CN111655556A - 车辆制动系统和检测柱塞组件的活塞定位的方法 - Google Patents

Abstract

一种在车辆的点火循环开始时确定用于车辆制动系统的柱塞组件内的活塞的归位位置的方法，该方法包括首先提供柱塞组件，该柱塞组件具有在其中限定了孔的壳体。柱塞组件包括活塞，该活塞能够滑动地设置在孔中，用于在活塞沿第一方向移动时对压力腔室内的流体进行加压。柱塞组件进一步包括用于使活塞在孔内移动的电操作式线性致动器。该方法进一步包括对柱塞组件的线性致动器提供电力。致动线性致动器以使活塞沿与第一方向相反的第二方向朝向端部止挡件缩回。然后检测活塞与端部止挡件的接合。

Description

车辆制动系统和检测柱塞组件的活塞定位的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月31日提交的美国临时申请号62/612,489和于2017年12月31日提交的美国临时申请号62/612,490的权益，这些临时申请的公开内容通过援引并入本文。

背景技术

本发明总体上涉及车辆制动系统。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装置来储存从再生制动中回收的能量，或者如果再生制动无法满足操作者的要求，则将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。

制动系统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，各种传感器和系统监测车辆前方的交通状况，并根据需要来自动启用制动系统以使车辆减速。自主制动可以被配置成进行快速响应以便避免紧急情形。制动系统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。高级自主制动系统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系统。

发明内容

本发明涉及一种在车辆的点火循环开始时确定用于车辆制动系统的柱塞组件内的活塞的归位位置的方法，所述方法包括首先提供柱塞组件，所述柱塞组件具有在其中限定了孔的壳体。所述柱塞组件包括活塞，所述活塞能够滑动地设置在所述孔中，用于在所述活塞沿第一方向移动时对压力腔室内的流体进行加压。所述柱塞组件进一步包括用于使所述活塞在所述孔内移动的电操作式线性致动器。所述方法进一步包括对所述柱塞组件的所述线性致动器提供电力。致动所述线性致动器以使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向朝向端部止挡件缩回。然后检测所述活塞与所述端部止挡件的接合。

本发明还涉及一种相对于柱塞组件的补偿端口和密封件结构来检测活塞的位置的方法。所述方法包括首先提供流体储器和柱塞组件，所述柱塞组件具有在其中限定了孔的壳体。所述柱塞组件包括活塞，所述活塞能够滑动地设置在所述孔中，用于在通过线性致动器使所述活塞沿第一方向移动时对压力腔室内的流体进行加压。所述柱塞组件包括端口，所述端口在所述活塞处于第一位置时与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通。当所述活塞处于第二位置时，由于在所述柱塞组件的所述壳体内的密封件与所述端口之间的空间关系而导致所述端口被阻止与所述压力腔室流体连通。所述方法包括将所述活塞定位在缩回位置、以及然后测量所述活塞的所述缩回位置与所述活塞的线性零位置之间的差异，在该线性零位置中，所述端口以相对较小的距离邻近所述密封件定位，使得所述端口与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通。

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是制动系统的第一实施例的示意图。

图2是图1的制动系统的柱塞组件的放大示意图。

图3是柱塞组件的局部放大示意图，示出了在归位初始化过程之前处于随机方位的柱塞组件的活塞。

图4是柱塞组件的局部放大示意图，示出了在归位初始化过程期间柱塞组件的处于缩回位置的活塞。

图5是图3的处于线性零归位位置的柱塞组件的局部放大示意图。

图6是柱塞组件的局部放大示意图，示出了刚好在补偿端口被关断之后处于向前位置的活塞。

图7是在补偿端口学习过程期间柱塞组件的控制的图解表示。

图8是柱塞组件的局部放大示意图，示出了在补偿端口被关断之后处于推进的向前位置的活塞。

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系统(总体上用10指示)的第一实施例。制动系统10是液压制动系统，其中来自源的流体压力被操作以对制动系统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。在制动系统10的所展示的实施例中，存在四个车轮制动器12a、12b、12c和12d。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以具有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可以例如包括制动钳，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)以实现对相关联车辆车轮的制动。车轮制动器12a、12b、12c和12d可以与安装有制动系统10的车辆的前车轮和后车轮的任何组合相关联。展示了沿对角线对分式制动系统，使得车轮制动器12a与左后车轮相关联，车轮制动器12b与右前车轮相关联，车轮制动器12c与左前车轮相关联，而车轮制动器12d与右后车轮相关联。替代性地，对于竖向对分式系统，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。

制动系统10包括制动踏板单元(总体上用14指示)、踏板模拟器16、柱塞组件(总体上用18指示)、以及储器20。储器20储存并容装用于制动系统10的液压流体。储器20内的流体优选地被保持在大气压或大约大气压下，但是如果希望的话可以将该流体在其他压力下储存。制动系统10可以包括用于检测储器20的流体液位的流体液位传感器(未示出)。应注意，在图1的示意图中，可能没有具体画出通向储器20的导管线路，而是可以用以标记T1、T2或T3(指示这各个导管连接至储器20的一个或多个储箱或区段)结束的导管表示。替代性地，储器20可以包括多个单独的壳体。如下文详细讨论的，制动系统10的柱塞组件18用作压力源以在典型的或正常的制动施加期间对车轮制动器12a、12b、12c和12d提供期望的压力水平。来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的流体可以返回至柱塞组件18并且/或者转向至储器20。

制动系统10包括电子控制单元(ECU)22。ECU 22可以包括微处理器。ECU 22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系统10的各个电气部件的操作。ECU 22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 22还可以连接至外部模块(未示出)，以用于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系统10。另外，ECU 22可以连接至仪表板，以用于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。

制动系统10进一步包括第一隔离阀30和第二隔离阀32。隔离阀30和32可以是螺线管致动的三通阀。隔离阀30和32一般可操作到两个位置，如图1示意性示出。第一隔离阀30和第二隔离阀32各自具有与输出导管34处于选择性流体连通的端口，该输出导管通常与柱塞组件18的输出端连通，如下文将讨论的。如图1所示，第一隔离阀30和第二隔离阀32还包括当第一隔离阀30和第二隔离阀32未通电时，分别选择性地与导管36和38处于流体连通的端口。第一隔离阀30和第二隔离阀32进一步包括分别与导管40和42处于流体连通的端口，这些导管提供去往和来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的流体。

在优选实施例中，第一隔离阀30和/或第二隔离阀32可以被机械地设计成使得当处于其断电位置时，流量被准许沿相反方向(从导管34分别流向导管36和38)流动，并且可以绕过阀30和32的常闭阀座。因此，虽然未将三通阀30和32示意性地示出为指示这种流体流动位置，但是应注意，阀设计可以准许这样的流体流动。这可以有助于执行制动系统10的诊断例程和放气。

