(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車の内燃機関のセンサの測定誤差を認識するために、内燃機関の惰行段階中に、センサにおいて基準測定を実施する方法を提供する。【解決手段】内燃機関の今後の惰行段階と、その惰行段階の期間を区間データ１０に基づいて予測し、惰行段階の予測期間が、基準測定を完全に実施するほど長い場合にのみ、センサにおいて基準測定を実施するようになっている。【効果】前述の方法および装置により、内燃機関を有する自動車の惰行段階中のセンサの機能を監視することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の内燃機関のセンサの測定誤差を認識するために前記内燃機関の惰行段階中に前記センサにおいて基準測定を実施する方法であって、
前記内燃機関の今後の惰行段階とその惰行段階の期間を区間データに基づいて予測し、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合にのみ、センサにおいて基準測定を実施することを特徴とする、内燃機関のセンサにおいて基準測定を実施する方法。
【請求項２】
前記区間データの測定をナビゲーションシステムによって行うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも区間経路およびその区間に沿った位相を区間データとして考慮することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記惰行段階の期間を予測するために、自動車の運動を表すデータおよび／または自動車の状態を表すデータを考慮することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記自動車の運動を表すデータとして、走行速度あるいは内燃機関の動作点をそれぞれ単独に考察するか、またはこれらの値を組み合わせて考慮し、および／または、前記自動車の状態を表すデータとして、空気抵抗あるいは転がり抵抗あるいは自動車の平均重量をそれぞれ単独に考察するか、またはこれらの値を組み合わせて考慮することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１の工程では区間およびその位相に関するデータを収集し、処理し、自動車の運動の一般モデルに供給し、第２の工程では前記一般モデルを使って次の走行経路の自動車の運動と状態を予測し、第３の工程では前記一般モデルからのデータと前記区間およびその位相に関するデータに基づいて惰行段階の期間を予測し、第４の工程では、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には基準測定の許可を行い、あるいは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には基準測定を止めることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
内燃機関の排気システム内の排ガスセンサにおいて基準測定を実施することを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ハイブリッド車の内燃機関の可能な惰行段階の期間を測定し、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には惰行段階およびハイブリッド車のセンサにおける基準測定を許可し、あるいは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には惰行段階および基準測定を止めることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
自動車の内燃機関のセンサの測定誤差を認識するために前記内燃機関の惰行段階中に前記センサにおいて基準測定を実施する装置であって、
前記装置が区間データを提供する第１のシステムを含んでおり、この第１のシステムはインターフェースを介して制御ユニットと接続しており、前記制御ユニット内には前記区間データに基づいて次の走行経路の車両の運動と状態を計算する第１のプログラムシーケンスが収容されており、前記制御ユニット内には前記区間データおよび前記車両の運動と状態のデータから惰行段階の期間を計算する第２のプログラムシーケンスが収容されており、前記制御ユニット内には、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には前記センサにおける基準測定を許可し、あるいは惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には基準測定を止める第３のプログラムシーケンスが収容されていることを特徴とする、内燃機関のセンサにおける基準測定を実施する装置。
【請求項１０】
前記制御ユニットはハイブリッド車の電気駆動装置と内燃機関を制御するために設置されており、前記第３のプログラムシーケンスは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には惰行段階および前記センサにおける基準測定を許可するために設置されており、あるいは前記第３のプログラムシーケンスは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には惰行段階および前記センサにおける基準測定を止めるために設置されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
