JP2007162459A - ハンズフリー車両ドア開扉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの手を用いることなく、車両のドアを解錠し、かつ開扉すること。
【解決手段】ユーザによって携帯される電子キー１８のＩＤが、スマートＥＣＵ２０によって認証されると、ユーザが接近している車両ドア１６のドアロック３１が、アンロックスタンバイモードに設定される。ドアロック３１がアンロックスタンバイモードに設定されたことに基づいて、レーザ送受信器５２によりレーザビーム５４が発射される。ユーザの足など身体の一部が、レーザビーム５４の照射範囲に入っていると、反射レーザビームの受光量が変化する。この変化に基づいて、ドアロックＥＣＵ７０がドアロック３１の解錠を実行し、ドア開扉ＥＣＵ７２が、車両ドア１６のラッチを解除して、車両ドア１６のポップ開扉を可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンズフリー車両ドア開扉装置に係り、特に、人間の手を使わずに車両ドアの初期開扉動作を可能にする装置に関するものである。

車両ドア解錠装置は、種々の方法にて車両のドアの解錠を可能にする。例えば、従来から、手持ち式の金属キーが、車両のドアを施錠したり解錠したりするために用いられている。一方、よりモダンな方法では、携帯型電子キーを用いるものがあり、ユーザが携帯型電子キーの解錠ボタンを押下したときに、車両がその携帯型電子キーと無線通信を行う。この方法は、ユーザが車両から所定距離だけ離れているときに、無線による車両ドアの解錠を可能にする。

他のモダンな方法では、ユーザのポケットやバックなどに収納された電子キーが、車両の所定の通信エリアに入ったとき、自動的に車両と無線通信を行ない、それによって車両ドアをアンロックスタンバイモードにする。このアンロックスタンバイモードとは、電子キーを保持したユーザが車両ドアのドアハンドルを握ったことをコンタクトセンサによって検出したとき、車両ドアを解錠することができるモードである。

上述したような、車両ドアを解錠するための手段の改良は、それによって、ユーザの満足度を向上できてきたことを示すものであるが、車両への乗車には、車両ドアが解錠された後に、依然として、ユーザの手によって車両のドアハンドルを手前に引くことが必要である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ユーザの手を用いることなく、車両のドアを解錠し、かつ開扉することが可能な装置及び方法を提供するものである。

本発明によるハンズフリー車両ドア開扉装置は、公知のいわゆる“スマートキー”システムと協働し、車両に接近してきたユーザが荷物などによって手が塞がっている場合に、利用され得るものである。本ハンズフリー車両ドア開扉装置により、ユーザは、車両のドアを開けるために、荷物を脇に置いたりせずに、その荷物を車両内に載せることができるようになる。

ハンズフリー車両ドア開扉装置は、対象物体を検出し、車両ドアの開扉を引き起こすことができる検出器を備える。この検出器として、レーザビームの受発光器、超音波の送受信器、音声検出器、もしくは他の信号波の検出装置を用いることができる。あるいは、機械的な接触を検出するスイッチ、もしくは他の機械的な装置を、信号波を用いる検出器に代えて、使用しても良い。そのような検出器やスイッチが、例えば、開扉されるべき車両ドアの近傍において、車両の外面に設置ざれる。この検出器等による検出に基づいて、ユーザに対して乗車入口を提供すべく、車両の特定のドアが開かれる。

車両ドアの開扉プロセスは、例えば、ユーザがスマートキー（電子キー）を携帯して、車両に接近したときに開始され、まず、その電子キーのＩＤが、“スマートＥＣＵ”のような車両に搭載されたＥＣＵによって正しいか否か確かめられる。電子キーのＩＤが認証されると、ユーザが接近している車両ドアのドアロックが、アンロックスタンバイモードに設定される。ドアロックがアンロックスタンバイモードに設定されたことに基づいて、例えばレーザビームが発射される。ユーザの足など身体の一部が、レーザビームの照射範囲に入っていると、反射レーザビームの受光量の変化に基づいて、別の車両ＥＣＵがドアロックの解除を実行し、さらに、開扉されるべき車両ドアのラッチを解除する。ラッチの解除に応じて、スプリング荷重がかけられた“ドアポッパー”が、例えば１〜２インチだけ、車両ドアを開扉する。この開度量だけ車両ドアを開くことによって、ユーザは、肘や膝を使って、さらに車両ドアを開くことが可能になる。

以上、ハンズフリー車両ドア開扉装置が、スマートキーエントリーシステムと協働する例について説明したが、それは必須ではなく、他のエントリーシステムが、本発明によるハンズフリー車両ドア開閉装置とともに用いられても良い。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかとなる。ただし、その詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すものではあるが、説明のみを目的とすることが意図され、本発明の範囲を制限することは何ら意図されないことが理解されるべきである。

好ましい実施形態の以下の説明は、実際のところ、単なる例示にすぎず、いかなる方法においても、本発明、その適用や使用を制限することを意図するものではない。

図１から図９を参照して、ピックアップトラック１０に採用したハンズフリー車両ドア開扉装置１２について説明する。本実施形態によるハンズフリー車両ドア開扉装置１２は、“スマートキー”タイプのエントリーシステムとともに用いられ、以下、そのハンズフリー車両ドア自動開扉装置１２がどのように利用されるかについて説明する。

