CN112896132B - 识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的诊断方法，所述方法包括以下步骤：(1)激励次三通阀、泵送阀、模拟器测试阀、以及多个施加阀，以便在助力回路内维持来自柱塞组件的压力介质；(2)将所述柱塞组件中的柱塞施加到预定压力水平；(3)将所述柱塞保持在所述柱塞组件内的适当位置；以及(4)如果所述助力回路中的压力以预定速率或高于预定速率损耗，则经由从ECU到车辆用户界面的信号识别模拟器阀中的泄漏。

Description

识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的诊断方法
技术领域
本公开总体上涉及一种车辆制动系统以及一种确定模拟器阀中存在泄漏的诊断系统。
背景技术
车辆通常用液压制动系统来减速和停车。这些系统的复杂程度各不相同，但是基本的制动系统典型地包括制动踏板、串列主缸、布置在两个相似但独立的制动回路中的流体导管、以及每个回路中的车轮制动器。车辆的驾驶员操作连接至主缸的制动踏板。当压下制动踏板时，主缸通过对制动流体加压来在两个制动回路中产生液压力。经加压流体行进穿过这两个回路中的流体导管，以致动车轮处的制动缸，从而使车辆减速。
基本的制动系统典型地使用制动助力器，该制动助力器向主缸提供力，以对驾驶员产生的踏板力加以辅助。助力器可以是真空或液压操作的。典型的液压助力器感测制动踏板的移动并产生被引入主缸中的经加压流体。来自助力器的流体辅助踏板力作用在主缸的活塞上，这些活塞在与车轮制动器处于流体连通的导管中产生经加压流体。因此，主缸产生的压力被增大。液压助力器通常邻近主缸活塞定位，并使用助力阀来控制施加到助力器的经加压流体。
在不利条件下以受控方式来制动车辆需要驾驶员精确地应用制动器。在这些条件下，驾驶员可能容易施加过大的制动压力，由此导致一个或多个车轮抱死，从而导致车轮与路面之间的过度滑移。这样的车轮抱死状况可能导致停车距离更大并且可能失去方向控制。
制动技术的进步带来了防抱死制动系统(ABS)的引入。ABS系统监测车轮旋转行为，并且选择性地施加和释放对应车轮制动器中的制动压力，以将车轮速度维持在选定的滑移范围内来实现最大制动力。虽然这样的系统典型地被适配用于控制车辆的每个被制动车轮的制动，但是已经开发了一些系统来控制该多个被制动车轮中的仅一部分被制动车轮的制动。
电子控制的ABS阀(包括施加阀和倾泄阀)位于主缸与车轮制动器之间。ABS阀在主缸与车轮制动器之间调节压力。典型地，当被启用时，这些ABS阀在以下三种压力控制模式下操作：压力施加、压力倾泄和压力保持。施加阀允许进入这些车轮制动器中的相应车轮制动器的经加压制动流体在施加模式期间增大压力，而倾泄阀在倾泄模式期间从其关联的车轮制动器释放制动流体。在保持模式期间，通过关闭施加阀和倾泄阀两者来使车轮制动压力保持恒定。
为了在维持车辆稳定性的同时获得最大制动力，期望在前车桥和后车桥的车轮处均获得最佳滑移水平。在车辆减速期间，在前车桥和后车桥处需要不同的制动力，以达到期望的滑移水平。因此，应当在前制动器与后制动器之间按比例分配制动压力，以在每个车桥处获得最大制动力。具有这样的能力的ABS系统(被称为动态后配比(DRP)系统)使用ABS阀分别控制前车轮和后车轮上的制动压力，从而在当前条件下动态地实现前车桥和后车桥处的最佳制动性能。
制动技术的进一步发展带来了牵引力控制(TC)系统的引入。典型地，已经对现有的ABS系统添加阀来提供一种在加速期间控制车轮速度的制动系统。车辆加速期间车轮速度过大会导致车轮滑移和牵引力损失。电子控制系统感测这种状况，并且自动向滑移车轮的车轮缸施加制动压力，以减小滑移并增大可用的牵引力。为了实现最佳的车辆加速，即使驾驶员未致动主缸，也使经加压制动流体可用于车轮缸。
在比如转弯的车辆运动期间，产生动态力，这可能降低车辆的稳定性。车辆稳定性控制(VSC)制动系统通过选择性制动器致动来抵消这些力，从而提高车辆的稳定性。这些力和其他车辆参数由传感器检测，这些传感器向电子控制单元发送信号。电子控制单元自动地操作压力控制设备以调节被施加至特定的单个车轮制动器的液压压力的量。为了获得最佳的车辆稳定性，必须始终迅速获得大于主缸压力的制动压力。
制动系统还可以用于再生制动以重新获得能量。电动马达/发电机的电磁力被用于再生制动，以向车辆提供一部分制动力矩，从而满足车辆的制动需求。制动系统中的控制模块与动力传动系控制模块进行通信，以在再生制动以及针对车轮抱死和滑移状况的制动期间提供协调制动。例如，当车辆的操作者在再生制动期间开始制动时，马达/发电机的电磁能量将被用于向车辆施加制动力矩(即，电磁阻力被用于将力矩提供给动力传动系)。如果确定不再存在足够量的储存器件来储存从再生制动中回收的能量，或者如果再生制动不能满足操作者的要求，则启用液压制动来完成操作者所要求的全部或一部分制动动作。优选地，液压制动以再生制动复合的方式操作，使得在电磁制动不足(left off)的情况下有效地且不显著地实施复合。期望车辆移动应具有到液压制动的平稳过渡变化，使得转换不被车辆的驾驶员注意到。
