[發明專利]電磁與摩擦集成制動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410647525.4
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104482080A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 何仁;涂琨;顧曉丹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16D65/18
• 分類號: F16D65/18;F16D63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：包括摩擦制動器、電磁制動器、永磁發電機、車載電瓶、踏板信號傳感器、蓄能器壓力傳感器、輪缸壓力傳感器、車速傳感器、轉速傳感器和集成控制器，所述摩擦制動器包括內側摩擦盤(1)、外側摩擦盤(2)、制動鉗體(7)、制動鉗支架(8)和摩擦塊(9)，所述外側摩擦盤(2)具有摩擦端面和與摩擦端面垂直的大圓周面和小圓周面，所述大圓周面與內側摩擦盤(1)通過螺栓(10)固定連接，所述外側摩擦盤(2)與輪輞固接，所述制動鉗體(7)卡在內側摩擦盤(1)和外側摩擦盤(2)上、且固定連接于制動鉗支架(8)，制動鉗體(7)的相對內側連接有摩擦塊(9)；所述電磁制動器的電磁制動器定子位于內側摩擦盤(1)和外側摩擦盤(2)之間，與轉向節支架或者懸架固接；所述永磁發電機位于電磁制動器和外側摩擦盤(2)之間，包括永磁體(6)和發電機定子，所述永磁體(6)嵌套在支架上與外側摩擦盤(2)的小圓周內表面連接，所述發電機定子通過螺栓與電磁制動器定子連接；踏板信號傳感器、蓄能器壓力傳感器、輪缸壓力傳感器、車速傳感器、轉速傳感器均與集成控制器連接，所述集成控制器根據踏板信號傳感器、蓄能器壓力傳感器、輪缸壓力傳感器、車速傳感器、轉速傳感器的信號控制摩擦制動器、電磁制動器和永磁發電機的開啟與閉合，永磁發電機的輸出端分別與電磁制動器的輸入端和車載電瓶的輸入端連接，車載電瓶為電磁制動器提供電源。

2.根據權利要求1所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述電磁制動器定子包括電磁制動器定子基體(4)、電磁制動器鐵芯(3)和電磁制動器線圈(12)，所述電磁制動器鐵芯(3)上繞有電磁制動器線圈(12)并固定在電磁制動器定子基體(4)上。

3.根據權利要求2所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述電磁制動器鐵芯(3)為8個，徑向分布固定在電磁制動器定子基體(4)上。

4.根據權利要求3所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述電磁制動器鐵芯(3)頂部呈圓弧狀，與外側摩擦盤(2)的大圓周表面的間隙為1.0～1.5mm。

5.根據權利要求1所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述發電機定子包括發電機定子基體(5)、發電機鐵芯(13)和發電機線圈(14)，所述發電機鐵芯(13)上均勻纏繞有發電機線圈(14)、且沿徑向分布固定在發電機定子基體(5)上，所述發電機定子基體(5)與電磁制動器定子基體(4)連接。

6.根據權利要求5所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述發電機鐵芯(13)的頂部呈圓弧形，與永磁體(6)的間隙為1.0～1.5mm。

7.根據權利要求1～6任一項所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述內側摩擦盤(1)和外側摩擦盤(2)的摩擦端面采用耐磨材料，所述外側摩擦盤(2)的大圓周內表面為敷銅層(11)。

8.根據權利要求1～6任一項所述的電磁與摩擦集成制動系統，其特征在于：所述永磁體(6)由12個永磁塊組成，嵌套在塑料支架(15)上，所述塑料支架(15)與外側摩擦盤(2)的小圓周內表面固定連接。

9.一種電磁與摩擦集成制動控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：踏板信號傳感器檢測踏板的制動力，蓄能器壓力傳感器檢測蓄能器處的制動液的壓力，輪缸壓力傳感器檢測輪缸處制動液的壓力，轉速傳感器檢測汽車車輪的工作轉速，車速傳感器檢測汽車行駛的速度；

S2：集成控制器接收踏板信號傳感器、蓄能器壓力傳感器、輪缸壓力傳感器、車速傳感器和轉速傳感器檢測到的信號，根據檢測到的信號經過分析處理選擇開啟不制動模式、低速制動模式、高速制動模式或緊急制動模式；

當集成控制器未接收到踏板傳感器信號時，開啟不制動模式，集成控制器控制摩擦制動系統中的輪缸液壓閥關閉，控制電磁制動器線圈(12)不通電，控制發電機線圈(14)與電磁制動器和車載電瓶連接的兩個電子開關均斷開；

當集成控制器接收到踏板信號傳感器和轉速傳感器的信號后，且當車輪的工作轉速為低速時，集成控制器控制摩擦制動器和永磁發電機不工作，并根據采集的車速信號計算出制動力矩、控制電磁制動器線圈(12)電流大小，從而控制電磁制動力大小；

當集成控制器接收到踏板壓力傳感器和轉速傳感器的信號后，且當車輪的工作轉速為高速信號時，集成控制器同時接通永磁發電機和電磁制動器，發電機輸出的電壓通過整流、濾波、穩壓后經過電子開關給電磁制動器供電，多余電能存儲到車載電瓶中，在發電機輸出的電能不足以供給電磁制動器使用時，車載電瓶向電磁制動器補充供電，當電機制動力和電磁制動力之和達不到目標制動力時，集成控制器開啟摩擦制動器并控制摩擦制動器制動力保持不變，通過調整電磁制動器線圈電流的大小來保證總制動力的需求；

當集成控制器接收到踏板信號傳感器的緊急制動信號時，集成控制器以保持車輪滑動率在20％為控制目標，根據車速信號、制動踏板信號和轉速信號計算出摩擦制動力、電磁制動力和電機制動力承擔總制動力的比例大小，根據計算結果決定向電磁制動器輸出電流的大小，當集成控制器檢測到的車輪轉速達到永磁發電機工作轉速時，接通永磁發電機到電磁制動器之間的電子開關，集成制動器根據永磁發電機輸出的電壓信號和電磁制動器所需的電流大小判斷是否需要接通電子開關，使車載電瓶向電磁制動器補充供電。