CN116241584A - 机动车制动摩擦片损耗检测系统和方法 - Google Patents

机动车制动摩擦片损耗检测系统和方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了机动车的制动摩擦片损耗监测方法和系统，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述方法包括：在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间；将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。

Description

机动车制动摩擦片损耗检测系统和方法
技术领域
本申请基本上涉及机动车的制动摩擦片损耗监测的系统和方法。
背景技术
制动装置依据道路交通法规的要求是一种机动车上强制采用的装置。制动装置主要包括随车轮的轮辋能够一起旋转地安装的制动盘以及相对于轮辋不可移动地安装的摩擦片。针对每个制动盘，摩擦片例如为两片摩擦片，具有一定间隙地安装在对应制动盘的相反两侧，并且受到驱动机构的驱动能够移动接触旋转的制动盘并向其施加夹紧力，以使得制动盘因摩擦制动而停止运动。
通常，制动盘的硬度要高于摩擦片的硬度。因此，摩擦片的厚度会随着长期制动而损耗减薄。为了确保足够的摩擦制动力能够产生，需要在摩擦片损耗减薄到一定程度后及时更换新的摩擦片。这样，需要监测摩擦片的损耗情况。
一种传统的摩擦片监测措施是在摩擦片的背板上设置一个金属片，该金属片具有一个自由端与摩擦片的磨损面(即与制动盘相接触的那面)相邻，同时该自由端自该磨损面在摩擦片的厚度方向上退后一定距离。在正常的情况下，金属片的自由端在摩擦片与制动盘接触以进行车轮制动时与制动盘间隔开。但是，当摩擦片损耗减薄到一定程度后再进行车轮制动时，金属片的自由端将会与旋转的制动盘接触并发出尖锐噪音，以此提醒驾驶者需要更换新的摩擦片。这种摩擦片损耗监测方式的缺点在于，驾驶者无法在尖锐噪音产生前就感知到摩擦片的磨损程度。此外，金属片与制动盘的摩擦接触也会导致制动盘受损。
另一种传统的摩擦片监测措施是为摩擦片配设相应的传感器，从而根据需要监测摩擦片的磨损状态。但这一方面会因传感器的设置而增加悬架整体结构设计难度以及布线难度，另一方面也会相应地导致零部件成本以及设计、组装成本的上升。
发明内容
针对以上问题，本申请旨在提出一种简单易行的制动摩擦片损耗监测措施，从而在无需增加显著成本或者改动现有机动车悬架设计的前提下能够方便地监测制动摩擦片的损耗情况，为机动车安全驾驶提供相应的保障。
根据本申请的一个方面，提供了一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，其特征在于，所述制动摩擦片损耗监测系统包括：
记录模块，以在所述机动车停稳的情况下记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间；
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元与所述记录模块数据连接，从而将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较以确定制动摩擦片的损耗状态。
可选地，在所述记录模块针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述中央电子控制单元产生令所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作的指令。
可选地，所记录的建立制动液压压力所需的时间是对相应的液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
可选地，所述在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间是该液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
可选地，所述记录模块在所述机动车行驶一定里程后且在所述机动车停稳的情况下工作，以记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间。
可选地，所述机动车包括制动液驱动回路以及与所述制动液驱动回路流体连接的制动液罐，所述制动液驱动回路包含液压主泵和流体管网，所述流体管网具有一液压回路部分，该液压回路部分在针对一个液压制动装置需要记录建立制动液压压力所需的时间时仅使得该液压制动装置与所述液压主泵流体连接。
可选地，在所述流体管网内设置有压力传感器，以测量液压回路部分内的制动液压力，从而确定是否建立制动液压压力。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述制动摩擦片由液压制动缸组件驱动而移动，其特征在于，所述制动摩擦片损耗监测系统包括：