一些制动系统被配置成使得车轮制动器中的每个车轮制动器处的压力可以独立于彼此进行控制(被称为多路复用操作)，即使制动系统可能包括单一压力源也是如此。因此，压力源下游的阀在它们的打开位置与关闭位置之间进行控制，以在车轮制动器内提供不同的制动压力。通过援引全部并入本文的这种多路复用系统在美国专利号8,038,229、美国专利申请公开号2010/0016083、美国专利申请公开号2012/0013173和美国专利申请公开号2012/0136261中公开。
在这个背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明背景的理解，并且因此，可能包含并不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
在第一实施例中，提供了一种车辆制动系统的诊断方法，以识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏。所述方法包括以下步骤：(1)激励次三通阀、泵送阀、模拟器测试阀、以及多个施加阀，以便在助力回路内维持来自柱塞组件的压力介质；(2)施加所述柱塞组件中的柱塞，以在助力回路内实现预定压力水平；(3)将所述柱塞保持在所述柱塞组件内的适当位置；以及(4)如果所述助力回路中的压力以预定速率或高于预定速率损耗，则经由从ECU到车辆用户界面的信号识别模拟器阀中的泄漏。应当理解，前述诊断方法可以在具有两个模块的车辆制动系统中执行，其中，储器布置在第一模块中，而模拟器测试阀布置在与第一模块分开的第二模块中。
车辆制动系统可以进一步包括助力压力传感器，该助力压力传感器用于在上述步骤2和4中测量助力回路中的压力。此外，在前述方法中，激励所述多个施加阀的所述步骤防止压力介质从多个施加阀朝向相应的多个倾泄阀流动，并且激励所述模拟测试阀阻挡所述流体或压力介质在从所述模拟腔室到所述主缸的第一输出压力腔室的方向上流动。类似地，在这种情况下，激励泵送阀的步骤促使压力介质从柱塞组件自由流动到助力回路中(因为被激励的泵送阀实现双向流动)。并联的泄放阀也允许进行双向流动(尽管经由去激励状态)，以促使压力介质从柱塞组件自由流动到助力回路中。相应地，可以将压力介质维持在助力回路中，以便将助力回路中的压力建立到期望的预定水平。所述助力回路中的压力传感器测量所述助力回路中的压力衰减速率。
为了经由柱塞组件中的柱塞向助力回路施加压力，电子控制单元致动柱塞组件中的马达，该马达然后使柱塞在柱塞组件内平移。
本公开的第一实施例方法可以进一步包括对踏板模拟器中的泄漏执行诊断测试的可选步骤，该可选步骤包括以下附加步骤：(5)去激励所述模拟器测试阀，以释放所述助力回路中的压力；(6)激励所述踏板模拟器阀，以实现在所述踏板模拟器阀内从所述踏板模拟器到所述助力回路的双向流动，并且激励所述模拟器测试阀(使得能够进行单向流动)，这阻挡流体或压力介质在从所述模拟腔室到所述主缸的第一输出压力腔室的方向上流动；(7)经由柱塞组件向所述踏板模拟器施加压力，直到在所述踏板模拟器中实现预定压力为止；(8)将所述柱塞保持在所述柱塞组件中的适当的位置，并且测量所述踏板模拟器中的压力衰减速率；以及(9)将所述踏板模拟器中的压力衰减速率与预定速率进行比较以识别所述踏板模拟器中的泄漏。
在本公开的诊断方法的第二实施例中，确定车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的步骤可以包括以下步骤：(1)激励次三通阀、泵送阀、模拟器测试阀、以及多个施加阀，以便在助力回路内维持来自柱塞组件的压力介质；(2)经由所述柱塞组件中的柱塞向所述助力回路施加压力，以在所述助力回路中实现预定压力水平；(3)将所述柱塞保持在适当的位置并且测量所述助力回路中的压力；(4)经由助力压力传感器测量所述助力回路中的压力衰减速率；以及(5)将所述压力衰减速率与预定值进行比较；以及(6)如果在所述助力回路中实现所述预定压力水平时所述柱塞在所述柱塞组件内行进超过预定距离，则经由从ECU到车辆用户界面的信号识别所述模拟器阀中的泄漏。类似于第一实施例，所述储器可以布置在第一模块中，而所述模拟器测试阀布置在与所述第一模块分开的第二模块中。柱塞的预定距离可以但不一定落在大约5mm至大约20mm的范围内。
