CN105228872A - 具有双重作用的柱塞组件的车辆制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无泵制动系统，所述无泵制动系统包括第一车轮制动器和第二车轮制动器、储存器和制动踏板单元，所述制动踏板单元具有壳体和一对输出活塞，所述一对输出活塞被可滑动地布置在壳体中。输出活塞可在手动推过模式期间操作，以便使一对输出活塞可运动成在第一输出和第二输出处产生制动致动压力以用于分别致动第一车轮制动器和第二车轮制动器。该系统还包括柱塞组件，所述柱塞组件具有壳体、驱动致动器的马达和连接到致动器的活塞，所述壳体具有第一端口和第二端口。活塞被可滑动地安装在壳体中。当活塞沿着第一方向运动时，活塞加压第一室以提供从第一端口流出的流体流动。当活塞沿着与第一方向相反的第二方向运动时，活塞加压第二室以提供从第二端口流出的流体流动。第一端口和第二端口选择性地与第一车轮制动器和第二车轮制动器流体连通以用于由第一室和第二室内的加压的流体致动第一车轮制动器和第二车轮制动器。当活塞沿着第二方向运动时，流体可以从第一车轮制动器和第二车轮制动器流入第一室中。

Description

具有双重作用的柱塞组件的车辆制动系统

相关申请的交叉参考

本申请要求享有2013年3月15日提交的美国专利申请No.13/843,587的权益。

技术领域

本发明总体上涉及车辆制动系统。车辆通常借助液压制动系统来减速和停车。这些系统改变起来复杂，但是基本制动系统典型地包括制动踏板、串联式制动主缸、布置在两个类似的但分开的制动回路中的流体导管和在每个回路中的车轮制动器。车辆的驾驶员操作制动踏板，所述制动踏板被连接到制动主缸。当制动踏板被踩下时，制动主缸通过加压制动流体而在两个制动回路中产生液压力。加压的流体行进通过两个回路中的流体导管以致动在车轮处的制动缸来使车辆减速。

背景技术

基本制动系统典型地使用制动助力器，所述制动助力器向制动主缸提供力，所述力辅助由驾驶员所产生的踏板力。助力器可以被真空或液压地操作。典型的液压助力器感测制动踏板的运动并且产生加压的流体，所述加压的流体被引入到制动主缸中。来自助力器的流体辅助踏板力作用在制动主缸的活塞上，所述活塞在与车轮制动器流体连通的导管中产生加压的流体。因而，由制动主缸所产生的压力增大。液压助力器通常位于制动主缸活塞附近并且使用增压阀来控制施加到助力器的加压的流体。

在不利的状态下以受控的方式对车辆制动要求驾驶员精确地施加制动。在这些状态下，驾驶员会容易施加过度的制动压力，从而导致一个或多个车轮锁死，使得车轮与路面之间产生过度的滑移。这样的车轮抱死状态会导致更大的停车距离而可能失去方向控制。

制动技术的进展已经引入了防抱死制动系统(ABS)。ABS系统监控车轮转动行为并且选择性地施加和接收在相对应的车轮制动器中的制动压力，以便将车轮转速维持在所选的滑移范围内来实现最大制动力。虽然这样的系统典型地适于控制车辆的每个制动轮的制动，但是某些系统已经发展为控制仅多个制动轮的部分的制动。

包括作功阀和卸压阀在内的电子控制的ABS阀位于制动主缸与车轮制动器之间。ABS阀调整在制动主缸与车轮制动器之间的压力。典型地，当被促动时，这些ABS阀在三个压力控制模式中操作：压力施加、压力放卸和压力保持。在压力施加模式期间，作功阀允许加压的制动流体流入相应的车轮制动器中以增大压力，并且在压力放卸模式期间，卸压阀从其相关联的车轮制动器释放制动流体。在压力保持模式期间，车轮制动器压力通过关闭作功阀和卸压阀二者而保持恒定。

为了在维持车辆稳定性的同时实现最大的制动力，期望的是在前轴和后轴二者的车轮处实现最佳的滑移水平。在车辆减速期间，在前轴和后轴处需要不同的制动力以达到所需的滑移水平。因此，应当在前轴制动器和后轴制动器之间按比例分配制动压力以在每个车轴处实现最高的制动力。已知为动态后配比(DRP)系统的、具有这种能力的ABS系统使用ABS阀以分开地控制前轮和后轮上的制动压力，以便在当时的条件下在前轴和后轴处动态地实现最佳的制动性能。

制动技术的进一步发展已经引入了牵引力控制(TC)系统。典型地，现有的ABS系统已经添加有阀以提供制动系统，所述制动系统控制加速期间的车轮转速。在车辆加速期间的过大的车轮转速导致车轮打滑和牵引力损失。电子控制系统感测到该状态并且将制动压力自动地施加到打滑的车轮的轮缸以减少滑移和增大可用的牵引力。为了实现最佳的车辆加速，即使制动主缸不被驾驶员所致动，加压的制动流体也可用于轮缸。

在车辆运动例如拐弯期间，产生了动态力，所述动态力可以降低车辆稳定性。车辆稳定控制(VSC)制动系统通过选择性地致动制动器来抵制这些力而改进车辆的稳定性。这些力和其它车辆参数通过传感器检测，所述传感器发信号给电子控制单元。电子控制单元自动地操作压力控制装置以调整施加到具体各个车轮制动器的液压压力的量。为了实现最佳的车辆稳定性，比制动主缸压力大的制动压力必须始终是可迅速得到的。

制动系统还可以用于再生制动以再捕集能量。在再生制动中使用电动马达/发电机的电磁力以用于将制动转矩的部分提供给车辆来满足车辆的制动需要。制动系统中的控制模块与动力传动系控制模块通信以提供在再生制动期间的协调制动以及用于车轮锁死和打滑状态的制动。例如，随着车辆的操作员在再生制动期间开始制动，马达/发电机的电磁能将用于将制动转矩(即，用于将转矩提供给动力传动系的电磁阻力)施加到车辆。如果确定的是不再有足够量的储存器件来储存从再生制动所回收的能量或如果再生制动不能满足操作员的要求，则液压制动将被促动以完成由操作员所要求的制动作用的全部或部分。优选地，液压制动以再生制动混合的方式操作，以便在电磁制动停止时有效地且不明显地获取再生制动混合。期望的是车辆运动应当平稳地过渡改变到液压制动，以便在车辆的驾驶员不知不觉间完全改变。

某些制动系统被构造成使得即使制动系统会包括单个压力源，在车轮制动器中的每个处的压力也可以彼此被独立地控制(被称为多路复用操作)。因而，在压力源下游的阀在其打开位置和关闭位置之间被控制以在车轮制动器内提供不同的制动压力。在美国专利No.8,038,229、美国专利申请公布No.2010/0026083、美国专利申请公布No.2012/0013173和美国专利申请公布No.2012/0306261中公开了这样的多路传输系统，其通过参考包含于此。

发明内容

本发明涉及一种用作车辆制动系统的压力源的柱塞组件。无泵制动系统包括第一车轮制动器和第二车轮制动器、储存器和制动踏板单元，所述制动踏板单元具有壳体和一对输出活塞，所述一对输出活塞被可滑动地布置在壳体中。输出活塞可在手动推过模式期间操作，以便使一对输出活塞可运动成在第一输出和第二输出处产生制动致动压力以用于分别致动第一车轮制动器和第二车轮制动器。该系统还包括柱塞组件，所述柱塞组件具有壳体、驱动致动器的马达和连接到致动器的活塞，所述壳体具有第一端口和第二端口。活塞被可滑动地安装在壳体中。当活塞沿着第一方向运动时，活塞加压第一室以提供从第一端口流出的流体流动。当活塞沿着与第一方向相反的第二方向运动时，活塞加压第二室以提供从第二端口流出的流体流动。第一端口和第二端口选择性地与第一车轮制动器和第二车轮制动器流体连通以用于由第一室和第二室内的加压的流体致动第一车轮制动器和第二车轮制动器。当活塞沿着第二方向运动时，流体可以从第一车轮制动器和第二车轮制动器流入第一室中。

本发明的各个方面对于本领域的技术人员而言当参照附图阅读时将从以下优选实施例的详细说明而变得显而易见。

附图说明

图1是制动系统的第一实施例的示意图；

图2是图1的制动系统的制动踏板单元组件的放大的示意性剖视图，所述制动踏板单元组件示出为处于其休止位置中；

图3是图1的制动系统的柱塞组件的放大的示意性剖视图，所述柱塞组件示出为处于休止位置中；

图4是可以在图1的制动系统中使用的柱塞组件的可替代的实施例；

图5是制动系统的第二实施例的示意图；

图6是可以在图5的制动系统中使用的柱塞组件的可替代的实施例；

图7是制动系统的第三实施例的示意图；

图8是制动系统的第四实施例的示意图；

图9是制动系统的第五实施例的示意图；

图10是图9的制动系统的制动踏板单元组件的放大的示意性剖视图，所述制动踏板单元组件示出为处于其休止位置中；

图11是制动系统的第六实施例的示意图；

图12是制动系统的第七实施例的示意图；

图13是制动系统的第八实施例的示意图；和

图14是制动系统的第九实施例的示意图。

具体实施方式

现在参照附图，在图1中示意性地示出总体上由10指示的车辆制动系统的第一实施例。制动系统10是液压助力制动系统，在所述液压助力制动系统中增压的流体压力用于施加用于制动系统10的制动力。制动系统10可以被适当地用在地面车辆上，所述地面车辆例如是具有四个车轮的机动车辆，所述四个车轮具有与每个车轮相关联的车轮制动器。此外，制动系统10可以设有诸如防抱死制动(ABS)的其它制动功能和其它滑移控制特征，以便对车辆有效地制动，如以下将讨论的。

制动系统10通常包括由虚线12所指示的第一块体或制动踏板单元组件和由虚线14所指示的第二块体或液压控制单元。在制动踏板单元组件12和液压控制单元14中容纳有制动系统10的各种部件。制动踏板单元组件12和液压控制单元14可以包括一个或多个由固体材料制成的块体或壳体，所述固体材料例如是铝，所述固体材料已经被电钻、被加工或另外被形成以容纳各种部件。还可以在壳体中形成有流体导管以在各种部件之间提供流体通路。制动踏板单元组件12的壳体和液压控制单元14的壳体可以是单个结构，或可以由组装在一起的两个或更多个零件制成。如示意性地示出，液压控制单元14离制动踏板单元组件12较远地布置，液压管路将制动踏板单元组件12和液压控制单元14液压地联接。或者，制动踏板单元组件12和液压控制单元14可以被容纳在单个壳体中。还应当理解，如图1中所示的部件的接地意欲不是限制性的，并且任何数量的部件可以被容纳在壳体中的任一个中。

制动踏板单元组件12与液压控制单元14协同操作地起作用以用于致动车轮制动器16a、16b、16c和16d。车轮制动器16a、16b、16c和16d可以是通过施加加压的制动流体来操作的任何适当的车轮制动结构。车轮制动器16a、16b、16c和16d可以例如包括制动钳，所述制动钳被安装在车辆上以接合摩擦元件(例如，制动盘)，所述摩擦元件与车轮一起转动以实现相关联的车轮的制动。车轮制动器16a、16b、16c和16d可以与其中安装有制动系统10的车辆的前轮和后轮的任何组合相关联。例如，对于竖直拆分系统而言，车轮制动器16a和16d可以与同一车轴上的车轮相关联。对于对角拆分制动系统而言，车轮制动器16a和16b可以与前轮制动器相关联。

制动踏板单元组件12包括储存器18，其用于储存和保持用于制动系统10的液压流体。储存器18内的流体通常可以被保持在大气压力下或可以根据这样的需要将流体储存在其它压力下。制动系统10可以包括液位传感器19，其用于检测储存器的液位。液位传感器19会有助于判定在系统10中是否已经出现泄漏。