记录模块，以在所述机动车停稳的情况下记录所述液压制动装置为了建立制动液压压力所述液压制动缸组件的缸体内所注入的制动液的体积；
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元与所述记录模块数据连接，从而将所记录的缸体内所注入的制动液的体积与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一缸体内所注入的制动液的体积进行比较以确定制动摩擦片的损耗状态。
可选地，在所述记录模块针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述中央电子控制单元产生令所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作的指令。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种机动车，所述机动车包括前述任一所述的制动摩擦片损耗监测系统。
根据本申请的一个方面，还提供了一种机动车的制动摩擦片损耗监测方法，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述方法包括：
在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间；
将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。
可选地，在针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作。
可选地，所记录的建立制动液压压力所需的时间是对相应的液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
可选地，所述在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间是该液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
可选地，在所述机动车行驶一定里程后，在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间。
可选地，所述机动车包括制动液驱动回路以及与所述制动液驱动回路流体连接的制动液罐，所述制动液驱动回路包含液压主泵和流体管网，所述流体管网配置成在针对一个液压制动装置需要记录建立制动液压压力所需的时间时产生仅使得该液压制动装置与所述液压主泵流体连接的液压回路部分。
可选地，在所述流体管网内设置有压力传感器，以测量液压回路部分内的制动液压力，从而确定是否建立制动液压压力。
根据本申请的另一个方面，提供了一种机动车的制动摩擦片损耗监测方法，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述制动摩擦片由液压制动缸组件驱动而移动，所述方法包括：
在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置为了建立制动液压压力所述液压制动缸组件的缸体内所注入的制动液的体积；
将所记录的缸体内所注入的制动液的体积与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一缸体内所注入的制动液的体积进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。
可选地，在针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作。
根据本申请的另一个方面，提供了一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，包括：
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元配置成控制所述机动车的液压制动装置以及用于操作所述液压制动装置的制动液驱动回路，其特征在于，所述中央电子控制单元配置成执行前述的方法。
采用本申请的上述技术手段，能够在无需为摩擦片配设任何附加的设备的情况下就可以可靠地监测摩擦片的损耗情况，为机动车的使用者更换摩擦片提供了有利的依据，降低了制动装置的设计、制造、组装成本，提高了机动车驾驶的安全性。
附图说明
从下文的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本申请的原理及各个方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本申请的理解。在附图中：
图1示出了机动车的简化框架示意图，其中所述机动车配备有液压制动系统；
图2示出了为一个车轮所配置的液压制动装置的简化示意图；
图3是简易图，示出了本申请的液压制动装置的制动摩擦片厚度检测的基本原理；
图4是单个液压制动装置在实现摩擦制动时制动摩擦片施加的压力随着时间变化图；
