[0001] 本发明涉及轮毂电机驱动技术与线控制动技术领域，具体涉及一种一种集成线控制动器的轮毂电机角模块及车轮滑移率控制方法。

[0002] 随着电动汽车的兴起，轮毂电机作为一种新型的动力传动技术逐渐受到关注。轮毂电机可以实现车轮独立驱动，提高车辆的整体性能和能效。它最大特点就是可以将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，构成一个角模块，使整车模块化。

[0003] 随着自动驾驶浪潮的到来，线控一体化底盘已是大势所趋，线控制动技术是底盘线控中重要的一部分。对于轮毂电机制动，主要分为回馈制动和摩擦制动两种方式。首先是回馈制动，也称为再生制动。当车辆减速或者制动时，轮毂电机会自动切换为发电机模式，将车辆动能转化为电能，并将这部分能量存储到电池中。这样不仅可以减少能量的浪费，还可以延长电池的续航里程。回馈制动通过智能控制系统实现对电机的转矩和能量回馈的精确控制，从而实现平稳的制动效果。另一种是摩擦制动，即通过电子控制单元(ECU)控制制动器施加在车轮上的摩擦力来实现制动。在需要急停的情况下，摩擦制动可以提供更强的制动力，确保车辆能够迅速停下来。摩擦制动和回馈制动可以根据实际行驶情况灵活切换，以实现最佳的制动效果和能量回收。此外，当提高了轮毂电机角模块的集成度之后，可以实现功能集成，减少了不必要的零件的数量，实现了车辆的轻量化，并且减轻了车辆的簧下质量，提高了车辆的行驶平顺性。

[0004] 因此为了提高涉及到轮毂电机驱动技术的车辆底盘集成化程度，设计出一种集成了线控制动技术的角模块是十分有必要的。

[0034] 以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

[0035] 在本发明的描述中，还需要说明的是：

[0036] 其中的方位或位置关系为基于附图所示的关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0037] 本发明中的技术名词，如较低附着路面制动、较高附着路面制动为一对相比较的词组，制动强度较小、高制动强度条件为一对相比较的词组，这些描述均为相比较而言，不限定具体的条件范围，本领域技术人员可根据实际情况设置作为具体的判定条件。

[0038] 同样的，本发明中的技术名词，如高制动强度需求条件，也可通过本领域技术人员根据操作情况需求进行设置适于方案实施的判定条件；本发明中的技术名词，如车轮滑移率调节过程中所需最小制动力矩，本领域技术人员可根据实际情况选择设定。

[0039] 本发明提供了一种集成线控制动器的轮毂电机角模块，包括轮毂电机1和浮钳盘式线控制动机构；浮钳盘式线控制动机构具有圆环状的制动盘3，制动盘3与轮毂电机1的转子之间通过桥码2连接。

[0040] 制动盘3通过电子机械制动器控制制动，电子机械制动器的线控制动执行器总成通过制动器支架10固定于车体上，线控制动执行器总成包括制动器驱动电机5、减速机构6和旋转‑直线运动转换机构8，旋转‑直线运动转换机构8连接制动活塞；电子机械制动器具有开口方向由圆环状制动盘3内部方向向外的卡钳钳体11，使卡钳钳体11的开口方向背离制动盘3中心，呈反抓姿态；卡钳钳体11上安装有连接制动器支架10的导向销4，卡钳钳体11可沿导向销4轴线方向相对于制动器支架10运动。

[0041] 电子机械制动器的制动器驱动电机5经减速机构6减速增扭，通过旋转‑直线运动转换机构8将作用力作用于制动活塞，制动活塞推动摩擦片12夹紧制动盘实现制动。其中，制动活塞连接在旋转‑直线运动转换机构8末端；在解除制动时，旋转‑直线运动转换机构8将制动活塞拉回。

[0042] 工作时，电子机械制动器的电机通过旋转‑直线运动转换机构8推动摩擦片12运动对制动盘3产生夹紧力，从而产生制动力矩。

[0043] 实施例中，通过电子机械制动器接口7为制动器驱动电机5供电并通过调节供电实现机械制动力大小的调节。

[0044] 如图1所示，模块单元包括轮毂电机1和一种轮毂电机1用的桥码2断开的浮钳盘式线控制动机构，制动机构包括电子机械制动器、制动盘3和连接桥码2。导向销4固定在在卡钳钳体11上。