系统10进一步包括多个不同螺线管致动阀(滑移控制阀布置)，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40处于流体连通的第一施加阀50和第一倾泄阀52，以用于将从第一隔离阀30接收到的流体协作性地供应至车轮制动器12a，并且将经加压流体从车轮制动器12a协作性地释放至与储器20处于流体连通的储器导管53。第二组阀包括与导管40处于流体连通的第二施加阀54和第二倾泄阀56，以用于将从第一隔离阀30接收到的流体协作性地供应至车轮制动器12b，并且将经加压流体从车轮制动器12b协作性地释放至储器导管53。第三组阀包括与导管42处于流体连通的第三施加阀58和第三倾泄阀60，以用于将从第二隔离阀32接收到的流体协作性地供应至车轮制动器12c，并且将经加压流体从车轮制动器12c协作性地释放至储器导管53。第四组阀包括与导管42处于流体连通的第四施加阀62和第四倾泄阀64，以用于将从第二隔离阀32接收到的流体协作性地供应至车轮制动器12d，并且将经加压流体从车轮制动器12d协作性地释放至储器导管53。应注意的是，在正常制动事件中，流体流动穿过未通电的打开的施加阀50、54、58和62。另外，倾泄阀52、56、60和64优选地处于其未通电关闭位置，以防止流体流到储器20。

制动踏板单元14连接至制动踏板70，并且在车辆的驾驶员踩压制动踏板70时被驾驶员致动。制动传感器或开关72可以连接至ECU 22以提供指示制动踏板70被压下的信号。如下文将讨论的，制动踏板单元14可以用作经加压流体的备用源，以在制动系统10的某些故障状况下基本上代替来自柱塞组件18的经加压流体的正常供应源。制动踏板单元14可以根据需要将导管36和38(在正常制动施加期间在第一隔离阀30和第二隔离阀32处是常闭的)中的经加压流体供应至车轮制动器12a、12b、12c和12d。

制动踏板单元14包括壳体，该壳体具有形成在其中的多台阶孔80，用于将各个圆柱形活塞和其他部件可滑动地接纳在其中。该壳体可以被形成为单一单元，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82、主活塞84和次活塞86可滑动地设置在孔80内。输入活塞82经由连杆臂76与制动踏板70连接。在某些条件下，输入活塞82、主活塞84和次活塞86的向左移动可以分别引起输入腔室92、主腔室94和次腔室96内的压力增大。制动踏板单元14的各种密封件以及壳体和活塞82、84和86的结构限定了腔室92、94和96。例如，输入腔室92总体上被限定在输入活塞82与主活塞84之间。主腔室94总体上被限定在主活塞84与次活塞86之间。次腔室96总体上被限定在次活塞86与壳体的由孔80形成的端壁之间。

输入腔室92经由导管100与踏板模拟器16处于流体连通，其原因将在下文解释。输入活塞82可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。输入活塞82的外壁与安装在壳体中所形成的凹槽中的唇形密封件102和密封件104相接合。穿过活塞82的壁形成通路106(或多个通路)。如图1所示，当制动踏板单元14处于其闲置位置(驾驶员没有压下制动踏板70)时，通路106位于唇形密封件102与密封件104之间。在闲置位置时，通路106准许输入腔室92与储器20之间经由导管108实现流体连通。如观察图1时，输入活塞82的足够向左移动致使通路106移动经过唇形密封件102，由此防止流体从输入腔室92流入导管108和储器20中。输入活塞82的进一步向左移动对输入腔室92加压，从而使流体经由导管100流入踏板模拟器16中。当流体被转向到踏板模拟器16中时，踏板模拟器16内的模拟腔室110膨胀，从而致使活塞112在踏板模拟器16内移动。活塞112的移动压缩弹簧组件，弹簧组件示意性地表示为弹簧114。弹簧114的压缩对车辆的驾驶员提供反馈力，该反馈力模拟例如在常规真空辅助液压制动系统中驾驶员在制动踏板70上感受到的力。踏板模拟器16的弹簧114可以根据需要包括任何数量和类型的弹簧构件。例如，弹簧114可以包括低刚度弹簧元件和高刚度弹簧元件的组合，以提供非线性力反馈。踏板模拟器16的弹簧114可以被容纳在与储器20(T1)处于流体连通的非加压腔室122内。

踏板模拟器16的模拟腔室110与导管100处于流体连通，该导管与输入腔室92处于流体连通。常闭螺线管致动的模拟器阀116被定位在导管100内，用于比如在制动踏板单元14被用于对车轮制动器提供经加压流体源的故障状况期间，选择性地防止流体从输入腔室92流动到模拟腔室110。模拟器阀116在其处于通电的打开位置时准许制动踏板单元14的输入腔室92与踏板模拟器16的模拟腔室110之间实现流体连通。制动系统10可以进一步包括止回阀118，该止回阀与导管100中的限流孔口120处于并联路径布置。止回阀118和限流孔口120可以一体地构建或形成在模拟器阀116中，或者可以与模拟器阀分开地形成。限流孔口120在驾驶员快速且有力地压下制动踏板70的尖峰施加期间提供阻尼。该阻尼提供力反馈，使得压下制动踏板70感觉更像传统的真空助力器，这可能是制动系统10的理想特性。通过大体上避免对于可以由制动系统10传递的车辆减速而言太多的制动踏板行程，阻尼也可以在制动踏板行程与车辆减速之间提供更精确的关系。止回阀118提供了容易的流动路径，并且允许制动踏板70快速返回，这允许根据驾驶员的意图快速地降低相关联的制动压力。

如上文所讨论的，制动踏板单元14的输入腔室92经由导管108和在输入活塞82中形成的通路106而选择性地与储器20处于流体连通。制动系统10可以包括位于导管108内的可选的模拟器测试阀130。模拟器测试阀130可以在如图1所示的打开位置与用动力实现的关闭位置之间被电子地控制。在正常的被助力的制动施加期间或对于手动促推模式，模拟器测试阀130不是必需的。模拟器测试阀130可以在各种测试模式期间被通电至关闭位置，以确定制动系统10的其他部件的正确操作。例如，模拟器测试阀130可以被通电至关闭位置，以防止经由导管108泄放到储器20，使得在制动踏板单元14中建立的压力可以用于监测流体流量，以确定是否可能发生穿过制动系统10的各个部件的密封件的泄漏。

制动踏板单元14的主腔室94经由导管38与第二隔离阀32处于流体连通。主活塞84可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。主活塞84的外壁与安装在壳体中所形成的凹槽中的唇形密封件132和密封件134相接合。穿过主活塞84的壁形成一个或多个通路136。如图1所示，当主活塞84处于其闲置位置时，通路136位于唇形密封件132与密封件134之间。应注意的是，在闲置位置，唇形密封件132在通路136的仅略微左侧，从而准许主腔室94与储器20之间实现流体连通。

制动踏板单元14的次腔室96经由导管36与第一隔离阀30处于流体连通。次活塞86可滑动地设置在制动踏板单元14的壳体的孔80中。次活塞86的外壁与安装在壳体中所形成的凹槽中的唇形密封件140和密封件142相接合。穿过次活塞86的壁形成一个或多个通路144。如图1所示，当次活塞86处于其闲置位置时，通路144位于唇形密封件140与密封件142之间。应注意的是，在闲置位置，唇形密封件140在通路144的仅略微左侧，从而准许次腔室96与储器20(T2)之间实现流体连通。

