刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统 【技术领域】
本发明涉及一种刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统，特别是涉及一种刹车衬片磨耗双重检测以及胎压异常检测自动警示的刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统。
【背景技术】
参阅图1所示，是以往一种刹车衬片磨耗警示装置，其具有一安装于车辆轮体刹车夹座76的警示器74，刹车夹座76并固设一层刹车衬片78，而于衬片78上开设一凹槽80，自该凹槽80朝夹座76延伸一信道82，供一杆体84贯穿其间并以其开岔末端86抵靠于信道82的开口侧。杆体84并连接一容设于外盖90内可产生警讯的鸣笛88，该鸣笛88外端则被一易碎材质制成的顶盖92所覆盖，鸣笛88与刹车衬片78之间并装设有一压缩弹簧94，且该鸣笛包括一对供隔膜100穿设的凹槽96、98，其各上端输出口102、104则为顶盖92所覆盖，空气即经气室106及附有过滤器110的信道108输送至凹槽96、98。
当刹车衬片78因反复使用磨耗至图1中虚线96标示的最小安全厚度处时，对应的刹车盘片或刹车鼓将迅速磨穿破坏杆体84的末端86而释开杆体84，使弹簧94推送鸣笛88穿透易碎的顶盖92而暴露于外界，进而使空气借轮体的转动灌入气室106而致动鸣笛88发出警示声响。
但是，上述以往的刹车衬片磨耗警示装置不仅组件繁多、构造复杂且制造成本亦相对较高，其亦极不易安装在既有的刹车系统。再者，其内部机械零件于长期使用而锈蚀氧化后，可能影响其操作灵敏度，而未能实时于刹车衬片磨耗至最小厚度时发出精确的警讯。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有双重检测及自动警示的刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统。
再者，本发明的另一目的在于提供一种构造简单且能提高检测准确性、及时性与安全性的刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统。
本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统，是应用于一载具的轮体及其刹车系统上，该刹车系统包括一可随该轮体转动且可导电的第一刹车件及至少一可朝该第一刹车件接近或远离的第二刹车件，该第二刹车件并设有一衬片，用以于该刹车系统致动时借该衬片与该第一刹车件摩擦结合而产生减速刹车作用，该警示系统包括一导接件、一双重检测电路、一胎压检测装置、一信号处理单元及一显示单元。该导接件是埋设在该衬片内最小容许厚度处。该双重检测电路是与上述导接件连接，当该衬片磨耗至该最小厚度且与该第一刹车件抵接时，该导接件会与该第一刹车件导接使该双重检测电路形成短路并发出一短路信号，而当该衬片磨耗至该最小厚度但不与该第一刹车件抵接时，该导接件不与该第一刹车件导接使该双重检测电路形成开路并发出一开路信号。该胎压检测装置是以无线互感共振方式检测胎压并对应所检测胎压产生一感应信号。该信号处理单元是用以接收并分别判断来自上述双重检测电路地短路信号与开路信号，以及该胎压检测装置的感应信号，并据以发出一警示信号。该显示单元，是设于该载具上易于察看位置并与上述信号处理单元连接，以将该信号处理单元的判断结果显示出来。
【附图说明】
下面通过最佳实施例及附图对本发明的刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统进行详细说明，附图中：
图1是以往一种刹车衬片磨耗警示装置的整体构造剖视图。
图2是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第一较佳实施例组设于一车体上的配置示意图。
图3是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第一较佳实施例中该导接件埋设在衬片内的剖视图以及显示其与该双重检测电路的连接态样。
图4是显示本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第一较佳实施例中该衬片与该第一刹车件接触磨擦且该衬片已磨耗至该最小容许厚度处的态样。
