一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于轿车的制动器，特别是指一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法。
【背景技术】
[0002]目前轿车上安装的制动器几乎全是摩擦制动器，其中以盘式摩擦制动器居多。它的工作过程为:驾驶员踩下制动踏板，通过制动主缸提高油路压力，液压油路传递制动踏板力，在高压油作用下，制动钳体内的活塞推动摩擦块压向制动盘，从而产生摩擦力矩来进行制动。这种制动技术方案中制动力矩的来源只有一个，即摩擦块与摩擦盘挤压产生的制动力矩。汽车频繁地制动，摩擦块就要频繁地挤压摩擦盘，这个过程会产生大量有害粉尘和制动噪音，同时摩擦块磨损的也很快，寿命短，维护成本高。在需要频繁制动的城市道路上行驶或者在长下坡行驶时，制动器温升较大，有时会产生“制动热失效”现象，影响汽车安全行驶。另外这种技术方案仅通过液压油路来传递制动踏板力，存在响应迟滞，控制精度低等缺点，在紧急制动时不能满足迅速提高汽车制动力的要求。
[0003]根据电磁感应原理设计的电磁制动器，属于非接触式制动，可以有效解决制动粉尘、制动噪音和紧急制动响应速度等问题。现有技术中，中国专利申请号为201210131074.X，名称为“一种双盘片结构的摩擦与电磁集成制动器”所公开的方案中采用两个制动盘，第一制动盘用于摩擦制动，第二制动盘用于电磁制动。中国专利申请号为201310626552.9，名称为“一种车用电磁制动与摩擦制动集成制动系统”所公开的方案中在制动盘面部分区域布置电磁制动线圈。这两种集成制动技术方案仅仅简单地将电磁制动与摩擦制动组合到一起，它们分别作为两个独立的制动系统，分别控制，各自工作，即电磁制动力的大小和摩擦制动力的大小互不相干。这带来一个控制问题，即电磁制动力与摩擦制动力不能够很好地配合，适应不同车速不同制动强度的制动工况。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法。
[0005]本发明的技术方案为:一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置的工作方法，包括以下工作模式:
[0006]a)集成制动装置处在不工作状态
[0007]当汽车不制动时，电磁制动控制器不输出控制电磁制动器工作的信号，线圈不通电，不产生电磁制动力矩，扭力回正部件没有力矩作用，不产生变形，线圈基体则没有转动，螺杆没有直线进给，没有摩擦制动力矩产生；
[0008]b)集成制动装置只有电磁制动工作模式
[0009]当汽车低速制动且驾驶员踩下踏板幅度小且踩踏板速度慢时，电磁制动控制器通过分析踏板位移传感器、踏板加速度传感器、车速传感器和轮速传感器，得到目标制动力矩值，输出控制电磁制动器工作的信号，此时线圈通入电流较小，产生电磁制动力矩较小，扭力回正部件产生变形较小，线圈基体产生的角位移较小，螺杆在线圈基体作用下的直线进给量小；螺杆的直线进给推动摩擦块向摩擦盘靠近，但是不足以消除摩擦块和摩擦盘之间的空隙，摩擦块和摩擦盘之间不接触，摩擦制动不工作，此时只有电磁制动工作；
[0010]c)集成制动装置处在电磁制动和摩擦制动共同工作模式
[0011 ]当汽车高速制动或驾驶员踩下踏板幅度大或踩踏板速度快时，电磁制动控制器通过分析踏板位移传感器、踏板加速度传感器、车速传感器和轮速传感器，得到目标制动力矩值，输出控制电磁制动器工作的信号，此时线圈通入电流较大，产生电磁制动力矩较大，扭力回正部件产生变形较大，线圈基体产生的角位移较大，螺杆在线圈基体作用下的直线进给量较大；螺杆的直线进给首先消除摩擦块和摩擦盘之间的空隙，接着推动摩擦块挤压摩擦盘，摩擦制动开始工作，此时电磁制动和摩擦制动共同工作；
