JP4973944B2

JP4973944B2 - ドア制御システム

Info

Publication number: JP4973944B2
Application number: JP2007302169A
Authority: JP
Inventors: 岳彦杉浦
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: JP2009127252A

Description

本発明は、ドア制御システムに関し、詳しくは、スイッチ類を用いずにドアの制御を行う技術に関する。

上記のように構成されたドア制御システムとして、車両のドアに備えたハンドルの操作を圧電センサで検出することでドアのロック解除を行い、ハンドルが予め登録した回数だけ叩かれた場合には、この叩かれた際の振動を前記圧電センサが検出し、ドアの解錠を行うものが存在する（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、ドアに備えたハンドルの人為操作を高感度で検出するために圧電センサを備えたものであり、このように備えた圧電センサを振動検出に兼用することにより、キーやスイッチ類の操作を行わずとも、ハンドルをノックするように叩くことでドアの解錠を行えるように構成されている。

特許第３８１２５９２号公報（段落番号〔００４９〕〜〔００５２〕、〔００８５〕〜〔００９５〕、図１〜図１４、図１７〜図２０）

特許文献１に記載されるように、ハンドルをノックするように叩いて解錠するものでは、簡便に解錠を行える等の効果が得られる。しかしながら、各ドアの圧電センサを必要とするため部品点数が増大しやすく、この圧電センサからの信号を制御手段に導く配線を必要とするため、制御系も複雑化しやすいものとなる。

また、各ドアがノックするように叩かれたことを検出するために、ドアに振動センサやマイクロホン等を備えることも考えられる。しかし、各ドアにセンサ類を備えるものでは、特許文献１と同様に、センサ類からの検出信号を制御手段に導く配線を必要とし、ドアが可動構造であるため配線の耐久性を考慮する必要がある等、配線系も複雑化しやすく改善の余地がある。

本発明の目的は、ドアをノックする程度の操作によって解錠やドアの開放等の制御を実現するシステムを簡便に構成する点にある。

本発明の特徴は、車両のドアが叩かれた際に生ずるノック振動を、それぞれ予め設定された周波数の音信号として送り出すように各ドアに備えた音信号発生手段と、この音信号発生手段からの音信号を受けるマイクロホンと、このマイクロホンで受けた音信号の周波数からドアを特定し、特定したドアにおける動作制御を行うドア制御ユニットを備えている点にある。

この構成によると、ドアが叩かれた場合には、そのドアに備えた音信号発生手段が、ノック振動に基づいた音信号を送り出し、マイクロホンが音信号を受信する。ドア制御ユニットは、受信した音信号の周波数に基づいてドアを特定し、特定したドアの動作を制御する。具体的には、ロック解除や、ドアの開放等の動作制御を行う。このように、ドア毎にセンサ類を備えなくとも、ドアをノックする程度の操作によってドアの解錠、開放等の制御を行えるシステムが簡便に構成される。特に、本発明では、各ドアにセンサ類を備えないので、ドアに配線を備えたもののように、センサや配線類の耐久性、防水性や絶縁性を考慮しなくて済み、設計が容易となる。また、本発明では、マイクロホンが１つでも成立するため、制御系を簡素化できる。

本発明は、音信号発生手段が、ドアのノック振動を予め設定された周波数の音信号とする共鳴空間を備えて構成されても良い。これによると、電力が不要としながら、ドアがノックされた場合には、ドア固有の周波数の音信号を送り出すことが可能となる。

本発明は、前記音信号発生手段が、ドアのノック振動を各ドア毎に異なる周波数の音信号として送り出しても良い。これによると、各ドア毎からの音信号の周波数によってドアを特定できる。

本発明は、前記ドア制御ユニットが、前記マイクロホンで受けた音信号のうち、前記音信号発生手段固有の周波数のものを選択するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で選択された音信号に対応するドアを制御対象に設定しても良い。これによると、ドア制御ユニットにおいて電気的な処理によりドアの特定精度を高くできる。

本発明は、前記ドア制御ユニットが、前記フィルタ手段で選択された音信号が複数である場合には、音信号のレベルが高いドアを制御対象に設定するレベル判定手段を備えても良い。これによると、例えば、ドアをノックした場合に、ノックされたドアに隣接するドアの音信号発生手段が音信号を発生させた場合でも、音量が大きい周波数の音信号に基づいてドアを特定する結果、ドア特定の精度が一層高まる。

