
スタートストップシステム(アイドリングストップまたはマイクロハイブリッドとも呼ばれる)は、燃料消費量と排出ガスを削減することを目的として、車両の内燃機関を自動的に停止および再始動してアイドリング時間を短縮する技術です。このシステムは、信号待ちや渋滞時など、車両が頻繁に停止および発進する都市環境で最も効果を発揮します。[ 1 ] [ 2 ]
もともとハイブリッド電気自動車向けに開発されたスタートストップシステムは、現在ではハイブリッドパワートレインを搭載していない従来型の車両にも搭載されています。非ハイブリッド車の燃費向上率は3~10%と報告されており、中には12%にも達するという推定もあります。[ 3 ]米国エネルギー省によると、米国ではアイドリングにより年間60億ガロン(230億リットル、50億英ガロン)以上の燃料が消費されています。[ 4 ]
スタート・ストップ機能の動作は車種によって異なります。マニュアルトランスミッション車の場合、通常はギアがニュートラルでクラッチが離されたときにシステムが作動し、クラッチが踏み込まれるとエンジンが再始動します。オートマチックトランスミッション車はエンジン負荷とアクセサリーの要求を監視し、エアコンの使用やバッテリー残量低下などの特定の条件下では、スタート・ストップ機能を上書きする場合があります。
エンジン停止時の機能をサポートするために、従来サーペンタインベルトで駆動されていたエアコンコンプレッサーやウォーターポンプなどのアクセサリーは、電気で動作するように再設計されることがあります。i -ELOOPシステムを搭載したマツダ3などの一部の車両では、スーパーキャパシタを使用して、エンジン停止時にアクセサリーに一時的に電力を供給します。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
スタートストップ技術は、アジアやヨーロッパ市場で販売されているホンダのスクーターなどの二輪車にも採用されている。 [ 8 ] [ 9 ]
スタートストップ技術は、規制の違いからヨーロッパで最初に導入されました。新欧州ドライビングサイクル(NEDC)では走行時間の25%がアイドリング状態であるのに対し、米国環境保護庁(EPA)のテストではアイドリング状態は推定11%に過ぎません。 [ 10 ]スタートストップの作動は、運転者の特定の入力と運転条件に依存します。エンジンは、触媒コンバーターの適切な活性化とスムーズな再始動のための適切な潤滑を確保するために、適切な温度に達している必要があります。
マニュアルトランスミッション車の場合、エンジンは通常、完全に停止するまでブレーキをかけ、ギアボックスをニュートラルに入れ、クラッチを離した時点で停止します。オートマチックトランスミッション車は、完全に停止するまでブレーキをかけるとエンジンが停止します。停止は、車が停止したときにフットブレーキペダルを踏むことで作動します。オートマチックトランスミッションをマニュアルで操作して最初に減速し、最終的にハンドブレーキを使用して停止した場合、エンジンは停止しません。
スタート・ストップシステムは、エンジンが温まった時のみ停止させます。エンジンの摩耗の大部分は冷間始動時に発生するため、このシステムはエンジンがまだ冷えている時の不必要な停止を防ぎます。
このシステムは、エンジンと電気系統の耐久性と長期的な耐摩耗性を強化するために、車の多くの部品の改造と補強と併せて実装する必要があります。これは、停止と始動のサイクルが増えることで、これらのシステムにかかる負荷が増加するためです。このシステムを搭載していない旧型車と同等の耐久性、快適性、ユーザーエクスペリエンスを実現するために、自動車メーカーは、車の工業デザインに以下のいずれかの改良を加えることができます。
