JP5343930B2 - エンジン始動装置 - Google Patents

Description

本発明は、低コストで高い信頼性の得られる、エンジンの始動操作を容易にしたエンジン始動装置に関する。

近年、エンジンの始動操作にキーレスオペレーションシステムが採用された自動車が増えている。
このキーレスオペレーションシステムは、あらかじめ登録されたキーレスオペレーションキー以外ではエンジンイモビライザ機能によりエンジンが始動しないように構成されている。
そして、自動車を運転しようとする者がキーレスオペレーションキーを携帯しているとき、エンジンスイッチを操作することでエンジンが始動するようになっている。

また、このようなキーレスオペレーションシステムによりエンジンの始動操作が行われる自動車には、運転中の操作性を向上させる目的で、例えばオーディオリモコンスイッチを音声認識により操作可能にするシステムが採用されている。
さらに、エンジンの始動操作を容易にする目的で、音声認識によりエンジンの始動操作を行うものも提案されている。
このような音声認識によりエンジンの始動操作を行うものとして入力される音声を認識して、車両が備えるエンジンのオン／オフ機能を遠隔的に操作する音声認識リモコン装置が提案されている（特許文献１参照）。
すなわち、この音声認識リモコン装置は、音声の認識結果から、話者認識用のＩＤコードを生成する話者認識手段と、あらかじめ定められている制御対象の利用者に対して、話者認識用のＩＤコードを登録しておくＩＤ登録手段と、入力される音声に対して話者認識手段によって生成されるＩＤコードが、ＩＤ登録手段に登録されているＩＤコードと一致しているか否かを判断するＩＤ判断手段と、ＩＤ判断手段によってＩＤコードが一致すると判断されるとき、エンジンのオン／オフ機能を制御するための遠隔制御用の信号を送信する信号送信手段とを含む。

特開２０００−３０５５８６号公報

したがって、従来のエンジン始動装置では、入力される音声を認識するための機能が複雑かつ高価になり、さらに話者認識用のＩＤコードを登録しておくため、車両の利用者が異なる場合には話者認識用のＩＤコードを新たに登録する必要があり、操作性が低下するなどの課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高い信頼性を維持しつつ、低コストを実現し、操作性を向上させたエンジン始動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかるエンジン始動装置は、車両各部の電源投入の制御を行う電源制御ユニットと、前記電源制御ユニットからのキー認証開始要求をもとに、前記車両室内に存在している携帯機のキーＩＤが登録済のＩＤであるか否かを判定するキー認証ユニットとを備え、前記キー認証ユニットが前記携帯機のキーＩＤが登録済のＩＤであるキー認証に成功すると、前記電源制御ユニットがエンジンの始動制御を開始するための電源投入を制御し、エンジンの始動制御を開始するエンジン始動装置であって、前記車両の利用者が前記エンジンを始動させる際に操作する機構要素の状態から前記利用者によるエンジン始動操作を判定するエンジン始動操作判定手段と、前記エンジン始動操作判定手段が前記利用者によるエンジン始動操作を判定すると、前記電源制御ユニットにより電源が投入されて動作を開始し、前記利用者が発声したエンジンを始動させるための音声パターンの検出を行い、前記音声パターンを検出するとエンジン始動要求を前記電源制御ユニットへ出力する音声入力判断部と、を備え、前記電源制御ユニットは、前記エンジン始動操作がおこなわれた状態で前記エンジン始動要求を受信すると前記キー認証ユニットと前記携帯機との間でキー認証を開始させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、利用者によるエンジン始動操作が判定され、運転者が発声したエンジンを始動させるためのエンジン始動音声パターンが検出され、車両室内に存在している携帯機のキー認証が成功するとエンジンの始動制御が開始されるので、高い信頼性を維持しつつ、低コストを実現し、操作性を向上させる上で有利となる。

本発明の実施の形態であるエンジン始動装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のエンジン始動装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のエンジン始動装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のエンジン始動装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態のエンジン始動装置におけるエンジン始動制御条件判定処理の詳細を示すフローチャートである。

図１は、本発明の第１の実施の形態であるエンジン始動装置の構成を示すブロック図である。
このエンジン始動装置は、電源制御ユニット（エンジン始動操作判定手段）１、音声入力判断部１１、電動ハンドルロック２１、キー認証ユニット２２、ナビゲーション装置ユニット２３、メータ制御ユニット２４、エンジンＥＣＵ２５、携帯機４１および通信ライン５１を備えている。

