本發(fā)明涉及一種制動主缸，更確切地說，本發(fā)明涉及一種集成踏板感覺模擬器的制動主缸。

背景技術(shù)：

線控技術(shù)與汽車制動系統(tǒng)相結(jié)合的線控制動系統(tǒng)，由機電液一體化部件代替了傳統(tǒng)的液壓或氣壓制動執(zhí)行機構(gòu)，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、易于與其它控制功能集成等特點，極大的改善了車輛制動時的安全性能，具有良好的發(fā)展前景和廣闊的市場。一套功能完善的線控液壓制動系統(tǒng)需要兼顧主動建壓快速，壓力控制精準(zhǔn)，踏板力完全解耦，并可對輪缸壓力實時調(diào)節(jié)等功能。

由于線控液壓制動系統(tǒng)需要實現(xiàn)踏板力完全解耦，即取消制動踏板與制動輪缸的直接連接，所以既能準(zhǔn)確、可靠地反映駕駛員制動意圖，又能提供駕駛員良好制動踏板感覺的踏板感覺模擬器成為電控液壓制動系統(tǒng)的難點之一。

踏板力模擬可以采用被動型和主動型兩種方式實現(xiàn)，被動型利用彈性元件的壓縮特性來近似模擬踏板力與踏板行程的非線性關(guān)系；主動型根據(jù)踏板力與踏板行程的關(guān)系，利用作動器產(chǎn)生相應(yīng)的踏板反力。這兩種方法各有利弊，被動型利用彈性元件，如彈簧、橡膠元件或兩者的組合來產(chǎn)生踏板力，易于在實車上的應(yīng)用，簡單可靠，例如中國專利公布號為CN101879891A，公布日為2010年11月10日，發(fā)明名稱為“汽車制動踏板感覺模擬器”，申請人為浙江亞太機電股份有限公司。但是這種方法無法根據(jù)駕駛員不同的制動需要進行調(diào)節(jié)，路感的模擬效果也不好；主動型需利用作動器，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在實車上的應(yīng)用需要考慮失效情況和控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間，例如中國專利公布號為CN 102700522A，公布日為2012年10月3日，發(fā)明名稱為“一種應(yīng)用于車輛駕駛模擬器的制動踏板感覺模擬裝置”，申請人為浙江大學(xué)。采用作動器產(chǎn)生的踏板反力的優(yōu)點是能夠根據(jù)駕駛員的需要進行主動的調(diào)節(jié)，有利于對制動踏感進行深入研究，并且得到的踏板力與踏板行程的關(guān)系與傳統(tǒng)車的關(guān)系曲線更為接近。無論是被動型還是主動型的踏板感覺模擬器均為獨立的零部件，與液壓制動系統(tǒng)的集成效果并不十分理想。

中國專利公布號為CN 101566211A，公布日為2009年10月28日，發(fā)明名稱為“阻尼調(diào)節(jié)器和電子制動踏板感覺模擬器”，申請人為奇瑞汽車股份有限公司。該專利采用電流變液力利用阻尼調(diào)節(jié)器實現(xiàn)制動踏板模擬器的功能，具有響應(yīng)迅速、結(jié)構(gòu)簡單、能源消耗低等優(yōu)點，但該專利需采用控制器采集電機制動踏板位移信號，根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的位移大小及制動速度來設(shè)置微控制器的占空比信號，進而調(diào)節(jié)電流變液力的阻尼力，其工作需要有控制器等其他設(shè)備的支持，且還需一系列的控制算法，實施過程較為復(fù)雜。

綜上所述，研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)踏板力與踏板行程的關(guān)系實時調(diào)節(jié)，不需要外部額外提供能量源，且與液壓制動系統(tǒng)集成度較高的踏板感覺模擬器具有現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有踏板感覺模擬器很難兼顧被動型與主動型的各自優(yōu)點、且與液壓制動系統(tǒng)集成效果并不十分理想問題，提供了一種集成踏板感覺模擬器的制動主缸。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸包括主腔部分、副腔部分與調(diào)壓部分；

所述的調(diào)壓部分包括調(diào)壓套筒與齒輪機構(gòu)；

所述的調(diào)壓套筒通過外軸承裝入主腔部分中的主缸外缸體內(nèi)成轉(zhuǎn)動連接，副腔部分通過右內(nèi)軸承與左內(nèi)軸承安裝在調(diào)壓套筒內(nèi)成轉(zhuǎn)動連接，齒輪機構(gòu)安裝在調(diào)壓套筒的左端與副腔部分中的副腔活塞桿的左端之間，齒輪機構(gòu)的傳動齒輪與副腔活塞桿的左端嚙合連接，齒輪機構(gòu)中的第一齒輪與調(diào)壓套筒的左端內(nèi)螺紋嚙合連接。

