JP4924849B2 - 車両のエンジン始動システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジン始動システムに関するものである。

従来から車両のエンジン始動操作には、機械式キーをキーシリンダーに差し込み、そのキーを回転してエンジンを始動するという方法が用いられている。このような機械的な方法に替わって近年では、無線通信を利用した電子式キーシステムが使用され始めている。これは携帯式電子キーとの間で無線通信を利用した認証データ照合を行い、認証データが一致した場合に正規のユーザーが搭乗したと判断し、エンジンの始動を許可するシステムである。車両にはエンジンスイッチが備えられており、そのエンジンスイッチの押下操作または接触操作によってエンジンが始動する（所謂プッシュスタートシステム）。また、このエンジンスイッチの操作により、エンジンを停止することもできる。近年では車両の盗難が増加傾向にあるが、電子キーシステムを採用することによりキーシリンダーなどの破壊されやすい部品を廃止でき、車両の盗難を防止しやすくなる。

このように、機械式キーにおけるキーの回転操作が、電子式キーの採用によってエンジンスイッチの押下式操作または接触式操作に替わりつつあるが、従来の機械式キーに慣れたユーザーは電子式キーに違和感を持つ場合が多い。この問題を解決するために、機械的なフィーリングを残した車両用電子キー装置が下記特許文献１に開示されている。

特許第３３７２２２８号

機械式キーでは１つのキーを左右、すなわち、エンジン始動側の方向と、エンジン停止側の方向の、２つの方向に回転させることが可能であるとともに、その回転角度によって、電力供給状態（ＯＦＦ状態、ＡＣＣ状態など）を自由に切り替えることができる。それに対して電子式キーではエンジンスイッチを押すという１方向の操作しかできず、かつ、押す回数によって電力供給状態を順次切り替える必要がある。そのため、押す回数を間違えると所望の電力供給状態にならないという問題があった。また、後述するように、シフトポジションやブレーキペダルを踏む／踏まないといった情報によって、切り替え後の電力供給状態が決定される場合が多いので、慣れないと所望の電力供給状態にしにくいという問題があった。

一方、ディーゼル車などのエンジン予熱装置を備えた車両では特に、エンジンが始動するまでに要する時間が長く、また、外気温によってエンジン予熱時間が変化しやすいという問題がある。このような車種に電子式キーシステムを採用した場合、エンジンが始動するまで長時間待たされるとともに、正しい電力供給状態（エンジン始動状態）になるのか判別しにくいため、ユーザーが余分にエンジンスイッチを押してしまい、所望の電力供給状態にならないという問題があった。そのため、エンジンが始動するまでの時間を容易に知ることができるエンジン始動システムが望まれていた。

本発明は上述のような事情を背景になされたもので、特に、エンジンスイッチの押下式操作または接触式によって、車両の電力供給状態の切り替えおよびエンジンの始動・停止を行うことが可能で、エンジンが始動するまでの時間が予測しやすいエンジン始動システムを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するためには、車両のエンジン始動システムにおいて、
車載電源からの電力が車載電子機器に供給されない第一状態から、エンジンのスタータが使用可能となってそのエンジンを始動した第Ｎ状態までの、複数段階の電力の供給状態を、押下式または接触式のスイッチ操作によって切り替えるエンジンスイッチと、
そのエンジンスイッチの操作に基づいて、切り替え予定の電力供給状態を案内情報として表示する案内表示装置と、
エンジンの始動操作がなされた後に、そのエンジンが始動するまでの時間を判断し、その判断した時間を案内表示装置に表示させる始動時間判断手段と、
を含む構成とすることが考えられる。

上記本発明のエンジン始動システムによると、エンジンスイッチの操作に基づいて、切り替え予定の電力供給状態が案内情報として案内表示装置に表示される。ここで電力供給状態とは、ほとんど全ての車載電子機器に電力が供給されない第一状態（ＯＦＦ状態）から、エンジンのスタータが使用可能となってエンジンを始動した第Ｎ状態（エンジン始動状態）までの複数段階の状態を指す。第Ｎ状態と表現したのは、第一から第Ｎまでの間に別の新しい電力供給状態を追加することを排除しないためである。

