СИСТЕМА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРМОЗОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам и способам улучшения работы тормозов транспортного средства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Разрежение может использоваться для способствования нажатию водителем тормозов транспортного средства (см. например US2013/000296, опубл. 03.01.2013, МПК B60T13/60). Разрежение приводит в действие диафрагму, которая помогает перемещать шток, который присоединен к тормозной педали, и который повышает гидравлическое давление в тормозных магистралях для использования тормозов транспортного средства. Разрежение действует в качестве силы на площади диафрагмы для способствования нажатию водителем тормозов. Следовательно, если разрежение имеет значение более глубокого разрежения (например, более низкого давления), дополнительное усилие может прикладываться к диафрагме для способствования водителю. Как результат, усилие торможения может повышаться по мере того, как возрастает величина разрежения.
Однако рабочие объемы двигателей уменьшаются в попытке снизить расход топлива. Двигатели меньшего рабочего объема могут иметь более низкие потери на трение, и они чаще могут работать с меньшими насосными потерями, чем двигатели большего рабочего объема, которые работают в условиях частичного дросселирования. Однако может быть труднее выдавать более низкие уровни разрежения и большие величины разрежения с двигателем меньшего рабочего объема. Следовательно, водитель транспортного средства, имеющего двигатель меньшего рабочего объема, может нажимать тормоза и получать содействие разрежения, чтобы способствование торможению имелось в распоряжении, чтобы выдавать только часть требуемого или запрошенного тормозного усилия при торможении транспортного средства. Если водитель пытается увеличить тормозное усилие посредством дополнительного нажатия тормозной педали, водитель может замечать, что меньшее тормозное усилие прикладывается по мере того, как возрастает усилие на тормозной педали. Таким образом, водитель может замечать, что тормозное усилие не увеличивается с той же самой интенсивностью, как когда разрежение имеется в распоряжении, и что ощущение тормозной педали стало более тугим. Такие условия могут ухудшать впечатление человека от вождения и мнение о транспортном средстве.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеуказанные недостатки и предложили систему для использования тормозов транспортного средства, содержащую:
тормоза транспортного средства;
тормозную педаль;
вакуумный усилитель тормозов, присоединенный к тормозной педали и в сообщении по текучей среде с тормозами транспортного средства;
гидравлический тормозной насос в сообщении по текучей среде с тормозами транспортного средства; и
контроллер, содержащий исполняемые команды, хранимые в постоянной памяти, для увеличения отдачи из гидравлического тормозного насоса на основании интенсивности, с которой вакуумный усилитель тормозов способствует повышению давления текучей среды в тормозной магистрали в ответ на нажатие тормозной педали.
В одном из вариантов предложена система, в которой отдача из гидравлического тормозного насоса повышается в ответ на разрежение в рабочей камере усилителя тормозов, находящееся в пределах порогового давления атмосферного давления.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для уменьшения отдачи от разрежения в усилителе тормозов в ответ на увеличение разрежения в вакуумном резервуаре.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для оценки усилия на тормозной педали от гидравлического усилия, пневматического усилия и усилия пружины.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для оценки интенсивности, с которой вакуумный усилитель тормозов способствует повышению давления текучей среды в тормозной магистрали.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая датчик усилия тормозной педали, причем отдача гидравлического тормозного насоса регулируется в ответ на выходной сигнал с датчика усилия на тормозной педали.
Также предложен способ использования тормозов транспортного средства, включающий в себя этапы, на которых осуществляют повышение давления текучей среды в тормозной магистрали в ответ на усилие на тормозной педали с первой интенсивностью, в то время как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов находится на пороговом давлении атмосферного давления, и повышение давления текучей среды в тормозной магистрали с первой интенсивностью, в то время как разрежение в усилителе тормозов находится в пределах порогового давления атмосферного давления.
Посредством повышения давления текучей среды в тормозной магистрали соразмерно усилию на тормозной педали, имеется или нет разрежение в распоряжении у рабочей камеры усилителя тормозов, может быть возможным улучшать восприятие водителем нажатия тормозов транспортного средства. Например, давление текучей среды в тормозной магистрали может повышаться с первой интенсивностью относительно усилия на тормозной педали, когда разрежение имеется в распоряжении в усилителе тормозов. Если дополнительного разрежения нет в распоряжении по мере того, как усилие на тормозной педали продолжает возрастать, гидравлический насос может вводиться в действие, и его отдача может регулироваться для повышения давления текучей среды в тормозной магистрали с первой интенсивностью, так чтобы отсутствие дополнительного разрежения было не так заметно водителю. Таким образом, увеличение тормозного усилия соразмерно усилию на тормозной педали может поддерживаться, даже в отсутствие дополнительного разрежения в усилителе тормозов.
