一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置和方法

2023-04-23 04:08:36 1

專利名稱：一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及的是安裝在城市車輛上的怠速停止起動系統，尤其是應用在非混合動力或 其它內燃機式城市公交客車上的怠速停止起動系統。
背景技術：
近年來，隨著石油資源的日益減少和大氣環境的不斷惡化，世界上各大汽車公司和研 究機構紛紛研發運輸車輛節能環保技術和開發節能環保的車輛。中國作為一個石油消費大 國，有很大一部分石油供應依賴進口，因此政府和汽車生產企業都在想方設法來減少運輸 車輛的燃油耗消耗和尾氣排放。國外已經有專利提到為了節省燃料而停止發動機的怠速工 作。目前怠速停止起動系統一般用在混合動力電動轎車上，停止不必要的發動機怠速來節 省燃油，實際上對於在城市裡行駛的車輛，經常因為道路交通信號燈和交通堵塞而停車， 因此城市裡行駛的車輛可以通過安裝怠速停止系統使得車輛在交叉路口紅燈及交通堵塞時 停止發動機的運行來降低燃油消耗，而對於城市公交客車來說，在乘客上下車時也可以根 據停車的時間長短來判斷是否執行發動機的怠速停止。
目前國外汽車上使用的怠速停止起動系統都是在條件滿足後就會停止發動機，並沒有 考慮到這個怠速停止是有效的還是無效的怠速停止，實際上發動機重新起動時會消耗更多 的燃油，同時也會排放更多的汙染物。因此，如果發動機停止的時間過短，那麼這種怠速 停止就是無效的怠速停止；只有在發動機怠速停止所節省的燃油大於發動機重新起動時多 消耗的燃油量時，才是有效的怠速停止。

發明內容
本發明的目的是為克服現有技術中無法判斷城市公交客車是否有效怠速停止的不足， 即無論車輛停止時間長短，均進行發動機的怠速停止，在非常短暫的停止時間停止發動機 不僅提高了油耗，還對起動機的壽命帶來影響，提供了一種可根據車輛運行實況準確判斷 車輛有效怠速停止條件的裝置和方法。
本發明裝置採用的技術方案是包括與發動機連接的起動/發電機、連接發動機的自動
變速器、發動機ECU連接在發動機與怠速停止控制器之間、起動/發電機連接逆變器後接電
池、逆變器連接怠速停止控制器、怠速停止控制器連接各種傳感器，怠速停止控制器連接 一個用於判斷有效怠速停止條件的控制器，該判斷有效怠速停止條件的控制器連接一個交 通信號燈顯示時間的圖像捕捉處理裝置。
本發明方法釆用的技術方案是先判斷與怠速停止控制器連接的各種傳感器發送的信
3號滿足怠速停止的條件；再使用圖像捕捉處理裝置進行交通信號燈顯示時間的圖像捕捉； 將紅燈剩餘時間與未捕捉到有效的圖像兩種結果輸入到判斷有效怠速停止條件的控制器-最後判斷有效怠速停止條件的控制器將接收到的紅燈剩餘時間K與判斷有效怠速停止條件 的控制器預先設定的時間N對比，若K大於N或者未捕捉到有效的圖像時，則發送信號到 怠速停止控制器中，停止發動機怠速；若N"j、於或等於N則發送信號到怠速停止控制器中， 保持發動機的怠速運轉。
本發明的有益效果是
1、 通過與判斷有效怠速停止條件的控制器相連的一個交通信號燈顯示時間的圖像捕捉 處理裝置來發送車輛會停止多久的信號給該控制器，只有在停止值時才發送信號給怠速停 止控制器，也即只進行有效的怠速停止，這樣可以減少發動機短暫怠速停止的次數，提髙 起動機的壽命，減少增加燃油消耗的無效的怠速停止，進一步提高怠速停止的節油和減排 效果。
2、 本發明限制只有當駕駛員就坐於座位上時，才執行發動機的重新起動。
3、 怠速停止控制器判斷只有在車輛靜止而且車輛處於曖機狀態時才允許執行怠速停止。


圖l是本發明裝置結構示意圖。 圖2是本發明方法中怠速停止的流程框圖。 圖3是本發明方法中發動機重新起動的流程框圖。 圖4是本發明裝置車輛停止在交通信號燈前進行信號交換示意圖。 圖5是圖4中的圖像處理流程框圖。
具體實施例方式
圖1如示，本發明裝置包括一個汽油驅動的發動機1、 一個既能起動發動機又能發電 的起動/發電機2、 一個怠速停止起動系統控制器3、 一個自動變速器4、 一個控制發動機 的發動機ECU (汽車發動機電控系統中央處理器)5，其中，起動/發電機2和自動變速器4 分別連接發動機1，發動機ECU 5連接在發動機1與怠速停止控制器3之間。本發明裝置 還包括一個既向起動/發電機供電又接收起動/發電機2產生的電能的蓄電池8、 一個控制 向起動/發電機2供應電量或向蓄電池充電的逆變器(轉換器)9、 一個檢測蓄電池8電量 是否足以起動發動機的蓄電池電量的傳感器11和判斷該怠速停止是否為有效的有效怠速 停止條件的控制器16。其中，起動/發電機2連接逆變器9後接電池8、逆變器9連接怠速 停止控制器3。怠速停止控制器3還分別連接一個控制怠速停止起動系統是否可用的總開
