CN107554503A - 压电驱动式制动器 - Google Patents

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倪彰
贝绍轶
张兰春
李波
胡淳
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Abstract

本发明提供一种压电驱动式制动器，其包括接线柱正极、接线柱负极、压电组件、位于压电组件外侧的第一端面、位于压电组件内侧的第二端面、位移放大机构、内侧制动器摩擦片、外侧制动器摩擦片、用于调整内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间间隙的间隙调节螺栓以及浮动式制动钳壳体。压电组件包括交替设置的与接线柱正极相连接的压电负电极层和与接线柱负极相连接的压电正电极层。通电后压电组件位移变形从而减小内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的间隙并通过位移放大机构来放大压电组件的位移变形。它能够实现对汽车制动调节，并且提高制动响应时间，保证汽车行驶安全性，同时可以调整内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的间隙。

Description

压电驱动式制动器
技术领域
本发明涉及一种压电驱动式制动器，属于车辆技术领域。
背景技术
目前，汽车上的制动***主要采用液压制动，并配合ABS或者ESP起到制动防抱死和制动时保证车辆稳定性。制动***主要由制动踏板、制动开关、制动主缸、真空助力器、ABS/ESP控制单元、制动器、轮速传感器、液压管路等组成。其优点是技术成熟、性能可靠、普及率高。但是因为采用液压***，当零部件中密封圈密封效果不良后即为影响制动效果；另外在紧急制动ABS/ESP起作用时，其电-液控制的响应时间尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种压电驱动式制动器，它能够实现对汽车制动调节，并且提高制动响应时间，保证汽车行驶安全性，同时可以调整内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的间隙。
根据本发明的一个方面，提供一种压电驱动式制动器，其包括接线柱正极、接线柱负极、压电组件、位于压电组件外侧的第一端面、位于压电组件内侧的第二端面、位移放大机构、内侧制动器摩擦片、外侧制动器摩擦片、用于调整内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间间隙的间隙调节螺栓以及浮动式制动钳壳体，所述压电组件包括交替设置的与接线柱正极相连接的压电负电极层和与接线柱负极相连接的压电正电极层，通电后压电组件位移变形从而减小内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的间隙并通过位移放大机构来放大压电组件的位移变形。
优选地，所述位移放大机构包括第一位移放大杠杆和第二位移放大杠杆。
优选地，所述接线柱正极和接线柱负极置于浮动式制动钳壳体内。
优选地，所述间隙调节螺栓与浮动式制动钳壳体为螺纹连接，通过转动间隙调节螺栓进而改变内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的初始间隙。
优选地，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器和制动***控制单元，当车速传感器采集到的车速低于预设值且制动踏板被踩下时，制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程作为调制控制电压值信号，并通过车速传感器反馈信号对调制电压值进行修正，达到闭环控制。
优选地，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器和制动***控制单元，制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程调制控制电压值信号，如果识别到是紧急踩下制动踏板情况时，制动***控制单元则调制相应电压值信号，且为了防止车轮抱死情况发生，该调制的电压值信号能够在车轮抱死时变小，并随即恢复到初始值，直到车速低于预设值时才不考虑车轮抱死情况，车轮状态通过轮速传感器采集。
优选地，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器、转向角传感器、偏摆率传感器和制动***控制单元，当驾驶员踩下制动踏板并触发制动开关闭、且车速传感器采集到车速高于预设值时，制动***控制单元分析车速传感器、转向角传感器及偏摆率传感器信号值，如判断车轮处于过度转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆外侧前轮施加调制电压值，以达到弥补过度转向工况；如判断车轮处于不足转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆内侧后轮施加调制电压值，以达到弥补不足转向工况。
优选地，其还包括发动机ECU、变速器ECU以及将发动机控制单元与发动机ECU、变速器ECU通信的CAN-BUS总线。
优选地，其还包括仪表以及将制动***控制单元与仪表通信的CAN-BUS总线。
本发明提供的压电驱动式制动器，它能够实现对汽车制动调节，并且提高制动响应时间，保证汽车行驶安全性，同时可以调整内侧制动器摩擦片和外侧制动器摩擦片之间的间隙进而提供制动响应时间。
附图说明
图1为本发明的压电驱动式制动器的剖视图。
图2为本发明的压电驱动式制动器的框图。
具体实施方式
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。
参阅图1所示，本发明提供一种压电驱动式制动器，其包括接线柱正极1、接线柱负极3、压电组件5、位于压电组件5外侧的第一端面4、位于压电组件5内侧的第二端面8、位移放大机构、内侧制动器摩擦片10、外侧制动器摩擦片12、用于调整内侧制动器摩擦片10和外侧制动器摩擦片12之间间隙的间隙调节螺栓2以及浮动式制动钳壳体13。压电组件5包括交替设置的与接线柱正极1相连接的压电负电极层6和与接线柱负极3相连接的压电正电极层7，通电后压电组件5位移变形从而减小内侧制动器摩擦片10和外侧制动器摩擦片12之间的间隙并通过位移放大机构来放大压电组件5的位移变形。本发明通过设置压电组件5，在通电后，压电组件5向内侧制动器摩擦片10和外侧制动器摩擦片12方向变形。通过位移放大机构，放大了上述变形量。通过该结构，可以快速的进行制动。通过设置间隙调节螺栓2，来改变摩擦片的刹车性能。
在本实施方式中，位移放大机构包括第一位移放大杠杆9和第二位移放大杠杆15。在其它实施方式中，位移放大机构也可以仅为一级放大机构也可以为多级放大机构。
接线柱正极1和接线柱负极3置于浮动式制动钳壳体13内。通过该设置，可以减少压电驱动式制动器所占用的空间。
间隙调节螺栓2与浮动式制动钳壳体13为螺纹连接，通过转动间隙调节螺栓2进而改变内侧制动器摩擦片10和外侧制动器摩擦片12之间的初始间隙。通过减小内侧制动器摩擦片10和外侧制动器摩擦片12之间的初始间隙，相比于较大的初始间隙，可以使用较小的电流即可以达到较好地刹车效果。
进一步参见图2所示，压电驱动式制动器还包括车速传感器、制动踏板行程传感器和制动***控制单元。当车速传感器采集到的车速低于预设值且制动踏板被踩下时，制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程作为调制控制电压值信号，并通过车速传感器反馈信号对调制电压值进行修正，达到闭环控制。
在另一实施方式中，压电驱动式制动器包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器和制动***控制单元。制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程调制控制电压值信号，如果识别到是紧急踩下制动踏板情况时，制动***控制单元则调制相应电压值信号，且为了防止车轮抱死情况发生，该调制的电压值信号能够在车轮抱死时变小，并随即恢复到初始值，直到车速低于预设值时才不考虑车轮抱死情况，车轮状态通过轮速传感器采集。
在另一实施方式中，压电驱动式制动器包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器、转向角传感器、偏摆率传感器和制动***控制单元。当驾驶员踩下制动踏板并触发制动开关闭、且车速传感器采集到车速高于预设值时，制动***控制单元分析车速传感器、转向角传感器及偏摆率传感器信号值，如判断车轮处于过度转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆外侧前轮施加调制电压值，以达到弥补过度转向工况；如判断车轮处于不足转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆内侧后轮施加调制电压值，以达到弥补不足转向工况。
优选的，上述预设值为40km/h。上述实施方式中的车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器、转向角传感器、偏摆率传感器和制动***控制单元
压电驱动式制动器还包括发动机ECU、变速器ECU以及将发动机控制单元与发动机ECU、变速器ECU连接通信的CAN-BUS总线，以此达到限制此时发动机动力输出和变速器降档指令。
压电驱动式制动器还包括仪表以及将制动***控制单元与仪表通信的CAN-BUS总线。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (9)

