採用形狀記憶合金的閥及帶有這種閥的防抱死制動系統的製作方法
2023-07-20 06:03:21 1
專利名稱：採用形狀記憶合金的閥及帶有這種閥的防抱死制動系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採用形狀記憶合金的閥和帶有這種閥的防抱死制動系統，特別是涉及一種採用電子控制的形狀記憶合金的閥以及帶有這種閥的防抱死制動系統。
形狀記憶合金是指當低於臨界溫度時能保持由外力引起的變形形狀的合金，而該合金的形狀記憶效應在被加熱至臨界溫度以上後通過一形狀恢復力而得以激發，以恢復到所記憶的原始形狀。諸如鈦鎳合金和鋁合金之類的形狀記憶合金被製造成高溫時具有一預定的形狀。這種形狀記憶合金用於各種類型的閥，並且與閥機械地或電性地配合，以將閥的元件向一預定方向移動，以而打開/關閉閥的閥口。
有幾種給形狀記憶合金加熱的方法其一是使流體繞形狀記憶合金流動，改變流體的溫度；另一方法是使電流在形狀記憶合金內流過，通過形狀記憶合金的電阻產生熱。
圖1示出了閥10的一實施例，它通過改變繞形狀記憶合金流過的流體的溫度而使形狀記憶合金加熱。
在圖1中，彈簧12為螺旋彈簧形狀，它是使用形狀記憶合金製造的。流體繞彈簧12流動。一旦流體的溫度上升到形狀記憶合金啟動其形狀記憶效應的臨界溫度時，通過形狀恢復力壓縮彈簧12，以打開閥10。另一方面，當流體的溫度下降時，通過一偏壓彈簧14而釋放彈簧12，以關閉閥10。
然而，採用上述形狀記憶合金彈簧12的傳統的閥10具有這樣的缺點即難以精確地控制閥10打開的程度，以及彈簧12相對於流體溫度的響應速度慢。另外，由於形狀記憶合金必須形成螺旋狀，因此還包含著苛求的製造工藝。
美國專利5,211,371(授權給Coffee)中公開了用於改進上述問題的一種閥。Coffee的閥中所採用的形狀記憶合金是由電路進行電子控制的金屬絲形。電路為一閉合的電路，包括若干電晶體和若干電容，從而通過對電容的充電/放電以及對電晶體的開關之操作，可周期性地激發形狀記憶合金。
但是，在Coffee的閥中，為保持一預定的壓力，閥必須連續處於開啟狀態。此外，為保持閥的開啟狀態，必須向形狀記憶合金連續通電。在這種情況下，由於連續供電，故不僅大大消耗了能量，而且難以通過供應電流來控制閥的開啟/關閉操作，反而容易失去形狀記憶特性。
美國專利5,092,901(授權與Hunter等)描述的形狀記憶合金絲具有很短的總的收縮與恢復時間，適於用作電磁致動器。然而，Hunter等卻並沒有專門公開採用這種形狀記憶合金絲的閥。
另外，眾所周知，防抱死制動系統(ABS)是指可以防止由制動器的操作而抱死的車輪沿路面滑動的制動系統，並且用於改善操縱性能。尤其是，在緊急制動、彎路上制動、雨天溼路面和冰面上制動等時，防抱死制動系統可提供有效的制動力和操縱性能。
在如上所述的傳統的防抱死系統中，各個車輪的壓力調節閥是由兩個孔板形閥構成，即一個壓力保持閥和一個排出閥。壓力保持閥和排出閥是由兩個電磁閥控制。在正常的制動操作中，操作流體經壓力調節閥流入一制動缸以實現制動操作。同時，如果有一個車輪突然被抱死，則防抱死制動系統的電子控制裝置(ECU)操作兩個電磁閥以控制制動缸內的壓力，並且以很高的速度反覆抱死和鬆開車輪，從而防止車輪滑動同時增強了操縱性能。
然而，用於防抱死制動系統的電磁閥結構複雜，需要進行高成本的設計與製造工作。採用形狀記憶合金的形狀恢復力的前述閥是利用流體溫度的變化，該形狀記憶合金相對於流體溫度具有較慢的響應速度，不能用於防抱死制動系統，因為防抱死制動系統需要快速操作。此外，上述Coffee的閥難以控制閥的開啟/關閉操作，故不適於防抱死制動系統。還有，儘管Hunter等的形狀記憶合金具有短的收縮和恢復時間，可用於防抱死制動系統中，但上述連續供電必然會造成嚴重的能量消耗和可能失去形狀記憶特性之危險。
