JP2011073538A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飲酒運転を抑制する機能を有し、装置に対する信頼性が向上した車両用制御装置を提供する。
【解決手段】マイコン４は、アルコール検出装置５からアルコールを検出しなかったとの情報を取得し、キーシリンダ２からクランキングＳＷがオンされたとの情報を取得したら、リレークローズのための電流を出力する。これによりスタータモータ８が駆動されてエンジン９が始動する。一方マイコン４は、アルコール検出装置５からアルコールを検出したとの情報を取得した場合は、リレークローズのための電流を出力しないのでエンジン９は始動しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

飲酒運転が大きな社会問題となるなかで、自動車の車両に飲酒運転を防止するシステムを組み込む技術が提案されてきている。例えば下記特許文献１には、ステアリングホイールに設けられて、運転者の煩わしさが軽減された飲酒運転防止装置が提案されている。

特開２００９−０７８７０８号公報

飲酒運転防止装置においては通常、スタータモータ駆動回路とキーシリンダとにリレーを直列に接続して、そのリレーをアルコール検出装置と連動させる。そしてアルコールが検出されたらリレーをオープンにする。これにより飲酒状態の運転者がクランキングスイッチをオンにしてもスタータモータが駆動しない。アルコールが検出されなかったらリレーをクローズしてエンジン始動を可能にする。

しかし、こうした構成では、リレーをノーマルクローズにした場合に、開放するタイミングによりスタータリレー固着の不具合が発生する可能性ある。またノーマルオープンリレーを用いる場合には、スタータ駆動時の電圧低下による敷設リレーオープンによりリレー部遮断不具合が発生する可能性がある。したがって、こうした不具合を回避して信頼性が向上した飲酒運転防止装置の開発が必要である。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、飲酒運転を抑制する機能を有し、装置に対する信頼性が向上した車両用制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係る車両用制御装置は、車両のクランキングスイッチがオン操作された情報を送信する送信手段と、前記車両の運転者が飲酒状態であるか否かを検出する検出手段と、前記車両のエンジンのスタータモータに接続されたリレー部と、運転者が飲酒状態にないことを前記検出手段が検出した場合には、前記送信手段により送信された前記オン操作の情報を受信したら前記リレー部を閉状態にして前記スタータモータを駆動し、運転者が飲酒状態であることを前記検出手段が検出した場合には、前記リレー部を開状態にする制御手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより本発明に係る車両用制御装置では、制御手段が、クランキングスイッチがオン操作された情報と、運転者が飲酒状態でないとの情報とを受信したらリレー部をクローズしてエンジンを始動し、それ以外の場合はリレー部をオープンとするので、例えばリレー部を短時間だけクローズにして接点溶着させるといった従来の不具合が回避できる。したがって飲酒運転を抑制する車両用制御装置の信頼性が向上する。

また前記送信手段はクランキングスイッチがオン操作された場合とされていない場合とで値が異なるディジタル信号を出力し、前記検出手段が飲酒状態でないことを検出した場合と飲酒状態であることを検出した場合とで値が異なるディジタル信号を出力するディジタル出力部を備え、前記制御手段は、前記送信手段と前記ディジタル出力部とが出力するディジタル信号の論理演算によって前記リレー部への入力を決定するとしてもよい。

これによりクランキングスイッチに対する操作を示すディジタル信号と、アルコール検出結果を示すディジタル信号とを出力して、それらの論理演算によってリレーへの入力を決めるので、簡易なディジタル回路の構成によって飲酒運転を抑制する制御装置が実現できる。

また前記送信手段は、前記クランキングスイッチのオン操作がなされた場合には２進数の１を、オン操作がなされない場合には２進数の０を出力し、前記ディジタル出力部は、飲酒状態でないことを検出した場合には２進数の１を、飲酒状態であることを検出した場合には２進数の０を出力し、前記制御手段は、前記送信手段の出力と前記ディジタル出力部の出力との論理積を算出して、算出結果を前記リレー部に入力する算出部を備えたとしてもよい。

これによりクランキングスイッチへの操作と、アルコール検出結果とを１ビットの情報にし、それらの論理積をリレーへの入力にするので、簡易なディジタル回路の構成によって飲酒運転を抑制する制御装置が実現できる。

本発明の実施例１における車両用制御装置の構成図。 実施例２における車両用制御装置の構成図。 実施例３における車両用制御装置の構成図。 実施例４における車両用制御装置の構成図。 実施例１、３における飲酒運転抑制処理のフローチャート。 実施例２、４における飲酒運転抑制処理のフローチャート。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係る車両用制御装置の実施例１における装置構成の概略図である。なお以下で説明する回路構成は基本的にディジタル回路である。ディジタル信号の値の表記に関しては通常と同様に、数学的に２進数で表す場合には１か０かで表記する。電圧の高低の観点から表記する場合は、１をＨ（あるいはＨ信号）で、０をＬ（あるいはＬ信号）で置き換える。

