CN107850148B - 使用磁流变流体离合器设备的手动致动式制动*** - Google Patents

使用磁流变流体离合器设备的手动致动式制动*** Download PDF

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Abstract

一种制动控制设备包括至少一个扭矩源。至少一个磁流变(MR)流体离合器设备具有联接到至少一个扭矩源的输入装置，以接收来自扭矩源的扭矩，MR流体离合器设备可控制以经由其输出装置传输可变量的扭矩。调制接口将至少一个MR流体离合器设备的输出装置联接到制动***的制动动力传输装置。至少一个传感器提供指示负载的制动状态的信息。处理单元接收指示负载的制动状态的信息，并用于输出信号以控制至少一个MR流体离合器设备在制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动负载。还提供一种用于辅助车辆的手动致动式制动的方法。

Description

使用磁流变流体离合器设备的手动致动式制动***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月29日提交的美国临时专利申请序列号62/198,315的优先权，该专利申请的内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请一般涉及控制移动负载的速度和力的手动致动***，并且更具体地涉及使用磁流变(MR)流体离合器设备的手动致动式制动***。
背景技术
在受控联动装置、线缆或液压制动***中，力或压力源是众所周知的并且可通过使用例如人为激活杆、活塞、气动或液压泵而被设计为轻质的。在一些现有技术的手动操作的***中，其中使用标准的致动器(如液压致动器或阀)来调制输出力，***的性能可能受到致动器或阀的带宽的限制。许多示例中的一个是摩托车ABS***，其中人提供主要制动力并且其中液压***仅用于根据车轮速度与车体速度的对比来调节施加在制动摩擦点处的力。在这个示例中，由于液压致动器不具有足够的机械带宽响应以快速适应变化的条件或对制动力进行足够精细的调整，所以车轮通常显示出大的速度变化甚至完全阻挡。在手动操作的装备的另一个示例中，标准致动器的低带宽转化为可能影响触感的差的动力学，特别是当使用刚性接口或致动器时。
发明内容
本公开的目的是提供采用MR流体调制的新型手动致动***。
本公开的另一个目的是手动致动***采用MR流体调制以用于制动移动的负载。
本公开的又一个目的是手动致动***采用MR流体调制以用于控制移动的负载的牵引力。
因此，根据本公开的第一实施例，提供制动控制设备，该制动控制设备包括：至少一个扭矩源；至少一个磁流变(MR)流体离合器设备，该至少一个磁流变流体离合器设备具有联接到至少一个扭矩源的输入装置，以接收来自扭矩源的扭矩，MR流体离合器设备可控制以经由其输出装置传输可变量的扭矩；调制接口(modulation interface，调制接合部)，该调制接口将至少一个MR流体离合器设备的输出装置联接到制动***的制动动力传输装置；至少一个传感器，该至少一个传感器用于提供指示负载的制动状态的信息；以及处理单元，该处理单元用于接收指示负载的制动状态的信息，并用于输出信号以控制至少一个MR流体离合器设备在制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动负载。
进一步根据第一实施例，制动动力传输装置是液压管道网络，并且其中调制接口具有至少一个缸体，该至少一个缸体具有联接到至少一个MR流体离合器设备的输出装置的活塞。
更进一步根据第一实施例，输出装置具有与连接到活塞的齿条啮合的齿轮，以将输出装置的转动转换成活塞的平移。
更进一步根据第一实施例，齿条在调制接口中安装到托架。
更进一步根据第一实施例，排放阀与缸体相关联，该排放阀被偏置到：旁路位置，在该旁路位置中排放阀限定用于制动动力传输装置中的流体流动通过并传输制动动力的流体通路；以及缩回位置，在该缩回位置中排放阀阻挡用于制动动力传输装置中的流体经由缸体中的活塞传输制动动力的所述流体通路。
更进一步根据第一实施例，提供多个缸体，其中每个所述缸体连接到MR流体离合器设备中的相应的一个，每个所述缸体被配置为联接到相应的制动装置的相应的输出液压管道。
更进一步根据第一实施例，多个缸体连接到单个共用输入液压管道，以用于接收共用输入制动力。
更进一步根据第一实施例，多个缸体各自连接到相应的输入液压管道，以用于接收相应的输入制动力。
更进一步根据第一实施例，制动动力传输装置是线缆传输装置。
更进一步根据第一实施例，输出装置具有与齿条啮合的齿轮，该齿条连接到线缆传输装置的线缆的端部。
更进一步根据第一实施例，输出装置具有绞盘，线缆传输装置的线缆缠绕在该绞盘上。
更进一步根据第一实施例，输出装置具有连接到线缆传输装置的线缆端部的滑轮。
更进一步根据第一实施例，包括各自与相应的制动装置相关联的多个MR流体离合器设备，并且另外包括单个扭矩源，多个MR流体离合器设备中的每个的输入装置共同地连接到单个扭矩源。
