[发明专利]一种磁流变传动线控制动器

说明书

本发明公开了一种磁流变传动线控制动器，其结构主要由电机、传动机构和浮动钳盘机构组成。所述传动机构由磁流变离合器、行星轮系和滚珠丝杠构成。所述滚珠丝杠机构由滚珠、滚珠丝杆和套筒构成。所述浮动钳盘机构由制动背板、左右制动块、制动钳、制动盘和导向销构成。电机与磁流变离合器串联联接，经磁流变离合器传递的电机输出转矩经行星轮系减速增扭后推动滚珠丝杠机构中套筒，套筒带动与其固连的制动背板直线移动，并最终推动左右制动块摩擦制动盘实现制动。本发明在纯电机驱动的线控制动器中联合了磁流变传动装置，不仅具有响应速度快、制动安全性增加等优点，而且解决了长时间制动过程中的电机堵转问题。

技术领域

本发明涉及车用浮动钳盘式制动器，更具体地说是一种以磁流变离合器为传动装置的纯电机驱动线控制动器。

背景技术

汽车制动系统是保障汽车行驶安全性的极为重要的系统。目前最可靠、应用最广泛的汽车制动系统是以传统的液压盘式制动器为执行器实现各种制动目的的系统。硬件上，液压盘式制动器由制动主缸、制动管道、制动分泵、制动钳、制动块和制动盘构成。制动需求时，制动主缸产生制动压力，通过制动管道传递，经各个制动分泵，使相对应的制动钳内产生压力推动制动块夹持制动盘产生制动转矩，实现汽车的制动。然而，传统的汽车制动系统，无法避免复杂的液压油管和众多的阀类元件，这意味着系统复杂(不利于简化系统控制)、质量大(不利于“轻量化”目标)。除此之外，因复杂的液压油管和阀类元件，会出现系统制动压力传递慢和制动滞后等现象，进一步，制动距离会增加，汽车的制动安全性受到威胁。

以智能/无人驾驶汽车为最高/最先进科技代表的汽车工业，正在集合全社会的科学和技术以极快的速度“革新”。而配合智能/无人驾驶汽车软件决策系统的重要汽车硬件，即汽车线控执行系统，却不尽如人意，未能完成期待的推陈出新，更鲜见有可靠的产品推出，多数依然是在原始系统中进行“妥协”改进。以线控制动系统为例，汽车行业和消费大众对线控制动系统的期望是：更安全和更轻质量。换句话说，就是取缔一切原有诸如制动主缸、真空助力泵等复杂零部件和繁重质量之后，实现一种质量更轻、制动距离更短制动系统。与此同时，实现性能更优越的制动防抱死系统(Anti-lock Braking System，ABS)、电子制动力分配系统(Electronic Brake force Distribution，EBD)和电子稳定性程序(Electronic Stability Program，ESP)等主动安全控制系统，以及扩展的主动紧急制动系统(Advanced Emergency Braking System，AEBS)等系统。然而，目前已有的两种技术手段：一是以电机为单一驱动器的制动系统；二是在原有的液压制动系统中增加电机驱动机构，博世的iBooster系统为其代表。正常工作时，驾驶员踩下制动踏板，由集成在iBooster内的踏板行程传感器检测位移信号并发送至电子控制单元，控制单元计算出电机应产生的扭矩要求并通过二级齿轮装置转化为助力器阀体的伺服制动力，从而助力器阀体的输出力和助力器输入杆的输入力在制动主缸内共同转化为制动液压实现制动压力建立。而以电机为单一驱动器的制动系统必须面对并妥善解决长时间制动过程中电机“堵转”问题，因为因“堵转”而造成电机烧毁会直接导致制动系统失效，后果不堪设想。使用“妥协”的解决方案，在原有的液压制动系统中增加电机驱动机构一定程度上可提高制动效能，但仍不能规避复杂的液压油管和众多的阀类元件，并非完全意义的线控制动系统。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术所存在的不足，提供了一种以磁流变离合器为制动驱动力传递的中间装置实现的线控制动器以满足更高的制动性能要求。磁流变离合器是基于智能材料磁流变液的一种典型应用。磁流变液是一种具有流变特性的智能材料，在磁场作用下，磁流变液的材料属性(尤其是粘度)能够在牛顿流体和半固体状态之间快速(毫秒)、连续并可逆地调节。基于磁流变液的磁流变离合器具有毫秒级的响应速度、可传递转矩范围大、结构简单、耐久性好和耗能低等优点。在磁场的控制下，可以实现磁流变离合器的传递转矩实时调节。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：