集成踏板感觉模拟器的制动主缸的制作方法

本发明涉及一种制动主缸，更确切地说，本发明涉及一种集成踏板感觉模拟器的制动主缸。

背景技术：

线控技术与汽车制动系统相结合的线控制动系统，由机电液一体化部件代替了传统的液压或气压制动执行机构，具有控制精度高、响应速度快、易于与其它控制功能集成等特点，极大的改善了车辆制动时的安全性能，具有良好的发展前景和广阔的市场。一套功能完善的线控液压制动系统需要兼顾主动建压快速，压力控制精准，踏板力完全解耦，并可对轮缸压力实时调节等功能。

由于线控液压制动系统需要实现踏板力完全解耦，即取消制动踏板与制动轮缸的直接连接，所以既能准确、可靠地反映驾驶员制动意图，又能提供驾驶员良好制动踏板感觉的踏板感觉模拟器成为电控液压制动系统的难点之一。

踏板力模拟可以采用被动型和主动型两种方式实现，被动型利用弹性元件的压缩特性来近似模拟踏板力与踏板行程的非线性关系；主动型根据踏板力与踏板行程的关系，利用作动器产生相应的踏板反力。这两种方法各有利弊，被动型利用弹性元件，如弹簧、橡胶元件或两者的组合来产生踏板力，易于在实车上的应用，简单可靠，例如中国专利公布号为CN101879891A，公布日为2010年11月10日，发明名称为“汽车制动踏板感觉模拟器”，申请人为浙江亚太机电股份有限公司。但是这种方法无法根据驾驶员不同的制动需要进行调节，路感的模拟效果也不好；主动型需利用作动器，其结构相对复杂，在实车上的应用需要考虑失效情况和控制系统的响应时间，例如中国专利公布号为CN 102700522A，公布日为2012年10月3日，发明名称为“一种应用于车辆驾驶模拟器的制动踏板感觉模拟装置”，申请人为浙江大学。采用作动器产生的踏板反力的优点是能够根据驾驶员的需要进行主动的调节，有利于对制动踏感进行深入研究，并且得到的踏板力与踏板行程的关系与传统车的关系曲线更为接近。无论是被动型还是主动型的踏板感觉模拟器均为独立的零部件，与液压制动系统的集成效果并不十分理想。

中国专利公布号为CN 101566211A，公布日为2009年10月28日，发明名称为“阻尼调节器和电子制动踏板感觉模拟器”，申请人为奇瑞汽车股份有限公司。该专利采用电流变液力利用阻尼调节器实现制动踏板模拟器的功能，具有响应迅速、结构简单、能源消耗低等优点，但该专利需采用控制器采集电机制动踏板位移信号，根据模数转换器转换的位移大小及制动速度来设置微控制器的占空比信号，进而调节电流变液力的阻尼力，其工作需要有控制器等其他设备的支持，且还需一系列的控制算法，实施过程较为复杂。

综上所述，研究一种能够实现踏板力与踏板行程的关系实时调节，不需要外部额外提供能量源，且与液压制动系统集成度较高的踏板感觉模拟器具有现实意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有踏板感觉模拟器很难兼顾被动型与主动型的各自优点、且与液压制动系统集成效果并不十分理想问题，提供了一种集成踏板感觉模拟器的制动主缸。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸包括主腔部分、副腔部分与调压部分；

所述的调压部分包括调压套筒与齿轮机构；

所述的调压套筒通过外轴承装入主腔部分中的主缸外缸体内成转动连接，副腔部分通过右内轴承与左内轴承安装在调压套筒内成转动连接，齿轮机构安装在调压套筒的左端与副腔部分中的副腔活塞杆的左端之间，齿轮机构的传动齿轮与副腔活塞杆的左端啮合连接，齿轮机构中的第一齿轮与调压套筒的左端内螺纹啮合连接。