Настоящее описание может давать несколько преимуществ. В частности, подход может обеспечивать улучшенное впечатление от вождения посредством поддержания ожидаемой интенсивности нажатия тормозов, даже в присутствии ограниченной величины разрежения в усилителе тормозов. Кроме того, подход может предоставлять двигателю возможность работать эффективнее, поскольку двигатель может не быть должным переключаться в режим формирования разрежения, когда является низким разрежение в тормозной системе. Кроме того еще, подход может делать присутствие ощущения тугой тормозной педали менее заметным водителю.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя и части тормозной системы;
фиг. 2 и 3 показывают примерные тормозные системы транспортного средства, в которых способ по фиг. 6 может применяться для работы тормозов транспортного средства;
фиг. 4 показывает примерный график рабочих характеристик для подхода уровня техники к использованию тормозов транспортного средства;
фиг. 5 показывает примерный график рабочих характеристик для использования тормозов транспортного средства посредством способа по фиг. 6; и
фиг. 6 показывает примерный способ работы тормозов транспортного средства.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Настоящее описание имеет отношение к улучшению работы тормозов транспортного средства. Фиг. 1 показывает одну из примерных систем для предоставления разрежения для транспортного средства. Фиг. 2 и 3 показывают более подробные виды примерных тормозных систем транспортного средства. Фиг. 4 показывает график рабочих характеристик подхода уровня техники к использованию тормозов транспортного средства. Фиг. 5 показывает график рабочих характеристик представленного подхода к использованию тормозов транспортного средства. В заключение, способ использования тормозов транспортного средства показан на фиг. 6.
Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.
Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускное отверстие, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с возможным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из впускной камеры 46 наддува.
Компрессор 162 втягивает воздух из воздушного впускного канала 42 для питания камеры 46 наддува. Выхлопные газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 161. Перепускной клапан 158 компрессора может быть с электрическим приводом посредством сигнала из контроллера 12. Перепускной клапан 158 компрессора предоставляет сжатому воздуху возможность подвергаться циркуляции обратно на вход компрессора для ограничения давления наддува. Подобным образом, исполнительный механизм 72 регулятора давления наддува предоставляет выхлопным газам возможность обходить турбину 164, так что давление наддува может регулироваться при изменении условий работы.
Разрежение подается в системы транспортного средства через обеспечивающее разрежение устройство 24. Компрессор 162 выдает сжатый воздух в качестве движущей текучей среды через канал 31 сходящейся секции в сходящуюся секцию 35 обеспечивающего разрежение устройства 24 (например, эжектора). Движущая текучая среда объединяется с воздухом из вакуумного резервуара 138 через канал 37 отверстия разрежения и запорный клапан 60. Запорный клапан 60 предоставляет возможность потока, когда давление, вырабатываемое посредством эжектора внутри канала 37 отверстия разрежения, является более низким, чем давление внутри резервуара 138. Смешанный воздух выходит на расходящейся секции. В некоторых примерах, вакуумный резервуар 138 может указываться ссылкой как системный вакуумный резервуар, поскольку он может подавать разрежение на всем протяжении вакуумной системы, и поскольку усилитель 140 тормозов тоже может содержать в себе вакуумный резервуар. Давление в резервуаре 138 может контролироваться посредством датчика 193 давления в вакуумном резервуаре. Системный вакуумный резервуар 138 выдает разрежение в усилитель 140 тормозов через запорный клапан 65. Запорный клапан 65 предоставляет воздуху возможность поступать в системный вакуумный резервуар 138 из усилителя 140 тормозов и по существу предотвращает поступление воздуха в усилитель 140 тормозов из системного вакуумного резервуара 138. Системный вакуумный резервуар 138 также может обеспечивать разрежение для других потребителей разрежения, таких как исполнительные механизмы регулятора давления наддува турбонагнетателя, исполнительные механизмы отопления и вентиляции, исполнительные механизмы привода на ведущие колеса (например, исполнительные механизмы полного привода), системы продувки паров топлива, вентиляция картера двигателя и системы проверки утечек топливной системы. Запорный клапан 61 ограничивает поток воздуха из вторичных потребителей разрежения (например, потребителей разрежения, иных чем тормозная система транспортного средства) в системный вакуумный резервуар 138. Усилитель 140 тормозов может включать в себя внутренний вакуумный резервуар, и он может усиливать силу, выдаваемую ступней 152 через тормозную педаль 150 на главный цилиндр 148 для использования тормозов транспортного средства (не показаны). Усилитель 140 тормозов и тормозная педаль 150 являются частью тормозной системы 101 транспортного средства.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчика 154 положения, присоединенного к тормозной педали 150, для считывания положения тормозной педали; датчика детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 121 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение давления наддува с датчика 122 давления, присоединенного к камере 46 наддува; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. Датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которым может определяться скорость вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).
В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры.
Далее, со ссылкой на фиг. 2, показана первая примерная тормозная система, где может применяться способ по фиг.6. Тормозная система 101 по фиг. 2 может быть включена в состав двигателем, показанным на фиг. 1. Гидравлические магистрали показаны сплошными линиями, электрические соединения показаны пунктирными линиями, а пневматические соединения показаны штрихпунктирными линиями.
