CN114987414A - 用于液压制动助力系统的踏板模拟器阀 - Google Patents

用于液压制动助力系统的踏板模拟器阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于液压制动助力系统的踏板模拟器阀，该模拟器阀包括壳体，该壳体具有延伸穿过其中的踏板模拟器通道和主缸通道。主缸通道在纵向上位于第一壳体表面与踏板模拟器通道之间。电枢至少部分地位于所述壳体内，以在第一电枢位置与第二电枢位置之间相对于壳体选择性地纵向往复运动。提升阀位于壳体内，以在第一提升阀位置与第二提升阀位置之间相对于电枢选择性地纵向往复运动。提升阀限定第一阀和第二阀，提升阀包括纵向延伸穿过其中并被第一阀选择性地阻塞的提升阀孔。阻尼流动流体路径选择性地允许通过该阻尼流动流体路径从主缸通道到踏板模拟器通道的流体连通。自由流动流体路径选择性地允许通过该自由流动流体路径从踏板模拟器通道到主缸通道的流体连通。

Description

用于液压制动助力系统的踏板模拟器阀
技术领域
本公开涉及一种使用模拟器阀的装置和方法，并且更具体地涉及一种用于在手动施加制动与助力制动之间的过渡期间控制和/或调节制动踏板下降的制动踏板模拟器阀的方法和装置。
背景技术
本发明总体上涉及车辆制动系统。车辆通常利用液压制动系统减速和停止。这些系统的复杂性不同，但是基础制动系统通常包括制动踏板、主缸、布置在两个类似但分开的制动回路中的流体管道，以及各个回路中的车轮制动器。车辆的驾驶员操作被连接到主缸的制动踏板。当制动踏板被压下时，主缸通过对制动流体加压而在两个制动回路中生成液压力。加压流体在两个回路中行进通过流体管道，以致动车轮处的制动缸，从而使车辆减速。
基础制动系统通常使用制动助力器，该制动助力器向主缸提供力，以辅助由驾驶员产生的踏板力。助力器可以通过真空或液压方式操作。典型的液压助力器感测制动踏板的运动并生成引入到主缸中的加压流体。来自助力器的流体辅助作用在主缸的活塞上的踏板力，这些活塞在与车轮制动器流体连通的管道中生成加压流体。因此，由主缸生成的压力增加。液压助力器通常位于主缸活塞附近，并且使用助力阀来控制施加到助力器的加压流体。
在处于助力模式的制动踏板单元的初始移动期间，驾驶员推动制动踏板，从而引起主缸的输入活塞的初始运动。输入活塞的进一步运动将对主缸的输入腔室加压，从而使流体流入踏板模拟器。在流体转移到踏板模拟器中时，踏板模拟器内的模拟压力腔室将膨胀，从而导致踏板模拟器内的活塞运动。活塞的运动压缩容纳在踏板模拟器内并偏压活塞的弹簧组件，以经由制动踏板向车辆的驾驶员提供反馈力，该反馈力模拟例如在传统的真空辅助液压制动系统中驾驶员在制动踏板处感觉到的力，因此对于驾驶员来说是期望的和舒适的“制动感觉”。
当车辆首次启动时，制动流体处于很小的压力下或没有压力。在某些情况下，驾驶员在“推进(push-through)”状态下手动施加制动，其中，主缸直接向至少两个、并且通常四个车轮制动器施加压力。当制动系统开始工作且压力增加时，系统转换到“助力”模式，其中，助力器用于补充或替代从驾驶员在制动踏板上的推进力发送到车轮制动器的加压流体。然而，这并不总是平滑的过渡，并且当踏板模拟器被加压时可能导致“踏板下降(pedaldrop)”状态，这对驾驶员来说可能不适应。
在于2020年8月4日授予Blaise Ganzel且标题为“Vehicle Brake System withAuxiliary Pressure Source”的美国专利No.10,730,501以及于2020年10月1日由BlaiseGanzel公开且标题为“Brake System with Multiple Pressure Sources”的美国专利申请公开No.2020/0307538中描述了现有技术的制动系统，出于全面目的，这两个专利的全部内容通过引用并入本文。
发明内容
在一方面，描述了一种模拟器阀。壳体具有从第一壳体表面纵向延伸的中心孔。壳体包括延伸穿过该壳体的踏板模拟器通道，以至少部分地将中心孔设置成与踏板模拟器流体连通。壳体包括延伸穿过该壳体的主缸通道，以至少部分地将中心孔设置成与主缸流体连通。主缸通道在纵向上位于第一壳体表面与踏板模拟器通道之间。电枢至少部分地位于所述壳体内，以在第一电枢位置与第二电枢位置之间相对于所述壳体选择性地纵向往复运动。提升阀位于壳体内并且至少部分地位于电枢的电枢孔内，以在第一提升阀位置与第二提升阀位置之间相对于电枢选择性地纵向往复运动。提升阀与电枢孔的至少一部分的第一阀座协作限定第一阀。提升阀至少部分地限定第二阀，该第二阀与第一阀座在纵向上间隔开并相对面向第一阀座。第二阀包括位于中心孔内并且至少部分地与中心孔的孔壁间隔开的第二阀座。提升阀包括纵向延伸穿过其中并被第一阀选择性地阻塞的提升阀孔。电枢、提升阀和中心孔协作地限定位于它们之间的阻尼流动流体路径。阻尼流动流体路径选择性地允许通过该流体路径从主缸通道到踏板模拟器通道的流体连通。当电枢处于第二电枢位置并且提升阀处于第一提升阀位置时，阻尼流动流体路径允许通过该流体路径进行流体连通。电枢、提升阀和中心孔在它们之间协作地限定自由流体路径。自由流动流体路径选择性地允许通过该流体路径从踏板模拟器通道到主缸通道的流体连通。当电枢处于第二电枢位置并且提升阀处于第二提升阀位置时，自由流动流体路径允许通过该流体路径进行流体连通。
附图说明
