格陆博科技(张家港)有限公司刘兆勇获国家专利权
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龙图腾网获悉格陆博科技(张家港)有限公司申请的专利一种基于电磁阀的制动力调节方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120440002B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510762944.0,技术领域涉及:B60T13/68;该发明授权一种基于电磁阀的制动力调节方法是由刘兆勇;熊文英;余子祥;张凯;王志坚;黄海波设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于电磁阀的制动力调节方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于电磁阀的制动力调节方法,属于汽车制动领域,包括以下步骤:S1、综合考虑电磁阀的电磁特性、液压特性及机械运动特性,建立包含电磁力、阀芯运动和液动力的多物理场耦合的动态模型,以描述电磁阀阀芯位置与制动力之间的动态关系;S2、通过有限元仿真方法得到电磁阀最优结构参数;S3、基于电磁阀最优结构参数和多物理场耦合的动态模型,采用分数阶滑模变结构控制算法,生成PWM信号;S4、通过PWM信号控制电磁线圈电流。采用上述一种基于电磁阀的制动力调节方法,实现了制动力的高精度、快速响应及强鲁棒性调节。
本发明授权一种基于电磁阀的制动力调节方法在权利要求书中公布了:1.一种基于电磁阀的制动力调节方法,其特征在于:包括以下步骤: S1、综合考虑电磁阀的电磁特性、液压特性及机械运动特性,建立包含电磁力、阀芯运动和液动力的多物理场耦合的动态模型,以描述电磁阀阀芯位置与制动力之间的动态关系; S2、通过有限元仿真方法得到电磁阀最优结构参数; S3、基于电磁阀最优结构参数和多物理场耦合的动态模型,采用分数阶滑模变结构控制算法,生成PWM信号; S4、通过PWM信号控制电磁线圈电流,实现制动力调节; 步骤S1具体包括以下步骤: S11、根据麦克斯韦应力理论,建立电磁力模型: 式中,Fm表示电磁力;ψ表示磁链,且Rm1表示工作气隙磁阻,Rm2表示次级气隙磁阻,n表示电磁线圈匝数,e表示次级气隙长度,R表示阀芯半径,ls表示次级气隙宽度;μ0表示真空磁导率;S0表示磁极面积;i表示电磁线圈电流;zev表示电磁阀阀芯的真实位置; S12、考虑电磁力Fm、弹簧力Fk、液压力Fs以及粘性摩擦力作用,建立阀芯力学平衡方程: 其中,Fk=F0+Kk·zev 3; 式中,m表示阀芯质量;Cu表示电磁阀阀芯运动的粘性阻尼系数;和分别表示电磁阀阀芯的真实位置的一阶导数和二阶导数;F0表示弹簧预紧力;Kk表示弹簧刚度;Pm表示主缸压力;Pw表示轮缸压力;cd表示流量系数;C1表示压力分布补偿系数;At表示节流口面积;Aev表示阀出口面积;α表示阀座锥角半角;Arw表示锥面面积;ζ表示能量损失系数; S13、考虑线圈电感和阀芯运动产生的反电动势,建立线圈电路方程: 式中,ui表示电磁线圈电压;r表示电磁线圈电阻;表示电磁线圈电流的一阶导数; 步骤S2具体包括以下步骤: S21、利用ANSYS Electronics建立电磁阀模型,仿真不同导套厚度、外磁极厚度对静态电磁力的影响,并在初始约束条件简化公式1得到: 式中,Fδ表示初始电磁力,且Fδ15N;Bδ表示气隙磁感应强度;da1表示电枢有效直径;δ1表示工作气隙与限位片长度的和; S22、综合响应速度和电磁力需求,通过正交试验确定电磁阀最优结构参数:导套厚度dg=0.5mm,外磁极厚度dp=6mm,电枢长度la=12.1mm,磁隔离角度θm=45°; 步骤S3具体包括以下步骤: S31、基于平方根容积卡尔曼滤波估计电磁阀阀芯位置其中状态方程如下: 式中,A和B均为状态变量,且ΔP表示主缸压力与轮缸压力的差值; S32、设计分数阶滑模面s: 式中,znom、和分别表示电磁阀阀芯的目标位置、目标位置的一阶导数和目标位置的二阶导数;kx和kz均表示权重系数;γ和μ均表示分数阶阶次,且0γ,μ2;表示电磁阀阀芯估计位置的一阶导数; S34、设计如下控制律: 其中,式中,ε表示滑模鲁棒增益系数;ks表示滑模面阻尼系数,且0ks10; S34、通过PID算法将电流目标值转换为PWM占空比Dpwm: 其中,Δie=inom‑i 13; 式中,Kp‑duty、Ki‑duty和Kd‑duty分别表示PID控制器的比例、积分、微分的增益系数;Δiet和Δiet‑1表示t时刻和t‑1时刻的电流偏差;inom表示目标电磁线圈电流;Δt表示采样间隔。
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