增强的制动助力器真空支持 【技术领域】
本发明涉及整合有真空制动助力器的机动车辆制动系统。更具体地，本发明涉及一种增强用于机动车辆的制动助力器真空的方法，所述机动车辆使用内燃机尤其是但不限于使用火花点燃式直喷(SIDI)发动机。
背景技术
使用目前的火花点燃式直喷(SIDI)发动机的机动车辆在某些情况下可能产生逊于最优的真空度。相对应地，这可能导致较低的制动助力器真空度。在制动助力器真空度低于最低真空度阈值时，驾驶员可觉察到制动踏板性能的变化(即，比正常的制动踏板感受更硬、踏板脉动等)。有很多因素导致形成低的动力系真空，然而，与制动助力器真空度有关的最主要因素是发动机冷起动和高海拔驾驶。在这类事件期间，制动助力器真空可能达不到最低真空度阈值，因此制动踏板性能可能不是最优的。例如，在当车辆停机一段时间时发生的冷起动条件期间，低真空度可达60秒之久。在这些时间之后，真空度将达到或超过最低真空度阈值。
如在这里使用的，真空度，例如30kPa，是由真空计测量到的计量器压力。也即是说，0kPa的真空计压力对应于大气压，而30kPa的真空度表示低于大气压下30kPa。因此，如在这里使用的，高或增加的真空度表示低于大气压下比低或降低的真空度更大(即，更多)的真空。也即是说，30kPa的真空度表示比0kPa的真空度更高或增加(即，更大或更多)的真空。如在此还使用的(见图2C)，“阈值α”指提供可接受的制动踏板性能的最低制动助力器真空度阈值，其中作为非限制性例子，取决于车辆应用，阈值α可以是大约30kPa的真空度。“水平β”被定义成正常(即，工作)制动助力器真空度，总是比阈值α更大，其中，作为非限制性例子，取决于车辆应用，水平β可以是大约67kPa的真空度。
只要发动机真空的真空度高于制动助力器的真空度，就通过阀装置将发动机真空的真空自动地提供给制动助力器。
经受低真空条件的机动车辆可整合低真空制动辅助(LVBA)。通常，LVBA功能性地驻留在电子制动控制模块(EBCM)中。该特征提供了模拟制动助力器功能的液压补充。LVBA不产生或供应真空给制动助力器，因此，LVBA不增强制动助力器真空。
德国法兰克福的Continental Teves AG&Co.目前提供LVBA的实施。通过将通常被称为优化液压制动(OHB)的特征包含在这些特征内，该系统操控液压压力以补偿低制动助力器真空条件。
作为另外的例子，密歇根州底特律的General Motors公司在其多款车辆中使用支持低真空制动辅助(LVBA)功能的电子制动控制模块(EBCM)。实际中，在没有使用补充的制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)的情况下，不使制动踏板性能劣化的正常操作需要等同于水平β的制动助力器真空度。另外，在使用补充的制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)的情况下，阈值α与水平β之间的制动助力器真空度也形成正常操作，而不使制动踏板性能劣化。由LVBA系统提供的液压补充量随制动助力器真空增加而以预定方式降低。可在助力器真空度为零时看到最大程度的辅助，逐渐降低直到达到预定阈值为止。然而，如果制动助力器真空低于阈值α，那么可发生制动踏板性能劣化，即使使用补充的制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)。
当前，处理“接近零”真空助力器情形的工业解决办法包括用于补充制动助力器真空的辅助电动真空泵或机械真空泵，然而，这些泵昂贵、笨重并且增加显著的复杂性。另一替代方法是使用结合LVBA功能的六活塞高级电子制动控制模块(EBCM)。这种构造改善低真空制动助力器踏板感受，但也是昂贵的。
因此，本领域需要更经济、轻型和可靠的方法增强制动助力器真空，从而在上述情形下实现使用内燃机尤其是但不限于使用SIDI发动机的机动车辆中高于或等于预定真空度阈值的真空。
【发明内容】
