スタートストップシステム

車両のスタートストップシステムまたはストップスタートシステム（S&S、マイクロハイブリッド、またはマイクロハイブリッド電気自動車（μHEV）とも呼ばれる）^[1]は、内燃機関を自動的に停止および再始動して、エンジンがアイドリングに費やす時間を短縮し、それによって燃料消費量と排出量を削減します。これは、信号待ちに長い時間を費やす車両や、交通渋滞で頻繁に停止する車両に最も有利です。スタートストップ技術は、政府の燃費および排出ガス規制が厳しくなると、より一般的になる可能性があります。^{[2]この機能はハイブリッド電気自動車に搭載されていますが、ハイブリッド電動}パワートレインを持たない車両にも搭載されています。非電気自動車の場合、この技術による燃費の向上は通常3〜10％の範囲で、最大12％になる可能性があります。^[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60億米ガロン（230億リットル、50億英ガロン）以上の燃料が無駄になっています。^[4]

マニュアルトランスミッション車では、車を停止し、ギアをニュートラルにシフトし、クラッチを解放することで、ストップ/スタートが作動します。前述の手順を実行しても、車が動いている場合にはエンジンは停止しません (すべての車に当てはまるわけではありません)。車を動かすギアを選択する前にクラッチを踏むと、エンジンが再始動します。また、エアコンシステムなどから電力が要求された場合にも、エンジンが再始動することがあります。

コンプレッサーやウォーターポンプなどの自動車アクセサリーは、通常、エンジンの蛇行ベルトで作動するように設計されているため、これらのシステムは、エンジンがオフのときに適切に機能するように再設計する必要があります。通常、これらのデバイスに電力を供給するために電気モーターが使用されます。エアコンコンプレッサーがドライブベルトで動作している車両では、一部のドライバーは、スタートストップを無効にする即席の方法としてエアコンをオンにします。マツダ3では、i-ELOOPシステムの一部としてスーパーキャパシタがエアコンと他のアクセサリーに電力を供給するために使用されています。エンジンがオフのときは、エアコンとファンは最小限の設定に大幅に下げられます。エアコンとファンが最大設定の場合、スーパーキャパシタは5秒で放電され、エンジンが自動的にオンになります。^{[5] [6] [7]}

この技術は過去10年間、アジア市場のホンダのスクーターにも採用されてきた。 ^[8]ホンダのPCX 125 ccモデルは2010年にこの技術を搭載して欧州市場向けに発売されたが、北米モデルには搭載されていない。^[9]

スタートストップ技術は、規制の違いにより、最初にヨーロッパで導入されました。新欧州走行サイクル（NEDC）の25％はアイドリングに費やされますが、^[10]米国環境保護庁（EPA）のテストではアイドリングに費やされるのはわずか11％と推定されています。スタートストップの起動は、特定のドライバーの入力と動作条件に依存します。エンジンは、触媒コンバーターの適切な点火と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の車では、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し、クラッチを解放すると、エンジンが停止します。オートマチックトランスミッションの車は、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起動します。最初にオートマチックギアボックスを使用して車を減速し、ハンドブレーキを使用して最終的に停止した場合、エンジンは停止しません。

停止と始動のサイクルが増えると、これらのシステムにかかる負荷が増加するため、エンジンと電気システムの耐久性と長期的な耐摩耗性を強化するために、このシステムを多くの自動車部品の改造や補強と併せて実装する必要があります。このシステムを搭載していない旧型の自動車と同等の耐久性、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、自動車の工業デザインに以下の機能強化のいずれかを組み込むことができます。

• エンジンのメイン（クランクシャフト）ベアリングは、ポリアミドなどの乾式潤滑剤の特性を持つ特殊なポリマーでコーティングされています。これにより、クランクシャフトが停止したときにモーターのオイル膜と流体潤滑が失われ、ベアリング表面の摩耗を加速させる金属同士の接触が防止されます。
• メインバッテリーは、吸収ガラスマット（AGM）または強化浸水型バッテリー（EFB）技術のいずれかであり、 ^{[11]どちらも}充電サイクル数の増加と負荷の増加に対応しています。オルタネーターが電流の生成を停止した後、車のすべての電気システムをバッテリーで維持する必要があるため、これは重要です。多くの場合、バッテリーはスタートストップをサポートしているか、特にスタートストップ用に設計されているとラベル付けされています。^[12]
• スターターは強化されており、摩耗が早すぎたり過熱したりすることなく、連続使用に耐えるように設計されています。
• 独立した冷却回路が、メインの機械式ポンプが故障しても作動し続ける電動ランオフウォーター ポンプと組み合わせて追加されました。これにより、ターボチャージャーベアリングなどの熱に敏感なエンジン部品に冷却剤が確実に供給され、冬季に車内温度が維持されます。
• 特別なセンサーとエンジン制御ユニット(ECU) を追加することで、適切なシステム実行状態を確保し、将来の始動を保証するために不可欠な、良好なバッテリー充電などのパラメータを許容範囲内に維持することができます。