據此，本發明的第一個目的是提供一種利用形狀記憶合金的閥，該形狀記憶合金可快速操作，在打開/關閉操作狀況時，可方便和精確地控制並且結構簡單，便於設計與製造。
本發明的第二個目的是提供一種防抱死制動系統，它帶有形狀記憶合金的閥，其中形狀記憶合金可快速和精確地操作並且結構簡單。
為達到本發明的第一個目的，提供一種閥，它包括用於產生第一控制電流和第二控制電流的電子控制裝置。這裡，該閥也具有殼體，其中殼體包括帶有第一入口和第一出口的第一孔，第一入口用於由流體供應源引入流體，而第一出口則用於在其上部排出流體；還具有一形成於閥下部的隔室。第一入口由第一閥的閥柱在該第一閥閥柱的第一位置關閉並且在其第二位置打開。第一裝置施加一偏壓力以使第一閥閥柱保持在該第一閥閥柱的第一位置，並且當由電子控制裝置輸送第一控制電流時，第一形狀記憶合金件使第一閥閥柱移向其第二位置，同時克服第一裝置的偏壓力。當通過第一形狀記憶合金件使第一閥閥柱移向其第二位置時，第二裝置使第一閥閥柱保持在該第二位置。此外，當由電子控制裝置供應第二控制電流時，第三裝置解除第一閥閥柱通過第二裝置保持的第二位置狀態，以通過第一裝置允許第一閥柱移向其第一位置。
按照本發明的另一實施例，閥還包括第二孔，它具有與第一孔相連的第二入口和用於在殼體上部由第二入口排放流體的第二出口。閥還具有一第二閥閥柱，用於在其第一位置關閉第二出口和在其第二位置打開第二出口。設置有第四裝置，用於施加一偏壓力，以使第二閥閥柱保持在其第一位置，並且第二形狀記憶合金件使第二閥閥柱移向其第二位置，同時克服第四裝置的偏壓力。這裡，當由電子控制裝置向第二形狀記憶合金件輸送第三控制電流時，通過第二形狀記憶合金件使第二閥閥柱移向其第二位置，並且通過第二裝置保持其第二位置。當由電子控制裝置向第三裝置輸送第二控制電流時，第二閥閥柱解除其由第三裝置而保持在第二位置的狀態。因此，通過第四裝置，第二閥閥柱移向其第一位置。
同時，為達到本發明的第二個目的，該防抱死制動系統包括主缸，用於向與車輛之車輪相連的車輪制動器產生液壓力；液壓調節裝置，它具有用於調節主缸之液壓力的液壓泵和用於驅動液壓泵的液壓馬達。此外，蓄能器與液壓泵相連以貯存制動油液，輪速傳感器與車輪相連，用來檢測車輪速度以產生輪速信號，並且車速傳感器檢測車速以產生車速信號。電子控制裝置接收車速信號與輪速信號，並且計算車速信號與輪速信號之差，以產生第一控制電流、第二控制電流和第三控制電流。除了這些元件之外，還包括由若干形狀記憶合金驅動的閥，以及執行加壓、減壓與維持壓力的操作。該閥包括具有第一孔的殼體，其中第一孔帶有用於從主缸引入制動油液的第一入口和用於向其上部的車輪制動器排放制動油液的第一出口；殼體上還具有第二孔，其中該第二孔帶有與第一孔相連的第二入口和用於將由第二入口收集到的制動油液排放到其上部的液壓泵的第二出口；殼體上還包括形成於其下部的隔室。第一入口由第一閥閥柱在其第一位置處關閉，在其第二位置打開。同樣，第二閥閥柱在其第一位置關閉第二出口，並且在其第二位置打開第二出口，第一裝置用於施加一偏壓力以使第一閥閥柱保持在其第一位置，並且使第二閥閥柱保持在其第一位置。當由電子控制裝置輸送第一控制電流時，第一形狀記憶合金件使第一閥閥柱移向第二位置，同時克服第一裝置的偏壓力，並且當由電子控制裝置輸送第二控制電流時，第二形狀記憶合金件使第二閥閥柱移向其第二位置同時克服第一裝置的偏壓力。此外，當由第一形狀記憶合金件使第一閥閥柱移向其第二位置時，第二裝置使第一閥閥柱保持在其第二位置，並且當從電子控制裝置接收第三控制電流來使第一和第二閥閥柱通過第一裝置而移到其各自的第一位置時，第三裝置解除第一和第二閥閥柱由第二裝置保持在第二位置的狀態。
按照本發明的閥，由第一形狀記憶合金件的收縮而下降的第一閥閥柱的下降狀態是通過第二裝置來保持的，從而閥保持在打開狀態。即，流體由第一入口流到第一出口。通過第二裝置來保持下降狀態的第一閥閥柱由第三和第一裝置抬起以關閉第一孔，由此阻斷流體流入第一出口。即，閥保持關閉狀態。