電源制御ユニット１は、図示していない車載バッテリの＋Ｂ電源２から電力が供給される構成である。
さらに、電源制御ユニット１は、ドアスイッチ３、ブレーキスイッチ４およびエンジンスイッチ５のオン、オフの状態情報を取り込むためのポートを備えている。
また、電源制御ユニット１は、通信ライン５１を介して音声入力判断部１１、電動ハンドルロック２１、キー認証ユニット２２、ナビゲーション装置ユニット２３、メータ制御ユニット２４およびエンジンＥＣＵ２５の各装置との間で各種信号を送受信するための通信手段を備えている。
また、電源制御ユニット１は、電源制御リレー６を制御し、アクセサリ電源ＡＣＣ７、ＩＧ電源８およびスタータモータ用電源１０の各電源のオン、オフを制御する。

ドアスイッチ３は、車両の各ドアの開閉状態を検出するスイッチである。
ブレーキスイッチ４は、ブレーキペダルが踏まれた状態を検出する、ブレーキペダルの変位を検出可能な位置に取り付けられているスイッチである。
エンジンスイッチ５は、エンジンを始動させる際に操作するスイッチである。そして、キーレスオぺレーションシステムが採用されている自動車であるときには、エンジンイモビライザキー機能により、キーレスオペレーションキーを携帯しているときに限りエンジンスイッチ５を操作することでエンジンの始動が可能になる。

音声入力判断部１１は、音声入力部１２および操作スイッチ１３を備えている。
音声入力部１２は、発話されて空気中を伝搬する音声をマイクロフォンにより電気信号として検出する。
操作スイッチ１３は、音声入力判断部１１における音声入力の受付を開始するためのトリガーをマニュアルで入力するためのスイッチである。

音声入力判断部１１は、音声入力部１２から入力された音声から、その音声が表わしている言葉がエンジン始動用の言葉、たとえば「エンジン始動」であるか否かを判定する機能を有している。音声入力判断部１１は、音声から車両の利用者を特定する、いわゆる音声認識機能は有さない。
また、音声入力判断部１１は、アクセサリ電源ＡＣＣ７による電力供給、電源制御ユニット１により制御される＋Ｂ電源２からの電力供給、何れによっても電力が供給されその動作を開始するように構成されている。
このため、音声入力判断部１１の電源供給経路には、アクセサリ電源ＡＣＣ７による電力供給と＋Ｂ電源２からの電力供給の何れによっても電力を可能にする電源用論理和回路１４が構成されている。

電動ハンドルロック２１は、ハンドルをロックすることでハンドル操作を不可能にするものである。なお、電動ハンドルロック２１は、＋Ｂ電源２から電力が供給される構成である。

キー認証ユニット２２は、室内アンテナ３１および室外アンテナ３２を備えている。
キー認証ユニット２２は、キー認証用の電波を室内アンテナ３１から自車両の車両室内へ送信する通信機能を備えている。
また、キー認証ユニット２２は、携帯機４１から送信されたキーＩＤを室内アンテナ３１により検出する通信機能を備えている。
そして、キー認証ユニット２２は、室内アンテナ３１により車両室内の携帯機４１と通信を行うことで、携帯機４１から送信されたキーＩＤが登録済のＩＤであるか否かを判定する機能を備えている。
また、キー認証ユニット２２は、携帯機４１から送信されたキーＩＤが登録済のＩＤである場合にはキー認証に成功したことを示すキー認証成功結果を、通信ライン５１を経由して電源制御ユニット１へ送信する。なお、キー認証ユニット２２は、＋Ｂ電源２から電力の供給を受けるように構成されている。

ナビゲーション装置ユニット２３は、自車両の現在位置を判定し、地図データベースから読み出した地図データ上に前記判定した自車両の現在位置を表示する自車両現在位置表示機能を備えている。
また、ナビゲーション装置ユニット２３は、目的地の設定機能、現在位置から設定された目的地までの経路検索機能、経路表示機能、経路音声案内機能など、ナビゲーション装置としての各種機能を備えている。
なお、ナビゲーション装置ユニット２３は、アクセサリ電源ＡＣＣ７から電力の供給を受けるように構成されている。

