一种基于多相电机的冗余式电液制动器的制作方法

1.本发明涉及电液制动器，具体涉及一种基于多相电机的冗余式电液制动器。


背景技术：

2.随着技术的进步和对节能环保的要求越来越高，电动汽车、混合动力汽车等依靠电驱动的汽车越来越多。这些车都可以在减速和下坡时将驱动电机转换成发电机，从而回收能量。然而现在汽车上常用的制动系统为真空助力制动器和气压制动器。这两种制动器的反应时间慢，特别是在制动时不能协助汽车进行能量回收。只有司机踩刹车时才制动，不能根据整车控制器的指令制动，用在自动驾驶上非常不方便。电液制动器利用电动机驱动液压缸，从而产生液压进行制动，反应时间短，能根据整车控制器的指令制动，方便用于自动驾驶，还可以在制动时协调汽车进行能量回收。由于是液压制动，布置方便，电动机等可以安装在车身上，受到的振动小，故障率低，不增加汽车的非簧载质量，车辆的振动小。不像机电式制动器那样把电动机和传动机构都装在车轮上，受到的振动大，故障率高，同时还增加非簧载质量，车辆的振动大。
3.电液制动器虽然优点很多，但是由于是机电一体化装置，可靠性和耐用性比纯机械结构的真空助力制动器和气压制动器低。而制动系统又是汽车上最重要的部件，为了防止电液制动器的电气系统出现故障，从而造成制动失效，很多电液制动器保留了人力备份制动功能。当电气系统失效时，由人力进行制动。但是人力制动产生的制动力远小于电液制动器正常输出的制动力，因此有些电液制动器采用了冗余备份方式，即制动器使用两个电动机，分别驱动个电动缸。正常制动时，一个电动机驱动电动缸，产生制动力，另一个处于备份状态。当工作的电动机失效时，备份的电动机能马上接替失效的电动机输出制动力，从而提高了安全性，降低故障率。但是这种方式需要用到两个电动机和电动缸，成本高，体积大。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于多相电机的冗余式电液制动器。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种基于多相电机的冗余式电液制动器，包括多相电机、制动踏板、踏板行程传感器、模拟缸、制动控制器、电机驱动控制器和电动缸；所述电机驱动控制器包括一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器；一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器与制动控制器连接并受制动控制器控制；所述模拟缸和制动踏板连接，所述制动踏板还连接于所述踏板行程传感器，所述制动控制器与所述踏板行程传感器连接并接收踏板行程传感器的信号；所述多相电机的其中一部分绕组连接在一起并连接于一号电机驱动控制器，另一部分的绕组连接在一起并连接于二号电机驱动控制器；所述多相电机传动连接于所述电动缸。
7.进一步地，所述多相电机的绕组包括au、by、cw、dx、ey、fz六组，构成六相绕组；其中au、by、cw三个绕组连接在一起并与一号电机驱动控制器连接，dx、ey、fz三个绕组连接在一起并与二号电机驱动控制器连接，dx、ey、fz三个绕组的连接方式与au、by、cw三个绕组的
连接方式相同。
8.更进一步地，au、by、cw三个绕组和dx、ey、fz三个绕组的连接方式均为星形或三角形。
9.本发明还提供一种利用上述多相电机的冗余式电液制动器的方法，具体过程为：
10.当司机踩下制动踏板时，踏板行程传感器产生踏板行程信号并传递给制动控制器；制动控制器根据踏板行程信号，向一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器中的任一个电机驱动控制器发送控制信号，收到控制信号的电机驱动控制器启动并向其连接的多相电机的绕组通电，驱动多相电机工作，一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器中的另一个电机驱动控制器及其连接的绕组处于备份状态；由于制动踏板推动模拟缸，模拟缸对制动踏板产生反作用力，从而形成制动脚感；
