一种具有备份功能的线控制动系统及其控制方法与流程

[0001]
本发明涉及一种应用于汽车制动系统领域的线控制动系统，更确切的说，本发明涉及一种具有备份功能的线控制动系统及其控制方法。


背景技术：

[0002]
近些年，随着人工智能技术的进步，使用机器替代人去完成驾驶任务已经成为可能，无人驾驶车辆势必会成为未来汽车技术的发展趋势之一，智能驾驶系统最终会替代人类去驾驶汽车。智能驾驶系统的出现，对制动系统提出了全新的、更高的需求，新引入的智能驾驶功能要求制动系统可通过指令实现线控制动，并且制动系统要保证具有较高的可用性，包括线控制动在内的所有关键功能都有冗余备份，不再只限于传统的常规制动机械备份。目前已有的制动系统已经无法满足这些需求，为满足上述需求，线控制动系统应具备冗余备份功能，此外应具有更高的压力调节能力，同时应加入踏板行程模拟功能，以便使线控制动系统的制动踏板依然具有接近传统制动踏板的踏板感觉。
[0003]
经检索有以下几个专利申请与本发明相关：
[0004]
一.中国专利公布号为cn109552287a，公布日2019.04.02，发明名称为《线控制动系统及车辆》，申请号为201710885196.0。该发明设计的制动系统执行机构包括由电机和液压单元分别控制的两个电动制动器和两个液压制动器，分别应用在前轴和后轴上。该发明的不足之处在于，该线控制动系统缺乏具备冗余备份功能。
[0005]
二.中国专利公布号为cn109606340a，公布日2019.04.12，发明名称为《一种具有备份制动系统的电子机械制动系统》，申请号为201811553147.8。该发明设计提出一种以液压模拟踏板感觉，电子制动作为主要制动方式，同时保留液压管路作为备份单元的电子制动系统。该发明的不足之处在于，所具备的备份制动系统反应不够灵敏、实施困难且制动能力有限，电子制动系统执行机构的结构复杂且控制难度大，四个车轮均采用重复的执行机构，大大提高了制动系统的成本。
[0006]
三.中国专利公布号为cn110525409a，公布日2019.12.03，发明名称为《车辆的冗余行车制动系统》，申请号为201910753378.1。该发明设计采用电机液压泵作为备份制动系统的动力来源，通过电磁阀实现主制动系统与备份制动系统之间的模式切换。该发明的不足之处在于需要控制的电磁阀较多，备份制动系统对电机液压泵的性能要求过高，超出其自身能力。


技术实现要素：

[0007]
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在对线控制动系统的性能要求超出了现有产品的能力，且结构复杂，控制难度大，冗余备份系统的制动能力有限，踏板感觉与传统车辆不一致的问题，提供了一种具有备份功能的线控制动系统及其控制方法。
[0008]
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
[0009]
所述的一种具有备份功能的线控制动系统包括制动操纵机构、主动式制动踏板行
程模拟器、主供能装置与液压调节单元；
[0010]
所述的制动操纵机构包括制动主缸和储液罐；所述的制动主缸内部有三个成串联式布置的腔室，从左至右依次为第ⅰ腔室、第ⅱ腔室、第ⅲ腔室；
[0011]
所述的制动主缸的第ⅰ腔室出液口a与主动式制动踏板行程模拟器的进液口d制动管路连接，制动主缸的第ⅱ腔室出液口b与主动式制动踏板行程模拟器的进液口e制动管路连接，制动主缸的第ⅲ腔室进液口c与主动式制动踏板行程模拟器的出液口f制动管路连接，主动式制动踏板行程模拟器的出液口g和主供能装置的出液口i均与液压调节单元的进液口m制动管路连接，主动式制动踏板行程模拟器的出液口h和主供能装置的出液口j均与液压调节单元的进液口l制动管路连接，主供能装置的进液口k和液压调节单元的出液口r均与储液罐的出液口d制动管路连接。
[0012]
技术方案中所述的制动主缸包括制动主缸缸体、制动主缸第一活塞、制动主缸第二活塞、制动主缸第一活塞弹簧、制动主缸第二活塞弹簧、制动主缸推杆；所述的制动主缸缸体为圆筒类结构件，其左端封闭，右端开口，制动主缸右端面上设置有法兰盘，制动主缸缸体外圆柱面上设置有六个进出液口，且均为螺纹孔；所述的制动主缸第一活塞弹簧、制动主缸第一活塞、制动主缸第二活塞弹簧、制动主缸第二活塞、制动主缸推杆依次装入制动主缸缸体内，制动主缸第一活塞、制动主缸第二活塞与制动主缸缸体为滑动连接，且制动主缸第一活塞弹簧、制动主缸第一活塞、制动主缸第二活塞弹簧、制动主缸第二活塞、制动主缸推杆、制动主缸缸体的回转轴线共线；所述的制动主缸内部有三个由制动主缸第一活塞和制动主缸第二活塞隔离的、可彼此独立产生高压制动液的腔室，三个腔室成串联式布置，从左至右依次为第ⅰ腔室、第ⅱ腔室、第ⅲ腔室，制动主缸的机械入口为制动主缸推杆；所述的制动主缸通过法兰盘固定于车身上。
[0013]
技术方案中所述的储液罐共有四个出液口，分别为出液口f、出液口r、出液口t和出液口d，出液口f、出液口r、出液口t分别通过管路与制动主缸的第ⅰ腔室进液口a、制动主缸的第ⅱ腔室进液口b、制动主缸的第ⅲ腔室进液口c相连接，储液罐安装于制动主缸的上方。
[0014]
技术方案中所述的制动操纵机构还包括制动踏板、踏板位移传感器、制动主缸单向阀；所述的制动踏板安装在车厢内驾驶员前部下方，制动踏板中旋转部分的顶端通过销轴固定在踏板支架上，踏板支架通过螺栓固定在车身上，制动踏板中旋转部分的中端左侧面与制动主缸中的制动主缸推杆的右端面接触连接，踏板位移传感器固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器的活动臂与制动踏板中的旋转部分连接，制动主缸单向阀安装于储液罐出液口t与制动主缸第ⅲ腔室进液口c之间，制动主缸单向阀的p口与储液罐出液口t液压管路连接，制动主缸单向阀的a口与制动主缸第ⅲ腔室进液口c液压管路连接。
[0015]
技术方案中所述的主动式制动踏板行程模拟器包括电机控制器、电动机、主动齿轮、带齿内循环螺母、滚珠、丝杆顶杆、限位开关、后盖、隔板、第一推力轴承、第二推力轴承、第二活塞、第二活塞弹簧、第二活塞密封圈、第一活塞、第一活塞弹簧、第三活塞、第三活塞弹簧、第三活塞弹簧座、第三活塞弹簧座挡圈、第三活塞密封圈、模拟器缸体、模拟器单向阀、模拟器第三出液电磁阀、模拟器电磁阀、模拟器第一出液电磁阀、模拟器第二出液电磁阀、制动主缸压力传感器；
[0016]
所述的模拟器缸体为圆筒类结构件，其左端右端均开口，在左端筒口的外圆柱面
上设置有用于安装的法兰盘，法兰盘上均布有三个螺栓孔，沿模拟器缸体的中轴线加工有三段式圆柱形的阶梯孔，三段式阶梯孔的直径从左到右依次递减，依次为第一段阶梯孔、第二段阶梯孔、第三段阶梯孔，其中第二活塞与第二活塞弹簧安装在第一段阶梯孔内，第一活塞与第一活塞弹簧安装在第二段阶梯孔内，第三段阶梯孔为模拟器缸体的进出油孔，且加工成内螺纹孔，第一段阶梯孔的圆筒壁还加工有通气孔，三段式圆柱形阶梯孔彼此相连通且回转轴线共线；
