CN108061116A - 制动垫磨损和温度传感器 - Google Patents

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R·L·尼索杰
P·阿马阿古
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Abstract

一种制动垫监测传感器包括可侵蚀的非导电主体以及设置在该主体内的电路。电路包括第一磨损指示部分。当主体响应于对制动转子的磨耗而相对于主体的接触表面侵蚀超过第一深度时，第一磨损指示部分的电气连续性被破坏，从而感测第一磨损程度。电路包括第一热电偶，其可操作以产生用于感测制动垫的温度的温度相关电压信号。制动垫监测传感器可以用于确定制动垫磨损和制动垫温度两者。

Description

制动垫磨损和温度传感器
技术领域
本公开总体上涉及一种用于车辆的制动垫监测传感器。
背景技术
诸如汽车、卡车、摩托车等车辆通常包括用于减慢车轮或另一从动部件的旋转的盘式制动器。盘式制动器可以包括制动垫、制动钳和制动盘(其也称为转子)。制动盘可操作地连接到车轮，而制动钳可操作地联接到制动垫。在操作期间，制动钳可以将制动垫压靠在制动盘上。因此，制动垫与制动盘之间的摩擦使得制动盘(以及附接制动盘的车轮)减速或停止。
许多车辆***使用制动温度(即制动垫的温度)来作为输入。例如，制动温度可以用作牵引控制***、分级制动或其他***的输入。此外，制动温度可以用于估计或预测制动垫的寿命。
发明内容
提供了一种制动垫监测传感器。制动垫监测传感器包括可侵蚀的非导电主体和设置在主体内的电路。电路包括第一磨损指示部分。当主体相对于主体的接触表面侵蚀超过第一深度时，第一磨损指示部分的电气连续性被破坏，从而感测第一磨损程度。电路包括第一热电偶，该第一热电偶可操作以产生用于感测温度的温度相关电压信号。
还提供了一种车辆。车辆包括转子和可移动地联接到转子的制动垫。制动垫监测传感器定位成与制动垫同时发生磨损并且磨损的程度与其相同。制动垫监测传感器包括可侵蚀的非导电主体，该主体具有用于摩擦转子的接触表面。电路设置在主体内并且电连接到电子制动控制模块。电路包括提供电气连续性的第一磨损指示部分。当主体相对于接触表面侵蚀超过第一深度时，第一磨损指示部分的电气连续性被破坏。电路包括第一热电偶，该第一热电偶可操作以产生温度相关电压信号。电子制动控制模块可操作以确定第一磨损指示部分中的电气连续性，从而在第一磨损指示部分中的电气连续性被破坏时感测到制动垫的第一磨损程度。电子制动控制模块还可操作以感测来自第一热电偶的温度相关电压信号，从而确定出制动垫的温度。
因此，制动垫监测传感器可以用于确定制动垫中的磨损程度，并且直接测量制动垫的温度。因此，可以直接测量出制动垫的温度，而不是基于各种操作因素和/或输入来由模型估计出温度。
结合附图，通过以下对用于实施教导的最佳方式的详细描述，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。
附图说明
图1是车辆的示意性局部平面图。
图2是车辆的制动***的示意性截面图，示出了制动垫监测传感器的第一实施例。
图3是车辆的制动***的示意性截面图，示出了制动垫监测传感器的第二实施例。
具体实施方式
本领域的普通技术人员将认识到的是，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语是用于描述附图，并不表示对由所附权利要求限定的本公开的范围的限制。此外，教导内容在本文中可以按照功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤来进行描述。应认识到，这样的块组件可以由配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件组成。
