CN113586635B - 一种制动片磨损监控主动预警系统、方法、车辆及存储介质 - Google Patents

一种制动片磨损监控主动预警系统、方法、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种制动片磨损监控主动预警系统，该系统包含监测模块、控制模块、显示模块；监测模块包括轮速传感器和磨损监测器，车辆制动过程中在卡钳的作用下，制动片与制动盘接触摩擦产生制动力，轮速传感器和磨损监测器实时监测制动片厚度数据和整车行驶里程，将信息反馈给控制模块；控制模块根据收到的制动片厚度数据、行驶里程信号，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，并且根据磨损速度计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块；显示模块接收控制模块的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息。

Description

一种制动片磨损监控主动预警系统、方法、车辆及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车制动领域，特别是涉及一种制动片磨损监控主动预警系统、方法、车辆及存储介质。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，如今电动化、智能化的趋势日益明显，尤其是新能源汽车自动驾驶热度不断增加，线控制动技术的应用，主动制动等功能极大的保证了行车安全性。但制动片的磨损一直处于被动提醒的状态，无论是常见的机械报警片还是高端汽车采用的电子报警器，其根本均是制动片已经磨损到极限位置后才会发出警示，尚没有类似续航里程监控的制动片磨损监控主动提醒系统，智慧提醒驾驶员当前车辆的制动片磨损状态及可以行驶的大概里程，可有效避免在高速公路上，来不及就近更换制动片，因制动效果不达预期从而产生事故的情况。
当前制动片磨损报警分为两类：机械报警片和电子报警器。机械报警片，是一种固定在制动片的侧边位置的金属片结构，其高度一般略高于制动片允许磨损极限(即底料厚度)，当制动片使用到磨损极限时，金属报警片会跟制动盘接触，从而发出较尖锐“咝咝”报警声，提醒驾驶员需要更换制动片。出现这种情况，一是制动效果会变差，二是可能造成制动盘损伤，增加维修成本。电子报警器，是指一种带有感应线的制动片报警结构，此结构感应线路开始为断路，当制动片磨损到极限时，感应线会自动接通电路，这时亮起故障灯。
现有高端车配备的制动片电子报警器，虽然也能够在制动片磨损到极限时通过仪表提醒驾驶员当前制动片需要更换，但此时的制动片剩余厚度还能正常制动行驶多少里程驾驶员无法估计。当然电子报警器的报警极限位置一般设定都要大于制动片底料厚度，以便发生报警时，保证驾驶员在制动性能正常的情况下继续行驶一段里程。但是这种提醒依然存在驾驶员来不及就近更换制动片，因制动效果不达预期从而产生事故的情况。
发明内容
技术问题：本发明需要解决的技术问题是对制动片磨损状态监控及剩余磨损里程显示。本发明依据驾驶员驾驶工况及习惯，系统计算当前驾驶条件下制动片的磨损速度，再通过制动片剩余厚度的监控，得到适合于当前驾驶条件下的剩余磨损里程，便于驾驶员及时掌握制动片实时状态，避免风险发生。
技术方案：本发明提出一种制动片磨损监控主动预警系统，该系统包含监测模块、控制模块、显示模块；
监测模块包括轮速传感器1和磨损监测器7，制动过程中在卡钳5的作用下，制动片6与制动盘4接触摩擦产生制动力，轮速传感器1和磨损监测器7实时监测制动片厚度数据和整车行驶里程，并将信息反馈给控制模块3；控制模块3根据收到的制动片厚度数据、行驶里程信号，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块2；显示模块2接收控制模块3的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息。
根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块2，具体如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure BDA0003188398690000021
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km。
当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure BDA0003188398690000031
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm。
本发明还提出一种制动片磨损监控主动预警方法，该方法包括如下步骤：
(1)车辆制动过程中，在卡钳5的作用下，制动片6与制动盘4接触摩擦产生制动力，通过轮速传感器和磨损监测器实时监测采集制动片厚度数据和整车行驶里程；
(2)根据采集制动片厚度数据和整车行驶里程，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息；
(3)根据确定的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息。
优选的，根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息，具体方法如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
优选的，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure BDA0003188398690000041
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km；
优选的，当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure BDA0003188398690000042
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm。
本发明还提出一种车辆，该车辆包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益技术效果：
(1)实时显示当前制动片剩余可行使里程；
(2)在充足安全预留的前提下，提前警示驾驶员当前车辆制动片快到磨损极限状态，保证驾驶员有足够时间进行维修更换；
(3)为未来高阶自动驾驶车辆提供安全监控支持。
附图说明
图1为系统布置图；
图2为系统原理图；
图3为卡钳5，制动片6，制动盘4之间的结构示意图；
附图说明：(1)轮速传感器、(2)显示模块、(3)控制模块、(4)制动盘、(5)卡钳、(6)制动片、(7)磨损监测器。
具体实施方式
本发明提出一种制动片磨损监控主动预警系统，该系统包含监测模块、控制模块、显示模块；
监测模块包括轮速传感器1和磨损监测器7，制动过程中在卡钳5的作用下，制动片6与制动盘4接触摩擦产生制动力，轮速传感器1和磨损监测器7实时监测制动片厚度数据和整车行驶里程，并将信息反馈给控制模块3；控制模块3根据收到的制动片厚度数据、行驶里程信号，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块2；显示模块2接收控制模块3的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息。
根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块2，具体如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure BDA0003188398690000061
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km。
当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure BDA0003188398690000062
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm。
本发明还提出一种制动片磨损监控主动预警方法，该方法包括如下步骤：
(1)车辆制动过程中，在卡钳5的作用下，制动片6与制动盘4接触摩擦产生制动力，通过轮速传感器和磨损监测器实时监测采集制动片厚度数据和整车行驶里程；
(2)根据采集制动片厚度数据和整车行驶里程，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息；
(3)根据确定的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息。
优选的，根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息，具体方法如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
优选的，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure BDA0003188398690000071
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km；
优选的，当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure BDA0003188398690000072
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm。
本发明还提出一种车辆，该车辆包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。

