电磁与摩擦集成制动系统及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种电磁与摩擦集成制动系统及其控制方法，包括摩擦制动器、电磁制动器、永磁发电机、车载电瓶和集成控制器。盘式摩擦制动器的内侧摩擦盘和外侧摩擦盘分开制造，通过螺栓连接。电磁制动器为转筒式，由电磁制动器定子和产生电涡流的转子组成，电磁制动器定子位于内侧摩擦盘和外侧摩擦盘之间，与转向节支架或者悬架固接。永磁发电机位于电磁制动器和外侧摩擦盘之间，包括永磁体和发电机定子，发电机定子与电磁制动器定子通过螺栓连接。该集成制动系统降低了摩擦制动器的使用频率，分散了制动系统热量，提高了车辆制动效能的稳定性，回收了部分制动能量，既减少了制动噪声又降低了整车运行能量的消耗。
【专利说明】电磁与摩擦集成制动系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轿车制动器领域，尤其是一种具有能量回收功能的电磁与摩擦集成制动系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]现阶段轿车上安装的主流制动系统是通过液压油路传递制动踏板力，从而控制盘式摩擦制动器来进行制动的。驾驶员踩下制动踏板，通过制动主缸提高油路压力，在高压油作用下，制动钳体内的活塞推动制动块压向制动盘，摩擦块与制动盘产生的摩擦力距来制动汽车。这种技术方案中制动力矩的来源只有一个，即摩擦块与摩擦盘的挤压产生制动力矩，因此频繁地制动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，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]节能减排是当前汽车工业发展的一大主题，在城市道路行驶的汽车，因制动而耗散的能量有时会达到汽车驱动总能耗的50%，制动能量的回收利用是必要的。目前采用的汽车制动能量再生技术是在汽车传动系统上布置一个发电机，当汽车制动时，转动的车轮带动传动系统中发电机发电，向车载电池充电，通过这种方法来回收制动能量目前也应用在电动汽车和混合动力电动汽车上。
[0004]根据电磁感应原理设计的电磁制动器，属于电控非接触式制动，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。这种集成方案制动器轴向尺寸很大，无法安装在普通乘用车的车轮狭小的空间内，实用性不大。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，这种方案集成制动器轴向尺寸仍然很大，受布置位置的影响电磁线圈的个数很少，电磁制动力较小。以上两种方案都是通过集成制动器将汽车动能转化为热能耗散掉，没有进行能量回收利用。在这两种方案中，摩擦制动的摩擦表面同时也是电磁制动产生电涡流的表面。当制动盘长时间使用磨损比较明显时，电磁制动器线圈与制动盘上产生电涡流的表面之间的间隙就会增大，电磁制动力就会明显减小。这降低了集成制动器的制动效能。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种结构紧凑，具有制动能量回收功能的电磁制动与摩擦制动集成系统及其控制方法。本发明将电磁线圈径向布置，集成在制动盘内部，减小了集成制动器的轴向尺寸，使其在乘用车上的布置更为实用；制动能量回收装置即永磁发电机，将汽车动能转化为电能，通过整流、滤波、稳压处理后一方面给电磁制动器提供能量来源，另一方面给车载电瓶充电，将能量存储起来。此能量回收装置既回收了部分制动能量，有利于整车的节能，又提供了部分制动力矩，提高了制动效能。
