CN107697050A - 一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统 - Google Patents

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丁明慧
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Abstract

本发明公开了一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统，属于汽车线控制动技术领域。针对现有制动系统助力形式多依赖发动机真空度使得制动系统无法适用于电动汽车；部分线控制动系统采用电机直接助力制动主缸或副主缸时存在的噪声大、响应速度慢等问题；部分线控制动系统采用电机带动泵给高压蓄能器充液时，系统内部存在压力的脉动对制动系统危害大，且高压蓄能器寿命受限，需频繁更换等问题。提出了一种采用电磁力来驱动活塞运动并持续产生高压制动液的机械装置，使线控制动系统摆脱了真空助力器、电机、泵和高压蓄能器的束缚，结构更简单，集成度更高，同时具有主动建压快速、压力调节精确、振动噪声低、失效保护、踏板力全解耦等功能。

Description

一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统
技术领域
本发明属于汽车线控制动技术领域。
背景技术
现有技术对于制动系统的改进点主要在于系统能量来源。由于整个制动系统在无外界能源支持的情况下，仅凭驾驶员踩踏板的制动力很难满足制动系统所要求的制动力，故而需要为制动系统提供制动能量源，最常见的为制动主缸附加真空助力器，借助发动机的真空度为制动系统助力，由于其结构简单、性能稳定等多种好处使其称霸制动系统行业多年。随着新能源汽车和智能汽车的发展对汽车制动系统提出了新的要求：减小、取消对发动机真空度的依赖；所以需要为制动系统寻找新的能量源，此时较多的专利想到了利用电机作为能量源，分析国内外专利，电机作为能量源的助力形式主要有4种：(1)电机直接助力推杆；(2)采用双主缸，电机等助力部件直接助力副主缸；(3)利用电机泵对主缸进行液压助力；(4)利用电机泵为高压蓄能器充液，通过高压蓄能器再为制动系统提供制动力。
电机直接助力推杆的新型制动系统包括博世公司取消传统制动系统的真空助力器采用电机直接助力推杆的新型制动系统“IBooster”采用电机带动二级齿轮装置给主缸助力；中国专利公布号为CN103010199A，公布日为2013年4月3日，发明名称为“一种汽车线控制动系统”，申请人为清华大学，该专利采用电机带动丝杠为制动主缸助力；中国专利公布号为CN102795219A，公布日为2012年11月28日，发明名称为“电机助力式集成汽车制动系统”，申请人为浙江亚太机电股份有限公司，该专利采用电机带动滚珠丝杠为制动主缸助力。分析上述专利采用电机直接助力推杆形式的制动系统，由于电机响应较慢，故其快速建压效果不好，其次电机运转会给制动系统带来较大噪声，降低制动品质。
双主缸，电机等助力部件直接助力副主缸的新型制动系统包括欧洲专利公布号为EP1970271B1，公布日为2011年10月12日，发明名称为“Brake system”，申请人为HondaMotor Co，该专利采用双主缸制动系统，通过电机带动涡轮，涡轮带动丝杠为副主缸助力。中国专利公布号为CN104943672A，公布日为2015年9月30日，发明名称为“一种具有双液压缸四轮失效备份的液压制动系统及方法”，申请人为吉林大学，以及中国专利公布号为CN104512395A，公布日为2015年4月15日，发明名称为“车辆用制动系统”，申请人为本田技研工业株式会社；上述两个专利采用双主缸制动系统，通过电机带动涡轮，涡轮带动丝杠为副主缸助力。分析上述专利采用双主缸，电机等助力部件直接助力副主缸形式的制动系统，由于采用了两个主缸结构使得成本和重量都较大，且电机噪声亦较大。
利用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统包括中国专利公布号为CN103303281A，公布日为2013年9月18日，发明名称为“集成线控制动系统”，申请人为浙江万向精工有限公司，该专利采用电机带动泵为主缸前腔充制动液；中国专利公布号为CN102582601A，公布日为2012年7月18日，发明名称为“采用一体式制动主缸总成的电液复合制动系统”，申请人为同济大学，该专利采用电机泵为三腔充液完成制动过程的助力；分析上述专利采用电机泵对主缸进行液压助力的新型制动系统，由于存在电机泵等助力零部件，致使系统存在结构复杂，响应慢、且噪声大问题。
利用电机泵为高压蓄能器充液，通过高压蓄能器再为制动系统提供制动力，该种类型的线控液压制动系统日本研究的比较深入，该系统需要电机、泵、高压蓄能器等多种零件，使得系统结构复杂，成本高，出现故障的概率高，而且常用的皮囊式高压蓄能器寿命较短，致使该类型的线控液压制动系统需要频繁更换高压蓄能器，增加后期维护成本。
