JP2005214086A - エコパワー・ドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者は道路の状況や走行状態を考慮してエンジンコントロールユニットに直接通信でき、エンジン制御を調整できる簡単な装置の具現化を求め、該道路状況や走行状態入力装置（マイクロコンピューター）により、運転者の意志と判断にて車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該エンジンコントロールユニットの燃料噴射量を補正して燃費の向上や加速性能、並びにエンジントルクの向上を図る。
【解決手段】キーボードスイッチ１、表示器３を備えたマイクロコンピューター２に通信インターフェイス４を接続し、該通信インターフェイス４により車両８のエンジンコントロールユニット１１と通信を行い、該車両８のエンジンコントロールユニット１１における燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両８の走行状態により運転者が任意に燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上を図る装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はマイクロコンピューターにより自動車のエンジンコントロールユニット（ECU）と通信を行い、該エンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、燃費の向上と加速性やトルクの向上を図るエコパワー・ドライブ装置を提供するものである。

特に本発明は、車両メーカーが工場出荷時に車両仕様の平均的な性能に設定したエンジンコントロールユニットに、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターの通信インターフェイスを介して外部入力端子から接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上を図ることを目的とするエコパワー・ドライブ装置に関するものである。

自動車の運転者はアクセルペダルの踏み込み量でエンジンの仕事量を加減している。運転者がコントロールしているのは、極論すれば、アクセルペダルだけである。アクセルペダルはケーブルやリンクでスロットル弁に連結されており、スロットル弁は吸気通路の絞りを加減して、エンジンに吸入される空気量を調整する。

スロットル弁の絞りを増やせば吸気空気量は減り、絞りを減らせば吸入空気量は増える。キャブレタ（気化器）は、吸入空気量に見合う量の燃料を供給して、燃料にちょうど都合のよい混合比の空気／燃料・混合気をつくる。燃料に都合のよい空気／燃料の重量比（空燃比）は、約１４．７である。エンジンを調子よく働かせるには、空燃比以外に、点火時期を適切に設定することが必要である。

従来のエンジンではディストリビュータ内のブレーカによって決められているが、回転数や負荷によって最適の点火時期は変わってくる。これはディストリビュータの中にはいっているガバナー（調速器）やバキュームアドバンサーによって調整されている。

然しながら、キャブレタでの空燃比の調整や、ガバナーやバキュームアドバンサによる点火時期の調節は、空気の流れや遠心力、吸気負圧といった物理現象をそのまま利用したものであるから、理詰めの精密なコントロールは困難であった。また、自動車は無造作に発進、停止するものであるから、なおさらに理詰めのコントロールは難しい。

而して、近年、排気ガスの浄化及び燃費の低減などの要求により、空燃比制御が容易な燃料噴射方式をマイクロコンピューターを内蔵したエンジンコントロールユニットでより精密に制御することがなされている。

エンジンコントロールユニットに内蔵されたマイクロコンピューターは、クランク位置センサー、回転数センサー、吸入空気流量センサー、冷却水温センサー、酸素センサーその他のセンサーから送られてくる情報に基づいて、ほとんど瞬間的に最適の空燃比や点火時期を計算して答えを出し、これらの要因でエンジンコントロールができることを実証してきた。

然しながら、同一車種を大量に生産し、また他の車種も同一ラインで生産する車両メーカーは、エンジンコントロールユニットをエンジン仕様毎に製作するのは非効率と考え、予めエンジンコントロールユニットを複数の仕様に対応できる構成とすると共に、エンジンコントロール内の仕様切り替え回路により、仕様切り替えを行うことで、同一のエンジンコントロールユニットが多種の仕様のエンジンに適用できるように構成する特開平５−１７１９９７号公報の技術も開示されている。

斯くして、自動車は車両製造メーカーが工場出荷時に車両仕様の平均的なパラメータにて性能を設定、固定化したエンジンコントロールユニットで、自動制御され、運転者は自己の意識とは別に、単にアクセルペダルの踏み込み量でエンジンの仕事量を加減して、単に車両を動かしているに過ぎない。

