CN117404409A - 用于计算盘式制动器的运行间隙的方法和设备 - Google Patents

用于计算盘式制动器的运行间隙的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种用于计算盘式制动器的总运行间隙的方法和设备,该盘式制动器具有被布置成在制动操作期间接触转子的内侧制动衬块和外侧制动衬块,其中,活塞组件被配置成致动盘式制动器的内侧制动衬块。该方法包括:检测活塞组件的部件的轴向移动以提供指示活塞组件的部件在制动操作期间的移位的数据;以及确定活塞组件的部件在内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都接触转子之前发生的移位量以提供计算的总运行间隙。

Description

用于计算盘式制动器的运行间隙的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种计算盘式制动器的运行间隙的方法,以及一种用于盘式制动器的制动器组件。
背景技术
盘式制动器通常用于制动重型车辆,诸如卡车、公共汽车和长途汽车。盘式制动器常规地包括制动器支架和夹钳。制动器支架被布置成在转子的每一侧上承载制动衬块。夹钳通过两个或更多个引导组件可滑动地安装在制动器支架上,使得当致动盘式制动器时,夹钳可以相对于制动器支架滑动从而使得以夹紧动作将两个制动衬块推到转子上来使得制动生效。
所期望的是向车辆操作者提供制动衬块摩擦材料的磨损情况,以便知晓何时要更换制动衬块从而保持盘式制动器的安全操作。在一些安装中,气动盘式制动器装配有指示制动衬块和转子的磨损量的电气连续性磨损传感器(CWS)。典型地,CWS的输出是电压,该电压可以被车辆电子制动系统(EBS)解释以确定每个车轮处的磨损。EBS然后可以重新平衡在每个车轮处施加的压力以尝试确保均匀磨损,使得所有衬块可以同时更换。这个信息还使得操作者能够监测并计划制动衬快将在何时需要更换。在具有常规的调节器机构的盘式制动器中,这样的CWS典型地监测盘式制动器在其寿命内的调节量以便估计磨损。CWS典型地安装到制动器壳体并且监测与调节器机构通信的手动调节器轴的旋转。手动调节器轴在制动器的寿命内旋转得越多,盘式制动器被调节得就越多,以使制动衬块更靠近转子来尝试并确保合适的运行间隙。
典型地,当未应用盘式制动器时,在每个制动衬块与转子之间应存在每个衬块与转子之间的大约0.5mm的间隙,即,从制动器组件作为整体来看总共大约1mm的间隙。这个间隙被称为运行间隙,其中,总运行间隙是内侧制动衬块与转子之间的间隙加上外侧制动衬块与转子之间的间隙。
由于盘式制动器在其寿命内磨损或出现故障,因此运行间隙可能会变化。可接受的运行间隙存在可允许的公差窗口以便盘式制动器的适当运作,但如果运行间隙太高,则可能会超过这个值,从而因施加到制动盘的夹紧力不足而影响制动器的性能和/或制动衬块的扭矩生成。然而,在这种情况下,操作者通常不易察觉到制动性能已经下滑至低于可接受的限值,直到需要高制动力(例如,紧急制动事件)为止,这是严重的安全问题。例如,车辆的停车距离可能显著增加,车辆可能拉向一侧,或者车辆甚至可能会在停车时滚走。
相反,如果运行间隙太低,则制动衬块可能会拖动转子,从而潜在地导致制动衬块的摩擦材料和/或转子的过度磨损或过热。同样,这可能不会被操作者检测到,直到已经发展成严重问题。
EP 3179127 A1披露了一种用于手动地调节制动衬块相对于盘式制动器的制动转子的位置的调节器组件,其中,调节器包括CWS。这种已知的布置仅可以提供对制动衬块和转子的总磨损的估计。对运行间隙的准确测量要求车辆静止:例如,使得可以手动地测量每个衬块的摩擦材料的磨损。将期望的是能够精确地监测运行间隙,特别是在可以向车辆的操作者实时提供输出的情况下。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种计算盘式制动器的总运行间隙的方法,盘式制动器具有被布置成在制动操作期间接触转子的内侧制动衬块和外侧制动衬块,其中,活塞组件被配置成致动盘式制动器的内侧制动衬块。
方法包括:
检测活塞组件的部件的轴向移动以提供指示活塞组件的部件在制动操作期间的移位的数据;以及
确定活塞组件的部件在内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都接触转子之前发生的移位量以提供计算的运行间隙。
通过确定活塞组件的部件在内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都接触转子之前的移位,可以计算总运行间隙。这个信息具有一系列的应用,诸如指示内侧-外侧的不均匀衬块磨损或指示盘式制动器中的其他故障,诸如污染或磨损。
确定活塞组件的部件在内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都接触转子之前发生的移位量可以包括:
获得指示在制动操作期间施加的输入力和/或施加的压力的数据;以及
将活塞组件的部件在制动操作期间的移位变化与在制动操作期间施加的输入力和/或压力进行比较。
在制动操作期间,当内侧制动衬块和外侧制动衬块与转子接触时,施加的输入力和/或施加的压力相对于活塞组件的部件的移位变化的关系改变。通过将这些参数进行比较,可以计算内侧制动衬块和外侧制动衬块与转子接触的点。活塞组件的部件在该点处的移位量然后可以用来计算盘式制动器的总运行间隙。
确定活塞组件的部件在内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都接触转子之前已经发生的移位量可以包括在曲线图上针对在制动操作期间施加的输入力和/或压力来绘制活塞组件的部件在制动操作期间的移位变化。然后可以使用拐点检测算法来识别曲线图的拐点,拐点由曲线图的指示内侧制动衬块和外侧制动衬块接触转子的梯度变化来定义。
通过在曲线图上绘制参数并计算每个点处的梯度,梯度变化使得能够定义参数之间的数学关系。这可以用来产生拐点检测算法,拐点检测算法在数学上定义了曲线图的指示内侧制动衬块和外侧制动衬块接触转子的拐点。
方法可以包括确定活塞组件的部件在内侧制动衬块接触转子之前已经发生的移位量。方法可以包括在曲线图上针对在制动操作期间施加的输入力和/或压力来绘制活塞组件的部件在制动操作期间的移位变化,以及使用拐点检测算法来识别曲线图的第二拐点,第二拐点由曲线图的指示内侧制动衬块接触转子的梯度变化来定义。曲线图的由曲线图的指示内侧制动衬块和外侧制动衬块接触转子的梯度变化定义的拐点是第一拐点。