Тормозная система 101 включает в себя тормозную педаль 150 и датчик 154 положения тормозов. В некоторых примерах, тормозная система 101 также может включать в себя датчик 251 усилия на тормозной педали. Тормозная педаль 150 может приводиться в действие ступне 152 для перемещения штока 213. Ступня 152 может действовать посредством усилителя 140 тормозов, чтобы побуждать шток 213 повышать давление текучей среды в главном цилиндре 148, чтобы давление в первой тормозной магистрали 231 и второй тормозной магистрали 232 повышалось, когда нажимается тормозная педаль 150. Усилитель 140 тормозов включает в себя диафрагму 245, которая присоединена к штоку 213, и на которой разрежение прикладывает силу для повышения давления масла в главном цилиндре 148. Усилитель 140 тормозов включает в себя рабочую камеру 247, вакуумную камеру 248 и возвратную пружину 270. В этом примере, рабочая камера 247 избирательно принимает воздух из источника высокого давления, являющегося атмосферным давлением. Когда нажата тормозная педаль, давление повышается в рабочей камере 247 по мере того, как разрежение вытесняется окружающим воздухом. Датчик 258 давления считывает давление в рабочей камере 247. Датчик 257 давления считывает давление в вакуумной камере 248.
Вакуумный резервуар 138 подает разрежение в усилитель 140 тормозов через запорный клапан 65. Давление в вакуумном резервуаре 138 считывается посредством датчика 193 давления. В некоторых примерах, вакуумный резервуар 138 может быть включен в усилитель 140 тормозов. Разрежение подается в вакуумный резервуар 138 через запорный клапан 60. Разрежение подается на запорный клапан 60 через впускной коллектор двигателя или устройство, такое как эжектор.
Многочисленные гидравлические клапаны, показанные на фиг. 2, обеспечивают многие назначения тормозной системы. Когда клапаны находятся в своих положениях по умолчанию, система работает, как если бы не было электронного управления. Когда клапаны и электродвигатели приводятся в действие, это дает возможность прикладывать и снимать гидравлическое давление к колесам или группам колес, чтобы достигать многих целей, в том числе, оптимизированное регулирование торможения и тягового усилия. Главный цилиндр 148 может подавать масло под давлением в тормоза 290 для остановки вращения колес 291. Нормально открытые клапаны 210 и нормально закрытые клапаны 212 управляют потоком текучей среды под давлением из главного цилиндра 148 и/или гидравлических насосов 204 и 206. В частности, нормально открытые клапаны 210 и нормально закрытые клапаны 212 могут изолировать выход из гидравлических тормозных насосов 204 и 206 в главный цилиндр 148, когда гидравлические насосы 204 и 206 работают. Гидравлические насосы 204 и 206 приводятся в действие электродвигателем 202, а электродвигатель 202 управляется контроллером 12. Выходное давление насосов 204 и 206 может контролироваться посредством возможных датчиков 287 и 288 давления. Диафрагмы 255 ограничивают изменения давления в системе, а накопители 220 предоставляют давлению в тормозах возможность понижаться, когда нормально закрытые клапаны выше по потоку от накопителей закрываются. Запорные клапаны 230 ограничивают поток между главным цилиндром 148 и гидравлическими насосами 204 и 206. Выходное давление главного цилиндра 148 может контролироваться посредством датчиков 281 и 182 давления. Запорные клапаны 241 предохраняют текучую среду от протекания из гидравлических насосов 204 и 206 в главный цилиндр 148. Нормально закрытые клапаны-регуляторы 243 потока могут открываться, когда разрежение в рабочей камере 247 усилителя 140 тормозов истощатся, и усилие нажатия тормозной педали возрастает, так чтобы гидравлические насосы 204 и 206 могли повышать давление текучей среды, подаваемой в тормоза 290. Переднее левое колесо транспортного средства обозначено FL, переднее правое колесо обозначено FR, правое заднее колесо обозначено RR, а правое левое колесо обозначено RL.
Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана вторая примерная тормозная система транспортного средства. Вторая тормозная система транспортного средства идентична тормозной системе транспортного средства, показанной на фиг. 2 за исключением тог, что система по фиг.3 включает в себя вакуумный насос 302 и регулировочный клапан 304. Компоненты по фиг. 3, которые являются такими же, как компоненты, показанные на фиг. 2, указаны одинаковыми ссылочными позициями.
