有限责任公司 盘式制动器，尤其是用于商用车辆的盘式制动器
DE102017002148A1 (de) * 2016-03-16 2017-09-21 Scania Cv Ab Verfahren und System zur Vorhersage der Restlebensdauer einer Bremsscheibe in einem Scheibenbremssystem eines Fahrzeugs
WO2018022615A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Trw Automotive U.S. Llc Brake pad wear sensor

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