JP2021147975A - 挟み込み回避装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアをボディとの間に挟み込み回避対象体が存在するか否かを容易な構成で検知し、検知した場合には、ドアの閉動作を停止して挟み込みを回避できる挟み込み回避装置を提供する。【解決手段】挟み込み回避装置は、例えば、取得部と、判定部と、制御部と、を備える。取得部は、車両のボディの開口部の縁部の少なくとも一部または開口部を閉塞する開閉自在なドアの周縁部の少なくとも一部に配置された静電容量センサが出力する静電容量値と、ドアのドア開度値と、を取得する。判定部は、静電容量値が所定の第１閾値以上でありドアが閉動作する際のドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、開口部の縁部とドアの間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う。制御部は、挟み込み回避対象体が存在すると判定された場合に、ドアの閉動作を停止させる。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、挟み込み回避装置に関する。

近年、車両において、モータ等の駆動源を用いて、ドアを自動的に開閉するオートスイングドアの実用化が進められている。オートスイングドアは、例えば、運転席ドアや助手席ドア、後部座席ドア、バックドア等において、ユーザ（搭乗員等）による個別のドア開閉スイッチの操作により指定したドアが自動開閉するように構成されている。オートスイングドアは、一度ドア開閉スイッチを操作すると、開動作または閉動作が継続するため、ドアと車両のボディとの間に障害物（例えば、手や指等）が存在するような場合には、それを検知してドアの開閉動作を停止させるような構成が必要になる。例えば、特許文献１には、バックドア側およびボディ側の両方に静電容量センサを搭載し、バックドアとボディとの間に存在する障害物を検出構成が開示されている。

特開２０１９−１８６３２号公報

特許文献１の技術の場合、ドアがボディに接近した場合にボディの静電容量の影響を受けて、ボディを障害物として誤検出することを抑制するように構成している。つまり、ドア（バックドア）側およびボディ側の両方に静電容量センサを搭載して、ボディの静電容量をキャンセルするように構成している。そのため、複数の静電容量センサが必要であったり、相互のセンサの調整が必要であったりするため、全体構成が煩雑になるとともに、コスト増加の原因になるという問題があった。

そこで、本発明の課題の一つは、ドアとボディとの間に挟み込み回避対象体が存在か否かを容易な構成で検知し、挟み込み回避対象体を検知した場合、ドアの閉動作を停止して挟み込みを回避できる挟み込み回避装置を提供することにある。

本発明の実施形態にかかる挟み込み回避装置は、例えば、取得部と、判定部と、制御部と、を備える。取得部は、車両のボディの開口部の縁部の少なくとも一部または開口部を閉塞する開閉自在なドアの周縁部の少なくとも一部に配置された静電容量センサが出力する静電容量値と、ドアのドア開度値と、を取得する。判定部は、静電容量値が所定の第１閾値以上でありドアが閉動作する際のドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、開口部の縁部とドアの間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う。制御部は、挟み込み回避対象体が存在すると判定された場合に、ドアの閉動作を停止させる。この構成によれば、例えば、ドアの閉動作によってドアとボディが接近する際に、静電容量センサが設置されたドアまたはボディのいずれか一方に対して接近する他方の静電容量値の影響が出にくい範囲を挟み込み回避対象体の検出範囲としている。その結果、ドアが閉動作する場合に接近してくるドアまたはボディの誤検出を回避し、挟み込み回避対象体の検知精度を向上し、ドアの閉動作制御に反映さることができる。また、静電容量センサは、ドア側またはボディ側のいずれか一方のみでよいため、部品点数の削減、調整の簡略化等によるコスト削減に寄与できる。

本発明の実施形態にかかる挟み込み回避装置の取得部は、例えば、ボディの開口部の縁部の少なくとも一部のみに配置された静電容量センサの静電容量値を取得するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、ドアがボディに接近する前やドア開度が十分に大きな場合に、静電容量センサによって挟み込みが発生する可能性のある位置に挟み込み回避対象体が存在することが検出できる。その結果、より早い段階で挟み込みの可能性を検知し、ドアの閉動作制御に反映させることができる。

本発明の実施形態にかかる挟み込み回避装置の取得部は、例えば、ボディに対してドアを開閉自在に接続するヒンジ部が設けられていない非ヒンジ接続側よりヒンジ部が設けられたヒンジ接続側に近い位置に配置された静電容量センサの静電容量値を取得するよういにしてもよい。この構成によれば、例えば、ドアが閉動作する場合、非ヒンジ接続側よりヒンジ接続側（ドアの旋回軸に近い側）の方が、早くドアとボディとの隙間が狭くなるとともに、挟み込みが発生した場合の圧力が大きい。したがって、挟み込みを確実に回避したい領域について、より早く挟み込み回避対象体の検知ができる。また、静電容量センサの全長を短くすることができるので、コスト軽減に寄与できるとともに、静電容量値の変化がより顕著に検出し易くなる。その結果、検知精度の向上に寄与できる。

本発明の実施形態にかかる挟み込み回避装置の判定部は、例えば、第１閾値を静電容量センサと挟み込み回避対象体とが対面する場合の最小面積に基づいて決定するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、挟み込み回避対象体の最小部位、例えば、ユーザの小指等がドアとボディとの間に進入しないように第１閾値を設定できる。つまり、ドアがボディに接近し、小指等が入り得ないような範囲を挟み込み回避対象体の検知範囲から除き、静電容量センサを配置したドアまたはボディの一方に対し他方の静電容量値による影響を除き、挟み込み回避対象体の誤検知の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態にかかる挟み込み回避装置の取得部は、例えば、さらに、ドアを自動開閉させる電動機の電流値を取得し、判定部は、静電容量値が所定の第１閾値以上でありドアが閉動作する際のドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、またはドアの閉動作時に電流値が所定の第２閾値以上になった場合に、開口部の縁部とドアの間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行うようにしてもよい。この構成によれば、例えば、静電容量値の変化が生じない絶縁体で構成される挟み込み回避対象体、例えば、荷物や衣類（絶縁体製の手袋等）等が、挟み込みが発生し得る領域に存在する場合でもドアの閉動作を停止させることが可能になり、挟み込み回避の適用範囲を拡大することができる。