Тормозная система транспортного средства по фиг. 3 включает в себя вакуумный насос или компрессор 302, который выпускает воздух на рабочую сторону 247 усилителя 140 тормозов. Посредством повышения давления на рабочей стороне 247 до давления, большего, чем атмосферное давление, дополнительное усилие моет прикладываться к штоку 213, чтобы способствовать нажатию тормозов 290 ступней. Таким образом, в этом примере, рабочая камера 247 избирательно принимает воздух из источника высокого давления, являющегося выходом из насоса или компрессора. Клапан 304 предоставляет воздуху возможность течь из насоса 302 в усилитель 140 тормозов или в атмосферу в зависимости от того, была или нет нажата тормозная педаль 150. Таким образом, тормозная система по фиг. 3 может оказывать даже большее способствование ступне 152, чем система по фиг.2. Функция клапана 304 состоит в том, чтобы избирательно прикладывать давление к рабочей камере 247. Давление воздуха может сохраняться в объеме между насосом 302 и клапаном 304. Клапан 304 может управляться электронным модулем управления или управляться механически на основании усилия на тормозной педали.
Таким образом, система по фиг. 1 и 3 предусматривает систему для использования тормозов транспортного средства, содержащую: тормоза транспортного средства; тормозную педаль; вакуумный усилитель тормозов, присоединенный к тормозной педали и в сообщении по текучей среде с тормозами транспортного средства; гидравлический усилитель тормозов в сообщении по текучей среде с тормозами транспортного средства; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые в постоянной памяти, для увеличения отдачи из гидравлического тормозного насоса на основании интенсивности, с которой вакуумный усилитель тормозов повышает давление текучей среды в тормозной магистрали в ответ на нажатие тормозной педали. Интенсивность, с которой вакуумный усилитель тормозов способствует повышению давления текучей среды в тормозной магистрали, основана на угле наклона давления текучей среды в тормозной магистрали в зависимости от усилия нажатия тормозной педали.
В некоторых примерах, система включает в себя те случаи, когда отдача из гидравлического тормозного насоса повышается в ответ на разрежение в рабочей камере усилителя тормозов, находящееся в пределах порогового давления атмосферного давления. Система дополнительно содержит дополнительные команды для уменьшения отдачи от разрежения в усилителе тормозов в ответ на увеличение разрежения в вакуумном резервуаре. Система дополнительно содержит дополнительные команды для оценки усилия на тормозной педали от гидравлического усилия, пневматического усилия и усилия пружины. Система дополнительно содержит дополнительные команды для оценки интенсивности, с которой вакуумный усилитель тормозов способствует повышению давления текучей среды в тормозной магистрали. Система дополнительно содержит датчик усилия на тормозной педали, причем отдача гидравлического тормозного насоса регулируется в ответ на выходной сигнал с датчика усилия на тормозной педали.
Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан примерный график рабочих характеристик подхода уровня техники к использованию тормозов транспортного средства. Ось X представляет усилие нажатия тормозной педали, и усилие нажатия тормозной педали возрастает в направлении стрелки оси X. Ось Y представляет давление в тормозной магистрали, и давление в тормозной магистрали возрастает в направлении стрелки оси Y. Вертикальные метки F0-F2 показывают интересующие усилия нажатия тормозной педали. Кроме того, разрежение, имеющееся в распоряжении в усилителе тормозов является постоянным уровнем и не ограничено по величине (например, 0,6 бар).
Отрезок 402 линии показывает, что давление в тормозной магистрали повышается соразмерно увеличению усилия нажатия тормозной педали после начального смещения F1 усилия нажатия тормозной педали до тех пор, пока не достигнуто усилие F2 (аффинная зависимость). Между усилиями, усилием F1 нажатия тормозной педали и усилием F2 нажатия тормозной педали, давление в рабочей камере усилителя тормозов находится ниже атмосферного давления, а вакуумная камера усилителя тормозов находится на имеющемся в распоряжении уровне разрежения (например, 0,6 бар). На усилии F2, усилитель тормозов насыщается по своей способности способствовать нажатию тормозов транспортного средства, поскольку имеющееся в распоряжении разрежение приложено к усилителю тормозов, и поскольку давление в рабочей камере усилителя тормозов достигло атмосферного давления. Поскольку дополнительного разрежения нет в распоряжении, и поскольку атмосферное давление является пределом давления в рабочей камере усилителя тормозов, любое дальнейшее повышение давления текучей среды в тормозной магистрали является результатом исключительно увеличения усилия нажатия тормозной педали, а не вакуумного способствования.
Между усилиями F2 и F3 нажатия тормозной педали, давление текучей среды в тормозной магистрали возрастает с более низкой интенсивностью относительно усилия нажатия тормозной педали, чем давление текучей среды в тормозной магистрали, повышаемое относительно усилия нажатия тормозной педали до того, как было достигнуто усилие F2 нажатия тормозной педали. Отрезок 404 линии иллюстрирует, что интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали уменьшается по сравнению с давлением текучей среды в тормозной магистрали на отрезке 402 линии. Разрежение в рабочей камере усилителя тормозов меньше чем или равно нулю (например, атмосферное давление), а давление в вакуумной камере усилителя тормозов находится на имеющемся в распоряжении уровне разрежения. Когда интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали понижается относительно повышения усилия нажатия тормозной педали, как указано отрезком 404 линии, водитель может замечать, что тормозное усилие уменьшается для той же самой интенсивности усилия нажатия тормозной педали. Следовательно, водитель может обращать внимание и неодобрительно относится к способу, которым используются тормоза транспортного средства. Кроме того, тормозная педаль не перемещается также далеко для данного увеличения усилия нажатия тормозной педали, поскольку разрежение не способствует усилию нажатия тормозной педали для повышения давления текучей среды в тормозной магистрали. Таким образом, рабочие свойства тормозов могут ухудшаться в условиях между усилием F2 нажатия тормозной педали и усилием F3 нажатия тормозной педали.
