KR20230155457A - 차량 브레이크 요소의 마모를 추정하는 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 제동 디스크(10), 마모 가능한 마찰 재료 블록(20) 및 마찰 재료 블록(20)의 지지 백플레이트(40)를 포함하는 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법으로서, 적어도: - 지지 백플레이트(40)의 온도를 감지하도록 구성되고 배치된 온도 센서(100)를 제공하는 단계; - 온도 센서(100)에 연결된 전자 처리 유닛(200)을 제공하는 단계; - 지지 백플레이트(40)의 감지된 온도의 획득, 감지된 온도의 온도 신호의 생성 및 전자 처리 유닛(200)으로 온도 신호의 송신을 제공하는 단계; - 및 온도 신호의 처리에 의해 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)의 두께의 추정(500) 제공하는 전자 처리 유닛(200)을 포함한다.

Description

차량 브레이크 요소의 마모를 추정하는 방법

하기 개시는 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법에 관한 것이다.

차량 브레이크 요소의 마모 센서는 오랫동안 시판되어왔고 잘 알려진 디바이스이다.

잘 알려진 유형의 차량 브레이크 요소의 마모 센서는 그들의 주요 작동 원리에 의해 전기적 마모 센서 및 기계적 마모 센서로 식별될 수 있다.

전기적 마모 센서 작동 원리는 저항기 회로에 있으며, 이는 브레이크 요소(통상적으로 디스크 브레이크의 패드)의 두께가 감소하면 금속 디스크와 민감한 영역 사이를 접촉하게 하거나 전기 회로를 차단하고 경고 신호를 보내고; 하나 이상의 회로가 패드의 상이한 깊이에 제공될 수 있고, 경고 신호는 차량의 정보 센터에 의해 처리되어 남은 브레이크 패드 수명을 계산할 수 있다.

전기적 마모 센서의 2개의 주요 버전은 시장에 나와 있다: 브레이크 패드에 매립된 센서, 및 브레이크 패드에 장착되고 브레이크 회전자 표면과의 마찰 접촉을 유지하도록 설계된 별도의 센서.

기계적 마모 표시기는 패드 마찰 재료 레벨이 지정된 감소된 두께에 도달할 때 잡음을 생성하는 수정된 백플레이트에 릴레이된다.

위치 센서 마모 표시기는 브레이크 메커니즘의 위치를 측정하고 설계 위치에 도달하면 운전자에게 경고 신호를 보낸다.

혼합 작동 시스템 마모 센서가 또한 공지되고 시판되고 있다.

심지어 공지된 유형의 전자식 주차 브레이크(EPB)도 후방 브레이크 패드와 결합하는 데 필요한 스크류/너트 회전 수를 계수하여 패드 마모를 검출할 수 있다: 더 많은 회전은 패드의 더 얇아진 두께를 의미한다.

종래 기술 US4658936A는 온도 및 브레이크 마모 정도 둘 모두를 모니터링하기 위한 표시기를 개시하고; US7694555는, 알고리즘을 통해 차량 브레이크 패드 수명을 예측하기 위해 센서 및 드라이버 브레이크 모델링의 융합을 이용하여, 브레이크 패드 두께의 추정치를 제공하는 방법을 개시한다.

US5668529A는 브레이크 라이닝에 매립된 온도 센서의 출력의 주기적 샘플링에 기초하여 브레이크 라이닝의 두께를 추정하는 방법을 교시한다.

이러한 전통적인 마모 센서는 어쨌든 복잡한 물품이며, 과중한 스트레스를 노출되고; 브레이크 라이닝에 매립된 온도 센서는 센서 자체에 집중되는 제동력 하에서 패드의 매우 높은 온도 및 압력에 도달하고, 패드 자체는 관련 비용으로 특수 및 특정 종류이어야 한다.

따라서, 본 개시에 설명된 기술적 과제는 전통적인 마모 센서의 현재 제한을 제거하고 그들의 성능 및 신뢰성을 개선하는 것이다.