曲线图的第二拐点指示内侧制动衬块接触转子。直到第二拐点的移位完全由内侧制动衬块移动通过空气组成,空气具有非常低的阻力。一旦内侧制动衬块接触转子,移位中的一些就将由夹钳相对于支架的滑动所引起,以将外侧衬块朝向转子移动。尽管阻力仍将非常低,但可以检测到曲线图的梯度变化,直到当内侧制动衬块和外侧制动衬块两者都与转子接触时的第一拐点为止。这可以允许将计算的运行间隙分成内侧间隙和外侧间隙。
方法可以进一步包括通过以下步骤来验证该方法:
执行其中进行多个制动操作的测试过程;
在多个制动操作期间获得运行间隙的多个物理测量值;
将运行间隙的多个物理测量值与计算的运行间隙进行比较以验证计算的运行间隙的准确性。
将运行间隙的多个物理测量值进行比较提供了与方法的准确性有关的数据,这可以允许对拐点检测算法进行细化。
方法可以进一步包括如果计算的运行间隙与运行间隙的物理测量值不匹配,则通过相应地调节拐点检测算法来优化该方法以更准确地反映物理测量值。
在本发明的又一实施例中,提供了一种用于盘式制动器的制动器组件。制动器组件包括:
夹钳壳体;
活塞组件,活塞组件被可移动地设置在夹钳壳体内并且被配置成使第一制动衬块组件在制动操作期间沿制动器转子的轴向方向从第一缩回位置致动到第一伸出位置;以及
传感器装置,传感器装置被配置成检测活塞组件的部件的位置以指示活塞组件的部件在制动操作期间沿轴向方向的移位。
可以检测活塞组件的部件的位置的传感器装置使得能够计算运行间隙。
传感器装置可以相对于夹钳壳体是固定的,使得在制动操作期间,传感器装置与活塞组件的部件之间存在相对移动。
制动器组件可以进一步包括调节器机构,该调节器机构被操作性地连接到活塞组件并且被配置成调节第一伸出位置以确保第一制动衬块组件与转子之间以及第二制动衬块组件与转子之间的可接受总运行间隙。传感器装置可以包括第一传感器和第二传感器。第一传感器可以被配置成检测调节器机构的位置以确定总磨损。第二传感器可以被配置成检测活塞组件的部件沿轴向方向的移位。
传感器装置可以进一步包括与调节器机构通信的磨损传感器臂。磨损传感器臂可以被配置成在调节器机构调节活塞组件的第一伸出位置时沿轴向方向相对于夹钳壳体移位。第一传感器可以与磨损传感器臂通信以检测磨损传感器臂沿轴向方向的移位。第二传感器可以与活塞组件的部件通信以检测活塞组件的部件沿轴向方向的移位。
磨损传感器臂可以被配置成使得在磨损传感器臂移位时,磨损传感器臂致动传感器装置的第一致动构件。第一传感器可以被配置成检测致动构件的致动。活塞组件的部件可以被配置成使得在活塞组件的部件移位时,活塞组件的部件致动传感器装置的第二致动构件。第二传感器可以被配置成检测第二致动构件的移动。
第一致动构件可以是被第一传感器接纳的柱塞。第二致动构件可以是被第二传感器接纳的柱塞。
第一传感器和第二传感器可以位于相对于夹钳壳体固定的共用壳体中。
这是对制动器组件内的空间的高效使用并且使得能够将传感器装置改装到现有的盘式制动器。
传感器装置可以相对于活塞组件的部件是固定的,使得传感器装置在制动操作期间与活塞组件的部件一起沿轴向方向移位。
传感器装置可以包括单个传感器,该单个传感器被配置成检测:调节器机构的位置以确定总磨损;以及活塞组件的部件沿轴向方向的移位。
由于传感器装置相对于活塞组件的部件是固定的,因此单个传感器可以检测调节器机构的位置和活塞组件的部件沿轴向方向的移位两者。
传感器装置可以进一步包括与调节器机构通信的磨损传感器臂。磨损传感器臂可以被配置成在调节器机构调节活塞组件的第一伸出位置时沿轴向方向相对于夹钳壳体移位。传感器可以与磨损传感器臂通信以检测磨损传感器臂沿轴向方向的移位。传感器还可以与活塞组件的部件通信以检测活塞组件的部件沿轴向方向的移位。
传感器装置可以进一步包括致动构件,该致动构件相对于磨损传感器臂固定,使得在磨损传感器臂移位时,致动构件致动。传感器可以被配置成检测致动构件和传感器的相对移动。
由于传感器相对于活塞组件的部件是固定的并且致动构件相对于磨损传感器臂是固定的,因此当磨损传感器臂移动时以及当活塞组件的部件移动时,都将发生致动构件和传感器的相对移动。因此,通过使用单个传感器来测量致动构件与传感器之间的相对移动,可以产生指示已经由盘式制动器的调节引起的相对移动和已经由活塞组件的部件的移位引起的相对移动的数据。这个数据可以用来计算总运行间隙。
致动构件可以是被传感器接纳的柱塞。
制动器组件可以进一步包括手动调节器轴,该手动调节器轴与调节器机构通信,使得当调节器机构调节活塞组件的第一伸出位置时,手动调节器轴旋转。磨损传感器臂可以相对于夹钳壳体可旋转地固定,使得在手动调节器轴旋转时,磨损传感器臂将沿着手动调节器轴转位。磨损传感器臂和手动调节器轴可以具有对应的螺纹,使得手动调节器轴的旋转引起磨损传感器臂的线性轴向平移。
活塞组件的部件可以是回位板,该回位板在制动操作期间沿轴向方向朝向和背离盘式制动器的转子致动,使得传感器装置被配置成检测回位板沿轴向方向的移位。
活塞组件的部件可以包括突出部,该突出部被配置成由传感器装置检测以指示活塞组件的部件的轴向移动,以便指示活塞组件的部件在制动操作期间的移位。
这种布置是对制动器组件内的空间的有效使用并且可以容易地改装到现有的制动器组件。
如果活塞组件的部件是回位板,则突出部可以是在回位板的拐角中的凸耳。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的实施例,在附图中:
图1是盘式制动器组件的立体图;
图2A是图1的在制动操作之前处于第一状态下的盘式制动器组件的平面图;
图2B是图1的在制动操作之后处于第二状态下的盘式制动器组件的平面图;
图3是图1的盘式制动器组件的剖视图,示出了传感器装置的更多细节;
图4是图1的盘式制动器组件的细节图,示出了盘式制动器组件的内部部件的更多细节;
图5从替代角度示出了图4;
图6是图1的盘式制动器组件的回位板的立体图;
图7是图1的盘式制动器组件的传感器装置的立体图;
图8是替代性盘式制动器的截面图;
图9是示例性曲线图,示出了针对图8的盘式制动器的活塞组件的部件的移位绘制的图8的盘式制动器的磨损臂的移位;
图10是示例性曲线图,示出了针对由盘式制动器组件的致动机构施加的压力绘制的图1或图8的盘式制动器组件的活塞组件的部件的移位;以及
图11A至图11D是图1或图8的盘式制动器组件的制动操作的四个阶段的示意图。
具体实施方式
按照要求,本文披露了本发明的详细实施例;然而,应理解的是,所披露的实施例仅仅是本发明的可以以各种形式和替代性形式来实施的示例。附图不一定是按比例的;一些特征可以被夸大或者最小化以示出具体部件的细节。因此,本文披露的具体结构和功能性细节将不被解释为限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。在词语“或”出现的地方,这应被解释为意指“和/或”,使得所提及的项不一定是相互排斥的,并且可以以任何适当的组合使用。