更进一步根据第一实施例，至少一个MR流体离合器设备通过调制接口联接到制动动力传输装置，使得至少一个MR流体离合器设备传输扭矩，以减小传输到制动***的制动装置的制动动力。
更进一步根据第一实施例，处理单元将至少一个MR流体离合器设备保持在滑动模式，以用于使制动动力传输装置在没有至少一个MR流体离合器设备的辅助的情况下施加制动动力。
更进一步根据第一实施例，处理单元从指示制动状态的信息中检测超过预定阈值的减速度，并且对至少一个MR流体离合器设备输出信号以减小传输到制动***的制动装置的制动动力。
更进一步根据第一实施例，处理单元从指示制动状态的信息中检测车轮的潜在抱死(locking)，并且对至少一个MR流体离合器设备输出信号，以减小传输到制动***的制动装置的制动动力，从而防止车轮抱死。
更进一步根据第一实施例，至少一个MR流体离合器设备通过调制接口联接到制动动力传输装置，使得至少一个MR流体离合器设备传输扭矩，以增加传输到制动***的制动装置的制动动力。
更进一步根据第一实施例，处理单元从指示制动状态的信息中检测超过预定阈值的加速度，并且对至少一个MR流体离合器设备输出信号，以对制动***的制动装置增加制动动力。
更进一步根据第一实施例，处理单元从指示制动状态的信息中检测车轮的过度旋转(spin，打滑，空转)，并且对至少一个MR流体离合器设备输出信号以对制动***的制动装置增加制动动力。
更进一步根据第一实施例，制动***包括：至少一个制动装置，该至少一个制动装置被配置为制动车辆的车轮；至少一个制动输入接口，该至少一个制动输入接口适于手动致动；制动动力传输装置，该制动动力传输装置将制动动力从至少一个制动输入接口传输到至少一个制动装置；如上所述的制动控制设备。
更进一步根据第一实施例，至少一个制动输入接口是手制动杆。
更进一步根据第一实施例，至少一个制动装置是卡钳。
更进一步根据第一实施例，制动装置被配置为制动盘，并且进一步其中，至少一个传感器监控该盘的转动。
根据本公开的第二实施例，提供用于辅助车辆的手动致动式制动的方法，该方法包括：在对制动***的制动动力传输装置进行手动致动式制动作用期间，监控车辆的制动状态；从制动状态检测需要期望的力；控制至少一个MR流体离合器设备，以将扭矩传输到制动***的制动动力传输装置，从而辅助车辆的手动致动式制动。
进一步根据第二实施例，监控制动状态包括监控与车辆的车轮相关的速度。
更进一步根据第二实施例，从制动状态检测需要期望的力包括检测超过预定阈值的减速度。
更进一步根据第二实施例，从制动状态检测需要期望的力包括检测车轮的潜在抱死。
更进一步根据第二实施例，控制至少一个MR流体离合器设备以将扭矩传输到制动***的制动动力传输装置包括：控制至少一个MR流体离合器设备，以减小传输到制动***的至少一个制动装置的制动动力。
更进一步根据第二实施例，控制至少一个MR流体离合器设备以将扭矩传输到制动***的制动动力传输装置包括：控制至少一个MR流体离合器设备，以防止车辆的至少一个车轮的抱死。
更进一步根据第二实施例，从制动状态检测需要期望的力包括检测超过预定阈值的加速度。
更进一步根据第二实施例，从制动状态检测需要期望的力包括检测车轮的过度旋转。
更进一步根据第二实施例，控制至少一个MR流体离合器设备以将扭矩传输到制动***的制动动力传输装置包括：控制至少一个MR流体离合器设备，以防止车辆的至少一个车轮的旋转。
附图说明
图1A是根据本公开的以单个调制度对手动致动进行MR流体力调制的概念的示意图；
图1B是根据本公开的以两个调制度对手动致动进行MR流体力调制的概念的示意图；
图2是根据本公开的具有单杆的使用MR流体调制的制动***的示意图；
图3是根据本公开的具有双杆的使用MR流体调制的制动***的示意图；
图4是具有图2和图3的制动***的MR流体离合器设备的制动控制器单元的立体组装图；
图5A是图4的制动控制器单元的MR流体离合器设备中的一个的正视图；
图5B是图4的制动控制器单元的MR流体离合器设备中的一个的剖视图。
图6是图4的制动控制器单元的调制接口的剖视图；
图7是经由绞盘使用MR流体调制的手动致动***的示意图；以及
图8是使用MR流体调制的用于多输入/输出的手动致动***的立体图。
具体实施方式
参考图1A，示出本公开的一般实施例。在用户施加力FI以产生输出力FO的情况下，可使用磁流变(MR)流体离合器设备通过从动力源传输力FMR来向用户施加的力FI提供一些调制，以便相对于输入力增加或减小输出力FO，即单个辅助程度。与标准致动***相反，在采用MR流体调制的手动致动***中，主要力FI由人体肌肉提供，而基于MR流体的致动器用于调制主要力。在这样的情况下，力传输可受益于MR流体离合的特性，诸如减小或增加从输入装置到输出装置的力或压力的高能力、用于高动态响应的低输出惯性、用于高动态响应的高带宽。MR致动器技术在高于人体肌肉并具有更好的力重比(force-to-weight ratio)的带宽下运行，因此期望将MR致动器技术与手动致动的线缆、液压、气动传输组合。一般实施例可用于各种应用中，诸如制动***。