[0017]
所述的第三活塞为两段式阶梯轴，右端轴径较大，右端轴的圆柱面上加工有用于放置密封圈的环形槽，左端轴径较小，用于安装第三活塞弹簧，左端轴的圆柱面上加工有用于放置第三活塞弹簧座挡圈的圆形凹槽，左端轴上沿阶梯轴回转中心线加工有圆形孔，孔直径略大于丝杆顶杆的右端滑杆直径；所述的第一活塞为两段式阶梯轴，右端轴径较大，左端轴径较小，左端轴径用于安装第三活塞弹簧，直径较大轴的左端面上设置有圆环形凸台，用于安装第一活塞弹簧，沿阶梯轴回转中心线加工有圆形阶梯孔，阶梯孔右端直径较大，与第三活塞右端轴径相等，阶梯孔左端直径较小，与第三活塞左端轴径相等；所述的第二活塞为两段式阶梯轴，右端轴径较大，右端面上设置有圆环形凸台，用于安装第一活塞弹簧，右端轴的圆柱面上加工有用于放置密封圈的环形槽，左端轴径较小，用于安装第二活塞弹簧，沿阶梯轴回转中心线加工有圆形通孔，通孔直径略大于第一活塞左端轴径；
[0018]
所述的模拟器缸体通过螺栓安装在隔板的右端面上，后盖通过铆钉安装在隔板的左端面上，带齿内循环螺母通过第一推力轴承与第二推力轴承安装在后盖与隔板之间，第一推力轴承的左右两端面分别与后盖和带齿内循环螺母接触连接，第二推力轴承的左右两端面分别与带齿内循环螺母和隔板接触连接，丝杆顶杆的左端滚道采用滚珠装入带齿内循环螺母中心孔的螺旋滚道内为滚动连接，丝杆顶杆的右端插入模拟器缸体的阶梯孔中，丝杆顶杆的右端套装有第三活塞，第三活塞的左端套装在第二活塞内，第三活塞的右端套装在第一活塞上为滑动连接，第一活塞与第二活塞相继安装在模拟器缸体的第一段阶梯孔与第二段阶梯孔中为滑动连接，第一活塞弹簧套装在第一活塞左侧第二端面上的圆环形凸台上，第二活塞弹簧、第三活塞弹簧分别安装于第二活塞、第三活塞的左端轴上，第三活塞弹簧座套装在第三活塞左端为过渡配合，第三活塞弹簧座挡圈安装在第三活塞左端的圆形凹槽中，第三活塞弹簧座的左端面与第三活塞弹簧座挡圈的右端面接触连接，第二活塞密封圈、第三活塞密封圈分别套装在第二活塞、第三活塞的环形槽内，电动机安装在模拟器缸体下方隔板的右端面上，主动齿轮套装在电动机的输出轴上为过盈配合连接，主动齿轮与带齿内循环螺母为啮合连接，电机控制器安装在电动机壳体的右端面上，电动机与电机控制器电线连接，限位开关安装在后盖的中心位置，限位开关采用限位开关信号线与电机控制器连接，模拟器电磁阀的a口、模拟器第三出液电磁阀的p口、模拟器单向阀的a口均与模拟器缸体上的进出油孔液压管路连接，模拟器电磁阀的p口、模拟器第一出液电磁阀的p口均与主动式制动踏板行程模拟器的d口液压管路连接，模拟器第一出液电磁阀的a口与主动式制动踏板行程模拟器的g口液压管路连接，模拟器第二出液电磁阀的p口、制动主缸压力传感器均与主动式制动踏板行程模拟器的e口液压管路连接，模拟器第二出液电磁阀的a口与主动式制动踏板行程模拟器的h口液压管路连接，模拟器第三出液电磁阀的a口、模拟器单向阀的p口均与主动式制动踏板行程模拟器的f口液压管路连接。
[0019]
技术方案中所述的主供能装置包括电动液压缸、电动液压缸压力传感器、电动液
压缸第一出液电磁阀、电动液压缸第二出液电磁阀；
[0020]
所述的电动液压缸包括电动液压缸缸体、电动液压缸活塞弹簧、电动液压缸活塞、电动液压缸滚珠丝杠、电动液压缸电动机；所述的电动液压缸缸体为圆筒类结构件，其左端右端均开孔，左端开孔直径较小且加工成螺纹孔，该孔为电动液压缸进出油孔a，右端开孔直径较大，电动液压缸缸体的外圆柱面上设置有进出油孔p；所述的电动液压缸活塞右端中心处设置有中心孔，中心孔的内圆柱面上设置有安装滚珠的螺旋滚道，电动液压缸滚珠丝杠设置有与电动液压缸活塞螺旋滚道相配合的螺旋滚道；所述的电动液压缸活塞弹簧、电动液压缸活塞依次装入电动液压缸缸体内，电动液压缸活塞与电动液压缸缸体为滑动连接，电动液压缸滚珠丝杠的左端装入电动液压缸活塞右端中心孔内为滚动连接，电动液压缸滚珠丝杠的右端通过传动机构与电动液压缸电动机相连接，电动液压缸滚珠丝杠可将电动液压缸电动机的旋转运动转化为电动液压缸活塞的直线运动；
[0021]
所述的电动液压缸第一出液电磁阀的p口、电动液压缸第二出液电磁阀的p口、电动液压缸压力传感器均与电动液压缸进出油孔a液压管路连接，电动液压缸第一出液电磁阀的a口与主供能装置的i口液压管路连接，电动液压缸第二出液电磁阀的a口与主供能装置的j口液压管路连接，电动液压缸进出油孔p与主供能装置的k口液压管路连接。
[0022]
技术方案中所述的液压调节单元包括右后轮单向阀、右后轮进液电磁阀、左前轮单向阀、左前轮进液电磁阀、右前轮单向阀、右前轮进液电磁阀、左后轮单向阀、左后轮进液电磁阀、右后轮出液电磁阀、左前轮出液电磁阀、右前轮出液电磁阀、左后轮出液电磁阀；
[0023]
所述的右后轮单向阀的a口、右后轮进液电磁阀的p口、左前轮单向阀的a口、左前轮进液电磁阀的p口均与液压调节单元的m口液压管路连接，右前轮单向阀的a口、右前轮进液电磁阀的p口、左后轮单向阀的a口、左后轮进液电磁阀的p口均与液压调节单元的l口液压管路连接，右后轮单向阀的p口、右后轮进液电磁阀的a口、右后轮出液电磁阀的p口均与液压调节单元的q口液压管路连接，左前轮单向阀的p口、左前轮进液电磁阀的a口、左前轮出液电磁阀的p口均与液压调节单元的p口液压管路连接，右前轮单向阀的p口、右前轮进液电磁阀的a口、右前轮出液电磁阀的p口均与液压调节单元的o口液压管路连接，左后轮单向阀的p口、左后轮进液电磁阀的a口、左后轮出液电磁阀的p口均与液压调节单元的n口液压管路连接，右后轮出液电磁阀的a口、左前轮出液电磁阀的a口、右前轮出液电磁阀的a口、左后轮出液电磁阀的a口均与液压调节单元的r口液压管路连接。
[0024]
所述的一种具有备份功能的线控制动系统的控制方法，其步骤如下：
[0025]
1)检测制动踏板的位移是否为0，制动控制器接收踏板位移传感器传来的踏板位移信号，若踏板位移为0，则进入步骤2)；否则进入步骤3)；
[0026]
2)当踏板位移为0时，制动控制器发送给模拟器电机控制器的工作状态指令为空闲状态，使得主动式制动踏板行程模拟器处于空闲状态，当丝杆顶杆已处于初始位置时，电动机不工作，当丝杆顶杆未处于初始位置时，电机控制器驱动电动机反向旋转，电动机通过主动齿轮、带齿内循环螺母、滚珠、丝杆顶杆将电动机的旋转运动转换为丝杆顶杆的直线运动，使丝杆顶杆向左运动直至丝杆顶杆的滑杆左端与限位开关相接触，限位开关将采集到的信号通过限位开关信号线传输至电机控制器，此时认为丝杆顶杆已处于初始位置；同时，主供能装置亦处于空闲状态，当电动液压缸活塞已处于初始位置时，电动液压缸电动机不工作，当电动液压缸活塞未处于初始位置时，驱动电动液压缸电动机反向旋转，电动液压缸