より具体的には、車両のエンジン始動システムにおいて、
車載電源からの電力が車載電子機器に供給されないＯＦＦ状態と、前記車載電子機器のうちラジオなどの特定電子機器のみに供給されて使用可能となるＡＣＣ状態と、車載電源からの電力が前記特定電子機器を含めた他の車載電子機器に供給されてそれらが使用できるとともにエンジンのスタータも使用可能となるＩＧ＿ＯＮ状態と、そのスタータを使ってエンジンを始動させたエンジン始動状態との、それぞれの電力供給状態を押下式または接触式のスイッチ操作によって切り替えるエンジンスイッチと、
そのエンジンスイッチの操作に基づいて、切り替え予定の電力供給状態を案内情報として表示する案内表示装置と、
エンジンの始動操作がなされた後に、そのエンジンが始動するまでの時間を判断し、その判断した時間を案内表示装置に表示させる始動時間判断手段と、
を含む構成とすることが考えられる。

電力供給状態の切り替わり方の一例を説明する。図４に示すように、シフトポジションとブレーキの組み合わせによって、電力供給状態の切り替え方が変わるようにされていることが多い。例えばシフトポジションをＰレンジにして、かつ、ブレーキを踏まないでエンジンスイッチを押したとき、押した回数に基づいてＯＦＦ状態、ＡＣＣ状態、ＩＧ＿ＯＮ状態が順次切り替わる（ａ１〜ａ３）。エンジンを始動するためには、安全の為に、ブレーキを踏みながらスイッチを押す必要がある（ａ５〜ａ７）。また、Ｐレンジにしている場合は、ブレーキを踏んでも踏まなくても、エンジンスイッチを押すだけでエンジン停止ができる（ａ４、ａ８）。一方、シフトポジションをＮレンジにして、かつ、ブレーキを踏まないでエンジンスイッチを押した場合は、ＩＧ＿ＯＮ状態からＯＦＦ状態にならず、ＡＣＣ状態になる（ａ１１）。同様にして、エンジンを停止しようとしても、ＯＦＦ状態にならない（ａ１２、ａ１６）。また、シフトポジションをＰ及びＮレンジ以外にした（ギアが入っている）場合は、エンジンを始動できない（ａ２１、ａ２２）ようにされている。

上記のように設定されているのは主に安全確認のためであるが、切り替わり方が複雑になって使いにくい。そこで本発明では切り替え予定の電力供給状態を案内情報として表示する案内表示装置を設けて、所望の状態になることをユーザーが確認できるようにした。案内表示装置には、例えば図５（ｂ）〜（ｅ）に示すように、「ＯＦ」、「ＡＣ」、「ＩＧ」、「ＥＧ」を表示することができる。また、図５（ｆ）のように、スタータ作動中であることを意味する「ＳＴ」を表示してもよい。

エンジンスイッチの操作がされてから、所定の待機時間が経過した後に電力供給状態の切り替え処理を行い、この待機時間中に切り替え予定の電力供給状態を表示するとよい。この待機時間中に、切り替え予定の電力供給状態を第一の表示色で表示し、切り替え処理前の（現在の）電力供給状態を第二の表示色で表示してもよい。このようにすると、ユーザーの視認性が向上する。さらに、切り替え予定の電力供給状態を所定の時間で周期的に点滅させて表示し、切り替え処理前の（現在の）電力供給状態を周期的に点滅しないように、連続して点灯させてもよい。さらには、切り替え予定の電力供給状態と、切り替え前の（現在の）電力供給状態とを、所定の時間で切り替えて交互に表示するようにしてもよい。

また、上記の構成によると、エンジンの始動操作がなされた後に、始動時間判断手段によってエンジンが始動するまでの時間が判断され、その判断された時間が案内表示装置に表示される。このようにすると、エンジンが始動するまでの時間がわかりやすくなり、ユーザーの利便性が向上する。ディーゼル車のようなエンジン始動時間が比較的長い車種では、エンジン始動時間を表示するように特に強く望まれている。

そして、本発明は、ディーゼル車などの、エンジン予熱装置を備えた車両に用いるエンジン始動システムにおいて、
エンジンを始動させるために操作するエンジンスイッチと、
そのエンジンスイッチが操作された後に、前記エンジン予熱装置によって予熱された前記エンジンが始動するまでの時間を判断する始動時間判断手段と、
そのエンジンが始動するまでの時間を案内情報として表示する案内表示手段とを備えたことを主要な前提構成とする。