図１は、実施形態にかかる挟み込み回避装置を搭載可能な、車両の例示的かつ模式的な上面視図である。 図２は、実施形態にかかる挟み込み回避装置（挟み込み回避部）をＣＰＵで実現する場合の構成を例示的かつ模式的に示すブロック図である。 図３は、実施形態にかかる挟み込み回避装置で利用する静電容量センサの構成を説明する例示的かつ模式的な斜視図である。 図４は、実施形態にかかる挟み込み回避装置で利用する静電容量センサの配置場所を示す例示的かつ模式的な車両の部分的な側面図である。 図５は、実施形態にかかる挟み込み回避装置において、挟み込み回避対象体としてのユーザの指がドアとボディとの間に存在し、それを検知する場合を示す例示的かつ模式的な説明図である。 図６は、実施形態にかかる挟み込み回避装置において、挟み込み回避対象体としてのユーザの小指または手のひらを検知した場合の静電容量値の変化を示す例示的な説明図である。 図７は、実施形態にかかる挟み込み回避装置において、ドア検知時と小指を検知した場合の静電容量値の変化、およびマスク領域を示す例示的な説明図である。 図８は、実施形態にかかる挟み込み回避装置の挟み込み回避対象体の検知およびドアの制御処理を説明する例示的なフローチャートである。 図９は、実施形態にかかる挟み込み回避装置の挟み込み回避対象体の検知およびドアの制御処理を説明する他の例示的なフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用、結果、および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。

本実施形態の挟み込み回避装置は、車両のボディと当該ボディの開口部を閉塞する開閉自在なドアとの間に挟み込み回避対象体、例えば、車両利用者（ユーザ）の身体の一部（手や指等）や荷物等が存在することを、静電容量センサの静電容量値の変化によって検知する。そして、挟み込み回避対象体が検知された場合には、閉動作しているドアの閉動作を停止させることで、挟み込みを事前に回避する挟み込み回避処理を実行する。なお、以下に示す実施形態において、挟み込み回避装置は、開閉動作するドアとしてモータ等の駆動源の制御により自動開閉する、いわゆる、オートスイングドアを採用する車両に適用する場合を一例として説明する。

図１は、本実施形態の挟み込み回避装置を含むＥＣＵ（electronic control unit）１０を搭載可能な車両１２の例示的かつ模式的な上面視図である。前述したように、車両１２は、電動モータ等を含む開閉機構（アクチュエータ）によって自動開閉するオートスイングタイプのドア１４を搭載する車両である。なお、図１において、挟み込み回避処理を車両１２の前席の例えば運転席ドア１４ａについて適用する例を説明するが、助手席ドアドア１４ｂ、後部座席右ドア１４ｃ、後部座席左ドア１４ｄおよびバックドア（トランクドア）１４ｅについても同様に適用可能であるため、その説明は省略する。なお、以下の説明でドアを特に区別する必要がない場合は、ドア１４と記載する。

ドア１４は、車両１２のボディ１６とヒンジ部を介して開閉自在に支持されている。車両１２において、ユーザによって、運転席ドア１４ａ〜後部座席左ドア１４ｄの車室内のアームレストやバックドア１４ｅ等に設置されたドア開閉スイッチ（不図示）が操作されると、ＥＣＵ１０がドア１４に内蔵されたドア開閉機構２０を作動させ、操作対象のドア１４を自動的に開閉させる。また、ユーザにより運転席ドア１４ａ〜後部座席左ドア１４ｄのアウタードアハンドル（不図示）または車室内側のインナードアハンドル（不図示）が操作されてドアラッチ（不図示）の係合が解除されると、ドア１４に内蔵されたドアスイッチ（不図示）がオンすると共に、ＥＣＵ１０によりドア開閉機構２０が作動させられ、操作対象のドア１４が自動的に開閉する。また、物理的なスイッチを用いず、ユーザ等の乗員が乗り込みを完了したことを、例えばセンサ（例えばカメラ等）で検知して、ドア開閉機構２０を動作させ、ドア１４を自動的に開閉（閉動作）するようにしてもよい。

ドア開閉機構２０は、例えば、運転席ドア１４ａ〜後部座席左ドア１４ｄやバックドア１４ｅに内蔵される。ドア開閉機構２０は、駆動源としてのモータ（ＤＣモータ）と、当該モータのロータの回転位置を検出する回転センサと、モータの駆動時の電流値を検出する電流検出部（電流検出センサ）と、減速機等の伝動機構と、スピンドルユニット等を含む。スピンドルユニットは、対応するドア１４により支持されると共に伝動機構を介してモータにより回転駆動されるハウジングと、先端が対応するドア１４に連結されると共にハウジングの回転に伴って当該ハウジングに対して軸方向に進退移動するねじスピンドルとを含む。ドア開閉機構２０は、ドア開閉スイッチやアウタードアハンドル、インナードアハンドル等の操作に基づいて各種演算を行うＥＣＵ１０の制御によって動作する。すなわち、ＥＣＵ１０の制御により、モータがスピンドルユニットのハウジングを回転駆動することで、操作対象のドア１４を所望の開度（ドア開度）に開くとともに閉じることが可能となる。また、スピンドルユニットにおけるねじのピッチは、ユーザがドア１４を手動で開閉させた際にスムーズにドア１４が回動すると共に良好なドアチェック機能が確保されるように定められる。なお、ドア開閉機構２０には、モータのロータの回転を減速・停止させる例えば電磁摩擦式のブレーキが設けられてもよい。ドア開閉機構２０に関しては、ドア１４の開閉動作およびその停止動作等が可能であれば、他の構成でもよく、周知のドア開閉機構を利用することができる。