制动踏板控制单元组件12包括总体上由20指示的制动踏板单元(BPU)。在图2中也示意性地示出放大的制动踏板单元20。应当理解，制动踏板单元20的部件的结构细节仅示出制动踏板单元20的一个示例。制动踏板单元20可以被不同地构造成具有与图1和图2中所示的部件不同的部件。

制动踏板单元20包括壳体24(在图2中示出为被拆除)，所述壳体24具有形成在其中的各种膛孔，所述各种膛孔用于在其中可滑动地接收各种圆筒形活塞和其它部件。壳体24可以被形成为单个单元，或包括联接在一起的、两个或更多个单独形成的部分。壳体24通常包括第一膛孔26、中间第二膛孔28和第三膛孔30。第二膛孔28的直径大于第一膛孔26的直径和第三膛孔30的直径。制动踏板单元20还包括输入活塞34、主活塞38和副活塞40。输入活塞34被可滑动地布置在第一膛孔26中。主活塞38被可滑动地布置在第二膛孔28中。副活塞40被可滑动地布置在第三膛孔30中。

在图1和图2中由42示意性地指示的制动踏板经由输入杆45联接到输入活塞34的第一端部44。输入杆45可以被直接地联接到输入活塞34或可以通过联接器(未示出)间接地连接。输入活塞34包括扩大的第二端部52，所述扩大的第二端部52限定肩部54。在图1和图2中所示的休止位置中，输入活塞的肩部54与肩部56接合，所述肩部56形成在壳体24的第一膛孔26与第二膛孔28之间。输入活塞34的圆筒形外表面57接合密封件58和唇形密封件60，所述密封件58和唇形密封件60被安装在形成在壳体24中的槽中。圆筒形外表面57可以沿着其长度是连续的，或可以是台阶状，其具有两个或更多个不同直径的部分。输入活塞34包括通过第二端部52所形成的中心膛孔62。通过输入活塞34形成有一个或多个侧向通路64。侧向通路64从圆筒形外表面57延伸到中心膛孔62以在其之间提供流体连通。制动踏板单元20如图1和图2中所示处于“休止”位置中。在“休止”位置中，踏板42还没有被车辆的驾驶员踩下。在休止位置中，输入活塞34的通路64是介于密封件58与密封件60之间。在该位置中，通路64与通过壳体24所形成的导管66流体连通。导管66与形成在壳体24中的导管68流体连通。导管68与连接到储存器18的储存器端口70流体连通。可以在端口70或导管68中布置有过滤器69。导管66和导管68可以通过形成在壳体24中的各种膛孔、槽和通路形成。在休止位置中，通路64也与形成在壳体24中的导管72流体连通，所述导管72通向模拟阀74。模拟阀74可以是切断阀，所述切断阀可以被电动地操作。模拟阀74可以被安装在壳体24中或可以离壳体24较远地布置。

主活塞38被可滑动地布置在壳体24的第二膛孔28中。主活塞38的外壁79接合唇形密封件80和唇形密封件81，所述唇形密封件80和唇形密封件81被安装在形成在壳体24中的槽中。主活塞38包括第一端部82，所述第一端部82具有形成在其中的腔体84。主活塞38的第二端部86包括形成在其中的腔体88。在主活塞38中形成有一个或多个通路85，所述一个或多个通路85从腔体88延伸到主活塞38的外壁。如图2中所示，当主活塞38处于其休止位置中时，通路85位于唇形密封件80与唇形密封件81之间。因为以下将解释的原因，通路85与导管154选择性地流体连通，所述导管154与储存器18流体连通。

输入活塞34的中心膛孔62和主活塞38的腔体84容纳限定踏板模拟器的各种部件，所述踏板模拟器总体上由100指示。总体上由102指示的笼状(caged)弹簧组件由销104、保持器106和低速模拟器弹簧108限定。销104被示意性地示出为是输入活塞34的一部分并且布置在中心膛孔62中。销104可以被构造为这样的销，即，所述销具有第一端部，所述第一端部压配合或可经螺纹地接合输入活塞34。销104在中心膛孔62内轴向地延伸到主活塞38的腔体84中。销104的第二端部112包括圆形凸缘114，所述圆形凸缘114从所述第二端部112径向向外地延伸。第二端部112与布置在腔体84中的弹性体衬垫118间隔开。因为以下将解释的原因，弹性体衬垫118与销104的第二端部112轴向地对准。笼状弹簧组件102的保持器106包括台阶状的通孔122。台阶状的通孔122限定肩部124。销104的第二端部112通过通孔122延伸。销104的凸缘114与保持器106的肩部124接合以防止销104和保持器106彼此分离。低速模拟器弹簧108的一个端部与输入活塞34的第二端部52接合，并且低速模拟器弹簧108的另一个端部与保持器106接合以沿着远离销104的方向偏压保持器106。

踏板模拟器100还包括高速模拟器弹簧130，所述高速模拟器弹簧130围绕销104布置。术语低速和高速是用于说明目的并且意欲不是限制性的。应当理解，踏板模拟器100的各种弹簧可以具有任何适当的弹簧系数或弹簧刚度。在所示的实施例中，高速模拟器弹簧130优选地具有比低速模拟器弹簧108的弹簧刚度高的弹簧刚度。高速模拟器弹簧130的一个端部与输入活塞34的中心膛孔62的底部接合。高速模拟器弹簧130的另一个端部在图2中示出为处于未接合的位置中并且与保持器106的端部间隔开。壳体24、输入活塞34(及其密封件)和主活塞38(及其密封件)通常限定流体模拟室144。模拟室144与导管146流体连通，所述导管146与模拟阀74流体连通。可以在导管146内容纳有过滤器145。

如上所述，制动踏板单元20包括主活塞38和副活塞40，所述主活塞38和副活塞40分别布置在形成在壳体24中的第二膛孔28和第三膛孔32中。主活塞38和副活塞40通常是彼此共轴向的。在壳体24中形成有主输出导管156，并且所述主输出导管156与第二膛孔28流体连通。主输出导管156可以经由连接到壳体24的外部管道或软管延伸。在壳体24中形成有副输出导管166，并且所述副输出导管166与第三膛孔30流体连通。副输出导管166可以经由连接到壳体24的外部管道或软管延伸。如以下将详细地讨论的，如参见图1和图2，主活塞38和副活塞40的向右运动将加压的流体分别通过导管156和导管166排出。在第二膛孔28中容纳有回位弹簧151，并且所述回位弹簧151沿着向左的方向偏压主活塞38。

副活塞40被可滑动地布置在第三膛孔30中。副活塞的外壁152接合唇形密封件153和唇形密封件154，所述唇形密封件153和唇形密封件154被安装在形成在壳体24中的槽中。副压力室228通常由第三膛孔30、副活塞40和唇形密封件154限定。如参见图1和图2，副活塞40的向右运动促使在副压力室228中累积压力。副压力室228与副输出导管166流体连通，以便使加压的流体被选择性地提供到液压控制单元14。在副活塞40中形成有一个或多个通路155。通路155在主活塞38的外壁与副活塞40的右端部之间延伸。如图2中所示，因为以下将解释的原因，当副活塞40处于其休止位置中时，通路155位于密封件153与唇形密封件154之间。因为以下将解释的原因，通路155与导管164选择性地流体连通，所述导管164与储存器18流体连通。

主压力室198通常由第二膛孔28、主活塞38、副活塞40、唇形密封件81和密封件153限定。虽然图中所示的各种密封件被示意性地表示为O型环或唇形密封件，但是应当理解，它们可以具有任何构型。如参见图1和图2，主活塞38的向右运动促使在主压力室198中累积压力。主压力室198与主输出导管156流体连通，以便使加压的流体被选择性地提供到液压控制单元14。

主活塞38和副活塞40可以被机械地连接在一起，以便在活塞38与活塞40之间有有限的游隙或运动。该类型的连接容许主活塞38和副活塞40相对于彼此运动了较小的增量以补偿在其相应的输出回路中的压力差和/或体积差。然而，在一些故障模式下，期望的是副活塞40被连接到主活塞38。例如，如以下将详细地解释的，如果制动系统10处于手动推过模式下并且另外地在输出回路中例如在导管166中相对于副活塞40损失流体压力，则由于在主室1798内的压力，副活塞40将沿着向右的方向被加压或偏压。如果主活塞38和副活塞40不连接在一起，则副活塞40将自由地行进到其进一步最右边的位置，如参见图1和图2，并且驾驶员将不得不将踏板42踩下一距离以补偿该行程损失。然而，因为主活塞38和副活塞40连接在一起，所以防止副活塞40进行该运动，并且在该类型的故障中出现较少的行程损失。

主活塞38和副活塞40可以通过任何适当的方式连接在一起。例如，如在图1和图2中示意性地示出，在主活塞38与副活塞40之间布置有并且捕获有锁定构件180。锁定构件180包括第一端部182和第二端部184。第一端部182被捕获在主活塞38的第二端部86的腔体88内。锁定构件180的第二端部184被捕获在形成在副活塞40中的凹陷部或腔体186内。第一端部182和第二端部184可以包括扩大的头部部分，所述扩大的头部部分被分别捕获在腔体88的较窄开口192和腔体186的较窄开口194后方。在主活塞38的腔体88内容纳有第一弹簧188，并且所述第一弹簧188沿着朝向主活塞38且远离副活塞40的方向偏压锁定构件180。在副活塞40的腔体186内容纳有第二弹簧190，并且所述第二弹簧190沿着朝向主活塞38且远离副活塞40的方向偏压锁定构件180。弹簧188和弹簧190以及锁定构件180通过弹簧188或弹簧190的压缩将第一输出活塞和第二输出活塞维持在彼此间隔开的距离处，而同时容许第一输出活塞和第二输出活塞朝向和远离彼此进行有限的运动。该有限的游隙机械连接容许主活塞38和副活塞40相对于彼此运动了较小的增量以补偿在其相应的输出回路中的压力差和/或体积差。

返回参照图1，系统10还可以包括行程传感器，所述行程传感器在图1中由240示意性地示出，其用于产生指示输入活塞34的行程长度的信号，所述输入活塞34的行程长度指示踏板行程。系统10还可以包括开关252，所述开关252用于产生用于致动停车灯的信号和提供指示输入活塞34的运动的信号。制动系统10还可以包括诸如压力转换器257和259的传感器，所述压力转换器257和259分别用于监控导管156和导管166中的压力。

系统10还包括柱塞组件形式的压力源，所述柱塞组件总体上由300指示。如以下将详细地解释的，系统10使用柱塞组件300以在正常助力制动施加期间向车轮制动器16a、16b、16c和16d提供所需的压力水平。来自车轮制动器16a、16b、16c和16d的流体可以返回到柱塞组件300或转移到储存器18。

系统10还包括第一隔离阀320和第二隔离阀322(或称为开关阀或基本制动阀)。隔离阀320和322可以是电磁致动的三通阀。隔离阀320和322通常可操作到两个位置，如在图1中示意性地示出。第一隔离阀320具有端口320a，所述端口320a与主输出导管156选择性地流体连通，所述主输出导管156与第一输出压力室198流体连通。端口320b与增压导管260选择性地流体连通。端口320c与导管324流体连通，所述导管324与车轮制动器16a和16d选择性地流体连通。第二隔离阀322具有端口322a，所述端口322a与导管166选择性地流体连通，所述导管166与第二输出压力室228流体连通。端口322b与增压导管260选择性地流体连通。端口322c与导管326流体连通，所述导管326与车轮制动器16b和16c选择性地流体连通。

系统10还包括各种阀(滑移控制阀装置)以用于容许受控的制动操作，例如，ABS、牵引力控制、车辆稳定控制和再生制动混合。第一阀组包括作功阀340和卸压阀342，所述作功阀340和卸压阀342与导管324流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体协同操作地供给到车轮制动器16d和用于将来自车轮制动器16d的加压的制动流体协同操作地释放到与储存器导管296流体连通的储存器导管343。第二阀组包括作功阀344和卸压阀346，所述作功阀344和卸压阀346与导管324流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体协同操作地供给到车轮制动器16a和用于将来自车轮制动器16a的加压的制动流体协同操作地释放到储存器导管343。第三阀组包括作功阀348和卸压阀350，所述作功阀348和卸压阀350与导管326流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体协同操作地供给到车轮制动器16c和用于将来自车轮制动器16c的加压的制动流体协同操作地释放到储存器导管343。第四阀组包括作功阀352和卸压阀354，所述作功阀352和卸压阀354与导管326流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体协同操作地供给到车轮制动器16d和用于将来自车轮制动器16d的加压的制动流体协同操作地释放到储存器导管343。

