CN111512060A - 具有多个压力源的制动*** - Google Patents

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Abstract

一种用于操作第一车轮制动器、第二车轮制动器、第三车轮制动器和第四车轮制动器的制动器包括第一液压制动回路和第二液压制动回路，每个液压制动回路限定去往车轮制动器中的两个车轮制动器的流体导管。每个回路包括动力传动单元，该动力传动单元具有第一马达驱动活塞以用于对其中的压力腔室加压来将经加压流体提供到相应的流体导管。每个回路至少包括一对阀，该一对阀被适配成将经加压流体从流体导管选择性地提供到车轮制动器中的每一个车轮制动器。***包括两个单独的电子控制单元以用于控制回路中的每个回路，即，动力传动单元和该一对阀。

Description

具有多个压力源的制动***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月29日提交的美国临时申请号62/592,175的权益，该临时申请的公开内容通过援引并入本文。
发明背景
本发明总体上涉及车辆制动***。车辆通常用液压制动***来减速和停车。这些***的复杂程度各不相同，但是基本的制动***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。
一些基本的制动***可以使用制动助力器，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***(ABS)的引入。ABS***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***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***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，应该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***(被称为动态后配比(DRP)***)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)***的引入。典型地，已经对现有的ABS***添加阀来提供一种在加速期间控制车轮速度的制动***。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***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***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***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***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。
制动***还可以包括自主制动能力、比如自适应巡航控制(ACC)。在自主制动事件期间，各种传感器和***监测车辆前方的交通状况，并根据需要来自动启用制动***以使车辆减速。自主制动可以被配置成进行快速响应以避免紧急情形。制动***可以在驾驶员没有压下制动踏板的情况下或者即使驾驶员未能给制动踏板施加足够压力的情况下被启用。高级自主制动***被配置成在没有任何驾驶员输入的情况下操作车辆并且仅依赖于监测车辆周围的交通状况的各种传感器和***。
一些制动***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***可能包括单个压力源也是如此。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。美国专利号8,038,229、美国专利号8,371,661、美国专利号9,211,874和美国专利申请公开号2012/0306261中公开了全部通过援引并入本文的此类多路复用***。
发明内容
本发明涉及一种用于操作第一车轮制动器、第二车轮制动器、第三车轮制动器和第四车轮制动器的制动***。所述制动***包括流体储器。第一液压制动回路限定连接至所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器的第一流体导管。所述第一液压制动回路包括第一动力传动单元，所述第一动力传动单元具有第一马达驱动活塞以用于对第一压力腔室加压来将经加压流体提供到所述第一流体导管。第一阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第一车轮制动器。第二阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第二车轮制动器。第一电子控制单元控制所述第一动力传动单元以及所述第一阀和所述第二阀。所述制动***进一步包括第二液压制动回路，所述第二液压制动回路限定连接至所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器的第二流体导管。所述第二液压制动回路包括第二动力传动单元，所述第二动力传动单元包括第二马达驱动活塞以用于对第二压力腔室加压来将经加压流体提供到所述第二流体导管。第三阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第三车轮制动器。第四阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第四车轮制动器。第二电子控制单元与所述第一电子控制单元分开。所述第二电子控制单元控制所述第二动力传动单元以及所述第三阀和所述第四阀。
在本发明的另一个方面，一种制动***包括踏板模拟器和第一液压制动回路，所述第一液压制动回路限定连接至第一车轮制动器和第二车轮制动器的第一流体导管。所述第一液压制动回路包括第一动力传动单元，所述第一动力传动单元具有第一马达驱动活塞，所述第一马达驱动活塞被适配成将经加压流体提供到所述第一流体导管。第一阀布置在所述第一流体导管与所述第一车轮制动器之间，其中，所述第一阀被适配成从所述第一动力传动单元和所述第一车轮制动器选择性地提供经加压流体。第二阀布置在所述第一流体导管与所述第二车轮制动器之间，其中，所述第二阀被适配成从所述第一动力传动单元和所述第二车轮制动器选择性地提供经加压流体。第一电子控制单元控制所述第一压力控制单元，其中，所述第一电子控制单元对所述第一阀和所述第二阀提供多路复用控制，以彼此独立地控制所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器中的每个车轮制动器处的压力。所述制动***进一步包括与所述第一液压制动回路分开的第二液压制动回路。所述第二液压制动回路限定连接至第三车轮制动器和第四车轮制动器的第二流体导管。所述第二液压制动回路包括第二动力传动单元，所述第二动力传动单元具有马达驱动活塞，所述马达驱动活塞被适配成将经加压流体提供到所述第二流体导管。第三阀布置在所述第二流体导管与所述第三车轮制动器之间，其中，所述第二阀被适配成从所述第二动力传动单元和所述第三车轮制动器选择性地提供经加压流体。第四阀布置在所述第二流体导管与所述第四车轮制动器之间，其中，所述第四阀被适配成从所述第二动力传动单元和所述第四车轮制动器选择性地提供经加压流体。第二电子控制单元控制第二压力控制单元，其中，所述第二电子控制单元对所述第三阀和所述第四阀提供多路复用控制，以彼此独立地控制所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器中的每个车轮制动器处的压力。
当根据附图阅读时，根据优选实施例的以下详细描述，本发明的各个方面对于本领域技术人员将变得清楚。
附图说明
图1是制动***的第一实施例的示意图。
图2是图1的制动***的动力传动单元的放大示意图。
图3是图1的制动***的踏板模拟器的放大示意图。