図１において、“スマートキー”エントリーシステムは、車両ユーザが電子キー１８を携帯して車両１０に接近すると、ユーザが電子キー１８のボタンを何ら操作せずとも、車両１０のドア１４や他の車両アクセスポイント（トランク、リフトのゲート、スライドドアなど）をアンロックスタンバイモードに設定する。車両ドアの自動的な解錠を行うため、ユーザは単に、自動応答機である電子キー（スマートキー）１８を保持し、車両１０の所定の無線周波数通信範囲に歩いて入るだけで良い。その結果、電子キー１８は、車両１０に搭載されたスマートＥＣＵ２０のような少なくとも１つのＥＣＵと、アンテナ２２，２４を介して通信を行う。そして、ユーザが、例えば車両ドア１６のドアハンドル３２に設けられたセンサ３６に触れると、ドアロック３１が解錠される。その後、ユーザは、車両ドア１６を開扉するために、ドアハンドル３２を引く。

より詳細に説明すると、図１及び図３において、車両１０は種々の電子制御装置（ＥＣＵ）を備え、その中の１つが、車両ドアのロック２９，３１をアンロックスタンバイモードに設定するために、電子キー１８と通信するスマートＥＣＵ２０である。

ドアロック２９，３１の解錠は、引き続くプロセスにおいてなされる。従来のスマートキーシステムでは、ユーザが車両１０に接近する前から、すなわち、ユーザがスマートＥＣＵ２０による通信範囲外にいるときから、スマートＥＣＵ２０が、車両１０に搭載された複数のアンテナからポーリング方式で無線周波数信号を送信させる。アンテナは、例えば、車両ドア１４，１６内に設けられたドアアンテナ２２，２４であったり、フェンダーやクオータパネル内において車両１０のコーナー部に設けられたアンテナであったりする。

その信号は、所定の時間間隔で、また、車載された全アンテナを考慮し、ポーリング方式にてパルス送信される。例えば、車両１０には、前席運転席側アンテナ２２、後席運転席側アンテナ２４、前席助手席側アンテナ２６、及び後席助手席側アンテナ２８があり、各々、所定の時間間隔で、それぞれのアンテナから所定半径の範囲まで達するように所定の強度で、無線周波数信号を送信する。

ドアアンテナ２２，２４，２６，２８に加えて、電子キー１８と協働してトランクの解錠を制御するために、車両トランクの近傍にアンテナが設けられても良い。さらに、アンテナは、後方のリフトゲートやスライドドアに装備されても良い。トランクに関しては、ユーザが、トランクに設けられたアンテナによる通信範囲内に歩いて入ってきたときに、スマートキーシステムが、トランクのロックをアンロックスタンバイモードに設定する。すなわち、電子キー１８が通信範囲内にあると、スマートＥＣＵ２０は、電子キー１８から送信された信号を受信する。通信半径は、通常３〜４フィートであるが、それは製造業者によって決定されるものである。

そして、ユーザは、トランクを解錠するために、単に車両トランクのハンドルに触れれば良い。同様のことが、車両ドアのハンドルに対しても言える。しかしながら、本実施形態によるハンズフリー車両ドア開扉装置１２によれば、それぞれのドアのドアハンドルは、対応するドアを解錠するために触れられる必要はない。

電子キー１８が各アンテナ２２，２４，２６，２８の通信範囲に属しているとき、電子キー１８はスマートＥＣＵ２０に固有のセキュリティコードを出力する。スマートＥＣＵ２０がその固有のセキュリティコードを認識すると、車両１０のドアロックは、アンロックスタンバイモードとなる。図１の場合、電子キー１８が各々のドアアンテナ２２，２４の通信半径範囲に属するときに、前席運転席側もしくは後席運転席側のロック２９，３１がアンロックスタンバイ状態となる。このアンロックスタンバイモードにおいては、ドアハンドル３０，３２の各々の裏面側にそれぞれ設けられた、コンタクトセンサ３４，３６が活性化され、ユーザがドアハンドル３０，３２に触れたことを検出することが可能になる。

本実施形態では、電子キー１８が最も接近しているドアアンテナ２２，２４を備えるドア１４，１６のドアロック２９，３１のみが、アンロックスタンバイモードとなる。各ドアロック２９，３１は、ドアロックモータ３８，４０，４２，４４を有する。電子キー１８の位置及びユーザがいずれのコンタクトセンサ３４，３６に触れたかに依存して、それらの前席運転席側ドアロックモータ３８、後席運転席側ドアロックモータ４０、前席助手席側ドアロックモータ４２、後席運転席側ドアロックモータ４４のいずれか１つが、動作するように構成されている。以下、開扉されるべきドアとして後席運転席側ドア１６を例に取り説明を行う。なお、スマートキーシステムに関するより詳しい説明が、米国特許公開番号２００４／０１１９６２８号明細書に記載されている。

