用于减少车辆中真空消耗的方法和系统的制作方法

用于减少车辆中真空消耗的方法和系统的制作方法
【专利摘要】描述了在车辆内保存真空的系统和方法。在一个示例中，通过限制制动助力器工作室的体积膨胀保存真空。
【专利说明】用于减少车辆中真空消耗的方法和系统

【技术领域】
[0001]本申请涉及用于减少车辆中真空消耗的方法和系统。
[0002]发明背景
[0003]真空可用于车辆中，以在车辆系统中应用推动力。例如，可利用真空来应用车辆制动器、运转涡轮增压器废气旁通阀和调节气门在加热和通风管道中的位置。然而，车辆系统中的真空日益成为较不可用的资源，这是由于发动机小型化的趋势和提高车辆燃料经济性的可变气门正时。
[0004]车辆中的真空的较重要的消耗装置之一是车辆制动系统。真空被用于制动助力器(brake booster)以应用制动器。具体地，在未应用制动器时，真空被用于制动助力器膜片的两侧。膜片上的压力平衡使得膜片返回至主缸中的活塞不增加制动管路压力的位置。当应用制动器时，膜片工作侧上的真空被取代以周围空气，而真空仍存在于膜片的真空侧上。因此，在膜片上产生压差，其推动膜片，以施加力至主缸中的活塞，从而提高制动压力和应用制动器。
[0005]在车辆制动期间，驾驶员接收使其知道适当量的力是否被施加至制动踏板的可视和物理线索，以提供期望的制动量或水平。然而，当所述车辆停止时，针对制动力是否足够或比期望的多以保持车辆不动，驾驶员接收较少的信息。因此，驾驶员会施加比期望多的制动力，以保持车辆不动。结果，比期望多的真空会在所述车辆停止时被消耗。
[0006]本文
【发明者】已经认识到上述缺点，而且已经开发了保存真空的方法，包括:响应车辆被停止时制动踏板力增加，限制车轮制动器处的制动管路增压。


【发明内容】

[0007]通过限制制动管路增压，有可能降低车辆中的真空消耗。具体地，供应车轮制动器的制动管路中的压力可通过关闭位于主缸活塞和车轮制动器之间的气门而受到限制。关闭气门限制主缸活塞运动，因为主缸活塞和气门之间的制动流体几乎是不能压缩的，从而在气门关闭和应用制动时限制主缸活塞运动。主缸活塞还机械连接于制动助力器中的膜片，该膜片将制动助力器工作室与制动助力器真空室分开。因此，制动助力器膜片运动在主缸活塞运动受到限制时而被限制。制动助力器膜片限定制动助力器工作室的一侧，而在膜片运动通过主缸活塞受到限制时，制动助力器工作室体积基本上是固定的(例如，小于10%的总制动助力器体积的变化)。结果，驾驶员可仅减少工作室中的真空至一定的程度，该程度由制动助力器工作室的体积——其与制动助力器膜片位置有关——决定。以这种方式，可应用车辆制动器，以在制动助力器真空消耗受到限制时提供期望量的制动力。
[0008]本说明书可提供若干优势。具体地，该方法可保存车辆中的真空，以便车辆发动机以低的进气歧管压力运转更少的时间。该方法还可保存燃料，因为发动机可能能够以较高的进气歧管压力更有效地运转更长的时间周期。另外，响应车辆工况诸如道路坡度和车辆质量，该方法保存真空。
[0009]本说明书的上述优势和其他优势以及特征将通过以下详细描述——单独进行描述或结合附图进行描述一而显而易见。
[0010]应该理解，提供以上概述从而以简化形式介绍对在详细描述中进一步描述的构思的选择。其不意为确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由所述详细描述之后的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述任意缺点或在本公开内容任何部分的实施方案。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1显示发动机和部分制动系统的示意性描述；
[0012]图2显示示例车辆制动系统，其中图4的方法可用于保存真空；
[0013]图3显示示例操作顺序，其中真空系统的真空被保存；和
[0014]图4显示保存真空的示例方法。

【具体实施方式】
[0015]本描述涉及保存车辆的真空。图1和2显示为车辆提供真空的示例系统。图3显示示例顺序，其中在操作车辆时真空被保存。图4显示保存用于车辆系统中的真空的方法。
[0016]参考图1,内燃发动机10-包括多个汽缸，其中一个汽缸显不于图1-由发动机电子控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于其中并连接至曲轴40。显示燃烧室30与进气歧管44和排气歧管48通过各自的进气门52和排气门54连通。每一进气门和排气门均可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55而确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57而确定。
[0017]显示燃料喷射器66被设置，以将燃料直接喷射至汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可选地，燃料可被喷射至进气口，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号FPW的脉宽成比例的液体燃料。燃料通过燃料系统(未显示)——包括燃料箱、燃料泵和燃料管(未显示)——被输送至燃料喷射器66。从响应控制器12的驾驶员68向燃料喷射器66提供操作电流。另外，显示进气歧管44与任选的电子节气门62连通，该电子节气门62调节节流板64的位置，以控制来自进气增压室46的空气流量。