图4是制动***的第二实施例的示意图。
图5是制动***的第三实施例的示意图。
具体实施方式
现在参照附图，图1示意性地展示了车辆制动***(总体上用10指示)的实施例。制动***10可以适当地在具有四个车轮的车辆(比如，汽车)上使用，其中每个车轮与液压致动的车轮制动器相关联。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以是通过施加经加压制动流体而操作的任何适合的车轮制动结构。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以包括例如制动钳，该制动钳安装在车辆上以接合随车辆车轮旋转的摩擦元件(比如，制动盘)以进行对相关联车辆车轮的有效制动。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以与安装有制动***10的车辆的前车轮和后车轮的任何组合相关联。例如，在沿对角线对分式制动***中，车轮制动器12a和12d可以与车辆的一侧相关联，而车轮制动器12b和12c可以与车辆的另一侧相关联。替代性地，车轮制动器12a和12b可以与前车轮相关联，而车轮制动器12c和12d可以与后车轮相关联。
制动***10可以设有制动功能、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。另外地，制动***10可以理想地适合于装备有自主驾驶特征的车辆。
制动***10包括流体储器14，以储存并容装用于制动***10的液压流体。储器14内的流体优选地总体上保持在大气压力下或接近大气压力。当然，储器14可以被设计成在其中储存处于其他压力的流体(如果期望的话)。制动***10可以包括用于检测储器14的流体液位的流体液位传感器16。流体液位传感器16可以有助于确定***10中是否发生泄漏。
在本发明的优选实施例中，制动***10包括第一液压回路和第二液压回路(总体上分别用20和22指示)。第一液压回路20和第二液压回路22中的每个液压回路均包括将在下面详细地解释的各种部件和流体导管。在本发明的一个实施例中，第一回路20和第二回路22的配置在结构和功能上相似。第一液压回路20经由流体导管24与储器14处于流体连通。类似地，第二液压回路22经由流体导管26与储器14处于流体连通。由于将在下面进一步详细地解释的原因，第一液压回路20和第二液压回路22除了分别经由导管24和26流体连接至储器14外并未彼此连接。换句话说，从第一液压回路20和第二液压回路22中的一个液压回路建立的任何压力将不会影响第一液压回路20和第二液压回路22中的另一个液压回路。这种配置的一个优点在于，第一液压回路20和第二液压回路22中的一个液压回路的任何故障几乎不可能影响第一液压回路20和第二液压回路22中的另一个液压回路。
第一液压回路20包括动力传动单元(总体上用30指示)。如将在下面详细地解释，动力传动单元30对第一液压回路20提供经加压流体源以选择性地致动车轮制动器12a和12b。第一液压制动回路20进一步包括第一阀32，该第一阀经由导管34与动力传动单元30处于流体连通。第一阀32经由导管36与车轮制动器12a处于流体连通。第一液压制动回路20还包括第二阀40，该第二阀经由导管34与动力传动单元30处于流体连通。第二阀40经由导管42与车轮制动器12b处于流体连通。第一阀32和第二阀40可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，第一阀32和第二阀40可以被配置成以电子地比例受控的方式进行操作，而不仅仅是数字式开/关阀。因此，可以在它们的极限的打开位置与关闭位置之间控制穿过阀32和40的压力和/或流速。
第一液压回路20可以进一步包括压力传感器或压力换能器44，以用于检测流体导管34内的压力。压力换能器44与电子控制单元或ECU 46通信。ECU 46可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***10的传感器接收信号，以便控制动力传动单元30来调节流体导管34内的液压压力的量，以向车轮制动器12a和12b施加期望的制动力。ECU46接收各种信号、对信号加以处理并响应于所接收的信号来控制制动***10的各个电气部件的操作。ECU 46可以连接至各种传感器，比如压力传感器、行进传感器、开关、车轮速度传感器和转向角度传感器。ECU 46还可以连接至外部模块(未示出)，以接收与车辆的横摆角速度、侧向加速度、纵向加速度有关的信息，比如用于在车辆稳定性操作期间控制制动***10。另外，ECU 46可以连接至仪表板，以收集和提供与警告指示器(比如，ABS警告灯、制动流体液位警告灯、和牵引力控制/车辆稳定性控制指示灯)有关的信息。
参照图2的放大示意图，动力传动单元30包括壳体，该壳体限定在其中形成的孔50。孔50包括在壳体的圆柱形壁54中形成的一对向外延伸的槽缝52。活塞56可滑动地布置在孔50中。活塞56包括从其向外延伸的一对防旋转销58。每个销58延伸到相应的槽缝52中，并且当活塞56在孔50内行进时沿着槽缝52的长度滑动。孔50还包括可滑动地布置在孔50中的远端部分60。活塞56的另一端连接至滚珠丝杠机构(总体上用62指示)。滚珠丝杠机构62由ECU 46控制。滚珠丝杠机构62被提供用于使活塞56沿着由孔50限定的轴线在孔50内沿向前方向(如观察图1和图2时向右)和向后方向(如观察图1和图2时向左)进行平移或线性运动。在所示的实施例中，滚珠丝杠机构62包括可旋转地驱动丝杠轴66的马达64。活塞56包括螺纹孔68，并且用作滚珠丝杠机构62的从动螺母。滚珠丝杠机构62包括多个滚珠70，该多个滚珠被保持在丝杠轴66中形成的螺旋滚道内和活塞56的螺纹孔68内，以减小摩擦。虽然滚珠丝杠机构62是相对于动力传动单元30来示出和描述的，但是应当理解，其他适合的机械线性致动器可以用于致使活塞56移动。还应当理解，虽然活塞56用作滚珠丝杠机构62的螺母，但是活塞56可以被配置成用作滚珠丝杠机构62的丝杠轴。当然，在这种情况下，丝杠轴66被配置成用作在其中形成有内部螺旋滚道的螺母。
动力传动单元30优选地包括传感器72，以检测活塞56在孔50内的位置。传感器72与ECU 46通信。在一个实施例中，传感器72可以检测活塞56的位置，或者替代性地，检测嵌在活塞56内的金属元件或磁性元件的位置。在替代性实施例中，传感器72可以检测马达64和/或滚珠丝杠机构62的旋转位置，该旋转位置指示活塞56的位置。
动力传动单元30包括与活塞56的端部部分60可滑动地接合的第一密封件80和第二密封件82。活塞56的端部部分60、第二密封件82和孔50限定动力传动单元30的压力腔室84。压力腔室84与流体导管34处于流体连通。如下面将描述，活塞56的向右移动减小压力腔室84的体积，这可以增大其中的压力，具体取决于第一阀32和第二阀40以及车轮制动器12a和12b的操作位置。复位弹簧86可以用来使活塞56沿向左方向偏置，如观察图1和图2时，比如将活塞56复位到其初始位置，如图1和图2所示。
如图2所示，来自储器14的导管24在第一密封件80与第二密封件82之间进入孔50。当活塞56处于其初始位置时，如图1和图2所示，压力腔室84经由在活塞56的端部部分60中形成的通路88与储器14处于流体连通。如将在下面详细地讨论，活塞56的充分向右移动将致使通路88移动超过第二密封件82，由此关闭压力腔室84与储器14之间的连通。密封件80和82可以具有任何合适的密封结构，比如唇形密封件、O型环或方形环构型。例如，第二密封件82可以形成为唇形密封件，使得如果导管24内的压力大于压力腔室84内的压力，则流体可以在从导管24到压力腔室84的方向上流动。
参照图1，第二液压回路22在功能和结构两个方面均与第一液压回路20非常相似。因此，可以制造相同的部件以用于两个液压回路20和22，从而有助于降低制动回路10的总体成本。应当注意，对上述第一液压回路20的部件的描述还将与第二液压回路22的部件相关。