車両用制御装置１は、キーシリンダ２、電圧シフト回路３、マイコン（インターロックＥＣＵ）４、アルコール検出装置５、トランジスタ６、リレー７、スタータモータ８、エンジン９を備える。

ユーザ（例えば運転者）がエンジン始動のためにメカニカルキー２ａをキーシリンダ２に挿入して所定角度まで回動することにより、クランキングスイッチがオンされる。キーシリンダ２はクランキングスイッチ（ＳＷ）がオンされたらＨ信号を、それ以外の場合はＬ信号を、出力する。電圧シフト回路３は、キーシリンダ２から出力された信号をマイコン４での情報処理に適した電圧値へと調節する。

マイコン（インターロックＥＣＵ）４は、アルコール検出装置５から送信されたアルコールの検出結果を受信する。またマイコン４は電圧シフト回路３を介してキーシリンダ２からクランキングスイッチオンの信号も取得する。そしてマイコン４は、後述のとおり、これらの情報にもとづいてリレークローズ用の信号（電圧、電流）を出力するかしないかを決定する。マイコン４は、各種情報処理を実行するＣＰＵや、その作業領域となる一時記憶部、各種情報を記憶する不揮発性の記憶部等を備えるとすればよい。

アルコール検出装置５は、既に各種の装置が提案されているが、本発明においては、車両の運転者が飲酒状態（酒気帯び状態以上とする）であることを検出できる各種のアルコール検出装置を任意に使用することができる。例えばハンディタイプのアルコール検出装置で、通常はコンソールパネルに配置されて、運転者が手で持って自身の口元までもっていき、呼気を吹きかけるタイプとしてもよい。アルコール検出装置５には各種センサが装備されて、呼気中のアルコール濃度を検出する。

トランジスタ６は、マイコン４から出力された電圧（電流）により駆動されてリレー７をオープンにするための電流を出力する。リレー７は、コイル部７０、接点部７１を有する。リレー７はノーマルオープン（常開）構造とし、コイル部７０に電流が流れない状態では接点部７１はオープン（開）状態とし、コイル部７０に電流が供給されると、電磁力の作用で接点部７１がクローズ（閉）側に切り替えられる。接点部７１がクローズ（閉）側に切り替えられると、車両のバッテリーから引き出した電圧がスタータモータ８に供給されてスタータモータ８が駆動し、それにより車両のエンジン９が始動する。

実施例１では、以上の構成のもとで、図５のフローチャートにしたがって飲酒運転抑制処理を実行する。図５（さらに後述の図６）の処理手順は、プログラム化して例えばマイコン４の不揮発性の記憶部に記憶しておき、これをＣＰＵが呼び出して自動的に実行するとすればよい。

図５（及び図６）の処理は、イグニッションＳＷオン、あるいはクランキングＳＷオン、車両ドア開錠、カーテシランプ点灯等の信号をマイコン４が取得したら自動的に実行を開始するとすればよい。

図５の処理では、マイコン４は、アルコール検出装置５からアルコールを検出しなかったとの情報を取得し（Ｓ１０：ＮＯ）、かつクランキングＳＷがオンされたら（Ｓ２０：ＹＥＳ）、リレークローズのための電流を出力する（Ｓ３０）。

この電流はトランジスタ６を介してリレー７に流れてリレー７を閉状態（クローズ）にする。これによりスタータモータ８が駆動されてエンジン９が始動する。アルコール検出装置がアルコールを検出した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、あるいはクランキングＳＷがオンでない場合（Ｓ２０：ＮＯ）は、リレークローズのための電流を出力しない。

リレー７はノーマルオープンなのでエンジン停止時においてリレー７は開状態である。したがってＳ１０が否定判断（ＮＯ）かつＳ２０が肯定判断（ＹＥＳ）でＳ３０まで達しない限りリレー７はずっとオープンのままである。このように実施例１ではマイコン４でリレー７を制御することによって確実に飲酒運転を抑制する。

なお手順Ｓ３０でリレークローズする期間（すなわちマイコン４がリレーをクローズするための電流を流す期間）は以下の複数のタイプからいずれかを採用すればよい。これらによりエンジン９が確実に始動する。