[0045] 在本发明的一个公开的实施例方案中，制动盘3为圆环状，电子机械制动器的总成通过制动器支架10进行固定，制动器支架10和导向销4通过螺栓连接在卡钳对应的部分，电子机械制动器设有浮动卡钳，浮动卡钳的卡钳钳体11的开口方向由制动盘3圆环形的内部方向向外，呈反抓姿态，即卡钳钳体11的开口方向背离制动盘3中心。

[0046] 线控制动执行器总成设于钳体平行于制动盘轴线的上侧，主要由制动器驱动电机5、减速机构6和旋转‑直线运动转换机构8组成，其中，旋转‑直线运动转换机构8的具体实施方式采用丝杠螺母传动机构；当车辆需要刹车时，电控单元会向线控制动执行器总成发送指令，制动器驱动电机5开始转动，带动减速机构旋转，经过减速机构的减速增扭，制动器驱动电机5的高转速转变为减速机构输出端的低转速高扭矩信号；减速机构传递的力带动丝杠旋转，丝杠转动带动压力螺母(丝杠螺母)轴向运动并作用在制动活塞上，推动摩擦片夹紧制动盘，使卡钳本体实现制动。

[0047] 在本发明的一个公开的实施例方案中，导向销4固定在卡钳钳体11上，导向销4与卡钳钳体11通过螺栓9连接，导向销4的轴外表面包覆有橡胶圈防尘套，防尘罩的纵截面为波浪形，提高了防尘罩在被挤压和拉伸时的寿命；卡钳钳体11对应安装导向销4的两个位置分别设置有导向耳，导向耳内设有导向孔13，导向销4处在导向耳的那一端做成螺栓头9，通过旋紧导向耳内侧螺母，使其与螺栓头9夹紧导向耳，从而使导向销4与卡钳钳体11固定。

[0048] 固定在卡钳钳体11上的两个导向销4插入到制动器支架10两端的孔13内，卡钳钳体11和制动器支架10之间在导向销4轴向方向是没有约束的，两者是可以完全分开的，由于制动器支架10被固定不能用运动，卡钳钳体11就可以沿着导向销4轴线方向相对于制动器支架10运动。

[0049] 由于卡钳钳体11可以在不拆除制动器支架10的情况下上下移动，根据这个特点就可以根据摩擦片12厚度的变化来改变卡钳钳体11的位置，从而调节摩擦片12和制动盘3之间的距离。

[0050] 在本发明的一个公开的实施例方案中，如图2、图3所示，制动器支架10的内部相应位置有两对凹槽14，摩擦片12可以通过嵌入凹槽14连接到制动器支架10上，制动时，摩擦片12在制动活塞以及卡钳钳体11的推动下移动，与制动盘3接触实现制动。

[0051] 在一个具体的实施例中，摩擦片12为一对，分别为内侧摩擦片和外侧摩擦片，内侧摩擦片和外侧摩擦片之间安装有回位弹簧；制动活塞装配于卡钳钳体11的内侧，在制动器驱动电机5的作用下，通过旋转‑直线运动转换机构8的推动使制动活塞与内侧摩擦片接触，推动内侧摩擦片使内侧摩擦片压向旋转的制动盘3，在浮动卡钳的工作原理下，内侧摩擦片与制动盘挤压后带着浮动卡钳的卡钳钳体11往回拉，使卡钳钳体11略微移动，外侧摩擦片在卡钳钳体11的作用下也紧贴制动盘3；通过摩擦片12与制动盘3之间的摩擦力对车轮的旋转形成阻力，达成制动；解除制动时，制动活塞回到初始位置，同时摩擦片12之间的回位弹簧片将内侧摩擦片和外侧摩擦片推回，摩擦片12回到与制动盘3之间的间隙位置，不再与制动盘3接触。

[0052] 在本发明的一个公开的实施例方案中，轮毂电机1使用的是外转子永磁同步电机，制动盘3与轮毂电机1转子之间通过桥码2连接，可以很大限度的减少制动时制动盘3的热量传到至轮毂电机1外转子上。