技術(shù)方案中所述的主腔部分還包括有主腔活塞、主腔活塞桿、主腔回位彈簧、第一密封圈、外軸承和外端蓋；所述的主腔活塞桿與主腔活塞的右端通過螺紋孔同心連接，主腔活塞安裝在主缸外缸體內(nèi)腔的右端，兩者之間為滑動配合，主腔活塞桿從主缸外缸體右端的中心通孔中伸出，第一密封圈安裝在主缸外缸體的第二段階梯孔與第三段階梯孔的連接處，并與第三段階梯孔的左端面相接觸；主腔回位彈簧安裝在主缸外缸體內(nèi)，主腔回位彈簧的右端面與主腔活塞的左端面接觸連接；外軸承安裝在主缸外缸體左端的第一段階梯孔中，外軸承外環(huán)右端面與主缸外缸體第二段階梯孔的左端面接觸連接；外端蓋與主缸外缸體的左端螺紋連接，外端蓋上兩段階梯孔所形成的圓環(huán)面與外軸承外環(huán)左端面接觸連接。

技術(shù)方案中所述的主缸外缸體為圓筒類結(jié)構(gòu)件，在其中心處沿軸線加工有3段式階梯盲孔，3段式階梯盲孔的回轉(zhuǎn)軸線共線，3段式階梯盲孔依次相連接，3段式階梯盲孔的內(nèi)徑從左到右依次減小，其右端面的中心處加工有與左端3段階梯盲孔同心的圓形的中心通孔，該中心通孔的內(nèi)經(jīng)大于主腔活塞桿的外徑；主缸外缸體最左端的外圓柱面上加工有外螺紋，主缸外缸體右側(cè)第三段階梯孔的孔壁上沿徑向設(shè)置有油杯連接孔與制動管路連接孔。

技術(shù)方案中所述的副腔部分還包括有內(nèi)缸體、副腔活塞、副腔端蓋、常閉閥體、第二密封圈、第三密封圈、右套筒、左套筒、副腔回位彈簧與內(nèi)端蓋；所述的內(nèi)缸體的右端與副腔端蓋的內(nèi)孔過盈配合，第二密封圈安裝在內(nèi)缸體右端與副腔端蓋之間，內(nèi)缸體的右側(cè)凸肩與副腔端蓋的左端面相接觸；常閉閥體裝入副腔端蓋上的右端偏心圓孔內(nèi)，二者之間為過盈配合；右內(nèi)軸承、右套筒、左內(nèi)軸承與左套筒依次套裝在內(nèi)缸體的左端，右內(nèi)軸承、右套筒、左內(nèi)軸承與左套筒之間接觸連接，右內(nèi)軸承的右端面與內(nèi)缸體的左側(cè)凸肩相接觸；所述的副腔活塞安裝在內(nèi)缸體內(nèi)，第三密封圈安裝在副腔活塞上的環(huán)槽內(nèi)，副腔活塞桿右端與副腔活塞通過螺紋同心連接，副腔回位彈簧套裝在副腔活塞桿上，副腔回位彈簧的右端面與副腔活塞的左端面接觸連接，內(nèi)端蓋安裝在內(nèi)缸體的左端并套裝在副腔活塞桿上，左套筒(49)、內(nèi)缸體(36)與副腔回位彈簧的左端面同和內(nèi)端蓋的右端環(huán)面相接觸。

技術(shù)方案中所述的內(nèi)缸體為兩端敞開的圓筒類結(jié)構(gòu)件，內(nèi)缸體的外圓柱面設(shè)置成階梯軸式結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸體兩端外圓柱面的直徑小于兩端外圓柱面之間的大圓柱面的直徑，內(nèi)缸體的右端直徑與副腔端蓋的盲孔直徑相等。

技術(shù)方案中所述的副腔端蓋為圓盤類結(jié)構(gòu)件，副腔端蓋的左端設(shè)置有圓柱形左端盲孔，左端盲孔與左端外圓柱面回轉(zhuǎn)軸線共線，副腔端蓋的右端加工有用于安裝常閉閥體的偏心圓通孔。

技術(shù)方案中所述的內(nèi)端蓋為圓盤類結(jié)構(gòu)件，其右端加工出外徑小于左端圓盤外徑的同心的右端圓臺，在右端圓臺的中心處設(shè)置有同心通孔，同心通孔的內(nèi)經(jīng)大于副腔活塞桿的外徑，內(nèi)端蓋右端圓臺的外徑與內(nèi)缸體的內(nèi)孔直徑相等，并且內(nèi)端蓋的右端圓臺與內(nèi)缸體的內(nèi)孔之間為過盈配合。

技術(shù)方案中所述的副腔活塞桿為圓柱體形直桿類結(jié)構(gòu)件，其右端設(shè)置有與副腔活塞上加工有內(nèi)螺紋的中心孔相配合的外螺紋，副腔活塞桿的左端沿軸向加工有一段平面，該平面上加工有與傳動齒輪嚙合連接的直平齒。

技術(shù)方案中所述的齒輪機構(gòu)包括蝸桿、第一齒輪與傳動齒輪；所述的蝸桿與傳動齒輪相嚙合，兩者的回轉(zhuǎn)軸線為空間垂直交叉，蝸桿通過鍵與第一齒輪固定連接在一起，蝸桿與第一齒輪的回轉(zhuǎn)軸線共線。

