CN101492044A - 一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置和方法，怠速停止控制器连接一个用于判断有效怠速停止条件的控制器，有效怠速停止条件的控制器连接一个交通信号灯显示时间的图像捕捉处理装置，使用图像捕捉处理装置进行交通信号灯显示时间的图像捕捉；将红灯剩余时间与未捕捉到有效的图像两种结果输入到判断有效怠速停止条件的控制器，将接收到的红灯剩余时间与判断有效怠速停止条件的控制器预先设定的时间对比，发送信号到怠速停止控制器中，停止发动机怠速或保持发动机的怠速运转；只进行有效的怠速停止，可减少发动机短暂怠速停止的次数，提高起动机的寿命，减少增加燃油消耗的无效的怠速停止，进一步提高怠速停止的节油和减排效果。

Description

一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置和方法

技术领域

本发明涉及的是安装在城市车辆上的怠速停止起动系统，尤其是应用在非混合动力或其它内燃机式城市公交客车上的怠速停止起动系统。

背景技术

近年来，随着石油资源的日益减少和大气环境的不断恶化，世界上各大汽车公司和研究机构纷纷研发运输车辆节能环保技术和开发节能环保的车辆。中国作为一个石油消费大国，有很大一部分石油供应依赖进口，因此政府和汽车生产企业都在想方设法来减少运输车辆的燃油耗消耗和尾气排放。国外已经有专利提到为了节省燃料而停止发动机的怠速工作。目前怠速停止起动系统一般用在混合动力电动轿车上，停止不必要的发动机怠速来节省燃油，实际上对于在城市里行驶的车辆，经常因为道路交通信号灯和交通堵塞而停车，因此城市里行驶的车辆可以通过安装怠速停止系统使得车辆在交叉路口红灯及交通堵塞时停止发动机的运行来降低燃油消耗，而对于城市公交客车来说，在乘客上下车时也可以根据停车的时间长短来判断是否执行发动机的怠速停止。

目前国外汽车上使用的怠速停止起动系统都是在条件满足后就会停止发动机，并没有考虑到这个怠速停止是有效的还是无效的怠速停止，实际上发动机重新起动时会消耗更多的燃油，同时也会排放更多的污染物。因此，如果发动机停止的时间过短，那么这种怠速停止就是无效的怠速停止；只有在发动机怠速停止所节省的燃油大于发动机重新起动时多消耗的燃油量时，才是有效的怠速停止。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中无法判断城市公交客车是否有效怠速停止的不足，即无论车辆停止时间长短，均进行发动机的怠速停止，在非常短暂的停止时间停止发动机不仅提高了油耗，还对起动机的寿命带来影响，提供了一种可根据车辆运行实况准确判断车辆有效怠速停止条件的装置和方法。

本发明装置采用的技术方案是：包括与发动机连接的起动/发电机、连接发动机的自动变速器、发动机ECU连接在发动机与怠速停止控制器之间、起动/发电机连接逆变器后接电池、逆变器连接怠速停止控制器、怠速停止控制器连接各种传感器，怠速停止控制器连接一个用于判断有效怠速停止条件的控制器，该判断有效怠速停止条件的控制器连接一个交通信号灯显示时间的图像捕捉处理装置。

本发明方法采用的技术方案是：先判断与怠速停止控制器连接的各种传感器发送的信号满足怠速停止的条件；再使用图像捕捉处理装置进行交通信号灯显示时间的图像捕捉；将红灯剩余时间与未捕捉到有效的图像两种结果输入到判断有效怠速停止条件的控制器：最后判断有效怠速停止条件的控制器将接收到的红灯剩余时间N₁与判断有效怠速停止条件的控制器预先设定的时间N对比，若N₁大于N或者未捕捉到有效的图像时，则发送信号到怠速停止控制器中，停止发动机怠速；若N₁小于或等于N则发送信号到怠速停止控制器中，保持发动机的怠速运转。

本发明的有益效果是：

1、通过与判断有效怠速停止条件的控制器相连的一个交通信号灯显示时间的图像捕捉处理装置来发送车辆会停止多久的信号给该控制器，只有在停止值时才发送信号给怠速停止控制器，也即只进行有效的怠速停止，这样可以减少发动机短暂怠速停止的次数，提高起动机的寿命，减少增加燃油消耗的无效的怠速停止，进一步提高怠速停止的节油和减排效果。

2、本发明限制只有当驾驶员就坐于座位上时，才执行发动机的重新起动。

3、怠速停止控制器判断只有在车辆静止而且车辆处于暖机状态时才允许执行怠速停止。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图。