図１から図９を参照して、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２の動作例と、後部ドア１６を開くための使用方法を説明する。ユーザ４６が車両１０に接近したとき、スマートＥＣＵ２０は、後席運転席側アンテナ２４を介して電子キー１８と通信する。実際のところ、各ドアアンテナ２２，２４，２６，２８は、ポーリング方式で、無線周波数信号を送信している。そして、電子キー１８が、スマートＥＣＵ２０による後席運転席側アンテナ２４からの送信範囲４８に入ると、電子キー１８は、セキュリティコードを含む応答信号５０を返送する。スマートＥＣＵ２０は、応答信号５０を受信し、その応答信号５０に含まれるセキュリティコードに基づいて、電子キー１８が正しいか否か確かめられ、その結果、電子キー１８が認証される。この認証プロセスによってドアロック３１はアンロックスタンバイモードに設定される。

繰り返しになるが、電子キー１８は、ドアロック３１に最も接近しているので、そのドアロック３１のみがアンロックスタンバイモードとなっている。アンロックスタンバイモードである間、ドアハンドル３２に設けられたコンタクトセンサ３６は、ドアロック３１を解錠すべく、人間の手などによる物理的な接触を受けると、それを検出可能に準備されている。しかしながら、この状態における、本実施形態による操作オプションが、以下の説明から明らかとなる。

ユーザ４６は、上述したように、手を使ってドアハンドル３２に触れて、ドアロック３１を解錠するようにコンタクトセンサ３６を動作させるかもしれないが、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２を動作させることも可能である。より具体的には、ユーザの手が塞がっていたり、ユーザがある種の理由で手を使いたくないと考えたりしたならば、そのとき、ユーザ４６は、ドアロック３１を解錠するだけでなく、車両ドア１６をポップアップ動作によって開扉（以下、ポップ開扉）させるために、以下のことを実施すれば良い。

まず、ドアロック３１を解錠するとともに、ドア１６を物理的に開扉する第１の方法として、レーザビームの送受信器５２を用いた方法を説明する。例えば、電子キー１８がアンテナ２４の無線周波数の到達範囲に入り、電子キー１８がスマートＥＣＵ２０によって認証されるセキュリティコード（ＩＤコード）を送信して、ドアロック３１がアンロックスタンバイモードとなったとき、図１，２及び６に示すように、車両ドア１６に対応して設けられたレーザビームの送受信器５２がレーザビーム５４の照射を開始する。なお、レーザビームの送受信器５２は、各ドア１４，１６に対応して車両に設けられているが、ユーザが接近しているドアに対応する送受信器５２のみがレーザビームを照射する。

レーザビームの送受信器５２は、図１に示すように、後部ドア１６の真下、もしくは車両１０における適宜の位置に取り付けられている。ユーザ４６の手が塞がっているとき、ユーザ４６は、例えば足４７でレーザビーム５４を遮るように移動させるだけで良い。このレーザビーム５４は、図１及び２に示すように、地面に向けられている。レーザビーム５４を足で遮ることにより、送受信器５２によって受信される反射レーザビームが変化（減少等）するので、これが、ユーザによる車両ドアの開扉指示となり、後部ドア１６は、ドアロックの解錠及び車両ドアのラッチの解除が行われて開扉する。

この開扉により、後部ドア１６は、もはやドアラッチによって固定されず、ユーザが所望したときには、開く方向に自由に回転するように、少なくともポップ開扉する。レーザビームの送受信器５２が受信する反射レーザビームが変化したとき、その旨を示す信号がスマートＥＣＵ２０に送信される。これにより、スマートＥＣＵ２０は、ドアロックＥＣＵ７０に対して、ドア開扉要求信号を送信する。ドアロックＥＣＵ７０は、後席運転席側ロックモータ４０を作動させ、ドアロック３１を解錠する。

ドアロック３１の解錠の直後に、通信が継続され、ドアロックＥＣＵ７０からドア開扉ＥＣＵ７２へと、ドア解放ソレノイド７４を起動するための信号が送信される。ドア解放ソレノイド７４は、後部ドア１６が解錠された後に開扉可能となるように、ドアラッチ７６に後部ドア１６を解放させるものである。なお、ドア解放ソレノイド７４がドアラッチ７６を解放する方法について説明したが、例えば電子式あるいは磁気式のいかなる種類のドアラッチも採用することが可能であり、それはドア開扉ＥＣＵ７２によって解放され得る。

図１，３及び４において、後部ドア１６を解放するとすぐに、“ドアポッパー”としてのアクチュエータ６４が、スプリング７８に蓄積された力を利用して、後部ドア１６を“ポップ開扉”する。つまり、アクチュエータ６４のスプリング７８が、可動シャフト６６を後部ドア１６の内側表面に向けて付勢しているので、ドアラッチ７６が解放されると、後部ドア１６が短い距離だけ素早く“ポップ開扉”するのである。

後部ドア１６がポップ開扉する距離は、スプリング７８が後部ドア１６に作用させる力に直接的に依存する。従って、望ましい開扉のための力や距離を達成すべく、いくつかの異なるスプリングが用いられるかもしれない。さらに、後部ドア１６が、スプリング荷重がかけられたヒンジ及び増大された停止位置にドアを停止させるドア停止部を備えて、アクチュエータ６４の起動に基づいて後部ドア１６がどの程度遠くまで又どの程度素早く開扉されることを許容するかを統制する助けとしても良い。