此外，在前述方法中，激励所述多个施加阀的所述步骤防止压力介质从多个施加阀朝向相应的多个倾泄阀流动，并且激励所述模拟测试阀阻挡压力介质在从所述模拟腔室到所述主缸的第一输出压力腔室的方向上流动。类似地，在这种情况下，激励泵送阀的步骤(这允许压力介质在阀内双向流动)促使压力介质从柱塞组件流动到助力回路中。相应地，可以将压力介质维持在助力回路中，以便将助力回路中的压力建立到期望的预定水平。所述助力回路中的压力传感器测量所述助力回路中的压力衰减速率。
类似于第一实施例方法，第二实施例方法可以包括可选的但不是必需的步骤，以确定踏板模拟器中是否存在泄漏，使得可以执行以下附加步骤：(7)去激励所述模拟器测试阀，以释放所述助力回路中的压力；(8)激励踏板模拟器阀和模拟器测试阀，其中，在这种情况下，激励踏板模拟器阀的步骤促使压力介质从踏板模拟器向助力回路流动(由于在踏板模拟器阀被激励时允许双向流动)，并且其中，激励模拟器测试阀的步骤阻挡流体或压力介质在从模拟腔室到主缸的第一输出压力腔室的方向上流动(因为在模拟器测试阀被激励时允许单向流动)；(9)经由第二模块中的柱塞组件向所述踏板模拟器施加压力，直到在所述踏板模拟器中实现预定压力为止；(10)将所述柱塞保持在所述柱塞组件中的适当的位置，并且测量所述踏板模拟器中的压力衰减速率；以及(11)将所述踏板模拟器中的压力衰减速率与预定速率进行比较以识别所述踏板模拟器中的泄漏。
附图说明
本公开的这些和其他特征、以及优点将从以下详细描述、最佳模式、权利要求和附图中变得显而易见，在附图中：
图1A是根据本公开的第一制动系统的第一示意图；
图1B是图1A中的第一制动系统的第二示意图，其中模拟器活塞随柱塞组件中的柱塞前进(向前/向左移动)而向后/向右移动并且向助力回路施加压力；
图2A是根据本公开的第二制动系统的示意图，其中模拟器填充有压力介质；并且
图2B是根据本公开的第二制动系统的示意图，其中模拟器排空压力介质并且活塞在模拟器内前进。
贯穿附图的若干视图的描述，相似的附图标记指代相似的部分。
具体实施方式
现将详细参考本公开的当前优选的组合、实施例和方法，其构成发明者当前已知的实践本公开的最佳方式。附图不一定按比例绘制。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅是可以以各种和替代性形式来实施的本公开的示例。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制性的，而仅是作为用于本公开的任何方面的代表基础和/或作为用于教导本领域技术人员以各种方式实施本公开的代表基础。
除非在示例中明确指出，或另外明确指出，否则本说明书中的指示材料的量或反应和/或使用条件的所有数值量应理解为由描述本公开的最广泛范围的单词“约”所修正。通常优选在规定的数值限制内进行实践。另外，除非有相反的明确说明：百分比，“份”和比率值按重量计；基于给定的目的，结合本发明将一组或一类材料描述为适合的或优选的意味着该组或该类的成员中的任意两个或更多个的混合物同等地适合或优选；首字母缩写词或其他缩写词的第一次定义适用于本文中所有相同缩写词的后续使用，并且加上必要的更正适用于最初定义的缩写词的正常语法变体；以及除非有相反的明确说明，否则通过与先前或稍后针对相同性质提及的相同技术来确定性质的测量。
还应理解的是，本公开不限于以下描述的特定实施例和方法，因为特定的部件和/或条件当然可以变化。此外，本文所使用的术语仅以描述本公开的特定实施例为目的，而不旨在以任何方式进行限制。
还必须注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个/一种”和“该”包括复数指代物，除非上下文另外明确指示。例如，以单数形式提及的部件旨在包括多个部件。
术语“包括”与“包含”、“具有”、“含有”或“其特征为”同义。这些术语是包容性的且开放式的，并且不排除其他未列举的元素或方法步骤。
短语“由……构成”排除权利要求中未指定的任何元素、步骤或成分。当该短语出现在权利要求主体的子句中，而不是紧接在序言之后时，它仅限制了该子句中列出的元素；整体上，不排除权利要求中的其他元素。
短语“基本上由……构成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤，以及不实质上影响要求保护的主题的基本和(多个)新颖特征的材料或步骤。
术语“包括”、“由……构成”和“基本上由……构成”可以交替使用。在使用这三个术语之一的情况下，当前公开和要求保护的主题可以包括使用其他两个术语中的任一个。
在整个本申请中，在引用了出版物的情况下，这些出版物的公开内容通过引用以其全部内容并入本申请，以更充分地描述本公开所属领域的状态。
以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开或本公开的应用和用途。此外，不旨在受上述背景或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