参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示相同的部件，车辆大体上表示为20。参考图1，车辆20可以包括但不限于汽车、卡车、摩托车或任何其他可移动平台。车辆20包括至少一个车轮22和可操作地联接到车轮22的制动***24。当驾驶员致动制动踏板(未示出)时，制动***24可以减慢或停止车轮22的旋转。制动***24可以包括转子26(或制动盘)、一个或多个制动垫28以及能够将制动垫28压靠在转子26上的制动钳30(或任何其他合适的致动器)。在所示的实施例中，制动***24包括一组两个制动垫28。因此，每个制动垫28可操作地联接到转子26。制动钳30可操作地联接到制动踏板(未示出)。因此，按压制动踏板(未示出)致动制动钳30。在致动时，制动钳30将制动垫28朝向转子26移动。因此，制动垫28可移动地联接到转子26。当制动钳30被致动时，制动垫28接触转子26。制动垫28与转子26之间的摩擦使得转子26(以及可操作地联接到转子26的车轮22)减慢或停止。这种摩擦逐渐地磨损制动垫28。此外，这种摩擦使得制动垫28和转子26升温。监测制动垫28的磨损和温度以估计制动垫28的预期寿命是有用的。此外，制动垫28的温度可以用作用于一些其他车辆20的***的输入。
参考图1，制动垫监测***32监测制动垫28的磨损和温度。为了实现此目的，制动垫监测***32包括至少一个制动垫监测传感器，该制动垫监测传感器一般由图1中的附图标记34表示。制动垫监测传感器34可操作地联接到至少一个制动垫28。制动垫监测传感器的第一实施例大体上在图2中示出，并且由附图标记34A标出。制动垫监测传感器的第二实施例大体上在图3中示出，并且由附图标记34B标出。电子制动控制模块36(EBCM 36)电连接到制动垫监测传感器34并与其电连通地设置。术语“控制模块”、“模块”、“控制”、“控制器”、“控制单元”、“处理器”和类似术语是指以下项中的任何一种或者一种或多种的各种组合：专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(优选地是微处理器)以及执行一个或多个软件或固件程序或例程的相关存储器和存储装置(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)、组合逻辑电路、顺序逻辑电路、输入/输出电路和装置、适合的信号调节及缓冲电路以及其他用于提供所描述功能的组件。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例程”、“代码”、“算法”和类似术语是指任何控制器可执行指令集。EBCM 36包括至少一个用于输出和接收来自制动垫监测传感器34的信号的输入/输出接口。例如，EBCM 36可以用作电压源，因而向制动垫监测传感器34提供电压。此外，EBCM 36可以接收来自制动垫监测传感器34的指示制动垫28的磨损和/或温度的信号。
参考图2和图3，制动垫监测传感器34A、34B包括电路38，该电路至少部分地设置在可侵蚀的非导电主体40内。如本文所用，术语“可蚀刻”或“侵蚀”是定义为磨平或磨掉，或者正在磨平或磨掉。电路38连接到EBCM 36。可侵蚀的非导电主体40全部或部分地由可侵蚀材料(诸如可侵蚀聚合物)制成，并且可以是可侵蚀壳体的一部分。此外，可侵蚀的非导电主体40支撑电路38的至少一部分，并且可操作地联接到制动垫28，从而使得可侵蚀的非导电主体40的磨损基本上匹配(或至少对应于)制动垫28所遭受的磨损。
制动垫监测传感器34A、34B定位成与制动垫28同时发生磨损并且磨损的程度与其相同。作为非限制性示例，可侵蚀的非导电主体40可以与制动垫28基本上对齐，使得制动垫28的磨损与制动垫28所遭受的磨损相同(或至少基本上匹配)。可侵蚀的非导电主体40可以可操作地连接到制动垫28，使得可侵蚀的非导电主体40与制动垫28同时移动。可替代地，制动垫监测传感器34A、34B可以定位在制动垫28内并由其支撑。
可侵蚀的非导电主体40邻近转子26设置的用于摩擦转子26的接触表面42。转子26与制动垫28之间的摩擦在箭头44所示的方向上磨损制动垫28。类似地，转子26与可侵蚀的非导电主体40之间的摩擦在箭头44所示的方向上对磨损传感器造成磨损。
电路38具有从电源46到地面48的电路通道。优选地，地面48位于EBCM 36内。EBCM36包括电源46。电源46可以是稳压电源46，诸如稳定的5伏电压源。
制动垫监测***还包括测量装置50(例如，欧姆计、电流计、电压计)，以便确定(例如，测量)电路38的至少一个电气特性，诸如电阻和/或电压。在所示的实施例中，测量装置50设置在EBCM 36内，并且可确定电路38的电阻值并确定通过电路38的电压。然而，可以想到的是，测量装置50可以位于EBCM 36之外。无论其位置如何，测量装置50都电连接到电路38，使得测量装置50能够确定电路38的电路通道中的电路电阻值以及电路38的电路通道中的电压值。
