JP2014194123A - 障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特別のセンサを車両に設けることなく、車両ドアを開く際の障害となる障害物を検知できるようにして、製造コストを低減できる障害物検出装置を提供する。
【解決手段】車両のサイドドアのドアアウターパネル２には、検出回路３が接続されている。検出回路３によりドアアウターパネル２と車外の障害物となる対象物２０１との間の静電容量値Ｃ１を検出する。ＥＣＵ４は、静電容量値Ｃ１に基づいて求めたドアアウターパネル２と対象物２０１との相対距離がしきい値以下となったときは、ＬＥＤ１２、音声出力装置１４で搭乗者に知らせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両ドアを開く際の障害となる障害物を検知する障害物検出装置に関する。

駐停車した車両で搭乗者が車両ドアを開く場合に、障害物が車両ドアの邪魔になる場合がある。すなわち、駐車した車両の隣に他の車両が近接して駐車している場合や、駐車した車両のすぐ近くに壁や植栽等の障害物が存在する場合である。駐車した車両のすぐ脇を歩行者が通り過ぎる場合もある。そこで、搭乗者は、駐車した場所の近くに障害物が存在しないか、近くを歩行者が歩いていないかを注意深く見回すことになる。そして、障害物等が存在する場合は、車両ドアを当該障害物に当ててしまわないように、車両ドアを小さく開き、あるいは、歩行者が通り過ぎるのを待ってから車両ドアを開く等する。
しかし、搭乗者が不注意により車両ドアを障害物にぶつけてしまうこともある。あるいは、搭乗者が子供や高齢者であるため、不用意に車両ドアを開いて障害物にぶつけてしまうこともありうる。

こうした問題に対して、特許文献１には、車両用ドア開閉角度制御装置について開示されている。この車両用ドア開閉角度制御装置は、車両のサイドドアの外側および内側に検知面が存するように配置された第１および第２静電容量センサ部と、回路部とを備えている。第１および第２静電容量センサ部は、センサ電極、シールド電極および補助電極を備えている。そして、センサ電極のみで検出された第１の静電容量値とセンサ電極および補助電極で検出された第２の静電容量値とを用いて指向性を設定し、第１および第２静電容量センサ部の表面上に検知範囲を形成してサイドドアの外側および内側の障害物や人体を検知する。ドアＥＣＵは、回路部からの出力によりサイドドアの開閉角度や開閉動作を制御する。

また、特許文献２には、フロントサイドドアの開閉動作を制御するフロントサイドドアの開閉制御装置について開示されている。この開閉制御装置は、車両外部の検知領域の障害物を検知するレーザー走査装置と、このレーザー走査装置からの信号に基づいてフロントサイドドアの開度を規制する規制手段とを有し、レーザー走査装置は車両の外側に沿って移動することによって、前記検知領域に存在する障害物の輪郭を走査し、規制手段はフロントサイドドアの動作範囲が検知された障害物の最も近い輪郭の位置を超えないように前記フロントサイドドアの開放を許容する。

しかしながら、特許文献１の技術では、第１容量センサ部、第２容量センサ部を車両のサイドドアに取り付けなければならず、第１容量センサ部、第２容量センサ部の製造コストを要し、また、第１容量センサ部、第２容量センサ部を車両のサイドドアに取り付けるための工数も要するという問題がある。
また、特許文献２の技術においても、車両のルーフサイドアウターパネルにレーザー走査装置を取り付けなければならず、レーザー走査装置の製造コストを要し、また、レーザー走査装置をルーフサイドアウターパネルに取り付けるための工数も要するという問題がある。

