一种电动汽车鼓式制动器及其控制方法与流程

本发明涉及一种电动汽车行车制动装置，特别是一种电动汽车鼓式制动器及其控制方法，属于电动汽车安全技术领域。

背景技术：

随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。

在全球新能源汽车的广泛深入研究下,逐步形成了电动汽车产业的商业化、规模化。近年来，在国家政策的大力支持下，纯电动汽车进入快速发展期。在商用车领域，除了纯电动客车快速发展，纯电动货车也加快了市场化进程。据中汽协数据显示，2015年，纯电动货车产量达44497辆，是往年产量的数倍。此外，2015年共有281款纯电动物流车进入工信部目录。因此，随着电动汽车的技术不断成熟和能源危机的不断加深，电动货车具有广阔的发展前景。

汽车制动系功用是使汽车以适当的减速度降速行驶至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；停车时使汽车能够可靠地停在原地或坡道上。汽车制动系统直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。在传统的汽车设计中，行车制动分为液压和气压两种型式。由于受到响应时间和结构、成本等限制，一般在轿车上采用的是液压制动，货车上采用的是气压制动；气压制动是以发动机的动力驱动空气压缩机工作，然后将压缩空气的压力转变为机械推力，使车轮产生制动。驾驶员只需按不同的制动强度要求，控制踏板的行程，释放出不同数量的压缩空气，便可调整气体压力的大小来获得所需的制动力。然而在电动汽车上，利用传统的方法，用电机带动空气压缩机来产生制动时所需要的制动气体，不仅在结构布置上比较困难，而且还大大的降低了电动汽车的动力性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动汽车鼓式制动器及其控制方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车鼓式制动器，包括制动蹄摩擦衬片、制动蹄安装片、制动蹄、回位弹簧、电磁驱动器、凸轮以及用于安装制动蹄总成的制动器底板，其中制动器底板上设有用于安装凸轮的凸轮安装孔；凸轮一端为S型凸台，另一端为中间轴，制动器底板上设有与凸轮安装孔对称设置的制动蹄安装台，制动蹄安装台上对称开设有两个用于安装制动蹄的制动蹄安装孔，制动蹄一端通过螺栓固定在制动蹄安装孔上，另一端与凸轮S型凸台线接触，回位弹簧两端分别固定在两个对称安装的制动蹄上，

其中电磁驱动器包括一端设有用于固定安装在车体上的底座安装孔的底座，底座另一端设有电磁铁左吸盘，底座通过连接装置与电磁铁右吸盘一端连接，电磁铁左吸盘与电磁铁右吸盘之间设有驱动弹簧，电磁铁右吸盘另一端通过连杆与凸轮连接，其中连接装置一端为螺纹杆，另一端设有限位凸台，连接装置设有螺纹杆一端与电磁铁右吸盘螺纹连接，底座上设有用于安装连接装置的阶梯通孔，连接装置限位凸台一端置于底座阶梯通孔内；电磁驱动器连接有用于电磁驱动器的控制器；制动蹄摩擦衬片固定在制动蹄外侧。

进一步的，制动器底板上设有用于固定安装在骑车轮毂上的安装孔。

进一步的，制动蹄上分别设有上回位弹簧孔和下回位弹簧孔，用于上下固定两个回位弹簧。

进一步的，制动器底板上凸轮安装孔外侧均匀设有多个用于安装轴承的轴承定位安装孔，中间轴通过轴承固定安装在凸轮安装孔上，轴承固定在承定位安装孔内。

进一步的，电磁铁左吸盘和电磁铁右吸盘上分别缠绕左电磁线圈和右电磁线圈，电磁铁左吸盘和电磁铁右吸盘外侧分别设有左防磁盖和右防磁盖。

进一步的，中间轴端部为外六方螺柱，连杆端部设有与凸轮外六方螺柱配合连接的连杆端孔。

进一步的，制动蹄摩擦衬片通过螺钉铆接或者焊接在制动蹄外侧。

进一步的，其中两个制动蹄下端通过制动蹄安装片连接固定在底板上。

一种电动汽车鼓式制动器的控制方法，具体包括以下步骤：

第一步：首先实时采集当前制动踏板状态、车速以及道路坡度；

第二步：控制系统根据当前汽车行驶速度以及制动踏板位移加速度速进行汽车制动。

进一步的，具体的，步骤1中，通过控制器中的制动踏板位移传感器、制动踏板力传感器、车速传感器、坡度传感器分别实时采集当前制动踏板状态、车速以及道路坡度；

具体的，步骤2中，汽车制动为三个等级：一般制动、紧急制动、上下坡辅助制动：

一般制动过程中电磁线圈不工作，断开左电磁线圈和右电磁线圈中的电流，电磁铁左吸盘和右吸盘之间的磁场消失，在弹簧力的作用下推动电磁铁右吸盘带动连杆而使凸轮转动，从而使制动蹄片张开，与轮毂相互作用产生制动阻力矩；

