JP2006523566A - 自動車を動作させる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動始動停止装置を備えた内燃機関と、制御可能なブレーキ装置とを有する自動車を動作させる方法に関する。従来技術では、内燃機関の停止段階は、内燃機関が停止されるとき自動車の予期せぬ動き出しを確実に防ぐに足る高い制動トルクが運転者によって加えられる場合に限り開始される。本発明の目的は、少量の燃料を使用し、排気ガス排出物の削減につながるように、自動車の安全動作を可能にする方法を実現することである。本発明によれば、しきい値よりも大きい制動トルクの効果は、自動停止段階の初め及び最中に提供される。制動装置は、ゆえに制動トルクを増加できる。しきい値は、自動車が動き出すのが安全に防がれるように事前に計算される。内燃機関は、頻繁に停止でき、自動車の好ましくない動き出しも停止段階中に防止できる。本発明はまた、自動車でのその方法の使用に関する。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の、自動車を動作させる方法に関する。

特許文献１には、内燃機関、内燃機関用の自動始動／停止装置、及び制御可能なブレーキ装置を有する自動車を動作させる方法について記載されている。多数の停止条件が満たされると、内燃機関が自動始動／停止装置によって停止される。停止条件は、ここでは、ブレーキペダルによって車両運転者が加える制動力、又は加えられた制動トルクが自動車が動き出すのを防ぐのに十分な大きさであることである。ブレーキペダルを作動させる程度を低減することによって、車両運転者が、それがもはや自動車が動き出すのを防ぐのに足らない程度まで制動力を減少させる場合、ブレーキ装置は、制動力が維持されるように作動される。制動力のこの低減は、始動信号と同時に評価されるので、内燃機関は、ブレーキ装置が作動された後に始動される。停止段階の終わりにブレーキ装置を作動することで、自動車が始動される前に自動車が動き出すのを防ぐ。

独国特許出願公開第１９９ ２７ ９７５ Ａ１号明細書

上記を考慮して、本発明の目的は、低燃料消費、低排気ガス排出物、及び自動車の確実な動作がそれによって可能となる方法を提案することである。本発明によれば、その目的は請求項１に記載の方法によって達成される。

自動車のブレーキ系統は、ブレーキ装置によって加えられる制動トルクが、ブレーキペダルの作動の程度に関係なく制御装置によって増加できるように実施される。ブレーキ装置は、自動車のサービスブレーキ、駐車ブレーキ又は補助ブレーキ装置として供されても良い。ブレーキ装置は、制動トルクが第１のブレーキ回路を介してブレーキペダルによって車両運転者により直接的に、及び適当な作動要素を作動させることによる第２のブレーキ回路を介しての制御装置に従って加えられる可能性のある、複数のブレーキ回路と称されるものを有し得る。ブレーキ装置は、例えば、電気油圧的又は電気機械的に作動されることが可能であっても良い。

本発明によれば、内燃機関の自動停止段階の開始時、及び自動停止段階中、制御装置は、現在作用している制動トルクがしきい値よりも小さいかをチェックする。チェック結果が肯定であると、制御装置は、制動トルクをしきい値以上の値まで増加し、この制動トルクを維持する。しきい値は、例えば、自動車の動き出しが、たとえ内燃機関が停止されるときでも、確実に防がれるような大きさにされる。第１のチェックは、ここでは、内燃機関が停止する直前、同時又は直後に行われても良い。

内燃機関が始動した後、例えば傾斜路で、自動車を発進させるために、制動トルクは再び低減される。このことにより、自動車が静止状態から逆方向に動き出すことなく所望方向に発進できることが保証される。

本発明による方法を用いると、内燃機関の停止段階中に自動車が動き出すことは確実に防止される。停止する内燃機関では、したがって車両運転者が自動車を停止させるに足る制動トルクを加える必要がなくなる。内燃機関は、車両運転者がたとえ非常に小さな制動トルクしか加えない又はいかなる制動トルクも加えなくても自動車が動き出す危険性もなく停止できる。

その結果、内燃機関は頻繁に停止でき、それは、特に都市交通での燃料消費及び排気ガス排出物の削減を可能にする。同時に、自動車が内燃機関の停止段階中に予期せずに動き出すことがないように保護されるので、自動車の信頼できる動作が保証される。

本発明の１つの改良において、制御装置は、自動車の状態変数及び／又は動作変数に応じてしきい値を決定する。状態変数は、例えば、自動車の重量又は荷重、ブレーキ装置の磨耗の状態又は程度であっても良い。動作変数は、例えば、ブレーキ装置の温度であっても良い。上述の変数は、適当なセンサによって測定されるか、又は適当な方法によって他の変数から決定されても良い。

