CN104290735B - 减少车辆中真空使用的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了在车辆内保存真空的系统和方法。在一个示例中，真空操作的制动助力器的工作室中的真空水平被控制以限制真空消耗。

Description

减少车辆中真空使用的方法和系统

技术领域

本申请涉及减少车辆中真空使用的方法和系统。

发明背景

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、操作涡轮增压器废气旁通阀、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称为较不可用的资源，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。

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。

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。

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：在车辆被停止时，提供真空至制动助力器，以应用车辆制动器；和响应制动助力器的工作室中的真空水平小于使车辆停止移动的临界真空水平，减少或停止制动助力器真空消耗。

发明内容

在车辆被停止时或以小于临界车速行进时，通过选择性地允许空气流到真空制动助力器中，可提供在真空系统中保存真空的技术结果，同时提供车辆有效制动。例如，与保持车辆在合适的位置所需的制动力相比，如果驾驶员正要求更多的制动力，则进入真空制动助力器工作侧的空气流量可被减少或限制，以便真空不被真空制动助力器消耗。在一个示例中，允许真空制动助力器工作室中的真空被限制至保持车辆处于停止状态同时制动踏板力增加的临界真空。限制空气进入工作室减少真空消耗。另外，限制制动助力器膜片的冲程减少真空消耗。通过限制空气进入工作室，减少提供给制动系统的真空辅助量。在一些示例中，在允许驾驶员可以如其所愿地应用尽可能多的独立主缸力和制动管路压力时，真空辅助可受到限制。无论具体的制动系统设计是否允许独立制动力，限制制动助力器工作室空气压力都会限制制动力和制动助力器真空消耗。尽管受到限制，但允许的制动力足以通过发动机转矩和/或道路坡度使车辆停止移动。在一个示例中，当车速为零和驾驶员意图保持零车速时，在停止车辆的状况中执行该方法。

本说明书可提供若干优势。具体地，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操作更少的时间。方法还可节约燃料，因为发动机可能能够以较高的进气歧管压力更有效地操作更长的时间周期。另外，该方法响应车辆工况诸如道路坡度和车辆质量，保存真空。

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——而显而易见。

应该理解，提供以上概述以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。

附图说明

图1显示发动机和部分制动系统的示意性描述；

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；

图3显示示例操作顺序，其中真空系统的真空被保存；和

图4显示保存真空的示例方法。

具体实施方式

本说明书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显示用于车辆系统中的保存真空的方法。

参考图1，内燃发动机10——包括多个汽缸，其中一个汽缸显示于图1中——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门凸轮51和排气门凸轮53操作。进气门凸轮51的位置可通过进气门凸轮传感器55而确定。排气门凸轮53的位置可通过排气门凸轮传感器57而确定。

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。

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。

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。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。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产生的制动液压力是基于制动踏板140的位置，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。

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(UEGO)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UEGO传感器126。

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。

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)。

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。

在操作期间，发动机10内的每一汽缸通常经历四冲程周期：该周期包括进气冲程、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。

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。

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。在低到中等速率的制动应用中，杆213可与制动助力器140分开，并且，杆213可在较高速率的制动应用中接触制动助力器140。在通过驾驶员进行的低到中等速率的制动应用中，气门211和209控制制动助力器工作室247中的真空水平。应该注意，可在通过调节电磁阀的脉宽布置的单一气门中实现应用气门211和释放气门209。在较高速率的制动应用中，气门211和209与杆213的位置控制制动助力器工作室247中的真空水平。膜片245机械连接至主缸148。在低到中等水平制动应用速率下，制动助力器工作室中的真空水平调节膜片245的位置，从而控制由主缸148产生的制动液压力。在较高水平的制动应用速率下，流体在杆213和膜片247之间转移，这允许脚152和气门211增加施加至膜片245的力，以便增加主缸148中的制动液压力。

