本發(fā)明涉及汽車剎車系統(tǒng)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種剎車片及厚度檢測方法。
背景技術(shù):
在汽車制動系統(tǒng)中,剎車片是最關(guān)鍵的零件,對剎車效果的好壞起著決定性的作用,剎車片的狀態(tài)關(guān)系到汽車等的財產(chǎn)安全和駕乘人員的生命安全,厚度是剎車片的重要參數(shù),關(guān)系到剎車的有效性,因此對剎車片厚度的檢測尤為重要。然而現(xiàn)行對剎車片厚度的檢測是在車輛正常行駛條件下每行駛一定公里數(shù)(如5000公里)進行檢查,但由于輪轂設(shè)計原因,對于部分車輛肉眼無法直接看清剎車片的厚度,需要拆卸輪胎才能進行,每次拆卸檢查的工時費用必然會增加用車的成本,但是卻無法對剎車片的厚度進行實時精確的有效檢測。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種剎車片及厚度檢測方法,其能夠改善上述問題。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的:
第一方面,本發(fā)明提供一種剎車片,其包括背板、隔熱層、摩擦塊、電容傳感器以及引出線。所述背板與所述摩擦塊通過所述隔熱層連接,所述電容傳感器包括第一極板和第二極板,所述第一極板與所述第二極板均嵌入所述摩擦塊中,所述第一極板與所述第二極板間隔相對設(shè)置,所述引出線包括第一引線和第二引線,所述第一引線與所述第一極板電氣連接,所述第二引線與所述第二極板電氣連接。
第二方面,本發(fā)明提供一種厚度檢測方法,所述方法包括獲取所述電容傳感器第一極板與第二極板之間的電容值;基于所述電容值獲取所述剎車片的厚度值;當所述厚度值小于預(yù)設(shè)閥值時,發(fā)出預(yù)警信息。
進一步地,所述方法還包括:獲取所述電容傳感器的正對面積,所述正對面積隨著所述摩擦塊與剎車盤的摩擦而減?。换陔娙萦嬎惴绞?,獲取電容值。
進一步地,所述方法還包括:所述厚度值滿足D=d1+d2,其中,D表示所述剎車片的厚度值,d1表示所述剎車片的固定件的固定厚度值,d2表示所述摩擦塊的厚度值,所述摩擦塊的厚度值等于所述電容傳感器的第一極板或第二極板的厚度值。
上述本發(fā)明提供的一種剎車片及厚度檢測方法,所述剎車片通過實時獲取摩擦塊的厚度從而獲取第一極板與第二極板的厚度值,通過獲取第一極板與第二極板的厚度值獲取第一極板與第二極板的正對面積,進而通過電容傳感器進行實時采集電容,進一步地通過電容值的變化獲取剎車片的厚度變化,進而通過剎車片的厚度變化實時獲取剎車片的磨損狀態(tài),以使駕駛?cè)藛T能夠提前做好剎車片的檢修和更換,減少行車中的安全隱患。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,應(yīng)當理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例,因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。
圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種剎車片的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明第一實施例提供的另一種剎車片中的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為圖1所示的一種剎車片的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明第二實施例提供的一種厚度檢測方法的流程圖。