图5是框图，示意性示出了根据本申请的一个实施例的机动车制动摩擦片损耗检测系统；
图6示出了根据本申请的一个示例的液压制动系统的制动液驱动回路；
图7A、图7B、图7C、图7D分别示出了在不同车轮的液压制动装置需要动作时制动液驱动回路中的制动液运行方式；
图8示意性示出了根据本申请的一个实施例的制动摩擦片损耗监测方法的流程图；
图9示意性示出了根据本申请的另一个实施例的制动摩擦片损耗监测方法的流程图；
图10A和图10B是实验结果图，示意性示出了利用本申请的机动车制动摩擦片损耗检测系统和方法对机动车制动摩擦片损耗情况进行检测的结果。
具体实施方式
在本申请的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。
图1示出了机动车100的简化框架示意图，其中该机动车具有四个车轮，即左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR。为左前轮FL、右前轮FR、左后轮RL和右后轮RR分别配备一个液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB。这些液压制动装置可以是机动车100的液压制动系统的一部分。例如，液压制动系统还可以包括制动液罐300、与制动液罐300流体连接的制动液驱动回路210，其中，所述制动液驱动回路210与每个液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB流体连接，以便驱动液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB进行制动动作。
图2仅仅以液压制动装置FLB为例示出了其简化框架示意图。本领域技术人员应当清楚，其它液压制动装置FRB、RLB、RRB的构造原理和/或工作方式与如图2所示的类似。液压制动装置FLB包括制动盘500，所述制动盘500被安装成相对于车轮FL不可旋转，并且二者具有一共同的中心旋转轴线O。也就是说，随着车轮FL转动，制动盘500也会相应地受到驱动随车轮FL(图1)一起绕中心旋转轴线O旋转。液压制动装置FLB还包括制动卡钳600。制动卡钳600以相对于车轮FL或者制动盘500无法旋转的方式被安装在机动车的悬架(未示出)的一部分上，并至少部分地围绕着制动盘500。一对制动摩擦片700在制动卡钳600上安装，并且分别位于制动盘500的轴向相反的两个侧面。此外，在制动卡钳600上还固定地安装有液压制动缸组件800。例如，该液压制动缸组件800包括相对于制动卡钳600固定安装的缸体810以及在缸体810内能够来回轴向移动的制动活塞820。制动活塞820能够与一个制动摩擦片700形成作用关系，从而在制动活塞820受到液压力而顶推该制动摩擦片700时，在制动卡钳600的带动下，这一对制动摩擦片700能够彼此相互靠近并接触制动盘500的轴向相反的表面。因为制动卡钳600和各制动摩擦片700都以相对于制动盘500无法旋转的方式被安装，所以与制动盘500接触的制动摩擦片700将会在制动盘500上施加摩擦制动力，并且随着驱动制动活塞820的液压力达到一定程度，最终确保制动盘500停止旋转或降低转速并因而实现对车轮FL的制动。在无需车轮制动时，随着液压力从制动活塞820的卸载，在制动卡钳600中安装的(图中未示出的)复位弹簧的作用下，各制动摩擦片700彼此离开制动盘500，从而车轮FL将能够不受摩擦制动力作用地自由旋转。因为液压制动装置FLB与制动液驱动回路210流体连接，所以上述驱动制动活塞820动作的液压力是由制动液驱动回路210提供的。
由于制动摩擦片上的摩擦材料的硬度小于制动盘500的或者制动盘500表面的硬度。因此，随着机动车的使用时间和次数增加，制动摩擦片上的摩擦材料将会磨损变薄。当制动摩擦片上的摩擦材料被磨没后，将无法在车轮需要制动时为制动盘提供足够的摩擦制动力。因此，在机动车安装新的制动摩擦片后，需要随时测量制动摩擦片的厚度，以了解制动摩擦片上的摩擦材料的磨损情况。
图3是简易图，分别示出了全新的摩擦片与厚度磨损减薄到一定程度后的摩擦片与制动盘的作用情况。为了描述清楚，在图3中仅示出了位于制动盘500单侧的制动摩擦片700，其中位于上方的制动摩擦片700处于其全新的情况中，位于下方的制动摩擦片700处于其已经使用一定时间后的情况。图3示出了在同一摩擦制动力被施加到制动盘500上时上方的全新制动摩擦片700和下方的磨损一定程度的制动摩擦片700所处的位置。例如，假设一辆机动车的液压制动装置FLB新装制动摩擦片700，图3中的上方视图可以代表示出该制动摩擦片700在制动盘500上施加一个制动力时的位置，而图3中的下方视图可以代表当这辆机动车已经行驶了一定里程(例如5万公里)后、同一制动力经制动摩擦片700被施加至制动盘上时、该磨损一定程度的制动摩擦片700的位置。
如果忽略了制动摩擦片700本身受压时的体积变形，则在同一制动力经制动摩擦片700被施加至制动盘500上的情况下，全新制动摩擦片700的厚度h0与磨损一定程度的制动摩擦片700的厚度hp之间满足如下关系：