本発明は、前記ドア制御ユニットが、ドアの閉じ作動時において前記動作制御としてドアの閉じ作動の停止を行っても良い。これによると、例えば、ドアが閉じ作動を開始した後に、乗員がドアに接触する状況が生じても、ドアを叩くようにノックすることにより、ドアの閉じ作動を強制的に停止できる。

本発明は、前記ドア制御ユニットが、車両の外部の認証ユニットから非接触式に送られる認証信号に基づいて車両のユーザを認証する認証手段を備え、この認証手段で認証を行った後に、前記動作制御を実行しても良い。これによると、ユーザ自身が認証ユニットを身に付けている状態でドアをノックした場合、認証ユニットが認証を行い、ドアのロック解除や開放等を制御することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図１、図２には、本発明のドア制御システムを備えた乗用車（車両の一例）の室内の概要を示している。この乗用車では、フロアー１と、ルーフ２と、フロントガラス３と、左右の前部ドア４と、左右の後部ドア５と、後端位置のハッチ型のバックドア６とで取り囲まれる空間で車内空間が形成されている。

この車内空間のフロアー１には運転座席７、助手席８、後部座席９が備えられている。以下、前部ドア４、後部ドア５、バックドア６をドアＤと総称する。

本発明のドア制御システムは、一般にスマートコントローラ等と称される無線式の認証ユニットＣを所持したユーザが乗用車にドアＤを指等で叩くようにノックすることで、ドア制御ユニットＡがノックされたドアＤを特定し、ユーザの認証を行い、特定されたドアＤのロックを解除する（解錠を行う）動作制御を行う。

〔ドア制御ユニット〕
前記ドア制御ユニットＡは、図４に示すように、情報処理を行うマイクロプロセッサ、情報が展開されるＲＡＭ型のメモリ、処理を実現するプログラムを保存したＲＯＭ型のメモリ等を備えている。図面には、ハードウエア、ソフトウエア、又は、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせによって機能する主要な構成を示している。

つまり、ドア制御ユニットＡは、ドアＤがノックされた際に、ドアＤに備えた共鳴部Ｅ（音信号発生手段の一例）からの音信号をマイクロホン１１で取得し、このマイクロホン１１からの信号を増幅器１２で増幅し、増幅された音信号をＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換する。次に、フィルタ手段１４においてドア固有の周波数（振動数）のものだけを抽出し、更に、レベル判定手段１５で音量レベルを判別し、この音量レベルが予め設定された値を超えたものについて、ドア特定手段１６でドアＤを特定するドア特定処理系を備えている。

このドア制御ユニットＡでは、フィルタ手段１４においてデジタル処理を行っているが、これに代えて、例えば、ＣＲによるフィルタ回路を用いてアナログ処理を行っても良い。また、レベル判定手段１５においてデジタル処理を行っているが、これに代えて、例えば、コンパレータによる比較回路を用いてアナログ処理を行っても良い。

また、ドア制御ユニットＡは、アンテナ１７を介して前記認証ユニットＣを情報のアクセスを行う送受信ユニット１８と、送受信ユニット１８で受信した情報に基づいて認証を行う認証手段１９とで成る認証処理系を備えている。

更に、ドア制御ユニットＡは、ドア特定処理系によってドアＤが特定されると同時に、認証処理系によって認証が行われた場合に、特定されたドアＤのロックユニットＬのロック解除を行うドア制御手段２０を備えている。

図２、図３に示すように、共鳴部Ｅは、音信号を室内空間に送り出す音孔Ｅａが形成された共鳴空間Ｖを備えた構造を有している。この共鳴部は、ドアのアウタパネル（インナパネルでも良い）がノックされた場合に、その音響振動を各ドアＤに任意設定された周波数（音程）の音信号に変換して音孔Ｅａから送り出す。例えば、各ドアＤの共鳴部Ｅにおける共鳴空間の大きさがドア毎に異なるサイズに設定されている。尚、この共鳴部Ｅで設定される音信号は可聴音に限るものではなく、人が聞き取ることができない高い周波数や、低い周波数（可聴域外の周波数）であっても良い。

尚、この共鳴部Ｅは、ヘルムホルツ共鳴の原理を利用して、共鳴空間Ｖの容積、音速、音孔Ｅａの半径等の数値に基づいて共鳴周波数が決まる。これらの数値を任意に選択することにより、ドア毎に異なる周波数の音信号が設定されている。