圖標:100-剎車片;110-背板;120-摩擦塊;130-電容傳感器;140-引出線;150-增容件;160-處理器;131-第一極板;132-第二極板;141-第一引線;142-第二引線;170-隔熱層。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。
因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
現(xiàn)有的只能給出一個剎車片磨損到極限情況時的開關(guān)量,不能實時檢測剎車片的磨損情況,更不能把剎車片的磨損情況提前預(yù)告給駕駛員,這對于車輛長途行駛或長下坡行駛時存在較大的安全隱患。有些采用電渦流傳感器對剎車片厚度進行檢測,但電渦流傳感器對金屬材料敏感,但對非金屬材料的敏感性較差,因此對由非金屬材料構(gòu)成的剎車片的厚度較難檢測;同時由于電渦流傳感器都有較高的工作頻率,因此其存在電磁輻射,可能會對車輛的電子系統(tǒng)產(chǎn)生干擾信號。有些采用電阻傳感器對剎車片進行多個厚度的測量,但若要提高厚度測量的精度則需要增加較多的電阻,其結(jié)構(gòu)顯得較為復(fù)雜;同時在剎車片和剎車盤接觸時進行的測量,由于剎車片與剎車盤不同的接觸狀態(tài)產(chǎn)生的接觸電阻不同,具有較大的測量誤差,因此其測量精度難以提高。
第一實施例
請參照圖1至圖3,本實施例提供一種剎車片100,其包括背板110、摩擦塊120、電容傳感器130、引出線140、增容件150、處理器160和隔熱層170。
請參照圖1,在本實施例中,所述背板110通過隔熱層170(請參照圖3)與所述摩擦塊120連接。
在本實施例中,所述背板110用于連接外部設(shè)備,例如通過螺母或焊接等方式與車輛固定,所述車輛可以是小汽車、電動車或摩托車等。所述背板110的材料可以是不銹鋼,也可以是鈦合金,在本實施例中,不作具體限定。
在本實施例中,所述背板110的形狀可以是矩形,也可以是圓形,還可以是其他形狀,在本實施例中,不作具體限定。
在本實施例中,摩擦塊120通過隔熱層170(請參照圖3)與所述背板110連接。所述隔熱層170(請參照圖3)的一端與所述摩擦塊120連接,所述隔熱層170(請參照圖3)的另一端與所述背板110連接。所述摩擦塊120的材料可以是絕緣陶瓷摩擦材料,也可以是石棉纖維摩擦材料,還可以是碳纖維摩擦材料,在本實施例中,所述摩擦塊120的材料優(yōu)選為絕緣陶瓷摩擦材料。其中,所述絕緣陶瓷摩擦材料是指具有電絕緣性的陶瓷材料。當所述摩擦塊120與外部的剎車盤在剎車的時會形成摩擦,從而會使得摩擦塊120的厚度隨著摩擦逐漸減小。
在本實施例中,所述電容傳感器130包括第一極板131和第二極板132。所述第一極板131與所述第二極板132均嵌入所述摩擦塊120中。
在本實施例中,所述電容傳感器130的數(shù)量為一個或多個。所述電容傳感器130的形狀為平行極板型或圓柱形。如圖2所示,電容傳感器130的形狀為圓柱形。
在本實施例中,所述第一極板131的一端與所述隔熱層170(請參照圖3)連接,所述第一極板131的另一端與所述摩擦塊120的水平面齊平,所述第二極板132相對所述第一極板131設(shè)置。即所述第一極板131與所述第二極板132的厚度值均等于所述摩擦塊120的厚度值。
在本實施例中,所述第一極板131與所述第二極板132的厚度會隨著摩擦塊120與外部剎車盤在剎車時形成的摩擦逐漸減小,即第一極板131與第二極板132的一端與摩擦塊120的水平面齊平,當摩擦塊120與剎車盤進行摩擦時,第一極板131與第二極板132也會隨著被摩擦,因此所述第一極板131與所述第二極板132的厚度會隨著摩擦塊120與外部剎車盤在剎車時形成的摩擦逐漸減小。從而使得所述第一極板131與所述第二極板132的正對面積減小,從而改變電容傳感器130獲取到的實時電容值,即實時采集的電容值會隨著第一極板131與所述第二極板132的正對面積的變化而變化。