本发明涉及一种用于在低制动助力器真空度情形下在使用内燃机尤其是但不限于使用SIDI发动机的机动车辆中增强制动助力器真空的方法，其中机动车辆整合有上述的低真空制动辅助(LVBA)，如例如前面所述，其中如果制动助力器真空度低于预定真空度阈值即阈值α，作为非限制性例子，取决于车辆应用，大约30kPa的真空度，则从而所述方法减轻否则可由车辆驾驶员觉察到的劣化的制动踏板性能。
根据本发明的方法和设备，内燃发动机真空的真空被存储在容器中，例如存储在至少一个罐中，并且所述真空被选择地泄放到制动助力器以增强其真空度。
响应于电子控制器检测到制动助力器的真空度低于预定真空度阈值，该阈值表示为“阈值α”，是制动助力器提供可接受制动踏板性能的最低真空度，真空容器的真空通过阀装置被可控地泄放到制动助力器以提供优选地至少预定真空度阈值的增强的制动助力器真空度，以便避免整合有补充制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)的机动车辆中被车辆驾驶员察觉的制动踏板性能劣化。
只要发动机真空的真空度高于真空容器的真空度，就将发动机真空的真空通过阀装置自动地泄放到真空容器。
如关于制动助力器通常的那样，只要发动机真空的真空度高于制动助力器的真空度，就将发动机真空的真空通过阀装置自动地提供到制动助力器。
因此，本发明的目标是增强整合有补充制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)的机动车辆中的制动助力器真空度，以便在低制动助力器真空情形下提供高于或等于预定真空度阈值即阈值α的制动助力器真空度，如前所述。
本发明的这个和额外目标、特征和优点将从下面对优选实施例的描述中变得更加清楚。
【附图说明】
图1是根据现有技术的常规SIDI发动机的制动助力器真空度对从自冷起动开始的时间的图示。
图2A是根据本发明的实施例的框图。
图2B是真空止回阀的图示例子。
图2C是真空度图示。
图3是算法的流程图，所述算法表示根据本发明的在低制动助力器真空情形下用于增强使用例如SIDI发动机的机动车辆中的制动助力器真空度的方法，所述机动车辆整合有补充制动辅助系统。
图4示例出根据本发明从冷起动开始的真空容器、制动助力器和SIDI发动机真空的真空度对时间的测试曲线的曲线图。
【具体实施方式】
现在参考附图，图1是根据现有技术的典型SIDI发动机的制动助力器真空对自冷起动开始的时间的图示100。在图1中，预定真空度阈值是阈值α，如对于非限制性例子大约为30kPa，在曲线102的点104出描绘出，在该处，达到阈值α的制动助力器真空度所需的时间大约是37秒。从图1的曲线102的点106，达到水平β的制动助力器真空度(作为非限制性例子大约为67kPa)所需的时间大约是55秒。通常，在冷起动事件期间，对于目前的SIDI发动机来说，需要大约30到60秒来产生制动助力器的高于或等于预定真空度阈值(阈值α)的真空度。
如在上文所述，真空度，例如30kPa，是由真空计测量到的计量器压力。也即是说，0kPa的真空计压力对应于大气压，而30kPa的真空度表示低于大气压下30kPa。因此，如在这里使用的，高或增加的真空度表示低于大气压下比低或降低的真空度更大(即，更多)的真空。也即是说，30kPa的真空度表示比0kPa的真空度更高或增加(即，更大或更多)的真空。
如图2C所示，阈值α指提供可接受的制动踏板性能的最低制动助力器真空度，水平β被定义成正常(即，工作)制动助力器真空度，总是比阈值α更大。因此如果制动助力器的真空度处于真空度范围A中，则提供可接受的制动踏板性能，但是如果制动助力器的真空度处于真空度范围B中，则不能提供可接受的制动踏板性能。
图2A是根据本发明的实施例的框图200。框202表示内燃机232的发动机真空，其将真空经真空管线206通过真空止回阀208供给真空容器204。框202同时将真空经真空管线212、214和216通过真空止回阀218和220供给制动助力器210。常闭电磁阀222用于在其(通过其中的螺线管的激励)处于打开状态时，经真空管线224、226和216通过真空止回阀220将真空从真空容器204供给制动助力器210。本领域所公知的电子制动控制模块(EBCM)228整合软件以控制真空从真空容器204经控制管线230到制动助力器210的泄放。