第二液压回路20包括动力传动单元(总体上用90指示)。第二液压制动回路22进一步包括第三阀92，该第三阀经由导管94与动力传动单元90处于流体连通。第三阀92经由导管96与车轮制动器12c处于流体连通。第二液压制动回路22还包括第四阀98，该第四阀经由导管94与动力传动单元90处于流体连通。第四阀98经由导管100与车轮制动器12d处于流体连通。
第二液压回路22可以进一步包括压力换能器102，以用于检测流体导管94内的压力。压力换能器102与电子控制单元或ECU 104通信。类似于ECU 46，ECU 104可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***10的传感器接收信号，以便控制动力传动单元90来调节流体导管94内的液压压力的量，以向车轮制动器12c和12d施加期望的制动力。尽管ECU 46和104可以被配置成单个部件或块，但在本发明的一个实施例中，ECU 46和104是用于向制动***10提供冗余的单独且不同的部件。例如，如果ECU 46和104中的一个ECU因电力中断或部件故障而出故障，使得对应的液压制动回路20或22的控制成问题，那么可以适当地控制另一液压制动回路22或20以使车辆减速。
动力传动单元90在功能和结构方面与上面相对于图2描述的动力传动单元30相似。因此，本文将不进一步描述动力传动单元90的详细描述。应当理解，动力传动单元90的描述和操作的细节可以类似于本文讨论的动力传动单元30的描述和操作。
参照图1，制动***10进一步包括踏板模拟器(总体上用200指示)。踏板模拟器200连接至制动踏板202，该制动踏板由安装有制动***10的车辆的驾驶员操作。踏板模拟器200的目的之一是在驾驶员压下制动踏板202时向驾驶员提供力反馈。一般而言，驾驶员向制动踏板202施加的力越大，制动***10将在车轮制动器12a、12b、12c和12d处产生越大的制动力。当然，制动***10可以不以这种方式操作，比如像在防抱死制动或车辆稳定性状况下操作，其中制动***10可以经由向制动踏板202施加的力违反驾驶员的意图而致动车轮制动器12a、12b、12c和12d。来自踏板模拟器200的这个力反馈可以被配置成模仿驾驶员在压下利用主缸和液压致动式车轮制动器的常规制动***的制动踏板时用他们的脚“感觉到”的力。不同于其他常规制动***，制动***10在正常操作中或在故障状况下并不利用制动踏板202的致动来向制动***10提供经加压流体。因此，制动***10并不利用将由制动踏板202的压下引起的经加压流体引送到车轮制动器12a、12b、12c和12d的手动促推操作。
现在参照图3的示意图，踏板模拟器200具有限定孔204的壳体。应当注意，图1中没有具体示意性地示出壳体，而是展示了孔204的壁。活塞206可滑动地布置在孔204中。活塞206经由连杆臂208连接至制动踏板202。活塞206具有限定内孔210的总体上杯形构型。杆柱212从内孔210延伸，该杆柱沿着活塞206的轴线延伸。杆柱212包括圆化端部部分214。活塞206包括与密封件218密封地接合的外圆柱形表面216。活塞206还包括在向活塞206的端部222的方向上渐缩的环形或外截头圆锥形表面220。截头圆锥形表面220可以具有任何合适的环形形状。如将在下面详细地解释，当活塞206沿向左方向(如观察图3)移动足够的距离时，截头圆锥形表面220与弹性体构件224接合。在优选实施例中，弹性体构件224呈容纳在形成于孔204的壁中的凹槽226中的O型环的形式。
孔204、活塞206和密封件218限定流体腔室230。流体腔室230经由导管232与储器14处于流体连通。导管232优选地包括阻尼孔口234。在本发明的优选实施例中，在制动***10的大多数操作期间，流体腔室230连同储器14内的流体压力处于或接近大气压力。然而，如将在下面解释，在驾驶员以迅速且有力的方式压在制动踏板202上的尖峰施加期间，阻尼孔口234约束流体从流体腔室230穿过导管232的流动，从而阻碍活塞206的推进。阻尼孔口234的大小可以相应地确定。活塞206包括在其中形成的通路228，以在弹性体构件224与截头圆锥形表面220接合时防止流体腔室230内的压力建立。
踏板模拟器200进一步包括弹簧组件(总体上用240指示)。弹簧组件240总体上容纳在活塞206的内孔210内以及在踏板模拟器200的壳体的孔204内。弹簧组件240可以包括若干个弹簧元件以在驾驶员压下制动踏板202时向驾驶员提供力反馈。在本发明的优选实施例中，力不是线性的而是具有渐变弹簧刚度，如在下面详细地描述。弹簧组件240的多刚度或渐变刚度特性可以用于获得对驾驶员的期望力反馈。
在图3中示出的所展示实施例中，弹簧组件240总体上包括圆锥形弹簧垫圈组件242、第一弹簧244、第二弹簧246、杯形保持架248、以及弹性体弹簧元件250。应当理解，图3中展示的弹簧组件240的构型仅仅是合适的装置的一个示例，并且其他弹簧装置和弹簧元件可以用于弹簧组件240。
圆锥形弹簧垫圈组件242可以包括一个或多个圆锥形弹簧，该一个或多个圆锥形弹簧可以具有任何期望的弹簧刚度。在一个实施例中，圆锥形弹簧垫圈组件的圆锥形弹簧垫圈具有类似于第二弹簧246的弹簧刚度。第一弹簧244和第二弹簧246可以呈圆柱形螺旋弹簧的形式。第一弹簧244容装并保持在杯形保持架248内。保持架248被杆柱212的端部部分214捕获，但被准许在活塞206的移动期间相对于杆柱212以受限的方式滑动。第一弹簧244和第二弹簧246的端部作用于保持架248，使得第一弹簧244和第二弹簧246两者可以在活塞206的移动期间同时被压缩。在一个实施例中，第一弹簧244与第二弹簧246相比具有更低的弹簧刚度，使得第一弹簧244在活塞206的移动期间将比第二弹簧246压缩更多。术语“低刚度”和“高刚度”用于描述目的，而并不旨在限制。应当理解，弹簧组件240的各弹簧元件可以具有任何合适或期望的弹簧系数或弹簧刚度。弹性体弹簧元件250安装在形成于踏板模拟器200的壳体中的凹部252内。
踏板模拟器200优选地进一步包括多个冗余的行进传感器260。行进传感器260中的每个行进传感器均产生指示活塞206的行进长度的信号，并且将该信号提供到ECU 46和104中的一个或两个ECU。行进传感器260也可以检测活塞206的行进速率。在所示出的所展示实施例中，踏板模拟器200包括四个行进传感器260。在优选实施例中，针对液压回路20和22中的每个液压回路使用两个行进传感器260。因此，行进传感器260中的两个行进传感器与ECU 46通信，并且另外两个传感器260与ECU 104通信。在行进传感器260中的一个行进传感器出故障的情况下，这种布置为液压回路20和22中的每个液压回路均提供冗余。
现在将描述制动***10的操作。图1和图3展示了处于其闲置位置(初始位置)的踏板模拟器200。在这种状况下，驾驶员没有压下制动踏板202。另外，图1和图2展示了处于其闲置位置的动力传动单元30和90。而且，阀32、40、92和98处于其打开位置，从而准许与储器14流体连通。
在典型的制动状况期间，制动踏板202被车辆的驾驶员压下，从而通过连杆臂208的接合引起踏板模拟器200的活塞206的向左移动。输入活塞206的移动致使行进传感器260产生向ECU 46和104指示输入活塞206的行进长度和/或其行进速率的信号。基于指示驾驶员的期望制动意图的这些信号，ECU 46和104将相应地致动动力传动单元30和90。应当注意，在制动***10没有故障状况的这种典型制动状况下，液压回路20和22以类似方式起作用。因此，关于正常制动操作本文将仅相对于图2详细讨论液压回路20。
在这种典型制动状况期间，ECU 46致动马达64以使丝杠轴66沿第一旋转方向旋转。丝杠轴66沿第一旋转方向旋转使活塞56沿向前方向(如观察图1和图2时向右)前进。应当注意，在槽缝52内的销58的捕获防止了活塞56旋转。活塞56的初始充分移动将致使活塞56的通路88移动超过第二密封件82，由此关闭压力腔室84与储器14之间的连通。活塞56的进一步移动致使压力腔室84中的压力增大，并且流体从压力腔室84流出并进入导管34中。来自导管34的经加压流体被引导通过打开的第一阀32和第二阀40并且被引导到车轮制动器12a和12b。ECU 46基于来自行进传感器260的指示驾驶员意图的信号来控制动力传动单元30。因此，ECU 46可以控制动力传动单元30来相应地增大或降低其输出压力。
