CN101541605B - 负压发生装置的控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种负压发生装置的控制装置及控制方法，所述负压发生装置包括：产生负压的喷射器(30)，所述负压的幅值大于从设置在车辆中的内燃机(50)的进气系统(10)中的进气通路取出的负压的幅值；以及用于使所述喷射器(30)工作或停止工作的状态改变装置(1)。所述控制装置包括用于根据进气的温度禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作的禁止控制装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于负压发生装置的控制装置及控制方法。更具体地，本发明涉及一种防止或抑制由于负压发生装置内的冻结而发生堵塞的用于负压发生装置的控制装置及控制方法。
背景技术
在车辆中，喷射器用于向负压操作装置例如制动助力器供给幅值比来自内燃机进气系统中的进气通路(例如进气歧管或缓冲罐)的负压(在下文，来自进气通路的负压可称作“进气管负压”)的幅值大的负压。例如在日本专利申请特开No.2005-69175(JP-A-2005-69175)、日本专利申请特开No.2005-297654(JP-A-2005-297654)和日本专利申请特开No.2006-131003(JP-A-2006-131003)中记载了这种喷射器。
例如，特开No.2005-69175记载了一种在发动机启动后禁止喷射器工作直至经过了预定的时间为止的技术。根据特开No.2005-69175中所记载的技术，因为当发动机启动后经过了预定时间时发动机冷却剂的温度升高，所以在一定程度上可以防止或抑制由于负压发生装置内的冻结而发生堵塞。然而，因为流入喷射器的进气是来自外部的空气，所以例如当发动机启动后发动机从冷机状态(其中例如冷却剂的温度低于75℃)进入温暖状态时(换言之，当暖机完成时)，流入喷射器的空气的温度很难改变。因此，在特开No.2005-69175中所记载的技术中，例如当外部空气温度等于或低于0℃时，不能充分地防止或抑制由于冻结而发生堵塞。
另外，因为喷射器利用文氏管效用产生幅值大于进气管负压幅值的负压，所以产生所述负压的内通路在喷射器内变窄。因此，当进气流入内通路时，进气的温度降低。因而，当进气的温度低并且如上所述降低时，即使在暖机完成后，由于包含在进气中的湿气和类似物质的冻结而可能发生堵塞，这部分地是因为发动机舱内的温度仍然低。就是说，当外部空气温度等于或低于0℃时，在整个负压发生装置内可能由于冻结而发生堵塞。另外，即使外部空气温度高于0℃，当进气温度如上所述降低时，在喷射器和负压发生装置内也可能由于冻结而发生堵塞。如果由于冻结而发生堵塞，则在长时间内不能使用喷射器，直至由于冻结而发生的堵塞被消除。
发明内容
本发明提供一种用于负压发生装置的控制装置和控制方法，该控制装置和控制方法防止或抑制由于负压发生装置内的冻结而发生堵塞。
本发明的第一方面涉及一种用于负压发生装置的控制装置，该负压发生装置包括：产生负压的喷射器，所述负压的幅值大于从设置在车辆中的内燃机的进气系统中的进气通路取出的负压的幅值；以及用于使所述喷射器工作或停止工作的状态改变装置。所述控制装置包括用于根据进气的温度禁止所述状态改变装置使所述喷射器工作的禁止控制装置。在上述构型中，例如当进气的温度等于或低于预定温度时，进气不流入喷射器。因此，可以防止或抑制在负压发生装置内发生冻结。优选的是，进气的温度应该是在喷射器上游位置处在进气系统内检测到的进气温度。然而，例如，进气的温度可以是在进入进气系统之前的车辆周围外部空气的温度。就是说，进气的温度可以是外部空气的温度。
在上述构型中，当所述进气的温度等于或低于预定温度并且从所述进气通路取出的负压是等于或小于预定值的负值时，所述禁止控制装置可禁止所述状态改变装置使所述喷射器工作。当进气的温度低时，由于冻结引起的堵塞不是必然发生。因此，如果当进气管负压的幅值明显减小时喷射器不工作，则幅值足够大的负压不被供给至负压操作装置例如制动助力器。因此，负压操作装置不执行预定的功能。因而，在上述构型中，当进气管负压的幅值减小时，优先利用喷射器向负压操作装置供给负压。因此，也可以确保负压操作装置的功能。
