DE102017208169A1 - Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder - Google Patents
Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017208169A1 DE102017208169A1 DE102017208169.4A DE102017208169A DE102017208169A1 DE 102017208169 A1 DE102017208169 A1 DE 102017208169A1 DE 102017208169 A DE102017208169 A DE 102017208169A DE 102017208169 A1 DE102017208169 A1 DE 102017208169A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- brake pad
- rfid transponder
- vehicle wheel
- brake
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 4
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000965 Duroplast Polymers 0.000 description 1
- 239000004638 Duroplast Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
- B60T17/18—Safety devices; Monitoring
- B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
- B60C23/0418—Sharing hardware components like housing, antenna, receiver or signal transmission line with other vehicle systems like keyless entry or brake control units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D66/00—Arrangements for monitoring working conditions, e.g. wear, temperature
- F16D66/02—Apparatus for indicating wear
- F16D66/021—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means
- F16D66/026—Apparatus for indicating wear using electrical detection or indication means indicating different degrees of lining wear
- F16D66/027—Sensors therefor
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Rad mit einer Reibungsbremse und einem Bremsbelagverschleiß-Sensor, welcher einen passiven RFID-Transponder aufweist, der mit einem Lesegerät zusammenwirkt, welches elektromagnetische Wellen aussenden kann, und wobei das Fahrzeug-Rad mit einer Reifenfülldruck-Sensorik ausgerüstet ist, welche eine elektrische Energiequelle aufweist, wobei die Versorgung des Lesegeräts mit elektrischer Energie aus der Energiequelle der Reifenfülldruck-Sensorik erfolgt. Vorzugsweise ist das Lesegerät in der Reifenfülldruck-Sensorik vorgesehen, welche einen Reifenfülldruck-Sensor und eine elektronische Steuereinheit zum Aufnehmen der Sensor-Daten und eine Übermittlungseinheit für die Sensordaten oder für den Reifenfülldruck an ein fahrzeugfestes Steuergerät sowie die genannte Energiequelle aufweist, und wobei die genannte Übermittlungseinheit auch dazu vorgesehen ist, eine Angabe über einen Verschleißzustand des dem Rad zugeordneten Bremsbelages an ein Steuergerät des Fahrzeugs zu übermitteln.The invention relates to a vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor, which has a passive RFID transponder, which cooperates with a reading device which can emit electromagnetic waves, and wherein the vehicle wheel is equipped with a tire inflation pressure sensor, which has an electrical energy source, the supply of the reading device with electrical energy from the energy source of the tire inflation pressure sensor system. Preferably, the reader is provided in the tire inflation pressure sensor system, which has a tire inflation pressure sensor and an electronic control unit for receiving the sensor data and a sensor data or tire inflation pressure transmitting unit to a vehicle-mounted controller and said power source, and wherein Transmission unit is also provided to transmit an indication of a wear condition of the brake pad associated with the wheel to a control unit of the vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Rad mit einer Reibungsbremse und einem Bremsbelagverschleiß-Sensor, welcher einen passiven RFID-Transponder aufweist, der mit einem Lesegerät zusammenwirkt, welches elektromagnetische Wellen aussenden kann, und wobei das Fahrzeug-Rad mit einer Reifenfülldruck-Sensorik ausgerüstet ist, welche eine elektrische Energiequelle aufweist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber neben der
Sensoren zum Erkennen eines bestimmten Verschleißzustandes eines Bremsbelages einer Fahrzeug-Reibungsbremse, insbesondere einer Scheibenbremse, sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt. Das Signal des üblicherweise im Bremsbelag angeordneten Sensors muss dabei an das Fahrzeug übertragen werden, wo es dann insbesondere dem Fahrzeug-Nutzer signalisieren kann, dass ein oder ein bestimmter Bremsbelag soweit abgenutzt ist, dass dieser Bremsbelag oder die Bremsbeläge zumindest dieser Fahrzeug-Achse durch neue Beläge ersetzt werden sollen. Diese Übertragung erfolgt üblicherweise über ein elektrisches Leitungskabel, dessen Verlegung oft aufwändig ist. Alternativ wurde bereits eine drahtlose Übertragung der Messergebnisse eines Bremsbelagverschleiß-Sensors ins Fahrzeug bekannt, so bspw. durch die grundsätzlich bekannte RFID-Technik, wobei ein passiver RFID-Transponder den Vorteil besitzt, ohne eigene Energiequelle auszukommen. Vielmehr wird diesem RFID-Transponder seine elektrische Betriebs-Energie von einem Lesegerät, welches elektromagnetische Wellen (üblicherweise hochfrequent) aussendet, übermittelt und es erkennt dieses mit dem RFID-Transponder zusammenwirkende Lesegerät anhand der Reaktion des Transponders, welche wiederrum das elektromagnetische Sendefeld des Lesegeräts beeinflusst, eine Antwort des RFID-Transponders. Das mit dem RFID-Transponder zusammenwirkende Lesegerät erkennt eine Antwort des RFID-Transponders anhand der Reaktion des Transponders, welche wiederrum das elektromagnetische Sendefeld des Lesegeräts beeinflusst.Sensors for detecting a specific state of wear of a brake pad of a vehicle friction brake, in particular a disc brake, are known in manifold embodiments. The signal of the usually arranged in the brake pad sensor has to be transmitted to the vehicle, where it can signal in particular the vehicle user that one or a specific brake pad is worn so far that this brake pad or brake pads at least this vehicle axle by new Coverings should be replaced. This transmission usually takes place via an electrical cable, the laying of which is often expensive. Alternatively, wireless transmission of the measurement results of a brake pad wear sensor into the vehicle has already been known, for example by the basically known RFID technology, wherein a passive RFID transponder has the advantage of being able to manage without its own energy source. Rather, this RFID transponder its electrical operating power from a reader, which emits electromagnetic waves (usually high frequency), transmitted and it recognizes this interacting with the RFID transponder reader based on the reaction of the transponder, which in turn affects the electromagnetic field of the reader , an answer from the RFID transponder. The cooperating with the RFID transponder reader detects a response of the RFID transponder based on the response of the transponder, which in turn affects the electromagnetic field of the reader.
