44在殼體340的膛孔342內(nèi)沿著由膛孔342所限定的軸線在致動方向(如參見圖1和圖3向左)和收回方向(如參見圖1和圖3向右)兩個方向上平移或線性運動。在所示的實施例中，滾珠絲桿機構(gòu)350包括馬達352，所述馬達352可轉(zhuǎn)動地驅(qū)動絲杠軸354。馬達352可以包括傳感器353以用于檢測馬達352和/或滾珠絲桿機構(gòu)350的轉(zhuǎn)動位置，所述轉(zhuǎn)動位置指示第一活塞344的位置。這對于馬達352會是尤其有用的，所述馬達352能夠非常準確地控制，包括控制馬達進行微小運動以用于提供多路復用控制，如以下將說明的。第一活塞344包括螺紋孔356并且起到滾珠絲桿機構(gòu)350的從動螺母的功能。滾珠絲桿機構(gòu)350包括多個滾珠358，所述多個滾珠358被保持在螺旋滾道內(nèi)，以便降低摩擦，所述螺旋滾道形成在絲杠軸354和第一活塞344的螺紋孔356中。雖然滾珠絲桿機構(gòu)350參照柱塞組件300所示和所述，但是應當理解，可以使用其它適當?shù)臋C械線性致動器以用于使第一活塞344運動。還應當理解，雖然第一活塞344起到滾珠絲桿機構(gòu)250的螺母的功能，第一活塞344可以構(gòu)造成起到滾珠絲桿機構(gòu)350的絲杠軸的功能。當然，在該情況下，絲杠軸354將構(gòu)造成起到螺母的功能，所述螺母具有形成在其中的內(nèi)螺旋滾道。
第一活塞344包括圓筒形外表面360。在形成在膛孔342中的槽364內(nèi)安裝有O型環(huán)362。在形成在膛孔342中的槽368內(nèi)安裝有唇形密封件366。O型環(huán)362和唇形密封件366密封地接合第一活塞344的圓筒形外表面360。第一活塞344包括銷或延伸部370，所述銷或延伸部370朝向第二活塞346延伸。延伸部370包括擴大的頭部372。擴大的頭部372通過向內(nèi)延伸的凸緣376被捕獲在形成在第二活塞356中的腔體374內(nèi)。第一活塞344通過延伸部370和凸緣376協(xié)同操作而被機械地連接到第二活塞346，而同時仍然容許在第一活塞344和第二活塞346之間有預定量的運動。第一活塞344被彈簧380沿著遠離第二活塞346的方向偏壓。彈簧380通常作用在彼此面對的活塞344的端面和活塞346的端面上。彈簧380通常可以被容納在形成在第一活塞344中的凹陷部382內(nèi)。
第二活塞346包括圓筒形外表面384。在形成在膛孔342中的槽387內(nèi)安裝有O型環(huán)386。在形成在膛孔342中的槽389內(nèi)安裝有唇形密封件388。O型環(huán)386和唇形密封件388密封地接合第二活塞346的圓筒形外表面384。應當理解，可以使用任何適當?shù)拿芊饨Y(jié)構(gòu)以用于O型環(huán)362和386和唇形密封件366和388。第二活塞346包括銷或延伸部390，所述銷或延伸部390朝向膛孔342的端部延伸。延伸部390包括擴大的頭部392。擴大的頭部392通過向內(nèi)延伸的凸緣396被捕獲在形成在殼體340的膛孔342的端部中的腔體394內(nèi)。第二活塞346通過延伸部390和凸緣396協(xié)同操作而被機械地連接到殼體340，而同時仍然容許在第二活塞346和殼體340之間有預定量的運動。第二活塞346被彈簧400沿著遠離膛孔340的端部(且朝向第一活塞344)的方向偏壓。通?？梢栽谛纬稍诘诙钊?46中的凹陷部402內(nèi)容納有彈簧400。彈簧380和400通常將第二活塞346相對于第一活塞344定位在膛孔342內(nèi)。彈簧380和彈簧400也通過將第一活塞344和第二活塞346偏壓到其休止位置中而起到回位彈簧的功能，如圖1和圖3中所示。
柱塞組件300包括第一壓力室410和第二壓力室412。第一壓力室410通常由膛孔340、第一活塞344和第二活塞346、唇形密封件366和O型環(huán)386限定。第一壓力室410與導管308連通，所述導管308與副輸出導管166經(jīng)由第二隔離閥304選擇性地連通。第一壓力室410也與導管324流體連通，所述導管324與車輪制動器16b和16c經(jīng)由控制閥312和314選擇性地流體連通。第二壓力室412通常由膛孔340、第二活塞346和唇形密封件388限定。第二壓力室412與導管306連通，所述導管306與主輸出導管156經(jīng)由第一隔離閥302選擇性地連通。第二壓力室412也與導管320流體連通，所述導管320與車輪制動器16a和16d經(jīng)由控制閥310和316選擇性地流體連通。