在上述构型中，当所述内燃机处于冷机状态时，所述禁止控制装置可禁止所述状态改变装置使所述喷射器工作。更具体地，例如在至少当内燃机处于冷机状态时所述状态改变装置使所述喷射器工作的情况下，由于以下原因禁止所述状态改变装置使所述喷射器工作。存在这样的情况：当内燃机处于冷机状态时所述状态改变装置使所述喷射器工作，而当内燃机处于温暖状态时所述状态改变装置使所述喷射器停止工作。另外，当在暖机完成后发动机舱内的温度进一步升高时，由于冻结引起的堵塞不可能发生。因此，不必防止或抑制由于特别是当内燃机处于冷机状态时负压发生装置内的冻结而发生堵塞。
本发明的第二方面涉及一种用于负压发生装置的控制方法，所述负压发生装置包括：产生负压的喷射器，所述负压的幅值大于从设置在车辆中的内燃机的进气系统中的进气通路取出的负压的幅值；以及用于使所述喷射器工作或停止工作的状态改变装置。所述控制方法包括根据进气的温度禁止所述状态改变装置使所述喷射器工作。
附图说明
从以下参照附图对实施例的详细说明，本发明的上述和进一步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，附图中：
图1是示出根据本发明第一实施例和第二实施例中任一个的用于负压发生装置的控制装置以及负压发生装置的示意图；
图2是示出图1中所示的喷射器的内部构造的示意图；
图3是示出由根据本发明第一实施例的用于负压发生装置的控制装置执行的例程的图；
图4是示出由根据本发明第二实施例的用于负压发生装置的控制装置执行的例程的图。
具体实施方式
现在将参照附图详细说明本发明的第一实施例和第二实施例。
图1的示意图示出根据本发明第一实施例和第二实施例之任一个的、用于负压发生装置的控制装置，以及负压发生装置100。控制装置由ECU(电子控制单元)40实现。包括内燃机50在内的图1中所示的部件设置在车辆(未示出)中。用于内燃机50的进气系统10包括空气滤清器11、空气流量计12、电节气门13、进气歧管14、连接至内燃机50的气缸(未示出)的进气口(未示出)以及适当地设置在这些部件之间的构件(例如，进气管15a和15b)。空气滤清器11过滤被供给至内燃机50的气缸的进气。大气经由空气管道(未示出)流入空气滤清器11。空气流量计12测量进气量，并输出与该进气量相对应的信号。在空气流量计12中设有进气温度传感器(未示出)。ECU 40基于该进气温度传感器的输出来检测进气的温度(以下简称为“进气温度”)。
电节气门13包括节气门13a、节气门体13b、阀轴13c和电动机13d。通过改变节气门13a的开度来调节供给至内燃机50的进气量。节气门体13b是内部形成有进气通路的筒状构件。节气门体13b支承用于设置在进气通路中的节气门13a的阀轴13c。电动机13d根据ECU 40执行的控制来改变节气门13a的开度。采用步进马达作为电动机13d。电动机13d固定在节气门体13b上。电动机13d的输出轴(未示出)连接至阀轴13c。ECU 40基于来自设置在电节气门13中的节气门开度传感器(未示出)的信号输出检测节气门13a的开度。
采用电节气门13作为节气门机构。电节气门13是线控节气门机构，节气门13a由致动器驱动。代替电节气门13，可采用机械式节气门机构。例如在机械式节气门机构中，使用线缆等根据加速踏板(未示出)的操作来改变节气门13a的开度。在进气歧管14中，在上游侧的一个进气通路被分成下游侧的多个分支进气通路。下游侧的分支进气通路对应于内燃机50的各气缸。从而，进气歧管14将进气分配到内燃机50的气缸中。
制动装置20包括制动踏板21、制动助力器(负压操作装置)22、主缸23和轮缸(未示出)。驾驶员操作制动踏板21以对车轮的旋转施加制动。制动踏板21连接至制动助力器22的输入杆(未示出)。制动助力器22产生辅助力，该辅助力与踏板下压力的比率等于预定的比率。在制动助力器22中，靠近主缸23的负压腔(未示出)经由喷射器30连接至进气歧管14中的进气通路。制动助力器22的输出杆(未示出)连接至主缸23的输出轴(未示出)。主缸23根据来自制动助力器22的作用力产生液压压力，制动助力器22除了踏板下压力外获得辅助力。主缸23经由液压回路连接至用于各车轮的、设置在盘式制动机构(未示出)中的轮缸。轮缸利用从主缸23供给至轮缸的液压压力产生制动力。制动助力器22不限于特定的制动助力器，可以是普通的制动助力器，只要制动助力器22是气动的制动助力器即可。