制动垫监测传感器34A、34B的电路38包括为电路38提供电气连续性的第一磨损指示部分52。当主体40相对于主体40的接触表面42侵蚀或磨损超过第一深度54时，第一磨损指示部分52的电气连续性被破坏。因此，在制动垫监测传感器34A、34B的主体40磨损到第一深度54之前，第一磨损指示部分52提供第一电阻值下的电气连续性。在制动垫监测传感器34A、34B磨损到或超过第一深度54并且第一磨损指示部分52的电气连续性被破坏之后，第一磨损指示部分52不为制动垫监测传感器34A、34B的电路38提供电气连续性。
EBCM 36可操作以确定第一磨损指示部分52中的电气连续性，从而在第一磨损指示部分52中的电气连续性被破坏时感测制动垫28的第一磨损程度。因此，当EBCM 36确定第一磨损指示部分52的连续性被破坏时，EBCM 36可以确定出制动垫监测传感器34A、34B的主体40以及制动垫28已经相对于接触表面42磨损到至少第一深度54。
电路38还可以包括为电路38提供电气连续性的第二磨损指示部分56。当主体40相对于主体40的接触表面42侵蚀或磨损超过第二深度58时，第二磨损指示部分56的电气连续性被破坏。相比起第一深度54，第二深度58离接触表面42更远。在主体40已经磨损超过第一深度54并且第一磨损指示部分52的电气连续性已经被破坏之后，以及在制动垫监测传感器34A、34B的主体40磨损到第二深度58之前，第二磨损指示部分56提供第二电阻值下的电气连续性。第二电阻值不同于第一电阻值。因此，EBCM 36可以基于测量电阻等于第一电阻值或第二电阻值来确定是否通过第一磨损指示部分52或第二磨损指示部分56实现连续性。在制动垫监测传感器34A、34B磨损到或超过第二深度58并且第二磨损指示部分56的电气连续性被破坏之后，第二磨损指示部分56不为制动垫监测传感器34A、34B的电路38提供电气连续性。
应理解的是，电路38还可以包括为电路38提供电气连续性的额外的磨损指示部分(未示出)。例如，电路38可以包括第三磨损指示部分、第四磨损指示部分、第五磨损指示部分等。当主体40相对于主体40的接触表面42侵蚀或磨损超过相应深度时，每一个额外的磨损指示部分的电气连续性被破坏。例如，当主体40磨损超过第三深度时，第三磨损指示部分的电气连续性可能被破坏，而当主体40磨损超过第四深度时，第四磨损指示部分的电气连续性可能被破坏。
EBCM 36可操作以确定第二磨损指示部分56中的电气连续性，从而在第二磨损指示部分56中的电气连续性被破坏时感测制动垫28的第二磨损程度。因此，当EBCM 36确定第二磨损指示部分56的连续性被破坏时，EBCM 36可以确定出制动垫监测传感器34A、34B的主体40以及制动垫28已经相对于接触表面42磨损到至少第二深度58。
制动垫监测传感器34A、34B的电路38可以包括至少一个电阻器60，该电阻器电连接到电路38的第一磨损指示部分52和第二磨损指示部分56中的一个。电阻器60定位成使得通过第一磨损指示部分52的测量电阻值不同于通过第二磨损指示部分56的测量电阻值，由此允许EBCM 36确定出第一磨损指示部分52和第二磨损指示部分56中的哪一个为电路38提供连续性。
参考图2，制动垫监测传感器34A的第一实施例的电路38包括第一热电偶62和第二热电偶64。第一热电偶62可操作以产生用于感测制动垫28的温度的温度相关电压信号。第一热电偶62与电路38的第一磨损指示部分52成一体并且主要形成该第一磨损指示部分。第一热电偶62可以包括适用于制动***24的任何热电偶。第一热电偶62包括由第一材料制成的第一导体66和由第二材料制成的第二导体68。第一导体66的第一材料与第二导体68的第二材料不同。不同的材料产生温度相关电压信号，该信号可以由EBCM 36进行解释，从而直接测量制动垫监测传感器34A的主体40的温度。当制动垫监测传感器34A紧靠制动垫28定位或者定位在其内时，来自第一热电偶62的感测温度大致等于制动垫28本身的温度。第一热电偶62可以包括但不限于J型热电偶或K型热电偶。第一热电偶62的第一导体66和第二导体68大体上垂直于接触表面42延伸。