紧急制动时，在左电磁线圈和右电磁线圈中通入使其相斥的最大电流，电磁吸盘与螺旋弹簧共同作用下，实现最大的制动力；

上下坡辅助制动时，控制系统根据当前的汽车的行驶状态，当汽车在长时间下坡或者上坡驻车时，根据制动踏板踩踏行程和制动踏板力大小，在左电磁线圈和右电磁线圈中通入使其相斥的电流，电磁吸盘与驱动弹簧共同作用下，实现汽车制动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明涉及一种电动汽车行车制动装置及其控制方法，通过将制动蹄总成和凸轮安装在制动底板上，制动蹄总成主要包括制动蹄摩擦衬片、制动蹄安装片、制动蹄、回位弹簧，然后将电磁驱动器通过连杆和凸轮连接在一起，其中电磁驱动器包括一端设有用于固定安装在车体上的底座安装孔的底座，底座另一端设有电磁铁左吸盘，底座通过连接装置与电磁铁右吸盘一端连接，通过调节左右电磁铁吸盘电磁线圈中电流的大小，在连杆的作用下将弹簧轴向力化为凸轮的转动力偶矩，通过凸轮转动时带动制动蹄片的张开，从而达到制动的目的，两制动蹄之间安装有回位弹簧，从而使在制动器不工作时使制动蹄处于闭合状体，电磁驱动器的控制器能够根据当前的车速和坡度对制动力矩实时调节，确保制动效能的稳定性，本装置结构简单，利用电磁感应原理来取代气压制动装置，大大的提高了电动汽车的制动性，解决了电动汽车上应用的局限性。

进一步的，通过在电磁铁左吸盘和电磁铁右吸盘上分别缠绕左电磁线圈和右电磁线圈，电磁铁左吸盘和电磁铁右吸盘外侧分别设有左防磁盖和右防磁盖，能有有效防止外磁干扰，影响汽车制动性。

进一步的，汽车制动为三个等级：一般制动、紧急制动、上下坡辅助制动,通过不同制动等级,从而最合理的完成制动任务。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明制动器底板结构示意图。

图3为本发明电磁驱动器006结构示意图。

图4为本发明制动蹄结构示意图。

图5为本发明凸轮结构示意图。

图6为本发明回位弹簧结构示意图。

图7为本发明控制系统图。

其中，001、制动器底板；002、制动蹄摩擦衬片；003、制动蹄安装片；004、制动蹄；005、回位弹簧；006、电磁驱动器；007、凸轮；1-1、凸轮安装孔；1-2、轴承定位安装孔；1-4、制动蹄安装台；1-5、制动蹄安装孔；4-2、下回位弹簧孔；4-4、上回位弹簧孔；6-1、底座安装孔；6-2、左电磁线圈；6-3、电磁铁左吸盘；6-4、驱动弹簧；6-5、电磁铁右吸盘；6-7、连接装置；6-8、左防磁盖；6-9、底座；6-10、连杆端孔；6-11、右电磁线圈；6-12、右防磁盖；7-2、中间轴；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1至图7所示，一种电动汽车鼓式制动器，包括制动蹄摩擦衬片002、制动蹄安装片003、制动蹄004、回位弹簧005、电磁驱动器006、凸轮007以及用于安装制动蹄总成的制动器底板001，制动器底板001上设有用于安装凸轮007的凸轮安装孔1-1；凸轮007一端为S型凸台，另一端为中间轴7-2，中间轴7-2端部为外六方螺柱，制动器底板001上设有与凸轮安装孔1-1对称设置的制动蹄安装台1-4，制动蹄安装台1-4上对称开设有两个用于安装制动蹄004的制动蹄安装孔1-5，制动蹄004一端通过螺栓固定在制动蹄安装孔1-5上，另一端与凸轮007S型凸台线接触，回位弹簧005两端分别固定在两个对称安装的制动蹄004上，制动蹄004上分别设有上回位弹簧孔4-4和下回位弹簧孔4-2，用于上下固定两个回位弹簧005，制动器底板001上的凸轮安装孔1-1外侧均匀设有多个用于安装轴承的轴承定位安装孔1-2，中间轴7-2通过轴承固定安装在凸轮安装孔1-1上，轴承固定在承定位安装孔1-2内；