然しながら、運転者の運転能力や運転上の好みは個人個人によって異なり、車両に要求される運転特性は、個々の運転者により相違する。更に運転者が要求する車両の運転特性は、個々の運転者においても常に一定したものではなく、例えば、市街地走行時と山間路走行時とで異なったり、或いは日々変化している。その一方で、従来は車両に搭載されたエンジンコントロールユニットは、車両メーカーが工場出荷に性能設定したエンジンコントロールユニットで制御され、個々の運転者が要求する車両運転特性を実現することは困難であった。

そこで本発明は、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上をはかることを目的とし、該目的の達成により運転者による車両運転操作状態や道路交通状況を含む総合的な車両運転状態の好転をはかり、経済的に優れた車両の走行を実現することを企画している。
特開平５−１７１９９７号公報

而して、運転者は道路の状況や走行状態を考慮してエンジンコントロールユニットに直接通信でき、エンジン制御を調整できる簡単な装置の具現化を求め、該道路状況や走行状態入力装置（マイクロコンピューター）により、運転者の意志と判断にて車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該エンジンコントロールユニットの燃料噴射量を補正して燃費の向上や加速性能、並びにエンジントルクの向上を図るものである。

本発明においては、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上をはかるエコパワー・ドライブ装置を提供することを最も主要な特徴とする。

本発明は、好ましくは、車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、エンジントルクをあまり必要としないパーシャル走行時に燃料噴射量補正を走行に支障のない範囲の−１５％以内で減量補正して燃費を向上させるエコモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／２以上に踏み込まれた時は坂道や追越などでトルクが必要と判断し燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることが求められている。

また、本発明は、好ましくは、車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、加速時や坂道などトルクが必要な時に燃料噴射補正を＋２０％以内で増量補正して加速特性やトルクを向上させるパワーモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／４以下になり一定時間継続した場合には燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることが求められている。

更に、本発明は、好ましくは、車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、前記エコモード・データーとパワーモード・データーが合成されたエコパワーモード・データーが入力されており、該エコモード・データーとパワーモード・データーを併用して用いることにより車両の燃費向上と加速性やトルクの向上を図ることが可能な装置が求められている。

そして、本発明のエコパー・ドライブ装置は、好ましくは、車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターは車種判別機能を有し、該車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続した際に車種により燃料噴射量補正を適切に選択、実行できることを求められている。

而して、本発明は、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上が図れるものである。

本発明のエコパワー・ドライブ装置は、マイクロコンピューターを通信インターフェースを介してヒューズボックスのカプラーに差し込むだけの簡単操作で、車両に搭載されたエンジンコントロールユニットを制御でき、運転者の意志によりによる車両運転操作状態や道路交通状況を含む総合的な車両運転状態に適合した車両運転を可能にして、経済的に優れた車両の走行を実現することができた。

本発明に係るエコパワー・ドライブ装置は、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上を図ることを要旨としている。

また、本発明に係る車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、エンジントルクをあまり必要としないパーシャル走行時に燃料噴射量補正を走行に支障のない範囲の−１５％以内で減量補正して燃費を向上させるエコモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／２以上に踏み込まれた時は坂道や追越などでトルクが必要と判断し燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることを要旨としている。

更に、本発明に係る車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、加速時や坂道などトルクが必要な時に燃料噴射補正を＋２０％以内で増量補正して加速特性やトルクを向上させるパワーモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／４以下になり一定時間継続した場合には燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることを要旨としている。

更にまた、本発明に係る車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、前記エコモード・データーとパワーモード・データーが合成されたエコパワーモード・データーが入力されており、該エコモード・データーとパワーモード・データーを併用して用いることにより車両の燃費向上と加速性やトルクの向上を図ることを要旨としている。

そして、本発明に係る車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターは車種判別機能を有し、該車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続した際に車種により燃料噴射量補正を適切に選択、実行できることも重要な要旨としている。

図１は、本発明装置の一実施例を示すブロック図であって、１は、キーボードスイッチ、２はマイクロコンピューター、３は表示器、４は通信インターフェイス、５はケーブル、６はダイアグコネクターを示している。

本発明のエコパワー・ドライブ装置７は、前記キーボードスイッチ１，マイクロコンピューター２、表示器３、通信インターフェイス４から構成されるエンジンコントロールユニット制御装置であり、通信インターフェイス４を介して車両８の外部端子９に接続される構成を有している。

