(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンキーをオン位置に保ったまま、始動押しボタンを押すことによって、スタータモータを駆動してエンジンを始動させるようにした自動車エンジンの始動及び停止装置において、エンジンの停止に関し、走行中の自動車のオルタネエータの交流発電に伴い、バッテリを含む直流電源回路に重畳された微小脈波を事前に適宜増幅成形することによって得られたエンジンの回転数に比例したパルス信号を車両停止判定回路に入力し、自動車の走行速度が次第に低下して、その周波数の値がエンジンのアイドリング回転状態のときの周波数の値とほぼ等しくなったとき、車両が停止したものと判定して停止判定リレーを駆動し、その常閉接点を開放させることによってエンジンを自動的に又は押しボタン操作の併用によってエンジンの停止が可能なように停止回路を構成したことを特徴とする、自動車エンジンの停止方式。
【請求項２】
エンジンキーをオン位置に保ったまま、始動押しボタンを押すことによって、スタータモータを駆動してエンジンを始動させるようにした自動車エンジンの始動及び停止装置において、エンジンの停止に関し、走行中の自動車の車両機構の適宜部位から得られた車軸またはエンジンの回転数に比例したパルス信号を車両停止判定回路に入力し、自動車の走行速度が次第に低下して、そのパルス信号の周波数の値がある特定の値まで減少したことによって車両が停止したと判定されたときに停止判定リレーが駆動されるようにして、停止判定リレーが駆動された場合にだけ常閉接点が開放されて自動的に又は押しボタン操作の併用によってエンジンの停止が可能なように停止回路を構成し、上記停止判定リレーが駆動されたときに開放される常閉接点に並列に、常閉型の接点を設け、この接点は、停止保留押しボタンのオン操作によって一定時間のみ出力してリセットされる停止保留自動リセットタイマの出力によって開放される構成からなる、エンジン自動停止の動作を短時間遅らせるタイマ機能を設けたことを特徴とする、自動車エンジンの停止方式。
【請求項３】
エンジンキーをオン位置に保ったまま、始動押しボタンを押すことによって、スタータモータを駆動してエンジンを始動させるようにした自動車エンジンの始動及び停止装置において、エンジンの停止に関し、走行中の自動車の車両機構の適宜部位から得られた車軸またはエンジンの回転数に比例したパルス信号を車両停止判定回路に入力し、自動車の走行速度が次第に低下して、そのパルス信号の周波数の値がある特定の値まで減少したことによって車両が停止したと判定されたときに停止判定リレーが駆動されるようにして、停止判定リレーが駆動された場合にだけ常閉接点が開放されて自動的にエンジンの停止が可能なように停止回路を構成し、上記停止判定リレーが駆動されたときに開放される常閉接点に並列に、接点常閉型の停止押しボタンを設け、上記停止判定リレーが駆動されてその常閉接点が開放状態となっても、エンジン自動停止の動作を一時保留し、その後に、上記停止押しボタンを押すことによって保留を解除し、エンジンを停止させることができるようにしたことを特徴とする、自動車エンジンの停止方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、始動押しボタンを押すことによってエンジンを始動させるようにした自動車エンジンの始動および停止装置の、新規なエンジンの停止方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車が交差点や道路渋滞などで停止して、エンジンがアイドリング回転状態となったとき積極的にエンジンを止め、排気ガスによる大気汚染を軽減し、あわせて燃料の節約を計ろうとするいわゆるアイドリング・ストップ運動が叫ばれて久しい。しかしながらその実施は思うように進んでいない。その最大の原因は、アイドリング・ストップを行うためには自動車の停止と再発進の度毎に、不自然な姿勢で厄介なエンジンキーの操作を行わなければならないことにある。
そこで、かなり以前からエンジンキーをオン位置に保ったままの状態で、押しボタンの操作によってエンジンの始動および停止ができる装置が提案され、実施されてきた。