如上所述，系统10包括柱塞组件300形式的压力源以向车轮制动器16a、16b、16c和16d提供所需的压力水平。系统10还包括通流阀302和泵阀304，所述通流阀302和泵阀304与柱塞组件300协同操作以向增压导管260提供增压压力来用于致动车轮制动器16a、16b、16c和16d。通流阀302和泵阀304可以是电磁致动的阀，其可在打开位置与关闭位置之间运动。在关闭位置中，通流阀302和泵阀304仍然可以容许沿着一个方向流动，如图1中的止回阀示意性地示出。通流阀302与储存器导管296流体连通，并且第一输出导管306与柱塞组件300流体连通。第二输出导管308使柱塞组件300和增压导管260之间流体连通。

如最好在图3中示出，柱塞组件300包括壳体400，所述壳体400具有形成在其中的多台阶状的膛孔402。膛孔402包括第一部分404、第二部分406和第三部分408。活塞410被可滑动地布置在膛孔402内。活塞410包括扩大的端部部分412，所述扩大的端部部分412被连接到较小直径的中心部分414。活塞410具有第二端部416，所述第二端部416被连接到总体上由420指示的滚珠丝杆机构。滚珠丝杆机构420被设置成使活塞410在壳体400的膛孔402内沿着由膛孔402限定的轴线在向前方向(如参见图1和图3向右)和向后方向(如参见图1和图3向左)两个方向上平移或线性运动。在所示的实施例中，滚珠丝杆机构420包括马达422，所述马达422可转动地驱动丝杠轴424。马达422可以包括传感器426以用于检测马达422和/或滚珠丝杆机构420的转动位置，所述转动位置指示活塞410的位置。活塞410的第二端部416包括螺纹孔430并且起到滚珠丝杆机构420的从动螺母的功能。滚珠丝杆机构420包括多个滚珠432，所述多个滚珠432被保持在螺旋滚道内，以便降低摩擦，所述螺旋滚道形成在丝杠轴424和活塞410的螺纹孔430中。虽然参照柱塞组件300示出了和说明了滚珠丝杆机构420，但是应当理解，可以使用其它适当的机械线性致动器以用于使活塞410运动。还应当理解，虽然活塞410起到滚珠丝杆机构420的螺母的功能，但是活塞410可以被构造成起到滚珠丝杆机构420的丝杠轴的功能。当然，在该情况下，丝杠轴424将被构造成起到螺母的功能，所述螺母具有形成在其中的内螺旋滚道。

如以下将详细地讨论的，当沿着向前方向和向后方向两个方向被致动时，柱塞组件300可以向增压导管260提供增压压力。柱塞组件300包括密封件440，所述密封件440被安装在活塞410的扩大的端部部分412上。随着活塞410在膛孔402内运动，密封件440与膛孔402的第一部分404的圆筒形内表面可滑动地接合。在形成在膛孔402的第二部分406中的槽中安装有一对密封件442和444。密封件442和444可滑动地接合活塞410的中心部分414的圆筒形外表面。第一压力室450通常由膛孔402的第一部分404、活塞410的扩大的端部部分412和密封件440限定。通常位于活塞410的扩大的端部部分412后方的第二压力室452通常由膛孔402的第一部分404和第二部分406、密封件442和444和活塞410的中心部分414限定。密封件440、442和444可以具有任何适当的密封结构。在一个实施例中，密封件440是方形密封圈。虽然唇形密封件也可以适用于密封件440，但是唇形密封件通常是更加顺应性的，而对于给定的压力差而言需要更多的体积位移。当活塞410在泵送模式期间沿着向后的方向行进时，这会导致较小的增压压力减少。

如上所述，制动踏板单元组件12包括模拟阀74，所述模拟阀74可以被安装在壳体24中或离壳体24较远地安装。如在图1和图2中示意性地示出，模拟阀74可以是电磁致动的阀。模拟阀74包括第一端口75和第二端口77。端口75与导管146流体连通，所述导管146与模拟室144流体连通。端口77与导管72流体连通，所述导管72与储存器18经由导管66和68流体连通。模拟阀74可在第一位置74a与第二位置74b之间运动，所述第一位置74a限制流体从模拟室144流到储存器18，所述第二位置74b容许流体在储存器18与模拟室144之间流动。模拟阀74当不被致动时处于第一位置中或常闭位置中，以便防止流体通过导管72流出模拟室144，如以下将详细地解释的。

以下是制动系统10的操作的说明。图1和图2示出处于休止位置中的制动系统10和制动踏板单元20。在该状态下，驾驶员不踩下制动踏板42。而且在休止状态下，模拟阀74可以被通电(energize)或不通电。在典型的制动状态期间，制动踏板42被车辆的驾驶员踩下。制动踏板42被联接到行程传感器240以用于产生指示输入活塞34的行程长度的信号并且将该信号提供给电子控制模块(未示出)。控制模块可以包括微处理器。控制模块接收各种信号、处理信号以及响应于所接收的信号来控制制动系统10的各种电力部件的操作。控制模块可以连接到各种传感器，例如，压力传感器、行程传感器、开关、车轮转速传感器和转向角传感器。控制模块也可以连接到外部模块(未示出)以用于接收与车辆的横摆角速度、横向加速度、纵向加速度有关的信息，例如，用于在车辆稳定操作期间控制制动系统10。另外地，控制模块可以连接到仪表组以用于收集和供给与报警指示器有关的信息，所述报警指示器例如是ABS警示灯、制动流体液位警示灯和牵引力控制/车辆稳定控制指示灯。

在正常制动操作(正常助力施加制动操作)期间，柱塞组件300被操作成将增压压力提供给增压导管260以用于致动车轮制动器16a、16b、16c和16d。在某些驱动状态下，控制模块与动力传动系控制模块(未示出)和车辆的其它额外的制动控制器通信以在先进的制动控制方案期间提供协调制动(例如，防抱死制动(AB)、牵引力控制(TC)、车辆稳定控制(VSC)和再生制动混合)。在正常助力施加制动操作期间，通过踩下制动踏板42而从制动踏板单元20所产生的加压流体的流动被转移到内部踏板模拟器组件100中。模拟阀74被致动以将流体从模拟室144通过模拟阀74经由导管146、72、66和68转移到储存器18。注意到，一旦输入活塞34中的通路64运动越过密封60，则从模拟室144至储存器18的流体流动被隔断。如图1和图2中所示，在输入活塞34运动之前，模拟室144与储存器18经由导管66和68流体连通。

在正常制动模式的持续时间期间，模拟阀74保持打开，容许流体从模拟室144流到储存器18。在模拟室144内的流体未被加压并且处于非常低的压力下，例如，大气压力或低储存器压力。该未加压的构型具有以下优点，即，由于高压流体，踏板模拟器的密封表面不经受来自作用在表面上的密封件的较大摩擦力。在传统踏板模拟器中，随着制动踏板被踩下，一个或多个活塞处于越来越高的压力下，使它们经受来自密封件的较大摩擦力，由此不利地影响踏板感觉。

而且，在正常助力施加制动操作期间，隔离阀320和隔离阀322被通电到次要位置以防止流体从导管156和166通过阀320和阀322流动。流体被防止从端口320a和322a分别流到端口320c和322c。因而，在制动压力单元20的第一输出压力室198和第二输出压力室228内的流体被流体地锁定，这通常防止第一输出活塞38和第二输出活塞40进一步运动。更具体地，在正常助力施加制动操作的初始阶段期间，输入杆45的运动促使输入活塞34沿着向右的方向运动，如参见图2。输入活塞34的初始运动促使主活塞38经由低速模拟器弹簧108运动。由于在主活塞38与副活塞40之间通过锁定构件180和弹簧188和弹簧190机械连接，主活塞38的运动促使副活塞40开始运动。注意到，在该主活塞38的初始运动期间，流体从主压力室198经由导管85、154和68自由流动到储存器18，直到导管85运动越过密封81为止。而且，在副活塞40的初始运动期间，流体从副压力室228经由导管155和164自由流动到储存器18，直到导管155运动越过密封件154为止。

在主活塞38和副活塞40停止运动(通过关闭导管85和155和关闭第一基本制动阀320和第二基本制动阀322)之后，在通过驾驶员踩下制动踏板42而进一步运动时，输入活塞34继续向右运动，如参见图1和图2。输入活塞34的进一步运动压缩踏板模拟器组件100的各种弹簧，由此向车辆的驾驶员提供反馈力。

在正常制动操作(正常助力施加制动操作)期间，在踏板模拟器组件100通过踩下制动踏板42而正被致动的同时，柱塞组件300可以通过电子控制单元被致动以向车轮制动器16a、16b、16c和16d提供致动。隔离阀320和322被致动到其次要位置而将制动踏板单元20与车轮制动器16a、16b、16c和16d隔离来防止流体从导管156和166通过阀320和322流动。与通过驾驶员踩下制动踏板42而由制动踏板单元20所产生的压力相比，柱塞组件300可以向车轮制动器16a、16b、16c和16d提供“增压的”或更高的压力水平。因而，系统10设置成用于辅助的制动，在所述辅助的制动中在正常助力施加制动操作期间增压压力被供给到车轮制动器16a、16b、16c和16d，帮助减小由驾驶员作用在制动踏板42上所需的力。

为了当处于其休止位置中时经由柱塞组件300致动车轮制动器16a、16b、16c和16d，如图1和图3中所示，电子控制单元如图1中所示将通流阀302通电到其关闭位置，以便防止流体通过从导管306流到导管296而排放到储存器。泵阀304如图1中所示被断电到其打开位置，以便容许流体流过泵阀304。电子控制单元沿着第一转动方向致动马达422以沿着第一转动方向转动丝杠轴424。丝杠轴424沿着第一转动方向转动以促使活塞410沿着向前的方向(如参见图1和图3向右)前进。活塞410的运动促使在第一压力室450中的压力增大和促使流体从第一压力室450流出而流入导管306中。流体可以经由打开的泵阀304流入增压导管260中。注意到，随着活塞410沿着向前的方向前进，容许流体经由导管308流入第二压力室452中。来自增压导管260的加压的流体通过隔离阀320和322被指引到导管324和326中。来自导管324和326的加压的流体可以在卸压阀342、346、350和354保持关闭的同时通过打开的作功阀340、344、348和352被指引到车轮制动器16a、16b、16c和16d。当驾驶员释放制动踏板42时，来自车轮制动器16a、16b、16c和16d的加压的流体可以反向驱动滚珠丝杆机构420，使活塞410返回运动到其休止位置。在某些情况下，还会期望致动柱塞组件300的马达422以收回活塞410，从车轮制动器16a、16b、16c和16d撤回流体。在柱塞组件300的向前冲程期间，泵阀304可以处于其打开位置中或保持关闭。

在制动活动期间，电子控制模块也可以选择性地致动作功阀340、344、348和352和卸压阀342、346、350和354以分别向车轮制动器16d、16a、16c和16b提供所需的压力水平。