[0018]压缩机162从进气道42抽取空气，以供应增压室46。排气旋转涡轮164经轴161连接于压缩机162。压缩机旁通气门158可经来自控制器12的信号被电操作。压缩机旁通气门158允许加压空气循环回压缩机入口，以限制增压压力。类似地，废气旁通阀驱动器72允许排气绕过涡轮164，以便增压压力可在变化的工况下受到控制。
[0019]真空经真空提供装置24(例如吸气器/喷射器/文氏管泵)被供应至车辆系统。在该示例中，吸气器被布置在压缩机出口和压缩机入口之间。在一些示例中，吸气器还可布置在过滤空气入口和进气歧管之间。进一步，吸气器可跨过任意两个不同的压力势被布置。压缩机162经汇合部分管道31向真空提供装置24 (例如，喷射器)的汇合部分35提供压缩空气作为推动流体。推动流体经真空口管道37和止回阀60与来自真空贮器138的空气组合。在经喷射器在真空口管道37中产生的压力低于贮器138中的压力时，止回阀60允许流动。混合的空气在分流部分33处离开。在一些示例中，真空贮器138可被称为真空系统贮器，因为它可在整个真空系统中提供真空和因为制动助力器140也可包含真空贮器。贮器138中的压力可经真空贮器压力传感器193监控。真空系统贮器138经止回阀65提供真空至制动助力器140。止回阀65允许空气从制动助力器140进入真空系统贮器138和基本上防止空气从真空系统贮器138进入制动助力器140。真空系统贮器138还可提供真空至其它真空消耗装置，诸如涡轮增压器废气旁通阀驱动器、加热和通风驱动器、传动系驱动器(例如，四轮驱动驱动器)、燃料蒸汽净化系统、发动机曲轴箱通风和燃料系统泄露检测系统。止回阀61限制空气从第二真空消耗装置(例如，除了车辆制动系统以外的真空消耗装置)流至真空系统贮器138。制动助力器140可包括内部真空贮器，并且其可增强由脚152经制动踏板150提供的力。制动助力器140连接至主缸148，用于应用车辆制动器(未显示)。制动助力器140和制动踏板150是车辆制动系统101的部分。在该示例中，制动助力器140是主动制动助力器，其中制动助力器140的工作侧中的真空是基于制动踏板150的位置。关闭主缸和轮缸之间的气门还可应用于常规增压器(非主动)，该常规增压器具有允许大气进入工作室的机械气门。制动踏板150可机械连接至制动助力器140，以便在一些状况下，制动踏板140直接操作主缸148。在其它状况下，由主缸148产生的制动液压是基于增压器力和制动踏板力的净力，但制动踏板140并不直接操作主缸148。如果制动踏板140不直接在主缸148上进行操作并且制动踏板被应用，则制动助力器140的工作室中的压力通过调节图2描述的调节气门被调节。
[0020]操作员的脚和制动助力器可施加高的力于主缸上，导致高的主缸液压，但是因为隔离气门(一个或多个)被关闭，所以，与气门打开时相比，轮缸的管路压力降低。关闭气门减少主缸和保存真空的制动助力器的冲程。如果使用常规制动助力器，则真空保存仅由减少的制动冲程导致。如果存在主动制动助力器，其中气门控制进、出制动助力器工作室的空气流量，则通过限制大气进入工作室另外保存真空。
[0021]响应控制器12，无分电器点火系统88经火花塞92提供点火电火花给燃烧室30。显示宽域排气氧(UEG0)传感器126连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可替代UEG0传感器126。
[0022]在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一示例中，可使用多个排放控制装置，每一个均具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
[0023]控制器12作为常规微型计算机显示于图1中，其包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了之前论述的那些信号之外，显示控制器12还接收来自与发动机10连接的传感器的各种信号，包括:连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);连接至加速器踏板130的位置传感器134，用于检测通过脚132调节的加速器位置；连接至制动踏板150的位置传感器154，用于检测制动踏板位置；爆震传感器，用于确定残余废气的点火(未显示)；连接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量结果；连接至增压室46的压力传感器122的增压压力的测量结果；检测曲轴40位置的霍尔传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的、进入发动机的进气质量的测量结果；和来自传感器58的节气门位置的测量结果。大气压力还可被检测(未显示传感器)，以通过控制器12进行处理。曲轴每旋转一次，发动机位置传感器118产生预定数目的等间隔脉冲，由此可确定发动机转速(RPM)。
[0024]在一些示例中，发动机可连接于混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联构造、串联构造或其变型或组合。此外，在一些实施方式中，可应用其他发动机构造，例如柴油发动机。