参考图1、图2a和图2b,示出了制动器组件10。制动器组件10可以被提供用于车辆,诸如机动车辆,像卡车、公共汽车、农机设备、军事运输或军备车辆,或者用于陆地、空中或海洋船舶的货物装载设备。在至少一个实施例中,制动器组件10可以包括夹钳壳体20、夹钳桥形件22、第一制动衬块组件24、第二制动衬块组件26、转子28以及支架30。
夹钳壳体20可以接纳制动器组件10的各种部件并且对其进行定位。例如,夹钳壳体20可以有助于致动器40的安装。致动器40可以是任何适当的类型,诸如气动式、电气式或机电式致动器。致动器40可以被操作性地连接到致动杠杆42。
致动杠杆42可以响应于致动器40的推力构件44的作用而进行角往复摆动移动,以应用制动器或者使第一制动器组件24和第二制动衬块组件26致动。致动杠杆42可以被设置成邻近旋转致动构件46或者可以被附接到该旋转致动构件,它们一起可以至少部分地限定操作轴50,该操作轴可以被可旋转地支撑在夹钳壳体20内。操作轴50可以被配置成围绕操作轴轴线54旋转。
操作轴50可以被可旋转地设置在夹钳壳体20中。例如,操作轴50可以被设置在滚子52上。滚子52可以沿滚子轴线延伸并且可以围绕该滚子轴线旋转,该滚子轴线可以基本上平行于操作轴轴线54延伸并且可以与该操作轴轴线偏离以形成偏心致动布置。滚子52可以抵靠活塞组件60,该活塞组件可以被可移动地或可滑动地设置在夹钳壳体20上。第一制动衬块组件24或第二制动衬块组件26可以被设置成邻近活塞组件60并且可以由活塞组件60致动。
参考图3,操作轴50可以被设置有凸轮轮廓或凸轮表面70,该凸轮轮廓或凸轮表面可以接合支承表面72。当操作轴50响应于致动器40伸出而旋转时,操作轴轴线54可以朝向滚子52移动。操作轴50和滚子52的旋转运动可以使活塞组件60致动以将第一制动衬块组件24从第一缩回位置平移至第一伸出位置或应用位置。此外,操作轴50的角旋转可以最终导致第二制动衬块组件26从第二缩回位置平移至第二伸出位置或应用位置。
参考图1、图2a和图2b,夹钳桥形件22可以与夹钳壳体20一体地形成或者可以被固定地设置在该夹钳壳体上。例如,夹钳桥形件22可以用诸如螺栓的一个或多个紧固件来联接到夹钳壳体20。夹钳桥形件22可以与夹钳壳体20协作以至少部分地限定开口。在至少一个实施例中,第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26可以被至少部分地设置在该开口中。
夹钳壳体20和夹钳桥形件22可以被可移动地设置在支架30上。例如,夹钳壳体20可以被可滑动地设置在滑销组件80上。滑销组件80可以被固定地设置在支架30上并且可以与夹钳桥形件22和夹钳壳体20相互连接或者在该夹钳桥形件与该夹钳壳体之间延伸。可以提供一个或多个滑销组件80。在图2a中,示出了两个滑销组件80,这些滑销组件各自具有对应的滑销82、84。滑销组件80可以用作定位特征以相对于支架30和/或夹钳桥形件22来定位夹钳壳体20。
夹钳桥形件22可以被固定到夹钳壳体20,并且可以在第一制动衬块组件24接合转子28的第一侧32之后进行协作以反应性地使第二制动衬块组件26朝向转子28的第二侧34平移。夹钳壳体20和夹钳桥形件22可以一起在滑销82、84上滑动。
支架30可以有助于第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26相对于转子28的定位,从而有助于车辆或车轮的制动。转子28也可以称为制动盘。
支架30可以被固定地安装到车辆。例如,在一个或多个实施例中,支架30可以经由中间部件(诸如扭矩板)连接到车桥或转向节。支架30可以接纳和/或支撑第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26并且可以包括开口90,该开口可以被配置成接纳转子28的至少一部分。
支架30可以跨在转子28上并且可以与该转子间隔开。支架30可以将第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26定位在转子28的相反两侧上。第一制动衬块组件24可以被设置成邻近转子28的内侧或第一侧32。第二衬块组件26可以被设置成邻近转子28的外侧或第二侧34。
支架30可以帮助在第一制动衬块组件24与转子28的第一侧32之间维持第一可调节的预定空隙或第一运行间隙92。支架30还可以帮助在第二制动衬块组件26与转子28的第二侧34之间维持第二可调节的预定空隙或第二运行间隙94。第一运行间隙92可以是在第一制动衬块组件24处于第一缩回位置时确定或测量的。第二运行间隙94可以是在第二制动衬块组件26处于第二缩回位置时确定或测量的。第一运行间隙92加上第二运行间隙94被定义为总运行间隙。
第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26的第一缩回位置和第二缩回位置可以分别是指第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26在如图2a所示的致动之前相对于转子28的初始位置。第一运行间隙92可以限定第一制动衬块组件24从第一缩回位置到第一伸出位置的第一致动距离,在该第一伸出位置,第一制动衬块组件24可以接合转子28的第一侧32。第二运行间隙94可以限定第二制动衬块组件26从第二缩回位置到第二伸出位置的第二致动距离,在该第二伸出位置,第二制动衬块组件26可以接合转子28的第二侧34。
第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26分别与转子28的第一侧32和第二侧34接合就可以提供夹紧力,该夹紧力可以阻碍转子28围绕转子轴线的旋转或旋转运动。阻碍转子28的旋转运动可以使相关联的车轮的旋转减慢或停止。
在至少一个实施例中,第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26可以具有类似或相同的配置。第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26可以各自包括背板100和摩擦材料102。