基于现有技术所存在的诸多缺点，研究一种不依赖发动机真空度、电机、泵和高压蓄能器的制动助力形式，且能实现制动系统主动建压快速、压力调节精确、踏板力全解耦、降低振动噪声、失效保护功能，具有现实意义。
发明内容
为了解决现有技术存在的以下技术问题：第一，现有制动系统助力形式多依赖发动机真空度使得制动系统无法适用于电动汽车；第二，部分线控制动系统采用电机直接助力制动主缸或副主缸时存在的噪声大、响应速度慢等问题；第三，部分线控制动系统采用电机带动泵给高压蓄能器充液时，系统内部存在压力的脉动对制动系统危害大，且高压蓄能器寿命受限，需频繁更换等问题。
本发明提出了一种采用电磁力来驱动活塞运动并持续产生高压制动液的机械装置，该液体高压源发生器使线控制动系统摆脱了真空助力器、电机、泵和高压蓄能器的束缚，结构更简单，集成度更高，同时具有主动建压快速、压力调节精确、振动噪声低、失效保护、踏板力全解耦等功能。
本发明所采用的技术方案具体如下：
一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统由液体高压源发生器1和线控制动系统执行机构2组成；
所述的线控制动系统执行机构2由制动主缸25、制动踏板26、前腔模拟器耦合常闭阀27、后腔模拟器耦合常闭阀28、踏板感觉模拟器29、踏板压力传感器30、前腔模拟器耦合常开阀31、后腔模拟器耦合常开阀32、发生器第一出液阀33、发生器第二出液阀34、左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37、左后增压阀38、左前减压阀39、右后减压阀40、右前减压阀41、左后减压阀42、左前轮缸43、右后轮缸44、右前轮缸45、左后轮缸46、发生器出口压力传感器47、左前轮缸压力传感器48和左后轮缸压力传感器49组成；其中左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37和左后增压阀38四个阀均为线性调压阀，前腔模拟器耦合常开阀31、后腔模拟器耦合常开阀32、发生器第一出液阀33、发生器第二出液阀34、左前减压阀39、右后减压阀40、右前减压阀41和左后减压阀42均为开关阀。
制动主缸25后端的主缸推杆与制动踏板26相连接，制动主缸25前腔出液口分别与前腔模拟器耦合常闭阀27前端口和前腔模拟器耦合常开阀31前端口相连，制动主缸25后腔出液口分别与后腔模拟器耦合常闭阀28前端口和后腔模拟器耦合常开阀32前端口相连。制动主缸25前腔的进液口和后腔进液口分别与油杯相连；前腔模拟器耦合常闭阀27后端口和后腔模拟器耦合常闭阀28后端口均与踏板感觉模拟器29和踏板压力传感器30相连；前腔模拟器耦合常开阀31后端口与发生器第二出液阀34后端口、左前增压阀35前端口和右后增压阀36前端口相连；后腔模拟器耦合常开阀32后端口与发生器第一出液阀33后端口、右前增压阀37前端口和左后增压阀38前端口相连。
液体高压源发生器1的出液端口50与发生器第一出液阀33前端口、发生器第二出液阀34前端口和发生器出口压力传感器47相连。左前轮43与左前增压阀35后端口、左前减压阀39前端口和左前轮缸压力传感器48相连。右后轮44与右后增压阀36后端口和右后减压阀40前端口相连。右前轮45与右前增压阀37后端口和右前减压阀41前端口相连。左后轮46与左后增压阀38后端口、左后减压阀42前端口和左后轮缸压力传感器49相连。左前减压阀39后端口、右后减压阀40后端口、右前减压阀41后端口和左后减压阀42后端口均与液体高压源发生器1的油杯相连。
所述的液体高压源发生器1主要由油杯3、转接头4、下橡胶垫片5、发生器端盖6、电磁静铁7、导线支架8、导线9、发生器壳体10、电磁动铁11、活塞杆12、发生器液压缸体13、小活塞14、活塞杆盖板15、活塞杆盖板弹簧16、活塞端盖17、导线端头18、回位弹簧19和单向阀组成；
发生器壳体10为向上开口的均匀薄壁圆筒类零件，圆筒底部有同心圆形通孔，沿所述圆形通孔圆周外侧均匀分布多个圆形透气通孔54，发生器壳体10靠近圆筒底部的筒壁上有圆形通孔，该通孔为导线端头18出口；发生器壳体10上方开口由发生器端盖6密封，发生器液压缸体13为向上开口的阶梯形均匀薄壁圆筒类零件，上下两段圆筒的轴向长度相同，其上段安装于发生器壳体10内，下段从发生器壳体10底部圆形通孔中伸出；液体高压源发生器1的出液端口50位于发生器液压缸体13的下段圆筒底部，在发生器液压缸体13与发生器壳体10透气通孔54相应位置上也设有多个通孔使发生器液压缸体13内与外界连通；发生器液压缸体13筒体的上段内安装有电磁动铁11，发生器液压缸体13筒体的下段内安装有小活塞14，电磁动铁11和小活塞14之间通过活塞杆12连接，活塞杆12为管状构件，底部管口设有活塞杆盖板15，管口外套有活塞端盖17，活塞杆盖板15和活塞端盖17之间由活塞杆盖板弹簧16连接；发生器液压缸体13与发生器壳体10之间设有导线支架8，导线支架8上缠绕有400到600匝导线9，导线9通过导线端头18连通电源；发生器液压缸体13上开口安装电磁静铁7，电磁静铁7上开有多个通孔，所述通孔按照圆周均匀分布，通孔上方通过安装在发生器端盖6上的转接头4与油杯3相通，下方出口设有单向阀；电磁动铁11和电磁静铁7之间通过回位弹簧19连接。活塞杆盖板弹簧16的刚度较小，回位弹簧19的刚度较大。