第二热电偶64还可操作以产生用于感测制动垫28的温度的温度相关电压信号。第二热电偶64与电路38的第二磨损指示部分56成一体并且主要形成该第二磨损指示部分。第二热电偶64可以包括适用于制动***24的任何热电偶。第二热电偶64包括由第一材料制成的第一导体70和由第二材料制成的第二导体72。第一导体70的第一材料与第二导体72的第二材料不同。不同的材料产生温度相关电压信号，该信号可以由EBCM 36进行解释，从而直接测量制动垫监测传感器34A的主体40的温度。当制动垫监测传感器34A紧靠制动垫28定位或者定位在其内时，来自第二热电偶64的感测温度大致等于制动垫28本身的温度。第二热电偶64可以包括但不限于J型热电偶或K型热电偶。第二热电偶64的第一导体70和第二导体72大体上垂直于接触表面42延伸。另外，第一热电偶62和第二热电偶64大体上彼此平行并且相对于主体40的接触表面42垂直地对齐，同时第一深度54和第二深度58分别界定出区域。
参考图3，制动垫监测传感器34B的第二实施例的电路38仅包括单个热电偶，以下称其为第一热电偶74。第一热电偶74可操作以产生用于感测制动垫28的温度的温度相关电压信号。第一热电偶74可以包括适用于制动***24的任何热电偶。第一热电偶74包括由第一材料制成的第一导体76和由第二材料制成的第二导体78。第一导体76的第一材料与第二导体78的第二材料不同。不同的材料产生温度相关电压信号，该信号可以由EBCM 36进行解释，从而直接测量制动垫监测传感器34B的主体40的温度。当制动垫监测传感器34B紧靠制动垫28定位或者定位在其内时，来自第一热电偶74的感测温度大致等于制动垫28本身的温度。第一热电偶74可以包括但不限于J型热电偶或K型热电偶。
第一热电偶74的第一导体76和第二导体78大体上垂直于接触表面42延伸。第一热电偶74将制动垫监测传感器34B的第二实施例的电路38的第一磨损指示部分52和第二磨损指示部分56电连接。如图3的示例性实施例所示，第二导体78直接连接到电阻器60、第一磨损指示部分52和第二磨损指示部分56。第一热电偶74的第一导体76经由连接器80连接到EBCM 36。因此，不管是电路38的第一磨损指示部分52或第二磨损指示部分56中的哪一个来为电路38提供连续性，该一个热电偶(即制动垫监测传感器34B的第二实施例的第一热电偶74)都可操作以向EBCM 36提供温度相关电压信号。
虽然详细描述和附图或图示是用于支持和描述本公开，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施所要求保护的教导的一些最佳方式和其他实施例，但是仍存在有用于实践所附权利要求中限定的公开内容的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种制动垫监测传感器，包括：
可侵蚀的非导电主体；
设置在所述主体内并且包括第一磨损指示部分的电路，其中当所述主体相对于接触表面侵蚀超过第一深度时，所述第一磨损指示部分的电气连续性被破坏，从而感测第一磨损程度；并且
其中所述电路包括第一热电偶，所述第一热电偶可操作以产生用于感测温度的温度相关电压信号。
2.根据权利要求1所述的制动垫监测传感器，其中所述第一热电偶与所述电路的所述第一磨损指示部分成一体。
3.根据权利要求2所述的制动垫监测传感器，其中所述第一热电偶的第一导体和第二导体大体上垂直于所述接触表面延伸。
4.根据权利要求2所述的制动垫监测传感器，其中所述电路包括第二磨损指示部分，其中当所述主体相对于所述接触表面侵蚀超过第二深度时，所述第二磨损指示部分的电气连续性被破坏，从而感测第二磨损程度，所述第二深度相比起所述第一深度离所述接触表面更远。
5.根据权利要求4所述的制动垫监测传感器，其中所述电路包括第二热电偶，所述第二热电偶与所述第二磨损指示部分成一体的并且可操作以产生用于感测温度的温度相关电压信号。
6.根据权利要求5所述的制动垫监测传感器，其中所述第二热电偶的第一导体和第二导体大体上垂直于所述接触表面延伸。
7.根据权利要求4所述的制动垫监测传感器，其中所述电路包括至少一个电阻器，所述至少一个电阻器电连接到所述电路的所述第一磨损指示部分和所述第二磨损指示部分中的一个。
8.根据权利要求1所述的制动垫监测传感器，其中所述第一热电偶的第一导体和第二导体大体上垂直于所述主体的所述接触表面延伸。
9.根据权利要求8所述的制动垫监测传感器，其中所述电路包括第二磨损指示部分，其中当所述主体相对于所述接触表面侵蚀超过第二深度时，所述第二磨损指示部分的电气连续性被破坏，从而感测第二磨损程度，所述第二深度相比起所述第一深度离所述接触表面更远。
10.根据权利要求9所述的制动垫监测传感器，其中所述第一热电偶将所述电路的所述第一磨损指示部分和所述第二磨损指示部分电连接。
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