【技术实现步骤摘要】
一种电子机械线控制动装置及其控制方法
本专利技术属于汽车线控制动
，尤其涉及一种电子机械线控制动装置及其控制方法。
技术介绍
线控技术起源于航空领域，伴随着传感器技术和网络通讯技术的飞速发展，汽车领域中也开始出现线控技术的身影，它在底盘领域的应用使得汽车高水平自动驾驶成为了可能，线控底盘取消了传统底盘中许多复杂的机械连接及液压、气压结构，在提高传动效率的同时也降低了制动、转向、驱动、换挡等模块集成化控制及主动控制的难度，是当前汽车底盘技术的主流方向。线控制动是汽车线控底盘的重要组成部分，相较于传统的制动系统，具有响应速度快，结构简单，质量小，易于集成辅助制动功能等优势，当前的线控制动主要分为电子液压制动和电子机械制动两种类型，其中电子机械制动取消了全部的液压管路，采用电子执行器，实现了制动踏板与制动执行器之间的完全解耦，更能够体现线控制动系统在响应速度，功能集成难易度，结构复杂度方面的优势。德国威迪欧公司提出过运用楔形机构的电子楔式制动器，该装置的楔形机构由两个带有多个楔面的楔形块，以及两个楔形块间的多个滚柱组成，采用了丝杠螺母机构将电机的旋转运动转化为直线运动，并推动一个带有多个楔面的楔形块横向移动，另一个楔形块固定在钳体上，在楔面以及滚柱的作用下，横移楔形块会同时纵向移动压紧制动盘以实现制动，该制动器具有很好的自增力效果，但增力系数不可调，会受楔形块与制动盘间摩擦因数影响，控制难度大，控制精度差，还可能出现卡死现象。
技术实现思路
本专利技术设计了一种电子机械线控制动装置及其控制方法。该电子
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电子机械线控制动装置，其特征在于，包括制动钳体(1)、制动摩擦衬块(2)、制动摩擦衬块(3)、制动盘(4)、第一动力单元(5)、第二动力单元(6)、第一传动轴(7)、第二传动轴(8)、楔形传动机构(9)、第一离合器(10)、第二离合器(11)、回转轴承(12)、活塞(13)、压力传感器(14)、旋转编码器(15)、复位弹簧(16)、推力轴承(17)，所述活塞(13)外表面有限位块(1301)，制动钳体(1)包括第一制动钳体(101)、第二制动钳体(102)和第三制动钳体(103)，第一制动钳体(101)内壁开有与其配合的纵向滑槽(1011)，活塞(13)可沿滑槽(1011)纵向移动，无法转动，第一动力单元(5)和第二动力单元(6)均由一个电机及一个用于减速增距的行星齿轮组组成，第一动力单元(5)通过紧固螺母固定在第三制动钳体(103)上，可带动第一传动轴(7)旋转，第二动力单元(6)通过紧固螺母固定在活塞上(13)，可带动第二传动轴(8)旋转，两动力单元均可驱动楔形传动机构(9)进行轴向伸缩，楔形传动机构(9)可在三种增矩系数下进行工作，压力传感器(14)会采集制动摩擦衬块(2)与制动盘(4)间的压力值，旋转编码器(15)会采集第一传动轴(7)的旋转角度值，两传感器采集的数值经过控制单元处理后会作为控制信号，根据电子机械线控制动装置控制方法，该信号会用以检测制动摩擦衬块(2)、制动摩擦衬块(3)、制动盘(4)磨损情况，切换制动模式，所述电子机械线控制动装置的控制方法包括行车制动控制方法和驻车制动控制方法。2.按照权利要求1所述的一种电子机械线控制动装置，其特征在于，所述楔形传动机构(9)包括第一传动块(91)、第二传动块(92)、第三传动块(93)、传动盘(94)、滚柱(95)、扭转弹簧(96)，第一传动块(91)，第二传动块(92)均开有可供第一传动轴(7)通过的孔，第二传动块(92)通过回转轴承(12)支撑在第一传动轴(7)上，第一传动块(91)与第一传动轴(7)之间为过盈配合，第一传动块(91)两侧各开有一个三角楔形槽(911)，中间开有扭转弹簧放置槽(912)，第二传动块(92)同样开有两个三角楔形槽(921)，中间开有扭转弹簧放置槽(922)，扭转弹簧(96)放置在两个扭转弹簧放置槽中，第三传动块(93)通过紧固螺母安装在第三制动钳体(103)内部，第三传动块(93)也开有两个三角楔形槽(931)，传动盘(94)上开有6个滚柱槽(941)，6个滑块槽(942)，1个与第二传动轴配合的孔，该孔与第二传动轴之间为过盈配合，可传递第二动力单元(6)的转矩，相邻滚柱槽(941)轴线夹角为60
°
