CN103538582B - 一种开关式机械真空泵控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种开关式机械真空泵控制方法及装置，包括：ECU时刻监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小；（1）只收取到真空储藏罐的真空度信号时，ECU比较真空储藏罐内真空度值与第一设定值、第二设定值的大小：（a）真空度值低于第一设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作；（b）真空度达到第二设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出中断信号，驱动机构与真空泵脱离；（2）当收到制动踏板的行程信号时，ECU向单向离合器发出啮合信号，直至车辆停止；使用该控制方法和装置既可以保留机械真空泵的优点，又可以拥有电子真空泵的优势。

Description

一种开关式机械真空泵控制方法及装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及汽车真空泵控制技术。

背景技术

为方便驾驶员刹车制动，乘用车上都会有一个真空源补充刹车踏板的推力。对于自然吸气汽油机，进气歧管内较大的真空度足以满足刹车助力的需求，对于增压汽油机、VVL汽油机及柴油机，进气歧管内真空度不足以提供足够大的真空助力，真空泵的应用圆满解决了此问题。

目前市场上普遍使用的真空泵根据驱动形式可分为两类：电子真空泵和机械真空泵。电子真空泵由电机驱动，具有布局灵活，占用空间小，油耗低，对VVT响应性、链条张力、凸轮轴扭矩、机油润滑系统无影响等优点；机械真空泵由凸轮轴或皮带驱动，具有成本低，可靠性高，NVH性好等优点。随着更加严格的排放法规的应用、更加苛刻的整车舒适性、油耗要求，电子真空泵和机械真空泵因为各自的特点不得不让让主机厂必须牺牲部分真空泵的优势来选择使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开关式机械真空泵控制方法，使用该控制方法既可以保留机械真空泵的优点，又可以拥有电子真空泵的优势。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种开关式机械真空泵控制方法，ECU时刻监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小：

（1）当ECU只收取到真空储藏罐的真空度信号时，判断车辆处于正常行驶状态时，此时，ECU比较真空储藏罐内真空度值与第一设定值、第二设定值的大小：

（a）若真空储藏罐内真空度值低于正常使用的第一设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作；

（b）若真空储藏罐内真空度达到第二设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出中断信号，驱动机构与真空泵脱离；

（2）当ECU同时收到制动踏板的行程信号时，判断车辆处于刹车状态时，此时，ECU向单向离合器发出啮合信号，且在刹车制动过程中即使真空储藏罐真空度达到第二设定值时，ECU也不会向单向离合器发出中断信号，直至车辆停止或刹车结束。

步骤（1）中，根据不同整车质量，刹车膜片，刹车要求进行标定第一设定值与第二设定值的大小，第一设定值是能满足刹车需求的最低真空值，第二设定值不大于车辆设计的最大真空值。

所述ECU通过真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器分别监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小。

所述驱动机构为凸轮轴或是皮带。

一种开关式机械真空泵控制的装置，包括ECU、分别与所述ECU电连接的单向离合器、真空储藏罐系统、真空助力系统和制动踏板系统、驱动机构以及与所述驱动机构相连真空泵，所述真空储藏罐系统包括真空存储罐以及安装于所述真空存储罐中的真空罐真空度传感器，所述制动踏板系统包括制动踏板以及安装在所述制动踏板上的制动踏板行程传感器，所述真空罐真空度传感器以及制动踏板行程传感器分别与所述ECU电连接，所述ECU处理器处理所述真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器传输的信号以控制所述单向离合器与所述驱动机构的啮合与断开。

