本發(fā)明涉及車輛制動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)。

背景技術(shù)：

制動系統(tǒng)是汽車底盤的重要組成部分之一，直接關(guān)系到汽車綜合性能及生命財產(chǎn)安全。雖然傳統(tǒng)液壓式、氣壓式制動系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)有制動法規(guī)的各項要求，但是存在著管道布置復(fù)雜、依靠真空助力裝置、制動響應(yīng)速度較慢、制動力矩不可主動調(diào)節(jié)及難于與其它系統(tǒng)集成控制等不足之處，不適合汽車尤其是電動汽車底盤集成化控制的發(fā)展要求。

電控制動系統(tǒng)現(xiàn)實了制動系統(tǒng)的解耦，主要有電子液壓制動系統(tǒng)(EHB)與電子機械制動系統(tǒng)(EMB)兩種，取消了制動踏板與制動輪缸之間的直接連接，以電線為信息傳遞媒介，電子控制單元根據(jù)相關(guān)傳感器信號識別制動意圖，控制制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)對車輪制動力的控制，具有不依賴真空助力裝置、易于集成控制等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理上的不足。

但是，EHB系統(tǒng)一般采用集中布置方式，仍需布置整車液壓管道，動態(tài)響應(yīng)性能可以進一步提高。EMB系統(tǒng)一般采用分布布置方式，無需布置整車制動管道，具有動態(tài)性能好、布置容易等優(yōu)點。但是，目前EMB系統(tǒng)大多為單電機執(zhí)行機構(gòu)，未能充分利用汽車制動能量驅(qū)動摩擦制動，且不能分流汽車制動負荷而降低摩擦制動副磨損。而且，不論是EHB系統(tǒng)，還是EMB系統(tǒng)，都屬于摩擦制動方式，不可避免會出現(xiàn)制動器磨損、摩擦粉塵及制動器熱衰退等問題。至目前為止，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)還鮮有提及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)，采用電子制動方式，取消傳統(tǒng)的摩擦制動裝置，無需布置整車制動管道，動態(tài)響應(yīng)性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，布置方便，易于與其它系統(tǒng)集成控制，可由再生電機將制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苤苯域?qū)動電磁制動器工作，且能分擔(dān)制動負荷而降低電磁制動器能耗。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是：汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)，包括電磁離合器、電磁制動器、電子控制單元、行星齒輪機構(gòu)和再生電機，電子控制單元用于控制電磁離合器的結(jié)合與斷開，行星齒輪機構(gòu)的行星架連接在車輪輪轂上，電磁離合器包括電磁離合器輸入軸和電磁離合器從動部分，電磁制動器包括導(dǎo)磁盤，電磁離合器輸入軸連接在行星齒輪機構(gòu)的太陽輪上，電磁離合器從動部分分別與再生電機的轉(zhuǎn)子和電磁制動器的導(dǎo)磁盤相連接，所述的電子控制單元還用于控制電磁制動器的工作。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)還包括鋰電池，鋰電池用于為汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)提供電能，鋰電池與汽車電源連接線之間設(shè)置有二極管，鋰電池存儲再生電機制動時回收的能量。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電磁離合器和再生電機之間設(shè)置有阻隔磁板。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)還包括冷卻風(fēng)扇和溫度傳感器，冷卻風(fēng)扇設(shè)置在靠近汽車車身的一側(cè)，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有散熱通道，散熱通道中設(shè)置有金屬散熱細網(wǎng)，溫度傳感器將所測的溫度傳輸給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)所述溫度傳感器所測的溫度控制所述冷卻風(fēng)扇的開啟和關(guān)閉。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電磁離合器為磁粉式離合器，電磁離合器還包括電磁離合器激磁線圈、電磁離合器磁粉、磁粉室、電磁離合器導(dǎo)磁盤和滾動軸承，電磁離合器從動部分通過滾動軸承與電磁離合器輸入軸相連接，電磁離合器導(dǎo)磁盤通過花鍵與電磁離合器輸入軸相連接，電磁離合器激磁線圈安裝在電磁離合器從動部分，電磁離合器磁粉分布于所述磁粉室內(nèi)，磁粉室位于電磁離合器激磁線圈和電磁離合器導(dǎo)磁盤之間。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電磁離合器激磁線圈通過碳刷與鋰電池相連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電磁制動器為磁粉式制動器。

本發(fā)明具有積極的效果：1)本發(fā)明為解耦分布式制動執(zhí)行機構(gòu)，無需布置整車制動管道，易于與其它系統(tǒng)集成控制，結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便且動態(tài)響應(yīng)迅速；