技術(shù)方案中所述的調(diào)壓套筒為一端封底的圓筒式結(jié)構(gòu)件，調(diào)壓套筒的軸向內(nèi)孔與外圓柱面的回轉(zhuǎn)軸線共線，調(diào)壓套筒的筒底上設(shè)置有偏心變徑通孔，調(diào)壓套筒的右端設(shè)置有圓柱形凸緣，圓柱形凸緣的直徑大于左側(cè)圓筒的外徑，圓柱形凸緣的直徑等于主缸外缸體第二段階梯孔的內(nèi)徑，調(diào)壓套筒的左端內(nèi)圓柱面上沿軸向加工有與第一齒輪相嚙合的內(nèi)直齒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸可同時實現(xiàn)踏板感覺模擬器及制動主缸的全部功能并更具集成性。

2.本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸相較于被動型踏板感覺模擬器，其通過調(diào)壓部分可使其踏板力與踏板行程的關(guān)系與傳統(tǒng)車的關(guān)系曲線更為接近。

3.本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸相較于主動型踏板感覺模擬器，其采用機械式齒輪機構(gòu)來進行踏板力的調(diào)節(jié)，不需要外部能量源的供給，降低汽車燃油消耗，經(jīng)濟環(huán)保。

4.本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸中集成式制動主缸不需外部控制器等設(shè)備來調(diào)節(jié)踏板位移與集成式制動主缸的阻尼關(guān)系，該集成式制動主缸通過機械形式直接建立二者之間的關(guān)系；

5.本發(fā)明所述的具有集成踏板感覺模擬器的制動主缸的線控液壓制動系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的線控液壓制動系統(tǒng)，可同時實現(xiàn)主動建壓快速、壓力控制精準(zhǔn)、踏板力完全解耦并可對輪缸壓力實時調(diào)節(jié)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：

圖1是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖2是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸中集成式制動主缸結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖3是本發(fā)明所述的集成式制動主缸的主缸外缸體結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖4是本發(fā)明所述的集成式制動主缸的外端蓋結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖5是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸中副腔部分結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖6是本發(fā)明所述的副腔部分的副腔活塞桿結(jié)構(gòu)組成主視圖；

圖7是圖6中副腔活塞桿B-B處的剖視圖；

圖8是本發(fā)明所述的副腔部分的內(nèi)缸體結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖9是本發(fā)明所述的副腔部分的副腔端蓋結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖10是本發(fā)明所述的副腔部分的副腔端蓋結(jié)構(gòu)組成的左視圖；

圖11是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸的調(diào)壓套筒和齒輪部分結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖12是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸的調(diào)壓套筒結(jié)構(gòu)組成主視圖上的全剖視圖；

圖13是圖12中本發(fā)明所述的調(diào)壓套筒結(jié)構(gòu)組成A-A處左視圖；

圖14是本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸的線控液壓制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；

圖中：1.油杯，2.集成式制動主缸，3.制動踏板，4.油過濾器，5.油泵，6.電機，7.第四常閉閥，8.第三常閉閥，9.線性調(diào)壓閥，10.第八常閉閥，11.第七常閉閥，12.第三壓力傳感器，13.左后制動輪缸，14.右后制動輪缸，15.左前制動輪缸，16.第二壓力傳感器，17.右前制動輪缸，18.第六常閉閥，19.第五常閉閥，20.第二常閉閥，21.第一常閉閥，22.第一常開閥，23.第二常開閥，24.高壓蓄能器，25.第一壓力傳感器，31.副腔活塞桿，32.蝸桿，33.第一齒輪，34.主缸外缸體，35.調(diào)壓套筒，36.內(nèi)缸體，37.副腔活塞，38.副腔端蓋，39.主腔活塞，40.主腔活塞桿，41.主腔回位彈簧，42.常閉閥體，43.第一密封圈，44.第二密封圈，45.第三密封圈，46.右內(nèi)軸承，47.右套筒，48.左內(nèi)軸承，49.左套筒，50.副腔回位彈簧，51.外軸承，52.外端蓋，53.內(nèi)端蓋，54.傳動齒輪，A.油杯連接孔，B.制動管路連接孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的描述：

參閱圖1，本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸由主腔部分、副腔部分與調(diào)壓部分組成。

參閱圖2，所述的主腔部分包括主缸外缸體34、主腔活塞39、主腔活塞桿40、主腔回位彈簧41、第一密封圈43、外軸承51和外端蓋52。

所述的主腔部分的主要作用是當(dāng)常規(guī)制動時，駕駛員踩制動踏板在主腔內(nèi)部建壓，并帶動調(diào)壓部分和副腔部分動作產(chǎn)生踏板感覺模擬的效果；當(dāng)系統(tǒng)斷電失效時，駕駛員踩制動踏板，主腔建壓，制動油液通過主缸外缸體34的B孔通過第一常開閥22、第二常開閥23流入制動輪缸內(nèi)，產(chǎn)生相應(yīng)的制動力；系統(tǒng)斷電失效時，駕駛員松制動踏板，主腔壓力降低，制動油液從制動輪缸經(jīng)第一常開閥22、第二常開閥23流回主動主缸內(nèi)，完成系統(tǒng)的泄壓。

