CN113830057A - 电液制动系统及用于其的压力供应单元 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电液制动系统及用于其的压力供应单元。一种电液制动系统包括主缸(MC)，其流体地联接到MC流体通路并且被配置为响应于制动踏板上的按压力而将流体供应到MC流体通路中。压力供应单元(PSU)包括电动马达和设置在活塞孔内的PSU活塞，PSU活塞可由电动马达移动通过活塞孔并将活塞孔分成第一腔室和第二腔室。踏板感觉模拟器(PFE)包括可移动通过PFE孔并将上腔室与下腔室分隔开的PFE活塞。响应于PFE的压缩，流体从PFE的下腔室传送到PSU的第二腔室。MC流体通路提供从主缸到PFE的上腔室的流体路径。

Description

电液制动系统及用于其的压力供应单元

技术领域

本公开总体上涉及用于车辆(诸如汽车)的制动系统。更具体地，本公开涉及具有压力供应单元(PSU)的线控制动系统，所述压力供应单元具有压力平衡(pressure-balanced)活塞。

背景技术

随着电动车辆和混合动力车辆在世界各地的市场中继续激增，众所周知，电池寿命的显著延长可以通过在制动期间利用该装置的马达-发电机输出能力来获得。然而，被用于给电池再充电的发电机模式下的输入扭矩与踏板力/行程对车辆减速的驾驶员输入函数(function)不一致。为了实现该复杂的函数，车辆的液压制动部必须提供发电机制动扭矩与驾驶员要求的制动扭矩之间的差。

多年来，工程界已经理解了这种要求，通常称为再生制动混合。用于实现这一点的最有效方式是使用“线控制动(brake-by-wire)”技术。为了实现这一点，制动踏板实际上变成操纵杆，所以它必须连接到行程和/或力传感器，以向系统ECU发送信号，系统ECU将此解释为驾驶员期望车辆减速的意图。此外，必须通过适当的力-行程关系来模拟制动踏板“感觉”，并且该制动踏板“感觉”还必须具有与将主缸直接应用于车轮制动部隔离的能力。

线控制动系统通常包括压力供应单元(PSU)，以提供用于致动车轮制动部的加压流体的供应。

发明内容

本公开提供一种电液制动系统和控制系统，该电液制动系统和控制系统包括以任何配置单独地或结合任何特征描述的任何特征。

本发明提供一种电液制动系统。电液制动系统包括主缸(MC)，主缸(MC)流体地联接到第一MC流体通路，并且被配置为响应于在联接到所述主缸的制动踏板上的按压力(pressing force)将流体供应到第一MC流体通路中。电液制动系统还包括：压力供应单元(PSU)，该PSU包括联接到致动器杆的电动马达；活塞孔，其包括与电动马达相反的末端；以及PSU活塞，该PSU活塞设置在所述活塞孔内并且可由所述致动器杆移动通过所述活塞孔并且将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室。所述电液制动系统还包括内缸，所述内缸位于所述活塞孔内，所述内缸从所述末端延伸并且限定了平衡孔。所述PSU活塞包括平衡活塞，所述平衡活塞延伸到所述平衡孔中并且具有与所述致动器杆的横截面积相等的横截面积。所述电液制动系统还包括止回阀，所述止回阀被配置为允许流体从所述PSU的所述第二腔室到所述PSU的所述第一腔室的流动，并阻止流体沿相反方向的流动。电液制动系统还包括踏板感觉模拟器(PFE)，该PFE包括可移动通过PFE孔并将上腔室与下腔室分隔开的PFE活塞。所述PFE的所述下腔室流体地联接到所述PSU的所述第二腔室，以响应于所述PFE的压缩而将流体从所述PFE的所述下腔室传送到所述PSU的所述第二腔室。所述第一MC流体通路流体地联接到所述PFE的所述上腔室，以提供从所述主缸到所述PFE的所述上腔室的流体路径。

本发明还提供一种用于电液制动系统的压力供应单元(PSU)。所述压力供应单元包括电动马达；以及活塞孔，所述活塞孔包括与所述电动马达相反的末端。压力供应单元还包括设置在活塞孔内的PSU活塞。PSU活塞可由所述电动马达移动通过所述活塞孔并将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室在所述PSU活塞与所述末端之间延伸。所述压力供应单元还包括第一供应端口，所述第一供应端口与所述第一腔室流体连通，用于响应于所述PSU活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而从所述第一腔室排放流体。所述压力供应单元还包括内缸，该内缸位于所述活塞孔内，从所述末端延伸并且限定了平衡孔。PSU活塞包括延伸穿过所述第一腔室并进入所述平衡孔的平衡活塞。

本发明还提供一种电液制动系统。电液制动系统包括单回路主缸(MC)，其具有单个活塞并且流体地联接到MC流体通路，并且被配置为响应于在联接到所述单回路MC的制动踏板上的按压力而将流体供应到所述MC流体通路中。电液制动系统还包括压力供应单元(PSU)，其包括电动马达和设置在活塞孔内的PSU活塞，所述PSU活塞可由所述电动马达移动通过所述活塞孔并且将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室，所述活塞孔包括与所述电动马达相反的末端。电液制动系统还包括用于将流体从所述压力供应单元传送至至少一个车轮制动部的PSU流体通路。PSU包括第一供应端口，所述第一供应端口与所述第一腔室流体连通，用于响应于所述PSU活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而将流体从所述第一腔室传送出来并传送至所述PSU流体通路。PSU还包括第二供应端口，所述第二供应端口与所述第二腔室流体连通，用于响应于所述PSU活塞远离所述末端移动通过所述活塞孔而从所述第二腔室排放流体并将该流体排放到所述PSU流体通路。