在某些状况下，柱塞组件300的活塞410可以在壳体400的膛孔402内到达其满冲程长度并且额外的增压压力仍然需要被传输到车轮制动器16d、16a、16c和16b。柱塞组件300是双重作用的柱塞组件，使得柱塞组件300被构造成当活塞410被向后冲击时也向增压导管260提供增压压力。这具有以下优于传统柱塞组件的优点，即，首先要求本发明的柱塞组件的活塞被返回到其休止或收回位置，然后该柱塞组件可以再次使活塞前进而在单个压力室内产生压力。例如，如果活塞410已经到达其满冲程并且仍然需要额外的增压压力，则泵阀304被通电到其止回阀关闭位置。通流阀302可以被断电到其打开位置。或者，通流阀302可以在泵送模式期间被保留通电而关闭以容许流体流过其止回阀。电子控制单元沿着与第一转动方向相反的第二转动方向致动马达422以沿着第二转动方向转动丝杠轴424。丝杠轴424沿着第二转动方向转动以促使活塞410沿着向后的方向(如参见图1和图3向左)收回或运动。活塞410的运动促使在第二压力室452中的压力增大和促使流体从第二压力室452流出而流入导管308中。注意到，随着活塞410向后运动或在其返回冲程中运动，容许流体经由导管306和296流入第一压力室450中。来自增压导管260的加压的流体通过隔离阀320和322被指引到导管324和326中。来自导管324和326的加压的流体可以在卸压阀342、346、350和354保持关闭的同时通过打开的作功阀340、344、348和352被指引到车轮制动器16a、16b、16c和16d。以与在活塞410的向前冲程期间类似的方式，电子控制模块也可以选择性地致动作功阀340、344、348和352和卸压阀342、346、350和354以分别向车轮制动器16d、16a、16c和16b提供所需的压力水平。

如图3中所示，膛孔402的第一部分404通常具有流体直径D₁，所述流体直径D₁与沿着膛孔402的第一部分404的圆筒形内表面滑动的密封件440的外径相对应。膛孔402的第二部分406通常具有流体直径D₂，所述流体直径D₂与抵靠活塞410的中心部分414的外径滑动的密封件442的内径相对应。由于流体随着活塞410沿着向前的方向前进而通过导管306、260和308转移，第一压力室450通常具有与直径D₂相对应的有效液压面积。第二压力室452具有与直径D₁减去直径D₂相对应的有效液压面积。柱塞组件300可以被构造成对于直径D₁和D₂而言具有任何适当的尺寸。在一个实施例中，直径D₁和D₂可以被配置成使得由直径D₁所限定的有效面积可以大于由直径D₁和D₂所限定的环形有效面积。该构型假设对于活塞向后运动的返回冲程而言马达422需要较小的转矩(或动力)来维持与在其向前冲程中的压力相同的压力。除了使用较小的动力以外，马达422还可以在活塞410的向后冲程期间产生较少的热。在驾驶员在较长的持续时间上踩压踏板42的情况下，柱塞组件300可以被操作成施加活塞410的向后冲程以防止马达422过热。注意到，室450的尺寸应当大于室452的尺寸。

代替使用作功阀340、344、348和352和卸压阀342、346、350和354向车轮制动器16d、16a、16c和16b提供所需的压力水平，系统10可以在与车轮制动器16a、16b、16c和16d相对应的导管中用单控制阀(未示出)替换作功阀和卸压阀。控制阀可以在其打开位置与关闭位置之间以多路复用的方式被单独地致动以在制动车轮制动器16a、16b、16c和16d内提供不同的压力。这可以在诸如防抱死制动、牵引力控制、动态后配比、车辆稳定控制、坡道保持和再生制动的各种制动功能期间使用。加压的流体通过控制阀从车轮制动器16a、16b、16c和16d返回到柱塞组件300而不是被转移到储存器。在该状况下，柱塞组件300被优选地构造并且由电子控制单元(未示出)操作，以便使马达422和/或滚珠丝杆机构420可获得较小的转动增量。因而，能够从与车轮制动器16a、16b、16c和16d相关联的导管施加和去除较小量的流体和较微小的压力水平。例如，马达422可以被致动成转动0.5度以提供较小量的流体和压力增大。这实现了多路复用布置，以便使柱塞组件300可以被控制以提供单独的车轮压力控制。因而，柱塞组件300和系统10可以被操作成对于车轮制动器16a、16b、16c和16d而言提供单独的控制或可以用于通过打开和关闭适当的控制阀(未示出)来同时地控制一个或多个车轮制动器16a、16b、16c和16d。

如果制动系统10的部分出现电功率损失，则制动系统10设置成用于手动推过或手动施加，以便使制动踏板单元20可以将较高的压力流体供给到主输出导管156和副输出导管166。在电气故障期间，柱塞组件300的马达422可能停止操作，由此未能从柱塞组件300产生加压的液压制动流体。隔离阀320和324将往复运动(或保持)在其位置中以容许流体从导管156和166流到车轮制动器16a、16b、16c和16d。模拟阀74往复运动到其关闭位置74a，如图1和图2中所示，以防止流体从模拟室144流出到储存器18。因而，模拟阀74运动到其关闭位置74a以液压地锁定模拟室144而在该模拟室144中捕获流体。在手动推过施加期间，主输出活塞38和副输出活塞40将向右前进以分别对室198和228加压。流体从室198和228分别流入导管156和166中以致动车轮制动器16a、16b、16c和16d，如上所述。

在手动推过施加期间，输入活塞34的初始运动加压踏板模拟器的一个或多个弹簧以使活塞38和40开始运动。在输入活塞34进一步运动之后，其中在模拟室144内的流体被捕获或被液压地锁定，输入活塞34的进一步运动加压模拟室144而促使主活塞38运动，这由于主室144的加压也促使副活塞40运动。如图1和图2中所示，输入活塞34的直径(围绕密封件60)比主活塞38的直径(围绕密封件80)小。由于输入活塞34的液压有效面积小于主活塞38的液压有效面积，输入活塞34可以如参见图1和图2比主活塞38沿着向右的方向轴向地行进更多。该构型的优点在于，虽然输入活塞34的减小直径的有效面积与主活塞38的较大直径的有效面积相比需要进一步行进，但是减小了由驾驶员的脚所输入的力。因而，与其中输入活塞和主活塞具有相等的直径的系统相比，由驾驶员作用在制动踏板42上以加压车轮制动器所需要的力较小。

在制动系统10的故障状态的另一个示例中，液压控制单元12可以如上所述失效，并且此外输出压力室198和228中的一个可以减小到零或储存器压力，例如，在导管156或166中的一个中密封件失效或泄露。主活塞38和副活塞40的机械连接防止在活塞38和40之间有较大的空隙或距离，并且防止在无故障的回路中的压力没有任何增大的情况下使活塞38和40不得不前进越过较大的距离。例如，如果制动系统10处于手动推过模式下并且另外地在输出回路中例如在导管166中相对于副活塞40损失流体压力，则副活塞40由于主室198内的压力将沿着向右的方向被加压或偏压。如果主活塞38和副活塞40不连接在一起，则副活塞40将自由地行进到其进一步最右的位置，如参见图1和图2，并且驾驶员将不得不将踏板42踩下一距离以补偿该行程损失。然而，因为主活塞38和副活塞40通过锁定构件180连接在一起，所以副活塞40阻止该运动并且在该类型的故障中出现较少的行程损失。因而，若是副活塞40不连接到主活塞38，则主压力室198的最大容积受到限制。

在又一个示例中，如果制动系统10处于手动推过模式下并且另外地在输出回路中例如在导管156中相对于主活塞40损失流体压力，则副活塞40由于副室228内的压力将沿着向左的方向被加压或偏压。由于制动踏板单元20的构型，副活塞40的左端部较接近于主活塞38的右端部。因而，副活塞40在该压力损失期间朝向主活塞38的运动与传统制动主缸相比减少，在所述传统制动主缸中主活塞和副活塞具有相等的直径并且被可滑动地布置在相同直径的膛孔中。为了实现该优点，制动踏板单元20的壳体24包括台阶状的膛孔布置，以便使容纳有主活塞38的第二膛孔28的直径大于容纳有副活塞40的第三膛孔30的直径。主室198的部分包括包围副活塞40的左部分的环形区域，以便使主活塞38和副活塞40可以在手动推过操作期间保持彼此较接近。在所示的构型中，主活塞38和副活塞40在手动推过操作期间一起行进，其中与导管156和166相对应的两个回路是完好无损的。该相同的行进速度是由于对于活塞38和40的相应的输出压力室198和228而言活塞38和40的液压有效面积是大约相等的。在优选的实施例中，副活塞40的直径的面积近似等于主活塞38的直径的面积减去副活塞40的直径的面积。当然，制动踏板单元20可以被不同地构造，以便使主活塞38和副活塞40在手动推过操作期间以不同的速度和距离行进。

在手动推过操作期间，其中与导管156和166相对应的两个回路是完好无损的，例如，在以上说明的电气故障期间，主活塞38和副活塞40的组合的液压有效面积是主活塞38的直径的面积。然而，在与导管156和166相对应的回路中的一个例如由于在导管166中泄漏而失效期间，液压有效面积被减半，使得当在手动推过操作期间主活塞38经由驾驶员踩下制动踏板42而前进时驾驶员现在可以在主室198和未失效的导管156内产生双倍压力。因而，即使驾驶员在该手动推过操作期间仅致动两个车轮制动器16a和16d，也可在未失效的主室198中获得较大的压力。当然，主活塞38的冲程长度将需要增大以获取补偿。

在图4中示出总体上由500指示的柱塞组件的可替代的实施例，例如，其可以用于制动系统10中的柱塞组件300。柱塞组件500包括壳体502，所述壳体502具有形成在其中的多台阶状的膛孔504。如果被安装到系统10中，导管296、306和308与膛孔504流体连通。可以在膛孔504中插入有空心套筒510。虽然柱塞组件500的部件可以由任何适当的材料制成，但是壳体502可以由铝制成以用于减重，而套筒510可以由硬涂层阳极氧化材料制成以用于接受活塞组件511，所述活塞组件511被可滑动地布置在套筒510中。套筒510具有多台阶状的内膛孔，所述多台阶状的内膛孔包括第一部分512、第二部分514和第三部分516(与柱塞组件300的膛孔402的第一部分404、第二部分406和第三部分408类似)。

柱塞组件500还包括总体上由520指示的滚珠丝杆机构。滚珠丝杆机构520包括马达522，所述马达522具有外部壳体523，所述外部壳体523容纳有定子524以用于转动转子526。转子526转动沿着柱塞组件500的轴线延伸的丝杠轴528。转子526的后端部通过轴承组件527被支撑在壳体523中。转子526的前端部被连接到多件的支撑组件531，所述多件的支撑组件531通过安装在壳体502的膛孔504中的一对轴承组件533和535支撑。轴承组件527、533和535被示出为滚珠轴承组件，其具有上座圈和下座圈。然而，应当理解，轴承组件531、533和535可以是任何适当的结构。

活塞组件511包括活塞530，所述活塞530被可经螺纹地附装到中间连接器532，所述中间连接器532被可经螺纹地附装到螺母534。螺母534包括内螺纹孔536，所述内螺纹孔536具有形成在其中的螺旋滚道以用于保持多个滚珠538。滚珠538也被保持在形成在丝杠轴528的外表面中的滚道540中，由此起到滚珠丝杆驱动机构的功能。为了防止活塞组件511转动，柱塞500可以包括防转装置，所述防转装置包括销542，所述销542从中间连接器532向外径向地延伸。轴承组件544被附装到销542并且沿着形成在套筒510的第三部分516中的狭槽546滚动。当然，可以使用任何适当的防转装置。而且，虽然示出了和说明了单个防转装置，但是柱塞组件500可以具有一个或多个防转装置，例如，彼此间隔开180度布置的一对防转装置。

活塞组件511的活塞530包括圆筒形外表面550，所述圆筒形外表面550与一对唇形密封件552和554密封接合，所述一对唇形密封件552和554被安装在形成在套筒510中的槽中。通过套筒510形成有径向通路556，所述径向通路556与储存器导管296流体连通。活塞530包括扩大的端部部分560和较小直径的中心部分562。在形成在活塞530的扩大的端部部分560中的槽中安装有诸如方形密封圈564的密封件。密封件552、554和564与以上说明的柱塞组件300的密封件442、444和440类似地发挥功能。