现在参考附图，在图1A至图1B中示意性地示出了车辆制动系统(总体上用10指示)的第一实施例。制动系统10的所有阀均完全布置在HCU内，该HCU被配置成对阀进行驱动。制动系统10是液压助力制动系统，其中经升压的流体压力被用来向制动系统10施加制动力。制动系统10可以适合地用在地面车辆上，比如具有四个车轮以及与每个车轮相关联的车轮制动器的机动车辆上。此外，制动系统10可以设有其他制动功能，比如防抱死制动(ABS)和其他防滑控制特征，以有效地制动车辆，如下文将讨论的。
制动系统10通常包括由虚线12指示的第一块或制动踏板单元组件，以及由虚线14指示的第二块或液压控制单元。制动系统10的各个部件被容纳在制动踏板单元组件12和液压控制单元14中。如所指示的，制动踏板单元组件12不实施任何阀。制动踏板单元组件12和液压控制单元14可以包括由比如铝的固体材料制成的一个或多个块或壳体，该固体材料已经被钻孔、机加工或以其他方式形成以容纳各个部件。流体导管也可以形成在壳体中，以在各个部件之间提供流体通道。制动踏板单元组件12和液压控制单元14的壳体可以是单一结构，或者可以由组装在一起的两个或更多个零件制成。如示意性示出的，液压控制单元14被定位成远离制动踏板单元组件12，其中液压管线液压地联接制动踏板单元组件12和液压控制单元14。
制动踏板单元组件12与液压控制单元14协同作用，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制动流体(或压力介质)而操作的任何合适的车轮制动器结构。车轮制动器16a、16b、16c和16d可以包括例如制动钳，该制动钳被安装在车辆上以接合与车轮一起旋转的摩擦元件(比如，制动盘)以进行对相关车轮的制动。车轮制动器16a、16b、16c和16d可以与其中安装了制动系统10的车辆的前车轮和后车轮的任何组合相关联。例如，对于竖向对分式系统，车轮制动器16a和16d可以与同一车桥上的车轮相关联。对于沿对角线对分式制动系统，车轮制动器16a和16b可以与前车轮制动器相关联。
制动踏板单元组件12包括流体的储器18，以存储并容装用于制动系统10的液压流体。储器18内的流体通常可以保持在大气压下，或者如果需要的话可以在其他压力下存储流体。制动系统10可以包括用于检测储器的流体液位的流体液位传感器19。流体液位传感器19可以有助于确定系统10中是否发生了泄漏。
制动踏板控制单元组件12包括总体上用20指示的制动踏板单元(BPU)。应当理解，制动踏板单元20的部件的结构细节仅图示了制动踏板单元20的一个示例。制动踏板单元20可以被不同地配置成具有与图1A至图1B中所示的部件不同的部件。
制动踏板单元20包括壳体24，该壳体具有形成在其中的多个孔，以用于在其中可滑动地接纳各种圆柱形活塞和其他部件。壳体24可以形成为单一单元，或者包括联接在一起的两个或更多个分开形成的部分。壳体24通常包括孔32。孔32可以具有变化的直径，如图1A至图1B中所示。制动踏板单元20进一步包括输入活塞(或主活塞)34和输出活塞(或辅助活塞)40。输入活塞34和输出活塞40可以被可滑动地布置在孔32中。
在图1A至图1B中用42示意性地指示的制动踏板经由输入杆45联接至输入活塞34的第一端部44。输入杆45可以直接联接至输入活塞34，或可以通过联接器(未示出)间接地连接。在图1A中所示的闲置位置中，输入活塞34的外圆柱表面57与安装在形成于壳体24中的凹槽中的密封件58和唇形密封件60相接合。输入活塞34包括中心孔62，该中心孔形成为穿过第二端部52。制动踏板单元20处于如图1A中所示的“闲置”位置。导管66也与形成于壳体24中的第一输出压力腔室26处于流体连通。导管66与连接到储器18的端口70处于流体连通。过滤器(未示出)可以布置在端口70或导管66中。导管66可以由形成于壳体24中的多个孔、凹槽、以及通道形成。
踏板模拟器100包括腔室、弹簧、以及活塞22。应当理解，踏板模拟器100的各个弹簧可以具有任何合适的弹簧系数或弹簧刚度。模拟腔室63可以具有制动流体并且可以与导管47处于流体连通，该导管与模拟阀74处于流体连通。可以理解，区域68是模拟腔室63的干燥区域，因为区域68是模拟器活塞的另一侧。过滤器(未示出)可以被容纳在导管47内。模拟器测试阀82也设置在液压控制单元14中，使得模拟器阀74的双向流动可以独立地开启或闭合，而不会导致制动流体流回到主缸压力腔室和/或储器中。