附图说明

本发明的设计的进一步的细节、特征和优点由参考相关联的附图的实施方式示例的以下描述得到。

图1示出了车辆中的线控制动系统的示意性框图；

图2示出了常规H桥类型的线控制动系统的示意图；

图3示出了12个阀线控制动系统的示意图；

图4示出了本公开的第一线控制动系统的示意图；

图5A示出了根据本公开的一个方面的压力供应单元(PSU)的剖视图；

图5B示出了图5A的剖视图的放大部分；

图6A示出了图4的第一线控制动系统的示意图的一部分，指示从PSU到ABS阀的流体路径；

图6B示出了图2的H桥类型的线控制动系统的示意图的一部分，指示从PSU到ABS阀的流体路径；

图6C示出了图3的12个阀线控制动系统的示意图的一部分，指示从PSU到ABS阀的流体路径；

图7A示出了图4的第一线控制动系统的示意图的一部分，其指示PSU的细节；

图7B示出了图3的12个阀线控制动系统的示意图的一部分，其指示PSU的细节；

图8A示出了图4的第一线控制动系统的示意图的一部分；

图8B示出了图2的H桥类型的线控制动系统的示意图的一部分，指示PFE隔离阀有故障；

图8C示出了图3的12个阀线控制动系统的示意图的一部分，其指示PFE隔离阀有故障；

图9示出了图4的第一线控制动系统的示意图，其指示到右前轮制动部的制动管路泄漏；

图10示出了释放阀的剖视图；

图11示出了根据本公开的一个方面的止回阀的剖视图；

图12示出了图11的止回阀的剖视立体图；

图13A示出了图11的止回阀的芯的立体图；

图13B示出了图13A的芯的立体图，该芯具有部分透明的阀壳体；

图14示出了本公开的线控制动系统的示意图；

图15示出了本公开的线控制动系统的示意图；

图16示出了具有轴向配置的单箱(one-box)线控制动装置，其中PSU与主制动缸轴向对准；

图17示出了具有马达停机(motor-down)配置的单箱线控制动装置；以及

图18示出了具有横向马达配置的单箱线控制动装置。

具体实施方式

参考附图，将根据以下实施方式详细描述本发明。

图1示出了车辆(诸如汽车)中的线控制动系统10的示意性框图。基本的线控制动(BBW)架构现已在汽车行业中得到广泛应用。车辆的主缸12或者在故障系统回退(fallback)模式下直接应用制动部，或者与车轮制动部13隔离并且连接到踏板感觉模拟器14，踏板感觉模拟器14复制传统制动系统的力、行程和阻尼。系统10使用制动踏板行程和/或力、和/或制动压力作为制动电子控制单元(ECU)17的输入信号。它进而向压力供应单元(PSU)16发送适当的信号。PSU 16可包括使一个或两个活塞移位的高效无刷电机和滚珠丝杠组件，这可以被认为是一个电动主缸。主缸12和/或PSU 16可以经由一系列控制阀15联接到车轮制动部13，该一系列控制阀15可以包括用于车轮制动部13中的各个车轮制动部13的施加阀(apply valve)和释放阀(未示出)，以提供诸如防抱死制动(ABS)、电子牵引控制等功能。

制动踏板输入限定了驾驶员意图，该驾驶员意图确定刹车的速度和力度，目的是复制常规真空助力制动系统的感觉。制动ECU 17还可以向驱动控制单元(DCU)18发送信号，该DCU 18也可以称为动力传动系统控制模块(PCM)，以在再生模式下使用一个或更多个电动马达使车辆减速。

图2示出了作为用于控制车辆的车轮制动部22a、22b、22c、22d的操作的线控制动(BbW)系统20a的一部分的常规H桥回路60的示意图。使用BbW系统的车辆的一个或更多个车轮可以由内燃机6提供动力。附加地或者另选地，使用BbW系统的车辆的一个或更多个车轮可以由电动马达8(例如，纯电动车辆)提供动力。附加地或者另选地，并且如在一些混合动力车辆的情况下，使用BbW系统的车辆的一个或更多个车轮可以在共享配置中由电动马达8和内燃机6两者提供动力。使用BbW系统的大多数车辆落入后两种类别中。图2中示出了共享配置的示例，其中两个前轮各自联接到内燃机6和电动马达8。然而，这仅是示例，并且可以使用其他配置，包括由内燃机6和/或电动马达8中的任一者或两者驱动的任何或所有车轮。此外，内燃机6和/或电动马达8中的任一者或两者可以被配置为驱动任何数量的车轮，例如通过直接驱动、差速器和/或其他动力传动系统部件。

H桥类型的BbW系统20a包括流体储存部(reservoir)24，流体储存部24保持液压流体并且将液压流体供应到双回路主缸30。液位传感器25(诸如浮子开关)监测流体储存部24中的液压流体的液位。储存部测试阀26选择性地控制从流体储存部24到双回路主缸30的流体流动。双回路主缸30被配置为响应于制动踏板36的施加而在第一主缸(MC)流体通路32和第二MC流体通路34中的每一个中供应流体压力。制动踏板36被联接以按下制动联动件38，制动联动件38进而按压双回路主缸30的主活塞40。MC流体通路32、34可以彼此流体隔离，以在两个MC流体通路32、34中的故障(例如泄漏)的情况下提供冗余。行程传感器37监测制动踏板36的位置。第一压力传感器33监测第一MC流体通路32中的压力。

踏板感觉模拟器(PFE)41包括PFE孔42。PFE活塞44可滑动地设置在PFE孔42内，以将PFE孔42分成上腔室42a和下腔室42b。PFE活塞44由弹簧45偏压以压缩上腔室42a。上腔室42a经由PFE隔离阀46选择性地流体地联接到第一MC流体通路32，以选择性地提供制动操作的自然感觉，特别是在双回路主缸30与操作车轮制动部分离时。第一止回阀47与PFE隔离阀46并联连接，以允许流体从PFE 41回流到第一MC流体通路32，同时防止流体沿相反方向的流动。下腔室42b经由回流(return)流体通路27流体地联接到流体储存部24。

