内燃機関の制御方法
【課題】 内燃機関の制御方法を提供する。
【解決手段】 運転状態に依存して始動および停止可能である、駆動トレインを備えた内燃機関を制御するための方法が提案される。この場合、入力信号が制御装置で検出および監視される。ブレーキの操作が確認されると、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達したかどうかを監視される。アイドリング回転数に達し、かつブレーキが操作されると、制御装置は起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されない場合に、駆動トレインが停止させられる。
【解決手段】 運転状態に依存して始動および停止可能である、駆動トレインを備えた内燃機関を制御するための方法が提案される。この場合、入力信号が制御装置で検出および監視される。ブレーキの操作が確認されると、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達したかどうかを監視される。アイドリング回転数に達し、かつブレーキが操作されると、制御装置は起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されない場合に、駆動トレインが停止させられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料消費を低減するために、駆動トレインから被駆動トレインへ力が伝達されないときに、内燃機関が停止される、内燃機関を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、内燃機関が運転状態に依存して始動および停止可能であり、車両駆動トレインと被駆動部が連結装置を介して互いに作用連結可能である、方法が知られている。
【０００３】
特許文献２により、車両の内燃機関と自動変速機を運転するための方法が知られている。この方法は、内燃機関の停止過程の間の走行快適性を損なうことが運転者に感じられないようにまたはほとんど感じられないようにする。この公知方法の場合、内燃機関のスタート−ストップ−運転が変速機においてアイドリング運転と組み合わせられる。その際、車両を停止するときに、内燃機関と被駆動部との間のトルク伝達を中断するために、アイドリング運転中、変速機の作動圧力が低減される。
【０００４】
内燃機関のためのスタート−ストップ−機能を実現する方法は主として、燃料消費を低減し、ひいては排ガス状態を改善する働きをする。車両の燃料消費を低減するための公知の方法の場合、内燃機関は一般的に、車両停止時に自動的に停止させられ、例えば運転者の発進の要求があったときに再びスタートさせられる。
【０００５】
車両が停止したときに初めて内燃機関が停止させられると、車両が停止するまで、内燃機関は、車両の駆動トレインの惰性運転中または車両の惰性走行中にいわゆるアイドリング制御され、それによって燃料が消費される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００３７２６Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６９２６６３９Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、燃料消費をさらに大幅に減らす、内燃機関を動作させるための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明に係る特徴によって解決され、この特徴によれば、内燃機関は惰性走行モードでは、すなわち駆動トレインのトラクションが被駆動トレインに伝達されないときには、停止される、すなわちストップする。専門家はストップ−オン−ザ−ムーブと呼ぶ。
【０００９】
この実施形態の場合、自動車の惰性走行の利点と、スタート−ストップ−自動変速機の利点が組み合わせられる。高い走行快適性を実現するために、運転者がエンジンの接続および切り離し時または停止または始動時に駆動トレインの余計なショックに気づかないようにすべきである。
【００１０】
本発明の実施例が図に示してある。この実施例を次の記載において詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る方法ストップ−オン−ザ−ムーブの場合の回転数と速度の変化を示す。
【図２】方法を実施するための本発明に係るステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、車両が動いている間に内燃機関の停止（ストップ−オン−ザ−ムーブ（ｓｔｏｐ−ｏｎ−ｔｈｅ−ｍｏｖｅ））を準備および実現するためのいろいろな相を示す。内燃機関の惰性運転時の信号の変化が相０で示してある。ほとんど定常的な状態が存在する、すなわち時点ｔ１とｔ２の間の相１では速度と回転数はほぼ一定である。
【００１３】