[0025]在操作期间，发动机10内的每一汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程中，排气门54关闭而进气门52开启。空气通过进气歧管44引入燃烧室30，并且，活塞36移动到汽缸底部，以便增加燃烧室30内的体积。活塞36接近汽缸底部以及处于冲程末端的位置(例如，当燃烧室30体积最大时)通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程中，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程末端并最接近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30体积最小时)通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，喷射的燃料通过已知点火装置，诸如火花塞92被点燃，导致燃烧。在膨胀冲程中，膨胀气体推动活塞36返回至BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程中，排气门54开启，以释放燃烧的空气燃料混合物至排气歧管48，并且，活塞返回至TDC。注意，以上仅作为示例被描述，而且，进气门和排气门开启和/或关闭正时可变化，例如，以提供正或负气门开启重叠角、迟后进气门关闭或各种其他示例。
[0026]现在参考图2，其显示第一示例制动系统，其中可以应用图4所述方法。图2的制动系统101可包括图1所示发动机。液压管路以实线显示，电连接显示为虚线，并且，气连接显示为点划线。
[0027]制动系统101包括制动踏板150和制动位置传感器154。在一些示例中，制动系统101还可包括制动踏板力传感器251。制动踏板150可由脚152操作，以移动杆213。杆213机械连接至膜片245。膜片245也机械连接至主缸148的活塞297。液压控制气门295和294打开时，膜片245的位置经制动踏板力、工作室247和真空室248中的真空水平和复位弹簧270调节。通过改变膜片245的位置，可调节工作室247的体积。具体地，液压控制气门294和295打开时，工作室247中的体积(和压力)可在施加至杆213的力允许空气进入工作室247和转移膜片245时增加。然而，如果液压控制气门294和295均关闭，则工作室247体积的增加即使在另外的力被施加至杆213时也会受到限制。关闭液压气门294和295固定主缸活塞297和气门294和295之间的制动液的体积，从而限制活塞297的运动——即使在液压控制气门294和295关闭后另外的力被施加至制动踏板150或膜片245。
[0028]当杆213移动以允许气门218将制动助力器工作室247与大气通气时，工作室247经气口选择性地从高压力源(例如，大气压力)接收空气至大气219。当释放制动踏板150时，气门218还允许空气从工作室247经过到达真空室248。当空气从工作室247经过到达真空室248时，气门218不允许空气从大气进入工作室247。以这种方式，工作室247中的真空可被置换或添加，以便另外的力被施加或从膜片247去除。
[0029]压力传感器235检测液压控制气门295下游第一制动管路232中的压力。压力传感器237检测液压控制气门294下游第二制动管路231中的压力。响应压力传感器235和237的输出、车速和变速器操作状态，控制器12操作液压控制气门294和295。
[0030]真空贮器138经止回阀65供应真空给制动助力器140。真空贮器138中的压力经压力传感器193检测。在一些示例中，真空贮器138可结合到制动助力器140中。真空经止回阀60被供应至真空贮器138。真空经发动机进气歧管或诸如喷射器的装置被供应至止回阀60。
[0031]主缸148可供应加压制动流体给制动器290，用于停止轮291的旋转。制动管路231和231允许主缸148和制动器290之间的流体连通。左前车轮被称为FL，右前轮被称为FR,右后轮被称为RR,和左后轮被称为RL。
[0032]因此，图1和2的系统提供保存真空，包括:变速器；车辆制动器；制动踏板；连接至所述制动踏板和与所述车辆制动器连通的真空制动助力器；主缸，其包括活塞，所述主缸连接至所述真空制动助力器和与所述车辆制动器流体连通；和控制器，包括存储在非临时存储器中的可执行指令，以在所述变速器被换挡和所述制动踏板被应用时限制所述活塞的运动。系统包括:其中所述变速器从空挡或驻车挡换成前进挡。系统包括:其中所述活塞的运动通过关闭沿从所述主缸延伸至所述车辆制动器的制动管路布置的气门而受到限制。系统进一步包括发动机和另外的指令，以自动停止所述发动机和在所述发动机被停止的时候停止活塞运动。系统进一步包括另外的指令，以基于道路坡度控制车辆制动器处的制动管路压力。系统包括:其中限制所述活塞的运动限制制动助力器工作室体积膨胀。
[0033]现在参考图3，其显示图4的真空保存方法的操作特点。图3的顺序可由在图1和2的系统中执行的图4的方法提供。垂直标记T0-T10表示程序中具体感兴趣的时间。
[0034]图3自顶部第一图表示制动踏板力对比时间。可选地，制动位置可替代制动踏板力。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示制动踏板力，并且当交线(trace)在X轴时制动踏板处于底部位置。制动踏板力在Y轴箭头方向增加。制动踏板力为零或在X轴时，制动踏板不被应用。