技术方案中所述的主腔部分还包括有主腔活塞、主腔活塞杆、主腔回位弹簧、第一密封圈、外轴承和外端盖；所述的主腔活塞杆与主腔活塞的右端通过螺纹孔同心连接，主腔活塞安装在主缸外缸体内腔的右端，两者之间为滑动配合，主腔活塞杆从主缸外缸体右端的中心通孔中伸出，第一密封圈安装在主缸外缸体的第二段阶梯孔与第三段阶梯孔的连接处，并与第三段阶梯孔的左端面相接触；主腔回位弹簧安装在主缸外缸体内，主腔回位弹簧的右端面与主腔活塞的左端面接触连接；外轴承安装在主缸外缸体左端的第一段阶梯孔中，外轴承外环右端面与主缸外缸体第二段阶梯孔的左端面接触连接；外端盖与主缸外缸体的左端螺纹连接，外端盖上两段阶梯孔所形成的圆环面与外轴承外环左端面接触连接。

技术方案中所述的主缸外缸体为圆筒类结构件，在其中心处沿轴线加工有3段式阶梯盲孔，3段式阶梯盲孔的回转轴线共线，3段式阶梯盲孔依次相连接，3段式阶梯盲孔的内径从左到右依次减小，其右端面的中心处加工有与左端3段阶梯盲孔同心的圆形的中心通孔，该中心通孔的内经大于主腔活塞杆的外径；主缸外缸体最左端的外圆柱面上加工有外螺纹，主缸外缸体右侧第三段阶梯孔的孔壁上沿径向设置有油杯连接孔与制动管路连接孔。

技术方案中所述的副腔部分还包括有内缸体、副腔活塞、副腔端盖、常闭阀体、第二密封圈、第三密封圈、右套筒、左套筒、副腔回位弹簧与内端盖；所述的内缸体的右端与副腔端盖的内孔过盈配合，第二密封圈安装在内缸体右端与副腔端盖之间，内缸体的右侧凸肩与副腔端盖的左端面相接触；常闭阀体装入副腔端盖上的右端偏心圆孔内，二者之间为过盈配合；右内轴承、右套筒、左内轴承与左套筒依次套装在内缸体的左端，右内轴承、右套筒、左内轴承与左套筒之间接触连接，右内轴承的右端面与内缸体的左侧凸肩相接触；所述的副腔活塞安装在内缸体内，第三密封圈安装在副腔活塞上的环槽内，副腔活塞杆右端与副腔活塞通过螺纹同心连接，副腔回位弹簧套装在副腔活塞杆上，副腔回位弹簧的右端面与副腔活塞的左端面接触连接，内端盖安装在内缸体的左端并套装在副腔活塞杆上，左套筒(49)、内缸体(36)与副腔回位弹簧的左端面同和内端盖的右端环面相接触。

技术方案中所述的内缸体为两端敞开的圆筒类结构件，内缸体的外圆柱面设置成阶梯轴式结构，内缸体两端外圆柱面的直径小于两端外圆柱面之间的大圆柱面的直径，内缸体的右端直径与副腔端盖的盲孔直径相等。

技术方案中所述的副腔端盖为圆盘类结构件，副腔端盖的左端设置有圆柱形左端盲孔，左端盲孔与左端外圆柱面回转轴线共线，副腔端盖的右端加工有用于安装常闭阀体的偏心圆通孔。

技术方案中所述的内端盖为圆盘类结构件，其右端加工出外径小于左端圆盘外径的同心的右端圆台，在右端圆台的中心处设置有同心通孔，同心通孔的内经大于副腔活塞杆的外径，内端盖右端圆台的外径与内缸体的内孔直径相等，并且内端盖的右端圆台与内缸体的内孔之间为过盈配合。

技术方案中所述的副腔活塞杆为圆柱体形直杆类结构件，其右端设置有与副腔活塞上加工有内螺纹的中心孔相配合的外螺纹，副腔活塞杆的左端沿轴向加工有一段平面，该平面上加工有与传动齿轮啮合连接的直平齿。

技术方案中所述的齿轮机构包括蜗杆、第一齿轮与传动齿轮；所述的蜗杆与传动齿轮相啮合，两者的回转轴线为空间垂直交叉，蜗杆通过键与第一齿轮固定连接在一起，蜗杆与第一齿轮的回转轴线共线。