如上所讨论的，制动踏板单元20包括输入活塞34和输出活塞40，输入活塞和输出活塞被布置在形成于壳体24中的孔32中。输入活塞34和输出活塞40通常彼此同轴。次输出导管56形成于壳体24中并且与第二输出压力腔室28处于流体连通。次输出导管56可以经由连接至壳体24的外部管道或软管来延伸。主输出导管66形成于壳体24中并且与第一输出压力腔室26处于流体连通。主输出导管66可以经由连接至壳体24的外部管道或软管来延伸。如将在下面详细讨论的，输入活塞34和输出活塞40的向左运动(如图1A至图1B所示)使加压流体通过次输出导管56和主输出导管66流出。复位弹簧51被容纳在第一输出压力腔室26中，并且在向右方向上偏置输入活塞34。
输出活塞40被可滑动地布置在孔32中。第二输出压力腔室28通常由孔32、输出活塞40和唇形密封件54限定。输出活塞40的向左运动引起在第二输出压力腔室28中建立压力。第二输出压力腔室28与第二输出导管56处于流体连通，使得加压流体被选择性地提供至液压控制单元14。第二输出压力腔室28与导管64选择性地处于流体连通，该导管与储器18处于流体连通。
第一输出压力腔室26通常由孔32、输入活塞34、输出活塞40、唇形密封件60和密封件53限定。尽管附图中示出的各个密封件示意性地表示为O形环或唇形密封件，但是应当理解，这些密封件可以具有任何构型。输入活塞34的向左运动引起在第一输出压力腔室26中建立压力。第一输出压力腔室26与主输出导管66处于流体连通，使得加压流体被选择性地提供至液压控制单元14。
再次参照图1A至图1B，系统10可以进一步包括行程传感器76，该行程传感器用于产生指示输入活塞34的行程长度的信号，该行程长度指示踏板行程。系统10还可以包括开关152，该开关用于产生用于致动制动灯的信号并提供指示输入活塞34的运动的信号。制动系统10可以进一步包括比如用于监测导管56中的压力的压力换能器的传感器。
系统10进一步包括呈柱塞组件(总体上用130指示)形式的压力源。如将在下面详细解释的，在正常的助力制动施加期间，系统10使用柱塞组件130向车轮制动器16a至16d提供期望的压力水平。来自车轮制动器16a至16d的流体可以返回到柱塞组件130或转移到储器18。
系统10进一步包括主三通阀38和次三通阀36(或称为切换阀或基本制动阀)。三通阀36和38可以是螺线管致动的三通阀。三通阀36和38通常可操作到上至三个位置，如图1A至图1B示意性所示。应该理解的是，如本文所述，在自诊断测试期间，三通阀38被液压地移动到“第三”位置。次三通阀36具有与次输出导管56选择性地处于流体连通的端口36a，该次输出导管与第二输出压力腔室28处于流体连通。端口36b与助力回路160处于流体连通。端口36c与导管48处于流体连通，该导管与车轮制动器16a和16d选择性地处于流体连通。主三通阀38具有与导管66选择性地处于流体连通的端口38a，该导管与第一输出压力腔室26处于流体连通。端口38b与助力回路160处于流体连通。端口38c与导管72处于流体连通，该导管与车轮制动器16b和16c选择性地处于流体连通。
系统10进一步包括多个阀(滑移控制阀装置)，以准许控制以下制动操作：比如ABS、牵引力控制、车辆稳定性控制、和再生制动复合。第一组阀包括与导管48处于流体连通的施加阀78和倾泄阀80，以用于协作地将从柱塞组件130接收到的制动流体供应到车轮制动器16d，并且用于协作地将加压的制动流体从车轮制动器16d经由储器导管96释放到储器18。第二组阀包括与导管48处于流体连通的施加阀84和倾泄阀86，以用于协作地将从柱塞组件130接收的制动流体供应到车轮制动器16a，并且用于协作地将加压的制动流体从车轮制动器16a释放到储器导管96。第三组阀包括与导管72处于流体连通的施加阀88和倾泄阀90，以用于协作地将从柱塞组件130接收的制动流体供应到车轮制动器16c，并且用于协作地将加压的制动流体从车轮制动器16c释放到储器导管96。第四组阀包括与导管72处于流体连通的施加阀92和倾泄阀94，以用于协作地将从柱塞组件130接收的制动流体供应到车轮制动器16b，并且用于协作地将加压的制动流体从车轮制动器16b释放到储器导管96。
如上所述，系统10包括呈柱塞组件130形式的压力源，以向车轮制动器16a至16d提供期望的压力水平。系统10进一步包括泄放阀132和泵送阀134，泄放阀和泵送阀与柱塞组件130配合以向助力回路160提供助力压力以用于致动车轮制动器16a至16d。泄放阀132和泵送阀134可以是可在打开位置与关闭位置之间移动的螺线管致动的阀。在关闭位置中，泄放阀132和泵送阀134仍可以允许在一个方向上流动，如在图1A至图1B中示意性地示出为止回阀。泄放阀132与第一输出导管136处于流体连通，该第一输出导管与柱塞组件130处于流体连通。第二输出导管138在柱塞组件130与助力回路160之间处于流体连通。