[0035]图3自顶部第二图表示对液压制动控制气门(例如，图2的液压控制气门294和295)的命令。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示液压制动控制气门命令，并且，当液压制动气门命令是接近X轴的低值时，液压制动控制气门被命令打开。当液压制动气门命令是接近Y轴箭头的高值时，液压制动控制气门被命令关闭。通过命令液压制动控制气门关闭，图2主缸活塞297和膜片245的位置被限制移动。
[0036]图3自顶部第三图表示制动助力器工作室体积对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示制动助力器工作室体积，并且，制动助力器工作室体积在Y轴箭头方向增加。交线302是实线，其表示根据图4方法的制动助力器工作室体积。交线304是虚线，其表示仅基于制动踏板力/位置的制动助力器工作室体积。其中仅实线是可视的，交线302和304处于相同水平。
[0037]图3自顶部第四图表示制动助力器工作室真空对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示制动助力器工作室真空，并且，制动助力器工作室真空在Y轴箭头方向增加(例如压力降低)。交线306是实线，其表示图1和2的系统中的图4的方法控制制动助力器工作室中的真空时的制动助力器工作室真空。交线308是虚线，其表示制动助力器工作室真空，其仅基于制动踏板位置。其中仅实线是可视的，交线306和308处于相同水平。当在常规增压器中部署时，线308和306是重合的。当在主动增压器中部署时，较少的大气得以进入工作室，因此，主动增压器中的真空比常规增压器中的更深。虽然一个系统比另一个保存更多真空，但两者均可保存超过现有水平的真空。
[0038]图3自顶部第五图表示选定的变速器齿轮对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示变速器齿轮。P表示驻车挡，R表示倒档，N表示空挡，D表示驾驶和L表示低。车辆的变速器在由交线水平表示的齿轮中。
[0039]图3自顶部第六图表示车速对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧时间增加。Y轴表示车速，并且车速在Y轴箭头方向增加。当交线接近X轴时车速为零。水平线335表示临界(threshold)车速，低于该临界车速，液压控制气门可响应制动踏板位置和车速而关闭。换言之，如果制动踏板被应用和车速小于临界值335，则液压控制气门可被关闭，以限制制动管路压力和限制真空消耗至临界水平，该临界水平随着另外的力被施加至制动踏板使车辆停止但不继续消耗真空。
[0040]在时间T0，车辆被停止和变速器处于驻车挡。液压控制气门命令(例如，针对图2的气门294和295的命令)低，表示车辆制动压力未受限制。制动踏板未被应用和变速器处于驻车挡。制动助力器工作室体积处于较低水平，表示制动助力器膜片未由于制动踏板力和膜片上的压差而明显偏转。制动助力器工作室真空处于较高水平。这样的状况指示车辆被驻车和发动机在操作中或被停止时的状况。
[0041]在时间T1，制动踏板被应用和发动机经接合按钮或起动机开关而被起动，同时所述变速器仍处于驻车挡。当车辆停止时和处于驻车挡时，应用制动器可以是接合发动机起动机和起动车辆的要求。响应进入工作室的空气和制动踏板位置(例如，制动器被应用)，制动助力器工作室体积开始增加和真空室体积减小(未显示)。响应进入制动助力器工作室的空气和制动踏板位置(例如，制动踏板位置确定进入制动助力器工作室的空气流速)，制动助力器工作室真空减少。变速器保持处于驻车挡和液压控制命令保持未生效，以便液压控制气门保持打开。液压气门命令未生效和制动踏板作用力增加时，车辆制动力增加。车辆还保持处于停止状态。当人在车辆被驻车时下意识地应用车辆制动器时，可存在这样的状况。
[0042]在时间T2，响应达到临界水平的车辆制动力(未显示)，液压气门命令生效和液压制动气门关闭。在一个示例中，可通过提供制动液给车辆制动器的制动管路中的压力确定车辆制动力。例如，制动管路压力可用于索引(index)输出制动力的表格或函数。临界车辆制动力可基于车辆质量、道路坡度和预定的制动偏移而被确定。响应关闭液压控制气门，图4方法限制处于由交线302指示的水平的制动助力器工作室体积。对于基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的系统，制动助力器工作室体积增加至由交线304指示的水平。因此，图4方法限制制动助力器工作室体积，以便较少空气可进入制动助力器，从而减少真空消耗。
[0043]制动踏板力继续增加和制动助力器工作室真空随着空气进入制动助力器工作室而减少。根据图4方法操作的制动助力器工作室真空以由交线306指示的较快速率减少，但不减少至交线308的减少的真空水平，因为制动助力器工作室体积受到限制。根据仅基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法操作的制动助力器工作室真空以由交线308指示的较低速率减少，因为制动助力器工作室体积正在增加。另外，交线308达到较低真空水平，因为制动踏板允许图2的制动助力器真空控制气门218进一步打开，这是因为制动踏板的运动不受液压控制气门的限制。注意系统中的差异。操作员可在两种情况下应用相同的制动力，但在一种情况下(其中所述液压控制气门在T2关闭)，制动管路压力受到限制，但仍足以保持车辆停止——即使车辆不处于驻车挡。因此，车辆控制装置防止会消耗另外的真空的不必要的额外的制动助力器冲程。