此外，油杯3和转接头4之间设有上橡胶垫片24，转接头4和发生器端盖6之间设有下橡胶垫片5；电磁动铁11与发生器液压缸体13之间安装有电磁动铁密封圈55，小活塞14与发生器液压缸体13之间安装有小活塞密封圈52。
所述单向阀由橡胶防撞垫20、单向阀弹簧21、单向阀支架22和单向阀盖板23组成，单向阀盖板23安装在电磁静铁7通孔下方出口处，单向阀支架22安装在电磁静铁7下方中心的盲孔中，单向阀支架22与单向阀盖板23之间由单向阀弹簧21连接，单向阀支架22下方装有橡胶防撞垫20。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统相较于传统带真空助力器的线控液压制动系统，其取消了对发动机真空度的依赖，可应用于电动汽车及再生制动系统。
2.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统相较于新型线控制动系统，其取消了电机、泵、高压蓄能器等助力部件，使得结构更加紧凑、简单，发生故障概率更低。
3.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统取消了电机，即消除了噪声源，可从根本上解决制动系统噪声问题。
4.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统取消了高压蓄能器，即消除了高压蓄能器寿命受限的影响，避免频繁更换高压蓄能器的问题。
5.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统在系统断电时，仍可通过驾驶员踩踏板产生制动压力，提高系统安全性。
6.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统可实现制动系统的主动制动，即在驾驶员不踩制动踏板的情况下通过液体高压源发生器产生系统所需的制动压力，且不会带动制动踏板运动。
7.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中的液体高压源发生器采用电磁力来驱动活塞运动压缩制动液产生高压，此过程可通过控制电流达到控制电磁力的目的，并间接控制高压源的压力值，实现线控制动系统中的压力源的压力值可控。
8.本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中的液体高压源发生器相较于传统的“电机泵+高压蓄能器”模式可不间断地产生高压制动液，无需预留补液时间和补液负责的补液策略，使用更加方便。
附图说明
图1是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统的主视图；
图2是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中液体高压源发生器的主视图的剖视图；
图3是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中转接头的主视图的剖视图；
图4是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中转接头的俯视图；
图5是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器端盖的主视图的剖视图；
图6是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器端盖的俯视图；
图7是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器壳体的主视图的剖视图；
图8是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器壳体的俯视图；
图9是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器液压缸体的主视图的剖视图；
图10是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中发生器液压缸体的仰视图；
图11是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中活塞端盖的主视图的剖视图；
图12是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中活塞端盖的俯视图；
