[发明专利]一种基于双转子电机的电动助力制动系统

摘要

本发明提供了一种基于双转子电机的电动助力制动系统，壳体内部采用永磁无刷双转子电机代替单转子电机，外转子与主缸相连实现制动助力，内转子与制动踏板相连实现踏板感觉模拟，壳体内设置电动三爪卡盘，当双转子电机因故障失效时仍可以通过控制电动三爪卡盘的动作，使驾驶员的制动力直接作用于主缸，产生制动力，由于内转子和外转子可以分别控制，使制动助力和制动感觉反馈互不干扰，方便地实现了驾驶员制动力与电机制动力的耦合与解耦，省去了现有技术中为实现上述功能的踏板感觉模拟器等复杂零部件，结构简单，尺寸小，便于实车布置，实现主动制动和失效备份等功能，还能有效地集成ESP、ACC等主动控制技术，实现车辆智能化控制。

主权项

1.一种基于双转子电机的电动助力制动系统，其特征在于，包括一个壳体(21)，以驾驶员制动力输入的方向为前方，壳体(21)内部设置有一个双转子电机，双转子电机包括一个带有定子绕组(2)的截面为圆环形的定子铁心(3)、一个带有外转子绕组(6)的圆环形的外转子铁心(4)和一个内转子铁心(14)，壳体(21)前部内侧固定安装定子铁心(3)，壳体(21)前端面的中部开有一个圆形通孔，一个圆柱形的一号推杆(1)的前部穿过壳体(21)前端面的圆形通孔，一号推杆(1)的中后部伸入到壳体(21)的内部，一号推杆(1)的前端与制动踏板连接，用于输入驾驶员的制动力，一个二号空心丝杠(13)为中空的圆柱型回转件，一号推杆(1)从二号空心丝杠(13)的中空部分穿过，二号空心丝杠(13)与一号推杆(1)的中部固定连接，二号空心丝杠(13)的外圆柱面上加工有弧形螺旋槽，内转子铁心(14)为中空的圆柱形回转件，内转子铁心(14)的内圆柱面上也加工有弧形螺旋槽，内转子铁心(14)内圆柱面上的弧形螺旋槽与二号空心丝杠(13)外圆柱面上的弧形螺旋槽相配合，形成一条螺旋通道，该螺旋通道中置有多个球形滚珠，二号空心丝杠(13)、内转子铁心(14)和球形滚珠组成二号滚珠丝杠机构，内转子铁心(14)的外圆柱面上固定安装有内转子永磁磁钢(15)，外转子铁心(4)布置在内转子永磁磁钢(15)与定子铁心(3)之间，外转子铁心(4)上固定安装有一个圆筒状的电机输出轴(5)，电机输出轴(5)的后部沿其轴向开有一个圆形通孔，壳体(21)的内部设置有一个行星齿轮组，行星齿轮组包括一个固定在壳体(21)内部的齿圈(7)、一个与齿圈(7)同心且位于齿圈(7)的圆周内部的太阳轮(17)和四个间隔均匀设置在齿圈(7)和太阳轮(17)之间的行星轮(8)，每个行星轮(8)同时与齿圈(7)和太阳轮(17)啮合，太阳轮(17)与电机输出轴(5)通过螺钉连接，一个螺母(10)为中空的阶梯状回转件，螺母(10)的前段为大轴颈段，螺母(10)的后段为小轴颈段，螺母(10)的内圆柱面加工有弧形螺旋槽，每个行星轮(8)通过一个行星轮轴(9)与螺母(10)的大轴颈段装配，螺母(10)的小轴颈段通过两个圆锥滚子轴承支承在壳体(21)内部，一个一号空心丝杠(11)为中空的圆柱形回转件，一号空心丝杠(11)的外圆柱面上也加工有弧形螺旋槽，一号空心丝杠(11)外圆柱面上的弧形螺旋槽与螺母(10)内圆柱面上的弧形螺旋槽相配合，形成一条螺旋通道，该螺旋通道中置有多个球形滚珠，一号空心丝杠(11)、螺母(10)和球形滚珠组成一号滚珠丝杠机构，一号推杆(1)穿过电机输出轴(5)后部的圆形通孔，一号推杆(1)的后端连伸入到一个电动三爪卡盘(11)中，一号推杆(1)的后端面位于电动三爪卡盘(11)的卡爪(32)的前端面之后，一个二号推杆(18)是截面为圆形的直杆，二号推杆(18)的前端连接到电动三爪卡盘(11)中，二号推杆(18)的前端面位于卡爪(32)的后端面之前，二号推杆(18)的后端穿过一号空心丝杠(11)的中空部，一号空心丝杠(11)的后端面上沿轴向开有凹槽，一个助力推杆(20)为阶梯状的圆柱形回转体，助力推杆(20)的前段为大轴颈段，助力推杆(20)的大轴颈段以助力推杆(20)的回转轴线为中心线开有一圆柱形盲孔，盲孔内置有圆柱形的弹性反应盘(19)，弹性反应盘(19)的高度大于助力推杆(20)的盲孔的深度，助力推杆(20)的后段为小轴颈段，助力推杆(20)的小轴颈段以助力推杆(20)的回转轴线为中心线开有一个螺纹孔，助力推杆(20)的大轴颈段间隙配合安装在一号空心丝杠(11)后端面上的凹槽内，一个踏板行程传感器(30)安装在一号推杆(1)上，用于测量一号推杆(1)的位移量，一个主缸(23)固定在壳体(21)上，主缸(23)的活塞推杆伸入壳体后部的中空部分，活塞推杆(12)上开有外螺纹，助力推杆(20)的小轴颈段与活塞推杆(12)螺纹连接，主缸(23)的两个进液口与一个储液罐(22)连接，主缸(23)的一个出液口通过液压管路与一个一号二位二通电磁阀(26)的进液口连接，主缸(23)与一号二位二通电磁阀(26)之间的液压管路上安装有一个一号压力传感器(24)，主缸(26)的另一个出液口通过液压管路与一个二号二位二通电磁阀(27)的进液口连接，主缸(26)与二号二位二通电磁阀(27)之间的液压管路上安装有一个二号压力传感器(25)，一号二位二通电磁阀(26)的出液口通过液压管路与一个液压控制单元(28)的一个进液口连接，二号二位二通电磁阀(27)的出液口通过液压管路与液压控制单元(28)的另一个进液口连接，液压控制单元(28)的四个出液口分别通过液压管路与安装在车辆四个车轮上的四个盘式制动器(29)的进液口连接，踏板行程传感器(30)、一号压力传感器(24)和二号压力传感器(25)的信号输出端分别通过数据线与车辆中的电子控制单元的信号输入端连接，一号二位二通电磁阀(26)、二号二位二通电磁阀(27)、液压控制单元(28)、电动三爪卡盘(16)和双转子电机各自的信号接收端分别通过数据线与电子控制单元的输出端连接。