JP2007315049A - 自動車ドア制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザによる特別な行為なしに、弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアをユーザの所望の状態に制御できること。
【解決手段】 弧状回動により乗降口を開閉するドアの回動角度を変化または保持させるアクチュエータ（４６〜５０）を備え、ドアに近接するユーザの状態を検知する少なくとも１つのセンサ（３２、３４）の検知に応じてコントローラ（電子制御装置１０）によりアクチュエータ（４６〜５０）を作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアの制御装置に関する。

弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアに対してその回動角度を変化または保持させるアクチュエータを配置する技術が知られている（例えば特許文献１〜３）。上記の背景技術によれば、ユーザがドアを開いたり保持するためにドアに対してユーザ自身が加える操作力を軽減または不要とする利点がある。
特開２００５− ３００８０号公報 特開昭５８ − ７６６６９号公報 特開平 ６ − ８１５３６号公報

例えば、特許文献１に記載された技術では、リモコンキーの操作により制御システムに対して無線による開閉信号が送信されるようになっており、特許文献２に記載された技術では、リモコンキーではなくスイッチ操作が必要とされている。従って、例えば、荷物を沢山持っているなど両手がふさがっている状態のユーザが自動車に乗り込もうとする場合に、リモコンキーやスイッチなどを操作することは困難である。

また特許文献３に記載された技術ではユーザの行為によりドアに加えられた作用力がもたらすドアの運動加速度がセンサによって検知されるようになっている。従って、例えば自動車と周辺の障害物との間隔が狭くてドアを全開にできない状態で乗降する場合に、ドアと障害物とが接触しない位置にドアを停止させようとする場合には、センサが検知できるようなマイナスの加速度を与えるようにユーザがドア操作することが必要である。

つまり背景技術においては、車両に配置された制御システムに対して、ドアを開閉しまたは保持するといった作動を得るために、ユーザによる特別な行為が必要とされている。

本発明の課題は、上述したような、ユーザによる特別な行為なしに、弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアをユーザの所望の状態に制御できる自動車ドア制御装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の自動車ドア制御装置は、弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアの制御装置であって、ドアの回動角度を変化または保持させるアクチュエータと、ドアに近接するユーザの状態を検知する少なくとも１つのセンサと、センサの検知に応じてアクチュエータを作動させるコントローラと、を備えたことを特徴とする。

これにより、ドアに近接するユーザの状態がセンサによって検知され、この検知に基いてコントローラがアクチュエータを作動させるから、ユーザによる特別な行為なしにドアの回動角度を変化または保持させることができ、ユーザの乗降に対して快適感を与えることができる。

本発明の請求項２に記載の自動車ドア制御装置によれば、前記センサがドアに近接するユーザが正規のユーザでありかつ乗車意思を示す所定の行動を示したことを検知するセンサであり、前記コントローラがセンサの検知に応じてドアの回動角度を前記乗降口を開く方向に変化させるようにアクチュエータを作動させることを特徴とする。

例えばセンサは請求項３に記載のように、ユーザが携帯している無線ID携帯機との交信に基づいてユーザが正規であるかを検知し、この状態が所定時間にわたって検知されたときに乗車意志を示す所定の行動を示したと検知する。

これにより、乗車意志をもつユーザは無線ID携帯機をポケット等に入れた状態でドアに近接し所定時間滞在するだけで、アクチュエータにより乗降口を開く方向にドアの回動角度が変化される。従ってユーザは手を使わずに乗車したり荷物を自動車室内に入れることができる。

本発明の請求項４に記載の自動車ドア制御装置によれば、前記アクチュエータが少なくとも第１状態と第２状態とを有し、第１状態では外部からの作用力によるドアの回動角度の変化を許容し、第２状態ではドアの回動角度を保持させるアクチュエータであり、前記センサがドアがユーザに触れられた状態を検知する第２センサであり、前記コントローラが第２センサの検知に応じて前記アクチュエータを第１状態とし、第２センサの検知の消滅に応じて前記アクチュエータを第２状態とする。

これによれば、ユーザがドアに手を触れて作用力を与える場合はアクチュエータは第１状態となって任意の回動角度になることを許容するが、手を離すとアクチュエータは第２状態となってドアの回動角度を保持する。従ってユーザはドアを任意の回動角度に保持するためにドアを手で押えておく必要がないし、単に手を離すだけでドアを保持状態にすることができるので特別な操作も必要としない。

本発明の実施に際しては、請求項５に記載のように、少なくとも第１状態、第２状態、および第３状態を有するアクチュエータを用いることができる。すなわち第１状態では外部からの作用力による前記ドアの回動角度の変化を許容し、第２状態では前記ドアの回動角度を保持させ、第３状態では内部の駆動力により前記ドアの回動角度を変化させる。