喷射器30产生幅值比来自进气系统10——更具体地，节气门13a下游的进气歧管14——的负压(即进气管负压)的幅值高的负压，并将产生的负压供给至制动助力器22的负压腔。喷射器30包括流入口31a、流出口31b和负压供给口31c。各口之中负压供给口31c通过空气软管5c连接至制动助力器22的负压腔。流入口31a在电节气门13——更具体地，节气门13a——上游位置处通过空气软管5a连接至进气管15a中的进气通路。流出口31b在电节气门13——更具体地，节气门13a——下游位置处通过空气软管5b连接至进气歧管14中的进气通路。因而，通过喷射器30和空气软管5a和5b形成了绕过电节气门13的旁路通路B。当喷射器30不工作时，负压从进气歧管14中的进气通路经由空气软管5b、喷射器30的流入口31b和负压供给口31c以及空气软管5c供给至制动助力器22的负压腔。
空气软管5a设有VSV(真空开关阀)1。VSV 1根据ECU 40执行的控制来打开/关闭旁路通路B。在本实施例中，采用具有两个位置和两个口的常闭电磁阀作为VSV 1。然而，VSV 1不限于这种阀。例如，其它适当的电磁阀也可用作VSV 1。另外，例如，VSV 1可以是控制流路中的进气流速的流速调节阀。VSV 1通过打开或关闭旁路通路B使喷射器30工作或停止工作。在本实施例中，状态改变装置由VSV 1来实现。
图2是示出图1中所示的喷射器30的内部构造的示意图。扩散器32设置在喷射器30内部。扩散器32包括锥形部分32a、锥形部分32b和负压获得部分32c，该负压获得部分用作连接锥形部分32a和32b的通路。锥形部分32a的直径朝向流出口31b减小，而锥形部分32b的直径朝向流出口31b增加。锥形部分32a朝向流入口31a开放。锥形部分32b朝向流出口31b开放。负压获得部分32c连接至负压供给口31c。流入口31a设有喷嘴33，该喷嘴朝锥形部分32a喷射已流向喷射器30的进气。从喷嘴33喷射的进气流经扩散器32，并从流出口31b流出至空气软管5b。此时，在扩散器32中产生高速射流，相应地，利用文氏管效应在负压获得部分32c中产生大的负压。另外，负压从负压供给口31c经由空气软管5c供给至负压腔。利用喷射器30的这种功能，可以获得幅值比从进气歧管14取出的负压的幅值大的负压。
在负压获得部分32c和负压供给口31c之间的内通路中，在流出口31b和负压供给口31c之间的内通路中，以及在制动助力器22上与空气软管5c相连接的连接部分中，均设置有止回阀34。各止回阀32都阻止回流。喷射器30无需必要地具有图2所示的内部结构。也可采用具有与图2所示的内部结构不同的内部结构的其它喷射器，代替喷射器30。在本实施例中，负压发生装置100包括VSV 1和喷射器30。更具体地，负压发生装置100包括空气软管5a、5b及5c和止回阀34。
ECU 40包括微计算机(未示出)和输入/输出电路(未示出)。微计算机包括PCU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。ECU 40主要控制内燃机50。在本实施例中，ECU 40也控制VSV 1和电节气门13。ECU 40与VSV 1、电节气门13以及由ECU 40控制的其它装置相连接。ECU 40也与各种传感器例如节气门开度传感器、检测用于内燃机50的冷却剂的温度的冷却剂温度传感器71、检测内燃机50的转速NE的曲柄角度传感器72相连接。
ROM存储描述由CPU执行的进程的程序。在本实施例中，ROM存储例如用于控制内燃机50的发动机控制程序和用于控制VSV 1以使喷射器30在不同条件下工作或停止工作(亦即打开或关闭VSV 1)的VSV 1控制程序。这些程序可相互集成。
