JP2006170180A - 車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギーの節約と排気汚染を低減させるだけでなく、運転者が動力を必要とする時に直ちにエンジンを再スタートさせることができるようにした車輌のエンジンストップ並びに再スタート制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、エンジン制御器１と信号データ受信ユニット６及びスタート装置８から成る車輌のエンジンストップ並びに再スタート制御装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置に関し、特に、車輌が長時間の静止を必要とした後に再スタートを行う際に、エンジンストップを制御してエンジンからの運転によってエネルギーを浪費するのを避け、車輌の自動エンジンストップと再スタートに関する車輌エネルギー節約型の自動エンジンストップ並びにスタート制御装置に関するものである。

最近、文明の向上に従い、車輌の使用比率も相対的に高くなっているので各国の政府の環境保護に関して厳しい規制等が為されている。又、原油価格の高騰によって人々は車輌のエネルギー消耗と汚染問題を更に重視するようになっている。

かかる問題に対して従来の技術は、大部分は車輌のエンジンのエンジンストップ或いは再スタートに対して重点をおいている。第３図に示すように、米国特許第６１９０２８４号は混合動力システム車輌エンジンのエンジンスタート並びにエンジンストップの制御に適用することができる装置である。この装置は、エンジン制御器（Engine Managements System Controller;EMS Controller)１を利用して車輌の内部の車の速度、変速位置、ブレーキ等の関連のパラメータを観察し、判断した後に車内のネットワーク（ＣＡＮ，ＬＩＮ或いはＳＰＩインターフェース）を通じて判断した後に構造２に伝送して、整合型スタートと発電モータ制御器（Integrated Starter Generatar Controller;ISG Controller) ３と連接し、ISG Controller３を経由して整合型スタートと発電モータ（ISG)４の動作を制御してエンジン５の点火スタートをさせ、或いは、エンジン５の作動を受けて発電機の発電に変わる。該技術のおもなる目的は、車輌が行進している時に、若しも車輌が停止するときには自動制御で車輌のエンジンを止めてエンジンの空回転でエネルギーの浪費するのを避け、並びに車輌がエンジンの空回転時に排出する排気ガスの汚染を低減している。

上記従来技術は、単に車輌走行のデータの観察によってエンジンのストップ及びスタートを制御するので実用的ではない。即ち、車が都会の道路を走行している時では、頻繁に車の停止又は発進動作が反覆することになり、従来技術では殆ど之に対して適切に対処することができない。即ち、かかる状態でエンジンの始動及び停止をさせるための時間を考慮していないからである。尚、説明を付加すれば、車輌が発進するための時間が予測できないので、もしも車のエンジンがストップした後に直ちにスタートした時では、逆にエネルギー節約の効果を達することができない。更に、エンジンストップした後に運転している人が動力を必要とする際はスタートをすることができないので、これによって加速性は遅くなると云う不都合がある。

しかしながら、上記のような従来技術では、単に車の静止状態時に車のエンジンストップを自動制御してエンジンの空回転でエネルギーの浪費を避け、そして、空回転時の排気汚染を低減するのみであり、外部の交通状態或いは赤信号灯のためのエンジンストップ等の時間の判断ができず、エンジンストップの実行或いは、再スタートの機能はエネルギーの効果と安全面に合致しないのみならず、運転者が動力を必要とする時に直ちにエンジンを再スタートさせることができないと云う欠陥が生じる。

本発明は上記課題を解決するために提案せられたものであり、エンジン制御器と、信号データ受信ユニット及びスタート装置を有する車輌エネルギー節約型の自動エンジンストップ並びにスタート制御装置であって、前記エンジン制御器は、車輌が走行して停止した時、車輌の動力システムを制御して運転を停止することができ、これによって車輌停止時にエンジンが静止して待っている時間帯におけるエネルギーの消耗を節約することができるように構成され、更に前記信号データ受信ユニットは、外部信号源の信号を受信し、該外部信号源の信号をディコウデングした後に該信号をエンジン制御器に伝送し、該エンジン制御器は、エンジンの運転停止を制御するかの判断データをエンジンストップ制御装置に送信して、該エンジンを所定時間ストップさせることができるように構成され、更に、前記エンジンスタート制御装置は、該エンジン制御器に接続されて該エンジン制御器の制御を受け、該エンジンを駆動してスタート点火を行うことができるように構成され、上記外部信号源は、道路の状況の信号データを送信することができ、更に、前記信号データ受信ユニットは該外部信号源の信号を受信してディコウデングした後に、該エンジン制御器に伝送して、該エンジン制御器がエンジンを静止させて車輌が停止する時間の長さを判断し、この判断に基づいてエンジンをストップさせるか否かを決定して該エンジンを制御することができるようにしたことを特徴とする車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置を提供するものである。

