一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，屬于汽車剎車系統(tǒng)領(lǐng)域。其步驟為：1）獲取厚度信號：打開傳感器電源開關(guān)S1和信號處理模塊的電源開關(guān)S2，渦流傳感器和信號處理模塊通電，再踩下剎車踏板，限位開關(guān)S3閉合，渦流傳感器進行檢測，獲取剎車片與剎車盤接觸時的剎車片厚度信號；2）處理厚度信號數(shù)據(jù)：通過采樣電阻RL將步驟1）獲取的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入信號處理模塊予以處理；3）數(shù)據(jù)顯示與聲光警報：將步驟2）中處理得到的汽車左前、右前、左后、右后四輪的八個剎車片的實時厚度h信號通過顯示模塊予以顯示。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，增加了駕駛員的安全掌控能力。
【專利說明】一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法
[0001]本發(fā)明專利申請是針對申請?zhí)枮?2012102508029的分案申請，原申請的申請日為:2012-07-19，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)及其檢測方法。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及汽車剎車系統(tǒng)的自動檢測與控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，適合汽車剎車片的精確厚度實時檢測。
【背景技術(shù)】
[0003]汽車已經(jīng)進入人們的日常生活，汽車的安全性也越來越成為汽車廠商和消費者更為關(guān)注的因素。據(jù)統(tǒng)計，交通事故發(fā)生的原因有70%以上跟剎車不良有關(guān)，所以汽車的剎車系統(tǒng)對行車安全至關(guān)重要，如果能實現(xiàn)及時檢測剎車系統(tǒng)的完好程度，則會大大提高行車安全，降低交通事故的發(fā)生率。
[0004]縱觀目前乘用汽車的儀表系統(tǒng)和安全檢測系統(tǒng)，大部分沒有剎車片磨損檢測裝置及顯示指示，或檢測太過粗放，檢測的實時性不夠。駕駛員對何時需要更換剎車片，則需要定時到汽車修理廠或4S店檢查。有的車10萬公里才更換，而有的車則5萬公里就需要更換，甚至有的4萬公里左右就需要更換了。剎車片的磨損程度與剎車片材質(zhì)有關(guān)，更與駕駛習慣有關(guān)，因而很難用公里數(shù)來衡量何時需要更換。不能及時檢測顯示并掌握汽車剎車片的精確磨損程度，必然給駕乘人員帶來非常大的不便，并存在很大的安全隱患。因此，增設(shè)剎車片自動檢測和顯示，是提高汽車安全性的一個重要內(nèi)容。
[0005]通過信息檢索，已有關(guān)于剎車片厚度的檢測方法說明。如:中國專利申請?zhí)?3110888.1，申請日為2003年I月15日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:汽車剎車即時檢測系統(tǒng)，該申請案將各車輪的位移傳感系統(tǒng)、壓力傳感系統(tǒng)、漏油傳感系統(tǒng)的采集信號傳入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的預置參數(shù)對比，再把對比后的處理信號輸出至顯示報警系統(tǒng)，其中位移(厚度變化)傳感器采集頭設(shè)置在剎車片摩擦材料厚度變化位置，該申請案中采集頭采用的是接觸式采集，只有當剎車片磨損到限定厚度時，采集頭才能采集到信號并送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理，進而發(fā)出報警信號，不能實時采集準確的量化了的剎車片厚度信息；由于駕乘人員掌握到的信息要么是剎車片磨損較輕，尚未達到更換程度，要么就是需要馬上更換了，沒有其他狀態(tài)，也就是說，可能上次啟動汽車時剎車片厚度尚未到報警值，而此次剛一出門在路上，或許剎車片厚度檢測系統(tǒng)就檢測到了需要馬上更換的報警值，這種無法預知性的警報提醒，對駕乘人員需要隨時掌控剎車片的剎車性能是十分不利的，而且傳感器采集頭會隨著剎車片的磨損一同被磨損，這樣設(shè)置會導致每次更換新的剎車片時都需要更換新的傳感器采集頭，而且傳感器的安裝比較麻煩，同時需要更改剎車片的生產(chǎn)工藝。