Weiteer bekannter Stand der Technik sind Systeme zur Bestimmung und Überwachung des Fülldruckes der Reifen an den Fahrzeug-Rädern. Solche Systeme - hier Reifenfülldruck-Sensorik genannt - können beispielsweise an den Füllventilen der Rad-Reifen vorgesehen sein, vgl. bspw. die eingangs erstgenannte Schrift, und weisen neben einem Drucksensor (und üblicherweise einem Temperatursensor) sowie einer Auswerte-Elektronik eine Sende-Einheit zur drahtlosen Übermittlung des gemessenen Reifenfülldrucks an eine fahrzeugfeste Überwachungseinheit sowie eine elektrische Energiequelle zur Versorgung der genannten Elemente mit elektrischer Energie auf. Bei dieser Energiequelle kann es sich um eine Batterie handeln, alternativ aber auch um bspw. Piezoelemente, welche aus der Walkarbeit des rotierenden Reifens elektrische Energie gewinnen können.Well known prior art systems are systems for determining and monitoring the inflation pressure of the tires on the vehicle wheels. Such systems - here called tire inflation pressure sensors - can be provided, for example, on the filling valves of the wheel tires, cf. For example, the first-mentioned font, and in addition to a pressure sensor (and usually a temperature sensor) and an evaluation electronics on a transmitting unit for wireless transmission of the measured tire inflation pressure to a vehicle-mounted monitoring unit and an electrical energy source for supplying said elements with electrical energy , This energy source may be a battery, but may also be, for example, piezoelectric elements which can gain electrical energy from the flexing work of the rotating tire.
Zurückkommend auf passive RFID-Transponder muss bekanntlich ein solcher, der wie vorstehend erläutert keine eigene Energieversorgung besitzt, relativ nahe zum Lesegerät gebracht werden, um eine gute Funktion zu gewährleisten. Ferner muss das Lesegerät mit ausreichender elektrischer Energie versorgt werden, was abermals eine aufwändige Verlegung eines elektrischen Kabels erforderlich machen kann.Returning to passive RFID transponders, it is known that one which, as explained above, does not have its own power supply, must be brought relatively close to the reading device in order to ensure a good function. Furthermore, the reader must be supplied with sufficient electrical energy, which again may require a complex installation of an electrical cable.
Hiermit soll daher für ein Fahrzeug-Rad mit einer Reibungsbremse und einem Bremsbelagverschleiß-Sensor mit einem passiven RFID-Transponder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine alternative Energieversorgung für das zugehörige Lesegerät aufgezeigt werden (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).This is therefore intended for a vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with a passive RFID transponder according to the preamble of claim 1, an alternative power supply for the associated reader are shown (= object of the present invention).