【０００３】
図１は従来の自動車エンジンの始動および停止装置の一例である。本例では、始動および停止はそれぞれ押しボタンの操作による方式を用いている。図で、１はバッテリ、２はエンジンキーによって切り替えられるイグニッション・スイッチ、３はエンジンキーをオン位置に保ったときに閉路される同スイッチ２のオン接点である。オン接点３が閉じエンジンが停止しているとき、運転席の計器パネル上のチャージランプ４は車両内部のオルタネータ出力電圧反応リレー５の点灯接点６によって点灯している。
ここでオルタネータ出力電圧反応リレー５は、エンジンが停止し、かつバッテリ１が充分に充電されているとき励磁されてチャージランプ４を点灯し、エンジンが始動してそれに直結の交流発電機いわゆるオルタネータが回転し、その発電出力を整流して得た直流電圧が所定の値になったときその励磁が解かれる仕組みになっている。従って、チャージランプ４の点灯は運転者にエンジンが何時でも始動できる態勢にあることを知らせ、それが消灯した時にはエンジンが確実に始動したことを知らせる役目をしている。
【０００４】
エンジンが停止し、チャージランプ４が点灯しているとき始動押しボタン７を押すと、先ず始動制御リレー８が励磁され、その第１接点９が閉じてスタータモータ１０が回転を開始する。同時にその第２接点１１も閉じ、イグニッション制御リレー１２の励磁によりその第１接点１３が閉じ、イグニッション回路１４に通電される。この結果エンジンは回転を開始し、オルタネータも共に回転し、それらの回転数が充分に高まったときオルタネータ出力電圧反応リレー５が無励磁状態に転換する。この結果、同リレー５の点灯接点６が開き、チャージランプ４が消灯するのと同時に始動制御リレー８は励磁を失い、その第１接点９が解放されてスタータモータ１０は直ちに停止する。
このとき始動制御リレー８の第２接点１１も解放されるが、イグニッション制御リレー１２は既にその自己保持接点１５によって励磁状態のままに保たれているので、イグニッション回路１４への通電はそのまま継続され、エンジンは回転を続け、自動車は発進操作により走行可能となる。
【０００５】
本例の場合、始動に際して押された始動押しボタン７から指を離すタイミングは、エンジンが始動した後でも、それ以前でもよい。これは始動制御リレー８が励磁されたとき、その自己保持接点１６によって始動押しボタン７が短絡され、スタータモータ１０の停止は始動押しボタン７の存在とは無関係に上記説明のように全く自動的に行われるからである。
このような方式では、始動押しボタン７から指を離すタイミングを全く意識することなく、一瞬のワンタッチ操作によってエンジンの始動が可能であり、また始動ミスも完全に防止できる。しかも、すでに暖まっているエンジンを始動する場合の始動に要する時間は通常１秒足らずで、スタータモータ１０やバッテリ１に与える負担を最小限度に抑制できる効果もある。
【０００６】
本例では、走行していた自動車が交差点や道路渋滞などで停止したとき、アイドリング・ストップのためにエンジンを停止させるには、接点常閉型の停止押しボタン１７を押すだけでよい。これによってイグニッション制御リレー１２の励磁電流が断たれ、その第１接点１３が解放される。この結果イグニッション回路１４への通電が遮断されるので、エンジンは直ちに停止する。
【０００７】
さて、上記のように極めて簡便で多くの利点を持った装置ではあるが、長期試用の結果更に改善すべき問題があることが分かった。それは自動車が高速で曲線道路などを走行中に、運転者や同乗者がうっかりして停止押しボタン１７に手を触れ、これを押してしまうようなことがあると、意識しないのに突然エンスト状態となって急にエンジンブレーギが作動し、運転者のハンドル操作を誤らせる危険があることである。万一の事故防止のため、何らかの対策が望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
自動車の走行中に、不測のエンジン停止が発生するおそれのない新規な停止方を開発し、万一の事故発生を防止する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
