電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛制動領(lǐng)域，尤其涉及一種電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛制動及節(jié)能方面，傳統(tǒng)的機(jī)械摩擦式制動器依靠頻繁或長時間的機(jī)械摩擦來制動，摩擦制動過程中不但產(chǎn)生大量有毒粉塵，而且還會造成制動鼓(盤)和摩擦片(制動襯片)過熱，導(dǎo)致制動效能衰退甚至是制動失效。有報道，研究人員選擇電磁制動方式作為新型的輔助制動系統(tǒng)，并在汽車制動系統(tǒng)中加以運(yùn)用，但在將汽車動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓^程中，會使電磁制動器發(fā)熱量過大而存在失效可能。而單一的電機(jī)制動(或稱再生制動)系統(tǒng)較多應(yīng)用在整車質(zhì)量較輕、所需制動力矩不大的電動轎車當(dāng)中，就燃料汽車或者混合動力汽車而言，聯(lián)合采用電機(jī)制動及摩擦制動兩套系統(tǒng)是合理選擇。目前，可查閱到的有關(guān)電磁制動及摩擦制動集成系統(tǒng)則較為多見。如:
[0003]江蘇大學(xué)何仁等人發(fā)明的“一種車用電磁制動與摩擦制動集成系統(tǒng)”(申請?zhí)?01310626552.9公開日2014-03-12)，由一套摩擦制動器和一套電磁制動裝置組成，摩擦制動器由制動鉗體和制動盤組成，制動鉗體卡在制動盤上且固定連接于制動鉗支架，摩擦制動器和電磁制動裝置相對于制動盤上下布置，但未見其產(chǎn)品。
[0004]江蘇大學(xué)顧曉丹等人所發(fā)明的“一種雙盤片結(jié)構(gòu)的摩擦與電磁集成制動器”(專利號201210131074.X公開日2012-09-26)具有第一制動盤和第二制動盤，制動鉗設(shè)置在第一制動盤片上，第二制動盤上設(shè)置電磁制動裝置，但未見其產(chǎn)品。
[0005]吉林大學(xué)何睿等人發(fā)明的“具有摩擦制動與再生制動完全解耦功能的電動助力制動系統(tǒng)”(申請?zhí)?01510140609.3公開日2015-06-17)，可以在新能源車輛制動能量回收時，使摩擦制動力和再生制動力完全解耦，最大程度的回收能量，并且具有電動制動助力和主動制動功能。
[0006]而有關(guān)電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)的文獻(xiàn)較少，而且現(xiàn)有摩擦制動及電機(jī)制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在原車基礎(chǔ)上進(jìn)行改造較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡單的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)及其控制方法，以增強(qiáng)汽車制動效果，并將制動的動能轉(zhuǎn)換為電能儲存起來實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，主要包括摩擦制動裝置和電機(jī)制動裝置，摩擦制動裝置的制動盤和電機(jī)制動裝置的發(fā)電機(jī)安裝在支撐軸上，制動盤與發(fā)電機(jī)的永久磁鐵緊固連接。
[0009]磁爪通過平鍵與支撐軸連接。
[0010]摩擦制動裝置主要由制動鉗體、兩片摩擦片、制動盤以及制動液入口組成。[0011 ]制動盤邊上分布有摩擦片，摩擦片與制動鉗體緊固連接，制動鉗體的一側(cè)設(shè)有制動液入口，制動液入口連接活塞缸。
[0012]電機(jī)制動裝置主要由磁爪、平鍵、兩組發(fā)電機(jī)三相繞組、發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架、4個滾動軸承、發(fā)電機(jī)殼體組成。
[0013]兩組發(fā)電機(jī)三相繞組分布在制動盤兩側(cè)并通過滾動軸承支撐在支撐軸上，發(fā)電機(jī)三相繞組與發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架緊固連接，發(fā)電機(jī)三相繞組的三根輸出線連接到控制器中，磁爪與摩擦片緊固連接，發(fā)電機(jī)殼體通過滾動軸承支撐在支撐軸上。
[0014]上述電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)汽車制動時，摩擦制動裝置獨(dú)立工作，而電機(jī)制動裝置根據(jù)車輪的滑移率進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的制動；當(dāng)電機(jī)制動裝置起作用時，利用汽車行駛時的動能帶動制動盤及與之緊固連接的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而在永久磁鐵外圍的線圈上產(chǎn)生交變磁場而發(fā)電，并將其電能儲存在蓄電池當(dāng)中。
[0015]車輪的滑移率在0.15-0.25之間時，電機(jī)制動裝置起作用。