11.当正在工作的电机驱动控制器或其连接的多相电机的绕组产生故障，制动控制器关闭该电机驱动控制器，使其连接的绕组断电，同时启用处于备份状态的另一个电机驱动控制器，使其向其所连接的多相电机的绕组通电，继续驱动多相电机工作。
12.本发明的有益效果在于：本发明的冗余式电液制动器采用一个多相电机和两套电机驱动控制器，因此具有冗余制动功能。与普通的电液制动器相比，由于具有冗余备份功能，因此可靠性高。与其它使用两台电机或两个电动缸的具有空余备份功能的电液制动器相比，本实施例只用一台电动机和一个电动缸，具有成本低、体积小的优点。
附图说明
13.图1为本发明实施例1中冗余式电液制动器的连接结构示意图；
14.图2为本发明实施例1中多相电机的结构示意图。
具体实施方式
15.以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
16.实施例1
17.本实施例提供一种基于多相电机的冗余式电液制动器，如图1所示，包括多相电机1、制动踏板3、踏板行程传感器4、模拟缸5、制动控制器6、电机驱动控制器和电动缸8；所述电机驱动控制器包括一号电机驱动控制器2和二号电机驱动控制器7；一号电机驱动控制器2和二号电机驱动控制器7与制动控制器6连接并受制动控制器6控制；所述模拟缸5和制动踏板3连接，所述制动踏板3还连接于所述踏板行程传感器4，所述制动控制器6与所述踏板行程传感器4连接并接收踏板行程传感器4的信号；所述多相电机1的其中一部分绕组连接在一起并连接于一号电机驱动控制器2，另一部分的绕组连接在一起并连接于二号电机驱动控制器7；所述多相电机1传动连接于所述电动缸8。
18.在本实施例中，所述多相电机1的绕组如图2所示，包括au、by、cw、dx、ey、fz六组，构成六相绕组；其中au、by、cw三个绕组连接在一起并与一号电机驱动控制器2连接，dx、ey、fz三个绕组连接在一起并与二号电机驱动控制器7连接，dx、ey、fz三个绕组的连接方式与au、by、cw三个绕组的连接方式相同。具体地，au、by、cw三个绕组的连接方式可以是星形或
三角形。
19.需要说明的是，普通的电动机都是三相电动机，当其中的一相出现故障时，电动机将不能工作。多相电机是一种相数大于3的电机，当它的一相或几相出现故障时，只要不出故障的相数大于3，电机就还能工作。因此，本实施例可以利用多相电机相数多的特点，让其中的部分相处于工作状态，另一部分相处于冗余备份状态，基于此构成一种基于多相电机的冗余式电液制动器。
20.本实施例的冗余式电液制动器采用一个多相电机和两套电机驱动控制器，因此具有冗余制动功能。与普通的电液制动器相比，由于具有冗余备份功能，因此可靠性高。与其它使用两台电机或两个电动缸的具有空余备份功能的电液制动器相比，本实施例只用一台电动机和一个电动缸，具有成本低、体积小的优点。
21.实施例2
22.本实施例提供一种利用实施例1所述多相电机的冗余式电液制动器的方法，具体过程为：
23.当司机踩下制动踏板3时，踏板行程传感器4产生踏板行程信号并传递给制动控制器6；制动控制器6根据踏板行程信号，向一号电机驱动控制器2和二号电机驱动控制器7中的任一个电机驱动控制器发送控制信号，收到控制信号的电机驱动控制器启动并向其连接的多相电机1的绕组通电，驱动多相电机1工作，一号电机驱动控制器2和二号电机驱动控制器7中的另一个电机驱动控制器及其连接的绕组处于备份状态；由于制动踏板3推动模拟缸5，模拟缸5对制动踏板3产生反作用力，从而形成制动脚感；
24.当正在工作的电机驱动控制器或其连接的多相电机1的绕组产生故障，制动控制器6关闭该电机驱动控制器，使其连接的绕组断电，同时启用处于备份状态的另一个电机驱动控制器，使其向其所连接的多相电机的绕组通电，继续驱动多相电机1工作。
25.以一号电机驱动控制器2为例，一号电机驱动控制器2给au、by、cw三个绕组通电，产生旋转磁场，带动多相电机1的转子旋转。多相电机1推动电动缸8，输出高压的制动液至车轮制动器，从而使汽车制动减速；此时二号电机驱动控制器7以及dx、ey、fz三个绕组处于备份状态；同时由于制动踏板3推动模拟缸5，模拟缸5对制动踏板3产生反作用力，从而形成制动脚感。