如果需要，主活塞84和次活塞86可以机械地相连，它们之间的移动受限。主活塞84和次活塞86的机械连接防止主活塞84与次活塞86之间的大空隙或距离，并且防止了在非故障回路中在无任何压力增加的情况下必须使主活塞84和次活塞86推进相对大的距离。例如，如果制动系统10处于手动促推模式并且在输出回路中(比如在导管36中)相对于次活塞86损失了流体压力，则次活塞86由于主腔室94内的压力而沿向左方向被强制或偏置。如果主活塞84和次活塞86没有连接在一起，则次活塞86将自由地行进到其最左侧位置，如观察图1时，并且驾驶员将必须压下踏板70一段距离以补偿这种行进损失。然而，由于主活塞84和次活塞86连接在一起，因此防止了次活塞86的这种移动，并且在这种类型的故障中发生的行进损失相对较小。可以使用主活塞84与次活塞86之间的任何适合的机械连接。例如，如图1示意性示出，次活塞86的右端可以包括向外延伸的凸缘，该凸缘延伸到在主活塞84的内壁中形成的凹槽中。该凹槽的宽度大于凸缘的宽度，由此在第一活塞84与次活塞86之间相对于彼此提供相对较小的行进量。

制动踏板单元14可以包括一般设置在输入活塞82与主活塞84之间的输入弹簧150。另外，制动踏板单元14可以包括设置在主活塞84与次活塞86之间的主弹簧(未示出)。可以包括次弹簧152并将其设置在次活塞86与孔80的底壁之间。输入弹簧、主弹簧和次弹簧可以具有任何适合的构型，比如笼式弹簧组件，以使活塞沿彼此背离的方向偏置，并且还将活塞适当地定位在制动踏板单元14的壳体内。

制动系统10可以进一步包括与导管36处于流体连通的压力传感器156，以检测次压力腔室96内的压力并且用于将指示压力的信号传输至ECU 22。另外，制动系统10可以进一步包括与导管34处于流体连通的压力传感器158，以用于传输指示柱塞组件18的输出端处的压力的信号。

如图2中示意性所示，柱塞组件18包括具有在其中形成的多台阶孔200的壳体。孔200包括第一部分202和第二部分204。活塞206可滑动地设置在孔200内。活塞206包括扩大末端部分208，该扩大末端部分连接至直径较小的中央部分210。活塞206具有连接至滚珠丝杠机构(总体上用212指示)的第二端211。滚珠丝杠机构212被提供用于使活塞206沿着由孔200限定的轴线在壳体的孔200内沿向前方向(如观察图1和图2时向左)和向后方向(如观察图1和图2时向右)进行平移或线性运动。在所示的实施例中，滚珠丝杠机构212包括示意性地且总体上用214指示的马达，该马达电连接至ECU 22以对其进行致动马达214可旋转地驱动丝杠轴216。马达214一般包括定子215和转子217。在图2所示的示意性实施例中，转子217和丝杠轴216一体地形成在一起。活塞206的第二端211包括螺纹孔220，并且用作滚珠丝杠机构212的从动螺母。滚珠丝杠机构212包括多个滚珠222，该多个滚珠被保持在丝杠轴216中形成的螺旋滚道223内和活塞206的螺纹孔220内，以减小摩擦。

虽然滚珠丝杠机构212是相对于柱塞组件18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206移动。还应当理解，虽然活塞206用作滚珠丝杠机构212的螺母，但是活塞206可以被配置成用作滚珠丝杠机构212的丝杠轴。当然，在这种情况下，丝杠轴216被配置成用作在其中形成有内部螺旋滚道的螺母。活塞206可以包括与在柱塞组件18的壳体中形成的协作结构相接合的结构(未示出)，以防止活塞206在丝杠轴216围绕活塞206旋转时旋转。例如，活塞206可以包括向外延伸的花键或接片(未示出)，这些花键或接片设置在柱塞组件18的壳体中所形成的纵向延伸的凹槽(未示出)内，使得这些接片在活塞206在孔200中行进时在凹槽内滑动。

如下文所讨论的，柱塞组件18优选地被配置成在活塞206沿向前方向和向后方向移动时对导管34提供压力。柱塞组件18包括安装在活塞206的扩大末端部分208上的密封件230。当活塞206在孔200内移动时，密封件230与孔200的第一部分202的圆柱形内表面可滑动地接合。密封件234和密封件236安装在孔200的第二部分204中所形成的凹槽中。密封件234和236与活塞206的中央部分210的圆柱形外表面可滑动地接合。第一压力腔室240总体上由孔200的第一部分202、活塞206的扩大末端部分208、以及密封件230限定。总体上位于活塞206的扩大末端部分208后方的环形第二压力腔室242总体上由孔200的第一部分202和第二部分204、密封件230和234、以及活塞206的中央部分210限定。密封件230、234和236可以具有任何适合的密封结构。

虽然柱塞组件18可以被配置成任何适合的大小和布置，但是在一个实施例中，第一压力腔室240的有效液压面积大于环形第二压力腔室242的有效液压面积。第一压力腔室240总体上具有与活塞206的中央部分210的直径(密封件234的内直径)相对应的有效液压面积，因为在活塞206沿向前方向推进时，流体被转向穿过导管254、34和243。第二压力腔室242总体上具有与孔200的第一部分202的直径减去活塞206的中央部分210的直径相对应的有效液压面积。这种构型提供了在活塞206向后移动的后冲程中，马达214需要较少的转矩(或动力)来维持与在其向前冲程中相同的压力。除了使用较少的动力之外，马达214还可以在活塞206的向后冲程期间产生较少的热量。在期望高制动压力的情况下，柱塞组件34可以从向前冲程操作到向后冲程。因此，尽管在大多数制动应用中使用向前冲程，但可以利用向后压力冲程。另外，在驾驶员长持续时间地踩压踏板90的情况下，可以通过将第一柱塞阀250和第二柱塞阀252(如下文将讨论的)控制到关闭位置来操作制动系统10，以维持制动压力(而不是连续地给柱塞组件34通电)，然后关闭马达或柱塞组件34。

柱塞组件18优选地包括传感器(如218示意性所示)以用于间接检测活塞206在孔200内的位置。传感器218与ECU 22通信。在一个实施例中，传感器218检测转子217的旋转位置，该转子可以具有嵌入其中的金属元件或磁性元件。由于转子217与轴216一体地形成，因此轴216的旋转位置对应于活塞206的线性位置。因此，可以通过经由传感器218感测转子217的旋转位置来确定活塞206的位置。

柱塞组件18的活塞206包括在其中形成的通路244。通路244限定延伸穿过活塞206的圆柱形外壁的第一端口246、并且与次腔室242处于流体连通。通路244还限定延伸穿过活塞206的圆柱形外壁的第二端口248并且与位于密封件234与236之间的一部分孔200处于流体连通。第二端口248与导管249处于流体连通，该导管与储器20(T3)处于流体连通。当处于闲置位置(如图2所示)时，压力腔室240和242经由导管249与储器20处于流体连通。这帮助确保适当释放柱塞组件18的输出端处的和压力腔室240和242本身内的压力。压力的泄放防止了由于压力腔室240和242中剩余的任何压力而意外地致动车轮制动器12a、12b、12c和12d。在活塞206从其闲置位置初始向前移动之后，端口248将移动经过唇形密封件234，由此断开压力腔室240和242与储器20的流体连通，由此准许随着活塞206进一步移动而使压力腔室240和242建立压力。