当驾驶员释放制动踏板202时，来自车轮制动器12a和12b的经加压流体可以反向驱动滚珠丝杠机构62，从而使活塞56移动回到其闲置位置。弹簧86有助于将活塞56移动回到其闲置位置。在某些情况下，还可能期望致动动力传动单元30的马达64以使活塞56缩回，从而从车轮制动器12a和12b排出流体。应当注意，弹簧86可以有助于在某些故障状况下使活塞56返回到其闲置位置。例如，如果动力传动单元30在压力施加期间出故障，那么活塞56将停止在动力传动单元30内移动并且保留在向前位置。这可以例如在动力传动单元30致动过程中其出现电力故障期间发生。这可以在车轮制动器112a和12b处维持压力。在这种情形下，复位弹簧86可以有助于将活塞56复位到其闲置位置，从而减轻车轮制动器12a和12b中建立的任何不合期望的压力。
在典型的正常制动状况期间，驾驶员压下制动踏板202，从而致动踏板模拟器200。如上面所讨论，踏板模拟器200在驾驶员的脚压在制动踏板202上时提供作用于驾驶员的脚的力反馈。活塞206的向左移动(如在观察图3时)致使弹簧组件240压缩。更具体地，活塞206的移动致使第一弹簧244和第二弹簧246压缩。取决于第一弹簧244和第二弹簧246的大小和弹簧刚度，在活塞206的充分行进过程中，第一弹簧244和第二弹簧246中的一个弹簧可以在第一弹簧244和第二弹簧246中的另一个弹簧之前触底。例如，在优选实施例中，第二弹簧246具有比第一弹簧244更大的弹簧刚度，使得第一弹簧将在第二弹簧246之前触底。当触底时，保持架248的右侧端部将开始压缩圆锥形弹簧垫圈组件242。为了防止力反馈的突然或陡然“屈服(bend)”，圆锥形弹簧组件242的压缩有助于防止驾驶员所经历的力不合期望地快速变化。这种布置有助于引起非线性渐变弹簧刚度特性，以获得对驾驶员的期望力反馈。这种渐变弹簧刚度可以类似于美国专利号9,371,844中所示出和描述的渐变弹簧刚度，该专利通过援引并入本文。另外，活塞206的充分移动可以致使杆柱212的端部部分214与弹性体弹簧元件250接合并压缩该弹性体弹簧元件，从而总体上在活塞206的行进结束时提供另一渐变弹簧刚度特性。弹性体弹簧元件250可以被配置成使得压缩将模仿或模拟常规真空助力器制动***的耗尽。
在典型的制动状况期间活塞206的充分移动还可以致使弹性体构件224与截头圆锥形表面220接合。除了弹簧组件240外，弹性体构件224与截头圆锥形表面220的接合可以有助于提供踏板模拟器200的期望渐变弹簧刚度特性。在活塞206的这个向左移动期间，径向向外延伸的力作用在弹性体构件224上，从而致使该弹性体构件扩展或伸展但被限制在凹槽226中。这种变形和扩展导致在活塞206移动期间由弹性体构件224作用于截头圆锥形表面220的反作用压缩力引起的摩擦力增大。归因于活塞206的表面220的截头圆锥形形状，摩擦力随着活塞206向左(如观察图1和图3时)移动而增大。因此，随着活塞206前进，摩擦率(rate of friction)是渐变的或随活塞206朝左侧方向前进得越远而增大。来自截头圆锥形表面220的摩擦力还提供了期望的力滞后。另外，随着截头圆锥形表面220前进并移动经过端口234，发生流动约束以抑制移动。行进长度越长，就发生越高的粘滞阻尼。截头圆锥形表面220的截面轮廓或斜率可以被配置或成形成提供期望的渐变滞后，使得随活塞206的行进增加而增大摩擦。例如，截头圆锥形表面220的角度或斜率可以被配置成模仿常规真空助力***的“踏板感觉”。应当理解，截头圆锥形表面220可以具有任何环形形状并且在形状上不需要是线性的或严格的截头圆锥形。例如，活塞206可以具有相对于轴线成不同倾斜角度的两个截头圆锥形表面。因此，活塞206的外表面的轮廓可以形成为任何合适的形状以提供期望的反馈力。例如，截头圆锥形表面220不需要是线性的(在截面轮廓中)，如图3所示，而可以具有曲线形状。然而，曲线截头圆锥形形状可能制造起来更困难且更昂贵，因此单个或多个线性倾斜的截头圆锥形表面可以足以实现期望的力曲线。
在典型或正常的无故障制动状况的以上描述中，第一阀32、第二阀40、第三阀92和第四阀98处于其打开位置，从而准许流体分别从相应的动力传动单元30和90流动到车轮制动器12a、12b、12c和12d。动力传动单元30和90可以被致动以提供从它们的相应压力腔室84到车轮制动器12a、12b、12c和12d的流体压力的增大或降低。然而，第一阀32、第二阀40、第三阀92和第四阀98可以以多路复用方式在它们的打开位置与关闭位置之间单独地致动，以在车轮制动器12a、12b、12c和12d内提供不同的制动压力以便独立控制。这可以在各种制动功能期间使用，比如防抱死制动、牵引力控制、动态后配比、车辆稳定性控制、坡道防滑、以及再生制动。在这些情形下，动力传动单元30和90优选地分别由ECU 46和104进行配置和操作，使得可获得马达64和/或滚珠丝杠机构62的相对小的旋转增量。因此，能够施加并且从与车轮制动器12a、12b、12c和12d相关联的导管36、42、96和100移除小体积的流体和相对微小的压力水平。例如，马达64可以被致动以转动10度，以便提供相对少量的流体和压力增加。这实现了多路复用布置，使得动力传动单元30和/或90可以被控制以提供单独的车轮压力控制。因此，动力传动单元30和90以及制动***10可以***作来提供对车轮制动器12a、12b、12c、12d的单独控制，或者可以用于通过打开和关闭适当的阀32、40、92和98来同时控制一个或多个车轮制动器12a、12b、12c、12d。制动***10还可以适用于自主车辆或者具有虽然没有来自压下制动踏板202的驾驶员的输入但期望制动的自主特征的车辆。
尽管单个动力传动单元可以用于操作整个制动***10，但制动***10(如图1所展示)的优点是将两个动力传动单元30和90用于两个单独的液压回路20和22。一个优点在于，使用单个动力传动单元来控制所有四个车轮制动器12a、12b、12c和12d的相对大的同时制动力，单个动力传动单元可能需要将大小确定为相对大的制造部件。为了处理相对大的压力，与较小的动力传动单元30和90相比，马达和滚珠丝杠机构的大小将需要增大。大的马达和滚珠丝杠机构的缺点是因其质量而引起的惯性控制增加。为了充分地处理大的惯性需求，比如马达的旋转方向的快速变化，与在动力传动单元30和90内使用较小马达相比，马达可能需要被设计得更大和/或更昂贵。另外，对液压回路20或22中的一对车轮制动器的两个阀的多路复用控制比对所有四个车轮的多路复用控制更容易且要求更少，因为制动***可以一次仅需要服务或致动一个车轮制动器。在制动***10中，在多路复用操作期间独立地控制对至多仅两个车轮制动器的压力需求。
在单独的液压回路20和22中具有两个动力传动单元30和90的另一个优点在于，如果液压回路中的一个液压回路30或90处于故障状况下，那么另一个无故障液压回路90或30可以操作以使车辆减速。因此，即使在液压回路中的一个液压回路30或90的灾难性故障下，制动***10也仍可以被控制以向两个车轮制动器12a、12b或12c、12d提供流体压力。故障的示例包括液压回路30或90内的不利泄漏、电力损失、故障的ECU 46或104、或者液压回路的一个或多个部件的故障，该一个或多个部件比如动力传动单元30或90、一个或多个阀32、40、92、98、或一个或多个车轮制动器12a、12b、12c或12d。来自压力换能器44和102的信息可以由ECU 46和104用来指示液压回路中的一个液压回路20或22的故障。应当注意，除了连接至储器14外，液压回路20和22彼此分开，使得加压腔室和导管彼此从不处于流体连通。
制动***10还可以被配置成在车轮制动器中的一个车轮制动器不可操作的情况下控制三个车轮制动器。例如，如果第一车轮制动器12a中发生故障或者导管36中发生不利泄漏，那么ECU 46可以将第一阀32切换到其关闭位置，从而隔离第一车轮制动器12a，并且可能地防止流体从液压回路310损失。