これにより、請求項２に記載するようなドアの回動角度を変化させる制御と、請求項４に記載するようなドアの回動角度を保持する制御とを併用可能な自動車ドア制御装置を実現することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は自動車ドア制御装置の全体構成を信号授受をベースに示す模式的ブロック図であって、電源および入出力回路の詳細は図示を省略してある。図１において個々の構成要素は公知であり、またドア開閉機構の構成やいくつかのセンサの配置については冒頭に述べた特許文献１に開示された技術を適用することもできる。図２には、ドア開閉機構の構成を示し、図３には図１に示す制御装置において処理される制御プログラムの本発明と関わりのある主要部分を示すフローチャートである。

図１において本発明のコントローラとしての電子制御装置１０は、３つの機能別電子制御ユニット（以下ECU）である照合ECU２０、ボデーECU３０、およびドアECU４０が通信バス１２により相互に通信可能に接続されたネットワーク制御システムとして構成されている。

照合ECU２０は、無線トランシーバ２２と接続され、無線トランシーバ２２を介してユーザによって携帯されるID携帯機２４との間で無線により交信する。携帯機２４から送られてきたID情報が車両固有のものと一致するか否かを判定する。

ボデーECU３０は、ドアが開かれたときにドアの回動範囲にドアと衝突する障害物があるかを検知する障害物センサ３２、ドアの回動範囲のやや外側までを検知範囲として人体が存在することを検知する人体センサとしての赤外線センサ３４と接続されており、各々の検知信号を受け取る。また車内に配置されてユーザによりこの制御装置の動作を指令する指令スイッチ３８と接続されており、指令スイッチ３８から与えられるユーザによるドアロック、ドアの開および閉方向への指令、各種自動制御モードの開始および終了などの指令信号を受け取る。さらにボデーECU３０は車外に向けて可聴音を発するブザー３６を鳴動させる駆動信号を発する。

ドアECU４０は、符号４２〜５２で示すドア部機能部品と接続されている。ドア部機能部品には、車外および車内のドアハンドルのいずれかでも人体（通常は手）が触れていることを検知するタッチセンサ４２と、ドアロックをロック状態とアンロック状態に切換えるアクチュエータ４４と、符号４６〜５０で示すドア用のアクチュエータとが含まれる。またドア開閉を高精度で制御するために、ドアの開度、すなわちドアの回動角度を検知してフィードバックする開度センサ５２が設けられている。

図２を参照し、ドア開閉機構とドア用のアクチュエータの構成を説明する。ドア５８は車体６０の側面に対し図示しない支持軸を中心として矢印６２で示すように弧状に回動可能に支持されており、回動角度が大きくなるにつれてドア５８と車体６０との間隔が大きくなっていき、車体６０に設けられたユーザの乗降口を開いていく。ドア５８の内部には、開閉モータ４６、回転伝達クラッチ４８、開閉保持クラッチ５０、回転―往復動変換機構５４、および伸縮ロッド５６が組み込まれている。保持クラッチ５０が遮断され、かつ回転伝達クラッチ４８も遮断された状態（第１状態）においては、伸縮ロッド５６は自由に伸縮可能であり、ドア５８はユーザが与える作用力に従って任意の回動角度に開閉されることが許容される。保持クラッチ５０が接続され回転伝達クラッチ４８が遮断された状態（第２状態）においては、伸縮ロッド５６は両端が拘束されて伸縮不能であり、ドア５８はその回動角度に保持される。保持クラッチ５０が開放され回転伝達クラッチ４８が接続された状態（第３状態）においては、モータ４６の回転がクラッチ４８を介して回転ー往復動変換機構５４に伝達され、伸縮ロッド５６はモータ４６の回転力により伸縮されてドア５８の回動角度を変化させる。

図３にはドアECU４０に設定された制御プログラムの中でドアの自動開放モードを示されている。なお、先に述べたように電子制御装置１０は各ECUが通信バス１２により相互に信号授受可能に接続されているから、図３の制御プログラムは図１に示された自動車ドア制御装置の全体の動作を説明するものでもある。以下、図３に従ってこの装置全体の動作を説明する。