短い距離だけ後部ドア１６が開かれることによって、ユーザ４６は、肘や膝を使って、全開位置もしくは望ましい位置まで後部ドア１６をさらに開くことが可能である。ユーザの肘や膝は、後部ドア１６と車両１０との間に挿し込まれ、そして、後部ドア１６を開く方向に付勢するように用いられる。従って、ユーザが両手を使って荷物を運んでいたり、何らかの理由で両手が塞がっている場合であっても、荷物を一旦降ろしたりすること無く、車両１０のいずれのドアも開扉することが可能になる。さらに、一方の手を使って後部ドア１６をアンロックし、さらに開扉する間、荷物を片手で支えられるように車両１０に押し付けなくても済む。

図４（ａ）、（ｂ）は、スプリング荷重がかけられたアクチュエータ６４を図示するものである。アクチュエータ６４は、その内部に収められた可動シャフト６６を有する。アクチュエータ６４が起動されると、可動シャフト６６はスプリング７８によってアクチュエータ６４から飛び出すように付勢される。後部ドア１６がユーザ４６によって閉じられるとき、可動シャフト６６はアクチュエータ６４の内部に再び戻り、それによってスプリング７８を圧縮し、次のドアの開扉に備える。図４（ａ）、（ｂ）は、スプリング７８を利用した手動アクチュエータ６４を示すが、この手動アクチュエータ６４に代えて、電磁式ソレノイドや、流体圧、空圧、その他の動力を用いたアクチュエータが、ドアを初期開扉させるために用いられても良い。

上述した例では、レーザビームの送受信器５２を用いることによって、ドアロックの解錠及びドアの開扉が達成されたが、他のデバイスが用いられても良い。例えば、図１，２及び５に示されるように、機械的なキックスイッチ５６を用いることができる。なお、図示の便宜上、図１及び２には、両方が示されているが、車両には、通常、レーザ送受信器５２とキックスイッチ５６の一方のみが搭載される。

キックスイッチ５６は、上部接点６０と下部接点６２との物理的な接触が必要であるという点で、レーザ送受信器５２と異なる。下部接点６２は下方回転板５８に設置されており、その下方回転板５８は、ユーザが足で触れて動かすようになっている。より詳細には、電子キー１８とスマートＥＣＵ２０との通信に基づいて、電子キーのＩＤコードが認証されたとき、ユーザ４６はキックスイッチ５６をキックする。それにより、下方回転板５８が一方の端部を軸として回転するので、下部接点６２が、上部接点６０に接触する。キックスイッチ５８を図示したが、その他にも、同様の結果を得るためにヒップスイッチ９４を用いても良い。例えば、ピップスイッチ９４は、開扉されるべき後部ドア１６に隣接して、ヒップの高さに合わせて車両１０に設置される。このように、キックスイッチ５６やレーザ送受信器５２を用いる代わりにヒップスイッチ９４を用いても、ユーザはそのヒップスイッチ９４を物理的に押圧するように接触することによって、後部ドア１６を含むいずれのドアも開扉することができる。

図１，３，５及び６を参照して、キックスイッチ５６についてさらに説明する。下部接点６２が上部接点６０と電気的に接触すると、レーザ送受信器５２を用いて例において説明したように、ドアロックの解錠、ドアラッチの解放、そしてドアの開扉というシナリオが実行される。つまり、キックスイッチ５６からの信号がスマートＥＣＵ２０に送信され、すると、スマートＥＣＵ２０がドアロックＥＣＵ７０にドア開扉要求信号を送信する。ドアロックＥＣＵ７０は、後席運転席側ロックモータ４０により、ドアロック３１を駆動し解錠させる。ドアロック３１が解錠されると直ぐに、通信が継続され、ドアロックＥＣＵ７０からドア開扉ＥＣＵ７２へ信号が送信され、これによってドア解放ソレノイド７４が駆動される。ドア解放ソレノイド７４は、後部ドア１６が開扉可能となるように、ドアラッチ７６に後部ドア１６を解放させる。さらに、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ドアラッチ７６が後部ドア１６を解放すると、“ドアポッパー”としてのアクチュエータ６４が、スプリング７８に蓄えられた力を利用して、可動シャフト６６によって、後部ドア１６の内側表面に力を加える。これにより、後部ドア１６は短い距離だけポップ開扉する。後部ドア１６が開扉する距離は、スプリング７８が後部ドア１６に対して作用させる力の大きさに直接的に依存する。

図１の車両１０には、レーザ送受信器５２とキックスイッチ５６の両方を図示しているが、ユーザが、例えば後部ドア１６について、ドアロックの解錠、ドアラッチの解放、及びドアの開扉を要求するために、１つの検出装置があれば良い。さらに、車両において一般的な、ヒンジによって取り付けられ回転するヒンジドアを用いて、本実施形態によるハンズフリー車両ドア開扉装置の作動などが説明されたが、ハンズフリー車両ドア開扉装置は、他の種類のドアに適用されることも可能である。

図２には、本実施形態によるハンズフリー車両ドア開扉装置が適用されたミニバンタイプの車両８０が示されている。より具体的には、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２は、車両８０の側部に設けられたスライドドア８２に対して適用されている。このような場合、レーザ送受信器５２またはキックスイッチ５６が、開扉させたいドアの下または近くに設置される。繰り返しになるが、レーザ送受信器５２とキックスイッチ５６の両方が図２に図示されているが、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２を動作させるためには、１つの検出装置が搭載されていれば良い。