为了更好地理解，可以参考附图，在附图中：
图1是根据本发明的一个方面处于第一状态的模拟器阀的示意性剖面侧视图；
图2是处于第二状态的图1的模拟器阀的示意性剖面侧视图；
图3是处于第三状态的图1的模拟器阀的示意性剖面侧视图；
图4是在操作的第一阶段中的包括图1的模拟器阀的示意性液压图；
图5是在操作的第二阶段中的包括图1的模拟器阀的示意性液压图；以及
图6是在操作的第三阶段中的包括图1的模拟器阀的示意性液压图。
具体实施方式
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明包括以下特征、由以下特征组成或基本上由以下特征以任何组合组成。
图1示出了模拟器阀100，该模拟器阀包括壳体102，该壳体102具有从第一壳体表面106纵向向下延伸的中心孔104。尽管在图1至图3中以剖面图示出了阀100，但根据本发明的教导，本领域的普通技术人员将容易地能够设想阀100的组成部件彼此三维地相互作用的方式(例如，以密封和/或流体连通的方式)。壳体102包括延伸穿过其中的踏板模拟器通道108，以至少部分地将中心孔104设置成与踏板模拟器(在110处示意性地示出)流体连通。壳体102包括延伸穿过其中的主缸通道112，以至少部分地将中心孔104设置成与主缸(在114处示意性地示出)流体连通。主缸通道112在纵向上被设置在第一壳体表面106与踏板模拟器通道108之间。
可以为阀100提供任何合适数量、配置和类型的附加结构以便于其组装和/或使用，诸如但不限于附图中所示的阶梯状内孔IB。
电枢116至少部分地位于壳体102内，以用于相对于壳体102选择性地纵向往复运动。电枢116以任何期望的方式在第一电枢位置与第二电枢位置之间移动，诸如通过下面参考图1至图3描述的通过电和/或磁方式控制和施加的力移动。
提升阀118位于壳体102内并且至少部分地位于电枢116的电枢孔120内。提升阀118被配置成以任何期望的方式在第一提升阀位置与第二提升阀位置之间相对于电枢选择性地纵向往复运动，诸如通过下面参考图1至图3描述的通过电和/或磁方式控制和施加的力移动。提升阀118至少部分地限定与电枢孔120的至少一部分的第一阀座124协作的第一阀(在由122指示的区域处示意性地示出)。
如图所示，第一阀122可以包括相对于电枢孔120的第一阀座124保持在纵向位置的阀球126。当存在时，阀球126可以被压配合到电枢孔120的一部分中，并且可以被提供用于自密封、磨损补偿和/或任何其它目的。如在此所示，阀球126与提升阀118的肩部密封地相互作用，以共同形成第一阀122。
提升阀118还在与第一阀座124纵向间隔开且相对面向的位置处至少部分地限定第二阀(在由128指示的区域处示意性地示出)。第二阀128包括位于中心孔104内并且至少部分地与中心孔104的孔壁132间隔开的第二阀座130。提升阀118包括纵向延伸穿过其中的提升阀孔134。提升阀孔134被第一阀122(例如，并且如下面将假定的，被第一阀122的阀球126)选择性地阻塞。
图1示出了模拟器阀100被断电或关闭的情况。这种情况例如在车辆和/或包括模拟器阀100的制动系统处于停用状态时发生。如图1所示，在电枢116与芯138之间存在磁隙136，并且芯弹簧140在图1的取向中向下推动电枢116，以通过将电枢116向下推动到达提升阀118来同时闭合第一阀座124和第二阀座130。
芯138被设置成用于选择性地且磁性地纵向吸引电枢116的第一端142。电枢116本身在纵向上被置于芯138与提升阀118之间。如图所示，芯138的电枢吸引面144可以基本上是平面的。这与已知现有技术的两级模拟器阀的阶梯状电枢吸引面形成对比，并且可以有助于以比那些已知的阀更有效且有力的运动吸引电枢的第一端142。例如，与已知设备相比，电枢116不需要为了利用所示的基本上平面的电枢吸引面144闭合磁隙136而行进太远。
如上所述，芯弹簧140可以在纵向上被置于电枢116与芯138之间，以通常纵向地远离芯138偏压电枢116。因而，来自芯138的磁力必须克服芯弹簧140的弹簧力，以将电枢116从图1所示的第一位置移动到图2所示的第二位置。
还如这些图中所示，芯套管146可以至少部分地容纳在壳体102的中心孔104中，以保持芯138与壳体102处于预定间隔开的关系。电枢116至少部分地封闭在芯套管146内，并由此被引导以在第一电枢位置与第二电枢位置之间相对于芯138选择性地纵向往复运动。
可以设想，芯套管146可以将电枢116完全纵向地封闭在其中。芯138可位于芯套管146的第一端148。芯套管146在芯套管146的第二端150处或附近限定第二阀座130，第二端150与第一端148纵向间隔开。如这些图所示，第二阀座130可以由芯套管146的肩部提供。
如前所述，图1示出了处于第一(最低)电枢位置的电枢116。当电枢116处于该第一电枢位置时，由于芯弹簧140向下推动电枢116并且由此防止电枢116和提升阀118两者在图1的取向中向上行进，提升阀118由电枢116保持在第一(最低)提升阀位置。