一酸化炭素排出量と1970年代の燃料不足/石油危機により、自動車メーカーはガソリン消費量を削減する解決策を見つけるよう促されました。自動オン/オフスイッチを使用した最初の車両は、1974年の6気筒トヨタクラウン[ 13 ] [ 14 ]で、すでに交通量で10%のガソリン節約を謳っていました。1980年代には、シティマチックシステムを搭載したフィアットレガータ「ES」 [ 15 ] [ 16 ]とフォルクスワーゲンポロ「フォルメルE」も同様の装置を使用しました。フォルクスワーゲングループも1994年にゴルフエコマチック、1999年にフォルクスワーゲン ルポ「3L」とアウディ A2「3L」にこの技術を採用した。これらの初期の実装は多くのドライバーにとってかなり不安なものと見なされ、高価格のためこれらの車は商業的に大きな成功を収めることはなかったが、フォルクスワーゲン ルポとアウディ A2(「3リッター」のレバレッジ)はどちらも、発売当時米国で入手可能などの量産車よりも効率的だった。[ 17 ]
欧州排出ガス基準ユーロ5以降、価格帯に関係なく、ますます多くの車両にスタートストップシステムが搭載されるようになった。[ 18 ]アイドリングを減らすことで、地球温暖化の主な原因であるCO2の排出量も削減されるからである。[ 19 ]
メーカーはシステムの改良を続けた。2010年、ヴァレオは同年中に第2世代のスタートストップシステムを発表した。[ 20 ]この新世代は「i-StARS」と呼ばれる。ヴァレオのシステムはシトロエン、ランドローバー、プジョー、スマート、ボルボに搭載され、ボッシュのシステムはフィアット、日産、セアト、フォルクスワーゲンに搭載され、ガソリンやディーゼルを含むさまざまなエンジンに対応している。ボッシュは自動運転車用のシステムを開発した。[ 21 ]
マツダのスマートアイドルストップシステム(SISS)は、電気始動ではなく燃焼始動を使用します。シリンダー内のピストンの位置を感知することで、エンジンは燃焼による即時始動が可能な構成で停止されます。マツダは、0.35秒以内でより静かで素早いエンジン再始動が可能だと主張しています。[ 22 ] [ 23 ]
Kia ISG EcoDynamicsシステムは、Bosch 、 Valeo 、 Vartaの部品を使用しています。[ 24 ]
Alexander Dennis Enviro200 MMCおよびEnviro400 MMCバスの一部には、バス停でエンジンを停止するストップスタートシステムが装備されています。[ 25 ] [ 26 ]
ストップスタート技術は、2016年にベントレーのベンテイガモデルで初めてベントレーに搭載されました。ベントレーのシステムは、車が停止しているときや低速で走行しているときにエンジンを停止します。[ 27 ]
BMWは、2008年モデルから多くの車種とMINIシリーズにこの技術を採用し、Efficient Dynamicsブランドの一環として展開しています。BMWはエンジンの寄生損失を低減する方法に関心を持っており、この技術をさらに一歩進めました。BMWは、統合型スタータージェネレーター(ISG)の代わりに、Robert Bosch GmbHが開発した、ストップスタート車におけるエンジン始動回数の増加に耐えられる強化型スターターを採用しました。
BMWは、オルタネーターがほとんどの場合作動しないシステムを開発しました。つまり、車両の電気部品は通常、バッテリー電源で動作します。バッテリーの充電が必要な場合、または減速時やブレーキ時に、オルタネーターが作動してバッテリーを充電します(回生ブレーキ)。このバッテリーは通常の自動車用バッテリーとは負荷特性が大きく異なるため、BMWは吸収性ガラスマット(AGM)タイプのバッテリーを採用しました。
回生ブレーキが使用されていることから、このタイプのシステムをマイクロハイブリッドと呼ぶ人もいる。これは、ISG(アイドルスピードジェネレーター)がエンジンを補助したり、車両を駆動したりできるマイルドハイブリッドシステムの下位に位置する。
シトロエンは2006年までにC2およびC3モデルに「ストップ・アンド・スタート」と呼ばれるより洗練されたシステムを導入しました。シトロエンの実装は、SensoDrive自動変速機と電子制御可逆オルタネーター[ 28 ]または統合スタータージェネレーター(ISG)を組み合わせたものです。ISGは「統合スターターオルタネーター」とも呼ばれ、スターターとオルタネーターの役割を1つのユニットに統合しています。製造元にはValeo [ 29 ]やDenso [ 30 ]などがあります。