制动助力器140包括工作室247、真空室248和复位弹簧270。在该示例中，在制动助力器加压助力气门(add boost valve)211处于打开状态时，经制动助力器加压助力气门211，工作室247选择性地接收来自高压力源(例如，大气压力)的空气。响应被应用的制动踏板150，制动助力器加压助力气门211可打开和制动助力器减压助力气门(subtract boostvalve)209可关闭。响应被释放的制动踏板150，制动助力器加压助力气门211可关闭和制动助力器减压助力气门209可被关闭。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。压力传感器235检测工作室247中的压力。压力传感器237检测真空室248中的压力。控制器12操作制动助力器加压助力气门211和制动助力器减压助力气门209。

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。

主缸148可供应加压制动液给制动器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。

因此，图1和2的系统提供保存真空的系统，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；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通过真空制动助力器限制真空消耗。系统包括：其中变速器从空挡或驻车挡换成前进挡。在初始发动机开始工作同时所述变速器处于驻车挡期间，系统可进一步限制真空消耗。在一些示例中，驾驶员必需应用车辆制动器，以起动“按钮式起动”车辆。在制动器被应用时，同时车辆处于驻车挡，并且，当存在经开关或按钮起动发动机的请求时，制动助力辅助可受到限制。系统进一步包括另外的指令，以在变速器处于驻车挡和当制动踏板被应用时限制进入真空制动助力器的空气流量。系统进一步包括另外的指令，以自动停止发动机和在发动机被停止时经真空制动助力器限制真空消耗。系统进一步包括另外的指令，以基于道路坡度控制真空制动助力器的工作室中的真空量。系统进一步包括另外的指令，以基于车辆质量控制真空制动助力器的工作室中的真空量。

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-T15表示顺序中具体感兴趣的时间。

图3自顶部第一图表示制动踏板位置对比时间。可选地，制动踏板力可替代制动踏板位置。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧的时间增加。Y轴表示制动踏板位置，和制动踏板处于X轴的底部位置。制动踏板从其底部位置的位移在Y轴箭头方向增加。制动踏板未被应用在底部位置中。

图3自顶部第二图表示制动助力器加压助力气门命令对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧的时间增加。Y轴表示制动助力器加压助力气门命令和当交线(trace)接近X轴时请求打开制动助力器加压助力气门的制动助力器加压助力气门命令。当交线接近Y轴箭头时，制动助力器加压助力气门被关闭。当制动助力器加压助力气门打开时，空气可被增加至制动助力器工作室。增加空气至制动助力器工作室提高主缸中的制动液压力和消耗真空。交线302是实线，其表示根据图4方法的加压助力气门命令。交线304是虚线，其表示仅基于制动踏板位置的加压助力气门命令。其中仅实线是可视的，交线302和304处于相同水平。

图3自顶部第三图表示制动助力器减压助力气门命令对比时间。X轴表示时间和从图3左侧至图3右侧的时间增加。Y轴表示制动助力器减压助力气门命令和当交线接近X轴时要求打开制动助力器减压助力气门的制动助力器减压助力气门命令。当交线接近Y轴箭头时，制动助力器减压助力气门被关闭。当制动助力器减压助力气门打开时，空气可从制动助力器工作室中被清除。交线306是实线，其表示根据图4方法的减压助力气门命令。交线308是虚线，其表示仅基于制动踏板位置的加压助力气门命令。其中仅实线是可视的，交线306和308处于相同水平。

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右侧的时间增加。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(例如压力减小)。交线310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312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310和312处于相同水平。

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右侧的时间增加。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。

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右侧的时间增加。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表示临界车速，低于该临界车速，加压真空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，则加压制动气门可被关闭，以限制真空消耗达到临界水平，该水平使车辆停止，但随着制动踏板被进一步应用而不继续消耗真空。

在时间T0，车辆被停止和变速器处于驻车挡。加压助力气门被关闭，减压助力气门也被关闭。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时的状况。