在利用本發明所述的形狀記憶合金的閥中，通過利用流入形狀記憶合金電流的焦耳(Joule)效應來控制閥的打開/關閉操作，從而可快速和精確地控制閥的打開/關閉操作。
在按照本發明的防抱死制動系統中，通過踩制動踏板由第一控制電流來致動第一形狀記憶合金件，以減速和/或制動車輛。因此，車輪制動器被加壓以降低車輪的速度。當產生第二控制電流時，第二形狀記憶合金件被致動以關閉第一入口，並且打開第二出口使車輪制動器減壓通過產生第三控制電流而保持車輪制動器的壓力，而由第三裝置抬起第一和第二閥閥柱以關閉第一入口和第二出口。由此，反覆進行車輪制動器的加壓、減壓和壓力保持，以降低車速。
根據本發明的防抱死制動系統結構簡單，製造容易，而且價格低。
通過結合附圖詳細描述其最佳實施例，本發明的上述目的及其它優點將更加清楚。其中圖1表示採用形狀記憶合金彈簧的一傳統閥的剖視簡圖2表示採用本發明一實施例的形狀記憶合金閥的剖視簡圖；圖3表示其中閥柱由圖2中的薄板鎖止之狀態的詳圖；圖4表示採用圖2之閥的防抱死制動系統的結構圖；圖5表示採用本發明第二實施例的形狀記憶合金的閥的剖視簡圖；圖6表示作用於圖4所示的防抱死制動系統的電子控制裝置的框圖；而圖7則表示用於圖6之電子控制裝置的形狀記憶合金驅動器的框圖。
下面將結合附圖描述本發明的優選實施例，其中相同的編號是指相同的元件。
圖2表示按照本發明第一實施例的三位置三通閥100結構的剖視圖。
如圖2所示，第一孔22具有與第一出口22b相連的第一入口22a，而第二孔24則具有與第一孔22相連的第二入口24a以及與第二入口24a相連的第二出口24b，孔22與24在殼體20的上部形成。在殼體的下部設置有一隔室部分28。
第一閥閥柱30可滑動地安裝在第一孔22的上下方向，而第二閥閥柱32則安裝在第二孔24內。如圖3所示，在第一和第二閥閥柱30及32的下端分別形成有夾持裝置60的棘爪30a、32a。第一和第二閥閥柱30與32分別打開和關閉第一和第二孔22與24。一分離杆34設置在第一與第二閥閥柱30與32之間的內部。
第一形狀記憶合金件40、第二形狀記憶合金件42和第三形狀記憶合金件44分別安裝在第一與和第二閥閥柱30與32、分離杆34與殼體20的底表面之間。最好是第一、第二和第三形狀記憶合金件40、42和44由一線性線材形成。第一形狀記憶合金件40的一端與第一閥閥柱30的下端相連；第二形狀記憶合金件42的一端與第二閥閥柱32的下端相連；而用作分離的形狀記憶合金件的第三形狀記憶合金件44的一端則與分離杆34的下端相連。第一、第二和第三形狀記憶合金件的另外一端固定於殼體20的底表面上並且與一電子控制裝置(ECU)70電連接。第一、第二和第三形狀記憶合金件40、42和44由電子控制裝置70的控制收縮以使第一、第二閥閥柱30、32以及分離杆34下壓。
殼體20的下隔室28內設置有一夾持裝置60，當由第一和第二形狀記憶合金件40與42使第一與第二閥閥柱30與32下壓時(即移到下端位置)，該夾持裝置60用於將第一與第二閥閥柱30與32夾持在下壓狀態(即下端位置)。在夾持裝置60上還設有一軸62、一薄板64和一薄板彈簧66。
圖3表示第一與第二閥閥柱由圖2所示的薄板64進行鎖止的狀態。
軸62橫向安裝在殼體20的隔室28內。薄板64繞軸62旋轉地安裝。薄板彈簧66的一端固定在殼體20的隔室28之內側壁上，而其另一端則固定在薄板64的下表面部分上。薄板彈簧66彈性地支承薄板64。當由元件即第一形狀記憶合金件40使第一閥閥柱30下壓以而第一閥閥柱30位於下端位置時，第一閥閥柱30的棘爪30a鎖定於圖3所示的薄板64的下端，以保持第一閥閥柱30的下壓狀態。