内燃機関の排気路内の排ガスセンサにおいて基準測定を実施するための、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法または装置の使用。
【請求項１２】
内燃機関の排気路内のラムダセンサにおいて基準測定を実施するための、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法または装置の使用。
【請求項１３】
ハイブリッド車に使用されている内燃機関の排気路内の排ガスセンサを監視するための、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法または装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の内燃機関のセンサの測定誤差を認識するために前記内燃機関の惰行段階中に前記センサにおいて基準測定を実施する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、自動車の内燃機関のセンサの測定誤差を認識するために前記内燃機関の惰行段階中に前記センサにおいて基準測定を実施する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関を有する自動車には多数のセンサが使用されている。これらのセンサのいくつかはその機能性に関して定期的に、例えば車載コンピュータ診断（ＯＢＤ）の枠内で、点検しなくてはならない。そのためには、必要な診断機能を実施できるように、内燃機関を設定された運転状態で運転することが必要であろう。特に、内燃機関の実際の燃焼状態を検出するために、ならびに内燃機関の排気システム内の排ガス後処理コンポーネントを監視するために設けられているような排ガスセンサでは、定期的な機能制御が必要である。そのためには頻繁に内燃機関の運転時に新鮮な空気で基準測定を行う必要がある。この較正測定は、通常、内燃機関の惰行運転中に行われる。惰行運転中、パワートレインが接続していると内燃機関に燃料は供給されないので、新鮮な空気が内燃機関によって排気システムへポンピングされる。
【０００４】
内燃機関のための新しい運転方針ならびに新しい科学技術の枠内では、センサの機能を監視するために必要な内燃機関の動作点はもはや十分な頻度では始動しない。したがって、スタート・ストップ方式に従って運転される自動車では停止中は内燃機関が切られているので、アイドリングという運転状態はもはや存在しないか、あるいは非常に稀にしか存在しない。ハイブリッド駆動装置のような新しい科学技術では、惰行運転は出来るだけ阻止される。惰行運転の代わりに、エネルギを回収する運転方針（レキュペレーション）が意図されており、そこでは運動エネルギから電気エネルギへの変換が行われる。レキュペレーションはハイブリッドシステムの効率に実質的に貢献している。したがって、惰行段階が行われるのは、これが例えばセンサにおける基準測定の実施のために明らかに要求される場合だけである。
【０００５】
センサにおいて基準測定を完全に実施するためには、例えば、内燃機関の排気システムを対応するセンサの取付け位置で空気によって完全に洗浄するために、最低限の惰行段階期間が必要である。惰行段階が短すぎると、基準測定は中断され、後になって改めて行う必要がある。ハイブリッドシステムの場合は、レキュペレーションのための運動エネルギは失われている。
【０００６】
特許文献１には、車両が走行した、またはさらに走行すべき走行区間（Ｆ）の高度位置データ（ＨＤ）を処理し、その高度位置データ（ＨＤ）を考慮して車両の今後の惰行運転段階（ＳＰ）の出現予定に関する予測（Ｐ）を計算する処理ユニットを少なくとも１つ有する、車両の惰行運転段階（ＳＰ）を予め認識するための装置が提案されている。これにより、より長期の惰行段階を予測することが可能となり、出来るだけ少ないエネルギ消費で運転動作を行うことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０３２９６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、内燃機関の惰行段階中に内燃機関のセンサにおいて基準測定の完全な実施を可能にする方法を提供することである。
【０００９】
本発明の課題は、さらに、前記方法を実施するために対応する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記方法に関する発明の課題は、前記内燃機関の今後の惰行段階とその惰行段階の期間を区間データに基づいて予測し、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合にのみ、センサにおいて基準測定を実施することで解決される。可能な惰行段階期間がわかっていれば、この期間がセンサにおいて完全な基準測定を実施するほど長いものであるかどうかを評価することができる。前記基準測定は、測定誤差の認識に加え、センサの較正も含んでいてよい。これにより、惰行段階が短すぎることによる基準測定の中断は回避することができる。
【００１１】
区間データの測定をナビゲーションシステムによって行うことにより、区間データを正確かつ迅速に予測することができる。ナビゲーションシステムは今日広く知られており、多くの自動車にすでに搭載されているので、前記方法は安価に実現することができる。このとき、相応するカードデータを用いてもよい。