背板100可以是制动衬块组件24、26的结构构件。背板100可以由任何合适的材料(诸如金属或金属合金)制成。当第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26被致动时,活塞组件60可以接合背板100的与摩擦材料102相反设置的表面或在其上施加力。
摩擦材料102可以被固定地设置在背板100的表面上。当第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26处于它们在致动之前的第一缩回位置和第二缩回位置时,摩擦材料102可以面向转子28并且与该转子间隔开。在车辆制动期间、诸如当第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26分别被致动到第一伸出位置和第二伸出位置时,摩擦材料102可以接合转子28。
在图11A至图11D中示意性地展示了制动操作。在图11A中,在第一制动衬块组件24与转子28的第一侧32之间存在第一运行间隙92,并且在第二制动衬块组件26与转子28的第二侧34之间存在第二运行间隙94。如图11B所展示,活塞组件60可以将第一制动衬块组件24致动成与转子28接合。图11C展示了第二制动衬块组件26被间接地致动成与转子28接合。例如,活塞组件60可以使第一制动衬块组件24朝向转子28的第一侧32平移,使得第一制动衬块组件24接合转子28的第一侧32。作为对第一制动衬块组件24与转子28的第一侧32的接合的反应,夹钳壳体20然后可以经由夹钳桥形件22和滑销组件80进行平移,以将第二制动衬块组件26致动成与转子28的第二侧34接合。图11D示出了第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26两者都与转子28接触。不再存在第一运行间隙92和第二运行间隙94。
如在图2A和图2B中最清楚地示出,在该实施例中,活塞组件60包括活塞壳体110、活塞112、活塞头114、衬套116以及挺杆118。活塞壳体110被设置成邻近夹钳壳体20和夹钳桥形件22。活塞壳体110用作各种活塞组件部件的引导构件。活塞壳体110包括位于活塞壳体110的孔口的任一侧上的引导件,该孔口可以接纳活塞组件60。在制动器应用和释放期间,活塞壳体110可以与活塞组件60一致地移动;然而,还设想的是,活塞壳体110和活塞组件60可以在制动器应用和释放期间相对于彼此移动。活塞组件60被示出为具有双活塞配置;然而,可以提供更多或更少数量的活塞。
活塞头114被设置在活塞112的端部部分上并且具有三叶片状外表面,该外表面被接纳在衬套116内,使得活塞112由衬套116轴向地引导。在此实施例中,活塞112设置有带螺纹内孔,该带螺纹内孔被布置成接纳具有对应外螺纹的挺杆118。
当致动器40施加力以使操作轴50旋转时,活塞组件60沿着滑销82、84滑动。制动力经由活塞头114传递到第一制动衬块组件24。在制动器应用期间,活塞壳体110与活塞组件60一起沿轴线86或基本上平行于该轴线朝向转子28移动。活塞壳体110和活塞组件60的这种移动将第一制动衬块组件24从第一缩回位置朝向第一伸出位置平移并且可以最终导致第二制动衬块组件26从第二缩回位置朝向第二伸出位置平移或致动,如先前所讨论。
在制动器释放期间,第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26在制动操作之后从它们相应的伸出位置平移至它们的缩回位置。第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26被释放并且通过减小由致动器40施加给操作轴50的输入力来朝向它们的初始缩回位置平移。输入力的这种减小会减小由第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26施加给转子28的夹紧力。夹紧力的减小可以是操作者部分地或完全释放车辆制动器踏板的结果。
在此实施例中,调节器机构120被配置成在操作期间调节第一制动衬块组件24的第一伸出位置和/或第二制动衬块组件26的第二伸出位置以补偿摩擦材料102的磨损。调节器机构120被设置成邻近活塞壳体110和活塞组件60。另外,调节器机构120被设置成邻近操作轴50并且被经由驱动销130操作性地连接到该操作轴。在此实施例中,驱动销130具有大体球状或球形端部。调节器机构120包括回位弹簧122、调节器轴124、齿轮组件126以及手动调节器轴128。
在此实施例中,回位弹簧122被设置成邻近调节器轴124并且围绕该调节器轴延伸。回位弹簧122被配置成施加回位力,当致动器40被释放时该回位力使活塞组件60和操作轴50朝向缩回位置偏置。在此实施例中,活塞组件60进一步包括回位板132。回位板132围绕活塞122和调节器机构120并且由回位弹簧122接合。因此,在制动器释放之后,由回位弹簧122提供的回位力推动回位板132背离转子28以帮助第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26朝向它们相应的缩回位置回位。
调节器机构120被配置成调节活塞组件60的长度以维持第一制动衬块组件24和/或第二制动衬块组件26与转子28之间的致动距离或运行间隙。第一制动衬块组件24的致动距离对应于第一制动衬块组件24与转子28的第一侧32之间的第一运行间隙92。第二制动衬块组件24的致动距离对应于第二制动衬块组件26与转子28的第二侧34之间的第二运行间隙94。在操作期间,致动距离或运行间隙92、94随着摩擦材料102和/或转子28磨损而增大。调节器机构120尝试将运行间隙调节到预定公差内。当第一制动衬块组件24处于第一伸出位置或移动到第一伸出位置和/或第二制动衬块组件26处于第二伸出位置或移动到第二伸出位置时,调节器机构120尝试调节活塞组件60的总长度。
在磨损调节期间,活塞壳体110与活塞组件60之间存在相对运动。例如,活塞壳体110可能相对于夹钳壳体20保持静止而活塞组件60可能相对于夹钳壳体20伸出或缩回。
在致动器40的致动杠杆42向前移动时,操作轴50旋转。致动器40的致动杠杆42和/或操作轴50的这种运动典型地被称作行程。致动器40的致动杠杆42或操作轴50的行程响应于第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26的当前磨损状态而改变。例如,当摩擦材料102和/或转子28磨损时,第一运行间隙92和第二运行间隙94增大。第一运行间隙92和第二运行间隙94的增大会使操作轴50使第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26与转子28接合的角旋转距离或行程增大。