所述驱动机构为凸轮轴或是皮带。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

车辆行驶状态中，通过对真空存储罐中真空度的实时监测，以控制真空泵与驱动机构的连接与脱离，可降低真空泵对发动机VVT、链条张力、机油润滑系统的影响；

当处于刹车状态时，充分利用处于减速运转的发动机能量进行真空度的维持和补充，刹车制动时对真空储藏罐输送真空，实现部分能量回收。

同时，还具备以下机械真空泵与电子真空泵的优点：

1.成本低，可靠性高，NVH性好；

2.降低整车油耗；

3.使用电控离合开关，简单方便；

4.控制精确可靠，响应速度快；

5、设变零部件少，易于对现有机型进行改进升级。

附图说明

图1为本发明开关式机械真空泵控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

第一实施例中，本发明提供了一种开关式机械真空泵控制的装置，包括ECU、分别与ECU电连接受ECU控制的单向离合器、真空储藏罐系统、真空助力系统和制动踏板系统、驱动机构以及与驱动机构相连真空泵，真空储藏罐系统包括真空存储罐以及安装于真空存储罐中的真空罐真空度传感器，制动踏板系统包括制动踏板以及安装在制动踏板上的制动踏板行程传感器，真空罐真空度传感器以及制动踏板行程传感器分别与ECU电连接，ECU处理器处理真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器传输的信号以控制单向离合器与驱动机构的啮合与断开。

驱动机构可以是凸轮轴，也可以是皮带，其是真空泵的动力源，转速受发动机控制；单向离合器受ECU控制，将驱动机构的扭矩传递给真空泵，当它断开时，真空泵不运转；真空泵是普通的机械真空泵，排量和建压能力根据整车需求确定；真空储藏罐用于储存真空泵提供的真空，真空储藏罐容积根据整车的需求确定，当真空度过大时会通过旁通阀释放部分真空，真空罐真空度传感器安装在真空储藏罐中，其与ECU相连，以时刻监测真空存储罐当前的真空度大小；真空助力系统和制动踏板与常规乘用车的设计相同，在制动踏板系统中还设有一制动踏板行程传感器，用于监测踏板的行程信号，以确定刹车踏板的行程的大小。

ECU时刻通过真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器收集真空储藏罐的真空度信号、制动踏板的行程信号。当真空储藏罐内真空度值低于正常使用的第一设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作，真空泵抽取真空储藏罐内的空气，当ECU检测到真空储藏罐内真空度达到第二设定值时向单向离合器控制单元发出中断信号，此时真空泵脱离驱动机构不再运转，以达到减小摩擦降低油耗的功能，因为驱动机构负载减小，对VVT响应性、链条张力有一定程度上的改善；

制动踏板行程信号实时传递给ECU，当行程达到某一值（该值是指刹车踏板空行程位置至最大行程之间的一个值，标定取得）时，ECU向单向离合器发出啮合信号，目的是利用真空泵的负载降低发动机的转速，二是继续向真空储藏罐输送真空为下次刹车做准备，刹车制动过程中即使真空储藏罐真空度达到第二设定值时，ECU也不会向单向离合器发出中断信号。

第二实施例中，本发明对应第一实施例还提供了一种开关式机械真空泵控制方法，包括以下步骤：ECU时刻监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小；

（1）当ECU只监测到真空储藏罐的真空度信号时，判断车辆处于正常行驶状态时，此时，ECU比较当前真空储藏罐内真空度值与第一设定值、第二设定值的大小，其中，根据不同整车质量，刹车膜片，刹车要求进行标定第一设定值与第二设定值的大小，第一设定值是能满足刹车需求的最低真空值，第二设定值不大于车辆设计的最大真空值。

（a）若真空储藏罐内真空度值低于正常使用的第一设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作；

（b）若真空储藏罐内真空度达到第二设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出中断信号；

第一设定值是能满足刹车需求的最低真空值，若真空储藏罐中的真空值低于此值时刹车性能不满足要求；第二设定值不大于车辆设计的最大真空值，一般的，当真空值在第一设定值与第二设定值之间时，能满足大多数情况的刹车；当真空值在第二设定值与设计的最大真空值之间时是考虑特别极限情况下的需求，这个是主机厂留有的设计余量。

ECU通过真空罐真空度传感器监测真空储藏罐的真空度信号，当真空储藏罐内真空度值低于正常使用的第一设定值时，此时ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作，真空泵抽取真空储藏罐内的空气，当ECU检测到真空储藏罐内真空度达到第二设定值时，说明真空罐中的真空度已经能够满足刹车需求，故ECU向单向离合器控制单元发出中断信号，此时真空泵脱离驱动机构不再运转，以达到减小摩擦降低油耗的功能。当真空泵通过离合器与驱动机构分开不在工作时，对于驱动机构而言，没有真空泵这个负载，因而驱动机构负载减小，对VVT响应性、链条张力有一定程度上的改善。