一方、ブロック図１に示す車両８にはエンジン装置１０が搭載されており、該エンジン装置１０は、エンジンコントロールユニット１１に接続されていてエンジンコントロールがなされる。

エンジンコントロールユニット１１には、車両８の全体に設置された各センサーから、例えば、吸入空気流量センサー信号１２、クランク位置センサー信号１３、回転数センサー信号１４、冷却水温センサー信号１５、酸素センサー信号１６等が送られてくる。

エンジンコントロールユニット１１は上記各センサーからの情報に基づいて、ほとんど瞬間的に最適の空燃比や点火時期を計算して答えを出し、これらの要因でエンジン装置１０のコントロールができる。

而して、本発明の実施例１は、キーボードスイッチ１の操作でエコモードの信号やノーマルモードの信号、並びにパワーモードの信号を通信インターフェイス４を介して車両８に搭載されたエンジンコントロールユニット１１に送信でき、該車両８のエンジンコントロールユニット１１における燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両１１の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上を図ることが可能になった。

そして、本発明のエコパワー・ドライブ装置７のエンジンコントロールユニット１１への接続方法は、通信インターフェイス４を介して車両８の外部端子９に接続される構成であることから、難しい知識や取付方法が不要で、例えば、ヒューズボックスの外部端子９にダイアグコネクター６を差し込むだけで装着完了となるので、車に詳しくない人でも短時間で簡単に取付できる装置となった。

斯くして、本発明におけるマイクロコンピューター２には、エンジントルクをあまり必要としないパーシャル走行時に燃料噴射量補正を走行に支障のない範囲の−１５％以内で減量補正して燃費を向上させるエコモード・データーが入力されており、該エコモード・データーを用いてエンジンコントロールユニット１１に通信する際には、前キーボードスイッチ１内にエコモードボタン１７を設け、該エコモードボタン１７を押すごとに１％単位で燃料噴射量を定量的に減量調整することができる。

また、アクセル開度が１／２以上に踏み込まれた時は、坂道や追越などでトルクが必要と判断し燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていること、並びに該ノーマル噴射に戻すためのノーマル噴射復帰ボタン１８設けると操作性の良い装置となるので本発明ではそれぞれ実施している。

また、本発明におけるマイクロコンピューター２には、加速時や坂道などトルクが必要な時に燃料噴射補正を＋２０％以内で増量補正して加速特性やトルクを向上させるパワーモード・データーが入力されており、該パワーモード・データーを用いてエンジンコントロールユニット１１に通信する際には、前キーボードスイッチ１内にパワーモードボタン１９を設け、該パワーモードボタン１９を押すごとに１％単位で燃料噴射量を定量的に増量調整することができる。

そして、アクセル開度が１／４以下になり一定時間継続した場合には燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット１１内に予め設定したノーマル噴射に戻す際には、ノーマル噴射復帰ボタン１８をプッシュ操作すればよい。

更にまた、本発明の構成要素であるマイクロコンピューター２には、前記エコモード・データーとパワーモード・データーが合成されたエコパワーモード・データーが入力されており、該エコモード・データーとパワーモード・データーを併用して用いることにより車両８の燃費向上と加速性やトルクの向上を図ることが可能となった。

図２は本発明の実施例２を説明する外観説明図である。図２において図１と同一符号は同一構成要素を示している。
図２においてエコパワー・ドライブ装置７のケーシング外観は、キーボードスイッチ１と表示器３が一体化した構成を有した縦６０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ３０ｍｍ程度のブック型をしており、車両８の外部端子９に接続するためのケーブル５とダイアグコネクター６を有している。

キーボードスイッチ１は、実施例１にて説明したエコモードボタン１７、ノーマル噴射復帰ボタン１８、パワーモードボタン１９が配置されており、表示器３は例えばデジタル表示装置となし、該表示内容は、燃料噴射量の調整量をパーセンテージ表示したり、接続しているエンジン装置１０の瞬間燃費、平均燃費、走行距離、燃料使用量、水温、車速、エンジン回転数などの車両８のデーターを表示できる。