电动机通过电动液压缸滚珠丝杠将旋转运动转换为电动液压缸活塞的直线运动，使电动液压缸活塞向右运动至其初始位置，电动液压缸活塞回位与否通过电动液压缸电动机的转速判断，当电动液压缸电动机转速低于阈值w时，认为电动液压缸活塞已回位，阈值w需要通过试验标定获得；当踏板位移为0且主动式制动踏板行程模拟器中的丝杆顶杆、主供能装置中的电动液压缸活塞均已回位时，制动系统不工作；
[0027]
3)当踏板位移大于0时，计算目标主缸压力p
主缸tar
，制动控制器接收踏板位移传感器传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与主缸压力关系曲线得到相应踏板位移下的目标主缸压力p
主缸tar
；
[0028]
4)制动控制器发送给模拟器电机控制器的工作状态指令为踏板行程模拟状态，使得主动式制动踏板行程模拟器处于踏板行程模拟状态，当丝杆顶杆已处于初始位置时，电动机不工作，当丝杆顶杆未处于初始位置时，电机控制器驱动电动机反向旋转，以使丝杆顶杆运行至初始位置；此后，模拟器电磁阀打开，模拟器第一出液电磁阀、模拟器第二出液电磁阀、模拟器第三出液电磁阀均关闭，前轴制动液全部进入主动式制动踏板行程模拟器中，踏板感觉完全由制动踏板行程模拟器提供；为了使踏板感觉与传统制动踏板感觉一致，需要对主动式制动踏板行程模拟器的第一活塞弹簧、第二活塞弹簧、第一活塞和第二活塞各参数进行匹配，使制动踏板行程模拟器能够精确模拟轮缸压力体积特性，保证踏板感觉；电动液压缸第一出液电磁阀、电动液压缸第二出液电磁阀均打开，此时轮缸压力全部由主供能装置提供；
[0029]
5)制动控制器接收电动液压缸压力传感器传来的主供能装置压力信号p
电动液压缸act
；若主供能装置压力信号p
电动液压缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤6)；若主供能装置压力信号p
电动液压缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤7)；否则进入步骤8)；
[0030]
6)主供能装置压力信号p
电动液压缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置处于增压状态，驱动电动液压缸电动机正向旋转，电动液压缸电动机通过电动液压缸滚珠丝杠将旋转运动转换为电动液压缸活塞的直线运动，使电动液压缸活塞向左运动，当电动液压缸活塞运行至电动液压缸进出油孔p后，主供能装置开始建压且实际压力逐渐升高；
[0031]
7)主供能装置压力信号p
电动液压缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置处于保压状态，电动液压缸电动机静止，电动液压缸滚珠丝杠、电动液压缸活塞保持原位置不动，以实现主供能装置实际压力保持不变；
[0032]
8)主供能装置压力信号p
电动液压缸act
大于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置处于减压状态，驱动电动液压缸电动机反向旋转，电动液压缸电动机通过电动液压缸滚珠丝杠将旋转运动转换为电动液压缸活塞的直线运动，使电动液压缸活塞向右运动，主供能装置实际压力逐渐降低，当电动液压缸活塞返回至电动液压缸进出油孔p后，主供能装置实际压力降低至0，电动液压缸活塞回位后，减压过程结束；
[0033]
9)制动控制器再次接收电动液压缸压力传感器传来的主供能装置压力信号p
电动液压缸act
，以判断主供能装置是否失效，若主供能装置失效，则进入步骤10)，否则返回步骤1)；
[0034]
10)电动液压缸第一出液电磁阀、电动液压缸第二出液电磁阀均关闭，模拟器电磁阀关闭，模拟器第一出液电磁阀、模拟器第二出液电磁阀、模拟器第三出液电磁阀均打开，此时轮缸压力全部由制动主缸提供；
[0035]
11)制动控制器接收制动主缸压力传感器传来的制动主缸压力信号p
制动主缸act
；若制动主缸压力信号p
制动主缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤12)；若制动主缸压力信号p
制动主缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤13)；否则进入步骤14)；
[0036]
12)制动主缸压力信号p
制动主缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器的工作状态指令为增压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器处于增压状态，电机控制器发出控制指令使电动机正向旋转，电动机通过主动齿轮、带齿内循环螺母、滚珠、丝杆顶杆将旋转运动转换为丝杆顶杆的直线运动，丝杆顶杆运动到与第三活塞相接触时，第三活塞相对于第一活塞开始向右运动，增压过程开始，随着丝杆顶杆持续推动第三活塞，增压过程持续进行；制动液经模拟器进出油孔和模拟器第三出液电磁阀进入制动主缸第ⅲ腔室，通过实时调节主动式制动踏板行程模拟器，完成主动增压和踏板感觉模拟的工作，制动主缸实际压力逐渐升高；
[0037]
13)制动主缸压力信号p
制动主缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器的工作状态指令为保压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器处于保压状态，电机控制器发出控制指令使电动机静止，丝杆顶杆、第三活塞保持原位置不动，以实现制动主缸实际压力保持不变；
[0038]
14)制动主缸压力信号p
制动主缸act
大于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器的工作状态指令为减压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器处于减压状态，电机控制器发出控制指令使电动机反向旋转，电动机通过主动齿轮、带齿内循环螺母、滚珠、丝杆顶杆将旋转运动转换为丝杆顶杆的直线运动，直至丝杆顶杆运动到与限位开关相接触，丝杆顶杆回到初始位置，第三活塞在第三活塞弹簧和高压制动液的作用下相对于第一活塞向左运动，直至第三活塞回位，制动主缸第ⅲ腔室制动液经模拟器单向阀和模拟器进出油孔流回主动式制动踏板行程模拟器，通过实时调节主动式制动踏板行程模拟器，完成主动减压和踏板感觉模拟的工作，制动主缸实际压力逐渐降低，直至减压过程结束；
[0039]
15)返回步骤1)。
[0040]
与现有技术相比本发明的有益效果是：
[0041]
1.本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统硬件结构简单，在线控制动系统的基础上只需要加装主动式制动踏板行程模拟器，且常规制动过程和冗余备份制动过程中只需控制少量电磁阀和主动式制动踏板行程模拟器，控制难度低。
[0042]