[0006]此外，中國專利號ZL200920067482.7，申請日為2009年2月4日，實用新型名稱為:汽車剎車系統(tǒng)自動檢測儀，該申請案采用PIC18F452單片機，結(jié)合小角度傳感器、壓力傳感器和粘度傳感器，采集汽車剎車盤、剎車片、真空助力泵和剎車總泵的性能數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理后將結(jié)果顯示到位于汽車控制臺的液晶顯示模塊上。該申請案中采用小角度傳感器采集磨損量，但該方案是將剎車片磨損量轉(zhuǎn)化為和傳感器之間的角度變化，通過小角度傳感器間接測量剎車片的磨損量，且容易受到車輛運行環(huán)境和安裝環(huán)境的影響，所以其檢測精度較低。
[0007]為了提高汽車剎車系統(tǒng)的安全性能，也有通過對剎車片的改進予以實現(xiàn)的。如中國專利號ZL201120315336.9，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:剎車片；中國專利號ZL200920112161.4，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:盤式剎車片；中國專利號ZL201120061838.3，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種帶報警裝置安裝口的剎車片；中國專利號ZL201120061837.9，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:帶報警片的剎車片；中國專利號ZL201020603083.0，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:新型剎車片；中國專利號ZL91228931.7，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:汽車剎車片磨損極限報警器。上述的剎車片均只能給出一個開關(guān)量，提醒剎車片磨損到了極限，不能夠現(xiàn)實實時檢測剎車片的磨損程度，更不能提前預告駕駛員剎車片的磨損情況，所以有些時候即使發(fā)出了極限報警，但在一些不能夠立即更換剎車片的情況下駕駛員不得不繼續(xù)行駛，仍然存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009]本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)中剎車片厚度無法實時檢測的不足，提供一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以實現(xiàn)剎車片厚度的自動實時檢測，并通過顯示模塊實時顯示剎車片厚度，當需要更換剎車片時給出聲光警報提醒，檢測準確、方便，大大增加了駕乘人員的安全掌控能力。
[0010]2.技術(shù)方案
[0011]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0012]本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)，包括剎車盤、剎車片、剎車卡鉗、活塞、剎車油管、剎車油泵和剎車踏板，剎車踏板用于推動剎車油泵運動，剎車油泵通過剎車油管與活塞相連接，活塞固連于剎車卡鉗上，活塞用于控制剎車片的運動，從而實現(xiàn)對剎車盤的剎車控制，還包括傳感器支架、渦流傳感器、信號處理模塊和顯示模塊，其中:汽車左前、右前、左后、右后四輪的剎車卡鉗上均設(shè)置有兩個渦流傳感器，該渦流傳感器通過傳感器支架安裝于剎車卡鉗上，渦流傳感器的信號發(fā)送端與剎車盤位置相對，且渦流傳感器的探頭表面與剎車片的外側(cè)面在同一豎直平面上，渦流傳感器用于實時檢測剎車片的厚度信號；上述的每個渦流傳感器與采樣電阻RU傳感器電源開關(guān)SI依次串聯(lián)后接入傳感器電源兩側(cè)，通過采樣電阻RL將渦流傳感器采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將采樣電阻RL接入信號處理模塊的輸入端，信號處理模塊用于計算剎車片的厚度，信號處理模塊的電源端設(shè)置有電源開關(guān)S2，且剎車踏板作為限位開關(guān)S3，該限位開關(guān)S3信號接入信號處理模塊，用于控制信號處理模塊是否進行數(shù)據(jù)處理，顯示模塊與信號處理模塊相連接，用于顯示剎車片的厚度信息，且信號處理模塊的輸出端接有聲光警報裝置。
[0013]所述的信號處理模塊為單片機，顯示模塊為LCD液晶屏，上述的LCD液晶屏與所述的單片機相連接。