其中电磁驱动器006包括底座6-9，底座6-9一端设有用于固定安装在车体上的底座安装孔6-1，底座6-9另一端设有电磁铁左吸盘6-3，底座6-9通过连接装置6-7与电磁铁右吸盘6-5一端连接，电磁铁左吸盘6-3与电磁铁右吸盘6-5之间设有驱动弹簧6-4，电磁铁左吸盘6-3和电磁铁右吸盘6-5上分别缠绕左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11，电磁铁左吸盘6-3和电磁铁右吸盘6-5外侧分别设有左防磁盖6-8和右防磁盖6-12，电磁铁右吸盘6-5另一端通过连杆6-6与凸轮007连接，连杆6-6端部设有与凸轮007外六方螺柱7-3配合连接的连杆端孔6-10；其中连接装置6-7一端为螺纹杆，另一端设有限位凸台，连接装置6-7设有螺纹杆一端与电磁铁右吸盘6-5螺纹连接，底座6-9上设有用于安装连接装置6-7的阶梯通孔，连接装置6-7限位凸台一端置于底座6-9阶梯通孔内；电磁驱动器006连接有用于电磁驱动器006的控制器。

制动蹄004外侧固定有制动蹄摩擦衬片002，制动蹄摩擦衬片002通过螺钉4-3铆接或者焊接在制动蹄004外侧，当制动蹄片张开时，通过制动蹄摩擦衬片002和轮毂之间的摩擦摩擦力而产生制动所需要的摩擦阻力偶矩；

其中两个制动蹄4下端通过制动蹄安装片003连接固定在底板001上，制动蹄总成安装在底板001上，回位弹簧005用来使张开的制动蹄片回到原来的位置；

制动器底板001上设有用于固定安装在骑车轮毂上的安装孔1-6。

电磁驱动器006主要是用来产生一个沿其轴线方向的轴向力，在连杆6-6的作用下使空间上的平动转化为凸轮007的转动，电磁驱动器的底座6-9通过螺钉固定在轮毂上，电磁铁左吸盘6-3和右吸盘6-5之间用连接装置6-7进行连接，连接装置6-7一端为螺纹杆，另一端为限位凸台，电磁铁左吸盘6-3和右吸盘6-5之间安装有驱动弹簧6-4，在不制动时，电磁铁左吸盘6-3和底座6-9上的左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11中通过一定大小电流，在磁铁的吸引作用下，电磁铁右吸盘6-5克服弹簧的弹性力而收缩，弹簧为压缩状态，通过连杆6-6的传递，制动蹄片为闭合状态，连接装置6-7的作用是连接并限制电磁左吸盘6-3和电磁右吸盘6-5的相对位置，当需要制动时断开左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11中的电流，电磁铁左吸盘6-3和右吸盘6-5之间的磁场消失，在弹簧力的作用下推动电磁铁右吸盘6-5带动连杆而使凸轮007转动，从而使制动蹄片张开，与轮毂相互作用产生制动阻力矩。

一种电动汽车鼓式制动器的控制方法，具体包括以下步骤：

第一步：首先实时采集当前制动踏板状态、车速以及道路坡度；

第二步：控制系统根据当前汽车行驶速度以及制动踏板位移加速度速进行汽车制动。

具体的，步骤1中，通过控制器中的制动踏板位移、踏板力传感器、车速传感器、坡度传感器分别实时采集当前制动踏板状态、车速以及道路坡度；

具体的，步骤2中，汽车制动为一般制动、紧急制动、上下坡辅助制动：

一般制动过程中电磁线圈不工作，断开左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11中的电流，电磁铁左吸盘6-3和右吸盘6-5之间的磁场消失，在驱动弹簧力的作用下推动电磁铁右吸盘6-5带动连杆而使凸轮007转动，从而使制动蹄片张开，与轮毂相互作用产生制动阻力矩；

紧急制动时，在左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11中通入使其相斥的最大电流，电磁吸盘与螺旋弹簧共同作用下，实现最大的制动力；

上下坡辅助制动时，控制系统根据当前的汽车的行驶状态，当汽车在长时间下坡或者上坡驻车时，根据制动踏板踩踏行程和制动踏板力大小，在左电磁线圈6-2和右电磁线圈6-11中通入使其相斥的电流，在电磁吸盘电磁力与驱动弹簧共同作用下，实现汽车制动。