JP2008057157A - 移動体の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動ドアなどの移動体の動作について安全性を保持しつつ、煩雑な操作を必要とせず利便性の高い移動体の制御装置を提供する。
【解決手段】移動体と物体の接触を検知する検知手段と、前記検知手段の信号を入力して、前記移動体に物体が接触している状態から物体が離隔したことを判定する離隔判定手段と、を備え、前記移動体が移動動作を行っているときに、物体が前記移動体から離隔したと判定された場合に、前記移動体の移動動作を継続する。好ましくは、前記検知手段は、前記移動体の周縁部に設置された可撓性の圧電型センサである。さらに、前記離隔判定手段は、前記検知手段の信号の極性によって、物体が前記移動体に接触したか離隔したかを区別する。前記移動体として、車両のスライドドア、後尾扉、トランクリッド、昇降式ウィンドウ、サンルーフ及び荷台用開閉ウィングに適用できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、物体の接触に応じた動作を行う移動体の制御装置に関する。

近年の車両においては、特にワンボックスカーやミニバンと呼ばれる車種において、乗降や荷物の出し入れに便利なように、ドアを電動機などを用いて自動で開閉動作を行う自動ドアが設けられている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。

車両の自動ドアを開閉するときに、ドアに物体が挟み込まれることを防止することが必要である。物体の挟み込みなどを防止するために、ドアの周縁部に感圧センサを設けて、物体に接触したことを検知することが行われている。

例えば、特許文献３には、スライドドアなどの開閉扉に配設された感圧センサでは手などの物体の接触検出ができない時に、手を離脱しても開閉扉が閉扉動作を継続するので、挟み込みを回避するため近傍に人体が居ると閉扉動作してくる開閉扉に当たってしまうのを回避する技術が記載されている。特許文献３の技術は、スライドドアに配設された物体検出手段が物体の接触を検出するか、または、接触していた物体の離脱を検出するとスライドドアの移動方向を逆転するよう駆動手段を制御する。
特開２００４−１５０１２５号公報 特開２００４−３２２７２５号公報 特開２００４−３１６０８７号公報

従来の自動ドアは、接触センサの信号を検知すると開閉動作を停止し、反対方向に動作させる。例えば、開いたドアに物体が接触している状態からドアを閉じる場合に、ドアが動き出してすぐに接触している物体を離隔させても、ドアが停止し開方向にドアが動作する。

ドアに挟み込まれないよう物体をよけたにも拘わらずドアが開いてしまうので、ドアが開くのを待って、再び閉じる操作を行わなければならない。接触している物体を離隔させた場合は、そのままドアを閉じても構わないと考えられる。物体を離隔したのちに、再びドアに物体が接触した場合は、そこでドアを停止又は開動作すればよい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、自動ドアなどの移動体の動作について安全性を保持しつつ、煩雑な操作を必要とせず利便性の高い移動体の制御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、本発明に係る移動体の制御装置は、移動体と物体の接触を検知する検知手段と、前記検知手段の信号を入力して、前記移動体に物体が接触している状態から物体が離隔したことを判定する離隔判定手段と、を備え、前記移動体が移動動作を行っているときに、物体が前記移動体から離隔したと判定された場合に、前記移動体の移動動作を継続する、ことを特徴とする。

好ましくは、前記検知手段は、前記移動体の周縁部に設置された可撓性の圧電型センサである。

さらに、前記離隔判定手段は、前記検知手段の信号の極性によって、物体が前記移動体に接触したか離隔したかを区別することを特徴とする。

特に、前記移動体に物体が接触したときの信号と逆の極性の信号を前記検知手段から入力した場合に、前記移動体から物体が離隔したと判定することを特徴とする。

なお、前記移動体は、車両のスライドドア、後尾扉、トランクリッド、昇降式ウィンドウ、サンルーフ及び荷台用開閉ウィングのうち少なくともいずれか１つを含む場合であってよい。

本発明の移動体の制御装置によれば、移動体から物体が離隔した場合に移動体の動作を継続することができる。移動体の動作について安全性を保持しつつ、煩雑な操作を必要とせず利便性の高い移動体の制御装置を提供することができる。

（実施の形態１）
本発明に係る移動体の制御装置の一実施の形態として、車両のスライドドアについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態である自動ドアの制御装置を示すブロック図である。

