CN105899787B - 用于获得提供安全制动的低压的车辆发动机运转的优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车的汽油发动机(2)运转的优化方法，其允许当发动机的转速较低时，在该发动机(4)中得到施加于制动系统的助力器(12)的足够的低压，以便得到安全制动，其特征在于，从在助力器的放大器(12)中检测到临界真空阈值起，在由根据低压回复持续时间校准的延时调节的时间期间，通过作用于一个或多个允许产生较大低压的可调因子来应用发动机运转的优化操作。

Description

用于获得提供安全制动的低压的车辆发动机运转的优化方法
技术领域
本发明涉及用于保护制动助力器的动力总成运转的优化方法，以及包括实施这种方法的装置的机动车。
背景技术
机动车包括由制动踏板控制的液压制动系统，其对在车辆的每个轮上产生制动力矩的制动装置施加压力。
为了限制由驾驶员对制动踏板施加的力，这些制动系统通常配备有低压助力器，低压助力器包括设置有密封箱又称为“主真空箱(Mastervac)”的放大器，密封箱包括提供附加于由驾驶员施加的力的助力的承受低压的膜片。
箱的膜片将箱分为两腔，它们在不工作时包括相同的低压。当制动时，根据施加在制动踏板上的负载使具有大气压力的空气充满一腔，膜片的两个面上的压力差因此产生助力。然后，在制动之后应该利用真空产生器使该腔中重新产生真空。
另外，汽油热力发动机在进气歧管中包括进气口的蝶形阀，当其充分地关闭时，其由于在燃烧室中空气的吸入而在下游产生低压。
低压取决于蝶形阀的关闭程度以及发动机的转速。通过由管道将箱连接到进气歧管，使用该低压来使放大器的箱中真空。
然而，在包括接近怠速的发动机的较低转速的某些实际情况中，在制动之后可以在放大器中得到真空的产生，真空的产生不足够快以确保提供安全制动的足够的助力。
在这种情况下，通过文件US-A1-20120116656尤其描述的已知的发动机的控制方法，当放大器中的真空度被不充分地估计时，尤其通过改变用于设置有可变开口阀《VVT》的发动机的凸轮轴的同步来实现该发动机运转的改变。
然而，该文件没有描述用于管理该类型的改变的持续时间的优化的简单方法。因此，由于该改变的运转，在比所需时间更长的时间上，可能造成缺陷如舒适度的降低，效率的损失或废弃污染物的排放。
发明内容
本发明尤其旨在避免在先技术的这些缺陷。
本发明为此提出一种机动车的汽油发动机运转的优化方法，其允许当发动机的转速较低时，在该发动机中得到施加于制动系统的助力器的足够的低压，以便得到安全制动，其特征在于，从在助力器的放大器中检测到临界真空阈值起，在由根据低压回复持续时间校准的延时调节的时间期间，通过作用于一个或多个允许产生较大低压的可调因子来应用发动机运转的优化操作。
该优化方法的优点是可以将应用优化操作的持续时间限制为适应于具体涉及的车辆所需的最小时间，这允许减少由应用该方法引发的缺陷。
根据本发明的优化方法还可以包括下列特征中的一个或多个，多个特征之间可以组合。
具体地，可调因子至少包括下列装置之一：对发动机施加可调节负载力矩的可旋转机器如交流发电机或空调压缩机，发动机的控制元件如可变同步阀《VVT》或怠速速度的升程，或者车辆行驶的消耗的减载(délestage)。
有利地，临界真空阈值可校准。
放大器包括压力传感器，有利地在允许变为第一临界真空阈值以下的第一优化操作之后，第二制动引发第二优化操作，当在该第二操作的延时结束时所观察到的压力位于该第一阈值以上时，如果该压力保持安全，那么该方法使所观察到的该压力固定为新的临界真空阈值。
放大器不包括压力传感器，该方法有利地通过计算大气压力和发动机进气歧管的压力之间的差值来估计放大器中的水平，然后将该差值与校准真空阈值进行比较。
在这种情况下，相对于未经处理的优化操作的请求，在初始延时期间，最终的优化操作的请求是高效的，该方法在重新启动新的优化操作的循环之前定义等待延时。
“未经处理的”优化操作的请求应理解为对应于真空估计值的请求，其因此是不精确的。“最终的”优化操作的请求应理解为对应于由延时过滤的“未经处理的”请求的请求，以便避免由估计的不精确导致的永久的减载。延时是根据实际情况的。实际上，在不使用压力测定传感器的情况下，难以精确地知晓真空度。通过该估计，驾驶员可能处于策略永久地请求配件的减载并因此降低车辆供给(prestation)的情况中。为了避免该永久的减载，实施循环(cyclage)的策略以根据多个参数来优化减载的请求。相对于“未经处理的”请求，在校准的期间，“最终的”减载请求是高效的，在重新启动减载循环之前定义等待延时。有利地，存在三个等待延时：制动踏板“关”(不施压)、在较低的速度下制动踏板“开”(激活)以及在较高的速度下制动踏板“开”。
