JP2020168906A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の起動時のユーザビリティを向上する。【解決手段】車両１０の制御装置１は、ブレーキペダル２０の操作を検出する検出手段１１を備えている。制御装置１は、車両１０が停止しているか否かを判別可能な前提条件の成否を判定するとともに、前提条件が成立している場合に車両１０の起動を許可するか否かを判別する起動条件の成否を判定する判定手段１Ａと、起動条件が成立した場合に車両１０を起動する起動手段１Ｂと、を備える。起動条件は、検出手段１１によりブレーキペダル２０の操作が検出されていることのみである。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の起動を制御するための制御装置に関する。

従来、車両を起動する際、ブレーキペダルを操作するとともに、車両の起動を指示するためのスタートスイッチを操作することが知られる（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献２には、シフトポジションがパーキングポジションである状態で、スタートスイッチが操作された場合に起動処理を行う車両において、シフトポジションがパーキングポジションでない状態であっても、ブレーキペダルの操作を含む所定の条件が成立した場合には、起動処理を継続することが記載されている。これによれば、一部の条件が不成立でも起動処理が継続されるので、起動処理が完了するまでの時間を短縮できるとされる。

特開２０１７−１３９８５９号公報 特開２００６−２８８１１９号公報

しかしながら、従来の技術では、車両の起動に際して、スタートスイッチの操作が必要とされている。このため、例えばユーザの両手が荷物でふさがっている状況では、ユーザは、荷物を座席等に置いて手を空けた後でなければ、車両を起動させる作業を開始できない。したがって、車両の起動時の操作性や起動作業の効率性といった、車両の起動時のユーザビリティに改善の余地がある。

本件の車両の制御装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、車両の起動時のユーザビリティを向上することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示する車両の制御装置は、ブレーキペダルの操作を検出する検出手段を備えた車両の制御装置であって、前記車両が停止しているか否かを判別可能な前提条件の成否を判定するとともに、前記前提条件が成立している場合に前記車両の起動を許可するか否かを判別する起動条件の成否を判定する判定手段と、前記起動条件が成立した場合に前記車両を起動する起動手段と、を備え、前記起動条件は、前記検出手段により前記ブレーキペダルの操作が検出されていることのみであることを特徴とする。

（２）前記検出手段は、前記ブレーキペダルの前記操作に応じたストローク量を検出するストロークセンサであり、前記起動条件は、前記ストローク量が所定値以上であることを含むことが好ましい。
（３）前記起動条件は、前記ブレーキペダルの前記操作が所定時間以上継続していることを含むことが好ましい。
（４）前記前提条件は、前記車両が停止しており、且つ、シフトポジションがパーキングポジションであることを含むことが好ましい。

開示の車両の制御装置によれば、ブレーキペダルの操作のみを起動条件とするため、ブレーキペダルの操作だけで車両を起動できる。このため、スイッチを押す操作を必要とする従来技術と比べて起動を指示するための操作が簡素化され、両手が塞がっていても車両を起動できるとともに、操作の開始から車両の起動までにかかる時間を短縮できる。したがって、車両の起動時のユーザビリティを向上することができる。

実施形態に係る制御装置が設けられた車両の全体構成を示す模式図である。 ブレーキペダルのストローク量と所定値との関係を説明するための模式図である。 起動制御の手順を説明するためのフローチャート例である。

図面を参照して、実施形態としての車両１０の制御装置１について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．装置構成］
本実施形態の制御装置１（以下、ＥＣＵ１と表記する）を図１に示す。このＥＣＵ１は、車両１０の内部に設けられている。車両１０は、例えば図示しない電動モータを駆動源として走行する電動自動車（ＥＶ車，ＰＨＥＶ車，ＰＨＶ車）である。図中の矢印で示す方向は、車両１０の前進方向を基準としたときの方向を表す。

ＥＣＵ１は、車両１０に搭載される各種装置を統合制御する電子制御装置（コンピュータ）である。ＥＣＵ１には、プロセッサ（中央処理装置），メモリ（メインメモリ），記憶装置（ストレージ），インタフェース装置などが内蔵され、これらが内部バスを介して接続される。

ＥＣＵ１の入力側には、ブレーキペダルセンサ１１と、シフトポジションセンサ１２と、車輪速センサ１３とが接続される。なお、車両１０には、これらのＥＣＵ１及びセンサ１１〜１３の他に、図示しないモータコントロールユニット（ＭＣＵ）など様々な電子制御装置が通信可能に設けられる。