尽管ECU 46和104优选地彼此分离，但ECU 46和104可以连接在一起并且能够彼此通信。例如，ECU 46和104可以进行连接，使得如果一个ECU(例如，46)出故障或者与该ECU(46)相关联的液压回路(20)的任何部件出故障，那么另一个ECU(104)可以识别故障并且然后相应地操作其液压回路(22)。
尽管制动***10在上面被描述为利用动力传动单元30和90，但应当理解，制动***10(或本文描述的其他制动***)中也可以使用其他可控的经加压流体源。例如，第一ECU46和第二ECU 104可以控制机动泵组件(未示出)而不是动力传动单元30和90。每个泵组件可以包括电动马达，该电动马达使具有一个或多个偏心轴承的轴旋转，以驱动泵的泵送元件。泵元件向第一液压回路20和第二液压回路22提供经加压流体。
还应当理解，尽管优选使用在多路复用操作中操作以向第一车轮制动器12a提供期望的经加压流体的单个阀，比如第一阀32，但可以使用其他阀装置，而不是每个单一阀致动每个单独的车轮制动器。例如，每个阀32、40、92和98可以被一对阀(未示出)替代，该一对阀彼此协作以将经加压流体提供到相关联的车轮制动器并且还泄放来自车轮制动器的压力。例如，该一对阀可以是螺线管操作阀，使得一个阀常开且与车轮制动器和导管34或94处于流体连通，而另一个阀常闭且与车轮制动器和储器14处于流体连通。
图4示意性地展示了车辆制动***(总体上用300指示)的第二实施例。制动***300类似于上面描述的制动***10。制动***300的许多部件以与制动***10的对应部件类似的方式起作用，并且还可以在结构上也类似。因此，下面可以不必重复地描述制动***300和10的部件的共通性。
制动***300包括车轮制动器302a、302b、302c和302d。储器304储存用于制动***300的流体。在本发明的优选实施例中，制动***300包括第一液压回路和第二液压回路(总体上分别用310和312指示)。第一液压回路310经由流体导管314与储器304处于流体连通。类似地，第二液压回路312经由流体导管316与储器304处于流体连通。不同于制动***10，第一液压回路310和第二液压回路312没有彼此完全分离。如在下面将描述，第一液压回路310和第二液压回路312中的每个液压回路均可以连接至车轮制动器302a、302b、302c和302d中的任一车轮制动器。然而，在制动***300未处于故障状况的大多数情况下的正常操作中，第一液压回路310与车轮制动器中的两个车轮制动器相关联，并且第二液压回路312与另外两个车轮制动器相关联。
第一液压回路310包括动力传动单元(总体上用320指示)。不同于制动***10的动力传动单元30和90，动力传动单元320可以将经加压流体源提供到车轮制动器302a、302b、302c和/或302d中的任一车轮制动器。然而，如下面将解释，在正常制动操作中，动力传动单元320仅将经加压流体供应到一对车轮制动器。动力传动单元320在结构和功能方面与上面详细地描述的动力传动单元30相似。其中一个差异在于，动力传动单元320不包括与用于帮助使动力传动单元320的活塞322复位到其闲置位置的复位弹簧86相似的复位弹簧。因此，在某些情况下，还可能期望致动动力传动单元320的马达324以使活塞322缩回，由此从车轮制动器302a和/或302b排出流体。
第一液压制动回路310进一步包括总体上与四个车轮制动器302a、302b、302c和302d相关联的四个螺线管致动阀。更具体地，第一阀330经由导管326与动力传动单元320的压力腔室328处于流体连通。第一阀330经由导管332与车轮制动器302a处于流体连通。第二阀334经由导管326与动力传动单元320处于流体连通。第二阀334经由导管336与车轮制动器302b处于流体连通。第三阀338经由导管326与动力传动单元320处于流体连通。第三阀338经由导管340与车轮制动器302c处于流体连通。第四阀342经由导管326与动力传动单元320处于流体连通。第四阀342经由导管344与车轮制动器302d处于流体连通。
第一阀330、第二阀334、第三阀338和第四阀342可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，第一阀330、第二阀334、第三阀338和第四阀342可以被配置成以电子地比例受控的方式进行操作，而不仅仅是数字式开/关阀。因此，可以在它们的极限的打开位置与关闭位置之间控制穿过第一阀330、第二阀334、第三阀338和第四阀342的压力和/或流速。
第一液压回路310可以进一步包括压力换能器或压力传感器350，以用于检测流体导管326和动力传动单元320的压力腔室328内的压力。压力换能器350与电子控制单元或ECU 352通信。类似于ECU 46和104，ECU 352可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***300的传感器接收信号，以便控制动力传动单元320来调节流体导管326内的液压压力的量，以向车轮制动器302a、302b、302c和/或302d施加期望的制动力。
第二液压回路322在功能和结构两个方面与第一液压回路310非常相似。第二液压回路322包括动力传动单元360。类似于动力传动单元320，动力传动单元360也可以设置经加压流体源以便选择性地致动车轮制动器302a、302b、302c和/或302d中的任一车轮制动器。
第二液压制动回路312进一步包括总体上与四个车轮制动器302a、302b、302c和302d相关联的四个螺线管致动阀。更具体地，第五阀370经由导管366与动力传动单元360的压力腔室368处于流体连通3。第五阀370经由导管372与车轮制动器302a处于流体连通。第六阀374经由导管366与动力传动单元360处于流体连通。第六阀374经由导管376与车轮制动器302b处于流体连通。第七阀378经由导管366与动力传动单元360处于流体连通。第七阀378经由导管380与车轮制动器302c处于流体连通。第八阀382经由导管366与动力传动单元360处于流体连通。第八阀382经由导管384与车轮制动器302d处于流体连通。
第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀382可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀382可以被配置成以电子地比例受控的方式进行操作，而不仅仅是数字式开/关阀。因此，可以在它们的极限的打开位置与关闭位置之间控制穿过第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀382的压力和/或流速。
第二液压回路312可以进一步包括压力传感器或压力换能器390，以用于检测流体导管366和动力传动单元360的压力腔室368内的压力。压力换能器390与电子控制单元或ECU 392通信。类似于ECU 46、104和352，ECU392可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***300的传感器接收信号，以便控制动力传动单元360来调节流体导管366内的液压压力的量，以向车轮制动器302a、302b、302c和/或302d施加期望的制动力。
储器304可以包括第一流体储器传感器394和第二流体储器传感器396，以检测储器304的流体液位。尽管图1的制动***10包括连接至ECU46和104两者的单个流体传感器16，但制动***300优选地具有用于各个ECU的流体传感器。因此，第一流体传感器394可以连接至ECU 352，而第二流体传感器396连接至ECU 392。