図１に示す制御装置１の各部の構成を説明する。制御装置１は、図１に示すように、制御部１１、主記憶部１２、外部記憶部１３、計時部１４，操作部１５、表示部１６、入力部１７及び出力部１８を備える。主記憶部１２、外部記憶部１３、計時部１４，操作部１５、表示部１６、入力部１７及び出力部１８はいずれも内部バス１０を介して制御部１１に接続されている。

制御部１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部１３に記憶されているプログラムに従って、後述する接触センサ３から信号を入力し、ドア開閉装置４を動作させるための処理を実行する。

主記憶部１２はＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部１３に記憶されているプログラムをロードし、制御部１１の作業領域として用いられる。

外部記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成され、前記の処理を制御部１１に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御部１１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部１１に供給し、制御部１１から供給されたデータを記憶する。

計時部１４は、一定時間間隔のクロックパルスを発生するパルスジェネレータとカウンタなどから構成される。制御部１１からの指令によって、クロックパルスのカウントを開始し、制御部１１からある時点のカウンタの値を読み出すことができる。また、制御部１１によってカウンタにセットされた値から減算を開始し、カウンタが０になった時点で、制御部１１に対して割り込み信号を発生する。

操作部１５はキースイッチ、ジョグダイヤル等と、キースイッチ及びジョグダイヤル等を内部バスに接続するインターフェース装置から構成されている。操作部１５を介して、自動ドアを開閉するユーザの指令が入力され、制御部１１に供給される。操作部１５には、車両に設けられたドア開閉操作スイッチ２が接続している。ドア開閉操作スイッチ２は、無線遠隔制御器（ワイヤレスリモコン）であってもよい。

表示部１６は、車両のナビゲーション装置のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、自動ドアの位置及び動作状態などを表示する。さらに表示部１６は、ブザー又はスピーカを備えて、自動ドアが開閉動作中に物体に接触して停止又は元に戻る場合に、警報を音響又は音声で表示するように構成してもよい。

入力部１７は、自動ドアの接触センサ３と接続するシリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インターフェース等から構成されている。接触センサ３は自動ドアの動作中に、自動ドアに物体が接触したことを検知する。接触センサ３は、例えば自動ドアの周縁部に設置された可撓性を有する圧電センサから構成される。あるいは、自動ドアを駆動する電動機の電流を計測し、車両側と自動ドアとの間で障害物を挟み込んだ状態により電動機の電流が大きくなったことを検知して、車両側と自動ドアとの間に障害物があると識別してもよい。

出力部１８は、ドア開閉装置４と接続するシリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースから構成されている。制御部１１は出力部１８を介して、ドア開閉装置４にドア開閉の指令を出力する。また、ドア開閉装置４からドア開閉動作が完了したことの信号を受信する。

ドア開閉装置４は、例えばスライドドア又はスイング式のテールゲート（tailgate）を電動機で駆動する装置である。ドア開閉装置４はまた、例えばリミットスイッチなどによってドアの全開状態及び全閉状態を検知し、開閉動作が完了したことを制御装置１に伝達する構成としてもよい。

図２は、車両の自動ドアと接触センサの位置の例を示す外観図である。車両２０の側面に自動ドアとしてスライドドア５を備える。図２（ａ）はスライドドア５が開いた状態、図２（ｂ）はスライドドア５が開閉途中の状態を示す。スライドドア５は、車両から側方に張り出し車両の前後方向に移動して、車両の開口部を閉じたり開いたりする。

スライドドア５の車両前方向の周縁部に沿って接触センサ３が取り付けられている。接触センサ３は例えば、可撓性を有するケーブル状の圧電センサである。圧電センサは例えば、中心電極、圧電体層、外側電極及び被覆層を同心円状に積層して、ケーブル状に成形して構成したものである。圧電センサに物体が接触すると、圧電体層が圧縮されて中心電極と外側電極の間に電位差を生じる。逆に物体が離隔すると、圧電体層が伸張することによって、接触したときと逆の極性の電位差を生じる。それらの電位差を信号として検出することによって、物体の接触と離隔を検出することができる。接触センサ３を設置したスライドドア５の前縁に物体が接触すると、例えば圧電センサである接触センサ３から接触したことを示す信号が出力される。

次に、図１に示す制御装置１において、スライドドア５の開閉を行う動作について、図３及び図４を参照して説明する。なお、上述のように、制御装置１の動作は、制御部１１が主記憶部１２、外部記憶部１３、計時部１４、操作部１５、表示部１６、入力部１７、出力部１８、接触センサ３及びドア開閉装置４と協働して行う。