仅作为非限制性例子，数据管线230a、230b和230c通过选定数目的真空传感器230a’、230b’和230c’将来自发动机真空202、制动助力器210和真空容器204的真空压力数据提供给EBCM228，所述的真空传感器230a’、230b’和230c’可位于或可不位于真空止回阀中，并且其中所选定的数目可以比所示出的更多或更少；例如，仅具有例如与真空容器和制动助力器接口的两个传感器。
下面关于图3来详细描述限定出整合在EBCM228中的用于控制真空从真空容器204泄放到制动助力器210的控制方法和软件的算法的例子。
如关于制动助力器通常的那样，只要发动机真空202的真空度高于制动助力器210的真空度，就将发动机真空的真空通过真空管线212、214和216经真空止回阀218和220自动地提供(泄放)到制动助力器，其中独立于真空容器204和电磁阀222而将发动机真空提供给制动助力器。
图2B描述气流240通过由真空止回阀242概括地表示的真空止回阀208、218和220的方向。真空流的方向与方向240相反。
图3是算法300的流程图，算法300表示根据本发明的在低制动助力器真空情形下用于增强使用发动机的机动车辆中的制动助力器真空的方法的例子，所述机动车辆整合有补充制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)。
算法300涉及图2A和2B，其中，系统部件包括例如EBCM228、真空止回阀208、218和220、选定数目的真空传感器(例如，真空传感器230a’、230b’和230c’)、电磁阀222和电子控制模块(ECM)234。
在框302处开始，算法行进到框304。在框304处，当所需的系统和信号处于有效时，控制行进到框306。在框306处，如果发动机处于起动中，则控制返回到框304。否则，控制行进到框308。在框308处，如果发动机未处于运转中，则控制返回到框304。否则，控制行进到框310。在框310处，如果制动助力器210真空高于预定真空度阈值即阈值α，则控制行进到框318，在框318处算法结束。否则，控制行进到框312。应当再次注意到，发动机工作的真空度即水平β高于阈值α(即，水平β处的气压低于阈值α处的气压)。
在框312处，如果发动机真空202足以为制动助力器210提供高于预定真空度阈值即阈值α的真空度，则控制行进到框318，在框318处算法结束。否则，控制行进到框314。在框314处，如果真空容器204不能为制动助力器210提供高于预定真空度阈值的真空度，则控制行进到框318，在框318处算法结束。否则，控制行进到框316。根据经验测试或理论分析，将可由真空传感器得到的在真空容器204与制动助力器210之间的真空度差用于确定真空容器是否能为制动助力器提供高于预定真空度阈值的真空度。
在框316处，电磁阀222的螺线管被EBCM228激励(到其打开状态)以将增强的真空从真空容器204供应给制动助力器210。然后控制行进到框318，在框318处算法结束。
在图3中，经例如图2A的数据管线230a、230b和230c可从选定数目的真空传感器得到真空测量值。EBCM228例如在其中整合了有关电磁阀222激励时间对真空容器204与制动助力器210之间的真空度差的预定查询表，从而在框316中确定激励电磁阀的螺线管部件的时间量。
使用图2A和2B连同图3的算法300，接着描述根据本发明的方法的例子，通过所述方法，真空被存储在容器中，例如存储在至少一个罐中，并且可控地泄放到制动助力器以给制动助力器提供优选地至少预定真空度阈值即阈值α的真空，以便避免被使用例如SIDI发动机的机动车辆中的驾驶员察觉的制动踏板性能劣化，所述机动车辆整合有补充制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)。