特開２０１０−２３６３２９号公報 特開２００６−３１６４９７号公報

そこで、本発明は、車両の開閉体を開く際の障害となる障害物を検知できる障害物検出装置を、低い製造コストで提供できるようにすることを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の一形態は、車両の金属製のシャーシ部に対して開閉自在に取り付けられる金属製の開閉体と、前記開閉体の外板部と前記車両の周囲に存する対象物との間に生じる静電容量値を検出する静電容量検出部と、前記静電容量検出部により検出される静電容量値に基づいて、前記外板部及び前記対象物間の相対距離を求める相対距離算出部と、前記相対距離算出部で求められた前記相対距離が、予め定められるしきい値以下である場合に、前記対象物が近接している旨の報知を報知部に行わせる報知制御部と、を備え、前記開閉体の外板部は、前記シャーシ部に対して絶縁された状態で取り付けられ、前記静電容量検出部は、前記開閉体の外板部に電気的に接続されており、当該外板部を、前記静電容量値の検出電極として用いる、ことを特徴とする障害物検知装置である。

本発明によれば、開閉体の外板部と前記車両の周囲に存する対象物（障害物）との間の静電容量値を検出し、この静電容量値に基づいて求められる外板部及び対象物間の相対距離を、しきい値と比較することで、開閉体と障害物とが近すぎることを判断することができる。そして、開閉体と障害物とが近すぎると判断したときは、報知部により車両の搭乗者に報知して警告することができる。
このように、閉開体の外板部そのものを車外の障害物を検出する検出電極として用いることができるので、閉開体とは別にセンサを設ける必要がない。また、そのセンサを車両に取り付けるための工程も不要となる。

本発明によれば、閉開体を開く際の障害となる障害物を検知できる障害物検出装置を、低い製造コストで提供できるようにすることができる。

図１は、本発明の一実施の形態である車両について説明する説明図である。 図２は、本発明の一実施の形態である障害物検出装置の電気的な接続のブロック図である。 図３は、本発明の一実施の形態である検出回路を中心とした障害物検出装置の回路構成を示す回路図である。 図４は、本発明の一実施の形態である障害物検出装置を搭載した車両の車室内のインパネを車両後部側から見た図である。 図５は、本発明の一実施の形態である障害物検出装置のＥＣＵが実行する処理を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の一実施の形態である障害物検出装置の作用について説明する説明図である。 図７は、本発明の一実施の形態である障害物検出装置の作用について他の例を説明する説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態にかかる車両１０１の説明図である。車両１０１の金属製のシャーシ部１２１には、金属製の開閉体であるサイドドア１０２が開閉自在に取り付けられている。符号２は、サイドドア１０２の外板部となるドアアウターパネルである。サイドドア１０２はシャーシ部１２１に対して絶縁された状態で取り付けられている。具体的には、絶縁塗料の塗布、絶縁材料の介装等によりサイドドア１０２とシャーシ部１２１とは絶縁されている。また、サイドドア１０２の車室側の金属部分とドアアウターパネル２とは、同様に、絶縁塗料の塗布、絶縁材料の介装等により絶縁されている。

図２は、本実施形態にかかる障害物検出装置１の電気的な接続を示すブロック図である。この障害物検出装置１は、車両１０１に搭載され、ドアアウターパネル２と、ドアアウターパネル２と接続され、静電容量検出部となる検出回路３と、検出回路３と接続され、相対距離算出部、報知制御部、開駆動禁止制御部、解錠禁止制御部となるＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、を備えている。
検出回路３は、サイドドア１０２のドアアウターパネル２に接続され、当該ドアアウターパネル２と車両１０１の周囲に存在する対象物２０１との間の静電容量値Ｃ１を検出するための回路である（詳細な回路構成は後述する）。よって、ドアアウターパネル２は、静電容量値Ｃ１を検出するための検出電極となる。

ＥＣＵ４は、マイクロコンピュータを中心に構成され、プログラムに基づいて各部を集中的に制御する装置である。ＥＣＵ４には、検出回路３が接続されている。またＥＣＵ４には、点灯回路１１を介して報知部となるＬＥＤ１２と、駆動回路１３を介して報知部となる音声出力装置１４と、駆動回路１５を介してアクチュエータ１６とが、それぞれ接続されている。ＬＥＤ１２は、車両１０１に設けられ（後述する）、ＥＣＵ４の制御により点灯回路１１によって点灯、消灯される。音声出力装置１４は、車両１０１に設けられ（後述する）、ＥＣＵ４の制御により駆動回路１３によって予め定められた警告音を出力する。