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des Lesegeräts mit elektrischer Energie aus der Energiequelle der Reifenfülldruck-Sensorik erfolgt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Dabei sei ausdrücklich erwähnt, dass in mehreren Ansprüchen verfahrenstechnische Merkmale enthalten sind, so dass jedenfalls für diese Ansprüche bzw. allgemein für entsprechende Merkmale in der vorliegenden Beschreibung anstelle eines Vorrichtungsanspruchs auch ein Verfahrens-Anspruch zum Ermitteln des Verschleißes eines Bremsbelages einer Fahrzeug-Reibungsbremse formuliert werden könnte. Und soweit die in den vorliegenden Anmeldeunterlagen enthaltenen verfahrenstechnischen Merkmale durch eine elektronische Steuereinheit ausgeführt werden können, könnte auch eine elektronische Steuer- und Recheneinheit oder ein auf einer solchen installierbares Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt beansprucht werden, welche(s) ausführbaren Programmcode umfasst und gestaltet ist, ein entsprechendes Verfahren - soweit vorliegend beschrieben - auszuführen.The solution to this problem results from the features of claim 1 and is characterized in that the supply of the reading device with electrical energy from the energy source of the tire inflation pressure sensor. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims. It should be expressly mentioned that procedural features are included in several claims, so that at least for these claims or generally for corresponding features in the present description instead of a device claim also a method claim for determining the wear of a brake pad of a vehicle friction brake are formulated could. And insofar as the procedural features contained in the present application documents can be executed by an electronic control unit, an electronic control and processing unit or a computer program or computer program product which can be installed on it and which comprises and is designed for executable program code could also be claimed corresponding method - as far as described herein - to perform.
Erfindungsgemäß wird eine bereits vorhandene elektrische Energiequelle genutzt, um den RFID-Transponder bzw. genauer dessen Lesegerät zu betreiben, so dass der erforderliche Zusatzaufwand möglichst gering gehalten wird. Vorteilhafterweise wird für die Ermittlung des Bremsbelag-Verschleißes keine leistungsstarke Energiequelle benötigt, da äußerst wenige Abfragen ausreichend sind. Schließlich verändert sich der Verschleißzustand äußerst schleichend und darüber hinaus kann ein Hinweis an den Fahrzeug-Nutzer über einen einzigen Verschleißzustand, nämlich das Erreichen einer vorbestimmten Verschleißgrenze, ausreichend sein. Die vorgeschlagene Energiequelle befindet sich dabei auch relativ nahe des Bremsbelages jedenfalls dann, wenn das Fahrzeugrad bspw. relativ langsam rotiert und mit seiner bereits vorhandenen und sich bspw. am Füllventil befindenden Energiequelle am Bremsbelag vorbei streicht.According to the invention, an existing electrical energy source is used to operate the RFID transponder or, more precisely, its reading device, so that the required additional expenditure is kept as low as possible. Advantageously, no powerful energy source is needed for the determination of the brake lining wear, since very few queries are sufficient. Finally, the state of wear changes extremely creeping and beyond an indication to the vehicle user about a single state of wear, namely the achievement of a predetermined limit of wear, be sufficient. The proposed energy source is in this case also relatively close to the brake pad in any case when the vehicle wheel, for example. Rotates relatively slowly and with its existing and, for example, located at the filling valve power source on the brake pad passes.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lesegerät in oder an der Reifenfülldruck-Sensorik vorgesehen oder angeordnet, welche Reifenfülldruck-Sensorik einen Reifenfülldruck-Sensor und eine elektronische Steuereinheit zum Aufnehmen der Sensor-Daten und eine Übermittlungseinheit für die Sensordaten oder für den Reifenfülldruck an ein fahrzeugfestes Steuergerät und weiterhin die genannte Energiequelle aufweist. Das daraus versorgte Lesegerät korrespondiert nun gelegentlich mit dem im Bremsbelag vorgesehenen RFID-Transponder, und zwar bspw. dann, wenn das Lesegerät entweder bei einer bestimmten Rad-Position in der Nähe des Transponders bzw. Bremsbelags steht oder wenn das Lesegerät bei langsamer Raddrehung entsprechend langsam an diesem vorbei streicht. Das Lesegerät wertet daraufhin kurz das aus dem Bremsbelag bzw. vom RFID-Transponder empfangene Signal aus und gibt die entsprechende Information an die Steuereinheit des Reifenfülldruck-Sensors weiter, von welchem es zusammen mit den aktuellen Reifenfülldruck-Daten von der (drahtlosen) Übermittlungseinheit (= Sende-Einheit) der Reifenfülldruck-Sensorik an das genannte fahrzeugfeste Steuergerät übertragen wird. Damit liegt die Information über den Verschleißzustand des Bremsbelags im Fahrzeug selbst vor und kann geeignet weiter behandelt werden.According to a preferred embodiment, the reading device is provided or arranged in or on the tire inflation pressure sensor system, which tire inflation pressure sensor system a tire inflation pressure sensor and an electronic control unit for receiving the sensor data and a transmission unit for the sensor data or for the tire inflation pressure to a vehicle-mounted control unit and further comprising said power source. The reader supplied therefrom now occasionally corresponds with the RFID transponder provided in the brake pad, for example when the reader is either at a certain wheel position in the vicinity of the transponder or brake pad or when the reader is correspondingly slow at slow wheel rotation strokes past this. The reading device then briefly evaluates the signal received from the brake pad or from the RFID transponder and forwards the corresponding information to the control unit of the tire inflation pressure sensor, from which it is sent together with the current tire inflation pressure data from the (wireless) transmission unit (= Transmitting unit) of the tire inflation pressure sensor is transmitted to said vehicle-mounted control unit. Thus, the information about the state of wear of the brake pad in the vehicle itself is available and can be suitably treated further.