ＥＣＵ１０は、コンピュータ等で構成され、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより、挟み込み回避処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａの他、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および記憶部等を備える。ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ、およびＲＡＭは、同一の回路基板内に設けられていてもよい。

ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行することができる。ＣＰＵ１０ａは、例えば、静電容量センサが検出する静電容量値やドア開閉機構２０のモータの電流値等に基づき、ドア１４とボディ１６との間に挟み込み回避対象体が存在するか否かを検知し、検知した場合にはドア１４の閉動作を停止する挟み込み回避処理（挟み込み回避装置）を実現する。ＥＣＵ１０には、挟み込み回避装置以外を実現するためのＣＰＵ、例えば、空気調和装置を制御するためのＣＰＵや、照明装置を制御するためのＣＰＵ等、車両１２を制御するための他のＣＰＵが含まれてもよい。また、ＣＰＵ１０ａにおいて、挟み込み回避装置以外の機能を実現するようにしてもよい。

図２は、実施形態にかかる挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）をＥＣＵ１０のＣＰＵ１０ａで実現する場合の構成を例示的かつ模式的に示すブロック図である。ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭから読み出した挟み込み回避プログラムを実行することにより、図２に示すように挟み込み回避部２２を実現する。

挟み込み回避部２２は、挟み込み回避処理を実行するために、取得部２４、判定部２６、ドア制御部２８等のモジュールを含む。なお、挟み込み回避部２２は、通常ドア開閉動作、例えば前述したようにユーザによって、ドア開閉スイッチやアウタードアハンドル、またはインナードアハンドル等が操作された場合に、ドア１４を自動開閉する機能を有する。そして、挟み込み回避部２２は、通常ドア開閉動作のうち閉動作が実行されている場合に、挟み込み回避対象体を検知した場合に、ドア１４の閉動作の停止を実行する。取得部２４は、主として車両１２のボディ１６の開口部３０（図１参照）の縁部の少なくとも一部または開口部３０を閉塞するドア１４の周縁部の少なくとも一部に配置された静電容量センサ３２が出力する静電容量値と、ドア１４のドア開度値と、を取得する。なお、本実施形態では、静電容量センサ３２をボディ１６の開口部３０の縁部に配置する場合を説明する。判定部２６は、静電容量値が所定の第１閾値以上でありドア１４が閉動作する際のドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、開口部３０の縁部とドア１４の間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う。そして、ドア制御部２８は、挟み込み回避対象体が存在すると判定された場合に、ドア１４の閉動作を停止させる。以下、取得部２４、判定部２６、ドア制御部２８の詳細を説明する。

取得部２４は、スイッチ情報取得部２４ａ、静電容量値取得部２４ｂ、ドア開度取得部２４ｃ、モータ電流値取得部２４ｄ等の詳細モジュールを備える。

スイッチ情報取得部２４ａは、前述したようにドア開閉スイッチ３４が操作（例えば押下）されたことを示すスイッチ情報を取得する。なお、図２では、図示を省略しているが、スイッチ情報取得部２４ａは、アウタードアハンドルやインナードアハンドル等が操作された場合にも、同様にスイッチ情報を取得する。スイッチ情報取得部２４ａは、取得したスイッチ情報をドア制御部２８に逐次提供する。

静電容量値取得部２４ｂは、車両１２のボディ１６の開口部３０の縁部（図１参照）の少なくとも一部に配置された静電容量センサ３２が出力する静電容量値を取得し、判定部２６に逐次提供する。

静電容量センサ３２は、図３に示されるように、センサ電極として長尺の一般導線３２ａを用いて、その周りを絶縁体である例えばゴム等の封止部材３２ｂで封止して構成することができる。なお、図３において、一般導線３２ａは、銅線等の導体３２ａ１を被覆材３２ａ２で被覆したものを使用し、その周囲を封止部材３２ｂで覆っている。封止部材３２ｂは、一般導線３２ａに対する絶縁性を維持するとともに、気密性および水密性を維持する。また、図４に示されるように、ボディ１６の開口部３０の縁部に沿って静電容量センサ３２を配置する際の配置姿勢を安定させ易くする形状維持機能を備える。なお、図３に示す例では、静電容量センサ３２のセンサ電極として一般導線３２ａをゴム等の封止部材３２ｂで封止した例を示したが、センサ電極は導体であれば、材質や形態は適宜変更可能であり、例えば、プリント基板等を利用することもできる。また、封止部材３２ｂも絶縁体であれば材質や形態は適宜変更可能である。なお、静電容量センサ３２を開口部３０の縁部に設置した場合に、封止部材３２ｂは、静電容量センサ３２に対してボディ１６に近い裏面側部３２ｂ１の厚みを、挟み込み回避対象体の検出面となる表面側部３２ｂ２より厚くしてもよい。この場合、ボディ１６の静電容量の影響を受け難くすることが可能で、静電容量センサ３２の性能向上に寄与できる。