在第一與第二閥閥柱30與32之間以及在分離杆34與殼體20的底表面之間安裝有一偏壓裝置50。偏壓裝置50向第一與第二閥閥柱30與32作用一偏壓力以將第一與第二閥閥柱30與32保持在其抬起位置，並且偏壓裝置50包括第一偏壓彈簧52和第二偏壓彈簧54。第一偏壓彈簧52向第一閥閥柱30施加一偏壓力，以當處於下壓狀態的第一閥閥柱30由夾持裝置60的薄板64解鎖時，保持其初始位置；而第二偏壓彈簧54向第二閥閥柱32施加一向上的偏壓力，以當處於下壓狀態的第二閥閥柱32由夾持裝置60的薄板64解鎖時保持其初始位置。
分離裝置31包括一分離杆34、第三形狀記憶合金件44和第三偏壓彈簧56。第三偏壓彈簧56促使處於下壓狀態的分離杆34移向其初始位置。
下面將描述按照本發明圖2所示實施例的三位置三通閥100相關的加壓、減壓及壓力保持操作。
在第一入口22a由第一閥閥柱30關閉並且第二出口24b由第二閥閥杆32關閉的狀態，電子控制裝置70向第一形狀記憶合金件40供應第一控制電流。當由所供應的電流使第一形狀記憶合金件40加熱收縮而克服第一偏壓彈簧52的偏壓力時，第一閥閥柱30下壓到下端位置。當第一閥閥柱30下壓時，通過棘爪30a而使薄板64繞軸62順時針方向樞轉，並且薄板彈簧66受壓。在第一閥閥柱30的棘爪30a的端部越過薄板64的下端後，通過薄板彈簧66而使薄板64反時針方向旋轉。因而，如圖3所示，通過棘爪30a與薄板64而鎖止第一閥閥柱，同時保持其下壓狀態。
這時，殼體20的第一入口22a打開，以通過由第一入口22a、第一孔22和第一出口22b組成的流體通道向第一出口22b流出操作流體。因此第一出口22b側的壓力增大(加壓)。
為降低第一出口22b處的壓力，電子控制裝置70向第二形狀記憶合金件42提供第二控制電流。由所提供的電流而引起的第二形狀記憶合金件的收縮克服第二偏壓彈簧54的偏壓力從而使第二閥閥柱32下壓，並且通過第二閥閥柱32的下壓而使薄板64順時針方向轉動。當第二閥閥柱32的棘爪32a越過薄板64的下端時，通過薄板64使已鎖止於薄板64上的第一閥閥柱30解鎖而將第二閥閥柱32鎖止。因此，通過薄板64使第二閥閥柱32保持在下壓狀態，並且通過第一偏壓彈簧52抬起第一閥閥柱，使之返回到初始位置。
這時，第一入口22a關閉而打開第二出口24b，從而形成由第一出口22b、第一孔22、第二入口24a、第二孔24及第二出口24b構成的新的流體通道。結果已在第一出口22b被加壓的操作流體沿著新形成的流體通道向第二出口24b排放，以減小第一出口22b的壓力。
另一方面，當由電子控制裝置70向第三形狀記憶合金件44供應電流以克服第三偏壓彈簧56的向上偏壓力時，分離杆34下降。通過分離杆34解鎖(或分離)已鎖止於薄板64上的第二閥閥柱32。然後通過彈簧54抬起第二閥閥柱32以關閉第二出口24b。通過第三偏壓彈簧56使分離杆34抬起到初始位置。
因此，第一入口22a與第二出口24b均關閉以將第一出口22b保持恆壓(壓力保持)。
按照本發明第一實施例的上述閥執行加壓、減壓和壓力保持操作。閥100的操作無須按加壓、減壓到壓力保持的次序進行，根據情況由電子控制裝置70的控制來改變操作次序。按照本發明第一實施例的上述閥100可應用於一防抱死制動系統。
圖4示出了採用按照本發明第一實施例的由圖2所示的三位置三通閥的車輛防抱死制動系統的構造。為了將採用形狀記憶合金的閥應用於防抱死制動系統，形狀記憶合金件的總的收縮與恢復時間應低於100毫秒(ms)，最好在幾十毫秒至100毫秒之間並且最大可產生5kgf的張緊力。例如，可以採用在上述美國專利5,092,901中公開的形狀記憶合金。為了滿足形狀記憶合金件100ms和5kgf的條件，可以採用商用的單一形狀記憶合金絲或者一把形狀記憶合金絲來形成形狀記憶合金件。
主缸220的一側與制動踏板210相連。通過駕駛員踩制動踏板210，主缸220向與車輛的車輪250相連的車輪制動器254提供液壓力。
液壓調節器240具有用於調節主缸220液壓力的液壓泵242和用於驅動液壓泵242的液壓馬達244。液壓調節器240的液壓泵242經第一單向閥230與主缸220相連。液壓馬達244調節液壓力使之為恆壓，並且當壓力超過一預定值時，馬達自動停止。