4關12、 一個檢測車輛是否停止的車速傳感器13、 一個檢測變速器的檔位的檔位傳感器14、 一個檢測制動踏板壓下行程是否超過預定行程的制動踏板傳感器15、 一個檢測發動機是否 處於怠速的發動機轉速傳感器7和檢測駕駛員是否就座於駕駛座上的駕駛員座位傳感器10 等各種傳感器。怠速停止控制器3還連接一個用於判斷有效怠速停止條件的控制器16,該 判斷有效怠速停止條件的控制器16連接一個用來捕捉和處理交通信號燈顯示時間的圖像 捕捉處理裝置6，其中圖像捕捉處理裝置6包括彩色攝像機、輔助光源和圖像採集預處理器。
本發明的工作過程如圖2:在步驟201檢測硬體裝置是否有問題，如果存在問題，則故 障警示燈閃爍來提醒駕駛員不能進行正常的怠速停止，終止流程；當檢測結果硬體沒有任 何問題，當與怠速停止控制器3連接的所有的傳感器發送過來的信號滿足怠速停止的基本
條件時，則表示怠速停止起動裝置屬於正常狀態。在步驟S202判斷怠速停止起動開關12
是否處於開啟，若處於關狀態則不允許進行發動機1的怠速停止，終止流程；當開關12處
於開啟狀態則表明允許進行發動機1的怠速停止。在步驟S203，怠速停止控制器3根據車
速傳感器13信號來判斷車輛是否處於停止狀態，當車輛未停止，結束流程；當判定車輛處 於停止，則進行下一階段的判斷；在步驟S204，怠速停止控制器3根據檔位傳感器14信 號判斷自動變速器4是否處於N或P檔，若不是，則結束流程；當判斷處於N或P檔，則 進入下一階段的判斷。在步驟S205，怠速停止控制器3根據發動機轉速傳感器7信號判斷 發動機1是否處於怠速運轉，若判定發動機1未處於怠速運轉，或發動機1巳經停止，則 結束流程；若判斷發動機1處於怠速運轉，則進入下一階段的判斷。在步驟S206，怠速停 止控制器3根據蓄電池8電量的傳感器11信號判斷電池8的電量是否足以進行下一次的發 動機i起動，如果電量不足，則禁止進行怠速停止，結束流程；若判斷電量足以進行下一 次的發動機l起動，則進入下一階段；在步驟S207，使用圖像捕捉處理裝置6進行交通信 號燈顯示時間的圖像捕捉，怠速停止控制器(ISC) 3發送信號給圖像捕捉處理裝置6來進 行圖像捕捉及處理，圖像捕捉處理裝置6先利用彩色攝像機來輔助光源捕捉交通信號燈倒 計時顯不屏17的信息，再將該信息輸入到圖像採集預處理器識別處理，最後將處理完人結 果輸入到判斷有效怠速停止條件的控制器16，處理完後輸出結果分為兩種 一種是數字N,, 這個數字即紅燈剩餘時間； 一種是數字0，表示未捕捉到有效的圖像，並將處理結果發送 到判斷有效怠速停止條件的控制器16。步驟S208，判斷有效怠速停止條件的控制器16對 結果進行判斷，當判斷輸入結果N"則進入步驟S209，當判斷輸入結果為O，則直接發送 信號1至怠速停止控制器3。在步驟S209,判斷有效怠速停止條件的控制器16將接收到的 紅燈剩餘時間N!與判斷有效怠速停止條件的控制器16預先設定的時間N對比，判斷有效怠
5速停止條件的控制器16預先設定的時間N可根據不同車型進行調整，當接收到的時間M 大於預先設定的時間N時，則發送信號1至怠速停止控制器3，命令發動機ECU 5立即停 止發動機1，當接收到的時間N,小於或等於預先設定的時間N時則發送信號0至怠速停止 控制器3，保持發動機1的怠速。
如圖3為發動機1重新起動的流程圖，在步驟S301，怠速停止控制器3判斷發動機1 是否處於怠速停止狀態，當發動機1並非處於怠速停止狀態，則結束流程；當判斷是處於 怠速停止狀態，則進入下一階段。在步驟S302，怠速停止控制器3判斷發動機1是否基於 圖像捕捉處理裝置6進行的怠速停止，當判斷是時，則進入步驟S303;當判斷為否是，則 進入S305。在步驟S303，圖像捕捉處理裝置6捕捉並處理圖像，將識別的數字發送至怠速 停止控制器3。在步驟S304,怠速停止控制器3判斷輸入的數字是否為1，當判斷是小於 等於1時，則立即重起發動機1，當判斷大於1時，則返回繼續進行圖像捕捉處理，直至 輸入結果為l，然後重起發動機l。在步驟S305，判斷發動機1的重新起動條件是否滿足， 當滿足時，立即重起發動機l，當不滿足時，則結束流程。