图13是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中橡胶防撞垫的主视图的剖视图；
图14是本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统中橡胶防撞垫的俯视图；
图中：1.液体高压源发生器，2.线控制动系统执行机构，3.油杯，4.转接头，5.下橡胶垫片，6.发生器端盖，7.电磁静铁，8.导线支架，9.导线，10.发生器壳体，11.电磁动铁，12.活塞杆，13.发生器液压缸体，14.小活塞，15.活塞杆盖板，16.活塞杆盖板弹簧，17.活塞端盖，18.导线端头，19.回位弹簧，20.橡胶防撞垫，21.单向阀弹簧，22.单向阀支架，23.单向阀盖板，24上橡胶垫片，25.制动主缸，26.制动踏板，27.前腔模拟器耦合常闭阀，28.后腔模拟器耦合常闭阀，29.踏板感觉模拟器，30.踏板压力传感器，31.前腔模拟器耦合常开阀；32.后腔模拟器耦合常开阀；33.发生器第一出液阀；34.发生器第二出液阀；35.左前增压阀；36.右后增压阀；37.右前增压阀；38.左后增压阀；39.左前减压阀；40.右后减压阀；41.右前减压阀；42.左后减压阀；43.左前轮缸；44.右后轮缸；45.右前轮缸；46.左后轮缸；47.发生器出口压力传感器；48.左前轮缸压力传感器；49.左后轮缸压力传感器；50.液体高压源发生器出液端口；51.小液压腔；52.小活塞密封圈；53.透气腔；54.透气通孔；55.电磁动铁密封圈；56.大液压腔。
具体实施方式
下面以具体实施例的方式结合附图对本发明技术方案做进一步解释和说明。
参阅图1，本发明所述的一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统由液体高压源发生器1和线控制动系统执行机构2组成。
所述的线控制动系统执行机构2由制动主缸25、制动踏板26、前腔模拟器耦合常闭阀27、后腔模拟器耦合常闭阀28、踏板感觉模拟器29、踏板压力传感器30、前腔模拟器耦合常开阀31、后腔模拟器耦合常开阀32、发生器第一出液阀33、发生器第二出液阀34、左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37、左后增压阀38、左前减压阀39、右后减压阀40、右前减压阀41、左后减压阀42、左前轮缸43、右后轮缸44、右前轮缸45、左后轮缸46、发生器出口压力传感器47、左前轮缸压力传感器48和左后轮缸压力传感器49组成。其主要作用将驾驶员的踏板力转化为液压力传递到相应的制动轮缸。
制动主缸25后端的主缸推杆与制动踏板26相连接，制动主缸25前腔出液口分别与前腔模拟器耦合常闭阀27前端口和前腔模拟器耦合常开阀31前端口相连，制动主缸25后腔出液口分别与后腔模拟器耦合常闭阀28前端口和后腔模拟器耦合常开阀32前端口相连。制动主缸25前腔的进液口和后腔进液口分别与油杯相连。前腔模拟器耦合常闭阀27后端口和后腔模拟器耦合常闭阀28后端口均与踏板感觉模拟器29和踏板压力传感器30相连。前腔模拟器耦合常开阀31后端口与发生器第二出液阀34后端口、左前增压阀35前端口和右后增压阀36前端口相连。后腔模拟器耦合常开阀32后端口与发生器第一出液阀33后端口、右前增压阀37前端口和左后增压阀38前端口相连。液体高压源发生器1的出液端口50与发生器第一出液阀33前端口、发生器第二出液阀34前端口和发生器出口压力传感器47相连。左前轮43与左前增压阀35后端口、左前减压阀39前端口和左前轮缸压力传感器48相连。右后轮44与右后增压阀36后端口和右后减压阀40前端口相连。右前轮45与右前增压阀37后端口和右前减压阀41前端口相连。左后轮46与左后增压阀38后端口、左后减压阀42前端口和左后轮缸压力传感器49相连。左前减压阀39后端口、右后减压阀40后端口、右前减压阀41后端口和左后减压阀42后端口均与液体高压源发生器1的油杯相连。
本专利所述的线控制动系统中，左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37和左后增压阀38四个阀均为线性调压阀，即为其通入不同电流后可线性控制该阀流过的制动液流量。除上述四个线性阀外，线控制动系统中的其他阀均为开关阀，即只有开关两种状态，流量不可线性控制。
参阅图2，所述的液体高压源发生器1由油杯3、4个转接头4、下橡胶垫片5、发生器端盖6、电磁静铁7、导线支架8、导线9、发生器壳体10、电磁动铁11、活塞杆12、发生器液压缸体13、小活塞14、活塞杆盖板15、活塞杆盖板弹簧16、活塞端盖17、导线端头18、回位弹簧19、橡胶防撞垫20、单向阀弹簧21、单向阀支架22、单向阀盖板23、上橡胶垫片24、小活塞密封圈52和电磁动铁密封圈55组成。其功用为通过电磁力带动活塞运动，压缩大液压腔56中的制动液产生线控制动系统所需高压，该高压制动液为线控制动系统的常规制动和主动制动的动力源。
