JP5168549B2 - 車両用ドア開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ドアに対する利用者の開閉操作の有無を判断して、当該車両用ドアを開閉する車両用ドア開閉装置に関する。

このような車両用ドア開閉装置の一例として、車両用ドアの解錠や施錠を自動的に制御するロッキングシステム（スマートエントリーシステム）と連携した車両用ドア開閉装置が知られている。スマートエントリーシステムは、利用者が携帯する携帯機との通信により利用者の車両への接近や降車を検知し、その利用者の車両用ドアに対する解錠または施錠の指示を認識して当該車両用ドアの施解錠を制御する。このようなスマートエントリーシステムにおける車両用ドア開閉装置として、利用者が車両用ドアの開閉操作を行うドアハンドルに検出電極を設けたものが提案されている。この車両用ドア開閉装置では、検出電極と車両用ドアとの間で形成される静電容量を利用し、検出電極と車両用ドアとの間に利用者の手が挿入されたことにより生じる静電容量の変化を検出して利用者の指示を認識する（例えば、特許文献１参照。）。

また、ドアハンドルを握ってロックを開錠、もしくは叩いた振動リズムにより暗証番号を照合させる車両用ドア開閉装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００２−２９５０６４号公報（第２〜９段落等） 特開２００５−９８０１６号公報（第９０〜１０１段落、図２０等）

しかしながら、従来のドアハンドルに設けた検出電極と車両用ドアとの間の静電容量の変化を検出する車両用ドア開閉装置では、利用者の手以外であっても検出電極と車両用ドアとの間に空気と媒質定数が異なるものが存在すると静電容量が変化する。このため、雨等の環境の変化によっても静電容量の変化を検出する場合があり、ロック解錠からドア全開までを自動で行うシステムでは、誤作動により利用者の意志と関係なくドアが開いてしまう場合がある。また、ドアを開ける際には必ずドアハンドルに手を挿入するか、リモートキーを操作する必要があるが、両手が塞がっている場合にはドア開閉操作が困難であり、操作性の向上が求められている。

また、リズミカルな叩きによりドアを開閉する場合でも、振動は車両全体に伝搬するため、誤作動により利用者が開閉操作していないドアが開閉する場合がある。また、雨や雹等による振動により利用者が開閉操作していないドアが開閉する可能性もある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドアの開閉操作の操作性が良好で、また、雨等の環境の変化に対する耐性が高く、車両用ドアに対する利用者の開閉操作の有無を良好に判断することが可能な車両用ドア開閉装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る車両用ドア開閉装置の特徴構成は、
車両用ドアに対する利用者の開閉操作の有無を判定して、当該車両用ドアを開閉する車両用ドア開閉装置であって、
振動検知センサと制御回路とを有し、前記利用者が前記車両用ドアに与える開閉操作による振動を検出する振動検出手段を備え、
前記制御回路は、
前記振動検知センサから得られる振動波形の山又は谷の何れかを繋いで形成される包絡線を取得し、
前記包絡線の形状に基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定する点にある。

この特徴構成によれば、車両用ドア開閉装置は、利用者がドアに与えた開閉操作による振動を検出してドアを開閉作動するため、両手が塞がっている際でも良好な操作性が得られる。また、車両用ドア開閉装置は、振動検知センサからの振動波形から取得した包絡線から利用者によるドアの開閉操作（例えば、ドアを叩く操作）の有無を判定する。従って、振動波形から開閉操作の有無を判定する場合と比べて、走行時の振動、雨や雹等による振動等のノイズによる判定への影響を抑制することができる。また、車両用ドア開閉装置は、包絡線の形状から利用者によるドアの開閉操作の有無を判定しドアを開閉する。従って、利用者が開閉操作するドアとその他のドアとが明確に区別され、利用者が開閉操作していないドアが開閉する可能性を抑制することができる。つまり、利用者が開閉操作していないドアへは車両本体等を介して振動が伝搬するため、利用者により直接開閉操作された場合の振動とは包絡線の形状が異なるものとなる。従って、利用者が開閉操作するドアとその他のドアとが良好に区別される。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置の前記制御回路は、前記包絡線が所定の閾値からピーク値に至るまでの増加時間と、前記包絡線が前記ピーク値から前記所定の閾値まで減衰する減衰時間とに基づいて、前記利用者による前記ドアの開閉操作の有無を判定すると好適である。

制御回路は、包絡線が所定の閾値からピーク値に至るまでの増加時間と、包絡線がピーク値から所定の閾値まで減衰する減衰時間とから、利用者によるドアの開閉操作の有無を判定する。従って、利用者が開閉操作するドアとその他のドアを区別し、利用者が開閉操作していないドアが開閉する可能性を抑制することができる。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置は、
前記利用者が前記車両用ドアに与える開閉操作が、当該車両用ドア又は当該車両用ドアに設けられた開閉操作部への連続した打ち叩きであり、
前記制御回路が、連続して取得される前記包絡線の内、１回目に取得される前記包絡線のピーク値と、２回目以降に所得される前記包絡線の形状とに基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定すると好適である。

