CN116995850A - 带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，包括制动主缸总成、梯形丝杆、电机轴端位置传感器、无刷电机驱动单元，制动主缸总成后端下侧安装有压力传感器，制动主缸总成前端连接有后壳体，后壳体前端连接有前壳体，前壳体、后壳体、制动主缸总成之间通过安装螺栓固定，后壳体内部设置有大齿轮，大齿轮轴心安装有梯形丝杆，大齿轮前端和前壳体之间设置有轴承，轴承前端通过卡簧固定，梯形丝杆位于大齿轮前侧外部设置有导向套。本发明配合使用无刷电机驱动单元驱动，大齿轮和梯形丝杆配合，体积小，使用无刷电机，噪音低、寿命长、故障率低；可检测电机转过的圈数，角度，实现梯形丝杆移动位置的计算，且加工成本低。

Description

带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器

技术领域

本发明涉及车辆制动零部件领域，特别是涉及带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器。

背景技术

车辆线控电子制动系统是在接收到外部信号、例如接收到CAN总线上的主动制动指令信号时，用于给车辆的轮边制动器提供制动液压力，以使车辆减速或者停车，其性能直接影响到车辆的行车安全，由于无人驾驶物流车，无人驾驶观光车的快速兴起，行业内对故障率低、使用寿命长的线控制动系统的需求愈发强烈。当前低速无人驾驶车辆大多基于有刷直流电动机提供动力源。有刷直流电动机由于存在机械换向器，故使用寿命短于无刷电动机，故障率高于无刷电机。而制动系统失效又是不能容忍的存在。

在纯自动驾驶领域，现有制动系统技术中尺寸过大(博世ibooster)、寿命短(有刷电机方案)、噪音大(有刷电机方案)和可靠性差(有刷电机方案)，而提供一种基于无刷电机的小型电子制动系统。解决传统电子制动器寿命短、可靠性差和应用在安装位置有限的车辆上的尺寸过大的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，包括制动主缸总成、梯形丝杆、电机轴端位置传感器、无刷电机驱动单元，所述制动主缸总成后端下侧安装有压力传感器，所述制动主缸总成前端连接有后壳体，所述后壳体前端连接有前壳体，所述前壳体、所述后壳体、所述制动主缸总成之间通过安装螺栓固定，所述后壳体内部设置有大齿轮，所述大齿轮轴心安装有所述梯形丝杆，所述大齿轮前端和所述前壳体之间设置有轴承，所述轴承前端通过卡簧固定，所述梯形丝杆位于所述大齿轮前侧外部设置有导向套，所述梯形丝杆前侧顶部下端通过限位销连接所述前壳体，所述梯形丝杆和所述前壳体之间设置有导向槽，所述大齿轮下端和无刷电机小齿轮啮合，所述无刷电机小齿轮轴心连接所述无刷电机驱动单元的无刷电机输出轴，所述无刷电机驱动单元后端安装有ECU 控制器，所述无刷电机驱动单元和所述ECU控制器之间设置有电机轴端位置传感器。

优选的：所述无刷电机输出轴键连接所述电机轴端位置传感器、所述无刷电机小齿轮。

如此设置，所述电机轴端位置传感器用于检测所述无刷电机输出轴旋转的角度，所述无刷电机小齿轮用于输出动力。

优选的：所述大齿轮通过螺纹连接所述梯形丝杆，所述限位销通过螺纹连接所述梯形丝杆，所述导向槽一体成型于所述前壳体。

如此设置，所述大齿轮旋转轴配合所述梯形丝杆进行往复伸缩。

优选的：所述导向套和所述前壳体过盈配合，所述导向套和所述梯形丝杆间隙配合，所述轴承过盈配合所述大齿轮、所述前壳体。

如此设置，所述导向套用于稳定所述梯形丝杆在伸缩时的稳定性。

优选的：所述无刷电机驱动单元通过螺栓连接所述后壳体，所述ECU控制器通过螺钉连接所述无刷电机驱动单元。

如此设置，所述无刷电机驱动单元用于提供动力，所述ECU控制器用于控制和检测。

优选的：所述压力传感器通过螺栓连接所述制动主缸总成。

如此设置，所述压力传感器用于检测所述制动主缸总成的压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本方案配合使用无刷电机驱动单元驱动，大齿轮和梯形丝杆配合，体积小，使用无刷电机，噪音低、寿命长、故障率低；可检测电机转过的圈数，角度，实现梯形丝杆移动位置的计算，且加工成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器的结构示意图；

图2是本发明所述带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器的爆炸结构示意图；

图3是本发明所述带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器的内部结构示意图。

附图标记说明如下：

1、压力传感器；2、制动主缸总成；3、前壳体；4、后壳体；5、大齿轮； 6、轴承；7、导向套；8、梯形丝杆；9、限位销；10、导向槽；11、卡簧；12、安装螺栓；13、无刷电机小齿轮；14、无刷电机输出轴；15、无刷电机驱动单元；16、ECU控制器；17、电机轴端位置传感器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1-图3所示，带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，包括制动主缸总成2、梯形丝杆8、电机轴端位置传感器17、无刷电机驱动单元15，制动主缸总成2后端下侧安装有压力传感器1，制动主缸总成2前端连接有后壳体4，后壳体4前端连接有前壳体3，前壳体3、后壳体4、制动主缸总成2之间通过安装螺栓12固定，后壳体4内部设置有大齿轮5，大齿轮5轴心安装有梯形丝杆8，大齿轮5前端和前壳体3之间设置有轴承6，轴承6前端通过卡簧11固定，梯形丝杆8位于大齿轮5前侧外部设置有导向套7，梯形丝杆8前侧顶部下端通过限位销9连接前壳体3，梯形丝杆8和前壳体3之间设置有导向槽 10，大齿轮5下端和无刷电机小齿轮13啮合，无刷电机小齿轮13轴心连接无刷电机驱动单元15的无刷电机输出轴14，无刷电机驱动单元15后端安装有ECU 控制器16，无刷电机驱动单元15和ECU控制器16之间设置有电机轴端位置传感器17。