油杯3为圆柱形中空塑料零件，油杯底部有4个沿圆周均匀分布的圆形通孔，4个通孔内壁上有与转接头4上端外螺纹相配合的内螺纹；下橡胶垫片5和上橡胶垫片24均为圆盘形橡胶零件，二者沿圆周均匀分布4个圆形通孔，其作用为密封油杯3、转接头4和发生器端盖6的连接，并使三者连接更牢固；电磁静铁7为阶梯型圆盘类零件，其材料为工业纯铁，其下端面有同心盲孔，盲孔内壁有与单向阀支架22外螺相配合的内螺纹。电磁静铁7上端圆柱面的直径大于下端圆柱面直径，其沿圆周均匀分布4个圆形通孔；导线支架8为上下两端开口的圆筒类零件，其外圆柱面上有较大的环形凹槽，该凹槽用来缠绕导线9。导线支架8的横截面两端呈现“工”字形；导线9为铜芯导线，缠绕匝数为400到600匝。电磁动铁11为圆柱形零件，其材料为工业纯铁，电磁动铁11有同心通孔，通孔内壁上有与活塞杆12上端外螺纹相配合的内螺纹，电磁动铁11的外圆柱面上有用来放置电磁动铁密封圈55的环形凹槽。活塞杆12为标准圆管类零件，其上端、下端外圆柱面上均有一段外螺纹。小活塞14为圆柱形零件，其有同心通孔，通孔内壁上有与活塞杆12下端外螺纹相配合的内螺纹，小活塞14的外圆柱面上有用来放置小活塞密封圈52的环形凹槽；活塞杆盖板15为圆盘盖板类零件；单向阀盖板23为圆盘盖板类零件，其具有同心通孔；单向阀支架22为螺钉类零件，螺钉头部外圆柱面有放置橡胶防撞垫20的环形凹槽，螺钉上端有与电磁静铁7下端内螺纹相配合的外螺纹；活塞杆盖板弹簧16的刚度较小，回位弹簧19的刚度较大。
参阅图3、图4，转接头4为螺钉类零件，其外形呈现三段阶梯轴，上下两端阶梯轴外径相等且小于中间段阶梯轴外径，上、中、下三段轴的轴向长度比值为1:1:2。转接头4上下两端外圆柱面加工有外螺纹，其中上端外螺纹与油杯的内螺纹配合，下端外螺纹与发生器端盖6的内螺纹配合。转接头4中有同心圆形通孔，该通孔允许油杯中的制动液流入液体高压源发生器的液压腔中。所述的液体高压源发生器1中共有4个转接头4。
参阅图5、图6，发生器端盖6为圆盘类零件，其下端面加工有向下开口的圆盘，圆盘底部有四个沿圆周均匀分布的通孔，通孔内圆柱面有与转接头4下端面外螺纹相配合的内螺纹，圆盘开口内壁处有内螺纹。
参阅图7、图8，发生器壳体10为向上开口的均匀薄壁圆筒类零件，圆筒底部有同心圆形大通孔，沿大通孔圆周外侧均匀分布四个圆形透气通孔54，发生器壳体10靠近圆筒底部的筒壁上有圆形通孔，该通孔为导线端头18出口。
参阅图9、图10，发生器液压缸体13为向上开口的阶梯形均匀薄壁圆筒类零件，上下两段圆筒的轴向长度相同，且上段圆筒的外圆柱面直径大于下段。发生器液压缸体13的下段圆筒底部有同心圆形通孔，该通孔即为发生器液压缸体13的出液端口50。发生器液压缸体13的上段环形圆筒底部有沿圆周均匀分布的四个通孔即为透气通孔54，透气通孔54使液体高压源发生器1的透气腔53与大气相通。发生器液压缸体13的透气通孔54与发生器壳体10的透气通孔54直径相等，装配后同心。发生器液压缸体13上端开口处内圆柱面有与电磁静铁7下端外螺纹相配合的内螺纹。
参阅图11、图12，活塞端盖17为向上开口的均匀薄壁圆筒类零件，圆筒底部有同心圆形通孔，筒壁上有四个沿圆周均匀分布的圆形通孔，活塞端盖17上的五个通孔的作用是使液体高压源发生器1的大液压腔56中的高压制动液可顺利流入小液压腔51中。活塞端盖17上端开口处内圆柱面有与活塞杆12下端外螺纹相配合的内螺纹。
参阅图13、图14，橡胶防撞垫20为橡胶盘类零件，其截面端部呈半个“工”字形，即橡胶防撞垫20为上端开口的圆盘，圆盘底部的外壁上有沿底部的环形凹槽。橡胶防撞垫20的作用是防止液体高压源发生器1中的电磁动铁11在上下运动过程中撞击单向阀支架22。
装配关系，活塞杆盖板弹簧16下端抵靠在活塞端盖17开口底部，上端抵靠在活塞杆盖板15下端面，活塞杆盖板弹簧16和活塞杆盖板15均位于活塞端盖17内部。小活塞14从活塞杆12下端螺纹拧入，活塞杆12下端从小活塞14中穿过后与活塞端盖17上端通过螺纹连接，活塞杆盖板15的上端面抵靠在活塞杆12的下端面，二者外径相等。电磁动铁11从活塞杆12上端螺纹拧入，小活塞密封圈52位于小活塞14外圆柱面上的环形凹槽内，电磁动铁密封圈55位于电磁动铁11外圆柱面上的环形凹槽内。上述零件组成了液体高压源发生器1的活塞组件。
橡胶防撞垫20上端的半“工”字凹槽与单向阀支架22下端外圆柱面的环形凹槽相配合，橡胶防撞垫20开口端底面与单向阀支架22下端面相接触。单向阀弹簧21和单向阀盖板23依次从单向阀支架22的上端套入，单向阀弹簧21下端抵靠在单向阀支架22的螺钉头部端面上，单向阀弹簧21上端抵靠在单向阀盖板23的下端面上。单向阀支架22的顶端螺钉尾部与电磁静铁7下端面的盲孔螺纹连接。上述零件组成了液体高压源发生器1的固定电磁铁组件。