参考图1B，示出本公开的实施例，其例如在相反的方向上使用产生力FMR的一对MR流体离合器设备，将来自电动机M的致动传输到用户施加的力FI，并且输出力FO。可使用转动式至转动式变换器或转动式至线性变换器来将MR流体离合器设备界面接合到用户施加的力FI并且输出力FO。
参考附图，并且更具体地参考图2和图3，示出使用来自根据本公开的制动控制器设备12的制动调制的制动***10，该制动***10由一个或多个MR流体离合器设备操作。由制动控制器装置12启用的制动调制还可采取各种形式，诸如防抱死制动(anti-lockbraking)(ABS)和/或动力制动以及其他可能的形式等。为了示例性的目的，制动***10将在下文中被描述为用作液压自行车制动***的一部分，但是制动控制器设备12可以是用于其它车辆(诸如汽车、机车(包括摩托车、小型摩托车、三轮车辆或摩托车、ATV等)、婴儿车等)的制动***的一部分，这里仅举几例可能的制动应用。此外，虽然制动***10被示出为液压的，但是其它性质的***也可受益于制动控制器设备12的作用，诸如机械(例如，线缆)、机电、电子、气动以及它们的组合。
制动***10可具有如图2所示的单杆配置，或具有如图3所示的双杆配置，如当前标准的用于以前后制动能力为特征的自行车，其中杆被示出为13。杆13是手动致动的类型。然而，根据应用可考虑将制动***10与其它制动输入接口(诸如制动踏板)一起使用。也可考虑具有如各种汽车中所见的压力泵辅助***，压力泵对可被MR流体离合器设备调制的输入力有影响。在所示的实施例中，卡钳14位于制动***10的输出装置，并将制动力施加在安装到车轮的盘15上。同样，考虑制动***10的其它配置，例如使用轮辋卡钳，诸如悬臂、V形制动器、单或双枢轴悬臂、滚筒等，这里仅举几例可使用的制动装置。
同时由16表示的液压管道被用于激活卡钳14，将杆13关联到制动控制器设备12的液压管道被示出为16A，并且将制动控制器设备12关联到卡钳14的液压管道被示出为16B。在标准的方式中，用户手动地在一个或多个杆13上施加压力，并且该压力导致卡钳14在盘15上施加由管道16中的油传输的制动力。由于制动***10的所示性质，存在管道16。其它传输工具包括壳体中的引线或线缆、电线缆、气动管道等。如果制动***是线缆致动的，则制动控制器设备12将是严格机械的，不存在液压油。
参考图4，更详细地示出制动控制器设备12。制动控制器设备12具有电动机20、一对MR流体离合器设备30、调制接口40、传感器50(参见图2)以及处理器单元60：
·电动机20向制动控制器设备12供应机械动力；
·MR流体离合器设备30控制调制力以执行期望的制动调制；
·调制接口40将MR流体离合器设备30界面接合到传输工具，即所示实施例中的液压回路；
·传感器50确定指示车辆的制动或加速状态的信息，诸如盘15或支撑盘15的车轮的速度、在车轮上产生的制动或加速扭矩。在某些情况下，传感器在环境条件下(即，倾斜度、温度、湿度，这里仅举几例)监控车辆是有益的，并且可采用各种形式，诸如编码器、加速计和/或倾斜仪；以及
·处理单元60基于期望的制动或加速操作方案致动上面所列出的各个部件。
电动机20可以是任何适当类型的电动机。在实施例中，使用电动低压直流(DC)电动机。DC电动机20可由处理单元60通过连接到车辆的电***，或通过具有其自身的电池来供电。在电动机20的输出轴上设置有蜗杆或螺旋杆21。
参考图5A和图5B，更详细地示出MR流体离合器设备30中的一个。MR流体离合器设备30具有带有盘32A的驱动构件32，从该盘在轴向方向上突出一个或多个滚筒33，该组件也被称为输入转子。MR流体离合器设备30还具有带有盘35A的从动构件34，从该盘突出与滚筒33交错的滚筒35B以限定填充有MR流体36的一个或多个环形室。从动构件34和滚筒35B的组件也被称为输出转子，并且还可具有输出齿轮34A。环形室由整体连接到驱动构件32的外壳37界定，并且因此外壳37的与滚筒35B相对的一些表面被称为剪切表面，因为它们将在扭矩传输期间与滚筒35B协作，如下面所述。如图4所示，蜗轮37A形成在外壳37的外表面上并且可操作地啮合到电动机20的蜗杆21以接收来自电动机20的转动输入。
在图5A和图5B的示例中，驱动构件32因此与动力输入装置(即，电动机20)机械连通，并且从动构件34可以与调制接口40中的动力输出装置(即，力输出装置、扭矩输出装置)机械连通，如下文所述。MR流体36是一种类型的智能流体，该智能流体由布置在载体流体(通常为一种类型的油)中的可磁化颗粒组成。当受到磁场作用时，该流体可增加其表观粘度，潜在地增加到成为粘塑性固体的程度。表观粘度由包括在相对的剪切表面(即，驱动侧上的外壳37的剪切表面和一个或多个滚筒33的剪切表面，以及环形室中的一个或多个滚筒35B的剪切表面)之间的MR流体的操作剪切应力和操作剪切速率之间的比来限定。磁场强度主要影响MR流体的屈服剪切应力。经由处理单元60的控制，通过改变由集成在固定部分38A中的电磁体38产生的磁场强度(即，输入电流)，可控制处于活动(“接通”)状态的流体的屈服剪切应力。因此，MR流体的传输力的能力可以通过电磁铁38进行控制，从而充当构件32和34之间的离合器。电磁体38被配置为改变磁场的强度，使得构件32和34之间的摩擦足够低以允许驱动构件32与从动构件34自由地旋转，并且反之亦然，即处于受控滑动。在所示实施例中，电磁体38以一定的流体间隙与可转动部分分离，电磁体38安装在固定部分38A上。在另一种配置中，电磁体可通过滑动环或无线电力通信安装到外壳37。对于MR流体离合器设备30，各种配置是可能的。例如，作为可能的配置，MR流体离合器设备10可具有交错的盘而不是交错的滚筒。