アクチュエータ１６は、車両１０１に設けられ、ＥＣＵ４の制御により駆動回路１５によって予め定められた駆動機構１７を駆動する。このアクチュエータ１６は、例えばサイドドア１０２を電動で開閉するモータである。すなわち、当該モータで駆動機構１７を駆動することにより、サイドドア１０２を自動で開閉することができる。あるいは、アクチュエータ１６は、例えばサイドドア１０２を、駆動機構１７を介して施錠、解錠するソレノイドである。

次に、検出回路３の回路構成について説明する。図３は、検出回路３を中心とした障害物検出装置１の回路構成を示す回路図である。検出回路３は、低周波の正弦波電圧を生成する正弦波発振器２１を備えている。この正弦波発振器２１で生成された正弦波電圧は負荷抵抗２２で電圧調整され、ドアアウターパネル２に印加される。正弦波発振器２１は、出力する正弦波電圧の周波数を変動させることができる。

ドアアウターパネル２での正弦波電圧の振幅と位相は、対象物２０１がドアアウターパネル２に接近することで影響を受ける。この場合、ドアアウターパネル２と対象物２０１は、それぞれ電荷を保持する電極と考えることができる。そして、この電極であるドアアウターパネル２と対象物２０１との間にはコンデンサ（浮遊容量）２０３が形成される。また、一方の電極となる対象物２０１に接続されたヴァーチャル・グランド２０４を観念することができる。この浮遊容量２０３の静電容量値を前述の静電容量値Ｃ１とする。

浮遊容量２０３の一方の電極となるドアアウターパネル２には、検波器２３が接続されている。検波器２３はダイオードを備え、電極であるドアアウターパネル２からの正弦波信号を直流化する。この直流化後の電圧信号はローパスフィルタ２４によりフィルタリングされ、Ａ／Ｄ変換器２５でＡ／Ｄ変換されて、ＥＣＵ４に取り込まれる。
図４は、車両１０１の車室内のインパネ３１を車両後部側から見た図である。車両１０１の車室内のインパネ３１には、前述のＬＥＤ１２及び音声出力装置１４が設けられている。これにより搭乗者は、ＬＥＤ１２の発光を目にし、音声出力装置１４の出音を聞くことができる。

次に、障害物検出装置１の動作について説明する。
前記の構成で、車両１０１の外部の対象物２０１とドアアウターパネル２とが近づくと、浮遊容量２０３の静電容量値Ｃ１が増大する。すなわち、対象物２０１、ドアアウターパネル２間の距離と、静電容量値Ｃ１とは反比例する。そして、静電容量値Ｃ１が増大するとＥＣＵ４で検出するドアアウターパネル２の電圧値は低下する。
以上を前提として、ＥＣＵ４が実行する処理について説明する。図５は、ＥＣＵ４が実行する処理を説明するフローチャートである。まず、ＥＣＵ４（のＣＰＵ）は、車両１０１が停車したか否かを判断する（ステップＳ１）。これは、例えば車軸の回転を検出する回転センサの検出信号等により判断することができる。

車両１０１が停車したときは（ステップＳ１のＹｅｓ）、ＥＣＵ４は、障害物の監視を開始する（ステップＳ２）。具体的には、検出回路３を動作させて、ドアアウターパネル２の電圧を検出し、この電圧値から静電容量値Ｃ１を判断する（静電容量検出部）。
この静電容量値Ｃ１は、前述のとおりドアアウターパネル２と対象物２０１との間の距離が短くなると増大し、その増大につれてドアアウターパネル２の電圧値は低下する。ドアアウターパネル２と対象物２０１との間の距離が短い場合としては、車両１０１が停車したときに、ドアアウターパネル２の直近に障害物となる対象物２０１が存在している場合がある。あるいは、車両１０１が停車したときにはドアアウターパネル２と障害物となる対象物２０１との距離はある程度離れていたが、その後、サイドドア１０２を開いたことにより、ドアアウターパネル２と対象物２０１との距離が大変近くなる場合もある。