[0006]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]一种电磁与摩擦集成制动系统，包括摩擦制动器、电磁制动器、永磁发电机、车载电瓶踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器和集成控制器，所述摩擦制动器包括内侧摩擦盘、外侧摩擦盘、制动钳体、制动钳支架和摩擦块，所述外侧摩擦盘具有摩擦端面和与摩擦端面垂直的大圆周面和小圆周面，所述大圆周面与内侧摩擦盘通过螺栓固定连接，所述外侧摩擦盘与轮辋固接，所述制动钳体卡在内侧摩擦盘和外侧摩擦盘上且固定连接于制动钳支架，制动钳体的相对内侧连接有摩擦块；所述电磁制动器的电磁制动器定子位于内侧摩擦盘和外侧摩擦盘之间，与转向节支架或者悬架固接；所述永磁发电机位于电磁制动器和外侧摩擦盘之间，包括永磁体和发电机定子，所述永磁体嵌套在支架上与外侧摩擦盘的小圆周内表面连接，所述发电机定子通过螺栓与电磁制动器定子连接；踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器均与集成控制器连接，所述集成控制器根据踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器的信号控制摩擦制动器、电磁制动器和永磁发电机的开启与闭合，永磁发电机的输出端分别与电磁制动器的输入端和车载电瓶的输入端连接，车载电瓶为电磁制动器提供电源。
[0008]进一步地，电磁制动器定子包括电磁制动器定子基体、电磁制动器铁芯和电磁制动器线圈，所述电磁制动器铁芯上绕有电磁制动器线圈并固定在电磁制动器定子基体上。
[0009]进一步地，电磁制动器铁芯为8个，径向分布固定在电磁制动器定子基体上。
[0010]进一步地，电磁制动器铁芯顶部呈圆弧状，与外侧摩擦盘的大圆周表面的间隙为L O ?L 5mm0
[0011 ] 进一步地，发电机定子包括发电机定子基体、发电机铁芯和发电机线圈，所述发电机铁芯上均匀缠绕有发电机线圈、且沿径向分布固定在发电机定子基体上，所述发电机定子基体与电磁制动器定子基体连接。
[0012]进一步地，发电机铁芯顶部呈圆弧状，与永磁体的间隙为1.0?1.5mm。
[0013]进一步地，内侧摩擦盘和外侧摩擦盘的摩擦端面采用耐磨材料，外侧摩擦盘的大圆周内表面为敷铜层。
[0014]进一步地，永磁体由12个永磁块组成，嵌套在塑料支架上，所述塑料支架与外侧摩擦盘的小圆周内表面固定连接。
[0015]一种电磁与摩擦集成制动控制方法，包括以下步骤:
[0016]S1:踏板信号传感器检测踏板的制动力，蓄能器压力传感器检测蓄能器处的制动液的压力，轮缸压力传感器检测轮缸处制动液的压力，转速传感器检测汽车车轮的工作转速，车速传感器检测汽车行驶的速度；
[0017]S2:集成控制器接收踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器和转速传感器检测到的信号，根据检测到的信号经过分析处理选择开启不制动模式、低速制动模式、高速制动模式或紧急制动模式；
[0018]当集成控制器未接收到踏板传感器信号时，开启不制动模式，集成控制器控制摩擦制动系统中的轮缸液压阀关闭，控制电磁制动器线圈不通电，控制发电机线圈与电磁制动器和车载电瓶连接的两个电子开关均断开；
[0019]当集成控制器接收到踏板信号传感器和转速传感器的信号后，且当车轮的工作转速为低速时，集成控制器控制摩擦制动器和永磁发电机不工作，并根据采集的车速信号计算出制动力矩、控制电磁制动器线圈电流大小，从而控制电磁制动力大小；
[0020]当集成控制器接收到踏板压力传感器和转速传感器的信号后，且当车轮的工作转速为高速信号时，集成控制器同时接通永磁发电机和电磁制动器，发电机输出的电压通过整流、滤波、稳压后经过电子开关给电磁制动器供电，多余电能存储到车载电瓶中，在发电机输出的电能不足以供给电磁制动器使用时，车载电瓶向电磁制动器补充供电，当电机制动力和电磁制动力之和达不到目标制动力时，集成控制器开启摩擦制动器并控制摩擦制动器制动力保持不变，通过调整电磁制动器线圈电流的大小来保证总制动力的需求；
