JP2001502989A - エンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを制御するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 乗り物のエンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを制御する方法およびシステムであって、補助機器は、補助機器の状態に関する少なくとも最小動作レベルに達するまでエンジンにより駆動されるように構成される。上記方法は、エンジンが乗り物を駆動している第１のモード、乗り物にブレーキがかけられている第２のモード、および乗り物が惰行している第３のモードの３つのモードのうち、乗り物がどのモードであるかを判定するステップとを含み、第１のモードでは、補助機器の状態が所定の最小レベルを下回る場合にのみ補助機器をスイッチインさせ、第２のモードでは、補助機器の状態が所定の最大レベルを下回る場合に補助機器をスイッチインさせ、第３のモードでは、補助機器の状態が最大レベルと最小レベルとの間の所定の中間レベルを下回る場合にのみ補助機器をスイッチインさせる。

Description

【発明の詳細な説明】 エンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを 制御するシステムおよび方法 技術分野： 本発明は、乗り物のエンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを制御 するシステムおよび方法に関する。上記補助機器は、上記補助機器の状態に関す る少なくとも最小動作レベルに達するまで上記エンジンにより駆動されるように 構成される。 発明の背景： 天然資源の節約および排気ガス放出の低減の両方のために、乗り物の燃料消費 を低減することが乗り物業界における一般的な目標である。乗り物の燃料消費は 、乗り物のエンジンの効率を最適化することによってだけではなく、例えば、乗 り物の重量および乗り物の空力抵抗を低減することなどによっても低減され得る 。エンジンと、エンジンが適合されている乗り物との設計が確立されていても、 絶対に必要な場合にだけエンジンが負荷下に置かれることを確実にすることによ り、乗り物の実際の燃料消費に影響を及ぼすことがまだ可能である。 この点に関して、乗り物のエンジンは、乗り物を推進するためだけではなく、 ポンプおよび発電機などの補助機器を駆動するためにも使用される。市販の乗り 物のための１つの補助機器の典型的な例は、乗り物のブレーキシステムに動力を 供給するために用いられるエアタンクを充填するためのエアコンプレッサである 。そのようなブレーキシステムを備える乗り物のエンジンを始動させると、エア コンプレッサは、エアタンクにおいて空気圧が少なくとも最小動作値に達するま で、エンジンにより駆動される。その後、エアタンク中の空気圧は、空気圧が最 小値以下になるたびにエアタンクを再充填することにより、所定の最大値と所定 の最小値との間に維持される。言うまでもなく、エアコンプレッサがスイッチイ ンされるたびに、エンジンに負荷が与えられる。 乗り物のエンジンが乗り物を推進するために使用されていないときを検出する システムを提供すること、および、補助機器をそのような条件下でスイッチイン することを可能にすることは、例えばEP-A-0 335 086から知られている。このよ うに、上記文献では、センサは、スロットルペダルが解放されるときを検出し、 それにより、運転者が現在さらなる推進力を必要としていないことを示し、その 後、補助機器の作動が必要であれば、補助機器がスイッチインされることを可能 にする。例えば、エアタンク中の空気圧が低レベルであれば、一旦スロットルが 解放されると、エアコンプレッサがスイッチインされる。エンジンは乗り物を推 進するためには用いられていないため、エアコンプレッサを駆動するのは、乗り 物の運動エネルギーである。従って、エンジンは、エアコンプレッサによりエン ジンに与えられる負荷を補償するために追加の燃料を必要としない。 