返回参照图1，制动系统10进一步包括第一柱塞阀250和第二柱塞阀252。第一柱塞阀250优选地是常闭的螺线管致动阀。因此，在未通电的状态下，第一柱塞阀250处于关闭位置，如图1所示。第二柱塞阀252优选地是常开的螺线管致动阀。因此，在未通电的状态下，第二柱塞阀252处于打开位置，如图1所示。可以在第二柱塞阀252内布置止回阀，使得当第二柱塞阀252处于其关闭位置时，流体仍可以沿从第一输出导管254(从柱塞组件18的第一压力腔室240)到导管34的方向流动穿过第二柱塞阀252，从而通向隔离阀30和32。应注意的是，在柱塞组件18的活塞206的向后冲程期间，可以在第二压力腔室242内产生压力以输出到导管34中。

总体上，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252被控制用于准许柱塞组件18的输出端处的流体流动并且准许在需要时通过柱塞组件18泄放至储器20(T3)。例如，第一柱塞阀250可以在正常制动事件期间被通电至其打开位置，使得第一柱塞阀250和第二柱塞阀252两者都打开(这可以在操作期间减少噪声)。优选地，第一柱塞阀250几乎始终在发动机运行时在点火循环期间被通电。当然，第一柱塞阀250可以比如在柱塞组件18的产生压力的向后冲程期间有目的地移动至其关闭位置。当柱塞组件18的活塞206在其向前冲程中操作来将流量最大化时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地处于其打开位置。当驾驶员释放制动踏板70时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地保持在其打开位置中。应注意的是，流体可以流动穿过关闭的第二柱塞阀252内的止回阀、以及从储器20穿过止回阀258，这取决于柱塞组件18的活塞206的行进方向。

可能期望的是，第一柱塞阀250在处于其打开位置时被配置成具有穿其而过的相对大的孔口。第一柱塞组件250的相对大的孔口有助于提供穿其而过的简单流动路径。第二柱塞阀252在其打开位置时可以设置有与第一柱塞阀250相比小得多的孔口。这样做的一个原因是帮助防止柱塞组件18的活塞206在由于流体穿过第一输出导管254冲到柱塞组件18的第一压力腔室240中导致的故障事件中被快速反向驱动，由此防止损坏柱塞组件18。由于流体在其流动穿过该相对小的孔口时受到限制，因此由于一些能量被转换成热量，会发生耗散。因此，孔口应具有足够小的大小以帮助在制动系统10故障时、例如像在马达214断电并且导管34内的压力相对高时，防止柱塞组件18的活塞206突然灾难性地被反向驱动。

如图2所示，柱塞组件18可以包括可选的弹簧构件，比如弹簧垫圈277，以辅助缓冲活塞206的此类快速向后反向驱动。弹簧垫圈277还可以辅助在活塞206接近闲置位置时在孔200内靠近其最缩回位置时缓冲该活塞以任何此类速度移动。如图2示意性所示，弹簧垫圈277位于扩大末端部分208与肩台279之间，该肩台在第一部分202与第二部分204之间的孔200中形成。弹簧垫圈277可以具有任何随着活塞206向后移动在与活塞206接触后发生偏转或压缩的适合的构型。例如，弹簧垫圈277可以呈金属锥形弹簧垫圈的形式。替代性地，弹簧垫圈277可以呈波形弹簧的形式。虽然弹簧垫圈277被示为安装在柱塞组件18的孔200内，但是弹簧垫圈277可以替代性地安装在活塞206上，使得弹簧垫圈277与活塞206一起移动。在这种构型中，弹簧垫圈277与肩台279相接合并且在活塞206向右充分移动时压缩。

第一柱塞阀250和第二柱塞阀252在正常制动操作期间在柱塞组件18的压力腔室240与242之间提供开放的并联路径。虽然单一开放路径可能足够，但是具有第一柱塞阀250和第二柱塞阀252两者的优点在于，第一柱塞阀250可以提供穿过其相对大的孔口的容易流动路径，而第二柱塞阀252可以在某些故障条件期间(当第一柱塞阀250断电至其关闭位置时)提供限流孔口路径。

在典型的或正常的制动操作期间，车辆的驾驶员压下制动踏板70。在制动系统10的优选实施例中，制动踏板单元14包括一个或多个行进传感器270(用于冗余)以便产生传输至ECU 22的信号，所述信号指示制动踏板单元14的输入活塞82的行进长度。

在正常的制动操作期间，柱塞组件18被操作来对导管34提供压力以致动车轮制动器12a、12b、12c和12d。在某些驾驶条件下，ECU 22与动力传动系控制模块(未示出)和车辆的其他额外的制动控制器通信，以在高级制动控制方案(例如，防抱死制动(AB)、牵引力控制(TC)、车辆稳定性控制(VSC)以及再生制动复合)期间提供协调制动。在常规制动施加期间，由制动踏板70的压下产生的来自制动踏板单元14的经加压流体流被转向到踏板模拟器16中。模拟器阀116被致动以使流体从输入腔室92穿过模拟器阀116转向。应注意的是，在图1中示出了模拟器阀116处于其通电状态。因此，模拟器阀116是常闭螺线管阀。还注意的是，一旦输入活塞82中的通路106移动经过密封件104，从输入腔室92到储器20的流体流就被阻断。

优选地，在正常制动事件的持续时间期间，模拟器阀116保持打开。另外，在正常制动操作期间，隔离阀30和32被通电至第二位置，以防止流体分别从导管36和38流动穿过隔离阀30和32。优选地，隔离阀30和32在整个点火循环的持续时间期间、比如在发动机运转时都被通电，而不是被通电和断电以帮助将噪音最小化。应注意的是，主活塞84和次活塞86分别由于其通路136和144分别被定位成经过唇形密封件132和140而不与储器20处于流体连通。防止流体流动穿过隔离阀30和32液压地锁定了制动踏板单元14的主腔室94和次腔室96，从而防止主活塞84和次活塞86进一步移动。

通常期望在正常制动模式期间维持隔离阀30和32被通电以确保比如在驾驶员释放制动踏板70期间使流体穿过柱塞组件18泄放至储器20。如图1最佳所示，在柱塞组件18的活塞206中形成的通路244准许这种泄放。