发生器液压缸体13内部从下到上依次有液体高压源发生器1的活塞组件和回位弹簧19，小活塞14的外圆柱面与阶梯型发生器液压缸体13的下段直径稍小的圆筒内部相接触。电磁动铁11的外圆柱面与阶梯型发生器液压缸体13的上段直径稍大的圆筒内部相接触。回位弹簧19下端抵靠在电磁动铁11的上端面上，回位弹簧19上端抵靠在电磁静铁7下端面上。固定电磁铁组件下端通过电磁静铁7的外螺纹与发生器液压缸体13的内螺纹相连接，发生器液压缸体13的上端面抵靠在电磁静铁7的上端大圆柱面的下端面上。小活塞14下端面与发生器液压缸体13的底面之前的区域为小液压腔51；小活塞14上端面与电磁动铁11下端面之前的区域为透气腔53；电磁动铁11上端面与电磁静铁7下端面之前的区域为大液压腔56。
导线支架8外圆柱面的环形凹槽内缠绕400～600匝的导线9，导线支架8从发生器液压缸体13的上端面套入，发生器壳体10从发生器液压缸体13的下端面套入，并确保发生器壳体10中的透气通孔54与发生器液压缸体13中的透气通孔54相重叠，使得透气腔53与大气相连通。缠绕在导线支架8上的导线9的导线端头18从发生器壳体10的筒壁上圆孔中伸出。导线支架8下端面和发生器液压缸体13中上段直径稍大的圆柱体下端面均与发生器壳体10的底面相接触。发生器端盖6的下端圆盘开口处的内螺纹与发生器壳体10上端外圆柱面的外螺纹相连，发生器端盖6的下端圆盘底面从外到内依次与发生器壳体10、导线支架8和电磁静铁7的上端面相接处，并将导线支架8和电磁静铁7压紧在发生器壳体10内，使二者轴向定位。转接头4下端穿过下橡胶垫片5的通孔、发生器端盖6的通孔后插入电磁静铁7中的通孔中，转接头4上端穿过上橡胶垫片24的通孔后通过螺纹连接插入油杯的通孔中。依次将四个转接头按照上述方法连接，自此液体高压源发生器1装配完毕。
液体高压源发生器1的工作原理
导线9通电后，电磁静铁7被磁化吸引电磁动铁11克服回位弹簧19向上运动压缩大液压腔56中的制动液产生高压，此时电磁动铁11受力分析为：
F电磁力＝F弹簧力+PA活塞(1)
式中：F电磁力—电磁动铁11受到的电磁吸引力；
F弹簧力—回位弹簧19受到的回位弹簧力；
P—大液压腔56中的压力；
A活塞—电磁动铁11上端面的有效面积；
大液压腔56中的高压制动液通过活塞杆12中的通孔，经过活塞杆盖板15和活塞端盖17流入小液压腔51中，小液压腔51中的压力与大液压腔56中的压力相等，由于电磁动铁11的活塞端面大于小活塞14的活塞端面，故而随着电磁动铁11向上移动过程中使得小液压腔51和大液压腔56中始终保持高压，为线控制动系统提供源源不断的高压制动液。在电磁力带动电磁动铁11向上运动产生高压制动液的过程中，根据公式(1)可知，通过控制导线9中通过的电流来控制电磁动铁11受到的电磁力，进而控制大液压腔56和小液压腔51中的压力值，最终控制线控制动系统中回路压力。
导线9断电后，对电磁动铁11进行受力分析
F弹簧力+P(A活塞-A小活塞)＝M·a (2)
式中：P—大液压腔56中的压力；
A小活塞—小活塞14的活塞端面的有效面积；
M—液体高压源发生器1的活塞组件总质量；
a—液体高压源发生器1的活塞组件加速度；
根据公式(2)分析可知，当导线9断电后液体高压源发生器1的活塞组件向下运动，此时大液压腔56中因缺少制动液导致压力迅速降低，小液压腔51中制动液压缩而压力继续增加，此时由于小液压腔51中的压力大于大液压腔56中的压力，活塞杆盖板15被压紧在活塞杆12的底面上，致使小液压腔51与大液压腔56被活塞杆盖板15完全分隔。随着液体高压源发生器1的活塞组件继续向下运动，大液压腔56中压力逐渐降低而产生真空，此时油杯3中的制动液沿着转接头4中的通孔和电磁静铁7中的通孔流入大液压腔56中为其补液。此时小液压腔51中的高压全靠回位弹簧19来平衡。当导线9再次通电后，重复上述过程。
综上所述，导线9的间断性通电，液体高压源发生器1的活塞组件的上下运动过程中小液压腔51中始终保持高压，即液体高压源发生器1可在控制导线9通断电的过程中使其源源不断的为线控制动系统提供高压制动液。
25.制动主缸，26.制动踏板，27.前腔模拟器耦合常闭阀，28.后腔模拟器耦合常闭阀，29.踏板感觉模拟器，30.踏板压力传感器，31.前腔模拟器耦合常开阀；32.后腔模拟器耦合常开阀；33.发生器第一出液阀；34.发生器第二出液阀；35.左前增压阀；36.右后增压阀；37.右前增压阀；38.左后增压阀；39.左前减压阀；40.右后减压阀；41.右前减压阀；42.左后减压阀；43.左前轮缸；44.右后轮缸；45.右前轮缸；46.左后轮缸；47.发生器出口压力传感器；48.左前轮缸压力传感器；49.左后轮缸压力传感器；50.液体高压源发生器出液端口；51.小液压腔；52.小活塞密封圈；53.透气腔；54.透气通孔；55.电磁动铁密封圈；56.大液压腔；
一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统的工作原理