技术方案中所述的调压套筒为一端封底的圆筒式结构件，调压套筒的轴向内孔与外圆柱面的回转轴线共线，调压套筒的筒底上设置有偏心变径通孔，调压套筒的右端设置有圆柱形凸缘，圆柱形凸缘的直径大于左侧圆筒的外径，圆柱形凸缘的直径等于主缸外缸体第二段阶梯孔的内径，调压套筒的左端内圆柱面上沿轴向加工有与第一齿轮相啮合的内直齿。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸可同时实现踏板感觉模拟器及制动主缸的全部功能并更具集成性。

2.本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸相较于被动型踏板感觉模拟器，其通过调压部分可使其踏板力与踏板行程的关系与传统车的关系曲线更为接近。

3.本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸相较于主动型踏板感觉模拟器，其采用机械式齿轮机构来进行踏板力的调节，不需要外部能量源的供给，降低汽车燃油消耗，经济环保。

4.本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸中集成式制动主缸不需外部控制器等设备来调节踏板位移与集成式制动主缸的阻尼关系，该集成式制动主缸通过机械形式直接建立二者之间的关系；

5.本发明所述的具有集成踏板感觉模拟器的制动主缸的线控液压制动系统相较于传统的线控液压制动系统，可同时实现主动建压快速、压力控制精准、踏板力完全解耦并可对轮缸压力实时调节。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸结构组成主视图上的全剖视图；

图2是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸中集成式制动主缸结构组成主视图上的全剖视图；

图3是本发明所述的集成式制动主缸的主缸外缸体结构组成主视图上的全剖视图；

图4是本发明所述的集成式制动主缸的外端盖结构组成主视图上的全剖视图；

图5是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸中副腔部分结构组成主视图上的全剖视图；

图6是本发明所述的副腔部分的副腔活塞杆结构组成主视图；

图7是图6中副腔活塞杆B-B处的剖视图；

图8是本发明所述的副腔部分的内缸体结构组成主视图上的全剖视图；

图9是本发明所述的副腔部分的副腔端盖结构组成主视图上的全剖视图；

图10是本发明所述的副腔部分的副腔端盖结构组成的左视图；

图11是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸的调压套筒和齿轮部分结构组成主视图上的全剖视图；

图12是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸的调压套筒结构组成主视图上的全剖视图；

图13是图12中本发明所述的调压套筒结构组成A-A处左视图；

图14是本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸的线控液压制动系统结构原理图；

图中：1.油杯，2.集成式制动主缸，3.制动踏板，4.油过滤器，5.油泵，6.电机，7.第四常闭阀，8.第三常闭阀，9.线性调压阀，10.第八常闭阀，11.第七常闭阀，12.第三压力传感器，13.左后制动轮缸，14.右后制动轮缸，15.左前制动轮缸，16.第二压力传感器，17.右前制动轮缸，18.第六常闭阀，19.第五常闭阀，20.第二常闭阀，21.第一常闭阀，22.第一常开阀，23.第二常开阀，24.高压蓄能器，25.第一压力传感器，31.副腔活塞杆，32.蜗杆，33.第一齿轮，34.主缸外缸体，35.调压套筒，36.内缸体，37.副腔活塞，38.副腔端盖，39.主腔活塞，40.主腔活塞杆，41.主腔回位弹簧，42.常闭阀体，43.第一密封圈，44.第二密封圈，45.第三密封圈，46.右内轴承，47.右套筒，48.左内轴承，49.左套筒，50.副腔回位弹簧，51.外轴承，52.外端盖，53.内端盖，54.传动齿轮，A.油杯连接孔，B.制动管路连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸由主腔部分、副腔部分与调压部分组成。

参阅图2，所述的主腔部分包括主缸外缸体34、主腔活塞39、主腔活塞杆40、主腔回位弹簧41、第一密封圈43、外轴承51和外端盖52。

所述的主腔部分的主要作用是当常规制动时，驾驶员踩制动踏板在主腔内部建压，并带动调压部分和副腔部分动作产生踏板感觉模拟的效果；当系统断电失效时，驾驶员踩制动踏板，主腔建压，制动油液通过主缸外缸体34的B孔通过第一常开阀22、第二常开阀23流入制动轮缸内，产生相应的制动力；系统断电失效时，驾驶员松制动踏板，主腔压力降低，制动油液从制动轮缸经第一常开阀22、第二常开阀23流回主动主缸内，完成系统的泄压。