[0044]在时间T3，如由转换至较低水平的制动踏板位置所指示的，制动踏板被释放。液压控制气门命令保持有效，以便液压控制气门保持关闭。液压控制气门保持关闭，以便主缸活塞运动在应用车辆制动器时被限制，从而通过制动助力器限制真空消耗。对于图4方法(例如，交线302)和对于其中制动助力器工作室真空响应被释放的制动踏板而随制动踏板位置和作用力(例如，交线304)而变化的方法，制动助力器工作室体积减小。另外，对于图4方法(例如，交线306)和其中制动助力器工作室真空响应被释放的制动踏板而随制动踏板位置和作用力(例如，交线308)而变化的方法，制动助力器真空增加。变速器保持处于驻车挡和车辆保持停止。
[0045]在时间T4，制动踏板被应用于第二时间，作为改变变速器PRNDL选择的必要条件。制动器被应用，以允许变速器换挡至驾驶，如稍后所示。液压控制气门保持关闭，以限制制动助力器膜片运动，从而限制真空消耗。对于图4的方法，交线302，和对于其中基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，交线304，制动助力器工作室体积增加，但图4的方法限制制动助力器工作室体积，而其中基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法被允许甚至进一步增加。对于仅基于制动踏板位置调节制动助力器真空的方法，交线308，制动助力器工作室真空减少另外的量，因为另外的制动力使制动踏板移动和允许更多空气进入制动助力器工作室。另一方面，对于根据图4的方法，交线306操作的系统，制动助力器工作室真空受到限制，因为主缸活塞由于关闭的液压控制气门而被限制移动。限制所述主缸活塞运动限制制动助力器膜片运动和制动助力器真空气门218打开。因此，与图4方法相比，其中仅基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法消耗更多真空。变速器从驻车换挡至驾驶，同时所述制动踏板被应用和车速保持为零。
[0046]在时间T5，制动踏板由驾驶员释放，和响应被释放的制动踏板，液压控制气门命令将状态改变至未生效状态。然而，在一些示例中，液压控制气门可保持关闭直到驾驶员或发动机需求转矩增加。对于图4方法，交线302，和对于其中基于制动踏板位置调节制动助力器真空的方法，交线304，制动助力器工作室体积均随着制动助力器膜片偏转减小-响应制动助力器膜片上的压差降低——而减小。对于图4方法，交线306，和对于其中基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，交线308，响应被释放的制动踏板，制动助力器工作室真空还增加。车辆保持处于驾驶，并且车速开始在时间T5和时间T6之间增加。
[0047]在时间T6，车速增加和车辆制动器被应用。液压控制气门命令保持未生效，以便驾驶员可在车辆移动时应用全部制动力。对于图4方法，交线302，和对于其中基于制动踏板位置调节制动助力器工作室体积的方法，交线304，响应增加的制动踏板力，制动助力器工作室体积均增加。因此，根据方法4操作的系统和仅基于制动踏板位置操作的系统消耗的真空相等。车辆保持处于驾驶和车辆开始减速。因为车辆在移动，所以制动器正常操作，并且不提供真空保存措施。车辆恰好在时间T7之前停止。
[0048]在时间T7，驾驶员应用另外的力和制动踏板位置在车辆已经停止后进一步从底部制动踏板位置转移。响应增加的制动力，液压控制气门命令生效，以关闭液压控制气门。可选地，液压控制气门可响应达到零车速的车速而生效。对于图4方法，交线302，制动助力器工作室体积响应液压控制气门关闭而被限制。对于仅基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，交线304，响应随制动踏板力增加而增加制动踏板位置(未显示)，制动助力器工作室体积继续增加。对于应用图4方法的系统，制动助力器工作室真空处于与时间T7之前相同的值。对于仅响应制动踏板位置调节制动助力器真空的系统，制动助力器工作室真空减少，因为制动踏板被允许在制动踏板力增加时进一步行进。车辆保持处于驾驶和车速保持为零。
[0049]在时间T8，制动踏板由驾驶员释放，和响应被释放的制动踏板，液压控制气门命令将状态改变至未生效状态。然而，在一些示例中，液压控制气门可保持关闭直到驾驶员或发动机需求转矩增加。对于图4方法，交线302，和对于其中仅基于制动踏板位置调节制动助力器真空的方法，交线304，制动助力器工作室体积均随制动助力器膜片偏转减小-响应制动助力器膜片上的压差减小-而减小。对于图4方法，交线306，和对于其中基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，交线308，制动助力器工作室真空还响应被释放的制动踏板而增加。车辆保持处于驾驶和车速开始在时间T8和时间T9之间增加。