メータ制御ユニット２４は、速度計、エンジン回転計、燃料残量計、走行距離計などの各種メータを制御し、自車両の走行速度、エンジン回転数、燃料残量および走行距離などの各種情報を表示する。なお、メータ制御ユニット２４は、＋Ｂ電源２から電力の供給を受けるように構成されている。

エンジンＥＣＵ２５は、イモビライザ認証通信が成功すると、イモビライザをアンセットし、エンジンの始動制御を行う。また、イモビライザ認証通信が失敗した場合には、エンジン始動に必要な制御、たとえば燃料の噴射や燃料点火を停止させ、エンジンの完爆を禁止する。

携帯機４１は、キー認証ユニット２２が室内アンテナ３１により送信したキー認証用電波を受信すると、自身のキーＩＤを電波により送信する通信機能を備えている。

通信ライン５１は、電源制御ユニット１、音声入力判断部１１、電動ハンドルロック２１、キー認証ユニット２２、ナビゲーション装置ユニット２３、メータ制御ユニット２４およびエンジンＥＣＵ２５の各装置間を接続し送受信される各種信号の通信経路である。

次に動作について説明する。
図２、図３、図４は、この実施の形態のエンジン始動装置の動作を示すフローチャートである。図５は、図２のフローチャートのステップＳ１に示すエンジン始動制御条件判定処理の詳細を示すフローチャートである。以下、これらフローチャートを参照して動作について説明する。

図１に示すエンジン始動装置は、最初、図２のフローチャートに示すように電源制御ユニット１がエンジン始動制御条件の判定処理を実行する（ステップＳ１）。このとき電源制御ユニット１は、車載バッテリの＋Ｂ電源２から電力が供給されている。

電源制御ユニット１によるエンジン始動制御条件の判定処理は次のようにして行われる。
図５のフローチャートに示されているように、先ず、電源制御ユニット１はブレーキスイッチ４のオン、オフの状態判定を行う（ステップＳ１１１）。
エンジンを始動させようとするときには、運転者はブレーキペダルを踏む操作を必ず行う。このため、ブレーキペダルが踏まれた状態では、ブレーキスイッチ４の状態はオフからオンになる。
電源制御ユニット１はブレーキスイッチ４がオンになったことを判定すると、ブレーキスイッチ４がオンになったことを示すブレーキスイッチ状態判定フラグを“１”に設定する（ステップＳ１１２）。

一方、ブレーキペダルが踏まれていない状態では、ブレーキスイッチ４の状態はオフであり、電源制御ユニット１はブレーキスイッチ４がオフであることを判定すると、ブレーキスイッチ４がオフであることを示すブレーキスイッチ状態判定フラグを“０”に設定する（ステップＳ１１６）。
そして、電源制御ユニット１は音声入力判断部１１の電源を投入しない（ステップＳ１１７）。

電源制御ユニット１は、ブレーキスイッチ状態判定フラグを“１”に設定すると、さらに音声入力判断部１１の電源を投入する（ステップＳ１１３）。
このときの音声入力判断部１１への電力の供給は、ブレーキスイッチ４がオンになっている期間、＋Ｂ電源２から電源用論理和回路１４を経由して電源制御ユニット１から行う。
そして、ブレーキスイッチ４がオンになったことを示す判定結果を通信ライン５１を経由して音声入力判断部１１へ送信する（ステップＳ１１４）。

この結果、音声入力判断部１１は動作を開始し（ステップＳ２０１）、続いてブレーキスイッチ４がオンになったことを示す判定結果の受信判定を行う（ステップＳ２０２）。
この受信判定において、電源制御ユニット１から送信されたブレーキスイッチオン判定結果を受信すると、音声入力判断部１１は音声入力の受付を許可する状態になる（ステップＳ２０３）。
一方、ブレーキスイッチ４がオンになったことを示す判定結果が電源制御ユニット１から送られてこない場合、音声入力判断部１１は音声入力の受付を許可しない（ステップＳ２０６）。

音声入力判断部１１は、音声入力の受付を許可する状態になると、さらに、運転者により発声されるエンジン始動音声パターンの検出判定を行う（ステップＳ２０４）。
このエンジン始動音声パターンの検出判定は、運転者が発生した特定の音声パターン、例えば“エンジン始動”という音声パターンの検出判定であり、“エンジン始動”という言葉の検出判定であり、発声者を特定するものではない。
音声入力判断部１１は、このエンジン始動音声パターンを検出すると、エンジン始動要求を電源制御ユニット１へ通信ライン５１を経由して送信する（ステップＳ２０５）。