На усилии F3 нажатия тормозной педали, гидравлический насос вводится в действие и повышает давление текучей среды в тормозной магистрали ступенчатым образом. Гидравлический насос и гидравлическое способствование тормозам не являются действующими до того, как усилие нажатия тормозной педали достигает усилия F3. Посредством повышения давления текучей среды в тормозной магистрали ступенчатым образом, после того, как была уменьшена интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали, может быть возможным увеличивать усилие остановки транспортного средства. Однако ступенчатое изменение тормозного усилия может быть неприятным водителю. Таким образом, рабочие характеристики, показанные на фиг. 4, могут быть меньшими, чем требуется.
Далее, со ссылкой на фиг. 5, показаны рабочие характеристики способа торможения транспортного средства по фиг. 6. График на фиг. 5 приведен в качестве ссылки в тех же координатах, что и график по фиг. 4. Поэтому, ради краткости, описание осей графика опущено. Условия по фиг. 5 являются по существу такими же условиями, как для фиг. 4.
В этом примере, давление текучей среды в тормозной магистрали начинает повышаться на усилии F1 нажатия тормозной педали, и интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали между усилием F1 нажатия тормозной педали и усилием F2 нажатия тормозной педали является такой же интенсивностью, как показанная на фиг. 4. А именно, интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали показана посредством отрезка 402 линии, как показано на фиг. 4.
При усилии F2 нажатия тормозной педали, выход из гидравлического насоса прикладывается к тормозам транспортного средства, и интенсивность повышения давления текучей среды в тормозной магистрали поддерживается выше усилия F2 нажатия тормозной педали. Отрезок 502 пунктирной линии представляет усилие нажатия тормозной педали, где выход гидравлического насоса помогает водителю нажимать тормоза транспортного средства с интенсивностью, которая является такой же на единицу увеличения силы нажатия тормозной педали, как до того, как достигнуто усилие F2 нажатия тормозной педали. Таким образом, отношение давления текучей среды в тормозной магистрали к усилию нажатия тормозной педали является линейной зависимостью, которая имеет по существу постоянный угол наклона (например, в пределах +10% исходной интенсивности изменения давления текучей среды в тормозной магистрали). Посредством работы гидравлического насоса для способствования нажатию водителем тормозов транспортного средства, может быть возможным уменьшать или устранять снижение давления текучей среды в тормозной магистрали после того, как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов достигает атмосферного давления. Кроме того, хотя ощущение тормозной педали может становиться жестче, поскольку дальнейшего способствования усилителя тормозов нет в распоряжении, интенсивность усиления торможения с усилением нажатия тормозной педали может поддерживаться, так чтобы рабочие характеристики тормозов транспортного средства казались водителю идентичными.
Далее, со ссылкой на фиг. 6, показан способ работы тормозов транспортного средства. Способ по фиг. 6 может храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти тормозной системы, как показанная на фиг. 1-3. Кроме того, способ по фиг. 6 может обеспечивать рабочие характеристики, показанные на фиг. 5.
На этапе 602, способ 600 оценивает, нажаты или нет тормоза транспортного средства. В одном из примеров, способ 600 определяет, что тормоза транспортного средства нажаты, в ответ на считанное положение тормоза. В других примерах, способ 600 делает вывод, что тормоза нажаты, в ответ на усилие нажатия тормозов. Если способ 600 делает вывод, что тормоза нажаты, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 606. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на выход.
На этапе 606, способ 600 определяет уровни разрежения в усилителе тормозов. Если усилитель тормозов включает в себя вакуумную камеру, которая находится под давлением в вакуумном резервуаре, способ 600 может использовать разрежение, измеренное на этапе 604, для усилителя тормозов. В некоторых примерах, уровень разрежения в усилителе тормозов может определятся по датчику давления, который подвергается воздействию вакуумной камеры усилителя тормозов. Способ 600 также определяет уровень разрежения в рабочей камере усилителя тормозов. Уровень разрежения в рабочей камере усилителя тормозов определяется посредством выборки отсчетов давления в рабочей камере. Если давление меньше, чем атмосферное давление, рабочая камера усилителя тормозов находится под разрежением. Способ 600 переходит на этап 608 после того, как определены уровни разрежения в усилителе тормозов.