，6个圆台形滚柱(95)分别装于这6个槽内，6个滚柱(95)的大小形状完全相同，6个滚柱(95)分别与三个传动块上的6个三角形楔形槽相切，第二传动块(92)可通过第一离合器(10)与第一传动轴(7)连接，当第一传动块(91)和第二传动块(92)绕楔形传动机构(9)轴线转动，传动盘(94)无法转动时，或者当第一传动块(91)和第二传动块(92)不转动，传动盘(94)绕楔形传动机构(9)轴线转动时，传动盘(94)和活塞(13)会进行纵向移动，当每个传动块上三角楔形槽的两个面都和滚柱(95)相切时，楔形传动结构(9)处于初始位置，此时第一传动块(91)、第二传动块(92)、第三传动块(93)两两间的夹角为60
°
，扭转弹簧(96)带有预紧力，该预紧力使得第一传动块(91)转动时，第二传动块(92)也能随其一起转动且第二传动块(92)能够始终将滚柱(95)压在滚柱槽(941)内，第一传动块(91)、第二传动块(92)、第三传动块(93)远离活塞(13)一侧的表面均通过推力轴承(17)支撑在第三制动钳体(103)内壁上，传动盘(94)靠近活塞(13)一侧表面与活塞(13)内壁直接接触，两者间的摩擦系数为μ
p
。3.按照权利要求1所述的一种电子机械线控制动装置，其特征在于，所述第一离合器(10)包括摩擦盘(1001)、摩擦盘(1002)、电磁铁(1003)、电磁铁(1004)，摩擦盘(1001)和电磁铁(1003)通过紧固螺母安装在第二传动块(91)上，摩擦盘(1002)和电磁铁(1004)通过紧
固螺母安装在第一传动轴(7)上，两个摩擦盘之间存在间隙，电磁铁(1003)和电磁铁(1004)通电后产生吸引力，带动第二传动块(92)产生微小的纵向位移，使得所述两个摩擦盘间的间隙消除，两个摩擦盘被压紧至可以传递第一动力单元(5)发出的转矩，所述第二离合器(11)包括电磁铁(1101)、6个滑块(1102)、压紧弹簧(1103)，活塞(13)内部开有与滑块(1102)配合的6个滑块槽(1302)以及用于放置电磁铁的放置槽(1303)，压紧弹簧(1103)放置在电磁铁(1101)与滑块(1102)之间，压紧弹簧(1103)将滑块(1102)压在滑块槽(1302)内，传动盘(94)无法相对活塞(13)进行转动，电磁铁(1101)通电后吸引滑块(1102)滑出滑块槽(1302)，传动盘(94)可相对活塞(13)进行转动。4.按照权利要求2所述的一种电子机械线控制动装置，其特征在于，第一传动块(91)，第二传动块(92)，第三传动块(93)上的三角楔形槽具有不同的楔角，三角楔形槽(911)楔角为α，三角楔形槽(921)楔角为β，三角楔形槽(931)楔角为γ，三个楔角的关系为α＞β＞γ，分别转动三个传动块代表着三种行车制动模式，通过设计楔角的大小，三个传动块三角楔形槽与滚柱(95)配合部分的中间面到传动块中心的距离r1、r2、r3，制动盘(4)与制动摩擦衬块(2)、制动摩擦衬块(3)的摩擦系数μ，活塞(13)与传动盘(94)之间的摩擦系数μ
p
，制动摩擦衬块(2)、制动摩擦衬块(3)中间面到车轮中心的距离R，使得楔形传动机构(9)在这三种行车制动模式下具有三种不同的增矩系数C1、C2、C3，如下式所述：式中，T
m1
为第一动力单元(5)发出的转矩，T
m2
为第二动力单元(6)发出的转矩，T
b1
、T
b2
、T
b3
为三种行车制动模式下施加在制动盘(4)上的制动力矩，三种增矩系数满足C1和C3均小于C2；所述三种行车制动模式分别对应着三种行程转换系数S1、S2、S3，行程转换系数代表着单位传动轴转角下活塞(13)纵向移动的距离，S1、S2对应着单位第一传动轴(7)转角下活塞(13)纵向移动的距离，S3对应着单位第二传动轴(8)转角下活塞(13)纵向移动的距离，如下式所述：式中，δ1代表楔形传动机构(9)中第一传动块(91)与滚柱(95)之间的间隙系数，δ2代表楔形传动机构(9)中第二传动块(92)与滚柱(95)之间的间隙系数，δ3代表楔形传动机构(9)中第三传动块(93)与滚柱(95)之间的间隙系数，这三个系数由试验得出，通过式中参数的
设计，三种行程转换系数满足S1＞S3＞S2；所述三种行车制动模式分别对应着三种最大行程L1、L2、L3，最大行程代表着楔形传动机构(9)能够伸缩的最大距离，如下式所述：式中，r
g
为滚柱(95)的最大半径，b1、b2、b3分别为三个楔形传动块上三角楔形槽与滚柱配合表面的最大宽度，通过式中参数设计，...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏丞佐，郑宏宇，张洪坤，郭中阳，赵祥超，束磊，刘贞雷，束琦，吴竟启，宋娟娟，
申请(专利权)人：江苏超力电器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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