CN105452073B - 用于机动车辆的真空产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优选以混合动力推进的机动车辆的制动装置的真空产生方法。本发明能够利用动力***的所有能量源(2，10，20，30)，以在负压制动装置(40)中产生真空。这些能量源中的每个可驱动内燃机(1)以产生真空，而不需要喷射燃料来使所述内燃机运行。由于本发明，机动车辆不包括用于制动***的真空泵。

Description

用于机动车辆的真空产生方法
技术领域
本发明的领域涉及用于混合动力机动车辆的制动装置的真空产生方法。
背景技术
负压制动装置用于机动车辆上，以增大由驾驶员施加的制动力。负压制动装置还能够在液压回路上减少驾驶员的力，以使车辆减速。
负压制动装置包括与内燃机的进气歧管联接的负压室。由于内燃机以一定转速转动运行，产生了增大的制动力。进气歧管的蝶形阀被关闭，这因此阻止了大气进入歧管中。制动装置的负压室的空气通过内燃机的转动运行而被抽送并且借助于歧管与制动装置的负压室之间的入口而被提供。该空气入口能够在内燃机转动运行时在负压室中产生真空并且能够增大制动力。这种装置例如在法国专利申请FR2855483中被描述。尽管该解决方案具有无需专用于制动装置的真空泵的优点，该配置尤其在车辆停止时消耗很多燃料。
已知尤其在内燃机停止时借助于与制动装置联结的真空泵来产生真空另一个解决方案。真空泵可为独立的并且被供电。然而，这种真空泵具有低效能并且不能够在所有行驶状况下实施在安全性方面令人满意的制动。已知法国专利申请FR2981901描述了一种设置有两个负压生成器的车辆。
用于混合动力车辆的这种***的缺点在于增加了产生真空的解决方案的成本，尤其增加了真空泵的数量以及负压生成器的检验部件。
为了减少该成本，已知一种产生真空的解决方案，该解决方案包括可由内燃机或直接由动力***的传动装置驱动的真空泵。申请人所递交的专利申请FR2977549描述了这种制动***。该***能够在车辆低速阶段和停车阶段无需使内燃机转动运行，但需要使用真空泵。
发明内容
因此需要提供一种用于机动车辆的产生真空的可选解决方案，该解决方案消耗更少的燃料、成本更低并且在车辆的所有行驶阶段都令人满意。
更确切地，本发明涉及一种用于机动车辆的在制动装置的负压室中产生真空的方法，所述机动车辆还包括：内燃机，所述内燃机的进气歧管与负压室联接，以能够通过所述内燃机的转动运行而在负压室中产生真空；以及不同于燃料的第一能量源，所述第一能量源可启动内燃机的第一驱动部件。
根据本发明，该方法包括对于能量源和驱动部件的第一控制，以用于驱动内燃机，从而在负压室中产生真空。
根据本发明，该真空产生方法还可包括任意其中一项下述变型特征。
在该方法的一种变型中，对于包括不同于燃料的第二能量源的机动车辆，所述第二能量源能够启动内燃机的第二驱动部件，该方法包括对于第二能量源和第二驱动部件的第二控制，以用于当行驶条件不能够使第一能量源和第一驱动部件产生真空时在负压室中产生真空。
根据另一变型，根据参照加速度阈值的车辆加速度定值来触发第一控制。
根据另一变型，根据参照车辆速度阈值的车辆速度给定值来触发第一控制。
根据另一变型，根据参照能量等级阈值的用于启动相关驱动部件的能量源能量容量来触发第一控制。
优选地，在第一控制时，以内燃机转速来操控内燃机而无燃料喷射。
本发明还涉及一种包括动力***的控制***的混合动力机动车辆，所述混合动力机动车辆能够实施包括任意其中一项方法变型特征的真空产生方法。
有利地，所述混合动力机动车辆不包括用于在负压室中产生真空的真空泵。
根据本发明，还提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括由计算装置读取的指令，所述计算装置包括与可编程存储器连接的处理器，以控制机动车辆动力***的控制***并且实施具有任意其中一项上述特征的真空产生方法。
还提供了一种可由计算装置读取的载体，所述载体包括所述计算机程序的记录。
由于本发明，在混合动力车辆中产生真空可无需设置真空泵。这因此能够节省真空泵的成本，以及通过使用其它能量源(尤其是通过车辆动能再生的能量源)来减少燃料消耗。
另外，在制动***的负压室中产生真空的方法能够使用动力***的多个能量源，所述多个能量源能够在车辆的多个行驶阶段中产生负压。
附图说明
通过阅读下文仅作为非限制性示例给出的本发明实施例的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1示出了能够实施根据本发明的真空产生方法的机动车辆。