2)本發(fā)明取消了傳統(tǒng)的摩擦制動裝置，可避免出現(xiàn)制動器磨損、摩擦粉塵及制動器熱衰退等問題；

3)本發(fā)明可將制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并可直接用于?qū)動電磁制動器工作，提高制動能量利用效率及降低能源消耗；；

4)本發(fā)明的再生電機工作時，能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩分擔(dān)制動負荷，降低電磁制動器能耗；

5)本發(fā)明具有較好的抗失效能力，各個制動執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，如果其中一個出現(xiàn)故障，其他幾個仍可使汽車可靠減速、停車；；

6)本發(fā)明易于實現(xiàn)應(yīng)急制動功能，可由汽車自身制動能量驅(qū)動制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)汽車應(yīng)急制動；；

7)本發(fā)明具有自我冷卻的功能，可防止制動執(zhí)行機構(gòu)溫度過高而影響制動性能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明電磁離合器的示意圖。

其中：1、車輪輪轂，2、電磁離合器，5、行星齒輪機構(gòu)，6、再生電機，7、阻隔磁板，8、冷卻風(fēng)扇，21、電磁離合器輸入軸，22、電磁離合器從動部分，23、電磁離合器激磁線圈，24、電磁離合器磁粉，25、電磁離合器導(dǎo)磁盤，26、滾動軸承，27、碳刷，31、導(dǎo)磁盤，32、激磁線圈，33、磁粉。

具體實施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1-2所示，本發(fā)明公開了汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)，包括電磁離合器2、電磁制動器、31、導(dǎo)磁盤，、行星齒輪機構(gòu)5和再生電機6，電子控制單元用于控制電磁離合器2的結(jié)合與斷開，行星齒輪機構(gòu)5的行星架連接在車輪輪轂1上，電磁離合器2包括電磁離合器輸入軸21和電磁離合器從動部分22，電磁制動器包括導(dǎo)磁盤31，電磁離合器輸入軸21連接在行星齒輪機構(gòu)5的太陽輪上，電磁離合器從動部分22分別與再生電機6的轉(zhuǎn)子和電磁制動器的導(dǎo)磁盤31相連接，電子控制單元還用于控制電磁制動器的工作。其中，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)設(shè)置在每個車輪處，各個汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)之間互不干涉，再生電機6與電磁制動器集成于一體，電磁制動器位于外側(cè)，再生電機6位于內(nèi)側(cè)；電子控制單元安裝在汽車車輪的車架上。行星齒輪機構(gòu)5與車輪輪轂1固定連接，即車輪轉(zhuǎn)動，行星齒輪機構(gòu)5的行星架跟著轉(zhuǎn)動，行星齒輪機構(gòu)5的太陽輪與電磁離合器輸入軸21連接，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，行星齒輪機構(gòu)5的行星架帶動行星齒輪機構(gòu)5的太陽輪及電磁離合器輸入軸21轉(zhuǎn)動，起到提高電磁離合器輸入軸21轉(zhuǎn)速的作用。

汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)還包括鋰電池，鋰電池用于為汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)提供電能，鋰電池與汽車電源連接線之間設(shè)置有二極管，鋰電池存儲再生電機6制動時回收的能量。其中，再生電機6為電動、發(fā)電一體機，當(dāng)再生電機6的轉(zhuǎn)子被車輪帶著轉(zhuǎn)動時，即進入發(fā)電機模式，在提供部分制動力矩而降低電磁制動器負擔(dān)的同時，將汽車制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，送向電磁離合器2、電磁制動器及鋰電池等，起到高效回收制動能量的作用。當(dāng)汽車處于急加速、爬坡等工況時，電子控制單元可控制給再生電機6供電，此時進入電動機模式，再生電機6通過電磁離合器2、行星齒輪機構(gòu)5給車輪提供輔助驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

鋰電池為汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)提供電能，并存儲再生電機6制動時回收的能量，其電壓值略高于汽車的供電電壓，且與汽車電源連接線之間加設(shè)一個二級管。通常，鋰電池電壓高于汽車電源電壓，二極管截止，制動執(zhí)行機構(gòu)電源系統(tǒng)相對獨立；當(dāng)鋰電池電壓低于汽車電源電壓時，二級管導(dǎo)通，汽車電源系統(tǒng)給鋰電池供電，使制動執(zhí)行機構(gòu)保持正常性能。這樣，若汽車電源系統(tǒng)發(fā)生突發(fā)故障，制動執(zhí)行機構(gòu)仍能正常工作，提高工作可靠性。

汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)還包括冷卻風(fēng)扇8和溫度傳感器，冷卻風(fēng)扇8設(shè)置在靠近汽車車身的一側(cè)，汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)部還設(shè)置有散熱通道，散熱通道中設(shè)置有金屬散熱細網(wǎng)，溫度傳感器將所測的溫度傳輸給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)所述溫度傳感器所測的溫度控制所述冷卻風(fēng)扇8的開啟和關(guān)閉，其中，冷卻風(fēng)扇8轉(zhuǎn)動工作，將氣流由外側(cè)吸入經(jīng)過汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)的氣流通道將熱量散出，達到控制汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)溫度的目的。