现在转到图2，模拟器阀100被示为处于第二“过渡”配置。(过渡配置也是施加制动踏板时的助力配置。)例如，当车辆首次启动并且车辆的制动系统在用于制动的手动施加模式和助力模式之间过渡时，可以出现第二配置。电枢116、提升阀118和中心孔104在模拟器阀100的操作的这个初始或“过渡”时段共同地且协作地在它们之间限定阻尼流动流体路径；这个阻尼流动流体路径在图2中由箭头“D”指示。阻尼流动流体路径D选择性地允许通过其从主缸通道112到踏板模拟器通道108的流体连通。当电枢116处于第二升高的电枢位置(由于被磁性地吸引到芯138)并且提升阀118仍处于第一最低提升阀位置时，阻尼流动流体路径D允许通过其中的流体连通。因此，当制动系统从手动施加过渡到助力施加时，流体可以通过阻尼流动流体路径D从主缸114(至少部分地由驾驶员的脚在制动踏板上的压力供能)传送到踏板模拟器110。
在过渡阶段期间，当模拟器阀100处于图2所示的配置中时，制动系统的双作用柱塞将流体推入踏板模拟器110中。驾驶员的主动踏板感觉控制则基于踏板行程传感器以及压力传感器反馈。
当存在阀球126时，提升阀118远离电枢116的纵向运动打开第一阀122，以使流体流动(即，阻尼流动流体路径D)经过阀球126并进入提升阀孔134。该流体流动路径至少部分地由于阀球126保持(例如，经由与电枢孔120的摩擦配合)与电枢116接合而产生，该电枢116在从图1的配置过渡到图2的配置期间远离提升阀118移动。作为产生阻尼流动流体路径D的结果，制动流体可以从双作用柱塞和/或主缸114行进到踏板模拟器110。
现在参考图3，由踏板模拟器110内的流体积聚产生的背压已经将提升阀118在图3的取向中向上推动到第二提升阀位置。这是当驾驶员释放制动踏板时的“助力”配置。在此，第一阀122再次关闭，阀球126与提升阀118之间重新接触。因此，通过提升阀孔134的流体路径也不再可用。因此，电枢116、提升阀118和中心孔104协作地在它们之间限定自由流体路径；该相对无阻尼流动流体路径在图3中由箭头“F”表示。自由流动流体路径F选择性地允许通过其从踏板模拟器通道108到主缸通道112的流体连通。
当电枢116处于第二电枢位置并且提升阀118处于第二提升阀位置时，自由流动流体路径F允许通过其中的流体连通。一旦建立了自由流动流体路径F，踏板模拟器110可以用于选择性地将压力反馈到主缸114中，以帮助实现对于驾驶员的合适的踏板感觉，或用于任何其它期望的原因。基于驾驶员的请求，双作用柱塞将在这个模式期间继续建立经由制动踏板传送的较高助力压力。
图2和图3分别示出了模拟器阀100的“助力施加和释放”模式，实际上是用于整个制动系统的“助力施加和释放”模式，并且其持续直到车辆关闭的时间或者出现促使助力施加情况停止的一些其它事件为止。模拟器阀100在助力作用时的任何时间都“打开”。第一阀座124和第二阀座130中的哪一者是打开的取决于驾驶员是否施加或释放制动踏板。如果驾驶员没有施加或释放制动踏板，第一阀座124和第二阀座130二者可以部分打开。
在有意或无意地失去控制芯138的螺线管的电力的情况下，芯弹簧140将克服先前由当前断电螺线管提供的并且经由芯130磁性地施加的力，以将电枢116向下推回到第一电枢位置并且因此重新建立磁隙136并且将模拟器阀100返回到“手动施加”模式。
再次参考图1，可以设想，当电枢116处于第一电枢位置并且提升阀118处于第一提升阀位置时，可以允许流体沿着自由流动流体路径F流动，如图1所示。当踏板模拟器110中的压力比主缸114中的压力大能够克服作用在第二阀座130的区域上的弹簧(和其它)力的量时，可以允许这种流动。即，即使模拟器阀100处于手动施加、“关闭”或断电位置，也可以允许预定量的流体流动通过第二阀座130与提升阀118之间的第二阀128。该允许质量可以有助于实现系统中的期望效率，以及驾驶员的制动踏板感觉和响应特性，并且将例如在踏板模拟器110中的流体压力高于主缸114中的流体压力时发生。然而，为了强调图1的情况，当电枢116处于第一电枢位置并且提升阀118处于第一提升阀位置(即，在图1至图3的取向中，两者均处于其最低位置)时，自由流动流体路径F和阻尼流动流体路径D二者基本上被阻止流体流动。
还可以设想，自由流动流体路径F和阻尼流动流体路径D中的至少一者可以包括至少一个过滤器152(在图1至图3中通过示例的方式示出了两个)，以用于过滤流动通过其中的流体。当存在时，过滤器152可以是任何期望的类型，并且可以位于模拟器阀100中的任何期望位置。例如，所示的下部过滤器152在中心孔104中位于提升阀118下方。可以设想，圆筒形上部过滤器152也可以或替代地位于基本上围绕提升阀118的区域中；即，紧接在主缸通道112与芯套管146之间。根据本发明的特定使用环境的需要，本领域普通技术人员将能够容易地提供一个或更多个合适的过滤器152。
图4至图6示意性地示出了利用图1至图3的模拟器阀100的制动系统200。在图4至图6中，“粗体”线或粗线指示制动系统154的处于流体压力下的部件或部分。虚线指示制动系统200的在图中所示的模式中受到流体的压力和流动影响的部件或部分。
模拟器阀100不限于用在图4至图6的制动系统200中，而是可以用在期望对液压流进行磁致动控制的任何合适的设置中。例如，模拟器阀100可以用于以下共同专利申请中示出和描述的制动系统中：与本申请同时提交且标题为“Hydraulic Brake Boost”的序列号为No.XX/XXX,XXX(律师案卷号为no.ZF(BEJ)-029438US PRI)的美国专利申请、与本申请同时提交且标题为“Apparatus and Method for Control of a Hydraulic Brake System”的序列号为No.XX/XXX,XXX(律师案卷号为no.ZF(BEJ)-030117US PRI)的美国专利申请和/或与本申请同时提交且标题为“Apparatus and Method for Control of a HydraulicBrake System”的序列号为No.XX/XXX,XXX(律师案卷号为no.ZF(BEJ)-029439US PRI)的美国专利申请，出于全面目的，所有这些专利申请的全部内容在此通过引入整体并入。