スライドドア８２を備えるミニバンなどの車両８０に適用されたときも、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２は、ヒンジ回転ドア１６が開扉される上述した例と類似した動作を行う。すなわち、スライドドア８２の場合も、スマートＥＣＵ２０と電子キー１８との通信に基づいて、電子キー１８のＩＤコードが認証されると、ユーザは、レーザビーム５４の下で足などを動かすことによって、あるいは、上部接点６０と下部接点６２が接して電気回路を形成するように下方回転板５８を足で押圧することにより、レーザ送受信器５２もしくはキックスイッチ５６に検知動作を行わせる。そのような動作に基づいて、スマートＥＣＵ２０は、ドアロックＥＣＵ７０と通信し、ドアロックモータ８８によってドアロック９０を解錠させる。ドアロック９０が解錠されると、ドア解放ソレノイド９２が、ドアラッチ９４を解放、すなわちアンラッチする。

引き続き図２を参照し、スライドドア８２がアンラッチされると、スライドドア８２の内部もしくはルーフ８６に設置されたモータ８４が電気的に駆動され、スライドドア８２をスライドさせて開く。このようにして、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２の動作が完了し、ユーザは、両手に持った荷物などを車両８０内に載せることが可能になる。

本実施形態によれば、車両のスライドドアを手を使わずに車両の外から開くことが可能になる。同様に、図示していないが、上端部を回転軸とする後部リフトゲート、下端部を回転軸とすると後部テールゲートなども同様の方式で動作可能である。すなわち、スマートキーシステムと協働して、ユーザの手が塞がっているときに、レーザ送受信器やキックスイッチなどを用いて、リフトゲートやテールゲートを開くことができる。

本実施形態では、ユーザが、電子キーを手に持ったり、その電子キーのボタンを押したしする必要がないスマートキーシステムを使った例について説明したが、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２の動作は、そのようなシステムを採用することに依存するものではない。起動の準備において、レーザ送受信器５２やキックスイッチ５６を活性化することが可能ないずれのシステムも採用することができる。あるいは、車両１０，８０がロックされていないときには、キックスイッチ５６等が準備状態となり、ドア開扉を実行するために、検知動作が行われる、すなわちキックされるようにすることも可能である。

以上、本実施形態によるハンズフリー車両ドア開扉装置１２が、各々の装置の取り付け位置や接続状態を示す図１〜６を用いて説明された。次に、ハンズフリー車両ドア開扉装置１２の動作プロセスの流れを、図８のフローチャートを用いて説明する。なお、図７は、従来のスマートキーシステムによるドア解錠ロジックを示すフローチャートであり、図８のフローチャートと対比するために示されている。

このように、比較の目的のために、図７は、従来のドアロック解錠ルーチンを示しており、それは、ステップ１００から始まる。ステップ１０２では、ユーザが、“スマートキー”タイプのエントリーシステムを装備した車両に、電子キーを携帯しつつ接近する。ステップ１０４では、ＩＤコードによって電子キーが識別され、正しい電子キーと認証される。
ステップ１０６では、ユーザがドアハンドルに設けられたセンサに触れて、これにより、ステップ１０８に示されるように、ドアロックが解錠される。ステップ１１０では、車室内へのアクセスのため、手でドアハンドルを引くことによって手動で車両ドアを開かなければならない。プロセスはステップ１１２で終了する。

図８は、本実施形態のハンズフリー車両ドア開扉装置による、自動的な（手動ではない）ドアの解錠ルーチンを示すフローチャートである。その説明では、適宜、図１及び図３−６が参照される。ルーチンはステップ１２０から始まり、まず、ユーザが、“スマートキー”タイプのエントリーシステムの一部をなす電子キーを携帯しつつ、車両１０や車両８０のような車両に接近するステップ１２２に進む。ステップ１２４では、ＩＤコードの通信によって、電子キー１８が識別され、正規のスマートキーとして認証される。上述したように、この識別認証プロセスは、ユーザ４６が車両１０に接近し、スマートＥＣＵ２０が各ドアアンテナ２２，２４，２６，２８から無線周波数信号４８を送信している間になされる。電子キー１８が無線周波数信号４８の到達範囲に入ると、電子キー１８は応答信号５０を返送する。スマートＥＣＵ２０は、この応答信号５０を受信し、それに含まれるＩＤコードに基づいて、正規の電子キー１８であることを認証する。

認証プロセスの結果として、ドアロック３１は、アンロックスタンバイモードに設定される。このとき、システムは、例えば電子キー１８がドアロック３１に最も近い場合には、ドアロック３１のみをアンロックスタンバイモードにする。アンロックスタンバイモードでは、ドアハンドル３２内のコンタクトセンサ３６が、ドアロック３１を解錠するため、例えば人間の手による物理的な接触を検出できるように準備される。しかしながら、ステップ１２６において、ユーザが、車両に装備された、レーザ送受信器５２やキックセンサ５６などのいずれかからなるドア開扉センサを動作させる。ユーザがキックスイッチ５６をキックするか、レーザ送受信器５２のレーザビーム５４を遮るかすることにより、ドア開扉センサは動作する。ただし、キックスイッチ５６とレーザ送受信器５２のどちらかが車両に搭載されれば良い。