2.本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统中的主动式制动踏板行程模拟器集成了踏板感觉模拟功能和集主动增压、保压、主动减压为一体的压力调节功能，弥补了传统液压调节单元压力调节能力的不足。
[0043]
3.本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统既可在主供能装置工作时通过主动式制动踏板行程模拟器模拟踏板感觉，又可在主供能装置失效后，通过主动式制动踏板行程模拟器的主动压力调节功能，动态调节制动主缸压力和踏板感觉，在保证制动踏板感觉与传统汽车一致的同时，实现制动系统的冗余备份设计，最大程度地保障了行车安全。
[0044]
4.本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统可以安装在混合动力汽车和电动汽车中，通过精确的制动压力调节，可以让液压制动与电机制动更好的配合，最大程度的发挥电机再生制动的能力，大幅提升混合动力汽车和电动汽车的经性。
附图说明
[0045]
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
[0046]
图1是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统结构组成的示意图；
[0047]
图2是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统中的主动式制动踏板行程模拟器结构组成的示意图；
[0048]
图3是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统中主动式制动踏板行程模拟器的模拟器主体的右视图；
[0049]
图4是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统中的主供能装置结构组成的示意图；
[0050]
图5是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统中的液压调节单元结构组成的示意图；
[0051]
图6是本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统的控制方法流程图；
[0052]
图中：1.制动操纵机构，2.储液罐，3.制动主缸单向阀，4.制动主缸推杆，5.踏板位移传感器，6.制动踏板，7.制动主缸缸体，8.制动主缸第二活塞，9.制动主缸第二活塞弹簧，10.制动主缸第一活塞，11.制动主缸第一活塞弹簧，12.主动式制动踏板行程模拟器，13.主供能装置，14.液压调节单元，15.右后轮，16.左前轮，17.右前轮，18.左后轮，19.带齿内循环螺母，20.第二推力轴承，21.第一推力轴承，22.限位开关，23.丝杆顶杆，24.滚珠，25.主动齿轮，26.限位开关信号线，27.第一电动机固定螺栓，28.电动机，29.电机控制器，30.第二活塞密封圈，31.模拟器缸体，32.第三活塞密封圈，33.进出油孔，34.第一活塞，35.第三活塞，36.第一活塞弹簧，37.第三活塞弹簧，38.第三活塞弹簧座，39.第三活塞弹簧座挡圈，40.第二活塞，41.第二活塞弹簧，42.通气孔，43.第二隔板连接螺栓，44.隔板，45.第四后盖连接铆钉，46.后盖，47.模拟器单向阀，48.模拟器第三出液电磁阀，49.模拟器电磁阀，50.模拟器第一出液电磁阀，51.模拟器第二出液电磁阀，52.制动主缸压力传感器，53.第二电动机固定螺栓，54.第七后盖连接铆钉，55.第三隔板连接螺栓，56.第六后盖连接铆钉，57.第五后盖连接铆钉，58.第三后盖连接铆钉，59.第二后盖连接铆钉，60.第一隔板连接螺栓，61.第一后盖连接铆钉，62.电动液压缸压力传感器，63.电动液压缸第一出液电磁阀，64.电动液压缸第二出液电磁阀，65.电动液压缸缸体，66.电动液压缸活塞弹簧，67.电动液压缸活塞，68.电动液压缸滚珠丝杠，69.电动液压缸电动机，70.右后轮单向阀，71.右后轮进液电磁阀，72.左前轮单向阀，73.左前轮进液电磁阀，74.右前轮单向阀，75.右前轮进液电磁阀，76.左后轮单向阀，77.左后轮进液电磁阀，78.右后轮出液电磁阀，79.左前轮出液电磁阀，80.右前轮出液电磁阀，81.左后轮出液电磁阀。
具体实施方式
[0053]
下面结合附图对本发明作详细的描述：
[0054]
本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统包括制动操纵机构1、主动式制动踏板行程模拟器12、主供能装置13与液压调节单元14。
[0055]
参阅图1，所述的制动操纵机构1包括制动主缸、储液罐2、制动踏板6、踏板位移传感器5、制动主缸单向阀3。
[0056]
所述的制动主缸包括制动主缸缸体7、制动主缸第一活塞10、制动主缸第二活塞8、
制动主缸第一活塞弹簧11、制动主缸第二活塞弹簧9、制动主缸推杆4；所述的制动主缸缸体7为圆筒类结构件，其左端封闭，右端开口，制动主缸右端面上设置有法兰盘，制动主缸缸体7外圆柱面上设置有六个进出液口，且均为螺纹孔；所述的制动主缸第一活塞弹簧11、制动主缸第一活塞10、制动主缸第二活塞弹簧9、制动主缸第二活塞8、制动主缸推杆4依次装入制动主缸缸体7内，制动主缸第一活塞10、制动主缸第二活塞8与制动主缸缸体7为滑动连接，且制动主缸第一活塞弹簧11、制动主缸第一活塞10、制动主缸第二活塞弹簧9、制动主缸第二活塞8、制动主缸推杆4、制动主缸缸体7的回转轴线共线；所述的制动主缸内部有三个由制动主缸第一活塞10和制动主缸第二活塞8隔离的、可彼此独立产生高压制动液的腔室，三个腔室成串联式布置，从左至右依次为第ⅰ腔室、第ⅱ腔室、第ⅲ腔室，制动主缸的机械入口为制动主缸推杆4，可以将驾驶员踏板输入的机械能转换成液压能。
[0057]
所述的储液罐2一般使用硬质塑料材质，共有四个出液口，分别为出液口f、出液口r、出液口t和出液口d，储液罐2用于存储制动液并检测制动液剩余量。
[0058]
所述的制动踏板6包括旋转部分和踏板支架，旋转部分通过其顶端的销轴通孔并采用销轴安装在踏板支架上，旋转部分与踏板支架之间为转动连接，踏板支架采用螺栓与车身固定，制动踏板6利用杠杆原理将驾驶员制动操纵的踏板力放大，并能反映出驾驶员的制动意图。
[0059]
所述的踏板位移传感器5采用德国asm公司clm系列的拉线式位移传感器，利用踏板位移传感器5上的活动臂可测量出制动踏板6的角位移，并将角位移反馈给制动控制器，用于汽车制动能量回收时获取驾驶员的踏板位移信息。
[0060]
所述的制动主缸单向阀3采用直通式单向阀，正向开启压力为0.04mpa，制动主缸单向阀3用于控制制动液流向，仅能使制动液从制动主缸单向阀3的p口流向a口，而不能使制动液回流。
[0061]
