[發明專利]一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201410391046.0
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104149598A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 時培成;李震;孫陽敏;解文辰;肖平;李文江;奚琳;李仁軍;漆小敏
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60K17/06;F16D65/18;B60L15/20
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 沈志海

1.一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統，包括輪邊驅動系統（1），電動盤式制動器（2），輪轂（3），下擺臂（4）和減震系統（5），其特征在于：所述輪邊驅動系統（1）包括有減速器殼（6），減速器殼（6）左側上部前后側依次安裝有高速永磁無刷電機（7）和集成有連接板（8），其中高速永磁無刷電機（7）穿過減速器殼（6），減速器殼（6）左側底部還設置有連接孔（9），減速器殼（6）的右側固定有開有凹槽的齒圈（10），減速器殼（6）與齒圈（10）之間設置有與齒圈（10）嚙合的行星減速系統（11），高速永磁無刷電機（7）的輸出軸與行星減速系統（11）相連，齒圈（10）外殼的中間處固定有內軸套（12），內軸套（12）套裝有外軸套（13），行星減速系統（11）穿過齒圈（10）和內軸套（12）與外軸套（13）相連，外軸套（13）外固定安裝有制動盤（14），制動盤（14）外側中間設置有制動盤凸臺（15）；所述電動盤式制動器（2）包括有制動器鉗支架（16），制動器鉗支架（16）下夾有外側的活動制動塊（17）和內側的固定制動塊（18），制動器鉗支架（16）采用浮動鉗式通過導向銷安裝在減速器殼（6）上，活動制動塊（17）和固定制動塊（18）夾住制動盤（14）；所述輪轂（3）的中間為輪轂凸臺（19），輪轂凸臺（19）與制動盤凸臺（15）通過螺栓進行連接從而將輪轂（3）與輪邊驅動系統（1）連接在一起；所述下擺臂（4）的一端為下擺臂接頭（19），下擺臂接頭（20）上設置有鉸接件（21），鉸接件（21）與減速器殼（6）的連接孔（9）相連從而將下擺臂（4）與輪邊驅動系統（1）連接在一起；所述減震系統（5）包括中間的減震器（22）和最底部的固定件（23），固定件（23）與連接板（8）相連從而將減震系統（5）與輪邊驅動系統（1）連接在一起。

2.如權利要求1所述一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統，其特征在于：所述行星減速系統（11）包括有減速齒輪（24），減速齒輪（24）嚙合有驅動齒輪（25），驅動齒輪（25）與高速永磁無刷電機（7）的輸出軸相連從而將行星減速系統（11）與高速永磁無刷電機（7）相連；減速齒輪（24）中間固定有太陽齒輪（26），太陽齒輪（26）至少嚙合有3個行星齒輪（27），行星齒輪（27）與齒圈（10）相嚙合從而將行星減速系統（11）與齒圈（10）相嚙合；所述行星齒輪（27）外連接有行星支架（28），行星支架（28）外側中間設置有動力輸出軸（29），動力輸出軸（29）穿過內軸套（12）與外軸套（13）相連。

3.如權利要求1所述一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統，其特征在于：所述電動盤式制動器（2）還包括有旋轉柱（30）、兩個活動件（31）、循環球（32）、伺服電機（33）和密封圈（34），旋轉柱（30）設置在固定制動塊（18）異于活動制動塊（17）的一側，兩個活動件（31）設置在旋轉柱（30）的上下兩側，所述的旋轉柱（30）外側和活動件（31）內側均有螺旋軌道（35），螺旋軌道（35）中有循環球（32），旋轉柱（30）的外側連接有伺服電機（33），制動器鉗支架（16）的內腔有溝槽（36），密封圈（34）安裝在溝槽（36）內。

4.如權利要求1所述一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統，其特征在于：所述鉸接件（21）包括有鉸接柱（37）、鉸接套（38）和鉸接塊（39），鉸接柱（37）外套著鉸接套（38），鉸接套（38）外設置鉸接塊（39），鉸接塊（39）與下擺臂接頭（20）相連從而將鉸接件（21）與下擺臂接頭（20）連在一起，鉸接柱（37）與減速器殼（6）的連接孔（9）相連從而將鉸接件（21）與減速器殼（6）相連。

5.如權利要求1所述一種具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統，其特征在于：所述減震系統（5）還包括有連接頭（40）、上支承座（41）、螺旋彈簧（42）和下支承座（43），上支承座（41）和下支承座（43）分別設置在減震器（22）的上方和下方，螺旋彈簧（42）包在減震器（23）的外側，固定件（23）的頂部與下支承座（43）相連，連接頭（40）設置在上支承座（41）的上方。

6.一種如權利要求1-5所述具有電動盤式制動器的輪邊驅動系統的控制方法，其特征在于：

首先電子控制單元ECU根據操作指令和車輛實時的運行狀況綜合控制輪邊驅動系統的工作狀態；

當啟動按鈕被觸發，啟動信號傳遞到ECU，ECU首先展開整車電控系統的自查程序，確認各電路和元件處于正常工作狀態；

之后，ECU啟動電源控制器和驅動電機控制器，電源控制器打開電路，將電流輸送到驅動電機控制器，驅動電機控制器根據ECU發出的啟動信號，將電流輸送到高速永磁無刷電機7，驅動汽車完成啟動工作；

ECU控制驅動電機控制器打開電流通道，使高速永磁無刷電機7通電，連接電機主軸的驅動齒輪25開始旋轉，驅動與之嚙合的減速齒輪24，實現一級減速；減速齒輪24與太陽齒輪26固定連接，太陽齒輪26帶動與之嚙合的行星齒輪27轉動，行星齒輪27中心與行星支架28上的圓柱連接，并在其約束下，在自轉的同時，也繞太陽齒輪26旋轉，使得行星支架28產生自轉運動，實現二級減速；

由于輪轂3與制動盤14上的制動盤凸臺15通過螺栓連接，制動盤14固定安裝在外軸套13上，行星支架28的動力輸出軸29與外軸套13連接，于是當行星支架28旋轉時，帶動輪轂3，使車輪旋轉，驅動汽車行駛；

當汽車制動時，ECU控制伺服電機33正轉，旋轉柱30帶動循環球32在螺旋軌道35內運動，將旋轉運動轉換成直線運動推動固定制動塊18向內運動，帶動活動制動塊17相應運動，由于是浮動鉗式安裝，左右制動塊同時向內夾緊制動盤14，從而產生制動力力矩，壓力感應器負責測量制動壓力，當壓力達到一定限度時，為避免電機燒壞，伺服電機33停止轉動，保持在極限位置，此時制動塊中間的帶鐵芯的磁感線圈通電，產生電磁力繼續增加制動力；反之，伺服電機33反轉，撤銷制動力，車輪恢復運動。