活塞组件511的活塞530可以任选地包括总体上由570指示的挡垫组件。挡垫组件570包括端部构件572，所述端部构件572通过螺栓574或其它紧固件连接到活塞530的端部。端部构件572被布置在形成在活塞530中的凹陷部576中并且通过螺栓574安装成使得端部构件572可以相对于活塞530运动有限的量。诸如多个盘簧578(或碟形垫圈或弹簧垫圈)的弹簧构件沿着远离活塞530的方向偏压端部构件572。如参见4图，端部构件572的最右端部延伸越过活塞530的端部。如果活塞530的端部通过弹簧578的压缩而与膛孔504的底壁579接合，则挡垫组件570设置成用于缓冲的止挡件。

活塞组件511还可以包括总体上由580指示的任选的后挡垫组件。后挡垫组件580包括盘簧582，所述盘簧582围绕丝杠轴528布置并且与活塞组件511的螺母534的端壁接合。当活塞组件511返回运动到其完全休止的位置中时，盘簧582可以稍微压缩。

通常由套筒510、膛孔504、活塞530的扩大的端部部分560和密封564限定第一压力室590。通常由套筒510、膛孔504、密封件552和564以及活塞530限定第二压力室592，所述第二压力室592通常位于活塞530的扩大的端部部分560后方。通路594通过套筒510形成并且与第二压力室592和导管308流体连通。

活塞组件500以与柱塞组件300类似的方式操作并且将说明为在系统10中使用。例如，为了当柱塞组件500处于其休止位置中时致动车轮制动器16a、16b、16c和16d，如图4中所示，电子控制单元沿着第一转动方向致动马达522以沿着第一转动方向转动丝杠轴528。丝杠轴528沿着第一转动方向的转动促使活塞组件511沿着向前的方向(如参见图1和图3向右)前进。活塞组件511的运动促使在第一压力室590中的压力增大和促使流体从第一压力室590流出而流入导管306中。如果泵阀304处于其关闭位置中，则流体可以经由打开的泵阀304或止回阀流入增压导管260中。注意到，随着活塞组件511沿着向前的方向前进，容许流体经由导管308流入第二压力室592中。来自增压导管260的加压的流体通过隔离阀320和322被指引到导管324和326中。来自导管324和326的加压的流体可以在卸压阀342、346、350和354保持关闭的同时通过打开的作功阀340、344、348和352被指引到车轮制动器16a、16b、16c和16d。当驾驶员释放制动踏板42时，来自车轮制动器16a、16b、16c和16d的加压的流体可以反向驱动滚珠丝杆机构420，使活塞410朝向其休止位置返回运动。

柱塞组件500是双重作用的柱塞组件，使得柱塞组件500被构造成当活塞组件511被向后冲击时也向增压导管260提供增压压力。电子控制单元沿着与第一转动方向相反的第二转动方向致动马达522以沿着第二转动方向转动丝杠轴528。丝杠轴528沿着第二转动方向的转动促使活塞组件511沿着向后的方向(如参见图1和图3向左)收回或运动。活塞530的运动促使在第二压力室592中的压力增大和促使流体从第二压力室592流出而流入导管308中。来自增压导管260的加压的流体通过隔离阀320和322被指引到导管324和326中。来自导管324和326的加压的流体可以在卸压阀342、346、350和354保持关闭的同时通过打开的作功阀340、344、348和352被指引到车轮制动器16a、16b、16c和16d。泵阀可以被关闭，使得低压流体填充第一压力室590。

在图5中示出总体上由600指示的制动系统的第二实施例的示意图。制动系统600与图1的制动系统10类似，并且因此，将不说明相同的功能和结构。与制动系统10类似，制动系统600包括制动踏板单元612、液压控制单元614和车轮制动器616a、616b、616c和616d。

制动系统600不包括与系统10的通流阀302类似的通流阀。反而，制动系统600包括与柱塞组件300类似的柱塞组件620。柱塞组件620和柱塞组件300的不同之处之一在于，柱塞组件620具有活塞622，在所述活塞622中安装有止回阀624。止回阀624容许流体从第一压力室630经由活塞622内的导管634流到储存器导管632(其与储存器613连通)。注意到，止回阀624防止流体从储存器613经由导管634流到第一压力室630。止回阀624也防止流体从第二压力室636通过活塞622流到第一压力室630。

系统600包括泵阀640和止回阀642。止回阀642位于导管644内。止回阀642限制流体从第一压力室630流到储存器613，而容许流体从储存器613流到泵阀640和第一压力室630。泵阀640可在打开位置与关闭位置之间运动，在所述打开位置中容许流体从第一压力室630流出到增压导管650以用于将加压的流体输送到车轮制动器616a、616b、616c和616d。

当活塞622沿着向前的方向如参见图5向右前进时，流体从第一压力室630流出通过断电的泵阀640而流入增压导管650中。注意到，容许流体流入第二压力室636中。在活塞622的反向冲程中，泵阀650被充电到关闭位置，并且流体流出第二压力室636，但是防止流体越过止回阀624流入第一压力室630中。注意到，在反向冲程中，活塞622将已经如参见图5向右运动，以便使导管634在唇形密封件637的右边来防止流体从第二压力室636经由导管634流入储存器613中。

制动系统的600的优点之一是由于不必具有电磁致动的通流阀而降低成本。另外地，可以在每次制动施加时不必维持柱塞组件620的马达的功率。又一个优点在于，由于泵阀如在图5中由虚线617所指示可以液压地闩锁在关闭位置中，所以泵阀仅需要较小、较低的力、较低的成本和较低电流消耗螺线管。在某些状况下，系统10会需要被控制以解锁阀640。

在图6中示出总体上由700指示的柱塞组件的可替代的实施例，例如，所述柱塞组件700可以用于制动系统600中的柱塞组件620。柱塞组件700包括壳体702，所述壳体702具有形成在其中的多台阶状的膛孔704。如果柱塞组件700被安装到系统600中，则导管632、644和650与膛孔704流体连通。在膛孔504中可以插入有空心套筒710。虽然柱塞组件700的部件可以由任何适当的材料制成，但是壳体702可以由铝制成以用于减重，而套筒710可以由硬涂层阳极氧化金属制成以用于接受活塞组件711，所述活塞组件711被可滑动地布置在套筒710中。套筒710具有多台阶状的内膛孔，所述多台阶状的内膛孔包括第一部分712和第二部分714。代替第三部分，管716被加压配合或滑动配合到第二部分714的端部上。管716可以由诸如挤制铝材的便宜材料制成，而不是利用套筒710的昂贵部分。

柱塞组件700还包括总体上由720指示的滚珠丝杆机构。滚珠丝杆机构720包括马达722，所述马达722具有外部壳体723，所述外部壳体723容纳有定子724以用于转动转子726。转子726转动沿着柱塞组件700的轴线延伸的丝杠轴728。转子726的前端部被连接到多件的支撑组件731，所述多件的支撑组件731由通常便宜的滚针轴承(与如图4中所示的更加昂贵的滚子角接触滚珠轴承相比)支撑。尤其，柱塞组件700包括径向滚针轴承739和一对推力滚针轴承735和737。轴承与支撑组件731的特征部接合。

活塞组件711包括活塞730，所述活塞730被可经螺纹地附装到螺母734。螺母734包括内螺纹孔736，所述内螺纹孔736具有形成在其中的螺旋滚道以用于保持多个滚珠738。在形成在丝杠轴728的外表面中的滚道740中也保持有滚珠738，由此起到滚珠丝杆驱动机构的功能。为了防止活塞组件711转动，柱塞700可以包括防转装置，所述防转装置包括一个或多个轴衬745，所述一个或多个轴衬745在形成在管716中的相对应的狭槽746内滑动。当然，可以使用任何适当的防转装置。

活塞组件711的活塞730包括圆筒形外表面750，所述圆筒形外表面750与一对密封件752和754密封接合，所述一对密封件752和754被安装在形成在套筒710中的槽中。通过套筒710形成有径向通路756，所述径向通路756与储存器导管632流体连通。活塞730包括扩大的端部部分760和较小直径的中心部分762。在形成在活塞730的扩大的端部部分760中的槽中安装有诸如方形密封圈764的密封件。

柱塞组件700可以包括止回阀组件770，所述止回阀组件770位于活塞730的扩大的端部部分760中。止回阀770的功能与系统600的止回阀624的功能类似。止回阀组件770包括滚珠771，所述滚珠771被选择性地落座在阀座772上，所述阀座772相对于活塞730固定。通常较小或较弱的弹簧773将滚珠771偏压到阀座772上。

活塞组件711还可以包括总体上由780指示的任选的后挡垫组件。后挡垫组件780包括一个或多个盘簧782，所述一个或多个盘簧782围绕丝杠轴728布置并且与活塞组件711的螺母734的端壁接合。当活塞组件711返回运动到其完全休止的位置中时，盘簧782可以略微压缩。

通常由套筒710、膛孔704、活塞730的扩大的端部部分760和密封件764限定第一压力室790。通常由套筒710、膛孔704、密封件752和764以及活塞730限定第二压力室792，所述第二压力室792通常位于活塞730的扩大的端部部分760的后方。通路794通过套筒710形成并且与第二压力室792和导管650流体连通。

在图7中示出总体上由800指示的制动系统的第三实施例的示意图。制动系统800与制动系统600类似，并且因此，将不说明相同的功能和结构。制动系统10理想地适用于大型客运车辆或卡车。通常，与用于较小车辆的制动系统相比，较大的车辆需要较大的制动功率和较多的流体体积。这对于柱塞组件的马达而言通常需要消耗较大的功率。

制动系统800包括制动踏板单元812、液压控制单元814和车轮制动器816a、816b、816c和816d。制动组件800还包括柱塞组件820，所述柱塞组件820具有活塞822，在所述活塞822中安装有止回阀824。止回阀824容许流体从第一压力室830经由活塞822内的导管834流到储存器导管832(与储存器813连通)。止回阀824防止流体从储存器813经由导管834流到第一压力室830。止回阀824也防止流体从第二压力室836通过活塞882流到第一压力室830。系统800包括泵阀840和止回阀842。止回阀842位于导管844内。止回阀842限制流体从第一压力室830流到储存器813，而容许流体从储存器813流到泵阀840和第一压力室830。泵阀840可在打开位置与关闭位置之间运动，在所述打开位置中容许流体从第一压力室830流出到增压导管850以用于将加压的流体输送到车轮制动器816a、816b、816c和816d。

将系统600和系统800比较，系统800还包括电磁致动的快速填充阀860。快速填充阀860与第二压力室830经由导管862流体连通。快速填充阀800也与车轮制动器816a和816b(例如，前轮制动器)经由导管870、872和874流体连通。导管872和874具有分别位于所述导管872和874中的止回阀876和878以防止流体从车轮制动器回流到导管870中。快速填充阀860可以具有较大的孔径，当所述快速填充阀860被通电到其打开位置时，例如，当柱塞组件820被致动以将高压流体输送到第一压力室830时，所述较大的孔径能够使流体容易地流过快速填充阀860。由于会需要大量的功率将流体加压通过系统800的各种阀和部件中的较小的孔径，快速填充阀820的添加帮助减少功率消耗。当较大的车辆与较小的车辆相比流体流动的量增加时，这对于较大的车辆是尤其有用的。快速填充阀860可以在正常助力制动施加下被保留通电。在诸如防抱死制动或滑移控制的其它活动期间，快速填充阀820可以运动到其关闭位置。

在图8中示出总体上由900指示的制动系统的第四实施例的示意图。制动系统900的结构和功能与制动系统600的结构和功能类似。代替使用单个泵阀640，系统900包括一对泵阀902和904，所述一对泵阀902和904被并行地布置在第二压力室910与增压导管912之间。与提供单个较大的阀相比，提供一对较小的阀会更加具有成本效益。