制动***300进一步包括踏板模拟器(总体上用400指示)。踏板模拟器400在结构和功能方面类似于制动***10的踏板模拟器200，以用于随着驾驶员压下制动踏板402向驾驶员提供力反馈。然而，其中一个差异在于，踏板模拟器400可以是“干式”的，使得踏板模拟器400与储器304之间不存在流体连通。因此，与踏板模拟器200的“湿式”流体腔室230相比，踏板模拟器400的弹簧组件(总体上用404指示)容装在踏板模拟器400的未填充流体的腔室406中。当然，弹簧组件404的各种弹簧构件将需要被设计成在干燥环境中适当地起作用多年而不会劣化。而且，应当理解，弹簧组件404中可以使用任何合适的弹簧结构。还应当理解，踏板模拟器200和400中的任一踏板模拟器可以用于制动***10和300中的任一制动***。
类似于踏板模拟器200，踏板模拟器400优选地进一步包括多个冗余的行进传感器410。行进传感器410中的每个行进传感器均产生指示踏板模拟器400的活塞412的行进长度的信号，并且将信号提供到ECU 352和392中的一个或两个ECU。行进传感器410也可以检测活塞412的行进速率。在所示的所展示实施例中，踏板模拟器400包括四个行进传感器410，使得行进传感器410中的两个行进传感器用于液压回路310和312中的每一个液压回路。因此，行进传感器410中的两个行进传感器与ECU 352通信，并且另外两个传感器410与ECU392通信。在行进传感器402中的一个行进传感器出故障的情况下，这种布置为液压回路310和312中的每个液压回路均提供冗余。
现在将描述制动***300的操作。图4展示了处于其闲置位置(初始位置)的踏板模拟器400和动力传动单元320和360，从而驾驶员并未压下制动踏板402。另外，图4展示了第一阀330、第二阀334、第三阀338、第四阀342、第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀382均处于它们的常闭位置，比如当制动***300断电时。应当注意，这不同于制动***10的作为常开螺线管致动阀的阀32、40、92和98。
在典型的正常制动操作期间，制动踏板402被车辆的驾驶员压下，从而引起踏板模拟器400的活塞412的向左移动。踏板模拟器400以与上面描述的踏板模拟器200类似的方式操作，使得活塞412的移动产生向ECU 352和392指示活塞412的行进长度和/或其行进速率的信号。基于指示驾驶员的期望制动意图的这些信号，ECU 352和392将相应地致动动力传动单元320和360。动力传动单元320和360以与上面关于动力传动单元30描述的类似方式起作用，从而向导管326和366提供期望压力水平的经加压流体。
在这种正常制动事件期间，动力传动单元320优选地与致动一对车轮制动器相关联，而动力传动单元360与另一对车轮制动器相关联。因此，尽管在正常制动事件中，动力传动单元320和360中的每个动力传动单元均能够经由第一阀330、第二阀334、第三阀338、第四阀342、第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀382与车轮制动器302a、302b、302c和302d中的每个车轮制动器流体连通，但动力传动单元320和360中的每个动力传动单元均仅与车轮制动器302a、302b、302c和302d中的两个车轮制动器处于流体连通。例如，在正常制动事件之前或紧接在感测到制动程序后，第三阀338和第四阀342可以被通电至它们的打开位置，从而准许流体流从动力传动单元320的压力腔室328分别经由导管326、340和344流动到车轮制动器302c和302d中。应当注意，如果第三阀338和第四阀342在正常制动事件之前被控制到它们的打开位置(而不是始终保持通电打开)，那么优选阀338和342在非制动事件期间周期性地打开以保证适当泄放。第一阀330和第二阀334保持在它们的关闭位置以防止动力传动单元320致动车轮制动器302a和302b。为了促成该示例，第五阀370和第六阀374被通电至它们的打开位置，从而准许流体流从动力传动单元360的压力腔室364分别经由导管366、372和376流动到车轮制动器302a和302b中。第七阀378和第八阀382保持在它们的关闭位置以防止动力传动单元360致动车轮制动器302c和302d。在这种配置中，制动***300在正常制动施加期间可以以与制动***10类似的方式起作用。对于高级制动控制，这种配置还使得制动***300能够使用多路复用控制，使得可以控制动力传动单元320和/或360与必要的阀以提供单独车轮压力控制。
在上面的示例中，优选第三阀338、第四阀342、第五阀370和第六阀372在车辆的点火循环的整个持续时段期间保持通电。因此，从动力传动单元320和360产生的任何快速且迅速的压力可以立即发送到相应的车轮制动器。替代性地，为了避免电力的连续使用，制动***300可以被配置为在确定制动事件后使上面示例中的第三阀338、第四阀342、第五阀370和第六阀372通电。在这种情形下，优选周期性地控制阀处于其打开位置以保证适当的泄放。
应当注意，在上面示例中，在正常制动操作期间将仅致动第三阀338、第四阀342、第五阀370和第六阀372，并且第一阀330、第二阀334、第七阀378和第八阀382将从不通电。为了防止由于缺少使用和流体接合而引起的停滞和不利的密封故障，制动***300优选地被配置成旋转动力传动单元320和360与其他未使用的阀的组合。因此，对于此示例，制动***300可以被配置成在预定量的点火循环之后使第一阀330和第二阀334通电并且保持第三阀338和第四阀342处于它们的关闭位置。类似地，第七阀378和第八阀388将通电，并且第五阀370和第六阀374保持关闭。
尽管制动***300与制动***10相比因增加四个额外的阀而增加了成本和复杂性，但制动***300具有以下优点：在某些故障状况下，可以从动力传动单元中的一个动力传动单元320或360产生压力，以将压力提供到所有四个车轮制动器302a、302b、302c和302d。例如，如果液压回路310中出现灾难性故障，那么可以在检测到这个故障状况后重新配置液压回路312。在这种情形下，第一阀330、第二阀334、第三阀338和第四阀342将在它们的关闭位置穿梭(或保持)。第五阀370、第六阀374、第七阀378和第八阀388将被通电至它们的打开位置，从而准许动力传动单元360与所有四个车轮制动器302a、302b、302c和302d之间的流体连通。仅单个动力传动单元360的多路复用控制还可以与必要的阀一起使用以进行高级制动控制，比如车轮滑移控制。
制动***300还可以被配置成在车轮制动器中的一个车轮制动器不可操作的情况下控制三个车轮制动器。例如，如果第一车轮制动器302a中发生故障或者导管332中发生不利泄漏，那么ECU 352可以将第一阀330切换到其关闭位置，从而隔离第一车轮制动器302a，并且可能地防止流体从液压回路310损失。制动***300甚至提供对泄漏的第一车轮制动器302a的隔离，例如，如果ECU 358和/或动力传动单元320不可操作，则通过利用完好的动力传动单元360向其余的三个车轮制动器提供压力。
图5示意性地展示了车辆制动***(总体上用500指示)的第三实施例。制动***500类似于上面描述的制动***10和300。制动***500的许多部件以与制动***10和300的对应部件类似的方式起作用，并且还可以在结构上也类似。因此，下面可以不必重复地描述制动***500和10、300的部件的共通性。
制动***500包括车轮制动器502a、502b、502c和502d。储器504储存用于制动***500的流体。储器504可以包括第一流体储器传感器506和第二流体储器传感器508，以检测储器504的流体液位。在本发明的优选实施例中，制动***500包括第一液压回路和第二液压回路(总体上分别用510和512指示)。不同于制动***10，第一液压回路510和第二液压回路512没有彼此完全分离。
第一液压回路510包括动力传动单元(总体上用520指示)，该动力传动单元在功能和结构方面类似于上面描述的动力传动单元。动力传动单元520包括活塞522，该活塞可由马达524移动以对压力腔室526加压。动力传动单元520的压力腔室526经由导管528选择性地与储器504处于连通。不同于制动***10和300，制动***500具有螺线管致动储器阀530，以用于选择性地切断流体从压力腔室526到储器504的流动。