この装置が指令スイッチ３８により自動開放モードに設定されているとき、既にドア５８は閉鎖されておりドアロック４４はロック状態にある。また、ドア開閉機構において保持クラッチ４８は遮断状態にある。このモードにおいて、ドアECU４０は、プログラムのステップ１０１においてスマートサーチ、すなわち照合ECU２０からのユーザが携帯しているID携帯機２４の存在有無（ID照合一致か否か）を示す検知信号を周期的に受け取る。ある時点で正規のユーザが自動車に接近してくると、ステップ１０２におけるID照合一致判定が肯定となり（YES）、次のステップ１０４で障害物サーチおよび人体サーチを開始する。すなわちボデーECU３０との通信により障害物センサ３２および赤外線センサ３４の検知信号の受け取りを開始する。

次いでステップ１０４でドアを開く条件が成立するか否かを判定する。開条件は赤外線センサ３４の検知信号が存在することと、所定時間経過後もID照合一致が継続していることの２条件をともに満足することである。この場合、所定時間経過するまではステップ１０５を経由する待機中判定を繰り返す。開条件が成立する（YES）ことは、ID携帯機を備えた正規ユーザが所定時間ドアに近接していたことを意味する。開条件成立のもと、ドアECU４０はステップ１０６でドアロックアクチュエータ４４に対しアンロック状態に切換駆動する指令を出力するとともに、ボデーECU３０を介してブザー３６を鳴動させる。

ドアがアンロック状態になることでドアを開けることが可能になるが、ブザー３６が鳴動されるのに基づいてユーザはドアから少し後退する。

続いてステップ１１１にてドア開閉機構にドア回動角度を増大させてドアを開く指令が出されるが、その前にドアの障害物との衝突、およびユーザ人体との干渉を防止する安全判定（ステップ１０７，１０８）が介在される。すなわち、ステップ１０７ではユーザ赤外線センサ３４の検知範囲（ドアの回動範囲のやや外側）までの範囲に人体が存在せず（NO）、ステップ１０８では障害物センサ３２の検知範囲（ドアのほぼ回動範囲）に障害物が存在せず（NO）、さらにステップ１０９で開度センサ５２がドアの全開を検知していない（NO）条件が判定されている間、ステップ１１１が実行されドアの回動角度が増大されていく。ドア開閉機構への指令は、回転伝達クラッチ４８の接続とモータ４６を開方向に回転させる出力である。

安全判定（ステップ１０７，１０８）が非成立の場合、つまり障害物センサ３２と赤外線センサ３４の検知信号のいずれか少なくとも一方が存在している（この場合YES）と、ステップ１１０の実行によりモータ４６を回転させる出力は一時停止され、ドアの回動角度は開きかけであっても（全開でなくても）その角度に保持される。開きかけのドアが停止された場合、ドア近辺から障害物または人体が離れれば、次の安全判定ステップ１０７，１０８を経てドアは再び開く方向に動かされていく。

制御の終り条件（ステップ１１２）、すなわち、開条件が成立してから所定時間（数十秒）が経過するか、または指令スイッチ３８により自動開放モードの終了が指令されると、安全判定を含むプログラムの繰り返しループから外に出る。

以上のように、図３に示す自動開放モードが実行されると、この実施形態ではユーザは車両ドアに僅かな時間近接しているだけで（手を使わずに）ドアは障害物やユーザと干渉することなく自動的に開かれる。

（第２実施形態）
図４は図３の制御プログラムの一部のみを変更して本発明の第２実施形態として説明するフローチャートである。以下に述べる以外は第１実施形態と同じである。

第１実施形態では、ドアを開き始める開条件が成立するまでに、所定時間の待機が必要とされている。従って正規のID携帯機を保持していユーザであっても、ドアに近接した位置で若干の時間待つ必要がある。

第２実施形態では、ユーザの両手がふさがっていなかったり、手の甲などを使うことができる場合に待ち時間をなくす処理を付加したものである。すなわち、図３の開条件判定処理（ステップ１０４）と待機中判定処理（ステップ１０５）とに代えて、図３のタッチ判定処理（ステップ１１３）、開条件判定処理（ステップ１０４）、待機中判定処理（ステップ１０５）としたものである。ステップ１１３のタッチ判定処理ではタッチスイッチ４２の検知信号があるときはステップ１０４の開条件判定をパスして、図３のアンロック（ステップ１０６）以下の処理に移行する。

（第３実施形態）
図５には、ドアECU４０に設定された制御プログラムの中でドアの手動開放モードを示している。図１に述べた全体構成および図２で述べたドア開閉機構は第３実施形態も同じである。この装置が指令スイッチ３８の操作等により手動開放モードに設定されているとき、図５に示す制御プログラムが実行される。なお、手動開放モードではドア開閉機構は先に述べた第１状態に設定されている。すなわち、モータ４６は停止状態、回転伝達クラッチ４８は遮断状態、保持クラッチ５０は遮断状態にある。このため、ドアはユーザがハンドルに手をかけて自由に開閉することができる。

