[發明專利]一種電機驅動制動系統以及控制方法

有效

• 申請號: 201710147123.1
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106945652B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 趙軒;余強;焦紀超;張建強;魏敬東;魏瓊;張思遠
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B60T1/06
• 分類號: B60T1/06;B60T8/171;B60T8/172;B60T8/24;B60T8/58;B60T8/54
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種電機驅動制動系統的控制方法，其特征在于，所述電機驅動制動系統包括操縱裝置、控制裝置和執行裝置，其中控制裝置包括主控制器以及通過CAN總線與主控制器連接的車輪轉速傳感器、踏板位移傳感器以及加速度傳感器；

操作裝置包括制動踏板，制動踏板下端通過回位彈簧與踏板位移傳感器連接；設置于不同車輪上的執行裝置均連接于主控制器；

執行裝置包括安裝在鼓式制動器制動底板(003)上的步進電機(001)，步進電機(001)與鼓式制動器上的動力輸入軸凸輪軸(006)通過蝸輪蝸桿連接；

具體控制方法包括以下步驟：

1)、首先踏板位移傳感器將制動踏板位移量傳送至主控制器；

2)、主控制器實時采集車輛當前的運動狀態；

3)、主控制器根據車輛當前不同運動狀態分別控制不同車輪執行裝置的制動力；具體制動力計算如下：

首先計算凸輪軸轉角和摩擦襯片提供制動力矩的數學關系；

制動蹄一端的位移和摩擦力矩的關系：凸輪結構根據平行四邊形原理，其兩長邊距離為L₁，較短的對角線長度為L₂，在凸輪轉動過程中，位移變化量為[L₁，L₂]，轉角范圍是0到則制動蹄一端位移d_f與凸輪轉角關系是：

其中制動蹄一端位移d_f指制動蹄轉動時轉動弧長；

制動蹄與摩擦襯片力學簡化關系：r₁為制動蹄內圓半徑，r₂為制動蹄外圓半徑，其中制動蹄的當量直徑D為：

D＝0.95×(r₁+r₂)

由幾何關系可知，當制動蹄上端位移為d_f時，制動蹄轉角為：

由胡克定律可知，小塊摩擦襯片所產生的彈力為：

ΔF＝Δdk'μ

式中，Δd為制動蹄上端產生d_f位移量時摩擦襯片所產生的徑向位移量，k'是摩擦襯片的剛度，μ是摩擦襯片與制動鼓之間的摩擦系數；

由幾何關系可知：

為摩擦襯片的包角，在距摩擦襯片上端處取的小塊摩擦襯片，分析其受力情況；

最后，由從0積分到單個制動蹄上的摩擦襯片產生的制動力矩大小是：

上式得出了凸輪轉角和單個制動蹄制動力矩的關系。

2.根據權利要求1所述的一種電機驅動制動系統的控制方法，其特征在于，制動踏板呈S型鉸接在車體上；鼓式制動器包括摩擦片(005)、制動蹄安裝片(008)、制動蹄(004)、回位彈簧(007)、凸輪軸(006)以及用于安裝制動蹄總成的制動底板(003)，制動底板(003)上設有用于安裝凸輪軸(006)的凸輪安裝孔(3-2)；凸輪軸(006)一端為S型凸臺，另一端通過彈性聯軸器(6-2)連接有蝸輪(2-1)。

3.根據權利要求2所述的一種電機驅動制動系統的控制方法，其特征在于，蝸桿與步進電機(001)輸出軸通過鍵連接，其中制動底板(003)后端設有用于安裝步進電機(001)的L型安裝板(3-3)，安裝步進電機(001)通過螺栓固定在L型安裝板(3-3)上。