制动助力器泄漏检测系统的制作方法

专利名称：制动助力器泄漏检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于混合动力糊的制动助力器系统。
技术背景声明在这部分仅仅是提供与本发明相关的背景信息而不构成现有技术。 作为内燃机的替代选择，汽车制造商开发出同时包括电力牵弓肌构和内燃 机的混合动力传动系。在运行过程中，包括混合动力传动系的车辆使用动力源 中的一个或两个来提高效率。混合动力 5包括并联动力传动系统配置或串联动力传动系统配置。在并 联混合动力车辆中，电机与内燃机并行工作从而使发动机的动力和范围优势与 电机的效率和电力再生能力结合起来。在串联混合动力车辆中，发动机驱动发 电机来为驱动车辆驱动桥的电机发电。这种配置允许电机承担一部分发动机功 率，因此允许使用较小的、效率更高的发动机。另外对于任意一种所述混合动 力配置，当车辆停车且驾驶者仍踩着制动踏板时发动机可以关闭。这样做可以 节省燃料，当车辆停车时增加发动机关闭持续时间，提高了混合动力的燃料经 济性。一些混合动力 包括真空驱动的制动助力器，所述制动助力器P条低了达 到期望的车辆制动力时需要的制动踏板力。这些混合动力车辆使用发动机进气 歧管作为储存在制动助力器中的真空的真空源。当混合动力运行il程中发动机 关闭时，制动助力器内保持有限的真空度，所述有限的真空度随着制动踏板调 整而被耗尽。在发动机关闭运行期间混合动力车辆需要足够的制动助力器真空 度来保持制动助力。如果在发动机关闭的混合动力运行MI呈中制动助力器真空 P射氏到阈值以下，发动机将启动使得制动助力器真空能被补充。通常制动助力器真空在制动调整过程中被消耗。泄漏的制动助力器也会造 成制动真空消耗并降低制动助力器的效果。泄漏会造成制动助力器真空降低到 导致发动机不适当启动的水平。当制动助力器压力低于阈值水平时混合动力车 辆发动机自动启动。因此，泄漏会缩短混合动力发动机关闭运行的时间，这会 影响排放和燃料经济性。 发明内容提供一种用于评估制动助力器系统的控制系统，其包括检测发动机关闭状 态的发动机评估模块；压力评估模块，在发动机关闭状态期间，监测液压制动 管路压力，检测制动助力器压力的变化，以及根据制动助力器压力的变化确定 制动助力器真空衰M3I度；错误报告模块，根据制动管路压力和制动助力器真 空衰m度检测制动助力器系统错误。另一个方面，提供一种用于真空泄漏的监测制动助力器系统的方法，其包 括检观拨动机关闭状态；在发动机关闭状态下，监测制动管路压力并确定制动 助力器压力的改变；根据制动助力器压力的变化确定制动助力器真空压力衰减 速度；根据制动管路压力和制动助力器真空压力衰减，检测制动助力器错误。另一个方面，提供一种混合动力车辆，其包括发动机；制动助力器真空系 统与制动系统流体超通、与发动机的进气歧管真空压力M，以及为伟恸系统 提供制动助力。第一压力传感器根据带励系统的制动压力产生制动管路压力信 号。第二压力传感器根据制动助力器真空系统的制动助力器压力产生制动助力 器压力信号。控制模±央根据制动管路压力信号和制动助力器真空衰减速度在制 动助力器真空系统内检测真空泄漏。控制模块根据制动助力器压力信号的改变 确定制动助力器衰自度。从以下的详细说明可以明白本发明的其它应用领域。应当指出，这些详细 说明和具体实施例仅是为了作说明，荆師来限制本发明的范围。


这里的

只是为了作出说明，并非用来限制本发明的范围。 图1是表示包括根据本发明各方面的律恸助力器泄漏检测系统的混合动力 的框图。图2是表示根据本发明各方面的制动助力器泄漏检测系统的 流程图。 图3是表示根据本发明各方面的制动助力器泄漏检测方法的^f呈图。
具体实施例方式