自動車の車軸またはエンジンの回転数の変化態様から自動車が停止したことを類推し、自動車が停止したと判定されたとき以外にはエンジンを停止させることが出来ないようにして、走行中の不測のエンジン停止を防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
自動車が停止したことを物理的に認識するためには、その自動車が確かに停止したことを示す何らかの情報が必要である。例えば自動車の停止後、パーキング・ブレーキが操作されたとか、ギヤチェンジ・レバーがパーキング位置に操作されたとかの事実があれば、これらの機構の一部から停止を示す接点情報を取り出すことが可能である。しかし、一般に自動車が交差点などで停止したとき、これらの操作が行われることは稀で、通常、自動車停止の確実な情報を得ることは不可能である。
【００１１】
そこで本発明では、走行していた自動車が停止したとき、車軸の回転数がゼロとなること、或いはエンジンの回転数が最低値すなわちアイドリング回転状態となることに着目し、これらの回転数の減少態様から自動車の停止を類推することとした。
すなわち走行中の自動車の車両機構の適宜部位から得られた車軸またはエンジンの回転数に比例したパルス信号を車両停止判定回路に入力し、自動車の走行速度が次第に低下して、そのパルス信号の周波数の値がある特定の値まで減少したことによって車両が停止したと判定されたとき、停止判定リレーが駆動されるようにして、停止判定リレーが駆動された場合にだけエンジンの停止が可能なように停止回路を構成した。
【００１２】
図２は本発明方式を用いた自動車エンジンの始動およびの停止装置の一実施例を示す。本発明では図１の従来の停止回路とは別個の新規な停止回路を用いている。図で１８は車両停止判定回路、１９はその入力端子、２０はその出力端子である。２１は車両停止判定回路１８の判定出力によって駆動される停止判定リレー、２２は同リレー２１の常閉接点で、同リレー２１が駆動されたときに解放される。
停止判定リレー２１の常閉接点２２が解放されると、従来装置と同様イグニッション制御リレー１２の励磁が断たれ、その第１接点１３が解放されてイグニッション回路１４への通電が遮断されるので、エンジンは直ちに停止する。
【００１３】
本例の図では、エンジンは人的操作なしに自動的に停止するものとした。この場合、自動車の停止には特別の操作を必要としないので、無意識でアイドリング・ストップを行うことができる利点がある。しかし、必要に応じて別途の回路を付加し、停止判定リレー２１が駆動される直前に停止保留押しボタンを押すことによって、自動停止の動作を短時間遅らせたり、停止判定リレー２１が駆動されても、停止押しボタンを押さない限りエンジンは停止しないようにするなどの人的操作を併用することも可能である。要は、本発明方式は、いずれのケースにおいても、停止判定リレー２１が駆動された場合にだけエンジンの停止が可能なように停止回路を構成したことを特徴とする。
【００１４】
なお、上記および下記の説明においてリレーおよびその接点はそれぞれ機械式のリレーおよび接点として例示しているが、これらをトランジスタまたはＩＣなどの回路によって代替することができることは言うまでもない。
【００１５】
図３は車両停止判定回路１８の内部構成の一実施例である。本図は、車速センサ回路から得られた車軸の回転数に比例したパルス信号を利用する場合に適用する。車速センサは自動車の速度計や走行距離計などを動作させるために必要なセンサで、一般に車輪を回転させる車軸に取り付けられ、車軸の回転数に比例したパルス信号を発生する。
車速センサ回路から得られたパルス信号は、入力端子１９から先ず繰り返しタイマ２３に、そのリセット信号として印加される。同タイマ２３は一定の設定時間、例えば２秒毎に自動的にオンパルスを発生し、これを繰り返す。
【００１６】
自動車の走行中はパルス信号の周波数が高いので、繰り返しタイマ２３は次々と到達するパルスによってリセットされオンパルスを発生することはないが、走行速度が次第に低下し、やがて停止した場合には車速センサ回路からのパルス信号が途絶えるので、繰り返しタイマ２３は設定時間内にリセットされることはなく、設定時間毎に繰り返しオンパルスを発生する。２４は停止判定フリップ・フロップで、繰り返しタイマ２３の最初のオンパルスを受けて反転し、その後もその反転出力を保持する。