静電容量センサ３２は、開口部３０の縁部に完全に沿わせてもよいが、図４に示されるように、車両１２の開口部３０の車両前方側には、ダッシュボード１６ａが存在する場合が多い。ダッシュボード１６ａが存在する領域では、ドア１４が閉動作した場合、挟み込み回避対象体としての例えば、ユーザの手や指は、当該ダッシュボード１６ａとドア１４との間に挟まれる可能性がある。したがって、ダッシュボード１６ａが存在する部分では、ダッシュボード１６ａが存在する領域への挟み込み回避対象体の進入を検知するために、静電容量センサ３２の配置位置をダッシュボード１６ａの縁部としている。また、図４の場合、静電容量センサ３２は、連続した１本の静電容量センサ３２を開口部３０の縁部に沿って配置する例を示しているが、ユーザの指等が静電容量センサ３２に触れた場合に変化する静電容量の絶対値は非常に小さい。そこで、静電容量センサ３２を例えば、数十ｃｍ（例えば、５０ｃｍ）程度の短尺のセンサとして、複数短尺の静電容量センサ３２を配置することにより、開口部３０における有効な検知領域を確保するようにしてもよい。なお、静電容量センサ３２の配置を開口部３０の一部とする場合は、ボディ１６に対してドア１４を開閉自在に接続するヒンジ部１８が設けられていない非ヒンジ接続側（図４の領域Ｒ側）よりヒンジ部１８が設けられたヒンジ接続側（図４の領域Ｆ側）に近い位置に配置するようにしてもよい。この場合、ドア１４が閉動作する場合、非ヒンジ接続側よりヒンジ接続側（ドアの旋回軸に近い側）の方が、早くドア１４とボディ１６との隙間が狭くなるとともに、挟み込みが発生した場合に挟み込み回避対象体にかかる圧力が大きい。したがって、領域Ｒ側に優先的に静電容量センサ３２を配置することにより、挟み込みを確実に回避したい領域について、より早く挟み込み回避対象体の検知ができる。また、静電容量センサの全長を短くすることができるので、コスト軽減に寄与できるとともに、静電容量値の変化がより顕著に検出し易くなる。その結果、検知精度の向上に寄与できる。

図５は、図４における位置Ａ−Ａにおける断面図であり、挟み込み回避対象体を例えばユーザの指Ｈとした場合、ボディ１６とドア１４との間に指Ｈが存在する（挟まれる）状況で、指Ｈがボディ１６に触れる箇所を示している。静電容量センサ３２は、図５に示されるように、指Ｈ等が挟まれる可能性がある場合に触れる箇所に設置される。静電容量センサ３２が、ボディ１６側に配置されることにより、ドア１４が大きく開いているときもセンシングを行うことができる。このとき、静電容量センサ３２に指Ｈ等が触れていなければ、静電容量センサ３２は一定の静電容量値（基準容量値）を出力する。この場合、挟み込み回避対象体が非存在と判定され、ドア１４の閉動作は許容される。一方、静電容量センサ３２に指Ｈ等が触れているときは、静電容量センサ３２は指Ｈに応じて増加した静電容量値を出力する。この場合、挟み込み回避対象体が存在する判定され、ドア１４の閉動作が不可となる。つまり、未然に挟み込みを防止することができる。なお、ドア１４が閉動作中に挟み込み回避対象体（指Ｈ等）が静電容量センサ３２に触れていない状況でも、ドア１４に押されることで静電容量センサ３２に触れさせることができるため、ドア１４によって、挟み込み回避対象体が圧迫を受ける前の段階で、当該挟み込み回避対象体（指Ｈ等）の存在を検知することができる。なお、図５の場合、静電容量センサ３２は、開口部３０の外縁部に沿って配置されているゴム等で構成されるシール部材１６ｂに固定されている。静電容量センサ３２をシール部材１６ｂの位置に配置することにより、静電容量センサ３２が雨等の水分に接触する可能性を低減しやすくなり、静電容量センサ３２の誤検出を低減することができる。なお、雨等による影響を低減する点においては、静電容量センサ３２をドア１４の周縁部に配置するよりボディ１６の開口部３０側に設置する方が有利である。

図２に戻り、ドア開度取得部２４ｃは、ドア開度検出部３６の出力をするドア開度を取得する。ドア開度検出部３６は、ドア１４の開度を検出する機械式センサであってもよいし非接触型のセンサであってもよい。なお、本実施形態のように、ドア１４がオートスイングドアの場合、ドア開閉機構２０のドアモータ３８（電動機）の回転位置を検出する回転センサをドア開度検出部３６として利用してもよいし、ドア開閉機構２０に含まれるスピンドルユニットのスピンドルの進退位置を検出する位置センサをドア開度検出部３６として利用してもよい。また、ドア開度取得部２４ｃは、ドア制御部２８の制御信号に基づきドア開度値を検出するようにしてもよい。ドア開度取得部２４ｃは、ドア１４の全開位置（例えば、開度＝９０°）、全閉位置（開度＝０°）およびその間の開度を逐次取得し、判定部２６に提供する。なお、判定部２６は、静電容量値取得部２４ｂから取得する静電容量値に基づいて、ドア１４が全閉しているか否か、半開しているか否か等の判定を行うこともできる。

モータ電流値取得部２４ｄは、ドア１４がオートスイングドアの場合、ドアモータ３８の駆動時の電流値を検出する電流検出部３８ａ（電流検出センサ）から電流値を逐次取得し、判定部２６に提供する。ドアモータ３８がドア１４を開閉動作させる場合、ドア１４に何ら物体が接触していない場合や風等の影響を受けていない場合等、外的負荷がかかっていない定常駆動状態の場合、開閉開始から開閉動作中、そして開閉停止に至るまで開始時、動作中、停止時でそれぞれ所定の電流値が出力される。一方、ドア１４に外的負荷がかかった場合、例えば、ユーザの身体の一部がドア１４に接触した場合、定常駆動状態に比べて電流値が上昇する。したがって、ドアモータ３８の電流値の変化が所定の第２閾値以上になったか否かを監視することにより、挟み込みの可能性の有無を検知することができる。なお、風等の影響により電流値が上昇する場合、開閉開始から電流値が上昇するのに比べ、ドア１４に物体が接触して電流値が上昇する場合、ドア１４の開閉動作中には突然上昇する。判定部２６は、この違いに基づき、ドア１４に物体が接触したか否かを判別することができる。