【００１２】
惰行段階の期間は、少なくとも区間経路およびその区間に沿った位相を区間データとして考慮することにより予測することができる。
【００１３】
このとき、前記惰行段階の期間を予測するために、自動車の運動を表すデータおよび／または自動車の状態を表すデータを考慮することにより、予測の正確性を改善することができる。
【００１４】
特に、前記自動車の運動を表すデータとして、走行速度あるいは内燃機関の動作点をそれぞれ単独に考察するか、またはこれらの値を組み合わせて考慮し、および／または、前記自動車の状態を表すデータとして、空気抵抗あるいは転がり抵抗あるいは自動車の平均重量をそれぞれ単独に考察するか、またはこれらの値を組み合わせて考慮するようにしてもよい。これらの全ての値は、惰行段階の期間に対して影響を有し、例えば搭載されている電動機制御装置にすでに存在し、簡単に検出し記憶することができる。このとき、列挙されたこれらの値は決定的なものではなく、他の特性値により補完もしくは置換してもよい。
【００１５】
本発明の有利な実施形態に従えば、第１の工程では区間およびその位相に関するデータを収集し、処理し、自動車の運動の一般モデルに供給し、第２の工程では前記一般モデルを使って次の走行経路の自動車の運動と状態を予測し、第３の工程では前記一般モデルからのデータと前記区間およびその位相に関するデータに基づいて惰行段階の期間を予測し、第４の工程では、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には基準測定の許可を行い、あるいは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には基準測定を止めるようにしてもよい。
【００１６】
特に内燃機関の排気システム内の排ガスセンサのために、排気システムを新鮮な空気で洗浄する惰行運転中の経時変化およびその他の影響因子により引き起こされた測定誤差を認識し、場合により調整することが必要である。したがって、内燃機関の排気システム中の排ガスセンサにおいて基準測定を実施するようにしてもよい。
【００１７】
ハイブリッド車の運転中には惰行段階は設けられていない。なぜならば、運動エネルギは電気エネルギに変換され、電気駆動装置のエネルギ供給のために蓄積されるからである。したがって、センサにおいて基準測定を実施するためには、惰行段階を必要な場合に個別に要求しなくてはならない。惰行段階が短すぎることにより基準測定が中断されると、センサの点検を行うことができないまま運動エネルギは変換されずに消失する。したがってハイブリッド車の効率を改善するために、ハイブリッド車の内燃機関の可能な惰行段階の期間を測定し、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には惰行段階およびハイブリッド車のセンサにおける基準測定を許可し、あるいは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には惰行段階および基準測定を止めるようにしてもよい。したがって、ハイブリッド車が惰行運転で運転されるのは、センサにおいて必要な基準測定が不可欠で、しかも完全に実施することができる場合だけである。そうでなければ、前記惰行段階および基準測定は止められ、運動エネルギは電気エネルギに変換される。
【００１８】
前記装置に関する発明の課題は、前記装置が区間データを提供する第１のシステムを含んでおり、この第１のシステムはインターフェースを介して制御ユニットと接続しており、前記制御ユニット内には前記区間データに基づいて次の走行経路の車両の運動と状態を計算する第１のプログラムシーケンスが収容されており、前記制御ユニット内には前記区間データおよび前記車両の運動と状態のデータから惰行段階の期間を計算する第２のプログラムシーケンスが収容されており、前記制御ユニット内には、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には前記センサにおける基準測定を許可し、あるいは惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には基準測定を止める第３のプログラムシーケンスが収容されていることで解決される。したがって、この装置により前記の方法の実施が可能になる。
【００１９】
本発明の有利な実施形態に従えば、前記制御ユニットはハイブリッド車の電気駆動装置と内燃機関を制御するために設置されており、前記第３のプログラムシーケンスは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほど長い場合には惰行段階および前記センサにおける基準測定を許可するために設置されており、あるいは前記第３のプログラムシーケンスは、惰行段階の前記予測期間が基準測定を完全に実施するほどには長くない場合には惰行段階および前記センサにおける基準測定を止めるために設置されているようにしてもよい。それにより、前記基準測定が完全に実施できる場合にのみ惰行段階が要求される。惰行段階の期間が短すぎることにより中断される基準測定に対する惰行段階を回避することができ、それによりハイブリッド車の効率を改善することができる。
【００２０】
前記方法と前記装置は、有利には、内燃機関の排気路内の排ガスセンサにおいて基準測定を実施するために使用される。このとき、必要な惰行段階の期間は、前記排気システムが新鮮な空気で十分洗浄され、排ガスセンサの基準測定自体および可能な排ガスセンサの較正を行うことができるように、決定することができる。