[0012]d)集成制动装置结束制动方式一
[0013]实施制动之后，车速降低，驾驶员回撤踏板，当回撤踏板幅度小，电磁制动控制器通过分析踏板位移传感器、踏板加速度传感器、车速传感器和轮速传感器，得到目标制动力矩值，输出控制电磁制动器信号，此时线圈通入的电流被减小，减小幅度小，电磁制动力矩小幅度减小，扭力回正部件向初始状态恢复形变，线圈基体向初始位置旋转，螺杆在线圈基体作用下向初始位置的直线回撤量较小;摩擦块和摩擦盘之间的挤压力小幅度减小，摩擦制动力矩小幅度减小，此时摩擦块和摩擦盘之间没有脱离接触，摩擦制动和电磁制动仍然共同工作；
[0014]e)集成制动装置结束制动方式二
[0015]实施制动之后，车速降低，驾驶员回撤踏板，当回撤踏板幅度较大时，电磁制动控制器通过分析踏板位移传感器、踏板加速度传感器、车速传感器和轮速传感器，得到目标制动力矩值，输出控制电磁制动器信号，此时线圈通入的电流被减小，减小幅度大，电磁制动力矩大幅度减小，扭力回正部件向初始状态恢复形变，线圈基体向初始位置旋转，螺杆在线圈基体作用下向初始位置的直线回撤量较大;摩擦块和摩擦盘之间的挤压力大幅度减小，摩擦制动力矩大幅度减小，直至摩擦块和摩擦盘之间脱离接触，摩擦制动器停止工作，此时只有电磁制动器继续工作；
[0016]f)集成制动装置结束制动方式三
[0017]实施制动之后，车速降低，驾驶员回撤踏板，当踏板回撤到初始位置时，电磁制动控制器通过分析踏板位移传感器和踏板加速度传感器、车速传感器、轮速传感器，得到目标制动力矩值为零，输出控制电磁制动器信号，此时线圈不再通入电流，电磁制动力矩减小到零，扭力回正部件恢复形变，线圈基体向初始位置旋转，直至回到初始位置，螺杆在线圈基体作用下向初始位置作直线运动;直至回到初始位置，摩擦块回到初始位置，电磁制动也停止工作，制动过程完全结束。
[0018]进一步，一种电磁制动与摩擦制动集成制动装置，包括车轴、扭力回正部件、线圈基体、螺杆螺母组件、制动钳、摩擦盘;所述车轴一端依次套有扭力回正部件、线圈基体、摩擦盘;扭力回正部件一端与线圈基体通过螺栓固接，另一端与悬架固接，线圈基体正对着摩擦盘的一侧围绕车轴均布有多个电磁制动器定子，所述电磁制动器定子由铁芯和线圈组成，线圈均匀地缠绕在铁芯上，铁芯一端面与摩擦盘保持一定间隙；线圈基体的圆周端面和螺杆螺母组件上的螺母相互啮合;螺母被挡块所限制不能沿轴向运动，螺杆螺母组件上的螺杆的一端和制动钳相连，摩擦盘的圆周端面位于制动钳的两个摩擦块之间。
[0019]进一步，所述扭力回正部件为空心轴套结构，空心轴套两端分别固接接线圈基体和悬架;或者所述扭力回正部件为扭杆结构，扭杆两端分别固接线圈基体和悬架。
[0020]进一步，所述空心轴套结构分为中间部分和两个端部，所述中间部分采用合金弹簧钢制成，两个连接端部采用非弹性材料制成，两个连接端部在外部扭矩作用下可以相对转动。
[0021]进一步，所述空心轴套结构中间部分采用55Si2Mn或50CrVA或30W4Cr2VA合金材料制成。
[0022]进一步，所述线圈基体靠近螺杆螺母组件的外端面加工成齿轮状，螺杆和螺母相互配合，线圈基体转动一定角度使得螺母做旋转运动，做直线运动的螺杆推动制动钳中的摩擦块夹紧摩擦盘。
[0023]进一步，所述线圈基体和螺母的啮合齿轮形成固定传动比啮合传动，即线圈基体和螺母外圆周面均为圆形;或者所述线圈基体和螺母的啮合齿轮形成变传动比啮合传动，即线圈基体和螺杆或螺母外圆周面为相互啮合的变半径非规则圆形。
[0024]进一步，还包括所述线圈基体在转动一定角度后，会被限位装置挡住，限制进一步转动，限位装置可以采用以下两种结构:
[0025]所述线圈基体圆周端面上固接限位块，限位块可以在线圈