（2）当ECU同时收到制动踏板的行程信号时，判断车辆处于刹车状态时，此时，ECU向单向离合器发出啮合信号，且在刹车制动过程中即使真空储藏罐真空度达到第二设定值时，ECU也不会向单向离合器发出中断信号，直至车辆停止或刹车结束。

ECU通过制动踏板行程传感器监测制动踏板的行程信号的大小。制动踏板行程信号实时传递给ECU，当行程达到某一值时ECU向单向离合器发出啮合信号，说明驾驶人员需要进行刹车，在此过程中，真空泵必须连续工作，尽最大能力向真空罐输送真空（发动机停止后不再输送）以辅助驾驶者进行刹车，否则若是没有真空助力时会因为刹车踏板没有达到预期行程而刹车不足，严重时刹车失灵。故当ECU同时收到制动踏板的行程信号时，判断车辆处于刹车状态时，此时，ECU向单向离合器发出啮合信号，且在刹车制动过程中即使真空储藏罐真空度达到第二设定值时，ECU也不会向单向离合器发出中断信号，直至车辆停止。

这样做一方面可利用真空泵的负载降低发动机的转速，二是继续向真空储藏罐输送真空为下次刹车做准备。因为当收到制动踏板的行程信号时，此时发动机速度逐渐降低，发动机能量浪费，但在此过程中，ECU向单向离合器发出啮合信号利用尚在运行的发动机抽取真空存储罐中空气，在实现刹车制动对真空储藏罐输送真空的同时，还能实现对发动机部分能量回收。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种开关式机械真空泵控制的装置，包括真空储藏罐系统、真空助力系统和制动踏板系统、驱动机构以及与所述驱动机构相连的真空泵，所述真空储藏罐系统包括真空存储罐，其特征在于：所述开关式机械真空泵控制的装置还包括ECU和单向离合器；所述真空储藏罐系统、所述真空助力系统、所述制动踏板系统、所述驱动系统、所述真空泵和所述单向离合器均与所述ECU电连接；所述真空储藏罐系统还包括安装于所述真空存储罐中的真空罐真空度传感器，所述制动踏板系统包括制动踏板以及安装在所述制动踏板上的制动踏板行程传感器，所述真空罐真空度传感器以及制动踏板行程传感器分别与所述ECU电连接，所述ECU处理器处理所述真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器传输的信号以控制所述单向离合器与所述驱动机构的啮合与断开；

ECU时刻监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小；

(1)当ECU只收取到真空储藏罐的真空度信号时，判断车辆处于正常行驶状态时，此时，ECU比较真空储藏罐内真空度值与第一设定值、第二设定值的大小：

(a)若真空储藏罐内真空度值低于正常使用的第一设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出啮合信号，驱动机构带动真空泵工作；

(b)若真空储藏罐内真空度达到第二设定值时，ECU向单向离合器控制单元发出中断信号，驱动机构与真空泵脱离；

(2)当ECU同时收到制动踏板的行程信号时，判断车辆处于刹车状态时，此时，ECU向单向离合器发出啮合信号，且在刹车制动过程中即使真空储藏罐真空度达到第二设定值时，ECU也不会向单向离合器发出中断信号，直至车辆停止或刹车结束；

根据不同整车质量，刹车膜片，刹车要求进行标定第一设定值与第二设定值的大小，第一设定值是能满足刹车需求的最低真空值，第二设定值不大于车辆设计的最大真空值；

所述ECU通过真空罐真空度传感器、制动踏板行程传感器分别监测真空储藏罐的真空度信号以及制动踏板的行程信号的大小。

2.根据权利要求1所述的开关式机械真空泵控制的装置，其特征在于：所述驱动机构为凸轮轴或是皮带。