ドアＤは、プレス成形されたアウタパネル２５と、プレス成形されたインナーパネル２６とを連結した構造を有している。共鳴部Ｅは、インナーパネル２６の一部に形成された凹状の空間に共鳴部Ｅが嵌め込み固定されている。共鳴部Ｅは、音孔Ｅａが形成された箱体状に構成されている。また、この共鳴部Ｅとして、箱状の成形部をドアＤに一体的に形成するものであっても良い。

前記マイクロホン１１は、前記ルーフ２の下面で車内空間に面した部位に備えられ、前記ドア制御ユニットＡは、前記運転座席７の下部に配置されている。

各ドアＤは、ウインドウＤｗを備え、人為的な開閉操作するハンドルＤｈを外面に備え、各ドアの内部空間にはロックユニットＬを備えている。

ロックユニットＬはドアのラッチと機械的に連係しており、外部からの人為操作、又は、電動モータや電磁ソレノイド等の駆動力によってロック状態（施錠状態）と、非ロック状態（解錠状態）とに切換自在に構成されている。また、このロックユニットＬは、ロック状態にある場合には、ハンドルＤｈが人為操作されてもドアＤの開放が阻止され、非ロック状態にある場合には、ハンドルＤｈの人為操作に連係してドアＤの開放を許す。

アンテナ１７は、乗用車のボディの複数箇所に備えられ、送受信ユニット１８は、電波による送受信可能なエリアをボディの近傍に形成する。また、送受信ユニットは、認証ユニットＣに対してリクエスト信号を送信すると共に、認証ユニットＣから認証情報を受信する。

ドア制御手段２０は、各ドアＤのロックユニットＬを個別に制御してロック解除を行う制御信号系を備えている。

〔制御形態〕
本発明のドア制御システムの処理形態を図５のフローチャートに示している。つまり、音信号をマイクロホン１１で取得するとドア特定処理が行われる（＃１０１、＃１０２ステップ）。

このドア特定処理では、フィルタ手段１４において各共鳴部Ｅに設定された周波数の音信号を抽出するフィルタ処理を行い、抽出された音信号の信号レベルをレベル判定手段１５がレベルを判定し、設定されたレベルを超える場合には、ドア特定手段１６がドアＤを特定する。

次に、設定レベルを超える音信号を判定した場合にのみ、ドアＤを特定すると共に、送受信ユニット１８を制御してアンテナ１７からリクエスト信号を送信する（＃１０３、＃１０４ステップ）。

このリクエスト信号が送信され、このリクエスト信号を認証ユニットＣが受信すると、この認証ユニットＣは認証情報を送信する。

次に、送受信ユニット１８が情報を受信した場合には、認証手段１９が予め保存されている情報と比較し、認証処理を行い、認証できた場合にのみ、特定されたドアＤのロックユニットＬのロック解除を行う（＃１０５〜＃１０８ステップ）。

このように、ドア制御システムを構成したものでは、乗用車のユーザが認証ユニットＣを携行した状態でドアＤをノックした場合、共鳴部Ｅで発生した音信号をマイクロホン１１で取得し、ドア制御ユニットＡのドア特定処理部において周波数と音信号のレベルとに基づいて何れのドアＤがノックされたのか判定する。この判定時に同時に異なる周波数の音信号を受信している場合には音信号のレベルの高いドアＤを特定することにより誤った特定を回避する。また、この判定と同時に、認証処理系で認証カートの認証情報を取得して乗用車のユーザの真偽の認証を行い、ユーザであることを認証した場合には、特定したドアＤのロックユニットＬのロック解除を行い、ハンドルＤｈの操作によるドアＤの開放操作を可能にする。

〔動作制御の別実施形態（Ａ）〕
本発明は、動作制御を以下のように構成しても良い。

アクチュエータの駆動力によってスライド作動するドアＤを備えた乗用車等の車両において、ドアＤの閉じ作動を開始したのちドア閉じ作動を完了するまでの間にドアＤがノックされたとき、ドアＤの閉じ作動を停止するように動作制御しても良い。

この動作制御においては、図６に示すようなドア特定処理系を備えている。ここでは、まずドア制御ユニットＡがドアＤに備えた共鳴部Ｅからの音信号をマイクロホン１１で取得する。このマイクロホン１１からの信号を増幅器１２で増幅し、増幅された音信号をＡ／Ｄ変換器１３でデジタル信号に変換する。この信号のうちフィルタ手段１４においてドア固有の周波数のものだけを抽出し、レベル判定手段１５で音量レベルを判別する。この音量レベルが予め設定された値を超えたものについて、ドアＤを特定する。更に、ドア特定手段１６の信号が与えられるドア制御手段２０を備えている。