上記のシステムは、乗り物の運動エネルギーを活用して、補助機器のアイテム に動力を供給するが、補助機器のスイッチインにより、エンジンが乗り物に与え るエンジンブレーキ効果が増加する。その結果、乗り物の運転者が、例えば乗り 物がコーナーに近づいているために、乗り物の速度を幾分か低減する必要がある と予期する場合、自分の足をスロットルからもち上げて、乗り物が通常のエンジ ンブレーキの下で惰行することを可能にする状態が起こり得る。しかし、スロッ トルペダルから足をもち上げることにより、１つの補助機器がスイッチインされ ると、エンジンブレーキの程度は、運転者が予期する程度よりも大きくなる。そ の結果、運転者は、乗り物が最初に意図された速度でコーナーに到達することを 確実にするために、スロットルを再適用しなければならなくなる。 スロットルの適用の一回一回が燃料消費の増加を意味するため、乗り物の運動 エネルギーを有意に低減することが望ましい場合にのみ、補助機器のスイッチイ ンによる増加されたエンジンブレーキが起こることを確実にし得るシステムを提 供することが望ましい。 発明の要旨： 従って、本発明の目的は、補助機器のスイッチインが起こるときを注意深く制 御することにより乗り物の運動エネルギーが出来るだけ高い程度保存され得るシ ステムを提供することである。 上記目的は、請求項１に記載のシステムにより達成される。 本発明によれば、「アクティブ」ブレーキ、即ち、乗り物ブレーキシステムの 作動と、乗り物の単なる惰行とを区別することにより、システムは、乗り物に能 動的にブレーキがかけられている場合にのみ補助機器がスイッチインされること を、ある特定の安全制約範囲内で確実にし得る。 本発明の別の目的は、乗り物のエンジンにより駆動される補助機器のスイッチ インのタイミングを最適化する方法を提供することである。 上記目的は、請求項４に記載の方法により達成される。 本発明の有利な実施形態は、それぞれの独立でない請求項に詳細に記載される 。 図面の簡単な説明： 以下、添付の図面を参照して本発明を例示的により詳細に説明する。 図１は、１つの補助機器における様々な圧力レベルの概略図である。 図２は、本発明によるシステムの１つの実施形態のブロック図である。 図３は、１つの補助機器における様々な温度レベルの概略図である。 好適な実施形態の詳細な説明： 本発明は、乗り物のエンジンにより駆動される補助機器が設けられる任意の自 動車において実施され得るが、本発明を重量貨物車両（HGV）に適用した場合に ついて、以下に説明する。 HGVは通常、ディーゼルエンジンにより推進される。エンジンはさらに、補助 機器を駆動するために用いられる。本発明のコンテキストにおいて、「補助機器 」という用語は、エンジンからの断続的な充填または入力を必要とする、乗り物 のいかなるシステムをもカバーする。そのようなシステムの例を挙げると、乗り 物のエンジンにより駆動されるエアコンプレッサにより生成される圧縮空気源を 利用する一次ブレーキシステム、エンジンの冷却を助けるための冷却ファン、乗 り物のステアリングシステムのためのサーボシステム、乗り物のバッテリを充電 するための交流発電機、および空調ユニットのためのコンプレッサなどがあるが 、これらがすべてではない。明瞭さのために、以下に、本発明を、HGVのブレ ーキシステムのための給気に関して説明する。 図１を参照して、HGVのブレーキシステムは、圧縮空気の最大圧力P_maxと最小 圧力P_minとの間で動作するように設計される。圧縮空気は、エアタンクに保存さ れ、エアタンクは、車両のエンジンにより駆動されるエアコンプレッサにより充 填される。P_maxおよびP_minの典型的な値はそれぞれ、12バールおよび８バールで ある。 図２において、参照番号10は、本発明による、エアコンプレッサのスイッチイ ンを制御するためのシステム全体を示す。このシステムは、車両の様々な動作パ ラメータに関するデータを集める中央処理ユニット（CPU）12を含む。これらの パラメータには、車両の速度、エンジン速度、エンジンに送達される燃料の量、 および吸気マニホールド圧力などがある。