判定部２６は、取得部２４が取得した静電容量値、ドア開度値、ドアモータ３８の電流値等に基づき、ボディ１６とドア１４との間に挟み込み回避対象体（指Ｈ等）が存在するか否かを判定する。

図６は、挟み込み回避対象体としてのユーザの小指または手のひらを検知した場合の静電容量値の変化を示す例示的な説明図である。なお、図６において横軸が経過時間で、縦軸が静電容量値である。図６において、基準容量Ｃｓは静電容量センサ３２のまわりの環境により発生する一定の静電容量値である。静電容量センサ３２に何も触れていなければ静電容量値は基準容量Ｃｓを示す。一方、静電容量センサ３２に、挟み込み回避対象体として、例えば小指が触れた場合（時刻Ｔ）、検知容量Ｃｘａの静電容量が発生する。この時、静電容量センサ３２は、基準容量Ｃｓから検知容量Ｃｘａが足された静電容量値を出力することになる。本実施形態の場合、挟み込み回避対象体の最小のものをユーザの小指とて、小指以上の大きさのものを挟み込み回避対象体として検出するものとする。

静電容量Ｃは、簡易的にＣ＝εＳ／ｄによって求めることができる。ここで、εは誘電体の誘電率、Ｓは静電容量センサ３２に接近する導体（この場合、小指）の面積、ｄは静電容量センサ３２と導体（小指）との距離である。したがって、静電容量は静電容量センサ３２に接近する導体の大きさに比例する。つまり、小指が静電容量センサ３２に接触した場合の静電容量の変化量の例えば５〜８割程に接触閾値Ｃｔを設定すれば、挟み込み回避対象体として最小と考えられる小指が静電容量センサ３２に接触したことを検知可能となる。換言すれば、静電容量センサ３２と挟み込み回避対象体とが対面する場合の最小面積に基づいて接触閾値Ｃｔ（第１閾値）を設定すれば、挟み込み回避対象体としての最小物体を検知することができる。なお、図６おいて、小指より大きな手のひらが静電容量センサ３２に時刻Ｔで接触した場合は、検知容量Ｃｘａより大きな検知Ｃｘｂが静電容量センサ３２から出力されることになる。

ところで、静電容量センサ３２をボディ１６の開口部３０の縁部に配置した場合、ドア１４も導体であるため、ドア１４が閉動作してボディ１６に接近する場合、特にドア１４の全閉状態の直前で、ドア１４を挟み込み回避対象体（例えば、指Ｈ）として誤検知する場合がある。図７は、ドア１４を検知した場合と、小指を検知した場合の静電容量値の変化を示す例示的な説明図である。なお、図７において、縦軸が静電容量値で、横軸がドア１４のドア開度である。図７に示されるように、ドア１４が閉動作する場合、静電容量センサ３２が出力する静電容量値は、破線ｍで示されるように、ボディ１６の開口部３０の縁部に設置された静電容量センサ３２にドア１４が接近するのにしたがい上昇し、ドア１４の全閉位置Ｘで最大となる。一方、静電容量センサ３２に小指等が接近する場合、実線ｎで示されるように、静電容量値が急激に上昇し、ドア開度Ｙ（挟み込みが発生した時点）で最大となる。前述したように、小指の存在を検知するために、接触閾値Ｃｔを小指が示す静電容量の変化量の例えば５割程に設定すると、小指が存在しない場合でもドア１４の接近により小指が存在すると判定される静電容量値が出力される場合がある。そこで、判定部２６は、ドア開度取得部２４ｃが取得したドア開度情報に基づき、ドア開度が０°（ドア全閉）から例えば１０°までの間（マスク領域Ｐ）で静電容量値を無視するものとする。つまり、判定部２６は、静電容量値が所定の接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上であり、ドア１４が閉動作する際のドア開度値が所定の下限値（例えば１０°）に到達していない場合、開口部３０の縁部とドア１４の間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う。一方、静電容量値が所定の接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上であっても、ドア１４が閉動作する際のドア開度値が所定の下限値（例えば１０°）に到達している場合、開口部３０の縁部とドア１４の間に挟み込み回避対象体が存在しないと見なす判定を行う。その結果、ドア１４を挟み込み回避対象体（例えば小指等）と誤検知することが抑制できる。

なお、車両１２は車種によって静電容量センサ３２がドア１４を誤検知するドア開度が異なるため、車種ごとにマスク領域Ｐを設定することが望ましい。この設定は、車両１２の設計段階、車両１２の出荷段階等で行うことができる。また、ディーラ等においても実施できる。また、別の実施形態では、判定部２６は、ドア１４の閉動作中にラッチスイッチが半閉状態と判断した時から静電容量センサ３２の静電容量値を無視するようにしても、同様にドア１４の誤検知を実施することができる。