参阅图3，主缸外缸体34为圆筒类结构件，在其中心处沿轴线加工有3段式阶梯盲孔，3段式阶梯盲孔的回转轴线共线，3段式阶梯盲孔依次相连接，3段式阶梯盲孔的内径从左到右依次减小，其右端面的中心处加工有与左端3段阶梯盲孔同心的圆形的中心通孔，该中心通孔的内经大于主腔活塞杆40的外径。主缸外缸体34最左端的外圆柱面上加工有外螺纹，主缸外缸体34右侧第三段阶梯孔的孔壁上设置有两个径向的油杯连接孔A、制动管路连接孔B，油杯连接孔A联通了制动主缸的主腔部分和油杯，制动管路连接孔B通过管路联通了集成踏板感觉模拟器的制动主缸的主腔部分和第一常开阀22与第二常开阀23。

参阅图4，外端盖52为圆环体类结构件，在其中心处沿回转轴线加工有2段式阶梯通孔，其中左侧的阶梯孔经小于右侧的阶梯孔径，右侧阶梯孔内表面加工有内螺纹与主缸外缸体34外圆柱面左端的外螺纹相配合。

主腔活塞杆40的左端与主腔活塞39的右端中心处通过螺纹孔同心连接，并从主缸外缸体34的左侧插入，且主腔活塞39的外圆柱面与主缸外缸体34的第三段阶梯孔的内圆柱孔面相配合，主腔活塞杆40从主缸外缸体34右侧的中心通孔中伸出，主腔活塞杆40的右端与踏板机构相连接。第一密封圈43从主缸外缸体34的左端装入并置于第二段阶梯孔与第三段阶梯孔的连接处，并与第三段阶梯孔的左端面相接触。将主腔回位弹簧41从主缸外缸体34的左侧装入阶梯孔中，其右端面与主腔活塞39的左端面接触连接。外轴承51从主缸外缸体34的左侧安装在第一段阶梯孔中，外轴承51外环右端面与主缸外缸体34第二段阶梯孔的左端面接触连接。外端盖52与主缸外缸体34的左端螺纹连接，外端盖52上两段阶梯孔所形成的圆环面与外轴承51外环左端面接触连接，使外轴承51不会左右移动。

参阅图5，所述的副腔部分包括副腔活塞杆31、内缸体36、副腔活塞37、副腔端盖38、常闭阀体42、第二密封圈44、第三密封圈45、右内轴承46、右套筒47、左内轴承48、左套筒49、副腔回位弹簧50和内端盖53。副腔部分的作用是，容纳从主腔部分经调压机构流出的制动液通过机械连接带动齿轮机构工作。

常闭阀体42为两位两通开关阀，其初始状态为关闭，通电后阀开启。常闭阀体42应采用流通孔径较大的电磁阀，避免该电磁阀对制动液产生节流的效果，影响副腔端盖38与调压套筒35变径通孔的作用效果，常闭阀体42可以考虑采用水用电磁阀。

参阅图6与图7，副腔活塞杆31为圆柱体形直杆类结构件，其右端加工有与副腔活塞37的设置有内螺纹的中心孔相配合的外螺纹。副腔活塞杆31的左端沿轴向加工有一段平面，该平面上加工有平齿，当副腔活塞杆31左右移动时，便可通过设置有平齿的副腔活塞杆31带动齿轮机构运转，从而达到调压的效果。

参阅图8，所述的内缸体36为两端敞开的圆筒类结构件，内缸体36的外圆柱面设置成阶梯轴式结构，内缸体36两端外圆柱面的直径小于两端外圆柱面之间的大圆柱面的直径，内缸体36的右端直径与副腔端盖38的盲孔直径相等，内缸体36的右端装入副腔端盖38的盲孔内并成过盈配合，将第二密封圈44安装在二者之间。内缸体36的右侧凸肩与副腔端盖38的左端面相接触，起到轴向定位的作用。内缸体36的左端面与内端盖53的右端面相接触起到轴向定位的作用。