На этапе 608, способ 600 определяет давления текучей среды в тормозной магистрали. Давление в главном цилиндре (в комбинации с пневматическими усилиями) используется для вычисления усилия на тормозной педали. В случае, если применяется гидравлический насос, другие измерения гидравлического давления (например, с датчиков) используются для установления целевых давлений в тормозной магистрали или колесных цилиндрах. Способ 600 переходит на этап 610 после того, как определены давления текучей среды в тормозной магистрали.
На этапе 610, способ 600 определяет гидравлическое усилие, приложенное главным цилиндром. Гидравлическое усилие из главного цилиндра определяется сложением давлений масла, выдаваемых из главного цилиндра, в качестве определяемых на этапе 608, и умножением результата на площадь поршня главного цилиндра. Способ 600 переходит на этап 612 после того, определено гидравлическое усилие из главного цилиндра.
На этапе 612, способ 600 определяет пневматическое усилие, прикладываемое усилителем тормозов к главному цилиндру. В одном из примеров, способ 600 вычитает уровень разрежения в рабочей камере усилителя тормозов из уровня разрежения в вакуумной камере и умножает результат на площадь диафрагмы усилителя тормозов, чтобы определять пневматическое усилие, прикладываемое усилителем тормозов к главному цилиндру. Способ 600 переходит на этап 614 после того, как определено пневматическое усилие.
На этапе 614, способ 600 определяет коэффициент умножения усилия с тормозной педали на шток. Коэффициент умножения усилия с тормозной педали на шток является постоянной, которая определяется механическим соединением между тормозной педалью и штоком силового привода, который проходит сквозь усилитель тормозов и главный цилиндр. Например, в одном из примеров, коэффициент умножения усилия штока имеет значение 2, тем самым, удваивая усилие, прикладываемое к тормозной педали, на шток силового привода. Кроме того, возвратная пружина усилителя тормозов может определяться постоянным усилием, умноженным на расстояние, на которое нажата пружина. Способ 600 переходит на этап 616 после того, как определен коэффициент умножения усилия с тормозной педали на шток.
На этапе 616, способ 600 определяет усилие на тормозной педали. В примерах, где датчик усилия на тормозной педали имеется в распоряжении, выходной сигнал датчика усилия на тормозной педали преобразуется в усилие на тормозной педали. В других примерах, усилие на тормозной педали определяется суммированием гидравлического усилия, пневматического усилия и усилия возвратной пружины усилителя тормозов, и делением результата на коэффициент умножения усилия с тормозной педали на шток. Способ 600 переходит на этап 618 после того, как определено усилие на тормозной педали.
2
1
2
1
2
2
1
1
На этапе 618, способ 600 определяет зависимость усилия на тормозной педали от давления текучей среды в тормозной магистрали. В одном из примеров, линия или функция создается сохранением пар давления текучей среды в тормозной магистрали и усилия нажатия тормозной педали в качестве определенных на этапе 616 и 608. Уравнение линии определяется по парам. Например, если зависимость давление текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали является прямой линией, как на фиг. 5, она может выражаться в качестве y=mx+b, где m - угол наклона, y - давление текучей среды в тормозной магистрали, а x - сила нажатия тормозной педали. Значения m могут выясняться в качестве y-y/x-x, где y и x - давление текучей среды в тормозной магистрали и усилие нажатия тормозной педали во втором состоянии, и где y и x - давление текучей среды в тормозной магистрали и усилие нажатия тормозной педали во втором состоянии. Значение b выясняется посредством подстановки пары x-y в уравнение прямой линии (y=mx+b). Способ 600 переходит на этап 620 после того, как определена зависимость давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали.
На основании усилия на педали, вычисляется целевое давление в тормозной магистрали (или давление в колесном цилиндре). Такое целевое давление запрашивается из гидравлической системы управления (состоящей из клапанов, насосов и электронного регулятора).
На этапе 620, способ 600 оценивает, находится или нет разрежение в рабочей камере усилителя тормозов в пределах порогового давления атмосферного давления. Разрежение в рабочей камере усилителя тормозов уменьшается, а разрежение в вакуумной камере остается на имеющемся в распоряжении уровне разрежения (например, уровне разрежения в вакуумном резервуаре) по мере того, как водитель нажимает тормозную педаль. Уменьшение разрежения в рабочей камере усилителя тормозов предоставляет диафрагме усилителя тормозов возможность перемещаться в направлении вакуумной камеры усилителя тормозов, тем самым, перемещая шток и повышая давление масла в главном цилиндре. Если разрежение в рабочей камере усилителя тормозов находится в пределах порогового давления атмосферного давления, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 622. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 переходит на выход.
Если способ 600 переходит на выход, тормоза транспортного средства нажимаются исключительно посредством усилия нажатия тормозной педали и вакуумного или пневматического способствования. Гидравлическое способствование тормозам или повышение давления в рабочей камере усилителя тормозов не применяется, если давление в рабочей камере усилителя тормозов не находится в пределах порогового диапазона атмосферного давления.