[0021]当集成控制器接收到踏板信号传感器的紧急制动信号时，集成控制器以保持车轮滑动率在20%为控制目标，根据车速信号、制动踏板信号和转速信号计算出摩擦制动力、电磁制动力和电机制动力承担总制动力的比例大小，根据计算结果决定向电磁制动器输出电流的大小，当集成控制器检测到的车轮转速达到永磁发电机工作转速时，接通永磁发电机到电磁制动器之间的电子开关，集成制动器根据永磁发电机输出的电压信号和电磁制动器所需的电流大小判断是否需要接通电子开关，使车载电瓶向电磁制动器补充供电。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023]1、本发明将永磁发电机集成在摩擦制动器上，使汽车在制动时部分动能可以转化为电能存储起来；并且发电机在工作时可以提供部分制动力矩，提高了制动效能。
[0024]2、电磁制动器集成在内侧与外侧摩擦盘之间，电磁线圈径向分布，这种结构大大缩小了集成制动器的轴向尺寸，使其更容易在乘用车上狭小的车轮空间布置。
[0025]3、集成制动器工作时，电磁制动器产生的电涡流在摩擦盘之间的圆周面上，即热量产生在圆周面上，而摩擦制动器的热量产生在内侧和外侧摩擦盘的端面上，实现了制动器热量分流，避免热失效。
[0026]4、电磁制动器的线圈是径向布置的，当制动器轴向窜动时，线圈端面到转动导体之间的气隙大小不会变，提高了制动力矩的稳定性。
[0027]5、电磁制动中产生电涡流的表面和摩擦制动的摩擦面不是共用的，这样摩擦盘可以选用耐磨材料，产生电涡流的内表面可以敷铜，增加导电能力，提高电磁制动力矩。由于电磁制动与摩擦制动不共用同一盘面，当摩擦盘面磨损后，电磁制动器线圈到导体的间隙不变，电磁制动力不受摩擦盘的磨损影响。
[0028]6、在不同的制动需求下，可以合理选择摩擦制动器和电磁制动器的单独作用或者共同作用，大大减少了摩擦制动器的使用频率，提高了摩擦块的寿命，减少摩擦制动器的维护成本。
[0029]7、集成制动器可以精确地控制制动力的大小，有利于扩展主动和被动安全功能，例如 ABS、ESP、TCS 等。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明所述的电磁与摩擦制动集成系统的结构图。
[0031]图2为本发明所述外侧摩擦盘和永磁体的结构示意图。
[0032]图3为本发明所述外侧摩擦盘和永磁体的右视图。
[0033]图4为本发明所述电磁制动器的机构示意图。
[0034]图5为本发明所述发电机定子结构示意图。
[0035]图6为本发明所述发电机永磁体和塑料支架结构示意图。
[0036]图7为本发明所述电磁制动与摩擦制动集成系统控制原理图。
[0037]附图标记说明如下:
[0038]1-内侧摩擦盘，2-外侧摩擦盘，3-电磁制动器铁芯，4-电磁制动器定子基体，5-发电机定子基体，6-永磁体，7-制动钳体，8-制动钳支架，9-摩擦块，10-螺栓，11-敷铜层，12-电磁制动器线圈，13-发电机铁芯，14-发电机线圈，15-塑料支架。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0040]实施例1