优选地，当制动踏板从“开”转变为“关”以及从“关”转变为“开”时，“未经处理的”减载的请求重新开始。
等待延时按包含越来越短的持续时间的顺序可以包括：针对较低的速度并且不对制动器施压的第一延时、针对较低的速度并且对制动器施压的第二延时，以及针对较大的速度并且对制动器施压的第三延时，当有激活或去激活的制动转变时，系统地重新启动操作请求。
有利地,在车辆工作期间，根据测量的回复时间校准延时，允许在具有优化操作的制动之后回复初始压力水平。
在这种情况下，在对制动器施压的每个下降沿(front descendant)，可以将预定义的额外时间加入初始校准延时。
本发明还涉及一种机动车，其设置有产生真空以将真空应用于制动系统的低压助力器的汽油发动机，该车辆包括实施包括前述特征中的任一特征的该发动机的运转的优化方法的装置。
附图说明
通过阅读下文作为示例给出的描述并参考附图更好地理解本发明，并使其他特征和优点更清楚地显现，在附图中：
图1是连接到低压助力器的汽油发动机的示图；
图2是示出了实施根据本发明的优化方法的功能的主要步骤的示图；
图3是示出了用于设置有压力传感器的助力器的放大器的优化方法的示图；以及
图4至图7是随着时间连续地示出了用于具有及不具有压力传感器的放大器的方法和具有单次制动或多次接近的制动的延时校准的图。
具体实施方式
图1示出了通过抽取具有大气压力的空气的管道4来供给空气的热力发动机2，热力发动机包括调节燃烧室中的进气量的进气口的机动蝶形阀8。
车辆的制动系统包括插设在制动踏板和液压主缸之间的低压放大器的箱12，其通过连接在机动蝶形阀8的下游的进气管道4上的管14来接收低压，以产生附加于由踏板提供的力的助力。
可选地，某些放大器包括允许测量内部低压水平的低压传感器16。
进气管道4中的低压取决于蝶形阀8的开口和发动机2的转速。该蝶形阀8的开口越小或者转速越大，会引起更大的低压，从而更快地在放大器12中产生真空。对于发动机的转速，低压可能不充分的情况是在发动机怠速水平时，换言之，发动机的转速的大小约为介于750转/min和950转/min之间。
热力发动机2包括在优化其运转的操作之后允许进气中的低压变为怠速的可调因子。这些因子可以具体地为配件的减载，其包括在该发动机上施加负载力矩的可旋转机器，如可控交流发电机，或者具有可调整力矩的空调压缩机，例如具有入口离合器或可变汽缸，该减载因此通过降低负载力矩来增大低压。
这些可调因子还可以是控制该发动机的元件，如可变同步阀《VVT》或提高真空的产生的怠速速度的升程，或者是车辆运行消耗的减载。
图2示出了第一步骤20，其根据动力总成、车辆的运转和外部条件来确定真空需求，该真空需求为发动机存在不能产生足够的真空以确保安全制动的危险的实际情况。
该步骤20的目的是区分这些具体的实际情况以便不过于频繁地请求实施发动机运转的优化策略，使得例如在不必要的情况下不剥夺用户对空调的使用。
为了确定这些实际情况，第一步骤20使用信息，例如所进行的制动、加速踏板的位置、大气压力、车辆的速度或助动转向的激活。
第一步骤20向协调优化操作的请求的第二步骤22发送信号，第二步骤接收来自确定真空需求的步骤的信号，同时当放大器包括压力传感器的情况下采用第一模型24，或者当放大器不包括传感器时采用另一模型26。
目的是确定与通过发动机产生真空的可能性匹配的放大器中的真空的储存不足以确保安全制动的要求的时刻。
图3示出了当压力水平变为校准临界阈值以下以便激活需要真空的策略时，针对包括压力传感器24的放大器的步骤的策略。
临界阈值在每个时刻是在相对于针对车辆的安全减速的校准压力的阈值48和可以在相同时刻供给发动机的最大低压值46之间的最大值50。可供给发动机的该最大低压值46自身是在放大器处的升高的压力值40和相对于可产生发动机的最大压力的校准值42之间的最大值44。
策略具有存储步骤54，以便当发动机不能产生更多的真空时，永久地不激活真空需求。在每个真空需求停止的结束时激活该存储54。在每个真空需求的开始或怠速下发动机转速的结束，或从发动机止动开始，或在某个延时之后，存储54的取消或“重置”56将是激活的。
信号然后被发送到滞后步骤58，其也接收放大器40的压力和偏差值57，以建立包括根据信号的上升和下降错位的两个阈值的滞后，其避免控制的不稳定。最后得到真空需求的确定59。