1970年代の一酸化炭素排出と燃料不足/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模索せざるを得なくなった。自動オン/オフスイッチを採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、すでに交通渋滞時に10%のガソリン節約を謳っていた。1980年代には、シティマティックシステムを搭載したフィアットレガータ「ES」 ^{[15] [16]}やフォルクスワーゲンポロ「フォーメルE」^[要出典]も同様の装置を採用した。フォルクスワーゲングループも1994年にゴルフ エコマティック、1999年にフォルクスワーゲンルポ「3L」とアウディA2「3L」にこれを採用した。これらの初期の導入は多くのドライバーにかなり当惑させるものと考えられ、高価格のためこれらの車は商業的にはあまり成功しなかったが、フォルクスワーゲンルポとアウディA2（「3リッター」の力）は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、スタートストップシステムを搭載した車両が増えています。^{[18]アイドリングストップが減ることで、地球温暖化の主な原因である}_CO2の排出量も削減されるためです。^[19]

メーカーはシステムの改良を続けた。2010年、ヴァレオは第2世代のスタートストップを同年に登場すると発表した。^[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、ボルボに搭載されており、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ており、エッセンスやディーゼルを含むさまざまな動力化に対応している。ボッシュはオートマチック車用のシステムを開発した。^[21]

マツダ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採用しています。シリンダー内のピストンの位置を感知することで、燃焼による即時始動が可能な構成でエンジンが停止します。マツダは、0.35秒以内の静かで素早いエンジン再始動を主張しています。^{[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]

一部のアレクサンダー・デニス Enviro200 MMCおよびEnviro400 MMCバスには、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、車が停止しているか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、Efficient Dynamics ブランドの一部として、2008 年モデルの多くの車種とMINIラインにこの技術を採用しています。BMW はエンジンの寄生損失を削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。統合スターター ジェネレーター (ISG) を使用する代わりに、BMW はRobert Bosch GmbHが開発した従来のスターターである強化スターターを使用しており、ストップ/スタート車両でエンジン始動回数の増加に耐えることができます。

BMW は、オルタネーターがほとんどの時間作動しないシステムを開発しました。つまり、車両内の電気部品は通常、バッテリーの電力で稼働しています。バッテリーを充電する必要がある場合、または減速またはブレーキをかけると、オルタネーターが作動してバッテリーを再充電します (回生ブレーキ)。このバッテリーは、通常の自動車バッテリーとは非常に異なる負荷特性を経験するため、BMW は代わりに吸収ガラスマット(AGM) タイプを使用しました。

回生ブレーキを使用しているため、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ます。これは、ISG を使用して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よりも一歩下がったものです。

シトロエンは2006年までにC2とC3モデルに「ストップ・アンド・スタート」というより洗練されたシステムを導入した。シトロエンの実装では、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（ISG）が組み合わされている。「統合スターターオルタネーター」とも呼ばれるISGは、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たもので、メーカーにはヴァレオ^[29]やデンソー^[30]などがある。

FCAは2008年末にロバート・ボッシュ社製のシステムをフィアット500に導入した。^[31] 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）1.4Lターボガソリンマルチエア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。^[32]

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年モデルで北米に導入すると発表しました。最初は4気筒エンジンで、後にV6とV8に拡大されました。最終的に、このシステムはすべてのフォード車で利用できるようになりました。^[33]

2013年、同社はスタートストップ技術を第2世代のフォードフュージョンモデルに導入すると発表し、 2015年モデルのフォードF150に初めてオプションではなく標準装備としてスタートストップシステムを組み込みました。^[34]以前は、2.7リッターターボチャージV-6バージョンにのみストップストップが搭載されていましたが、これには、エンジンを切った状態での継続的なサイクリングと車両アクセサリからのより大きな電力消費をより適切に処理できる、より堅牢な（そして高価な）吸収ガラスマット（AGM）バッテリーが必要でした。^[35]

2008年、ゼネラルモーターズは、時速29マイル以下の特定の条件下で、 スタートストップ技術と回生ブレーキおよび電気自動車モードを組み合わせたAHS2 2モード技術を搭載したシボレー タホハイブリッド モデルをリリースしました。