エンジンを始動する時には安全確保のため、ブレーキを踏んでいる必要がある。しかし本発明のように案内表示装置を備えていると、エンジンが始動するまでの時間を知ることができるため、継続してブレーキを踏んでいる必要はない。すなわち、エンジンが始動する瞬間にだけブレーキを踏めばエンジンを始動できるようになる。このようにするために、より具体的には下記の構成をとる。すなわち、エンジン始動システムにおいて、
車両のブレーキペダルが踏まれているかどうか判断するブレーキ踏込み判断手段と、
エンジン予熱装置に予熱処理命令信号を発信してエンジンを予熱させるエンジン予熱制御手段と、
エンジンのスタータに回転命令信号を発信してそのエンジンを始動させるエンジン始動制御手段とを備え、
エンジンスイッチが操作され、かつブレーキペダルが踏まれたと判断した場合に、エンジン予熱制御手段は予熱処理命令信号を発信し、
エンジンの予熱処理が終了してエンジン始動可能となった時点又はそれ以降で、ブレーキペダルが踏まれていると判断した場合に、エンジン始動制御手段はスタータを回転させる。この場合、エンジンの予熱処理中にブレーキの踏込みが中止された場合、エンジン予熱装置は予熱処理を続け、かつ、案内表示手段はエンジン始動時間を表示し続けるようにするとよい。

また、エンジンスイッチを所定時間、連続して押し続けた場合にエンジンの予熱を開始、すなわち、エンジン予熱制御手段が予熱処理命令信号を発信するようにしてもよい。これにより、例えば窓から手を差し入れてエンジンスイッチを連続して押し、予熱を開始できるようになる。予熱が終了して、エンジン始動可能となった時点で車両に搭乗し、ブレーキを踏むとエンジンが始動すると便利である。つまり、予熱を開始する時点では必ずしも車両に搭乗する必要がなくなるのである。

（ａ）車内の一構成例（ｂ）エンジンスイッチの一例。 本発明に係るエンジン始動システムの制御ブロック図。 本発明に係るエンジン始動システムのフローチャート。 電力供給状態の切り替わり方の一例。 案内表示装置の表示例。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１（ａ）に車室の一構成例を示す。図のように、電力供給状態を表示するための案内表示装置１は、見やすいようにエンジンスイッチ２の近くに設置されている。ユーザーの所持する電子式キーから無線発信される認証データを受信する認証データ受信部（図示しない）が備えられており、後述するスマートＥＣＵによって認証データの照合が行われる。そして認証データが一致したと判断された場合に、エンジンスイッチ２の操作が可能となる。一方、エンジンスイッチ２は、図１（ｂ）の拡大正面図に示すような構造をしており、スイッチ表面にインジケーターランプ５が形成されて、車両の電源供給状態を簡易的に表示するようになっている。

図２は本発明に係るエンジン始動システムの制御ブロック図である。電源ＥＣＵ４はエンジンスイッチ２、案内表示装置１、ブレーキペダル３、エンジンＥＣＵ８、スマートＥＣＵ７、シフトＥＣＵ１３などと接続されており、エンジンスイッチ２の操作やブレーキペダル３の踏込み状態を検知した後に、切り替え予定の電源供給状態を案内情報として案内表示装置１に表示したり、エンジンＥＣＵ８にエンジン始動命令を出したりする。

以下に、より詳細に説明する。ユーザーが車両に搭乗すると、そのユーザーが所持している電子式キー６とスマートＥＣＵ（認証データ判断部）７との間で認証データの照合が行われる。認証データが一致するとスマートＥＣＵ７が判断した場合は、電源ＥＣＵ４に対して認証許可信号を送信し、エンジンスイッチ２の操作が許可される。認証データが一致しない場合や、認証データが送られない場合は、正規のユーザーが搭乗していないと判断し、エンジンスイッチ２の操作が許可されない。

電源ＥＣＵ４には、ブレーキペダル３が踏まれているかどうかを判断するブレーキ踏込み判断手段が内部機能として形成されている。より具体的には、ブレーキペダル３は例えばストップランプスイッチ（図１）と連動していて、このストップランプスイッチからの信号をブレーキ踏込判断手段が受信して、ブレーキペダルの踏込み状態を判断する。一方、シフトＥＣＵ１３からシフトポジションに関する情報が伝えられる。これらブレーキペダルおよびシフトポジションの状態と、エンジンスイッチ２の操作に基づいて、例えば図４に示すように電力供給状態が切り替わる。