[0050]在时间T9，车辆以低于临界速度335的速度移动，并且驾驶员应用制动踏板，如由增加制动踏板力所指示的。对于图4方法，交线302，和仅基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，交线304，制动助力器工作室体积响应增加的制动踏板力而增加。进一步，对于图4方法，交线306，制动助力器工作室真空响应施加至制动踏板的增加的力而减少。对于响应制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的方法，制动助力器工作室真空还随着制动力增加响应制动踏板位置改变而减少。车辆保持移动和变速器保持处于驾驶。
[0051]在时间T10，响应达到临界值制动力的制动力，液压控制气门命令改变状态，以关闭液压控制气门。在一个示例中，临界值制动力是基于制动管路压力。制动管路压力被用于索引基于制动管路压力经经验确定的车辆制动力值的函数或表格。如由根据图4的方法操作的系统的交线302指示的，制动助力器工作室体积响应液压控制气门关闭而受到限制。对于响应制动踏板位置调节制动助力器真空的系统，随着制动力增加和随着制动踏板进一步从其底部位置转移——如由交线304所指示的，制动助力器工作室体积继续增加。对于根据图4方法的操作的系统，制动助力器工作室真空减少，如由交线302所示，但减少是有限的，因为膜片位置限制图2所示气门218打开。对于基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的系统，制动助力器工作室真空减少至较基于图4方法由交线304所指示的制动助力器工作室真空低的水平。因此，响应车速、变速器齿轮和制动踏板施加力和期望的制动力，图4方法限制制动助力器工作室真空减少和制动力。车辆减速以停止和变速器保持处于驾驶。
[0052]现在参考图4，显示保存真空的示例方法。图4方法可作为可执行指令存储在图1和2所示系统的非临时存储器中。进一步，图4方法可提供图3所示操作顺序。
[0053]在402，方法400判断车辆的变速器是处于驻车挡还是空挡。变速器齿轮可通过选挡杆传感器的输出而确定。如果方法400确定变速器处于驻车挡或空挡，则答案为是，和方法400进行至404。否则，答案为否，和方法400进行至410。另外，发动机可不被起动或响应在402起动发动机的请求，可处于被起动的过程中。例如，响应驾驶员压下按钮起动装置，发动机可被正在起动。
[0054]在404，方法400确定制动踏板是否被应用。制动踏板位直指不制动踏板是否被应用。如果方法400判断制动踏板被应用，则答案为是，和方法400进行至406。否则，答案为否，和方法400进行至退出。在404，车辆发动机可被停止或旋转。
[0055]在406，方法400限制制动助力辅助和制动助力器工作室体积。在一个示例中，制动助力辅助基于道路坡度、大气压力和车辆质量被限制。道路坡度可经在测角器中或加速计测定。车辆质量可经以下方程式估计:
[0056]Mv = (7V1 — Tw2) + -(C.…、


Rrr.g.(sin t)l - sin 02 j
[0057]其中，Mv是车辆质量，Twl是等级1的车轮处的转矩，Tw2是等级2的车轮处的转矩，Rrr是驱动轮滚动半径，g是重力常数，Trll是等级1上驱动轮处的道路负载，Trl2是等级2上驱动轮处的道路负载，Θ 1是公路1的角，和0 2是公路2的角。
[0058]在一个示例中，期望的制动力可用于索引表格或函数，其输出提供期望的制动力的制动管路压力。具体地，制动管路压力被用于索引存储在存储器中的函数或表格，其保存基于制动管路压力经经验确定的车辆制动力值。如果车辆在平坦公路上被驻车或处于空挡，则表格或函数输出期望的制动管路压力，以保持车辆停止(例如，相当于5N-m的增压)。在一个示例中，由于无法预料的状况，保持车辆停止的基础力可包括另外的力量，以保持车辆停止(例如，5N-m)。
[0059]另外，基于车辆质量和道路坡度，制动力可被增加至基础量的制动力。如果车辆质量大于基础车辆质量，则制动力作为车辆质量的函数而增加。由于车辆质量而导致的制动力的增加可经经验确定，并存储在存储器中作为车辆质量的函数。由于道路坡度而导致的制动力的增加可经经验确定，并存储在存储器中作为道路坡度的函数。制动力的增加被转换成制动管路压力的增加，并且通过打开或关闭液压控制气门(例如，图2中气门294和295)，制动管路压力被增加或减少至期望的压力。在液压控制气门打开时，当制动踏板通过增加量的力被压下时，制动管路压力可被增加。当制动管路压力达到期望的压力时，通过关闭液压控制气门，制动管路压力可保持处于期望的压力。当制动踏板力降低和当液压控制气门打开时，制动管路压力可被降低。另外，制动管路压力可经调节供应制动液给车辆制动器的泵的输出而被调节。
[0060]通过打开和关闭液压控制气门，制动助力器工作室体积和制动助力辅助可被限制。例如，当制动管路压力基于基于道路坡度、发动机转矩、变速器齿轮和车辆质量达到期望的制动管路压力时，液压控制气门可被关闭。制动管路压力保持处于当液压气门关闭时存在的制动管路压力。关闭液压控制气门通过不允许主缸和液压控制气门之间的制动液转移来限制主缸活塞运动。限制主缸活塞运动还限制制动助力器膜片运动、制动助力器工作室体积和制动踏板运动，因为主缸活塞连接至制动助力器膜片和制动踏板。
[0061]可选地，在一些示例中，气门可布置在大气和制动助力器工作室之间，以在制动踏板被应用时限制进入制动助力器工作室的空气流量。例如，如果制动管路压力达到期望的压力，则进入制动助力器工作室的空气流量可随着关闭液压控制气门而被停止。