補助機器の状態に関するパラメータは また、CPU12に送達される。本実施形態では、このパラメータは、エアタンク中 に行き渡る圧力である。 システム12は、エンジンが車両を駆動しているかどうか、車両にブレーキがか けられているかどうか、または、車両が単に惰行しているだけであるのかどうか を判定するための手段をさらに含む。この点において、「惰行」という用語は、 車両の運転者が、スロットルペダルにいかなる圧力も付与せず、いかなるブレー キも付与しないことを意味する。従って、「ブレーキをかける」という用語は、 車両の運転者が、通常のエンジンブレーキの他に何らかの形態のブレーキを付与 していることを意味する。そのようなブレーキの形態は、脚で動作されるブレー キシステムを介するもの、または、手で動作される排気ブレーキを介するもの、 などが可能である。明瞭さのために、図２では、上記３つの状態のそれぞれが優 勢であるかどうかを判定するための第１、第２および第３の手段が示される。し かし、車両が移動しているときには上記３つの状態のうちの１つが常に存在する ため、３つの状態のうちのいずれか２つが存在するかどうかを判定するための手 段を提供することで十分であることが当業者に明らかである。なぜなら、他の２ つの状態が優勢でなければ、自動的に第３の状態が優勢となるためである。 従って、本発明によるシステムは、エンジンが車両を駆動しているかどうかを 判定するための第１の手段14と、車両にブレーキがかけられているかどうかを判 定するための第２の手段16と、車両が惰行しているかどうかを判定するための第 ３の手段18とを含む。 第１の手段14において、ボックス20でエンジンが車両を駆動しているかどうか をCPUに尋ねる。答えがイエスであれば、第１の手段は、ボックス22で、任意の 補助機器の状態が所定の最小レベルを下回るかどうかを尋ねる。本実施例では、 そのような状態は、P_minよりも低い、エアタンクの圧力レベルに対応する。補助 機器の状態が所定の最小レベルを上回る場合、第１の手段は、補助機器をスイッ チインしない。この状態は、図２のボックス24で示される。しかし、補助機器の 状態が所定の最小レベルを下回る場合、ボックス26で示されるように、第１の手 段は、補助機器をスイッチインさせる。従って、本実施例では、エアコンプレッ サは、ボックス26でスイッチインされ、エアタンクにおいて所定の圧力レベルが 確立されるまで動作し続ける。この所定の圧力レベルは、必ずしも最大レベルP_{m ax} に対応するわけではない。 以上のことから、任意の補助機器の状態が所定の最小レベルを下回る場合、エ ンジンが車両を駆動しているときにのみ補助機器がスイッチインされることが明 らかである。 ボックス20で、第１の手段14が、エンジンが車両を駆動していないことを示す と、第２の手段に「ノー」信号が送られ、第２の手段16が、ボックス28で、車両 にブレーキがかけられているかどうかを判定する。車両にブレーキがかけられて いることが分かると、第２の手段は、ボックス30で、任意の補助機器の状態が所 定の最大レベルを下回るかどうかを尋ねる。本実施例では、そのような状態は、 P_maxよりも低い、エアタンクの圧力レベルに対応する。補助機器が所定の最大レ ベルに対応する状態を有する場合、補助機器は、言うまでもなくスイッチインさ れない。この状態は、図２のボックス32で示される。しかし、補助機器の状態が 所定の最大値を下回る場合、第２の手段は、補助機器をスイッチインさせる。こ の状態は、図２のボックス34で示される。 一旦ブレーキが停止されると、補助機器の状態がまだ所定の最大値よりも小さ いという状態が起こり得る。そのため、第２の手段16は、ボックス36で、補助機 器の実際の状態をCPUに知らせる。 第２の手段が、ボックス28で、車両にブレーキがかけられていないことを示す と、車両が惰行しているはずであることが明らかである。この状態は、ボックス 28から放出されて第３の手段18に入る「ノー」信号により示される。 