本発明は外部信号源によって道路の状況の信号データを生成して、該信号データを信号データ受信ユニットに送信する。該信号データを受信した信号データ受信ユニットは該信号をディコウデングし、そして、之をエンジン制御器に転送する。該エンジン制御器は前記データに基づいてエンジンを静止させて車輌が停止する時間の長さを判断し、この判断に基づいてエンジンをストップさせるか否かを決定してエンジンを制御する。そこで、車輌が走行して停止したときには、前記エンジン制御装置は所定時間のエンジン停止指令をエンジンストップ制御装置に送信して該エンジンストップ制御装置により、該エンジンは所定時間ストップすることができる。之により、エンジンが静止して待っている時間帯におけるエネルギー消耗の節約と排気ガスによる環境汚染低減に寄与できる。

更に、該エンジン制御装置はエンジンスタート装置にも接続されているので、車輌の発進時には前記停止していたエンジンは直ちに点火されて車輌を発進させることができる。

本発明は車輌が、例えば都市等の道路上の走行中、交通信号の指示に基づきストップ及びスタートの動作を頻繁に繰り返しているが、赤信号による車輌の停車中に於いてエンジンを停止させて排気ガスによる環境汚染を可及的に低減すると同時に再スタート時のエンジン駆動を容易にすると云う目的を、道路の状況の信号データを生成して該データを信号データ受信ユニットに送信する外部信号源と、該外部信号源からの信号を受信してディコウデングした後にエンジン制御部に送信する信号データ受信ユニットと、該データを受信してエンジンのストップ及びスタートを制御するエンジン制御部と、該エンジン制御部からの操作指令を受けて車輌が停車したときにエンジンを停止させる自動エンジンストップ装置と、該エンジンストップ状態からエンジンを駆動してスタート点火するように構成された自動エンジンスタート制御装置とから成る車輌エネルギー節約型自動エンジンストップ並びにスタート制御装置を提供することにより実現した。

以下、本発明の実施例を好適な実施例図に従って説明する。図１に於いて本発明は主として次のものを含む：車内に取り付けたエンジン制御器１、該エンジン制御器１はオイルゲート、車の速度、変速位置及び運転者のオイルゲートの踏み加減、ブレーキ等装置のデータによってエンジンのスタートとストップ等の動作を制御する。及び、車輌の内部にあって無線発射器信号のデータを受信するデータ受信ユニット６。該データ受信ユニット６は、外部信号源７からの信号を受信する。該信号は該データ受信ユニット６でディコウデングされてエンジン制御器１に送信される。及び、スタート装置８。該スタート装置８はエンジンスタート制御器（Start motor relay)８１を含む。該スタート制御器８１は、エンジン制御器１のスタート信号を受信する。そして、スタートモータ（Start motor)８２を制御してエンジン５をスタートさせる。

図１に示すように、前記外部信号源７は道路上の例えば交通信号等無線弁識システムに設けていて、該無線弁識システムを経由した外部信号を生成する機能を有する。而して、該信号の伝送方式はＲＦＩＤ，ＧＳＭ或いはＷＩＦＩ無線ネットワーク等の各種の無線通信技術を利用することができる。そして、該データ受信ユニット６は車輌の内部にあって、前記外部信号源７の信号を受信することができる無線受信装置である。外部信号源７の発射器間との間は必ず共同の通信協定があって、これによって外部信号源７の信号を受信して解読することができる。そして、該信号をディコウデングした後に、内部のネットワーク通信ポート２を経由してエンジン制御器１に伝送する。該内部ネットワーク通信ポート２は、該エンジン制御器１、データ受信ユニット６及びその他の部品を連接することができて、データ受信ユニット６が受信して解読した信号をエンジン制御器１に伝送する。

外部信号源７は、例えば赤信号によるこれからの待ち時間、或いは、道路状況等のデータを提供することができるので、前記データ受信ユニット６から該データを送信されたエンジン制御器１は、該外部信号源７によって提供されたデータで赤信号の待ち時間、或いは渋滞時の待ち時間等のデータを判断して、エンジンストップ或いは運転を保持するかの判断をし、何れかのデータにすることができる。

最近、多数の先進都市においては、市内の信号灯或いは道路上に無線データシステムを設けているが、都市交通の無線ネットワークシステムは道路状況及び基本的の信号灯の持続時間等のデータを提供することができる。これで本発明は該データを受信するデータ受信ユニット６を利用して外部信号源７からのデータを受信することができる。並びに、該外部信号源７が提供した道路状況及び信号灯の待ち時間等のデータを利用し、該エンジン制御器１に提供してエンジン５のストップの制御をする必要があるかの判断の参考データにすることができる。