hp＝h0-Hw
其中，Hw代表同一制动摩擦片的厚度减小量。
在进行车轮制动时必须经历液压制动缸组件800建立制动液压力(即上述驱动制动活塞820的液压力)并且最终制动液压力达到能够提供车轮制动标准的过程。在该过程中，随着制动活塞820驱动制动摩擦片700接触制动盘500，制动活塞820将会经历其所提供的液压力逐渐增加的过程。从制动液驱动回路210的角度观察，与制动活塞820相连的液压回路部分内的液压压力将会逐渐增加。图4分别针对全新的制动摩擦片700和一定时间之后的制动摩擦片700示出了这种液压压力增加的过程，线1代表与全新的制动摩擦片700对应的液压压力增加过程，线2代表与一定时间之后的制动摩擦片700对应的液压压力增加过程。
由于受到(未示出的)复位弹簧的作用，在每次进行车轮制动时，制动活塞820总是会从在缸体810内测量的同一个位置开始移动。在制动活塞820移动的初期，受到制动液驱动回路210内泵送的制动液作用，制动活塞820驱动制动摩擦片700朝向制动盘500移动。如果制动摩擦片700尚未接触到制动盘500，则相关液压回路部分内的液压压力几乎为零。从制动摩擦片700接触到制动盘500的那一刻开始，由于制动活塞820将会因制动摩擦片700无法再次移动而受阻，随着泵送作用的加强，相关液压回路部分内的液压压力将会逐步增加，相应地使得制动摩擦片700在制动盘500上施加的摩擦制动力也增加。当这种液压压力增加到一定程度后，则可以视为制动摩擦片700在制动盘500上施加的摩擦制动力达到了一期望值(例如，该期望值是在未触发机动车防抱死功能情况下与机动车驾驶员的如刹停机动车或减速的制动意图相一致)，则此时可以停止制动液的泵送作用从而维持这种液压压力并且维持制动摩擦片700对制动盘500的制动。因此，在图4中的各线在t＝0处对应于制动摩擦片700恰好接触到制动盘500的那一时刻。在图4中，当液压压力达到同一P0(例如P0＝50巴)时，线1和线2分别需要时间t1和t2，并且t1<t2。这种时间上的差异显然是由于制动摩擦片700的厚度减小造成的。上述P0可以体现为代表解释图3时施加在制动盘500上的同一制动力。
转而观察图3，首先应当清楚的是，上方的制动摩擦片700和下方的制动摩擦片700都是在同一制动力经由它们各自被施加在制动盘500上时候所处于的状态。很显然，由于制动摩擦片700的厚度磨损量Hw的存在，为了达到同一制动力，制动活塞820在缸体810内的轴向位置出现变化。
假设对于全新的制动摩擦片700(上方)而言，同一制动力被施加在制动盘500上时，制动活塞820相对于缸体810的制动初始位置(该位置为基准位置，针对每个液压制动缸组件800而言是固定不变的)的轴向距离为H0；对于磨损一定程度的制动摩擦片700(下方)而言，同一制动力被施加在制动盘500上时，制动活塞820相对于缸体810的制动初始位置的轴向距离为Hcyl。
因为制动活塞820本身的轴向尺寸可以视为是固定不变的，因此制动活塞820的上述两个轴向距离应该满足如下关系：
Hcyl＝H0+Hw
其中，Hw就是制动摩擦片700的厚度磨损量。应当清楚的是，上述Hw恰好可以反映在同一制动力经由制动摩擦片被施加到制动盘500上的情况下，对于全新的制动摩擦片而言缸体810内所包含的制动液体积与对于磨损一定程度的制动摩擦片而言缸体810内所包含的制动液体积之间的差异。
进一步参考图4，假设反映P0的同一制动力应当被施加到图3所示的制动盘500上，那么无论针对全新的制动摩擦片还是针对磨损一定程度的制动摩擦片，缸体810内注入的制动液体积应当为：
ΔV＝A·Q·t，
其中，A指的是向相关液压回路部分内输入液压制动液的进液阀(未示出)的阀口横截面积，Q指的是制动液的流速(即单位时间内单位面积内流经的制动液体积)，t代表例如图4所示从时刻0开始到P0所代表的时刻之间的时间。这里，A、Q可以事先测定，t可以根据相应的传感器测量。
如果认为缸体810的内壁为理想的圆柱形，则制动活塞820从制动初始位置移动到图3所示的位置缸体810的内部体积变化量V＝1/4·πD2·H，D是缸体810的内径，H是制动活塞820从制动初始位置移动到图3所示的位置的轴向距离。
对于磨损一定程度的制动摩擦片700而言，上述H即替换为Hcyl，则V＝1/4·πD2·Hcyl，其中，D是缸体810的内径。
制动液的压缩系数为β＝ΔV/(p·V)，其中，p是液压压力。
因此，磨损一定程度的制动摩擦片700的厚度应为：
hp＝H0+h0-(4AQ/πD2·β·p)·t (1)
可以看出，根据公式(1)，最终制动摩擦片700在使用一段时间后的实际厚度主要与变量t相关联。也就是说，如果能够独立控制与每个车轮相关的液压制动装置，并且在同一制动力被施加到制动盘的情况下测定建立该制动力所需要的时间，就可以相应地确定制动摩擦片的实际厚度。退一步讲，即使不精确地确定制动摩擦片的实际厚度，仅针对同一制动力被施加到制动盘的情况下测定全新制动摩擦片建立制动力所需的时间和使用一定时间后制动摩擦片建立同一制动力所需的时间之间的差异，也可以相应地估算是否需要更换新的制动摩擦片。本领域技术人员应当清楚，根据图3所示，公式(1)中的hp指的是靠近液压制动缸组件800的制动活塞820的那个制动摩擦片700的厚度；在制动卡钳600内，与该制动摩擦片700隔着制动盘500还安装有另一个制动摩擦片700，这两个制动摩擦片700视为磨损的情况相同，即具有相同的厚度磨损量。因此，公式(1)中的hp也可以用于指代该另一个制动摩擦片700的厚度。