1.一种压电驱动式制动器，其特征在于，其包括接线柱正极(1)、接线柱负极(3)、压电组件(5)、位于压电组件(5)外侧的第一端面(4)、位于压电组件(5)内侧的第二端面(8)、位移放大机构、内侧制动器摩擦片(10)、外侧制动器摩擦片(12)、用于调整内侧制动器摩擦片(10)和外侧制动器摩擦片(12)之间间隙的间隙调节螺栓(2)以及浮动式制动钳壳体(13)，所述压电组件(5)包括交替设置的与接线柱正极(1)相连接的压电负电极层(6)和与接线柱负极(3)相连接的压电正电极层(7)，通电后压电组件(5)位移变形从而减小内侧制动器摩擦片(10)和外侧制动器摩擦片(12)之间的间隙并通过位移放大机构来放大压电组件(5)的位移变形。
2.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，所述位移放大机构包括第一位移放大杠杆(9)和第二位移放大杠杆(15)。
3.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，所述接线柱正极(1)和接线柱负极(3)置于浮动式制动钳壳体(13)内。
4.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，所述间隙调节螺栓(2)与浮动式制动钳壳体(13)为螺纹连接，通过转动间隙调节螺栓(2)进而改变内侧制动器摩擦片(10)和外侧制动器摩擦片(12)之间的初始间隙。
5.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器和制动***控制单元，当车速传感器采集到的车速低于预设值且制动踏板被踩下时，制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程作为调制控制电压值信号，并通过车速传感器反馈信号对调制电压值进行修正，达到闭环控制。
6.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器和制动***控制单元，制动***控制单元按制动踏板行程传感器采集的制动踏板行程调制控制电压值信号，如果识别到是紧急踩下制动踏板情况时，制动***控制单元则调制相应电压值信号，且为了防止车轮抱死情况发生，该调制的电压值信号能够在车轮抱死时变小，并随即恢复到初始值，直到车速低于预设值时才不考虑车轮抱死情况，车轮状态通过轮速传感器采集。
7.如权利要求1所述的压电驱动式制动器，其特征在于，其还包括车速传感器、制动踏板行程传感器、轮速传感器、转向角传感器、偏摆率传感器和制动***控制单元，当驾驶员踩下制动踏板并触发制动开关闭、且车速传感器采集到车速高于预设值时，制动***控制单元分析车速传感器、转向角传感器及偏摆率传感器信号值，如判断车轮处于过度转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆外侧前轮施加调制电压值，以达到弥补过度转向工况；如判断车轮处于不足转向状态时，则控制***控制单元随即对车辆内侧后轮施加调制电压值，以达到弥补不足转向工况。
8.如权利要求1至7任一项所述的压电驱动式制动器，其特征在于，其还包括发动机ECU、变速器ECU以及将发动机控制单元与发动机ECU、变速器ECU连接通信的CAN-BUS总线。
9.如权利要求1至7任一项所述的压电驱动式制动器，其特征在于，其还包括仪表以及将制动***控制单元与仪表通信的CAN-BUS总线。
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