본 개시에 따른 기술적 과제는 적어도 제동 디스크, 마모 가능한 마찰 재료 블록, 상기 블록의 지지 플레이트를 포함하는 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법을 제공함으로써 달성되며, 상기 방법은 다음을 포함하는 것을 특징으로 한다:

- 상기 지지 플레이트의 온도를 감지하도록 구성되고 배치된 온도 센서를 제공하는 단계;

- 상기 온도 센서에 연결된 전자 처리 유닛을 제공하는 단계;

- 상기 지지 플레이트의 감지된 온도의 획득, 상기 감지된 온도의 온도 신호의 생성 및 상기 전자 처리 유닛에 대한 상기 온도 신호의 송신을 제공하는 단계;

- 및 상기 온도 신호의 처리에 의해 상기 블록의 두께의 추정을 제공하는 상기 처리 유닛.

일 실시예에서, 상기 온도 신호의 온도 시간 변화는 상기 추정을 제공하도록 처리된다.

상기 온도 센서는 상기 지지 백플레이트에 통합된 접촉식 온도 센서 또는 비접촉식 온도 센서일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 온도 센서는 상기 지지 백플레이트의 표면의 온도를 감지하도록 구성되고 배치된다.

일 실시예에서, 상기 표면은 상기 마모 가능한 마찰 재료 블록에 향하는 상기 지지 백플레이트의 표면이다.

일 실시예에서, 상기 표면은 상기 마모 가능한 마찰 재료 블록의 대향하는 상기 지지 백플레이트의 표면이다.

일 실시예에서, 상기 온도 센서는 상기 지지 백플레이트의 벌크 온도를 감지하도록 구성되고 배치된다.

일 실시예에서, 상기 획득은 시간 기반이다.

일 실시예에서, 상기 획득은 이벤트 기반이다.

일 실시예에서, 상기 이벤트는 차량 제동이다.

일 실시예에서, 차량 제동의 수는 동일한 경계 조건을 갖는 것 중에서 선택된다.

일 실시예에서, 상기 추정은 실시간이다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 처리 유닛에 연결된 주변 온도 센서를 제공하고, 주변 온도를 획득하고, 상기 주변 온도의 주변 온도 신호를 생성하고, 상기 주변 온도 신호를 상기 전자 처리 유닛에 송신하고, 상기 처리 유닛은 상기 주변 온도 신호를 처리하여 상기 추정을 조정한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 상기 처리 유닛에 연결된 차량 가속도계를 제공하고, 가속도를 획득하고, 상기 가속도의 가속도 신호를 생성하고, 상기 가속도 신호를 상기 전자 처리 유닛으로 송신하고, 상기 처리 유닛은 상기 가속도 신호를 처리하여 상기 추정을 조정하고/하거나 이벤트를 선택하고/하거나 이벤트를 검출한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 처리 유닛에 연결된 차량 모션 센서를 제공하고, 모션을 획득하고, 상기 모션의 모션 신호를 생성하고, 상기 모션 신호를 상기 전자 처리 유닛으로 송신하고, 상기 처리 유닛은 상기 모션 신호를 처리하여 상기 추정을 조정하고/하거나 이벤트를 선택하고/하거나 이벤트를 검출한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 프로세싱 유닛에 연결된 적어도 하나의 힘 센서를 갖는 상기 브레이크 요소를 제공하고, 힘을 획득하고, 상기 힘의 힘 신호를 생성하고, 상기 힘 신호를 상기 전자 처리 유닛으로 송신하고, 상기 프로세싱 유닛은 상기 힘 신호를 처리하여 상기 추정을 조정하고/하거나 이벤트를 선택하고/하거나 이벤트를 검출한다.

일 실시예에서, 힘 센서는 전단력 센서 및/또는 압력 센서를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 마찰 재료 블록의 두께와 상관된 온도 역학 모델을 생성함으로써, 그리고 측정된 온도 역학에 맞는 모델 온도 역학을 선택하여 상기 추정을 함으로써 상기 브레이크 패드의 열 모델을 제공하는 단계를 제공한다.

본 발명은 또한 마모 가능한 마찰 재료 블록, 상기 마찰 재료 블록의 지지 백플레이트, 상기 지지 백플레이트의 온도를 검출하도록 구성되고 배치된 온도 센서, 및 위에서 언급된 마모 추정 방법을 수행하도록 구성된 전자 처리 유닛을 포함하는 차량 브레이크 요소를 제공한다.