２５は自動リセット・タイマで、停止判定フリップ・フロップ２４の反転出力によりオンとなり、一定の設定時間、例えば１秒後にオフとなる。このオン信号は出力増幅器２６で増幅されて出力端子２０から外部に送られ、図２の停止判定リレー２１を設定時間だけ駆動し、エンジンを自動的に停止させる。なお、停止判定フリップ・フロップ２４は、エンジンの再始動に際して、別途手段により適宜リセットされるものとする。
【００１７】
図４は車両停止判定回路の内部構成の他の実施例である。本図はエンジン回転センサ回路から得られたエンジンの回転数に比例したパルス信号を利用する場合に適用する。エンジン回転センサはエンジン回転計を働かせるためのセンサで、エンジン・シャフトに直結された発電機式のものやイグニッション系統の電流断続を利用するものなどがあり、エンジンの回転数に比例したパルス信号を発生する。
エンジン回転センサ回路から得られたパルス信号は、入力端子１９から先ず周波数・電圧変換器２７に印加され、パルス信号の周波数に比例した直流電圧に変換される。すなわち、自動車が高速で走行しているときには当然その出力電圧は大きく、走行速度が低下するにつれてその出力電圧は小さくなる。自動車が停止した場合にはエンジンの回転数は最低となり、その出力電圧も最低となる。いわゆるエンジンのアイドリング回転の状態である。このときの回転数は何時でも常にほぼ一定であるから、アイドリング回転時に得られる周波数・電圧変換器２７の出力電圧の値を知ることによって自動車が停止したと判定することができる。
【００１８】
電圧比較器２８は２つの電圧を比較する回路で、この場合、予め印加しておいた基準電圧を入力電圧が下回ろうとしたとき、これを検知して検知信号を出力するように構成されている。この基準電圧はエンジンのアイドリング回転時に得られる電圧の値よりほんのわずか高めの値に設定しておく。２９は定電圧電源回路で、その出力電圧を基準電圧設定可変抵抗器３０により調整して基準電圧としている。
【００１９】
自動車が停止しようとして次第に減速すると、それにつれて周波数・電圧変換器２７の出力電圧も次第に減少し、完全に停止するとその電圧は設定された基準電圧をほんのわずか下回ることになるので、電圧比較器２８はこれを検知して検知信号を出力する。この信号はエンジンの回転数がアイドリング回転状態のときの回転数とほぼ等しくなったこと、すなわち自動車が停止したことを示す車両停止判定信号として自動リセット・タイマ２５をオンに制御する。同タイマ２５は一定の設定時間、例えば１秒後に自動的にリセットされるので、その出力は１秒間だけ次段の出力増幅器２６に加えられて増幅された後、出力端子２０から外部に送られ、図２の停止判定リレー２１を駆動しエンジンを自動的に停止させる。
【００２０】
さて、エンジンの回転数に比例したパルス信号は、特定のセンサ回路以外からも得ることができる。それは車両のバッテリを含む直流電源回路である。直流電源は一般に１２ボルトまたは２４ボルトのバッテリによって供給されるが、このバッテリはエンジンが回転しているとき、エンジンに直結されたオルタネータによって常時充電されている。オルタネータの回転部は交流発電機であるため、その出力を整流して得られた直流出力の波形は脈波であり、この脈波によってバッテリが充電されているわけである。バッテリは極めて大きなコンデンサと見做されるため、この脈波は平滑化されてその波高値は大幅に減殺されるが、それでもなお直流電源回路には微小な脈波成分が重畳されている。この脈波成分を適宜増幅成形してパルス化すれば、エンジンの回転数に比例したパルス信号として利用することができる。
【００２１】
図５は微小脈波のパルス化回路の構成図である。直流電源入力端子３１に入力された直流電源電圧はコンデンサ３２によってその直流成分を阻止され、微小脈波成分だけが脈波増幅器３３に加えられて所要のレベルまで増幅される。更に必要に応じ波形成形回路３４によって整然としたパルスに成形され、エンジンの回転数に比例したパルス信号としてパルス出力端子３５から外部に出力される。この出力を図２の車両停止判定回路１８の入力端子１９に印加すれば、上記説明の通り、自動車が停止したときエンジンを自動的に停止させることができる。