在O型環(huán)362與唇形密封件366之間的空隙被通氣或與蓄液器18經(jīng)由導管296流體連通。類似地，在O型環(huán)386和唇形密封件388之間的空隙被通氣或與蓄液器18經(jīng)由導管296流體連通。
如上所述，制動踏板單元組件12包括模擬閥74，所述模擬閥74可以被安裝在殼體24中或離殼體24較遠地安裝。如在圖1和圖2中示意性地示出，模擬閥74可以是電磁致動閥。模擬閥74包括第一端口 75和第二端口 77。端口 75與導管146流體連通，所述導管146與模擬室144流體連通。端口 77與導管72流體連通，所述導管72與蓄液器18經(jīng)由導管66和68流體連通。模擬閥74可在第一位置74a與第二位置74b之間運動，所述第一位置74a限制流體從模擬室144流到蓄液器18，所述第二位置74b容許流體在蓄液器18與模擬室144之間流動。模擬閥74當不被致動時處于第一位置中或常閉位置中，以便防止流體通過導管72流出模擬室144，如以下將詳細地解釋的。
以下是制動系統(tǒng)10的操作的說明。圖1和圖2示出處于休止位置中的制動系統(tǒng)10和制動踏板單元20。在該狀態(tài)下，駕駛員不踩下制動踏板42。而且在休止狀態(tài)下，模擬閥74可以被通電或不通電。在典型的制動狀態(tài)期間，制動踏板42被車輛的駕駛員踩下。制動踏板42被聯(lián)接到行程傳感器240以用于產(chǎn)生指示輸入活塞34的行程長度的信號并且將該信號提供給電子控制模塊(未示出)。控制模塊可以包括微處理器?？刂颇K接收各種信號、處理信號以及響應于所接收的信號來控制制動系統(tǒng)10的各種電力部件的操作?？刂颇K可以被連接到各種傳感器，例如，壓力傳感器、行程傳感器、開關、車輪轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器?？刂颇K也可以被連接到外部模塊(未示出)以用于接收與車輛的橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度有關的信息，例如，用于在車輛穩(wěn)定操作期間控制制動系統(tǒng)10。另外地，控制模塊可以連接到儀表組以用于收集和供給與報警指示器有關的信息，所述報警指示器例如是ABS警示燈、制動流體液位警示燈和牽引力控制/車輛穩(wěn)定控制指示燈。
在正常制動操作(正常助力施加制動操作)期間，柱塞組件300被操作成將增壓壓力提供給導管320和324以用于致動車輪制動器16a、16b、16c和16d。在某些驅(qū)動狀態(tài)下，控制模塊與動力傳動系控制模塊(未示出)和車輛的其它額外的制動控制器通信以在先進的制動控制方案期間提供協(xié)調(diào)制動(例如，防抱死制動(AB)、牽引力控制(TC)、車輛穩(wěn)定控制(VSC)和再生制動混合)。在正常助力施加制動操作期間，通過踩下制動踏板42而從制動踏板單元20所產(chǎn)生的加壓流體的流動被轉(zhuǎn)移到內(nèi)部踏板模擬器組件100中。模擬閥74被致動以將流體從模擬室144通過模擬閥74經(jīng)由導管146、72、66和68轉(zhuǎn)移到蓄液器18。注意到，一旦輸入活塞34中的通路64運動越過密封60，則從模擬室144至蓄液器18的流體流動被隔斷。如圖1和圖2中所示，在輸入活塞34運動之前，模擬室144與蓄液器18經(jīng)由導管66和68流體連通。
在正常制動模式的持續(xù)時間期間，模擬閥74保持打開，容許流體從模擬室144流到蓄液器18。在模擬室144內(nèi)的流體未被加壓并且處于非常低的壓力下，例如，大氣壓力或低蓄液器壓力。該未加壓的構(gòu)型具有以下優(yōu)點，即，由于高壓流體，踏板模擬器的密封表面不經(jīng)受來自作用在表面上的密封件的較大摩擦力。在傳統(tǒng)的踏板模擬器中，隨著制動踏板被踩下，一個或多個活塞處于越來越高的壓力下，使他們經(jīng)受來自密封件的較大摩擦力，由此不利地影響踏板感覺。
