披露了一种双马达驱动组件，该双马达驱动组件包括壳体、相对于壳体可旋转地安装的轴、连接到轴并被配置成与轴一起旋转的第一传动机构、以及第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，输出传动机构与第一传动机构啮合，其中每个马达包括永磁体马达，该永磁体马达具有相同数量的磁极和定子，使得每个马达在该马达的完整机械回转内产生相同图案的齿槽转矩，并且其特征在于，第一马达相对于第二马达的相对定相是固定的，由此，当轴被旋转时，由第一马达施加到轴的齿槽转矩的影响至少部分地被由第二马达施加到轴的齿槽转矩的影响抵消。
1、电动马达被广泛用于机动车辆应用中并在机动车辆应用中越来越常见。例如，已知提供一种电动动力辅助转向系统，其中，电动马达设备向转向系统的一部分施加辅助转矩，以使驾驶员更容易转动车辆的方向盘。辅助转矩的量值根据控制算法来确定，该控制算法接收一个或多个参数(比如通过驾驶员转动方向盘向转向柱施加的转矩、车辆速度等)作为输入。
2、电动马达在机动车辆应用中的使用的另一个示例是线控转向系统。在正常使用期间，这些系统与驾驶员握持的手轮和转向车轮没有直接的机械连接，其中传感器检测驾驶员对手轮的移动，并且马达响应于传感器的输出被驱动以产生使车轮转向的力。这些系统依靠传感器将方向盘处的用户输入数据转发到控制单元，这些控制单元将用户输入数据与其他信息(比如车辆速度和横摆速率)相结合，以将控制信号递送到物理致动车辆的转向齿条的主马达。控制单元还用于过滤掉来自前车轮的不需要的反馈，并向方向盘处的次级电动马达提供响应信号。次级马达响应于方向盘处的特定用户输入而为驾驶员提供适当的阻力和反馈，以模仿常规转向系统的感觉。
3、在线控转向系统中，第二组件的一部分的失灵或故障可能导致车辆无法转向。因此，期望提供具有用于提供至少暂时的故障安全操作的结构的第二组件。us 2006/0042858a1公开了包括转向组件的转向设备，该转向组件包括手轮致动器。手轮致动器包括用于支撑方向盘的转向轴、传动机构和两个马达，这两个马达各自用于向转向轴提供转矩。
>4、gb 2579374 a公开了一种用于与线控转向手轮致动器一起使用的转向柱组件。该组件利用类似的双马达驱动系统，该双马达驱动系统包括第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出。每个输出传动机构驱动第一传动机构，该第一传动机构连接到方向盘的轴并被配置成使方向盘的轴旋转，以向驾驶员提供路感的感觉。双马达驱动系统用于通过同时驱动两个马达以向转向轴施加相反的转矩来减少传动机构咯咯声。具有两个马达还在系统中提供一些冗余。5、典型地，这些应用使用永磁体同步马达(pmsm)，因为它们具有令人印象深刻的转矩密度和动态响应时间。由于成本和封装约束，pmsm通常设计为具有限定一组齿的开槽定子，具有包括用作一组永磁体的磁硬材料的转子。因此，永磁体可以形成转子的一部分，并且定子包括被线圈包围的磁软材料，但是相反的配置也是可能的。
6、这种类型马达的一个重要问题是转矩脉动。转矩脉动描述了转子旋转时马达输出转矩的周期性变化。这种类型马达的另一个问题是齿槽转矩，该齿槽转矩可能对转矩脉动有重要贡献。齿槽转矩是由于马达的每个循环期间硬磁材料与软磁材料之间的波动相互作用而产生的。这种波动相互作用是转子和定子之间的气隙的变化的结果，这与定子的开槽结构相关联。
7、齿槽转矩导致输出转矩的不期望的波动，并且由于这种影响仅取决于转子和定子的相对移动，因此它可能导致有动力马达和无动力马达两者的移动问题。在线控转向手轮致动器中，齿槽转矩更容易观察到，其中低回转速度意味着马达的转动惯量无法使转矩波动平稳。
8、减轻单个马达内的齿槽转矩的影响的一种方式是选择定子槽或永磁体磁极的数量，使得定子槽的数量除以转子磁极的数量是非整数数。这确保了一部分槽不会与磁体边缘对齐，这减少了齿槽转矩。虽然这种方法显着减少了齿槽转矩，但其代价给定电流下的转矩能力降低。
9、用于减少单个马达的齿槽转矩并推广到减少转矩脉动的另一种方法是使转子相对于定子倾斜，或者相反地使定子相对于转子倾斜。因此，定子槽与永磁体边缘之间的过渡不平行，这使得旋转期间的过渡更平滑。
10、转矩脉动经常被分析并表示为傅立叶级数。经常选择倾斜角来抵消显性的齿槽转矩谐波。对于没有制造缺陷的马达，这典型地是由转子的磁极与定子齿数的最小公倍数产生的齿槽转矩。例如，具有8个转子磁极和12个定子齿的马达，转子的每次回转，齿槽转矩将变化24次。选择15度的倾斜角(360/24)将使由转子磁极与定子槽的组合产生的转矩的基本变化平滑。然而，虽然显著减少了齿槽转矩并因此减少了转矩脉动，但这种方法降低了马达的能力。采用这种方法也仅解决了由马达内的磁极和槽的组合产生的转矩脉动，而不是由马达通电时存在的电流产生的转矩脉动。