ステップ１２８では、キックスイッチ５６またはレーザ送受信器５２と関連付けられた車両ドアが解錠される。ドアロック３１がアンロックスタンバイモードとなると、一例として、レーザ送受信器５２がレーザビームの照射を開始する。レーザ送受信器５２は図１に示すように後部ドア１６の真下に取り付けられたり、あるいは車両１０における他の適宜の場所に取り付けられている。ユーザの手がいっぱいであったり、ドア１６を解錠しかつ回避するために手を使いたくないと思った場合には、ユーザ４６は、図１に示すように地面に向けられているレーザビーム５４を通過するように足４７を動かせば良い。このようにして、レーザビーム５４を遮ることにより、ドア１６は、ステップ１２８において、ロックが解錠される。このドアロックの解錠は、ステップ１３０において確認される。もし、ロック３１がうまく解錠されていない場合には、制御は、ステップ１２８の処理に戻る。

ドア１６が解錠された後、そのドア１６は、ステップ１３２において、即座にラッチが解放される。ドア解錠プロセスについて詳細に説明すると、レーザビーム５４が遮られたとき、レーザ送受信器５２において受信される反射レーザビームが変化する。すると、その旨（すなわち、ユーザによるハンズフリーでのドア開扉の指示）を示す信号がスマートＥＣＵ２０に送信される。すると、ＥＣＵ２０は、ドアロックＥＣＵ７０にドア開扉要求信号を送信する。ドアロックＥＣＵ７０は後席運転席側ロックモータ４０を作動させ、ドアロック３１を解錠する。

ドアロック３１が解錠されるとすぐに、通信が継続され、ドアロックＥＣＵ７０からドア開扉ＥＣＵ７２へと、ドア解放ソレノイド７４を駆動するために、信号が送信される。ドア解放ソレノイド７４は、ドアラッチ７６に後部ドア１６を解放させるものであり、それにより後部ドア１６は開扉可能となる。ステップ１３４において、後部ドア１６のラッチが解放されるとすぐに、“ドアプッシャー”あるいは“ドアポッパー”としてのアクチュエータ６４が、スプリング７８に蓄えられた力を解放する。このスプリング７８は、後部ドア１６の内側表面に向けて可動シャフト６６を付勢するので、後部ドア１６は短い距離だけ開かれる。図８のルーチンは、ステップ１３６で終了する。

後部ドア１６をポップ開扉させる装置として、スプリング７８を備えるアクチュエータ６４について図示されまた説明されたが、他の装置が用いられても良い。例えばソレノイドのような電気的な装置がドアラッチ７６の解放時にドア１６をポップ開扉するために使用可能である。さらに、流体圧、または空気圧を用いた装置が、ドアラッチ７６の解放時にドア１６を付勢するために使用可能である。

キックスイッチ５６が起動されたり、レーザ送受信器５２のレーザビーム５４が遮られたとき、乗員用ドア１４，１６が自動的にポップ開扉される例を説明したが、自動的に開扉されるのは、乗員用ドア１４，１６に限られない。例えば車両のトランクドア、ミニバンの後部リフトゲートも、上述したのと同じ方式でポップ開扉されても良い。

上述した実施形態では、キックスイッチ５６及びレーザ送受信器５２が車両ドア１６，８２を開扉するための手段として例示された。しかしながら、他の手段が用いられても良い。例えば、ドアハンドル３０，３２が、アクチュエータ６４を起動するための、コンタクトセンサとして機能したり、コンタクトセンサ３４，３６を内蔵するものであっても良い。その他の例として、超音波センサや音声センサが、キックスイッチ５６やレーザ送受信器５２の代わりに、あるいは追加的に、用いられても良い。例えば、電子キー１８が認証された後に、正規の電子キーを携帯したいずれかのユーザが、自身の声や特定のコマンド（例えば“ドア開扉”）を認識するマイク（図示せず）に向かって話すことで、ドアの自動的な開扉を指示しても良い。

さらに、ドア１６をポップ開扉させる他の方法では、電子キー１８との距離が、例えば３インチなどの特定の距離以下となったときに、電子キー１８を検出する追加アンテナ２１を用いても良い。この方法では、キックスイッチ５６、レーザ送受信器５２、もしくは音声認識装置などは不要となる。車両ドア１６をポップ開扉させるため、ユーザはポケットやハンドバックに入れている電子キー１８を、追加アンテナ２１から短いが特定の距離以下の範囲に置けば良い。

また、両手で荷物を抱えているユーザによって起動可能な他のセンサや装置が用いられても良い。例えば、車両のトランクが開かれるべきものである場合には、車両の後部バンパーの上面に配置された機械的なスイッチを用いても良い。この場合、箱のような荷物を運んでいるユーザが、単にその箱をバンパースイッチの上に下ろすだけで、トランクをポップ開扉することが可能になる。そのようなトランクのポップ開扉後、ユーザは、肘などを使ってさらにトランクを開けることができる。そのようなトランクスイッチは、スマートキーシステムがポーリング方式を採用するものであるならば、電子キー１８が識別されかつ認証されたのちに有効となり、ポーリング方式を採用しない場合には、電子キー１８が識別、認証される前に有効とされる。