[0014]本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，其步驟為:
[0015]I)獲取厚度信號:
[0016]打開汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)中的傳感器電源開關(guān)SI和信號處理模塊的電源開關(guān)S2，渦流傳感器和信號處理模塊通電，再踩下剎車踏板，限位開關(guān)S3閉合，渦流傳感器進行檢測，獲取剎車片與剎車盤接觸時的剎車片厚度信號，輸出4?20mA的標準電流信號;
[0017]2)處理厚度信號數(shù)據(jù):
[0018]通過采樣電阻RL將步驟I)獲取的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入信號處理模塊予以處理，根據(jù)渦流傳感器的標定值將電壓信號轉(zhuǎn)換為距離值d，該距離值d為剎車片與剎車盤接觸時，渦流傳感器的探頭表面與剎車盤的側(cè)面距離，即為剎車片的實時厚度h ;
[0019]3)數(shù)據(jù)顯示與聲光警報:
[0020]將步驟2)中處理得到的汽車左前、右前、左后、右后四輪的八個剎車片的實時厚度h信號通過顯示模塊予以顯示；且信號處理模塊將上述八個剎車片的實時厚度h與設(shè)定值ho對比，當其中之一的實時厚度h等于或小于設(shè)定值ho時，信號處理模塊控制聲光警報裝置，發(fā)出警報聲和警示燈提醒。
[0021]3.有益效果
[0022]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0023](I)本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，在汽車左前、右前、左后、右后四輪的剎車卡鉗上均設(shè)置有兩個渦流傳感器，巧妙的利用鋼制剎車盤的導磁性能，采用渦流傳感器直接測量剎車片接觸剎車盤時渦流傳感器和剎車盤之間的距離，也就是剎車片的有效利用厚度，檢測精度高，可達Pm量級；
[0024](2)本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，其渦流傳感器可以非接觸式地精確檢測剎車片的厚度量化信息，不需要定制或改裝剎車片，在更換剎車片的時候不需要更換傳感器，通用性好；相比開關(guān)型原理的剎車片檢測系統(tǒng)，能夠測量實時的剎車片厚度，方便駕駛員時刻了解剎車片的磨損程度，可以在剎車片到達極限使用厚度之前就提醒駕駛員為長途出車做好準備；
[0025](3)本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，能夠顯示剎車片實時厚度，使駕駛員掌握最全的每一片剎車片磨損信息，有效降低了交通事故發(fā)生率，保障乘車人員的行車安全；
[0026](4)本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，通過測量渦流傳感器的探頭表面與剎車盤的側(cè)面距離，實現(xiàn)間接測量剎車片的厚度，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，實施方便，并針對剎車片厚度等于或小于設(shè)定值時，發(fā)出警報提醒，方便駕駛員隨時掌控剎車片的磨損程度，最大限度地提高了駕駛員對行車安全性能的掌控；且本發(fā)明可通過傳感器電源開關(guān)SI和信號處理模塊的電源開關(guān)S2自主選擇何時檢測剎車片厚度，采集次數(shù)由駕乘人員決定，不是每次踩剎車都檢測一次剎車片厚度，具有高效節(jié)能的優(yōu)點，也延長了檢測系統(tǒng)的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明中渦流傳感器的電路連接示意圖；
[0029]圖3為實施例1中單片機的電路連接示意圖；[0030]圖4為本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法的流程示意圖。[0031 ] 不意圖中的標號說明:
[0032]1-剎車盤；2_剎車片；3_剎車卡鉗；4-活塞；5_傳感器支架；6_渦流傳感器；7-剎車油管；8_信號處理模塊；9_顯示模塊；10_剎車油泵；11_剎車踏板。
【具體實施方式】
[0033]為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
[0034]實施例1
[0035]結(jié)合圖1，本實施例的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)，包括剎車盤1、剎車片