在正常制动操作期间，在踏板模拟器16通过制动踏板70的压下而被致动时，柱塞组件18可以被ECU 22致动以提供车轮制动器12a、12b、12c和12d的致动。与通过驾驶员压下制动踏板70使制动踏板单元14产生的压力相比，柱塞组件18被操作来对车轮制动器12a、12b、12c和12d提供期望的压力水平。电子控制单元22致动马达214以使丝杠轴216沿第一旋转方向旋转。丝杠轴216沿第一旋转方向旋转使活塞206沿向前方向(如观察图1和图2时向左)推进。活塞206的移动致使第一压力腔室240中的压力增大，并且流体从第一压力腔室240流出并进入导管254中。流体可以经由打开的第一柱塞阀250和第二柱塞阀252流入导管34中。应注意的是，随着活塞206沿向前方向推进，流体被允许经由导管243流入第二压力腔室242中。来自导管34的经加压流体穿过隔离阀30和32被导入导管40和42中。来自导管40和42的经加压流体可以穿过打开的施加阀50、54、58和62被引导到车轮制动器12a、12b、12c和12d，而倾泄阀52、56、60和64保持关闭。当驾驶员抬起或释放制动踏板70时，ECU 22可以操作马达214以使丝杠轴216沿第二旋转方向旋转，从而使活塞206缩回，从而使流体从车轮制动器12a、12b、12c和12d排出。活塞206缩回的速度和距离是基于驾驶员释放制动踏板70的要求，如传感器218感测到的。当然，如果驾驶员快速释放制动踏板90，则可以操作柱塞组件14以避免这种瞬时压力下降。在某些条件下，比如在非助力滑移控制事件中，来自车轮制动器12a、12b、12c和12d的经加压流体可以辅助反向驱动滚珠丝杠机构212，从而使活塞206朝其闲置位置返回。应注意的是，当驾驶员释放制动踏板90时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252在非滑移控制事件期间优选地保持其打开位置。

在一些情形下，柱塞组件18的活塞206可以在壳体的孔200内完成其整个冲程长度，并且仍期望额外的助力压力被传递至车轮制动器12a、12b、12c、和12d。柱塞组件18是双作用柱塞组件，使得其被配置用于在活塞206向后(向右)或沿相反方向完成冲程时还对导管34提供助力压力。这优于常规柱塞组件的优点是：首先需要将其活塞带回其闲置或缩回位置，然后可以再次推进活塞以在单一压力腔室内产生压力。例如，如果活塞206完成其整个冲程，并且仍期望额外的助力压力，则将第二柱塞阀252通电至其止回阀关闭位置。第一柱塞阀250被断电至其关闭位置。电子控制单元22将马达214沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向致动，以使丝杠轴216沿第二旋转方向旋转。丝杠轴216沿第二旋转方向旋转致使活塞206沿向后方向(如观察图1和图2时向右)缩回或移动。活塞206的移动致使第二压力腔室242中的压力增大，并且流体从第二压力腔室242流出并进入导管243和导管34中。来自导管34的经加压流体穿过隔离阀30和32被导入导管40和42中。来自导管40和42的经加压流体可以穿过打开的施加阀50、54、58和62被引导到车轮制动器12a、12b、12c和12d，而倾泄阀52、56、60和64保持关闭。以与在活塞206的向前冲程期间相似的方式，ECU 22还可以选择性地致动施加阀50、54、58和62以及倾泄阀52、56、60和64以分别对车轮制动器12a、12b、12c、和12d提供期望的压力水平。当在柱塞组件18的经加压向后冲程期间驾驶员抬起或释放制动踏板70时，第一柱塞阀250和第二柱塞阀252优选地被操作至其打开位置，但是使阀250和252中的仅一个阀打开一般就足够了。应注意的是，当从滑移控制事件过渡离开时，理想情况是使活塞206的位置和柱塞组件18内的被移位体积与车轮制动器12a、12b、12c、和12d内的给定压力和流体体积确切关联。然而，当相关性不确切时，流体可以从储器20经由止回阀258被抽入柱塞组件18的腔室240中。

在制动事件期间，ECU 22可以选择性地致动施加阀50、54、58和62以及倾泄阀52、56、60和64，以分别对车轮制动器提供期望的压力水平。ECU 22还可以通过柱塞组件18连同施加阀和倾泄阀的一般操作，在ABS、DRP、TC、VSC、再生制动和自主制动事件期间控制制动系统10。即使车辆驾驶员没有压下制动踏板70，ECU 22也可以操作柱塞组件18，以便比如在自主车辆制动事件期间提供被引导至车轮制动器的经加压流体源。

在制动系统10的多个部分失去电力的事件中，制动系统10提供手动促推或手动施加，使得制动踏板单元14可以对导管36和38供应相对高压的流体。在电气故障期间，柱塞组件18的马达214可能停止操作，由此不能从柱塞组件18产生经加压的液压制动流体。隔离阀30和32在其准许流体从导管36和38流动到车轮制动器12a、12b、12c、和12d的位置中穿梭(或保持)。模拟器阀116穿梭到其关闭位置，以防止流体从输入腔室92流出到踏板模拟器16。在手动促推施加期间，输入活塞82、主活塞84和次活塞86向左推进，使得通路106、136、144分别移动经过密封件102、132和140，以防止流体从其相应的流体腔室92、94和96流到储器20，由此对腔室92、94和96加压。流体分别从腔室94和96流入导管38和36中，以致动车轮制动器12a、12b、12c、和12d。

为了柱塞组件18的正确操作，显然期望ECU 22知道活塞206在柱塞组件18的壳体内的实际位置。重要的是，不仅最初在柱塞组件18的制造和组装之后确定活塞206的实际位置，而且在柱塞组件18的操作寿命期间确定活塞的实际位置。传感器218的精度以及滚珠丝杠机构212的精度可以被设计和制造成使得在活塞206在柱塞组件18内的移动过程中，能够以足够的公差正确地确定活塞206的位置。换句话说，滚珠丝杠机构212能够以这样高水平的质量和精度来设计，使得当活塞206通过马达214和滚珠丝杠机构212在柱塞组件18内移动时，传感器218将能够可靠地跟踪活塞206的位置。ECU 22可以从传感器218接收连续信号，以确保维持活塞206相对于柱塞组件18的壳体的正确位置。因此，对于柱塞组件18的正确操作，在柱塞组件18的操作过程中，对活塞206的位置的知晓一般不是问题。

然而，重要的是知道并确定活塞206在孔200内的归位或起始位置，使得活塞的所有随后位置可以源自该已知归位位置并根据该已知归位位置来确定。ECU 22可以被配置成在制动系统10的电停机之前存储与活塞206的最后已知位置相关联的数据。在制动系统10的下一个上电循环时，该最后已知位置可以用于重新确定活塞206的位置。然而，在制动系统10未被供电的时间段期间，活塞206的位置可能从先前已知的在最后的电关断之前的位置物理地移位或移动。例如，在断电事件期间柱塞组件18所经历的振动可能使活塞206从先前已知的位置移位。活塞206的这种移位将导致对活塞206的物理位置的错误假设。为了克服这些问题，期望在每次电气系统启动时提供初始化过程，使得可以确定和检测活塞206的实际位置，以提供活塞206的起始或归位位置(初始线性零位置)。在确定活塞206的归位位置之后，然后可以基于该起始位置并从该起始位置起跟踪该活塞206的每个位置。

归位初始化过程优选地在系统上电使得将电力供应给制动系统10时开始。系统上电可以对应于点火循环，在该点火循环中车辆启动。例如，对于具有内燃发动机的车辆，点火循环一般对应于发动机的启动或点火，并在发动机关停时结束。典型地，在发动机停机时，车辆的大多数电气系统也会停机并断电。制动系统10可以是此类会断电的系统之一。即使对于无内燃发动机车辆，比如纯电动或混合动力车辆，也可以用点火循环来描述制动系统的停机和断电循环。