下面的说明实质上仅仅是示例，不是为了限制本发明及其应用或使用。应 当理解的是全部附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。这里所使用的术语"模块"尉转用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软 件或固件，旨的处理器(共用的、专用的或成组的)和存储器、组，辑电路， 禾口域其漲供所描述功能性的适当元件。现在参照图l，表示了混合动力车辆10的一个示例。可以理解的是，本发 明公开的制动助力器泄漏检测方法和系统可以被用于各种串联和并联混合动力 车辆。为了示例的目的，本发明公开的制动助力器泄漏检测方法和系统将结合 并联混合动力车辆进行讨论。图1中所示的，10包括驱动^ii器14的发动 机12。 z魏器14可以Jiilil相应的愁巨器或离合器16被发动机12驱动的自动 或手动变速器。发动机12包括N个汽缸18。虽然图1中示出了 4个汽缸(N =4)，可以理解的是发动机12可以包括更多或更少的汽缸18。例如，发动机可 以具有4、 5、 6、 8、 10、 12或16个汽缸。 发动机12的空气通过节气门20 itAia气歧管21并在汽缸18内的与燃料燃烧。
10还包括电机22和电池24。电机22运行在电动机模式或发电机模 式之一。当运行在电动机模式时，电机22由电池24向其供电。当在电动机模 式时，电机22提供辅助发动机12和/或驱动^I器14的主动转矩。当运行在发 电机模式时，电机22发电从而向电池24充电。电机22可以被发动机12g^ 速器14驱动。可以理解的是，电池24可以向除电机22以外的其它车辆附件供 电。车辆驾驶者操作制动踏板32来调节 制动。更具体地，制动系统36根 据施加在制动踏板32上的力调整车辆制动来调节车辆M。制动系统从制动助 力器系统37得到帮助。制动助力器系统37包括真空辅助制动助力器38，所述 真空辅助制动助力器38接受由进气歧管21 fflil单向阀门39提供的负压。真空 辅助制动助力器38使用负压作为真空，供额外的力以辅助驾驶者制动。律恸助力系统37保证库恸助力器内有足够的真空用于产腿够的制动压 力。真空舰从进气歧管21延伸的管路41被提供飾恸助力器38。管路41 包括允许从制动助力器38流到发动机12的单向阀39。当制动助力器真空少于 发动机真空时，单向阀39打开使得制动助力器真空增加直到等于发动机真空。 当发动机真空低时，单向阀39保持制动助力器38内较高的真空度。当制动系
统36的制动(M制动管路压力测量)被应用时，制动助力器真空被耗尽。
对于皮带传动起动发电机(BAS)混合动力 ,当制动器被应用且 速度减到零时以及当电池24被充电或处于预定电力水平时发动机12处于自动 停止模式。当符合其它条件时发动机12也可以处于自动停止模式。当发动机12 处于自动停止模式而且制动助力器真空低于阈值时，自动停止模式结束。控制 发动机12自动起动使全,缸运转来产生足够的发动机真空从而在制动助力器 38内提供足够的真空度。 制动助力器真空泄漏M成发动机12在自动停止和自 动起动模式之间不适当地、过于频繁地、比正常时间短地进行切换，禾B/或阻止 (縮短)自动停止运行。因此，制动助力器泄漏会造鹏加排放和降低燃料经济 性。制动助力器泄漏检测系统检测各种尺寸的制动助力器泄漏并向驾驶者指示 这种泄漏，以使得可以采取适当的行动来修复泄漏。
制动助力器泄漏检测系统37包括控制模块26 ，所述控制模块26监测制动 助力器压力传感器40、制动管路或制动系统压力传感器44、以及进气歧f^M 压力(MAP)传感器43。所述第一压力传感器40根据向真空辅助制动助力器 38提供的压力产生制动助力器压力信号42。第二压力传繊44根据制动系统 36内的管路压力产生制动管路压力信号46。第三压力传感器43根据进气歧管 21内的压力产生进气歧管压力信号45。控制模块26接收压力信号42、 45和46 并在制动助力器系统37内检测真空泄漏。还可以包括产生大气压信号50的大 气压传感器47。