以前に説明したように、車両が惰行しているときに補助機器がスイッチインさ れることを可能にすることが必ずしも望ましいわけではない。なぜなら、補助機 器のスイッチインが、エンジンブレーキの増加を引き起こすからである。また一 方では、エンジンが車両を駆動しているときよりもむしろ惰行中に補助機器をス イッチインすることが好ましい。従って、本発明によれば、補助機器の状態の所 定の中間レベルが、CPUに格納される。この中間レベルは、図１においてP_intで 示される。典型的には、P_intの値は、約9.5バールであり得る。以下に説明され る態様で、第３の手段は、補助機器の状態がこの所定の中間レベルを下回る場合 にのみ補助機器をスイッチインさせるように適合される。これは、エアコンプレ ッサの実施例では、車両が惰行しているときにエアタンク中の圧力がP_intを下回 ればエアコンプレッサがスイッチインされることを意味する。 第３の手段18では、ボックス38で、補助機器の状態が所定の中間レベルを下回 るかどうかが確立される。所定の中間レベルを下回らない場合、第３の手段は、 CPU12に、車両にブレーキがかけられるまで待ってから補助機器をスイッチイン するよう命令する。この状態は、図２のボックス40で示される。また一方では、 補助機器の状態が所定の中間レベルを下回る場合、補助機器のスイッチインが可 能となる。 本発明の好適な実施形態では、補助機器は、ボックス38で機器の状態が中間レ ベルを下回ると判定されるとすぐに自動的にスイッチインされるわけではない。 その代わりに、第３の手段18は、直前の所定時間間隔にわたる車両の動作状態に 関するパラメータが格納されるデータロギング手段を組み込み得るかまたはこの データロギング手段と通信し得る。従って、ボックス42で、第３の手段は、動作 状態に関するパラメータを分析して、ごく近い将来に車両にブレーキがかけられ る可能性を判定する。パラメータの分析により、比較的長時間の間ブレーキが掛 けられていないことが示されると、車両が比較的平坦でまっすぐな道路に沿って 進んでいると推論され得る。従って、第３の手段は、ボックス44で、惰行が起こ っている期間の間補助機器をスイッチインさせる。言うまでもなく、惰行中、必 ずしも所定の最大レベルに達するまで補助機器をスイッチインし続けなければな らないわけではない。その代わりに、P_intとP_maxとの間にある中間遮断レベルが 選択され得る。 惰行期間の後、車両にブレーキがかけられると、補助機器の状態が所定の最大 レベルを下回れば補助機器はスイッチインされ続ける。 逆に、惰行段階の後にスロットルが適用されると、補助機器はすぐにスイッチ アウトされ、補助機器の現在の状態がCPUに記される。 ボックス42で示される、データロギング手段でのパラメータの分析により、近 い将来車両にブレーキが掛けられる適度な可能性があることが示されると、第３ の手段は、CPU12に、車両にブレーキが掛けられるまで待ってから補助機器をス イッチインするよう命令する。この状態は、図２のボックス40で示される。 本発明の改変では、システムは、空調ユニットのコンプレッサを制御するため に使用され得る。そのような空調ユニットは、運転室に取り付けられた装置か、 または車両で運ばれる貨物のための冷蔵ユニットのいずれかである。以下、この 改変を、運転者が運転室の内部の適切な温度を選択する、運転室に取り付けられ た空調装置に関して説明する。図３を参照して、運転者は、例えば21℃の温度T_s を選択する。その後、本発明によるシステムは、例えば22℃の最高温度T_maxと、 例えば20℃の最低温度T_minとを確立して、客室の温度が変動することを可能にす る範囲を確立する。例えば23℃の一時的な最大値T_tもまた確立される。ブレーキ をかけている間に、運転室の温度が、T_maxよりも高い温度に増加すると、コンプ レッサがスイッチインされ、温度を下げてT_minに近づける。同様に、惰行中に運 転室の温度がT_maxに近づくと、コンプレッサはスイッチインされ得る。