參閱圖3，主缸外缸體34為圓筒類結(jié)構(gòu)件，在其中心處沿軸線加工有3段式階梯盲孔，3段式階梯盲孔的回轉(zhuǎn)軸線共線，3段式階梯盲孔依次相連接，3段式階梯盲孔的內(nèi)徑從左到右依次減小，其右端面的中心處加工有與左端3段階梯盲孔同心的圓形的中心通孔，該中心通孔的內(nèi)經(jīng)大于主腔活塞桿40的外徑。主缸外缸體34最左端的外圓柱面上加工有外螺紋，主缸外缸體34右側(cè)第三段階梯孔的孔壁上設(shè)置有兩個徑向的油杯連接孔A、制動管路連接孔B，油杯連接孔A聯(lián)通了制動主缸的主腔部分和油杯，制動管路連接孔B通過管路聯(lián)通了集成踏板感覺模擬器的制動主缸的主腔部分和第一常開閥22與第二常開閥23。

參閱圖4，外端蓋52為圓環(huán)體類結(jié)構(gòu)件，在其中心處沿回轉(zhuǎn)軸線加工有2段式階梯通孔，其中左側(cè)的階梯孔經(jīng)小于右側(cè)的階梯孔徑，右側(cè)階梯孔內(nèi)表面加工有內(nèi)螺紋與主缸外缸體34外圓柱面左端的外螺紋相配合。

主腔活塞桿40的左端與主腔活塞39的右端中心處通過螺紋孔同心連接，并從主缸外缸體34的左側(cè)插入，且主腔活塞39的外圓柱面與主缸外缸體34的第三段階梯孔的內(nèi)圓柱孔面相配合，主腔活塞桿40從主缸外缸體34右側(cè)的中心通孔中伸出，主腔活塞桿40的右端與踏板機構(gòu)相連接。第一密封圈43從主缸外缸體34的左端裝入并置于第二段階梯孔與第三段階梯孔的連接處，并與第三段階梯孔的左端面相接觸。將主腔回位彈簧41從主缸外缸體34的左側(cè)裝入階梯孔中，其右端面與主腔活塞39的左端面接觸連接。外軸承51從主缸外缸體34的左側(cè)安裝在第一段階梯孔中，外軸承51外環(huán)右端面與主缸外缸體34第二段階梯孔的左端面接觸連接。外端蓋52與主缸外缸體34的左端螺紋連接，外端蓋52上兩段階梯孔所形成的圓環(huán)面與外軸承51外環(huán)左端面接觸連接，使外軸承51不會左右移動。

參閱圖5，所述的副腔部分包括副腔活塞桿31、內(nèi)缸體36、副腔活塞37、副腔端蓋38、常閉閥體42、第二密封圈44、第三密封圈45、右內(nèi)軸承46、右套筒47、左內(nèi)軸承48、左套筒49、副腔回位彈簧50和內(nèi)端蓋53。副腔部分的作用是，容納從主腔部分經(jīng)調(diào)壓機構(gòu)流出的制動液通過機械連接帶動齒輪機構(gòu)工作。

常閉閥體42為兩位兩通開關(guān)閥，其初始狀態(tài)為關(guān)閉，通電后閥開啟。常閉閥體42應(yīng)采用流通孔徑較大的電磁閥，避免該電磁閥對制動液產(chǎn)生節(jié)流的效果，影響副腔端蓋38與調(diào)壓套筒35變徑通孔的作用效果，常閉閥體42可以考慮采用水用電磁閥。

參閱圖6與圖7，副腔活塞桿31為圓柱體形直桿類結(jié)構(gòu)件，其右端加工有與副腔活塞37的設(shè)置有內(nèi)螺紋的中心孔相配合的外螺紋。副腔活塞桿31的左端沿軸向加工有一段平面，該平面上加工有平齒，當(dāng)副腔活塞桿31左右移動時，便可通過設(shè)置有平齒的副腔活塞桿31帶動齒輪機構(gòu)運轉(zhuǎn)，從而達到調(diào)壓的效果。

參閱圖8，所述的內(nèi)缸體36為兩端敞開的圓筒類結(jié)構(gòu)件，內(nèi)缸體36的外圓柱面設(shè)置成階梯軸式結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸體36兩端外圓柱面的直徑小于兩端外圓柱面之間的大圓柱面的直徑，內(nèi)缸體36的右端直徑與副腔端蓋38的盲孔直徑相等，內(nèi)缸體36的右端裝入副腔端蓋38的盲孔內(nèi)并成過盈配合，將第二密封圈44安裝在二者之間。內(nèi)缸體36的右側(cè)凸肩與副腔端蓋38的左端面相接觸，起到軸向定位的作用。內(nèi)缸體36的左端面與內(nèi)端蓋53的右端面相接觸起到軸向定位的作用。