ブレーキペダルセンサ１１は、ブレーキペダル２０の操作を検出するセンサ（検出手段）である。ブレーキペダル２０は、車両１０のブレーキを作動させるための部材である。ブレーキペダル２０は、運転席の前方下部に配置されており、ユーザの足によって踏み込み操作される。

本実施形態のブレーキペダルセンサ１１は、ブレーキペダル２０の踏み込み操作に応じたストローク量（踏み込み量）を検出するストロークセンサである。この場合、ブレーキペダルセンサ１１は、ブレーキペダル２０のストローク量に応じた電圧値をＥＣＵ１に出力する。ＥＣＵ１は、記憶装置に、電圧値とストローク量との関係を規定したマップを予め記憶しておき、このマップに電圧値を適用することで、電圧値に応じたストローク量を取得できる。ストロークセンサとしては、光電式ストロークセンサやホール素子を利用した磁気ポジションセンサーなどを用いることができる。

シフトポジションセンサ１２は、図示しない変速レバー（シフトレバー，セレクトレバー）のシフトポジションを検出するセンサである。変速レバーは、シフトポジションを切り替えるための操作子である。車両１０が電気自動車である場合、シフトポジションには、停車中に使用されるパーキングポジション（Ｐレンジ）の他、走行時に使用されるドライブポジション（Ｄレンジ）やニュートラルポジション（Ｎレンジ）等が含まれる。

車輪速センサ１３は、車輪の回転速度を検出する速度センサである。車輪速センサ１３の検出値は、図示しない専用ＥＣＵで処理されて、車速データとしてＥＣＵ１に送信される。
各センサ１１〜１３で検出された情報はＥＣＵ１に入力され、後述する起動制御に用いられる。また、ＥＣＵ１には、図示しないＭＣＵから送信された車両１０のトルク値（モータトルクあるいは駆動軸トルク）も入力され、後述する起動制御に用いられる。

［２．制御構成］
ＥＣＵ１の内部には、車両１０を起動する起動制御を行うための機能要素として、判定手段１Ａと起動手段１Ｂとが設けられる。起動制御は、判定手段１Ａと起動手段１Ｂとの協働により実施される。ここで、車両１０の起動とは、図示しない電動モータに電力を供給するための高電圧系統を起動することである。判定手段１Ａと起動手段１Ｂとによる起動制御は、高電圧系統とは異なる補機バッテリーから供給される電力を利用して実施される。

判定手段１Ａ及び起動手段１Ｂは、ＥＣＵ１の機能を便宜的に分類して示したものであり、ＥＣＵ１のハードウェア資源を用いて実行されるソフトウェアとして設けられる。これらの要素１Ａ，１Ｂは、個々の要素を独立したプログラムとして記述されてもよいし、複数の機能を兼ね備えた複合プログラムとして記述されてもよい。

判定手段１Ａは、車両１０を起動するために必要な条件の成否を判定するために設けられている。判定手段１Ａでは、車両１０が停止しているか否かを判別可能な前提条件の成否を判定するとともに、前提条件が成立した場合に、車両１０の起動を許可するか否かを判別する起動条件の成否を判定している。

前提条件は、車両１０を起動する際の前提となる条件である。車両１０を起動する際には、その前提として車両１０が停止している必要がある。このため、車両１０が停止しているか否かを判別可能な条件が、前提条件として採用されている。前提条件が成立しなければ、起動条件の成否は判定されない。

前提条件は、車両１０が停止しており、且つ、シフトポジションがパーキングポジションであることを含む。車両１０が停止している場合には、車速やトルク値がゼロになる。このため、本実施形態の判定手段１Ａは、車輪速センサ１３から得た車速データがゼロであるか否かと、図示しないＭＣＵから得たトルク値がゼロであるか否かとにより、車両１０が停止しているか否かを判定する。また、判定手段１Ａは、シフトポジションセンサ１２の検出信号から、シフトポジションがパーキングポジションであるか否かを判定する。パーキングポジションは車両１０の駐車時に使用されるシフトポジションである。このため、シフトポジションがパーキングポジションか否かによっても、車両１０が停止しているか否かを判別し得る。