ドア１６を開けて、荷物を積み込もうとしていたユーザが、抱えている荷物を、別の場所に置こうとした場合を想定する。このようなシチュエーションにおいて、システムは、音アラーム９８を備えて、開扉された車両ドア１６がまだ閉じられておらず、開いたままになっていることをユーザに警告することが好ましい。そのような音による警告は、開扉されたドアが閉じられる必要があることをユーザ４６に示すために、所定時間経過後に警告音を発するようにセットされることが好ましい。そのようなアラーム９８は、一例として、ドア開扉ＥＣＵ７２に接続される。

その他のシナリオにおいて、車両１０が斜面に停車している状態で、ユーザが、車両１０のドアをポップ開扉するように指示した場合において、車両ドア開扉装置１２は、マーキュリスイッチのような傾斜センサ９６を備え、傾斜地である場合に、動作できなくすることが好ましい。すなわち、ポップ開扉したドア１６がその全開位置まで開き続けてしまい、ドア１６が激しく開かれることによって、隣の車両や、ドア１６、又はドア１６のヒンジなどへダメージを与える可能性がある所定勾配以上の斜面に停車しているとき、車両ドア開扉装置１２は、その動作が実行できなくなるものであることが好ましい。車両ドア開扉装置１２が動作することを防ぐためには、傾斜センサ９６が、接続されたドア開扉ＥＣＵ７２に信号を送って、ドア解放ソレノイド７４がドア１６のラッチの解放を許可しないようにすれば良い。

上述した説明では、ユーザ４６が実際に車両１０に達する前に電子キー１８の認証を実行するスマートキータイプの認証装置を用いたが、そのような認証装置に制限されない。例えば、電子キーの認証装置は、ユーザ４６によってキックスイッチ５６またはヒップスイッチ９４が動作されたときに、電子キー１８が認証されるものであっても良い。そのような装置においては、ユーザ４６は単にキックスイッチ５６もしくはヒップスイッチ９４を動作させれば良く、それによって電子キー１８の認証プロセスが開始される。そして、認証されると、この非ポーリング方式のエントリーシステムは、ドア１６がポップ開扉することを許可する。このようなプロセスが図９に示されている。

図９は本発明の他の実施形態による自動的なドアロック解錠ルーチンを示すフローチャートである。図９のフローチャートは、図８のフローチャートがポーリング方式によるスマートキーエントリーシステムを利用したロジックによるものであるのに対し、図９のフローチャートは、ポーリング方式によるスマートキーエントリーシステムを利用していないという点において、図８のフローチャートと異なる。

図９のロジックは、ステップ１４０から始まる。そして、ステップ１４２では、ユーザが、電子キー１８を携帯しつつ車両１０に接近する。ステップ１４４では、ユーザが、例えば、キックスイッチ５６をキックするか、レーザ送受信器５２のレーザビーム５４を遮るかすることにより、ドア開扉センサを動作させる。もしくは、ユーザが、荷物をバンパースイッチ５７の上におくことによって、バンパースイッチ５７を動作させても良い。さらに、他のセンサの例として、バンパースイッチ５７とほぼ同様のヒップスイッチ９４がユーザによって動作されても良いし、電子キー１８が非常に近接したことを検出する追加アンテナ２１に向かって電子キー１８を近づけるようにしても良い。

次に、ステップ１４６において、スマートＥＣＵ２０が電子キー１８と通信することにより、その使用されている電子キー１８が車両１０の正規の電子キーであることを識別し、認証する。ステップ１４６の電子キーの認証の後、ステップ１４８において、特定のドアのロックが解錠される。そして、ステップ１５０の処理は、ドアロックがうまく解錠されたかを確認するものであり、ステップ１５２の処理は、ドアラッチの解放を実行するものである。ステップ１５６において、ルーチンが終了する前に、ステップ１５４において、ドアプッシャーがドアをポップ開扉する。

以上の本発明の説明は、単なる例示に過ぎず、発明の趣旨から逸脱しない種々の変形例は、本願発明の範囲に含まれることが意図されるものである。そのような変形例は、本願発明の趣旨と異なり、その範囲を超えるものとみなされるべきではない。

ハンズフリー車両ドア開扉装置の各構成要素の種々の配置を図示した、ヒンジドアを備えた車両の斜視図である。 ハンズフリー車両ドア開扉装置の各構成要素の種々の配置を図示した、スライドドアを備えた車両の斜視図である。 ハンズフリー車両ドア開扉装置の動作に関連する構成要素を示したブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、車両ドアを開扉動作させるための、スプリング荷重がかけられた機械的装置の側面図であり、（ａ）は可動シャフトが収納された状態、（ｂ）は可動シャフトが飛び出した状態を示す。 ドア解放ソレノイドを駆動するために使用されるキックスイッチの側面図である。 ドア解放ソレノイドを駆動するために使用されるレーザ送受信器の側面図である。 車両ドアのロックを解錠するために用いられるプロセスの従来例を示すフローチャートである。 実施形態による、自動的に車両ドアを開扉させるためのプロセスを示すフローチャートである。 他の実施形態による、自動的に車両ドアを開扉させるためのプロセスを示すフローチャートである。

符号の説明

１０…車両、１２…ハンズフリー車両ドア開扉装置、１４，１６…車両ドア、１８…電子キー、５２…レーザ送受信器、５６…キックスイッチ、６４…アクチュエータ、９４…ヒップスイッチ、９６…傾斜センサ、９８…アラーム