[0053] 在本发明的一个公开的实施例方案中，如图5所示，制动机构使用的是断开式桥码2，分为上下两部分，桥码2上有散热通孔，桥码2断开是为了方便它的制造和安装，同时也增加了制动时的散热，如图4所示，制动盘3上均匀分布的小孔也是为了散摩擦产生的热。同时，在涉水涉泥等恶劣工况下，使用桥码2连接，加强了制动部分的排水排砂石的能力。

[0054] 图6所示，本发明的一种集成线控制动器的轮毂电机1角模块，提供了一种车轮滑移率控制方法，电子机械制动器的机械制动与轮毂电机1的电机再生制动可以实现车轮滑移率的精确调节，这在于：

[0055] 电子机械制动器产生的制动力的特点是制动力强度足够，但由于传动机构复杂，需要把制动器驱动电机5的转动转换为活塞的平动，运动转换之间存在误差，并且在制动过程中制动盘3的温度以及摩擦因数都实时发生变化，因此不易于准确线性地调节摩擦片12的夹紧力和由于夹紧产生的制动力矩。

[0056] 轮毂电机1的电机再生制动力矩即是电机转矩，因此通过控制电流对电机的转矩进行控制，就可以实现电机制动力的调节，由于电机转矩控制响应十分迅速，所以电机制动力的调节也是十分快速的。

[0057] 因此，在进行车轮滑移率的调节时，由电子机械制动器提供一个恒定的制动力矩，在叠加上可调的电机制动力矩，就可以实现以电机调节为主、电子机械制动器调节为辅的车轮滑移率控制。

[0058] 以轮毂电机再生制动调节为主、电子机械制动调节为辅的车轮滑移率控制方法，结合电子机械制动器的机械制动和轮毂电机1的电机再生制动的特点，即机械制动的制动强度高，但不易准确调节，轮毂电机制动响应迅速，且轮毂电机转矩可以准确调节，基于这个特点，提出了具体的车轮滑移率实施方式：

[0059] 当车轮处于低附着路面制动时，地面给予车轮的纵向力较小，为防止车轮抱死，所给的车轮制动力也不宜过大，这时，不需要电子机械制动器介入，仅使用轮毂电机1的电机再生制动就可以满足制动要求，并且可以快速调节车轮制动力矩以调控车轮滑移率，防止车轮抱死。

[0060] 当车轮处在正常高附着路面制动时，制动强度需求较低时，优先使用轮毂电机1进行电机制动，这时电机再生制动满足制动需求且制动响应迅速，并且由于未使用机械制动，也保护了制动盘3和摩擦片12的寿命。

[0061] 当制动强度需求较高，单纯的轮毂电机再生制动无法满足制动需求时，就需要电子机械制动器的机械制动与轮毂电机1的电机再生制动进行联合制动；具体的实施办法是根据车辆在该高附着路面最优制动强度进行制动力分配，首先根据路面情况给予车轮一个固定大小的机械制动力矩，该制动力矩大小应当是在车轮滑移率调节过程中所需的最小制动力矩，同时该机械制动力矩弥补了电机再生制动强度受限的问题，之后在该固定大小的机械制动力矩的基础上叠加轮毂电机1的电机再生制动，这样就可以实现高制动强度需求下的车轮滑移率的调节。

[0062] 本发明轮毂电机1用的桥码2断开的浮钳盘式线控制动机构在参与制动防抱死系统工作时，轮毂电机1的电机再生制动力参与制动力调节，在机械制动力恒定的情况下，由电机再生制动力介入使总制动力增大，实现制动力调节。

[0063] 本发明给出了在路面上紧急制动时如何最大限度的提供制动力的方案，并且能够利用电机再生制动、易调节的特点快速调节制动力，从而使整个的制动防抱死过程控制得更好。

[0064] 在一个具体控制流程实施例中，如图6所示，在t1时刻以前，电机再生制动满足制动需求，则机械制动不介入，制动力矩可以任意调节，但是电机制动力矩无法超过其峰值Temax，在t1时刻是展示了机械制动介入的情况，此时电子机械制动器提供一个稳定的机械制动力矩，同时叠加轮毂电机1提供的电机再生制动，二者经过叠加就可以满足较高制动需求下制动力矩的调节，从而实现车轮滑移率的调节。

[0065] 以上，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。