相１に示すように、時点ｔ１で、車両の速度が低下すると同時に、エンジン回転数が低下する。ここで、ブレーキを踏み、同時に惰性運転（エンジンが変速機とつながったままでエンジンブレーキが効いている運転状態）することに基づいて、エンジン回転数と速度が低下する。従って、相１では、惰性運転中の燃料遮断を伴うことになる減速が行われる。惰性運転中の燃料遮断の後で、車両の速度とエンジンの回転数がさらに低下する。その際、自動変速機のシフトダウンが連続して行われる。燃料ができるだけ消費されない変速段が選択され、シフトダウンによって燃料消費が最適化される。エンジンの回転数を上昇させるために、車両の運動エネルギーが利用される。そのために、シフト過程が延長され、トルクの減少とシフトエレメントの移行機能とによって、やさしいシフトが行われる。すなわち、不快な乗り心地をもたらすクラッチ接続時の大きなショックを防止するために、シフトダウン時にクラッチのスムーズな再接続が行われるように、シフトエレメントの移行機能は設計される。この相１では、円で囲んだ数字によって、自動変速機のいろいろな変速段が示してある。それによって、エンジンは停止段階１にある。これは、エンジンが燃料を燃やしていないで、変速機にまだ連結されていることを示す。それによって、急激なトルク増大またはトラクション増大が可能である。
【００１４】
時点ｔ２で、速度と回転数が所定の下側レベルに達する。この相２において、エンジンの切り離し、ひいては段階２、すなわちストップ−オン−ザ−ムーブの運転が可能であるかどうかが調べられる。システム（空調装置、バッテリ回路、変速機等）によってエンジン停止が拒否されないと、運転モードストップ−オン−ザ−ムーブの準備が行われる。これは、操舵、空調および電気装置を支援するための手段が働くことを意味する。同時に、エンジンが徐々に快適に停止し、かつできるだけ短時間で再始動するように行われる。この手段は例えばスロットル弁（ｎ）の開放または再閉鎖、吸気弁開閉時期と排気弁開閉時期の変更またはずらし、燃料圧力の適合、ジェネレータ、空調コンプレッサまたは他の補機の負荷トルクの減少または増大を含んでいる。
【００１５】
図１において時点ｔ３で、相２の準備が終了し、変速機からエンジンを切り離す相３が開始される。それによって、エンジンは低い速度のときに、例えばアイドリング回転数に達するときに停止させられる。
【００１６】
図１においてこれはエンジンの回転数がきわめて迅速に低下することによって明らかである。ブレーキが操作され、始動要求がない限り、エンジンは停止したままである。図１の実線は、シフトダウンしない場合の速度又はエンジン回転数を示し、それがゼロレベルになるまでの比較的長い時間がかかる。その結果、エンジンが停止するまで、比較的長い時間を要する。一方、図１の点線は、惰性走行時にシフトダウンを行う場合のエンジン回転数を示し、シフトダウンとエンジンブレーキにより、図１の実線の場合と比較して、より早くエンジン回転数が落ち、ゼロレベルに到達する。
【００１７】
図１から推察されるように、エンジンの回転数曲線と、車両の速度は、ゼロレベルまで低下する。これは、クランク軸が最終的に停止するかまたは車両が停止する時点である。
【００１８】
始動／停止の運転と異なり、エンジンの停止時間が長くなることにより、燃料消費の有効利用の可能性が増大する。
【００１９】
例えば交通信号灯での普通の始動−停止−運転の場合には、エンジンを停止する前に、車両の速度を先ず値０まで低下させなければならない。これに対して、本発明に係る方法の場合には、所定の条件が存在するときには、エンジンは燃料を燃焼しなくなり、さらに車両が低い速度で走行している間にエンジンは変速機から切り離される。図において時点ｔ４で示すこの切り離しが終わると、普通の始動−停止−運転と同様に、ブレーキを解除した後でエンジンが再び始動させられ、アイドリング回転数にセットされるかまたはアクセルペダルが直接操作される場合には発進動作が開始される。
【００２０】
図２は本発明に係る方法を実施するためのフローチャートの概要が示してある。先ず、例えばスロットル弁位置または希望されるトルク、ブレーキ、速度、エンジン回転数、操舵角、操舵角勾配、縦方向および横方向加速度、エンジン冷却水温度、触媒温度、変速機温度または快適および安全システムの距離の存在のようないろいろな入力値１０が検出され、そして信号検出および処理のための作業ステップ１１に供給される。内燃機関のスタート−ストップを準備するために、いろいろなファクターが考慮される。質問１２において、運転者がブレーキを操作したかどうかが検査される。この質問は、図１に示すような相１の状態に一致する。この場合、車両はブレーキを踏んだ惰性走行状態にあるので、エンジンの燃料燃焼は中断される。これを惰性走行中の燃料遮断と呼ぶ。エンジン回転数が低下すると同時に、車両の速度が低下する。この状態が存在する場合、ひいてはブレーキが操作されたかという質問に対してイエスが回答されると、質問１３に移る。この質問では、エンジン回転数が監視され、アイドリング回転数の達成が判別される。質問１３に対してイエスが回答されると、それに続くステップ１４において、停止拒否が存在するかどうかが検査される。停止拒否が存在しないと、作業ステップ１５で示すように、エンジンを停止することができる。この場合、冒頭で既に述べたように、ストップ−オン−ザ−ムーブと呼ぶ。それに対して、停止拒否が存在すると、この質問１４のイエス出力がこの方法の最初に戻り、制御装置によって信号が改めて検出される。