当操作轴50旋转时,活塞组件60使第一制动衬块组件24朝向转子28的第一侧32平移。被可驱动地连接到调节器机构120的驱动销130开始接触邻近调节器轴124的一端设置的驱动机构。当操作轴50进一步旋转时,驱动销130开始旋转调节器轴124。
调节器机构120通过中间齿轮140操作性地连接到手动调节器轴128,该中间齿轮被配置成使手动调节器轴128旋转。当挺杆118旋转时,手动调节器轴128随着活塞组件60的长度伸出或缩回而旋转。
当挺杆118旋转时,活塞112从活塞壳体110旋出,从而加长活塞组件并且调节至少一个伸出位置。当活塞112从活塞壳体110旋出时,活塞头114接合第一制动衬块组件24的背板100。操作轴50的旋转导致第一制动衬块组件24从第一缩回位置朝向第一伸出位置平移,在该第一伸出位置,第一制动衬块组件24接合转子28的第一侧32。
响应于第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26接触转子28,所得到的夹紧力增大挺杆118与活塞112之间的螺纹摩擦。螺纹摩擦的这种增大会增大转动挺杆118所要求的扭矩,这抑制活塞112和挺杆118相对于彼此旋转。转动挺杆118所要求的扭矩的增大会致使齿轮组件126内的离合器组件滑移,从而防止对活塞组件60的长度的进一步调节。调节器机构120然后在操作轴50去到其初始位置的回位行程期间被抑制回绕。调节器轴124与挺杆118保持恒定的啮合接合,并且挺杆118与手动调节器轴128保持恒定啮合。
磨损传感器臂142与手动调节器轴128螺纹接合。磨损传感器臂142和手动调节器轴128具有对应的螺纹,使得磨损传感器臂142被配置成在调节器机构120旋转并且调节第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26的伸出位置时横过设置在手动调节器轴128的外侧上的螺纹。在磨损调节期间,手动调节器轴128响应于挺杆118的旋转而旋转,从而导致磨损传感器臂142横过这些螺纹。
磨损传感器臂142相对于夹钳壳体20或支架30可旋转地固定,使得当手动调节器轴128旋转时,磨损传感器臂142将沿着手动调节器轴128的长度转位。换句话说,当手动调节器轴128旋转时,它引起磨损传感器臂142的线性轴向平移。磨损传感器臂的线性轴向平移量(即,磨损传感器臂142的轴向移位量)指示出由调节器机构120造成的至少第一制动衬块组件24的伸出位置的总调节量或变化量。
磨损传感器臂142的移动由传感器装置150检测。在此实施例中,磨损传感器臂142接触传感器装置150的致动构件。在此实施例中,致动构件是被传感器装置150接纳的柱塞154。同样,由于磨损传感器臂142在发生制动器机构的调节时被阻止在支架30或夹钳壳体20内旋转,因此传感器装置150相对于夹钳壳体20是固定的。因此,当夹钳壳体20在制动器组件10的调节或致动期间相对于支架30移动时,传感器装置150随夹钳壳体20一起移动。在图8中示出并在下文更详细地描述的替代性实施例中,传感器装置150相对于回位板132是固定的。
第一运行间隙92或第二运行间隙94可以被调节到预定操作裕度内,以确保制动器组件10的有效操作。当第一运行间隙92和第二运行间隙94处于预定操作裕度内时,操作轴50的预定行程或角旋转可以帮助提供第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26与转子28的有效接合。如果第一运行间隙92或第二运行间隙94不在预定运行间隙内,则致动杠杆42或操作轴50的行程可能不在预定操作裕度内,这可能影响制动器性能。
在此实施例中,传感器装置150被设置有第一传感器152,该第一传感器被设置在夹钳壳体20内并且邻近调节器机构120。第一传感器152检测柱塞154的移动。在此实施例中,第一传感器152与柱塞154接触,该柱塞从传感器装置150的第一端延伸。当柱塞154响应于磨损传感器臂142的移动而致动时,第一传感器152通过监测第一制动衬块组件24的第一伸出位置的变化和/或第二制动衬块组件26的第二伸出位置的变化来检测或提供指示第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26和/或转子28的磨损量的数据或第一信号。换句话说,当第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26从它们的缩回位置朝向它们的伸出位置移动时,第一传感器152检测由调节器机构120经由磨损传感器臂142作出的总调节量。例如,当调节器机构120响应于第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26的摩擦材料102的磨损而调节第一制动衬块组件24的第一伸出位置和第二制动衬块组件26的第一伸出位置时,这导致磨损传感器臂142的位置沿着手动调节器轴128变化。因此,磨损传感器臂142的位置指示制动器组件10内的总磨损,即,第一制动衬块组件24的摩擦材料102的磨损加上第二制动衬块组件26的摩擦材料102的磨损再加上转子28的第一侧32和第二侧34的磨损。
因此,第一传感器152提供第一信号(例如,输出电压),该第一信号被传输到EBS,EBS可以将该信号转换为第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26以及转子28的总磨损的指示。然而,应当注意,无法仅根据第一传感器152的第一信号来确定总运行间隙。因此,在此实施例中,传感器装置150还被配置成检测活塞组件60的部件在轴线86的方向(即,轴向方向)上的移动,以指示活塞组件60的部件在制动操作期间的移位。如下文更详细地讨论,通过检测这个移动,可以计算制动器内的总运行间隙。