在图9中示出总体上由1000指示的制动系统的第五实施例的示意图，所述制动系统包括与以上说明的制动系统的特征相同的特征中的某些。制动系统1000包括总体上由1012指示的制动踏板单元组件和总体上由2014指示的液压控制单元。制动系统1000的各种部件被容纳在制动踏板单元组件1012和液压控制单元1014中。制动踏板单元组件1012和液压控制单元1014可以包括一个或多个由固体材料制成的块体或壳体，所述固体材料例如是铝，所述固体材料已经被电钻、被加工或另外被形成以容纳各种部件。也可以在壳体中形成有流体导管以在各种部件之间提供流体通路。制动踏板单元组件1012的壳体和液压控制单元1014的壳体可以是单个结构，或可以由组装在一起的两个或更多个零件制成。如示意性地示出，液压控制单元1014离制动踏板单元组件1012较远地布置，液压管路将制动踏板单元组件1012和液压控制单元1014液压地联接。或者，制动踏板单元组件1012和液压控制单元1014可以被容纳在单个壳体中。还应当理解，如图9中所示的部件的分组意欲不是限制性的，并且任何数量的部件可以被容纳在壳体中的任一个中。

制动踏板单元组件1012与液压控制单元1014协同操作地起作用以用于致动车轮制动器1028a和第二车轮制动器1028b。第一车轮制动器1028a和第二车轮制动器1028b可以例如位于后车轴上。另外地，制动踏板单元组件1012与液压控制单元1014协同操作地起作用以用于致动第三车轮制动器1028c和第四车轮制动器1028d。第三车轮制动器1028c和第四车轮制动器1028d可以例如位于前车轴上。车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d中的每个都可以是通过施加加压的制动流体来操作的传统制动器。车轮制动器可以例如是制动钳，所述制动钳被安装在车辆上以接合摩擦元件(例如，制动盘)，所述摩擦元件与车轮一起转动以实现相关联的车轮的转动。

如图9和图10中所示，制动踏板单元组件1012包括与储存器1024流体连通的制动踏板单元1020。储存器1024通常在大气压力下保持液压流体。制动踏板单元1020包括壳体1030，所述壳体1030具有形成在其中的各种膛孔，所述各种膛孔用于在其中可滑动地接收各种圆筒形活塞。壳体1030可以被形成为单个单元，或是联接在一起的、两个或更多个单独形成的部分。

如最好在图10中示出，壳体1030限定第一膛孔1034、腔体1035和第二膛孔1036。第一膛孔1034和第二膛孔1036彼此轴向地对准。如以下将讨论的，在第一膛孔1034和第二膛孔1036中可滑动地布置有输入活塞1094，并且所述输入活塞1094包括布置在腔体1035中的中间部分。在第二膛孔1036中可滑动地布置有主活塞1095。在第二膛孔1036中形成有与流体导管1042连通的第一端口1040。在腔体1035中形成有第二端口1044，所述第二端口1044与流体导管1046连通，所述流体导管1046与储存器24连通。

壳体1030还包括第三膛孔1058和第四膛孔1060，所述第四膛孔1060比第三膛孔1058窄。如以下将讨论的，在第三膛孔1058和第四膛孔1060中布置有第一副活塞1126。壳体1030还包括第五膛孔1062和第六膛孔1064，所述第六膛孔1064比第五膛孔1062窄。如以下将讨论的，在第五膛孔1062和第六膛孔1064中布置有第二副活塞1127。

壳体1030还包括第三端口1066，所述第三端口1066与流体导管1068连通。第四端口1070和第五端口1072二者与流体导管1074连通，所述流体导管1074与储存器1024连通。第六端口1076与第二制动流体导管1078连通，所述第二制动流体导管1078与车轮制动器1028c连通。

壳体1030还包括第七端口1080，所述第七端口1080与流体导管1082连通。第八端口1084和第九端口1085二者与流体导管1086连通，所述流体导管1086与储存器1024连通。第十端口1088与第三制动流体导管1090连通，所述第三制动流体导管1090与车轮制动器28d连通。

制动踏板1092经由输入杆1097被联接到制动踏板单元1020的输入活塞1094的第一端部。系统1000还可以包括一个或多个行程传感器1096以用于产生指示制动踏板1092的行程长度的信号。输入活塞1094包括第一部分1098，所述第一部分1098可在第一膛孔1034内滑动。在第一膛孔1034的内表面与第一部分1098之间设置有密封件1100。输入活塞1094包括第二部分1104，所述第二部分1104可在第二膛孔1036内滑动。在第二膛孔1036的内表面壁与第二部分1104的外壁之间设置有密封件1102。

输入活塞1094还包括抵接部分1116，所述抵接部分1116布置在腔体1035内。如以下将解释的，抵接部分1116可以在所选的时间下(例如，在制动系统1000的故障状态期间)抵靠或接合第一副活塞1126和第二副活塞1127。抵接部分1116可以是任何适当的特征部或部件，其与输入活塞1094成一体或连接到输入活塞1094以用于与第一副活塞1126和第二副活塞1127接合。

制动踏板单元1020包括总体上由1216指示的踏板模拟器。踏板模拟器1216与以上说明的踏板模拟器100类似地发挥功能。踏板模拟器1216布置在输入活塞1094与主活塞1218之间以用于激励(energizing)与端口1040流体连通的主室1108，所述主活塞1218被可滑动地布置在膛孔1036中。回位弹簧1118朝向踏板模拟器1216偏压主活塞1218。密封件1103设置成用于单方向的密封以用于防止流体的流动从主室1108逃脱。主室1108由第二膛孔1036、主活塞1218和密封件1103限定。

踏板模拟器1216可以包括弹簧1220和1222，所述弹簧1220和1222通过保持器1224分离，所述保持器1224被可滑动地布置在销1225上，所述销1225被形成在输入活塞1094上。端部保持器1226接合弹簧1222和销1225的端部1227。与踏板模拟器100类似，踏板模拟器1216可以包括弹性体衬垫1228，所述弹性体衬垫1228与销1225的端部1227轴向地对准。踏板模拟器室1229由密封件1102和1103、输入活塞1094、主活塞1218和膛孔1036限定。踏板模拟器室1229与具有形成在其中的限流孔1233的导管1231流体连通。

第一副活塞1126包括第一部分1128的第一端部1124，所述第一部分1128的第一端部1124上台阶到第二圆筒形部分1130。第二圆筒形部分1130的直径大于第一圆筒形部分1128的直径。第二圆筒形部分1130下台阶到第一副活塞126的第三圆筒形部分1132。第三圆筒形部分1132的直径小于第二圆筒形部分1130的直径。围绕第三圆筒形部分1132的圆周布置有第一副活塞弹簧1134。在第二圆筒形部分1130和第三圆筒形部分1132之间过渡的台阶状表面与在第四膛孔1058和膛孔1060之间过渡的台阶状部分之间布置有第一副活塞弹簧1134的端部。

第二副活塞1127包括第一部分1140的第一端部1136，所述第一部分1140的第一端部1136上台阶到第二部分1142。第二部分1142的直径大于第一部分1140的直径。第二部分1142下台阶到第二副活塞1127的第三部分1144，所述第三部分1144的直径小于第二部分1142的直径。围绕第三部分1144的圆周布置有第二副活塞弹簧1146。在第二部分1142和第三部分1144之间过渡的台阶状表面与在膛孔1062和1064之间过渡的台阶状部分之间布置有第一副活塞弹簧1146的端部。副活塞弹簧1134和1146分别围绕第一副活塞1126和第二副活塞1127的圆周被定位成当被压缩时帮助防止弹簧中的每个屈曲。另外，如与将相应的副活塞弹簧包装在每个相应的副活塞的前方相比，制动踏板单元1020的总长度可以减小。

在第一副活塞1126的第二部分1130的外表面与膛孔1058的壁之间设置有密封件1148。在第一副活塞1126的第一部分1128与腔体1035的壁之间设置有密封件112。密封件1148和密封件112在其之间密封中间室1150。类似地，在第二副活塞1127的第二部分1142的外表面与膛孔1062的壁之间设置有密封件1152。在第二副活塞1127的第一部分1140与腔体1035的壁之间设置有密封件1114。密封件1152和密封件1114在其之间密封中间室1154。

在第一副活塞1126的第三部分1132的外表面与膛孔1060的壁之间设置有密封件1156。由密封件1156、第一副活塞1126的端部和膛孔1060的内壁限定第一副室1158。在第二副活塞1127的第三部分1144的外表面与膛孔1064的壁之间设置有密封件1160。由密封件1160、第二副活塞1127的端部和膛孔1064的内壁限定第二副室1162。

台阶状的副活塞1126和1127(更具体地，分别第一副活塞1126的第三圆筒形部分1132和第二副活塞1127的第三圆筒形部分1144)在正常助力制动操作期间帮助补偿后偏压并且当不存在电功率时减小动态后配比。第三部分1132和1144的直径可以小于每个相应的副活塞的相应的第二部分1136和1142的直径。这允许分别围绕第一副活塞1126和第二副活塞1127布置的密封件1156和密封件1160变得较小。随着制动踏板1092被释放，由于与相应的密封件1156和1160接触的每个相应的活塞1126、1127的表面积已经减小，相应的副活塞1126和1127被分别从其相应的膛孔1060和1064拖出来。结果，随着每个副活塞1126和1127滑入和滑出其相应的圆筒形膛孔1060和1064，产生较小的摩擦。

在优选的实施例中，第一副活塞1126和第二副活塞1127彼此平行并且彼此交叠。在又一个优选的实施例中，输入活塞1094的至少部分、第一副活塞1126的至少部分和第二副活塞1127的至少部分彼此平行并且彼此交叠。如图10中所示，输入活塞9104的右部分与第一副活塞的左部分、第二副活塞的左部分交叠。相应的活塞的交叠将制动踏板单元1020的总长度(如参见图10沿着从右向左的方向)减到最小，这可以增强将制动踏板单元包装在车辆中的可行性。

再次参照图9，系统1000包括柱塞组件形式的压力源，所述柱塞组件总体上由1300指示。柱塞组件1300的结构和功能可以与以上说明的柱塞组件的结构和功能类似。系统1000使用柱塞组件1300以在正常助力制动施加期间向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供所需的压力水平。来自车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d的流体可以返回到柱塞组件1300或转移到储存器1024。

系统1000还包括电磁致动的模拟器阀1302，所述电磁致动的模拟器阀1302可在如图9中所示的关闭位置与当螺线管被致动时的打开位置之间运动。在打开位置中，模拟器阀1302容许流体在通向踏板模拟器室1229的导管1231与导管1304之间流动，所述导管1304与储存器1024经由室1035和导管1046流体连通。

系统1000还包括一对电磁致动的基本制动阀1310和1312，所述一对电磁致动的基本制动阀1310和1312每个都可在如图9中所示的打开位置与当螺线管被致动时的关闭位置之间运动。一对基本制动阀1310和1312并行地布置并且与导管1042和导管1314流体连通。应当理解，可以使用单阀代替一对阀1310和1312。与提供单个较大的阀相比，提供一对较小的阀会更加具有成本效益。

系统1000还包括电磁致动的补给阀1320，所述电磁致动的补给阀1320可在如图9中所示的关闭位置与当螺线管被致动时的打开位置之间运动。补给阀1320与导管1322和导管1324流体连通。导管1324与导管1314流体连通。电磁致动的旁通阀1326可在如图9中所示的打开位置与当螺线管被致动时的关闭位置之间运动。旁通阀与导管1322和导管1328流体连通。导管1328与导管1068通过止回阀1330流体连通。导管1328也与导管1082通过止回阀1332流体连通。