而且，在正常助力施加制動操作期間，第一隔離閥302和第二隔離閥304被分別通電到其關閉位置302b和304b，以便防止流體從導管156和166流動到柱塞組件300和車輪制動器16a、16b、16c和16d。因而，在制動壓力單元20的第一輸出壓力室198和第二輸出壓力室228內(nèi)的流體被流體地鎖定，這通常防止第一輸出活塞38和第二輸出活塞40進一步運動。更具體地，在正常助力施加制動操作的初始階段期間，輸入桿45的運動促使輸入活塞34沿著向右的方向運動，如參見圖2。輸入活塞34的初始運動促使主活塞38經(jīng)由低速模擬器彈簧108運動。由于在主活塞38與副活塞40之間通過鎖定構(gòu)件180以及彈簧188和彈簧190機械連接，主活塞38的運動促使副活塞40開始運動。注意到，在該主活塞38的初始運動期間，流體從主壓力室198經(jīng)由導管85、154和68自由流動到蓄液器18，直到導管85運動越過密封81為止。而且，在副活塞40的初始運動期間，流體從副壓力室228經(jīng)由導管155和164自由流動到蓄液器18，直到導管155運動越過密封件154為止。
在主活塞38和副活塞40停止運動(通過關閉導管85和155和關閉第一基本制動閥320和第二基本制動閥322)之后，在通過駕駛員踩下制動踏板42而進一步運動時，輸入活塞34繼續(xù)向右運動，如參見圖1和圖2。輸入活塞34的進一步運動壓縮踏板模擬器組件100的各種彈簧，由此向車輛的駕駛員提供反饋力。
在正常制動操作(正常助力施加制動操作)期間，在踏板模擬器組件100通過踩下制動踏板42而正被致動的同時，柱塞組件300可以通過電子控制單元被致動以向車輪制動器16a、16b、16c和16d提供致動。隔離閥302和304被致動到其關閉位置302b和304b而將制動踏板單元12與車輪制動器16a、16b、16c和16d隔離。與通過駕駛員踩下制動踏板42而由制動踏板單元12所產(chǎn)生的壓力相比，柱塞組件300可以向車輪制動器16a、16b、16c和16d提供“增壓的”或更高的壓力水平。因而，系統(tǒng)10設置成用于輔助的制動，在所述輔助的制動中在正常助力施加制動操作期間增壓壓力被供給到車輪制動器16a、16b、16c和16d，幫助減少由駕駛員作用在制動踏板42上所需的力。
為了經(jīng)由柱塞組件300致動車輪制動器16a、16b、16c和16d，電子控制單元沿著第一轉(zhuǎn)動方向致動馬達352以沿著第一轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動絲杠軸354。絲杠軸354沿著第一轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)動促使第一活塞344沿著致動方向(如參見圖1和圖3向左)前進。第一活塞344的運動促使彈簧380推壓在第二活塞346上，由此使第二活塞346開始運動。第一活塞344的進一步運動也促使第一壓力室410中的壓力增大和促使流體從第一壓力室410流出而流入導管324中。注意到，由于隔離閥304正處于其關閉位置304b中，防止流體從第一壓力室410流入導管308中。在第一壓力室410中的壓力增大還可以促使第二活塞412沿著致動方向運動，由此促使在第二壓力室412中的壓力增大。流體通過導管320從第二壓力室412流出。注意到，由于隔離閥302正處于其關閉位置302b中，防止流體從第二壓力室412流入導管306中。通過打開控制閥310、312、314和316流入導管320和324中的加壓的流體促使車輪制動器16a、16b、16c和16d致動?？梢酝ㄟ^使第一活塞和第二活塞經(jīng)由滾珠絲桿機構(gòu)350的絲杠軸354前進來增大制動。
當駕駛員釋放制動踏板42時，來自車輪制動器16a、16b、16c和16d的加壓的流體可以反向驅(qū)動滾珠絲桿機構(gòu)350，使第一活塞344和第二活塞346朝向其休止位置返回運動。在某些情況下，還會期望將馬達352致動到與第一轉(zhuǎn)動方向相反的第二轉(zhuǎn)動方向以促使第一活塞344和第二活塞346沿著收回方向(如參見圖1和圖3向右)運動，由此從車輪制動器16