[发明专利]制动垫预测系统

说明书

相关申请交叉引用 

本申请要求申请号为No.60/908357，申请日为2007年3月27日，发明名称为“Brake Pad Prognosis System”(“制动垫预测系统”)的美国临时专利申请的优先权。 

技术领域

本发明总的涉及到一种用于随着车辆制动垫因使用受磨损而估计制动垫厚度的系统和方法，更特别地涉及到一种利用传感器融合(fusion)和制动建模来随着车辆制动垫因使用受磨损而估计制动垫厚度的系统和方法。 

背景技术

通常车辆制动垫根据其使用状况，如城市、高速路、农村等可使用20000到80000英里，平均约为50000英里。随着使用所受的磨损，制动垫的厚度逐渐降低。当制动垫的厚度足够小时，机械刮器将使其与制动器转子产生接触。该机械刮器产生让人烦恼的高频噪音，从而不友好地提示需要更换制动垫。尽管该噪音提示车辆驾驶员制动垫磨损，但是没有进一步给车辆驾驶员警示，或是连续判断衬垫厚度，仅提示制动垫已经磨损到很薄的程度。因此，例如当要计划长途旅行时，就无法显示出制动垫不能坚持完成这一旅程。 

现有技术中已知提供传感器确定制动垫磨损时的厚度。例如，已知传感器包括以某些厚度水平延伸穿过制动垫的一条或多条导线，这样当导线中断后，传感器就可以提供一种制动垫减少了某个量的指示。然而，这种传感器通常价格昂贵，且不能在制动垫整个寿命内提供连续的厚度指示。 

发明内容

根据本发明的教导，本发明公开了一种用于在车辆运行时随着制动垫磨损而提供对制动垫厚度的估计的系统和方法。该方法使用了传感器融合(如果使用了传感器的话)和驾驶员制动建模来预测制动垫寿命。还使用了一种采用不同输入的算法，例如制动垫摩擦材料属性、制动垫冷却速率、制动垫温度、车辆质量、道路等级、重量分布、制动压力、制动能量、制动功率等等来提供估计。该系统和方法利用总功减去损失，如气动牵引阻力、引擎制动和/或制动功率(制动转矩乘以速度并除以滚动阻力)来计算制动功以确定制动器转子和衬垫温度。然后该系统和方法使用制动器温度来确定制动垫磨损，其中为每次制动事件累积该磨损。制动垫传感器可被包括以提供一个或多个制动垫厚度指示，所述估计可根据这些指示被修正。 

参考下面的说明书、所附权利要求并结合附图，本发明的其它特征将变得非常明显。 

附图说明

图1所示为根据本发明的一个实施例的用于估计制动垫厚度的系统的方框图； 

图2所示为根据本发明的一个实施例的用于确定制动垫厚度过程的流程图； 

图3所示为根据本发明的一个实施例的用于确定传感器已经是否提供指示摩擦垫厚度的信号的过程的流程图；和 

图4所示为如何从本发明的制动垫厚度估计过程向车辆驾驶员通知制动垫厚度的流程图。 

具体实施方式

下面对本发明实施方式的用于使用传感器融合和制动器建模来连续地估计制动垫厚度的系统和方法的讨论实质上仅是示例性的，而不以任何方式限制本发明或其应用或使用。 

本发明提出使用传感器融合、驾驶员制动信息和驾驶员制动模型来预测或估计车辆制动垫厚度，并向车辆驾驶员以例如剩余英里数或剩余制动垫厚度的百分比来提供剩余制动垫寿命的指示。本发明的制动垫厚度估计过程可与制动垫传感器结合使用以确定制动垫厚度估计是否准确。特别地，随着制动垫磨损，传感器导线可能断掉而提供了剩余制动垫厚度的指示，这可以与与对估计向比较，以便改进估计计算。在下面将详细讨论的是，本发明的制动垫厚度估计算法使用不同的参数和传感器信号来提供估计，包括但不限于，制动垫摩擦材料属性、制动垫冷却速率、制动垫温度、车辆质量、道路等级、动力制动分配比、车辆重量分布、所施制动压力、制动能量等。 

图1所示为根据本发明的一个实施例的用于预测制动垫厚度的制动垫厚度估计系统10的方框图。该系统10包括制动器控制器12和传动系控制器14。系 统10还包括模型与数据融合处理器16和制动垫磨损估计处理器18。该系统10还可包括本领域已知的任一合适类型的制动垫传感器20，当制动垫磨损制动垫内导线断掉后提供制动垫厚度指示信号。