与以上说明的制动系统类似，系统1000还包括各种阀(滑移控制阀装置)以用于容许受控的制动操作，例如，ABS、牵引力控制、车辆稳定控制和再生制动混合。第一阀组包括作功阀1340和卸压阀1342，所述作功阀1340和卸压阀1342与导管1324流体连通以用于将制动流体协同操作地供给到车轮制动器1028b和用于将加压的制动流体从车轮制动器1028b协同操作地释放到与储存器导管1304流体连通的储存器导管1343。第二阀组包括作功阀1344和卸压阀1346，所述作功阀1344和卸压阀1346与导管1324流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体协同操作地供给到车轮制动器1028a和用于将加压的制动流体从车轮制动器1028a协同操作地释放到储存器导管1343。第三阀组包括作功阀1348和卸压阀1350，所述作功阀和卸压阀与导管1351流体连通以用于将制动流体经由导管1068协同操作地供给到车轮制动器1028c(如以下将解释的)和用于来自车轮制动器1028c的加压的制动流体协同操作地释放到储存器导管1343。第四阀组包括作功阀1352和卸压阀1354，所述作功阀1352和卸压阀1354与导管1326流体连通以用于将从增压阀接收的制动流体经由导管1082协同操作地供给到车轮制动器1028d(如以下将说明的)和用于将来自车轮制动器1028d的加压的制动流体协同操作地释放到储存器导管1343。

系统1000可以任选地包括电磁致动的混合阀1347，所述电磁致动的混合阀1347可在如图9中所示的打开位置与当螺线管被致动时的关闭位置之间运动。混合阀1347与导管1314和导管1351流体连通。如果期望有独立车轴再生混合，则系统1000可以添加有混合阀1347。

如上所述，系统1000包括柱塞组件1300形式的压力源以向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供所需的压力水平。柱塞1300可以与柱塞300类似，并且因而，将在此不重复柱塞1300的详细说明。柱塞1300包括活塞1410，所述活塞1410可以沿着向前方向和向后方向运动。柱塞1300限定第一压力室1450和第二压力室1452。第一压力室1450与导管1322流体连通。第二压力室1452与导管1314和1324流体连通。弹簧偏压的止回阀1453防止流体流出第一压力室1450，但是容许流体从储存器经由导管1304流入第一压力室1450中。

以下是制动系统1000的操作的说明。图9和图10示出处于休止位置中的制动系统1000和制动踏板单元1020。在该状态下，驾驶员不踩下制动踏板1092。在典型的制动状态期间，制动踏板1092被车辆的驾驶员踩下。制动踏板1092被联接到一个或多个行程传感器1096以用于产生指示输入活塞1094的行程长度的信号并且将该信号提供给电子控制模块(未示出)。控制模块可以包括微处理器。控制模块接收各种信号、处理信号以及响应于所接收的信号来控制制动系统1000的各种电力部件的操作。控制模块可以连接到各种传感器，例如，压力传感器、行程传感器、开关、车轮转速传感器和转向角传感器。控制模块也可以连接到外部模块(未示出)以用于接收与车辆的横摆角速度、横向加速度、纵向加速度有关的信息，例如，用于在车辆稳定操作期间控制制动系统1000。另外地，控制模块可以连接到仪表组以用于收集和供给与报警指示器有关的信息，所述报警指示器例如是ABS警示灯、制动流体液位警示灯和牵引力控制/车辆稳定控制指示灯。

在正常制动操作(正常助力施加制动操作)期间，柱塞组件1300被操作成将增压压力提供给导管1322以用于致动车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d。在某些驱动状态下，控制模块与动力传动系控制模块(未示出)和车辆的其它额外的制动控制器通信以在先进的制动控制方案期间提供协调制动(例如，防抱死制动(AB)、牵引力控制(TC)、车辆稳定控制(VSC)和再生制动混合)。

在正常助力施加制动操作期间，模拟器阀1302被致动到其打开位置以将流体从踏板模拟器室1229通过模拟阀1302经由导管1304和1046转移到储存器1204。注意到，一旦输入活塞1094中的通路1065运动越过密封1102，则从模拟室1229至储存器器1204的流体流动被隔断。如图9和图10中所示，在输入活塞1094运动之前，模拟室1229与储存器1024经由导管1065和1046流体连通。

在正常制动模式的持续时间期间，模拟阀1302保持打开，容许流体从模拟室1229流到储存器1024。在模拟室1229内的流体未被加压并且处于非常低的压力下，例如，大气压力或低储存器压力。该未加压的构型具有以下优点，即，在正常低踏板作用力助力制动期间降低密封摩擦和力滞后，由此改进踏板感觉。

在正常制动模式的持续时间期间，基本制动阀1310和1312被致动到其关闭位置以防止流体从制动踏板单元1020的主室1108经由导管1042流出。这促使主活塞1218通常保持在锁定位置中，容许踏板模拟器1216的弹簧通过输入活塞1094的运动而压缩，向驾驶员提供力反馈。从助力操作对比手动推过操作，基本制动阀1310和1312通常隔离压力，如以下将说明的。

在正常制动操作(正常助力施加制动操作)期间，在踏板模拟器1216正通过踩下制动踏板1092而被致动的同时，柱塞组件1300可以通过电子控制单元被致动以向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供致动。与通过驾驶员踩下制动踏板1092而由制动踏板单元1020所产生的压力相比，柱塞组件1300可以向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供“增压的”或更高的压力水平。因而，系统1000设置成用于辅助的制动，在所述辅助的制动中在正常助力施加制动操作期间增压压力被供给到车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d，帮助减少由驾驶员作用在制动踏板1092上所需的力。

为了当处于其休止位置中时经由柱塞组件1300致动车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d，如图9和图10中所示，电子控制单元将补给阀1320通电到其打开位置以容许流体流过补给阀1320。电子控制单元沿着第一转动方向致动柱塞1300的马达以促使活塞1410沿着向前的方向(如参见图9和图10向右)前进。活塞1410的运动促使在第一压力室1450中的压力增大和促使流体从第一压力室1450流出而流入导管1322中。在导管1322中的加压的流体通过打开的补给阀1320流入导管1324中。在导管1324内的加压的流体通过打开的作功阀1342和1340致动车轮制动器1028a和1028b。注意到，卸压阀1346和1342被关闭以防止流体排入储存器1024中。

为了致动车轮制动器1028c和1028d，来自第一压力室1450的加压的流体可以经由一对不同的路径被指引到导管1068和1082中。注意到，流入导管1068和1082中的流体将通过制动踏板单元1020致动车轮制动器1028c和1028d，如以下将说明的。在第一路径中，流体从第一压力室1450流出而通过导管1322、通过补给阀1320、通过导管1324和通过打开的任选的车轴混合阀1347流入导管1351中。在导管1351中的加压的流体可以继而通过打开的作功阀1348和1352流入导管1068和1082中。在第二路径中，流体从第一压力室1450流出而通过导管1322、通过旁通阀1326、通过导管1328、通过单向止回阀1330和1332流入导管1068和1082中。在峰值施加期间提供两个路径会是有利的，其中会期望的是流体非常迅速地以较大流体量流入导管1068和1082中。由于在作功阀1348和1352内的孔径和流动路径会是较小的，以便在滑移控制期间提供更有效率的压力调制，第二路径可以将有益的额外流动路径提供到导管1068和1082中。

来自导管1068和1082的加压的流体可以经由制动踏板单元1020被分别指引到车轮制动器1028c和1028d。更具体地，在导管1068和1082内的加压的流体分别使制动踏板单元1020的中间室1150和1154膨胀。进入中间室1150和1154的加压的液压制动流体分别将力施加在第一副活塞1126和第二副活塞1127上。施加在第一副活塞1126和第二副活塞1127上的力加压第一副室1158和第二副室1162中的制动流体。在第一副室1158中的加压的液压制动流体经由第二制动流体导管1078与车轮制动器1028c流体连通。类似地，在第二副室1162中的加压的液压制动流体经由第三导管1090与车轮制动器1028d流体连通。在释放制动踏板1092期间，流体可以沿着与以上说明的方向相反的方向流动。

在制动活动期间，电子控制模块也可以选择性地致动作功阀1340、1344、1348和1352和卸压阀1342、1346、1350和1354以向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供所需的压力水平。

在某些状况下，柱塞组件1300的活塞1410可以到达其满冲程长度，并且额外的增压压力仍然需要待输送到车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d。与柱塞组件300类似，柱塞组件1300可以是双重作用的柱塞组件，使得柱塞组件1300被构造成当活塞1410被向后冲击时也向第二压力室1452提供增压压力。在该状况下，补给阀1320被致动到其关闭位置。来自导管1314的加压的流体通过作功阀1340和1344被指引到车轮制动器1028b和1028a。为了致动车轮制动器1028c和1028d，来自导管1314的加压的流体通过混合阀1347遵循如上所述的第一路径。注意到，例如，在滑移控制操作期间，旁通阀1312可以被致动到其关闭位置。流体从储存器1024经由导管1304和止回阀1453流入膨胀的第一压力室1450中。以与在活塞1410的向前冲程期间类似的方式，电子控制模块也可以选择性地致动作功阀1340、1344、1348和1352和卸压阀1342、1346、1350和1354以向车轮制动器1028a、1028b、1028c和1028d提供所需的压力水平。

如果出现电气制动故障或诸如泄漏的可能某些其它故障，则制动系统1000设置成用于手动制动或手动推过操作。例如，在电气故障期间，柱塞组件1300的马达可能停止操作，由此未能在第一压力室1450处产生加压的液压制动流体。为了提供手动制动，驾驶员将较高的力施加在制动踏板1092上。模拟器阀1302处于其未通电的关闭位置中。这本质上液压地锁定踏板模拟器室1229，防止流体离开踏板模拟器室1229。因而，踏板模拟器1300的弹簧1220和1222将不压缩。由于已锁定的踏板模拟器室1229，输入活塞1094的运动将促使主活塞1218运动。基本制动阀1310和1312处于其未通电的打开位置。这将从主室1108提供加压的流体以使其通过基本制动阀1310和1312流入导管1314中。车轮制动器1028a和1028b可以通过流过作功阀1340和1344的流体流动而被致动。流体流动也可以被指引到导管1068和1082中。另外地，如果在导管1068、1082、1078或1090中出现泄漏，则在手动推过操作期间输入活塞1094可以用于如参见图9和图10沿着向右的方向手动地推压第一副活塞1126和第二副活塞1127中的一个或二者。这将致动车轮制动器1028c和1028d中的一个或二者。为了施加手动推过以用于制动前轮制动器1028c和1028d，驾驶员可以在制动踏板1092上施加大致较长的行程。较长的行程使输入活塞1094位移超出在正常助力操作期间所使用的范围。在该状况下，输入活塞1094的抵接部分1116分别接触第一副活塞1126和第二副活塞1127的左端部分，如参见图10。因而，如参见图10，输入活塞1094的向右运动将沿着向右的方向驱动副活塞1126和1127。随着第一副活塞1126和第二副活塞1127位移，在第一副室1158和第二副室1162内的制动流体被加压，由此施加力以用于分别经由导管1078和1090致动前轮制动器1028c和1028d。如果在副室之一中出现泄漏，则由于(前)车轮制动器1028c和1028d二者是可被独立地致动的，前轮制动器1028c或1028d中的一个可以用于制动。手动制动将可用于后轮制动器1028a和1028b并且可用于维持其液压制动流体导管完整性的相应的前轮制动器1028c或1028d。

典型地，在将电磁阻力施加到车辆的相应车轴之一的同时，通过同时地降低压力将再生制动施加到所述车轴以用于能量回收。在制动阶段期间，当再生制动被施加到相应的车轴以用于最大能量回收时，可以发生制动混合，使得正施加到相应车轴的再生制动在车辆的每个车轴之间不产生不平衡的转矩。在车辆的相应区域中的太多的车轮转矩会导致车轮滑移状态。任选的混合阀1347在再生制动操作期间提供辅助。例如，如果在后轴上执行再生制动，则会期望将额外的压力施加到前轮制动器1028c和1028d以得以补偿。因此，混合阀1347可以被通电以将前轮制动器回路与后轮制动器回路隔离。因此，柱塞组件1300可以被致动以通过致动混合阀1347而将所需回路隔离，以便将所需压力水平提供在制动回路中的每个上，并且继而允许通过柱塞组件1300增大压力。