Um die elektrische Leistung, welche von einer erfindungsgemäßen Bremsbelagverschleiß-Sensorik, welche unter anderem durch den genannten RFID-Transponder sowie das besagte Lesegerät gebildet ist, gering zu halten, kann eine Einrichtung zum Akumulieren (= Sammeln) der Sendeleistung des Lesegeräts vorgesehen sein, welche vorzugsweise nach Art eines elektrischen Kondensators gestaltet ist und die bis zum Erreichen einer für das Ausführen einer Funktion durch den RFID-Transponder erforderlichen Mindest-Energiemenge fortlaufend geringe Mengen von zugeführter elektrischer Energie zwischenspeichert und somit aufsummiert. Eine solche Einrichtung zum Akkumulieren der Sendeleistung kann im RFID-Transponder und/oder im Lesegerät vorgesehen sein.In order to keep the electrical power, which is low by a brake pad wear sensor system according to the invention, which is formed inter alia by said RFID transponder and the said reader, a means for accumulating (= collecting) of the transmission power of the reader may be provided is preferably designed in the manner of an electrical capacitor and the buffered until the achievement of a required for the execution of a function by the RFID transponder minimum amount of energy continuously small amounts of supplied electrical energy and thus added up. Such a device for accumulating the transmission power can be provided in the RFID transponder and / or in the reading device.
Energetisch vorteilhaft ist es, wenn der RFID-Transponder ausgelegt ist, bei ausreichender Belagstärke des Bremsbelages kein Signal darzustellen, sondern lediglich dann ein Signal zu generieren, wenn eine vorgegebene Verschleißgrenze des Bremsbelags erreicht oder überschritten ist, d.h. wenn bspw. 80% der ursprünglichen Materialstärke des Bremsbelags abgetragen sind. Im Hinblick auf die technische Umsetzbarkeit ist es jedoch einfacher, wenn der RFID-Transponder ausgelegt ist, bei ausreichender Belagstärke des Bremsbelages ein einen intakten Zustand signalisierendes Signal darzustellen, welches bei Erreichen oder nach Überschreiten einer Verschleißgrenze nicht dargestellt wird. So kann bspw. dann, wenn der RFID-Transponder mit dem Bremsbelagverschleiß-Sensor im Bremsbelag der Reibungsbremse angeordnet ist, eine Antenne oder eine Elektronikkomponente des RFID-Transponders als Bremsbelagverschleiß-Sensor fungieren, indem bei Erreichen einer Belagverschleißgrenze eine Komponente des RFID-Transponders durch Kontakt mit einer Bremsscheibe oder einem anderen mit dem Bremsbelag zusammenwirkenden Element der Reibungsbremse mechanisch zerstört wird. Beispielsweise kann die Antenne des RFID-Transponders eine solche Komponente sein. Dabei kann die Antenne mehrere solchermaßen angeordnete und voneinander beabstandete Windungen aufweisen, dass mit zunehmendem Bremsbelag-Verschleiß eine steigende Anzahl von Windungen zerstört wird. Die damit abnehmende Übertragungskapazität erlaubt somit ein Rückschluss auf unterschiedliche Verschleißzustände des Bremsbelags. Alternativ kann der Bremsbelagverschleiß-Sensor selbst aus mehreren elektrischen Windungen bestehen, welche durch zeitlich aufeinanderfolgende Zerstörung ein fortschreitendes Erreichen der Verschleißgrenze des Bremsbelags über eine Auswerteelektronik anzeigen, bspw. anhand einer Änderung des elektrischen Widerstands.It is energetically advantageous if the RFID transponder is designed to display no signal given sufficient pad thickness of the brake pad, but to generate a signal only when a predetermined wear limit of the brake pad has been reached or exceeded, ie. if, for example, 80% of the original material thickness of the brake lining has been removed. In view of the technical feasibility, however, it is easier if the RFID transponder is designed to represent an intact state signaling signal at sufficient pad thickness of the brake pad, which is not displayed upon reaching or after exceeding a wear limit. Thus, for example, when the RFID transponder with the brake lining wear sensor is arranged in the brake pad of the friction brake, an antenna or an electronic component of the RFID transponder function as a brake pad wear sensor by passing through a component of the RFID transponder upon reaching a pad wear limit Contact with a brake disc or other co-operating with the brake pad element of the friction brake is mechanically destroyed. For example, the antenna of the RFID transponder may be such a component. In this case, the antenna may have a plurality of windings arranged in such a manner and spaced apart from each other that an increasing number of windings is destroyed as the brake pad wear increases. The resulting decreasing transmission capacity thus allows a conclusion on different wear conditions of the brake pad. Alternatively, the brake pad wear sensor itself may consist of several electrical windings, which indicate by successive destruction a progressive reaching the wear limit of the brake pad via a transmitter, for example. Based on a change in electrical resistance.