在时间T1，制动踏板被应用，同时所述变速器仍处于驻车挡。对于交线302和304，响应被应用的制动踏板，制动助力器加压助力气门被打开。对于交线306和308，制动助力器减压助力气门被关闭，因为制动器被应用。对于交线310和312，响应被应用的制动踏板和制动助力器加压助力气门打开，制动助力器工作室真空减少。变速器保持处于驻车挡和车辆保持停止。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。

在时间T2，对于交线302，当制动助力器工作室压力达到可使车辆停止移动——即使车辆未驻车——的临界真空水平时，加压制动助力气门被关闭。然而，在一些示例中，如果制动器被应用和变速器处于驻车挡，则加压助力制动气门可保持关闭。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，加压助力气门保持打开，允许真空被消耗，如由处于低水平的交线304所指示的。制动踏板保持处于应用状态，并且其开始保持在一定的水平。减压助力气门保持关闭，并且车辆保持停止和处于驻车挡。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(其中加压气门在T2关闭)，制动管路压力较低，但仍足够。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。

在时间T3，对于仅基于制动踏板位置调节制动助力器工作室真空的系统，加压助力气门关闭，如交线304所指示的。因此，交线302显示，与加压制动助力气门根据交线304被关闭时相比，加压制动助力气门被关闭更早。因此，当加压制动助力气门根据制动踏板位置而不是图4方法被操作时，另外的真空被消耗。进一步，与根据图4方法操作加压制动助力气门的系统相比，对于根据制动踏板位置操作加压制动助力气门的系统，减压助力气门保持关闭和制动助力器的工作室中的制动助力器真空减少。变速器保持处于驻车挡和车辆被停止。

在时间T4，制动踏板被释放，如由转变至较低水平的制动踏板位置所指示。加压制动助力气门保持关闭，如由交线302和304所指示。对于其中制动助力器工作室真空仅响应制动踏板位置被调节的系统，减压制动助力气门打开(例如，交线308)。然而，对于包括图4方法的系统，减压制动助力气门保持关闭(例如，交线306)。通过保持减压制动助力气门关闭，制动器保持应用和制动助力器工作室真空保持减少，以维持应用的制动器。对于其中仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统，制动助力器工作室真空增加(例如，交线312)。对于包括图4方法的系统，制动助力器工作室真空保持不变(例如，交线310)。如交线312所示，增加真空消耗系统真空，而如交线310所示，保持真空保存系统真空。变速器保持处于驻车挡和车辆保持停止。

在时间T5，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。对于仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统，加压助力气门被命令打开，如由交线304所指示。对于根据图4的方法操作的系统，加压助力气门保持关闭，如由交线302所指示。对于仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统，制动助力器工作室真空减少，如由交线312所指示。对于根据图4的方法操作的系统，制动助力器工作室真空保持不变，如由交线310所指示。因此，另外的真空被仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统消耗。变速器从驻车挡转换成驾驶，同时制动踏板被应用和车速保持为零。

在时间T6，对于仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统，响应制动踏板位置，制动助力器工作室压力达到期望的真空水平。对于仅基于制动踏板位置调节工作室真空的系统，响应由交线304所指示的制动助力器工作室真空水平，加压助力气门关闭。对于根据图4的方法操作的系统，加压助力气门保持关闭，如由交线302所指示。减压助力气门保持关闭和变速器保持处于驾驶，同时车速为零。在这种情况下，为了提供足够的制动管路压力而不是会要求额外真空消耗的过多的制动管路压力，增压受到限制。

在时间T7，对于根据图4的方法操作的系统和仅基于制动踏板位置操作气门的系统，制动踏板由驾驶员释放和减压助力气门被打开，同时加压助力气门被关闭。打开减压助力气门释放车辆制动器和允许制动助力器工作室中的真空增加。车辆保持处于驾驶和车速开始在时间T7和时间T8之间增加。

在时间T8，车速增加和车辆制动器被应用。响应应用制动踏板和制动助力器工作室真空随着空气被允许进入制动助力器工作室而减少，加压助力气门被打开。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。