[0041]如图1所示，本实施例的电磁与摩擦制动集成系统包括摩擦制动器、电磁制动器、永磁发电机、车载电瓶、踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器和集成控制器，摩擦制动器包括背离车轮的内侧摩擦盘1、靠近车轮的外侧摩擦盘2、制动钳体7、制动钳支架8和摩擦块9，所述外侧摩擦盘2具有摩擦端面和与摩擦端面垂直的大小两个同心的圆周面，其中大圆周面与内侧摩擦盘I相接，如图2和图3所示。内侧摩擦盘I和外侧摩擦盘2的摩擦端面采用耐磨材料，以提高摩擦盘的使用寿命。内外侧摩擦盘分开制造，在内侧摩擦盘I上沿圆周均布8个沉头螺栓孔，使连接螺母不突出摩擦盘表面，外侧摩擦盘2的大圆周面上与内侧摩擦盘螺栓孔对应处有8个螺栓孔，通过螺栓10与内侧摩擦盘I连接，外侧摩擦盘2与轮辋固接，使摩擦盘跟随车轮同步旋转。制动嵌体7卡在内侧摩擦盘I和外侧摩擦盘2的大圆周面上且固定连接于制动钳支架8，在制动嵌体7的相对内侧连接有摩擦块9，制动钳体7和制动钳支架8与传统的制动钳体和制动钳支架形状相同，不同的是其宽度随着摩擦盘宽度的增加而加宽。
[0042]电磁制动器为转筒式，由电磁制动器定子和产生电涡流的转子组成。本实施例中的外侧摩擦盘2的大圆周面的内表面即为电磁制动器的转子，当外侧摩擦盘2随车轮转动时产生电涡流，从而产生电磁制动力。由于电磁制动器产生的电涡流在外侧摩擦盘2的大圆周面上，而摩擦制动器的热量产生在内侧摩擦盘和外侧摩擦盘的端面上，实现了制动器热量分流，避免热时效。在外侧摩擦盘2的大圆周面的内表面增加敷铜层11，增加导电能力，提高电磁制动力矩。由于电子制动与摩擦制动不共用同一盘面，当摩擦盘面磨损后，电磁制动器的电磁制动器线圈12到敷铜层11的间隙不变，电磁制动力不受摩擦盘的磨损影响，从而提高了电磁制动力矩的稳定性。电磁制动器定子包括电磁制动器定子基体4、电磁制动器铁芯3和电磁制动器线圈12，如图4所示。电磁制动器定子基体4位于内侧摩擦盘I和外侧摩擦盘2之间，与转向节支架或者悬架固接，在电磁制动器定子基体4的圆周端面上通过螺栓径向布置8个弧形的电磁制动器铁芯3，在电磁制动器铁芯3上均匀缠绕有电磁制动器线圈12。电磁制动器铁芯3顶部呈圆弧状，与外侧摩擦盘2的大圆周表面相配合，且两者的间隙为1.0?1.5mm，间隙过大会增大磁阻从而减弱磁场力，间隙过小时，产生电涡流的外侧摩擦盘2的大圆周内表面受热膨胀会与电磁制动器线圈12接触。由于电磁制动器线圈12沿电磁制动器定子基体4径向布置，当电磁制动器轴向窜动时，电磁制动器线圈12端面到敷铜层16之间的气隙大小不会改变，从而提高了电磁制动力矩的稳定性。同时，由于电磁制动器集成在内侧摩擦盘I与外侧摩擦盘2之间，大大缩小了集成制动器的轴向尺寸，使其更容易在乘用车上狭小的车轮空间布置。
[0043]永磁发电机位于电磁制动器和外侧摩擦盘2之间，包括永磁体6和发电机定子，永磁体6由12个永磁块组成，嵌套在塑料支架15，塑料支架15通过胶黏与外侧摩擦盘2的小圆周内表面固定连接，如图6所示，发电机定子包括发电机定子基体5、发电机铁芯11和发电机线圈14，发电机定子基体5通过螺栓与电磁制动器定子基体4连接，发电机铁芯13上均匀缠绕有发电机线圈14，沿径向分布在发电机定子基体5上，发电机铁芯13的顶端呈圆弧开多，与永磁体6的间隙为1.0?1.5mm。
[0044]如图7所示，本实施例的集成控制器的输入端与踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器和转速传感器连接，集成控制器的输出端分别与摩擦制动器、电磁制动器和永磁发电机的输入端连接，永磁发电机的输出端还与电磁制动器的输入端和车载电瓶的输入端连接，车载电瓶的输出端与电磁制动器的输入端连接。
[0045]在集成控制器的控制下，集成制动器有多种工作方式。集成制动器根据检测到的信号选择开启不制动模式、低速制动模式、高速制动模式和紧急制动模式。以永磁发电机的起始工作转速来区分汽车低速和高速行驶，当汽车行驶速度不足以使永磁发电机产生电流，称为低速；当汽车行驶速度可以使永磁发电机产生电流，称为高速。