由于受蜗杆21和蜗轮37A的齿轮减速控制，驱动构件32通过电动机20以期望的速度驱动，并且输出转子连接到待控制的机械装置。必要时，考虑其它机械布置(直接驱动、皮带和滑轮等)，以降低电动机20的输出速度。由MR流体离合器设备30传输的扭矩与穿过MR流体的磁场的强度相关。磁场强度由电磁铁38的线圈调制。
轴承39A和39B可将驱动构件32界面接合到从动构件34，并且将MR流体离合器设备30界面接合到调制接口40的外部主体，以实现上述的转动。可使用任何适当的密封布置，诸如密封件39C。
现在参考图6，更详细地示出调制接口40。调制接口40在下文中被描述为具有一些液压部件。然而，应当理解，根据制动***10的性质，也可以使用机械的、电的、机电的和/或气动的。调制接口40具有外壳41，在该外壳中MR流体离合器设备30的输出齿轮34A突出。输出齿轮34A与相应的托架42啮合，该托架被配置为通过输出齿轮34A(即，小齿轮)和齿条43的协作作用在外壳41内平移。在ABS型辅助中，输出齿轮34A被设计为在方向Θ上被驱动。在牵引力控制型辅助中，齿轮34A将在相反的方向上被驱动。
控制活塞44整体地连接到托架42，使得托架42的平移导致控制活塞44的同时平移。控制活塞44分别被接收在筒体45中，控制活塞与筒体一起形成缸体。管道16B连接到这些缸体的端部45B，使得这些缸体是液压回路的一部分。当控制活塞44作用于液压回路的油时，通过控制活塞44，制动控制器设备12可改变输出压力并因此调制制动作用。
筒体45连同筒体46一起可被加工成整体块或半整体块。筒体46的端部连接到一个或多个管道16A，并因此暴露于经由一个或多个杆13(参见图2和图3)手动施加的致动压力。在图6中，示出与图2的配置对应的单杆配置，由此共享入口46A连接到管道16A并将油引导到两个筒体46中。换句话说，共用输入液压管道16A是共享的，以用于单个致动(共用输入制动力)而驱动多个制动输出。然而，对于图3所示的双杆制动配置，管道16A可各自连接到相应的筒体46。
筒体46各自包围弹簧加载的排放阀47，该阀是可构想的多种阀类型中的一种类型的阀。弹簧加载的排放阀47可以可选地存在，以允许可能存在于液压管道中的空气的***。排放阀47可专用于液压性质的制动***。排放阀47各自具有带有内管道47B的活塞47A。排放阀47可以在图6的上排放阀47中示出的正常旁路位置(作为弹簧的偏置作用的结果)和图6中的下排放阀47中示出的缩回位置(当通过一个或多个杆13(参见图2和图3)施加压力时)之间移位。
在正常旁路位置中，内管道47B与在成对的筒体45和46之间延伸的管道48对准。这确保管道16填充有油，其中油穿过管道48。当用户经由杆13(参见图2和图3)施加手动力时，一个或多个管道16A中的油压将最终迫使活塞47A从正常旁路位置移动到缩回位置，从而通过使内管道47B相对于管道48偏移来闭合回路的旁路部分。这通过活塞47A(参见图6)的右手侧与筒体46之间的空隙来实现，在该空隙中油压形成以将活塞47A朝向左侧移位。此时，当活塞47A处于缩回位置时，控制活塞44移位以改变施加在卡钳14(参见图2和图3)上的制动力，直至制动器被释放。这通过油经由通路49移动到活塞44(参见图6)的右手侧与筒体45之间的空隙中来实现，在该空隙中油压形成以使活塞44朝向左侧移位。此外，排放阀47的使用是可选的，因为管道16A可替代地直接在活塞44上施加压力。
现在已描述了制动***10的各部件，针对两轮车辆，诸如具有前后制动器的自行车(如图2和图3所示，作为非限制性示例)，阐述了在ABS模式下的制动***10的操作。
首先假定制动***10被正确地填充油，使得在杆13上施加力将导致由卡钳14施加在盘15上的制动作用(如果制动调制设备12起作用的话)。当用户决定制动时，在杆13上施加力。将经由管道16A使油压通过排放阀47(在正常的旁路位置)和管道48且通过筒体45而传输到管道16B。结果，卡钳14将开始压靠在盘15上。当由卡钳14施加制动力FO来制动车轮时，压力增大将导致排放阀47移动到缩回位置。压力增大也将导致活塞44朝向图6中的左手侧移动，使得力FO由活塞44控制。此时，制动调制设备12可通过施加力FMR来起作用。在ABS模式的情况下，制动调制设备12将通过使控制活塞44朝向图6中的右手侧移动来激活MR流体离合器设备10以减小FO，并且之后释放MR流体离合器设备30以重新建立FO，从而产生对ABS制动来说常见的往复动作。FO重新建立以便使得力FI和FO的平衡。