在时间T9，制动助力器工作室真空达到期望的水平，其基于制动踏板位置。响应制动助力器工作室真空达到期望的水平，加压制动助力气门被关闭。减压制动助力气门保持关闭和变速器保持处于驾驶，同时车速降低。车速在时间T10之前达到零。

在时间T10，驾驶员应用另外的力，并且，制动踏板位置进一步从底部制动踏板位置转移。对于仅基于制动踏板位置操作的系统，响应制动踏板位置，加压制动助力气门被打开(例如，交线304)。对于根据图4的方法操作的系统，响应制动踏板位置或力和车速，加压制动助力气门保持关闭(例如，交线302)。具体地，根据图4的方法操作的系统通过响应车速和制动踏板力而不打开加压制动助力气门来保存真空。因此，对于仅基于制动踏板位置操作的系统，制动助力器工作室真空减少，而对于根据图4的方法操作的系统，制动助力器工作室真空保持相同。车速保持为零和变速器保持处于驾驶。而且，减压助力气门保持关闭。

在时间T11，对于仅基于制动踏板位置操作的系统，响应制动助力器工作室中的真空达到期望减少的真空，加压制动助力气门关闭，期望减少的真空水平基于制动踏板位置。对于根据图4的方法操作的系统，加压制动助力气门保持关闭。减压制动助力气门保持关闭。对于仅基于制动踏板位置操作的系统，与对于根据图4的方法操作的系统中制动助力器工作室中的真空水平相比，制动助力器工作室中的真空减少。车辆保持处于驻车挡和车速保持为零。在时间T11，显示发明的系统和其它系统之间的差异。具体地，操作员提供的制动踏板力在T11增加时，发明的系统(例如，交线310)不再增加任何更多的气压增压，因为制动管路压力已经足以制止停止的车辆。

在时间T12，对于仅基于制动踏板位置操作的系统和对于根据图4的方法操作的系统，驾驶员释放制动器和减压助力气门被打开。对于仅基于制动踏板位置操作的系统和对于根据图4的方法操作的系统，制动助力器工作室真空增加。车辆变速器保持处于前进挡和车辆在之后立刻开始移动。

在时间T13，驾驶员再次应用制动踏板，和响应制动踏板位置，加压制动助力气门被打开。减压制动助力气门保持关闭和制动助力器工作室真空开始减少。车辆保持处于驾驶和车速低于临界速度335，其中加压制动助力气门可被关闭，以限制真空消耗。车辆保持处于驾驶和车速开始降低。这描述这样的情况，其中发明的方案在零速度不仅是主动的，而且其对于低于临界速度的低速度也可以是主动的。

在时间T14，制动助力器工作室真空被降低至使车辆停止的水平，并且，对于根据图4的方法操作的系统，加压助力气门关闭，以响应制动助力器工作室真空限制真空消耗。减压助力气门保持关闭和变速器处于驾驶，同时车辆被停止。

在时间T15，制动助力器工作室真空被降低至使车辆停止的水平，并且，对于仅根据制动踏板位置操作的系统，加压助力气门关闭，以响应制动助力器工作室真空限制真空消耗。减压助力气门保持关闭和变速器处于驾驶，同时车辆被停止。

因此，对于基于制动踏板位置、车辆质量、道路坡度和车速控制制动助力器真空的系统，制动助力器加压气门可较快地被关闭。通过限制进入制动助力器工作室的空气的量，可限制可被消耗的真空。

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方法如图3所示操作。

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。

在404，方法400确定制动踏板是否被应用。制动踏板位置指示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。

在406，方法400限制制动助力辅助。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：

其中，Mv是车辆质量，Tw1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，Trl1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，Θ1是公路1的角，和Θ2是公路2的角。

在一个示例中，膜片上给定的制动助力器压力差的制动力被确定并储在存储器中的函数或表格中。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膜片上的制动助力器压力差，以保持车辆停止(例如，相当于5N-m的真空)。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)。经经验确定的函数存储在存储器中，该函数描述制动力对比膜片上的制动助力器压力差。

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助力膜片上的压差的增加，并且，膜片上压差被增加或降低至期望的压差膜片。