VSV 1控制程序包括负压供给程序，该负压供给程序用于打开VSV 1使得当冷却剂温度高于预定温度T1并低于预定温度T2时利用喷射器30向制动助力器22供给负压。预定温度T1被设定成使得当由于在内燃机50启动后立即使喷射器30工作而使发动机怠速速度可能不稳定时VSV 1关闭。预定温度T2被设定成使得当内燃机50处于温暖状态时VSV 1关闭。因而，根据负压供给程序，在冷却剂温度达到预定温度T1之后，基本上当内燃机50处于冷机状态时VSV 1打开，而当内燃机50处于温暖状态时VSV 1关闭。另外，负压供给程序配置成用于当节气门13a的开度小于预定开度α时打开VSV 1。预定的开度α被适当地设定成使得当节气门13a的开度小于预定的开度α时能判定为内燃机50处于怠速。因此，根据负压供给程序，基本上当冷却剂温度高于预定温度T1且低于预定温度T2并且内燃机50怠速时，VSV 1打开。
VSV 1控制程序包括禁止控制程序，该禁止控制程序用于根据进气温度当进气温度等于或低于预定值β时禁止VSV 1打开。因此，VSV 1控制程序还包括用于判定进气温度是否高于预定值β的进气温度判定程序。更具体地，在本实施例中，禁止控制程序配置成当进气温度等于或低于预定值β时禁止VSV 1根据负压供给程序而打开。然而，禁止控制程序无需必要地以这种方式配置。禁止控制程序可配置成，当进气温度等于或低于预定值β时，禁止VSV 1基于其它条件而打开。在本实施例中，控制装置、检测装置、判定装置和类似装置由微计算机以及上述程序来实现。特别地，禁止控制装置由微计算机和禁止控制程序来实现。
接下来将参照图3所示的流程图详细说明由ECU 40执行的例程。CPU根据存储在ROM中的上述程序以极短的时间间隔反复执行流程图所示的例程，因此，当进气温度等于或低于预定值β时，ECU 40禁止VSV 1打开。CPU判定冷却剂温度是否高于预定温度T1并低于预定温度T2(步骤S11)。当在步骤S11中作出否定判定时，CPU关闭VSV 1(步骤S15)。当在步骤S11中作出肯定判定时，CPU判定节气门13a的开度是否小于预定开度α(步骤S12)。当在步骤S12中作出否定判定时，CPU进行至步骤S15。
当在步骤S12中作出肯定判定时，CPU判定进气温度是否高于预定值β(步骤S13)。在本实施例中，预定值β设定为0℃。预定值β可适当地设定成，使得当进气温度等于或低于预定值β时，进气温度由于喷射器30中的文式管效应而减小至等于或低于0℃的值。当在步骤S13作出肯定判定时，CPU判定为不会发生由于冻结引起的堵塞，并打开VSV 1(步骤S14)。因而，负压利用喷射器30被供给至制动助力器22。当在步骤S13中作出否定判定时，CPU关闭VSV 1(步骤S15)。因而，可以防止或抑制由于在负压发生装置100内的冻结而发生堵塞。
还可进一步设置检测外部空气温度的外部空气温度传感器，并可判定由外部空气温度传感器检测的外部空气温度是否等于或低于预定值β，而不执行图3所示流程图中的步骤S13。此处理可这样来实现：将进气温度判定程序配置成使得判定外部空气温度是否高于预定值β，而不是判定进气温度是否高于预定值β；以及将禁止控制程序配置成使得当外部空气温度等于或低于预定值β时禁止VSV 1打开，而不是当进气温度等于或低于预定值β时禁止VSV 1打开。因而，可以实现防止或抑制由于在负压发生装置100内的冻结而发生堵塞的ECU 40。
除了以下述方式配置存储在ROM中的禁止控制程序之外，根据本发明第二实施例的ECU 40与根据本发明第一实施例的ECU 40相同。应用了根据第二实施例的ECU 40的车辆的部件与图1中所示的部件相同，除了根据第二实施例的ECU 40与根据第一实施例的ECU 40有所不同。在第二实施例中，禁止控制程序配置成用于当进气管负压是等于或低于预定值P的负值时禁止VSV 1打开。因此，在第二实施例中的VSV 1控制程序包括用于判定进气管负压是否是大于预定值P的负值的进气管负压判定程序。当进气管负压是大于预定值P的负值时，禁止控制程序不禁止VSV1打开，因此VSV 1根据负压供给程序打开。在本实施例中，禁止控制装置由微计算机和禁止控制程序来实现。根据第二实施例的用于负压发生装置的控制装置由ECU 40来实现。