本發明只有當判斷車輛停止的時間大於預先設定的時間時才進行發動機1的怠速停 止，當捕捉到的時間小於或等於預先設定的時間時保持發動機1的怠速運轉；對於未能捕 捉到效驗信號燈時間的情況下如沒有安裝信號燈倒計時裝置的信號燈下或公交車乘客上下 車時，立即執行發動機l的怠速停止。
如圖4、 5,安裝於車輛上的圖像捕捉處理裝置6將捕捉到的交通信號燈倒計時顯示屏 17上顯示時間的圖像進行處理，處理完後輸出Ni或者O兩種結果表明車輛處於沒有倒計 時顯示的信號燈下或公交車站乘客上下車等情況，將這兩種結果發送到判斷有效怠速停止 條件的控制器16,判斷有效怠速停止條件的控制器16輸入信號為1或0到怠速停止控制 器3，停止或保持發動機1的怠速運轉。
權利要求
1.一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置，包括與發動機(1)連接的起動/發電機(2)、連接發動機(1)的自動變速器(4)、發動機ECU(5)連接在發動機(1)與怠速停止控制器(3)之間、起動/發電機(2)連接逆變器(9)後接電池(8)、逆變器(9)連接怠速停止控制器(3)、怠速停止控制器(3)連接各種傳感器，其特徵是怠速停止控制器(3)連接一個用於判斷有效怠速停止條件的控制器(16)，該判斷有效怠速停止條件的控制器(16)連接一個交通信號燈顯示時間的圖像捕捉處理裝置(6)。
2. 根據權利要求1所述的一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置，其特徵是圖 像捕捉處理裝置(6)包括彩色攝像機、輔助光源和圖像採集預處理器。
3. 根據權利要求1所述的一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置，其特徵是怠 速停止控制器(3)連接發動機轉速傳感器(7)和駕駛員座位傳感器(10)。
4. 一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的方法，其特徵是採用如下步驟A. 判斷與怠速停止控制器(3)連接的各種傳感器發送的信號滿足怠速停止的條件；B. 使用圖像捕捉處理裝置(6)進行交通信號燈顯示時間的圖像捕捉；將紅燈剩餘時 間與未捕捉到有效的圖像兩種結果輸入到判斷有效怠速停止條件的控制器(16):C. 判斷有效怠速停止條件的控制器(16)將接收到的紅燈剩餘時間N,與判斷有效怠速 停止條件的控制器(16)預先設定的時間N對比，若N,大於N或者未捕捉到有效的圖像時， 則發送信號到怠速停止控制器(3)中，停止發動機(1)怠速；若N,小於或等於N則發送 信號到怠速停止控制器(3)中，保持發動機(1)的怠速運轉。
5. 根據權利要求4所述的一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的方法，其特徵是步 驟B中，圖像捕捉處理裝置(6)先利用彩色攝像機和輔助光源捕捉交通信號燈倒計時顯示 屏的信息，再將該信息輸入到圖像採集預處理器識別處理，最後將兩種結果輸入到判斷有 效怠速停止條件的控制器(16)。
6. 根據權利要求4所述的一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的方法，其特徵是判 斷有效怠速停止條件的控制器(16)預先設定的時間N可根據不同車型進行調整。
全文摘要
本發明公開了一種用於判斷車輛有效怠速停止條件的裝置和方法，怠速停止控制器連接一個用於判斷有效怠速停止條件的控制器，有效怠速停止條件的控制器連接一個交通信號燈顯示時間的圖像捕捉處理裝置，使用圖像捕捉處理裝置進行交通信號燈顯示時間的圖像捕捉；將紅燈剩餘時間與未捕捉到有效的圖像兩種結果輸入到判斷有效怠速停止條件的控制器，將接收到的紅燈剩餘時間與判斷有效怠速停止條件的控制器預先設定的時間對比，發送信號到怠速停止控制器中，停止發動機怠速或保持發動機的怠速運轉；只進行有效的怠速停止，可減少發動機短暫怠速停止的次數，提高起動機的壽命，減少增加燃油消耗的無效的怠速停止，進一步提高怠速停止的節油和減排效果。
文檔編號B60W10/06GK101492044SQ20091002444
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者仁 何, 凱 劉 申請人:江蘇大學