通过打开允许空气进入进入制动助力器工作室的加压制动助力气门，制动助力器压力差被提高。通过打开减压制动助力气门和关闭加压制动助力气门，制动助力器压力差被降低。制动助力压差被调节至期望的制动助力压力差，其基于期望的制动力。膜片上的压差被调节，以提供基础制动力和响应初始被应用的制动踏板的、针对道路坡度和车辆质量的制动力；然而，不与制动踏板位置成比例地调节制动力，以便可以保存真空。在一个示例中，如果车辆处于驻车挡或空挡，制动助力器上的压差被维持，直到车辆转换成倒档或前进挡。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。

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。

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。

在414，方法400限制制动助力器辅助，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。

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。通过增加制动助力器膜片上的压差至产生期望的制动力的压力而产生制动力。在一个示例中，期望的制动力被输入至输出期望的制动助力器压差的、经经验确定的函数或表格中，并且加压制动助力气门和减压制动助力气门被调节(例如，打开和/或关闭)，以提供期望的制动助力器压差。制动助力器压差可可被测量，并与期望的制动助力器压差进行比较，以经闭环控制调节制动助力器。在调节制动助力器压差之后，方法400进行至416。应该注意，当所述车辆被停止时，不与制动踏板位置成比例地调节制动助力器压差。以这种方式，真空消耗可被减少。

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，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。

在418，方法400增加制动助力器工作室中的真空和降低制动助力器膜片上的压差。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。响应制动踏板释放，通过关闭加压制动助力气门和打开减压制动助力气门，制动助力器膜片上的压差可被降低。减小制动助力器膜片上的压差允许车辆移动。在减少制动助力器膜片上的压差后，方法400退出。

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，并且通过制动助力器进行真空消耗不受限制。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。

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。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。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被增加，以增加制动力。通过关闭减压制动助力器气门和打开加压制动助力器气门，提高制动助力器膜片上的压差。制动力可在432增加或减少，这取决于制动踏板位置。在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。

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，方法400进行至418。

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。

在438，方法400限制制动助力辅助，以限制车辆运动，如在414所述。在制动助力辅助受到限制后，方法400进行至退出。因此，即使车辆以低速移动，制动助力量也可被限制，以保存真空。还应该提及的是，如果驾驶员应用明显有力的制动压力，则应用的制动力可超过制动助力器限制的制动力。

因此，图4方法提供保存真空，包括：提供真空至制动助力器，以在车辆停止时应用车辆制动器；和当所述车辆被停止时或小于临界车速时，响应制动助力器的工作室中的真空水平小于使车辆停止移动的临界真空水平，停止制动助力器真空消耗。可选地，当车辆被停止时，可响应制动助力器膜片上的真空水平大于使车辆停止移动的压差，停止制动助力器真空消耗。

在一些示例中，方法包括：其中制动助力器真空消耗包括允许空气流到工作室中。方法包括：其中停止制动助力器真空消耗是进一步基于应用的变速器齿轮。方法包括：其中车辆包括变速器和其中所述变速器被转换成空挡。方法包括：其中停止制动助力器真空消耗包括关闭选择性地允许空气进入工作室的气门。

可选地，包括：其中通过操作员应用制动踏板提供制动助力器真空消耗。方法进一步包括针对车辆质量和道路坡度至少之一，调节临界真空。方法进一步包括当车辆被停止时自动停止车辆发动机和在发动机被停止时停止制动助力器真空消耗。

在另一示例中，图4方法提供保存真空，包括：在车辆变速器处于驻车挡时，响应起动发动机的请求，起动车辆发动；和在驾驶员应用制动器自动控制机构和变速器处于驻车挡时，操作第一气门，以减少制动助力器的真空使用。方法包括：其中操作第一气门减少进入制动助力器的空气流量。方法进一步包括打开第二气门，以在变速器由驻车挡换挡后，增加制动助力器的工作室中的真空。方法进一步包括当变速器处于前进挡和移动时，打开第一气门。方法包括：其中起动发动机的请求是通过按钮，和其中驾驶员被要求踩下制动器自动控制机构，以起动发动机。