制动系统200是液压助力制动系统，其中，助力流体压力用于为制动系统200施加制动力。制动系统200可以适当地用于地面车辆，诸如具有四个车轮的机动车辆，其中，车轮制动器与每个车轮相关联。此外，制动系统200可以设置有其它制动功能，诸如防抱死制动(ABS)和其它滑动控制特征，以有效地制动车辆。制动系统200的部件可以被容纳在一个或更多个块或壳体中。块或壳体可以由诸如铝之类的固体材料制成，其已经被钻孔、机加工或以其它方式形成以容纳各种部件。流体管道也可以被形成在块或壳体中。
在制动系统200的所示实施方式中，有四个车轮制动器202A、202B、202C和202D。车轮制动器202A、202B、202C和202D可以具有通过施加加压制动流体而操作的任何合适的车轮制动器结构。车轮制动器202A、202B、202C和202D中的每个车轮制动器可以包括例如安装在车辆上的制动卡钳，以接合与车轮一起旋转的摩擦元件(诸如制动盘)，从而实现相关联的车轮的制动。车轮制动器202A、202B、202C和202D可以与安装有制动系统200的车辆的前车轮和后车轮的任意组合相关联。例如，制动系统200可以被配置成如图所示的对角分开式系统，使得主缸次级压力回路与向对角车轮制动器202A和202B提供流体相关联，并且主缸初级压力回路与向对角车轮制动器202C和202D提供流体相关联。在这个示例中，车轮制动器202A可以与安装有制动系统200的车辆的右后车轮相关联，并且车轮制动器202B可以与左前车轮相关联。车轮制动器202C可以与左后车轮相关联，并且车轮制动器202D可以与右前车轮相关联。另选地，尽管在此未示出，制动系统200可以被配置成竖直分开式制动系统，使得车轮制动器202A和202B与车辆的前轴或后轴处的车轮相关联，并且车轮制动器202C和202D与车辆的另一轴处的车轮相关联。
制动系统200总体上包括总体以204指示的制动踏板单元、总体以110指示的踏板模拟器、总体以208指示的柱塞组件(也称为双作用柱塞)以及流体储液器210。储液器210储存并保持用于制动系统200的液压流体。储液器210内的流体优选地保持在大气压力或大约大气压力，但是如果需要，流体可以以其它压力储存。储液器210示意性地示出具有三个罐或区段，三个流体管线连接到该三个罐或区段。这些区段可以由储液器210内的几个内壁分开，并且被设置用于在这些区段中的一者由于经由连接到储液器210的三条管线中的一个管线的泄漏而耗尽的情况下防止储液器210的完全排放。另选地，储液器210可以包括多个单独的壳体。储液器210可以包括至少一个流体液位传感器212，该流体液位传感器检测储液器210的一个或更多个区段的流体液位。
制动系统200的柱塞组件208用作压力源，以在典型或正常制动施加期间向车轮制动器202A、202B、202C和202D提供期望的压力水平。在制动施加之后，来自车轮制动器202A、202B、202C和202D的流体可以返回到柱塞组件208和/或转移到储液器210。在所描绘的实施方式中，柱塞组件208是双作用柱塞组件，该双作用柱塞组件被配置成还在柱塞组件208的活塞向后以及向前进行行程时向制动系统200提供助力压力。
制动系统200还包括至少一个电子控制单元或ECU 214。ECU 214可以包括微处理器和其它电路。ECU 214接收各种信号、处理信号并响应于所接收的信号而控制制动系统200的各种电气部件的操作。ECU 214可以连接到各种传感器，诸如储液器流体液位传感器212、压力传感器、行程传感器、开关、轮速传感器和转向角传感器。ECU 214还可以连接到外部模块(未示出)，用于接收与车辆的偏航率、横向加速度、纵向加速度或由于任何原因的车辆操作的其它特性相关的信息，诸如但不限于在车辆制动、稳定性操作或其它操作模式期间控制制动系统200。另外，ECU 214可以连接到仪表组，用于收集和提供与警告指示器(诸如ABS警告灯、制动流体液位警告灯和牵引控制/车辆稳定性控制指示器灯)相关的信息。
制动系统100还包括第一隔离阀216和第二隔离阀218。隔离阀216和218可以是例如螺线管致动的三通阀。隔离阀216和218通常可操作到两个位置，如图4至图6示意性所示。第一隔离阀216和第二隔离阀218各自具有与输出管道220选择性地流体连通的端口，输出管道220通常与柱塞组件208的输出端连通。第一隔离阀216和第二隔离阀218还包括分别与第一主缸管道222和第二主缸管道224流体连通的端口，第一主缸管道222和第二主缸管道224各自经由主缸114连接到制动踏板单元204，如图4所示。第一隔离阀216和第二隔离阀218还包括分别与第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228流体连通的端口，所述第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228向车轮制动器202A、202B、202C和202D提供流体以及从车轮制动器202A、202B、202C和202D提供流体。