電源制御ユニット１は、前記ブレーキスイッチ状態判定フラグが“１”に設定されていることを条件に、つまりブレーキペダルが踏まれた状態にあり、ブレーキスイッチ４の状態がオンであるときに、音声入力判断部１１からエンジン始動要求が送られてきたか否かを判定している。

このため、ブレーキペダルが踏まれた状態で音声入力判断部１１からエンジン始動要求が送られてくると、図２のステップＳ２に示すエンジン始動制御を開始する。
そして、キー認証ユニット３２へキー認証開始要求を通信ライン５１を経由して送信する（ステップＳ３）。
キー認証ユニット３２は、キー認証開始要求を受信したか否かを判定しており（ステップＳ２１）、キー認証開始要求を受信すると、車両室内に登録済のキーがあるかどうかを判断するため、室内アンテナ３１から認証用の電波を発信する（ステップＳ２２）。

携帯機４１は、認証用の電波の検出判定を行なっており（ステップＳ３１）、携帯機４１が車両室内にあると、発信された認証用の電波を検出する。
携帯機４１は認証用の電波を検出すると携帯機４１自身のキーＩＤを電波に乗せて発信する（ステップＳ３２）。
キー認証ユニット３２は、認証用の電波を発信後、携帯機４１から発信されたキーＩＤの受信判定を行なっており（ステップＳ２３）、携帯機４１のキーＩＤを受信すると受信したキーＩＤが登録済のＩＤであるか否かを判定する（ステップＳ２４）。
そして、受信したキーＩＤが登録済のＩＤであるとキー認証に成功した旨のキー認証成功結果を電源制御ユニット１へ通信ライン５１を経由して送信する（ステップＳ２５）。

電源制御ユニット１は、キー認証成功結果の受信判定を行なっており（ステップＳ４）、キー認証成功結果を受信できない場合にはエンジン始動制御を停止し（ステップＳ５）、車両の電源はオンしない。
一方、キー認証成功結果を受信した場合には、電動ハンドルロック２１へアンロック要求を通信ライン５１を経由して送信する（ステップＳ６）。

図３に示すように、電動ハンドルロック２１は、アンロック要求の受信判定を行なっており（ステップＳ４１）、電源制御ユニット１から送信されたアンロック要求を受信するとアンロック制御を実施する（ステップＳ４２）。
アンロック制御が完了するとアンロックが完了した旨を示すアンロック完了結果を地位信号ライン５１を経由して電源制御ユニット１へ送信する（ステップＳ４４）。なお、アンロックが完了するとステアリングの操舵が可能となる。

図３に示すように、電源制御ユニット１はアンロック完了結果の受信判定を行なっており（ステップＳ７）、アンロック完了結果を受信すると、さらにこのときブレーキペダルが踏まれた状態、つまりブレーキスイッチ４がオン状態になっているか検出する（ステップＳ９）。
そして、アンロック完了結果を受信したときにブレーキスイッチ４がオン状態になっていると、電源制御リレー６を駆動して（ステップＳ１２）、各ユニットへの電源供給を開始する。
すなわち、エンジンＥＣＵ２５への電源投入、ナビゲーション装置２３への電源投入を行い（ステップＳ１３）、エンジンＥＣＵ２５の動作を開始させるとともに（ステップＳ５１）、ナビゲーション装置２３の動作を開始させる。
さらにスタータリレーを制御してスタータモータを駆動し、クランキングを開始させ（ステップＳ１４）、エンジンの完爆判定を行う（ステップＳ１５）。
さらに、図４に示すように、電源制御ユニット１は動作を開始したエンジンＥＣＵ２５とイモビライザ認証通信を実施する（ステップＳ１７）。

なお、ステップＳ９においてブレーキスイッチ４がオフになっている場合、ステップＳ９ではブレーキスイッチ４がオンになっている状態を検出できない。
この場合には、電源制御ユニット１は電源制御リレー６を制御してアクセサリー電源ＡＣＣ７のみを投入する。