斯くして、実施例２においては、マイクロコンピューター２は、エコパワー・ドライブ装置７に内蔵され、エンジントルクをあまり必要としないパーシャル走行時に燃料噴射量補正を走行に支障のない範囲の−１５％以内で減量補正して燃費を向上させるエコモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／２以上に踏み込まれた時は坂道や追越などでトルクが必要と判断し燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されている構成とした。

また、マイクロコンピューター２は、加速時や坂道などトルクが必要な時に燃料噴射補正を＋２０％以内で増量補正して加速特性やトルクを向上させるパワーモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／４以下になり一定時間継続した場合には燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されている構成とした。

更にまた、マイクロコンピューター２は、前記エコモード・データーとパワーモード・データーが合成されたエコパワーモード・データーが入力されており、該エコモード・データーとパワーモード・データーを併用して用いる構成とすることにより車両の燃費向上と加速性やトルクの向上を図ることが可能なエコパワー・ドライブ装置７を具現することができた。

そして、マイクロコンピュータ２の記憶容量は非常に大きなものを採用することにより、該マイクロコンピューター２は車種判別機能を有し、該車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続した際に車種により燃料噴射量補正を適切に選択、実行できることが可能となった。

本発明は車両の経済的な走行装置に関し、特にアクセルペダルの操作量に応じてエンジンの出力を調整する出力調整手段を有する車両に適用して有用なものである。

本発明は、キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上が図れるものである。

また、本発明のエコパワー・ドライブ装置は、マイクロコンピューターを通信インターフェースを介してヒューズボックスのカプラーに差し込むだけの簡単操作で、車両に搭載されたエンジンコントロールユニットを制御でき、運転者の意志によりによる車両運転操作状態や道路交通状況を含む総合的な車両運転状態の好転を図り、経済的に優れた車両の走行を実現することができ、その産業上の利用価値は多大なものがある。

本発明の実施例を説明するブロック図である。 本発明の実施例を説明する装置外観説明図である。

符号の説明

１ キーボードスイッチ
２ マイクロコンピューター
３ 表示器
４ 通信インターフェイス
５ ケーブル
６ ダイアグコネクター
７ エコパワー・ドライブ装置
８ 車両
９ 外部端子
１０ エンジン装置
１１ エンジンコントロールユニット
１２ 吸入空気流量センサー信号
１３ クランク位置センサー信号
１４ 回転数センサー信号
１５ 冷却水温センサー信号
１６ 酸素センサー信号
１７ エコモードボタン
１８ ノーマル噴射復帰ボタン
１９ パワーモードボタン

Claims (5)

1. キーボードスイッチ、表示器を備えたマイクロコンピューターに通信インターフェイスを接続し、該通信インターフェイスにより車両のエンジンコントロールユニットと通信を行い、該車両のエンジンコントロールユニットにおける燃料噴射量調整機能を利用をして空燃比を制御することにより、該車両の走行状態により燃料噴射制御を補正し燃費の向上と加速性やトルクの向上を図ることを特徴とするエコパワー・ドライブ装置。
2. 前記車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、エンジントルクをあまり必要としないパーシャル走行時に燃料噴射量補正を走行に支障のない範囲の−１５％以内で減量補正して燃費を向上させるエコモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／２以上に踏み込まれた時は坂道や追越などでトルクが必要と判断し燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることを特徴とする請求項１記載のエコパワー・ドライブ装置。
3. 前記車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、加速時や坂道などトルクが必要な時に燃料噴射補正を＋２０％以内で増量補正して加速特性やトルクを向上させるパワーモード・データーが入力されていること、並びにアクセル開度が１／４以下になり一定時間継続した場合には燃料噴射量補正を取止め車両メーカーがエンジンコントロールユニット内に予め設定したノーマル噴射に戻すデーターが入力されていることを特徴とする請求項１記載のエコパワー・ドライブ装置。
4. 前記車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターには、前記エコモード・データーとパワーモード・データーが合成されたエコパワーモード・データーが入力されており、該エコモード・データーとパワーモード・データーを併用して用いることにより車両の燃費向上と加速性やトルクの向上をはかることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のエコパワー・ドライブ装置。
5. 前記車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続されるマイクロコンピューターは車種判別機能を有し、該車両のエンジンコントロールユニットに通信インターフェイスを介して接続した際に車種により燃料噴射量補正を適切に選択、実行できることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のエコパワー・ドライブ装置。

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