在一些使用环境中，第一隔离阀216和/或第二隔离阀218可以被机械地设计成使得当处于它们的断电位置时，允许流体分别沿从输出管道220到第一车轮制动管道226和第二车轮制动管道228以及到第一主缸管道222和第二主缸管道224的方向流动，并且可以绕过阀216和218的常闭阀座。因此，尽管没有示意性地示出三通阀216和218以指示该流体流动位置，但是应当注意，阀设计可以允许这种流体流动。这例如在执行制动系统100的自诊断测试中可能是有帮助的。
制动系统200还包括各种螺线管致动阀(“滑动控制阀装置”)，以用于允许受控的制动操作，诸如但不限于ABS、牵引控制、车辆稳定性控制、动态后配比、再生制动混合和自主制动。第一组阀包括与第一车轮制动管道226流体连通的第一应用阀230和第一排放阀232，以用于将从第一隔离阀216接收的流体协作地供应到右后车轮制动器202A，并且用于将来自右后车轮制动器202A的加压流体协作地释放到与储液器210流体连通的储液器管道234。第二组阀包括与第一车轮制动管道226流体连通的第二应用阀236和第二排放阀238，以用于将从第一隔离阀216接收的流体协作地供应到左前车轮制动器202B，并且用于将来自左前车轮制动器202B的加压流体协作地释放到储液器管道234。第三组阀包括与第二车轮制动管道228流体连通的第三应用阀240和第三排放阀242，以用于将从第二隔离阀218接收的流体协作地供应到左后车轮制动器202C，并且用于将来自左后车轮制动器202C的加压流体协作地释放到储液器管道234。第四组阀包括与第二车轮制动管道228流体连通的第四应用阀244和第四排放阀246，以用于将从第二隔离阀218接收的流体协作地供应到右前车轮制动器202D，并且用于将来自右前车轮制动器202D的加压流体协作地释放到储液器管道234。注意，在正常制动事件中，流体流动通过断电的打开应用阀230、236、240、244。另外，排放阀232、238、242、246优选地在正常制动期间处于它们的断电关闭位置，以防止不希望的流体流动到储液器210。
制动踏板单元204连接到制动踏板248，并且在驾驶员按压制动踏板248时由车辆的驾驶员致动。制动传感器或开关250可以连接到ECU 214以提供指示制动踏板248的下压的信号。制动踏板单元204可以用作加压流体的备用源，以在制动系统200的某些故障状态下和/或在制动系统200的初始启动时基本上替代来自柱塞组件208的正常供应的加压流体源。这种情况被称为手动推进事件或“手动施加”，并且是图4所示的情况。制动踏板单元204可以根据需要向车轮制动器202A、202B、202C和202D供应加压流体至第一主缸管道222和第二主缸管道224(在正常制动施加期间，第一主缸管道222和第二主缸管道224在第一隔离阀216和第二隔离阀218处常闭)。这种情况在图4中示意性地示出，其中，示出了主缸114和车轮制动器202A、202B、202C和202D处于压力下(以粗体示出)，其中，压力和流体二者流动通过至少第一主缸管道222和第二主缸管道224、第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228，并且从那时流到车轮制动器202A、202B、202C和202D。该流动主要在制动踏板248上的来自驾驶员的脚的机械压力下从主缸114被推进。返回参考模拟器阀100，图1所示的情况存在于图4的回路中，其中，电枢116和提升阀118二者处于它们的第一位置。
如图4至图6中示意性示出的，制动踏板单元204包括具有壳体252的主缸，壳体252用于在其中可滑动地容纳各种圆柱形活塞和其它部件。注意，在附图中没有具体示意性地示出壳体，而是例示了孔的壁。壳体252可以形成为单个单元，或者包括联接在一起的两个或更多个单独形成的部分。输入活塞254经由连杆臂256与制动踏板248连接。在某些条件下，输入活塞254的向左运动可以使主缸114内的压力增加。
主缸114经由主缸通道108与踏板模拟器110流体连通。输入活塞254可滑动地设置在主缸114的壳体252的孔中。当制动踏板单元204处于其静止位置(驾驶员没有压下制动踏板248)时，主缸114的结构允许壳体252的孔与储液器210之间经由储液器管道258流体连通。
制动系统200还可以包括可选的螺线管致动的模拟器测试阀260，该模拟器测试阀可以在打开位置与电力关闭位置之间被电子地控制。模拟器测试阀260在正常制动施加期间或对于手动推进模式不是必需的。模拟器测试阀260可以在各种测试模式期间被致动到关闭位置以确定制动系统200的其它部件的正确操作。例如，模拟器测试阀260可以被致动到关闭位置以防止经由储液器管道258通向储液器210，使得在制动踏板单元204中建立的压力可以用于监测流体流动以确定是否可能通过制动系统200的各种部件的密封件发生泄漏。