1.常规制动情况：当驾驶员踩下制动踏板时，根据踏板行程传感器，得到踏板位移信号，并将该信号传给制动系统电控单元，通过电控单元计算出踏板速度和加速度，并识别出驾驶员驾驶意图，计算得到任意时刻四个轮缸的目标压力。此时前腔模拟器耦合常开阀31和后腔模拟器耦合常开阀32通电关闭，前腔模拟器耦合常闭阀27和后腔模拟器耦合常闭阀28通电开启，此时制动主缸25完全解耦，由驾驶员操纵制动踏板26直接控制踏板感觉模拟器29，不再参与线控制动系统的动作。液体高压源发生器1中的导线9根据线控制动系统的需要而间断性通电。发生器第一出液阀33和发生器第二出液阀34通电打开，左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37和左后增压阀38断电打开，左前减压阀39、右后减压阀40、右前减压阀41和左后减压阀42断电关闭。此时，高压制动液由液体高压源发生器出液端口50分别经过发生器第一出液阀33和发生器第二出液阀34后分成四路流入四个制动轮缸中。第一回路：高压制动液经过第二出液阀34和左前增压阀35流入左前轮缸43；第二回路：高压制动液经过第二出液阀34和右后增压阀36流入右后轮缸44；第三回路：高压制动液经过第一出液阀33和右前增压阀37流入右前轮缸45；第四回路：高压制动液经过第一出液阀33和左后增压阀38流入左后轮缸46；
2.主动制动情况：此时驾驶员没有踩制动踏板，但系统电控单元通过路面识别出汽车处于低附着路面，或通过滑移率判断出汽车即将打滑时，认为此时需要采取制动措施，则系统电控单元控制前腔模拟器耦合常开阀31和后腔模拟器耦合常开阀32通电关闭，使驾驶员从制动系统中完全解耦，即制动系统的动作对制动踏板26不产生任何影响。后续通过液体高压源发生器1为四个轮缸制动的过程同常规制动原理一致，此处不再赘述。
3.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，此时液体高压源发生器1不工作，驾驶员踩下制动踏板推动制动踏板26前移，使主缸前腔、后腔产生液压力，其中前腔的高压制动液经过前腔模拟器耦合常开阀31后分别流过左前增压阀35和右后增压阀36流入左前轮缸43和右后轮缸44。主缸后腔的高压制动液经过后腔模拟器耦合常开阀32后分别流过右前增压阀37和左后增压阀38流入右前轮缸45和左后轮缸46中。
4.踏板感觉模拟：本专利所述的线控制动系统，除失效制动外，其余时刻均采取完全解耦模式，即驾驶员的踏板感觉完全由踏板感觉模拟器29来提供，该举措使得线控制动系统不会对驾驶员的“脚感”产生影响，提高驾驶舒适性。
5.压力的精确调节：本专利所述的线控制动系统通过控制液体高压源发生器1中的制动液压力值，再通过调节四个轮缸相应的线性阀(左前增压阀35、右后增压阀36、右前增压阀37和左后增压阀38)来完成四个轮缸压力的精确调节。
6.制动防抱死系统(ABS)：参阅图1，增压时，本发明所述的线控制动系统工作原理同常规制动一致。保压：当驾驶员踩下制动踏板时，系统电子控制单元检测到某一车轮即将发生抱死，假设左前轮缸43需要保压，此时电子控制单元控制左前增压阀35和左前减压阀39均处于关闭状态，使该轮缸处于保压状态，另外三个制动轮缸可继续增压。减压：当电子控制单元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，左后轮缸46需要泄压时，其余三个轮缸继续增压，则左后增压阀38通电关闭，其余三个增压阀断电开启，左后减压阀42通电开启，其余三个减压阀断电关闭，实现左前轮缸46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。
7.牵引力控制系统(TCS)：TCS控制与ABS控制的主要区别是，驾驶员是否踩制动踏板，由于本发明所述的线控制动系统为全解耦系统，故除失效制动外，制动系统起作用时前腔模拟器耦合常开阀31和后腔模拟器耦合常开阀32均通电关闭。故驾驶员不踩制动踏板时前腔模拟器耦合常闭阀27和后腔模拟器耦合常闭阀28断电关闭，踏板感觉模拟器29不工作，线控制动系统TCS的工作原理与ABS的工作原理一致。
8.车身电子稳定系统(ESP)：该线控制动系统的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。

Claims (4)

1.一种液体高压源发生器所在线控液压制动系统，其特征在于，该系统由液体高压源发生器(1)和线控制动系统执行机构(2)组成；
所述的线控制动系统执行机构(2)由制动主缸(25)、制动踏板(26)、前腔模拟器耦合常闭阀(27)、后腔模拟器耦合常闭阀(28)、踏板感觉模拟器(29)、踏板压力传感器(30)、前腔模拟器耦合常开阀(31)、后腔模拟器耦合常开阀(32)、发生器第一出液阀(33)、发生器第二出液阀(34)、左前增压阀(35)、右后增压阀(36)、右前增压阀(37)、左后增压阀(38)、左前减压阀(39)、右后减压阀(40)、右前减压阀(41)、左后减压阀(42)、左前轮缸(43)、右后轮缸(44)、右前轮缸(45)、左后轮缸(46)、发生器出口压力传感器(47)、左前轮缸压力传感器(48)和左后轮缸压力传感器(49)组成；其中左前增压阀(35)、右后增压阀(36)、右前增压阀(37)和左后增压阀(38)四个阀均为线性调压阀，前腔模拟器耦合常开阀(31)、后腔模拟器耦合常开阀(32)、发生器第一出液阀(33)、发生器第二出液阀(34)、左前减压阀(39)、右后减压阀(40)、右前减压阀(41)和左后减压阀(42)均为开关阀；