图5示意性示出了根据本申请的一个实施例的机动车制动摩擦片损耗检测系统。如图所示，机动车制动摩擦片损耗检测系统大体上包括中央电子控制单元1000以及如上提及的液压制动系统，其中所述液压制动系统包含制动液罐300、与制动液罐300流体连接的制动液驱动回路210、以及与制动液驱动回路210流体连接并受其驱动的液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB。替代地和/或附加地，机动车制动摩擦片损耗检测系统可以包括记录模块1010。例如，该记录模块1010能够与中央电子控制单元1000。该记录模块1010可以配置成记录液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间、特别是在所述机动车停稳的情况下记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间。这样，中央电子控制单元1000可以被配置成将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。
此外，制动液驱动回路210还与制动踏板400流体连接。在本申请的上下文中，术语“流体连接”意味着两个特征以能够彼此传输流体的方式相连，可以是直接连接也可以是经由用于传输流体的管路连接。术语“数据连接”意味着两个特征以能够彼此传输电子数据或信号数据的方式相连，例如可以经由电缆等任何合适的连接装置相连。根据制动踏板400的动作输入，制动液驱动回路210可以驱动各液压制动装置FLB、FRB、RLB和RRB对所有车轮进行制动。
中央电子控制单元1000配置成产生用于独立控制制动液驱动回路210动作的信号。图6示出了制动液驱动回路210的一个简化示例。本领域技术人员应当清楚，该制动液驱动回路210的简化示例仅仅是为了解释的目的而给出，本申请的制动液驱动回路并不应当仅限于如图6所示的配置形式。如图所示，制动液驱动回路210大体上包括液压主泵211、流体管网、以及其它相关部件。流体管网将液压主泵211和阀控装置212流体连接。同时，各液压制动装置FLB、FRB、RLB和RRB也与流体管网流体连接。
此外，制动液罐300接入到流体管网内。在本申请的上下文中，术语“操作性连接”指的是彼此相连的两个特征中的某一个特征进行动作的话可以使得相应另一个特征进行特定的操作。这里，制动踏板400受到按压后，可以使得制动液驱动回路210内的制动液相应受控流动，进而经由流体管网驱动各液压制动装置FLB、FRB、RLB和RRB进行制动。特别地，在流体管网内需要的地方设置多个电磁阀，这些电磁阀在图6中以符号EV表示。前述中央电子控制单元1000能够与这些电磁阀EV分别数据连接，并且根据需要控制它们中的一个或多个的通断，从而可以在制动液驱动回路210的流体管网内产生根据需要仅将液压制动装置FLB、FRB、RLB和RRB中的一个与液压主泵211建立流体连接的相关液压回路部分。
图7A、7B、7C、7D分别示出了制动液驱动回路210的流体管网中所限定的不同的液压回路部分，它们分别配置成使得液压主泵211仅与液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB建立流体连接，其中，图7A示出了使得液压主泵211与液压制动装置FLB建立流体连接的液压回路部分，图7B示出了使得液压主泵211与液压制动装置FRB建立流体连接的液压回路部分，图7C示出了使得液压主泵211与液压制动装置RLB建立流体连接的液压回路部分，图7D示出了使得液压主泵211与液压制动装置RRB建立流体连接的液压回路部分，在各图中加粗的线条代表所述液压回路部分。可以看出，在制动液驱动回路210的流体管网内设置有压力传感器213，压力传感器213配置成无论针对哪一个液压回路部分都可以相应地测量液压回路部分内的液压压力。与此同时，压力传感器213与中央电子控制单元1000数据连接，从而能够将测量的结果传输给中央电子控制单元1000以供处理。
图8示意性示出了根据本申请的一个实施例的制动摩擦片损耗监测方法的流程图。本领域技术人员应当清楚，在此描述的任何方法或流程能够编码为可由计算机或者电脑执行的程序代码，存储在中央电子控制单元1000的存储器内，从而方便的时候由中央电子控制单元1000的计算单元或者行车电脑调用执行。