在本實施例中,電容值的計算公式為:C=ε*S/(4*π*k*d),其中,C為電容值,ε是一個常數(shù),S為電容極板的正對面積,即第一極板131與第二極板132的正對面積,d為第一極板131與第二極板132之間的距離,k是靜電力常量。在本實施例中,k、d以及ε是不變的,因此當正對面積S變化時,電容C會隨著變化。例如,當前摩擦塊120的厚度值為h0,則第一極板131與第二極板132的厚度值均為h0,此時的電容值C1=ε*h0*a/(4*π*k*d),a為第一極板131與第二極板132的寬度值。當摩擦塊120在一定時間后因摩擦受損該摩擦塊120的厚度值變?yōu)閔1,第一極板131與第二極板132因為隨著摩擦塊120的磨損而磨損,此時的第一極板131與第二極板132的厚度值為h1,此時的電容值C2=ε*h1*a/(4*π*k*d),由于第一極板131與第二極板132的寬度不會發(fā)生變化,所以a的值是一個定值。所以電容值的變化是隨著第一極板131與第二極板132的厚度的變化而發(fā)生變化,從而該剎車片100的厚度的變化可以通過電容的變化來實現(xiàn)實時測量。
在本實施例中,所述引出線140包括第一引線141和第二引線142。所述第一引線141與所述第一極板131電氣連接,所述第二引線142與所述第二極板132電氣連接。
在本實施例中,所述引出線140用于將電容傳感器130采集到的電容值輸出到外部設(shè)備。
在本實施例中,所述第一引線141與所述第一極板131通過焊接的方式實現(xiàn)電氣連接,所述第二引線142與所述第二極板132通過焊接的方式實現(xiàn)電氣連接。
在本實施例中,所述第一引線141與所述第一極板131連接處靠近背板110,即所述第一引線141與所述第一極板131靠近背板110的一端電氣連接。同理,所述第二引線142與所述第二極板132連接處靠近背板110,即所述第二引線142與所述第二極板132靠近背板110的一端電氣連接。從而使得當摩擦塊120在磨損過程中,不會因摩擦塊120的磨損導(dǎo)致第一引線141和第二引線142被磨損,也不會因為第一引線141和第二引線142被磨損而導(dǎo)致該剎車片100的電容傳感器130無法正常工作。從而增加了該剎車片100的正常工作壽命。
在本實施例中,所述第一引線141與所述第二引線142可以是數(shù)據(jù)線,也可以是信號線。
在本實施例中,所述電容傳感器130還包括增容件150。所述增容件150的一端與所述第一極板131連接,所述增容件150的另一端與所述第二極板132連接。即所述增容件150位于所述第一極板131與所述第二極板132之間。
在本實施例中,所述增容件150的材料為絕緣材料。所述增容件150用于增加電容的容量,即增加電容傳感器130的電容的容量,即在其他條件不變的情況下,使得ε的值變大,從而提高對剎車片100的厚度的檢測的準確率。
在本實施例中,所述增容件150的形狀為矩形或圓柱形。
在本實施例中,所述增容件150的厚度遠小于所述第一極板131或所述第二極板132的厚度,即所述增容件150的厚度小于所述摩擦塊120正常工作時的厚度值。例如,摩擦塊120的初始厚度為D1時,磨損后的厚度為D2,即此時該摩擦塊120的厚度為D2,當摩擦塊120的厚度為D2時,該摩擦塊120達到正常工作厚度的臨界值。所述增容件150的厚度小于所述臨界值。即增容件150的厚度在摩擦塊120磨損過程中保持不變。其中,所述正常工作是指摩擦塊120與剎車盤摩擦時,該剎車片100能夠起到剎車的作用。
其中,所述在其他條件不變的情況下是指電容公式C=ε*S/(4*π*k*d)中的S、k和d不變,即第一極板131與第二極板132的正對面積不變、第一極板131與第二極板132的距離d不變以及靜電力常量k不變。