图2是本发明方法中怠速停止的流程框图。

图3是本发明方法中发动机重新起动的流程框图。

图4是本发明装置车辆停止在交通信号灯前进行信号交换示意图。

图5是图4中的图像处理流程框图。

具体实施方式

图1如示，本发明装置包括一个汽油驱动的发动机1、一个既能起动发动机又能发电的起动/发电机2、一个怠速停止起动系统控制器3、一个自动变速器4、一个控制发动机的发动机ECU(汽车发动机电控系统中央处理器)5，其中，起动/发电机2和自动变速器4分别连接发动机1，发动机ECU 5连接在发动机1与怠速停止控制器3之间。本发明装置还包括一个既向起动/发电机供电又接收起动/发电机2产生的电能的蓄电池8、一个控制向起动/发电机2供应电量或向蓄电池充电的逆变器(转换器)9、一个检测蓄电池8电量是否足以起动发动机的蓄电池电量的传感器11和判断该怠速停止是否为有效的有效怠速停止条件的控制器16。其中，起动/发电机2连接逆变器9后接电池8、逆变器9连接怠速停止控制器3。怠速停止控制器3还分别连接一个控制怠速停止起动系统是否可用的总开关12、一个检测车辆是否停止的车速传感器13、一个检测变速器的档位的档位传感器14、一个检测制动踏板压下行程是否超过预定行程的制动踏板传感器15、一个检测发动机是否处于怠速的发动机转速传感器7和检测驾驶员是否就座于驾驶座上的驾驶员座位传感器10等各种传感器。怠速停止控制器3还连接一个用于判断有效怠速停止条件的控制器16，该判断有效怠速停止条件的控制器16连接一个用来捕捉和处理交通信号灯显示时间的图像捕捉处理装置6，其中图像捕捉处理装置6包括彩色摄像机、辅助光源和图像采集预处理器。

本发明的工作过程如图2：在步骤201检测硬件装置是否有问题，如果存在问题，则故障警示灯闪烁来提醒驾驶员不能进行正常的怠速停止，终止流程；当检测结果硬件没有任何问题，当与怠速停止控制器3连接的所有的传感器发送过来的信号满足怠速停止的基本条件时，则表示怠速停止起动装置属于正常状态。在步骤S202判断怠速停止起动开关12是否处于开启，若处于关状态则不允许进行发动机1的怠速停止，终止流程；当开关12处于开启状态则表明允许进行发动机1的怠速停止。在步骤S203，怠速停止控制器3根据车速传感器13信号来判断车辆是否处于停止状态，当车辆未停止，结束流程；当判定车辆处于停止，则进行下一阶段的判断；在步骤S204，怠速停止控制器3根据档位传感器14信号判断自动变速器4是否处于N或P档，若不是，则结束流程；当判断处于N或P档，则进入下一阶段的判断。在步骤S205，怠速停止控制器3根据发动机转速传感器7信号判断发动机1是否处于怠速运转，若判定发动机1未处于怠速运转，或发动机1已经停止，则结束流程；若判断发动机1处于怠速运转，则进入下一阶段的判断。在步骤S206，怠速停止控制器3根据蓄电池8电量的传感器11信号判断电池8的电量是否足以进行下一次的发动机1起动，如果电量不足，则禁止进行怠速停止，结束流程；若判断电量足以进行下一次的发动机1起动，则进入下一阶段；在步骤S207，使用图像捕捉处理装置6进行交通信号灯显示时间的图像捕捉，怠速停止控制器(ISC)3发送信号给图像捕捉处理装置6来进行图像捕捉及处理，图像捕捉处理装置6先利用彩色摄像机来辅助光源捕捉交通信号灯倒计时显示屏17的信息，再将该信息输入到图像采集预处理器识别处理，最后将处理完人结果输入到判断有效怠速停止条件的控制器16，处理完后输出结果分为两种：一种是数字N₁，这个数字即红灯剩余时间；一种是数字0，表示未捕捉到有效的图像，并将处理结果发送到判断有效怠速停止条件的控制器16。步骤S208，判断有效怠速停止条件的控制器16对结果进行判断，当判断输入结果N₁，则进入步骤S209，当判断输入结果为0，则直接发送信号1至怠速停止控制器3。在步骤S209，判断有效怠速停止条件的控制器16将接收到的红灯剩余时间N₁与判断有效怠速停止条件的控制器16预先设定的时间N对比，判断有效怠速停止条件的控制器16预先设定的时间N可根据不同车型进行调整，当接收到的时间N₁大于预先设定的时间N时，则发送信号1至怠速停止控制器3，命令发动机ECU 5立即停止发动机1，当接收到的时间N₁小于或等于预先设定的时间N时则发送信号0至怠速停止控制器3，保持发动机1的怠速。