[0046]本发明中的摩擦制动系统是电子液压制动系统，摩擦制动系统中液压油的高压来源是液压油路中的高压蓄能器，液压油路中的电机泵将液压油箱中的低压油转化为高压油存储在高压蓄能器中，当需要摩擦制动器工作时，集成控制器向液压油路中轮缸附近的液压阀输出控制信号，控制阀口大小，使高压油从高压蓄能器流入到制动钳体7的轮缸中，轮缸活塞进而推动摩擦块9挤压摩擦盘，即摩擦制动器工作。当高压蓄能器压力传感器检测到蓄能器压力低于预设值时，传递给集成控制器，集成控制器控制电机泵开始工作，向高压蓄能器补充高压油。
[0047]当汽车正常行驶无需制动时，集成制动器没有接收到踏板信号传感器发出的信号，此时轮缸处的液压阀关闭，高压蓄能器中的高压油不输送到轮缸里，制动钳体7内的活塞不能推动摩擦块9压向摩擦盘，即摩擦制动器不工作；集成控制器不给电磁制动器线圈12通电，电磁制动器线圈12不能形成磁场，即电磁制动器不工作；发电机线圈14发与电磁制动器和车载电瓶连接的两个电子开关均断开，无法形成闭合回路，即发电机不工作。
[0048]当集成控制器接收到踏板压力传感器和转速传感器的信号后，经过分析处理判断该信号为低速信号时，由于转速太低，发电机不可以发电，所以不接通发电机线圈绕组，即发电机不工作；此时由于车速低，使汽车减速或制动所需的制动力矩不大，电磁制动力矩完全可以满足减速或制动需求，因此集成制动器中只有电磁制动部分工作。此时集成控制器输出控制信号，接通电磁制动器线圈12，车载电瓶向电磁制动器供电，电磁制动器线圈12内产生电流，形成磁场，转动的外侧摩擦盘2内表面做切割磁感线运动，形成电涡流，电涡流产生的磁场和电磁制动器线圈12产生的磁场相互作用，形成阻碍外侧摩擦盘转动的力矩，即制动力矩。集成控制器通过采集并分析车速传感器信号和踏板信号，计算出所需的目标制动力矩，从而控制电磁制动器线圈电流大小。
[0049]当集成控制器接收到踏板压力传感器和转速传感器的信号后，判断该信号为高速行驶的汽车进行减速或制动时，集成控制器立即向永磁发电机和电磁制动器发出控制信号，接通发电机输出部分到电磁制动器输入部分之间的电子开关。永磁体6随着车轮的转动而转动，形成闭合回路的发电机线圈14做切割磁感线运动，线圈内产生电流，即永磁发电机开始发电。发电机输出的电压通过整流、滤波、稳压后经过电子开关给电磁制动器供电。集成控制器向电磁制动器输出控制信号后，电磁制动器线圈12内产生电流，形成磁场，转动的外侧摩擦盘内I表面形成电涡流，电涡流产生的磁场和电磁制动器线圈12产生的磁场相互作用，产生电磁制动力。当发电机输出的电能完全可以满足电磁制动器的需要时，电磁制动器仅仅从发电机取电，发电机输出的多余电能存储到车载电瓶中；在发电机输出的电能不足以供给电磁制动器使用时，集成控制器就接通车载电瓶到电磁制动器之间的电子开关，车载电瓶向电磁制动器进行补充供电。发电机线圈内的电流也会产生磁场，此磁场与永磁体磁场相互作用，阻碍永磁体6转动，由于永磁体6是和外侧摩擦盘2固接的，即线圈电流产生的磁场会阻碍摩擦盘的转动，这就形成了电机制动力矩。电机制动力和电磁制动力共同完成制动任务。当电机制动力和电磁制动力之和达不到目标制动力时，此时集成控制器就向摩擦制动系统中的液压阀输出控制信号，控制阀口大小，使高压油从高压蓄能器流向轮缸，轮缸进而推动摩擦块挤压摩擦盘，即摩擦制动器参与到工作中来。此时控制器根据总制动力需求，合理分配摩擦制动力、电磁制动力和电机制动力所承担总制动力的比例。由于摩擦制动力的传导控制环节有液压部分，响应较慢，并且难以精确控制；电机制动力是不断变化的，无法控制，电磁制动力是有线圈电流大小来决定的，所以通过调节电磁制动力来保证总制动力稳定。集成控制器向摩擦制动系统中的液压阀输出控制信号，使摩擦制动力保持不变，然后通过控制电磁制动器线圈电流的大小来保证总制动力的需求。