Vorzugsweise ist also ein RFID-Transponder mit einem Bremsbelagverschleiß-Sensor in einem Bremsbelag eingebracht, was bspw. durch Einclipsen erfolgen kann, aber auch durch Einkleben oder eine andere Befestigungsmethode. Der RFID-Transponder wird im Fahrzeug durch ein in der Nähe befindliches elektromagnetisches hochfrequentes Wechselfeld mit Energie versorgt, welche von einer im Rad oder Reifen, im Bereich dessen sich der zu überwachende Bremsbelag befindet, vorgesehenen Reifenfülldruck-Sensorik bereit gestellt wird. Der Abstand zwischen diesen beiden genannten Elementen beträgt bei entsprechender Radposition nur wenige Zentimeter, so dass eine verlustarme drahtlose Energieübertragung möglich ist. Dabei dient die vom RFID-Transponder über eine bzw. dessen Antenne aufgenommene Hochfrequenzenergie als Stromversorgung für die interne Auswerteelektronik des Transponders bzw. Bremsbelagverschleiß-Sensors und vorzugsweise gleichzeitig zur Kommunikation mit einem Lesegerät, also bspw. zum quasi Aussenden eines Antwortsignals, welches ein sog. „alive“-Signal sein kann, welches signalisiert, dass der Bremsbelag noch vollumfänglich funktionsfähig, d.h. noch nicht verschlissen ist bzw. seine Verschleißgrenze noch nicht erreicht hat. Wird jedoch der Bremsbelagverschleiß-Sensor bei Erreichen der besagten Verschleißgrenze mechanisch zerstört, so üblicherweise durch „Abschleifen“ durch eine mit dem Bremsbelag zusammen wirkende Bremsscheibe, so wird kein „alive“-Signal mehr ausgesandt. Dieses genannte Abschleifen kann beispielsweise eine Elektronikkomponente im Sensor zerstören oder eine Antennenwicklung des RFID-Transponders bleibend verletzen oder durchtrennen. Das Lesegerät, welches das genannte „alive-Signal“ empfängt - solange dieses vom RFID-Transponder im Bremsbelagverschleiß-Sensor quasi versandt wird, wenn die besagte Verschleißgrenze noch nicht erreicht ist - befindet sich in der genannten Reifenfülldruck-Sensorik. Letztere überträgt im üblichen Stand der Technik für jedes Rad eines Kraftfahrzeugs individuell drahtlos den Reifenzustand bzw. den jeweiligen Reifenfülldruck an eine im Fahrzeug vorgesehene elektronische Steuereinheit. Mit der vorliegenden Erfindung kann nun zusätzlich zum Reifenfülldruck auch das genannte „alive“-Signal drahtlos in diese elektronische Steuereinheit bzw. in das Fahrzeug übertragen werden. Beispielsweise in dieser elektronischen Steuereinheit kann dann mittels eines einfachen Auswertealgorithmus der Bremsbelag an jedem Fahrzeug-Rad einzeln überwacht und bei Erreichen von dessen Verschleißgrenze, also beim Ausbleiben des jeweiligen „alive“-Signals, eine entsprechende Warnmeldung an den Fahrzeug-Nutzer initiiert werden.Preferably, therefore, an RFID transponder is incorporated with a brake pad wear sensor in a brake pad, which can be done, for example, by clipping, but also by gluing or another method of attachment. The RFID transponder is powered in the vehicle by an electromagnetic high-frequency alternating field in the vicinity which is provided by a tire inflation pressure sensor provided in the wheel or tire in the area of which the brake pad to be monitored is located. The distance between these two mentioned elements is only a few centimeters at a corresponding wheel position, so that a low-loss wireless energy transmission is possible. The radio-frequency energy picked up by the RFID transponder via an antenna or its antenna serves as a power supply for the internal evaluation electronics of the transponder or brake pad wear sensor and preferably simultaneously for communication with a reading device, ie, for example, for transmitting a response signal, which is a so-called. "Alive" signal can be, which signals that the Brake pad still fully functional, ie not yet worn or its wear limit has not yet reached. If, however, the brake pad wear sensor is mechanically destroyed when the said wear limit is reached, so usually by "grinding" by a brake disc acting together with the brake pad, then no "alive" signal is emitted any more. This abrading can, for example, destroy an electronic component in the sensor or permanently injure or sever an antenna winding of the RFID transponder. The reader which receives the said "alive signal" - as long as it is sent by the RFID transponder in the brake pad wear sensor quasi, when said wear limit is not reached - located in said tire inflation pressure sensor. The latter transmits in the usual state of the art for each wheel of a motor vehicle individually wirelessly the tire condition or the respective tire inflation pressure to an electronic control unit provided in the vehicle. With the present invention, in addition to the tire inflation pressure, the said "alive" signal can now also be transmitted wirelessly into this electronic control unit or into the vehicle. For example, in this electronic control unit, the brake lining at each vehicle wheel can then be individually monitored by means of a simple evaluation algorithm and, upon reaching its wear limit, ie when the respective "alive" signal is absent, a corresponding warning message can be initiated to the vehicle user.