优选的：无刷电机输出轴14键连接电机轴端位置传感器17、无刷电机小齿轮13，电机轴端位置传感器17用于检测无刷电机输出轴14旋转的角度，无刷电机小齿轮13用于输出动力；大齿轮5通过螺纹连接梯形丝杆8，限位销9通过螺纹连接梯形丝杆8，导向槽10一体成型于前壳体3，大齿轮5旋转轴配合梯形丝杆8进行往复伸缩；导向套7和前壳体3过盈配合，导向套7和梯形丝杆8间隙配合，轴承6过盈配合大齿轮5、前壳体3，导向套7用于稳定梯形丝杆8在伸缩时的稳定性；无刷电机驱动单元15通过螺栓连接后壳体4，ECU控制器16通过螺钉连接无刷电机驱动单元15，无刷电机驱动单元15用于提供动力，ECU控制器16用于控制和检测；压力传感器1通过螺栓连接制动主缸总成 2，压力传感器1用于检测制动主缸总成2的压力。

工作原理：

正常工作模式：ECU控制器16收到通过CAN总线发送来的主动制动指令到后，驱动无刷电机驱动单元15的无刷电机输出轴14旋转，和无刷电机输出轴 14同轴的无刷电机小齿轮13一同旋转，同轴的无刷电机小齿轮13与大齿轮5 啮合传动，大齿轮5的中心带有梯形螺纹，大齿轮5旋转带动带有限位销9的梯形丝杆8在嵌入前壳体3并通过卡簧11定位的导向套7中的导向槽10中做直线运动，推动制动主缸总成2实现建立制动压力，ECU控制器16实时检测制动主缸总成2中的制动液压力并与目标压力实时比较根据反馈的实际压力和指令中的目标制动压力调整无刷电机驱动单元15的扭矩和旋向，进行精准的压力闭环控制，前壳体3上的安装螺栓12用于安装到使用环境。

压力传感器失效：当压力传感器1发生故障后，此时ECU控制器16无法准确判断主缸压力，ECU控制器16通过电机轴端位置传感器17来计算电机轴转过的圈数，由于无刷电机输出轴14和梯形丝杆8存在固定的传动比，因此ECU控制器16可通过此方式来精确控制梯形丝杆8的位置，又由于制动主缸总成2中的制动压力和梯形丝杆8存在数学上的对应关系，因此ECU控制器16在接收到制动指令后利用电机轴端位置传感器17可实现对压力的开环控制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：包括制动主缸总成(2)、梯形丝杆(8)、电机轴端位置传感器(17)、无刷电机驱动单元(15)，所述制动主缸总成(2)后端下侧安装有压力传感器(1)，所述制动主缸总成(2)前端连接有后壳体(4)，所述后壳体(4)前端连接有前壳体(3)，所述前壳体(3)、所述后壳体(4)、所述制动主缸总成(2)之间通过安装螺栓(12)固定，所述后壳体(4)内部设置有大齿轮(5)，所述大齿轮(5)轴心安装有所述梯形丝杆(8)，所述大齿轮(5)前端和所述前壳体(3)之间设置有轴承(6)，所述轴承(6)前端通过卡簧(11)固定，所述梯形丝杆(8)位于所述大齿轮(5)前侧外部设置有导向套(7)，所述梯形丝杆(8)前侧顶部下端通过限位销(9)连接所述前壳体(3)，所述梯形丝杆(8)和所述前壳体(3)之间设置有导向槽(10)，所述大齿轮(5)下端和无刷电机小齿轮(13)啮合，所述无刷电机小齿轮(13)轴心连接所述无刷电机驱动单元(15)的无刷电机输出轴(14)，所述无刷电机驱动单元(15)后端安装有ECU控制器(16)，所述无刷电机驱动单元(15)和所述ECU控制器(16)之间设置有电机轴端位置传感器(17)。

2.根据权利要求1所述的带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：所述无刷电机输出轴(14)键连接所述电机轴端位置传感器(17)、所述无刷电机小齿轮(13)。

3.根据权利要求1所述的带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：所述大齿轮(5)通过螺纹连接所述梯形丝杆(8)，所述限位销(9)通过螺纹连接所述梯形丝杆(8)，所述导向槽(10)一体成型于所述前壳体(3)。

4.根据权利要求1所述的带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：所述导向套(7)和所述前壳体(3)过盈配合，所述导向套(7)和所述梯形丝杆(8)间隙配合，所述轴承(6)过盈配合所述大齿轮(5)、所述前壳体(3)。

5.根据权利要求1所述的带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：所述无刷电机驱动单元(15)通过螺栓连接所述后壳体(4)，所述ECU控制器(16)通过螺钉连接所述无刷电机驱动单元(15)。

6.根据权利要求1所述的带有无刷电机转子位置检测的小型电子制动器，其特征在于：所述压力传感器(1)通过螺栓连接所述制动主缸总成(2)。