处理单元60可通过使用传感器50(参见图2和图3)简单地计算盘15(整体地连接到车轮)的转动速度来监视该操作。例如，前轮和后轮之间的给定速度差可指示车轮抱死的情况，使ABS补偿成为必要。针对每个MR流体离合器设备30，处理单元60可改变其输入电流，以定制每个车轮上的ABS效果。作为另一个示例，超过给定阈值的加速度可以是缺乏牵引力和/或车轮过度旋转的指示。再次，针对每个MR流体离合器设备30，处理单元60可改变其输入电流，以定制每个车轮上的ABS效果。
所提出的制动***10可实现以下这些特征的任何组合：其精确地调制制动衬块上的压力以防止车轮抱死和/或车轮旋转；其提供优于传统液压阀***的增强的性能；其使得能够使用具有多点控制压力的单个制动主缸以及作用在如图2所示的2个主缸上的自行车上的单个制动杆。在实施例中，ABS模式可以在一个(需要单个MR流体离合器设备)或两个制动器上。在又一个实施例中，力从前到后动态地平衡，以实现更安全和更优化的制动。在一些情况下，需要向前制动器施加更多的压力，而在其它情况下，应该向后制动器施加更多的压力，并且制动调制设备12能够实现这种情况。在车轮处的转动传感器50的帮助下，***可自动执行该平衡。也可使用其它类型的传感器。
图7和图8示出两种构想的机械布置，以将MR致动器的转动力转换为可调制手动操作的制动***的输入或输出的线性力。这些机械布置作为非穷举性的示例提供，因为也可考虑其它配置。在这些机械布置中的任一种中，输出FO和/或输入FI可连接到联动装置、线缆或液压***。
参考图7，示出可用于线缆制动***中以调制制动力的手动致动***的转动式至线性转换器70的实施例。***70具有连接到绞盘71的MR流体离合器设备30，以便经由以常规方式缠绕在绞盘71上的线缆72选择性地将力从动力源(例如，电动机)传输给用户。绞盘71也可用共用的滑轮替换，并且线缆72可用2根线缆替换，该两根线缆都连接到共用滑轮71。用户施加的力FI(例如，来自制动杆的拉动作用)产生输出力FO以使负载移位。在这种情况下，线缆72和绞盘71之间的摩擦使得绞盘71随着线缆72轴向移动而转动。磁流变流体离合器设备30可选择性地传输转动力FMR以经由绞盘71辅助移位负载。例如，当手动致动***70用作车辆制动***的一部分时，除了其它可能的待测量的参数之外，可监控车辆车轮的速度，作为对用户施加的力FI的响应。如果检测到超过给定水平或预定阈值的减速度，则这可被解释为制动力比需要的高。因此，磁流变流体离合器设备30可在受控滑动下被致动，以足够的大小提供其力FMR，以减小有效制动力，并因此优化制动。从磁流变流体离合器设备30输入的力使得在线缆端部1处保持一定的张力(力FO)，以使绞盘71保持操作而在线缆端部1上施加拉力。上述示例是MR流体调制可集成在制动***中或用于移位负载的其它示例中的一个示例。此外，作为绞盘71的替代，也可使用滑轮、齿条和小齿轮、链条和链轮、液压装置、气动装置等。另选地，如果检测到超过给定水平或预定阈值的加速度，则这可被解释为车轮旋转(spin，打滑，空转)/牵引力损失。因此，磁流变流体离合器设备30可在受控滑动下被致动，以足够的大小提供其力FMR(与所示的定向相反)，以降低车轮速度。
参考图8，用于多输入/输出的手动致动***总体上示出为80。手动致动***80使用一个动力源(电动机81)，其中多个MR流体离合器设备30安装到从电动机81接收致动的输出轴82。MR流体离合器设备30中的每个被示出为具有啮合到齿条84的小齿轮83，其中每个齿条84是手动致动***的一部分，例如，如图1A所述。图8示出使用单个动力输出对多个手动操作***的共享调制，并且可使用其它机构以用于调制MR流体离合器设备30，无论该机构是绞盘、滑轮、齿条和小齿轮、链条和链轮、液压装置、气动装置等。这种配置将特别适合针对手动致动***(如多轮制动***)寻求多个调制度的装置。
以上涉及以MR流体离合器设备30为特征的不同的实施例，其中主要特征是减小转动力。然而，可构想使用MR流体离合器设备30来执行需要增加转动力的调制，以使负载停止移动。因此，制动控制器设备12可通过执行用于辅助车辆的手动致动制动的方法来利用处理器单元60控制制动。该方法可以是非瞬态机器可执行指令的形式，并且可包括：在对制动***的制动动力传输装置的手动致动式制动作用期间监控车辆的制动状态；从制动状态检测需要期望的力；控制一个或多个MR流体离合器设备30以将扭矩传输到制动***10的制动动力传输装置，以辅助车辆的手动致动式制动。监控制动状态可包括监控与车辆的车轮相关的速度。从制动状态检测需要期望的力可包括检测超过预定阈值的减速度/加速度。从制动状态检测需要期望的力可包括检测车轮的潜在抱死，或牵引力损失和/或过度旋转。控制一个或多个MR流体离合器设备30以将扭矩传输到制动***10的制动动力传输装置可包括控制一个或多个MR流体离合器设备以减小传输到制动***10的一个或多个制动装置15的制动动力，或向一个或多个制动装置15增加制动动力。控制一个或多个MR流体离合器设备30以将扭矩传输到制动***10的制动动力传输装置可包括控制一个或多个MR流体离合器设备30以防止车辆的车轮抱死，或增加牵引力和/或减小旋转。