そこで、本発明の実施はエンジン制御器１が観察した車輌の走行データ、及び、データ受信ユニット６が受信した外部データを利用して、エンジン制御の二重判断の根拠にした。即ち、該エンジン制御器１は車輌の走行速度、触媒温度、電池の電気量等を観察することができる。並びに、車輌が停止している時に、エンジンのストップを制御し、更に、運転者がオイルゲート９を踏んだ時に、該オイルゲート９に取付けているセンサー１０によってオイルゲート９の動作を観察することができる。

前記データ受信ユニット６は、外部信号源７が提供した道路状況及び信号灯の待ち時間等のデータを受信し、これをエンジン制御器１に送信してエンジン５を制御してストップ状態にするかの参考データにすることができる。例えば、本発明の装置を取り付けた車輌が赤信号で停止した時には、該データ受信ユニット６は車輌に最も近い信号灯の外部信号源７が提供したデータから該赤信号を待つ時間の長さを判断することができる。若し、赤信号の残余の待ち時間が短いためにエンジン５を短い時間にストップさせた後に又、直ちにスタートすることは、エネルギーの節約に合致しないと判断し、そして、該エンジン制御器１はエンジン５に継続して回転を持続させ、車輌の再スタートをする迄保持させる。

この外に、運転者が車輌の停止時にエンジンがストップ状態に入った際で、又、すぐにスタートができるようにするために、エンジン制御器１はオイルゲートセンサー１０と連接させることができる。エンジン制御器１がエンジン５を制御してエンジンストップの状態に入った時に、若しも、運転者が臨時的にオイルゲート９を踏んだ際には、センサー１０はオイルゲート９の動作の信号をエンジン制御器１に伝送することができ、これによって直ちにエンジンストップの状態を中断させ、車輌を直ちにスタートさせることができる。

図２は、本発明の複合動力システムに応用した実施例を示す。同図において、エンジン制御器１はスタートモータ或いは電機モータともなるモータ（ＩＳＧ）４及び制御器（ISG Controller) ３に連続されることができる。該モータ（ＩＳＧ）４は、エンジン５をスタートさせることができる。そして、エンジン５が運転した時では、該モータ（ＩＳＧ）４もエンジン５の駆動を受けることができ、発電機に変えて電池に対して充電を行うことができる。

本発明の第二実施例のエンジン制御器１は、内部のネットワーク通信ポート２と該制御器（ISG Controller) ３に連接し、該制御器（ISG Controller) ３、制御モータ（ＩＳＧ）４の動作によって、エンジン５の点火スタートをさせる。或いは、エンジン５の駆動を受けて発電機の発電に変えることができる。この実施例の中では、制御器（ISG Controller) ３とモータ（ＩＳＧ）４はスタート装置８ａを構成している。

本発明の第二実施例の運転操作方式は、車輌が停止或いは、赤信号待ちの状態の時に、車は走行を停止しているので電力の消耗も低下している。若し、この時のエンジン５が駆動中であって、モータ（ＩＳＧ）４を駆動して運転し、発電した時では該エンジン制御器１は該エンジン５とモータ（ＩＳＧ）４を制御して運転を停止させることができる。これによってエネルギー節約の目的を達成させることができる。しかし、エンジン制御器１がエンジンストップ状態にある時には、同じように前記データ受信ユニット６が受信した外部信号源７からの道路状況のデータを受信することができて、エンジン５のストップをするかの判断のパラメータにすることができる。

以上説明したように、本発明は特に都市交通において車輌が長時間の静止と再スタート時にアイドリングの動力が必要ない車輌は自動的にエンジンをストップさせ、そして、又、短時間に再スタートを必要とすることのできる車輌のオイル節約及び、環境汚染を低減させる効果を達成させる問題を解決することができる。それは、車輌の外部の方向性と特定距離の無線弁識システム（ＲＦＩＤ）、無線携帯電話システム（ＧＳＭ）、衛星導航システム（ＧＰＳ）等の無線電波伝送識別資料の無線伝送を利用した。例えば、信号灯の時間、速度測定器の速度制限等の無線信号を、交通信号機、速度測定器の道路角を経過した信号を受信する機能がある車輌に提供して受信させ、車輌は信号受信ユニット（ＴＣＵ）６上の受信弁識ユニットを利用して無線信号発射器からきた信号を受信する。