このように障害物の監視を開始して後（ステップＳ２）、ＥＣＵ４は、静電容量値Ｃ１に基づいて、ドアアウターパネル２と対象物２０１との相対距離を求める（相対距離算出部）。
そして、このドアアウターパネル２と対象物２０１との距離が予め定められたしきい値以下となっているか否かを判断する（ステップＳ３）。求めた距離がしきい値以下になっている場合とは、ドアアウターパネル２が障害物となる対象物２０１に極度に接近した場合である。
そして、求めた距離がしきい値以下となったときは（ステップＳ３のＹｅｓ）、ＬＥＤ１２を点灯し（ステップＳ４）、音声出力装置１４で警告音を出力して（ステップＳ５）、運転者に、サイドドア１０２が障害物となる対象物２０１に衝突する恐れがあることを報知して注意を喚起する（報知制御部）。

また、対象となるサイドドア１０２が電動で開閉する電動ドアであるときは、当該電動ドア（サイドドア１０２）を駆動するアクチュエータ１６（第１のアクチュエータとなるモータ等）の動作を停止して、当該サイドドア１０２の開駆動を禁止する（ステップＳ６）（開駆動禁止制御部）。よって、サイドドア１０２がアクチュエータ１６の駆動により開動作中であったときは、当該開動作は求めた距離がしきい値以下となった時点で禁止される。

あるいは、求めた距離がしきい値以下となった際に（ステップＳ３のＹｅｓ）、サイドドア１０２が施錠されていたときは、当該サイドドア１０２の施錠、解錠を行うアクチュエータ１６（第２のアクチュエータとなるソレノイド等）を制御して、サイドドア１０２の解錠を行わないようにする（ステップＳ６）（解錠禁止制御部）。ステップＳ４以降の処理は、車両１０１が発車するまで繰り返す（ステップＳ７のＮｏ）。車両１０１が発車したときは（ステップＳ７のＹｅｓ）、検出回路３の動作による障害物の監視を終了する（ステップＳ８）。なお、前記のとおり、車両１０１の停車中に障害物の監視を行うが、この監視は、運転者のキー操作により車両１０１のイグニッションスイッチ（図示せず）がＯＦＦされても継続する。

図５のフローチャートによる処理を、より具体的な例で説明する。図６は、障害物検出装置１の作用について説明する説明図である。車両１０１には、前述の障害物検出装置１が搭載されており、車両１０１の運転席のサイドドア１０２のドアアウターパネル２には、前述の検出回路３が接続されていて、当該ドアアウターパネル２が電極となる。このサイドドア１０２は運転者１１１が手動操作で開く必要がある。

図６の例では、車両１０１の隣に障害物となる車両（検出対象）２０１が駐車している。車両１０１の運転者１１１がサイドドア１０２を手動で開き、サイドドア１０２と隣の車両１０１との距離が近づき過ぎると、ＬＥＤ１２が発光し、音声出力装置１４が警告音を出力して、運転者に警告する。サイドドア１０２を運転者が開き始める以前からサイドドア１０２と隣の車両１０１との距離が近過ぎた場合には、ＬＥＤ１２と音声出力装置１４で警告する他に、サイドドア１０２の解錠を禁止する。

図７は、障害物検出装置１の作用について別の例を説明する説明図である。図７の車両１０１は図１のものに対応している。図７に示すように、この例でも、車両１０１には、前述の障害物検出装置１が搭載されており、車両１０１の左側後部座席のサイドドア１０２は電動でも手動でも開閉可能なスライドドアである。