压力供应单元(PSU)50包括电动马达52和PSU泵54，以将液压流体从流体储存部24供应到PSU流体通路56。转子角度传感器53可以联接到电动马达52以确定转子在马达中的位置，并且因此确定PSU泵54的位置。第二止回阀58允许流体从流体储存部24流入PSU流体通路56中，同时阻止流体沿相反方向的流动。第二压力传感器57监测PSU流体通路56中的压力。

这种液压布局包括具有控制双回路主缸30的MC流体通路32、34与PSU 50之间的切换的四个阀的H桥回路60。在美国专利6,533,369中描述了将车轮制动部22a、22b、22c、22d连接到双回路主缸30的常开阀的此基本安全回路以及将车轮制动部22a、22b、22c、22d连接到PSU 50的常闭制动部，该美国专利6,533,369通过引用整体并入本文。

控制阀歧管66将两个制动回路62、64流体地连接到相应的车轮制动部22a、22b、22c、22d。控制阀歧管66包括与车轮制动部22a、22b、22c、22d中的每一个相对应的施加阀68a和释放阀68b，以选择性地控制车轮制动部22a、22b、22c、22d中的相应车轮制动部与两个制动回路62、64中的相关联的一个制动回路之间的流体流动。施加阀68a和释放阀68b可以统称为防抱死制动系统(ABS)阀，以在这样的ABS中使用。然而，施加阀68a和释放阀68b可以用于其它功能，例如用于牵引力控制和/或用于扭矩矢量化。

除了八个标准的ABS阀68a、68b和四个H桥控制阀60之外，常规的线控制动系统包括另外两个阀26、46，使总阀数达到十四(14)个。PFE隔离阀46是常闭阀，并且其唯一目的是在需要主缸备用时在压力供应单元发生故障的情况下锁定PFE 41。储存部测试阀26可以用于关闭至流体储存部24的主主缸返回路径，使得系统可以进行自测试以确保PFE隔离阀46正常运行。这是非常重要的，因为如果PFE隔离阀46在第一次命令时未能打开，则踏板可能被锁定。

电子控制单元(ECU)70可以包括用于控制一个或更多个阀60、68a、68b、26、46的操作和/或用于监测一个或更多个传感器25、33、37、53、57并由此协调H桥BbW系统20a的操作的一个或更多个处理器、微控制器和/或电路。

图3示出了12个阀BbW系统20b的示意图。除了在此描述的变化之外，12个阀BbW系统20b可以与H桥BbW系统20a类似或相同。12个阀BbW系统20b可以提供优于图2中所示的H桥BbW系统20a的一些优点，诸如降低的成本、质量和尺寸，同时满足性能和安全性的要求。12个阀线控制动系统20b包括具有单个活塞的单回路主缸130，而不是H桥BbW系统20a的双回路主缸30。单回路主缸130经由主缸(MC)孔口132和MC止回阀134的并联组合从流体储存部24接收液压流体。单回路主缸130响应于制动踏板36的施加而将流体供给到第一MC流体通路32。第四止回阀136允许流体从流体储存部24流动到PSU 50，同时阻止流体沿相反方向的流动。

代替H桥回路60，12个阀BbW系统20b具有3个阀布置60a、60b、60c，该3个阀布置60a、60b、60c被配置为选择性地将第一主缸(MC)流体通路32或PSU流体通路56联接到两个制动回路62、64中的一者或两者，其进而流体地联接到车轮制动部22a、22b、22c、22d中的两个。3个阀布置60a、60b、60c包括MC隔离阀60a，该MC隔离阀60a被配置为选择性地将第一主缸(MC)流体通路32与第一制动回路62流体地联接。3个阀布置60a、60b、60c还包括PSU隔离阀60b，该PSU隔离阀60b被配置为选择性地将PSU流体通路56与第二制动回路64流体地联接。3个阀布置60a、60b、60c还包括中间回路连接阀60c，其被配置为选择性地将第一制动回路62与第二制动回路64流体地联接。

12个阀BbW系统20b包括将两个制动回路62、64流体地连接到相应的车轮制动部22a、22b、22c、22d的控制阀歧管66。控制阀歧管66可以与H桥BbW系统20a的控制阀歧管66类似或相同。

12个阀BbW系统20b可以提供降低的性能以实现我们行业所追求的成本、尺寸和质量的降低。由于可能由中间回路连接阀60c引起的滞后，这种布局也有缺点，它可能只适用于前/后系统，并且阀60a、60b、60c将需要足够大以使由并联在H桥BbW系统20a的H桥回路60中的两个阀执行相同流体流动。

图4示出了本公开的第一BbW系统120的示意图。第一BbW系统120是10个阀系统，该10个阀系统具有单回路主缸130和具有压力平衡活塞160的双回路压力供应单元(PSU)150。应当理解，第一BbW系统120的一个或更多个方面可以在具有不同数量的阀的制动系统中实现。如下所述，第一BbW系统120与先前描述的常规BbW系统显著不同。

第一BbW系统120包括单回路主缸130。液压流体可以经由MC孔口132和MC止回阀134的并联组合从流体储存部24流入到单回路主缸130中。液压流体响应于制动踏板36的施加(即，按压)而从单回路主缸130排放出并进入第一MC流体通路32中。

第一BbW系统120包括经由与第一止回阀47并联连接的第二孔口144流体地联接到第一MC流体通路32的PFE 41的上腔室42a。第一止回阀47被配置为允许流体从PFE 41流回到第一MC流体通路32，同时防止流体沿相反方向流动。第三压力传感器145监测PFE 41的上腔室42a中的流体压力。第四压力传感器146监测PSU流体通路56中的流体压力。

第一BbW系统120的双回路PSU 150包括第一流体端口152、第二流体端口154、第三流体端口155、第四流体端口156和第五流体端口158。PSU活塞160由电动马达52线性地移动，以经由第二流体端口154在压力下将液压流体供应到PSU流体通路56。