参阅图9与图10，所述的副腔端盖38为圆盘类结构件，副腔端盖38的左端设置有同心圆柱形左端盲孔，副腔端盖38的右端加工有偏心通孔。该偏心通孔的直径、其圆心与圆盘圆心的距离和调压套筒35上的变径通孔的形状、尺寸相互配合直接决定该踏板感觉模拟器的性能，故而可以根据理想的踏板力与踏板位移关系及驾驶员的驾驶习惯来自行设计。左端盲孔的底端面与第二密封圈44相接触配合，偏心通孔内用于安装常闭阀体42，集成式制动主缸2的主腔油液通过该偏心通孔中的常闭阀体42流入副腔部分。

所述的内端盖53为圆盘类结构件，其右端加工出外径小于左端圆盘外径的同心的右端圆台，其内部加工有同心通孔，该孔的内经大于副腔活塞杆31的外径。内端盖53右端圆台的外径与内缸体36的内孔直径相等，内端盖53的右端圆台与内缸体36的内圆柱面之间为过盈配合，内端盖53的左端圆盘的右端面与内缸体36和左套筒49的左端面相接触，起到轴向定位的作用。

第二密封圈44从左侧放入副腔端盖38的左端盲孔的底部，内缸体36的右端与副腔端盖38的内圆柱面过盈配合并将第二密封圈44压紧在内缸体36的右端面与副腔端盖38之间，内缸体36的右侧凸肩与副腔端盖38的左端面相接触。将常闭阀体42装入副腔端盖38的右端偏心圆孔内，并使二者紧密配合(若配合效果不好可以采用变径管或阀座等零件辅助完成)。右内轴承46、右套筒47、左内轴承48和左套筒49依次从内缸体36的左端套装在内缸体36左端的外圆柱面上，其中，右内轴承46的右端面与内缸体36的左侧凸肩相接触，右套筒47的主要作用是定位右内轴承46和左内轴承48，左套筒49的作用也是起到轴向定位的作用，左套筒49与内缸体36的左端面同和内端盖53的左端圆盘的右端环面相接触。

将第三密封圈45放入副腔活塞37圆柱面上的环槽内，副腔活塞杆31与副腔活塞37通过螺纹连接，副腔回位弹簧50套装在副腔活塞杆31上，副腔回位弹簧50的右端面与副腔活塞37的左端面接触连接，将装配好的副腔活塞从左侧装入装配好的内缸体36中。最后将内端盖53从左侧装入内缸体36的左端并套装在副腔活塞杆31上，确保右内轴承46、右套筒47、左内轴承48、左套筒49不会左右移动。

参阅图11，所述的调压部分由调压套筒35与齿轮机构组成。调压部分的主要作用是根据踏板行程来调节主腔与副腔的流通面积，从而达到模拟不同踏板力的效果。

参阅图12与图13，调压套筒35为一端封底的圆筒式结构件，调压套筒35的轴向内孔与外圆柱面的回转轴线共线，调压套筒35的筒底上设置有偏心变径通孔，该通孔形状类似于太极的一半。调压套筒35的右端设置有圆柱形凸缘，圆柱形凸缘的直径大于左侧圆筒的外径，圆柱形凸缘的直径等于主缸外缸体34第二段阶梯孔的内径，调压套筒35的左端内圆柱面上沿轴向加工有与第一齿轮33的外齿相啮合的内直齿。

所述的齿轮机构由蜗杆32、第一齿轮33、传动齿轮54组成。齿轮机构的作用是根据副腔活塞杆31的移动来带动调压套筒35的旋转，从而使调压套筒35上的变径通孔与副腔端盖38的偏心圆孔的重叠面积改变，达到改变制动液流通面积的效果。蜗杆32与传动齿轮54相啮合，同时蜗杆32通过键连接与第一齿轮33固定在一起，第一齿轮33与调压套筒35左端的内直齿之间为啮合连接。