본 개시는, 차량이 작동할 때, 마찰 블록의 현재 두께와 밀접하게 상관되는 것으로 밝혀진 제동 요소의 백플레이트의 감지된 온도 추세를 활용하는 데 초점을 맞춘다.

실제로, 동일한 경계 조건을 갖는 제동 이벤트를 고려할 때, 마찰 블록의 두께가 감소하는 한, 감지된 온도의 시간 변화가 증가하여 백플레이트가 더 빨리 가온된다.

다양한 실시예가 예시적인 목적을 위해 첨부 도면에 도시되어 있으며, 어떠한 방식으로도 본 개시의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 서로 상이한 개시된 실시예의 다양한 특징을 조합하여 추가적인 실시예를 형성할 수 있으며, 이는 본 개시의 일부이다.
도 1은 상기 방법을 위한 구성요소가 적절히 구비된 차량 코너의 레이아웃을 개략적으로 도시한다.
도 2는 스마트 브레이크 패드 센서 및 시간 기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 도시한다.
도 3은 스마트 브레이크 패드 센서 및 트리거 기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 도시한다.
도 4는 트리거 기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 도시한다. 도 5는 알고리즘 레이아웃의 흐름도를 개략적으로 도시한다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 그래픽은 다수의 이벤트 데이터 획득 알고리즘 전략 구현예를 보여준다.
도 7a, 도 7b, 도 7c 그래픽은 새로운 브레이크 패드와 마모된 브레이크 패드 사이의 비교를 갖는 단일 이벤트 데이터 획득 알고리즘 전략 구현예를 보여준다.
도 8 그래픽은 모델 기반 데이터 획득 알고리즘 전략 구현의 실험 증거를 보여준다.
도 9a, 도 9b는 실험 결과를 보여준다.

하기의 상세한 설명에서 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조한다. 도면에서, 유사한 도면 부호는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 통상적으로 유사한 구성요소를 나타낸다. 상세한 설명 및 도면에 기술된 예시적인 실시예는 제한적인 것은 아니다. 본원에 제시된 주제의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않는 한 다른 실시예가 이용될 수 있고 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본 개시의 양태는 본원에 일반적으로 기술되고 도면에 예시된 바와 같이 매우 다양한 상이한 구성으로 배열, 치환, 조합, 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 명시적으로 고려되고 본 개시의 일부를 구성한다.

본 발명에 따르면, 차량의 적어도 하나의 제동 요소는, 마모 가능한 마찰 재료 블록(20), 지지 백플레이트(40), 및 지지 백플레이트(40)의 온도를 획득하도록 구성되고 배치된 온도 센서(100)를 포함한다.

온도 센서(100)는 지지 백플레이트(40)에 통합된 접촉식 온도 센서이거나 비접촉식 온도 센서이다.

또한, 온도 센서(100)는 지지 백플레이트(40)의 표면의 온도 또는 지지 백플레이트(40)의 벌크 온도를 감지하도록 구성되고 배치될 수 있다.

예를 들어, 온도 센서(100)는 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)을 향하는 지지 백플레이트(40)의 표면 상에 배치될 수 있다.

온도 센서(100)는 지지 백플레이트(40) 내에 통합되고, 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)을 향하는 지지 백플레이트(40)의 표면과 동일 평면으로 배치될 수 있다.

그러나, 지지 백플레이트(40) 표면의 온도가 감지되어야 하는 경우, 상기 표면은 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)에 향하거나 대향하는 지지 백플레이트(40)의 표면일 수 있다.

온도 센서(100)는 별개의 구성요소일 수 있거나, 그것은 금속 지지 백플레이트 상에 직접 스크린 인쇄될 수 있고; 상이한 유형의 센서를 조합하여 상이한 레이아웃을 실현할 수 있고; 다수의 온도 센서가 분산 온도 모니터링하는데 사용될 수 있다.

제동 요소는, 도 1의 예로만 도시된 바와 같이, 디스크(10)와 협력하는 패드, 또는 드럼과 협력하는 클램프일 수 있다.

도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 차량 코너(1)에는 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)과 지지 백플레이트(40) 사이에 선택적인 하층(30)을 포함하는 차량 브레이크 패드가 적절히 장착된다.