この状態で制御プログラムはステップ２０１においてタッチスイッチ４２の検知信号を判定する。そして判定が成立（YES）したときは、つまりユーザの手がドアハンドルに触れられているときは、ステップ２０２にて保持クラッチ５０に遮断状態とする指令信号が出力され、ドア開閉機構は第１状態に維持される。このためユーザが手でドアに触れている間は、ドアはユーザの意志に従って自由に開閉することができる。ユーザがドアから手を離すと、タッチスイッチ４２の検知信号が消滅するため、ステップ２０１の判定は非成立（NO）となり、ステップ２０３にて保持クラッチ５０に対し接続状態とする駆動信号が出力され、ドア開閉機構は第２状態に切換えられる。このため、ドアはこの時点の回動角度のままに保持される。

プログラムの終条件（ステップ２０４）が成立するまでは、タッチスイッチ４２の検知信号が繰り返し判定されるので、ユーザがドアハンドルに触れるか否かにより、ドア開閉機構は第１状態と第２状態に切換えられる。このようにして、ドアはユーザの手動操作によって任意の回動角度に操作し、手は離したときの角度に保持することができる。ドアが任意の回動角度に保持されると、風や路面傾斜の影響などによりドアが非所望に動いてしまう心配をすることなく、乗降したり荷物の出し入れをすることが可能になる。

この制御プログラムの終条件（ステップ２０４）としては、指令スイッチ３８による終了指令が与えられた場合、および開度センサ５２の検知信号に基づいて一旦開かれたドアが閉鎖されたことが検知されたことが判定された場合とすることができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施に際しては、ECU配置、各種センサ、アクチュエータ、および制御プログラムは上述の実施形態のみに限定されるものではなく、請求項記載の特徴に従う範囲内で実施形態を変え得ることはもちろんである。

なお、本発明の自動車ドア制御装置は運転席ドアはもちろん、他の乗客用ドアにも適用することが可能であるし、その場合複数のドアに適用することも可能である。

本発明の実施形態における自動車ドア制御装置の全体構成を示す模式的ブロックである。 本発明の実施形態におけるドア開閉機構の構成図である。 本発明の第１実施形態に示す制御装置において処理される制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における制御プログラムを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 電子制御装置
２２ 無線トランシーバ
３２ 障害物センサ
３４ 赤外線センサ
３８ 指令スイッチ
４０ ドアECU
４２ タッチスイッチ
４６ 開閉モータ
４８ 回転伝達クラッチ
５０ 開閉保持クラッチ

Claims (5)

1. 弧状回動により乗降口を開閉する自動車ドアの制御装置であって、
   前記ドアの回動角度を変化または保持させるアクチュエータと、
   前記ドアに近接するユーザの状態を検知する少なくとも１つのセンサと、
   前記センサの検知に応じて前記アクチュエータを作動させるコントローラと、
   を備えたことを特徴とする自動車ドア制御装置。
2. 前記アクチュエータが前記ドアの回動角度を少なくとも変化させるアクチュエータであり、
   前記センサが前記ドアに近接するユーザが正規のユーザでありかつ乗車意思を示す所定の行動を示したことを検知する第１センサであり、
   前記コントローラが前記第１センサの検知に応じて前記ドアの回動角度を前記乗降口を開く方向に変化させるように前記アクチュエータを作動させることを特徴とする請求項１に記載の自動車ドア制御装置。
3. 前記センサがユーザが携帯している無線ID携帯機との交信に基づいてユーザが正規であり、この状態が所定時間にわたって検知されたときに乗車意志を示す所定の行動を示したことを検知することを特徴とする請求項２に記載の自動車ドア制御装置。
4. 前記アクチュエータが少なくとも第１状態と第２状態とを有し、第１状態では外部からの作用力による前記ドアの回動角度の変化を許容し、第２状態では前記ドアの回動角度を保持させるアクチュエータであり、
   前記センサが前記ドアがユーザに触れられた状態を検知する第２センサであり、
   前記コントローラが前記第２センサの検知に応じて前記第１状態とし、前記第２センサの検知の消滅に応じて前記第２状態とするように前記アクチュエータを作動させることを特徴とする請求項１に記載の自動車ドア制御装置。
5. 前記アクチュエータが少なくとも第１状態、第２状態、および第３状態を有し、第１状態では外部からの作用力による前記ドアの回動角度の変化を許容し、第２状態では前記ドアの回動角度を保持させ、第３状態では内部の駆動力により前記ドアの回動角度を変化させるアクチュエータであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動車ドア制御装置。

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