На этапе 622, способ 600 регулирует давление текучей среды на выходе гидравлического насоса, чтобы доопределить зависимость давления текучей среды в тормозной магистрали и силы нажатия тормозной педали. В одном из примеров, где рабочая камера усилителя тормозов может подвергаться первому источнику высокого давления (например, атмосферному давлению) и давлению воздуха из второго источника высокого давления (например, выходу насоса или компрессора), клапан, регулирующий поток воздуха из второго источника воздуха высокого давления, открывается в ответ на увеличение усилия нажатия тормозной педали для повышения давления текучей среды в тормозной магистрали с такой же интенсивностью, как когда нажимается тормозная педаль, и только первый источник воздуха высокого давления находится в пневматическом сообщении с рабочей камерой усилителя тормозов. Таким образом, зависимость давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали может поддерживаться на той же самой интенсивности. Если тормозная система включает в себя всего лишь одиночный пневматический источник высокого давления, и давление в рабочей камере усилителя тормозов находится в пределах порогового давления одиночного пневматического источника высокого давления, или если тормозная система включает в себя второй пневматический источник высокого давления, и давление в рабочей камере усилителя тормозов находится в пределах порогового давления второго пневматического источника высокого давления, зависимость давления текучей среды в тормозной линии от усилия нажатия тормозной магистрали поддерживается для повышения давления текучей среды в тормозной магистрали в ответ на прикладываемое к тормозной педали давление посредством гидравлического насоса.
Давление текучей среды на выходе гидравлического насоса повышается до давления текучей среды, выдаваемой главным цилиндром непосредственно перед тем, как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов истощено до атмосферного давления, или рабочая камера усилителя тормозов находится в пределах порогового диапазона наивысшего давления пневматического источника. В некоторых примерах, нормально закрытые клапаны открываются (например, 243 по фиг. 2), чтобы изолировать выход главного цилиндра от выхода гидравлического насоса. Текучая среда из главного цилиндра подается в гидравлический насос, и гидравлический насос повышает давление текучей среды в тормозной магистрали, подаваемое на тормоза транспортного средства, по мере того, как возрастает усилие нажатия тормозной педали. В частности, давление текучей среды в тормозной магистрали повышается на основании зависимости давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали, определенной на этапе 618. Для каждого пошагового увеличения усилия нажатия тормозной педали, давление текучей среды в тормозной магистрали повышается исключительно посредством гидравлического насоса. Гидравлический насос повышает свое давление на выходе на основании усилия нажатия тормозной педали и зависимости давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали (например, в качестве выраженной посредством y=mx+b). Тормозная педаль и усилитель тормозов больше не прикладывают усилие непосредственно для повышения давления текучей среды в тормозной магистрали. Скорее, отдача из гидравлического насоса обеспечивает повышение давления текучей среды в тормозной магистрали по условиям, где усилие нажатия тормозной педали увеличивается, и где разрежение в рабочей камере усилителя тормозов понижается до в пределах порогового давления атмосферного давления. Если усилие нажатия тормозной педали уменьшается, но разрежение в рабочей камере усилителя тормозов по-прежнему находится в пределах порогового давления атмосферного давления, давление масла на выходе гидравлического насоса понижается, чтобы придерживаться зависимости давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали, определенной на этапе 618. В одном из примеров, зависимость давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали является уравнением линий 402 и 502 по фиг. 5, и давление текучей среды в тормозной магистрали доопределяется, как указано линией 502.
Дополнительно, способ 600 может подавать сжатый воздух в рабочую камеру усилителя тормозов посредством открывания клапана между компрессором и рабочей камерой усилителя тормозов. Сжатый воздух толкает диафрагму усилителя тормозов в направлении вакуумной камеры усилителя тормозов для повышения отдачи усилителя тормозов. Во время таких условий, отдача из гидравлического насоса может не повышаться до тех пор, пока рабочая камера усилителя тормозов не достигает заданного давления.
На этапе 624, способ 600 оценивает, является или нет разрежение в усилителе тормозов возрастающим, или является или нет возрастающим разрежение в рабочей камере усилителя тормозов. Разрежение в рабочее камере усилителя тормозов увеличивается по мере того, как сила нажатия тормозной педали уменьшается до меньшего, чем пороговый, уровня. Разрежение в усилителе тормозов может повышаться, если увеличивается разрежение во впускном коллекторе двигателя, или если эжектор выдает более низкий уровень разрежения. Разрежение питания усилителя тормозов может определяться посредством датчика в вакуумном резервуаре или посредством измерения разрежения в вакуумной камере усилителя тормозов. Разрежение в рабочей камере усилителя тормозов может определяться посредством считывания разрежения в рабочей камере усилителя тормозов. Если способ 600 делает вывод, что имеющееся в распоряжение разрежение в усилителе тормозов или разрежение в рабочей камере усилителя тормозов повышается, ответом является «Да», и способ 600 переходит на этап 626. Иначе, ответом является «Нет», и способ 600 осуществляет выход.