ダイハツの「エコアイドル」アイドリングストップ機構は、ダイハツムーヴとムーヴコンテの一部のグレードに最初に搭載され、徐々にダイハツの軽自動車全車種に標準装備されるようになった。ミラe:Sに搭載されたシステムは、ガソリンエンジン搭載のCVT車としては世界初だった。速度が7km /h(4.3mph )以下になるとブレーキをかけてエンジンを自動停止させることで、アイドリングストップ時間を長くし、燃費を向上させている。さらに、専用部品の数を減らすことで、さらなる軽量化と「コンパクト化」を実現している。[ 31 ]
FCAは2008年末にフィアット500にロバート・ボッシュ社製のシステムを導入した。[ 32 ] 2009年9月からは、アルファロメオもフィアット・パワートレイン・テクノロジーズ(FPT)製の1.4LターボガソリンMultiAirエンジンを搭載したアルファロメオ・ミトシリーズにこのシステムを導入した。[ 33 ]
2010年後半、フォードは、すでにハイブリッド車やヨーロッパのいくつかの主流モデルで使用されているスタートストップシステムを、2012年モデルから北米に導入すると発表した。当初は4気筒エンジンに搭載され、その後V6やV8にも拡大された。最終的には、このシステムはすべてのフォード車で利用可能になった。[ 34 ]
2013年、フォードは第2世代のフォード・フュージョンにスタート・ストップ技術を導入すると発表し、 2015年モデルのフォードF150に初めてスタート・ストップシステムをオプションではなく標準装備として搭載した。[ 35 ]以前は、2.7リッターターボチャージャー付きV6バージョンのみがストップスタート機能を備えており、エンジン停止時の車両アクセサリーからの頻繁な充放電と大きな電力消費にうまく対応できる、より堅牢な(そして高価な)吸収性ガラスマット(AGM)バッテリーが必要だった。[ 36 ]
2008年、ゼネラルモーターズは、 AHS2ツーモード技術を搭載したシボレー・タホのハイブリッドモデルを発売した。この技術は、スタート・ストップ技術と回生ブレーキ、そして時速29マイル以下の特定の条件下での電気自動車モードを組み合わせたものである。
2012年、ゼネラルモーターズは、特定の条件下でスタートストップ技術と回生ブレーキおよび電気ブーストを組み合わせたeAssistテクノロジーを搭載したシボレーマリブエコモデルを発売した。 [ 37 ]
2014年、ゼネラルモーターズは、シボレー・インパラとマリブの全モデルに(eAssistではない)スタート・ストップシステムを搭載すると発表した。
ホンダは、1999年から日本国内市場向けに販売された初代インサイトモデルに、 IMAマイルドハイブリッドシステムを介してスタートストップ機能を10年以上使用しており、最近ではシビックハイブリッドにも採用している。
キア・リオとリオ5は、 姉妹車であるヒュンダイ・アクセント/ヴェルナ(こちらも2012年に新設計)と同じ新しい直噴4気筒1.6Lエンジンを搭載しているが、ヒュンダイはアクセントシリーズではこの機能について何も言及していない。[ 38 ]ヒュンダイ1.4マニュアルにはISG(インテリジェント・ストップ&ゴー)システムが搭載されている(イスラエル)。
ジャガーのインテリジェントエコストップ/スタートは、2011年にXF [ 39 ]とXJモデルに初めて搭載され、その後他のモデルにも拡大されました。
2011年のニューヨーク国際自動車ショーで発表された、デザインを一新した2012年型キア・リオとリオ5(ハッチバック)は、インテリジェント・ストップ・アンド・ゴー(ISG)機能、つまりストップ・スタート技術を搭載していた。[ 40 ]
キアは、直噴燃料噴射とストップスタートシステムの組み合わせにより、 6速マニュアルトランスミッションとオートマチックトランスミッションの両方で 、市街地走行で30mpg、 高速道路走行で40mpgの燃費を実現すると主張している。