전자 처리 유닛(EPU)(200)이 제공되고 온도 센서(100)에 연결된다; 편리하게는, 전자 처리 유닛(EPU)(200)가 또한 연결되어 차량의 보드 상의 복수의 보조 센서(401, 403, 404)에 의해 입력 신호를 수신한다.

또한, 브레이크 패드 내에 매립된 힘 센서(402), 및 브레이크 페달 스위치(405)가 제공되고 전자 처리 유닛(200)에 연결될 수 있다.

구체적으로, 본 방법의 발명에 따른 알고리즘(300)은 전자 처리 유닛(EPU)(200) 데이터 수집, 정교화, 및 출력을 대체한다.

본 발명에 따른 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법은 지지 백플레이트(40) 상의 감지된 온도의 온도 센서(100)에 의한 획득, 온도 신호의 생성 및 전자 처리 유닛(200)으로의 온도 신호의 송신을 제공하며, 이는 알고리즘(300)을 통해 온도 신호를 적절하게 처리함으로써 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)의 두께의 추정을 제공한다.

하기의 설명 텍스트에서, 항목(20)은 "마모 가능한 마찰 재료 블록" 또는"브레이크 패드"로 동등하게 지칭될 것이며; 용어 "브레이크 패드 온도"는 백플레이트 상의 "온도"에 대해 통상적으로 사용된다.

본 발명에 의해 개시된 방법에 따르면, 브레이크 패드(20) 열 역학, 즉 브레이크 패드 온도 신호의 온도 시간 변화가 브레이크 패드(20) 마모를 추정하는 데 사용될 것이다.

유리하게는, 계절적 조정이 측정된 주변 온도를 사용하여 수행되어 알고리즘 성능 및 해상도를 증가시킨다.

유리하게는, 브레이크 패드(20) 마모 추정은 실시간으로 수행될 수 있다.

유리하게는, 차량 코너(1)는 브레이크 패드(20) 마모가 각각의 브레이크 패드(20)에 대해 또는 차량 코너(1)의 브레이크 패드(20)의 평균 값으로 추정될 수 있는 하나 또는 두 개의 온도 센서(100)를 구비할 수 있다.

유리하게는, 각각의 차량 코너(1)는 온도 센서(100)를 구비할 수 있다.

유리하게는, 브레이크 패드(20) 마모 계산은 전체 전자 처리 유닛(200) 또는 단일 전자 처리 유닛(200)에 의해 수행될 수 있으며, 이들 각각은 각각의 차량 코너(1)에 전용된다.

시스템 아키텍처

하기의 설명에서 3개의 상이한 시스템 아키텍처가 개시될 것이며, 여기서 이들 중 각각의 하나는 선택된 데이터 획득 전략 및 사용된 보조 센서에 따라 구현될 수 있고, 모든 아키텍처가 알고리즘의 전략의 각각과 함께 사용될 수 있다.

시간 기반 데이터 획득 아키텍처.

도 2는 시간 기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 보여준다.

아키텍처는 적어도 온도 센서(100), 가속도계(401), 주변 온도 센서(403), 스마트 패드 힘 센서(402), 모션 센서(404), 및 알고리즘(300)을 갖는 전자 처리 유닛(200)을 포함한다.

스마트 패드 힘 센서(402)는 적어도 전단력 센서 및/또는 압력 센서를 포함한다.

모든 센서 데이터 획득은 전자 처리 유닛(200)에 의해 정의된 순간에 수행된다.

통상적으로, 데이터 획득 순간 사이의 개재 기간은 20초 내지 60초 사이에 포함되고, 바람직하게는 30초이다.

주변 온도 센서(403)는 온도 센서(100)에 의해 수집된 데이터의 계절적 조정에 사용된다; 환경 변화를 검출할 수 있는 다른 알려진 도구를 계절적 적응 목적에 사용할 수 있다.

주변 온도 센서(403)는 전자 처리 유닛(200)에 연결되며, 여기서 주변 온도 센서(403)는 주변 온도를 획득하고, 전자 처리 유닛(200)으로 송신되는 주변 온도 신호를 생성한다.

가속도계(401), 스마트 패드 압력/전단 센서(402), 및 모션 센서(404)는 브레이크 패드(20) 마모를 추정하는 데 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.

