JP2010053867A - 内燃機関を自動投入／遮断するためのエンジン起動／停止ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】交通状況に関する情報を検出するための追加手段なしで行う自動車駆動ユニットの自動遮断方法を提供する。
【解決手段】本発明は、走行運転中の車両が停止したかどうかを検査するステップと、車両が停止したことが特定されたときに車両の実際位置を決定するステップと、前記実際位置における予想停止時間に基づいて、およびある最小期間より長い期間においては駆動ユニット１を遮断したほうが駆動ユニットを継続運転するよりもより効率的である前記最小期間を与える遮断時間に基づいて駆動ユニットを遮断するステップとを備えた、車両駆動ユニット特に内燃機関の自動投入／遮断方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の駆動装置に監視、特に燃料消費を低減するための、ないしは排ガス・エミッションを低減するための、自動車内の駆動ユニット特に内燃機関の運転管理に関するものである。

今後、車両においては、例えば内燃機関のような車両内に存在する駆動ユニットを状況に応じて投入／遮断するエンジン起動／停止装置がますます使用されるであろう。この装置は、例えば信号機のような交通制御装置において停止しているときに他の運転条件に基づいて車両の内燃機関を遮断し、かつ、例えば加速ペダルの操作によりまたは他の状態変化によりドライバの指示に応じて内燃機関を再起動させる。この手段は、燃料消費および排ガス・エミッションの低減のために有効である。

エンジン起動／停止装置は、今日では、エンジンの停止ないしはエンジンの起動を操作するために、エンジンの状態ないしは車両の運転状態を表わす多数の内部信号を利用している。さらに、外部信号、例えば信号機のような交通制御装置の状態を検出し、かつ、これを内燃機関の遮断または投入に関する決定のために利用する装置が既知である。

ドイツ特許公開第１０１３９５９５号の文献は、交通制御装置または交通調整装置の状態が例えば光センサにより検出され、これにより、交通状況例えば赤信号に出合ったことを検出し且つそれに応じて交通制御装置の手前で車両を停止したときにエンジンを遮断する、走行中における内燃機関の自動投入／遮断装置を提供する。

さらに、例えば、特許文献２には、交通制御装置と自動車との間の通信技術が記載されており、信号機から送信された例えば無線信号のような信号に基づいて内燃機関の遮断または投入を実行する装置が既知である。

しかしながら、既知のエンジン起動／停止装置は、それが外部情報を受信しなければならず、このために、例えば光センサ、カメラ、および無線信号、赤外線信号等に対する受信装置のような追加装置を車両内に備えていなければならないという欠点を有している。これらは設置のために費用がかかり、および車両側におけるコスト上昇の原因となる。交通制御装置もまた、場合により、このような信号を提供するための対応装置を備えていなければならない。

独国特許出願公開第１０１３９５９５号明細書 独国特許発明第１９６２１４９４号明細書

本発明の課題は、交通状況に関する情報を検出するための追加手段なしで行う自動車駆動ユニットの自動遮断方法を提供することである。さらに、本発明の課題は、簡単な方法で形成され且つ特に交通状況を検出するためのいかなる装置も必要としない、車両駆動ユニットの自動遮断装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の駆動ユニットの自動遮断方法並びに並列請求項に記載の装置により解決される。

本発明のその他の有利な形態が従属請求項に記載されている。

第１の態様により、車両駆動ユニット特に内燃機関の自動投入／遮断方法が提供されている。本方法は、
走行運転中の車両が停止したかどうかを検査するステップと、
車両が停止したことが特定されたときに車両の実際位置を決定するステップと、
前記実際位置における予想停止時間に基づいて、およびある最小期間より長い期間においては駆動ユニットを遮断したほうが駆動ユニットを継続運転するよりもより効率的である前記最小期間を与える遮断時間に基づいて駆動ユニットを遮断するステップとを含む。

上記の方法の考え方は、走行運転中の車両の停止の特定に基づいて交通制御装置等の可能な位置を検出し、およびこの停止において、駆動ユニットの運転をより効率的にするために、交通制御装置の可能な位置における決定された予想停止時間に基づいて駆動ユニットが遮断されるべきであるかどうかを決定する、エンジン起動／停止機能を利用することにある。