參閱圖9與圖10，所述的副腔端蓋38為圓盤類結(jié)構(gòu)件，副腔端蓋38的左端設(shè)置有同心圓柱形左端盲孔，副腔端蓋38的右端加工有偏心通孔。該偏心通孔的直徑、其圓心與圓盤圓心的距離和調(diào)壓套筒35上的變徑通孔的形狀、尺寸相互配合直接決定該踏板感覺模擬器的性能，故而可以根據(jù)理想的踏板力與踏板位移關(guān)系及駕駛員的駕駛習(xí)慣來自行設(shè)計。左端盲孔的底端面與第二密封圈44相接觸配合，偏心通孔內(nèi)用于安裝常閉閥體42，集成式制動主缸2的主腔油液通過該偏心通孔中的常閉閥體42流入副腔部分。

所述的內(nèi)端蓋53為圓盤類結(jié)構(gòu)件，其右端加工出外徑小于左端圓盤外徑的同心的右端圓臺，其內(nèi)部加工有同心通孔，該孔的內(nèi)經(jīng)大于副腔活塞桿31的外徑。內(nèi)端蓋53右端圓臺的外徑與內(nèi)缸體36的內(nèi)孔直徑相等，內(nèi)端蓋53的右端圓臺與內(nèi)缸體36的內(nèi)圓柱面之間為過盈配合，內(nèi)端蓋53的左端圓盤的右端面與內(nèi)缸體36和左套筒49的左端面相接觸，起到軸向定位的作用。

第二密封圈44從左側(cè)放入副腔端蓋38的左端盲孔的底部，內(nèi)缸體36的右端與副腔端蓋38的內(nèi)圓柱面過盈配合并將第二密封圈44壓緊在內(nèi)缸體36的右端面與副腔端蓋38之間，內(nèi)缸體36的右側(cè)凸肩與副腔端蓋38的左端面相接觸。將常閉閥體42裝入副腔端蓋38的右端偏心圓孔內(nèi)，并使二者緊密配合(若配合效果不好可以采用變徑管或閥座等零件輔助完成)。右內(nèi)軸承46、右套筒47、左內(nèi)軸承48和左套筒49依次從內(nèi)缸體36的左端套裝在內(nèi)缸體36左端的外圓柱面上，其中，右內(nèi)軸承46的右端面與內(nèi)缸體36的左側(cè)凸肩相接觸，右套筒47的主要作用是定位右內(nèi)軸承46和左內(nèi)軸承48，左套筒49的作用也是起到軸向定位的作用，左套筒49與內(nèi)缸體36的左端面同和內(nèi)端蓋53的左端圓盤的右端環(huán)面相接觸。

將第三密封圈45放入副腔活塞37圓柱面上的環(huán)槽內(nèi)，副腔活塞桿31與副腔活塞37通過螺紋連接，副腔回位彈簧50套裝在副腔活塞桿31上，副腔回位彈簧50的右端面與副腔活塞37的左端面接觸連接，將裝配好的副腔活塞從左側(cè)裝入裝配好的內(nèi)缸體36中。最后將內(nèi)端蓋53從左側(cè)裝入內(nèi)缸體36的左端并套裝在副腔活塞桿31上，確保右內(nèi)軸承46、右套筒47、左內(nèi)軸承48、左套筒49不會左右移動。

參閱圖11，所述的調(diào)壓部分由調(diào)壓套筒35與齒輪機構(gòu)組成。調(diào)壓部分的主要作用是根據(jù)踏板行程來調(diào)節(jié)主腔與副腔的流通面積，從而達到模擬不同踏板力的效果。

參閱圖12與圖13，調(diào)壓套筒35為一端封底的圓筒式結(jié)構(gòu)件，調(diào)壓套筒35的軸向內(nèi)孔與外圓柱面的回轉(zhuǎn)軸線共線，調(diào)壓套筒35的筒底上設(shè)置有偏心變徑通孔，該通孔形狀類似于太極的一半。調(diào)壓套筒35的右端設(shè)置有圓柱形凸緣，圓柱形凸緣的直徑大于左側(cè)圓筒的外徑，圓柱形凸緣的直徑等于主缸外缸體34第二段階梯孔的內(nèi)徑，調(diào)壓套筒35的左端內(nèi)圓柱面上沿軸向加工有與第一齒輪33的外齒相嚙合的內(nèi)直齒。

所述的齒輪機構(gòu)由蝸桿32、第一齒輪33、傳動齒輪54組成。齒輪機構(gòu)的作用是根據(jù)副腔活塞桿31的移動來帶動調(diào)壓套筒35的旋轉(zhuǎn)，從而使調(diào)壓套筒35上的變徑通孔與副腔端蓋38的偏心圓孔的重疊面積改變，達到改變制動液流通面積的效果。蝸桿32與傳動齒輪54相嚙合，同時蝸桿32通過鍵連接與第一齒輪33固定在一起，第一齒輪33與調(diào)壓套筒35左端的內(nèi)直齒之間為嚙合連接。