具体部件的位置与连接方式：制动踏板6安装在车厢内驾驶员前部下方，制动踏板6中旋转部分的顶端通过销轴固定在踏板支架上，踏板支架通过螺栓固定在车身上，制动踏板6中旋转部分的中端左侧面与制动主缸中的制动主缸推杆4的右端面接触连接。踏板位移传感器5固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器5固定在与车身连接的踏板支架上，踏板位移传感器5的活动臂与制动踏板6中的旋转部分连接。制动主缸通过法兰盘固定于车身上，制动主缸的第ⅰ腔室出液口a与主动式制动踏板行程模拟器12的进液口d制动管路连接，制动主缸的第ⅱ腔室出液口b与主动式制动踏板行程模拟器12的进液口e制动管路连接，制动主缸的第ⅲ腔室进液口c与主动式制动踏板行程模拟器12的出液口f制动管路连接。储液罐2出液口f、出液口r、出液口t分别通过管路与制动主缸的第ⅰ腔室进液口a、制动主缸的第ⅱ腔室进液口b、制动主缸的第ⅲ腔室进液口c相连接，储液罐2安装于制动主缸的上方。制动主缸单向阀3安装于储液罐2出液口t与制动主缸第ⅲ腔室进液口c之间，制动主缸单向阀3的p口与储液罐2出液口t液压管路连接，制动主缸单向阀3的a口与制动主缸第ⅲ腔室进液口c液压管路连接。
[0062]
参阅图2与图3，所述的主动式制动踏板行程模拟器12包括带齿内循环螺母19、第二推力轴承20、第一推力轴承21、限位开关22、丝杆顶杆23、滚珠24、主动齿轮25、限位开关信号线26、第一电动机固定螺栓27、电动机28、电机控制器29、隔板44、第四后盖连接铆钉45、后盖46、第二电动机固定螺栓53、第七后盖连接铆钉54、第六后盖连接铆钉56、第五后盖
连接铆钉57、第三后盖连接铆钉58、第二后盖连接铆钉59、第一后盖连接铆钉61、第二活塞密封圈30、模拟器缸体31、第三活塞密封圈32、进出油孔33、第一活塞34、第三活塞35、第一活塞弹簧36、第三活塞弹簧37、第三活塞弹簧座38、第三活塞弹簧座挡圈39、第二活塞40、第二活塞弹簧41、通气孔42、第二隔板连接螺栓43、第三隔板连接螺栓55、第一隔板连接螺栓60、模拟器单向阀47、模拟器第三出液电磁阀48、模拟器电磁阀49、模拟器第一出液电磁阀50、模拟器第二出液电磁阀51、制动主缸压力传感器52。
[0063]
具体的规格与功用为：所述的主动式制动踏板行程模拟器12主要起到模拟踏板感觉以及主供能装置13失效时作为备份供能装置实现主动增压、保压、主动减压的作用。
[0064]
所述的带齿内循环螺母19为圆盘类结构件，带齿内循环螺母19的右端设置有圆柱形凸台，凸台圆心与带齿内循环螺母19的中心重合，带齿内循环螺母19周边的外圆柱面上设置有与主动齿轮25相啮合的齿，带齿内循环螺母19的中心处设置有中心通孔，中心通孔的内圆柱面上设置有安装滚珠24的螺旋滚道。
[0065]
所述的丝杆顶杆23由左右两段组成，左段为与带齿内循环螺母19的中心通孔和滚珠24相配合的设置有螺旋滚道的丝杆，右段为表面光滑的圆柱形滑杆，丝杆顶杆23起到将带齿内循环螺母19的旋转运动转化为直线运动的作用。
[0066]
所述的第一推力轴承21与第二推力轴承20可采用推力球轴承或推力圆柱滚子轴承，第一推力轴承21与第二推力轴承20既可承受带齿内循环螺母19的径向作用力，又可限制带齿内循环螺母19的轴向位移。
[0067]
所述的模拟器缸体31为圆筒类结构件，其左端右端均开口，在左端筒口的外圆柱面上设置有用于安装的法兰盘，法兰盘上均布有三个螺栓孔，沿模拟器缸体31的中轴线加工有三段式圆柱形的阶梯孔，三段式阶梯孔的直径从左到右依次递减，依次为第一段阶梯孔、第二段阶梯孔、第三段阶梯孔，其中第二活塞40与第二活塞弹簧41安装在第一段阶梯孔内，第一活塞34与第一活塞弹簧36安装在第二段阶梯孔内，第三段阶梯孔为模拟器缸体31的进出油孔33，且加工成内螺纹孔，第一段阶梯孔的圆筒壁还加工有通气孔42，三段式圆柱形阶梯孔彼此相连通且回转轴线共线。
[0068]
所述的隔板44为圆盘类结构件，隔板44外圆面的外廓线由两偏心圆及两偏心圆的两条外切线组成，隔板44上的上偏心圆直径较大，隔板44上的下偏心圆直径较小，隔板44在两偏心圆中心处加工有两个中心通孔，隔板44的平面上还加工有三个均布螺栓孔、两个均布螺栓孔、七个铆钉孔，三个均布螺纹孔分布圆与隔板44上的上偏心圆同心布置，两个均布螺纹孔分布圆与隔板44上的下偏心圆同心布置，七个铆钉孔分布圆与隔板44上的上偏心圆同心布置，三个均布螺纹孔分布圆直径较小，七个铆钉孔分布圆直径较大，隔板44的左端面上设置有安装第二推力轴承20的圆环形凸台。
[0069]
所述的后盖46为阶梯型圆筒类结构件，其左端封闭，右端开口，在左端加工有一个安装限位开关22的中心通孔，右端筒口外圆面的外廓线与隔板44外圆面的外廓线相同，在右端筒口的外圆面上设置有用于安装的法兰盘，法兰盘上设置有七个铆钉孔，与隔板44上的七个铆钉孔配合使用；在后盖46上加工有两个阶梯孔，左端阶梯孔为中心圆孔且直径较小，右端阶梯孔的内廓线与隔板44外圆面的外廓线形状相同，两阶梯孔互相连通且左端阶梯孔的回转轴与右端阶梯孔的上偏心圆回转轴共线，右端阶梯孔的左端面上设置有安装第一推力轴承21的圆环形凸台。
[0070]
所述的第三活塞35为两段式阶梯轴，右端轴径较大，右端轴的圆柱面上加工有用于放置第三活塞密封圈32的环形槽，左端轴径较小，用于安装第三活塞弹簧37，左端轴的圆柱面上加工有用于放置第三活塞弹簧座挡圈39的圆形凹槽，左端轴上沿阶梯轴回转中心线加工有圆形孔，孔直径略大于丝杆顶杆23的滑杆直径。
[0071]
所述的第一活塞34为两段式阶梯轴，右端轴径较大，左端轴径较小，左端轴径用于安装第三活塞弹簧37，直径较大轴的左端面上设置有圆环形凸台，用于安装第一活塞弹簧36，沿阶梯轴回转中心线加工有圆形阶梯孔，阶梯孔右端直径较大，与第三活塞35右端轴径相等，阶梯孔左端直径较小，与第三活塞35左端轴径相等。
[0072]
所述的第二活塞40为两段式阶梯轴，右端轴径较大，右端面上设置有圆环形凸台，用于安装第一活塞弹簧36，右端轴的圆柱面上加工有用于放置第二活塞密封圈30的环形槽，左端轴径较小，用于安装第二活塞弹簧41，沿阶梯轴回转中心线加工有圆形通孔，通孔直径略大于第一活塞34左端轴径。
[0073]
所述的第一活塞弹簧36采用圆柱螺旋弹簧，刚度较小，主要在踏板行程模拟状态下模拟小强度制动时轮缸压力体积特性；所述的第二活塞弹簧41采用圆柱螺旋弹簧，刚度较大，主要在踏板行程模拟状态下模拟大强度制动时轮缸压力体积特性，所述的第三活塞弹簧37采用圆柱螺旋弹簧，刚度较大，主要在减压状态下使第三活塞35向丝杆顶杆23的方向(即相对于第二活塞40向左)移动，以实现主动减压的功能。
[0074]
所述的第三活塞弹簧座38为圆环形结构件，用于安装固定第三活塞弹簧37。
[0075]