Claims (8)

1.一种制动片磨损监控主动预警系统，其特征在于，该系统包含监测模块、控制模块、显示模块；监测模块包括轮速传感器和磨损监测器，车辆制动过程中在卡钳的作用下，制动片与制动盘接触摩擦产生制动力，轮速传感器和磨损监测器实时监测采集制动片厚度数据和整车行驶里程，并将信息反馈给控制模块；控制模块根据收到的制动片厚度数据、行驶里程计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程；根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块；显示模块接收控制模块的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息；
根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定发送预警信息给显示模块，具体如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
2.根据权利要求1所述的一种制动片磨损监控主动预警系统，其特征在于，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure FDA0003912768310000011
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km。
3.根据权利要求1所述的一种制动片磨损监控主动预警系统，其特征在于，当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure FDA0003912768310000021
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm。
4.一种制动片磨损监控主动预警方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)车辆制动过程中，在卡钳的作用下，制动片与制动盘接触摩擦产生制动力，通过轮速传感器和磨损监测器实时监测采集制动片厚度数据和整车行驶里程；
(2)根据采集制动片厚度数据和整车行驶里程，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ，并且根据δ计算得到当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程，并根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息；
(3)根据确定的预警信息，显示制动片剩余厚度可行驶里程和/或制动片磨损极限预警提示信息；
根据当前的制动片厚度数据及当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程确定预警信息，具体方法如下：
①当L2-L＞η时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当L2-L＜η时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息；L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；L：制动片允许磨损极限厚度，mm；η指制动片剩余厚度报警门限值；
和/或
②当S＞λ时，预警信息仅包括制动片剩余厚度可行驶里程；当S＜λ时，预警信息包括制动片剩余厚度可行驶里程和制动片磨损极限预警提示信息，λ指制动片剩余厚度可行驶里程报警门限值，S：制动片剩余厚度可行驶里程，km。
5.根据权利要求4所述的一种制动片磨损监控主动预警方法，其特征在于，计算当前驾驶条件下四轮制动器制动片的磨损速度，即每百公里四轮制动器制动片磨损量δ：
Figure FDA0003912768310000031
其中：
δ：制动片百公里磨损量，mm/km；
L1：制动片初始厚度，mm；
L2：制动片实时磨损剩余厚度，mm；
S1：汽车初始行驶里程，km；
S2：汽车当前行驶里程，km。
6.根据权利要求4所述的一种制动片磨损监控主动预警方法，其特征在于，当前四轮制动器剩余制动片厚度的可行驶里程计算方法如下：
Figure FDA0003912768310000032
其中：
S：制动片剩余厚度可行驶里程，km；
L：制动片允许磨损极限厚度，mm。
7.一种车辆，其特征在于，该车辆包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求4-6任一项所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4-6任一项所述的一种制动片磨损监控主动预警方法的步骤。
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