制动系统200还包括第一柱塞阀262和第二柱塞阀264。第一柱塞阀262优选为螺线管致动的常闭阀。因此，在断电状态下，如图4所示，第一柱塞阀262处于关闭位置。第二柱塞阀264优选为螺线管致动的常开阀。因此，在断电状态下，第二柱塞阀264处于打开位置，如图所示。止回阀可以被布置在第二柱塞阀264内，使得当第二柱塞阀264处于其关闭位置时，流体仍可以沿从第一柱塞输出管道266(从柱塞组件208)到通向第一隔离阀216和第二隔离阀218的输出管道220的方向流动通过第二柱塞阀264。在柱塞组件208的活塞的向后行程期间，可以在柱塞组件208内生成压力以输出到输出管道220中。制动系统200还包括止回阀268，诸如在生成柱塞组件208的活塞的向后行程的压力期间，止回阀268允许流体沿从管道270(从储液器210)到管道266的方向流动并进入柱塞组件208。
在制动踏板单元204的初始手动推进操作期间，输入活塞254的足够的向左运动将防止流体从主缸114流动到储液器管道258中并因此流动到储液器210中，但将使系统进入流通(flow-through)状态，在该状态下，驾驶员的脚将压力施加到主缸114，主缸114然后(响应于来自制动踏板248的压力)使流体流动通过第一主缸管道222和第二主缸管道224、第一隔离阀216和第二隔离阀218、第一车轮制动管道226和第二车轮制动管道228，并流动到车轮制动器202A、202B、202C和202D。输入活塞254的进一步向左运动将对主缸114加压，使流体经由踏板模拟器通道108流动到踏板模拟器110，踏板模拟器通道108在模拟器阀100的操作的过渡部分中同时打开，如图2所示和如上所述。在流体被转移到踏板模拟器110中时，踏板模拟器110经由制动踏板248向车辆的驾驶员提供反馈力。该反馈力模拟例如在传统的真空辅助液压制动系统中驾驶员在制动踏板248处感觉到的力。
踏板模拟器110的模拟压力腔室272与踏板模拟器通道108流体连通，踏板模拟器通道108与制动踏板单元204的主缸114流体连通。如图4至图6所示，螺线管致动模拟器阀100(以上参考图1至图3详细描述)被定位在踏板模拟器通道108与主缸通道112之间，以出于任何期望的原因选择性地控制主缸114与踏板模拟器110之间的流体流动。模拟器阀100的期望操作的一个示例是在故障和/或初始/启动状态期间，其中，制动踏板单元204用于以推进方式向车轮制动器202A、202B、202C和202D提供加压流体源，如本文所述。
总之，提供了一种用于致动一对前车轮制动器202B、202D和一对后车轮制动器202A、202C的制动系统200。后车轮制动器202A、前车轮制动器202B、后车轮制动器202C和前车轮制动器202D可以根据需要以任何顺序或序列、任何组合或者根据特定使用环境的需要单独地或成组地致动。虽然本文作为示例示出了对角制动系统，但是可以设想，本发明可以与分开式制动系统或任何其它配置一起使用，无论当前是否已知。该系统包括用于保持流体的储液器210和主缸114，主缸114可以在手动推进模式期间通过致动连接到主缸114的制动踏板248来操作以生成制动致动压力。在第一输出端和第二输出端(例如，第一主缸管道222和第二主缸管道224)处施加制动致动压力，用以于致动该对前车轮制动器202B、202D和该对后车轮制动器202A、202C。加压流体源(在此为柱塞组件208)被设置用于在非故障正常制动事件期间致动该对前车轮制动器202B、202D和该对后车轮制动器202A、202C。电子控制单元214被设置用于控制加压流体源。踏板模拟器110与主缸选择性地流体连通。制动系统200还包括本文示出和描述的模拟器阀100，该模拟器阀选择性地允许主缸114与踏板模拟器110之间的流体连通。
在使用中，制动系统200从启动或“手动施加”模式通过“过渡”模式移动到稳态“助力”模式，分别如上面参考图1至图3所述。手动施加模式通常仅在助力启动不可用于特定启动序列时进入。图4至图6示意性地示出了制动系统200整体的状态和操作，对应于这三种模式。
在图4的“手动施加”模式中，模拟器阀100处于图1所示的断电或关闭位置。驾驶员刚开始向制动踏板248施加脚压力，制动踏板248对主缸114加压(如该部件的粗阴影所示)，并使流体(如这些部件的虚线所示)流动通过第一主缸管道222和第二主缸管道224以及第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228，并从那里直接流动到车轮制动器202A、202B、202C和202D。同样，这是推进的情况，其中，驾驶员的脚对制动踏板248的压力直接将制动流体推向车轮制动器202A、202B、202C和202D。
在从图1和图4的配置转换到图2的“助力”配置和图5的“过渡”配置期间，至少模拟器阀100、柱塞组件208、第一柱塞阀262和第一隔离阀216被以电的方式致动，这使制动系统200移动到“过渡”模式。(作为旁注，虽然第二隔离阀218在该点处还没有通电，但是可以允许通过该第二隔离阀218的预定量的流动，以根据需要帮助抑制或缓和(soften)过渡阶段。)
现在参考图5，至少主缸114、第一主缸管道222和第二主缸管道224以及第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228、止回阀268以及直接通向车轮制动器202A、202B、202C和202D的液压管线被保持在期望量的压力下，并且模拟器阀100已经移动到图2所示的位置。因此，在图2的取向中，电枢116已经被芯138磁性地向上拉动到第二电枢位置中，由此将阀球126远离提升阀118拉动(提升阀保持在第一提升阀位置中)并且打开阻尼流动流体路径D。结果，允许流体从主缸114通过阻尼流动流体路径D流动到踏板模拟器110。