静電容量センサ３２の出力する静電容量値に基づいて、挟み込み回避対象体の検知を行う場合、検知対象は、導体に限られる。例えば、荷物や衣服等のように絶縁体の物体の挟み込みは検知できない。そこで、判定部２６は、前述したように、モータ電流値取得部２４ｄが取得するドア１４のドアモータ３８が駆動する際に電流検出部３８ａによって検出され電流値を用いて、絶縁体の物体がボディ１６の縁部とドア１４との間に存在することを検知する。前述したように、ドア１４に物体が挟まるときに、ドアモータ３８に負荷がかかる。その結果、電流値が増加する為、ドアモータ３８の電流値を監視することにより絶縁体の挟み込み検知が可能になる。つまり、判定部２６は、静電容量値が接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上であり、ドア１４が閉動作する際のドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、またはドア１４の閉動作時に電流値が所定の第２閾値以上になった場合に、開口部３０の縁部とドア１４の間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う。したがって、判定部２６は、静電容量センサ３２から取得される静電容量値と電流検出部３８ａか電流検出部３８ａから取得される電流値とを併用することであらゆる物体の挟み込み検知が可能になる。

なお、挟み込み回避対象体（物体）が挟まる位置とドア開度の関係を考えると、ヒンジ部１８側と比べ、ドア１４端側（１８から遠い側の縁部）の時の方が、物体を検知する際のドア開度が小さくなる。したがって、ドア開度に対しマスク領域Ｐを設定すると、ごく小さい物体がドア端側で挟まれる時、マスク領域Ｐで物体の検知をキャンセルしてしまう場合がある。この場合、図４において、領域Ｆで主として静電容量値を用いた挟み込み回避対象体の検知を行い、領域Ｒで主として電流値を用いた挟み込み回避対象体の検知を行うようにしてもよい。このように、静電容量値と電流値とを併用することにより、ドア開度の全域において、挟み込み回避対象体の検知を良好に実施できる。

図２に戻り、ドア制御部２８は、スイッチ情報取得部２４ａが取得したドア開閉スイッチ３４等の操作状態に基づいて、ドアモータ３８を正転または逆転させたドア１４の自動開閉を実行する。また、ドア１４の閉動作の実行時に、判定部２６によって、挟み込み回避対象体の検知が行われた場合、閉動作中のドア１４のドアモータ３８を停止し、ドア１４の閉動作を停止する。つまり、挟み込み回避対象体がドア１４に挟まれることを回避する。なお、ドア制御部２８は、ドア１４の閉動作を停止する場合、ドアモータ３８を逆回転させてドア１４を所定量（数度〜数十度）だけ開動作させた後、ドアモータ３８を停止するようにしてもよい。この場合、挟み込み回避をより確実に行うことができる。

以上のように構成される挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）による挟み込み回避処理の一例を図８および図９を用いて説明する。まず、静電容量値とドア開度値を用いて挟み込み回避対象体の検知を行い、ドア１４の制御を行う例を説明する。なお、挟み込み回避部２２は、車両１２のドア１４毎に以下に説明する挟み込み回避処理を実行する。

挟み込み回避部２２は、スイッチ情報取得部２４ａによってドア開閉スイッチ３４等によるドア１４の閉動作要求を行うスイッチ情報が取得されたか否かを確認する（Ｓ１００）。ドア１４の閉動作要求を行うドア開閉スイッチ３４のスイッチ情報が取得されてない場合（Ｓ１００のＮｏ）、このフローを一旦終了する。一方、Ｓ１００において、閉動作のスイッチ情報を取得した場合（Ｓ１００のＹｅｓ）、取得したスイッチ情報をドア制御部２８に提供する。ドア制御部２８は、ドア１４の閉動作を要求するスイッチ情報を取得した場合、制御対象となるドア１４のドアモータ３８を閉動作方向に駆動し、ドア１４の閉動作を開始する（Ｓ１０２）。また、ドア開度取得部２４ｃは、ドア１４の閉動作開始に伴い、閉動作しているドア１４のドア開度値をドア開度検出部３６から取得し（Ｓ１０４）、判定部２６へ逐次提供する。

判定部２６は、閉動作しているドア１４のドア開度が「０°」（全閉状態）であるか否かを判定し、ドア開度が「０°」でない場合（Ｓ１０６のＮｏ）、静電容量値取得部２４ｂが閉動作を開始したドア１４の静電容量値を取得する（Ｓ１０８）。そして、静電容量値の変化量が、接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上である場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）、ドア開度取得部２４ｃが取得している閉動作中のドア１４のドア開度が、所定の下限値Ｄｔ（例えば１０°）に到達しているか否か判定する（Ｓ１１２）。閉動作中のドア１４のドア開度が、下限値Ｄｔに到達していない場合（Ｓ１１２のＮｏ）、判定部２６は、ボディ１６の縁部とドア１４との間に挟み込み回避対象体（例えば、指Ｈ等）が存在する（挟み込み回避対象体を検知した）と見なし、ドア１４の閉動作を停止し（Ｓ１１４）、一旦、このフローを終了する。

Ｓ１１２において、閉動作中のドア１４のドア開度が、下限値Ｄｔに到達している場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、ボディ１６の縁部とドア１４との間の空間は、既に挟み込み回避対象体が進入できる（挟まる）隙間ではないと判定する。つまり、判定部２６は、静電容量値が、接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上となった原因は、ドア１４の接近であり、挟み込み回避対象体の存在ではないと判定し、取得した静電容量値を無効とする。そして、ドア制御部２８は、Ｓ１０２に移行してドア１４の閉動作を継続して行い、以降の処理を行う。また、Ｓ１０６において、閉動作しているドア１４のドア開度が「０°」の場合（Ｓ１０６のＹｅｓ）、すなわち、ドア１４が全閉した場合、ドア制御部２８は、ドアモータ３８を停止させ、ドア１４の閉動作を停止する。