動作変数及び／又は状態変数が考慮に入れられると、しきい値は、しきい値が高すぎに設定されることもなく自動車が動き出すのが防がれるように規定できる。その結果、確実な動作に加えて、自動車の高度な自発性が、内燃機関が自動的に始動するとき可能となる。

本発明の１つの改良において、制御装置は、例えば、路面の勾配又は外気温度のような、環境変数に応じてしきい値を決定する。上述の変数は、適当なセンサによって測定されるか、又は適当な方法によって他の変数から決定されても良い。その結果、しきい値は、安全性や自発性に対して正確に規定できる。

本発明の１つの改良において、自動車を停止させるのに必要な制動トルクは、ブレーキ装置が作動される前に制御装置によって決定される。上述のしきい値は、指定制動トルク以上の値に設定される。このことにより、確実に自動車が動き出すことがないようにされる。しきい値は、安全余裕を成す大きさだけ指定トルクよりも高くても良い。その結果、必要な制動トルクの決定における不正確さを補正できる。

上述の改良に代わるものとして、最大制動トルクは、停止段階中常に加えられる。しかしながら、制動トルクは、低減されるのに一定時間を要するので、これは、内燃機関が自動的に始動され、続いて加速されるときには自動車の自発性に悪影響を及ぼすことになる。さらに、制動トルクを増加するには、制動トルクの設定をより高くする、より大きいエネルギーを要する。例えば、油圧ブレーキ装置において、制動トルクと共に増加する油圧を増大させることが必要である。ちょうど間に合う制動トルクの高さを設定するだけで、エネルギーを節約する、ゆえに最大制動トルクを設定することと比べて燃料を節約することが、したがって可能となる。

本発明の１つの改良において、停止段階中、制御装置は、自動車が動いているかを監視する。この目的のため、制御装置は、例えば、車輪の回転速度又は内燃機関の下流に配置される変速機の出力の回転速度を監視できる。この目的のため、制御装置は、例えば、回転速度を感知するか又はそれらを信号回線経由で他の制御装置から受信できる。自動車の動きの場合、制御装置は、制動トルクが増加されるようにブレーキ装置を作動する。動きは、例えば、１種類又はそれ以上の上述の回転速度がしきい値よりも高い場合に、検出される。この過程は停止段階中に反復できるので、制動トルクも反復的に増加できる。

過度に低い制動トルクが所要制動トルクの計算の不正確さのため停止段階の開始時に設定された場合、自動車は、したがって、動き出すことが確実に防止される。

本発明の１つの改良において、制御装置は、内燃機関が始動する前に制動トルクを増加する。内燃機関が始動すると、自動車に作用する力及びトルクに変化が生じる。制動トルクが増加すると、条件が変化しても自動車が動き出さないように保証される。これは、特に制動トルクが制御装置によって極めて正確に設定出来ない場合に重要である。

本発明の他の改良は、説明及び図面から明らかとなる。本発明の例示的な実施形態は、図面に簡素化した形で示され、以下の説明でより詳細に説明されている。

図１によれば、自動車（図示せず）のドライブトレイン１０は、制御装置１２によって作動される内燃機関１１を有する。この目的のため、制御装置１２は、スロットル弁アクチュエータのような、作動要素（図示せず）、及び回転速度センサのような、センサへの信号接続を有する。さらに、制御装置１２は、アクセルペダルとして供される出力制御要素１３への信号接続を有し、その出力制御要素１３によって車両運転者は、内燃機関１１によって出力されることになるトルクを設定できる。制御装置１２は、感知された変数から、内燃機関１１の他の動作変数、例えば、内燃機関１１によって出力されたトルクを計算できる。

内燃機関１１は、自動変速機として供され、制御装置１６によって作動される変速機１５に出力軸１４を介して接続される。

これも制御装置１２によって作動される始動充電発電機１７は、内燃機関１１と変速機１５との間に配置される。始動充電発電機１７は、自動車バッテリ（図示せず）に接続され、出力軸１４を介して内燃機関１１を始動できる。自動車の運転モードにおいて、始動充電発電機１７は、自動車の負荷に給電し、自動車バッテリを充電する電気エネルギーを発生させる。

始動充電発電機１７と連動して、内燃機関１１を、停止条件が当てはまると停止でき、始動条件が当てあまると始動できる機能は、制御装置１２内に記憶される。制御装置１２は、したがって、始動充電発電機１７と一緒になって、内燃機関１１の自動始動／停止装置を形成する。