所述的第三活塞弹簧座挡圈39为圆环状结构件，采用铝合金材料，为了方便安装，圆环上加工有缺口。第三活塞弹簧座挡圈39作用为限制第三活塞弹簧座38的轴向位移。
[0076]
所述的第二活塞密封圈30、第三活塞密封圈32均为o形密封圈，用于制动液的密封。
[0077]
所述的第一后盖连接铆钉61、第二后盖连接铆钉59、第三后盖连接铆钉58、第四后盖连接铆钉45、第五后盖连接铆钉57、第六后盖连接铆钉56、第七后盖连接铆钉54采用半圆头铆钉，用于连接后盖46和隔板44。
[0078]
所述的第一隔板连接螺栓60、第二隔板连接螺栓43、第三隔板连接螺栓55采用普通细牙六角螺栓，用于连接模拟器缸体31和隔板44；所述的第一电动机固定螺栓27、第二电动机固定螺栓53采用普通细牙六角螺栓，用于连接电动机28和隔板44。
[0079]
所述的电动机28采用有刷直流永磁电动机，电动机28是主动式制动踏板行程模拟器12的动力源。
[0080]
所述的制动主缸压力传感器52采用bosch公司生产的型号为303的主动式压力传感器，需要输入5v的供电电压，可以测量制动主缸的压力。
[0081]
所述的模拟器第一出液电磁阀50和模拟器第二出液电磁阀51为二位二通常开电磁阀，可以实现制动液的双向流动，用于控制制动主缸和液压调节单元14的通断。
[0082]
所述的模拟器电磁阀49和模拟器第三出液电磁阀48为二位二通常闭电磁阀，通电时可以实现制动液的双向流动，用于控制制动主缸和主动式制动踏板行程模拟器12的通断。
[0083]
所述的模拟器单向阀47采用直通式单向阀，正向开启压力为0.04mpa，模拟器单向阀47用于控制制动液流向，仅能使制动液从模拟器单向阀47的p口流向a口，而不能使制动
液回流。
[0084]
具体部件的位置及连接方式为：
[0085]
第一活塞34与第二活塞40相继安装在模拟器缸体31的第一段阶梯孔与第二段阶梯孔中为滑动连接，第二活塞密封圈30套装在第二活塞40的环形槽内，第三活塞35套装在第一活塞34内为滑动连接，第三活塞密封圈32套装在第三活塞35的环形槽内。第一活塞弹簧36套装在第一活塞34左侧第二端面上的圆环形凸台上，第一活塞弹簧36的左端面与第二活塞40右端面上的圆环形凸台底面接触连接，第一活塞弹簧36的右端面与第一活塞34左端面上的圆环形凸台底面接触连接；第二活塞弹簧41、第三活塞弹簧37分别安装于第二活塞40、第三活塞35的左端轴上，第二活塞弹簧41的左端面与隔板44的右端面接触连接，第二活塞弹簧41的右端面与第二活塞40大直径轴的左端面接触连接，第三活塞弹簧座38套装在第三活塞35左端为过渡配合，第三活塞弹簧37的左端面与第三活塞弹簧座38的右端面接触连接，第三活塞弹簧37的右端面与第一活塞34小直径轴的左端面接触连接；第二活塞弹簧41的预紧力大于第一活塞弹簧36的预紧力。第三活塞弹簧座挡圈39安装在第三活塞35左端的圆形凹槽中，第三活塞弹簧座38的左端面与第三活塞弹簧座挡圈39的右端面接触连接。电动机28通过第一电动机固定螺栓27和第二电动机固定螺栓53安装在模拟器缸体31下方隔板44的右端面上。电机控制器29安装在电动机28壳体的右端面上，电动机28的接线端连接在电机控制器29的驱动输出端子上，电机控制器29与制动系统控制器相连接，以接收制动系统控制器发出的指令。限位开关22安装在后盖46的中心位置，限位开关22将采集到的信号通过限位开关信号线26传输至电机控制器29，限位开关22为一个小行程微动开关，当丝杆顶杆23回到初始位置时，丝杆顶杆23与限位开关22相接触，以产生相应信号。主动齿轮25套装在电动机28的输出轴上为过盈配合连接，主动齿轮25与带齿内循环螺母19为外圆周面上的齿啮合连接。带齿内循环螺母19套装在丝杆顶杆23左端的丝杆上，带齿内循环螺母19中心通孔上的螺旋滚道与丝杆顶杆23中的丝杆上的螺旋滚道中装入滚珠24，滚珠24可以通过带齿内循环螺母19内的循环滚道(图上未画出)进行循环，通过滚珠24将带齿内循环螺母19的旋转运动转化为丝杆顶杆23的直线运动。带齿内循环螺母19通过第一推力轴承21与第二推力轴承20安装在后盖46与隔板44之间，带齿内循环螺母19右端凸台套装有第二推力轴承20为接触连接，带齿内循环螺母19右端面与第二推力轴承20左端面接触连接，第二推力轴承20套装在隔板44左端面的圆环形凸台内接触连接，第二推力轴承20右端面与隔板44左端面接触连接，带齿内循环螺母19左端面与第一推力轴承21右端面接触连接，第一推力轴承21套装在后盖46内侧的圆环形凸台内接触连接，第一推力轴承21左端面与后盖46端面接触连接。丝杆顶杆23右端滑杆部分穿过隔板44上的上偏心圆孔和第三活塞35上的圆孔，并且与两者都有一定的间隙。丝杆顶杆23在增压时可以接触到第三活塞35，但不会接触到隔板44。在丝杆顶杆23回到初始位置时，不会与第三活塞35的运动发生干涉。模拟器缸体31通过三颗螺栓安装在隔板44的右端面上，模拟器缸体31的左端面与隔板44的右端面接触连接，三颗螺栓分别是第一隔板连接螺栓60、第二隔板连接螺栓43和第三隔板连接螺栓55。后盖46通过七颗铆钉安装在隔板44的左端面上，后盖46的右端面与隔板44的左端面接触连接，七颗铆钉分别是第一后盖连接铆钉61、第二后盖连接铆钉59、第三后盖连接铆钉58、第四后盖连接铆钉45、第五后盖连接铆钉57、第六后盖连接铆钉56和第七后盖连接铆钉54。其中：第一活塞34、第二活塞40、第三活塞35、第三活塞弹簧座38、丝杆顶杆23、带齿内循环螺
母19、第一推力轴承21、第二推力轴承20、模拟器缸体31的回转轴线共线，电动机28输出轴的回转轴线与主动齿轮25的回转轴线共线，电动机28输出轴的回转轴线与第一活塞34、第二活塞40、第三活塞35、第三活塞弹簧座38、丝杆顶杆23、带齿内循环螺母19、第一推力轴承21、第二推力轴承20、模拟器缸体31的回转轴线平行。模拟器电磁阀49的a口、模拟器第三出液电磁阀48的p口、模拟器单向阀47的a口均与模拟器缸体31上的进出油孔33液压管路连接，模拟器电磁阀49的p口、模拟器第一出液电磁阀50的p口均与主动式制动踏板行程模拟器12的d口液压管路连接，模拟器第一出液电磁阀50的a口与主动式制动踏板行程模拟器12的g口液压管路连接，模拟器第二出液电磁阀51的p口、制动主缸压力传感器52均与主动式制动踏板行程模拟器12的e口液压管路连接，模拟器第二出液电磁阀51的a口与主动式制动踏板行程模拟器12的h口液压管路连接，模拟器第三出液电磁阀48的a口、模拟器单向阀47的p口均与主动式制动踏板行程模拟器12的f口液压管路连接。
[0086]
参阅图4，所述的主供能装置13包括电动液压缸、电动液压缸压力传感器62、电动液压缸第一出液电磁阀63、电动液压缸第二出液电磁阀64。
[0087]
具体的规格与功用为：所述的主供能装置13主要作为制动系统供能装置实现主动增压、保压、主动减压的作用。
[0088]