さらに、前記最小期間は、それより長い期間においては駆動ユニットを遮断したほうが駆動ユニットを継続運転するよりも燃料消費に関しておよび／または有害物質エミッションに関してより効率的である期間を与えることができる。

一実施形態により、前記実際位置における車両の複数の停止において、前記停止時間は、車両の停止開始から車両の停止終了までの間の期間として決定可能であり、この場合、前記予想停止時間は、実際位置においてこのように決定された停止時間の統計的評価に基づいて決定される。前記統計的評価は、決定された停止時間の平均値、および／または決定された停止時間のばらつきおよび／または分散および／または標準偏差および／または分布曲線を考慮してもよい。

さらに、駆動ユニットの遮断が、前記予想停止時間を決定するために考慮された停止時間の数に基づいて実行されてもよい。

一実施形態により、前記停止時間が前記実際位置と関係づけて記憶されてもよい。

代替態様または追加態様として、前記予想停止時間および前記予想停止時間を決定するために考慮された値の数が前記実際位置と関係づけて記憶されてもよい。

さらに、１つの位置に対して記憶されているデータは、この位置に付属されている予想停止時間が適切な停止時間より小さいときには消去されてもよい。前記適切な停止時間は、下限時間を定義する最小期間を与えてもよい。停止時間が前記適切な停止時間より小さい場合、車両の停止は交通制御装置によって決定されたものと推測可能である。前記適切な停止時間は例えば２−８秒の値であってもよい。前記消去は、測定停止時間を記憶するための記憶場所が節約可能であるという利点を有している。

さらに、１つまたは複数の次の条件、即ち、加速ペダルの操作、ギヤの投入およびクラッチの操作に基づいて駆動ユニットが投入されてもよい。

他の態様により、車両駆動ユニット特に内燃機関を自動投入／遮断するためのエンジン起動／停止ユニットが提供されている。エンジン起動／停止ユニットは、
走行運転中の車両が停止したかどうかを検査するように、
車両が停止したことが特定されたときに車両の実際位置を決定するように、
前記実際位置における予想停止時間に基づいて、およびある最小期間より長い期間においては駆動ユニットを遮断したほうが駆動ユニットを継続運転するよりもより効率的である前記最小期間を与える遮断時間に基づいて駆動ユニットを遮断するように形成されていてもよい。
他の態様により、車両は駆動ユニットおよび上記のエンジン起動／停止ユニットを備えている。

他の態様により、データ処理ユニット上で実行されたときに上記の方法を実行するプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品が提供されている。

以下に本発明の好ましい実施形態が添付図面により詳細に説明される。

図１はエンジン起動／停止ユニットの作動装置の略ブロック図を示す。 図２はエンジン起動／停止機能の作動方法を説明するための流れ図を示す。

図１に、交通状況ないしは車両の予想走行動特性に基づいてエンジン起動／停止機能を実行するための車両内に設けられている装置の略ブロック図が示されている。

車両は内燃機関１を含み、内燃機関１は、駆動軸２、クラッチ３、変速装置４、差動歯車装置５を介して、車両の１つまたは複数の駆動車輪６を駆動する。車両の停止時においては、内燃機関１は通常クラッチ３により駆動車輪６から切り離されている。

ドライバの指示する特定のトルクを設定するために、内燃機関１は、制御ユニット１０を介して、ドライバにより操作可能な加速ペダル９の位置に基づいて操作される。制御ユニット１０は、さらに、車両の走行状態に関する情報、特に駆動車輪が停止しているかどうかに関する情報を受け取る。この情報は、駆動軸回転速度センサ１１を介してクラッチ後方の駆動軸の回転速度が検出されることにより決定可能である。駆動軸の回転速度が０であるときに車両の停止が推測される。