第一液压回路510进一步包括第一阀532，该第一阀经由导管534与动力传动单元520处于流体连通。第一阀532经由导管536与车轮制动器502a处于流体连通。第一液压制动回路510还包括第二阀540，该第二阀经由导管534与动力传动单元520处于流体连通。第二阀540经由导管542与车轮制动器502b处于流体连通。第一阀532和第二阀540可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，第一阀532和第二阀540可以被配置成以电子地比例受控的方式进行操作，而不仅仅是数字式开/关阀。因此，可以在它们的极限的打开位置与关闭位置之间控制穿过阀532和540的压力和/或流速。
第一液压回路510可以进一步包括压力传感器或压力换能器550，以用于检测流体导管534和动力传动单元520的压力腔室526内的压力。压力换能器550与电子控制单元或ECU 552通信。类似于上面描述的ECU，ECU 552可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***500的传感器接收信号，以便控制动力传动单元520来调节流体导管534内的液压压力的量。
第二液压回路512包括动力传动单元(总体上用560指示)，该动力传动单元在功能和结构方面类似于上面描述的动力传动单元。动力传动单元560包括活塞562，该活塞可由马达564移动以对压力腔室566加压。动力传动单元560的压力腔室566经由导管568选择性地与储器504处于连通。储器阀570选择性地切断流体从压力腔室566到储器504的流动。
第二液压回路512进一步包括第三阀580，该第三阀经由导管582与动力传动单元520处于流体连通。第三阀580经由导管584与车轮制动器502c处于流体连通。第二液压制动回路512还包括第四阀586，该第四阀经由导管582与动力传动单元560处于流体连通。第四阀586经由导管542与车轮制动器502d处于流体连通。第三阀580和第四阀586可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，第一阀580和第二阀586可以被配置成以电子地比例受控的方式进行操作，而不仅仅是数字式开/关阀。因此，可以在它们的极限的打开位置与关闭位置之间控制穿过阀580和586的压力和/或流速。
第一液压回路512可以进一步包括压力传感器或换能器压力590，以用于检测流体导管582和动力传动单元560的压力腔室566内的压力。压力换能器590与电子控制单元或ECU 592通信。类似于上面描述的ECU，ECU 592可以包括微处理器，以用于从各种车辆传感器以及来自制动***500的传感器接收信号，以便控制动力传动单元560来调节流体导管582内的液压压力的量。
不同于上面描述的制动***10和300，制动***500的动力传动单元520和560连接在一起，使得压力腔室526和566分别通过导管600彼此选择性地处于流体连通。位于导管600内的是螺线管致动的常闭的连接器阀602。连接器阀602可以被配置为螺线管致动的数字式开/关阀，使得准许或限制穿其而过的流体连通。替代性地，连接器阀602可以被配置成以电子地比例受控方式进行操作。优选地，连接器阀602可由ECU 552和592两者控制。在一个实施例中，连接器阀602是双绕组螺线管阀(由螺线管604和606示意性地表示)。
在制动***500的优选实施例中，储器阀530连接至第二液压回路512的ECU 592并由其致动。储器阀570连接至第一液压回路510的ECU 552并由其致动。应当注意，储器阀530和570无需被设计成以按多路复用方式可控。然而，连接器阀602以及第一阀532、第二阀540、第三阀580和第四阀586优选地被设计成在多路复用操作中可控。
应当注意，制动***500不包括踏板模拟器，并且因此制动***500可以被设计用于自主驾驶车辆，其中没有驾驶员踩压制动踏板。因此，在没有任何驾驶员输入的情况下，制动***500仅由ECU 552和592控制。应当理解，制动***500可以类似于制动***10和300那样进行配置，使得制动***500具有在常规非自主车辆中连接至ECU 552和592的踏板模拟器。还应当注意，制动***10和300可以被设计用于自主驾驶车辆，由此消除踏板模拟器200和400。
在正常制动施加事件期间，制动***500的操作非常类似于制动***10的操作。ECU 552和592分别控制动力传动单元520和560，以经由打开的第一阀532、第二阀540、第三阀580和第四阀586将经加压流体提供到车轮制动器502a、502b、502c和502d。在正常制动事件期间，连接器阀602处于其常闭位置，由此相应地阻止动力传动单元520和560的压力腔室526和566之间的流体连通。因此，第一液压回路510与第二液压回路512之间的压力调节是单独的。应当注意，储器阀520和570可以保持在它们的常开位置。还应当注意，在正常制动施加期间，制动***500的螺线管致动阀都不通电。这是优于四个螺线管阀的致动需要在正常制动施加期间致动并且在点火循环期间一般持续通电的制动***300的。
在某些故障状况下，制动***500可以操作以从动力传动单元中的一个动力传动单元向两个液压回路提供经加压流体。例如，如果动力传动单元520出故障和/或与第一液压回路510相关联的ECU 552不可操作，那么ECU 592可以通过使连接器阀602通电至其打开位置来进入故障模式。连接器阀602的打开准许经加压流体从动力传动单元560的压力腔室566进入动力传动单元520的压力腔室526中，由此对导管534加压。常开的第一阀532和第二阀540准许致动车轮制动器502a和502b。应当注意，ECU 592在这种故障制动状况下也使螺线管阀530通电，以在活塞522完全缩回的情况下断开从动力传动单元520的压力腔室526到储器504的连通。动力传动单元560然后可以为所有四个车轮制动器502a、502b、502c和502d提供经加压流体。应当注意，尽管ECU 592可以能够向第一车轮制动器502a和第二车轮制动器502b施加压力，但如果制动故障由出故障的ECU 552引起，进而缺少对第一阀532和第二阀540的控制，则制动***500可能无法提供对第一车轮制动器502a和第二车轮制动器502b的独立控制。然而，在替代性实施例中，四个阀532、540、580和586可以被配置为多绕组阀，使得ECU 552和592两者均连接至所有的阀532、540、580和586并且能够对其进行单独控制，使得制动***500可以提供对所有车轮制动器的独立控制。
应当注意，对于一些制动***故障，制动***300具有优于制动***500的优点。例如，如果导管534或压力换能器550中发生灾难性故障或泄漏，那么制动***500将需要使连接器阀602在其关闭位置操作，以防止流体泄漏。然而，如果在制动***300的压力换能器350处发生泄漏，那么动力传动单元360仍可以将经加压流体供应到所有的车轮制动器，因为常闭的第一阀330、第二阀334、第三阀338和第四阀342防止泄漏。
代替使用ECU 552和592两者都与其连接的单个连接器阀602，制动***500可以被配置成使用具有单绕组线圈的一对阀，其中每一个阀连接至ECU 552和592，其中一个阀连接至ECU 552而另一个阀连接至ECU 592。
还应当注意，上面描述的任一制动***均可以被配置成使得两个ECU彼此通信并且可以传递信息或控制制动***的各种部件。
关于制动***10的各种阀，本文(包括权利要求)中使用的术语“操作”或“在操作”(或“致动”、“移动”、“定位”)可以不一定是指对阀的螺线管通电，而是指将阀置于或允许阀处于期望的位置或阀状态。例如，可以通过简单地允许螺线管致动常开阀保持在其未通电的常开状态来将该阀操作到打开位置。将该常开阀操作到关闭位置可以包括对螺线管通电以移动该阀的内部结构来阻止或防止流体流动穿其而过。因此，术语“操作”不应被解释为意指将阀移动到不同位置，也不应意指始终对阀的相关螺线管通电。