所述的电动液压缸包括电动液压缸缸体65、电动液压缸活塞弹簧66、电动液压缸活塞67、电动液压缸滚珠丝杠68、电动液压缸电动机69；所述的电动液压缸缸体65为圆筒类结构件，其左端右端均开孔，左端开孔直径较小且加工成螺纹孔，该孔为电动液压缸进出油孔a，右端开孔直径较大，电动液压缸缸体65的外圆柱面上设置有进出油孔p；所述的电动液压缸活塞67右端中心处设置有中心孔，中心孔的内圆柱面上设置有安装滚珠的螺旋滚道，电动液压缸滚珠丝杠68设置有与电动液压缸活塞67螺旋滚道相配合的螺旋滚道；所述的电动液压缸活塞弹簧66、电动液压缸活塞67依次装入电动液压缸缸体65内，电动液压缸活塞67与电动液压缸缸体65为滑动连接，电动液压缸滚珠丝杠68的左端装入电动液压缸活塞67右端中心孔内为滚动连接，电动液压缸滚珠丝杠68的右端通过传动机构(图中未画出)与电动液压缸电动机69相连接，电动液压缸滚珠丝杠68可将电动液压缸电动机69的旋转运动转化为电动液压缸活塞67的直线运动。
[0089]
所述的电动液压缸压力传感器62采用bosch公司生产的型号为303的主动式压力传感器，需要输入5v的供电电压，可以测量主供能装置13的压力。
[0090]
所述的电动液压缸第一出液电磁阀63、电动液压缸第二出液电磁阀64为二位二通常闭电磁阀，可以实现制动液的双向流动，用于控制主供能装置13和液压调节单元14的通断。
[0091]
具体部件的位置与连接方式为：电动液压缸第一出液电磁阀63的p口、电动液压缸第二出液电磁阀64的p口、电动液压缸压力传感器62均与电动液压缸进出油孔a液压管路连接，电动液压缸第一出液电磁阀63的a口与主供能装置13的i口液压管路连接，电动液压缸第二出液电磁阀64的a口与主供能装置13的j口液压管路连接，电动液压缸进出油孔p与主供能装置13的k口液压管路连接。
[0092]
参阅图5，所述的液压调节单元14包括右后轮单向阀70、右后轮进液电磁阀71、左前轮单向阀72、左前轮进液电磁阀73、右前轮单向阀74、右前轮进液电磁阀75、左后轮单向阀76、左后轮进液电磁阀77、右后轮出液电磁阀78、左前轮出液电磁阀79、右前轮出液电磁
阀80、左后轮出液电磁阀81。
[0093]
具体的规格与功用为：所述的液压调节单元14具有调节制动轮缸压力的功能。
[0094]
所述的右后轮进液电磁阀71、左前轮进液电磁阀73、右前轮进液电磁阀75、左后轮进液电磁阀77是二位二通常开式电磁阀，分别控制右后轮15、左前轮16、右前轮17、左后轮18的增压。
[0095]
所述的右后轮出液电磁阀78、左前轮出液电磁阀79、右前轮出液电磁阀80、左后轮出液电磁阀81是二位二通常闭式电磁阀，分别控制右后轮15、左前轮16、右前轮17、左后轮18的减压。
[0096]
所述的右后轮单向阀70、左前轮单向阀72、右前轮单向阀74、左后轮单向阀76规定了制动液的流向仅能单方向流动。
[0097]
具体部件的位置与连接方式为：右后轮单向阀70的a口、右后轮进液电磁阀71的p口、左前轮单向阀72的a口、左前轮进液电磁阀73的p口均与液压调节单元14的m口液压管路连接，右前轮单向阀74的a口、右前轮进液电磁阀75的p口、左后轮单向阀76的a口、左后轮进液电磁阀77的p口均与液压调节单元14的l口液压管路连接，右后轮单向阀70的p口、右后轮进液电磁阀71的a口、右后轮出液电磁阀78的p口均与液压调节单元14的q口液压管路连接，左前轮单向阀72的p口、左前轮进液电磁阀73的a口、左前轮出液电磁阀79的p口均与液压调节单元14的p口液压管路连接，右前轮单向阀74的p口、右前轮进液电磁阀75的a口、右前轮出液电磁阀80的p口均与液压调节单元14的o口液压管路连接，左后轮单向阀76的p口、左后轮进液电磁阀77的a口、左后轮出液电磁阀81的p口均与液压调节单元14的n口液压管路连接，右后轮出液电磁阀78的a口、左前轮出液电磁阀79的a口、右前轮出液电磁阀80的a口、左后轮出液电磁阀81的a口均与液压调节单元14的r口液压管路连接。
[0098]
本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统的制动操纵机构1、主动式制动踏板行程模拟器12、主供能装置13和液压调节单元14之间的连接关系为：驾驶员直接操控制动操纵机构1，最终由液压调节单元14控制车轮进行制动，在制动操纵机构1输出端和液压调节单元14输入端之间，并行安装有主动式制动踏板行程模拟器12和主供能装置13。所述的制动操纵机构1输出端包括制动主缸的第ⅰ腔室出液口a、制动主缸的第ⅱ腔室出液口b和制动主缸的第ⅲ腔室进液口c，制动主缸的第ⅰ腔室出液口a与主动式制动踏板行程模拟器12的进液口d制动管路连接，制动主缸的第ⅱ腔室出液口b与主动式制动踏板行程模拟器12的进液口e制动管路连接，制动主缸的第ⅲ腔室进液口c与主动式制动踏板行程模拟器12的出液口f制动管路连接，主动式制动踏板行程模拟器12的出液口g和主供能装置13的出液口i均与液压调节单元14的进液口m制动管路连接，主动式制动踏板行程模拟器12的出液口h和主供能装置13的出液口j均与液压调节单元14的进液口l制动管路连接，主供能装置13的进液口k和液压调节单元14的出液口r均与储液罐2的出液口d制动管路连接。
[0099]
本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统既可在主供能装置13工作(压力调节)时通过主动式制动踏板行程模拟器12模拟踏板感觉，又可在主供能装置13失效后，通过主动式制动踏板行程模拟器12的主动压力调节功能，动态调节制动主缸压力和踏板感觉，在保证制动踏板感觉与传统汽车一致的同时，实现制动系统的冗余备份设计，最大程度地保障了行车安全。
[0100]
参阅图6，本发明所述的一种具有备份功能的线控制动系统的控制方法如下：
[0101]
步骤一：检测制动踏板6的位移是否为0，制动控制器接收踏板位移传感器5传来的踏板位移信号。若踏板位移为0，则进入步骤二，否则进入步骤三。
[0102]
步骤二：当踏板位移为0时，制动控制器发送给模拟器电机控制器29的工作状态指令为空闲状态，使得主动式制动踏板行程模拟器12处于空闲状态，当丝杆顶杆23已处于初始位置时，电动机28不工作，当丝杆顶杆23未处于初始位置时，电机控制器29驱动电动机28反向旋转，电动机28通过主动齿轮25、带齿内循环螺母19、滚珠24、丝杆顶杆23将电动机28的旋转运动转换为丝杆顶杆23的直线运动，使丝杆顶杆23向左运动直至丝杆顶杆23的滑杆左端与限位开关22相接触，限位开关22将采集到的信号通过限位开关信号线26传输至电机控制器29，此时认为丝杆顶杆23已处于初始位置。同时，主供能装置13亦处于空闲状态，当电动液压缸活塞67已处于初始位置时，电动液压缸电动机69不工作，当电动液压缸活塞67未处于初始位置时，驱动电动液压缸电动机69反向旋转，电动液压缸电动机69通过电动液压缸滚珠丝杠68将旋转运动转换为电动液压缸活塞67的直线运动，使电动液压缸活塞67向右运动至其初始位置，电动液压缸活塞67回位与否通过电动液压缸电动机69的转速判断，当电动液压缸电动机69转速低于阈值w时，认为电动液压缸活塞67已回位，阈值w需要通过试验标定获得；当踏板位移为0且主动式制动踏板行程模拟器12中的丝杆顶杆23、主供能装置13中的电动液压缸活塞67均已回位时，制动系统不工作。