【００２１】
要約すると、入力信号が制御装置で検出および監視され、ブレーキの操作が確認されると、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達したかどうかを監視される。アイドリング回転数に達し、かつブレーキが操作されると、制御装置は起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されない場合に、駆動トレインが停止させられる。
【００２２】
図２に示した方法は、個々の方法ステップに関する概要にすぎない。この場合、必要に応じて本発明に係る方法にインプットされる他の入力値を検出することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料消費を低減するために、駆動トレインから被駆動トレインへ力が伝達されないときに、内燃機関が停止される、内燃機関を制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、内燃機関が運転状態に依存して始動および停止可能であり、車両駆動トレインと被駆動部が連結装置を介して互いに作用連結可能である、方法が知られている。
【０００３】
特許文献２により、車両の内燃機関と自動変速機を運転するための方法が知られている。この方法は、内燃機関の停止過程の間の走行快適性を損なうことが運転者に感じられないようにまたはほとんど感じられないようにする。この公知方法の場合、内燃機関のスタート−ストップ−運転が変速機においてアイドリング運転と組み合わせられる。その際、車両を停止するときに、内燃機関と被駆動部との間のトルク伝達を中断するために、アイドリング運転中、変速機の作動圧力が低減される。
【０００４】
内燃機関のためのスタート−ストップ−機能を実現する方法は主として、燃料消費を低減し、ひいては排ガス状態を改善する働きをする。車両の燃料消費を低減するための公知の方法の場合、内燃機関は一般的に、車両停止時に自動的に停止させられ、例えば運転者の発進の要求があったときに再びスタートさせられる。
【０００５】
車両が停止したときに初めて内燃機関が停止させられると、車両が停止するまで、内燃機関は、車両の駆動トレインの惰性運転中または車両の惰性走行中にいわゆるアイドリング制御され、それによって燃料が消費される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００３７２６Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第６９２６６３９Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、燃料消費をさらに大幅に減らす、内燃機関を動作させるための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、本発明に係る特徴によって解決され、この特徴によれば、内燃機関は惰性走行モードでは、すなわち駆動トレインのトラクションが被駆動トレインに伝達されないときには、停止される、すなわちストップする。専門家はストップ−オン−ザ−ムーブと呼ぶ。
【０００９】
この実施形態の場合、自動車の惰性走行の利点と、スタート−ストップ−自動変速機の利点が組み合わせられる。高い走行快適性を実現するために、運転者がエンジンの接続および切り離し時または停止または始動時に駆動トレインの余計なショックに気づかないようにすべきである。
【００１０】
本発明の実施例が図に示してある。この実施例を次の記載において詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る方法ストップ−オン−ザ−ムーブの場合の回転数と速度の変化を示す。
【図２】方法を実施するための本発明に係るステップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、車両が動いている間に内燃機関の停止（ストップ−オン−ザ−ムーブ（ｓｔｏｐ−ｏｎ−ｔｈｅ−ｍｏｖｅ））を準備および実現するためのいろいろな相を示す。内燃機関の惰性運転時の信号の変化が相０で示してある。ほとんど定常的な状態が存在する、すなわち時点ｔ１とｔ２の間の相１では速度と回転数はほぼ一定である。
【００１３】