如图8所示，在步骤S10，首先确认机动车是否安装有全新的制动摩擦片。例如，这可以在新车出厂之前自动确认，或者在机动车后期手工安装全新制动摩擦片后，由人工通过合适的车内显示界面或者输入装置向中央电子控制单元1000输入指令来实现。此外，在步骤S10中，可以在新车出厂时候自动记录全新的制动摩擦片的厚度，或者在后期手工安装全新的制动摩擦片时，向中央电子控制单元1000手工输入全新的制动摩擦片的厚度并记录。
在步骤S20，在机动车已经安全可靠地停车就位后，令制动液驱动回路210的流体管网分别以与如图7A、7B、7C或7D类似的方式单独接通使得液压主泵211仅与液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB建立流体连接的液压回路部分。然后，分别记录每个液压制动装置建立制动液压压力所需的时间。在本申请的上下文中，术语“建立制动液压压力所需的时间”指的是针对相应的一个液压制动装置而言，其制动摩擦片在恰好与制动盘接触开始到制动摩擦片已经在制动盘上施加了规定的制动摩擦力(其与驱动制动摩擦片的活塞的液压压力对应)为止所经历的时间。该时间可以通过机动车中配置的任何现有的感测装置测量获知。例如，“建立制动液压压力所需的时间”在图4中可以表示为t1、t2。
在步骤S30，利用在步骤S20获得的建立制动液压压力所需的时间，通过公式(1)计算求解相应的液压制动装置的制动摩擦片的当前厚度(即hp)或者制动摩擦片的厚度磨损量。本领域技术人员应当清楚，步骤S20和S30可以在机动车已经行驶一定里程例如5000～20000公里之后才进行，这样可以减小中央电子控制单元1000的计算负担。此外，在本申请的技术方案中，制动摩擦片的当前厚度(即hp)或者制动摩擦片的厚度磨损量可以利用多次停车后执行步骤S20和步骤S30并将结果取平均值的方式来确定。这样确保最终计算结果的精度达到合适的要求。
接着，在步骤S40，将步骤S30所获得的制动摩擦片的当前厚度(即hp)与在步骤S10所记录的全新的制动摩擦片的厚度进行比较，如果它们之间的差值大于一预定值，则视为相应的制动摩擦片必须更换，此时可以例如通过车内显示界面提示和/或提示音报警的方式提醒驾驶员需要更换制动摩擦片。作为替代或者补充，在步骤S40中，也可以判断制动摩擦片的厚度磨损量是否大于预定值，如果是的话，则也可以例如通过车内显示界面提示和/或提示音报警的方式提醒驾驶员需要更换制动摩擦片。
虽然上述的方法实施例利用了公式(1)求解制动摩擦片的当前厚度(即hp)或者制动摩擦片的厚度磨损量的方式来判断制动摩擦片的磨损状况，但是本领域技术人员应当清楚的是，也可以直接利用全新制动摩擦片与使用一定时间后的制动摩擦片在建立制动液压压力所需的时间上的差异来判断是否制动摩擦片需要更换。
例如，图9示意性示出了根据本申请的另一个实施例的制动摩擦片损耗监测方法的流程图。在步骤S11，首先确认机动车是否安装有全新的制动摩擦片，例如这可以由人工通过合适的车内显示界面或者输入装置向中央电子控制单元1000输入指令来实现。
在步骤S21，在已经确认机动车配备全新的制动摩擦片的情况下，以类似步骤S20所描述的方式分别记录针对液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB中单独一个液压制动装置在制动液驱动回路210的流体管网中建立与液压主泵211流体相连的液压回路部分，并且记录每个液压制动装置建立制动液压压力所需的时间。例如，这里“建立制动液压压力所需的时间”可以是在机动车多次或者连续特定次数停车之后分别记录结果并最终取平均值来获得的，从而提高建立制动液压压力所需的时间结果的精确度。
在步骤S31，判断机动车是否已经行驶经历了一定的里程，例如从步骤S21后是否已经行驶了5000～20000公里。如果步骤S31的判断结果为否，则继续等待。如果步骤S31的判断结果为是，则转到步骤S41。在步骤S31，以与步骤S21类似的方式记录每个单独液压制动装置建立制动液压压力所需的时间。这里，步骤S31中所提及的记录可以是机动车在一段时间或者一小段行驶里程(例如100～300公里)内多次停车后记录结果的平均值。
在步骤S41，以类似步骤S20所描述的方式分别记录针对液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB中单独一个液压制动装置在制动液驱动回路210的流体管网中建立与液压主泵211流体相连的液压回路部分，并且记录每个液压制动装置建立制动液压压力所需的时间。这里，步骤S41中所提及的记录可以是机动车在一段时间或者一小段行驶里程(例如100～300公里)内多次停车后记录结果的平均值。
在步骤S51，将步骤S21所记录的建立制动液压压力所需的时间与将步骤S41所记录的建立制动液压压力所需的时间进行比较，如果二者之间的差值超过特定的值，则视为与差值过大对应的那一对制动摩擦片的磨损已经超标，需要更换，此时可以例如通过车内显示界面提示和/或提示音报警的方式提醒驾驶员需要更换制动摩擦片。如果步骤S51的比较结果说明差值未过大，则转到步骤S31重新开始继续监测液压制动装置FLB、FRB、RLB或RRB的各制动摩擦片。例如，在转到步骤S31重新开始继续监测时，可以规定机动车行驶1000～2000公里后再进行监测。