2、剎車卡鉗3、活塞4、傳感器支架5、渦流傳感器6、剎車油管7、信號處理模塊8、顯示模塊9、剎車油泵10和剎車踏板11。本實施例中剎車踏板11用于推動剎車油泵10運動，剎車油泵10通過剎車油管7與活塞4相連接，活塞4固連于剎車卡鉗3上，活塞4用于控制剎車片2的運動，從而實現(xiàn)對剎車盤I的剎車控制；本實施例中汽車左前、右前、左后、右后四輪的剎車卡鉗3上均設(shè)置有兩個渦流傳感器6，總共八個渦流傳感器6，渦流傳感器6能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量剎車盤I距探頭表面的距離，剎車盤I是金屬導體，測量精度高，渦流傳感器6是一種非接觸的線性化計量工具，此外，差動電感傳感器亦可作為本發(fā)明的傳感器使用，用于實時檢測剎車片2的厚度信號。這些渦流傳感器6通過傳感器支架5安裝于剎車卡鉗3上，渦流傳感器6的信號發(fā)送端與剎車盤I位置相對，即渦流傳感器6的信號發(fā)送端正對著剎車盤1，且渦流傳感器6的探頭表面與剎車片2的外側(cè)面在同一豎直平面上，渦流傳感器6用于實時檢測剎車片2的厚度信號，使得當剎車片2與剎車盤I接觸時，渦流傳感器6的探頭表面與剎車盤I的側(cè)面距離即為剎車片2的實時厚度；本實施例的渦流傳感器6檢測的厚度信號接入信號處理模塊8，進行數(shù)據(jù)處理，并將最終的剎車片厚度信息通過顯示模塊9予以顯示，本實施例中信號處理模塊8采用凌陽SPMC75F2413A單片機，顯示模塊9為LCD液晶屏，上述的LCD液晶屏與單片機相連接。值得說明的是，本發(fā)明中的信號處理模塊8也可以采用其他的數(shù)據(jù)處理模塊，如采用TMS320F2812DSP等。
[0036]結(jié)合圖2，本實施例中每個渦流傳感器6與采樣電阻RL、傳感器電源開關(guān)SI依次串聯(lián)后接入傳感器電源兩側(cè)，該傳感器電源的電壓為24V，通過采樣電阻RL將渦流傳感器6采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將采樣電阻RL接入信號處理模塊8的輸入端，信號處理模塊8用于計算剎車片2的厚度。
[0037]結(jié)合圖3，圖3為本實施例的單片機電路連接示意圖，本實施例的八個渦流傳感器6分別與采樣電阻RLO?RL7連接，采樣電阻RLO?RL7接入單片機；單片機的電源端設(shè)置有電源開關(guān)S2，且剎車踏板11作為限位開關(guān)S3，該限位開關(guān)S3信號接入單片機，用于控制單片機是否進行數(shù)據(jù)處理，當單片機的IOCl檢測到高電平時，系統(tǒng)對IOAO?10A7采集的數(shù)據(jù)進行處理，LCD液晶屏與單片機相連接，用于顯示剎車片2的厚度信息，且單片機的輸出端接有聲光警報裝置，且聲光警報裝置設(shè)置有開關(guān)S4，駕駛員在知道聲光警報后可以選擇主動關(guān)閉聲光警報。
[0038]結(jié)合圖4，本發(fā)明的一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，其具體步驟為:
[0039]I)獲取厚度信號:[0040]打開汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)中的傳感器電源開關(guān)SI和單片機的電源開關(guān)S2，渦流傳感器6和單片機通電，再踩下剎車踏板11，限位開關(guān)S3閉合，渦流傳感器6進行檢測，獲取剎車片2與剎車盤I接觸時的剎車片2厚度信號，輸出4?20mA的標準電流信號;
[0041]2)處理厚度信號數(shù)據(jù):
[0042]通過采樣電阻RL將步驟I)獲取的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入單片機予以處理，根據(jù)渦流傳感器6的標定值將電壓信號轉(zhuǎn)換為距離值d，本實施例中渦流傳感器6采用的是廣州精信儀表電器有限公司的JX20XL系列電渦流位移傳感器，傳感器精度0.05mm,其標定值為1.33mA/mm,該潤流傳感器6的標定值由具體的傳感器廠家提供；該距離值d為剎車片2與剎車盤I接觸時，渦流傳感器6的探頭表面與剎車盤I的側(cè)面距離，即為剎車片2的實時厚度h，通過本步驟的數(shù)據(jù)處理，得到汽車左前、右前、左后、右后四輪的八個剎車片2的厚度值；
[0043]3)數(shù)據(jù)顯示與聲光警報:
[0044]將步驟2)中處理得到的汽車左前、右前、左后、右后四輪的八個剎車片2的實時厚度h信號通過顯示模塊9予以顯示；且信號處理模塊8將上述八個剎車片2的實時厚度h與設(shè)定值h0對比，當八個剎車片2之一的實時厚度h等于或小于設(shè)定值h0時，則10C4輸出高電平，單片機控制聲光警報裝置，發(fā)出警報聲和警示燈提醒，本實施例中采用的剎車片2新片厚度為14毫米，更換的極限厚度是7毫米，設(shè)定值h0設(shè)為8毫米，本發(fā)明中所設(shè)計的設(shè)定值h0可以比極限厚度值大0.5?I毫米左右，以起到將剎車片2厚度信息提前警報告知駕乘人員的作用。實際應(yīng)用過程中，剎車片2的厚度不需要在每次踩下剎車踏板11時都檢測，為了保護系統(tǒng)和節(jié)約電能，特此系統(tǒng)設(shè)定了傳感器電源開關(guān)SI和單片機的電源開關(guān)S2，不需要檢測剎車片2的厚度時，關(guān)掉電源即可。
[0045]本發(fā)明通過對剎車片2厚度的檢測，可以實現(xiàn)汽車啟動或剎車過程對剎車片2厚度自動檢測，并在儀表系統(tǒng)實時顯示剎車片2磨損程度，且需要更換剎車片2時發(fā)出聲光警報，增加駕乘人員的安全掌控能力。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)的檢測方法，其步驟為: 1)獲取厚度信號: 打開汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)中的傳感器電源開關(guān)SI和信號處理模塊(8)的電源開關(guān)S2，渦流傳感器(6)和信號處理模塊(8)通電，再踩下剎車踏板(11)，限位開關(guān)S3閉合，渦流傳感器(6)進行檢測，獲取剎車片(2)與剎車盤(I)接觸時的剎車片(2)厚度信號，輸出4?20mA的標準電流信號；其中，汽車剎車片厚度實時檢測系統(tǒng)包括剎車盤(I)、剎車片(2 )、剎車卡鉗(3 )、活塞(4 )、剎車油管(7 )、剎車油泵(10 )和剎車踏板(11)，剎車踏板(11)用于推動剎車油泵(10)運動，剎車油泵(10)通過剎車油管(7)與活塞(4)相連接，活塞(4)固連于剎車卡鉗(3 )上，活塞(4)用于控制剎車片(2 )的運動，從而實現(xiàn)對剎車盤(I)的剎車控制，還包括傳感器支架(5)、渦流傳感器(6)、信號處理模塊(8)和顯示模塊(9)，其中:汽車左前、右前、左后、右后四輪的剎車卡鉗(3)上均設(shè)置有兩個渦流傳感器(6)，該渦流傳感器(6)通過傳感器支架(5)安裝于剎車卡鉗(3)上，渦流傳感器(6)的信號發(fā)送端與剎車盤(I)位置相對，且渦流傳感器(6)的探頭表面與剎車片(2)的外側(cè)面在同一豎直平面上，渦流傳感器(6)用于實時檢測剎車片(2)的厚度信號；上述的每個渦流傳感器(6)與采樣電阻RL、傳感器電源開關(guān)SI依次串聯(lián)后接入傳感器電源兩側(cè)，通過采樣電阻RL將渦流傳感器(6)采集的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將采樣電阻RL接入信號處理模塊(8)的輸入端，信號處理模塊(8)用于計算剎車片(2)的厚度，信號處理模塊(8)的電源端設(shè)置有電源開關(guān)S2，且剎車踏板(11)作為限位開關(guān)S3，該限位開關(guān)S3信號接入信號處理模塊(8)，用于控制信號處理模塊(8)是否進行數(shù)據(jù)處理，顯示模塊(9)與信號處理模塊(8)相連接，用于顯示剎車片(2)的厚度信息，且信號處理模塊(8)的輸出端接有聲光警報裝置； 2)處理厚度信號數(shù)據(jù): 通過采樣電阻RL將步驟3)獲取的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入信號處理模塊(8)予以處理，根據(jù)渦流傳感器(6)的標定值將電壓信號轉(zhuǎn)換為距離值d，該距離值d為剎車片(2 )與剎車盤(I)接觸時，渦流傳感器(6 )的探頭表面與剎車盤(I)的側(cè)面距離，即為剎車片(2)的實時厚度h0 ； 3)數(shù)據(jù)顯不與聲光警報: 將步驟2)中處理得到的汽車左前、右前、左后、右后四輪的八個剎車片(2)的實時厚度h信號通過顯示模塊(9)予以顯示；且信號處理模塊(8)將上述八個剎車片(2)的實時厚度h與設(shè)定值h0對比，當其中之一的實時厚度h等于或小于設(shè)定值h0時，信號處理模塊(8)控制聲光警報裝置，發(fā)出警報聲和警示燈提醒。
【文檔編號】B60T17/22GK103818374SQ201410085684
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】李紹銘 申請人:安徽工業(yè)大學