图2示出了实施根据本发明的真空产生策略的步骤。
具体实施方式
本发明尤其涉及设置有多个能量源的混合动力车辆，车辆和真空产生方法采用这些能量源以用于实现制动装置所需的真空。本发明涉及电动混合动力式或压缩空气式动力***，所述动力***将在说明示例中被更精确地描述。
图1为机动车辆的混合动力式动力***的简化示意图，所述机动车辆包括与燃料储存器联结的内燃机1和由构件10、11、20和21示出的液压动力装置。液压回路将能量储存器20、液压发动机10和液压泵联接在一起。该机动车辆还包括机械传动装置和负压制动装置40。液压泵与液压回路联接并且与机械传动装置机械联结。液压发动机与液压回路联接并且与机械传动装置机械联结。机械传动装置与内燃机1和车轮组机械联结。
在该实施例中，内燃机1为由燃料储存器供给的汽油内燃机。内燃机1由车辆动力***的监控器控制。监控器设定内燃机1的控制请求，尤其是内燃机的启动和停止请求以及内燃机构件的请求。此外，该监控器根据能量策略算法来设定车轮转矩设定值请求和内燃机转速设定值请求，该算法限定了需参与车轮转矩提供的传动***部件。在该混合动力车辆设置有再生制动***时，能量策略功能还限定了通过动能再生部件来再生能量的定律。
内燃机1配置用于能够在制动装置40的负压室中产生负压。为此，空气进气歧管与制动装置40的负压室联接。当内燃机1的蝶形阀被关闭或被部分关闭时，空气入口在制动装置40的负压室与内燃机的进气歧管之间被打开。因此，当内燃机通过转速***控并且被供应燃料以提供转矩和转速时，负压在制动装置中实现。
例如当车辆驾驶员施加制动时，动力***的监控器控制该负压的产生。当真空产生请求被激活时，该监控器传送并且调配适用于内燃机1和制动装置40的控制请求，以实施适当的负压。
此外，该机动车辆包括第一真空产生部件，所述第一真空产生部件的负压通过能够使内燃机1转动运行的燃料能量源来生成。当需要负压时，监控器可控制内燃机1通过燃料转动运行，并且可实施对于内燃机1和制动装置40的控制，以能够在负压室中产生真空。在该第一真空产生配置中，仅燃料被用于使内燃机转动运行。这通常涉及低速的运行模式，在该运行模式中内燃机1的蝶形阀被部分关闭。
另外，根据本发明，该动力***包括第二能量源和内燃机1的第一驱动部件11。第二能量源为能够由车轮驱动的液压发动机，以通过车辆在再生制动阶段的动能来产生机械运动。第一驱动部件11包括液压泵和机械传动装置。机动车辆还包括负压制动装置40。
机械传动装置为用于将内燃机1的功率传向液压泵、液压发动机10和车轮组的功率分配器。而且，在本发明的范围内，传动装置能够以相反的路线传送机械功率，即从液压泵向内燃机1传送机械功率。内燃机1因此可通过不同于燃料的其它能量来转动运行。
在该实施例中，功率分配器为周转齿轮系(train)。这能够实施混合动力车辆的多种动力模式，例如：由内燃机1执行驱动的第一模式、由液压发动机10执行驱动的第二模式以及由内燃机和液压发动机共同执行驱动的第三模式。
因此，动力***的监控器可控制液压发动机10、液压泵和周转齿轮系，以通过在能量再生阶段中再生的动能来驱动内燃机1。行驶条件(尤其是加速度给定值、速度给定值和相关的能量储存器20(即第三能量源)中的能量等级)受到监控，并且当检测到满足条件时该能量再生阶段被触发。
因此，该机动车辆包括第二真空产生部件，所述第二真空产生部件的负压通过能够使内燃机1转动运行的车辆动能而生成。当需要负压时，监控器可控制内燃机1通过再生动能而转动运行，并且可实施对于内燃机1和制动装置40的控制，以能够在负压室中产生真空。在该第二真空产生配置中，动能被用于使内燃机以确保负压室中空气抽送的内燃机转速转动运行。内燃机***控运行而无燃料喷射。在该运行模式下，内燃机不提供内燃机转矩。
相反，液压发动机10可通过储存在能量储存器20中的能量向车轮传送转矩。内燃机1还可借助于功率分配器向液压发动机传送机械功率，以用于为能量储存器20充能。
该机动车辆包括第三能量源和内燃机1的第二驱动部件21。压缩空气储存器形式的液压能量源可启动液压泵和功率分配器(此处为周转齿轮系)。液压泵和周转齿轮系构成了内燃机1的第二驱动部件21。
动力***的监控器可控制液压泵和周转齿轮系，以通过储存在能量储存器20中的能量来驱动内燃机1。能量储存器20的流体启动泵，该泵释放出机械运动形式的能量，这能够使内燃机1转动运动。