相１に示すように、時点ｔ１で、車両の速度が低下すると同時に、エンジン回転数が低下する。ここで、ブレーキを踏み、同時に惰性運転（エンジンが変速機とつながったままでエンジンブレーキが効いている運転状態）することに基づいて、エンジン回転数と速度が低下する。従って、相１では、惰性運転中の燃料遮断を伴うことになる減速が行われる。惰性運転中の燃料遮断の後で、車両の速度とエンジンの回転数がさらに低下する。その際、自動変速機のシフトダウンが連続して行われる。燃料ができるだけ消費されない変速段が選択され、シフトダウンによって燃料消費が最適化される。エンジンの回転数を上昇させるために、車両の運動エネルギーが利用される。そのために、シフト過程が延長され、トルクの減少とシフトエレメントの移行機能とによって、やさしいシフトが行われる。すなわち、不快な乗り心地をもたらすクラッチ接続時の大きなショックを防止するために、シフトダウン時にクラッチのスムーズな再接続が行われるように、シフトエレメントの移行機能は設計される。この相１では、円で囲んだ数字によって、自動変速機のいろいろな変速段が示してある。それによって、エンジンは停止段階１にある。これは、エンジンが燃料を燃やしていないで、変速機にまだ連結されていることを示す。それによって、急激なトルク増大またはトラクション増大が可能である。
【００１４】
時点ｔ２で、速度と回転数が所定の下側レベルに達する。この相２において、エンジンの切り離し、ひいては段階２、すなわちストップ−オン−ザ−ムーブの運転が可能であるかどうかが調べられる。システム（空調装置、バッテリ回路、変速機等）によってエンジン停止が拒否されないと、運転モードストップ−オン−ザ−ムーブの準備が行われる。これは、操舵、空調および電気装置を支援するための手段が働くことを意味する。同時に、エンジンが徐々に快適に停止し、かつできるだけ短時間で再始動するように行われる。この手段は例えばスロットル弁（ｎ）の開放または再閉鎖、吸気弁開閉時期と排気弁開閉時期の変更またはずらし、燃料圧力の適合、ジェネレータ、空調コンプレッサまたは他の補機の負荷トルクの減少または増大を含んでいる。
【００１５】
図１において時点ｔ３で、相２の準備が終了し、変速機からエンジンを切り離す相３が開始される。それによって、エンジンは低い速度のときに、例えばアイドリング回転数に達するときに停止させられる。
【００１６】
図１においてこれはエンジンの回転数がきわめて迅速に低下することによって明らかである。ブレーキが操作され、始動要求がない限り、エンジンは停止したままである。図１の実線は、シフトダウンしない場合の速度又はエンジン回転数を示し、それがゼロレベルになるまでの比較的長い時間がかかる。その結果、エンジンが停止するまで、比較的長い時間を要する。一方、図１の点線は、惰性走行時にシフトダウンを行う場合のエンジン回転数を示し、シフトダウンとエンジンブレーキにより、図１の実線の場合と比較して、より早くエンジン回転数が落ち、ゼロレベルに到達する。
【００１７】
図１から推察されるように、エンジンの回転数曲線と、車両の速度は、ゼロレベルまで低下する。これは、クランク軸が最終的に停止するかまたは車両が停止する時点である。
【００１８】
始動／停止の運転と異なり、エンジンの停止時間が長くなることにより、燃料消費の有効利用の可能性が増大する。
【００１９】
例えば交通信号灯での普通の始動−停止−運転の場合には、エンジンを停止する前に、車両の速度を先ず値０まで低下させなければならない。これに対して、本発明に係る方法の場合には、所定の条件が存在するときには、エンジンは燃料を燃焼しなくなり、さらに車両が低い速度で走行している間にエンジンは変速機から切り離される。図において時点ｔ４で示すこの切り離しが終わると、普通の始動−停止−運転と同様に、ブレーキを解除した後でエンジンが再び始動させられ、アイドリング回転数にセットされるかまたはアクセルペダルが直接操作される場合には発進動作が開始される。
【００２０】
図２は本発明に係る方法を実施するためのフローチャートの概要が示してある。先ず、例えばスロットル弁位置または希望されるトルク、ブレーキ、速度、エンジン回転数、操舵角、操舵角勾配、縦方向および横方向加速度、エンジン冷却水温度、触媒温度、変速機温度または快適および安全システムの距離の存在のようないろいろな入力値１０が検出され、そして信号検出および処理のための作業ステップ１１に供給される。内燃機関のスタート−ストップを準備するために、いろいろなファクターが考慮される。質問１２において、運転者がブレーキを操作したかどうかが検査される。この質問は、図１に示すような相１の状態に一致する。この場合、車両はブレーキを踏んだ惰性走行状態にあるので、エンジンの燃料燃焼は中断される。これを惰性走行中の燃料遮断と呼ぶ。エンジン回転数が低下すると同時に、車両の速度が低下する。この状態が存在する場合、ひいてはブレーキが操作されたかという質問に対してイエスが回答されると、質問１３に移る。この質問では、エンジン回転数が監視され、アイドリング回転数の達成が判別される。質問１３に対してイエスが回答されると、それに続くステップ１４において、停止拒否が存在するかどうかが検査される。停止拒否が存在しないと、作業ステップ１５で示すように、エンジンを停止することができる。この場合、冒頭で既に述べたように、ストップ−オン−ザ−ムーブと呼ぶ。それに対して、停止拒否が存在すると、この質問１４のイエス出力がこの方法の最初に戻り、制御装置によって信号が改めて検出される。
【００２１】