用於儲存制動油液的蓄能器246經第二單向閥232與液壓調節器240的液壓泵242相連。
按照本發明第一實施例的三位置三通閥100在該實施例中用作致動器。閥100的第一入口22a連接到主缸220與第一單向閥230之間。第二出口24b連接到第二單向閥232與蓄能器246之間。第一出口22b與車輪制動器254相連。
輪速傳感器252與車輪250相連用以檢測車輪250的速度，由此產生輪速信號。
車速傳感器280檢測車輛的速度，以產生車速信號。
如圖6所示，用於控制閥100和液壓調節器240的電子控制裝置70包括濾波器72、微機74、用於致動第一、第二和第三形狀記憶合金件40、42及44的形狀記憶合金驅動器76和用於驅動液壓馬達244的馬達驅動器78。電子控制裝置70與輪速傳感器252、車速傳感器280，閥100以及馬達244電連接。
濾波器72接收來自於輪速傳感器252的輪速信號並對其進行濾波，然後將濾波後的信號傳送給微機74。
微機74計算接收到的車速信號與輪速信號之差值，根據差值產生一電流控制信號，它控制輸送給第一、第二和第三形狀記憶合金件40、42和44的電流強度；並且產生一記時信號，它控制用於向第一、第二和第三形狀記憶合金件40、42及44輸送電流所用的時間。此外，還產生一液壓力控制信號，用於控制驅動液壓泵242的液壓馬達244。
電流控制信號包括用於控制輸送給第一形狀記憶合金件40之電流強度的第一電流控制信號，用於控制輸送給第二形狀記憶合金件42的電流強度的第二電流控制信號和用於控制輸送給第三形狀記憶合金件44的電流強度的第三電流控制信號。記時信號包括第一記時信號，它用於控制向第一形狀記憶合金件40輸送電流的時間，第二記時信號，它用於控制向第二形狀記憶合金件42輸送電流的時間，和第三記時信號，它用於控制向第三形狀記憶合金件44輸送電流的時間。電流控制信號和記時信號傳送給形狀記憶合金驅動器76。
如圖7所示，形狀記憶合金驅動器76具有一數/模轉換器(下稱D/A轉換器)76a和一電流控制器76b。
D/A轉換器接收來自微機74的第一、第二和第三控制信號，將所接收到的信號轉換成模擬信號。
電流控制器76b接收來自微機74的第一、第二和第三記時信號；接收來自D/A轉換器76a的第一、第二和第三電流控制信號；並且由一電源(未示出)向其供電，從而將預定強度的電流輸送給第一、第二及第三形狀記憶合金件40、42及44一段預定的時間。
馬達驅動器78根據來自微機74的液壓力控制信號致動液壓馬達244。當防抱死制動系統內的壓力下降低於預定的壓力時，由馬達驅動器78再次驅動液壓馬達244。
下面將描述採用按照本發明第一實施例利用形狀記憶合金的閥100的上述防抱死制動系統的操作。
當駕駛員踩制動踏板210來減速和/或制動車輛時，在主缸220內產生液壓力。這時，電子控制裝置70的微機74接收來自輪速傳感器252的輪速信號和來自車速傳感器280的車速信號，比較車速與輪速並計算其差值。然後，根據差值產生第一電流控制信號和第一記時信號。接著，形狀記憶合金驅動器76根據第一電流控制信號和第一記時信號向第一形狀記憶合金件40輸送電流。
這時，第一形狀記憶合金件40收縮以下降第一閥閥柱30，接著第一閥閥柱30鎖止於薄板64上，從而打開第一孔22的第一入口22a。結果制動油液通過閥100的第一入口22a和第一孔22流入第一出口22b以增大車輪制動器254的壓力(加壓)。因此，車輪制動器254操作用於降低車輪250的速度(減速)。
如果車輪250被抱死，即如果車速與輪速之差值等於車速，這一情況反而影響制動距離與操縱性能。因此，需要降低車輪制動器254的壓力以不至於抱死車輪250。
當車速與輪速的差值小於預定值時，微機74產生第二電流控制信號與第二記時信號。根據這些信號，第二閥閥柱32下降，並且第一閥閥柱30由薄板64處解鎖。然後由第一偏壓彈簧50使第一閥閥柱30抬起以關閉第一入口22a並打開第二出口24b。