柱塞组件130包括壳体104，该壳体具有形成在其中的多台阶孔118。活塞110被可滑动地布置在孔118内。活塞110包括扩大的端部部分112，其连接至较小直径的中央部分114。活塞110具有连接至滚珠丝杠机构的第二端部116，该滚珠丝杠机构总体上以120指示。滚珠丝杠机构120被设置成使活塞110沿由孔118限定的轴线在壳体104的孔118内在向前方向(如图1A至图1B所示为向左)和向后方向(如图1A至图1B所示的向后/向右)上进行平移或线性运动。在所示的实施例中，滚珠丝杠机构120包括可旋转地驱动丝杠轴124的马达122。马达122可以包括用于检测马达122和/或滚珠丝杠机构120的旋转位置的传感器126，该旋转位置指示活塞110的位置。活塞110的第二端部116包括螺纹孔，并用作滚珠丝杠机构120的从动螺母。滚珠丝杠机构120包括多个滚珠，这些滚珠被保持在形成于丝杠轴124和活塞110的螺纹孔中的螺旋滚道内，以减小摩擦。虽然滚珠丝杠机构120是相对于柱塞组件130来示出和描述的，但是应理解的是，其他适合的机械线性致动器可以用于致使活塞110移动。还应理解的是，虽然活塞110用作滚珠丝杠机构120的螺母，但是活塞110可以被配置用作滚珠丝杠机构120的丝杠轴。当然，在这种情况下，球式螺母将旋转，并且随着球式螺母经由马达122旋转，丝杠轴将平移以便相对于多台阶孔118移动活塞110。
如将在下面详细讨论的，当在向前方向和向后方向上被致动时，柱塞组件130可以向助力回路160提供经升压的压力。柱塞组件130包括安装在活塞110的扩大端部112上的密封件140。随着活塞110在孔118内移动，密封件140与孔118的内圆柱表面可滑动地接合。一对密封件142和144被安装在形成于孔118中的凹槽中。密封件142和144与活塞110的外圆柱表面可滑动地接合。第一压力腔室150通常由孔118、活塞110的扩大端部112和密封件140限定。通常位于活塞110的扩大端部112后方的第二压力腔室151通常由孔118、密封件142和140以及活塞110限定。密封件140、142和144可以具有任何合适的密封结构。在一个实施例中，密封件140是方形环密封件。尽管唇形密封件也可以适合于密封件140，但是唇形密封件通常更柔顺并且对于给定的压差需要更大的体积位移。当活塞110在泵送模式期间沿向后方向行进时，这可能导致小的助力压力减小。可以以O形环激励的PTFE密封件的形式提供唇形密封件或密封件140，因为该部件可以承受大的挤压间隙。
如图1A至图1B中所示，液压控制单元14还包括模拟器测试阀82和模拟器阀74，该模拟器阀可以被安装成靠近制动模拟器。模拟器测试阀82通常在正常的助力制动施加期间或甚至在促推模式下不被使用。模拟器测试阀可以在各种测试模式期间被激励或去激励以确定制动系统10的正确操作。模拟器测试阀82可以被去激励到“关闭位置”，以防止压力介质经由导管66从主输出腔室排出，使得助力回路160中建立的压力可以用于监测流体(或压力介质)的流动，以确定是否可能通过制动系统10的各个部件的密封件而发生泄漏。
如图1A至图1B中示意性地所示，模拟阀74可以是螺线管致动的阀。模拟阀74包括第一端口75和第二端口77。第一端口75与导管47和模拟器100的模拟腔室63处于流体连通。第二端口77经由导管66和端口70与储器18处于流体连通。模拟测试阀82可在第一打开(去激励)位置与第二关闭位置之间移动，该第一打开位置允许流体从模拟腔室63流动到第一输出压力腔室26，该第二关闭位置仅在从模拟器到主缸的方向上阻挡流体或压力介质在第一输出压力腔室26与模拟腔室63之间的流动。当未被致动(未被激励)时，模拟阀74处于第一关闭位置或常闭位置，从而防止流体通过助力回路160流入模拟腔室63。
模拟器阀74可以与施加阀78、84、92、88一起被激励，并且当模拟器测试阀82被激励(以便关闭/阻挡压力介质从助力回路160流到导管66)以及模拟器阀74被激励以便打开模拟器阀74(以增加通过模拟器阀74的流体流动)时，使得双作用活塞110可以被用于经由助力回路160向踏板模拟器100填充压力介质，从而使系统可以执行自诊断测试，如本文稍后所述的。
例如，上述系统的非限制性诊断操作可以包括：(1)针对模拟阀中的泄漏的诊断测试；(2)针对踏板模拟器中的泄漏的可选的诊断测试；和/或(3)针对主三通阀和/或次三通阀中的泄漏的诊断测试。
为了针对图1A的示例系统中的模拟器阀74中的泄漏执行诊断测试，系统10可以执行以下步骤：(1)激励次三通阀36、泵送阀134、模拟器测试阀82和施加阀78、84、88、92，以便将来自柱塞组件130的制动流体维持在助力回路160内；(2)将柱塞组件130中的双作用活塞110施加到助力回路160中的预定的压力水平(比如，30巴)，其中助力压力传感器148用于确定助力回路160中的压力水平；(3)将活塞110保持在柱塞组件内的适当位置，并且如果助力回路160中的压力以预定速率(例如：在100毫秒内超过20巴)或预定速率以上损耗，则经由从ECU 106到车辆用户界面108的信号来识别模拟器阀74中的泄漏。替代性地，如果活塞110必须行进超过预定距离(例如：4mm)以便在助力回路160中实现30巴的压力(在步骤2处)，则经由从ECU 106到车辆用户界面108的信号146来识别模拟器阀74中的泄漏。