[0062]制动管路压力被调节，以响应制动踏板开始被应用，针对道路坡度和车辆质量供应基础制动力和制动力；然而，不与制动踏板位置成比例地调节制动力，以便真空可被保存。在一个示例中，如果车辆处于驻车挡或空挡，则制动管路压力被维持直到车辆换成倒档或前进挡。在制动助力辅助受到限制后，方法400返回至404。如果变速器处于驻车挡，则不提供道路坡度或车辆质量的补偿。
[0063]在410，方法400判断车辆的变速器是处于空挡还是在挡位中。在一个示例中，方法400可基于选挡杆位置判断变速器被换挡。另外，车辆制动器必需被应用，以从驻车或空挡换成挡位。如果方法400判断变速器从空挡或驻车换成挡位，则答案为是，方法400进行至412。否则，答案为否，方法400进行至430。
[0064]在412，方法400评估车辆质量和道路坡度。在一个示例中，车辆质量如在406所述被确定。道路坡度经测角器测定。确定车辆质量和道路坡度后，方法400进行至414。
[0065]在414，方法400限制制动助力器辅助和制动管路压力，以限制车辆运动，同时所述车辆制动踏板被应用，允许变速器换挡。保持车辆停止的基础制动力基于输送至车轮的发动机转矩、车辆质量、道路坡度和大气压力被评估。通过利用发动机转速和负载索引表格或函数来评估由发动机产生的车轮处的转矩。表格输出发动机转矩，并且，发动机转矩与发动机和轮之间的传动比的因子以及转矩转化器转矩放大倍数的因子相乘，以确定由发动机产生的车轮处的转矩。由于道路坡度，发动机车轮处的转矩被增加至车轮处的转矩。由于道路坡度的车轮转矩是车辆质量乘以重力常数乘以路的角的正弦。
[0066]期望的制动力被增加，以提供制动力，其等于车轮处产生的发动机转矩加上由于车辆质量和道路坡度导致的转矩加上预定的另外量的转矩。通过将制动管路压力增加至产生期望的制动力的压力，产生制动力。制动管路压力通过驾驶员应用制动踏板和打开液压控制气门而被增加。在一个示例中，期望的制动力被输入至输出期望的制动管路压力的经经验确定的函数或表格中，并且，当通过驾驶员施加力至制动踏板达到期望的制动管路压力时，液压控制气门被关闭。制动管路压力可被测量，并与期望的制动管路压力进行比较，以经闭环控制调节制动管路压力。在制动管路压力被调节和限制至期望的制动管路压力后，方法400进行至416。可选地，通过关闭液压控制气门限制制动管路压力限制制动助力器工作室体积，因为主缸活塞运动在液压控制气门关闭时受到限制，如前所述。应该注意，当所述车辆停止和液压控制气门被关闭时，不与制动踏板位置成比例地调节制动管路压力。以这种方式，真空消耗可被减少。
[0067]在416，方法400判断车辆制动踏板是否被应用。可基于制动踏板位置或制动踏板力，判断车辆制动踏板被应用或未被应用。如果方法400判断制动踏板被应用，则方法400返回至414。否则，答案为否，方法400进行至418。
[0068]在418，方法400增加制动助力器工作室中的真空和打开液压控制气门。当制动器被释放时，制动助力器膜片上的压差也被减少。因此，418显示正常的制动系统操作，因为制动器未被应用和车辆处于挡位。打开液压控制气门和减小制动助力器膜片上的压差后，方法400退出。
[0069]在430，方法400判断车速是否小于临界车速(例如，2KPH)。如果方法400判断车速小于临界车速，则方法400进行至434。否则，答案为否，方法400进行至432。在一些示例中，如果检测到车辆运动，则提供制动辅助，并且由制动助力器进行的真空消耗不受限制。这样的情况下的临界速度可用于降低检测零车速的不确定性。
[0070]在432，方法400调节制动助力器工作室真空和/或制动助力器膜片上的压差——与车辆制动踏板位置成比例。另外，当制动器被应用时，液压控制气门被打开，和制动助力器工作室得以达到全容量体积。在432，制动器正常操作，因为车辆处于运动中。气动助力辅助不受限制，液压制动压力也不受限制，除了防抱死制动状况以外。例如，如果制动器被应用和制动踏板位置远离底部制动踏板位置移动，则制动助力器上的压差增加，以增加制动力。通过应用制动踏板增加制动助力器膜片上的压差。制动管路中的压力随制动踏板力增加而增加。制动力可在432被增加或减少，这取决于制动踏板位置。液压控制气门被打开和制动助力器上的制动助力器工作压力和/或压差被调节后，方法400进行至退出。
[0071]在434，方法400判断车辆制动器是否被应用。可基于制动踏板位置判断车辆制动器被应用或未被应用。如果方法400判断制动踏板被应用，则答案为是，和方法400进行至436。否则，答案为否，和方法400进行至418。
[0072]在436，方法400评估车辆质量和道路坡度，如在412和406所述。评估车辆质量和道路坡度后，方法400进行至438。在一些示例中，车辆的发动机可基于车辆工况自动停止而无需驾驶员直接停止发动机。例如，当车速为零和发动机负载小于临界负载时，发动机可自动停止。
[0073]在438，方法400限制制动助力辅助、制动助力器工作室体积和制动管路压力，以限制车辆运动，如在414所述。制动助力辅助、制动助力器工作室体积和制动管路压力被限制后，方法400进行至退出。因此，即使车辆以低速移动，制动助力量可被限制，以保存真空。