在图3中展示了柱塞组件18的示意性表示，该柱塞组件处于随机方位使得活塞206已经从如图2所示的闲置位置移动到未知的随机向前位置。例如，图3中的活塞206的位置可能已经由于当发动机关闭并且制动系统10被断电时作用在柱塞组件18上的振动所导致。在图3中，活塞206被示出为使得在弹簧垫圈277与活塞206的扩大末端部分208之间存在间隙。应当理解，本文的柱塞组件18的示意图不是按比例绘制的，并且出于清楚和描述目的，柱塞组件18的某些特征被夸大示出。夸大对于柱塞组件18的各个部件的位置而言也可以同样适用，因为实际的移动和位置实际上可能很小，以至于在附图中无法被注意到。例如，在图3中，活塞206可能仅移动了毫米或几分之一毫米到其随机未知位置。因此，图3展示了活塞206的位置从比如图2中的闲置位置的夸大移动。

为了开始诊断归位初始化过程，首先比如在车辆点火循环的开始期间给制动系统10上电。因此，电力将再接通到制动系统10中的ECU 22和/或柱塞组件18等部件。ECU 22可以在归位初始化过程中以任何合适的配置来操作制动系统10。然而，优选地，在该过程期间，制动系统10的所有阀均未通电。ECU 22控制马达214以致动滚珠丝杠机构212来使丝杠轴216沿第二旋转方向旋转，从而使活塞206向右(如观察图3时)缩回。应注意的是，活塞206现在将在朝向弹簧垫圈277的方向上移动。然而，如果需要，ECU 22可以首先致动马达214以沿第一旋转方向旋转，使活塞206向左(如观察图3时)推进，以确保在使活塞206朝向弹簧垫圈277向后推进之前，在弹簧垫圈277与活塞206的末端部分208之间存在一定间隙。

为了确定归位位置，继续进行活塞206在向右方向上的行进，并由ECU 22经由来自传感器218的读数进行监测，直到满足指示活塞206已经移动至期望位置的某些条件为止。一般地，活塞206向右移动，直到检测到活塞206与端部止挡件接合为止。端部止挡件可以被限定为肩台279或可选的弹簧垫圈277。优选地，活塞206向右移动，直到活塞206的扩大末端部分208与弹簧垫圈277接合为止。此时，弹簧垫圈277可能略微压缩，如图4夸大所示。图4展示了处于其缩回位置的活塞206。为了有助于防止损坏柱塞组件18的部件，弹簧垫圈277用于在活塞206朝向肩台279移动时对活塞进行缓冲或偏置。因此，弹簧垫圈277有助于防止活塞206的扩大末端部分208直接接触肩台279。然而，应当理解，弹簧垫圈277的使用是可选的，并且柱塞组件18可以被构造成没有弹簧垫圈277，使得扩大末端部分208直接抵靠肩台279接合。

如将在下文进一步详细解释的，将满足某些条件，并且ECU 22能够确定弹簧垫圈277已经与扩大末端部分208接触并接合，并且因此将使马达214停止以防止弹簧垫圈277的进一步的压缩。此时，ECU 22可以将该缩回位置(如图4所示)视为归位位置。如图4所示，该归位位置一般对应于柱塞组件18的壳体的孔200内的最右边的位置。替代性地，ECU 22可以使活塞206沿向左方向略微推进，以便使弹簧垫圈277解除压缩，并且将该新活塞定位确定为归位位置，比如图2所示。在下文将详细描述的又一优选过程中，ECU 22可能已经进行了补偿端口确定过程，并且将活塞206向前移动了大约距离D1，如图4所示，并且将活塞206停在“线性零”位置，使得第二端口248在唇形密封件234的仅略微右侧，如图5所示。

可以监测来用于检测活塞206与比如弹簧垫圈277等端部止挡件接合的条件之一是马达214的状态。更具体地，ECU 22可以监测施加到马达214的电流，以感测在与弹簧垫圈277接合后马达214何时停转或停止。在归位初始化过程期间，优选地将马达214控制在低转矩和低速度下，以便不引起弹簧垫圈277的明显压缩。与在活塞206自由地移动时马达214的相对平稳的操作相比，在活塞206的移动期间，ECU 22监测马达电流，以感测当扩大部分208接合弹簧垫圈277时何时存在明显的电流上升。该方法间接地感测马达214的转矩输出。例如，可能优选的是，当达到约0.3N的转矩阈值时，使马达214停止。

可以监测来检测活塞206何时接合端部止挡件的另一条件是活塞206缩回的速度。ECU 22可以控制马达212处于恒定状态，以经由滚珠丝杠机构212使活塞206以相对恒定的速度移动。根据此信息，可以基于来自传感器218的信息来计算假设活塞206未压缩弹簧垫圈277时该活塞应当行进的速度。在与弹簧垫圈277接合并对其压缩时，活塞206的速度一般将停止(或者通过弹簧垫圈277的压缩而减慢)。通过传感器218检测到速度的立即降低指示活塞206开始压缩弹簧垫圈277。优选地，在归位初始化过程期间，ECU 22以相对低的速度和低的转矩来控制马达214。例如，活塞206可以以大约10mm/sec的速度移动。在这样的低速下，可以确定不需要存在可选的弹簧垫圈277，并且因此可以将其省去，而不必担心损坏柱塞组件18。

当满足与弹簧垫圈277的初始压缩相对应的当前感测条件或预定速度值条件中的任一个时，ECU 22可以停止活塞206的移动。如上所述，活塞206的此缩回位置然后可以用作归位位置。

结合诊断归位初始化程序，可能期望进行确定活塞206的补偿端口理想位置、即补偿端口248相对于唇形密封件234的位置的定位的方法。此程序可以在任何时候执行。例如，该程序可以在每次归位初始化之后执行和/或在柱塞组件18的整个使用寿命中定期地执行。然而，已经发现，此程序仅需要在制动系统10的制造和组装之后执行一次，比如在制动系统10已经充满制动流体并放气之后立即执行。

现在参照图5，活塞206处于其闲置位置，从而一般不会从柱塞组件18产生压力。弹簧垫圈277没有受到任何明显的压缩。示出了处于优选位置的活塞206，其中端口248与唇形密封件234的内直径接合边缘235相邻但在其仅略微右侧。在图5中，示出了唇形密封件234的接合边缘235与端口248间隔开非常小的距离D2。在此位置，压力腔室240和242经由通路244和导管249与储器20处于流体连通。储器20与压力腔室240和242之间的流体连通有助于确保在腔室240和242中并不建立压力，该压力例如可能在相关联的车轮制动器处引起不必要的夹钳磨损。因此，当柱塞组件18处于其闲置位置时，车轮制动器12a、12b、12c和12d处的压力可以通过柱塞组件18泄放到储器20。