In einer anderen möglichen Ausgestaltung kann im Bereich des RFID-Transponders ein elektromagnetischer Feldstärkesensor für die vom Lesegerät ausgesandten elektromagnetischen Wellen vorgesehen sein und ferner eine elektronische Auswerteeinheit, welche aus einer mit diesem Feldstärkesensor festgestellten Änderung der elektromagnetischen Wellen aufgrund einer Lageänderung des RFID-Transponders relativ zu einer Bremsscheibe oder einem anderen mit dem Bremsbelag zusammenwirkenden Element der Reibungsbremse auf den Verschleißzustand des Bremsbelages schließt. Hier handelt es sich folglich um eine zerstörungsfreie Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsbelagverschleiß-Sensors. Es verändert sich nämlich durch den Verschleiß des Bremsbelags das elektrische Feld der genannten elektromagnetischen Wellen, weil der RFID-Transponder im Bremsbelag aufgrund von Belagverschleiß seine Position relativ zur metallischen Bremsscheibe (oder einem anderen vorzugsweise metallischen und mit dem Bremsbelag zusammenwirkenden Element) ändert. Der Feldstärkesensor sollte dabei bei Erstinbetriebnahme oder bei einem Umbau oder Austausch von Bremsbelag oder Bremsscheibe geeignet kalibriert werden. Danach misst der Feldstärkesensor fortlaufend die Änderung der Feldstärke und errechnet daraus über einen abgestimmten Algorithmus kontinuierlich die Bremsbelagdicke bis zum Erreichen von dessen Verschleißgrenze.In another possible embodiment, an electromagnetic field strength sensor for the electromagnetic waves emitted by the reading device can be provided in the region of the RFID transponder, and also an electronic evaluation unit, which consists of a change in the electromagnetic waves detected by this field strength sensor due to a change in position of the RFID transponder relative to a brake disc or another cooperating with the brake pad element of the friction brake on the state of wear of the brake pad closes. This is therefore a non-destructive embodiment of a brake pad wear sensor according to the invention. It changes namely by the wear of the brake pad, the electric field of said electromagnetic waves, because the RFID transponder in the brake pad due to pad wear its position relative to the metallic brake disc (or another preferably metallic and cooperating with the brake pad element) changes. The field strength sensor should be suitably calibrated during initial commissioning or during a modification or replacement of brake pad or brake disc. Thereafter, the field strength sensor continuously measures the change in the field strength and uses a coordinated algorithm to continuously calculate the brake lining thickness until it reaches its wear limit.
Bei einem erfindungsgemäßen Bremsbelagverschleiß-Sensor kann sich der RFID-Transponder auf oder in einem Träger aus Duroplast oder einem anderen hitzebeständigen Material befinden, wobei temperaturempfindliche Elektronikkomponenten des RFID-Transponders vorzugsweise außerhalb des Bremsbelags liegend vorgesehen sind. Das Design des RFID-Transponders muss nämlich den möglichen hohen Temperaturen an einer Fahrzeugbremse (und somit auch des Bremsbelags) Rechnung tragen. Bekanntlich besteht ein üblicher RFID-Transponder zum Großteil aus geeignet verlegtem oder gewickeltem Kupferdraht, welcher als Sende-/Empfangsantenne fungiert und relativ hitzeunempfindlich ist. Als Trägermaterial für diese Wicklung oder eine entsprechende gedruckte Antennenschaltung können temperaturstabile Duroplaste oder andere geeignete Materialien dienen. Um jedoch einen (relativ) kleinen Elektronikteil des RFID-Transponders vor zu hohen Temperaturen zu schützen, sollte dieser bzw. dessen Elektronikkomponenten um einige Zentimeter außerhalb der heißen Zone platziert sein. Hierfür kann ein erfindungsgemäßer Bremsbelagverschleiß-Sensor einen Duroplast-Sensorkopf aufweisen, der an geeigneter Stelle (analog bisheriger Bremsbelagverschleiß-Sensoren) im Bremsbelag angeordnet, bspw. verclipst ist, und der einen kurzen Leitungsschwanz aufweist, welcher aus dem Bremsbelag absteht und die genannten Elektronikkomponenten des RFID-Transponders trägt.In a brake pad wear sensor according to the invention, the RFID transponder can be located on or in a carrier made of duroplastic or another heat-resistant material, wherein temperature-sensitive electronic components of the RFID transponder are preferably provided lying outside of the brake pad. Namely, the design of the RFID transponder must take into account the possible high temperatures at a vehicle brake (and thus also the brake lining). As is known, a conventional RFID transponder consists largely of suitably laid or wound copper wire, which acts as a transmitting / receiving antenna and is relatively insensitive to heat. As support material for this winding or a corresponding printed antenna circuit can serve thermosets or other suitable materials temperature stable. However, in order to protect a (relatively) small electronic part of the RFID transponder from excessive temperatures, this or its electronic components should be placed a few centimeters outside the hot zone. For this purpose, an inventive brake pad wear sensor having a thermoset sensor head disposed at a suitable location (analogous to previous brake pad wear sensors) in the brake pad, for example, clipped, and which has a short line tail, which protrudes from the brake pad and said electronic components of the Carries RFID transponders.