図４に示すように、エンジンＥＣＵ２５は、電源制御ユニット１との間のイモビライザ認証通信を実施すると（ステップＳ５２）、イモビライザ認証通信の成功判定を行なっており（ステップＳ５３）、イモビライザ認証通信に成功するとイモビライザをアンセットしてエンジンの始動制御を開始する（ステップＳ５５）。
このとき、電源制御ユニット１は、図３のステップＳ１５でエンジンの完爆判定を行なっている。このためエンジンが完爆し、エンジンの始動制御が開始すると、スタータリレーを制御してクランキングを停止する（ステップＳ１６）。
図４に示すように、エンジンＥＣＵ２５は、イモビライザ認証通信に失敗した場合、エンジン始動に必要な制御を停止させ、エンジンが始動しないように、例えば燃料噴射を停止させ、燃料点火を禁止する（ステップＳ５４）。

なお、以上の説明において、ブレーキスイッチ４がオンしている期間、つまりブレーキペダルが踏まれた状態に限り音声入力判断部１１の電源投入が行われるように構成した。
しかしながら、このようなブレーキスイッチ４に代えて、シフトレバーとシートベルトなどのエンジン始動時に必ず操作される装置の状態を検出するスイッチを用いてもよく、このようなスイッチがオンしている期間、音声入力判断部１１の電源投入が行われ、音声入力が受け付けられるように構成してもよい。
また、音声入力判断部１１は既設の車両用ハンズフリーモジュールを利用することも可能である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、ブレーキスイッチ４の状態がオンになると、音声入力判断部１１の電源が投入されて音声入力判断部１１の動作が開始する。運転者が発声したエンジンを始動させるためのエンジン始動音声パターンを音声入力判断部１１が検出すると、電源制御ユニット１が、車両室内に存在している携帯機４１のキーＩＤが登録済のＩＤであるキー認証を行い、このキー認証に成功するとエンジンの始動制御を開始するための電源を制御して、エンジンの始動制御を開始するように構成した。
この結果、ブレーキペダルを踏みながら、エンジンを始動させるための音声パターンを運転者が発声することで、エンジンの始動制御を開始させることが可能になり、従来のように運転者が行うボタン操作が不要になり操作性を向上させたエンジン始動装置を提供できる効果がある。
また、運転者が発声したエンジンを始動させるためのエンジン始動音声パターンを検出するものであり、音声による運転者の認証、運転者の特定を行う構成ではないことから、高い信頼性を維持しつつ、低コストを実現させたエンジン始動装置を提供できる効果がある。

１……電源制御ユニット（エンジン始動操作判定手段）、４……ブレーキスイッチ、１１……音声入力判断部、２２……キー認証ユニット、４１……携帯機。

Claims (4)

1. 車両各部の電源投入の制御を行う電源制御ユニットと、前記電源制御ユニットからのキー認証開始要求をもとに、前記車両室内に存在している携帯機のキーＩＤが登録済のＩＤであるか否かを判定するキー認証ユニットとを備え、前記キー認証ユニットが前記携帯機のキーＩＤが登録済のＩＤであるキー認証に成功すると、前記電源制御ユニットがエンジンの始動制御を開始するための電源投入を制御し、エンジンの始動制御を開始するエンジン始動装置であって、
   前記車両の利用者が前記エンジンを始動させる際に操作する機構要素の状態から前記利用者によるエンジン始動操作を判定するエンジン始動操作判定手段と、
   前記エンジン始動操作判定手段が前記利用者によるエンジン始動操作を判定すると、前記電源制御ユニットにより電源が投入されて動作を開始し、前記利用者が発声したエンジンを始動させるための音声パターンの検出を行い、前記音声パターンを検出するとエンジン始動要求を前記電源制御ユニットへ出力する音声入力判断部と、を備え、
   前記電源制御ユニットは、前記エンジン始動操作がおこなわれた状態で前記エンジン始動要求を受信すると前記キー認証ユニットと前記携帯機との間でキー認証を開始させる、
   ことを特徴とするエンジン始動装置。
2. 前記機構要素はブレーキペダルであり、前記エンジン始動操作判定手段による前記エンジン始動操作の判定は、前記ブレーキペダルの状態に基づいてなされることを特徴とする請求項１記載のエンジン始動装置。
3. 前記機構要素はシフトレバーと運転席のシートベルトであり、前記エンジン始動操作判定手段による前記エンジン始動操作の判定は、前記シフトレバーの状態と前記シートベルトの状態に基づいてなされることを特徴とする請求項１記載のエンジン始動装置。
4. 前記音声入力判断部は、車両用ハンズフリーモジュールであることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のエンジン始動装置。

Images