結果，加壓車輪制動器254的制動油液經第一出口22b、第二入口24a、第二孔24和第二出口24b流入蓄能器246，以降低車輪制動器254的壓力(減壓)。因此車輪250的速度又增大(加速)。
如果輪速接近車速，即如果車速與輪速之差值小，則需要使車輛減速。這時，為了進入減速而增大車輪制動器254的壓力。
當車速與輪速之差值達到預定值時，需要保持車輪制動器254的壓力。為此，微機74產生第三電流信號和第三記時信號。此後，電流控制器76b接收第三電流控制信號和第三記時信號，以向第三形狀記憶合金件44輸送電流，而接著第三形狀記憶合金件44收縮以下降分離杆34，從而第一與第二閥閥柱30與32都抬起並且關閉第一入口22a和第二出口24b。因此，車輪制動器254保持恆壓(壓力保持)。
通過上述操作，車輪制動器254反覆進行加壓、減壓與壓力保持，以降低車輛的速度。
圖5為表示按照本發明第二實施例的兩位置兩通閥300的結構的剖視簡圖。與圖2所示的三位置三通閥100相比，兩位置兩通閥300與圖2的閥100具有相同的結構，不同之處僅在於兩位置兩通閥300中設有帶第二入口24a與第二出口24b的第二孔24、第二閥閥柱32、第二形狀記憶合金件42和第二偏壓彈簧52。
下面將描述按照本發明第二實施例的閥300的操作。
首先，電子控制裝置70向第一形狀記憶合金件40輸送電流。藉助所輸送的電流，第一閥閥柱30下降以鎖止於薄板64上。因此，第一入口22a打開以允許流體沿第一入口22a、第一孔22以及第一出口22b流動(開)。
為了阻斷流體流入第一出口22b，電子控制裝置70向第二形狀記憶合金件44輸送電流。藉助於所輸送的電流，分離杆34下降以使第一閥閥柱30由薄板64上解鎖。通過第一偏壓彈簧50而使已解鎖的第一閥閥柱30抬起。最好關閉第一入口22a以阻斷流體流入第一出口22b(關)。
如上所述，按照本發明第二實施例的兩位置兩通閥300主要用作控制流體流動的開/關閥。然而，當使用兩個閥300時，可以發揮如同按照本發明第一實施例的三位置三通閥100相同的作用與效果。
在採用按照本發明如上所述的形狀記憶合金的閥中，通過形狀記憶合金電流的焦耳效應來控制閥的打開/關閉，以對閥的打開/關閉操作進行快速和精確的控制。
而且，可通過一夾持裝置來連續保持打開狀態，而無需連續地向形狀記憶合金輸送電流，這樣不僅可以防止形狀記憶合金性能受損而且還可以使電耗更經濟，同時可更精確地完成閥的打開/關閉操作。
除此以外，按照本發明利用形狀記憶合金絲的閥，結構簡單，便於設計與製造，由此降低了製造成本。
還有，通過利用電控制的形狀記憶合金，提供了一種結構簡單、製造方便和價格低廉的防抱死制動系統。在按照本發明的防抱死制動系統中，甚至無需向形狀記憶合金連續輸送電流也可精確地執行閥的打開/關閉操作，從而耗電低並且可確保其操作過程中的可靠性。
雖然結合特定的實施例對本發明進行了具體說明與描述，但對於本領域內的普通技術人員來說應該理解，只要不脫離由權利要求書所限定的本發明的實質與範圍，可對本發明的形式與結構細節作各種修改。
權利要求
1.一種閥，它包括用於產生第一控制電流和第二控制電流的電子控制裝置；包括在其上部形成的第一孔與在其下部形成的一隔室的殼體，其中第一孔帶有用於從流體源引入流體的第一入口和排出流體的第一出口；用於在所述第一閥閥柱的第一位置關閉第一入口並且在所述第一閥閥柱的第二位置打開第一入口的第一閥閥柱；用於在所述第一閥閥柱上施加偏壓力以將該第一閥閥柱保持在所述第一閥閥柱的第一位置的第一裝置；第一形狀記憶合金件，當由所述電子控制裝置輸送第一控制電流時，它使第一閥閥柱移向其第二位置同時克服所述第一裝置的偏壓力；第二裝置，它用於當通過所述第一形狀記憶合金件而使第一閥閥柱移向其第二位置時，將該第一閥閥柱保持在其第二位置；及第三裝置，它用於當所述電子控制裝置輸送第二控制電流時，解除通過所述第二裝置已保持在第一閥閥柱的第二位置的所述第一閥閥柱的狀態，從而通過所述第一裝置使所述第一閥閥柱移向其第一位置。