在图11中示出总体上由1500指示的制动系统的可替代的实施例。制动系统1500与以上参照图9和图10所述的制动系统1000类似，并且因此，将不重复说明类似的特征。制动系统1500与制动系统1000的不同之处之一在于，制动系统1500仅使用单个基本制动阀1502代替如以上参照制动系统1000所述的一对并行布置的阀1310和1312。可以使用单个阀代替使用一对阀以改进包装空间、重量或成本。在制动系统1000和1500之间的又一个不同之处在于，制动系统1500不包括使用混合阀，所述混合阀例如是制动系统1000的任选的混合阀1347。

在图12中示出总体上由1600指示的制动系统的可替代的实施例。制动系统1600与以上参照图9和图10所述的制动系统1000类似，并且因此，将不重复说明类似的特征。与制动系统1500不同，制动系统1600包括混合阀1602和以并行方式布置的一对基本制动阀1604和1606。

又一个不同之处在于，制动系统1600不包括在制动踏板单元1610内的踏板模拟器，而是包括总体上由1620指示的踏板模拟器，所述踏板模拟器1620离制动踏板单元1610较远地布置。代替被制动踏板单元1610的输入活塞1622机械地致动，踏板模拟器1620被液压地致动。输入活塞1622的运动激励与导管1626流体连通的压力室1624。导管1626与电磁致动的模拟器阀1628流体连通，所述电磁致动的模拟器阀1628可在如图12中所示的关闭位置与当被螺线管致动时的打开位置之间运动。踏板模拟器1620包括壳体1630，所述壳体1630具有形成在其中的膛孔1632。活塞1634被可滑动地布置在膛孔1632中并且与密封件1636密封接合。由膛孔1632、活塞1634和密封件1636限定压力室1638。压力室1638与导管1640流体连通，所述导管1640具有形成在其中的限流孔1642。导管1640也与模拟器阀1628流体连通。踏板模拟器1620具有笼状弹簧设计，其具有一对弹簧1650和1652，所述一对弹簧1650和1652可以具有不同的弹簧刚度。分离构件1654与弹簧1650和1652接合并且将弹簧1650和1652分离。活塞1634包括向外延伸的销1656，所述向外延伸的销1656与保持器1658接合。踏板模拟器1620还可以包括弹性体衬垫1660，所述弹性体衬垫1660在活塞1634进行足够行程之后与销1656的端部1662接合。由销1656的端部1662压缩的弹性体衬垫1660可以在该行程的时刻为踏板模拟器1620提供不同的弹簧刚度特征。

在制动系统1600的正常助力操作期间，输入活塞1622通过制动踏板1623前进。输入活塞1622的运动加压室1624和导管1626。模拟器阀1628被致动到其打开位置，由此容许流体流过模拟器阀1628，导管1640和孔径1642。加压的流体的流动进入室1638中，使活塞1634前进并且压缩弹簧1650和1652，所述弹簧1650和1652向驾驶员提供力反馈。注意到，与导管1626和1640并行布置的止回阀1643防止流体围绕模拟器阀1628流动，但是当流体沿着从室1638返回到室1624中的方向流动时容许流体围绕模拟器阀1628流动。

在图13中示出总体上由1700指示的制动系统的可替代的实施例。制动系统1700与以上参照图5所述的制动系统600类似。制动系统1700与制动系统600的不同之处之一在于，制动系统600包括旁通阀1702，所述旁通阀1702以与以上参照图9所述的制动系统1000的旁通阀1326类似的方式发挥功能。旁通阀1702经由导管1704和1706提供副路径以用于加压车轮制动器1710和1712。在导管1706中设置有止回阀1720和1722。止回阀1720和1722以与如上所述在图9中的制动系统1000的止回阀1330和1332类似的方式操作。

制动系统1700可以被构造为对角拆分系统，在所述对角拆分系统中与相对拐角的车轮相关联的车轮制动器处于一个制动回路中并且其它的相对拐角的车轮制动器处于另一个回路中。例如，车轮制动器1710可以与右前轮相关联，并且车轮制动器1730可以与左后轮相关联。从第一隔离阀1742的出口离开导管1740的流体与车轮制动器1710和1730流体连通。车轮制动器1712可以与左前轮相关联，并且车轮制动器1732可以与右后轮相关联。从第一隔离阀1746的出口离开导管1744的流体与车轮制动器1712和1732流体连通。

制动系统1700包括总体上由1750指示的制动踏板单元。踏板模拟器1752和模拟器阀1754离制动踏板单元1750较远地布置。踏板模拟器1752和模拟器阀1754以与以上参照图12所述的制动系统1600的踏板模拟器1620和模拟器阀1628类似的方式发挥功能。制动踏板单元1750包括输入活塞1760、主活塞1762和副活塞1764。除了踏板模拟器特征以外，制动踏板单元1750以与以上参照图1所述的制动系统10的制动踏板单元20类似的方式操作。制动踏板单元1750与制动踏板单元20的不同之处之一在于，输入活塞1760的部分沿着径向方向交叠主活塞1762的部分。更具体地，输入活塞1760包括管状延伸部1770，所述管状延伸部1770当制动踏板单元1750休止时在主活塞1762的管状延伸部1772中延伸了距离D，如图13中所示。该交叠的构型帮助减小制动踏板单元1750的总长度以当制动踏板单元1750安装到车辆的发动机舱中时提供包装优势。通过交叠的距离D以及在活塞之间不必具有初始空隙，提供了长度减小。

在图14中示出总体上由1800指示制动系统的可替代的实施例。制动系统1800与以上参照图13所述的制动系统1700类似。制动系统1800和制动系统1700的不同之处之一在于，制动系统1800可以被构造为竖直拆分系统。例如，车轮制动器1802可以与右前轮相关联，车轮制动器1804可以与左前轮相关联，车轮制动器1806可以与右后轮相关联，并且车轮制动器1808可以与左后轮相关联。前轮制动器1802和1804处于一个流体回路上，并且后轮制动器1806和1808处于其它的流体回路上。应当理解，在此说明的任何制动系统可以被构造为对角拆分系统、竖直拆分系统或任何其它构型，其中车轮制动器与所需车轮安置相关联。在拆分构型系统中，在手动推过模式中一个流体回路的流体不与其它流体回路的流体混合。拆分构型也可以帮助确保，如果流体回路之一具有严重故障，例如，泄漏或部件失效，则另一个回路的车轮制动器将仍然是可操作的。

制动系统1800包括电磁致动的混合阀1820，所述电磁致动的混合阀1820以与以上参照图9所述的制动系统1000的混合阀1347类似的方式操作。例如，如果在后轮上需要独立车轴再生混合，则系统1800可以添加有混合阀1820。

已经在本发明的优选实施例中解释了和说明了本发明的操作的原理和模式。然而，必须理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下除了具体解释的和说明的以外实行本发明。

Claims (20)

1.一种无泵制动系统，所述无泵制动系统包括：

第一车轮制动器和第二车轮制动器；

储存器；

制动踏板单元，所述制动踏板单元包括壳体和一对输出活塞，所述一对输出活塞被可滑动地布置在所述壳体中，所述输出活塞能在手动推过模式期间操作，以便使所述一对输出活塞能运动成在第一输出和第二输出处产生制动致动压力以用于分别致动所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器；和

柱塞组件，所述柱塞组件包括：

壳体，所述壳体具有第一端口和第二端口；

马达，所述马达驱动致动器；和

活塞，所述活塞连接到所述致动器，所述活塞被可滑动地安装在所述壳体内，其中，当所述活塞沿着第一方向运动时，所述活塞加压第一室以提供从所述第一端口流出的流体流动，并且其中，当所述活塞沿着与所述第一方向相反的第二方向运动时，所述活塞加压第二室以提供从所述第二端口流出的流体流动，并且其中，所述第一端口和所述第二端口选择性地与所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器流体连通以用于由所述第一室和所述第二室内的加压的流体致动所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器，并且其中，当所述活塞沿着所述第二方向运动时，流体能够从所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器流入所述第一室中。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

第一阀，所述第一阀防止流体从所述第一端口流到所述储存器；和

第二阀，所述第二阀能在关闭位置与打开位置之间运动，在所述关闭位置处当所述活塞沿着所述第一方向行进时所述第二阀防止流体从所述第一端口流到所述车轮制动器，在所述打开位置处当所述活塞沿着所述第一方向行进时所述第二阀容许流体从所述第一端口流到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器，并且其中，当所述第二阀处于所述打开位置中时，当所述活塞沿着所述第二方向行进时，容许流体从所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器流到所述第一端口。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统在所述第一和第二车轮制动器与所述第二端口之间限定增压导管，并且其中，所述第二阀被布置在所述第一端口与所述增压导管之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是电磁致动阀。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是包括并行地布置在所述第一和第二车轮制动器与所述第一端口之间的第一阀和第二阀的阀装置。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述柱塞组件被构造成使得当所述活塞沿着所述第二方向运动时，所述马达需要较小的转矩以在所述第二室中维持与当所述活塞沿着所述第一方向运动时在所述第一室中的压力相同的压力。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述活塞包括第一部分，所述第一部分具有与所述第一室相对应的有效液压面积，所述与所述第一室相对应的有效液压面积比与所述第二室相对应的有效液压面积大。

8.根据权利要求1所述的系统，还包括快速填充阀，所述快速填充阀能在打开位置与关闭位置之间运动，在所述打开位置处所述快速填充阀容许流体从所述第一端口流到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器，在所述关闭位置处所述快速填充阀防止流体从所述第一端口流到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括旁通阀，所述旁通阀容许从所述第一端口至所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器有副流动路径。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一车轮制动器与前轮相关联，并且所述第二车轮制动器与后轮相关联，并且其中，所述系统还包括电磁致动的比例阀，所述电磁致动的比例阀能运动到关闭位置，在所述关闭位置处所述电磁致动的比例阀将在所述第一车轮制动器处的流体压力与在所述第二车轮制动器处的流体压力隔离。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括隔离阀装置，所述隔离阀装置用于将所述系统在正常制动模式与所述手动推过模式之间切换，在所述正常制动模式中压力从所述柱塞组件的第一端口和第二端口被供给到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器，并且在所述手动推过模式中所述制动致动压力从所述第一输出和所述第二输出被供给到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一端口和所述第二端口与增压导管流体连通，并且其中，所述隔离阀装置包括布置在所述第一输出与所述增压导管之间的第一隔离阀，并且其中，所述隔离阀装置包括布置在所述第二输出与所述增压导管之间的第二隔离阀。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制动踏板单元还包括输入活塞，所述输入活塞被可滑动地布置在所述壳体中并且能够在正常助力制动操作期间被制动踏板致动并操作踏板模拟器，并且其中，所述输出活塞在所述手动推过模式期间能由所述输入活塞操作，以便使所述一对输出活塞能运动成在所述第一输出和所述第二输出处产生制动致动压力以用于分别致动所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述制动踏板单元还包括输入活塞，所述输入活塞被可滑动地布置在所述壳体中并且能够在正常助力制动操作期间被制动踏板致动并操作踏板模拟器，并且其中，所述输入活塞的端部部分沿着径向方向相对于所述第一输出活塞和所述第二输出活塞中的一个的端部部分以交叠的关系被定位在所述壳体内。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，在所述正常助力制动操作期间，来自所述柱塞组件的加压的流体从所述第一端口或所述第二端口被指引到所述制动踏板单元中以独立地致动所述第一输出活塞和所述第二输出活塞而分别在所述第一输出和所述第二输出处产生制动致动压力。

16.根据权利要求1所述的系统，还包括安装在所述活塞中的止回阀，所述止回阀限制流体从所述第二室流到所述第一室。

17.根据权利要求1所述的系统，还包括防转装置，所述防转装置被安装在所述活塞上以防止所述活塞转动。

18.根据权利要求1所述的系统，还包括空心套筒，所述空心套筒安装在所述柱塞组件的所述壳体中，其中，所述活塞被可滑动地布置在所述套筒中。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述套筒包括安装在所述套筒上的管，并且其中，所述管被连接到所述致动器。

20.根据权利要求1所述的系统，还包括缓冲构件，所述缓冲构件被安装在所述活塞的端部上。