変速機１５は、内燃機関１１の出力トルクを周知の方法で側軸２０を介して被駆動車輪２１に伝達するデファレンシャル１９にプロペラシャフト１８によって接続される。

油圧配管２５を介して制御装置２３によって作動される油圧ブレーキ装置２２は、車輪２１に配置される。制御装置２３はブレーキペダル２４に油圧配管２６を介して接続され、そのブレーキペダル２４によって車両運転者は、ブレーキ装置２２によって加えられ、ゆえに自動車に作用する制動トルクを設定できる。したがって、直接接続は、圧力配管２６及び２５とブレーキ装置２２との間に実現される。

自動車に作用する制動トルクを決定するために、制御装置２３は様々な圧力センサ（図示せず）を有する。制動トルクは測定圧力から計算できる。

制御装置２３はまた、ブレーキペダル２４の位置に関係なく、例えば制御装置１２による要求に応じて、ブレーキ装置２２を作動できる。これに必要な油圧力は、ポンプ（図示せず）によって実現される。

制動トルクは、したがって、ブレーキペダル２４によって車両運転者が直接的に、又は制御装置２３によって加えられる。

制御装置２３がそれによって車輪２１の回転速度を感知できる回転速度センサ（図示せず）は、車輪２１に配置される。自動車の速度は、これらの回転速度から決定できる。

制御装置１２、１６、２３は、シリアルバス接続を介して、例えばＣＡＮバスを介して互いに接続された信号接続を有する。その結果、例えば車輪２１の回転速度といった検知された変数を交換したり、例えば内燃機関１１の制御装置１２からブレーキ装置２２の制御装置２３への指定制動トルクの設定といった要求を制御装置に伝達することができる。ブレーキ装置は、ここでは内燃機関１１の制御装置１２によって少なくとも間接的に作動される。

変速機はまた、踏力で作動するクラッチ又は自動クラッチを備えた手動変速機として供できる。

始動充電発電機の代わりに自動車は従来形スタータを有することもできる。

ブレーキペダルとブレーキ装置との間の直接接続はまた、少なくとも通常モードで、切断できる。この場合、ブレーキペダルの位置は、センサによって感知され、制御装置に送られ、その制御装置は次に相応してブレーキ装置を作動する。

図２は、内燃機関１１の自動停止及び始動モードの自動車を動作させる方法のフローチャートを示す図である。方法は制御装置１２によって処理される。方法はブロック３０で開始する。次の問い合わせブロック３１において、内燃機関１１を停止させる条件が満たされるかがチェックされる。ここでは、自動車の速度がゼロに等しく、且つ車両運転者がブレーキペダル２４を作動するかがチェックされる。作動の程度がここでは考慮されても良い。ブレーキペダル２４の作動は、自動車を停止させる車両運転者側の要望として、したがって、間接的に内燃機関１１を停止させる要望として解釈される。さらに、車両運転者が自動車を尚も積極的に動作させていることがゆえに検出される。停止条件が満たされない場合、問い合わせブロック３１が反復される。

問い合わせブロック３１でのチェックが肯定的結果である場合、その方法はブロック３２において継続される。この時点で、図２の問い合わせブロックの全てにおいて、その方法は、チェックの肯定的結果であるときは下方向へ、さらに否定的結果であるとき横方向への出力に従って継続されることに留意されるべきである。

自動車を停止させるのに必要な制動トルクは、ブロック３２において決定される。制動トルクは、次の公式に従って計算される。
M_{brake_stop}=(m_Fzg*g*sinα)*r_wheel+M_safety
ここで、Ｍ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}は所要制動トルク[Ｎｍ]に、
ｍ_Ｆｚｇは自動車の質量[ｋｇ]に、
ｇは重力加速度 [ｍ／ｓ^２]に、
αは路面の傾斜度[ｒａｄ]に、
ｒ_{ｗｈｅｅｌ}は車輪２１の半径[ｍ]に、及び
Ｍ_{ｓａｆｅｔｙ}は安全余裕[Ｎｍ]にそれぞれ対応する。

計算に必要な変数は、それ自体周知の方法で部分的に前もって規定され、部分的に推測される。

問い合わせブロック３３において、現在作用している制動トルクが自動車を停止させるのに必要な制動トルクＭ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}より小さいかがチェックされる。問い合わせブロック３３が最初に通過すると、車両運転者はブレーキペダル２４によって制動トルクを設定する。もう一度通過すると、その制動トルクは、車両運転者によるか又は制御装置２３によるかどちらで設定されていても良い。チェック結果が肯定的であると、制御装置１２は、ブロック３４において計算された制動トルクＭ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}を、適当な作動過程によって制動トルクを設定するブレーキ装置２２の制御装置２３に送るので、制動トルクを増すことができる。問い合わせブロック３３でのチェックが否定的な結果であった場合、そのブロック３４は実行されず、その過程は直接ブロック３５に進む。