[0016]針對目前制動集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、改造困難、效果不佳等問題，發(fā)明人設(shè)計(jì)制作了一種電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)極其控制方法，該系統(tǒng)主要包括摩擦制動裝置和電機(jī)制動裝置，摩擦制動裝置的制動盤和電機(jī)制動裝置的發(fā)電機(jī)安裝在支撐軸上，制動盤與發(fā)電機(jī)的永久磁鐵緊固連接。當(dāng)汽車制動時，摩擦制動裝置獨(dú)立工作，而電機(jī)制動裝置根據(jù)車輪的滑移率進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的制動；當(dāng)電機(jī)制動裝置起作用時，利用汽車行駛時的動能帶動制動盤及與之緊固連接的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而在永久磁鐵外圍的線圈上產(chǎn)生交變磁場而發(fā)電，并將其電能儲存在蓄電池當(dāng)中。本發(fā)明有效集成兩種制動裝置，并結(jié)合車輪的滑移率，能可靠地確保汽車制動效果，并達(dá)到儲能的目的。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1制動鉗體，2摩擦片，3制動盤，4制動液入口，5發(fā)電機(jī)殼體，6磁爪，7平鍵，8發(fā)電機(jī)三相繞組，9滾動軸承，10支撐軸，11發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架，12活塞缸，13控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]—、制動集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
[0020]如圖1所示，本發(fā)明電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，主要包括摩擦制動裝置和電機(jī)制動裝置，摩擦制動裝置的制動盤和電機(jī)制動裝置的發(fā)電機(jī)安裝在支撐軸10上，制動盤與發(fā)電機(jī)的磁爪(永久磁鐵)緊固連接，磁爪通過平鍵與支撐軸連接。其中，
[0021]摩擦制動裝置主要由制動鉗體1、兩片摩擦片2、制動盤3以及制動液入口 4組成。制動盤邊上分布有摩擦片，摩擦片與制動鉗體緊固連接，制動鉗體的一側(cè)設(shè)有制動液入口，制動液入口連接活塞缸12。制動時，制動液可流入活塞缸中，從而實(shí)現(xiàn)摩擦制動。
[0022]電機(jī)制動裝置主要由磁爪6、平鍵7、兩組發(fā)電機(jī)三相繞組8、發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架11、4個滾動軸承9、發(fā)電機(jī)殼體5組成。兩組發(fā)電機(jī)三相繞組分布在制動盤兩側(cè)并通過滾動軸承支撐在支撐軸上，發(fā)電機(jī)三相繞組與發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架緊固連接，發(fā)電機(jī)三相繞組的三根輸出線連接到控制器13中，磁爪與摩擦片緊固連接，發(fā)電機(jī)殼體通過滾動軸承支撐在支撐軸上。在摩擦片旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架以及發(fā)電機(jī)殼體均相對其保持靜止。
[0023]二、制動集成系統(tǒng)的控制方法
[0024]當(dāng)汽車制動時，摩擦制動裝置獨(dú)立工作確保車輛減速；而電機(jī)制動裝置根據(jù)控制器采集到的車輪的滑移率進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的制動，當(dāng)車輪的滑移率在0.15-0.25之間時，電機(jī)制動裝置起作用，利用汽車行駛時的動能帶動制動盤及與之緊固連接的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而在永久磁鐵外圍的線圈上產(chǎn)生交變磁場而發(fā)電，并將其電能儲存在蓄電池當(dāng)中。
[0025]三、制動集成系統(tǒng)的使用操作及工作過程
[0026]使用本發(fā)明的制動集成系統(tǒng)時，兩套制動裝置都布置在汽車輪轂和半軸上。當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，制動液將從制動液入口，流入活塞缸中，此時通過活塞缸的移動，將使摩擦片緊壓在制動盤上，實(shí)現(xiàn)摩擦制動。隨著車輪旋轉(zhuǎn)的支撐軸通過平鍵帶動磁爪旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)而帶動制動盤旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的磁爪將在發(fā)電機(jī)三相繞組中形成交變磁場。