エンジンスイッチ２が操作された後、電源ＥＣＵ４内の案内情報出力手段が、案内情報（切り替え予定の電力供給状態）を、案内表示装置１に表示させる。

電源ＥＣＵ４はＡＣＣリレー９を接続したり、ＩＧリレー１０を接続したりして、電力供給状態の切り替え処理を行う。また、電源ＥＣＵ４は、インジケーターランプ５を点灯させて、電力供給状態を簡易的に表示させる。インジケーターランプ５は、例えば各状態で表示色を変えて点灯したり、点滅したりすることで、各電力供給状態を簡易的に表示する。

エンジンスイッチ２の操作によってエンジン始動状態に切り替えられた場合は、電源ＥＣＵ４はエンジンＥＣＵ８に対してエンジン始動命令をする。エンジンＥＣＵ８の内部にはエンジン始動制御手段が形成されており、そのエンジン始動制御手段が、スタータリレー１２を接続してスタータを回転させる。また、ディーゼル車などには、エンジン予熱装置としてのグロープラグ１１が備えられており、エンジン始動前にグロープラグ１１による予熱処理が行われる。より具体的には、エンジンＥＣＵの機能としてエンジン予熱制御手段が形成されており、このエンジン予熱制御手段がグロープラグに対して予熱処理命令信号を発信する。

一方、グロープラグ１１によって予熱されたエンジンが始動するまでの時間を判断する始動時間判断手段が電源ＥＣＵ４内に形成されている。この始動時間判断手段はエンジン始動時間を案内表示装置１に表示させる。より具体的には図５（ｇ）、（ｈ）に示すように、エンジン始動時間を秒単位で、カウントダウン形式で表示する。

エンジンスイッチ２が操作され、かつブレーキペダル３が踏まれた場合に、グロープラグ１１がエンジンの予熱処理を開始する。予熱処理中にブレーキペダル３の踏込みが中止されて離された場合も、案内表示手段１はエンジン始動時間をカウントし続ける。そして予熱処理が終了してエンジン始動可能となった時点（カウントが０秒になった時点、またはそれ以降）で、ブレーキペダル３が再び踏まれた場合に、エンジン始動制御手段はスタータに回転命令信号を発信してエンジンを始動させる。このような構成にすると、ユーザーがエンジン始動時間を知ることができるとともに、エンジンが始動可能となった時点でブレーキペダル３を踏めばよくなる。すなわち、予熱処理中にブレーキペダル３を踏み続ける必要が無くなり、ユーザーの利便性が向上する。

予熱処理は、エンジンスイッチ２を所定時間、連続して押した場合に開始するようにしてもよい。予熱処理中、案内表示手段１はエンジン始動時間をカウントし続ける。そして予熱処理が終了してエンジン始動可能となった時点（カウントが０秒になった時点、またはそれ以降）で、ブレーキペダル３が踏まれた場合に、エンジン始動制御手段はスタータに回転命令信号を発信してエンジンを始動させる。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。上述のエンジン始動システムではエンジンスイッチの押下回数によって例えばＯＦＦからＡＣＣへ切り替わったり、ＡＣＣからＩＧ＿ＯＮへ切り替わったりした。すなわち押下時間は比較的短いものであった。しかし案内表示装置を設けることで、次のような使い方もできるようになる。つまり、エンジンスイッチを連続して押し続けた場合、電力供給状態を所定の時間で周期的に切り替えて案内表示装置に表示させるのである。そして、エンジンスイッチが離された（操作が終了した）時点で表示されている案内情報に基づいて車両の電力供給状態を切り替える。このような処理を行うための手段は、例えば電源ＥＣＵの内部機能として形成することができる。エンジンスイッチを連続して押し続けた場合、案内表示装置に例えばＯＦ、ＡＣ、ＩＧ、ＥＧの各電力供給状態が順番に切り替え表示される。ユーザーがエンジンを始動したいと望んでいる場合、ＥＧが表示された時点でエンジンスイッチを放す。この操作が行われた後、電源ＥＣＵがエンジンＥＣＵに対してエンジン始動命令を出す。