制动助力器系统37还包括一个或更多指示器48和诊断标记49。所述指示 器48可以被用于向车辆驾驶者或制动助力器技术人员指示真空泄漏和与该泄漏 有关的信息，例如泄漏尺寸、泄漏位置、泄漏，等。诊断标记49可以被用于 内部报告真空泄漏和关于泄漏的详细情况。诊断标记49可以通过服务设施诊断 计算机来观察。
现在参照图2， 淑圼图说明了駄控制模块26内的制动助力器泄漏检 测系统的各种实施例。根据本发明公开的各种制动助力器泄漏检测系统的实施 例还可以包括嵌入控制模块26内的许多子模块。可以理解的是，所示的子系统 可以被合并和/或进一步被划分以在真空辅助制动助力器38内进行相似的泄漏 检观"从，IO (如图l所示)向所述系统的输入可以被检测、从，IO (如 图1所示)内的其它控制模块被接收、和/或ffiil控制模块26内的其它子模块被
确定。在各种实施例中，图2的控制模块26包括发动机评估模块51、压力评估 模块52和错误报告模块54。当发动机12处于关闭时发动机评估模块51监测发动机评估参数56 行 确定。当发动机12处于关闭时，发动机评估模±央51设置诊断允许标记58为 TRUE。否则诊断允许标记58仍然设置为FALSE。虽然这里公开的实施例主要 关于"当发动机12处于关闭时"进行说明，该实施例也可以被用于"当发动机12 处于接通时"。当诊断允许标记58为TRUE时，压力评估模块52评估压力信号 42、 45和46。压力信号42、 45和46可以舰例如低通滤波59进行过滤。压力评估模块52监测制动助力器真空42和制动管路压力46 —段预定时 间。在该预定时间内压力评估模块52将制动助力器真空与发动机真空进行比较。 压力评估模i央52持续监测制动助力器真空42和制动管路压力46直到制动助力 器真空低于发动机真空，在这种情况下压力评估模块52将值复位并重新开始评估程序。压力评估模块52确定制动助力器内真空变化(△)。制动助力器真空衰减 速度60根据制动助力器真空变化和预定时间来确定。制动管路压力62的变化 也被确定。制动助力真空衰自度60可以M统计熗波进行过滤，例如指数加 权移动平均(EWMA)滤波61。制动助力器真空衰自度60和制动管路压力 62的改变被提供纟煞昔误报告模块54。错误报告模块54评估制动助力器真空衰减速度60和制动管路压力62的改 M确定是否存在泄漏。如果制动助力器真空压力衰自度60和/或制动管路压 力62的改变指示真空泄漏或真空泄漏大于预定水平，报告状态64被设置为指 示存在泄漏、描述泄漏的信息、和/離测失败。否则，如果制动助力器真空压 力衰减速度60和/或制动管路压力62的改变指示没有泄漏或泄漏在正常使用范 围内，报告状态64被设置为指示不存在泄漏、在正常使用范围内、和/離测通 过。在各种实施例中，错误报告模块54使用统计滤波诸如EWMA61来过滤制 动助力器真空压力衰减M 60。错误报告模块54然后评估统计滤波的结果来确 定是否存在泄漏。现在参照图3，流程图说明了根据本发明各方面可以ilil图2的控制模块 26执行的制动助力器泄漏检测方法。虽然下面的步骤主要关于图1和2的实施 例进4亍说明，这些步骤也可以被修改以适用于其它实施例。可以理解的是，在