しかし、 エンジンが車両を駆動している間に運転室の温度がT_maxを超えると、車両のモー ドがすぐにブレーキまたは惰行に切り替わることを期待して、コンプレッサのス イッチインは遅延される。従って、運転室の温度は、コンプレッサが自動的にス イッチインされる前にT_tに達することがあり得る。 言うまでもなく、本発明は、上で説明され図に示される実施形態に限定されず 、添付の請求の範囲の範囲内で変えられ得る。例えば、運転者が例えばギアチェ ンジの間などにスロットルから足を一時的にもち上げるときに補助機器がスイッ チ インされることを防ぐために、システム、例えば第３の手段などに、遅延が組み 込まれ得る。さらに、ある特定の與境下では、補助機器が１つの連続するサイク ルで完全に充填されることを可能にすることが有益であり得る。これは、例えば 、車両が頻繁に加速、ブレーキ、および惰行を行なう市街走行などの場合に起こ り得る。補助機器がエンジンの冷却を助けるための冷却ファンを含む場合、所定 の最小レベルが、その温度を上回ればファンが自動的にスイッチインされる温度 であり、所定の最大レベルが、その温度を下回ればファンが動作しなくなる温度 であることが、当業者に明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．乗り物のエンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを制御するため のシステムであって、該補助機器は、該補助機器の状態に関する少なくとも最小 動作レベルに達するまで該エンジンにより駆動されるように構成され、該システ ムが、 該エンジンが該乗り物を駆動しているかどうかを判定するための第１の手段（ 14）と、 該乗り物にブレーキがかけられているかどうかを判定するための第２の手段（ 16）と、 該乗り物が惰行しているかどうかを判定するための第３の手段（18）と、を含 み、 該第１の手段（14）が、該補助機器の状態が所定の最小レベル（P_min）を下回 る場合にのみ、該補助機器をスイッチインさせるように適合され、 該第２の手段（16）が、該補助機器の状態が所定の最大レベル（P_max）を下回 る場合に、該補助機器をスイッチインさせるように適合され、 該第３の手段（18）が、該補助機器の状態が、該最大レベル（P_max）と該最小 レベル（P_min）との間の所定の中間レベル（P_int）を下回る場合にのみ、該補助 機器をスイッチインさせるように適合される、システム。 ２．前記第３の手段（18）が、直前の所定時間間隔にわたる前記乗り物の動作状 態に関するパラメータが格納されるデータロギング手段と通信する、請求項１に 記載のシステム。 ３．前記補助機器が、ブレーキシステムのためのエアコンプレッサ、ステアリン グシステムのためのサーボシステム、発電機、空調システムのためのポンプ、お よび冷却システムのためのファンを含むグループから選択される、請求項１また は２に記載のシステム。 ４．乗り物のエンジンにより駆動される補助機器のスイッチインを制御する方法 であって、該補助機器が、該補助機器の状態に関する少なくとも最小動作レベル に達するまで該エンジンにより駆動されるように構成され、該方法が、 該エンジンが該乗り物を駆動している第１のモード、該乗り物にブレーキがか けられている第２のモード、および該乗り物が惰行している第３のモードの３つ のモードのうち、該乗り物がどのモードであるかを判定するステップと、 該第１のモードでは、該補助機器の状態が所定の最小レベルを下回る場合にの み該補助機器をスイッチインさせるステップと、 該第２のモードでは、該補助機器の状態が所定の最大レベルを下回る場合に該 補助機器をスイッチインさせるステップと、 該第３のモードでは、該補助機器の状態が該最大レベルと該最小レベルとの間 の所定の中間レベルを下回る場合にのみ該補助機器をスイッチインさせるステッ プと、を包含する、方法。 ５．前記第３のモードでは、前記補助機器がスイッチインされるべきであるかど うかを決定する前に、直前の所定時間間隔にわたる前記乗り物の動作状態に関す るパラメータを考慮する、請求項４に記載の方法。