また、Ｓ１１０において、静電容量値の変化量が、接触閾値Ｃｔ（第１閾値）未満の場合（Ｓ１１０のＮｏ）、判定部２６は、ボディ１６の縁部とドア１４との間に挟み込み回避対象体（例えば、指３４等）は存在しないと見なし、Ｓ１０２に移行し、ドア１４の閉動作を継続して行い、以降の処理を継続する。

このように、本実施形態の挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）によれば、ボディ１６の開口部３０の縁部に設けた静電容量センサ３２で取得される静電容量値に基づき、ドア１４をボディ１６との間に挟み込み回避対象体（例えば、指や手等）の存在を一つの静電容量センサ３２による簡易な構成で検出することができる。また、ドア１４の開度情報を用いたマスク領域Ｐ（ドア開度の下限値Ｄｔ：例えば１０°）を設けて、ドア開度値が下限値に達した場合には、取得した静電容量値を無効とする。その結果、ドア１４の誤検知によるドア１４の誤停止を回避し、挟み込み回避装置の動作信頼性の向上ができる。なお、静電容量センサ３２をボディ１６の開口部３０の縁部側に配置することで、挟み込み回避対象体（例えば、指Ｈ等）が開口部３０の縁部に接触した時点で、ドア１４が、ボディ１６から遠い場合でも挟み込み回避対象体の検知が可能になる。つまり、ユーザへの挟み込みに対する注意喚起を事前に行うことが可能になり、安全性の向上に寄与できる。例えば、ユーザが運転席に座った状態で、シートベルト等を引き出そうとして、ボディ１６の縁部に触れていた場合、つまり、挟み込みの危険がある位置に手を置いている場合でも、ドア１４の開度に拘わらず閉動作しているドア１４を停止することができる。

図９は、静電容量値とドア開度値に加え、ドアモータ３８の閉動作時の電流値を用いて挟み込み回避対象体の検知を行い、ドア１４の制御を行う例を説明するフローチャートである。つまり、挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）が、挟み込み回避対象体として、導体に加え絶縁体も検知可能とする例である。

なお、図９のフローチャートは、図８のフローチャートに対して、閉動作中のドア１４の電流値を取得する処理と、電流値の変化量が、予め設定した第２閾値Ｖｔ以上になったか否かを判定する処理が追加されるのみで、他の処理は同じである。したがって、同じ処理には同じステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

挟み込み回避部２２は、ドア１４の閉動作要求を行うスイッチ情報が取得されたか否か確認する（Ｓ１００）。ドア１４の閉動作要求を行うスイッチ情報が取得されてない場合（Ｓ１００のＮｏ）、このフローを一旦終了する。一方、Ｓ１００において、閉動作のスイッチ情報を取得した場合（Ｓ１００のＹｅｓ）、スイッチ情報をドア制御部２８に提供する。ドア制御部２８は、ドア１４の閉動作を要求するスイッチ情報を取得した場合、制御対象となるドア１４のドアモータ３８を閉動作方向に駆動し、ドア１４の閉動作を開始する（Ｓ１０２）。また、ドア開度取得部２４ｃは、ドア１４の閉動作開始に伴い、閉動作しているドア１４のドア開度値を取得し（Ｓ１０４）、判定部２６へ逐次提供する。また、モータ電流値取得部２４ｄは、ドア１４の閉動作開始に伴い、閉動作しているドア１４のドアモータ３８の電流検出部３８ａから出力される電流値を取得し（Ｓ２００）、逐次判定部２６へ提供する。

判定部２６は、閉動作しているドア１４のドア開度が「０°」（全閉状態）であるか否かを判定し、ドア開度が「０°」でない場合（Ｓ１０６のＮｏ）、静電容量値取得部２４ｂが閉動作を開始したドア１４の静電容量値を取得する（Ｓ１０８）。そして、静電容量値の変化量が、接触閾値Ｃｔ（第１閾値）以上である場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）、ドア開度取得部２４ｃが取得している閉動作中のドア１４のドア開度が、所定の下限値Ｄｔに到達しているか否か判定する（Ｓ１１２）。閉動作中のドア１４のドア開度が、下限値Ｄｔに到達していない場合（Ｓ１１２のＮｏ）、判定部２６は、ボディ１６の縁部とドア１４との間に導体の挟み込み回避対象体（例えば、指Ｈ等）が存在する（挟み込み回避対象体を検知した）と見なし、ドア１４の閉動作を停止し（Ｓ１１４）、一旦、このフローを終了する。

Ｓ１１２において、閉動作中のドア１４のドア開度が、下限値Ｄｔに到達している場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、ボディ１６の縁部とドア１４との間の空間は、既に挟み込み回避対象体が進入できる（挟まる）隙間ではないと判定する。つまり、判定部２６は、取得した静電容量値を無効とする。そして、ドア制御部２８は、Ｓ１０２に移行してドア１４の閉動作を継続して行い、以降の処理を行う。また、Ｓ１０６において、閉動作しているドア１４のドア開度が「０°」の場合（Ｓ１０６のＹｅｓ）、すなわち、ドア１４が全閉した場合、ドア制御部２８は、ドアモータ３８を停止させ、ドア１４の閉動作を停止する。

また、Ｓ１１０において、静電容量値の変化量が、接触閾値Ｃｔ（第１閾値）未満の場合（Ｓ１１０のＮｏ）、判定部２６は、さらに、モータ電流値取得部２４ｄから取得した閉動作中のドア１４のドアモータ３８の電流値の変化量が予め設定した第２閾値Ｖｔ以上になったか否かを判定する（Ｓ２０２）。なお、車両１２の車種や仕様によってドア１４の大きさや重さ、ドアモータ３８の性能等が異なるため、第２閾値は、車両１２の設計時や出荷時等に、予め実施した試験等により決定された値に設定することができる。