Nochmals auf die bereits erwähnte Möglichkeit, durch zeitlich versetztes Durchschleifen der Spulenwindungen der Antenne des RFID-Transponders eine gleitende Warngrenze zu erzeugen, zurückkommend, kann das Lesegerät einfach eine abnehmende Sendeleistung (aufgrund abgeschliffener Windungen) erkennen und dies als stufenweisen Verschleiß interpretieren. Es ist aber auch möglich, gezielt gesonderte Leiterbahnen für die Antenne des RFID-Transponders vorzusehen, welche nacheinander durchgeschliffen werden und von der Elektronik des Sensors als gestufte Verschleißmarker erkannt werden, bspw. durch Widerstandsänderung. In diesem Fall bleibt die Sendeleistung der Antenne vorteilhafterweise konstant.Returning to the already mentioned possibility of generating a sliding warning limit by looping through the coil turns of the antenna of the RFID transponder, coming back, the reader can easily detect a decreasing transmission power (due to ground turns) and interpret this as gradual wear. But it is also possible to provide specifically separate interconnects for the antenna of the RFID transponder, which are successively ground through and are recognized by the electronics of the sensor as a stepped wear marker, eg. By resistance change. In this case, the transmission power of the antenna advantageously remains constant.
Weiterhin ist es möglich, einen quasi in einer Hülle bspw. aus Glas eingeschlossenen RFID-Transponder zu verwenden, welcher durch ein Vakuum im Inneren des Glasbehälters (oder dgl.) gut vor zu hohen Temperaturen geschützt ist. Dabei kann ein solcher Behälter in Duroplast vergossen sein und in den Bremsbelag eingeclipst oder andersartig eingebracht sein.Furthermore, it is possible to use an RFID transponder, which is enclosed, as it were, in a shell, for example, made of glass, which is well protected from excessively high temperatures by a vacuum in the interior of the glass container (or the like). In this case, such a container may be cast in Duroplast and clipped into the brake pad or introduced differently.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014110184 A1 [0001]DE 102014110184 A1 [0001]
- DE 102014112868 B9 [0001]DE 102014112868 B9 [0001]
- DE 102008020425 A1 [0001]DE 102008020425 A1 [0001]
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017208169.4A DE102017208169A1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017208169.4A DE102017208169A1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102017208169A1 true DE102017208169A1 (en) | 2018-11-15 |
Family
ID=63962425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102017208169.4A Pending DE102017208169A1 (en) | 2017-05-15 | 2017-05-15 | Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017208169A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019130486A1 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-12 | Audi Ag | Method for operating a sensor unit and sensor device |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060042734A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Turner Douglas D | Wear component and warning system |
| DE102008020425A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Volkswagen Ag | Brake lining's wear recognition system for motor vehicle, has reading device reading identification of transponder and providing signal e.g. warning signal, when response of transponder is not received, and output unit outputting signal |
| US20110071737A1 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-24 | John Greer | System and method for performing auto-location of a wheel in a vehicle using wheel phase angle information |
| US20110133923A1 (en) * | 2009-12-05 | 2011-06-09 | Ford Global Technologies, Llc | Wireless Brake Electronic Wear Sensors |
| DE102011016019A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-04 | Still Gmbh | Industrial truck with data acquisition device |
| DE102014100134A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-10 | Infineon Technologies Ag | Wheel locator, wheel locator, system, method and computer program for locating a position of a wheel |
| DE102014110184A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Infineon Technologies Ag | Tire pressure sensor modules, tire pressure monitoring system, wheel, method and computer programs for providing tire pressure related information |
| DE102014112868B9 (en) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | Tmd Friction Services Gmbh | Brake shoe with wear indicator |
| US20160363182A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-12-15 | Gideon Eden | Systems and methods for detecting wear of brake pads |
-
2017
- 2017-05-15 DE DE102017208169.4A patent/DE102017208169A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060042734A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Turner Douglas D | Wear component and warning system |