图4根据时间t，从上方开始连续地示出放大器中的压力60，压力的临界阈值62，对制动踏板的施压64，允许产生较大低压的发动机运转的优化操作66，由校准延时给出的持续时间T0以及下方为真空需求68。
在时间T0，对制动踏板的第一次施压64引起放大器中的压力60的上升，该压力升高并且在时间t1变为第一激活临界阈值S1以上。该转变使由于在此刻起动请求优化操作的真空需求68，该优化操作在延时T0、于时间t4终止的整个期间内维持。延时T0的持续时间的大小约为例如2秒。
在对制动器的施压64之后且在延时66的结束之前的时间t3，对发动机的优化操作已经足够、真空的产生已经较大，压力60再次下降到第一阈值S1以下并且真空需求68减退。
在对制动器的第二次施压64、在时间t5，车辆的实际情况相对于第一次制动是不同的，观察到在延时T0和优化操作68的时间t7结束之后，放大器中的压力60没有足够减小以变为第一激活阈值S1以下。发动机没有在足以产生足够的真空的条件中。
在没有存储系统的情况下，被超过的第一激活阈值S1给出总是处于激活的真空需求68，请求优化操作66的继续。此刻，尽管发动机不能产生更多的真空，还是维持与该优化操作相关的缺陷。
存储系统在延时T0的结束、在时间t7，如果放大器保持安全，则存储放大器的压力值60。该值因此应当是新的激活临界阈值S2。
此后，激活临界阈值在每个新的真空需求或者每个怠速的结束时系统地归零。
图5示出了当放大器不包括压力传感器时的步骤26的策略。在没有该传感器的情况下，难以精确地知晓真空度。
从上方开始，连续地为未经处理的优化操作的请求70，对制动器的施压64，车辆的速度72以及最终的优化操作的请求74。
策略通过使用大气压力和发动机的进气管口的压力之间的差值来估计放大器的水平。该差值然后与表示确保安全制动的要求所需的低压水平的校准阈值进行比较。
该不使用传感器的策略较不可靠，因为该策略仅使用对低压的估计。因此可能的是驾驶员处于策略永久地请求优化操作的情况下，并因此降低车辆的要求。
为了避免永久的优化操作，实施智能循环(cyclage)策略以根据多个参数来优化减载的请求。
相对于未经处理的优化操作的请求70，最终的优化操作的请求74在时间段T0的初始延时期间是有效的。
在两次优化操作的请求74之间，等待延时定义为在重新启动新的优化操作循环之前。存在三个越来越短的等待延时，针对较低的速度72并且没有对制动器施压64的第一时间段T1、针对较低的速度并且有对制动器施压的第二时间段T2以及较高的速度并且对制动器施压的第三时间段T3。例如，关于这些等待延时，T1约为30秒，T2约为5秒，T3约为1秒。
这些下降的等待延时的时间段对应于当制动器助力器的真空需求可能越来越大时的实际阶段。
当制动转变时，换言之当其激活或去激活时，优化操作的请求系统地重新启动。
回到图2，协调优化操作22的第二步骤实现优化操作的请求的协调，使得当发动机配备有可变同步阀《VVT》30时将该协调应用于可变同步阀的优化请求。
阀的该优化请求30在最佳位置安放这些阀，使得发动机能够产生更多的真空。由于实际情况要求安全的制动，阀从优化消耗的位置变为优化真空的位置。
协调优化操作22的第二步骤还向这些操作的监视器28发送信号，监视器选择一个或多个可行的可调因子以增加真空的产生，如怠速转速的增大请求32，减载配件如交流发电机或空调压缩机的请求34或者用电器的减载的请求36，用电器可以应用于管理车辆的用电器组件的智能助力箱《BSI》。
因此可以根据实际条件来应用多个产生真空的策略，尤其包括利用同时对所有因子的操作来获得尽可能大的真空，或者在计算给予这些装置的额外的真空度之后，利用选择允许引起车辆运转的最小退化的因子适度产生真空。
图6从上方开始连续地示出了放大器的压力60的曲线，优化操作66的曲线，对制动器施压64的曲线以及阈值存储82的曲线。
在对制动器施压64之后、在引起压力60上升的时间t0，实施优化操作66。在时间t1松开制动器64引起压力的第二峰值。
优化操作66的结果在时间t2给出在时间t0的初始时刻压力60的下降。因此，估计该操作时间段足以建立必需的真空以确保制动的安全。然后在该时间t2存储阈值82，从初始t0开始的时间段因此成为校准延时T0。
图7连续地示出了针对连续对制动器施压64所表示的重复制动的相同值。制动足够接近，注意到放大器的压力60每次都升高，发动机的真空的产生不足以在这些制动之间重新降低压力。
在对制动器施压64的每个下降沿，在初始校准延时T0加入预定义的额外时间T4，以考虑由这些连续的制动请求促使的额外的真空消耗。额外的时间段T4的大小约为例如1秒。