На этапе 626, способ 600 понижает выходное давление гидравлического насоса по мере того, как возрастает имеющееся в распоряжении разрежение или разрежение в рабочей камере усилителя тормозов. В одном из примеров, если давление текучей среды на выходе рабочего цилиндра не изолировано посредством клапана от выхода гидравлического насоса, давление на выходе гидравлического насоса понижается соразмерно с величиной имеющегося в распоряжении разрежения. Посредством понижения отдачи гидравлического насоса по мере того, как увеличивается имеющееся в распоряжении разрежение, может быть возможным снижать вероятность нежелательного изменения давления текучей среды в тормозной магистрали. Дополнительно, если разрежение в рабочей камере усилителя тормозов повышается (например, в ответ на частичное отпускание тормозной педали), давление на выходе гидравлического насоса может понижаться, так чтобы могла поддерживаться зависимость давления текучей среды в тормозной магистрали от усилия нажатия тормозной педали. Способ 600 понижает давление на выходе гидравлического насоса в ответ на увеличение разрежения в усилителе тормозов или увеличение имеющегося в распоряжении разрежения и осуществляет выход.
Таким образом, способ по фиг. 6 предусматривает способ использования тормозов транспортного средства, содержащий: повышение давления текучей среды в тормозной магистрали в ответ на усилие на тормозной педали с первой интенсивностью, в то время как разрежение в усилителе тормозов меньше, чем разрежение в резервуаре; и повышение давления текучей среды в тормозной магистрали с первой интенсивностью, в то время как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов находится в пределах порогового давления атмосферного давления. Способ включает в себя те случаи, когда давление текучей среды в тормозной магистрали повышается посредством гидравлического насоса, в то время как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов находится в пределах порогового давления атмосферного давления. Способ включает в себя те случаи, когда давление текучей среды в тормозной магистрали не повышается дальше посредством разрежения, в то время как разрежение в рабочей камере усилителя тормозов находится под атмосферным давлением.
В некоторых примерах, способ дополнительно содержит уменьшение интенсивности повышения давления на выходе из гидравлического насоса в ответ на увеличение разрежения в резервуаре. Способ включает в себя те случаи, когда давление текучей среды в тормозной магистрали повышается посредством разрежения, в то время как разрежение в усилителе тормозов не является равным атмосферному давлению. Способ включает в себя те случаи, когда усилие на тормозной педали оценивается по гидравлическому усилию, пневматическому усилию и усилию пружины. Способ также включает в себя те случаи, когда резервуар находится внутри усилителя тормозов. Способ включает в себя те случаи, когда разрежение в усилителе тормозов является разрежением в вакуумной камере усилителя тормозов. Способ дополнительно содержит повышение давления в рабочей камере усилителя тормозов до давления, большего, чем барометрическое давление, в ответ на разрежение в рабочей камере усилителя тормозов, находящееся в пределах порогового давления атмосферного давления.
Способ по фиг. 6 также предусматривает способ использования тормозов транспортного средства, содержащий: повышение давления текучей среды в тормозной магистрали до первого давления со способствованием разрежения, давление текучей среды в тормозной магистрали повышается с первой интенсивностью, соразмерной с приложенным к тормозной педали усилием, вплоть до первого давления; и повышение давления текучей среды в тормозной магистрали до второго давления, большего, чем первое давление, начиная с первого давления (например, давления текучей среды в тормозной магистрали при усилии F2 нажатия тормозной педали по фиг. 5), без дополнительного способствования разрежения и с первой интенсивностью посредством способствования гидравлического насоса, давление текучей среды в тормозной магистрали повышается до второго давления посредством способствования гидравлического насоса в ответ на уровень разрежения в рабочей камере усилителя тормозов, являющийся по существу равным (например, в пределах ±10% атмосферного давления) или большим, чем атмосферное давление.
Способ по фиг. 6 также предусматривает уменьшение способствования гидравлического насоса в ответ на увеличение разрежения в вакуумном резервуаре. Способ включает в себя те случаи, когда способствование гидравлического насоса не выдается, в то время как давление текучей среды в тормозной магистрали меньше, чем первое давление. Способ дополнительно содержит повышение давления в рабочей камере усилителя тормозов до большего, чем барометрическое, давления в ответ на уровень разрежения в рабочей камере усилителя тормозов, находящийся в пределах порогового давления атмосферного давления. Способ включает в себя те случаи, когда усилие на тормозной педали оценивается по гидравлическому усилию, пневматическому усилию и усилию пружины.
Как следует принимать во внимание рядовым специалистам в данной области техники, способы, описанные на фиг. 6, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовому специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. В дополнение, термины аспиратор или диффузор могут быть заменены на эжектор, поскольку устройства могут функционировать подобным образом.
Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.