如上所述，相对于柱塞组件18的操作，为了在压力腔室240和242内建立压力，从端口248到储器20的流体连通被关断或关闭。这是通过使活塞206沿向左方向(如观察图5时)移动来实现的，直到端口248位于唇形密封件234的内直径尖端235的左侧一定距离D3处为止，如图6所示。由于可以以给定速度沿前后方向精确地控制柱塞组件18的活塞206，因此可以通过监测柱塞组件18的助力压力变化特性来确定活塞206的补偿端口理想位置。总体上在图5中示出了活塞206的补偿端口理想位置，其中端口248被示出为在唇形密封件234的接合边缘235的仅略微右侧。此位置也被定义为线性零位置。与图2中的端口248的位置相比，活塞206需要在左侧方向上行进较少以关闭端口248，从而提供了柱塞组件18的压力腔室240和/或242的更快的压力建立。由于设计和制造公差，可能构造出不同的柱塞组件，使得活塞206在孔200内的定位彼此略有不同。然而，所有柱塞组件优选地被设计成使得在组装之后，确保端口248在唇形密封件234的右侧。然而，为了确保此位置，相比于理想期望的，端口248可以在唇形密封件234的右侧的更远处。因此，期望为每个柱塞组件18确定活塞206的补偿端口理想位置的定位。图2可以表示在初始制造和组装之后并且在已经在柱塞组件18上执行确定理想补偿端口的定位的任何方法之前的柱塞组件18。确定活塞206的补偿端口理想位置、即补偿端口248相对于唇形密封件234的接合边缘235的位置的定位的方法可以在柱塞组件18的制造和组装之后开始。由于设计和组装公差从一个单元到另一个单元可能略有不同，因此可能期望为每个柱塞组件18精确地定位补偿端口248。

确定活塞206的补偿端口理想位置的定位(补偿端口248相对于唇形密封件234的接合边缘235的定位)的方法可以通过监测柱塞组件18的助力压力变化特性来实现。可以使用不同的方法。例如，补偿端口理想位置或线性零可以通过首先发现当活塞206沿向前方向推进时何时在压力腔室240中建立最小压力而获得。现在将描述该方法。在第一步骤中，柱塞组件18的活塞206优选地缩回至闲置位置或归位位置，如图4所示。优选地，制动系统10中的所有阀均处于其断电位置。ECU 22沿第二旋转方向致动马达214，以使活塞206沿向右方向缩回，以将柱塞组件18置于其闲置或归位位置，如图4所示。在该位置，端口248在唇形密封件234的右侧，使得压力腔室240和242与储器20处于流体连通。马达214优选地以相对低的速度、比如以大约250rpm的速度移动。

应注意，在如图5所示的位置，弹簧垫圈277可以处于松弛状态，使得活塞206的扩大末端部分208要么抵靠弹簧垫圈277搁置要么与弹簧垫圈略微间隔开。替代性地，弹簧垫圈277可以被活塞206的扩大末端部分208略微压缩。ECU 22可以通过确定当活塞206不再移动(如被传感器218感测到)而马达214仍在操作时活塞206何时已经到达其闲置位置来监测柱塞组件18的状态。ECU 22然后可以停止马达214。在此确定过程中可能花费少量时间，这可能会导致弹簧垫圈277轻微压缩。此外，由于使活塞206沿向右方向偏置的复位弹簧(未示出)的存在，可能导致轻微压缩。

在该方法的优选实施例中，如以上所讨论的，在柱塞组件18已被置于其闲置或归位位置之后，ECU 22将制动系统10的一些阀操作至其通电位置。例如，ECU 22可以使第一三通隔离阀30和第二三通隔离阀32通电，以准许流体从导管34流过第一隔离阀30和第二隔离阀32。第一柱塞阀250也优选地被通电至其打开位置。此外，所有倾泄阀52、56、60和64优选地被通电至其打开位置，以准许流体流到储器20。当柱塞组件18处于其如图5所示的闲置位置时，ECU 22优选地在NVRAM中记录或写入活塞206的位置，使得在测试之前对活塞206的位置的基本了解是已知的。应注意，传感器218检测转子217的旋转位置，该旋转位置对应于活塞206的线性位置，使得ECU 22能够在该过程期间跟踪和记录活塞206的位置。

ECU 22然后沿第一旋转方向致动马达214和滚珠丝杠机构212，以沿第一方向或如观看图5时向左驱动活塞206。马达214可以被致动到任何速度，比如大约750rpm。活塞206的初始移动在图7中图解地表示为相对小的水平路径300。图7是在补偿端口学习过程期间柱塞组件18的控制的图解表示。应注意，图7的图解表示未按比例绘制，并且用于描述目的。在活塞206充分移动之后，端口248移动经过唇形密封件234，从而导致补偿端口被关断(比如图6所示)，从而关闭储器20与压力腔室240和242之间的流体连通。此时，活塞206的继续移动导致压力腔室240和242内的压力升高，该压力升高可以由(在柱塞组件18的输出端处)与导管34处于流体连通的压力传感器156感测到。当活塞206沿向前方向推进时，这种压力的建立在图7中表示为路径302。

应注意，图7的曲线图中的曲线拐点304表示端口248的关闭或关断，可将其检测为由压力传感器156感测到的助力压力特性的变化。因此，可以在此曲线拐点304处确定端口248相对于唇形密封件234的位置。ECU22可以将在关断时的此位置信息写入NVRAM中。图8展示了在活塞206已经移动超出补偿端口关断(由304表示)一定距离D4(例如25mm)之后在路径302的末端处在点305处活塞206的位置。由于柱塞组件18的高准确度和高精度，可以通过传感器218监测活塞206的行进距离，从而提供活塞206在孔200内的准确定位。在曲线拐点304处的活塞206的位置可以由ECU 22记入。基于此信息，然后可以期望确定活塞206的新的归位位置，使得补偿端口248被定位成与唇形密封件234的内直径接合边缘235相邻但在其仅略微右侧，如图5所示。此位置被称为线性零位置。在此位置，压力腔室240和242经由导管249与储器20处于流体连通，但是仅需要活塞206在左侧方向上的非常小的行进距离即可关闭这种流体连通。尽管在图5中夸大示出，但是端口248与唇形密封件234的内直径接合部分之间的距离可以相对较小，例如大约0.5mm。

在如上所述的这种确定活塞206的补偿端口理想位置的定位的第一方法中，该过程实质上是测量比如图4所示的活塞206的缩回位置与比如图5所示的活塞206的线性零位置之间的差异。在线性零位置中，端口248以相对小的距离D2邻近唇形密封件234的接合边缘235定位，使得端口248与流体储器20以及与压力腔室240处于流体连通。