車両の走行運転において、即ち走行中において、車両のドライバがある位置に停車し、停止標識において、例えば信号機等のような交通制御装置において、交通状況が変わるのを待機し、即ち、例えば発進の準備をする場合が発生する。走行中におけるこの短い停車過程は数秒の期間を有するにすぎないことが多い。しかしながら、特に例えば信号機のような交通制御装置においては、停車過程が２０秒、３０秒または６０秒以上の期間を有することがある。この場合には、内燃機関１の設計に応じてそれぞれ、内燃機関１を遮断し、かつ、再発進の開始直前においてはじめて内燃機関１を再起動することが有害物質エミッションおよび／または燃料消費の低減のために有利なことがある。内燃機関１がいつ遮断されるべきであるかを、走行中においてドライバが決定する負担を軽減させるために、この決定はドライバから完全に切り離されるべきである。

このためにエンジン起動／停止ユニット２０が設けられ、エンジン起動／停止ユニット２０に、信号ライン２４を介して制御ユニット１０から、または直接、車両ないしは内燃機関１の運転状態に関する情報が提供される。特に、エンジン起動／停止ユニット２０は、例えば駆動軸回転速度センサ１１により検出可能な駆動車輪の停止に関する情報を受け取り、これにより、エンジン起動／停止ユニット２０内において車両がいつ停止したかが検出可能である。

さらに、車両はナビゲーション装置２１を有し、ナビゲーション装置２１は、例えばＧＰＳ受信機２２により地理的位置を検出する。地理的位置はエンジン起動／停止ユニット２０に供給される。

エンジン起動／停止ユニット２０は、内燃機関１を運転するための起動／停止機能を実行するように形成されている。このために、エンジン起動／停止ユニット２０は起動／停止信号ライン２３を介して制御ユニット１０と結合され、これにより、制御ユニット１０に投入信号ないしは遮断信号が伝送される。制御ユニット１０は、遮断信号に基づいて内燃機関１を遮断するように形成されている。内燃機関１の遮断は、制御ユニット１０内において車両のドライバにより加速ペダル９が操作されていないことが検出されたとき、および、クラッチ・センサ１２によりクラッチ３が解放状態にあることが検出されたとき、においてのみ行われる。さらに、加速ペダル９の操作がそれに対応して信号ライン２４を介してエンジン起動／停止ユニット２０に通信されるように設計されていてもよい。エンジン起動／停止ユニット２０は、内燃機関１の短時間の遮断過程を終了させるために、起動装置１３により内燃機関１を起動する。

車両の走行運転に関するデータを得るために、エンジン起動／停止ユニット２０にメモリ・ユニット２５が設けられている。エンジン起動／停止ユニット２０は、車両の駆動車輪６が停止しているというデータから、例えば信号機のような交通制御装置の位置を評価する。さらに、車両が比較的長時間停止する位置において内燃機関１がドライバにより停止されたとき、ないしは点火キーが引き抜かれたときに車両の駐車位置が検出される。メモリ・ユニット２５内にテーブルが記憶され、テーブルは特定の位置に対して停止データを記憶し、即ち、特定の位置における車両のいままでの停止に関する情報を提供する。

図２に、エンジン起動／停止機能に対応する内燃機関１の投入／遮断方法を説明するための流れ図が示されている。

ステップＳ１において、車両が動いているかどうかが、例えばＧＰＳ受信機２２により決定された位置データが変化していることに基づいて、または駆動軸回転速度センサ１１により駆動車輪６の回転速度が検出されたことに基づいて特定される。車両の走行運転が特定されたとき（判定：はい）、即ち、車両の内燃機関１が起動され且つ車両が動かされているとき、次にステップＳ２において、駆動車輪回転速度センサ１１により、車両の停止によって駆動車輪６が停止しているかどうかが検査される。この問い合わせは、駆動車輪６の停止が検出されるまで反復される。駆動車輪の停止が検出された場合（判定：はい）、ステップＳ３において、さらに、内燃機関１がドライバによって能動的に遮断されたものかどうかが検査される。内燃機関１がドライバによって能動的に遮断された場合（判定：はい）、ドライバによる内燃機関１の能動的遮断が車両の駐車を意味するので、フローはステップＳ１に戻される。しかしながら、交通制御装置の位置を検出した場合には、車両の駐車は考慮されるべきではない。