Claims (22)

1. ドアと、
   ドア押圧部材と、
   車両の外側に設けられ、乗員を検出する検出器と、
   前記検出器が乗員を検出したとき、前記ドア押圧部材が前記ドアを開扉することを特徴とするハンズフリー車両ドア開扉装置。
2. 前記検出器は、レーザビームの受発光器であって、前記ドア押圧部材を動作させるために、乗員の動きを検出することを特徴とする請求項１に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
3. スマートエントリーシステムのための制御装置を備え、当該制御装置は、前記レーザビーム送受信器と通信することを特徴とする請求項２に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
4. ドアロックと、
   ドアロック制御装置とを備え、
   前記ドアロック制御装置は、前記スマートエントリーシステムのための制御装置からドアロック解錠要求信号を受けて、前記ドアロックを解錠することを特徴とする請求項３に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
5. ドアラッチと
   ドアラッチ解放部材とを備え、
   前記ドアラッチ解放部材は、前記ドアに係合したドアラッチを、前記ドアから解放することを特徴とする請求項４に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
6. ドア押圧部材は、シャフトと、スプリングとを有し、前記シャフトは、前記スプリングが圧縮されているときに、前記ドアを開扉するために前記ドアに当接して押圧するものであることを特徴とする請求項５に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
7. 前記検出器は、ユーザの足によって動かされたときに接点が閉じる電気接点を有する電気接点装置であることを特徴とする請求項１に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
8. 車両のドアに取り付けられたドアラッチと、
   前記ドアラッチを解放するドアラッチ解放部材と、
   前記車両のドアを閉じられた位置から開扉する開扉部材と、
   車両の外側に設けられ、乗員を検出する検出器とを備え、
   前記検出器が乗員を検出したとき、前記ドアラッチ解放部材がドアラッチを解放し、かつ前記開扉部材が前記ドアを開扉することを特徴とするハンズフリー車両ドア開扉装置。
9. 前記開扉部材は、前記車両ドアの内側表面を押圧することを特徴とする請求項８に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
10. 前記開扉部材は、シャフトと、前記シャフトを付勢するスプリングとを有し、前記シャフトが前記車両ドアを押圧することを特徴とする請求項９に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
11. 前記開扉部材は、電気モータを有することを特徴とする請求項９に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
12. 前記車両ドアは、スライドドアであることを特徴とする請求項１１に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
13. 前記検出器は、レーザビームを照射し、対象物体がそのレーザを遮ったときに、レーザビームが遮られたことを検出するレーサビームの受発光器であり、レーザビームが遮られたことに応じて、前記ドアラッチが解放されると、前記開扉部材は、前記車両ドアを開扉することを特徴とする請求項８に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
14. 前記検出器は、電気的なスイッチであり、スイッチ位置の変化に基づいて、前記ドアラッチが解放された後に、前記開扉部材が前記車両ドアを開扉することを特徴とする請求項８に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
15. 前記検出器は、超音波の送受信器であることを特徴とする請求項８に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
16. 車両のドアに取り付けられたドアラッチと、
    前記ドアラッチを解放するドアラッチ解放部材と、
    前記車両のドアを閉じられた位置から開扉する開扉部材と、
    車両の外側に設けられ、乗員によって操作される電気スイッチとを備え、
    前記電気スイッチのスイッチ位置の変化に基づいて、前記ドアラッチ解放部材がドアラッチを解放し、かつ前記開扉部材が前記ドアを自動的に開扉することを特徴とするハンズフリー車両ドア開扉装置。
17. 前記開扉部材は、前記車両ドアを開扉するための電気モータを有することを特徴とする請求項１６に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
18. 前記開扉部材は、シャフトと、前記シャフトを付勢するスプリングとを有し、前記シャフトが前記車両ドアを押圧することを特徴とする請求項１６に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
19. ユーザが保持する電子キーと通信を行うことによって、正規の電子キーか認証する認証手段と、
    車両ドアに近接する前記ユーザによってハンズフリーでなされる、前記車両ドアの開扉指示を検出する検出手段と、
    前記検出器によって開扉指示が検出され、かつ前記電子キーの認証が行われているとき、前記車両ドアを開扉させる開扉手段とを備えることを特徴とするハンズフリー車両ドア開扉装置。
20. 前記開扉手段は、
    前記車両ドアのドアロックを解錠するドアロック解錠手段と、
    前記車両ドアのラッチを解放するラッチ解放手段と、
    前記車両ドアを開方向に駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする請求項１９に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
21. 前記開扉手段は、前記車両ドアを、全開位置よりも小さい開度位置までポップ開扉させることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。
22. 前記認証手段は、前記車両に設けられた各車両ドアに対応して、前記電子キーと通信するためのアンテナを有し、前記ユーザが前記車両に接近したときに、前記検出手段による車両ドアの開扉指示の検出よりも先に前記電子キーの認証を行うものであり、
    前記検出手段も、前記車両の各車両ドアに対応して複数の検出手段が設けられており、
    前記電子キーの認証のための通信を行ったアンテナの位置からから判断される前記ユーザが接近している車両ドアに対応する検出手段のみが、前記ユーザの開扉指示を検出することを特徴とする請求項１９乃至請求項２１のいずれかに記載のハンズフリー車両ドア開扉装置。

Images