가속도계(401)는 전자 처리 유닛(200)에 연결되며, 여기서 가속도계(401)는 전자 처리 유닛(200)에 의해 정의된 바와 같이 차량 가속도를 획득하고, 전자 처리 유닛(200)으로 송신되는 차량 가속도 신호를 생성한다.

스마트 패드 힘 센서(402)는 전자 처리 유닛(200)에 연결되며, 여기서 스마트 패드 힘 센서(402)는 전자 처리 유닛(200)에 의해 정의된 바와 같이 적어도 하나의 힘을 획득하고, 전자 처리 유닛(200)으로 송신되는 힘 신호를 생성한다.

차량 모션 센서(404)는 전자 처리 유닛(200)에 연결되며, 여기서 차량 모션 센서(404)는 전자 처리 유닛(200)에 의해 정의된 바와 같이 차량 모션을 획득하고, 전자 처리 유닛(200)으로 송신되는 모션 신호를 생성한다. 수집된 데이터는 알고리즘(300)을 통해 전자 처리 유닛(200)에 의해 처리되고; 가속도계(401)의, 스마트 패드 힘 센서(402)의, 차량 모션 센서(404)의 신호를 처리하여 마모 추정을 보상 및 조정하고/하거나 중요한 이벤트, 즉 중요한 제동 이벤트를 선택 및/또는 검출한다.

마지막으로, 브레이크 패드(20) 마모 추정(500)이 제공된다.

트리거 기반 데이터 획득 아키텍처. 제1 예.

도 3은 스마트 브레이크 패드 센서 및 트리거-기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 보여준다.

상기 아키텍처는 적어도 온도 센서(100), 가속도계(401), 주변 온도 센서(403), 스마트 패드 힘 센서(402), 모션 센서(404), 획득 전략 유닛(201), 알고리즘(300)을 갖는 전자 처리 유닛(200)을 포함한다.

트리거 기반 데이터 획득 전략에서, 중요한 이벤트, 즉 중요한 제동 이벤트가 발생할 때에만 데이터 획득이 수행된다.

획득 전략 유닛(201)은 가속도계(401) 및 스마트 패드 힘 센서(402)에 의해 검출된 바와 같이 모든 제동 이벤트 중에서 중요한 제동 이벤트 선택을 위해 사용될 수 있다.

모션 센서(404)는 중요한 제동 이벤트 선택을 위한 획득 전략에서도 사용될 수 있다.

주변 온도 센서(403)는 온도 센서(100)에 의해 수집된 데이터의 계절적 조정에 사용된다; 환경 변화를 검출할 수 있는 다른 알려진 도구를 계절적 적응 목적에 사용할 수 있다.

가속도계(401), 스마트 브레이크 패드 압력/전단 센서(402), 및 모션 센서(404)는 브레이크 패드(20) 마모를 추정하는 데 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.

수집된 데이터는 알고리즘(300)을 통해 전자 처리 유닛(200)에 의해 처리되고, 브레이크 패드(20) 마모 추정(500)이 제공된다.

트리거 기반 데이터 획득 아키텍처. 제2 예.

도 4는 스마트 브레이크 패드 힘 센서가 제공되지 않고 트리거-기반 데이터 획득을 갖는 방법 시스템 아키텍처를 개략적으로 보여준다.

상기 아키텍처는 적어도 온도 센서(100), 가속도계(401), 주변 온도 센서(403), 브레이크 페달 스위치 또는 차량 네트워크(405), 모션 센서(404), 획득 전략 유닛(201), 알고리즘(300)을 갖는 전자 처리 유닛(200)을 포함한다.

트리거 기반 데이터 획득 전략에서, 온도 센서(100) 데이터 획득 및 주변 온도 센서(403) 데이터 획득은 중요한 이벤트, 즉 중요한 제동 이벤트가 발생할 때에만 수행된다.

획득 전략 유닛(201)은 가속도계(401) 및 브레이크 페달 스위치(405)에 의해 검출된 바와 같이 모든 제동 이벤트 중에서 중요한 제동 이벤트 선택을 위해 사용될 수 있다.

모션 센서(404)는 중요한 제동 이벤트 선택을 위한 획득 전략에서도 사용될 수 있다.

주변 온도 센서(403)는 온도 센서(100)에 의해 수집된 데이터의 계절적 조정에 사용된다; 환경 변화를 검출할 수 있는 다른 알려진 도구를 계절적 적응 목적에 사용할 수 있다.

