[發(fā)明專利]一種磁流變傳動線控制動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711268000.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108006117B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白先旭;劉洋;李洋
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: F16D67/02
• 分類號: F16D67/02;F16D37/00;F16D65/14;F16D121/24;F16D125/40
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 鞏固

本發(fā)明公開了一種磁流變傳動線控制動器，其結(jié)構(gòu)主要由電機、傳動機構(gòu)和浮動鉗盤機構(gòu)組成。所述傳動機構(gòu)由磁流變離合器、行星輪系和滾珠絲杠構(gòu)成。所述滾珠絲杠機構(gòu)由滾珠、滾珠絲桿和套筒構(gòu)成。所述浮動鉗盤機構(gòu)由制動背板、左右制動塊、制動鉗、制動盤和導向銷構(gòu)成。電機與磁流變離合器串聯(lián)聯(lián)接，經(jīng)磁流變離合器傳遞的電機輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)行星輪系減速增扭后推動滾珠絲杠機構(gòu)中套筒，套筒帶動與其固連的制動背板直線移動，并最終推動左右制動塊摩擦制動盤實現(xiàn)制動。本發(fā)明在純電機驅(qū)動的線控制動器中聯(lián)合了磁流變傳動裝置，不僅具有響應(yīng)速度快、制動安全性增加等優(yōu)點，而且解決了長時間制動過程中的電機堵轉(zhuǎn)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車用浮動鉗盤式制動器，更具體地說是一種以磁流變離合器為傳動裝置的純電機驅(qū)動線控制動器。

背景技術(shù)

汽車制動系統(tǒng)是保障汽車行駛安全性的極為重要的系統(tǒng)。目前最可靠、應(yīng)用最廣泛的汽車制動系統(tǒng)是以傳統(tǒng)的液壓盤式制動器為執(zhí)行器實現(xiàn)各種制動目的的系統(tǒng)。硬件上，液壓盤式制動器由制動主缸、制動管道、制動分泵、制動鉗、制動塊和制動盤構(gòu)成。制動需求時，制動主缸產(chǎn)生制動壓力，通過制動管道傳遞，經(jīng)各個制動分泵，使相對應(yīng)的制動鉗內(nèi)產(chǎn)生壓力推動制動塊夾持制動盤產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)汽車的制動。然而，傳統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)，無法避免復雜的液壓油管和眾多的閥類元件，這意味著系統(tǒng)復雜(不利于簡化系統(tǒng)控制)、質(zhì)量大(不利于“輕量化”目標)。除此之外，因復雜的液壓油管和閥類元件，會出現(xiàn)系統(tǒng)制動壓力傳遞慢和制動滯后等現(xiàn)象，進一步，制動距離會增加，汽車的制動安全性受到威脅。

以智能/無人駕駛汽車為最高/最先進科技代表的汽車工業(yè)，正在集合全社會的科學和技術(shù)以極快的速度“革新”。而配合智能/無人駕駛汽車軟件決策系統(tǒng)的重要汽車硬件，即汽車線控執(zhí)行系統(tǒng)，卻不盡如人意，未能完成期待的推陳出新，更鮮見有可靠的產(chǎn)品推出，多數(shù)依然是在原始系統(tǒng)中進行“妥協(xié)”改進。以線控制動系統(tǒng)為例，汽車行業(yè)和消費大眾對線控制動系統(tǒng)的期望是：更安全和更輕質(zhì)量。換句話說，就是取締一切原有諸如制動主缸、真空助力泵等復雜零部件和繁重質(zhì)量之后，實現(xiàn)一種質(zhì)量更輕、制動距離更短制動系統(tǒng)。與此同時，實現(xiàn)性能更優(yōu)越的制動防抱死系統(tǒng)(Anti-lock Braking System，ABS)、電子制動力分配系統(tǒng)(Electronic Brake force Distribution，EBD)和電子穩(wěn)定性程序(Electronic Stability Program，ESP)等主動安全控制系統(tǒng)，以及擴展的主動緊急制動系統(tǒng)(Advanced Emergency Braking System，AEBS)等系統(tǒng)。然而，目前已有的兩種技術(shù)手段：一是以電機為單一驅(qū)動器的制動系統(tǒng)；二是在原有的液壓制動系統(tǒng)中增加電機驅(qū)動機構(gòu)，博世的iBooster系統(tǒng)為其代表。正常工作時，駕駛員踩下制動踏板，由集成在iBooster內(nèi)的踏板行程傳感器檢測位移信號并發(fā)送至電子控制單元，控制單元計算出電機應(yīng)產(chǎn)生的扭矩要求并通過二級齒輪裝置轉(zhuǎn)化為助力器閥體的伺服制動力，從而助力器閥體的輸出力和助力器輸入桿的輸入力在制動主缸內(nèi)共同轉(zhuǎn)化為制動液壓實現(xiàn)制動壓力建立。而以電機為單一驅(qū)動器的制動系統(tǒng)必須面對并妥善解決長時間制動過程中電機“堵轉(zhuǎn)”問題，因為因“堵轉(zhuǎn)”而造成電機燒毀會直接導致制動系統(tǒng)失效，后果不堪設(shè)想。使用“妥協(xié)”的解決方案，在原有的液壓制動系統(tǒng)中增加電機驅(qū)動機構(gòu)一定程度上可提高制動效能，但仍不能規(guī)避復雜的液壓油管和眾多的閥類元件，并非完全意義的線控制動系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供了一種以磁流變離合器為制動驅(qū)動力傳遞的中間裝置實現(xiàn)的線控制動器以滿足更高的制動性能要求。磁流變離合器是基于智能材料磁流變液的一種典型應(yīng)用。磁流變液是一種具有流變特性的智能材料，在磁場作用下，磁流變液的材料屬性(尤其是粘度)能夠在牛頓流體和半固體狀態(tài)之間快速(毫秒)、連續(xù)并可逆地調(diào)節(jié)。基于磁流變液的磁流變離合器具有毫秒級的響應(yīng)速度、可傳遞轉(zhuǎn)矩范圍大、結(jié)構(gòu)簡單、耐久性好和耗能低等優(yōu)點。在磁場的控制下，可以實現(xiàn)磁流變離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩實時調(diào)節(jié)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：