由于第二流体端口154的用于在PSU活塞160远离电动马达52延伸时从双回路PSU150供应流体的功能，所以第二流体端口154也可称为第一供应端口。由于第四流体端口156的用于在PSU活塞160朝向电动马达52缩回时从双回路PSU 150供应流体的功能，第四流体端口156也可以称为第二供应端口。由于第三流体端口155的用于在PSU活塞160远离电动马达52延伸时从双回路PSU 150供应流体的功能，第三流体端口155也可以称为第三供应端口。作为常闭阀的PSU储存部隔离阀(PRIV)126选择性地控制流体储存部24与流体地联接到双回路PSU 150的第一流体端口和第四流体端口156的进入通道128之间的流体连通。

PSU补充止回阀172连接在进入通道128和PSU流体通路56之间，并且被配置为允许流体从进入通道128流入PSU流体通路56，同时阻止流体沿相反方向流动。PSU平衡止回阀173连接在第三流体端口155与PSU流体通路56之间，并且被配置为允许流体从第三流体端口155流入PSU流体通路56，同时阻止流体沿相反方向流动。在一些实施方式中，可不使用PSU平衡止回阀173，且第三流体端口155可直接流体地联接到PSU流体通路56。

PFE 41的下腔室42b经由第五止回阀174连接至流体储存部24。第五止回阀174被配置为允许流体从流体储存部24流动到PFE 41中，同时阻止流体沿相反方向的流动。补充导管176也连接到PFE 41的下腔室42B。补充导管176经由第六止回阀178连接到双回路PSU150的第五流体端口158。第六止回阀178被配置为允许流体从补充导管176流入双回路PSU150的第五流体端口158中，同时阻止流体沿相反方向的流动。

作为常开阀的主缸隔离阀(MCIV)170选择性地控制第一MC流体通路32与PSU流体通路56之间的流体连通。

PSU流体通路56直接流体地连接到第一制动回路62和第二制动回路64中的每一者。第一双向止回阀162控制PSU流体通路56与第一制动回路62中的ABS阀68a、68b之间的流体流动，并且第二双向止回阀164控制PSU流体通路56与第二制动回路64中的ABS阀68a、68b之间的流体流动。下面进一步详细地描述双向止回阀162、164的目的和操作。

图5A示出了双回路PSU 150的剖视图。双回路PSU 150包括电动马达52，电动马达52被配置为在线性路径中移动致动器螺母202通过致动器孔204。具体地，电动马达52旋转螺纹杆205以在线性路径中移动致动器螺母202通过致动器孔204。在一些实施方式中，当致动器螺母202在线性路径中移动通过致动器孔204时，可以防止致动器螺母202旋转，例如通过键和槽。在一些实施方式中，一个或更多个滚珠轴承可以设置在螺杆205和致动器螺母202之间，提供滚珠丝杠接口。可包括一个或更多个行星减速齿轮的齿轮组206机械地联接电动马达52的马达轴和螺杆205，从而减小了施加到螺杆205的速度并增加了扭矩。

致动器杆208联接到致动器螺母202并且延伸到与电动马达52相反的球端209。致动器杆208延伸穿过隔板212并且由第一O形环210密封。致动器杆208的球端209以紧密的卡扣配合适配在PSU活塞160中的对应的凹部211内，从而允许由致动器杆208推动或拉动PSU活塞160。PSU活塞160设置在活塞孔222内，并且被配置为响应于由致动器杆208的球端209按压而线性地移动通过该活塞孔222。活塞孔222在隔板212和末端228之间延伸。PSU活塞160将活塞孔222分成第一腔室224和第二腔室226。第一腔室224在末端228与PSU活塞160之间延伸。致动器杆208的球端209与PSU活塞160中的对应凹部211之间的互锁配合可允许双回路PSU 150在没有复位弹簧的情况下工作，否则可能需要复位弹簧，从而提供优于替代设计的成本节省。

第二腔室226在PSU活塞160与隔板212之间延伸。第二流体端口154提供到第一腔室224的流体连通，与末端228相邻，用于响应于PSU活塞160被推向末端228而使流体从第一腔室224排出。第四流体端口156和第五流体端口158各自提供到第二腔室226中的流体连通。

PSU活塞160包括顶面230，顶面230横跨活塞孔222并且接合致动器杆208的球端209。PSU活塞160还包括筒形裙部232，该筒形裙部232远离顶面230延伸并且邻近活塞孔222延伸到第一腔室224中。筒形裙部232限定了与第一流体端口152对准的进入通道234，用于允许流体在双回路PSU 150处于缩回位置的情况下进入第一腔室224中，如图5A所示。一组第二O形环236密封在活塞孔222与PSU活塞160之间，以防止流体在PSU活塞160周围泄漏。

双回路PSU 150包括位于活塞孔222内并且从末端228朝向电动马达52延伸并且在其内表面上限定了平衡孔242的内缸241。平衡孔242可以与活塞孔222同轴。PSU活塞160还包括平衡活塞240，平衡活塞240与顶面230相反地延伸并且具有等于致动器杆208的横截面积的横截面积。平衡活塞240延伸穿过平衡孔242。第三流体端口155提供进入平衡孔242的流体连通。第三O形环244围绕平衡活塞240延伸以与平衡孔242密封。

当驾驶员施加制动时，主缸隔离阀(MCIV)170关闭，并且PSU储存部隔离阀(PRIV)126保持打开。主缸流体被引导至PFE 41以模拟正常的制动踏板力和行程。相同的行程信息被发送到电子控制单元ECU 70，电子控制单元ECU 70随后将适当的电流施加到电动马达52以旋转滚珠丝杠并机械地使PSU活塞160移位。这导致流体行进通过双向止回阀162、164，穿过ABS施加阀68a，并最后到达车轮制动部22a、22b、22c、22d，以施加压力并使车辆减慢。