在针对模拟器阀74中的泄漏进行测试后并且参照图1B，系统10可以通过执行以下步骤来针对踏板模拟器100中的泄漏执行另一诊断测试：(1)去激励模拟器测试阀82以释放压力；(2)激励踏板模拟器阀74，并且然后激励模拟器测试阀82；(3)施加双作用活塞110(同时激励次三通阀36、泵送阀134、模拟器测试阀82和施加阀78、84、88、92)以在踏板模拟器100中实现预定压力；(4)一旦已经在踏板模拟器中实现预定压力，就将双作用活塞110保持在适当位置，并且如果踏板模拟器100中的压力以预定速率(例如：100毫秒内超过3巴)损耗，则经由从ECU 106到车辆用户界面108的信号146来识别踏板模拟器100中的泄漏。替代性地，如果柱塞组件130中的双作用活塞110必须行进超过预定距离(例如：5mm至20mm)以便在踏板模拟器中实现10巴的压力(在步骤3)，则经由从ECU 106到车辆用户界面108的信号146来识别踏板模拟器100中的泄漏。
在对踏板模拟器100进行泄漏测试后，上述系统10还可以对三通阀36、38中的泄漏进行测试。然而，在测试三通阀36、38中的泄漏之前，必须释放来自先前测试的任何助力压力。因此，如果来自踏板模拟器测试的助力压力仍维持在助力回路160中，则通过使模拟器测试阀82去激励并且将活塞110移动到原始位置来从助力回路160释放助力压力。
一旦在助力回路160中的助力压力已经降低，则用于对三通阀中的泄漏进行测试的方法包括以下步骤：(1)使用与上述模拟器泄漏检测处理/方法相同的方法填充踏板模拟器100；(2)去激励次三通阀，并且然后使双作用柱塞缩回原位置，以将助力回路中的压力进一步降至零，同时还监测主缸次压力传感器98(指示在该测试方法期间在流体分离器156的输出处的压力)；(3)确定在主缸次压力传感器98处是否存在减压。如果压力以预定速率(100毫秒内超过7巴)损耗，则经由从ECU到车辆用户界面的信号来识别三通阀36、38中的泄漏。但是，如果压降未超过预定阈值，则HCU确定三通阀36、38中的任何一个三通阀都不存在泄漏。
现在参照图2A至图2B，可以在主缸50处(在第一输出压力腔室26的泄放端口154与储器18之间的导管67中)实施孔口(参见附图标记30)，而不是使用制动模块(参见图1A至图1B中的元件14)中的模拟器测试阀(参见图1A和图1B中的元件82)。图2A至图2B中所示的系统128可以执行以下步骤以确定模拟器阀74(图2A至图2B中所示)中是否存在泄漏：(1)提供仅部分地充满压力介质的模拟器100(参见图2A)和去激励的模拟器阀74；(注意：当被去激励时，模拟器阀74仅允许流体沿一个方向-从模拟器100朝向导管66流动，但是当被激励时，模拟器阀74可以但不一定允许流体在两个方向上流动)(2)激励泵送阀134、次三通阀36和施加阀78、84、92、88，使得所有施加阀78、84、92、88被关闭(其中压力介质仅能够从倾泄阀80、86、94、90朝向相应的三通阀36、38流动)；(3)经由至少两个循环(两个施加/缩回循环)施加和缩回柱塞组件130中的双作用柱塞(或活塞)110，以便在主缸次压力传感器98处实现预定压力；(4)将活塞110保持在适当位置，但是将补充止回阀102维持在关闭位置，这在柱塞停止移动时自动发生(以防止压力介质从柱塞组件130流到储器18)同时激励模拟器阀74(以增强从模拟器腔室63朝向孔口30的介质流动)；(5)测量主缸次压力衰减，以获得测量到的主缸次压力衰减量；(6)将测量到的主缸次压力衰减与预定的主缸次压力衰减值进行比较。(预定的主缸次压力衰减值可以取自在系统是新的并且使用主缸的应用来验证模拟器阀没有泄漏时获得的主缸次压力衰减率)；(7)如果测量到的主缸次压力衰减与预定的主缸次压力衰减不匹配，则经由从ECU到车辆用户界面的信号来识别模拟器阀中的泄漏。(8)去激励所有阀门。应当理解，如果测量到的主缸次压力衰减确实与预定的主缸次压力衰减匹配，则该系统可以可选地经由从ECU到车辆用户界面的信号来指示模拟器阀中没有泄漏。
在前述方法的步骤1中，模拟器100可以通过激励泵送阀134、次三通阀36和施加阀78、84、92、88并且然后施加和缩回柱塞组件中的柱塞(同时保持模拟器阀打开或激励)而被部分地填充压力介质，直到主缸的第二输出压力腔室中的压力读数约为1.5巴，并且然后在完成柱塞在柱塞组件中的行程时去激励模拟器阀。