在确定活塞206的补偿端口理想位置的定位的第二方法中，当活塞206以奖励压力模式完成冲程时，检测到柱塞组件18的输出的显著的压降。该第二方法可以用作在上述第一方法之后立即执行的冗余测试，或者可以仅实施第二方法。如果之后立即完成，则活塞206处于图8所示的位置，并且由图7的图解表示中的点305表示。ECU 22然后优选地将第一三通隔离阀和第二三通隔离阀维持在其通电状态。第二柱塞阀252优选地被通电至其关闭位置。第一柱塞阀250被断电至其关闭位置。倾泄阀也优选地断电至其关闭位置。ECU 22然后操作柱塞组件18，以在向后冲程中使活塞206缩回，以便在次压力腔室242和导管34中建立压力。马达214可以沿第二旋转方向以任何合适的速度(比如大约750rpm)操作。这种向后冲程压力建立在图7的曲线图中表示为路径306。代替继续沿路径306一直到补偿端口关断，期望释放压力以减小马达214上的任何高转矩载荷，以防止对马达214造成任何损坏。因此，在由图7中的曲线拐点314表示的预定距离处，ECU 22优选地将第一柱塞阀250通电至其打开位置，并且将第二柱塞阀252断电至其打开位置。第一隔离阀30和第二隔离阀323优选地保持通电。ECU 22优选地等待设定的时间段，直到次压力腔室242和导管34内的压力稳定为止。

ECU 22然后优选地使马达214沿第二旋转方向以相对较低的速度(比如大约60rpm)旋转，同时计算作为减小的活塞行程的函数的压降。当端口248移动到唇形密封件234的内直径部分的右侧时，检测到补偿端口。此时，如图7中的曲线拐点310所表示的，可以经由压力传感器156和传感器218感测到作为降低的活塞行程的函数的压降的明显增加，从而指示活塞206的端口248刚经过唇形密封件234，因为现在准许流体经由通路244和导管249从次压力腔室242流入储器20中。类似于第一方法，活塞206的定位可以由ECU 22记入到NVRAM。针对补偿端口关断的活塞位置可以相对于在第一方法中获知的位置来进行比较和/或更新。应注意，活塞206的继续向后移动由图7中的路径312表示。ECU 22继续使活塞206向后移动，直到达到零压力水平或者已经达到预定的超时，例如像大约5秒。

一旦通过上述一种或两种方法已经确定了关断位置，ECU 22就可以连续地停放或定位活塞206，使得端口248在唇形密封件234的接合边缘235的仅略微右侧，如图5所示，在线性零位置。活塞206的这个补偿端口理想位置(其中端口248在唇形密封件234的接合边缘235的仅略微右侧)提供了活塞206关闭端口248所需的在左侧方向上较小的行程。因此，在柱塞组件18的操作期间，在该柱塞组件的压力腔室240和/或242中提供了更快的压力建立。然后将活塞206在孔200内的线性零位置用作每个制动循环的起始位置。活塞206的所有后续位置可以源自此已知的线性零位置并根据该线性零位置来确定。

关于制动系统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，而是指将阀置于或准许阀处于期望的位置或阀状态。例如，可以通过简单地准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塞或防止穿其而过的流体流。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模式。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 (17)

1.一种在车辆的点火循环开始时确定用于车辆制动系统的柱塞组件内的活塞的归位位置的方法，所述方法包括：

(a)提供柱塞组件，所述柱塞组件具有在其中限定了孔的壳体，其中，所述柱塞组件包括活塞，所述活塞能够滑动地设置在所述孔中，用于在所述活塞沿第一方向移动时对压力腔室内的流体进行加压，并且其中，所述柱塞组件进一步包括用于使所述活塞在所述孔内移动的电操作式线性致动器；

(b)对所述柱塞组件的所述线性致动器提供电力；

(c)致动所述线性致动器以使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向朝向端部止挡件缩回；以及

(d)检测所述活塞与所述端部止挡件的接合。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)之后，致动所述线性致动器以使所述活塞沿所述第一方向推进向前的预定距离，从而将所述活塞置于归位位置。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)之后，致动所述线性致动器以停止所述活塞的移动。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，通过检测所述线性致动器的电流增加到预定电流值来检测所述活塞与所述端部止挡件的接合。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，通过检测所述活塞的速度减小到预定速度值来检测所述活塞与所述端部止挡件的接合。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述柱塞组件的所述端部止挡件包括弹簧元件。

7.如权利要求6所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述活塞与所述端部止挡件接触而压缩所述弹簧元件。

8.如权利要求6所述的方法，其中，在步骤(d)中，随着所述弹簧元件与所述活塞接合而被压缩，通过所述活塞的速度减小到预定速度值来检测所述活塞与所述端部止挡件的接合。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述线性致动器包括马达。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述线性致动器进一步包括由所述马达操作的滚珠丝杠机构。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述制动系统设置有流体储器，并且所述柱塞组件进一步包括端口，所述端口在所述活塞处于第一位置时与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通，并且其中，当所述活塞处于第二位置时，由于在所述柱塞组件的所述壳体内的密封件与所述端口之间的空间关系而导致所述端口被阻止与所述压力腔室流体连通。

12.如权利要求11所述的方法，其中，在步骤(d)之后；

(e)测量所述活塞的缩回位置与所述活塞的线性零位置之间的差异，在所述线性零位置中，所述端口以相对较小的距离邻近所述密封件定位，使得所述端口与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通。

13.如权利要求12所述的方法，其中，在步骤(e)中，所述差异通过以下操作来测量：

(f)使所述活塞沿所述第一方向从所述缩回位置推进；以及

(g)检测所述柱塞组件的所述压力腔室中的压力增加，从而检测导致所述储器与所述压力腔室之间失去流体连通的所述密封件相对于所述补偿端口的移动。

14.如权利要求13所述的方法，其中，在步骤(g)之后，所述方法进一步包括：

(h)使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向缩回，从而引起所述柱塞组件内的第二压力腔室中的压力增加；以及

(i)检测所述柱塞组件的所述第二压力腔室中的压力下降，从而检测所述密封件相对于所述补偿端口的移动。

15.一种相对于柱塞组件的补偿端口和密封件结构来检测活塞的位置的方法，所述方法包括：

(a)提供流体储器；

(b)提供柱塞组件，所述柱塞组件具有在其中限定了孔的壳体，其中，所述柱塞组件包括活塞，所述活塞能够滑动地设置在所述孔中，用于在通过线性致动器使所述活塞沿第一方向移动时对压力腔室内的流体进行加压，并且其中，所述柱塞组件包括端口，所述端口在所述活塞处于第一位置时与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通，并且其中，当所述活塞处于第二位置时，由于在所述柱塞组件的所述壳体内的密封件与所述端口之间的空间关系而导致所述端口被阻止与所述压力腔室流体连通；

(c)将所述活塞定位在缩回位置；以及

(d)测量所述活塞的所述缩回位置与所述活塞的线性零位置之间的差异，在所述线性零位置中，所述端口以相对较小的距离邻近所述密封件定位，使得所述端口与所述流体储器和所述压力腔室处于流体连通。

16.如权利要求15所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述差异通过以下操作来测量：

(e)使所述活塞沿所述第一方向从所述缩回位置推进；以及

(f)检测所述柱塞组件的所述压力腔室中的压力增加，从而检测导致所述储器与所述压力腔室之间失去流体连通的所述密封件相对于所述补偿端口的移动。

17.如权利要求16所述的方法，其中，在步骤(f)之后，所述方法进一步包括：

(f)使所述活塞沿与所述第一方向相反的第二方向缩回，从而引起所述柱塞组件内的第二压力腔室中的压力增加；以及

(g)检测所述柱塞组件的所述第二压力腔室中的压力下降，从而检测所述密封件相对于所述补偿端口的移动。

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