2.如權利要求1所述的閥，其中所述的第一裝置具有安裝於所述隔室底表面與所述第一閥閥柱下端之間的第一彈簧。
3.如權利要求1所述的閥，其中所述的第一形狀記憶合金件安裝在所述第一閥閥柱與所述隔室底表面之間，與所述電子控制裝置電連接，並且具有線性絲的形狀。
4.如權利要求1所述的一種閥，其中所述的第二裝置包括橫向地安裝於所述隔室內的軸；繞該軸樞轉地安裝的薄板；安裝於所述隔室內側壁與所述薄板下表面之間的薄板彈簧，用於彈性地支承所述薄板；以及在所述第一閥閥柱下端形成的第一棘爪，用於當該第一閥閥柱位於其第二位置時，鎖止於該薄板上。
5.如權利要求4所述的閥，其中所述第三裝置包括安裝在所述殼體內的分離杆，用以上下移動；安裝在所述分離杆與所述隔室底表面之間的分離偏壓彈簧，用於向該分離杆施加一向上的偏壓力；以及分離形狀記憶合金件，用於當由所述電子控制裝置輸送第二控制電流時，使該分離杆下降，同時克服所述分離偏壓彈簧的向上的偏壓力；由此當分離杆下降的同時，該分離杆樞轉所述薄板，從而通過所述第一裝置使第一閥閥柱移向其第一位置。
6.如權利要求1所述的閥，其中與第一孔相連的第二入口在所述殼體上部形成，一用於排放由第二入口引入的流體的第二出口在該殼體的上部形成，並且該閥還包括；第二閥閥柱，用於在該第二閥閥柱的第一位置關閉第二出口並且在該第二閥閥柱的第二位置打開第二出口；第四裝置，用於向所述第二閥閥柱施加一向上的偏壓力，以將該第二閥閥柱保持在其第一位置；以及第二形狀記憶合金件，用於使所述第二閥閥柱移向其第二位置，同時克服所述第四裝置的偏壓力；從而當由所述電子控制裝置向第二形狀記憶合金件輸送第三控制電流時，在通過所述第二形狀記憶合金件而使第二裝置移向第二閥閥柱的第二位置後，通過該第二裝置使所述的第二閥閥柱保持在其第二位置；並且當電子控制裝置向所述第三裝置輸送第二控制電流時，由該第三裝置來解除第二閥閥柱處於其第二位置的保持狀態，從而通過所述第四裝置使第二閥閥柱移向其第一位置。
7.如權利要求6所述的閥，其中所述的第一裝置具有一安裝在隔室底表面與第一閥閥柱下端之間的第一彈簧；所述的第四裝置具有一安裝在隔室底表面與第二閥閥柱下端之間的第二彈簧。
8.如權利要求6所述的閥，其中第一和第二形狀記憶合金件分別安裝在第一閥閥柱與隔室底表面之間、以及第二閥閥柱與隔室底表面之間，並且與所述電子控制裝置電連接，所述第一和第二形狀記憶合金件具有一線性絲的形狀。
9.如權利要求6所述的閥，其中所述第二裝置包括橫向地安裝於隔室內的軸；繞該軸樞轉地安裝的薄板；安裝在隔室內側壁與薄板下表面之間的薄板彈簧，以彈性地支承該薄板；以及分別在各自低端形成的第一和第二棘爪，用於當所述第一和第二閥閥柱位於各自的第二位置時鎖止於該薄板上。
10.如權利要求9所述的閥，其中所述的第三裝置包括安裝在殼體內的分離杆，用以上下移動；安裝在該分離杆與所述隔室底表面之間的分離偏壓彈簧，用於向該分離杆施加一向上的偏壓力；以及分離形狀記憶合金件，用於當所述電子控制裝置輸送第二控制電流時使所述分離杆下降，同時克服所述分離偏壓彈簧的向上偏壓力，從而在該分離杆下降的同時樞轉所述的薄板，由此通過所述的第一裝置使第一閥閥柱移向其第一位置，並且通過所述的第四裝置使第二閥閥柱移向其第一位置。