[0027]控制器采集車輪輪速傳感器信號，并通過計(jì)算得到當(dāng)前的車輪滑移率，控制器主要作用是控制車輪滑移率在0.15-0.25之間。當(dāng)控制器計(jì)算得到當(dāng)前滑移率小于0.15時，則使發(fā)電機(jī)三相繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電流形成回路，電機(jī)制動裝置起作用，制動效果增強(qiáng)；若計(jì)算得到當(dāng)前滑移率大于0.25，則汽車有出現(xiàn)抱死的趨勢，控制器將斷開發(fā)電機(jī)三相繞組的線路，電機(jī)制動裝置不起作用，避免車輪抱死。當(dāng)控制器控制發(fā)電機(jī)三相繞組電流形成回路時，三相繞組的輸出線接通蓄電池，則將使發(fā)電機(jī)三相繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電流流向蓄電池，電能儲存在蓄電池當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于主要包括摩擦制動裝置和電機(jī)制動裝置，摩擦制動裝置的制動盤和電機(jī)制動裝置的發(fā)電機(jī)安裝在支撐軸上，制動盤與發(fā)電機(jī)的永久磁鐵緊固連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于:所述磁爪通過平鍵與支撐軸連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于:所述摩擦制動裝置主要由制動鉗體、兩片摩擦片、制動盤以及制動液入口組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于:所述制動盤邊上分布有摩擦片，摩擦片與制動鉗體緊固連接，制動鉗體的一側(cè)設(shè)有制動液入口，制動液入口連接活塞缸。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)制動裝置主要由磁爪、平鍵、兩組發(fā)電機(jī)三相繞組、發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架、4個滾動軸承、發(fā)電機(jī)殼體組成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)，其特征在于:所述兩組發(fā)電機(jī)三相繞組分布在制動盤兩側(cè)并通過滾動軸承支撐在支撐軸上，發(fā)電機(jī)三相繞組與發(fā)電機(jī)三相繞組支撐架緊固連接，發(fā)電機(jī)三相繞組的三根輸出線連接到控制器中，磁爪與摩擦片緊固連接，發(fā)電機(jī)殼體通過滾動軸承支撐在支撐軸上。7.權(quán)利要求1所述電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:當(dāng)汽車制動時，摩擦制動裝置獨(dú)立工作，而電機(jī)制動裝置根據(jù)車輪的滑移率進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的制動；當(dāng)電機(jī)制動裝置起作用時，利用汽車行駛時的動能帶動制動盤及與之緊固連接的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而在永久磁鐵外圍的線圈上產(chǎn)生交變磁場而發(fā)電，并將其電能儲存在蓄電池當(dāng)中。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述車輪的滑移率在0.15-0.25之間時，電機(jī)制動裝置起作用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機(jī)制動及摩擦制動集成系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)主要包括摩擦制動裝置和電機(jī)制動裝置，摩擦制動裝置的制動盤和電機(jī)制動裝置的發(fā)電機(jī)安裝在支撐軸上，制動盤與發(fā)電機(jī)的永久磁鐵緊固連接。當(dāng)汽車制動時，摩擦制動裝置獨(dú)立工作，而電機(jī)制動裝置根據(jù)車輪的滑移率進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的制動；當(dāng)電機(jī)制動裝置起作用時，利用汽車行駛時的動能帶動制動盤及與之緊固連接的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，從而在永久磁鐵外圍的線圈上產(chǎn)生交變磁場而發(fā)電，并將其電能儲存在蓄電池當(dāng)中。本發(fā)明有效集成兩種制動裝置，并結(jié)合車輪的滑移率，能可靠地確保汽車制動效果，并達(dá)到儲能的目的。
【IPC分類】F16D65/14, F16D121/02, F16D121/20
【公開號】CN105041923
【申請?zhí)枴緾N201510393461
【發(fā)明人】劉存香, 劉學(xué)軍, 林土淦, 林明松
【申請人】劉存香, 劉學(xué)軍
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月7日