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专利号: 2020110908117
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电涡流‑磁流变液复合制动器,其特征在于,包括磁流变液制动器(5)、电涡流制动器和制动盘(1);磁流变液制动器(5)包括直接套装在车轴(2)上的磁流变液制动器本体(13),磁流变液制动器本体(13)的外部包裹有隔磁罩(7);在磁流变液制动器本体(13)内部,沿车轴(2)径向向外依次设有磁流变液腔(15)、隔磁套筒(12)和磁流变液制动器励磁线圈(8),在磁流变液腔(15)内部装有T型剪切盘(9),T型剪切盘(9)与车轴(2)刚性连接,磁流变液腔(15)内填充有磁流变液(11);

所述电涡流制动器包括电涡流制动圆盘套筒(6)和电涡流制动器励磁线圈(4),所述电涡流制动圆盘套筒(6)固定套装在隔磁罩(7)外部;所述电涡流制动器励磁线圈(4)设有偶数对且沿周向均匀固定安装在电涡流制动圆盘套筒6侧面上,相邻两个电涡流制动器励磁线圈(4)的磁极相反;电涡流制动器励磁线圈(4)与制动盘(1)相对设置且留有气隙;

电涡流制动器的工作原理为:汽车在行驶过程中,制动盘(1)在车轴(2)的带动下处于高速旋转的状态,当汽车进行制动时,给偶数对电涡流制动器励磁线圈(4)通电,产生电磁场,由于制动盘(1)转动,制动盘(1)切割电磁场,在制动盘表面会形成电涡流,电涡流与电磁场会相互作用,在制动盘(1)表面形成制动扭矩,从而进行电涡流制动;

磁流变液制动器(5)的工作原理为:汽车在行驶过程中,车轴(2)转动带动T形剪切盘(9)转动,当汽车进行制动时,向磁流变液制动器(5)中的磁流变液制动器励磁线圈(8)通入电流,产生磁场,磁流变液制动器(5)中的磁流变液(11)在磁场的作用下发生流变效应,产生较大的剪切阻力矩,剪切阻力矩作用于T型剪切盘(9),由于T型剪切盘与车轴(2)刚性连接,最终剪切阻力矩作用于车轴(2)上,实现汽车制动;

电涡流制动器与磁流变液制动器(5)的在不同工况条件下给不同的制动方法为:采集初始制动车速v0并将初始制动车速v0传递给ECU,设定初始制动车速阈值V;

当初始制动车速v0<V时,该工况制动强度要求不高且制动盘切割磁感线的速率不大,电涡流制动效果较差,此时磁流变液制动器工作,电涡流制动器不工作,该制动模式下,磁流变液制动的控制方法为:ECU根据目标制动力计算出相应的磁流变液制动器(5)内部磁流变液制动器励磁线圈(8)的电流值的大小,进行磁流变液制动;通过ECU对前后轴制动力进行分配,接着根据各车轮的滑移率判断是否需要进行ABS调压,否则完成制动,制动过程结束,若需要进行ABS调压则调节制动器的电流大小后完成制动,制动过程结束;

当初始制动车速v0≥V时,该工况制动强度要求高且需要的制动力矩较大,且对制动器的反应速度要求较高,因此需要电涡流‑磁流变液复合制动,复合制动的控制方法为:首先进行电涡流制动,ECU根据目标制动力计算出电涡流制动器励磁线圈(4)的电流值,进行电涡流制动;根据车身的加速度传感器传给ECU的加速度信号,判断电涡流制动是否满足制动力矩的要求,若满足制动力矩的要求则进行前后轮制动力的分配,判断是否需要进行ABS调压,需要调压则调节电涡流制动器电流的大小,最后完成制动;

若电涡流制动不满足制动力矩的要求,磁流变液制动器(5)同时参与制动,ECU计算出磁流变液制动器(5)的目标制动扭矩及相应的电流值,此时电涡流制动力矩和磁流变液制动器的剪切作用力矩同时作用实现制动;然后进行前后轮制动力的分配,判断是否需要进行ABS调压,需要调压则同时调节电涡流制动器和磁流变液制动器电流的大小,最后完成制动。

2.根据权利要求1所述的一种电涡流‑磁流变液复合制动器,其特征在于,电涡流制动圆盘套筒(6)包括一个空心圆盘,所述电涡流制动器励磁线圈(4)安装在空心圆盘的一个侧面上,在空心圆盘的另一个侧面上同轴固定装有一个圆形套筒,所述圆形套筒套装在磁流变液制动器(5)外部,且用螺栓固定连接圆形套筒与磁流变液制动器(5)。

3.根据权利要求2所述的一种电涡流‑磁流变液复合制动器,其特征在于,分别在磁流变液制动器本体(13)最外两侧设有轴承座且在轴承座内装有轴承(3)。

4.根据权利要求2所述的一种电涡流‑磁流变液复合制动器,其特征在于,在磁流变液腔(15)与车轴(2)接触处套装有密封圈(10),防止磁流变液(11)泄露。

5.一种电涡流‑磁流变液复合制动器控制方法,其特征在于,ECU根据踏板信号传感器所采集的制动踏板角位移量和制动踏板角位移变化率计算出目标制动力;通过汽车车轮上的速度传感器采集初始制动车速v0并将初始制动车速v0传递给ECU,设定初始制动车速阈值V;根据初始制动车速v0和制动车速阈值V的比较,采取相应的制动模式;当初始制动车速v0<V时,仅采用磁流变液制动模式;当初始制动车速v0≥V时,采用电涡流‑磁流变液复合制动模式;

所述磁流变液制动模式为:ECU根据目标制动力计算出相应的磁流变液制动器(5)内部磁流变液制动器励磁线圈(8)的电流值的大小,进行磁流变液制动;通过ECU对前后轴制动力进行分配,接着根据各车轮的滑移率判断是否需要进行ABS调压,否则完成制动,制动过程结束,若需要进行ABS调压则调节制动器的电流大小后完成制动,制动过程结束;

所述电涡流‑磁流变液复合制动模式为:首先进行电涡流制动,ECU根据目标制动力计算出电涡流制动器励磁线圈(4)的电流值,进行电涡流制动;根据车身的加速度传感器传给ECU的加速度信号,判断电涡流制动是否满足制动力矩的要求,若满足制动力矩的要求则进行前后轮制动力的分配,判断是否需要进行ABS调压,需要调压则调节电涡流制动器电流的大小,完成制动;

若电涡流制动不满足制动力矩的要求,磁流变液制动器5同时参与制动,ECU计算出磁流变液制动器(5)的目标制动扭矩及相应的电流值,此时电涡流制动力矩和磁流变液制动器的剪切作用力矩同时作用实现制动, 然后进行前后轮制动力的分配,判断是否需要进行ABS调压,需要调压则同时调节电涡流制动器和磁流变液制动器电流的大小,完成制动。

6.根据权利要求5所述的一种电涡流‑磁流变液复合制动器控制方法,其特征在于,初始制动车速阈值V设置为20km/h。