11、本专利技术寻求改进与常规马达组件相关联的问题，同时使得能够在有倾斜和无倾斜的情况下使用一系列不同的马达拓扑结构。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，一种双马达驱动组件包括壳体、相对于壳体可旋转地安装的轴、连接到轴并被配置成与轴一起旋转的第一传动机构、以及第一马达和第二马达，该第一马达和该第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，输出传动机构与第一传动机构啮合，其中每个马达包括永磁体马达，该永磁体马达具有相同数量的磁极和定子，使得每个马达在该马达的完整机械回转内产生相同图案的齿槽转矩，并且其特征在于，第一马达相对于第二马达的相对定相是固定的，由此，当轴被旋转时，由第一马达施加到轴的齿槽转矩的影响至少部分地被由第二马达施加到轴的齿槽转矩的影响抵消。
2、通过两个马达的相对定相，我们意指对于轴的任何位置，两个马达的机械角度都不相同。例如，定子可以相对于彼此偏移非零机械度数，或者转子彼此偏移非零度数，或者转子和定子两者均彼此偏移非零度数。因此，在马达中的第一马达定位在机械零度处的情况下，第二转子将处于机械非零度位置。从另一种角度来看，如果马达具有在转子相对于定子可以采用的0到360度的完整角度范围内变化的转矩脉动和齿槽转矩的图案，则两个马达可以在这些图案对准时相位对准，并且在这些图案未对准时具有相对相位差、相移。图案未对准的量可以表示为以度或弧度为单位的角度。
3、该组件可以包括用于两个马达的公共壳体。定子或转子或两者之间的偏移可以通过将两个马达的定子以适当的取向固定到壳体中来实现。可以选择两个马达的取向以提供马达之间的相对相位差。以这种方式，两个马达中的每个马达可以基本相似，从而在转子中的每个转子和它们相应的输出传动机构之间具有相同的角度关系。如此，两个转子可以连接到轴，使得它们具有相同的角度电气位置(即，随着第一传动机构在第一平面中旋转时，当第一转子的北极在第一平面中对准时，第二转子的对应北极也在第一平面中对准)。
4、替代性地，马达可以固定至壳体，使得两个定子在没有相对相位差的情况下对准，并且转子以非零相对相位差接合传动轮。以这种方式，两个马达中的每个马达在转子中的每个转子和它们相应的输出传动机构之间具有不同的角度关系。
5、优选地，两个马达中的每个马达的转子和定子在拓扑结构上是相同的。通过这个我们的意思是它们具有相同数量的转子磁体或磁极，以及相同数量的定子磁体或磁极。这有利于减少组件的材料清单，并简化两个马达的控制和驱动电路的设计。
6、双马达驱动组件可以形成车辆的手轮致动器组件的一部分，其中轴包括固定部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括壳体、相对于所述壳体可旋转地安装的轴、连接到所述轴并被配置成与所述轴一起旋转的第一传动机构、以及第一马达和第二马达，所述第一马达和所述第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，所述输出传动机构与所述第一传动机构啮合，其中每个马达包括永磁体马达，所述永磁体马达具有相同数量的磁极和定子，使得每个马达在该马达的完整机械回转内产生相同图案的齿槽转矩，并且其特征在于，所述第一马达相对于所述第二马达的相对定相是固定的，由此，当所述轴被旋转时，由所述第一马达施加到所述轴的齿槽转矩的影响至少部分地被由所述第二马达施加到所述轴的齿槽转矩的影响抵消。
2.根据权利要求1所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于所述马达中的两个马达的公共壳体，并且所述两个马达的相对定相至少部分地通过将所述两个马达的定子以不同的角度取向固定到所述壳体中来设置。
3.根据权利要求2所述的双马达驱动组件，其中，所述定子通过相应的输出传动机构轴固定至所述第一传动机构，使得所述定子始终彼此同相。
4.根据权利要求1所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于所述马达中的两个马达的公共壳体，并且其中，所述定子通过相应的输出传动机构轴固定到所述第一传动机构，使得所述定子始终彼此异相由所述马达的所需的相对定相确定的设定量。
5.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，其中，所述两个马达中的每个马达的转子和定子是相同的。
6.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于车辆的手轮致动器组件的一部分，其中，所述轴包括固定部分，通过所述固定部分所述轴能够固定到方向盘或轭部上。