优选地，第一驱动部件11和第二驱动部件21为单一的液压泵和单一的功率分配器。
因此，机动车辆包括第三真空产生部件，所述第三真空产生部件的负压通过储存在压缩空气储存器中的能够使内燃机1转动运行的能量而生成。当需要负压时，监控器可控制内燃机1通过储存器中的压缩空气能量而转动运行，并且可实施对于内燃机1和制动装置40的控制，以能够在负压室中产生真空。在该第三真空产生配置中，压缩空气储存器的能量被用于使内燃机以确保负压室中空气抽送的内燃机转速转动运行。内燃机***控运行而无燃料喷射。在该运行模式下，内燃机不提供内燃机转矩。
机动车辆包括第四能量源和内燃机1的第三驱动部件31。第四能量源为电能储存器，该储存器与能够使内燃机1转动运行的电机联接。电机被挂接(atteler)在内燃机上并且通过离合器、皮带或接合套联结。
作为变型，电机借助于机械传动装置(例如周转齿轮系)间接驱动内燃机1。
因此，机动车辆包括第四真空产生部件，所述第四真空产生部件的负压通过储存在电能储存器30中的能够使内燃机1转动运行的能量而生成。当需要负压时，监控器可控制内燃机1通过电能储存器30的电能而转动运行，并且可实施对于内燃机1和制动装置40的控制，以能够在负压室中产生真空。在该第四真空产生配置中，电能储存器中的能量被用于使内燃机以确保负压室中空气抽送的内燃机转速转动运行。内燃机***控运行而无燃料喷射。在该运行模式下，内燃机不提供内燃机转矩。
最后，为了产生真空，可通过喷射一定量的燃料来使内燃机低速转动运行，以在负压室中抽送空气。在其它真空产生配置中，通过第一驱动部件11、第二驱动部件21、第三驱动部件31中的一个来驱动内燃机以提供足以在燃烧室中抽送空气的内燃机转速。通过内燃机转速请求，内燃机***控运行而无燃料喷射。因此内燃机不提供内燃机转矩。
本发明的优点在于能够通过不同于设置在车辆中的燃料的其它能量源来驱动内燃机1。因此内燃机以零燃料消耗模式转动运行。
该车辆包括用于使内燃机转动运行并且在负压制动装置中产生真空的多个能量源和驱动部件。监控器可通过与内燃机和制动装置的配合来控制每个能量源和驱动部件，以在特定于每种能量源和相关驱动部件的行驶状况下产生真空。
图2描述了利用车辆的不同真空产生部件来产生真空的策略示例。这些不同的部件被调配成优化车辆的能量消耗并且在所有行驶状况下产生真空。
在初始状况100中，动力***处于该动力***未工作的行驶状况下。当动力***工作并且真空产生请求被传送到监控器上时，该真空产生方法进入行驶状况101中。在该行驶状况下，动力***配置用于仅通过燃料能量源来产生真空。而且，监控器传送仅通过燃料2来驱动内燃机1并且在制动装置40的负压室中产生真空的控制请求。内燃机处于低速运行模式下。
当满足多个行驶条件时，通过由不同于燃料2的其它能量源驱动内燃机1来产生真空的操作可被触发。
第一行驶条件C1对应于动能再生行驶状况102，并且当检测到该条件时，监控器触发通过再生的车辆动能来产生真空。在该真空产生方法的范围内，监控器向液压发动机10以及由泵和周转齿轮系构成的组件传送指令，以驱动内燃机1，从而在制动装置40的负压室中产生真空。行驶条件C1为参照加速度阈值的加速度定值(例如来自车辆油门踏板的定值)以及参照车辆速度阈值的车辆速度值。
因此，如果车辆速度大于速度阈值并且驾驶员未加速，条件C1被满足，并且指出了再生制动状况。监控器控制成通过该再生动能来驱动内燃机，以产生真空。优选地，如果能量存储器20被充满，真空的产生通过该能量再生配置而被允许。在相反的情况下，监控器优先控制能量存储器20的能量再生。
另外，用于在该配置中触发真空产生的另一种评判在检测到行驶条件C1并且负压室中的负压等级不充分时被采用。
如果未检测到行驶条件C1并且未检测到用于通过不同于燃料的其它能量源来触发真空产生的任何其它行驶条件，通过仅由燃料驱动的内燃机1来实施真空的产生。这涉及对应于状况101的行驶状况。
第二行驶条件C2对应于速度非零并且加速阶段大于等于零的行驶状况103。当满足该条件时，监控器触发通过储存在能量储存器20中的能量来产生真空。在该真空产生方法的范围内，监控器向能量储存器20以及由泵和周转齿轮系构成的组件传送指令，以驱动内燃机1，从而在制动装置40的负压室中产生真空。行驶条件C2为在非减速阶段的行驶阶段中参照车辆速度阈值的车辆速度值。
在该行驶状况下，监控器控制成通过能量储存器20来驱动内燃机，以产生真空。优选地，如果车辆速度大于速度阈值并且储存器中的能量等级大于被认为充分的预定能量等级，真空的产生通过该配置而被允许。在相反的情况下，监控器控制成通过燃料2来产生真空。