Ｓ２０２において、閉動作中のドア１４のドアモータ３８の電流値の変化量が第２閾値Ｖｔ以上の場合（Ｓ２０２のＹｅｓ）、判定部２６は、ボディ１６の開口部３０の縁部とドア１４との間に、挟み込み回避対象体が存在する（挟み込み回避対象体を検知した）と見なし、Ｓ１１４に移行し、ドア制御部２８に、閉動作中のドア１４を停止させる。この場合、判定部２６は、電流値の上昇により導体、絶縁体に拘わらずドア１４の閉動作に負荷を与える物体の接触があると判定可能となる。

また、Ｓ２０２において、閉動作中のドア１４のドアモータ３８の電流値の変化量が第２閾値Ｖｔ未満の場合（Ｓ２０２のＮｏ）、判定部２６は、閉動作しているドア１４は、何ら物体に接触することなく、定常通りに閉動作を行っている、つまり、ボディ１６の縁部とドア１４との間に挟み込み回避対象体（例えば、指Ｈ等の導体や荷物等の絶縁体等）は存在しないと見なし、Ｓ１０２に移行し、ドア１４の閉動作を継続して行い、以降の処理を継続する。

このように、ドア１４のドアモータ３８の閉動作時の電流値に基づく判定処理を、挟み込み回避対象体の検知処理に加えることにより、挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）が検知できる挟み込み回避対象体の種類を導体のみならず絶縁体の物質にも広げることが可能となる。その結果、挟み込み回避装置の性能向上に寄与できるとともに、信頼性を向上することができる。

なお、上述した実施形態では、挟み込み回避部２２（挟み込み回避装置）を、ドアモータ３８等の駆動源の制御により自動開閉するオートスイングドアに適用する例を説明したが、例えば、閉動作を途中で停止する制動機構を備える手動ドアにも適用可能である。例えば、手動でドアを閉めている場合でも判定部２６により挟み込み回避対象体が検知された場合には、手動ドアを途中で強制停止することで、挟み込みを回避することができる。また、手動操作のバックドア１４ｅに適用する場合、挟み込み回避対象体を検知した場合、自重により閉まろうとするバックドア１４ｅを途中で停止可能となり、挟み込みの回避が可能であり、安全性の向上に寄与できる。なお、図１では、ドア１４は車両１２の前後方向に開閉するオートスイングドアに挟み込み回避装置を適用する例を示したが、これに限らず、例えば、上下方向に開閉するスイングドア（いわゆる、ガルウイングドア）に適用してもよく、同様の効果を得ることができる。

また、上述した実施形態では、静電容量センサ３２をボディ１６側に配置する例を示したが、静電容量センサ３２をドア１４の周縁部に配置してもよい。この場合、挟み込み回避対象体がボディ１６側に接触している場合、ドア１４が挟み込み回避対象体に接近した時点で検知が行われる点と、マスク領域Ｐは、ボディ１６の静電容量に対して設定される点が異なるのみで、同様な効果を得ることできる。

上述した挟み込み回避装置は、車両のボディの開口部の縁部の少なくとも一部または開口部を閉塞する開閉自在なドアの周縁部の少なくとも一部に静電容量センサ３２を備える車両であれば、車両１２の制御システムに挟み込み回避プログラムをインストールして実現可能である。この場合、挟み込み回避部２２を実現するプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、上述のプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本発明の実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…ＥＣＵ、１０ａ…ＣＰＵ、１２…車両、１４…ドア、１６…ボディ、２０…ドア開閉機構、２２…挟み込み回避部（挟み込み回避装置）、２４…取得部、２４ａ…スイッチ情報取得部、２４ｂ…静電容量値取得部、２４ｃ…ドア開度取得部、２４ｄ…モータ電流値取得部、２６…判定部、２８…ドア制御部、３０…開口部、３２…静電容量センサ、３４…ドア開閉スイッチ、３６…ドア開度検出部、３８…ドアモータ、３８ａ…電流検出部。

Claims (5)

1. 車両のボディの開口部の縁部の少なくとも一部または前記開口部を閉塞する開閉自在なドアの周縁部の少なくとも一部に配置された静電容量センサが出力する静電容量値と、前記ドアのドア開度値と、を取得する取得部と、
   前記静電容量値が所定の第１閾値以上であり前記ドアが閉動作する際の前記ドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、前記開口部の縁部と前記ドアの間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う判定部と、
   前記挟み込み回避対象体が存在すると判定された場合に、前記ドアの閉動作を停止させる制御部と、
   を備える、挟み込み回避装置。
2. 前記取得部は、前記ボディの開口部の縁部の少なくとも一部のみに配置された前記静電容量センサの静電容量値を取得する、請求項１に記載の挟み込み回避装置。
3. 前記取得部は、前記ボディに対して前記ドアを開閉自在に接続するヒンジ部が設けられていない非ヒンジ接続側より前記ヒンジ部が設けられたヒンジ接続側に近い位置に配置された前記静電容量センサの静電容量値を取得する、請求項１または請求項２に記載の挟み込み回避装置。
4. 前記判定部は、前記第１閾値を前記静電容量センサと前記挟み込み回避対象体とが対面する場合の最小面積に基づいて決定する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の挟み込み回避装置。
5. 前記取得部は、さらに、前記ドアを自動開閉させる電動機の電流値を取得し、
   前記判定部は、前記静電容量値が所定の第１閾値以上であり前記ドアが閉動作する際の前記ドア開度値が所定の下限値に到達していない場合、または前記ドアの閉動作時に前記電流値が所定の第２閾値以上になった場合に、前記開口部の縁部と前記ドアの間に挟み込み回避対象体が存在すると見なす判定を行う、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の挟み込み回避装置。
   

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