26.当一号电机驱动控制器2或au、by、cw三个绕组中任何一个元件出故障时，这时制动控制器6关闭一号电机驱动控制器2，使au、by、cw三个绕组断电。同时启用二号电机驱动控制器7；二号电机驱动控制器7给dx、ey、fz三个绕组通电，从而使电机能正常工作，由于dx、ey、fz三个绕组在结构上与au、by、cw三个绕组相同，所以电机的功率和输出转矩等性能保持不变，电液制动器的性能保持不变。
27.对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于多相电机的冗余式电液制动器，其特征在于，包括多相电机、制动踏板、踏板行程传感器、模拟缸、制动控制器、电机驱动控制器和电动缸；所述电机驱动控制器包括一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器；一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器与制动控制器连接并受制动控制器控制；所述模拟缸和制动踏板连接，所述制动踏板还连接于所述踏板行程传感器，所述制动控制器与所述踏板行程传感器连接并接收踏板行程传感器的信号；所述多相电机的其中一部分绕组连接在一起并连接于一号电机驱动控制器，另一部分的绕组连接在一起并连接于二号电机驱动控制器；所述多相电机传动连接于所述电动缸。2.根据权利要求1所述的冗余式电液制动器，其特征在于，所述多相电机的绕组包括au、by、cw、dx、ey、fz六组，构成六相绕组；其中au、by、cw三个绕组连接在一起并与一号电机驱动控制器连接，dx、ey、fz三个绕组连接在一起并与二号电机驱动控制器连接，dx、ey、fz三个绕组的连接方式与au、by、cw三个绕组的连接方式相同。3.根据权利要求2所述的冗余式电液制动器，其特征在于，au、by、cw三个绕组和dx、ey、fz三个绕组的连接方式均为星形或三角形。4.一种利用权利要求1-3任一所述多相电机的冗余式电液制动器的方法，其特征在于，具体过程为：当司机踩下制动踏板时，踏板行程传感器产生踏板行程信号并传递给制动控制器；制动控制器根据踏板行程信号，向一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器中的任一个电机驱动控制器发送控制信号，收到控制信号的电机驱动控制器启动并向其连接的多相电机的绕组通电，驱动多相电机工作，一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器中的另一个电机驱动控制器及其连接的绕组处于备份状态；由于制动踏板推动模拟缸，模拟缸对制动踏板产生反作用力，从而形成制动脚感；当正在工作的电机驱动控制器或其连接的多相电机的绕组产生故障，制动控制器关闭该电机驱动控制器，使其连接的绕组断电，同时启用处于备份状态的另一个电机驱动控制器，使其向其所连接的多相电机的绕组通电，继续驱动多相电机工作。

技术总结
本发明公开了一种基于多相电机的冗余式电液制动器，电机驱动控制器包括一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器；一号电机驱动控制器和二号电机驱动控制器与制动控制器连接并受制动控制器控制；模拟缸和制动踏板连接，制动踏板还连接于踏板行程传感器，制动控制器与踏板行程传感器连接并接收踏板行程传感器的信号；多相电机的其中一部分绕组连接在一起并连接于一号电机驱动控制器，另一部分的绕组连接在一起并连接于二号电机驱动控制器；多相电机传动连接于电动缸。本发明的冗余式电液制动器采用一个多相电机和两套电机驱动控制器，具有冗余备份功能、可靠性高，且具有成本低、体积小的优点。积小的优点。积小的优点。


技术研发人员：潘光显 张东升 于枫 陈思莹 李新建 邓伟文
受保护的技术使用者：南京经纬达汽车科技有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/7/6