図３は、圧電センサに物体が接触したとき（ａ）と、離隔したとき（ｂ）に出力される信号の例を示すグラフである。圧電センサに何も負荷が加わっていない状態から物体が接触して圧電センサが圧縮されると、図３（ａ）に示すように、最初に電圧が負の方向の信号を出力する。信号レベルが平衡状態から初めに下側しきい値よりも小さい値になった場合に、物体が接触したと判断する。

逆に、圧電センサから物体が離隔するときは、図３（ｂ）に示すように、最初に電圧が正の方向の信号を出力する。信号レベルが平衡状態から初めに上側しきい値よりも大きい値になったときに物体が離隔したと判断する。信号の極性により、物体が接触して信号が出力されたのか、物体が離隔して信号が出力されたのかを区別することができる。

センサの信号の極性は、センサの特性と検出回路の構成によって異なるが、センサに物体が接触するときと離隔するときとで信号は反対の極性を示す。

制御部１１は、接触センサ３から入力する信号の極性によって、スライドドア５に物体が接触したか、スライドドア５から物体が離隔したかを判断する。ドア開閉装置４が開閉動作中に、スライドドア５から物体が離隔したことを示す信号を検出した場合は、制御部１１はドア開閉装置４の動作を停止することなく、そのまま開閉動作を継続する。

図４は、自動ドアを閉じるときの動作の一例を示すフローチャートである。

制御部１１は、スライドドア５を閉じる操作が入力されるのを待機している（ステップＡ１、ステップＡ２；Ｎｏ）。ドア開閉操作スイッチ２が操作されて、スライドドア５を閉じる操作が操作部１５から入力されると（ステップＡ２；Ｙｅｓ）、制御部１１はスライドドア５を閉じる動作をドア開閉装置４に指令する（ステップＡ３）。そして、接触センサ３から信号を入力する（ステップＡ４）。

接触センサ３の信号が平衡状態で変化がなければ（ステップＡ５；なし）、閉動作が完了したかどうかを調べる（ステップＡ７）。閉動作が完了していなければ（ステップＡ７；Ｎｏ）、再び接触センサ３から信号を入力する（ステップＡ４）。ステップＡ４、Ａ５（；なし）、Ａ７の動作を繰り返し、閉動作が完了したら（ステップＡ７；Ｙｅｓ）、ドア開閉装置４の閉動作を終了する（ステップＡ８）。これらの動作ステップ経路は、物体に接触せずにスライドドア５が閉じられた場合である。

接触センサ３の信号が平衡状態から負の極性になり、下側しきい値よりも小さくなった場合（ステップＡ５；−）、物体が接触したと判断し（ステップＡ９）、ドア開閉装置４の閉動作を停止する（Ａ１０）。さらに、スライドドア５を開動作させてもよい。また同時に、警報を表示部１６に表示する。

接触センサ３の信号が平衡状態から正の極性になり、上側しきい値よりも大きくなった場合（ステップＡ５；＋）、スライドドア５から物体が離隔したと判断し、閉動作を継続する（ステップＡ６）。そして、閉動作が完了したかどうかを調べる（ステップＡ７）。閉動作が完了していなければ（ステップＡ７；Ｎｏ）、再び接触センサ３から信号を入力する（ステップＡ４）。閉動作が完了したならば（ステップＡ７；Ｙｅｓ）、ドア開閉装置４の閉動作を終了する（ステップＡ８）。

以上説明したように、制御装置１によれば、自動ドアの閉動作を行うときに、自動ドアから物体が離隔した場合には閉動作を継続するので、再度閉じる操作を行う必要がない。また、物体が離隔したのち自動ドアが物体に接触した場合には、それを検知して停止するので、自動ドアの安全性は保持されている。

（実施の形態２）
本発明に係る移動体の制御装置の実施の形態２として、車両の後尾扉（テールゲート）について、図を参照して説明する。図５は、車両のテールゲートと接触センサの位置の例を示す外観図である。車両２０の後部に自動ドアとしてテールゲート６を備える。図５（ａ）はテールゲート６が開いた状態、図５（ｂ）はテールゲート６が開閉途中の状態を示す。テールゲート６は、車両後部の開口の上辺を中心軸として回転して、車両後部の開口部を閉じたり開いたりする。