そして、図７では、車両１０１が停車した場所において、車両１０１の近傍には障害物となる植木鉢（検出対象）２０１が置かれている。植木鉢２０１は車両１０１の左後部で、車両１０１の直ぐ横に位置している。この状態で、サイドドア１０２を電動で開くと、矢印２１１の方向にサイドドア１０２が開き始める。しかし、サイドドア１０２が電動で開いて植木鉢２０１に接近し過ぎたときは、その時点で、ＬＥＤ１２と音声出力装置１４で警告する他に、サイドドア１０２の開動作を禁止する。あるいは、サイドドア１０２が開き始める前からサイドドア１０２が植木鉢２０１に近すぎた場合は、最初からサイドドア１０２の開動作を禁止し、さらにサイドドア１０２の解錠も禁止して、手動操作でも開けないようにする。

以上説明したように、サイドドア１０２のドアアウターパネル２と車外の障害物となる対象物２０１との間の静電容量値Ｃ１を検出し、この静電容量値Ｃ１に基づいて求めたドアアウターパネル２と対象物２０１との相対距離をしきい値とを比較することで、サイドドア１０２と障害物となる対象物２０１とが近すぎることを判断することができる。そして、サイドドア１０２と対象物２０１とが近すぎると判断したときは、ＬＥＤ１２と音声出力装置１４で運転者に警告することができる。また、サイドドア１０２が電動ドアであれば、その開動作を禁止し、あるいは、サイドドア１０２の解錠を禁止する。

このように、障害物検出装置１は、サイドドア１０２の外板部であるドアアウターパネル２を車外の障害物を検出する検出電極として用いることができるので、車両１０１に別途センサを設ける必要がない。また、そのセンサを車両１０１に取り付けるための工程も不要となる。
よって、サイドドア１０２を開く際の障害となる障害物を検知できる障害物検出装置１を、低い製造コストで提供できるようにすることができる。

なお、以上の実施形態の説明は、あくまで本発明の一実施形態であり、本発明を限定するものでないことは言うまでもない。例えば、前述の実施形態では、車両１０１のサイドドア１０２を本発明の開閉体とする例を説明しているが、本発明は当該事項に限定されるものではない。すなわち、トランクのドア、テールゲート、ボンネット、開閉式ルーフ等、車両の様々な開閉体を本発明の開閉体とすることができる。

１ 障害物検出装置
２ ドアアウターパネル（外板部）
３ 検出回路（静電容量検出部）
４ ＥＣＵ（相対距離算出部、報知制御部、開駆動禁止制御部、解錠禁止制御部）
１２ ＬＥＤ（報知部）
１４ 音声出力装置（報知部）
１６ アクチュエータ（第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ）
１０１ 車両
１０２ サイドドア（開閉体）
１２１ シャーシ部
２０１ 対象物

Claims (3)

1. 車両の金属製のシャーシ部に対して開閉自在に取り付けられる金属製の開閉体と、
   前記開閉体の外板部と前記車両の周囲に存する対象物との間に生じる静電容量値を検出する静電容量検出部と、
   前記静電容量検出部により検出される静電容量値に基づいて、前記外板部及び前記対象物間の相対距離を求める相対距離算出部と、
   前記相対距離算出部で求められた前記相対距離が、予め定められるしきい値以下である場合に、前記対象物が近接している旨の報知を報知部に行わせる報知制御部と、
   を備え、
   前記開閉体の外板部は、前記シャーシ部に対して絶縁された状態で取り付けられ、
   前記静電容量検出部は、前記開閉体の外板部に電気的に接続されており、当該外板部を、前記静電容量値の検出電極として用いる、
   ことを特徴とする障害物検知装置。
2. 前記相対距離が前記しきい値以下である場合に、前記開閉体を開閉駆動する第１のアクチュエータを制御して前記車両ドアの開駆動を停止する開駆動禁止制御部をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
3. 前前記相対距離が前記しきい値以下である場合に、前記開閉体の施錠、解錠の切り替え駆動をする第２のアクチュエータを制御して前記車両ドアの解錠を行わないようにする解錠禁止制御部をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の障害物検出装置。

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