7.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，其中，所述马达之间的相对相移根据以下马达参数进行设置：
8.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，其中，所述两个马达均包括永磁体马达，其中所述转子具有六个永磁体并且所述定子具有九个线圈绕组，并且所述两个马达之间的相对定相是10机械度加上M*20机械度，其中M为零或正整数值。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的双马达驱动组件，其中，两个马达均包括永磁体马达，其中所述转子具有八个永磁体并且所述定子具有12个线圈绕组，并且所述两个马达之间的相对定相是7.5机械度加上M*15机械度，其中M为零或正整数值。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的双马达驱动组件，其中两个马达均包括永磁体马达，其中所述转子具有十个永磁体并且所述定子具有十二个线圈绕组，并且所述两个马达之间的相对定相是3机械度加上M*6机械度，其中M为零或正整数值。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的双马达驱动组件，其中，设置所述马达之间的相移以优化特定谐波的抵消。
12.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，其中，所述第一传动机构包括蜗杆传动机构，并且所述输出传动机构中的每个输出传动机构包括蜗杆。
13.根据权利要求12所述的双马达驱动组件，其中，两个蜗杆的旋转轴线相对于彼此倾斜，并且所述两个蜗杆的旋转轴线垂直于所述第一传动机构的旋转轴线延伸。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的双马达驱动组件，其中，所述输出传动机构也基本上相同，使得从所述马达到所述轴的转矩倍增是相同的。
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【技术特征摘要】
1.一种双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括壳体、相对于所述壳体可旋转地安装的轴、连接到所述轴并被配置成与所述轴一起旋转的第一传动机构、以及第一马达和第二马达，所述第一马达和所述第二马达各自具有驱动相应输出传动机构的输出，所述输出传动机构与所述第一传动机构啮合，其中每个马达包括永磁体马达，所述永磁体马达具有相同数量的磁极和定子，使得每个马达在该马达的完整机械回转内产生相同图案的齿槽转矩，并且其特征在于，所述第一马达相对于所述第二马达的相对定相是固定的，由此，当所述轴被旋转时，由所述第一马达施加到所述轴的齿槽转矩的影响至少部分地被由所述第二马达施加到所述轴的齿槽转矩的影响抵消。
2.根据权利要求1所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于所述马达中的两个马达的公共壳体，并且所述两个马达的相对定相至少部分地通过将所述两个马达的定子以不同的角度取向固定到所述壳体中来设置。
3.根据权利要求2所述的双马达驱动组件，其中，所述定子通过相应的输出传动机构轴固定至所述第一传动机构，使得所述定子始终彼此同相。
4.根据权利要求1所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于所述马达中的两个马达的公共壳体，并且其中，所述定子通过相应的输出传动机构轴固定到所述第一传动机构，使得所述定子始终彼此异相由所述马达的所需的相对定相确定的设定量。
5.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，其中，所述两个马达中的每个马达的转子和定子是相同的。
6.根据任一前述权利要求所述的双马达驱动组件，所述双马达驱动组件包括用于车辆的手轮致动器组件的一部分，其中，所述轴包括固定部分，通过所述固定部...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·威尔逊琼斯，C·普雷福泽阿纳斯，阿里·阿尔耶夫，
申请(专利权)人：ZF汽车英国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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