如图5和图7中最清楚地示出,在此实施例中,为了检测活塞组件60的部件的移动,传感器装置150进一步包括第二传感器156,该第二传感器被配置成检测第二致动构件。在此实施例中,第二致动构件是第二柱塞158。传感器装置150被配置成检测活塞组件60的部件在轴线86的方向(即,轴向方向)上的移动,以指示活塞组件60的部件在制动操作期间的移位。在此实施例中,活塞组件60的被检测的部件是回位板132,但将了解,可以检测活塞组件60的任何合适的部件。在此实施例中,回位板132包括被配置成由传感器装置150检测的突出部。具体地,在此实施例中,突出部呈凸耳134的形式。如图6中最清楚地示出,凸耳134位于回位板132的拐角处。这种位置有利地邻近传感器装置150的第二柱塞158,使得第二柱塞158可以接合凸耳134。因此,当回位板132在轴向方向上朝向和背离转子28移动时,第二柱塞158相应地致动。第二柱塞158的致动可以由第二传感器156检测,从而指示回位板132在制动器应用操作期间的移位。有利地,凸耳134和第二柱塞158的位置是盘式制动器组件10中不常使用的位置。此外,第一传感器152、第二传感器156、第一柱塞154和第二柱塞158可以全部位于传感器装置150的共用壳体中(例如,如图7所示)。这是对盘式制动器组件10的空间的高效使用并且可以容易地改装到现有的制动器组件10。这对于已经包括结合有第一传感器(例如,呈线性电位计的形式)的传感器装置150的现有制动器组件来说特别有用。通过将第二传感器156结合在现有传感器装置的主体内,例如,通过将第二传感器156包装在现有CWS的主体内,仅最小程度地增加传感器的占用空间。只需要更换回位板132。对制动器组件10内的其他部件的更改不是必要的,并且传感器装置150干扰制动器组件10的适当操作的风险被最小化。
在图8所示的替代性实施例中,提供了替代性传感器装置250。在此实施例中,与先前实施例不同的特征用与先前实施例相同的编号指示,但带有前缀“2”。
在此替代性实施例中,传感器装置250相对于活塞组件60的部件固定,而不是相对于夹钳壳体20固定。具体地,在此实施例中,传感器装置250被固定到活塞组件60的回位板132。因此,当活塞组件的部件(在这种情况下是回位板132)在制动操作期间朝向和背离转子28致动时,传感器装置250与回位板132一起移动。
在此实施例中,还提供了磨损传感器臂242,该磨损传感器臂基本上以与先前实施例的磨损传感器臂142相同的方式起作用。磨损传感器臂242与手动调节器轴128螺纹接合。当手动调节器轴128在磨损调节期间响应于挺杆118的旋转而旋转时,磨损传感器臂242横过这些螺纹并且沿着手动调节器轴128的长度转位。磨损传感器臂242的线性轴向平移量(即,磨损传感器臂242的轴向移位量)指示出由调节器机构120造成的至少第一制动衬块组件24的伸出位置的总调节量或变化量。
磨损传感器臂242的移动由传感器装置250检测。在此实施例中,磨损传感器臂242相对于被接纳在传感器装置250中的致动构件是固定的。在此实施例中,致动构件是被固定到磨损传感器臂242并被传感器装置250接纳的柱塞254。
在此实施例中,传感器装置包括单个传感器252。传感器252被配置成检测致动构件(在这种情况下是柱塞254)的移动。当柱塞254因磨损传感器臂242沿着手动调节器轴128横过而移动时,传感器252检测到这个移动并且提供指示调节器机构120的位置的数据或信号。这个信息可以由EBS用来指示内侧制动衬块、外侧制动衬块和制动器的转子的总磨损。
由于柱塞254相对于磨损传感器臂242是固定的并且传感器装置250相对于活塞组件的部件(例如,回位板132)是固定的,因此当回位板132在制动器组件10的致动期间致动时,柱塞254也相对于传感器装置250移动。由于柱塞254被接纳在传感器装置250中,因此传感器252还检测由制动器组件10的致动引起的柱塞254的移动。更具体地,传感器252检测回位板132的轴向移动并且提供指示回位板132的位置的数据或信号。如下文将更详细地描述,这个信息可以用来计算制动器的总运行间隙。
所提供的信息可以用来跟踪活塞组件的部件(例如,回位板132)的移位。通过还获得在制动操作期间施加的输入力或压力的数据,可以计算在第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26的摩擦材料102都接触转子28之前发生的部件的移位量。这个移位可以用来计算制动器内的总运行间隙。可以相对容易地获得指示在制动操作期间施加的输入力或施加的压力的数据。这种数据典型地被监测并记录在车辆上,并且可以在原始设备制造商许可的情况下访问。例如,对于具有EBS的车辆,所施加的气压典型地被记录在电子制动系统调制器中。
因此,计算盘式制动器的运行间隙的方法如下。首先,可以针对活塞组件的部件的移位变化来在曲线图上绘制指示在制动操作期间施加的输入力和/或压力的数据。这种曲线图的示例可以参见图10。y轴示出回位板132的移位。x轴示出在盘式制动器的致动期间施加的压力。如可以看出,该曲线图具有四个主要阶段,现在将进行描述。
在标记为A的第一阶段,可以看出,当压力增加时开始应用制动器。然而,活塞装置60尚未移动并且因此尚未接触到第一制动衬块组件24。这个阶段对应于图11A所示的情形,其中,仍存在内侧运行间隙92以及外侧运行间隙94。
在标记为B的第二阶段,可以看出,压力保持增加但现在移位也增加。这对应于图11B,其中,活塞装置60现在已经移动并且接触到第一制动衬块组件24以将其推向转子28。这样做所要求的压力相对较低,因为不存在实际阻力;只要占据气隙。在图11B中,第一运行间隙92现在为零,因为第一制动衬块组件24正接触转子28的第一侧32。
在标记为C的第三阶段,可以看出,压力保持增加,移位也保持增加,但移位以稍微较低的速率增加。这对应于图11C,其中,夹钳桥形件22已相对于支架30滑动以使第二制动衬块组件26与转子28的第二侧34接触。这样做所要求的压力仍相对较低,由于滑销组件80是低摩擦,因此同样没有明显的阻力。在图11C中,第二运行间隙94现在为零,因为第二制动衬块组件26正接触转子28的第二侧34。
在标记为D的第四阶段,可以看出,压力保持增加,移位也保持增加,但移位以显著较低的速率(几乎为零)增加。这是因为第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26现在与转子28接触。这提供了大阻力,因此压力继续增加。发生的小移位是因为诸如衬块压缩和框架拉伸等因素。
概括地说,阶段B和阶段C表示调节阶段。如果第一运行间隙92或第二运行间隙94太大,则调节器机构120将如上所述那样起作用,以便将第一运行间隙92和第二运行间隙94减小到制动器的下一次操作可接受的水平。阶段C表示当夹钳桥形件22相对于支架30滑动的滑动阶段。阶段D表示当第一制动衬块组件24和第二制动衬块组件26与转子28接触以使车辆减慢时的夹紧阶段。