已经在本发明的优选实施例中解释和展示了其原理和操作方式。然而，必须理解，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，以与具体解释和展示的方式不同的其他方式实践本发明。

Claims (20)

1.一种用于操作第一车轮制动器、第二车轮制动器、第三车轮制动器和第四车轮制动器的制动***，所述制动***包括：
第一液压制动回路，所述第一液压制动回路限定连接至所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器的第一流体导管，所述第一液压制动回路包括：
第一经加压流体源，所述第一经加压流体源用于将经加压流体提供到所述第一导管；
第一阀装置，所述第一阀装置被适配成将经加压流体从所述第一导管选择性地提供到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器；以及
第一电子控制单元，所述第一电子控制单元用于控制所述第一经加压流体源以及所述第一阀和所述第二阀；以及
第二液压制动回路，所述第二液压制动回路限定连接至所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器的第二流体导管，所述第二液压制动回路包括：
第二经加压流体源，所述第二经加压流体源用于将经加压流体提供到所述第二导管；
第二阀装置，所述第二阀装置被适配成将经加压流体从所述第二导管选择性地提供到所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器；以及
第二电子控制单元，所述第二电子控制单元与所述第一电子控制单元分开，其中，所述第二电子控制单元控制所述第二经加压流体源以及所述第三阀和所述第四阀。
2.如权利要求1所述的制动***，进一步包括流体储器，并且其中，所述第一液压制动回路和所述第二液压制动回路彼此分开，使得所述第一液压回路与所述第二液压制动回路之间的唯一流体连通是通过所述储器。
3.如权利要求1所述的制动***，其中，第一流体压力源是第一动力传动单元，所述第一动力传动单元包括第一马达驱动活塞，以用于对所述第一动力传动单元内的第一压力腔室加压来将经加压流体提供到所述第一流体导管，并且其中，所述第二流体压力源是第二动力传动单元，所述第二动力传动单元包括第二马达驱动活塞，以用于对所述第二动力传动单元内的第二压力腔室加压来将经加压流体提供到所述第二流体导管。
4.如权利要求3所述的制动***，其中，所述第一阀装置包括：
第一阀，所述第一阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第一车轮制动器；以及
第二阀，所述第二阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第二车轮制动器；
并且其中，所述第二阀装置包括：
第三阀，所述第三阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第三车轮制动器；以及
第四阀，所述第四阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第四车轮制动器。
5.如权利要求4所述的制动***，其中，所述第一电子控制单元提供对所述第一阀和所述第二阀的多路复用控制以彼此独立地控制所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器中的每个车轮制动器处的压力，并且其中，所述第二电子控制单元提供对所述第三阀和所述第四阀的多路复用控制以彼此独立地控制所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器中的每个车轮制动器处的压力。
6.如权利要求4所述的制动***，其中，所述第一液压制动回路进一步包括：
第五阀，所述第五阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第三车轮制动器；以及
第六阀，所述第六阀被适配成将经加压流体从所述第一流体导管选择性地提供到所述第四车轮制动器，并且其中，所述第一电子控制单元控制所述第五阀和所述第六阀。
7.如权利要求6所述的制动***，其中，所述第二液压制动回路进一步包括：
第七阀，所述第七阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第一车轮制动器；以及
第六阀，所述第六阀被适配成将经加压流体从所述第二流体导管选择性地提供到所述第二车轮制动器，并且其中，所述第二电子控制单元控制所述第七阀和所述第八阀。
8.如权利要求7所述的制动***，其中，所述第一电子控制单元在正常制动期间持续地将所述第五阀和所述第六阀操作为处于关闭位置，以防止流体从所述第一动力传动单元流动到所述第三车轮制动器和所述第四车轮制动器。
9.如权利要求8所述的制动***，其中，所述第二电子控制单元在正常制动期间持续地将所述第七阀和所述第八阀操作为处于关闭位置，以防止流体从所述第二动力传动单元流动到所述第一车轮制动器和所述第二车轮制动器。
10.如权利要求4所述的制动***，其中，所述制动***进一步包括连接器阀，所述连接器阀选择性地准许所述第一动力传动单元和所述第二动力传动单元的所述第一压力腔室和所述第二压力腔室之间的流体连通。
11.如权利要求10所述的制动***，其中，所述连接器阀能够由所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元两者控制。
12.如权利要求11所述的制动***，其中，所述连接器阀包括双绕组螺线管。
13.如权利要求10所述的制动***，其中，所述制动***进一步包括：
流体储器；
第一储器阀，所述第一储器阀用于选择性地准许所述储器与所述第一动力传动单元的所述第一压力腔室之间的流体连通；以及
第二储器阀，所述第二储器阀用于选择性地准许所述储器与所述第二动力传动单元的所述第二压力腔室之间的流体连通。
14.如权利要求13所述的制动***，其中，所述第一储器阀能够由所述第二电子控制单元控制，并且其中，所述第二储器阀能够由所述第一电子控制单元控制。
15.如权利要求1所述的制动***，进一步包括踏板模拟器，所述踏板模拟器具有；
壳体，所述壳体具有孔；
模拟器活塞，所述模拟器活塞能够移动地布置在所述壳体中；以及
弹簧装置，所述弹簧装置使所述活塞偏置。
16.如权利要求13所述的制动***，其中，所述踏板模拟器进一步包括：
第一行进传感器，所述第一行进传感器能够产生指示所述模拟器活塞的行进长度的信号，其中，所述第一行进传感器与所述第一电子控制单元通信；以及
第二行进传感器，所述第二行进传感器与所述第一行进传感器分开，其中，所述第二行进传感器能够产生指示所述模拟器活塞的行进长度的信号，并且其中，所述第二行进传感器与所述第二电子控制单元通信。
17.如权利要求16所述的制动***，其中，所述踏板模拟器进一步包括第三行进传感器和第四行进传感器，所述第三行进传感器和第四行进传感器能够产生指示所述模拟器活塞的行进长度的信号，其中，所述第三行进传感器与所述第一电子控制单元通信，并且其中，所述第四行进传感器与所述第二电子控制单元通信。
18.如权利要求15所述的制动***，其中，所述模拟器活塞能够滑动地布置在限定流体腔室的所述孔中，使得所述模拟器活塞在所述孔内的位置限定所述流体腔室的体积，并且其中，所述踏板模拟器的所述流体腔室与流体储器处于流体连通。
19.如权利要求15所述的制动***，其中，所述踏板模拟器包括以下构件，所述构件与所述模拟器活塞接合以随着所述模拟器活塞在所述踏板模拟器的所述壳体内行进而提供所述模拟器活塞与所述构件之间的渐变的摩擦率。
20.如权利要求18所述的制动***，其中，所述踏板模拟器的所述弹簧装置包括具有不同弹簧刚度特性的多个弹簧元件。
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