由于这是一个“开放的”系统，意味着在ABS停止时从车轮制动部释放的流体没有被捕获，而是在大气压力下回流到储存部，因此需要补充PSU。这是通过首先关闭将压力限制在PSU活塞160后面的PSU储存部隔离阀(PRIV)126来实现的。滚珠丝杠使致动器杆208缩回，以将PSU活塞160远离末端228拉回。这迫使PSU活塞160后面的流体经由补充止回阀172流到PSU活塞160的前面。在补充期间保持PSU活塞160两侧的压力，因为由于平衡活塞240，PSU活塞160的两侧现在随着PSU活塞160移动通过活塞孔222而移位相等的体积。

双回路PSU 150可以在组装厂使用“排空和填充(evac.and fill)”程序填充。也就是说，整个制动系统可以被排空并且然后制动液被添加，因此没有被捕获的空气。在这种情况下，平衡止回阀173可以具有非常低的破裂压力，并且平衡活塞240前面的平衡孔242将充满流体。在第一次施加(first apply)之后，平衡活塞240前面的平衡孔242不能补充，而是简单地产生部分真空。

另选地，如果不使用“排空和填充”程序，而是简单的压力或重力排放，然后少量的空气可以被捕获在平衡活塞240前面的平衡孔242中。这种少量的空气不会妨碍操作，但很可能会慢慢回到制动系统并被吸收。在上述两种情况中的任一种情况下，平衡活塞240前面的平衡孔242可以保持在大气压力或接近大气压力，因此它平衡了由致动器杆208施加在PSU活塞160的顶侧上的力。

图5B示出了双回路PSU 150的放大部分，示出了致动器杆208的球端209如何适配在PSU活塞160中的相应凹部211内。致动器杆208可以包括塑料和冲压组件，该塑料和冲压组件适配到PSU活塞160中的凹部211中。然后，可以将球端209卡扣并保持到PSU活塞160中，以形成具有相当高的拉出力的牢固联接。

图6A示出了图4的第一BbW系统120的示意图的一部分，指示从双回路PSU 150到控制阀歧管66的流体路径，控制阀歧管66也可以称为ABS阀。图6B示出了图2的H桥类型BbW系统20a的示意图的一部分，指示从PSU 50到控制阀歧管66的流体路径，其中PSU与控制阀歧管66之间的流体路径中的隔离阀被圈出(circle)。图6C示出了图3的12个阀BbW系统20b系统的示意图的一部分，其指示从PSU 50到控制阀歧管66的流体路径，其中在PSU 50与控制阀歧管66之间的流体路径中的隔离阀被圈出。

这些示意图示出了第一BbW系统120在制动响应时间的重要方面的优点。在H桥BbW系统20a和12个阀BbW系统20b的设计中，流体必须从PSU 50流过一个或两个隔离阀到车轮制动部。在第一BbW系统120中，在双回路PSU 150与车轮制动部之间不存在隔离阀。这为第一BbW系统120提供了明显的优势，因为阀的典型孔口等效尺寸范围为0.7至1.0，这可引起显著的流动限制，从而减小制动响应时间。

还应当注意的是，这种情况对于12个阀BbW系统20b可能更糟，因为根据需要，阀需要更大才能实现与H桥BbW系统20a中的并联阀相同的流量。此外，由于交叉阀增加了流量限制，这种设计可能只适用于前/后液压基座制动部分流(split)。

图7A示出了图4的第一BbW系统120系统的示意图的一部分，其指示双回路PSU 150的细节。第一BbW系统120的设计是独特的，并且给制动系统增加了一定程度的安全性，因为总是在PSU活塞160后面存在流体。这实际上消除了密封失效的泄漏问题。当PSU活塞160向左移位(即，在排放冲程期间)时，打开PRIV 126，并且流体可以经由第四流体端口156进入第二腔室226。流体还可以经由第五流体端口158和第六止回阀178进入第二腔室226。在补充期间(即，当PSU活塞160向右移动时)，PRIV 126关闭，从而将第二腔室226密封在PSU活塞160后面。当致动器杆208缩回时，PSU活塞160被拉离末端228，这进而将流体从第四流体端口156推出到第二流体端口154和第三流体端口155，由于活塞两侧的面积相等，因此始终保持系统压力。

图7B示出了图3的H桥BbW系统20a的示意图的一部分，其指示PSU 50的细节。12个阀BbW系统20b可以结合具有类似或相同设计的PSU 50，该PSU 50仅在活塞的一侧上具有流体。这种干式活塞PSU可能会遭受通过PSU活塞密封件泄漏到马达组件中的流体泄漏。此外，为了建立补充，PSU出口阀必须关闭，并且产生真空以允许流体进入PSU孔中。这产生了对空气吸入的进一步的关注。最后，如果存在滚珠丝杠故障，则PSU活塞将仅在液压锁定到位之前行进与推杆活塞相当的位移。

图8A示出了图4的第一BbW系统120的示意图的一部分。图8B示出了图2的H桥BbW系统20a的示意图的一部分，指示PFE隔离阀有故障。图8C示出了图3的12个阀BbW系统20b的示意图的一部分，指示PFE隔离阀有故障。图8A至图8C例示出了第一BbW系统120的设计本质上是更安全的另一领域为用于启动线控制动模式。在H桥BbW系统20a和12个阀BbW系统20b中，踏板感觉模拟器(PFE)被常闭阀锁定以用于回退模式操作。如果其他控制阀都工作正常(阻止主缸流向车轮制动部)并且PFE隔离阀未能打开，则踏板可能被锁定，因此无法将行程信息传输到ECU，从而可能导致制动失败。由于本公开的第一BbW系统120的独特的平衡活塞设计，本公开的第一BbW系统120不需要PFE隔离阀。因此，每次制动施加时都保证了制动踏板移位，并且消除了踏板锁定问题。