【００２１】
前記方法と前記装置は、特に、内燃機関の排気路内のラムダセンサにおいて基準測定を実施するために使用される。
【００２２】
前記方法と前記装置は、さらに有利には、ハイブリッド車に使用されている内燃機関の排気路内の排ガスセンサを監視するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ハイブリッド車の内燃機関のセンサにおいて基準測定を実施するための機能ブロックを有するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を以下、図面に記載された実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、ハイブリッド車の内燃機関のセンサにおいて基準測定を実施するための機能ブロック２０、２１、２３、２４を有するブロック図を示す。機能ブロック２０、２１、２３、２４は、このとき、異なる電子システム上の個々のソフトウエア・コンポーネントとして配分されていてもよい。
【００２６】
図示されていない前記ハイブリッド車は、任意に電動機または内燃機関を介して駆動される。電動機は、発電機としても作動することができ、ブレーキ操作時に車両の運動エネルギを電気エネルギに変換（レキュペレーション）することができる。この電気エネルギは蓄電池に蓄積され、後に電動機のエネルギ供給のために使用される。レキュペレーションは実質的にハイブリッド車の効率に貢献する。したがって、車両の運動エネルギをエネルギ回収のためには使用しない惰行段階は出来る限り回避され、必要な場合にのみ、例えば内燃機関の排気路内の排ガスセンサにおいて基準測定を実施するために、設けられる。
【００２７】
中央インスタンス２０では、使用可能なすべての区間データ１０が収集され、処理される。そうして得られたデータ１１は、車両運動の一般モデル２１へ流れ、そして前記一般モデル２１から得られた中央特性値１２と一緒に、惰行段階の期間のためのモデル２３へと流れる。惰行段階の期間１４は、前記惰行段階の期間のためのモデル２３の出力信号として、基準測定を許可／要求するためのロジック２４へさらに送られる。前記ロジック２４には、さらに、電動機制御器２２の実際の運転パラメータ１３が送られる。前記ロジックは基準測定に対する許可１５と惰行要求を出力する。
【００２８】
前記中央インスタンス２０に送られた区間データ１０は、区間およびその位相に関する情報を含有している。これらは、ナビゲーション装置により、カードデータにより、あるいは外部から入手可能な、例えばインターネットを介して得られるデータを介して、取り入れることができる。前記一般モデル２１では、自動車の運動と状態を予測し、中央特性値１２の形で前記惰行段階の期間のためのモデル２３に出力する。このとき、自動車の運動は、例えば走行速度および内燃機関の動作点によって表すことができる一方、自動車の状態は、例えば空気抵抗、転がり抵抗および車両の平均重量によって表すことができる。
【００２９】
前記惰行段階の期間のためのモデル２３では、前記中央インスタンス２０からのデータ１１と前記中央特性値１２から、可能な惰行段階の期間１４のモデルを形成する。前記可能な惰行段階の期間１４と電動機制御器２２から提供された他の実際の運転パラメータ１３から、センサの基準測定および対応する惰行要求を許可するか止めるかが、ロジック２４内で決定される。このとき、許可が行われるのは、惰行段階の前記予測期間１４がセンサにおいて基準測定を実施し終了するのに足りる場合だけである。惰行段階の前記予測期間１４が少なすぎると、基準測定は止められる。この実施例で示されたハイブリッド車での使用においては同時に惰行段階も止められるので、運動エネルギを電気エネルギへの回収のために使用することができる。
【００３０】
前記方法とそれに付随する前記装置は、区間データを利用することにより惰行段階の期間の予測を可能にし、センサ、特に排ガスセンサの基準測定の実施が成功する見込みがない場合には、その要求を妨げる。ハイブリッド車での使用においては、同時に前記基準測定に必要な惰行段階の要求を抑えることにより、レキュペレーションによって回収されたエネルギの量が上昇し、そのためにハイブリッド車の効率が上昇する。
【００３１】
好適には、メータパネル、ナビゲーションシステムおよびそれらに接続した他の部材を含む、自動車のいわゆるヘッドユニットを、前記区間データ１０を提供するために使用する。しかも、必要なデータを提供するシステム、例えばスマートホンやサーバに対するインターフェースを設けていてもよい。このとき、適当なプロトコルを使って、例えばＡＤＡＳＩＳを介して前記区間経路と位相に関するデータと、自動車内に搭載されたＢＵＳシステム（ＣＡＮ、ＦｌｅｘＲａｙ）とを、前記ヘッドユニットもしくは前記インターフェースから、例えば前記電動機制御器２２内に収容されている中央インスタンス２１に伝達し、センサの基準測定のための要求ロジックでさらに処理する。
【符号の説明】
【００３２】
１０  区間データ
１１  データ
１２  中央特性値
１３  運転パラメータ
１４  惰行段階の期間
１５  許可
２０  中央インスタンス
２１  一般モデル
２２  電動機制御器
２３  惰行段階の期間のためのモデル
２４  ロジック
【図１】
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