図３は本発明に係るエンジン始動システムのフローチャートで、シフトポジションがＰレンジになっている場合の処理動作を示すものである。ステップＳ１〜Ｓ９は切り替え予定の電力供給状態を案内表示装置に表示させるための処理であり、ステップＳ１０〜Ｓ１８はその電力供給状態への切り替え処理である。より詳細に説明すると、まずステップＳ１においてエンジンスイッチの操作が行われたかを判断する。ＹＥＳの場合ステップＳ２に移動し、エンジン始動中かを判断する。エンジン始動中の場合はステップＳ９に移り、案内表示装置に「ＯＦＦ」を表示して、エンジンがＯＦＦ状態になる予定であることを表示する。この処理動作は、図４の矢印ａ４、ａ８に相当するものである。一方、ステップＳ２でＮＯと判断した場合はステップＳ３に移り、ブレーキペダルが踏まれているかを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳ８に移り、案内表示装置に「ＥＧ」を表示して、エンジン始動処理に切り替わる予定であることを表示する。この処理動作は図４の矢印ａ５〜ａ７に相当する。また、ステップＳ３においてＮＯと判断した場合、ステップＳ４に移動し、現在の電力供給状態に基づいてステップＳ５〜ステップＳ７までの各ステップに移動する。例えば現在ＯＦＦ状態ならばステップＳ５に移り、案内表示装置に「ＡＣＣ」を表示する。この処理動作は図４の矢印ａ１に相当するものである。同様にして現在ＡＣＣならばステップＳ６に移動して「ＩＧ」を表示し、ＩＧならばステップＳ７に移動して「ＯＦＦ」を表示する。

以上説明したように案内表示装置への表示を行った後、各電力供給状態に切り替える処理が行われる。まず、ステップＳ１０において、エンジンスイッチの操作から所定の時間が経過したかを判断し、その後、ステップＳ１１以降に進む。ステップＳ１１では要求された電力供給状態に切り替わったか判断し、ＹＥＳと判断した場合はステップＳ１８に移動し、現在の電力供給状態を表示する。ここで、ステップＳ５〜Ｓ９における表示色とステップ処理Ｓ１８における表示色を変えてもよい。例えば、ステップ処理Ｓ５〜Ｓ９において電力供給状態を第一表示色で表示し、ステップ処理Ｓ１８において電力供給状態を第二表示色で表示するのである。これによってユーザーの視認性が向上する。

一方、ステップＳ１１でＮＯと判断した場合はステップＳ１２へ移動し、エンジン始動状態に切り替える予定か判断する。例えば案内表示装置に「ＥＧ」が表示されている場合はＹＥＳになる。ＹＥＳの場合、ステップＳ１７に移り、エンジンの始動命令がなされる。また、ステップＳ１２でＮＯの場合はステップ１３に移動し、現在の電力供給状態に基づいてステップＳ１４〜Ｓ１７までの各ステップに移動する。例えば現在ＯＦＦ状態ならばステップＳ１４に移動し、ＡＣＣへの切り替え処理が行われる。

１ 案内表示装置
２ エンジンスイッチ
３ ブレーキペダル
４ 電源ＥＣＵ
６ 電子式キー
７ スマートＥＣＵ（認証データ判断部）
８ エンジンＥＣＵ

Claims (3)

1. ディーゼル車などの、エンジン予熱装置を備えた車両に用いるエンジン始動システムにおいて、
   エンジンを始動させるために操作するエンジンスイッチと、
   そのエンジンスイッチが操作された後に、前記エンジン予熱装置によって予熱された前記エンジンが始動するまでの時間を判断する始動時間判断手段と、
   そのエンジンが始動するまでの時間を案内情報として表示する案内表示手段と、
   前記車両のブレーキペダルが踏まれているかどうか判断するブレーキ踏込み判断手段と、
   前記エンジン予熱装置に予熱処理命令信号を発信してエンジンを予熱させるエンジン予熱制御手段と、
   前記エンジンのスタータに回転命令信号を発信してそのエンジンを始動させるエンジン始動制御手段とを備え、
   前記エンジンスイッチが操作され、かつ前記ブレーキペダルが踏まれたと判断した場合に、前記エンジン予熱制御手段は前記予熱処理命令信号を発信し、
   前記エンジンの予熱処理が終了してエンジン始動可能となった時点又はそれ以降で、前記ブレーキペダルが踏まれていると判断した場合に、前記エンジン始動制御手段は前記スタータを回転させることを特徴とする車両のエンジン始動システム。
2. 前記エンジンの予熱処理中に前記ブレーキの踏込みが中止された場合、前記エンジン予熱装置は予熱処理を続け、かつ、前記案内表示手段は前記エンジン始動時間を表示し続ける請求項１記載の車両のエンジン始動システム。
3. 前記エンジンスイッチが所定時間、連続して押し続けられた場合に、前記エンジン予熱制御手段は前記予熱処理命令信号を発信する請求項１記載の車両のエンジン始動システム。

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