ドア制御手段２０は、ドアＤを閉じ作動させる閉じ作動アクチュエータ３１を制御し、ドアＤが閉じ位置に達したことを検出する閉じ位置センサ３２の検出信号を取得する。また、このドア制御ユニットＡによる制御形態の一例を図７のフローチャートのように示すことが可能である。

つまり、音信号をマイクロホン１１で取得すると、ドア特定処理が行われる（＃２０１、＃２０２ステップ）。

次に、特定されたドアＤが閉じ作動中のドアＤである場合には、閉じ作動を停止する（＃２０３、＃２０４、＃２０７ステップ）。また、ドアＤを特定できない場合や、ノックに起因する音信号を検出しない場合には、閉じ位置センサ３２の信号を検出したタイミングでドアＤの閉じ作動を停止する（＃２０３〜＃２０７ステップ）。

このようにドア制御システムを構成したものでは、ドアＤの閉じ作動を開始した後にそのドアＤがノックされた場合、ドアＤの閉じ作動が強制的に停止される。このような制御が行われるので、例えば、ドアＤが閉じ作動を開始した後に、人がドアＤに接触すると、老人や子供であってもドアＤをノックすることでドアＤを直ちに停止することができる。

〔動作制御の別実施形態（Ｂ）〕
本発明は、動作制御を以下のように構成しても良い。

アクチュエータの駆動力によって開放作動を行うドアＤを備えた乗用車などにおいて、ドアＤをノックすることによってドアＤの開放作動を行うように動作制御を構成する。

この制御を実現するためには前記実施形態で示したドア制御ユニットＡを用いることが可能であり、制御対象がドアＤのロックユニットＬと、ドアＤを開放作動させるアクチュエータとなる。

このように、ドア制御システムを構成したものでは、乗用車のユーザが認証ユニットＣを携行した状態で、ドアＤをノックした場合には、共鳴部Ｅで発生した音信号をマイクロホン１１で取得し、ドア制御ユニットＡのドア特定処理部において周波数と音信号のレベルとに基づいて何れのドアＤがノックされたのかを判定する。この判定と同時に、認証処理系で認証カートの認証情報を取得して乗用車のユーザの真偽の認証を行う。ユーザであることを認証した場合には、特定したドアＤのロックユニットＬのロック解除を行い、アクチュエータの駆動によりドアＤが開放作動される。これによりユーザはハンドルＤｈを操作しなくとも乗車が可能となる。

〔動作制御の別実施形態（Ｃ）〕
本発明は、動作制御を以下のように構成しても良い。

アクチュエータの駆動力によって開放作動を行うドアＤを備えた乗用車などにおいて、ドアＤをノックすることによってドアＤの開放作動を行い（動作制御の別実施形態（Ｂ）と同じ制御）、この開放作動時に再度ドアＤをノックすることによって、ドアＤの開放作動を停止するように動作制御を構成する。

このように、ドア制御システムを構成したものでは、前述した動作制御の別実施形態（Ｂ）と同様の制御により、ドアＤをノックすることにより、このドアＤの開放作動が行われる。更に、この開放作動が行われているドアＤをノックした場合には、アクチュエータの駆動を停止してドアＤの開放作動を停止させることができる。

〔動作制御の別実施形態（Ｄ）〕
本発明は、動作制御を以下のように構成しても良い。

アクチュエータの駆動力によって開閉作動するウインドウを有するドアＤを備えた乗用車などにおいて、ドアＤをノックすることによってウインドウの開放作動を行うように動作制御を構成する。

この制御を実現するためには前記実施形態で示したドア制御ユニットＡを用いることが可能であり、制御対象がドアＤのウインドウを開閉作動させるアクチュエータとなる。

このように、ドア制御システムを構成したものでは、乗用車のユーザが認証ユニットＣを携行した状態で、ドアＤをノックした場合には、共鳴部Ｅで発生した音信号をマイクロホン１１で取得し、ドア制御ユニットＡのドア特定処理部において周波数と音信号のレベルとに基づいて何れのドアＤがノックされたのかを判定する。この判定と同時に、認証処理系で認証カートの認証情報を取得して乗用車のユーザの真偽の認証を行い、ユーザであることを認証した場合には、特定したドアＤのウインドウが開放作動される。