가속도계(401), 브레이크 페달 스위치(405), 및 모션 센서(404)는 브레이크 패드(20) 마모를 추정하는 데 사용되거나 사용되지 않을 수 있다.

수집된 데이터는 알고리즘(300)을 통해 전자 처리 유닛(200)에 의해 처리되고, 브레이크 패드(20) 마모 추정(500)이 제공된다.

알고리즘 레이아웃

온도 선택 기준은 다음의 원리에 기초한다: v:(두 연속 이벤트 사이의 시간으로서) 제동 빈도

T _Abs : 최소/최대 온도 및/또는 온도 변동;

T _Buf : 선택된 버퍼 내부의 최소/최대 온도 및/또는 온도 변동;

dT _pos : 온도 1차 도함수는 양수여야 한다(가열 조건);

N _ptiBrk : 이벤트의 수;

σT: 온도 및/또는 온도 변동 표준 편차 기반 기준;

도 5는 전자 처리 유닛(200)에서의 알고리즘(300) 레이아웃의 흐름도를 개략적으로 보여준다.

온도 센서(100)에 의한 획득된 데이터는 주변 온도 센서(403)에 의해 송신된 주변 온도 신호에 의해 계절적 조정 섹션(310)에 의해 조정된다.

예비 선택 섹션(311)은 보조 센서(401, 402, 404, 405)에 의해 수집되고 센서 보상 섹션(320)에 의해 보상된 온도 역학 추세 및/또는 제동 이벤트 빈도 및/또는 구동 스타일에 기초하여 데이터를 선택한다.

마모 인덱스 계산 섹션(312)은 적응적 로직으로 데이터를 버퍼링 및 분류함으로써 동작하고 분류된 버퍼 데이터 상의 마모 인덱스의 계산을 수행한 다음, 온도 센서(100) 및/또는 다른 보조 센서(400) 관련 기능을 사용하여 이를 스케일링한다

학습 단계 섹션(313)에서 선택이 이루어진다: 현재 동작이 학습 단계에 있는 경우, 제1 데이터 포인트에 기초하여 통계적 접근법을 사용하여 정규화 인자의 정의가 섹션(330)에서 이루어지고: 이 예비 학습 단계에서, 마모 인덱스는 증분적으로 계산된다.

자가 학습 단계는 알고리즘 파라미터를 차량의 모델, 브레이크 패드 부품 번호 및 사용자의 구동 스타일에 적응시킬 수 있게 하며: 이는 다양한 응용에 대해 상이한 알고리즘 버전을 피할 수 있게 한다.

현재 동작이 학습 단계에 있지 않은 경우, 마모 추정 계산 섹션(314)은 적응적 임계치 및 정규화를 사용하여 마모 인덱스 필터링에 의해 동작하고; 데이터 일관성 체크가 뒤따르고, 마모 추정(500)은 실시간으로 제공된다.

알고리즘 전략

데이터 획득 전략은, 위에서 본 바와 같이 다음과 같을 수 있다:

· 시간 기반;

· 트리거 기반.

편리하게는, 모든 알고리즘은 차량/브레이크 패드 모델 및 구동 스타일과는 독립적이므로, 다음과 같은 덕분에 상이한 응용에 대한 어떠한 조정도 필요하지 않다:

· 제동 이벤트 선택 전략;

· 브레이크 패드가 새 것일 때 자가-학습 단계.

3개의 상이한 알고리즘 전략이 사용될 수 있다:

· 다수의 이벤트 전략;

· 단일 이벤트 전략;

· 모델 기반 전략.

다수의 이벤트 전략:

브레이크 패드(20) 마모는, 트리거 기반 획득의 경우, 후속 제동 이벤트 사이의, 또는 시간 기반 획득의 경우, 차량 작동 동안 후속 획득 사이의 브레이크 패드 열 역학을 매핑하는 것으로 추정된다.

단일 획득 포인트는 모든 획득 요청에 대해, 트리거 기반 및 시간 기반 전략 둘 모두에 대해 획득되어야 한다.

시간 기반 전략에서, 모든 센서 데이터 획득은 전자 프로세싱 유닛(200)에 의해 정의된 순간에 수행된다.