2012年、ゼネラルモーターズは、スタートストップ技術と回生ブレーキ、および特定の条件下での電動ブーストを組み合わせたeAssist技術を搭載したシボレーマリブエコモデルを発売しました。 ^[36]

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以外の）スタートストップシステムを搭載すると発表しました。

ホンダは、1999年以来、日本国内市場で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10年以上にわたってスタートストップ機能を使用しており^[要出典]、最近ではシビックハイブリッドにも採用されています。

Kia RioとRio5は、兄弟車であるHyundai Accent/Verna（2012年に新しく再設計）と同じ新しい直噴4気筒1.6Lエンジンを共有していますが、HyundaiはAccentラインでこの機能について言及していません。^[37] Hyundai 1.4マニュアルにはISG（インテリジェントストップアンドゴー）システムがあります（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 ^[38]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年のニューヨークオートショーでデビューした、デザインを一新した2012年型Kia RioとRio5（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、つまりストップアンドスタートテクノロジーを搭載して発表されました。^[39]

起亜は、直噴とストップ・スタートの組み合わせにより、6速マニュアルおよび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30 mpg、高速道路で40 mpgの燃費を実現できると主張している。

2008年、ランドローバーはフリーランダーにストップ/スタートを搭載し、燃料消費量と排出量を最大10%削減できるようになりました。^{[40] 2016年現在、ランドローバーとレンジローバーのすべてのモデルに}インテリジェントエコストップ/スタート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 ベースのマイクロ ハイブリッド システムを発売しました。これには、自社開発の技術と、ホール センサーベースのニュートラル センサーやクラッチ ペダル センサーなどの初めてのコンポーネント開発が含まれ、その後、コモン レールベースの車両に関してボッシュとの合弁事業が行われました。

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、どのピストンが最も早く再始動できる位置にあるかを検出します。それは、空気と燃料がシリンダー内にあり、点火の準備ができている燃焼行程段階のピストンです。このシリンダー内の混合物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助けを借りて、0.35秒というほぼ瞬時のエンジン再始動を実現します。^[41]

マツダは2011年に、減速時に可変電圧オルタネーターを使用して運動エネルギーを電力に変換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、最大10％の燃料節約が可能になると主張しています。^[42]

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) ブランドを使用しています。S-Hybrid システムは完全にエンジンルーム内に収められており、トラクションバッテリーを必要としません。S-Hybrid システムを搭載した車両には、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として機能するエネルギー制御(ECO) モーターが搭載されています。これらの車両には、常時駆動の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ときに車両の電気アクセサリに電力を供給するための追加の「サブバッテリー」がエンジンルーム内に装備されています。ドライバーがスロットルを離すかブレーキをかけると、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50N⋅m（5.1kg⋅m; 37lb⋅ft）のトルクを加え、わずかな電気モーターアシストを提供します。^[43]

2010 年、オペルはEcoFLEXブランドのモデルにスタート/ストップを導入しました。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、MultiJet、Circle L、Family B の ディーゼル エンジンで使用されます。

プロドゥアは、2016年にベッツァで「エコアイドル」と呼ばれるスタート/ストップシステムを初めて導入しました。当初は、最上位のアドバンスモデルのみに限定されていました。その後、マイヴィ、アルーズ、アティバ、アルザなどの新しいモデルでは、ベースモデルでもこの​​システムが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、RoeweのRover 75ベースの750には、ハイブリッド1.8 Rover Kシリーズエンジンを搭載したストップスタートが標準装備されました。^{[引用が必要]}

2009年には第2世代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隣に配置されていた。^[44]

多くのスバル車には自動ストップ・スタートシステムが搭載されています。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導入されました。

スズキのスタートストップシステムはEASS（エンジンオートスタートストップ）と呼ばれています。^[45]

スズキなどの一部の自動車メーカーは、車内に12Vの小型リチウムイオン電池を1つ追加で搭載している。^[46]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車両）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ある。

タタ自動車は、このシステムを小型商用車タタエースに導入した。^[47]

トヨタは1974年に自動オン/オフスイッチを備えた6気筒トヨタクラウンのプロトタイプを発表し^{[13] [14]}、交通渋滞時に10パーセントのガソリン節約が可能と主張した。

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搭載している。^[48]トヨタとマツダはどちらも、2009年モデルの一部車両に、日本国外でも利用可能なスタートストップ技術を導入した。