ステップＳ３において、内燃機関１がドライバによって遮断されたものではないことが特定された場合（判定：いいえ）、車両の位置は、例えばＧＰＳ受信機によりまたはナビゲーション装置２１により他の方法で提供可能な位置データにより、車両の位置が検出される（ステップＳ４）。位置の検出は、例えば地球上の位置データ（地理的経度および緯度）および決定された情報に関連する所定の周辺情報を有してもよい位置情報を提供可能である。代替態様または追加態様として、位置情報は、特定の道路、交差点または車両交通に対して適切な他の特徴的な位置を与えてもよい。位置情報は、車両が位置し且つ車輪の停止が特定された特定の場所に対して一義的であることが重要である。さらに、ステップＳ４において、車両停止の開始時間が中間記憶され、これにより、車両の再発進において停止時間が決定可能である。

ステップＳ５において、対応問い合わせにより、ステップＳ４において検出された位置に対して停止データがメモリ・ユニット２５内に既に存在していることが特定された場合（判定：はい）、ステップＳ６において、測定データ数が、当該位置における予想停止時間に関して十分に確実な断定を行うために必要な最小数ｎ_ｌｉｍを超えているかどうかが検査される。Ｓ６において、測定データ数が最小数ｎ_ｌｉｍより小さいことが特定された場合（判定：いいえ）、フローはのちに説明されるステップＳ１１にジャンプする。最小数ｎ_ｌｉｍは、停止時間に対する例えば５−２０個好ましくは７−１３個の値を含んでいてもよい。

当該位置に対する測定データ数が最小数ｎ_ｌｉｍを超えている場合（判定：はい）、ステップＳ７において、記憶されている停止データに基づき、当該位置に記憶されている停止データが、所定の停止時間Ｔ_{Ｓｔｉｌｌｓｔａｎｄ}より大きい、実際位置における車両の予想停止時間を与えているかどうかが決定される。所定の停止時間Ｔ_{Ｓｔｉｌｌｓｔａｎｄ}は、車両の停止期間がそれより長い場合には、停止において内燃機関１を遮断することが、燃料消費に関しておよび／または排ガス・エミッションに関してより経済的である期間を与える。

ステップＳ７において、停止データから、当該位置における予想停止時間が遮断時間Ｔ_{Ａｂｓｃｈａｌｔ}より大きいことが特定された場合（判定：はい）、ステップＳ８においてエンジンが遮断される。ステップＳ７において、停止データから、当該位置における予想停止時間が遮断時間Ｔ_{Ａｂｓｃｈａｌｔ}より小さいことが特定された場合（判定：いいえ）、フローはＳ１１にジャンプする。

次のステップＳ９において、加速ペダルが操作されるまで待機される。ステップＳ９において加速ペダルが操作された場合（判定：はい）、ステップＳ１０において内燃機関１が起動される。加速ペダル９の操作は、ドライバがこのとき車両を発進させることを指示したことを与える。代替態様または追加態様として、ステップＳ９の問い合わせ条件は、ブレーキ・ペダルの解放、ギヤの投入またはクラッチの投入あるいはこれらの特徴の複数の組み合わせであってもよい。これらの問い合わせ条件は、これが内燃機関１の起動に関する決定を実行可能なように、信号ライン２４を介してエンジン起動／停止ユニット２０に通信される。

最後に、ステップＳ１１において、車両が停止から離れるまで、即ち車両が再発進するまで待機される。Ｓ４における停止の開始時点の検出およびＳ１１における停止の終了時点の検出は、ステップＳ１２において、差を形成することにより全停止時間の決定を可能にする。ステップＳ１３において、決定された停止時間は、ステップＳ４において決定された位置と共にメモリ・ユニット２５内に記憶される。

ステップＳ５において、特定の位置に対してメモリ・ユニット２５内に記録がまだ存在していないことが特定されたとき、ステップＳ１４においてメモリ・ユニット２５内に新たな記録が形成され且つステップＳ１１にジャンプし、ステップＳ１１以降においては、実際位置において停止時間がメモリから決定される。