本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸裝配關(guān)系：將調(diào)壓套筒35與所述副腔部分相連接，即調(diào)壓套筒35套裝在裝配好的副腔部分上，并確保初始時刻副腔端蓋38的偏心圓孔與調(diào)壓套筒35的變徑通孔的大圓孔相重合，將裝好的部分從左側(cè)插入裝配好的主腔部分，最后連接好齒輪機構(gòu)，即確保傳動齒輪54與副腔活塞桿31左端的外齒相嚙合同時與蝸桿32的外齒也嚙合，第一齒輪33與調(diào)壓套筒35的左端內(nèi)齒相嚙合。該裝配結(jié)束后需確保調(diào)壓套筒35在旋轉(zhuǎn)過程中與其他零部件無干涉現(xiàn)象。

本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸所應(yīng)用的制動系統(tǒng)應(yīng)為踏板力完全解耦的系統(tǒng)，即該系統(tǒng)需要踏板感覺模擬器的系統(tǒng)，現(xiàn)提出一套本發(fā)明所述的集成踏板感覺模擬器的制動主缸所適用的線控液壓制動系統(tǒng)，該系統(tǒng)可兼顧主動建壓快速，壓力控制精準(zhǔn)，踏板力完全解耦，并可對輪缸壓力實時調(diào)節(jié)等功能。

參閱圖14，本發(fā)明所述的線控液壓制動系統(tǒng)由主缸部分、增壓機構(gòu)、減壓機構(gòu)及測壓機構(gòu)組成。

所述的增壓機構(gòu)由油過濾濾4、油泵5、電機6、高壓蓄能器24、第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7和四個制動輪缸組成。四個常閉閥均為高速二位兩通閥，其在整個制動系統(tǒng)中用于增壓，各零部件的連接關(guān)系如圖14所示：油過濾器4一端連接油杯1,油過濾器4的另一端連接油泵的進油口；油泵5為齒輪泵，齒輪與電機6的輸出軸相連，油泵5進液端口連接油過濾器，油泵5的出液端口連接高壓蓄能器24、第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7的一端；第一常閉閥21一端連接高壓蓄能器24和油泵5，另一端連接左前制動輪缸15；第二常閉閥20一端連接高壓蓄能器24和油泵5，另一端連接右前制動輪缸17；第三常閉閥8一端連接高壓蓄能器24和油泵5，另一端連接左后制動輪缸13；第四常閉閥7一端連接高壓蓄能器24和油泵5，另一端連接右后制動輪缸14；該制動系統(tǒng)的增壓機構(gòu)主要作用是在常規(guī)制動過程中為制動輪缸提供相應(yīng)的制動液使其產(chǎn)生預(yù)定的目標(biāo)壓力值。

所述的減壓機構(gòu)由第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11、第八常閉閥10、線性調(diào)壓閥9和油杯1組成。四個常閉閥均為高速二位兩通閥，其在整個制動系統(tǒng)中用于減壓，線性調(diào)壓閥9為占空比可調(diào)的常開電磁閥；各零部件的連接關(guān)系如圖14所示：第五常閉閥19的一端連接左前制動輪缸15，另一端與線性調(diào)壓閥9相連；第六常閉閥18一端連接右前制動輪缸17，另一端與線性調(diào)壓閥9相連；第七常閉閥11一端連接左后制動輪缸13，另一端與線性調(diào)壓閥9相連；第八常閉閥10一端連接右后制動輪缸14，另一端與線性調(diào)壓閥9相連；線性調(diào)壓閥9的一端與第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11、第八常閉閥10相連，另一端與油杯相連；該制動系統(tǒng)的減壓機構(gòu)主要作用是在常規(guī)松制動過程中使制動輪缸內(nèi)的高壓制動液泄入油杯中，消除制動輪缸內(nèi)部的壓力。

所述的測壓機構(gòu)由第一壓力傳感器25、第二壓力傳感器16和第三壓力傳感器12組成。各零部件的連接關(guān)系如圖14所示：第一壓力傳感器25與第一常開閥22、第二常開閥23和集成式制動主缸的端口B相連；第二壓力傳感器16與左前制動輪缸15相連；第三壓力傳感器12與右后制動輪缸14相連；該制動系統(tǒng)的測壓機構(gòu)主要作用是測量制動主缸2出口處的壓力、左前輪制動輪缸入口處的壓力和右后輪制動輪缸入口處的壓力，并將該信號傳至系統(tǒng)ECU完成制動力的控制。

所述的線控液壓制動系統(tǒng)主缸部分由集成式制動主缸2、第一常開閥22和第二常開閥23組成。兩個常開閥均為高速開關(guān)電磁閥，各零部件的連接關(guān)系如圖14所示：第一常開閥22一端與集成式制動主缸2的端口B相連，另一端與左前制動輪缸15相連；第二常開閥23一端與集成式制動主缸2的端口B相連，另一端與右前制動輪缸17相連；該制動系統(tǒng)的主缸部分在系統(tǒng)正常工作時起到踏板感覺模擬的作用，當(dāng)系統(tǒng)失效時起到主缸制動的作用。