起動条件は、前提条件が成立している状態で、車両１０の起動を開始するトリガーとなる要件である。この起動条件は、ブレーキペダルセンサ１１によりブレーキペダル２０の操作が検出されていることのみである。したがって、ユーザが車両１０の起動を指示するにあたり、ブレーキペダル２０の操作の他の操作（例えばスタートスイッチの操作）は不要である。ＥＣＵ１は、前提条件の成立状態では、ブレーキペダル２０の操作に応じたブレーキペダルセンサ１１の電圧値のみを、車両１０の起動を指示する情報として取得する。判定手段１Ａは、前提条件の成立状態で、ブレーキペダルセンサ１１の電圧値のみに基づいて、起動条件の成否（つまり車両１０の起動を許可するか否か）を判定する。

起動条件は、より具体的には、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量が所定値以上であり、且つ、そのブレーキペダル２０の操作が所定時間以上継続していることである。すなわち、起動条件には、ブレーキペダル２０のストローク量に関する閾値（所定値）と、ブレーキペダル２０の操作の継続時間に関する閾値（所定時間）との二種類の閾値が含まれる。

起動条件の一つであるストローク量に関する閾値（所定値）は、ユーザが車両１０の起動を意図してブレーキペダル２０の操作を行ったか否かをストローク量により判断するための条件である。
ブレーキペダル２０のストローク量と所定値との関係を図２に示す。ブレーキペダル２０は、ブレーキペダル２０が操作されていない状態では、実線で示す非操作位置にある。ブレーキペダル２０は、ユーザの踏み込み操作に応じて、非操作位置から白抜き矢印で示す方向へ変位し、フルストローク位置（図２において二点鎖線で示す）まで変位可能である。ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量は、非操作位置（ストローク量＝０ｍｍ）からの変位量（距離）を表す値である。なお、ブレーキペダル２０は、踏み込み操作が解除されると非操作位置に戻る。

図２に示す所定値は、フルストローク位置の近傍に設定されている。つまり、所定値は、ブレーキペダル２０がフルストローク位置の近くまでしっかり踏み込まれた状態にあると判断し得るストローク量に設定される。したがって、踏み込み量が所定値以下の場合は起動条件が成立しない。このため、ユーザが車両１０の起動を意図しているか否かを確実に判断し得る。なお、所定値は、実験やシミュレーション等により予め定めればよい。

また、この所定値は、ブレーキランプ（図示略）の点灯位置となるストローク量よりも大きい値に設定される。点灯位置は一般的に非操作位置の近傍に設定される。このため、所定値を上記のように設定することで、例えばブレーキランプの点灯信号を用いてブレーキペダル２０の操作有無を判断することに比べて、ブレーキペダル２０がしっかり踏み込まれた状態にあることを、確実に判断できる。

起動条件の別の一つである継続時間に関する閾値（所定時間）は、ユーザが車両１０の起動を意図してブレーキペダル２０の操作を行ったものか否かを操作の継続時間により判断するための条件である。
所定時間が短過ぎる場合、誤発進の抑制が不十分になるおそれがある。また、所定時間が長過ぎる場合、起動条件が成立するまでの待機時間が長くなってしまう。このため、所定時間は、誤発進の抑制と待機時間の長期化防止との両立を図り得る値に設定される。所定時間は、実験やシミュレーション等により予め定めればよい。

起動手段１Ｂは、起動条件が成立した場合に車両１０を起動する。車両１０の起動とは、車両１０が走行可能な状態となることである。すなわち、起動手段１Ｂにより、高電圧系統が起動して、電動モータが始動可能な状態となる。

［３．フローチャート］
図３は、上述した起動制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローは、ブレーキペダル２０の踏み込み操作が行われた時に起動する。ブレーキペダル２０の踏み込み操作が行われた時とは、ブレーキペダル２０が非操作位置から変位したときである。フローの起動時に、ＥＣＵ１は、ブレーキペダル２０の操作の継続時間を計時するためのタイマのカウントを開始する。タイマのカウントは、ブレーキペダル２０の操作が解除されたときリセットされるものとする。

ステップＳ１では、センサ１１〜１３で検出された情報や図示しないＭＣＵからのトルク値が取得される。
ステップＳ２では、車両１０が停止しているか否かが判定される。本実施形態では、車速がゼロであるか否かと、トルク値がゼロであるか否かと、が判定される。また、ステップＳ３では、シフトポジションセンサ１２で検出されたシフトポジションがパーキングポジションであるか否かが判定される。すなわち、ステップＳ２及びＳ３では前提条件の成否が判定される。