图9示出了图4的第一BbW系统120的示意图，其指示到右前轮制动部的制动管路泄漏。这例示了主制动系统中双止回阀的主要目的是防止制动系统在出现泄漏(如制动软管故障)时的长期(例如整夜)泄漏。止回阀需要小的压差来致动，这足以防止因重力影响而泄漏。这为使用单主缸回路作为备份的系统增加了另一项安全措施。换句话说，双向止回阀162、164中的每一个可防止流体流过其中，除非其两端的压差大于预定压力值。在泄漏的情况下，双向止回阀162、164中的对应的一个两端的压差可以下降到预定值以下，在此之后，对应的双向止回阀162、164阻挡流动，从而防止进一步的泄漏。

图10示出了释放阀166的剖视图。释放阀166可以是常规设计。图11示出了双向止回阀162、164的剖视图，该双向止回阀162、164可以使用许多与图10中所示的释放阀166相同的工具和部件。图12示出了双向止回阀162、164的剖视立体图。

块(block)300从开口端304限定了阀孔302。阀芯310设置在阀孔302内。阀芯310通常是管状的并且限定了内部通道312，内部通道312在第一端314与第二端316之间轴向延伸穿过阀芯310。帽318封闭开口端304，将阀芯310保持在阀孔302内。块300限定了第一流体通道320，第一流体通道320经由阀芯310中的第一孔322与内部通道312的第一端314流体连通。块300还限定了第二流体通道324，第二流体通道324与阀芯310的第二端316对准并与阀芯310的第二端316流体连通。球密封件330、球332和弹簧334设置在阀孔302内，形成第一止回阀，以允许流体从第一流体通道320流过阀芯310的内部通道312到达第二流体通道324，同时防止流体沿相反方向的流动。阀芯310包括与第二端316相邻的较小部分340，以及与第二端316间隔开、朝向第一端314的较宽部分342。唇形密封件344围绕阀芯310的较小部分340设置并且接合形成在块300中的相应肩部346。唇形密封件344用作第二止回阀，从而允许流体围绕阀芯310的周边从第二流体通道324流动到第一流体通道320，同时防止流体沿相反方向的流动。

图13A和图13B示出了双向止回阀162、164的芯的附加视图。

图14示出了本公开的第二BbW系统420的示意图。第二BbW系统420可以与第一BbW系统120类似或相同，但这里讨论了几个不同点。该第二BbW系统420的变化提供了具有第一回路和第二回路的2个回路主缸422的附加安全益处。2个回路主缸422的第一回路被配置为经由第一MC流体通路32和PSU流体通路56向第一制动回路62供应流体。2个回路主缸422的第二回路被配置为经由第二MC流体通路34向第二制动回路64供应流体。作为常开阀的主缸隔离阀(MCIV)170选择性地控制第一MC流体通路32与PSU流体通路56之间的流体连通。作为常闭阀的回路隔离阀423选择性地控制两个制动回路62、64之间的流体连通。回路隔离阀423还可以被称为初级/次级回路隔离阀。作为常开阀的次级MC隔离阀424选择性地控制第二MC流体通路34与第二制动回路64之间的流体连通。

这些部件422、423、424的添加可以提供另一层安全，因为不再需要用于车轮制动部处的泄漏隔离的积极故障模式管理，并且即使在泄漏和断电的双重故障的情况下，系统也将回退到半系统(half system)。另外，实现了第一BbW系统120的相同附加安全益处，其平衡PSU活塞消除了泄漏问题和/或空气吸入。

图15示出了本公开的第三BbW系统520的示意图。第三BbW系统520可以与第一BbW系统120类似或相同，但这里讨论了几个不同点。此设计变化稍微不同于其它设计变化，因为它需要从ABS施加阀68a移除旁路止回阀。这可能需要增加每个ABS施加阀68a中的阀内复位弹簧，以避免在泄压时因伯努利效应而自关闭。然而，这种改变的益处是，PSU出口回路可以在再生循环期间被完全隔离，并且直接从流体储存部24抽取流体。所添加的安全益处在于，在机械故障的情况下，在PSU活塞160后面仍然存在被捕获的流体，这就是为什么所述设计现在被称为“流体平衡”的原因。这也实际上消除了对空气摄入的担忧。如果电动马达52发生故障，则单回路主缸130将流体直接供应到车轮制动部22a-22d。PFE 41的任何移位将从从PSU活塞160后面进入的流体中恢复。双向止回阀522可以代替位于双回路PSU 150与PFE41的下腔室42b之间的第六止回阀178。这允许在双回路PSU 150与PFE 41的下腔室42b之间的两个方向上的流体流动。这确保了下腔室42b保持充满流体，因为在制动施加之后，PSU活塞240的缩回可以迫使流体返回到PFE 41的下腔室42b中。

BbW系统120、420、520可以被封装在任何配置中。例如，BbW系统120、420、520中的任一个可以具有轴向配置620a，其中PSU与主制动缸轴向对准，如图16所示。附加地或另选地，BbW系统120、420、520中的任一个可以具有马达停机配置620b，如图17所示。附加地或另选地，BbW系统120、420、520中的任一个可以配置有横向马达配置620c，其中电动马达52具有横向于主制动缸延伸的马达轴，如图18所示。

根据本公开的一个方面，线控制动操作模式下机动车辆的制动系统既可以由处于正常线控制动操作模式下的车辆驾驶员致动，并且还可以由处于至少一个回退操作模式下的相同驾驶员操作，在所述至少一个回退操作模式中，仅由车辆驾驶员操作制动系统是可能的。

所述制动系统包括用于致动制动主缸的制动踏板，该制动主缸具有壳体和单个活塞，并且该制动主缸限定了单个压力腔室，该单个压力腔室随后连接到车轮制动部，其中，在由车辆驾驶员致动制动系统时，由制动踏板施加的致动力被施加在单个活塞上，并且当制动踏板未被致动时，活塞被复位弹簧定位在起始位置。