虽然制动***10已被描述为从制动控制设备12接收辅助以例如以防抱死的方式减小制动动力，但是制动控制设备12也可用于增加制动动力。例如，制动控制设备12可检测到用户通过增加FI压力进一步减速的意图，但是不与车轮15成比例的减速。作为示例，盘15潮湿时可能发生这种情况。在这种情况下，制动控制设备12可通过MR流体离合器设备30的作用来增加制动动力。动力制动是制动控制设备12的另一个构想的应用。

Claims (49)

1.一种制动控制设备，包括：
至少一个扭矩源；
至少一个磁流变流体离合器设备，具有联接到所述至少一个扭矩源的输入装置，以接收来自所述扭矩源的扭矩，所述至少一个磁流变流体离合器设备是能控制的，以经由所述磁流变流体离合器设备的输出装置传输可变量的扭矩；
调制接口，将所述至少一个磁流变流体离合器设备的所述输出装置联接到制动***的制动动力传输装置；
至少一个传感器，用于提供指示负载的制动状态的信息；以及
处理单元，用于接收指示所述负载的所述制动状态的所述信息，并用于输出一信号以控制所述至少一个磁流变流体离合器设备在所述制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动所述负载，
其中，所述制动动力传输装置是液压管道网络，并且其中所述调制接口具有多个缸体，每个所述缸体具有联接到相应地一个所述磁流变流体离合器设备的所述输出装置的活塞，每个所述缸体被配置为联接到相应的制动装置的相应的输出液压管道。
2.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有与连接到所述活塞的齿条啮合的齿轮，以将所述输出装置的转动转换成所述活塞的平移。
3.根据权利要求2所述的制动控制设备，其中，所述齿条在所述调制接口中安装到托架。
4.根据权利要求1所述的制动控制设备，进一步包括与所述缸体相关联的排放阀，所述排放阀被偏置到：旁路位置，在所述旁路位置中所述排放阀限定用于所述制动动力传输装置中的流体流动通过并且传输制动动力的流体通路；以及缩回位置，在所述缩回位置中所述排放阀阻挡用于所述制动动力传输装置中的流体经由所述缸体中的所述活塞传输制动动力的所述流体通路。
5.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，多个所述缸体连接到单个共用输入液压管道，以用于接收共用输入制动力。
6.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，多个所述缸体各自连接到相应的输入液压管道，以用于接收相应的输入制动力。
7.根据权利要求1所述的制动控制设备，所述至少一个磁流变流体离合器设备包括多个磁流变流体离合器设备，所述多个磁流变流体离合器设备各自与相应的制动装置相关联，并且所述制动控制设备还包括单个所述扭矩源，所述多个磁流变流体离合器设备中的每个的所述输入装置共同地连接到单个所述扭矩源。
8.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
9.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述处理单元将所述至少一个磁流变流体离合器设备保持在滑动模式，以用于使所述制动动力传输装置在没有所述至少一个磁流变流体离合器设备的辅助的情况下施加制动动力。
10.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的减速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
11.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的潜在抱死，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力，从而防止车轮抱死。
12.根据权利要求1所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以增加传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
13.根据权利要求12所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的加速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
14.根据权利要求13所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的过度旋转，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
15.一种制动控制设备，包括：
至少一个扭矩源；
至少一个磁流变流体离合器设备，具有联接到所述至少一个扭矩源的输入装置，以接收来自所述扭矩源的扭矩，所述至少一个磁流变流体离合器设备是能控制的，以经由所述磁流变流体离合器设备的输出装置传输可变量的扭矩；
调制接口，将所述至少一个磁流变流体离合器设备的所述输出装置联接到制动***的制动动力传输装置，其中，所述制动动力传输装置是线缆传输装置；