2008年、ランドローバーはフリーランダーにストップ/スタートシステムを搭載し、燃料消費量と排出ガスを最大10%削減しました。[ 41 ] 2016年現在、すべてのランドローバーおよびレンジローバーモデルにはインテリジェントエコストップ/スタートシステムが搭載されています。
マヒンドラは、2000年5月にインドで初めてストップスタート方式のマイクロハイブリッドシステムを導入した。これには、自社開発技術と、ホールセンサーを用いたニュートラルペダルセンサーやクラッチペダルセンサーといった、当時としては画期的な部品開発が含まれ、その後、コモンレール式車両向けにボッシュとの合弁事業も展開された。
マツダ初のスタートストップシステムであるi-Stopシステムは、最も早く再始動できる最適な位置にあるピストンを検出します。それは、燃焼行程にあるピストンで、シリンダー内に空気と燃料があり、点火準備が整っている状態です。このシリンダー内の混合気はスパークプラグによって点火され、ピストンを押し下げ、スターターモーターの補助により、0.35秒というほぼ瞬時のエンジン再始動を実現します。[ 42 ]
2011年、マツダは、減速時に運動エネルギーを電力に変換する可変電圧オルタネーターを使用するシステムであるi-ELOOPを発表しました。二重層コンデンサに蓄えられたエネルギーは、車両の電気システムに必要な電力を供給するために使用されます。マツダのスタートストップシステムであるi-Stopと併用すると、同社は最大10%の燃費向上を謳っています。[ 43 ]
日産は、マイクロハイブリッドシステムに「S-Hybrid」(すべて大文字で「S-HYBRID」と表記)というブランド名を使用しています。S-Hybridシステムはエンジンルーム内に完全に収まっており、トラクションバッテリーは不要です。S-Hybridシステム搭載車には、ガソリンエンジンのオルタネーターとスターターモーターの役割を果たすECOモーターが搭載されています。また、これらの車両には、常時駆動オルタネーターを使用する代わりに、ガソリンエンジンが停止した際に車両の電気機器に電力を供給するための「サブバッテリー」がエンジンルーム内に別途搭載されています。ドライバーがアクセルペダルやブレーキペダルから足を離すと、ECOモーターがオルタネーターとして駆動され、「サブバッテリー」の充電を維持します。 ECOモーターはエンジンの再始動に使用されるだけでなく、停止状態から発進する際にクランクシャフトに1秒間50 N⋅m (5.1 kg⋅m; 37 lb⋅ft)のトルクを加え、わずかな電動モーターアシストを提供する。[ 44 ]
2010年、オペルはEcoFLEXブランドのモデルにスタート/ストップシステムを導入しました。このシステムは、ファミリー0、Ecotec、MGEのガソリンエンジンと、マルチジェット、サークルL、ファミリーBのディーゼルエンジンで使用されています。
ペロドゥアは2016年に「エコアイドル」と呼ばれるスタート/ストップシステムをベッザに初めて導入しました。当初は最上位グレードのアドバンスのみに搭載されていましたが、その後、マイヴィ、アルズ、アティバ、アルザなどの新型モデルにも、ベースグレードにも標準装備されるようになりました。
ルノーは2010年に、欧州向け全モデルにこの技術を導入した。
2009年、ローウェのローバー75をベースにした750には、ハイブリッド1.8ローバーKシリーズエンジンにストップスタート機能が標準装備された。
2009年に第2世代の9-5にスタートストップ機能が搭載された。システムを制御するボタンは、昔のSAABのイグニッションキーのようにギアシフトの横に配置された。[ 45 ]
スバル車の多くは、アイドリングストップシステムを搭載している。このシステムは2011年にインプレッサとクロストレックに初めて採用された。
スズキのスタートストップシステムはEASS(Engine Auto Start Stop)と呼ばれています。[ 46 ]