テールゲート６の回転する外側の周縁部に沿って接触センサ３が取り付けられている。接触センサ３は例えば、可撓性を有するケーブル状の圧電センサである。接触センサ３を設置したテールゲート６の周縁部に物体が接触すると、例えば圧電センサである接触センサ３から物体が接触したことを示す信号が出力される。

実施の形態２の自動ドアであるテールゲート６の動作は、自動ドアの動作する方向が実施の形態１のスライドドアと異なるが、物体が離隔したときに動作を継続することについては同様である。制御装置１の構成は実施の形態１と同様である。また、接触センサ３として圧電センサを使用する場合は、物体の接触及び離隔の検出は実施の形態１と同様である。

図６は、テールゲート６を閉じるときの動作の一例を示すフローチャートである。物体接触の場合以外、ステップＢ１〜ステップＢ８は、実施の形態１で説明した図４のステップＡ１〜Ａ８と同じである。実施の形態２の動作では、物体が接触したと判定されたときに閉動作を停止し、物体が離隔した場合は閉じる動作を再開する。

接触センサ３から入力（ステップＢ４）した信号の極性が負で、下側しきい値より小さくなった場合（ステップＢ５；−）、物体接触と判定し（ステップＢ９）、自動ドアの閉動作を停止する（ステップＢ１０）。そこで、さらに接触センサ３から信号を入力する（ステップＢ１１）。閉動作を停止してからの時間（ステップＢ１２）と、入力した信号の極性を調べ（ステップＢ１３）、信号の極性が正、すなわち物体が離隔するまで、信号入力を繰り返す。

閉動作を停止してから所定の時間、物体が離隔しなければ（ステップＢ１２；Ｙｅｓ）、ドア開閉装置の閉動作を終了し、又はさらにテールゲート６を開動作させる（ステップＢ１５）。所定の時間が経過する前に（ステップＢ１２；Ｎｏ）、信号の極性が正で上側しきい値より大きくなれば（ステップＢ１３；＋）、テールゲート６の閉動作を再開する（ステップＢ１４）。

実施の形態２では、閉動作中にテールゲート６に物体が接触して停止したときに、物体が離隔した場合に閉動作を再開する。テールゲート６が閉動作中に、障害物に当たったのに気がついて物体をどけたような場合には、テールゲート６の閉動作を再開するので、再度操作を行う必要がない。

このような動作は、自動ドアを開放する場合にも有効である。例えば、スライドドア５の後方側の縁に接触センサ３を設置し、スライドドア５が開動作中に物体に接触して停止した場合でも、物体を離隔させれば開動作を継続する。このように、本発明の移動体の制御装置は、閉動作だけでなく、開動作についても適用することができる。

本発明の移動体の制御装置１は、次のような場合に特に有効である。テールゲート６を開けた状態から閉じる場合、テールゲート６を少し下に押すことによって、閉動作を開始するように構成する場合がある。すなわちテールゲート６を下に押すことによって、ドア開閉操作スイッチ２が働くように構成する。

その場合、テールゲート６の後縁を掴んで操作すると、接触センサ３は物体が接触している状態である。閉動作を開始したのち手を離すと、接触していた物体が離隔したことになる。そのとき従来の自動ドアでは、閉動作を停止又はさらに開動作を行ってしまう。再度、閉動作の操作を行わなければならないので、荷物を積み卸ししたオペレータにとって不便である。本実施の形態２のテールゲート６では、閉動作を開始したのちテールゲート６の後縁から手を離した場合に閉動作を継続するので、再操作が必要なく円滑に閉動作を行うことができる。

以上、車両のスライドドア５及びテールゲート６を例に取り上げて、本発明の移動体の制御装置１について説明した。本発明の移動体の制御装置１は、車両のスライドドア５又はテールゲート６に限らず、その他、トランクリッドの開閉、昇降式ウィンドウの昇降、サンルーフの開閉及び荷台用開閉ウィングの開閉などにも適用することが可能である。

（実施の形態１及び２の変形例）
図７は、接触センサ３として異なる種類のセンサを用いる場合の信号レベルの例を示すグラフである。例えば、複数個の電極が対向して配置され、物体がセンサに接触した時の押圧により電極同士が接触して導通することにより物体の接触を検出するセンサの場合である。