[0103]
步骤三：当踏板位移大于0时，计算目标主缸压力p
主缸tar
，制动控制器接收踏板位移传感器5传来的踏板位移信号，根据试验测得的传统汽车踏板位移与主缸压力关系曲线得到相应踏板位移下的目标主缸压力p
主缸tar
。
[0104]
步骤四：制动控制器发送给模拟器电机控制器29的工作状态指令为踏板行程模拟状态，使得主动式制动踏板行程模拟器12处于踏板行程模拟状态，当丝杆顶杆23已处于初始位置时，电动机28不工作，当丝杆顶杆23未处于初始位置时，电机控制器29驱动电动机28反向旋转，以使丝杆顶杆23运行至初始位置。此后，模拟器电磁阀49打开，模拟器第一出液电磁阀50、模拟器第二出液电磁阀51、模拟器第三出液电磁阀48均关闭，前轴制动液全部进入主动式制动踏板行程模拟器12中，踏板感觉完全由主动式制动踏板行程模拟器12提供。为了使踏板感觉与传统制动踏板感觉一致，需要对主动式制动踏板行程模拟器12的第一活塞弹簧36、第二活塞弹簧41、第一活塞34和第二活塞40各参数进行匹配，使制动踏板行程模拟器能够精确模拟轮缸压力体积特性，保证踏板感觉。电动液压缸第一出液电磁阀63、电动液压缸第二出液电磁阀64均打开，此时轮缸压力全部由主供能装置13提供。
[0105]
步骤五：制动控制器接收电动液压缸压力传感器62传来的主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
。若主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤六；若主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤七；否则进入步骤八。
[0106]
步骤六：主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置13处于增压状态，驱动电动液压缸电动机69正向旋转，电动液压缸电动机69通过电动液压缸滚珠丝杠68将旋转运动转换为电动液压缸活塞67的直线运动，使电动液压缸活塞67向左运动，当电动液压缸活塞67运行至电动液压缸进出油孔p后，主供能装置13开始建压且实际压力逐渐升高。
[0107]
步骤七：主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置
13处于保压状态，电动液压缸电动机69静止，电动液压缸滚珠丝杠68、电动液压缸活塞67保持原位置不动，以实现主供能装置13实际压力保持不变。
[0108]
步骤八：主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
大于目标主缸压力p
主缸tar
时，主供能装置13处于减压状态，驱动电动液压缸电动机69反向旋转，电动液压缸电动机69通过电动液压缸滚珠丝杠68将旋转运动转换为电动液压缸活塞67的直线运动，使电动液压缸活塞67向右运动，主供能装置13实际压力逐渐降低，当电动液压缸活塞67返回至电动液压缸进出油孔p后，主供能装置13实际压力降低至0，电动液压缸活塞67回位后，减压过程结束。
[0109]
步骤九：制动控制器再次接收电动液压缸压力传感器62传来的主供能装置13压力信号p
电动液压缸act
，以判断主供能装置13是否失效，若主供能装置13失效，则进入步骤十，否则返回步骤一。
[0110]
步骤十：电动液压缸第一出液电磁阀63、电动液压缸第二出液电磁阀64均关闭，模拟器电磁阀49关闭，模拟器第一出液电磁阀50、模拟器第二出液电磁阀51、模拟器第三出液电磁阀48均打开，此时轮缸压力全部由制动主缸提供。
[0111]
步骤十一：制动控制器接收制动主缸压力传感器52传来的制动主缸压力信号p
制动主缸act
。若制动主缸压力信号p
制动主缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤十二；若制动主缸压力信号p
制动主缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
，则进入步骤十三；否则进入步骤十四。
[0112]
步骤十二：制动主缸压力信号p
制动主缸act
小于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器29的工作状态指令为增压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器12处于增压状态，电机控制器29发出控制指令使电动机28正向旋转，电动机28通过主动齿轮25、带齿内循环螺母19、滚珠24、丝杆顶杆23将旋转运动转换为丝杆顶杆23的直线运动，丝杆顶杆23运动到与第三活塞35相接触时，第三活塞35相对于第一活塞34开始向右运动，增压过程开始，随着丝杆顶杆23持续推动第三活塞35，增压过程持续进行。制动液经模拟器进出油孔33和模拟器第三出液电磁阀48进入制动主缸第ⅲ腔室，通过实时调节主动式制动踏板行程模拟器12，完成主动增压和踏板感觉模拟的工作，制动主缸实际压力逐渐升高。
[0113]
步骤十三：制动主缸压力信号p
制动主缸act
等于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器29的工作状态指令为保压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器12处于保压状态，电机控制器29发出控制指令使电动机28静止，丝杆顶杆23、第三活塞35保持原位置不动，以实现制动主缸实际压力保持不变。
[0114]
步骤十四：制动主缸压力信号p
制动主缸act
大于目标主缸压力p
主缸tar
时，制动控制器发送给模拟器电机控制器29的工作状态指令为减压状态，使得主动式制动踏板行程模拟器12处于减压状态，电机控制器29发出控制指令使电动机28反向旋转，电动机28通过主动齿轮25、带齿内循环螺母19、滚珠24、丝杆顶杆23将旋转运动转换为丝杆顶杆23的直线运动，直至丝杆顶杆23运动到与限位开关22相接触，丝杆顶杆23回到初始位置，第三活塞35在第三活塞弹簧37和高压制动液的作用下相对于第一活塞34向左运动，直至第三活塞35回位，制动主缸第ⅲ腔室制动液经模拟器单向阀47和模拟器进出油孔33流回主动式制动踏板行程模拟器12，通过实时调节主动式制动踏板行程模拟器12，完成主动减压和踏板感觉模拟的工作，制动主缸实际压力逐渐降低，直至减压过程结束。
[0115]
步骤十五：返回步骤一。