不改^^述方法的精神下制动助力器泄漏检观仿法步骤的执行顺序可以改变。 所述方法可以在控制模块运行过程中周期性地执行或根据必然事件来预定运行。所述方法在步骤100开始。在步骤108，控制确定是否关于传繊40、 44 和45中的一个或多个存在真空传感器或制动管路传自错误。当真空传感器错 误存在时，控制返回到开始的步骤100，直接进行到步骤138，和/或结束步骤 110。当真空传litl错误不存在时，控制进行到步骤112。在步骤112，发动机评估参数可以被监测和评估，例如运行模式可以被监 测。当发动机12处于第恸停止模式时，控制进行到步骤116,否则控制返回到 开始步骤IOO，之间进行到步骤138，禾tl/或结束步骤110。当测试定时器没有过期而且步骤124-128中任一个条件都不满足时下面的 步骤116-130重复执行。在步骤116，确定制动助力器压力的变化。初始制动助 力器真空压力BBPo可以被获得(步骤116A)并与时间=0联系起来，例如在步 骤116-130的第一次循环过程中。确定当前制动助力器真空压力BBPc (步骤 116B)。初始和当前制动助力器真空压力可以被过滤，例如通过低通滤波消除噪 音。从当前制动助力器真空压力BBPc中减去初始制动助力器真空压力BBPo来 确定制动助力器真空压力的改变ABBP。在步骤118，确定制动管路压力的改变。初始制动管路压力BLPo可以被获 得(步骤118A)并与时间=0联系起来，例如在步骤U6-130的第一次循环过程 中。确定当前制动管路压力BLPc (步骤118B)。初始和当前制动管路压力可以 被过滤，例如通过低通滤波消除噪声。从当前制动管路压力BLPc中减去初始制 动管路压力BLPo来确定制动管路压力的改变ABLP。在步骤122，更新测试定时器。例如可以将测试定时器增加一。在步骤124 ，控制确定是否当前制动管路压力BLPc大于制动管路阈值T乱。 当当前制动管路压力BLPc大于制动管路阈值T乱时，控制可以直接进行到步骤 138，否则控制进行到步骤126。例如，当 驾驶者采取紧急制动时，制动管 路压力升高到一高水平。当紧急制动时控制选择不执行制动助力器泄漏检测。 这可以阻止不准确的泄漏检测测量。通常当制动管路压力不太高，且进行稳定 制动时，除一瞎在真空泄漏否则制动助力器真空保持在一高水平。在步骤126,控制确定是否制动管路压力的变化ABLP大于制动管路压力 的变化的阈值Tabip。当所述制动管路压力的变化ABLP大于制动管路压力的变 化的阈值TABLP时，控制可以直接进行到步骤138，否则控制进行到步骤128。 较大的制动管路压力的变化可以指示制动系统内不稳定的制动。作为一个例子， 当制动'抖动"时，制动管路压力将存在显著的变化。因此制动助力器真空被耗 尽。因而，为防止错误的制动助力器泄漏检测，控制可以进行到步骤138和/或 指示制动管路压力的较大变化。在步骤128，控制确定是否当前制动助力器真空压力BBPc小于发动牛腿气 真空压力。发动机进气真空压力可以在步骤129中根据进气歧管绝对压力信号 43和大气压信号来确定。当当前制动助力器真空压力BBPc小于发动机进气真 空压力时，控制可以直接进行到步骤138，否则进行至陟骤130。当制动助力器 真空小于发动机真空时，单向阀21打开，因而真空系统的压力水平发生改变。 因而不执行泄漏检测。在步骤130，控制确定是否测试定时器过期。当测试定时器大于预定测试 周期时，控制进行至陟骤132，否则控制返回步骤116。在步骤132，控制确定制动助力器真空衰MiI度。制动助力器真空衰减速 度等于制动助力器真空压力的变化ABBP除以预定时间或测试定时器的周期。在步骤134，控制mEWMA滤波61过滤制动助力器真空衰M^I度。这 提供了可靠诊断结果。当制动助力系统没有泄漏或泄漏非常小时，EWMA滤波 61过滤后的结果接近等于0。当存在泄漏时，EWMA滤波61过滤后的结果增 加并且取决于泄漏的尺寸。在步骤136，控制确定是否存在泄漏。当泄漏存在时，控制根据制动助力 器真空衰减速度和制动助力系统的己知参数确定泄漏的尺寸，例如构件尺寸、 构件布局、制动助力器配置、正常发动机运转压力等。泄漏尺寸直接与制动助 力器衰MiI度有关。泄漏尺寸可以在劍氏和较高泄漏阈值之间被检测、监测、i刊古和报告，所 述较低和较高泄漏阈值根据具体应用和系统而改变。作为一个例子，泄漏尺寸 可以在大约0.013"-0.065"之间被检测。小于0.013"的泄漏可以被认为是好的/正 常的运行系统。大于0.065"的泄漏会造成自动停止模式的快速中断。这种较大 的泄漏会ilil控制模块26被检测和报告，和/或会ilil另一个制动助力器监测系 统被检测和报告。在步骤137，控制报告制动助力器真空压力测试的结果。通常，如果统计