图5是显示本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第一较佳实施例中该衬片与该第一刹车件不接触且该衬片已磨耗至该最小容许厚度处的态样。
图6是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第二较佳实施例，其显示该导接件与另一双重检测电路的连接态样。
图7是显示本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第二较佳实施例中该衬片与该第一刹车件接触磨擦且该衬片已磨耗至该最小容许厚度处的态样。
图8是显示本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第二较佳实施例中该衬片与该第一刹车件不接触且该衬片已磨耗至该最小容许厚度处的态样。
图9是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的实施例中该胎压检测装置的感压件的细部构造剖视图及显示轮胎胎压正常时的态样。
图10是图9中该感压件的细部构造剖视图及显示轮胎胎压过低时的态样。
图11是图9中该感压件的细部构造剖视图及显示轮胎胎压过高时的态样。
图12是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的实施例中该胎压检测装置使用另一气动件的内部构造图。
图13是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的实施例中该胎压检测装置及信号处理单元以及显示单元的电路方块示意图。
图14是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第三较佳实施例中胎压检测以及双重检测电路的信号以同轴电缆传至该信号处理单元的电路示意图。
【具体实施方式】
参阅图2所示，是本发明刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统的第一实施例，该刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统2包括一导接件21、一双重检测电路22、一胎压检测装置23、一信号处理单元24及一显示单元25。且本发明是以应用于一车辆的碟煞系统做为实施例，如图3所示，该碟煞系统包括一固定套设于车辆轮圈(图未示)中心转轴，而与该轮圈呈同步同轴旋转的第一刹车件，即金属制刹车盘片11，该盘片11轴向两相对外侧特定距离处设有一对(图中仅显示一个)同为金属制的刹车夹座12，且该对刹车夹座12并各朝盘片11方向相对固设一对(图中仅显示一个)具特定厚度但较碟片11柔软的第二刹车件，即非金属刹车衬片13(俗称来令片)，于刹车动作未致动前该对衬片13与盘片11间具有一定间距，而于刹车过程中令该对刹车衬片13相向靠近并压抵于刹车盘片11，借该对衬片13与盘片11接触表面间产生的摩擦力产生减速刹车的作用。
再参照图3所示，该导接件21是埋设于上述衬片13中，其包括相互隔离设置的一短路导电部26及一开路导电部27，该短路导电部26是具有特定长度的金属导电体，其一端延伸至该衬片13的最小容许厚度，即图3中虚线131处，另一端则穿出该刹车夹座12外露。
该开路导电部27亦为一金属导电体，其包括两导接臂271、272及一连接该二导接臂271、272的触接臂273而呈一″ㄈ″形，该触接臂273是稍微凸出于该衬片13的最小容许厚度处(虚线131)并与该虚线131平行，而该短路导电部26一端及该二导接臂271、272一端恰位于该最小容许厚度(即虚线)上。
该双重检测电路22，如图3所示，包括一短路检测电路28及一开路检测电路29，该短路检测电路28包括一第一电阻R1(1kΩ)及第二电阻R2(100kΩ)，该第一电阻R1一端连接+5V电压，另一端连接该短路导电部26另一端以及第二电阻R2一端，而第二电阻R2另一端则连接至该信号处理单元24。该开路检测电路29包括一第三电阻R3(1KΩ)及一第四电阻R4(1KΩ)，该第三电阻R3一端连接+5V电压，另一端与开路电接部27的一导接臂272连接而经由该开路导电部27接地，另一端连接该第四电阻R4一端，而第四电阻R4另一端则连接至该信号处理单元24。