在阶段C和阶段D之间存在拐点300。在拐点300处,梯度变化指示第一制动衬块组件24的摩擦材料102和第二制动衬块组件26的摩擦材料102两者都与转子28的第一侧32和第二侧34接触。在该方法中,一旦识别出这个拐点300,就可以计算回位板132在这个点处的移位。这个移位然后可以用来计算制动器组件10的总运行间隙。这个总运行间隙指示制动器组件10的当前状态,从而使得能够对制动器组件的各种部件的磨损作出更准确的评估。例如,如果总运行间隙太高,则这可能是制动器性能存在降低风险的征兆。替代性地,如果总运行间隙太低,则这可能是制动衬块中的一者在制动操作之间在转子上拖动从而降低效率并潜在地指示长期安全问题的征兆。基于所提供的信息,制动器监测系统可以作出调节以考虑到在制动器寿命内的特定磨损。
在图10所示的示例中,在阶段B和阶段C之间也存在拐点302。拐点302可以被定义为第二拐点,并且拐点300可以被定义为第一拐点。在拐点302处,梯度变化指示仅第一制动衬块组件24的摩擦材料102与转子28的第一侧32接触。这是因为虽然很小,但滑销组件80与夹钳壳体20之间的摩擦仍可以在滑动阶段期间引起可检测的梯度变化。在该方法中,一旦识别出这个拐点302,就可以计算回位板132在这个点处的移位。这个移位然后可以用来仅计算制动器组件10的第一运行间隙92,这也可以是有用的信息。例如,如果第一运行间隙92比第二运行间隙94小得多,则这可以指示滑动阶段的问题。
可以通过执行其中进行多个制动操作的测试过程来验证该方法。在测试过程期间,在多个制动器操作期间对总运行间隙以及内侧和外侧的第一运行间隙和第二运行间隙进行多次物理测量。本领域中已知适合于进行物理测量的方法。可以将运行间隙的物理测量值与计算的总运行间隙、第一运行间隙和第二运行间隙进行比较以验证计算的运行间隙的准确性。在测试过程期间获得的物理测量值可以存储在制动器监测系统的控制器中并且与实时数据进行比较。这可以产生可以在制动器的寿命期间用来识别拐点300、302的“拐点检测算法”。在测试期间,如果计算的运行间隙与运行间隙的物理测量值不匹配,则可以相应地调节拐点检测算法,以更准确地反映物理测量值。
对于传感器装置250,该方法基本上与关于图10所描述的那样相同地起作用,除了单个传感器252可以检测回位板132的移位以及磨损传感器臂242的移位。这个移位在图9中的示例性曲线图上绘制,回位板132的移位由302示出并且磨损传感器臂242的移位由304示出。如将了解,在制动器的寿命内,回位板132的起始点将在盘式制动器被调节时改变。这可以在图10的曲线图中看出。可以实时绘制回位板132的移位与磨损传感器臂242的移位之间的差异以使用与上述类似的拐点检测算法来计算总运行间隙。
制动器监测系统可以包括控制器,该控制器可以与传感器装置150、250通信。在至少一个实施例中,制动器监测系统可以是电子制动系统(EBS)、防抱死制动系统(ABS)或整车辆远程信息处理系统,或者可以与其通信。制动器监测系统可以接收制动器磨损信息并且可以执行自适应制动器利用,以使制动衬块组件的磨损状态平衡。
制动器监测系统可以从传感器装置150、250接收第一信号并且计算或确定在制动器循环期间可能发生的第一伸出位置的变化,并且可以将第一伸出位置的变化与第一阈值进行比较。该第一阈值或第一阈限值可以表示或指示可能希望检查和/或更换第一制动衬块组件24和/或第二制动衬块组件26的摩擦材料磨损量。第一阈值可以是可以基于车辆开发测试的预定值。当第一伸出位置的变化超过第一阈值时,可以向车辆操作者提供听觉、视觉或触觉警告或者它们组合的警告。当第一伸出位置的变化不超过第一阈值时,可以不向车辆操作者提供警告。
传感器152、156、252可以是任何合适的类型,并且可以被配置成直接或间接地检测磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件的位置。传感器152、156、252可以是非接触式传感器或接触式传感器。接触配置的示例是上述实施例。在这些传感器中,传感器152、156、252是可变电阻传感器,诸如线性电位计。传感器装置150的第二传感器156可以是线性可变差动变压器(LVDT),因为这种紧凑的传感器特别适合位于与本领域已知的连续磨损传感器中典型地使用的线性电位计相同的壳体中。在具有线性电位计的实施例中,它们各自与柱塞154、158、254通信,该柱塞与正在检测的部件进行物理接触。
在非接触式配置中,传感器152、156、252可以与磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件间隔开并且可以不接触它们。在这种非接触式配置中,可以以任何适合的方式检测磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件,包括但不限于听觉、电容、感应、光学、磁性或它们的组合。例如,磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件可以被配置成磁体,该磁体可以致动以由传感器152、156、252检测。例如,由磁体产生的磁场可以吸引传感器的可移动特征,诸如可以被操作性地连接到传感器的滑动触点的臂。滑动触点的移动可以改变传感器的导体的有效长度。作为另一个示例,膜电位计可以具有导电膜,该导电膜可以因磁体的磁场而变形或响应于由磁体生成的磁场而被致动,并且因此可以用于感测磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件的位置。
在其他替代方案中,传感器152、156、252可以包括无线接收器,这些无线接收器被配置成从位于磨损传感器臂142、242和活塞组件的部件上的发射器接收无线信号以确定它们的位置。
虽然上文描述了示例性实施例,但是这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反,说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语,并且应理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种改变。另外,各种实施的实施例的特征可以进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (15)

1.一种计算盘式制动器的总运行间隙的方法,所述盘式制动器具有被布置成在制动操作期间接触转子的内侧制动衬块和外侧制动衬块,其中,活塞组件被配置成致动所述盘式制动器的内侧制动衬块,所述方法包括:
检测所述活塞组件的部件的轴向移动以提供指示所述活塞组件的部件在所述制动操作期间的移位的数据;以及
确定所述活塞组件的部件在所述内侧制动衬块和所述外侧制动衬块两者都接触所述转子之前发生的移位量以提供计算的总运行间隙。
2.如权利要求1所述的方法,其中,确定所述活塞组件的部件在所述内侧制动衬块和所述外侧制动衬块两者都接触所述转子之前发生的所述移位量包括:
获得指示在所述制动操作期间施加的输入力和/或施加的压力的数据;以及
将所述活塞组件的部件在所述制动操作期间的移位变化与在所述制动操作期间施加的所述输入力和/或所述压力进行比较。
3.如权利要求2所述的方法,其中,确定所述活塞组件的部件在所述内侧制动衬块和所述外侧制动衬块两者都接触所述转子之前已经发生的所述移位量包括在曲线图上针对在所述制动操作期间施加的所述输入力和/或所述压力来绘制所述活塞组件的部件在所述制动操作期间的所述移位变化,以及使用拐点检测算法来识别所述曲线图的拐点,所述拐点由所述曲线图的指示所述内侧制动衬块和所述外侧制动衬块接触所述转子的梯度变化来定义。
4.如权利要求3所述的方法,包括通过在曲线图上针对在所述制动操作期间施加的所述输入力和/或所述压力绘制所述活塞组件的部件在所述制动操作期间的所述移位变化并且使用拐点检测算法识别所述曲线图的第二拐点来确定所述活塞组件的部件在所述内侧制动衬块接触所述转子之前已经发生的所述移位量,所述第二拐点由所述曲线图的指示所述内侧制动衬块接触所述转子的梯度变化来定义,其中,所述曲线图的由所述曲线图的指示所述内侧制动衬块和所述外侧制动衬块接触所述转子的梯度变化来定义的拐点是第一拐点。
5.一种用于盘式制动器的制动器组件,所述制动器组件包括:
夹钳壳体;
活塞组件,所述活塞组件被可移动地设置在所述夹钳壳体内并且被配置成使第一制动衬块组件在制动操作期间沿制动器转子的轴向方向从第一缩回位置致动到第一伸出位置;以及
传感器装置,所述传感器装置被配置成检测所述活塞组件的部件的位置以指示所述活塞组件的部件在所述制动操作期间沿所述轴向方向的移位。
6.如权利要求5所述的制动器组件,其中,所述传感器装置相对于所述夹钳壳体是固定的,使得在所述制动操作期间,所述传感器装置与所述活塞组件的部件之间存在相对移动。
7.如权利要求6所述的制动器组件,进一步包括:
调节器机构,所述调节器机构被操作性地连接到所述活塞组件并且被配置成调节所述第一伸出位置以确保所述第一制动衬块组件与所述转子之间以及第二制动衬块组件与所述转子之间的可接受总运行间隙,
其中,所述传感器装置包括第一传感器和第二传感器,其中,所述第一传感器被配置成检测所述调节器机构的位置以确定总磨损,并且所述第二传感器被配置成检测所述活塞组件的部件沿所述轴向方向的移位。
8.如权利要求7所述的制动器组件,其中,所述传感器装置进一步包括:
磨损传感器臂,所述磨损传感器臂与所述调节器机构通信,所述磨损传感器臂被配置成在所述调节器机构调节所述活塞组件的第一伸出位置时沿所述轴向方向相对于所述夹钳壳体移位,
其中,所述第一传感器与所述磨损传感器臂通信以检测所述磨损传感器臂沿所述轴向方向的移位,并且所述第二传感器与所述活塞组件的部件通信以检测所述活塞组件的部件沿所述轴向方向的移位。
9.如权利要求8所述的制动器组件,其中:
所述磨损传感器臂被配置成使得在所述磨损传感器臂移位时,所述磨损传感器臂致动所述传感器装置的第一致动构件,其中,所述第一传感器被配置成检测所述致动构件的致动;并且
所述活塞组件的部件被配置成使得在所述活塞组件的部件移位时,所述活塞组件的部件致动所述传感器装置的第二致动构件,其中,所述第二传感器被配置成检测所述第二致动构件的移动,
任选地其中,所述第一致动构件是被所述第一传感器接纳的第一柱塞,并且所述第二致动构件是被所述第二传感器接纳的第一柱塞。
10.如权利要求7所述的制动器组件,其中,所述第一传感器和所述第二传感器位于相对于所述夹钳壳体固定的共用壳体中。
11.如权利要求5所述的制动器组件,其中,所述传感器装置相对于所述活塞组件的部件是固定的,使得所述传感器装置在所述制动操作期间与所述活塞组件的部件一起沿所述轴向方向移位。
12.如权利要求11所述的制动器组件,其中,所述传感器装置包括单个传感器,所述单个传感器被配置成检测:
所述调节器机构的位置以确定所述总磨损;以及
所述活塞组件的部件沿所述轴向方向的移位。
13.如权利要求12所述的制动器组件,其中,所述传感器装置进一步包括:
磨损传感器臂,所述磨损传感器臂与所述调节器机构通信,所述磨损传感器臂被配置成在所述调节器机构调节所述活塞组件的第一伸出位置时沿所述轴向方向相对于所述夹钳壳体移位,
其中,所述传感器与所述磨损传感器臂通信以检测所述磨损传感器臂沿所述轴向方向的移位,并且所述传感器还与所述活塞组件的部件通信以检测所述活塞组件的部件沿所述轴向方向的移位,
任选地其中,所述传感器装置进一步包括致动构件,所述致动构件相对于所述磨损传感器臂固定,使得在所述磨损传感器臂移位时,所述致动构件致动,其中,所述传感器被配置成检测所述致动构件和所述传感器的相对移动,
任选地其中,所述致动构件是被所述传感器接纳的柱塞。
14.如权利要求5所述的制动器组件,其中,所述活塞组件的部件是回位板,所述回位板在所述制动操作期间沿轴向方向朝向和背离所述盘式制动器的转子致动,使得所述传感器装置被配置成检测所述回位板沿所述轴向方向的移位。
15.如权利要求5所述的制动器组件,其中,所述活塞组件的部件包括突出部,所述突出部被配置成由所述传感器装置检测以指示所述活塞组件的部件的轴向移动,以便指示所述活塞组件的部件在制动操作期间的移位,任选地其中,所述活塞组件的部件是回位板,并且所述突出部是在所述回位板的拐角中的凸耳。
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JP3684985B2 (ja) * 2000-02-28 2005-08-17 株式会社日立製作所 ブレーキ装置
JP4033281B2 (ja) * 2000-09-06 2008-01-16 日産自動車株式会社 制動装置
EP2998607A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-23 Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (UK) Limited Method and system for setting a braking component running clearnace
CN106870603B (zh) 2015-12-10 2020-01-14 英国美瑞特重型车制动系统有限公司 调整器组件
KR20190042584A (ko) * 2016-07-29 2019-04-24 티알더블유 오토모티브 유.에스. 엘엘씨 브레이크 패드 마모 센서

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