| DE102008020425A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Volkswagen Ag | Brake lining's wear recognition system for motor vehicle, has reading device reading identification of transponder and providing signal e.g. warning signal, when response of transponder is not received, and output unit outputting signal |
| US20110071737A1 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-24 | John Greer | System and method for performing auto-location of a wheel in a vehicle using wheel phase angle information |
| US20110133923A1 (en) * | 2009-12-05 | 2011-06-09 | Ford Global Technologies, Llc | Wireless Brake Electronic Wear Sensors |
| DE102011016019A1 (en) * | 2011-04-04 | 2012-10-04 | Still Gmbh | Industrial truck with data acquisition device |
| DE102014100134A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-10 | Infineon Technologies Ag | Wheel locator, wheel locator, system, method and computer program for locating a position of a wheel |
| DE102014110184A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Infineon Technologies Ag | Tire pressure sensor modules, tire pressure monitoring system, wheel, method and computer programs for providing tire pressure related information |
| DE102014112868B9 (en) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | Tmd Friction Services Gmbh | Brake shoe with wear indicator |
| US20160363182A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-12-15 | Gideon Eden | Systems and methods for detecting wear of brake pads |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019130486A1 (en) * | 2019-11-12 | 2021-05-12 | Audi Ag | Method for operating a sensor unit and sensor device |
| DE102019130486B4 (en) | 2019-11-12 | 2021-09-30 | Audi Ag | Method for operating a sensor unit and sensor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102014112868B9 (en) | Brake shoe with wear indicator | |
| EP2207983B1 (en) | Brake shoe | |
| DE19720123C2 (en) | Method and device for transmitting telecontrol commands and measurement data to one or more actuators or monitoring devices in an automobile | |
| EP2245469B1 (en) | Measuring device for measuring relative rotational speeds using wireless signal transfer | |
| DE10057059C2 (en) | Method and device for monitoring measured values by frequency analysis of modulated backscattering | |
| DE102014110936A1 (en) | Apparatus, element, passive element, methods and computer programs for obtaining tire properties | |
| DE102012102726A1 (en) | Brush wear detector system with wireless sensor | |
| DE102008054161A1 (en) | Tire pressure monitoring device with magnetic induction power supply | |
| DE102008011288A1 (en) | Device for monitoring the lining thickness of a brake pad of a friction brake of a vehicle | |
| DE102009029480B4 (en) | Trailer tire pressure monitoring system | |
| DE102012216576A1 (en) | Tire pressure sensor for detecting air pressure of tire of motor car for e.g. storing tire information, has capacitor plates arranged in bottom portion where sensor is arranged to detect whether tire is installed or not | |
| DE102012216577A1 (en) | Storing tire information in a tire sensor | |
| DE102008020425A1 (en) | Brake lining's wear recognition system for motor vehicle, has reading device reading identification of transponder and providing signal e.g. warning signal, when response of transponder is not received, and output unit outputting signal | |
| DE19532914A1 (en) | Tyre pressure monitoring arrangement for pneumatic-tyred vehicle | |
| DE102009038100A1 (en) | Method and system for tire pressure monitoring | |
| WO2004012948A1 (en) | Device for the monitoring and wireless signaling of a pressure or a change of pressure in pneumatic tires | |
| EP1857305B1 (en) | Air spring suspension with transponder and sensor to determine height | |
| DE102017208169A1 (en) | Vehicle wheel with a friction brake and a brake pad wear sensor with an RFID transponder | |
| DE102010062469A1 (en) | Method for encrypted radio transmission of data | |
| EP2072290B1 (en) | Tyre pressure regulating assembly and turning duct for same | |
| DE102009008350A1 (en) | Motor vehicle wheel, has tire pressure sensor and/or tire air temperature sensor accommodated inside soft elastic body, where elastic body is friction-conclusively held under elastic expansion between inner walls of vehicle tire | |
| DE102008037950A1 (en) | Electronic driver assistance system e.g. anti-lock braking system, for adjustment of brake and/or driving dynamics parameters of passenger car, has controller determining brake and/or driving dynamics parameters on basis of information | |
| DE102017208528A1 (en) | Vehicle wheel assembly with at least two sensors and method for transmitting electrical energy to such | |
| EP3676108B1 (en) | Vehicle tire with rfid | |
| DE102015114439A1 (en) | Vehicle brake, brake pad and brake system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R012 | Request for examination validly filed |