시간 기반 전략에서, 획득은, 예를 들어, 20초에서 60초 사이의, 바람직하게는 30초의 샘플 시간과 동기화된다. 모든 차량 작동 동안 획득이 수행된다.

트리거 기반 전략에서, 획득은 비동기식이고, 이벤트가 발생할 때 수행된다. 마모 추정을 위해 고려되는 열 역학은 차량 작동 동안 획득된 상이한 순간 사이의 역학이다.

데이터 획득 포인트는 알고리즘 성능 및 해상도를 증가시키고 가능하게는 상이한 차량/브레이크 패드 모델 및 상이한 구동 스타일에 대한 알고리즘 교정을 피하기 위해 선택될 수 있거나 선택될 수 없다.

이벤트 선택은 보조 센서를 사용하여 수행될 수 있다.

도 6a, 도 6b, 도 6c 그래픽은 차량 작동 동안 획득된 온도, 선택된 브레이크 패드 온도 획득, 마모 인덱스 계산 및 마모 추정 계산을 보여준다.

단일 이벤트 전략:

브레이크 패드(20) 마모는 동일한 경계 조건을 갖는 선택된 상이한 제동 이벤트 중에서 상기 제동 이벤트 동안 브레이크 패드 열 역학을 비교하여 추정된다.

데이터 획득은 트리거 기반 전략으로 수행될 수 있다.

다수의 획득 포인트는 단일 이벤트 동안 온도 진화를 매핑하기 위해 모든/선택된 브레이크 이벤트에 대해 획득되어야 한다.

모든 센서 데이터 획득은 전자 처리 유닛(200)에 의해 정의된 순간에 수행된다.

통상적으로, 데이터 획득 순간 사이의 개재 기간은 0.01초 내지 2.0초 사이에 포함되고, 바람직하게는 0.10초이다.

마모 추정을 위해 고려되는 열 역학은 단일 브레이크 이벤트 동안 획득된 상이한 순간 사이의 역학이다.

제동 이벤트는 알고리즘 성능 및 해상도를 증가시키고 가능하게는 상이한 차량/브레이크 패드 모델 및 상이한 구동 스타일에 대한 알고리즘 교정을 피하기 위해 선택될 수 있거나 선택될 수 없다.

도 7a, 도 7b, 도 7c 그래픽은 단일 제동 이벤트 및 특성 파라미터 비교 동안 획득된 온도를 보여준다.

모델 기반 전략:

브레이크 패드(20) 마모는 모델 기반 접근법을 사용하여 측정된 브레이크 패드 열 역학과 상관된다.

브레이크 패드(20)의 열 모델은 브레이크 패드의 두께와 상관된 온도 역학의 모델을 생성함으로써 제공된다.

모델 온도 역학이 측정된 것과 일치하는 브레이크 패드 두께는 실제 브레이크 패드(20) 두께인 것으로 간주된다.

제동 이벤트의 경계 조건은 보조 센서를 사용하여 추정된다.

알고리즘은, 알고리즘 성능 및 해상도를 증가시키기 위해, 각각의 제동 이벤트 또는 단지 일부 선택된 브레이크 이벤트에 적용될 수 있고, 상이한 차량/패드 모델 및 상이한 구동 스타일에 대한 알고리즘 교정을 피할 가능성이 있다.

도 8 그래픽은 모델 기반 데이터 획득 알고리즘 전략의 실험 증거를 보여준다.

실험 결과

도 9a, 도 9b는 실험 결과를 보여준다.

실험 결과는 본 발명에 의해 개시된 방법에 따라 측정된 브레이크 패드 마모 및 추정된 브레이크 패드 마모 사이의 큰 상관관계를 보여준다.

설명된 바에 더하여 수정 및 변형이 당연히 가능하며; 이렇게 고안된 차량 브레이크 요소의 마모를 추정하는 방법은, 본 발명 개념의 범위 내에 있는 모든 수정 및 변형이 가능하며; 더욱이, 모든 상세 사항은 기술적으로 동등한 요소로 교체될 수 있다. 실제로, 사용되는 재료 및 시스템은 요구 사항 및 최신 기술에 따라 달라질 수 있다.