滤波的结果为零或低于预定的阈值，泄漏没有发生并且测试通过。如果统计滤 波的结果大于预定的阈值，发生泄漏并且测试失败。可以理解的是， 一旦报告状态被设置为测试失败，执行额外的步骤以将失 败通知其它系统和用户。在各种实施例中，根据报告状态设置诊断代码。所述 诊断代码可以被维修工具检索或通过远程通讯系统传送到远端。在各种其它实 施例中，指示灯根据报告状态被点亮。在各种其它实施例中，根据报告状态产 生声音报警信号。在步骤138，复位制动助力器真空压力的改变、制动管路压力的改变和测 试定时器。制动助力器真空衰MM度也被复位。可以理解的是，上面讨论中的所有比较关系可以根据作为比较的取值被用 于各种不同的形式。例如，在於实施例中比歡系"大于"可以f細f^'大于等 于"。同样地，在各个实施例中比较关系"小于"可以被用怍'小于等于"。当车辆运行过程中可以执行iJ^方法。换句话说，当，行^)1程或处于接通状态时执行所述方法。车辆通过从电池24和/或电机22获取的功率运行。 监测制动助力器真空衰减速度提供了准确的泄漏检测技术。所述方法不依赖于 初始制动助力器真空压力，而是基于制动助力器真空压力的改变。所述方法也 很少依赖开始时间和制动助力器真空压力测试的^^卖时间。当初始制动助力器 和制动管路压力被测量时开始时间可以被联系起来。在开始时间和最后一次制 动助力器和制动管路压力被测试之间将持续时间与时间总量联系起来。至少因 为这些原因，当车辆运行过程中执行所述方法以确定准确的制动助力器真空压 力衰减M和/或泄漏尺寸。此外，因为当车辆运行且发动机关闭时可以执行上 述方法，所述方法和与其关联的测i杯需要在切断发动机后控制模块26仍保持 接通。所述方法和真空测试在车辆运行时可以反复执行，而在车辆关闭时不需 要执行。这样节省了电池动力。战实施例提供了一种排放达标的制动助力器系统和直接基于泄漏尺寸的 制动助力器泄漏检测系统。起动或初々維U动助力器真空减到最小以不影响泄漏 检测系统的输出结果。准确的泄漏衰减和各种泄漏尺寸可以在很短的时间内被 检测。准确的检测有助于确保适当的'燃料经济性。现在本专业的技术人员从上述说明中可理解，本发明公开的广泛内容可以 利用各种形式实现。所以，虽然对本发明是结合其具体实例加以说明的，但本
发明的真正范围不应限于此，因为对于本专业的技术人员而言，在研究了附图、 说明书和以下的权利要求书后，其它的修改就显而易见了 。
权利要求
1. 一种用于评估制动助力器系统的控制系统，包括检测发动机关闭状态的发动机评估模块；压力评估模块，其在发动机关闭状态下监测液压制动管路压力、检测制动助力器压力的变化、以及根据所述制动助力器压力的变化确定制动助力器真空衰减速度；以及根据所述制动管路压力和所述制动助力器真空衰减速度检测制动助力器系统错误的错误报告模块。
2. 如利要求l所述的系统，其特征在于，当制动管路压力小于阈值时，压力评估模块确定所述制动助力器压力的变化。
3. 如利要求l所述的系统，其特征在于，当所述制动助力器真空衰减速度 舰阈值时，所述错误报告模i央检测所述制动助力器系统的错误。
4. 如利要求1所述的系统，其特征在于，当所述制动助力器真空衰MM 小于预定阈值时，所述错误报告模块产生报告状态指示观赋M。
5. 如利要求l所述的系统，其特征在于，错误报告模块对所述制动助力器 真空衰M3I度进行统计滤波，并根据所述统计滤波的输出选择性地检测制动助 力器错误。
6. 如利要求5所述的系统，其特征在于，所述统计滤波是指数加权移动平 均值。