“过渡”模式相当快地(在一秒的一小部分至一秒或两秒的量级上，取决于许多其它因素)通过，并且一旦踏板模拟器110已经获得足够的增压(由图5中的模拟压力腔室272内的向下箭头表示)，系统就进入“助力施加”模式，如图6中的整个制动系统200示意性示出的。
参考图6，第二隔离阀218已经被致动(除了先前致动的部件之外)。图6所示的“助力施加”模式包括主缸114、柱塞组件208、止回阀268、踏板模拟器110、第一主缸管道222和第二主缸管道224以及车轮制动器202A、202B、202C和202D(以及通向排放阀232、238、242、246的车轮制动器液压装置的部分)，其“保持”流体压力或帮助防止流体流回到储液器210，同时允许助力压力下降和流动。流体被允许在压力下流动通过输出管道220、第一车轮制动器管道226和第二车轮制动器管道228，并且通过施加阀230、236、240、244流到车轮制动器202A、202B、202C和202D。柱塞组件208基于驾驶员的请求继续建立较高的助力压力，并且ECU 214控制系统以在制动系统200的进一步操作期间执行来自驾驶员的制动请求，直到出现系统故障或车辆停用为止。
可以设想的是，在手动施加制动与助力制动之间的过渡期间，使用本文示出和描述的模拟器阀100的踏板下降(制动踏板对驾驶员的“感觉”)可以基于顾客偏好被主动地控制和调节。如果过渡踏板感觉是优选的，则包括根据本发明的各方面的模拟器阀100的制动系统还可以允许用户消除踏板下降。
如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还应当理解，本文使用的术语“包括”和/或“包含”可以指定所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。
如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或更多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
应当理解，当元件被称为“在另一元件上”、“附接到另一元件”、“连接到另一元件”、“与另一元件联接”、“接触另一元件”、“邻近另一元件”等时，该元件可以直接在另一元件上、直接附接到另一元件、直接连接到另一元件、直接与另一元件联接，直接接触另一元件或直接邻近另一元件，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为例如“直接在另一元件上”、“直接附接到另一元件”、“直接连接到另一元件”、“直接与另一元件联接”，“直接接触另一元件”或“直接邻近另一元件”时，不存在中间元件。本领域普通技术人员还将理解，对“直接邻近”另一特征设置的结构或特征的引用可以具有交叠或位于相邻特征之下的部分，而“邻近”另一特征设置的结构或特征可以不具有交叠或位于相邻特征之下的部分。
本文可以使用空间上相对的术语，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、上部”、“近侧”、“远侧”等，以便于描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应当理解，除了图中所示的取向之外，空间相对术语还可以包括使用或操作中的设备的不同取向。例如，如果图中的设备是倒置的，则被描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”的元件将被定向为在其它元件或特征“上方”。
如本文所使用的，短语“X和Y中的至少一者”可以被解释为包括X、Y或者X和Y的组合。例如，如果元件被描述成具有X和Y中的至少一者，则该元件可以在特定时间包括X、Y或者X和Y的组合，其选择可以随时间变化。相反，短语“至少一个X”可以被解释为包括一个或更多个X。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的“第一”元件也可以被称为“第二”元件。操作(或步骤)的序列不限于权利要求或附图中给出的顺序，除非另外特别指出。
虽然已经参考以上示例方面具体示出和描述了本公开的方面，但是本领域普通技术人员将理解，可以设想各种附加方面。例如，上述使用该装置的具体方法仅仅是例示性的；本领域的普通技术人员可以容易地确定用于将上述装置或其部件设置到与本文所示和所述的位置基本上相似的位置中的任何数量的工具、步骤序列或手段/选项。为了在附图中保持清楚，所示的重复部件中的某些重复部件没有被具体地编号，但是本领域的普通技术人员将基于被编号的部件认识到应当与未编号的部件相关联的元件编号；在附图中元件编号的存在或不存在并不旨在或暗示相似部件之间的区别。所描述的结构和部件中的任一者可以整体地形成为单个一体工件或整体工件，或者由单独的子部件构成，这些构造中的任一者包括任何合适的库存或定制部件和/或任何合适的材料或材料的组合。所描述的结构和部件中的任一者根据特定使用环境的需要而可以是一次性的或而重复使用的。任何部件可以设置有用户可感知的标记，以指示与该部件有关的材料、配置、至少一个尺寸等，用户可感知的标记可能帮助用户从用于特定使用环境的类似部件的阵列中选择一个部件。“预定”状态可以在被操纵的结构实际达到该状态之前的任何时间被确定，“预定”最迟在结构达到预定状态之前立即进行。