一種集成踏板感覺模擬器的制動主缸工作原理

常規(guī)制動情況下，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，此時主缸外缸體34的端口A被主缸活塞39堵住、端口B由于與其相連的第一常開閥22與第二常開閥23通電關(guān)閉，此時第一常開閥22與第二常開閥23均不允許制動液流過。同時，常閉閥體42通電開啟，隨著踏板的踩下，主缸活塞39會將集成式制動主缸主腔內(nèi)的制動液通過常閉閥體42擠入副腔內(nèi)，并推動副腔活塞37左移，此時副腔活塞桿31也會跟著左移并在移動過程中通過其左端的平齒帶動傳動齒輪54旋轉(zhuǎn)。由于齒輪嚙合的作用，傳動齒輪54旋轉(zhuǎn)會帶動蝸桿32旋轉(zhuǎn)，并通過鍵連接帶動第一齒輪33旋轉(zhuǎn)，第一齒輪33同樣通過齒輪嚙合的作用帶動調(diào)壓套筒35旋轉(zhuǎn)。初始時刻，調(diào)壓套筒35右端的太極孔的最大圓孔與副腔端蓋38的偏心孔完全重合，此時連接主腔與副腔的流通面積達到最大，隨著調(diào)壓套筒35的旋轉(zhuǎn)，其右端的太極孔也隨之旋轉(zhuǎn)，太極孔與偏心孔的重合區(qū)變得越來越小，即連接主腔與副腔的流通面積也在越來越小，此時制動液從主腔流入副腔的阻尼力越來越大。由于阻尼力的變化與踏板行程有關(guān)，故該裝置可以模擬踏板力與踏板行程的非線性關(guān)系。只要選擇恰當(dāng)?shù)凝X輪結(jié)構(gòu)或選擇合適的太極孔與偏心孔即可模擬任意踏板力與踏板行程的關(guān)系。

常規(guī)松制動情況下，當(dāng)駕駛員松制動踏板時，在主腔回位彈簧41和副腔回位彈簧50的共同作用下，制動液從副腔流回主腔，此時副腔活塞桿31會向右移動，通過齒輪嚙合帶動傳動齒輪54反向轉(zhuǎn)動，并帶動蝸桿32和第一齒輪33一起反向旋轉(zhuǎn)，最后導(dǎo)致調(diào)壓套筒35反向旋轉(zhuǎn)，使太極孔與偏心孔的重合區(qū)越來越大，即連接主腔與副腔的流通面積越來越大，從而導(dǎo)致阻尼力越來越小，直至系統(tǒng)各部件返回初始狀態(tài)。

綜上所述，常規(guī)制動或常規(guī)松制動兩種情況下調(diào)壓套筒35隨著副腔活塞桿31的移動而發(fā)生旋轉(zhuǎn)，則太極孔與偏心孔的重合區(qū)的變化是連續(xù)的，即阻尼力的調(diào)節(jié)是連續(xù)的，最后可實現(xiàn)踏板力與踏板行程的無級可調(diào)。

參閱圖14，失效制動情況下，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，由于系統(tǒng)失效不上電，常閉閥體42始終處于關(guān)閉狀態(tài)，此時制動主腔中的油液無法通過常閉閥體42流入主缸副腔中，而是沿著閥口B經(jīng)過制動管路及第一常開閥22與第二常開閥23進入左前制動輪缸15、右前制動輪缸17中。

線控液壓制動系統(tǒng)工作原理：

1.常規(guī)制動

增壓過程：

參閱圖14，駕駛員踩下制動踏板，第一常開閥22與第二常開閥23通電關(guān)閉，四個常閉增壓電磁閥第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7通電開啟，四個常閉減壓閥即第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10斷電關(guān)閉，制動液由高壓蓄能器24流入四個制動輪缸，發(fā)生制動。此過程中，踏板力與輪缸壓力完全解耦。

電機帶動泵有幾種運轉(zhuǎn)方式：

(1)常閉增壓電磁閥開啟瞬間，電機帶動泵與高壓蓄能器一起為輪缸充液，此時制動輪缸的建壓時間要小于單獨由高壓蓄能器為輪缸建壓的時間，但該種建壓方式需要電機泵與高壓蓄能器的配合作用，對整個系統(tǒng)的控制有較高的要求。

(2)常閉增壓電磁閥開啟瞬間，電機與泵不參與工作，僅由高壓蓄能器24獨自為輪缸壓力的建立充液。當(dāng)處于非制動工況下，再由電機6帶動油泵5為高壓蓄能器24充液，該種建壓方式的建壓時間不如第一種快速，但整個系統(tǒng)的控制難度有所下降。

(3)常閉增壓電磁閥開啟瞬間，電機6與油泵5不參與工作，僅由高壓蓄能器24獨自為輪缸壓力的建立充液。同時為高壓蓄能器24設(shè)置一個壓力下限值，當(dāng)其內(nèi)部壓力低于該下限值，無論系統(tǒng)是否處于制動工況，電機6與油泵5都會運轉(zhuǎn)為高壓蓄能器24充液。該種方法使得電機6、油泵5的運轉(zhuǎn)頻率大為降低，但高壓蓄能器24內(nèi)部的壓力無法維持在一個相對穩(wěn)定的數(shù)值。