[0050]当集成制动器检测到制动踏板信号，判断为紧急制动时，系统进入紧急制动模式。此模式要求输出的制动力可以使汽车获得最大减速度。现有的研宄成果表明车轮滑动率在20%附近时，制动力系数达最大值，即汽车制动效能最好。集成控制器就以保持车轮滑动率在20%附近为控制目标。集成控制器首先根据车速信号、轮速信号和制动踏板信号，分析计算出摩擦制动力、电磁制动力和电机制动力承担总制动力的比例大小，在计算各制动力比例时应当考虑两点:1.一般情况下电磁制动力和电机制动力之和无法满足汽车在紧急制动时对制动力的需求，因此摩擦制动器需要承担主要的制动任务；2.电磁制动力要有足够的变化范围。集成控制器确定各制动力比例后，立即向摩擦制动系统中的液压阀输出控制信号，高压油流进轮缸，轮缸进而推动摩擦块挤压摩擦盘，摩擦制动器工作，在整个紧急制动模式中摩擦制动力保持不变。电磁制动器的制动力主要由电流产生，可靠性没有摩擦制动器好，另外较大的电流对汽车电器系统的潜在危害也比较大，因此在紧急制动模式中电磁制动器承担较小部分的制动任务。集成控制器不断地计算车轮滑动系数，根据计算结果决定向电磁制动器输出电流的大小。在紧急制动模式中发电机处于工作或者不工作状态，当集成控制器检测到的车轮转速达到发电机起始工作转速时，集成制动器就接通电子开关，使永磁发电机输出的电压经过整流、滤波、稳压后供给电磁制动器。集成制动器根据永磁发电机输出的电压信号和电磁制动器所需的电流大小来判断是否需要接通电子开关，使车载电瓶向电磁制动器补充供电。
[0051]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:包括摩擦制动器、电磁制动器、永磁发电机、车载电瓶、踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器和集成控制器，所述摩擦制动器包括内侧摩擦盘(I)、外侧摩擦盘(2)、制动钳体(7)、制动钳支架(8)和摩擦块(9)，所述外侧摩擦盘(2)具有摩擦端面和与摩擦端面垂直的大圆周面和小圆周面，所述大圆周面与内侧摩擦盘(I)通过螺栓(10)固定连接，所述外侧摩擦盘(2)与轮辋固接，所述制动钳体(7)卡在内侧摩擦盘(I)和外侧摩擦盘(2)上、且固定连接于制动钳支架(8)，制动钳体(7)的相对内侧连接有摩擦块(9);所述电磁制动器的电磁制动器定子位于内侧摩擦盘⑴和外侧摩擦盘⑵之间，与转向节支架或者悬架固接；所述永磁发电机位于电磁制动器和外侧摩擦盘(2)之间，包括永磁体(6)和发电机定子，所述永磁体(6)嵌套在支架上与外侧摩擦盘(2)的小圆周内表面连接，所述发电机定子通过螺栓与电磁制动器定子连接；踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器均与集成控制器连接，所述集成控制器根据踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器、转速传感器的信号控制摩擦制动器、电磁制动器和永磁发电机的开启与闭合，永磁发电机的输出端分别与电磁制动器的输入端和车载电瓶的输入端连接，车载电瓶为电磁制动器提供电源。
2.根据权利要求1所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述电磁制动器定子包括电磁制动器定子基体(4)、电磁制动器铁芯(3)和电磁制动器线圈(12)，所述电磁制动器铁芯(3)上绕有电磁制动器线圈(12)并固定在电磁制动器定子基体(4)上。
3.根据权利要求2所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述电磁制动器铁芯(3)为8个，径向分布固定在电磁制动器定子基体(4)上。