本领域技术人员应当清楚，上述提及的方法实施例的各步骤可以彼此相互结合地采用，它们仅仅是出于示意性的目的给出，并非对本申请进行了任何范围上的约束。此外，本领域技术人员还应当清楚，在上述解释的方法过程中，在步骤S40或S51之后，制动液驱动回路210的流体管网应当复位成出厂状态，从而确保机动车正常驾驶与日常无异。
图10A和10B是实验结果图，示出利用本申请的上述方法或者系统对机动车的制动摩擦片进行监测的结果，进而说明本申请的技术方案可行性。图10A和10B的四个柱分别代表利用之前所提及的公式所计算获得的在达到同一P0(＝50巴)时缸体810内的制动液体积。特别地，对于图10A而言，是首先将四个车轮所对应的所有液压制动装置的制动摩擦片更换为全新的制动摩擦片，再针对每个车轮的制动盘当同一制动力被施加时确定缸体810内的制动液体积；然后再将液压制动装置FRB的制动摩擦片更换为厚度已经磨损5mm的制动摩擦片，再针对每个车轮的制动盘当同一制动力被施加时确定缸体810内的制动液体积。图10A中每个柱中的深色部分体现了所计算获得的体积差异值，所述值在每个深色部分上方标出。对于图10B而言，是首先将四个车轮所对应的所有液压制动装置的制动摩擦片更换为全新的制动摩擦片，再针对每个车轮的制动盘当同一制动力被施加时确定缸体810内的制动液体积；然后再将液压制动装置RRB的制动摩擦片更换为厚度已经磨损5mm的制动摩擦片，再针对每个车轮的制动盘当同一制动力被施加时确定缸体810内的制动液体积。图10B中每个柱中的深色部分体现了所计算获得的体积差异值。
从图10A和10B可以看出，针对已经更改了磨损的制动摩擦片的液压制动装置FRB、RRB而言，所确定的制动液的体积差非常明显并足以区分，因此说明本申请的方法或者系统对机动车的制动摩擦片进行监测是可靠且可行的。需要指出的是，在图10A和10B中，针对未更换制动摩擦片的液压制动装置而言虽然也存在制动液的体积差异，但这仅仅是由于流体管网中所建立的不同的液压回路部分具有重叠造成的，并不影响本申请的系统和方法对已经磨损的制动摩擦片监测结果。
尽管这里详细描述了本申请的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出，而不应认为它们对本申请的范围构成限制。此外，本领域技术人员应当清楚，本说明书所描述的各实施例可以彼此相互组合使用。在不脱离本申请精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (20)

1.一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，其特征在于，所述制动摩擦片损耗监测系统包括：
记录模块，以在所述机动车停稳的情况下记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间；
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元与所述记录模块数据连接，从而将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较以确定制动摩擦片的损耗状态。
2.根据权利要求1所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，在所述记录模块针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述中央电子控制单元产生令所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作的指令。
3.根据权利要求1或2所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，所记录的建立制动液压压力所需的时间是对相应的液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
4.根据权利要求3所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，所述在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间是该液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
5.根据权利要求1或2所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，所述记录模块在所述机动车行驶一定里程后且在所述机动车停稳的情况下工作，以记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间。