术语“基本上”在本文中用于指示在很大程度上(但不一定是全部)是指定的质量-“基本”质量承认有可能包含一些相对较少的非质量项目。虽然本文描述的某些部件被示出为具有特定的几何形状，但是本公开的所有结构可以具有任何合适的形状、尺寸、配置、相对关系、截面积或对于特定应用所期望的任何其它物理特性。参考一个方面或配置描述的任何结构或特征可以单独地或与其它结构或特征组合地提供给任何其它方面或配置，因为将本文讨论的每个方面和配置描述为具有关于所有其它方面和配置讨论的所有选项将是不切实际的。结合这些特征中的任一者的设备或方法应被理解为落入基于以下权利要求及其任何等同物所确定的本公开的范围内。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求可以获得其它方面、目的和优点。

Claims (12)

1.一种模拟器阀，所述模拟器阀包括：
壳体，所述壳体具有从第一壳体表面纵向延伸的中心孔，所述壳体包括延伸穿过所述壳体的踏板模拟器通道，以将所述中心孔至少部分地设置成与踏板模拟器流体连通，所述壳体包括延伸穿过所述壳体的主缸通道，以将所述中心孔至少部分地设置成与主缸流体连通，所述主缸通道在纵向上位于所述第一壳体表面与所述踏板模拟器通道之间；
电枢，所述电枢至少部分地位于所述壳体内，以在第一电枢位置与第二电枢位置之间相对于所述壳体选择性地纵向往复运动；
提升阀，所述提升阀位于所述壳体内并且至少部分地位于所述电枢的电枢孔内，以在第一提升阀位置与第二提升阀位置之间相对于所述电枢选择性地纵向往复运动，所述提升阀与所述电枢孔的至少一部分的第一阀座协作地限定第一阀，并且所述提升阀至少部分地限定与所述第一阀座纵向间隔开并且相对面向的第二阀，所述第二阀包括位于所述中心孔内并且与所述中心孔的孔壁至少部分地间隔开的第二阀座，所述提升阀包括纵向延伸穿过所述提升阀并被所述第一阀选择性地阻塞的提升阀孔；
其中，所述电枢、所述提升阀和所述中心孔协作地在它们之间限定阻尼流动流体路径，所述阻尼流动流体路径选择性地允许通过所述阻尼流动流体路径从所述主缸通道到所述踏板模拟器通道的流体连通，当所述电枢处于所述第二电枢位置并且所述提升阀处于所述第一提升阀位置时，所述阻尼流动流体路径允许通过所述阻尼流动流体路径进行流体连通；并且
其中，所述电枢、所述提升阀和所述中心孔协作地在它们之间限定自由流动流体路径，所述自由流动流体路径选择性地允许通过所述自由流动流体路径从所述踏板模拟器通道到所述主缸通道的流体连通，当所述电枢处于所述第二电枢位置并且所述提升阀处于所述第二提升阀位置时，所述自由流动流体路径允许通过所述自由流动流体路径进行流体连通。
2.根据权利要求1所述的模拟器阀，所述模拟器阀包括用于在纵向上选择性地磁性吸引所述电枢的第一端的芯，所述电枢在纵向上被置于所述芯与所述提升阀之间。
3.根据权利要求2所述的模拟器阀，其中，所述芯的电枢吸引面基本上是平面的。
4.根据权利要求2所述的模拟器阀，所述模拟器阀包括芯弹簧，所述芯弹簧在纵向上被置于所述电枢与所述芯之间，以在纵向上远离所述芯偏压所述电枢。
5.根据权利要求2所述的模拟器阀，其中，芯套管至少部分地容纳在所述壳体的所述中心孔中，以保持所述芯与所述壳体处于间隔开的关系，所述电枢至少部分地封闭在所述芯套管内，并由此被引导以相对于所述芯选择性地纵向往复运动。
6.根据权利要求5所述的模拟器阀，其中，所述芯套管将所述电枢完全纵向地封闭在所述芯套管中，其中所述芯位于所述芯套管的第一端处，并且所述芯套管在所述芯套管的第二端处限定所述第二阀座。
7.根据权利要求1所述的模拟器阀，其中，所述第一阀包括相对于所述第一阀座保持在纵向位置的阀球，其中，所述提升阀远离所述电枢的纵向运动将所述第一阀打开，以使流体流动通过所述阀球并进入所述提升阀孔。
8.根据权利要求1所述的模拟器阀，其中，当所述电枢处于所述第一电枢位置并且所述提升阀处于所述第一提升阀位置时，所述自由流动流体路径和所述阻尼流动流体路径二者基本上被阻止流体流动。
9.根据权利要求8所述的模拟器阀，其中，当所述电枢处于所述第一电枢位置并且所述提升阀处于所述第一提升阀位置时，允许预定量的流体沿着所述自由流动流体路径流动。
10.根据权利要求1所述的模拟器阀，其中，所述自由流动流体路径和所述阻尼流动流体路径中的至少一者包括用于过滤通过其中的流体流的过滤器。
11.根据权利要求1所述的模拟器阀，其中，当所述电枢处于所述第一电枢位置时，所述提升阀通过所述电枢保持在所述第一提升阀位置。
12.一种用于致动一对前车轮制动器和一对后车轮制动器的制动系统，所述制动系统包括：
储液器；
主缸，所述主缸在手动推进模式期间能通过连接到所述主缸的制动踏板的致动而操作以在第一输出端和第二输出端处生成用于致动所述一对前车轮制动器和所述一对后车轮制动器的制动致动压力；
加压流体源，所述加压流体源用于在非故障正常制动事件期间致动所述一对前车轮制动器和所述一对后车轮制动器；
电子控制单元，所述电子控制单元用于控制所述加压流体源；以及
踏板模拟器，所述踏板模拟器用于与所述主缸选择性地流体连通；
其中，所述制动系统还包括根据权利要求1所述的模拟器阀，所述模拟器阀选择性地允许所述主缸与所述踏板模拟器之间的流体连通。
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