スズキなどの一部の自動車メーカーは、車内に小型の12Vリチウムイオンバッテリーを追加で搭載しています。[ 47 ]このシステムは「SHVSマイルドハイブリッドシステム」(スズキのスマートハイブリッドビークル)として販売されており、いくつかの市場でイグニス、スイフト、バレーノのオプションとして利用可能です。
トヨタは1974年に自動オン/オフスイッチ[ 13 ] [ 14 ]を搭載した6気筒トヨタクラウンのプロトタイプを発表し、渋滞時の燃費が10%向上すると主張した。
さらに最近では、トヨタは2009年から内燃機関車にスタートストップシステムを搭載した車を販売しており、1997年からはプリウスハイブリッドシリーズにも搭載している。[ 49 ]トヨタとマツダは、日本国外でも利用可能なストップスタート技術を、2009年モデルの一部の車両に導入した。
フォルクスワーゲンは、1981 年の研究車両Auto 2000でシステムを先行してテストした後、1983 年頃に SSA を搭載した Polo Formel E でスタート ストップ システムの使用を開始しました。 [ 50 ]その後、LUPO 3L に、そしてその後、軽量化と空力性能の向上も含まれる Polo、Golf、Passat BlueMotionに採用されました。このシステムは現在、フォルクスワーゲンのラインナップで一般的になっており、Bluemotion Technology パッケージを搭載したすべての車両に装備されていますが、他のいくつかのモデルにもこの技術が搭載されています。自動マニュアル ギアボックスとクラッチを備えた Lupo 3L では、ドライバーがブレーキ ペダルに足を乗せて車が停止してから 4 秒後にエンジンが停止します。他の操作は必要ありません。ブレーキ ペダルから足を離すとエンジンが始動し、車を運転することができます。ギア レバーは、ドライブ D の位置にずっと配置されています。機械的にはほぼ同じである Audi A2 1.2TDi にも同じことが当てはまります。
三菱自動車は1999年に軽自動車の三菱ピスタチオにAS&G(オートストップ&ゴー)ブランドでこのシステムを導入しました。[ 52 ]三菱は2008年から欧州市場でクリアテックブランドのモデルにAS&Gテクノロジーを販売しています。AS&Gシステムは2008年に欧州で発売された三菱コルト(EU)にも搭載されています。2010年からは三菱ASX (EU)にもこのシステムが使用されています。2015年には三菱エクリプスクロスにAS&Gが追加されました。
ハイブリッド車や電気アシスト車は、バッテリーから電気モーターへの電力供給が瞬時に行われるため、停止状態からの発進時にほとんど遅延がありません。一方、ガソリン車やマイクロハイブリッド車は、一般的にわずかな遅延(ほんの一瞬ですが)が生じます。
2001年2月、米国国家道路交通安全局(NHTSA)は、ホンダの「アイドリングストップ」トランスミッションを搭載した非ハイブリッド車について、「自動再始動時に車両が急に前方に飛び出す」こと(現在のトランスミッション設計に見られるような「徐々に前進する」こととは異なる)を懸念し、疑問を呈した。[ 53 ] [ 54 ]
米国環境保護庁は、オートストップスタートシステムがデフォルトで「オン」の位置になるようにしている自動車メーカーに、燃費評価のインセンティブを提供しています。システムが「非ラッチ式」(つまり、車の電源を切った後もオフのままにならない)の場合、EPAはシステムが作動しているときの燃費のみを計算します。自動車メーカーがシステムを永久的に無効にできるようにしている場合、EPAはシステムがオンとオフの両方の状態で燃費をテストし、2つの燃費の平均値を算出します。この平均値は常にシステムが作動しているときの燃費よりも低くなるため、自動車メーカーは車両が再始動されたときにシステムを再びオンにすることを選択します[ 55 ]。一部の運転者はこれを不便だと感じています[ 56 ] 。
地球監視研究所の観測によると、2021年には二酸化炭素だけで、人間が排出するすべての温室効果ガスの総温暖化影響の約3分の2を占めていました。
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