4.根据权利要求3所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述电磁制动器铁芯(3)顶部呈圆弧状，与外侧摩擦盘⑵的大圆周表面的间隙为1.0?1.5mm。
5.根据权利要求1所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述发电机定子包括发电机定子基体(5)、发电机铁芯(13)和发电机线圈(14)，所述发电机铁芯(13)上均匀缠绕有发电机线圈(14)、且沿径向分布固定在发电机定子基体(5)上，所述发电机定子基体(5)与电磁制动器定子基体(4)连接。
6.根据权利要求5所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述发电机铁芯(13)的顶部呈圆弧形，与永磁体(6)的间隙为1.0?1.5_。
7.根据权利要求1?6任一项所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述内侧摩擦盘⑴和外侧摩擦盘⑵的摩擦端面采用耐磨材料，所述外侧摩擦盘⑵的大圆周内表面为敷铜层(11)。
8.根据权利要求1?6任一项所述的电磁与摩擦集成制动系统，其特征在于:所述永磁体￠)由12个永磁块组成，嵌套在塑料支架(15)上，所述塑料支架(15)与外侧摩擦盘(2)的小圆周内表面固定连接。
9.一种电磁与摩擦集成制动控制方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:踏板信号传感器检测踏板的制动力，蓄能器压力传感器检测蓄能器处的制动液的压力，轮缸压力传感器检测轮缸处制动液的压力，转速传感器检测汽车车轮的工作转速，车速传感器检测汽车行驶的速度； S2:集成控制器接收踏板信号传感器、蓄能器压力传感器、轮缸压力传感器、车速传感器和转速传感器检测到的信号，根据检测到的信号经过分析处理选择开启不制动模式、低速制动模式、高速制动模式或紧急制动模式； 当集成控制器未接收到踏板传感器信号时，开启不制动模式，集成控制器控制摩擦制动系统中的轮缸液压阀关闭，控制电磁制动器线圈(12)不通电，控制发电机线圈(14)与电磁制动器和车载电瓶连接的两个电子开关均断开； 当集成控制器接收到踏板信号传感器和转速传感器的信号后，且当车轮的工作转速为低速时，集成控制器控制摩擦制动器和永磁发电机不工作，并根据采集的车速信号计算出制动力矩、控制电磁制动器线圈(12)电流大小，从而控制电磁制动力大小； 当集成控制器接收到踏板压力传感器和转速传感器的信号后，且当车轮的工作转速为高速信号时，集成控制器同时接通永磁发电机和电磁制动器，发电机输出的电压通过整流、滤波、稳压后经过电子开关给电磁制动器供电，多余电能存储到车载电瓶中，在发电机输出的电能不足以供给电磁制动器使用时，车载电瓶向电磁制动器补充供电，当电机制动力和电磁制动力之和达不到目标制动力时，集成控制器开启摩擦制动器并控制摩擦制动器制动力保持不变，通过调整电磁制动器线圈电流的大小来保证总制动力的需求； 当集成控制器接收到踏板信号传感器的紧急制动信号时，集成控制器以保持车轮滑动率在20%为控制目标，根据车速信号、制动踏板信号和转速信号计算出摩擦制动力、电磁制动力和电机制动力承担总制动力的比例大小，根据计算结果决定向电磁制动器输出电流的大小，当集成控制器检测到的车轮转速达到永磁发电机工作转速时，接通永磁发电机到电磁制动器之间的电子开关，集成制动器根据永磁发电机输出的电压信号和电磁制动器所需的电流大小判断是否需要接通电子开关，使车载电瓶向电磁制动器补充供电。
【文档编号】F16D63/00GK104482080SQ201410647525
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】何仁, 涂琨, 顾晓丹 申请人:江苏大学