至少一个传感器，用于提供指示负载的制动状态的信息；以及
处理单元，用于接收指示所述负载的所述制动状态的所述信息，并用于输出一信号以控制所述至少一个磁流变流体离合器设备在所述制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动所述负载。
16.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有与齿条啮合的齿轮，所述齿条连接到所述线缆传输装置的线缆的端部。
17.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有绞盘，所述线缆传输装置的线缆缠绕在所述绞盘上。
18.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有连接到所述线缆传输装置的线缆的端部的滑轮。
19.根据权利要求15所述的制动控制设备，包括多个磁流变流体离合器设备，每个所述磁流变流体离合器设备各自与相应的制动装置相关联，并且所述制动控制设备还包括单个所述扭矩源，所述多个磁流变流体离合器设备中的每个的所述输入装置共同地连接到单个所述扭矩源。
20.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
21.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述处理单元将所述至少一个磁流变流体离合器设备保持在滑动模式，以用于使所述制动动力传输装置在没有所述至少一个磁流变流体离合器设备的辅助的情况下施加制动动力。
22.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的减速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
23.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的潜在抱死，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力，从而防止车轮抱死。
24.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以增加传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
25.根据权利要求15所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的加速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
26.根据权利要求25所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的过度旋转，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
27.一种制动控制设备，包括：
单个扭矩源；
多个磁流变流体离合器设备，每个所述磁流变流体离合器设备具有联接到单个所述扭矩源的输入装置，以接收来自所述扭矩源的扭矩，所述磁流变流体离合器设备是能控制的，以经由所述磁流变流体离合器设备的输出装置传输可变量的扭矩；
调制接口，将所述磁流变流体离合器设备的所述输出装置联接到制动***的制动动力传输装置；
至少一个传感器，用于提供指示负载的制动状态的信息；以及
处理单元，用于接收指示所述负载的所述制动状态的所述信息，并用于输出一信号以控制所述磁流变流体离合器设备在所述制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动所述负载。
28.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述制动动力传输装置是液压管道网络，并且其中所述调制接口具有至少一个缸体，所述缸体具有联接到所述至少一个磁流变流体离合器设备的所述输出装置的活塞。
29.根据权利要求28所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有与连接到所述活塞的齿条啮合的齿轮，以将所述输出装置的转动转换成所述活塞的平移。
30.根据权利要求29所述的制动控制设备，其中，所述齿条在所述调制接口中安装到托架。
31.根据权利要求28所述的制动控制设备，进一步包括与所述缸体相关联的排放阀，所述排放阀被偏置到：旁路位置，在所述旁路位置中所述排放阀限定用于所述制动动力传输装置中的流体流动通过并且传输制动动力的流体通路；以及缩回位置，在所述缩回位置中所述排放阀阻挡用于所述制动动力传输装置中的流体经由所述缸体中的所述活塞传输制动动力的所述流体通路。
32.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