要約すると、入力信号が制御装置で検出および監視され、ブレーキの操作が確認されると、内燃機関の回転数がアイドリング回転数に達したかどうかを監視される。アイドリング回転数に達し、かつブレーキが操作されると、制御装置は起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されない場合に、駆動トレインが停止させられる。
【００２２】
図２に示した方法は、個々の方法ステップに関する概要にすぎない。この場合、必要に応じて本発明に係る方法にインプットされる他の入力値を検出することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機を介して互いに連結可能である駆動トレインと被駆動トレインとを備え、かつ運転状態に依存して始動および停止可能である内燃機関を制御するための方法において、検出された入力信号が制御装置で監視され、操作されたブレーキを確認されると、内燃機関の回転数が監視され、設定可能な回転数に達し、かつさらにブレーキが操作されると、制御装置が起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されないと、駆動トレインが変速機から切り離されることを特徴とする方法。
【請求項２】
操作されたブレーキを確認した後で、エンジン回転数の低下によって、変速機がシフトダウンを開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
シフトダウンが燃料を消費せずに、運動エネルギーを利用することにより、延長した快適なギアシフトによって行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
停止拒否が空調装置および／または電気装置によって発生させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ブレーキが操作されている限り、エンジンが停止されたままであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ブレーキを解除した後で、エンジンが再び始動させられてアイドリング回転数に調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１】
変速機を介して互いに連結可能である駆動トレインと被駆動トレインとを備え、かつ運転状態に依存して始動および停止可能である内燃機関を制御するための方法において、検出された入力信号が制御装置で監視され、操作されたブレーキを確認されると、内燃機関の回転数が監視され、設定可能な回転数に達し、かつさらにブレーキが操作されると、制御装置が起こり得る停止拒否の存在を調べ、停止拒否が確認されないと、駆動トレインが変速機から切り離されることを特徴とする方法。
【請求項２】
操作されたブレーキを確認した後で、エンジン回転数の低下によって、変速機がシフトダウンを開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
シフトダウンが燃料を消費せずに、運動エネルギーを利用することにより、延長した快適なギアシフトによって行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
停止拒否が空調装置および／または電気装置によって発生させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ブレーキが操作されている限り、エンジンが停止されたままであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ブレーキを解除した後で、エンジンが再び始動させられてアイドリング回転数に調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−３７０５３（Ｐ２０１２−３７０５３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１８２０（Ｐ２０１１−１７１８２０）
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（５１０２３８０９６）ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト (63)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｐｏｒｓｃｈｅｐｌａｔｚ １， Ｄ−７０４３５ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月５日（２０１１．８．５）
【出願人】（５１０２３８０９６）ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト (63)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｐｏｒｓｃｈｅｐｌａｔｚ １， Ｄ−７０４３５ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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