接下来将参照图4所示的流程图详细说明由ECU 40执行的例程。除了当在步骤S13中做出否定判定之后执行步骤S20之外，图4所示的流程图与在第一实施例中图3所示的流程图相同。因此，在第二实施例中，将特别地详细说明步骤S20。当在步骤S13中作出否定判定时，CPU判定进气管负压是否是大于预定值P的负值(步骤S20)。预定值P设定成当进气管负压的幅值减小时确保制动助力器22的功能。例如当内燃机50处于冷机状态，特别是当电节气门13或VVT(可变气门正时)机构(在内燃机50包括VVT机构的情况下)由于低温而发生故障时，进气管负压的幅值可能会显著减小。因此，在第二实施例中，预定值P设定成使得当进气管负压的幅值减小时，在步骤S20中作出肯定判定。
因此，当在步骤S20中作出否定判定时，考虑到由于冻结发生堵塞不必利用喷射器30向制动助力器22供给负压。因此，CPU进行至步骤S15。因而，可以防止或抑制由于负压发生装置100内的冻结而发生堵塞。当在步骤S20中作出肯定判定时，CPU进行至步骤S14以利用喷射器30向制动助力器22供给负压。因而，优先利用喷射器30向制动助力器22供给负压。因此，也可以确保制动助力器22的功能。如上所述，可以实现防止或抑制由于负压发生装置100内的冻结而发生堵塞并确保制动助力器22的功能的ECU 40。
上述实施例是本发明的示例实施例。然而，本发明并不局限于这些实施例。在本发明范围内可以对实施例作出各种变型。
Claims (9)
1.一种负压发生装置的控制装置，所述负压发生装置包括：产生负压的喷射器(30)，所述负压的幅值大于从设置在车辆中的内燃机(50)的进气系统(10)中的进气通路取出的负压的幅值；以及用于使所述喷射器(30)工作或停止工作的状态改变装置(1)，所述控制装置的特征在于包括：
用于根据进气的温度禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器工作的禁止控制装置。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中当所述进气的温度等于或低于预定温度时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中所述预定温度被设定成，使得当所述进气的温度等于或低于所述预定温度时，所述进气的温度由于所述喷射器(30)中的文氏管效应而降低至等于或低于0℃的值。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其中当所述进气的温度等于或低于预定温度并且从所述进气通路取出的负压是等于或小于预定值的负值时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其中在当所述内燃机(50)处于冷机状态时所述状态改变装置使所述喷射器工作的情况下，并且当所述进气的温度等于或低于预定温度时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
6.根据权利要求1所述的控制装置，其中当设置在所述车辆中的节气门(13a)的开度小于预定开度并且所述进气的温度等于或低于预定温度时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其中当所述内燃机(50)的冷却剂的温度在预定温度范围内并且所述进气的温度等于或低于预定温度时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，还包括：
外部空气温度传感器，所述外部空气温度传感器设置在所述车辆中并检测外部空气温度作为所述进气的温度，其中当所述检测到的外部空气温度等于或低于预定温度时，所述禁止控制装置禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
9.一种负压发生装置的控制方法，所述负压发生装置包括：产生负压的喷射器(30)，所述负压的幅值大于从设置在车辆中的内燃机(50)的进气系统(10)中的进气通路取出的负压的幅值；以及用于使所述喷射器(30)工作或停止工作的状态改变装置(1)，所述控制方法的特征在于包括：
根据进气的温度禁止所述状态改变装置(1)使所述喷射器(30)工作。
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