【００２２】
上記図２、図３、図４及び図５はエンジンを自動的に停止させる例を示したが、必要に応じこれに人為的な操作を加味することも可能である。図６はエンジンの停止動作を一時保留する停止回路の実施例である。交差点の赤信号によって自動車を止めようとするとき、信号が間もなく青に変わりそうな場合には、必ずしもエンジンを自動的に停止させる必要はなく、停止動作を一時保留させる方が合理的である。
【００２３】
図で、３６は停止保留押しボタンで、自動車の停止の寸前にこれを押すと停止保留自動リセット・タイマ３７が予め設定された時間、例えば１０秒間だけオン信号を出力する。この信号により停止保留リレー３８が励磁され、その接点３９が停止判定リレー２１の常閉接点２２を短絡する。従ってその設定時間内に停止判定リレー２１が駆動されてもエンジンが停止することはなく、赤信号が青に変わったとき直ちに自動車を発進させることができる。停止保留自動リセット・タイマ３７は設定時間後には自動的に復帰し、停止動作の一時保留を解除する。
【００２４】
図７は停止押しボタン１７を併用した停止回路の実施例で、自動車が停止した後、自らの意志によってエンジンを停止させようとする場合に適用する。同押しボタン１７は接点常閉型で、停止判定リレー２１の常閉接点２２と並列に接続されている。従って、自動車が停止して停止判定リレー２１が駆動され、その常閉接点２２が解放された後に停止押しボタン１７を押した場合にエンジンの停止が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明では、自動車が停止した場合にだけ自動的または押しボタン操作によってエンジンを止めることができるようにしたので、従来の装置で緊急に改善さるべき問題点とされた、自動車の走行中にうっかりして停止押しボタンを押したとき突然急ブレーキが作動して運転者のハンドル操作を誤らせる危険が防止され、エンジンキーをオン位置に保ったままアイドリング・ストップのためのエンジンの始動および停止を簡便かつ安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自動車エンジンの始動および停止装置の一例
【図２】本発明方式を用いた自動車エンジンの始動および停止装置の実施例
【図３】車両停止判定回路の内部構成の一実施例
【図４】車両停止判定回路の内部構成の他の実施例
【図５】微小脈波のパルス化回路の構成図
【図６】エンジンの停止動作を一時保留する停止回路の実施例
【図７】停止押しボタンを併用した停止回路の実施例
【符号の説明】
１  バッテリ
２  イグニッション・スイッチ
３  同スイッチ２のオン接点
４  チャージランプ
５  オルタネータ出力電圧反応リレー
６  同リレー５の点灯接点
７  始動押しボタン
８  始動制御リレー
９  同リレー８の第１接点
１０  スタータモータ
１１  始動制御リレー８の第２接点
１２  イグニッション制御リレー
１３  同リレー１２の第１接点
１４  イグニッション回路
１５  イグニッション制御リレー１２の自己保持接点
１６  始動制御リレー８の自己保持接点
１７  停止押しボタン
１８  車両停止判定回路
１９  同回路１８の入力端子
２０  同回路１８の出力端子
２１  停止判定リレー
２２  同リレー２１の常閉接点
２３  繰り返しタイマ
２４  停止判定フリップ・フロップ
２５  自動リセット・タイマ
２６  出力増幅器
２７  周波数・電圧変換器
２８  電圧比較器
２９  定電圧電源回路
３０  基準電圧設定可変抵抗器
３１  直流電源入力端子
３２  コンデンサ
３３  脈波増幅器
３４  波形成形回路
３５  パルス出力端子
３６  停止保留押しボタン
３７  停止保留自動リセット・タイマ
３８  停止保留リレー
３９  同リレー３８の接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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