本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸装配关系：将调压套筒35与所述副腔部分相连接，即调压套筒35套装在装配好的副腔部分上，并确保初始时刻副腔端盖38的偏心圆孔与调压套筒35的变径通孔的大圆孔相重合，将装好的部分从左侧插入装配好的主腔部分，最后连接好齿轮机构，即确保传动齿轮54与副腔活塞杆31左端的外齿相啮合同时与蜗杆32的外齿也啮合，第一齿轮33与调压套筒35的左端内齿相啮合。该装配结束后需确保调压套筒35在旋转过程中与其他零部件无干涉现象。

本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸所应用的制动系统应为踏板力完全解耦的系统，即该系统需要踏板感觉模拟器的系统，现提出一套本发明所述的集成踏板感觉模拟器的制动主缸所适用的线控液压制动系统，该系统可兼顾主动建压快速，压力控制精准，踏板力完全解耦，并可对轮缸压力实时调节等功能。

参阅图14，本发明所述的线控液压制动系统由主缸部分、增压机构、减压机构及测压机构组成。

所述的增压机构由油过滤滤4、油泵5、电机6、高压蓄能器24、第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7和四个制动轮缸组成。四个常闭阀均为高速二位两通阀，其在整个制动系统中用于增压，各零部件的连接关系如图14所示：油过滤器4一端连接油杯1,油过滤器4的另一端连接油泵的进油口；油泵5为齿轮泵，齿轮与电机6的输出轴相连，油泵5进液端口连接油过滤器，油泵5的出液端口连接高压蓄能器24、第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7的一端；第一常闭阀21一端连接高压蓄能器24和油泵5，另一端连接左前制动轮缸15；第二常闭阀20一端连接高压蓄能器24和油泵5，另一端连接右前制动轮缸17；第三常闭阀8一端连接高压蓄能器24和油泵5，另一端连接左后制动轮缸13；第四常闭阀7一端连接高压蓄能器24和油泵5，另一端连接右后制动轮缸14；该制动系统的增压机构主要作用是在常规制动过程中为制动轮缸提供相应的制动液使其产生预定的目标压力值。

所述的减压机构由第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11、第八常闭阀10、线性调压阀9和油杯1组成。四个常闭阀均为高速二位两通阀，其在整个制动系统中用于减压，线性调压阀9为占空比可调的常开电磁阀；各零部件的连接关系如图14所示：第五常闭阀19的一端连接左前制动轮缸15，另一端与线性调压阀9相连；第六常闭阀18一端连接右前制动轮缸17，另一端与线性调压阀9相连；第七常闭阀11一端连接左后制动轮缸13，另一端与线性调压阀9相连；第八常闭阀10一端连接右后制动轮缸14，另一端与线性调压阀9相连；线性调压阀9的一端与第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11、第八常闭阀10相连，另一端与油杯相连；该制动系统的减压机构主要作用是在常规松制动过程中使制动轮缸内的高压制动液泄入油杯中，消除制动轮缸内部的压力。

所述的测压机构由第一压力传感器25、第二压力传感器16和第三压力传感器12组成。各零部件的连接关系如图14所示：第一压力传感器25与第一常开阀22、第二常开阀23和集成式制动主缸的端口B相连；第二压力传感器16与左前制动轮缸15相连；第三压力传感器12与右后制动轮缸14相连；该制动系统的测压机构主要作用是测量制动主缸2出口处的压力、左前轮制动轮缸入口处的压力和右后轮制动轮缸入口处的压力，并将该信号传至系统ECU完成制动力的控制。

所述的线控液压制动系统主缸部分由集成式制动主缸2、第一常开阀22和第二常开阀23组成。两个常开阀均为高速开关电磁阀，各零部件的连接关系如图14所示：第一常开阀22一端与集成式制动主缸2的端口B相连，另一端与左前制动轮缸15相连；第二常开阀23一端与集成式制动主缸2的端口B相连，另一端与右前制动轮缸17相连；该制动系统的主缸部分在系统正常工作时起到踏板感觉模拟的作用，当系统失效时起到主缸制动的作用。