エンジン制御器１は、外部信号源７から受信した道路状況のデータを内部のエンジン状態と比較した結果をエンジンストップ或いは、ストップ後の短時間に再スタートを必要とする制御を実行するのに使用する。もし、その判断の基礎はエネルギーの効果に合致するか、（例えばエンジンストップ後の短時間内に再スタートすることは比較的オイルの節約ができるか、或いは比較的多い汚染を作るか等）安全面（例えばエンジンストップした後で短時間内にスタートすることは車の走行の危険性があるか）等の判断の要因である。

本発明を伝統動力システムに使用した時では、エンジンストップの再スタートを実行するエンジンは、エンジン制御器１が内部ネットワーク通信ポート２からきた命令にしたがって実行をする。エンジンストップが必要の指令を受けた時では、エンジン制御器１はデータ接続ユニット６が接続した赤信号の停止時間にもとずいて、エンジンストップはエネルギー節約の目的を達成出来るかを判断する。若しも赤信号の停止時間が一つの臨界時間よりも長い際では、これによってエンジンのストップはエネルギー節約の効果があればオイル噴出の切断或いは、点火の電気回路の切断を経由してエンジンをストップさせる。エンジンの再スタートが必要の指令を接続した時は、エンジン制御器１はスタートモータ８２を経由してエンジン５をスタートさせる。

本発明を複合動力システムに使用した時は、整合型スタートと発電モータ（ＩＳＧ）４の制御を経由してエンジンをスタートさせて、オイル節約と汚染を下げる効果を達成させることができる。

本発明の第１の実施例を示し、その回路図である。 本発明の第２の実施例を示し、その回路図である。 従来技術を示し、その回路図である。

符号の説明

１ エンジン制御器
２ ネットワーク通信ポート
３ ＩＳＧ制御器
４ 制御モータ（ＩＳＧ）
５ エンジン
６ データ受信ユニット
７ 外部信号源
８，８ａ スタート装置
９ オイルゲート
１０ センサー
８１ スタート制御器
８２ スタートモータ

Claims (6)

1. エンジン制御器と、信号データ受信ユニット及びスタート装置を有する車輌エネルギー節約型の自動エンジンストップ並びにスタート制御装置であって、
   前記エンジン制御器は、車輌が走行して停止した時、車輌の動力システムを制御して運転を停止することができ、これによって車輌停止時にエンジンが静止して待っている時間帯におけるエネルギーの消耗を節約することができるように構成され、
   更に前記信号データ受信ユニットは、外部信号源の信号を受信し、該外部信号源の信号をディコウデングした後に該信号をエンジン制御器に伝送し、該エンジン制御器は、エンジンの運転停止を制御するかの判断データをエンジンストップ制御装置に送信して、該エンジンを所定時間ストップさせることができるように構成され、
   更に、前記エンジンスタート制御装置は、該エンジン制御器に接続されて該エンジン制御器の制御を受け、該エンジンを駆動してスタート点火を行うことができるように構成され、
   上記外部信号源は、道路の状況の信号データを送信することができ、更に、前記信号データ受信ユニットは該外部信号源の信号を受信してディコウデングした後に、該エンジン制御器に伝送して、該エンジン制御器がエンジンを静止させて車輌が停止する時間の長さを判断し、この判断に基づいてエンジンをストップさせるか否かを決定して該エンジンを制御することができるようにしたことを特徴とする車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。
2. 上記外部信号源の信号データの伝送方式は、無線弁識システム（ＲＦＩＤ）、無線電話通信システム（ＧＳＭ）、衛星導航システム（ＧＰＳ）、無線電（radio)等の無線通信協定の内の何れか一つからなることを特徴とする請求項１記載の車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。
3. 上記該外部信号源は、道路信号器システムに設けられた無線信号データ発射装置であって、道路信号器システムの赤信号の待ち時間信号を上記信号データ受信ユニットに送信するように構成されて成り、且つ、該待ち時間信号が伝送された上記エンジン制御器によってエンジンを制御するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。
4. 上記スタート制御装置は、スタートモータと、該スタートモータを制御してスタートさせるスタート制御器から成ることを特徴とする請求項１記載の車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。
5. 上記スタート制御装置は、整合型スタートと、発電モータ及び該整合型スタートと発電モータとを制御する整合型スタート制御装置及び発電モータ制御器で構成して成ることを特徴とする請求項１記載の車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。
6. 上記自動エンジンストップ並びに制御装置は、オイルゲート及び該オイルゲートと連動するセンサーを含み、該センサーは、オイルゲートの動作を観察することができ、且つ、該オイルゲートの動作のデータを上記エンジン制御器に伝送することを特徴とする請求項１記載の車輌のエンジンストップ並びにスタート制御装置。

Images