如果未检测到行驶条件C2并且未检测到用于通过不同于燃料的其它能量源来触发真空产生的任何其它行驶条件，通过仅由燃料驱动的内燃机1来实施真空的产生。这涉及对应于状况101的行驶状况。
第三行驶条件C3对应于速度非零并且加速阶段大于等于零的行驶状况104。而且，如果能量储存器20中的能量等级小于预定能量等级并且电能储存器30中的能量等级大于预定能量等级，监控器触发通过储存在电能储存器30中的能量来产生真空。在该真空产生方法的范围内，监控器向蓄电池以及电机传送指令，以驱动内燃机1，从而在制动装置40的负压室中产生真空。用于触发真空产生的行驶条件C3取决于在非减速阶段的行驶阶段中参照车辆速度阈值的车辆速度值，以及取决于能量储存器20中的能量等级值和电能储存器30中的能量等级值。如果未满足条件C3，监控器控制成通过燃料2来产生真空。
如果未检测到行驶条件C3并且未检测到用于通过不同于燃料的其它能量源来触发真空产生的任何其它行驶条件，通过仅由燃料驱动的内燃机1来实施真空的产生。这涉及对应于状况101的行驶状况。
当液压发动机10、能量储存器20、电能存储器30中的任一个都未设置用于产生真空(例如如果车辆未处于再生制动状况下)、能量储存器20和电能存储器30中的能量等级小于充分装满等级并且内燃机1转动运行以向车轮传送转矩时，监控器可传送内燃机指令，以在损害车况时产生真空。如果车况在安全范围内被该真空产生方法所特许，第二制动装置用于实施制动阶段。
本发明应用于包括全部或部分能量源的组合的所有车辆以及真空产生方法，所述能量源设置用于驱动内燃机1。使用其它真空产生触发条件的真空产生方法也包括在本发明的范围内。本发明的有利之处在于提供了一种无需真空泵的机动车辆。
动力***以及每个组成构件的用于实施该真空产生方法的计算及控制功能由存储在线路中的计算机程序来执行，该线路一体化在动力***的可编程存储器中，该存储器可重新记入或不可被擦除。通常涉及的动力***监控器包括与可编程存储器联接的具有微处理器的计算装置。参与实施该方法的计算功能可通过一个或多个计算机来执行。计算装置的分配不影响本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的在制动装置(40)的负压室中产生真空的方法，所述机动车辆还包括：内燃机(1)，所述内燃机的进气歧管与负压室联接，以能够通过所述内燃机的转动运行而在负压室中产生真空；以及不同于燃料(2)的第一能量源，所述第一能量源能够启动内燃机(1)的第一驱动部件，所述方法包括对于第一能量源和第一驱动部件的第一控制，以用于驱动内燃机(1)，从而在负压室中产生真空，所述机动车辆包括不同于燃料的第二能量源，所述第二能量源能够启动内燃机(1)的第二驱动部件，其特征在于，所述方法包括对于第二能量源和第二驱动部件的第二控制，以用于当行驶条件不能够使第一能量源和第一驱动部件产生真空时在负压室中产生真空。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据参照加速度阈值(C1)的车辆加速度定值来触发第一控制。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据参照车辆速度阈值(C2)的车辆速度给定值来触发第一控制。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据参照能量等级阈值(C3)的用于启动第一驱动部件的第一能量源能量容量来触发第一控制。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一控制时，以内燃机转速来操控内燃机(1)而无燃料喷射。
6.一种包括动力***的控制***的混合动力机动车辆，所述混合动力机动车辆能够实施根据权利要求1至5中任一项所述的产生真空的方法。
7.根据权利要求6所述的混合动力机动车辆，其特征在于，所述混合动力机动车辆不包括用于在负压室中产生真空的真空泵。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有由计算装置读取的指令，所述计算装置包括与可编程存储器连接的处理器，所述指令在由处理器执行时用于控制机动车辆动力***的控制***并且实施根据权利要求1至5中任一项所述的产生真空的方法。
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