〔別実施形態〕
本発明は、以下のように構成しても良い。

（ａ）音信号発生手段は、必ずしも共鳴部Ｅによって構成されていなくても良い。その一例として、各ドアＤのウインドウガラスやドアインナーパネルなど、ドアＤのノック振動を音として出力する構造体で音信号発生手段を構成してもよい。このように共鳴部Ｅを備えずに構成した場合でも、一般的に各ドアＤの固有振動周波数はそれぞれ異なっているため、マイクロホン１１は、各ドアＤのうち、いずれのドアＤがノックされたかを認識可能となる。

（ｂ）ユーザを認証するために認証ユニットを用いずに、ドアＤをノックする際のノックの数とノックの時間的間隔との組み合わせを用いる。

つまり、ノックの数とノックの時間的間隔を予め登録しておくことにより、例えば、モールス信号のように、ユーザがドアをノックするだけでロック解除（解錠）や、ドアの開放、ウインドウの開放等を行うことができる。

（ｃ）各ドアＤに予め設けられたオーディオ用スピーカをマイクロホン１１として利用してもよい。このように構成した場合、各マイクロホン１１によって検出された音信号のレベルに基づいてどのドアＤがノックされたかを認識することも可能となる。

（ｄ）複数のドアＤの近傍にドアＤに対応したマイクロホンを備える。このようにドアＤの数と等しい数のマイクロホンを備えたものでは、音の周波数と音のレベルとを常に検出することができるため音信号の検出精度が向上する。

（ｅ）認証ユニットとして、認証用のカード類に備えたスイッチをユーザが操作することにより認証情報を車両に送信するものを用いる。

（ｆ）認証ユニットとして、認証用のカード類に制御対象を指定するセレクトスイッチを備えても良い。つまり、セレクトスイッチによって、例えば、ロック解除、ドア開放、ウインドウ開放の何れかを予め選択しておき、ドアＤをノックした際には、ドア制御ユニットＡがリクエスト信号を送信し、これに対応して認証ユニットからドア制御ユニットＡに認証情報を送信する際に、制御対象の選択情報も併せて送信する。ドア制御ユニットＡでは、この制御対象の選択情報に基づいて、制御対象を指定し、ロック解除、ドア開放、ウインドウの開放の何れかに対応した制御を行う。

乗用車を模式的に示す平面図乗用車の車内空間を模式的に示す側面図ドアに備えた共鳴部を示す横断平面図ドア制御ユニットによる制御系を示すブロック図ドア制御ルーチンのフローチャート動作制御の別実施形態（Ａ）の制御系を示すブロック図動作制御の別実施形態（Ａ）のドア制御ルーチンのフローチャート

符号の説明

１１マイクロホン
１４フィルタ手段
１５レベル判定手段
２０認証手段１９
Ａドア制御ユニット
Ｄドア
Ｃ認証ユニット
Ｅ音信号発生手段（共鳴部）
Ｖ共鳴空間

Claims

車両のドアが叩かれた際に生ずるノック振動を、それぞれ予め設定された周波数の音信号として送り出すように各ドアに備えた音信号発生手段と、この音信号発生手段からの音信号を受けるマイクロホンと、このマイクロホンで受けた音信号の周波数からドアを特定し、特定したドアにおける動作制御を行うドア制御ユニットを備えているドア制御システム。
前記音信号発生手段が、ドアのノック振動を可聴域外又は可聴域を超える周波数の音信号とする共鳴空間を備えて構成されている請求項１記載のドア制御システム。
前記音信号発生手段は、ドアのノック振動を各ドア毎に異なる周波数の音信号として送り出す請求項１又は２記載のドア制御システム。
前記ドア制御ユニットが、前記マイクロホンで受けた音信号のうち、前記音信号発生手段固有の周波数のものを選択するフィルタ手段を備え、このフィルタ手段で選択された音信号に対応するドアを制御対象に設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のドア制御システム。
前記ドア制御ユニットが、前記フィルタ手段で選択された音信号が複数である場合には、音信号のレベルが高いドアを制御対象に設定するレベル判定手段を備えている請求項４記載のドア制御システム。
前記ドア制御ユニットが、ドアの閉じ作動時において前記動作制御としてドアの閉じ作動の停止を行う請求項１〜５のいずれか一項に記載のドア制御システム。
前記ドア制御ユニットが、車両の外部の認証ユニットから非接触式に送られる認証信号に基づいて車両のユーザを認証する認証手段を備え、この認証手段で認証を行った後に、前記動作制御を実行する請求項１〜６のいずれか一項に記載のドア制御システム。