フォルクスワーゲンは、1981年のアウト2000研究車でこのシステムをプレビューした後、1983年頃にSSA付きのPolo Formel Eでスタートストップシステムを使い始めました。 ^[49]その後LUPO 3L、そしてその後はPolo、Golf、Passat BlueMotionに採用され、重量と空力の改善も含まれています。 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は当たり前になっており、Bluemotion Technologyパッケージを備えたすべての車両に装備されていますが、他の特定のモデルにもこのテクノロジー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の場合、運転者がブレーキペダルに足を乗せて車が静止してから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、車を発進させることができます。ギアレバーは最初から最後までDドライブの位置のままです。

ボルボは2009年にDRIVeブランドでスタートストップ技術を導入した。^[50]

三菱自動車は1999年にAS&G（オートストップアンドゴー）ブランドで軽自動車の三菱ピスタチオにこのシステムを導入した。^[51]三菱は2008年から欧州市場でClearTecブランドのモデルにAS&Gテクノロジーを搭載して販売している。AS&Gシステムは、 2008年に欧州で販売開始された三菱コルト（EU）にも搭載されている。2010年からは三菱ASX （EU）にもこのシステムが採用されている。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/電動アシスト車両は、バッテリーから電気モーターへの電力が瞬時に供給されるため、停止状態から動力を得るの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では、通常、わずかな遅延（ただし、1 秒のほんの一部）が発生します。

2001年2月、米国道路交通安全局（NHTSA）は、ホンダの「アイドルストップ」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、現在のトランスミッション設計に見られる「徐々に前進する」のではなく、「自動再始動時に車両が突然前方に飛び出す」という懸念から疑問を呈した。^{[52] [53]}

ストップ・ストップ・システムに関するよくある誤解は、長期使用によりオイル潤滑不足により摩耗が増加する可能性があるというものです。クランクシャフト ベアリング ハーフ シェルとビッグ エンド ベアリングの場合、これは流体力学的膜が形成される前に頻繁な高速回転運動につながる可能性があります。境界潤滑のこの段階では、クランクシャフト表面とベアリングの摺動面の間で金属同士の接触が発生する可能性があります。エンジンの再始動回数が通常の範囲と一般に理解されている範囲であれば、これは問題にはなりませんでした。しかし、スタート・ストップ システムを備えた車両では、この影響により、運転サイクルに応じて、ベアリングの早期摩耗を回避するための新しい技術的ソリューションが必要になる場合があります。したがって、将来のスタート・ストップ アプリケーション用エンジンは、250,000 ～ 300,000 回の始動に耐えられるように設計する必要があります。アルミニウムまたは銅のライニングを備えた従来のベアリング シェルは、わずか 100,000 サイクル後に深刻な摩耗を示します。^{[54] [自費出版ソース? ]}

いくつかの実装ではスターターモーターを使用しないため^{[要出典]、}スターターモーターの摩耗の懸念が排除されます。マツダ3/アクセラライン（欧州およびJDM ）で使用されているマツダi-stopは、シリンダー内のピストンの位置を感知することで、燃焼を利用してスターターモーターを補助します。エンジンの再始動は0.35秒以内と静かで迅速であると主張しています。^[55]

スズキなどの一部の自動車メーカーは、車内にリチウムイオン電池を1個搭載している。^[46]

多くの自動車消費者は、義務付けられた自動ストップ・スタート機能に関して、政府の行き過ぎ、不便、迷惑だと感じていることに不満を表明している。さらに、自動ストップ・スタート ボタンは、消費者がこの機能を有効にするかどうかを選択できる「オフ」位置にデフォルト設定するのではなく、車両を始動するたびに「オン」位置にデフォルト設定される。環境保護庁 (EPA) は現在、自動ストップ・スタート システムを「オン」位置にデフォルト設定することを保証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る。システムが「非ラッチング」の場合 (つまり、車のスイッチを切った後もオフのままにならない場合)、EPA はシステムが作動しているときのみ燃費を計算します。自動車メーカーがシステムを永久に無効にすることを許可している場合、EPA はシステムのオンとオフの両方で燃費をテストし、2 つの燃費の数値を平均します。その平均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を再始動するときにシステムをオンに戻すことを選択します。^{[56] [自費出版ソース?その}結果、自動ストップ・スタート機能をオフにするために、自動車の運転者は政府と自動車メーカーの両方から、車を始動するたびに自動ストップ・スタートボタンを押すよう強制されている。この不便さから​​、多くの消費者は車を始動するたびにボタンを押すという面倒なことに耐えるか、アフターマーケットの回避策を探すか、またはこの機能を備えた車両モデルを完全に避けるかのいずれかを選択することになる。^{[57] [自費出版ソース? ]}

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