[发明专利]一种电机驱动制动系统以及控制方法

摘要

本发明公开了一种电机驱动制动系统以及控制方法，通过控制系统自动控制执行装置实现车辆的制动，执行装置包括安装在鼓式制动器制动底板上的步进电机，步进电机与鼓式制动器上的动力输入轴凸轮轴通过蜗轮蜗杆连接，通过涡轮传动进行制动，制动效果好，制动力强，主控制器通过本方法精确计算每个车轮行驶速度以及根据踏板位移传感器不同位移量，主控制器通过CAN总线采集各车轮转速信息、踏板位移信息以及加速度传感器信息，从而产生不同的制动力矩，实现各个车轮单独制动，本装置结构简单，利用涡轮传动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。

主权项

1.一种电机驱动制动系统的控制方法，其特征在于，所述电机驱动制动系统包括操纵装置、控制装置和执行装置，其中控制装置包括主控制器以及通过CAN总线与主控制器连接的车轮转速传感器、踏板位移传感器以及加速度传感器；操作装置包括制动踏板，制动踏板下端通过回位弹簧与踏板位移传感器连接；设置于不同车轮上的执行装置均连接于主控制器；执行装置包括安装在鼓式制动器制动底板(003)上的步进电机(001)，步进电机(001)与鼓式制动器上的动力输入轴凸轮轴(006)通过蜗轮蜗杆连接；具体控制方法包括以下步骤：1)、首先踏板位移传感器将制动踏板位移量传送至主控制器；2)、主控制器实时采集车辆当前的运动状态；3)、主控制器根据车辆当前不同运动状态分别控制不同车轮执行装置的制动力；具体制动力计算如下：首先计算凸轮轴转角和摩擦衬片提供制动力矩的数学关系；制动蹄一端的位移和摩擦力矩的关系：凸轮结构根据平行四边形原理，其两长边距离为L₁，较短的对角线长度为L₂，在凸轮转动过程中，位移变化量为[L₁，L₂]，转角范围是0到则制动蹄一端位移d_f与凸轮转角关系是：其中制动蹄一端位移d_f指制动蹄转动时转动弧长；制动蹄与摩擦衬片力学简化关系：r₁为制动蹄内圆半径，r₂为制动蹄外圆半径，其中制动蹄的当量直径D为：D＝0.95×(r₁+r₂)由几何关系可知，当制动蹄上端位移为d_f时，制动蹄转角为：由胡克定律可知，小块摩擦衬片所产生的弹力为：ΔF＝Δdk'μ式中，Δd为制动蹄上端产生d_f位移量时摩擦衬片所产生的径向位移量，k'是摩擦衬片的刚度，μ是摩擦衬片与制动鼓之间的摩擦系数；由几何关系可知：为摩擦衬片的包角，在距摩擦衬片上端处取的小块摩擦衬片，分析其受力情况；最后，由从0积分到单个制动蹄上的摩擦衬片产生的制动力矩大小是：上式得出了凸轮转角和单个制动蹄制动力矩的关系。