まず第１のタイプでは、Ｓ１０が否定判断（ＮＯ）となったら、その後Ｓ２０が肯定判断（ＹＥＳ）となっている期間だけＳ３０でリレーをクローズするための電流を流す。つまり運転者がクランキングスイッチをオンするとスタータモータが駆動され、オフに戻すとただちにスタータモータが停止する。

第２のタイプでは、Ｓ１０が否定判断（ＮＯ）となりかつＳ２０が肯定判断（ＹＥＳ）となったとの情報を一旦マイコン４が取得したら、予め定めておいた所定期間だけリレーをクローズするための電流を流す。この場合運転者がクランキングスイッチをオフに戻してもスタータモータ８は所定期間は駆動される。ここで所定期間はエンジン始動に充分な時間とすればよい。

第３のタイプでは、一旦Ｓ１０が否定判断（ＮＯ）となりかつＳ２０が肯定判断（ＹＥＳ）となったとの情報をマイコン４が取得したら、マイコン４がエンジン９が始動したと判断するまでリレーをクローズするための電流を流す。この場合エンジン９が始動したことの判定条件は、例えばエンジン回転数センサ（図示なし）により検出されたエンジン回転数が所定値以上となる、あるいは所定期間のあいだ所定回転数以上となるといった条件を設定すればよい。こうした処理によってエンジン９が確実に始動するようにリレーをクローズするための電流が流される。

次に実施例２を説明する。実施例２では、図１の構成が図２に変更される。以下で実施例１と異なる部分を説明する。

図２の車両用制御装置１ａでは、論理積回路部１０が配置されて、キーシリンダ２の（ディジタル）出力と、マイコン４からの（ディジタル）出力とが論理積回路部１０に入力される。キーシリンダ２からの出力は、クランキングＳＷがオンの場合はＨ信号、クランキングＳＷがオフの場合はＬ信号である。

マイコン４からの出力は、アルコール検出装置５によりアルコールが検出されなかった場合はＨ信号、アルコールが検出された場合はＬ信号である。論理積回路部１０の出力がリレー７のコイル部７０に接続され、論理積回路部１０の出力がＨ信号の場合、それによりコイル部７０に電流が流れて接点部７１がオンとなる。

実施例２における動作手順は図６に示されている。同図のとおり、アルコール検出装置５からアルコールを検出しなかったとの情報を取得したら（Ｓ１０：ＮＯ）、マイコン４はＨ信号を出力する（Ｓ４０）。アルコールを検出した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、マイコン４の出力はＬ信号のままである。

周知のとおり論理積回路は入力がともに１（Ｈ）の場合のみ１（Ｈ）を出力し、それ以外の場合は０（Ｌ）を出力する。したがってアルコール検出装置５がアルコールを検出せず、かつクランキングＳＷがオンされたら、論理積回路部１０の入力はともにＨ信号なので、論理積回路部１０の出力はＨ信号となる。よってリレー７はクローズとなってエンジン９が始動する。

しかしアルコール検出装置５がアルコールを検出した場合は、論理積回路部１０の一方の入力がＬ信号なので、クランキングＳＷのオンオフに関係なく論理積回路部１０の出力はＬ信号となり、リレー７はオープンとなってエンジン９は始動しない。このように実施例２では簡易な論理回路構成により確実に飲酒運転を抑制する。

次に実施例３を説明する。実施例１ではメカニカルキー２ａが用いられたが実施例３では電子キーが用いられる。実施例３では、図１の構成が図３に変更される。以下で実施例１と異なる部分を説明する。

図３の車両用制御装置１ｂは、エンジンＥＣＵ２０、プッシュスタートスイッチ２１、照合ＥＣＵ２２、電子キー２３を備える。これらの装備によって、いわゆるスマートエントリシステム、スマートスタートシステムが構築される。

スマートエントリシステム、スマートスタートシステムではユーザ照合が実行される。ユーザ照合は具体的には、エンジン停止中の車両から、照合ＥＣＵ２２が装備する通信装置によって、車両周辺領域（あるいは車室内）に向けてＩＤコード返信要求信号（要求信号）を定期的に送信する。要求信号の到達可能範囲に電子キー２３がはいったら、電子キー２３は要求信号を受信する。要求信号を受信した電子キー２３は、自身のＩＤコードを返信する。

返信されたＩＤコードを受信した照合ＥＣＵ２２は、記憶部に記憶されたマスターＩＤと照合する。受信したＩＤコードとマスターＩＤとが一致すると照合ＥＣＵ２２は、ユーザ照合が成功したと判断する。

この後、スマートエントリシステムでは、ユーザ照合が成功した状態で、例えばユーザが車両のドアハンドルに接触したことが検知されると車両ドアが開錠されて乗車が可能となる。またスマートスタートシステムでは、車室内照合でユーザ照合が成功した状態で、乗員がプッシュスタートスイッチ２１を押下するとエンジンが始動する。

