JP5088574B2 - 車両ドア開閉機構 - Google Patents
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Description
車両のボディに対してスライド式に開閉操作自在に支持されたドアと、
前記ドアを開放側に移動操作する第1状態と前記ドアを閉鎖側に移動操作する第2状態との間で切り替え可能に設けられたドア開閉駆動手段と、
前記ドアの外面に前記ドアのスライド方向に沿って延設されたハンドルと、
前記ハンドルとドアパネルとの間に設けられ、挿入された使用者の手を前記スライド方向に沿って移動可能に受け入れる操作空間と、
前記スライド方向に沿った成分を含む角度で前記操作空間内に向けて超音波を発信する発信部を含む変位検出手段と、
前記変位検出手段によって検出された前記手の移動方向に基づいて、前記ドア開閉駆動手段による前記ドアの移動操作方向を決定する制御装置と、を備えた点にある。
車両ドア開閉機構1の適用対象としては、パワーアシスト機構付きのスライド式サイドドア(パワースライドドア3)を挙げることができる。
図1は、本発明の車両ドア開閉機構1を用いた車両の要部を示す側面図であり、図3は、ロッキングシステムの構成の一例を模式的に示すブロック図である。このロッキングシステムは、リモコンキーと称される携帯機50を携帯する利用者(運転者)が車両2に接近したことや車室外へ移動したことを認識して、車両2用ドアの解錠と施錠とを自動的に制御する。
図1に示すように、パワースライドドア3に適用される本発明の車両ドア開閉機構1は、パワースライドドア3に配置された駆動モータ6と、パワースライドドア3と車両2との間に配置されたドア開閉ワイヤ12などの伝達機構、及び制御装置(不図示)を備えた機構として構成されている。ここでは、ドア開閉駆動手段は主に駆動モータ6と前述の伝達機構及び制御装置とからなる。
尚、車両ドア開閉機構1には、パワースライドドア3の位置を検出するための位置センサも設けられている。本実施形態においては、上述したホールICが出力するモータ回転軸の1回転あたり1周期のパルスを、この出力に基づきスライドドア操作リレー(不図示)においてカウントすることによってパワースライドドア3の位置検出を行う。
パワースライドドア3のドアパネル3Pには、パワースライドドア3の開閉操作を行うための操作部として、ドアハンドル3Hが備えられている。図2に示すように、ドアハンドル3Hは、車両用ドアのドアパネル3Pの内部に備えられたハンドルフレーム3Fによって保持されている。
ドアハンドル3Hはパワースライドドア3のスライド方向(車両の長手方向と平行)に沿って延設されている。ドアハンドル3Hとドアパネル3Pとの間には、パワースライドドア3を開閉操作しようとする使用者が手を挿入し、且つ、スライド方向に沿って手を往復移動させることの可能な操作空間MSが設けられている。
車室外送信アンテナ23はドアハンドル3Hの水平方向中央部に設置されている。車室外送信アンテナ23は、例えばフェライトにワイヤを巻回したループアンテナで構成されるが、使用する周波数帯に対応してドアハンドル3Hの内部に設置可能であればこれに限らない。
図4に示すように、操作検知手段30は主に圧電素子31とドアECU61とで構成されている。ドアECU61には、発振回路32、昇圧回路33、リミッタ回路34、受信回路35、検波回路36、比較器37、及び、MPU38などが含まれる。圧電素子31と発振回路32と昇圧回路33とMPU38とは超音波発信手段SEに相当する。圧電素子31とリミッタ回路34と受信回路35とは超音波受信手段SRに相当する。検波回路36と比較器37とMPU38とは検出手段DMに相当する。
(発信工程)
図5に示すように、MPU38は超音波を送信する指令(発信指令)を時間T0間隔で定期的に発する。この指令は信号w1として発振回路32に入力される。CR発振回路などにより構成された発振回路32は、所定の発振周波数で数周期分の発振信号w2を生成する。例えば、時間T0は1〜2ms程度、発振回路32の発振周波数は80kHz程度、周期数は8周期程度である。
発振信号w2は、圧電素子31を振動させるためにコイル等を利用した昇圧回路33において、3.3〜5V程度から、60V程度まで昇圧される。昇圧された発振信号w3によって、圧電素子31が振動し、超音波(発信波)S1が発信される。
操作検知手段30の信号処理の一例について、波形を模式的に示す図5を利用して説明する。
(受信工程)
超音波受信手段SRは、超音波発信手段SEから発信された発信波S1の反射波S2を受信すると共に、発信波S1(発振信号w3)を受信する。本実施形態では、送受信において同一の圧電素子31を用いているため、超音波受信手段SRに高電圧の発振信号w3が入力される。このため、超音波受信手段SRの初段にリミッタ回路34が備えられている。リミッタ回路34を経由した信号w5は、インピーダンス変換やフィルタリング処理などを行う受信回路35で信号処理され、検出手段DMへ出力される。