如图3为发动机1重新起动的流程图，在步骤S301，怠速停止控制器3判断发动机1是否处于怠速停止状态，当发动机1并非处于怠速停止状态，则结束流程；当判断是处于怠速停止状态，则进入下一阶段。在步骤S302，怠速停止控制器3判断发动机1是否基于图像捕捉处理装置6进行的怠速停止，当判断是时，则进入步骤S303；当判断为否是，则进入S305。在步骤S303，图像捕捉处理装置6捕捉并处理图像，将识别的数字发送至怠速停止控制器3。在步骤S304，怠速停止控制器3判断输入的数字是否为1，当判断是小于等于1时，则立即重起发动机1，当判断大于1时，则返回继续进行图像捕捉处理，直至输入结果为1，然后重起发动机1。在步骤S305，判断发动机1的重新起动条件是否满足，当满足时，立即重起发动机1，当不满足时，则结束流程。

本发明只有当判断车辆停止的时间大于预先设定的时间时才进行发动机1的怠速停止，当捕捉到的时间小于或等于预先设定的时间时保持发动机1的怠速运转；对于未能捕捉到效验信号灯时间的情况下如没有安装信号灯倒计时装置的信号灯下或公交车乘客上下车时，立即执行发动机1的怠速停止。

如图4、5，安装于车辆上的图像捕捉处理装置6将捕捉到的交通信号灯倒计时显示屏17上显示时间的图像进行处理，处理完后输出N₁或者0两种结果：表明车辆处于没有倒计时显示的信号灯下或公交车站乘客上下车等情况，将这两种结果发送到判断有效怠速停止条件的控制器16，判断有效怠速停止条件的控制器16输入信号为1或0到怠速停止控制器3，停止或保持发动机1的怠速运转。

Claims (6)

1.一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置，包括与发动机(1)连接的起动/发电机(2)、连接发动机(1)的自动变速器(4)、发动机ECU(5)连接在发动机(1)与怠速停止控制器(3)之间、起动/发电机(2)连接逆变器(9)后接电池(8)、逆变器(9)连接怠速停止控制器(3)、怠速停止控制器(3)连接各种传感器，其特征是：怠速停止控制器(3)连接一个用于判断有效怠速停止条件的控制器(16)，该判断有效怠速停止条件的控制器(16)连接一个交通信号灯显示时间的图像捕捉处理装置(6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置，其特征是：图像捕捉处理装置(6)包括彩色摄像机、辅助光源和图像采集预处理器。

3.根据权利要求1所述的一种用于判断车辆有效怠速停止条件的装置，其特征是：怠速停止控制器(3)连接发动机转速传感器(7)和驾驶员座位传感器(10)。

4.一种用于判断车辆有效怠速停止条件的方法，其特征是采用如下步骤：

A.判断与怠速停止控制器(3)连接的各种传感器发送的信号满足怠速停止的条件；

B.使用图像捕捉处理装置(6)进行交通信号灯显示时间的图像捕捉；将红灯剩余时间与未捕捉到有效的图像两种结果输入到判断有效怠速停止条件的控制器(16)：

C.判断有效怠速停止条件的控制器(16)将接收到的红灯剩余时间N₁与判断有效怠速停止条件的控制器(16)预先设定的时间N对比，若N₁大于N或者未捕捉到有效的图像时，则发送信号到怠速停止控制器(3)中，停止发动机(1)怠速；若N₁小于或等于N则发送信号到怠速停止控制器(3)中，保持发动机(1)的怠速运转。

5.根据权利要求4所述的一种用于判断车辆有效怠速停止条件的方法，其特征是：步骤B中，图像捕捉处理装置(6)先利用彩色摄像机和辅助光源捕捉交通信号灯倒计时显示屏的信息，再将该信息输入到图像采集预处理器识别处理，最后将两种结果输入到判断有效怠速停止条件的控制器(16)。

6.根据权利要求4所述的一种用于判断车辆有效怠速停止条件的方法，其特征是：判断有效怠速停止条件的控制器(16)预先设定的时间N可根据不同车型进行调整。

Images