メモリ・ユニット２５内の記憶場所を節約するために、前に計算された予想停止時間およびいままでに考慮された測定値の数に基づいて更新される新たな予想停止時間を計算するために、決定された停止時間が使用されてもよい。これにより、車両の特定位置に対して、予想停止時間および考慮された測定値の数のみが記憶されることになる。この位置において新たに測定された停止時間を考慮して、新たに測定された停止時間、既に存在する予想停止時間および考慮された測定値の数を用いて停止時間の新たな平均値が計算され且つ車両の対応位置に関してそれがメモリ・ユニット２５内に記憶される。

予想停止時間は、任意の他の方法で、決定された停止時間から、例えばいままでに決定された全ての停止時間の平均値およびそのばらつきに基づいて決定されてもよい。例えば、予想停止時間として、いままでに決定された全ての停止時間の平均値から、所定の重み係数で重みづけされたばらつき値を減算したりまたはこの平均値にこのばらつき値を加算したりして得られた期間が決定されてもよい。

エンジン起動／停止機能に基づく内燃機関の自動投入／遮断は、車両運転モジュールに基づいて行われても、またはそれによらずに、例えば車両の運転席内のドライバにより操作可能な手動スイッチにより行われてもよい。

１ 駆動ユニット（内燃機関）
２ 駆動軸
３ クラッチ
４ 変速装置
５ 差動歯車装置
６ 駆動車輪
９ 加速ペダル
１０ 制御ユニット
１１ 駆動軸回転速度センサ
１２ クラッチ・センサ
１３ 起動装置
２０ エンジン起動／停止ユニット
２１ ナビゲーション装置
２２ ＧＰＳ受信機
２３、２４ 信号ライン
２５ メモリ・ユニット

Claims (11)

1. 走行運転中の車両が停止したかどうかを検査するステップ（Ｓ２）と、
   車両が停止したことが特定されたときに車両の実際位置を決定するステップ（Ｓ４）と、
   前記実際位置における予想停止時間に基づいて、かつ、ある最小期間より長い期間においては駆動ユニット（１）を遮断したほうが駆動ユニット（１）を継続運転するよりもより効率的である前記最小期間を与える遮断時間に基づいて、駆動ユニット（１）を遮断するステップ（Ｓ８）と、
   を備えた、車両駆動ユニット（１）の内燃機関の自動投入および遮断方法。
2. 前記最小期間は、それより長い期間においては駆動ユニット（１）を遮断したほうが駆動ユニット（１）を継続運転するよりも燃料消費または有害物質エミッションに関してより効率的である期間を与えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記実際位置における車両の複数の停止において、前記停止時間が、車両の停止開始から車両の停止終了までの間の期間として決定されること、および
   前記予想停止時間が、前記実際位置における次の変数、即ち、決定された停止時間の平均値、決定された停止時間のばらつき、分散、標準偏差および分布曲線に基づいて決定されること、を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 駆動ユニット（１）の遮断が、前記予想停止時間を決定するために考慮された停止時間の数に基づいて実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記停止時間が前記実際位置と関係づけて記憶されることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記予想停止時間および前記予想停止時間を決定するために考慮された値の数が前記実際位置と関係づけて記憶されることを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
7. １つの位置に対して記憶されているデータは、この位置に付属されている予想停止時間が適切な停止時間より小さいときには消去されることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 加速ペダル（９）の操作、ギヤの投入、クラッチ（３）の操作、のうちの少なくとも１つの操作に基づいて駆動ユニット（１）が投入される（Ｓ１０）ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
9. 走行運転中の車両が停止したかどうかを検査するように、
   車両が停止したことが特定されたときに車両の実際位置を決定するように、および、
   前記実際位置における予想停止時間に基づいて、およびある最小期間より長い期間においては駆動ユニット（１）を遮断したほうが駆動ユニット（１）を継続運転するよりもより効率的である前記最小期間を与える遮断時間に基づいて駆動ユニット（１）を遮断するように、
   形成されている、車両駆動ユニット（１）の内燃機関を自動投入および遮断するためのエンジン起動および停止ユニット（２０）。
10. 駆動ユニット（１）および請求項９に記載のエンジン起動および停止ユニット（２０）を備えた車両。
11. データ処理ユニット上で実行されたときに請求項１ないし８に記載の方法を実行するプログラム・コードを含むコンピュータ・プログラム製品。

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