図３の構成では、照合ＥＣＵ２２は、ユーザ照合が成功したら、ユーザ照合が成功したとの信号をエンジンＥＣＵ２０に送信する。ユーザ照合成功信号を受信したエンジンＥＣＵ２０は、車室内に装備されたプッシュスタートスイッチ２１が押下されたことを検知すると、電圧シフト回路３を介してマイコン４にＨ信号を送信する。ユーザ照合成功信号を受信していない場合、またはプッシュスタートスイッチ２１が押下されていない場合のエンジンＥＣＵ２０の出力はＬ信号とする。

以下マイコン４は実施例１と同様に図５のフローに従って処理する。その際、図５の処理でＳ２０のクランキングスイッチをプッシュスタートスイッチに置き換える。つまりマイコン４は、アルコール検出装置５からアルコールを検出しなかったとの情報を取得し（Ｓ１０：ＮＯ）、かつプッシュスタートスイッチがオンされたら（Ｓ２０：ＹＥＳ）、リレークローズのための電流を出力する（Ｓ３０）。

アルコールを検出し（Ｓ１０：ＹＥＳ）、あるいはプッシュスタートスイッチがオンでない（Ｓ２０：ＮＯ）場合は、リレークローズのための電流を出力しない。このように実施例３では電子キー２３を用いた構成による高いセキュリティ性能のもとで、マイコン４でリレー７の開閉を制御して飲酒運転を効果的に抑制する。

次に実施例４を説明する。実施例４でも電子キー２３が用いられる。以下で実施例２からの実施例４への変更点を説明する。

実施例４では、図２の構成が図４に変更される。これは図１から図３への変更と同様であり、車両用制御装置１ｃは、エンジンＥＣＵ２０、プッシュスタートスイッチ２１、照合ＥＣＵ２２、電子キー２３を装備する。これらの説明は実施例３と同じなので省略する。

実施例４では、この構成のもとでマイコン４は図６の処理を実行する。これによりアルコール検出装置５がアルコールを検出せず、かつプッシュスタートスイッチ２１がオンされたら、論理積回路部１０の入力はともにＨ信号なので、論理積回路部１０の出力はＨ信号となる。よってリレー７はクローズとなってエンジン９が始動する。

しかしアルコール検出装置５がアルコールを検出した場合は、論理積回路部１０の一方の入力がＬ信号なので、プッシュスタートスイッチ２１のオンオフに関係なく論理積回路部１０の出力はＬ信号となり、リレー７はオープンとなってエンジン９は始動しない。このように実施例４では、電子キー２３を用いた構成による高いセキュリティ性能のもとで、簡易な論理回路構成により飲酒運転を効果的に抑制する。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 車両用制御装置
２ キーシリンダ（送信手段）
４ マイコン（インターロックＥＣＵ、制御手段）
５ アルコール検出装置（検出手段）
７ リレー（リレー部）
８ スタータモータ
９ エンジン
１０ 論理積回路部（算出部、制御手段）

Claims (3)

1. 車両のクランキングスイッチがオン操作された情報を送信する送信手段と、
   前記車両の運転者が飲酒状態であるか否かを検出する検出手段と、
   前記車両のエンジンのスタータモータに接続されたリレー部と、
   運転者が飲酒状態にないことを前記検出手段が検出した場合には、前記送信手段により送信された前記オン操作の情報を受信したら前記リレー部を閉状態に制御して前記スタータモータを駆動し、運転者が飲酒状態であることを前記検出手段が検出した場合には、前記リレー部を開状態に制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記送信手段はクランキングスイッチがオン操作された場合とされていない場合とで値が異なるディジタル信号を出力し、
   前記検出手段が飲酒状態でないことを検出した場合と飲酒状態であることを検出した場合とで値が異なるディジタル信号を出力するディジタル出力部を備え、
   前記制御手段は、前記送信手段と前記ディジタル出力部とが出力するディジタル信号の論理演算によって前記リレー部への入力を決定する請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記送信手段は、前記クランキングスイッチのオン操作がなされた場合には２進数の１を、オン操作がなされない場合には２進数の０を出力し、
   前記ディジタル出力部は、飲酒状態でないことを検出した場合には２進数の１を、飲酒状態であることを検出した場合には２進数の０を出力し、
   前記制御手段は、前記送信手段の出力と前記ディジタル出力部の出力との論理積を算出して、算出結果を前記リレー部に入力する算出部を備えた請求項２に記載の車両用制御装置。

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