一种集成踏板感觉模拟器的制动主缸工作原理

常规制动情况下，当驾驶员踩下制动踏板时，此时主缸外缸体34的端口A被主缸活塞39堵住、端口B由于与其相连的第一常开阀22与第二常开阀23通电关闭，此时第一常开阀22与第二常开阀23均不允许制动液流过。同时，常闭阀体42通电开启，随着踏板的踩下，主缸活塞39会将集成式制动主缸主腔内的制动液通过常闭阀体42挤入副腔内，并推动副腔活塞37左移，此时副腔活塞杆31也会跟着左移并在移动过程中通过其左端的平齿带动传动齿轮54旋转。由于齿轮啮合的作用，传动齿轮54旋转会带动蜗杆32旋转，并通过键连接带动第一齿轮33旋转，第一齿轮33同样通过齿轮啮合的作用带动调压套筒35旋转。初始时刻，调压套筒35右端的太极孔的最大圆孔与副腔端盖38的偏心孔完全重合，此时连接主腔与副腔的流通面积达到最大，随着调压套筒35的旋转，其右端的太极孔也随之旋转，太极孔与偏心孔的重合区变得越来越小，即连接主腔与副腔的流通面积也在越来越小，此时制动液从主腔流入副腔的阻尼力越来越大。由于阻尼力的变化与踏板行程有关，故该装置可以模拟踏板力与踏板行程的非线性关系。只要选择恰当的齿轮结构或选择合适的太极孔与偏心孔即可模拟任意踏板力与踏板行程的关系。

常规松制动情况下，当驾驶员松制动踏板时，在主腔回位弹簧41和副腔回位弹簧50的共同作用下，制动液从副腔流回主腔，此时副腔活塞杆31会向右移动，通过齿轮啮合带动传动齿轮54反向转动，并带动蜗杆32和第一齿轮33一起反向旋转，最后导致调压套筒35反向旋转，使太极孔与偏心孔的重合区越来越大，即连接主腔与副腔的流通面积越来越大，从而导致阻尼力越来越小，直至系统各部件返回初始状态。

综上所述，常规制动或常规松制动两种情况下调压套筒35随着副腔活塞杆31的移动而发生旋转，则太极孔与偏心孔的重合区的变化是连续的，即阻尼力的调节是连续的，最后可实现踏板力与踏板行程的无级可调。

参阅图14，失效制动情况下，当驾驶员踩下制动踏板时，由于系统失效不上电，常闭阀体42始终处于关闭状态，此时制动主腔中的油液无法通过常闭阀体42流入主缸副腔中，而是沿着阀口B经过制动管路及第一常开阀22与第二常开阀23进入左前制动轮缸15、右前制动轮缸17中。

线控液压制动系统工作原理：

1.常规制动

增压过程：

参阅图14，驾驶员踩下制动踏板，第一常开阀22与第二常开阀23通电关闭，四个常闭增压电磁阀第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7通电开启，四个常闭减压阀即第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10断电关闭，制动液由高压蓄能器24流入四个制动轮缸，发生制动。此过程中，踏板力与轮缸压力完全解耦。

电机带动泵有几种运转方式：

(1)常闭增压电磁阀开启瞬间，电机带动泵与高压蓄能器一起为轮缸充液，此时制动轮缸的建压时间要小于单独由高压蓄能器为轮缸建压的时间，但该种建压方式需要电机泵与高压蓄能器的配合作用，对整个系统的控制有较高的要求。

(2)常闭增压电磁阀开启瞬间，电机与泵不参与工作，仅由高压蓄能器24独自为轮缸压力的建立充液。当处于非制动工况下，再由电机6带动油泵5为高压蓄能器24充液，该种建压方式的建压时间不如第一种快速，但整个系统的控制难度有所下降。

(3)常闭增压电磁阀开启瞬间，电机6与油泵5不参与工作，仅由高压蓄能器24独自为轮缸压力的建立充液。同时为高压蓄能器24设置一个压力下限值，当其内部压力低于该下限值，无论系统是否处于制动工况，电机6与油泵5都会运转为高压蓄能器24充液。该种方法使得电机6、油泵5的运转频率大为降低，但高压蓄能器24内部的压力无法维持在一个相对稳定的数值。