減壓過程：

參閱圖14，駕駛員松開制動踏板，第一常開閥22與第二常開閥23通電關(guān)閉，四個常閉增壓電磁閥即第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7斷電關(guān)閉，四個常閉減壓閥即第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11、第八常閉閥10通電開啟，四個制動輪缸內(nèi)部的高壓制動液經(jīng)過即第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11、第八常閉閥10和線性調(diào)壓閥9流回油杯1。

2.ABS控制

增壓過程：

參閱圖14，ABS增壓時，其增壓原理與常規(guī)制動一樣。

保壓過程：

當(dāng)駕駛員踩下制動踏板時，系統(tǒng)ECU檢測到某一車輪即將發(fā)生抱死，假設(shè)左前制動輪缸15需要保壓，此時ECU控制第一常閉閥21和第五常閉閥19斷電關(guān)閉，使左前制動輪缸15處于保壓狀態(tài)，另外三個制動輪缸可繼續(xù)增壓。當(dāng)系統(tǒng)ECU檢測到系統(tǒng)此時需要保壓，則圖中的所有常閉電磁閥均處于斷電關(guān)閉狀態(tài)。

減壓過程：

當(dāng)制動單元ECU檢測到某個車輪發(fā)生抱死時，則需對該車輪的制動輪缸進行泄壓，例如，左左前制動輪缸15需要泄壓時，第二制動輪缸17、第三制動輪缸13、第四制動輪缸14繼續(xù)增壓，對應(yīng)的第一常閉閥21斷電關(guān)閉，而第二常閉閥20、第三常閉閥8和第四常閉閥7通電開啟，第五常閉閥19和線性調(diào)壓閥9通電開啟，而第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10斷電關(guān)閉，實現(xiàn)第一制動輪缸15減壓的同時，其他三個制動輪缸增壓；

值得注意的是，該制動系統(tǒng)可實現(xiàn)每個制動輪缸的單獨增壓、減壓或保壓，即制動系統(tǒng)中四個通道增壓、減壓和保壓可能同時存在，不需分時調(diào)節(jié)。

3.TCS控制

增壓過程：

在執(zhí)行TCS控制時，制動踏板不工作，第一常開閥22、第二常開閥23通電關(guān)閉。另一方面，第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7通電接通，制動液由高壓蓄能器流入四個制動輪缸。

保壓過程：

在執(zhí)行TCS控制時，制動踏板不工作，系統(tǒng)內(nèi)部所有電磁閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，四個制動輪缸內(nèi)的油液保持不變。

減壓過程：

在執(zhí)行TCS控制時，制動踏板不工作，第一常開閥22、第二常開閥23通電關(guān)閉。另一方面，第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7四個用于增壓的閥體斷電關(guān)閉，第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10四個用于減壓的閥體通電開啟，制動液由四個制動輪缸經(jīng)過線性調(diào)壓閥流入油杯。

4.ESP控制

該制動系統(tǒng)的ESP控制的增壓、減壓和保壓原理與TCS控制完全一致，二者僅在控制策略上有所不同。

5.壓力的精確控制

該制動系統(tǒng)中，第一常開閥22、第二常開閥23、第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7、第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10均為兩位兩通高速開關(guān)電磁閥，即其只有開關(guān)兩種狀態(tài)，而線性調(diào)壓閥9可以根據(jù)系統(tǒng)的實際需要調(diào)節(jié)其開度的大小，即整個線控制動系統(tǒng)中的壓力可以通過控制線性調(diào)壓閥9的開度大小來完成壓力的精細調(diào)節(jié)。

6.快速主動建壓

以汽車城市安全系統(tǒng)與行人安全系統(tǒng)為例加以說明，當(dāng)遇到緊急情況時，系統(tǒng)ECU檢測到汽車需要快速建立制動壓力，此時系統(tǒng)中第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7四個用于增壓的電磁閥全部通電開啟，第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10四個用于減壓的電磁閥全部斷電關(guān)閉，第一常開閥22、第二常開閥23通電關(guān)閉，制動液由高壓蓄能器24流入四個制動輪缸。

7.失效制動

當(dāng)制動系統(tǒng)突然斷電失效時，如需制動則采取失效制動，此時第一常開閥22、第二常開閥23斷電開啟，系統(tǒng)中的第一常閉閥21、第二常閉閥20、第三常閉閥8、第四常閉閥7、第五常閉閥19、第六常閉閥18、第七常閉閥11和第八常閉閥10全部斷電關(guān)閉，當(dāng)駕駛員踩下制動踏板3，制動油液從制動主缸流經(jīng)第一常開閥22、第二常開閥23直接進入兩個前輪制動輪缸，當(dāng)駕駛員松開制動踏板3時，油液從兩個前輪制動輪缸經(jīng)第一常開閥22、第二常開閥23流回集成踏板感覺模擬器的制動主缸2中。失效制動過程中，制動力完全由駕駛員踩制動踏板3提供。