図７に示すように、物体が接触すると信号レベルが高く（電源側の電位）、物体が離隔すると信号レベルが低く（接地側の電位）なる。あるいは、物体が接触すると信号レベルが低く、物体が離隔すると信号レベルが高くなるように構成してもよい。いずれにしろ、物体の接触と離隔が信号のレベルで検出できる。この場合、信号のレベルで接触及び離隔を判定してもよいし、図７（ｂ）に示すように、レベル信号を微分してレベルの変化点のパルスの極性によって接触及び離隔を判定してもよい。

図７のような物体の接触及び離隔を信号レベルで検知するセンサとして、自動ドアを駆動する電動機の電流を用いることもできる。物体が接触すると自動ドア動作の抵抗が大きくなるので、電動機の電流が増加し、物体が離隔すると電流が減少する。自動ドア開閉装置の電動機の電流のレベルによって、物体の接触と離隔を検知することができる。

電動機の電流によって物体の接触と離隔を検知する場合は、図６のステップＢ１１乃至Ｂ１４に示すような、自動ドアの動作を停止したのちに物体の離隔を検知することはできない。しかし、図４に示すような、閉動作を開始したのちに物体が離隔したと判定された場合に、閉動作を継続することができる。移動体の制御装置を作動する電動機の電流によって、物体の接触及び離隔を検出し、開閉動作中に物体が離隔した場合にその開閉動作を継続することは、車両のスライドドアだけでなく、後尾扉、トランクリッド、昇降式ウィンドウ、サンルーフ及び荷台用開閉ウィングなどにも適用することが可能である。

実施の形態１乃び２で説明したとおり、本発明の移動体の制御装置によれば、移動体の動作を行うときに、移動体から物体が離隔した場合には動作を継続するので、再度操作を行う必要がない。また、物体が離隔したのち移動体が物体に接触した場合には、それを検知して停止するので、移動体動作の安全性は保持されている。さらに、移動体の動作中に移動体に物体が接触して停止したときに、物体が離隔した場合に動作を再開する。移動体の動作中に、障害物に当たったのに気がついて物体をどけたような場合には、移動体の動作を再開するので、再度操作を行う必要がない。

その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。

制御部１１、主記憶部１２、外部記憶部１３、計時部１４、操作部１５、入力部１７、出力部１８及び内部バス１０などから構成される制御装置１のドア開閉の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読みとり可能な記録媒体（フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する制御装置１を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで制御装置１を構成してもよい。

また、制御装置１の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。

本発明の一実施の形態である自動ドアの制御装置を示すブロック図である。 車両の自動ドアと接触センサの位置の例を示す外観図である。 圧電センサに物体が接触したとき（ａ）と、離隔したとき（ｂ）に出力される信号の例を示すグラフである。 自動ドアを閉じるときの動作の一例を示すフローチャートである。 車両のテールゲートと接触センサの位置の例を示す外観図である。 テールゲートを閉じるときの動作の一例を示すフローチャートである。 接触センサとして異なる種類のセンサを用いる場合の信号レベルの例を示すグラフである。

符号の説明

１ 制御装置（移動体の制御装置）
２ ドア開閉操作スイッチ
３ 接触センサ（検知手段）
４ ドア開閉装置
５ スライドドア（移動体）
６ テールゲート（移動体）
１１ 制御部（離隔判定手段）
１２ 主記憶部
１３ 外部記憶部
１５ 操作部
１７ 入力部
１ 出力部

Claims (4)

1. 移動体と物体の接触を検知する検知手段と、
   前記検知手段の信号を入力して、前記移動体に物体が接触している状態から物体が離隔したことを判定する離隔判定手段と、を備え、
   前記移動体が移動動作を行っているときに、物体が前記移動体から離隔したと判定された場合に、前記移動体の移動動作を継続する方向に前記移動体を自動的に移動させる、
   ことを特徴とする移動体の制御装置。
2. 前記検知手段は、前記移動体の周縁部に設置された可撓性の圧電型センサであることを特徴とする請求項１に記載の移動体の制御装置。
3. 前記離隔判定手段は、前記検知手段の信号の極性によって、物体が前記移動体に接触したか離隔したかを区別することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体の制御装置。
4. 前記移動体に物体が接触したときの信号と逆の極性の信号を前記検知手段から入力した場合に、前記移動体から物体が離隔したと判定することを特徴とする請求項３に記載の移動体の制御装置。

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