因此，在图中的所有情况下，用优化操作的延时调整实现安全制动，这些操作因此限制为恰好必需的时间段，以便减少这些操作可能带来的缺点。具体地，可以减少车辆的消耗并且增加乘客的舒适度。
仅使用应在现有计算机中加入的补充软件的该方法，不需要增加特定成本的附加真空泵。

Claims (16)

1.一种机动车的汽油发动机(2)运转的优化方法，其允许当发动机的转速较低时，在该发动机(4)中得到施加于制动系统的助力器(12)的足够的低压，以便得到安全制动，其特征在于，在助力器的放大器(12)中，从检测到临界真空阈值(S1,S2)起，在由根据低压回复持续时间来校准的延时(T0)调节的时间期间，通过作用于一个或多个允许产生较大低压的可调因子(30,32,34,36)来应用发动机运转的优化操作。
2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，可调因子至少包括下列装置之一：对发动机施加可调节负载力矩的可旋转机器(34)，发动机的控制元件，或者车辆行驶的消耗的减载(36)。
3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，对发动机施加可调节负载力矩的可旋转机器(34)包括交流发电机或空调压缩机。
4.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，发动机的控制元件包括可变同步阀(VVT)(30)或怠速速度的增大(32)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的优化方法，其特征在于，临界真空阈值(S1)可校准。
6.根据权利要求5所述的优化方法，其特征在于，放大器(12)包括压力传感器(14)，在允许变为第一临界真空阈值(S1)以下的第一优化操作之后，第二制动引发第二优化操作，当在该第二优化操作的延时结束时所观察到的压力(60)位于该第一临界真空阈值以上时，如果该压力保持安全，那么该方法使所观察到的该压力固定为新的临界真空阈值(S2)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的优化方法，其特征在于，放大器(12)不包括压力传感器，该方法通过计算大气压力和发动机(4)进气歧管的压力之间的差值来估计放大器中的水平，然后将该差值与校准真空阈值(S1)进行比较。
8.根据权利要求5所述的优化方法，其特征在于，放大器(12)不包括压力传感器，该方法通过计算大气压力和发动机(4)进气歧管的压力之间的差值来估计放大器中的水平，然后将该差值与校准真空阈值(S1)进行比较。
9.根据权利要求8所述的优化方法，其特征在于，相对于未经处理的优化操作的请求(70)，在初始延时(T0)期间，最终的优化操作的请求(74)是高效的，该方法在重新启动新的优化操作的循环之前定义等待延时。
10.根据权利要求9所述的优化方法，其特征在于，等待延时按包含越来越短的持续时间的顺序包括：针对较低的速度(72)并且不对制动器施压(64)的第一延时(T1)、针对较低的速度并且对制动器施压的第二延时(T2)，以及针对较高的速度并且对制动器施压的第三延时(T3)，当有激活或去激活的制动转变时，系统地重新启动操作请求。
11.根据权利要求1-4、6和8中任一项所述的优化方法，其特征在于，在车辆工作期间，根据测量的回复时间(T0)校准延时，允许在具有优化操作的制动之后回复初始压力水平(60)。
12.根据权利要求5所述的优化方法，其特征在于，在车辆工作期间，根据测量的回复时间(T0)校准延时，允许在具有优化操作的制动之后回复初始压力水平(60)。
13.根据权利要求7所述的优化方法，其特征在于，在车辆工作期间，根据测量的回复时间(T0)校准延时，允许在具有优化操作的制动之后回复初始压力水平(60)。
14.根据权利要求9所述的优化方法，其特征在于，在车辆工作期间，根据测量的回复时间(T0)校准延时，允许在具有优化操作的制动之后回复初始压力水平(60)。
15.根据权利要求11所述的优化方法，其特征在于，在对制动器施压(64)的每个下降沿，将预定义的额外时间(T4)加入初始校准延时(T0)。
16.一种机动车，其设置有产生真空以将真空应用于制动系统的低压助力器(12)的汽油发动机(2)，其特征在于，其包括实施根据前述任一项权利要求实现的该发动机的运转的优化方法的装置。
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