[发明专利]基于磁致伸缩材料的制动装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于磁致伸缩材料的制动装置及其控制方法，利用磁致伸缩材料的特性，取代传统鼓式制动系统中的主缸、轮缸以及相配套的液压装置作为制动器的动力源。通过线控系统中的ECU控制励磁线圈中的电流来对其进行控制，具有响应时间快、精度高、质量轻等优点，并且选用的稀土超磁致伸缩材料具有较高的居里温度，有效避免了制动过程温度急剧升高而过热失效的问题，保证了制动装置在制动过程中的可靠性。

技术领域

本发明涉及汽车机械制动技术领域，尤其涉及一种基于磁致伸缩材料的制动装置及其控制方法。

背景技术

线控制动系统是以电子线路取代原本的机械连接及液压管路，不同于传统的液压制动系统，线控制动系统装置可被用于当前市面上的所有混动及电动车型。线控制动系统可根据驾驶员的偏好来定制操控感、车辆响应及车辆设定值。

目前线控制动系统分为电子液压制动系统和电子机械制动系统，电子液压制动系统还保留有后备液压，并不能成为完全的线控制动系统，而电子机械制动系统中，所有的液压装置，包括主缸、液压管路、助力装置等均被电子机械系统替代。不过由于去除了备用制动系统，电子机械制动系统需要有很高的可靠性。目前的研究进展如中国专利申请号CN201710719121.5，名称“线控制动系统”中提出了一种包括容错的电子线控制动系统，以多个控制器控制多个电源电路；中国专利申请号CN 201710885196.0，名称“线控制动系统及车辆”中包括电动制动器和液压制动器，液压控制单元用于根据踏板信号控制液压系统提供给液压制动器的液压力。

综合来看，目前电子液压制动系统并没有完全实现电控化，只能作为过渡。电子机械制动系统由于制动能量大需要开发42V高电压系统，同时制动器需要更好的耐高温性能，缺乏足够的技术支持。

磁致伸缩材料是一类新型智能材料，能够将电磁能和机械能相互转换。该材料在磁场中发生磁化时，能够沿着磁化的方向进行伸缩，若采用通电线圈作为磁场源时，当通过线圈的电流变化或者是改变与磁体的距离时就能控制磁致伸缩材料尺寸的变形量。同时，磁致伸缩材料在磁场作用下发生位移而做工，产生巨大推力为制动器提供足够制动力。磁致伸缩材料还具有响应时间快、频率特性好、能量密度高、可控性能好、无过热失效等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供基于磁致伸缩材料的制动装置及其控制方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于磁致伸缩材料的制动装置，包含基板、制动鼓、第一制动蹄、第二制动蹄和伸缩模块；

所述伸缩模块包含磁致伸缩杆、隔磁套、壳体、励磁线圈和消磁线圈；

所述励磁线圈、消磁线圈均缠绕在所述磁致伸缩杆上，其中，所述励磁线圈用于产生磁场以驱动磁致伸缩杆伸长；所述消磁线圈用于在励磁线圈断电后抵消其残余磁场，使得磁致伸缩杆迅速缩短；

所述隔磁套采用隔磁材料制成、为空心圆柱体，其两个端面均设有供磁致伸缩杆伸出的通孔；所述隔磁套将磁致伸缩杆缠有励磁线圈、消磁线圈的部分包含在内；所述磁致伸缩杆分别从隔磁套两个端面的通孔中伸出，且隔磁套两个端面的通孔均通过直线轴承和磁致伸缩杆相连；

所述基板呈圆形；所述制动鼓为上下开口的空心圆柱，制动鼓的一端和所述基板同轴固连；

所述第一制动蹄、第二制动蹄均为展开为长方体的弧面，均包含外弧面、内弧面、第一侧壁、第二侧壁、第一端面和第二端面，所述第一侧壁、第二侧壁均同时和所述第一端面、第二端面垂直固连；第一制动蹄、第二制动蹄均设置在制动鼓内，第一制动蹄、第二制动蹄的第一侧壁相向，第一制动蹄、第二制动蹄的第二侧壁相向，且第一制动蹄、第二制动蹄的外弧面上均设有摩擦层；