在本實施例中,所述處理器160與第一引線141和第二引線142均連接。所述處理器160用于處理所述第一引線141和所述第二引線142傳輸?shù)碾娙葜担鎏幚砥?60通過所述電容值基于本實施例中的電容計算公式C=ε*S/(4*π*k*d),從而獲取剎車片100的厚度值。所述處理器160還用于與外部設(shè)備連接,將處理后的厚度值發(fā)送到外部設(shè)備,其中,所述外部設(shè)備可以是移動終端,也可以是語音播放設(shè)備,還可以是外部的電容傳感器130檢測電路。
在本實施例中,所述處理器160可以為單片機、DSP(Digital Signal Processing,數(shù)字信號處理)、ARM(Advanced RISC Machine,微處理器)或FPGA(Field-Programmable Gate Array,現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)等其它具有數(shù)據(jù)處理功能的芯片。在本實施例中,不作具體限定。
請參照圖3,所述剎車片100還包括隔熱層170。所述隔熱層170用于實現(xiàn)背板110與摩擦塊120之間的電氣絕緣。
在本實施例中,所述隔熱層170的一端與背板110連接,所述隔熱層170的另一端與所述摩擦塊120連接。
其中,所述隔熱層170的形狀可以是矩形也可以是圓形。所述隔熱層170的材料可以是陶瓷纖維材料,也可以是納米微孔隔熱材料。
在本實施例中,優(yōu)選地,所述隔熱層170與所述背板110通過粘接劑粘接在一起。
在本實施例中,所述隔熱層170與所述摩擦塊120也可以通過粘接劑粘接在一起。
其中,粘接劑一般是由塑料或塑料混合物組成,粘接劑可以分為物理硬化粘接劑和化學(xué)硬化粘接劑。
在本實施例中,優(yōu)選地,所述隔熱層170的表面積等于或大于摩擦塊120的表面積,當所述隔熱層170的表面積等于或大于摩擦塊120的表面積時,能夠更好的將背板110與摩擦塊120隔開,進而起到較好的絕緣作用。
其中,所述隔熱層170的表面積是指隔熱層170與摩擦塊120接觸的面的面積。同理,所述摩擦塊120的表面積也是指摩擦塊120與隔熱層170接觸的面的面積。
剎車片100的工作原理是:當所述摩擦塊120與剎車盤進行摩擦時,摩擦塊120會隨著摩擦的次數(shù)的增多而逐漸磨損,摩擦塊120的磨損會導(dǎo)致第一極板131與第二極板132同時隨著磨損。當?shù)谝粯O板131與第二極板132磨損后,第一極板131與第二極板132的厚度會減小,從而使得第一極板131與第二極板132的正對面積減小,使得電容傳感器130在檢測電容時,電容值會發(fā)生改變,進而通過改變的電容值獲得該剎車片100的厚度變化,從而實現(xiàn)對該剎車片100的厚度的實時檢測。通過實時檢測到的剎車片100的厚度,能夠使得駕駛?cè)藛T提前做好剎車片100的檢修和更換,從而減少行車中的安全隱患,進而使得駕駛?cè)藛T能夠安全出行。
第二實施例
請參閱圖4,是本發(fā)明第二實施例提供的一種厚度檢測方法的流程圖。所述方法應(yīng)用于第一實施例所述的剎車片。下面將對圖4所示的具體流程進行詳細闡述。
步驟S401,獲取所述電容傳感器的第一極板與第二極板之間的電容值。
其中,獲取所述電容傳感器的正對面積,所述正對面積隨著所述摩擦塊與剎車盤的摩擦而減小?;陔娙萦嬎惴绞?,獲取電容值。具體地,通過獲取第一極板與第二極板的正對面積,基于電容計算公式獲得電容值。
步驟S402,基于所述電容值獲取所述剎車片的厚度值。
其中,所述厚度值滿足D=d1+d2,其中,D表示所述剎車片的厚度值,d1表示所述剎車片的固定件的固定厚度值,d2表示所述摩擦塊的厚度值,所述摩擦塊的厚度值等于所述電容傳感器的第一極板或第二極板的厚度值。所述固定厚度值等于所述背板的厚度值與隔熱層的厚度值的總和。