前提条件が成立した場合（ステップＳ２のＹｅｓ、且つ、ステップＳ３のＹｅｓ）、ステップＳ４では、ブレーキペダルセンサ１１で検出されたストローク量が所定値以上であるか否かが判定される。ストローク量が所定値以上である場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、ステップＳ５では、タイマのカウント値に基づき、ブレーキペダル２０の踏み込み操作が所定時間以上継続しているか否かが判定される。すなわち、ステップＳ４及びＳ５では起動条件の成否が判定される。

起動条件が成立した場合（ステップＳ４のＹｅｓ、且つ、ステップＳ５のＹｅｓ）、ステップＳ６では、車両１０を起動する。なお、車両１０の起動後は、ユーザがブレーキペダル２０の踏み込み操作を解除するとともにシフトポジションを走行ポジションに切り替えて駐車ブレーキを解除した上でアクセルペダルを踏み込むと、車両１０が走行を開始する。

一方、ストローク量が所定値以上であるものの（ステップＳ４のＹｅｓ）、操作の継続時間が所定時間未満である場合には（ステップＳ５のＮｏ）、処理をリターンする。この場合、前提条件が成立し続けており（ステップＳ２のＹｅｓ、且つ、ステップＳ３のＹｅｓ）、且つ、ストローク量が所定値以上の踏み込み操作が継続されていれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、ステップＳ５の判定が繰り返される。そして、ブレーキペダル２０の操作の継続時間が所定時間以上になったとき（ステップＳ５のＹｅｓ）、車両１０の起動（ステップＳ６）が行われる。

また、前提条件が成立しているものの（ステップＳ２のＹｅｓ、且つ、ステップＳ３のＹｅｓ）、ストローク量が所定値未満の場合には（ステップＳ４のＮｏ）、処理をリターンする。ステップＳ４から処理をリターンした場合に、ブレーキペダル２０が更に踏み込まれてストローク量が所定値以上になり（ステップＳ４のＹｅｓ）、その操作が所定時間以上継続されれば（ステップＳ５のＹｅｓ）、車両１０の起動（ステップＳ６）が行われる。

なお、前提条件が成立していない場合には（ステップＳ２のＮｏ、又は、ステップＳ３のＮｏ）、起動条件の成否を判定することなく、処理をリターンする。この場合、ブレーキペダル２０の操作が解除されたか否かに関わらず、タイマのカウントはリセットされるものとする。

［４．効果］
（１）起動条件がブレーキペダル２０の操作のみであるため、前提条件が成立状態でブレーキペダル２０を操作するだけで、車両１０を起動できる。このため、スタートスイッチの操作を必要とする従来技術に比べて、起動を指示するための操作が簡素化され、両手が塞がっていても車両１０を起動できるとともに、操作の開始から起動までにかかる時間を短縮できる。したがって、車両１０の起動時のユーザビリティを向上できる。

例えば、スタートスイッチの操作を必要とする従来技術では、ユーザの両手が荷物でふさがっている場合には、荷物を座席等に置いて手を空けてから、スタートスイッチを操作しなければならなかった。これに対して、上述の実施形態の車両１０では、荷物を座席等に置く前に、あるいは、荷物を座席等に置きながら、ブレーキペダル２０の操作を行い、車両１０を起動できる。したがって、従来技術よりも簡単に素早く車両１０を起動できる。また、ブレーキペダル２０の操作が起動条件であるため、ユーザにとって、車両１０が起動した際に誤発進するおそれや心配が少ない。

（２）上述した起動条件には、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量が所定値以上であることが含まれているので、車両１０の誤発進を抑制できる。例えば、ユーザに車両１０を起動する意思がないにもかかわらずブレーキペダル２０に少し足がかかってしまったような場合に、上述した起動条件であれば車両１０の起動が許可されないので、車両起動時のユーザビリティを向上しつつ、誤発進の抑制及び安全性の向上に寄与できる。

（３）さらに、上述した起動条件には、ブレーキペダル２０の操作が所定時間以上継続していることが含まれているので、車両１０の誤発進をより抑制できる。すなわち、ユーザが車両１０を起動する意思があるか否かを、ブレーキペダル２０の操作量及び操作時間の二つのパラメータに基づいて判断されるため、意思を正確に判断でき、車両起動時のユーザビリティを向上しつつ、誤発進の抑制及び安全性の向上により寄与できる。