所述制动系统还包括用于压力介质的压力介质储存部，所述压力介质储存部暴露于大气压力并且具有与所述压力腔室相关联的储存腔室；行程检测装置，所述行程检测装置检测所述制动踏板或者至少连接到所述制动踏板的所述活塞的所述致动行程；以及踏板感觉模拟器，所述踏板感觉模拟器在所述线控制动模式下向所述车辆驾驶员传送期望的触觉制动踏板感觉，所述踏板感觉模拟器液压地直接连接到所述主缸压力腔室。

所述制动系统还包括电可控的压力供应单元，该电可控的压力供应单元输送制动系统压力，并且由密封到主壳体孔的活塞组成，该活塞在一端由独立致动的推杆移位，以供应制动系统压力，该独立致动的推杆也在相应的孔中被密封到主壳体，并且该活塞在另一侧上由延伸杆移位，该延伸杆是主活塞的一部分，并且其尺寸与推杆完全相同，并且被密封在与其尺寸成比例的单独的孔中，例如当活塞和推杆移位时，相等体积的流体在两侧上移位。

制动系统还包括在延伸杆的孔与主系统压力路径之间的流体连接，止回阀组件将这两个区域分开，所述止回阀允许从延伸杆的孔到主系统压力路径的流动；主缸隔离阀，该主缸隔离阀用于将主缸与制动回路隔离；压力供应单元储存部隔离阀，该压力供应单元储存部隔离阀用于将电可控压力源的推杆侧与储存部隔离；正向流动和反向流动止回阀，该正向流动和反向流动止回阀彼此平行并且位于压力供应单元与两个车轮制动部之间，其中第二前向流动和反向流动止回阀彼此平行并且位于压力供应单元与其余两个车轮制动部之间；以及用于车轮制动部中的每一个的入口阀和出口阀，用于设置从电子控制单元产生的信号得出的车轮单独制动压力，其中入口阀在未致动(unactivated)状态下将流体传输到车轮制动部并且在致动状态下限制或防止车轮压力的积聚，出口阀在未致动状态下防止压力介质从车轮制动部流出到储存部，并且在致动状态下允许和控制流出，入口阀关闭，从而降低车轮制动压力。

前面的描述并不旨在是穷举的或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选实施方式中使用，即使没有具体示出或描述。特定实施方式的各个元件或特征也可以以多种方式变化。此类变化不应被视为脱离本公开，并且所有此类修改旨在被包括在本公开的范围内。

本专利申请要求于2021年5月24日提交的美国临时专利申请No.63/192,513的权益，其内容通过引用整体并入本文。

Claims (18)

1.一种电液制动系统，所述电液制动系统包括:

主缸，所述主缸流体地联接到第一主缸流体通路，并且被配置为响应于联接到所述主缸的制动踏板上的按压力而将流体供应到所述第一主缸流体通路中；

压力供应单元，所述压力供应单元包括：电动马达，所述电动马达联接到致动器杆；活塞孔，所述活塞孔包括与所述电动马达相反的末端；以及压力供应单元活塞，所述压力供应单元活塞设置在所述活塞孔内并且能够由所述致动器杆移动通过所述活塞孔并且将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室；

内缸，所述内缸位于所述活塞孔内，从所述末端延伸并且限定了平衡孔；

所述压力供应单元活塞包括平衡活塞，所述平衡活塞延伸到所述平衡孔中并且具有与所述致动器杆的横截面积相等的横截面积；

止回阀，所述止回阀被配置为允许流体从所述压力供应单元的所述第二腔室到所述压力供应单元的所述第一腔室的流动，并且阻止流体沿相反方向的流动；

踏板感觉模拟器，所述踏板感觉模拟器包括能够移动通过踏板感觉模拟器孔并且将上腔室与下腔室分隔开的踏板感觉模拟器活塞；

其中，所述踏板感觉模拟器的所述下腔室流体地联接到所述压力供应单元的所述第二腔室，以响应于所述踏板感觉模拟器的压缩而将流体从所述踏板感觉模拟器的所述下腔室传送到所述压力供应单元的所述第二腔室；并且

其中，所述第一主缸流体通路流体地联接到所述踏板感觉模拟器的所述上腔室，以提供从所述主缸到所述踏板感觉模拟器的所述上腔室的流体路径。

2.根据权利要求1所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括:

至少一个制动回路，所述至少一个制动回路被配置为将流体从所述压力供应单元传输到至少一个车轮制动部；

控制阀歧管，所述控制阀歧管包括用于控制所述至少一个制动回路与所述至少一个车轮制动部之间的流体流动的施加阀和释放阀中的至少一者；

其中，所述压力供应单元包括供应端口并且被配置为从所述供应端口排放流体；并且

其中，所述供应端口经由所述至少一个制动回路与所述控制阀歧管流体连通，并且在所述供应端口与所述控制阀歧管之间没有任何致动阀。

3.根据权利要求1所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括止回阀，所述止回阀设置在所述踏板感觉模拟器的所述下腔室与所述压力供应单元的所述第二腔室之间，并且被配置为允许流体从所述踏板感觉模拟器的所述下腔室到所述压力供应单元的所述第二腔室的流动，同时阻止流体沿相反方向的流动。

4.根据权利要求1所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括:

压力供应单元流体通路，所述压力供应单元流体通路与所述压力供应单元的所述第一腔室流体连通并且与多个车轮制动部流体连通，以向所述多个车轮制动部供应加压流体；以及

隔离阀，所述隔离阀提供所述第一主缸流体通路与所述压力供应单元流体通路之间的选择性流体连通。

5.根据权利要求1所述的电液制动系统，其中，所述主缸是流体地联接到与所述第一主缸流体通路流体地隔离的第二主缸流体通路的2个回路主缸，所述2个回路主缸被配置为响应于联接到所述2个回路主缸的所述制动踏板上的所述按压力而将流体供应到所述第一主缸流体通路和所述第二主缸流体通路中的每一者中；并且所述电液制动系统进一步包括：