十分な制動トルクが確保された後、制御装置１２は、内燃機関１１の作動要素を適当に作動することによってブロック３５において内燃機関１１を停止させる。内燃機関１１の停止段階はこのように開始している。

次の問い合わせブロック３６において、自動車が動いているかが監視される。この目的を達するために、車輪２１の回転速度が限度値よりも低いか否かがチェックされる。そのチェック結果が否定である場合、制動トルクＭ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}は、ブロック３７において所定値だけ増加される。ブロック３７に続いて、又は問い合わせブロック３６において肯定的結果であると、その方法は、問い合わせブロック３８において継続される。

問い合わせブロック３８において、内燃機関１１を始動する少なくとも１つの条件が達せられるかがチェックされる。この状況において、例えば、車両運転者がブレーキペダル２４をあまり強く作動していないか又はトルクが出力制御要素１３によって内燃機関１１により出力されることを、車両運転者が要求しているかがチェックされる。始動条件が達せられない場合、その方法は、問い合わせブロック３３にジャンプして戻る。問い合わせブロック３３へのジャンプによって、運転者がブレーキペダル２４の作動の程度を低減しても制動トルクがしきい値Ｍ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}より下に下降しないことが保証される。

始動条件の１つが果たされる場合、ブロック３９において制動トルクは、制御装置２３によってある量だけ増加される。その量は、永久的にあらかじめ規定されているか又は自動車の状態変数又は動作変数によって決まるものであっても良い。同時に、内燃機関１１は、始動充電発電機１７によって始動される。

次の問い合わせブロック４０において、内燃機関１１によって出力されるトルクが所望方向に自動車を加速させるか、又は少なくとも自動車が逆方向に動き出すことを防ぐのに十分であるかがチェックされる。この状況において、内燃機関１１によって出力されるトルクは、制動トルクＭ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}と比較される。そのチェックが否定的な結果であった場合、問い合わせブロック４０は反復される。

問い合わせブロック４０における問い合わせが肯定的結果であった場合、ブロック４１において制動トルクＭ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}は、例えば、その勾配が永久的にあらかじめ規定されている傾斜又は自動車の状態変数又は動作変数によって決まるものによって低減される。自動車は、したがって、所望方向に加速できる。その方法は次のブロック４２で終了される。

その方法はまた、問い合わせブロック３６において自動車の静止状態を監視することなく、及び／又はブロック３９において制動トルクを増加することなく実行することもできる。

方法の処理はまた制御装置１２と２３との間で分割することもできる。

自動車のドライブトレインの細部を示す図である。 内燃機関の自動停止及び始動モードの自動車を動作させる方法のフローチャートを示す図である。

Claims (6)

1. −内燃機関(１１)と、
   −前記内燃機関(１１)用の自動始動／停止装置と、
   −制動トルクを自動車に加えることができる制御可能なブレーキ装置(２２)と、
   −車両運転者によって作動できるブレーキペダル(２４)とを有し、
   前記ブレーキ装置(２２)が前記ブレーキペダル(２４)の作動程度に応じて前記内燃機関(１１)の自動停止段階において制御装置(１２、２３)によって作動される、自動車を動作させる方法において、
   −前記制御装置(１２、２３）は、前記ブレーキペダル(２４)の作動の程度と独立して前記制動トルクを増加でき、
   −前記制御装置(１２、２３）は、前記内燃機関(１１)の、前記自動停止段階の開始時、及び前記自動停止段階中に、現在作用している制動トルクがしきい値よりも小さいかをチェックし、
   −前記チェックの結果が肯定であると、前記制動トルクを、前記しきい値以上の値まで増加させることを特徴とする方法。
2. 前記制御装置(１２、２３）は、前記ブレーキ装置(２２)が作動される前に前記自動車の状態変数及び／又は動作変数に応じて前記しきい値を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御装置(１２、２３)は、前記ブレーキ装置(２２）が作動される前に環境変数に応じて前記しきい値を決定することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
4. 前記制御装置(１２、２３）は、
   −前記自動車を停止させるのに必要な制動トルク（Ｍ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}）を決定し、
   −前述のしきい値を前記指定制動トルク（Ｍ_{ｂｒａｋｅ＿ｓｔｏｐ}）以上の値に設定することを特徴とする請求項２あるいは３に記載の方法。
5. 前記停止段階中、前記制御装置(１２、２３）は、前記自動車が動いているかを監視し、動いている場合には、前記制御装置(１２、２３）は、前記制動トルクが増加されるように前記ブレーキ装置(２２)を作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記制御装置(２３)は、前記内燃機関(１１)が始動する前に前記制動トルクを増加させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

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