超音波受信手段SRから出力された信号w6は、検波回路36において、例えば包絡線検波される。検波された信号w7は、比較器37において、所定の閾値TH1によってパルス化される。パルス化された信号w8はMPU38に入力される。
操作空間MSに対する利用者の手の挿入判定は以下の方法で判定することができる。
ドアハンドル3Hとドアパネル3Pとの間に設けられ操作空間MSに何も物体が存在しない状態(非挿入状態)では、発信波S1がドアハンドル3Hの後方の内面によって反射された反射波S2が圧電素子31によって検出される。したがって、信号w8として示すように、発信波S1と反射波S2の時間差T1は、概ね操作空間MSのドアのスライド方向に沿った長さL0を超音波が往復する時間となる。
操作空間MSに対する利用者の手の動き方向の判定は以下の方法で判定することができる。
利用者が、操作空間MS内で挿入した手を前方に動かすと、手が超音波発信手段2としての圧電素子31に近づくので、手によって反射された反射波S2が圧電素子31に届くのに要する時間、すなわち発信波S1と反射波S2の時間差T2が次第に短くなる(負の変化率V)。
逆に、利用者がドアハンドル3Hとドアパネル3Pとの間に設けられ操作空間MSで手を後方に動かすと、手が超音波発信手段2としての圧電素子31から遠ざかるので、手によって反射された反射波S2が圧電素子31に届くのに要する時間、すなわち発信波S1と反射波S2の時間差T1が次第に長くなる(正の変化率V)。
図6のフローチャートに示すように、ドア全開時またはドア全閉時からの利用者の操作では、以下のようなドア関連操作が実施される。
(1)前述した(T2<tx)の関係が成立するか否かの判定がなされ(#01)、成立すれば(yes判定)利用者による操作空間MSへの手の挿入があったとの判断から、ドアロック(ドアロック装置18または全開ストッパ)が解除される(#02)。
図7のフローチャートに示すように、ドア半開時からの操作では、以下のようなドア関連操作が実施される。
(1)先ず(T2<tx)の関係が成立するか否かの判定がなされ(#11)、成立すれば(yes判定)、利用者による操作空間MSへの手の挿入があったとの判断から、次のステップに進む。
〈1〉利用者の手の動きが前方向きか後方向きかを判定する構成として、利用者の手の動きが形成するドップラー効果による超音波に対する周波数変化を検出しても良い。このために、受信回路35と検波回路36との間に、反射によって圧電素子31に戻ってきた周波数を判定する周波数検出装置を加え、反射波の周波数を発信波の周波数と比較する手段を設けることができる。
2 車両
3 パワースライドドア
3P ドアパネル
3H ドアハンドル
3M ドアハンドル本体
3F ハンドルフレーム
6 駆動モータ
25 内側部材
30 操作検知手段
31 圧電素子
32 発振回路
33 昇圧回路
34 リミッタ回路
35 受信回路
36 検波回路
37 比較器
38 MPU
50 携帯機
61 ドアECU
71 システムECU
73 車室内送信アンテナ
75 受信アンテナ
DA ドアアクチュエータ
DM 検出手段
MS 操作空間
SE 超音波発信手段
SR 超音波受信手段
S1 発信波
S2 反射波
T1 時間差(非操作時)
T2 時間差(操作時)
tx 基準時間
V 変化率
Vm 負の第1基準値
Vp 正の第2基準値
Claims (4)
- 車両のボディに対してスライド式に開閉操作自在に支持されたドアと、
前記ドアを開放側に移動操作する第1状態と前記ドアを閉鎖側に移動操作する第2状態との間で切り替え可能に設けられたドア開閉駆動手段と、
前記ドアの外面に前記ドアのスライド方向に沿って延設されたハンドルと、
前記ハンドルとドアパネルとの間に設けられ、挿入された使用者の手を前記スライド方向に沿って移動可能に受け入れる操作空間と、
前記スライド方向に沿った成分を含む角度で前記操作空間内に向けて超音波を発信する発信部を含む変位検出手段と、
前記変位検出手段によって検出された前記手の移動方向に基づいて、前記ドア開閉駆動手段による前記ドアの移動操作方向を決定する制御装置と、を備えた車両ドア開閉機構。 - 前記制御装置は、前記ドア開閉駆動手段によるドアの移動操作開始から一定時間にわたって、前記変位検出手段による検出結果を前記ドア開閉駆動手段の移動操作方向に反映させない請求項1に記載の車両ドア開閉機構。
- 前記制御装置は、前記ドア開閉駆動手段による前記ドアの移動操作中における前記操作空間内への前記手の挿入に基づいて、前記ドアの移動操作を停止する請求項1または2に記載の車両ドア開閉機構。
- 前記制御装置が、前記移動操作の停止に引き続き、前記ドアを前記停止前の方向と逆方向に所定距離だけ移動操作した後、再び移動操作を停止する請求項3に記載の車両ドア開閉機構。
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