6.根据权利要求1或2所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，所述机动车包括制动液驱动回路(210)以及与所述制动液驱动回路(210)流体连接的制动液罐(300)，所述制动液驱动回路(210)包含液压主泵(211)和流体管网，所述流体管网具有一液压回路部分，该液压回路部分在针对一个液压制动装置需要记录建立制动液压压力所需的时间时仅使得该液压制动装置与所述液压主泵(211)流体连接。
7.根据权利要求6所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，在所述流体管网内设置有压力传感器(213)，以测量液压回路部分内的制动液压力，从而确定是否建立制动液压压力。
8.一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述制动摩擦片由液压制动缸组件驱动而移动，其特征在于，所述制动摩擦片损耗监测系统包括：
记录模块，以在所述机动车停稳的情况下记录所述液压制动装置为了建立制动液压压力所述液压制动缸组件的缸体内所注入的制动液的体积；
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元与所述记录模块数据连接，从而将所记录的缸体内所注入的制动液的体积与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一缸体内所注入的制动液的体积进行比较以确定制动摩擦片的损耗状态。
9.根据权利要求8所述的制动摩擦片损耗监测系统，其特征在于，在所述记录模块针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述中央电子控制单元产生令所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作的指令。
10.一种机动车，其特征在于，所述机动车包括根据权利要求1至9任一所述的制动摩擦片损耗监测系统。
11.一种机动车的制动摩擦片损耗监测方法，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述方法包括：
在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间；
将所记录的建立制动液压压力所需的时间与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所记录的建立制动液压压力所需的时间是对相应的液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述在制动摩擦片新装情况下所记录的同一液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间是该液压制动装置进行多次记录结果的平均值。
15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在所述机动车行驶一定里程后，在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置的建立制动液压压力所需的时间。
16.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述机动车包括制动液驱动回路(210)以及与所述制动液驱动回路(210)流体连接的制动液罐(300)，所述制动液驱动回路(210)包含液压主泵(211)和流体管网，所述流体管网配置成在针对一个液压制动装置需要记录建立制动液压压力所需的时间时产生仅使得该液压制动装置与所述液压主泵(211)流体连接的液压回路部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述流体管网内设置有压力传感器(213)，以测量液压回路部分内的制动液压力，从而确定是否建立制动液压压力。
18.一种机动车的制动摩擦片损耗监测方法，其中，所述机动车包括作用于其车轮的液压制动装置，所述液压制动装置具有随车轮旋转的制动盘以及相对于所述制动盘不可旋转但能够平行于所述制动盘的旋转轴线直线移动的制动摩擦片，所述制动摩擦片由液压制动缸组件驱动而移动，所述方法包括：
在所述机动车停稳的情况下，记录所述液压制动装置为了建立制动液压压力所述液压制动缸组件的缸体内所注入的制动液的体积；
将所记录的缸体内所注入的制动液的体积与在制动摩擦片新装情况下所记录的同一缸体内所注入的制动液的体积进行比较，以确定制动摩擦片的损耗状态。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在针对所述机动车的一个车轮的液压制动装置进行记录时，所述机动车的其它车轮的液压制动装置被禁止工作。
20.一种机动车的制动摩擦片损耗监测系统，包括：
中央电子控制单元，所述中央电子控制单元配置成控制所述机动车的液压制动装置以及用于操作所述液压制动装置的制动液驱动回路，其特征在于，所述中央电子控制单元配置成执行根据权利要求11至19任一所述的方法。
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