次级主缸隔离阀，所述次级主缸隔离阀被配置为选择性地控制所述第二主缸流体通路与包括至少一个车轮制动部的至少一个制动回路之间的流体连通。

6.根据权利要求5所述的电液制动系统，其中，所述至少一个制动回路包括第一制动回路和第二制动回路；并且所述电液制动系统进一步包括回路隔离阀，所述回路隔离阀被配置为选择性地控制所述第一制动回路与所述第二制动回路之间的流体连通。

7.根据权利要求1所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括双向止回阀，所述双向止回阀被封装在单个孔中并且设置在所述踏板感觉模拟器的所述下腔室与所述压力供应单元的所述第二腔室之间，并且被配置为仅在所述双向止回阀两端的压差高于预定量时允许流体在所述踏板感觉模拟器的所述下腔室与所述压力供应单元的所述第二腔室之间的两个相反方向中的任一个方向上流动。

8.根据权利要求7所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括保持制动液的流体储存部；并且

其中，所述踏板感觉模拟器的所述下腔室仅通过所述双向止回阀连接至所述流体储存部。

9.根据权利要求1所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括:

压力供应单元流体通路，所述压力供应单元流体通路与所述压力供应单元的所述第一腔室流体连通，以向至少一个车轮制动部供应加压流体；

控制阀歧管，所述控制阀歧管包括用于控制所述压力供应单元流体通路与所述至少一个车轮制动部之间的流体流动的施加阀和释放阀中的至少一者；以及

双向止回阀，所述双向止回阀设置在压力供应单元流体通路与所述控制阀歧管之间，并且被配置为仅在所述双向止回阀两端的压差高于预定量时允许流体在所述压力供应单元流体通路和所述控制阀歧管之间的两个相反方向中的任一个方向上流动。

10.一种用于电液制动系统的压力供应单元，所述压力供应单元包括：

电动马达；

活塞孔，所述活塞孔包括与所述电动马达相反的末端；

压力供应单元活塞，所述压力供应单元活塞设置在所述活塞孔内，所述压力供应单元活塞能够由所述电动马达移动通过所述活塞孔并将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室在所述压力供应单元活塞与所述末端之间延伸；

第一供应端口，所述第一供应端口与所述第一腔室流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而从所述第一腔室排放流体；

内缸，所述内缸位于所述活塞孔内，从所述末端延伸并且限定了平衡孔；并且

所述压力供应单元活塞包括延伸穿过所述第一腔室并进入所述平衡孔的平衡活塞。

11.根据权利要求10所述的压力供应单元，所述压力供应单元进一步包括：第二供应端口，所述第二供应端口与所述第二腔室流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞远离所述末端移动通过所述活塞孔而从所述第二腔室排放流体。

12.根据权利要求10所述的压力供应单元，所述压力供应单元进一步包括：第三供应端口，所述第三供应端口与所述平衡孔流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而从所述平衡孔排放流体。

13.根据权利要求10所述的压力供应单元，其中，所述压力供应单元活塞包括背对所述末端的顶面；

所述压力供应单元进一步包括致动器杆，所述致动器杆联接到所述电动马达并且被配置为将按压力传输到所述压力供应单元活塞；并且

其中，所述致动器杆联接到所述压力供应单元活塞，以将所述压力供应单元活塞推向所述末端，并且将所述压力供应单元活塞拉离所述末端。

14.根据权利要求13所述的压力供应单元，其中，所述压力供应单元活塞的所述顶面限定了凹部；并且

所述致动器杆包括定位成与所述电动马达相反并且被配置为适配在所述压力供应单元活塞的所述顶面中的凹部内的球端。

15.一种电液制动系统，所述电液制动系统包括:

单回路主缸，所述单回路主缸具有单个活塞并且流体地联接到主缸流体通路，并且被配置为响应于联接到所述单回路主缸的制动踏板上的按压力而将流体供应到所述主缸流体通路中；

压力供应单元，所述压力供应单元包括电动马达和设置在活塞孔内的压力供应单元活塞，所述压力供应单元活塞能够由所述电动马达移动通过所述活塞孔并且将所述活塞孔分成第一腔室和第二腔室，所述活塞孔包括与所述电动马达相反的末端；

压力供应单元流体通路，所述压力供应单元流体通路用于将流体从所述压力供应单元传送至至少一个车轮制动部；

所述压力供应单元包括第一供应端口，所述第一供应端口与所述第一腔室流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而将流体从所述第一腔室传送出来并传送至所述压力供应单元流体通路；并且

所述压力供应单元包括第二供应端口，所述第二供应端口与所述第二腔室流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞远离所述末端移动通过所述活塞孔而从所述第二腔室排放流体并将该流体排放到所述压力供应单元流体通路。

16.根据权利要求15所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括：

至少一个制动回路，所述至少一个制动回路被配置为将流体从所述压力供应单元传输到至少一个车轮制动部；

控制阀歧管，所述控制阀歧管包括用于控制所述至少一个制动回路与所述至少一个车轮制动部之间的流体流动的施加阀和释放阀中的至少一者；

其中，所述压力供应单元包括供应端口并且被配置为从所述供应端口排放流体；并且

其中，所述供应端口经由所述至少一个制动回路与所述控制阀歧管流体连通，并且在所述供应端口与所述控制阀歧管之间没有任何致动阀。

17.根据权利要求15所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括:

内缸，所述内缸位于所述活塞孔内，从所述末端延伸并且限定了平衡孔；并且

所述压力供应单元活塞包括延伸穿过第一腔室并进入所述平衡孔的平衡活塞。

18.根据权利要求17所述的电液制动系统，所述电液制动系统进一步包括：第三供应端口，所述第三供应端口与所述平衡孔流体连通，用于响应于所述压力供应单元活塞朝向所述末端移动通过所述活塞孔而从所述平衡孔排放流体并将该流体排放到所述压力供应单元流体通路。

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