7. 如利要求l所述的系统，其特征在于，当发动机关闭参数指示发动机自 动停止模式时，所述发动机评估模±央检测发动机关闭状态。
8. 如利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力评估模块确定制动管路 压力的变化，以及其中所述压力评估模块确定根据所述制动管路压力的变化确定所述制动助 力器真空衰自度。
9. 如利要求8所述的系统，其特征在于，当所述制动管路压力的变化小于 阈值时，所腿力评估模块确定所述制动助力器系统真空衰^Iit。
10. 如利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力评估模±央确定发动机 压力，以及 其中所述压力评估模块根据所述发动机压力确定所述制动助力器真空衰减 速度。
11. 如利要求io所述的系统，其特征在于，所述压力评估模块根据进气歧管绝对压力和大气压确定所述发动机压力。
12. —种用于真空泄漏的监测制动助力器系统的方法，包括 检测发动机关闭状态；在发动机关闭状态下，检测制动管路压力并确定制动助力器压力的改变； 根据所述制动助力器压力的改变确定制动助力器真空压力衰自度；以及 根据制动管路压力和所述制动助力器真空压力衰 度检测制动助力器错误。
13. 如利要求12所述的方法，其特征在于，当所述制动管路压力小于阈值 时，执行确定制动助力器真空压力衰MiM。
14. 如禾腰求12所述的方法，其特征在于，当所述制动助力器真空衰Mii /Mil阈值时，检测所述制动助力器错误。
15. 如利要求12所述的方法，其特征在于，还包括当所述制动助力器真空 衰M^舰阈值时，产生报告状态指示测试MC。
16. 如利要求12所述的方法，其特征在于，还包括当所述制动助力器真空 衰MilJS小于阈值时，产生报告状态指示测1 1。
17. —种包括发动机的馄合动力车辆，包括制动助力器真空系统，其与制动系统流体连通、与发动机的进气歧管真空 压力M，以及其向制动系统提供制动助力；根据制动系统的制动压力产生制动管路压力信号的第一压力传感器；根据制动助力器真空系统的制动助力器压力产生第恸助力器压力信号的第 二压力传感器；以及控制模块，根据制动管路压力信号和制动助力器真空衰减3Ut检测制动助 力器真空系统内的真空泄漏，其中所述控制模±央根据所述制动助力器压力信号的改变确定所述制动助力 器真空衰减il度。
18. 如利要求17所述的混合动力群两，其特征在于，当制动管路压力信号 小于第一阈值以及制动助力器真空压力衰减速度大于第二阈值时，控制模块检 测所述真空泄漏。
19. 如利要求17所述的混合动力 ，其特征在于，所述控制模i央检测发动机关闭状态，以及其中所述控娜莫块在发动机关闭状态下检测所述真空泄漏。
20. 如权利要求17所述的混合动力，，其特征在于，控制模块对所述制 动助力器压力衰MiM进行统计滤波，以及其中所述控制模块根据所述统计滤波的输出检测真空泄漏。
全文摘要
本发明涉及一种制动助力器泄漏检测系统，其中用于评估制动助力器系统的控制系统包括检测发动机关闭状态的发动机评估模块；压力评估模块，其在发动机关闭状态下监测液压制动管路压力、检测制动助力器压力的变化、以及根据所述制动助力器压力的变化确定制动助力器真空衰减速度；根据所述制动管路压力和所述制动助力器真空衰减速度检测制动助力器系统错误的错误报告模块。
文档编号B60T17/22GK101391605SQ20081017370
公开日2009年3月25日 申请日期2008年9月19日 优先权日2007年9月19日
发明者D·A·威尔逊, L·王, M·C·理查兹, T·T·洪, Z·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司