因此，于车辆长期行驶连带的反复刹车动作，会使衬片13于刹车过程中因磨耗而厚度逐渐减少，当衬片13未磨耗至虚线131处的最小容许厚度时，该短路检测电路28产生一+5V的正常信号，且该开路检测电路29会产生一+2.5V的正常信号分别送至该信号处理单元24中，而由显示单元25(是一液晶显示器)显示衬片13是处于正常使用状况。而参照图4所示，当该衬片13已磨耗至虚线131所示的最小容许厚度处，该短路导电部26一端会露出，且该开路导电部27的触接部273会被磨掉，则当驾驶人于行车期间踩踏刹车，使衬片13与金属盘片11表面抵触磨擦时，该短路导电部26以及开路导电部27的二导接臂271、271会直接与该金属盘片11接触导电，使得该短路检测电路28经由该短路导电部26、金属盘片11及开路导电部27的导接臂271形成一短路回路，并产生一0V的短路信号送至该信号处理单元24，经该信号处理单元24判断后将结果输出至该显示单元25显示，提醒驾驶或保养人员该衬片13需要更换了。
再参照图5所示，为增加检测准确性与提高行车安全性，当该衬片13已磨耗至该最小容许厚度，但是驾驶人没踩刹车时，由于该开路导电部27的触接臂273已被磨掉，使得该开路检测电路29形成一开路回路并产生一约+5V的开路信号输出至该信号处理单元24，经判断后输出至显示单元25显示衬片13已磨耗而需更换的状况。
因此，经由上述双重检测电路22的双重检测，不论驾驶人有否踩刹车，当车子电力被激活时，即可立即得知衬片13是否已磨耗至其最小容许厚度而需进行更换，借此，得以提高检测的准确性与及时性，并增加驾驶人的行车安全。
再参照图6～图8所示，是本发明的第二实施例，其与第一实施例不同的是，使用另一种双重检测电路30，其包括一第五电阻R5(1KΩ)、一第六电阻R6(1KΩ)及一第七电阻R7(100KΩ)，该第五电阻R5一端连接一+5V电压，另一端连接该短路导电部31、该第六电阻R6一端及第七电阻R7一端，该第六电阻R6另一端经由该开路导电部32接地，而该第七电阻R7另一端则连接至该信号处理单元24。
因此，如图6所示，当衬片33未磨耗至该最小厚度虚线331时，该双重检测电路30会产生一+2.5V的正常信号至该信号处理单元24经判断后显示衬片是处于正常使用状态。而如图7所示，当该衬片33已磨耗至该最小厚度虚线331而使该短路导电部31外露且该开路导电部32的触接部323已被磨掉时，当该衬片33与该金属盘片34接触时，该双重检测电路30经由该短路导电部31、金属盘片34及该开路导电部32的导接臂322形成一短路回路并产生一0V的短路信号送至该信号处理单元24，使在显示单元25上显示衬片已磨耗的信息。
再如图8所示，当衬片33未与刹车盘片34接触但衬片32已磨耗至最小厚度处331时，该双重检测电路30被该开路导电部32的两个不连接的导接臂321、322开路并产生一+5V开路信号送至该信号处理单元24，使经判断后驱使该显示单元25显示衬片32已磨耗的信息。
接着，参照图2、图9及图13所示，在上述实施例中，该胎压检测装置23包括有一感压件231、一激发件232及一检测电路50，其中，该感压件231是结合或一体成型在轮胎10内，如图9所示，其包括一第一受激体233、一第二受激体234以及一设置在一壳体40的开口41上的气动件42，该气动件42内侧端连接一位于壳体40内的滑动件43，该滑动件43并与壳体40内一导电片44形成电气连接，且该气动件42由该第一受激体233经由一电容45连接至该导电片44，并在壳体40内设置一与该第二受激体234电性接触的触片46，且该触片46与第二受激体234间连接一电容47。而该气动件42为一形成有气室421的弹性膨胀体，轮胎气压是由该开口41进入气室421中并推移该气动件42，使对应轮胎压力切换该受激体233、234形成开路或短路状态。因此，如图9所示，当胎压正常时，该气动件42受到正常气压适度膨胀，使滑动件43与导电片44接触，该第一受激体233形成一短路回路，此时，如图13所示，该激发体232会感应一感应信号送至该检测电路50检测输出一脉波信号并送至该信号处理单元24；而如图10所示，当胎压不足时，该气动件42会收缩而使该滑动件43滑动脱离该导电片44，使得该第一受激体233及第二受激体234同时形成开路，该激发体232不会产生感应信号，因此经过检测电路50不会输出脉波信号；再如图11所示，当胎压过大时，该气动件42伸展膨胀使该滑动件43同时接触该导电片44及触片46，而使该第一受激体233及第二受激体234同时形成短路，使该激发体232产生一感应信号经过该检测电路50检测后连续输出两个脉波信号。