Claims (17)

1. 적어도 제동 디스크(10), 마모 가능한 마찰 재료 블록(20) 및 상기 마찰 재료 블록(20)의 지지 백플레이트(40)를 포함하는 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법으로서, 적어도:
   - 상기 지지 백플레이트(40)의 온도를 감지하도록 구성되고 배치된 온도 센서(100)를 제공하는 단계;
   - 상기 온도 센서(100)에 연결된 전자 처리 유닛(200)을 제공하는 단계;
   - 상기 지지 백플레이트(40)의 감지된 온도의 획득, 상기 감지된 온도의 온도 신호의 생성 및 상기 전자 처리 유닛(200)에 대한 상기 온도 신호의 송신을 제공하는 단계;
   - 및 상기 온도 신호의 처리에 의해 상기 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)의 두께의 추정(500)을 제공하는 상기 전자 처리 유닛(200)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 온도 신호의 온도 시간 변화를 처리하여 상기 추정을 제공하는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
3. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 센서(100)는 상기 지지 백플레이트(40)에 통합된 접촉식 온도 센서인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 센서(100)는 비접촉식 온도 센서인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온도 센서(100)는 상기 지지 백플레이트(40)의 표면의 온도를 감지하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 표면은 상기 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)으로 향하는 상기 지지 백플레이트(40)의 표면인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 표면은 상기 마모 가능한 마찰 재료 블록(20)에 대향하는 상기 지지 백플레이트(40)의 표면인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 센서(100)는 상기 지지 백플레이트(40)의 벌크 온도를 감지하도록 구성되고 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 획득이 시간 기반인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 획득은 이벤트 기반인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이벤트는 차량 제동 이벤트인 것을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 처리 유닛(200)에 연결된 주변 온도 센서(403)를 제공하는 단계, 상기 주변 온도를 획득하는 단계, 상기 주변 온도의 주변 온도 신호를 생성하는 단계, 상기 주변 온도 신호를 상기 전자 처리 유닛(200)으로 송신하는 단계, 및 상기 주변 온도 신호를 처리하여 상기 추정(500)을 조정하는 상기 전자 처리 유닛(200)을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 처리 유닛(200)에 연결된 차량 가속도계(401)를 제공하는 단계, 상기 차량 가속도를 획득하는 단계, 상기 차량 가속도의 가속도 신호를 생성하는 단계, 상기 차량 가속도 신호를 상기 전자 처리 유닛(200)으로 송신하는 단계, 및 상기 가속도 신호를 처리하여 상기 추정(500)을 조정하고/하거나 이벤트를 선택 및/또는 검출하는 상기 전자 처리 유닛(200)을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 처리 유닛(200)에 연결된 차량 모션 센서(404)를 제공하는 단계, 상기 차량 모션을 획득하는 단계, 상기 차량 모션의 차량 모션 신호를 생성하는 단계, 상기 차량 모션 신호를 상기 전자 처리 유닛(200)으로 송신하는 단계, 및 상기 모션 신호를 처리하여 상기 추정을 조정하고/하거나 이벤트를 선택 및/또는 검출하는 상기 전자 처리 유닛(200)을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 처리 유닛(200)에 연결된 적어도 하나의 힘 센서(402)를 갖는 상기 브레이크 요소를 제공하는 단계, 상기 힘을 획득하는 단계, 상기 힘의 힘 신호를 생성하는 단계, 상기 힘 신호를 상기 전자 처리 유닛(200)으로 송신하는 단계, 및 상기 힘 신호를 처리하여 상기 추정(500)을 조정하고/하거나 이벤트를 선택 및/또는 검출하는 상기 전자 처리 유닛(200)을 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블록의 두께에 연관된 온도 역학 모델을 생성함으로써, 그리고 상기 측정된 온도 역학에 맞는 모델 온도 역학을 선택하여 상기 추정(500)을 함으로써 상기 브레이크 패드(20)의 열 모델을 제공하는 단계를 특징으로 하는, 차량 브레이크 요소의 마모 추정 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 마모 가능한 마찰 재료 블록(20), 상기 마찰 재료 블록(20)의 지지 백플레이트(40), 상기 지지 백플레이트(40)의 온도를 검출하도록 구성되고 배치된 온도 센서(100), 및 전자 처리 유닛(200)을 포함하는, 차량 브레이크 요소.