尽管在前面的详细描述中已经呈现了各种示例非限制性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解的是，示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或构型。而是，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解的是，在不脱离所附权利要求以及其法律等同物所述的本公开的范围的情况下，可以对元素的功能和布置进行各种改变。

Claims (16)

1.一种识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的诊断方法，所述方法包括以下步骤：
激励次三通阀、泵送阀、模拟器测试阀、以及多个施加阀，以便在助力回路内维持来自柱塞组件的压力介质；
将所述柱塞组件中的柱塞施加到预定压力水平；
将所述柱塞保持在所述柱塞组件内的适当位置；以及
如果所述助力回路中的压力以预定速率或高于预定速率损耗，则经由从ECU到车辆用户界面的信号识别模拟器阀中的泄漏。
2.如权利要求1所述的诊断方法，其中，储器布置在第一模块中，而所述模拟器测试阀布置在与所述第一模块分开的第二模块中。
3.如权利要求2所述的诊断方法，其中，使用助力压力传感器来测量所述助力回路中的压力。
4.如权利要求2所述的诊断方法，其中，激励所述多个施加阀的步骤防止压力介质从多个施加阀朝向相应的多个倾泄阀流动，并且激励模拟测试阀阻挡流体或压力介质在从模拟腔室到主缸的第一输出压力腔室的方向上流动。
5.如权利要求4所述的诊断方法，其中，激励所述泵送阀的步骤实现所述介质从所述柱塞组件流动到所述助力回路中的单向流动。
6.如权利要求2所述的诊断方法，其中，当所述柱塞组件中的马达经由电子控制单元致动时，所述柱塞向所述助力回路施加压力。
7.如权利要求2所述的诊断方法，其中，所述助力回路中的压力传感器测量所述助力回路中的压力衰减速率。
8.如权利要求2所述的诊断方法，进一步包括以下步骤：
去激励所述模拟器测试阀，以释放所述助力回路中的压力；
激励踏板模拟器阀到所述踏板模拟器阀，以实现在所述踏板模拟器阀内从踏板模拟器到所述助力回路的单向流动，并且激励所述模拟器测试阀，以阻挡流体或压力介质在从模拟腔室到主缸的第一输出压力腔室的方向上流动；
经由柱塞组件向所述踏板模拟器施加压力，直到在所述踏板模拟器中实现预定压力为止；
将所述柱塞保持在所述柱塞组件中的适当的位置，并且测量所述踏板模拟器中的压力衰减速率；以及
将所述踏板模拟器中的压力衰减速率与预定速率进行比较以识别所述踏板模拟器中的泄漏。
9.一种识别车辆制动系统的模拟器阀中的泄漏的诊断方法，所述方法包括以下步骤：
激励次三通阀、泵送阀、模拟器测试阀、以及多个施加阀，以便在助力回路内维持来自柱塞组件的介质；
经由所述柱塞组件中的柱塞向所述助力回路施加压力，以在所述助力回路中实现预定压力水平；
将所述柱塞保持在适当的位置并且测量所述助力回路中的压力；
测量所述助力回路中的压力衰减速率；以及
将所述压力衰减速率与预定值进行比较；以及
如果在所述助力回路中实现所述预定压力水平时所述柱塞在所述柱塞组件内行进超过预定距离，则经由从ECU到车辆用户界面的信号识别所述模拟器阀中的泄漏。
10.如权利要求9所述的诊断方法，其中，储器布置在第一模块中，而所述模拟器测试阀布置在与所述第一模块分开的第二模块中。
11.如权利要求10所述的诊断方法，其中，激励所述多个施加阀的步骤防止压力介质从多个施加阀朝向相应的多个倾泄阀流动，并且激励模拟测试阀阻挡压力介质在从模拟腔室到主缸的第一输出压力腔室的方向上流动。
12.如权利要求11所述的诊断方法，其中，激励所述泵送阀的步骤实现所述压力介质从所述柱塞组件到所述助力回路中的单向流动。
13.如权利要求10所述的诊断方法，其中，当所述柱塞组件中的马达经由电子控制单元致动时，所述柱塞向所述助力回路施加压力。
14.如权利要求10所述的诊断方法，其中，所述助力回路中的压力传感器测量所述助力回路中的压力衰减速率。
15.如权利要求10所述的诊断方法，进一步包括以下步骤：
去激励所述模拟器测试阀，以释放所述助力回路中的压力；
激励踏板模拟器阀，以实现在所述踏板模拟器阀内从踏板模拟器到所述助力回路的单向流动，并且激励所述模拟器测试阀，以阻挡流体或压力介质在从模拟腔室到主缸的第一输出压力腔室的方向上流动；
经由第二模块中的柱塞组件向所述踏板模拟器施加压力，直到在所述踏板模拟器中实现预定压力为止；
将所述柱塞保持在所述柱塞组件中的适当的位置，并且测量所述踏板模拟器中的压力衰减速率；以及
将所述踏板模拟器中的压力衰减速率与预定速率进行比较以识别所述踏板模拟器中的泄漏。
16.如权利要求10所述的诊断方法，其中，所述预定距离落在5mm至20mm的范围内。
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