11.一種防抱死制動系統，包括主缸，用於向與車輛的車輪相連的車輪制動器產生液壓力；液壓調節器，它具有用於調節所述主缸的液壓力的液壓泵和用於驅動該液壓泵的液壓馬達；與所述液壓泵相連的蓄能器，用於儲存制動油液；與所述車輪相連的輪速傳感器，用於檢測車輪速度，以產生輪速信號；車速傳感器，用於檢測車輛速度，以產生車速信號；電子控制裝置，用於接收車速信號和輪速信號，並且計算車速信號與輪速信號之差值，以產生第一控制電流、第二控制電流和第三控制電流；以及閥，它包括位於其上部帶有第一孔和第二孔的殼體以及位於其下部的隔室，第一孔帶有第一入口，用於從所述主缸引入制動油液；還帶有第一出口，用於將制動油液排放到所述的車輪制動器，第二孔帶有與第一孔相連的第二入口和用於將制動油液以第二入口向所述液壓泵排放的第二出口，第一閥閥柱，用於在所述第一閥閥柱的第一位置關閉第一入口並且在所述第一閥閥柱的第二位置打開第一入口；第二閥閥柱，用於在所述第二閥閥柱的第一位置關閉第二出口並且在所述第二閥閥柱的第二位置打開第二出口，第一裝置，用於施加偏壓力以使所述第一閥閥柱保持在其第一位置，並且使所述第二閥閥柱保持在該第二閥閥柱的第一位置；第一形狀記憶合金件，用於當從所述的電子控制裝置輸送第一控制電流時，使所述的第一閥閥柱移向該第一閥閥柱的第二位置，同時克服該第一裝置的偏壓力；第二形狀記憶合金件，用於當從所述電子控制裝置輸送第二控制電流時，使第二閥閥柱移向其第二位置，同時克服該第一裝置的偏壓力，第二裝置，用於當通過所述第一形狀記憶合金件使所述第一閥閥柱移向其第二位置時，使所述的第一閥閥柱保持在其第二位置；而當通過所述的第二形狀記憶合金件使所述第二閥閥柱移向其第二位置時，使所述的第二閥閥柱保持在其第二位置；以及第三裝置，用於當由所述電子控制裝置輸送第三控制電流時，通過所述的第二裝置解除所述第一和第二閥閥柱之保持在其第二位置的狀態，由此可通過所述第一裝置將所述第一和第二閥閥柱移向其第一位置。
12.如權利要求11所述的防抱死制動系統，其中所述的第一裝置具有一安裝於所述隔室的底表面與所述第一閥閥柱下端之間的第一彈簧，和一安裝於所述隔室的底表面與所述第二閥閥柱下端之間的第二彈簧。
13.如權利要求11所述的防抱死制動系統，其中所述的第一和第二形狀記憶合金件安裝在所述第一閥閥柱和所述隔室的底表面之間以及所述第二閥閥柱與隔室的底表面之間，並且與所述的電子控制裝置電連接，所述的第一和第二形狀記憶合金件具有一線性絲的形狀。
14.如權利要求13所述的防抱死制動系統，其中所述的第一和第二形狀記憶合金件總收縮與恢復時間低於100毫秒，並且最大可產生5kgf的張緊力。
15.如權利要求11所述的防抱死制動系統，其中所述的第二裝置包括橫向地安裝在隔室內的軸；繞該軸樞轉地安裝的薄板；安裝在所述隔室內側壁與所述薄板下表面之間的薄板彈簧，用於彈性地支承該薄板；以及在各自下端形成的第一和第二棘爪，當所述的第一和第二閥閥柱位於各自的第二位置時，其所述的第一和第二棘爪鎖止於薄板上。
16.如權利要求15所述的防抱死制動系統，其中所述的第三裝置包括安裝在所述殼體內的分離杆，用於上下移動；安裝在該分離杆與所述隔室底表面之間的分離偏壓彈簧，用於向該分離杆施加向上的偏壓力；分離形狀記憶合金件，用於當由所述的電子控制裝置輸送第二控制電流時，使所述的分離杆下降並克服所述分離偏壓彈簧的向上的偏壓力，由此在該分離杆下降的同時樞轉所述薄板，從而通過使所述第一裝置使第一和第二閥閥柱移向各自的第一位置。
17.如權利要求16所述的防抱死制動系統，其中該分離形狀記憶合金件具有的總的收縮和恢復時間低於100毫秒，並且可產生最大為5kgf的張緊力。
全文摘要
一執行加壓、減壓和壓力保持的閥(調節器)通過線型形狀記憶合金驅動多個閥柱在具有多個孔的殼體內上、下移動以及採用所述閥的防抱壓制動系統，在所述系統中各個孔具有入口和出口，使閥柱保持在下壓狀態的一機構安裝在殼體的下部，通過偏壓彈簧，閥柱返回到它們的初始位置。主缸、車輪制動器和液壓泵與所述防抱死制動系統閥的入口和出口相連，電子控制裝置與形狀記憶合金相連以致動形狀記憶合金，由此產生與車輪制動壓力相應的加壓、減壓和壓力保持。
文檔編號B60T8/42GK1157598SQ95195025
公開日1997年8月20日 申請日期1995年7月14日 優先權日1994年7月15日
發明者金相國, 吳邦祿, 李泓裁 申請人:大宇電子株式會社