電磁離合器2為磁粉式離合器，電磁離合器2還包括電磁離合器激磁線圈23、電磁離合器磁粉24、磁粉室、電磁離合器導(dǎo)磁盤25和滾動軸承26，電磁離合器從動部分22通過滾動軸承26與電磁離合器輸入軸21相連接，電磁離合器導(dǎo)磁盤25通過花鍵與電磁離合器輸入軸21相連接，電磁離合器激磁線圈23安裝在電磁離合器從動部分22，電磁離合器磁粉24分布于所述磁粉室內(nèi)，磁粉室位于電磁離合器激磁線圈23和電磁離合器導(dǎo)磁盤25之間。電磁離合器激磁線圈23通過碳刷27與鋰電池相連接。其中，電磁離合器從動部分22與電磁離合器輸入軸21在電磁離合器激磁線圈23沒有電流通過時，可以自由轉(zhuǎn)動。電磁離合器磁粉24為可以磁化的30-50μm的鋼微粒粉末，當(dāng)電磁離合器激磁線圈23中沒有電流通過時，電磁離合器磁粉24沒有受到磁場的作用，松散的分布在磁粉室內(nèi)，電磁離合器2為分離狀態(tài)，此時，電磁離合器輸入軸21與電磁離合器從動部分22可以自由轉(zhuǎn)動，再生電機6的轉(zhuǎn)子與電磁制動器的導(dǎo)磁盤31不轉(zhuǎn)動；當(dāng)電磁離合器激磁線圈23有電流通過時，電磁離合器磁粉24在磁場作用下快速凝固，由“松散”狀態(tài)豎起呈鏈狀，在磁場中形成“固體磁鏈”，電磁離合器2為接合狀態(tài)，將電磁離合器輸入軸21與電磁離合器從動部分22連接為一體，此時車輪通過電磁離合器2驅(qū)動再生電機6的轉(zhuǎn)子、電磁制動器的導(dǎo)磁盤31轉(zhuǎn)動。電磁離合器導(dǎo)磁盤25通過花鍵與電磁離合器輸入軸21相連接，隨著電磁離合器輸入軸21一起轉(zhuǎn)動。

電磁制動器為磁粉式制動器，其結(jié)構(gòu)原理與電磁離合器2相似，包括激磁線圈32、磁粉33、電磁制動器的導(dǎo)磁盤31等。電磁制動器的導(dǎo)磁盤31與再生電機6的轉(zhuǎn)子、電磁離合器從動部分22固定連接。當(dāng)激磁線圈32通電時，在磁場及磁粉的作用下，固定電磁制動器的導(dǎo)磁盤31和電磁離合器從動部分22等，從而對車輪實施制動。當(dāng)激磁線圈32斷電時，電磁制動器的導(dǎo)磁盤31可以自由轉(zhuǎn)動，電磁制動器不工作。

電磁制動器與再生電機6集成于一體，電磁制動器位于外側(cè)，再生電機6位于內(nèi)側(cè)，在兩者之間設(shè)置有阻隔磁板。這樣可以增加電磁制動器的制動力臂，減小電磁制動器的激磁線圈32所需的驅(qū)動電流，同時阻隔磁板可以降低電磁制動器與再生電機6的磁場干擾。

整個汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)采用分層式控制結(jié)構(gòu)，汽車設(shè)置有制動系統(tǒng)總控制單元及每個電子控制單元。制動系統(tǒng)總控制單元負責(zé)識別駕駛員制動意圖、判斷制動狀態(tài)、分配各車輪目標(biāo)制動力及與汽車其他系統(tǒng)間的信息交互。各個電子控制單元，安裝車架上，根據(jù)制動系統(tǒng)總控制單元指令控制汽車電機制動與電磁制動集成式制動執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)制動能量回收利用及車輪減速、制動，并將相關(guān)信息反饋給制動系統(tǒng)總控制單元。

當(dāng)汽車制動時，電子控制單元優(yōu)先根據(jù)制動工況控制電磁離合器2接合，車輪通過行星齒輪機構(gòu)5、電磁離合器2帶動再生電機6轉(zhuǎn)動，將汽車制動能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑻峁┎糠种苿恿?，達到回收制動能量，分流制動負荷，降低電磁制動器能耗的目的。當(dāng)再生電機6提供的制動力矩不夠時，電子控制單元控制電磁制動器工作，提供制動力矩使車輪減速、制動。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。