在本實施例中,通過獲取初始電容值,將當前獲取的電容值與初始電容值進行比較,得到當前電容值與初始電容值的差值,通過所述差值獲取第一極板與第二極板的正對面積,通過正對面積獲取第一極板與第二極板的厚度,從而獲取摩擦塊的厚度值,進而獲取該剎車片的厚度值,實現(xiàn)實時檢測該剎車片的厚度,使得駕駛?cè)藛T能夠提前做好剎車片的檢修和更換,減少行車中的安全隱患。
例如,初始時剎車片的電容值為C1,當前電容值為C2,根據(jù)電容公式C=ε*S/(4*π*k*d)可以獲得初始正對面積值S1=C1*(4*π*k*d)/ε,當前正對面積值S2=C2*(4*π*k*d)/ε,在正對面積減小的過程中,其他是不變的,即第一極板與第二極板的正對面積不變、第一極板與第二極板的距離d不變以及靜電力常量k不變。通過第一極板與第二極板的寬度不變的情況,可以獲得當前第一極板與第二極板的厚度值,如,第一極板與第二極板的寬度值為a,則第一極板與第二極板的當前厚度h2=S2/a=C2/a,第一極板與第二極板的初始厚度h1=S1/a=C1/a,將所述當前厚度與剎車片的固定厚度相加而獲得剎車片的當前厚度以及減少的厚度。例如,剎車片的固定厚度為A,則固定厚度包括背板的厚度與隔熱層的厚度,由于背板與隔熱層在剎車過程中,不與剎車盤摩擦,從而不會發(fā)生改變,因此背板與隔熱層的厚度是固定的。
例如,當前有一剎車片,該剎車片的背板的厚度值為d0,隔熱層的厚度值為d1,摩擦塊的厚度值為d2,第一極板與第二極板的寬度值為b,第一極板與第二極板的厚度等于摩擦塊的厚度,即厚度為d2,初始電容值C1=ε*d2*b/(4*π*k*d),當摩擦塊磨損后的電容值為C2時,根據(jù)電容計算公式可知C2=S2*ε/(4*π*k*d),可以獲得C2對應(yīng)的面積值S2=C2*(4*π*k*d)/ε,根據(jù)面積公式可以獲得此時的厚度值H=S2/b=C2*(4*π*k*d)/(ε*b),則此時的剎車片的厚度D=d0+d1+H。
步驟S403,當所述厚度值小于預(yù)設(shè)閥值時,發(fā)出預(yù)警信息。
其中,預(yù)設(shè)閥值是指剎車片的最小厚度值,即剎車片剛好失靈或無法正常工作時的厚度即為最小厚度值。
所述預(yù)警信息是指提示用戶或駕駛員的信息,以使駕駛員或用戶能夠及時獲知剎車片的厚度,并根據(jù)預(yù)警信息做出防護措施。
作為第一種實施方式,通過實時采集電容值從而實時采集剎車片的厚度值,并將采集到的厚度值通過短信的形式反饋給駕駛員。具體地,當電容傳感器實時采集電容時,通過采集的電容獲取剎車片的厚度,將所述厚度通過預(yù)先綁定的手機號發(fā)送到該手機號所擁有的用戶。
作為第二種實施方式,當通過電容傳感器采集到的電容獲取到的剎車片的厚度小于或等于預(yù)設(shè)閥值時,通過預(yù)先綁定的手機號向該手機號所擁有的用戶發(fā)送預(yù)警信息,提示該用戶及時更換剎車片或是對剎車片進行檢修,從而能夠減小該用戶在駕駛時的意外因素。
作為第三種實施方式,當通過電容傳感器采集到的電容獲取到的剎車片的厚度小于或等于預(yù)設(shè)閥值時,通過報警器進行蜂鳴式報警,即通過喇叭播放警報信息,從而提示駕駛員對剎車片及時進行檢修或更換。
綜上所述,本發(fā)明提供的一種剎車片及厚度檢測方法,所述剎車片通過實時獲取摩擦塊的厚度從而獲取第一極板與第二極板的厚度值,通過獲取第一極板與第二極板的厚度值獲取第一極板與第二極板的正對面積,進而通過電容傳感器進行實時采集電容,進一步地通過電容值的變化獲取剎車片的厚度變化,進而通過剎車片的厚度變化實時獲取剎車片的磨損狀態(tài),以使駕駛?cè)藛T能夠提前做好剎車片的檢修和更換,減少行車中的安全隱患。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。