（４）前提条件に、車両１０が停止しており、且つ、シフトポジションがパーキングポジションであることが含まれているので、これらの前提条件が成立した状態でブレーキペダル２０が操作されたときに車両１０が起動する。このため、起動を指示するための操作を簡素化できるとともに、車両起動時の誤発進のおそれをより抑制できる。

［５．その他］
上述した実施形態の内容は一例であって、上述したものに限られない。
例えば、ブレーキペダルセンサ１１は、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量を検出するストロークセンサに限らず、ブレーキペダル２０の操作有無（オン／オフ）を検出するオン／オフセンサであってもよい。この場合、例えば、起動条件には、「ブレーキペダル２０の操作有り」の状態が一定時間以上継続したことが含まれてよい。

また、上述した起動制御では、図３のフロー起動時にタイマのカウントを開始して、ブレーキペダル２０の操作の継続時間を計時したが、これに限らず、ステップＳ４にてブレーキペダル２０の踏み込み操作によるストローク量が所定値以上と判定された時点から、タイマのカウントを開始して、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量が所定値以上の状態の継続時間を計時してもよい。

また、上述した起動条件には、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量が所定値以上であることと、そのブレーキペダル２０の操作が所定時間以上継続していることとの二つの条件が含まれていたが、これらの条件のいずれか一方だけが起動条件に含まれていてもよい。

また、上述した起動条件には、ブレーキペダル２０の操作に応じたストローク量が所定値（所定のストローク量）以上であることが含まれていたが、これに替えて、ブレーキペダルセンサ１１から出力される電圧値が所定値（所定の電圧値）以上であることを、起動条件の一つとしてもよい。この場合、所定の電圧値は、ブレーキペダル２０がフルストローク位置の近くまでしっかり踏み込まれた状態にあると判断できる電圧値に設定される。この場合も、ブレーキペダル２０がフルストローク位置の近くまでしっかり踏み込まれた状態にあるかどうか（つまり、ブレーキペダル２０のストローク量が所定値以上かどうか）を判断できる。

また、前提条件は、車両１０が停止していること、および、シフトポジションがパーキングポジションであることの二つの条件に限らず、例えば駐車ブレーキがオンであることやアクセルペダルが踏まれていないことなど、車両１０が停止しているか否かを判別可能な任意の条件が含まれていてよい。更に、前提条件には、ＥＣＵ１やセンサ１１〜１３など各種装置が故障しているか否かを判別する条件が含まれていてもよい。

また、上述した判定手段１Ａは、車速がゼロであるか否かと、トルク値がゼロであるか否かとにより、車両１０が停止しているか否かを判定する構成であったが、これに限らず、車速又はトルク値がゼロであるか否により車両１０が停止しているか否かを判定する構成であってもよい。
なお、車輪速センサ１３からの車速データが得られない場合や、車輪速センサ１３で異常値が検出された場合には、ＭＣＵから得たモータ回転数から車速データを演算し、この演算結果を車速データとして採用し得る。

また、ＥＣＵ１が適用される車両１０は、上述した電動自動車（ＥＶ車，ＰＨＥＶ車，ＰＨＶ車）に限らず、燃料電池車やハイブリッド車、あるいは、エンジン車であってもよい。

１ ＥＣＵ（制御装置）
１Ａ 判定手段
１Ｂ 起動手段
１０ 車両
１１ ブレーキペダルセンサ（検出手段）
１２ シフトポジションセンサ
１３ 車輪速センサ
２０ ブレーキペダル

Claims (4)

1. ブレーキペダルの操作を検出する検出手段を備えた車両の制御装置であって、
   前記車両が停止しているか否かを判別可能な前提条件の成否を判定するとともに、前記前提条件が成立している場合に前記車両の起動を許可するか否かを判別する起動条件の成否を判定する判定手段と、
   前記起動条件が成立した場合に前記車両を起動する起動手段と、を備え、
   前記起動条件は、前記検出手段により前記ブレーキペダルの操作が検出されていることのみである
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記検出手段は、前記ブレーキペダルの操作に応じたストローク量を検出するストロークセンサであり、
   前記起動条件は、前記ストローク量が所定値以上であることを含む
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記起動条件は、前記ブレーキペダルの操作が所定時間以上継続していることを含む
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記前提条件は、前記車両が停止しており、且つ、シフトポジションがパーキングポジションであることを含む
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

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