33.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述处理单元将所述至少一个磁流变流体离合器设备保持在滑动模式，以用于使所述制动动力传输装置在没有所述至少一个磁流变流体离合器设备的辅助的情况下施加制动动力。
34.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的减速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
35.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的潜在抱死，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力，从而防止车轮抱死。
36.根据权利要求27所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以增加传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
37.根据权利要求36所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的加速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
38.根据权利要求37所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的过度旋转，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
39.一种制动控制设备，包括：
至少一个扭矩源；
至少一个磁流变流体离合器设备，具有联接到所述至少一个扭矩源的输入装置，以接收来自所述扭矩源的扭矩，所述至少一个磁流变流体离合器设备是能控制的，以经由所述磁流变流体离合器设备的输出装置传输可变量的扭矩；
调制接口，将所述至少一个磁流变流体离合器设备的所述输出装置联接到制动***的制动动力传输装置；
至少一个传感器，用于提供指示负载的制动状态的信息；以及
处理单元，用于接收指示所述负载的所述制动状态的所述信息，并用于输出一信号以控制所述至少一个磁流变流体离合器设备在所述制动动力传输装置上施加期望的力，从而有助于制动所述负载，所述处理单元将所述至少一个磁流变流体离合器设备保持在滑动模式，以用于使所述制动动力传输装置在没有所述至少一个磁流变流体离合器设备的辅助的情况下施加制动动力。
40.根据权利要求39所述的制动控制设备，其中，所述制动动力传输装置是液压管道网络，并且其中所述调制接口具有至少一个缸体，所述缸体具有联接到所述至少一个磁流变流体离合器设备的所述输出装置的活塞。
41.根据权利要求40所述的制动控制设备，其中，所述输出装置具有与连接到所述活塞的齿条啮合的齿轮，以将所述输出装置的转动转换成所述活塞的平移。
42.根据权利要求41所述的制动控制设备，其中，所述齿条在所述调制接口中安装到托架。
43.根据权利要求40所述的制动控制设备，进一步包括与所述缸体相关联的排放阀，所述排放阀被偏置到：旁路位置，在所述旁路位置中所述排放阀限定用于所述制动动力传输装置中的流体流动通过并且传输制动动力的流体通路；以及缩回位置，在所述缩回位置中所述排放阀阻挡用于所述制动动力传输装置中的流体经由所述缸体中的所述活塞传输制动动力的所述流体通路。
44.根据权利要求39所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
45.根据权利要求39所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的减速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
46.根据权利要求39所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的潜在抱死，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以减小传输到所述制动***的制动装置的制动动力，从而防止车轮抱死。
47.根据权利要求39所述的制动控制设备，其中，所述至少一个磁流变流体离合器设备通过所述调制接口联接到所述制动动力传输装置，使得所述至少一个磁流变流体离合器设备传输扭矩，以增加传输到所述制动***的制动装置的制动动力。
48.根据权利要求47所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测超过预定阈值的加速度，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
49.根据权利要求48所述的制动控制设备，其中，所述处理单元从指示所述制动状态的所述信息中检测车轮的过度旋转，并且针对所述至少一个磁流变流体离合器设备输出所述信号，以对所述制动***的制动装置增加所述制动动力。
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