[0074]因此，图4方法提供保存真空的方法，包括:在车辆被停止时，响应制动踏板力增力口，限制车轮制动器处的制动管路增压。方法包括:其中所述制动管路增压通过关闭沿制动管路定位的气门而受到限制，制动管路从主缸延伸至车轮制动器。方法进一步包括基于道路坡度将制动管路压力保持在一定的压力。方法进一步包括基于车辆质量将制动管路压力保持在一定的压力。方法进一步包括减少制动助力器工作室中的真空同时限制所述制动管路增压。
[0075]在一些示例中，方法进一步包括响应车辆变速器处于驻车挡或空挡，限制制动管路增压。方法进一步包括响应车辆发动机正在被停止或被起动时增加的制动踏板力，限制制动管路增压。方法进一步包括当车辆停止时自动停止车辆发动机和在发动机被停止时在车轮制动器处保持基本恒定的制动管路压力。
[0076]图4方法还提供保存真空，包括:响应车辆速度限制制动助力器工作室的体积膨胀。方法包括:其中车辆速度小于临界速度或零速度，和其中限制体积膨胀发生在车辆发动机通过按钮被起动时。方法包括:其中制动助力器工作室的体积膨胀通过关闭沿主缸和车轮制动器之间的制动管路定位的气门而受到限制，和进一步包括限制空气进入所述制动助力器工作室。方法进一步包括响应超过临界速度的车辆速度，不限制所述制动助力器工作室的体积膨胀。方法还包括:其中制动助力器的体积膨胀响应制动助力器膜片的偏转而发生。方法还包括:其中车辆速度为零，和进一步包括在应用制动踏板时经按钮起动发动机。
[0077]如本领域普通技术人员将要理解的，图4中所描述的方法可以代表任意数目处理策略中的一个或更多个，所述策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤或功能均可以所示的程序执行、并行执行或在一些情况中被省略。类似地，不一定要求处理程序达到本文描述的目标、特征和优势，而是提供来方便说明和描述。虽然没有明确说明，但利用的普通技术人员应该会认识到，一个或更多个示例步骤或功能可重复执行，这取决于所应用的具体策略。此外，术语吸气器或文氏管可替代喷射器，因为装置可以类似的方式执行。
[0078]现在结束说明书。本领域的技术人员通过阅读本说明书，将会想到许多变化和修改而不背离本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或可选燃料配置操作的单汽缸12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16发动机可应用本申请说明书，以获得益处。
【权利要求】
1.保存真空的方法，包括: 在车辆停止时，响应制动踏板力增加，限制车轮制动器处的制动管路增压。
2.权利要求1所述的方法，其中通过关闭沿制动管路定位的气门限制所述制动管路增压，所述制动管路从主缸延伸至所述车轮制动器。
3.权利要求1所述的方法，进一步包括基于道路坡度，将所述制动管路压力保持在一定的压力。
4.权利要求1所述的方法，进一步包括基于车辆质量，将所述制动管路压力保持在一定的压力。
5.权利要求1所述的方法，进一步包括降低制动助力器工作室中的真空，同时限制所述制动管路增压。
6.权利要求1所述的方法，进一步包括响应车辆的变速器处于驻车或空挡，限制所述制动管路增压。
7.权利要求1所述的方法，进一步包括在车辆发动机被停止或被起动时，响应制动踏板力增加，限制所述制动管路增压。
8.权利要求1所述的方法，进一步包括当所述车辆停止时自动停止所述车辆的发动机和在所述发动机被停止时在所述车轮制动器处保持基本恒定的制动管路压力。
9.保存真空的方法，包括: 响应车辆速度，限制制动助力器工作室的体积膨胀。
10.权利要求9所述的方法，其中所述车辆速度小于临界速度或零速度，和其中所述限制体积膨胀在所述车辆的发动机通过按钮被起动时发生。
11.权利要求9所述的方法，其中所述制动助力器工作室的体积膨胀通过关闭沿主缸和车轮制动器之间的制动管路定位的气门被限制，并且，进一步包括限制空气进入所述制动助力器工作室。
12.权利要求9所述的方法，进一步包括响应超过临界速度的所述车辆速度，不限制所述制动助力器工作室的体积膨胀。
13.权利要求9所述的方法，其中响应制动助力器膜片的偏转，发生所述制动助力器的所述体积膨胀。
14.权利要求9所述的方法，其中所述车辆速度是零，并进一步包括通过按钮起动所述发动机，同时应用制动踏板。
15.保存真空的系统，包括: 变速器； 车辆制动器； 制动踏板； 连接至所述制动踏板和与所述车辆制动器连通的真空制动助力器； 主缸，其包括活塞，所述主缸连接至所述真空制动助力器并与所述车辆制动器流体连通；和 控制器，包括存储在非临时存储器中的可执行指令，以在所述变速器被换挡和所述制动踏板被应用时限制所述活塞的运动。
16.权利要求15所述的系统，其中所述变速器从空挡或驻车挡换成前进挡。
17.权利要求15所述的系统，其中所述活塞的运动通过关闭沿从所述主缸延伸至所述车辆制动器的制动管路布置的气门而受到限制。
18.权利要求15所述的系统，进一步包括发动机和另外的指令，以自动停止所述发动机和在所述发动机被停止的时候停止活塞运动。
19.权利要求15所述的系统，进一步包括另外的指令，以基于道路坡度控制所述车辆制动器处的制动管路压力。
20.权利要求15所述的系统，其中限制所述活塞的运动限制制动助力器工作室体积膨胀。
【文档编号】B60T13/56GK104290736SQ201410320194
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2013年7月16日
【发明者】R·W·坎宁哈姆, R·D·普斯夫 申请人:福特环球技术公司