减压过程：

参阅图14，驾驶员松开制动踏板，第一常开阀22与第二常开阀23通电关闭，四个常闭增压电磁阀即第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7断电关闭，四个常闭减压阀即第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11、第八常闭阀10通电开启，四个制动轮缸内部的高压制动液经过即第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11、第八常闭阀10和线性调压阀9流回油杯1。

2.ABS控制

增压过程：

参阅图14，ABS增压时，其增压原理与常规制动一样。

保压过程：

当驾驶员踩下制动踏板时，系统ECU检测到某一车轮即将发生抱死，假设左前制动轮缸15需要保压，此时ECU控制第一常闭阀21和第五常闭阀19断电关闭，使左前制动轮缸15处于保压状态，另外三个制动轮缸可继续增压。当系统ECU检测到系统此时需要保压，则图中的所有常闭电磁阀均处于断电关闭状态。

减压过程：

当制动单元ECU检测到某个车轮发生抱死时，则需对该车轮的制动轮缸进行泄压，例如，左左前制动轮缸15需要泄压时，第二制动轮缸17、第三制动轮缸13、第四制动轮缸14继续增压，对应的第一常闭阀21断电关闭，而第二常闭阀20、第三常闭阀8和第四常闭阀7通电开启，第五常闭阀19和线性调压阀9通电开启，而第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10断电关闭，实现第一制动轮缸15减压的同时，其他三个制动轮缸增压；

值得注意的是，该制动系统可实现每个制动轮缸的单独增压、减压或保压，即制动系统中四个通道增压、减压和保压可能同时存在，不需分时调节。

3.TCS控制

增压过程：

在执行TCS控制时，制动踏板不工作，第一常开阀22、第二常开阀23通电关闭。另一方面，第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7通电接通，制动液由高压蓄能器流入四个制动轮缸。

保压过程：

在执行TCS控制时，制动踏板不工作，系统内部所有电磁阀均处于关闭状态，四个制动轮缸内的油液保持不变。

减压过程：

在执行TCS控制时，制动踏板不工作，第一常开阀22、第二常开阀23通电关闭。另一方面，第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7四个用于增压的阀体断电关闭，第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10四个用于减压的阀体通电开启，制动液由四个制动轮缸经过线性调压阀流入油杯。

4.ESP控制

该制动系统的ESP控制的增压、减压和保压原理与TCS控制完全一致，二者仅在控制策略上有所不同。

5.压力的精确控制

该制动系统中，第一常开阀22、第二常开阀23、第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7、第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10均为两位两通高速开关电磁阀，即其只有开关两种状态，而线性调压阀9可以根据系统的实际需要调节其开度的大小，即整个线控制动系统中的压力可以通过控制线性调压阀9的开度大小来完成压力的精细调节。

6.快速主动建压

以汽车城市安全系统与行人安全系统为例加以说明，当遇到紧急情况时，系统ECU检测到汽车需要快速建立制动压力，此时系统中第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7四个用于增压的电磁阀全部通电开启，第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10四个用于减压的电磁阀全部断电关闭，第一常开阀22、第二常开阀23通电关闭，制动液由高压蓄能器24流入四个制动轮缸。

7.失效制动

当制动系统突然断电失效时，如需制动则采取失效制动，此时第一常开阀22、第二常开阀23断电开启，系统中的第一常闭阀21、第二常闭阀20、第三常闭阀8、第四常闭阀7、第五常闭阀19、第六常闭阀18、第七常闭阀11和第八常闭阀10全部断电关闭，当驾驶员踩下制动踏板3，制动油液从制动主缸流经第一常开阀22、第二常开阀23直接进入两个前轮制动轮缸，当驾驶员松开制动踏板3时，油液从两个前轮制动轮缸经第一常开阀22、第二常开阀23流回集成踏板感觉模拟器的制动主缸2中。失效制动过程中，制动力完全由驾驶员踩制动踏板3提供。