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顺序执行、并行执行或在一些情况中被省略。类似地，不一定要求处理顺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。

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运转的单汽缸I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机可应用本申请说明书，以获得益处。

Claims (20)

1.保存真空的方法，包括：

在车辆被停止时，提供真空至制动助力器以应用车辆制动器；和

响应所述制动助力器的工作室中的真空水平小于所述车辆被停止时使所述车辆停止移动的临界真空水平，停止制动助力器真空消耗。

2.权利要求1所述的方法，其中制动助力器真空消耗包括允许空气流到所述工作室中，和进一步包括停止或旋转所述车辆的发动机。

3.权利要求1所述的方法，其中停止制动助力器真空消耗进一步基于应用的变速器齿轮。

4.权利要求1所述的方法，其中所述车辆包括变速器，且其中在所述车辆被停止时，所述变速器被转换成空挡。

5.权利要求1所述的方法，其中停止制动助力器真空消耗包括关闭选择性地允许空气进入所述工作室的气门。

6.权利要求1所述的方法，其中制动助力器真空消耗经操作员应用制动踏板而被提供。

7.权利要求1所述的方法，进一步包括针对车辆质量和道路坡度至少之一调节所述临界真空水平。

8.权利要求1所述的方法，进一步包括在所述车辆被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停止制动助力器真空消耗。

9.保存真空的方法，包括：

在车辆被停止时，提供真空至制动助力器以应用车辆制动器；

响应所述制动助力器的工作室中的真空水平小于所述车辆被停止时使所述车辆停止移动的临界真空水平，停止制动助力器真空消耗；

在所述车辆的变速器处于驻车挡时，响应起动发动机的要求，起动所述车辆的发动机；和

操作第一气门，以减少制动助力器的真空消耗，同时驾驶员应用制动器自动控制机构和同时所述变速器处于驻车挡。

10.权利要求9所述的方法，其中操作所述第一气门减少进入所述制动助力器的空气流量，且其中所述第一气门在所述发动机被起动之前和发动机起动期间减少真空消耗。

11.权利要求10所述的方法，进一步包括在所述变速器由驻车挡换挡后，打开第二气门，以增加所述制动助力器的工作室中的真空。

12.权利要求9所述的方法，进一步包括在所述变速器处于前进挡和移动时打开所述第一气门。

13.权利要求9所述的方法，其中通过按钮请求起动所述发动机，并且，其中要求所述驾驶员踩下所述制动器自动控制机构，以起动所述发动机。

14.用于保存真空的系统，包括：

变速器；

车辆制动器；

制动踏板；

连接至所述制动踏板并且与所述车辆制动器连通的真空制动助力器；和

控制器，包括存储在非临时存储器中的可执行指令，以响应所述制动助力器的工作室中的真空水平小于车辆被停止时使所述车辆停止移动的临界真空水平，停止制动助力器真空消耗，并且所述控制器包括进一步指令以在所述变速器被换挡和所述制动踏板被应用时通过所述真空制动助力器限制真空消耗。

15.权利要求14所述的系统，其中所述变速器从空挡或驻车挡换成前进挡。

16.权利要求14所述的系统，进一步包括另外的指令，以在变速器处于驻车挡和所述制动踏板被应用时限制进入所述真空制动助力器的空气流量。

17.权利要求14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时经由所述真空制动助力器限制真空消耗。

18.权利要求14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真空制动助力器的工作室中的真空量。

19.权利要求14所述的系统，进一步包括另外的指令，以基于车辆质量控制所述真空制动助力器的工作室中的真空量，和进一步包括另外的指令，以在变速器处于前进挡和处于零车速时限制真空消耗。

20.权利要求14所述的系统，进一步包括第一和第二制动助力器控制气门和另外的指令，以响应制动踏板位置或力，操作所述第一和第二制动助力器控制气门。