因此，当该信号处理单元24在一预定周期内只接收到一个脉波信号时，即判定轮胎处于正常压状态，当于一预定周期内未收到脉波信号时，即判定轮胎处于低压状态，而当在一预定周期内连续收到两个脉波信号时，即判定轮胎处于高压状态，并将判定结果显示在该显示单元25上，以随时回报胎压状态让驾驶人得知。
又如图12所示，在上述实施例中，该胎压检测装置23亦可使用另一种气动件61，该气动件61是组设在该壳体40内，其为一扁平体且内部形成一气室611，且该扁平体两侧面形成有皱折612，并且仅使用一受激体62及导电片63。当该气动件61的滑动件64接触在该导电片63上，即代表轮胎是处于正常胎压状态，而当该滑动件64滑离该导电片63时，即代表轮胎胎压发生异常。
当然，如图13所示，在上述实施例中亦可加设一发声单元51，当该信号处理单元24接收到来自该双重检测电路22的短路信号或开路信号时，可输出一警示信号驱使该发声单元51发声以警示驾驶人衬片已达磨耗状况，或者当该胎压检测装置23检测的胎压经该信号处理单元24判别为异常状况(如胎压过高或过低)时，输出一警示信号驱使该发声单元51以不同声响警告驾驶人胎压异常。
此外，本发明的实施例中的显示单元25亦可以是针对每个轮胎对应设置的两个LED(发光二极管)，以分别显示衬片磨耗状况及胎压状况，当衬片及胎压正常时，即驱使各LED亮绿灯，而当衬片已磨耗及胎压异常时，则驱使各LED亮红灯，如此，驾驶人即能够一目了然地立即掌握轮胎状况。
另外，参照图14所示，是本发明的第三实施例，其与前述实施例不同处在于更可使用一同轴电缆来传送胎压感应信号及刹车检测信号，亦即将每一轮胎的胎压检测装置23的激发体323所产生的感应信号经由一同轴电缆52传送至该检测电路50处理，然后再送至该信号处理单元24，并使用另一连接于该同轴电缆52两端以检测刹车衬片磨耗状况的双重检测电路36，以将检测信号经由该同轴电缆52传送至该信号处理单元24。该双重检测电路36是由电阻R8、R9、R10及R11所构成。该电阻R8一端连接该电阻R9、该同轴电缆52的输出端、并经由一第一电容C1连接至该检测电路50，其另一端连接一电压源Vcc。该电阻R9的另一端连接一第三电容C3及该信号处理单元24。该电阻R10一端经由一第二电容C2连接该胎压检测装置23的激发体323输出端以及该同轴电缆52的输入端，另一端连接该短路导电部31及电阻R11。该电阻R11的另一端则连接该开路导电部32。因此，检测电路50发出信号经由第一电容C1交连进入同轴电缆52中，再由第二电容C2交连至该激发体232，使与轮胎内的受激体233、234产生互感作用并产生一感应信号经由同轴电缆52送至该检测电路50中进行检测后送至该信号处理单元24显示结果。而该电压源Vcc则是由电阻R8输入同轴电缆52并经由该电阻R10、R11分别连接至该短路导电部31及开路导电部32。于刹车正常状态时，该电压源Vcc被电阻R8、R10及R11分压并由同轴电缆52输出端输出一正常电压信号(刹车检测信号)至该信号处理单元24。当该开路导电部32被磨耗而开路时，该同轴电缆52输出端输出一高准位(约为电压源值Vcc)的开路信号(刹车检测信号)经由电阻R9及第三电容C3(低通)滤波后送至该信号处理单元24。而当该短路导电部31被磨耗与金属盘片34发生短路时，该电压源Vcc即被电阻R8及R10分压并由该同轴电缆52输出端输出一低准位(Vcc×R10/(R8+R10))的短路信号(刹车检测信号)经由电阻R9及第三电容C3(低通)滤波后送至该信号处理单元24。而上述刹车检测信号输入该信号处理单元24后，该信号处理单元24会将该刹车检测信号经模拟/数字(A/D)转换成数字信号并加以判断，并将判断结果输出至该显示单元25，或输出至该发声单元51使适时发出警报。而在同轴电缆52的两端分别设置该第一及第二电容C1、C2的目的主要是用以阻隔该双重检测电路36输出的直流信号不致被激发体(电感)232短路而失效。
综上所述，本发明的刹车衬片磨耗及胎压异常警示系统借由该双重检测电路22、30或36能够对轮体的刹车衬片磨耗情况进行双重检测并适时显示检测结果让驾驶人知悉，而提高检测的准确性与及时性并增加驾驶人的行车安全，并且借由该胎压检测装置23的胎压检测，能同时得知轮胎的胎压状况并回报给驾驶人，使行车安全性更加提升。