制动主缸(25)后端的主缸推杆与制动踏板(26)相连接，制动主缸(25)前腔出液口分别与前腔模拟器耦合常闭阀(27)前端口和前腔模拟器耦合常开阀(31)前端口相连，制动主缸(25)后腔出液口分别与后腔模拟器耦合常闭阀(28)前端口和后腔模拟器耦合常开阀(32)前端口相连；制动主缸(25)前腔的进液口和后腔进液口分别与油杯相连；前腔模拟器耦合常闭阀(27)后端口和后腔模拟器耦合常闭阀(28)后端口均与踏板感觉模拟器(29)和踏板压力传感器(30)相连；前腔模拟器耦合常开阀(31)后端口与发生器第二出液阀(34)后端口、左前增压阀(35)前端口和右后增压阀(36)前端口相连；后腔模拟器耦合常开阀(32)后端口与发生器第一出液阀(33)后端口、右前增压阀(37)前端口和左后增压阀(38)前端口相连；
液体高压源发生器(1)的出液端口(50)与发生器第一出液阀(33)前端口、发生器第二出液阀(34)前端口和发生器出口压力传感器(47)相连；左前轮(43)与左前增压阀(35)后端口、左前减压阀(39)前端口和左前轮缸压力传感器(48)相连；右后轮(44)与右后增压阀(36)后端口和右后减压阀(40)前端口相连；右前轮(45)与右前增压阀(37)后端口和右前减压阀(41)前端口相连；左后轮(46)与左后增压阀(38)后端口、左后减压阀(42)前端口和左后轮缸压力传感器(49)相连；左前减压阀(39)后端口、右后减压阀(40)后端口、右前减压阀(41)后端口和左后减压阀(42)后端口均与液体高压源发生器(1)的油杯相连；
所述的液体高压源发生器(1)主要由油杯(3)、转接头(4)、下橡胶垫片(5)、发生器端盖(6)、电磁静铁(7)、导线支架(8)、导线(9)、发生器壳体(10)、活塞体、导线端头(18)、回位弹簧(19)和单向阀组成；
发生器壳体(10)为向上开口的均匀薄壁圆筒类零件，圆筒底部有同心圆形通孔，沿所述圆形通孔圆周外侧均匀分布多个圆形透气通孔(54)，发生器壳体(10)靠近圆筒底部的筒壁上有圆形通孔，该通孔为导线端头(18)出口；发生器壳体(10)上方开口由发生器端盖(6)密封，发生器液压缸体(13)为向上开口的阶梯形均匀薄壁圆筒类零件，上下两段圆筒的轴向长度相同，其上段安装于发生器壳体(10)内，下段从发生器壳体(10)底部圆形通孔中伸出；液体高压源发生器(1)的出液端口(50)位于发生器液压缸体(13)的下段圆筒底部，在发生器液压缸体(13)与发生器壳体(10)透气通孔(54)相应位置上也设有多个通孔使发生器液压缸体(13)内与外界连通；发生器液压缸体(13)与发生器壳体(10)之间设有导线支架(8)，导线支架(8)上缠绕有400到600匝导线(9)，导线(9)通过导线端头(18)连通电源；发生器液压缸体(13)上开口安装电磁静铁(7)，电磁静铁(7)上开有多个通孔，所述通孔按照圆周均匀分布，通孔上方通过安装在发生器端盖(6)上的转接头(4)与油杯(3)相通，下方出口设有单向阀；活塞体安装于发生器液压缸体(13)中；活塞体和电磁静铁(7)之间通过回位弹簧(19)连接。
2.根据权利要求1所述的液体高压源发生器所在线控液压制动系统，其特征在于，所述活塞体由电磁动铁(11)、活塞杆(12)、发生器液压缸体(13)、小活塞(14)、活塞杆盖板(15)、活塞杆盖板弹簧(16)、活塞端盖(17)组成；
发生器液压缸体(13)筒体的上段内安装有电磁动铁(11)，发生器液压缸体(13)筒体的下段内安装有小活塞(14)，电磁动铁(11)和小活塞(14)之间通过活塞杆(12)连接，活塞杆(12)为管状构件，底部管口设有活塞杆盖板(15)，管口外套有活塞端盖(17)，活塞杆盖板(15)和活塞端盖(17)之间由活塞杆盖板弹簧(16)连接；活塞杆盖板弹簧(16)的刚度较小，回位弹簧(19)的刚度较大。
3.根据权利要求1所述的液体高压源发生器所在线控液压制动系统，其特征在于，油杯(3)和转接头(4)之间设有上橡胶垫片(24)，转接头(4)和发生器端盖(6)之间设有下橡胶垫片(5)；电磁动铁(11)与发生器液压缸体(13)之间安装有电磁动铁密封圈(55)，小活塞(14)与发生器液压缸体(13)之间安装有小活塞密封圈(52)。
4.根据权利要求(1)所述的液体高压源发生器所在线控液压制动系统，其特征在于，所述单向阀由橡胶防撞垫(20)、单向阀弹簧(21)、单向阀支架(22)和单向阀盖板(23)组成，单向阀盖板(23)安装在电磁静铁(7)通孔下方出口处，单向阀支架(22)安装在电磁静铁(7)下方中心的盲孔中，单向阀支架(22)与单向阀盖板(23)之间由单向阀弹簧(21) 连接，单向阀支架(22)下方装有橡胶防撞垫(20)。
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