在机动车辆工作情形下，发动机真空202具有高于阈值α的真空度，通常工作在大约水平β处，即大约与经真空管线212通过真空止回阀218并且经真空管线214和216通过真空止回阀220给制动助力器210所供应的发动机真空相同的真空度。此时，电磁阀222未被激励(即，处于其闭合状态)，这样真空容器204中的真空与制动助力器隔离。同时，在电磁阀222未被激励的情况下，发动机真空202经真空管线206通过真空止回阀208供应大约与发动机真空相同真空度的真空到真空容器204。这样，真空止回阀208仅在发动机真空202具有真空度超过真空容器的真空度时(即，在发动机真空的真空度比真空容器的真空度更低于大气压时)将真空从发动机真空202泄放到真空容器。
当发动机真空202的真空度比真空容器204的真空度更低时，例如当发动机关闭时，真空止回阀208和电磁阀222阻止真空从真空容器泄放，其中此时电磁阀未被激励(即，处于其闭合状态)。这样，真空容器的真空仍可维持一段时间，例如至少两周。
然而，如本领域所公知，当发动机真空202中的真空度低于制动助力器中的真空度时，制动助力器210中的真空通常将逐渐被泄放，并且在下次起动发动机时可能低于预定真空度阈值。制动助力器210中的真空还可被泄放并且在其他情形例如在短时间段内反复使用制动器下变得低于预定真空度阈值。
当制动助力器210中的真空度低于预定真空度阈值即阈值α，并且真空容器204中的真空度高出(即，具有较低的气体压力)制动助力器中的真空度预定量(在图3的算法300的框314处说明)时，EBCM228激励电磁阀222的螺线管(即，其现在处于打开状态)，同时真空止回阀218防止真空从真空管线214泄放到真空管线212。真空容器204中的真空与制动助力器210连通，这样真空容器的真空通过电磁阀222、螺线管经真空管线226和216、以及真空止回阀220被泄放到制动助力器。如果真空管线中的真空度低于(即，具有较高的气体压力)真空容器中的真空度，则真空止回阀208防止真空从真空容器204泄放到真空管线206。如前面由算法300在图3中的框316处所描述的将电磁阀222激励(即，其打开状态)，从而提高制动助力器210中的真空度。
图4中示出表示一方法的示范性曲线图，通过所述方法，存储在容器中的真空被可控地泄放到制动助力器以提供至少预定真空度阈值的制动助力器真空度，以便在制动助力器真空度低于预定真空度阈值即阈值α的情形下，不具有被使用发动机的机动车辆中的驾驶员察觉的制动踏板性能劣化，所述机动车辆整合有补充制动辅助系统例如低真空制动辅助(LVBA)。
图4是根据本发明从冷起动开始的真空容器、制动助力器和发动机真空各种的真空度对时间的测试曲线402、404、和406的曲线图400，在具有SIDI发动机的机动车辆中使用6升的总测试罐体积的真空容器204以供应发动机真空202。为了测试，调节器放置在真空止回阀218和220之间以模拟冷起动条件，并且数据控制器/记录器用来代替EBCM228。在该测试中预定真空度阈值即阈值α大约是30kPa，真空容器中的真空度初始等于水平β，在该测试中大约为67kPa，以及制动助力器和发动机真空的真空度初始等于值γ，在该测试中大约为10kPa，其中值γ小于阈值α和水平β。
点408、410和412表示真空从真空容器被泄放到制动助力器的事件，通过泄放，真空容器中的真空在每个点处降低，但保持高于阈值α，同时发动机真空保持在值γ处。由于分别在每个点408、410和412处真空从真空容器泄放，制动助力器的真空度从值γ上升到大约阈值α，直到分别在点420、422和424处应用制动的这些时刻，在这些制动事件时，制动助力器的真空度再次大约为值γ。
因此，可以从图4中看出，根据本发明真空容器将真空供应给制动助力器以提供至少预定真空度阈值即阈值α的制动助力器真空度。
对于本发明所述领域技术人员来说，上述的优选实施例可进行改变或修改。在不偏离旨在仅由所附权利要求的范围所限制的本发明范围的情况下可以实施这些改变或修改。