例えばノックなどの、利用者による連続した打ち叩き操作は、汎用的な操作であり幅広い対象の人が理解し易く、実行し易い開閉操作である。そして、制御部は、連続した打ち叩きに対応して、複数回取得される包絡線の内の１回目の包絡線のピーク値と、２回目以降に所得される包絡線の形状とに基づいて、利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定する。従って、制御部は、より正確な判定が可能となる。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置の前記制御回路は、１回目に取得される前記包絡線のピーク値が、所定の下限閾値を超えている場合に、２回目以降に所得される前記包絡線の形状に基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定すると好適である。

この構成によれば、１回目に取得される包絡線のピーク値に基づいて打ち叩きが所定の強さを有しているか否かが判定されることになる。制御部は、１回目に検出される振動が所定の強さ以上である場合に、２回目以降に検出される振動に基づく開閉操作の判定を行う。従って、雨などの比較的弱い力の印加による振動を開閉操作として判定する可能性を抑制することができる。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置の前記制御回路は、１回目に取得される前記包絡線のピーク値が、前記下限閾値よりも大きい値に設定された上限閾値を超えている場合は、２回目以降に所得される前記包絡線の形状に拘わらず、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作が無いと判定すると好適である。

この構成によれば、１回目に取得される包絡線のピーク値に基づいて打ち叩きの強さが過剰でないか否かが判定されることになる。制御部は、１回目に検出される振動が所定の強さ以下である場合に、２回目以降に検出される振動に基づく開閉操作の判定を行う。従って、利用者の開閉操作とは関係なく人や物が車両に与えた衝撃、つまり利用者が意図しない衝撃による比較的大きい力の印加による振動を開閉操作として判定する可能性を抑制することができる。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置の前記制御回路は、
前記振動検知センサの出力を増幅する増幅部を有し、増幅後の前記振動波形から形成される前記包絡線を取得するものであり、
１回目に取得される前記包絡線のピーク値が前記下限閾値を超えた場合に、前記増幅部の増幅率を、当該包絡線の当該ピーク値が所定の目標ピーク値に達する倍率に設定し、
当該設定後の増幅率を用いて増幅された後の前記振動波形から形成され、２回目以降に取得される前記包絡線の形状に基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定すると好適である。

この構成によれば、１回目に取得される包絡線のピーク値に基づいて、２回目以降に取得される振動検知センサの出力を増幅する増幅率が設定される。例えばノックなどの、利用者による連続した打ち叩き操作は、ほぼ同じ強さで行われる。従って、２回目以降に取得される振動検知センサの出力が増幅された後に取得された包絡線は、所定の目標ピーク値の近傍の好適な値をピーク値とする包絡線となる。従って、制御部は、２回目以降の包絡線の形状に基づいて、良好に利用者による車両用ドアの開閉操作の有無を判定することができる。尚、上記上限閾値と、目標ピーク値とが同じ値であると好適である。増幅前にピーク値が目標ピーク値に達するような大きな振動波形を発生させる外力が印加された場合に良好に除外できると共に、増幅後の包絡線のピーク値を充分大きくすることができるので、開閉操作の判定精度が向上する。

また、本発明に係る車両用ドア開閉装置の前記制御回路は、前記増加して減衰する包絡線が所定の操作期間内に出現する回数から、前記利用者による前記ドアの開閉操作の有無を判定すると好適である。ここで、前記制御回路が、前記操作期間内に当該包絡線が２回以上出現する場合に、前記利用者による前記ドアの開閉操作が有ると判定すると好適である。さらに、前記制御回路が、前記操作期間よりも短く設定される所定の操作可能期間内に当該包絡線が３回以上出現する場合に、前記利用者による前記ドアの開閉操作が無いと判定すると好適である。

この構成によれば、制御回路は、立ち上がり減衰する包絡線が所定の期間内に出現する回数から、乗員によるドアの開閉操作の有無を判断する。従って、利用者やその他の人や物が開閉操作を目的としないでドアに振動を与えた場合（例えば、体がドアに接触した場合）に、利用者の意志と関係なく開閉操作があると判定されることを抑制することができる。また、例えばノックなどの、利用者による連続した打ち叩き操作は、一般的に２〜３回程度の連続回数である。従って、所定の操作期間内に包絡線が２回以上出現する場合に、利用者による開閉操作があると判定すると好適である。また、ノックなどの、利用者による連続した打ち叩き操作は、あまり高速な操作ではない。従って、所定の操作可能期間内に連続して打ち叩くことが可能な回数は限定される。そこで、例えば３回の打ち叩き操作が不可能と考えられる期間を操作可能期間として設定し、この期間内に包絡線が３回以上出現する場合には、開閉操作ではないと判定されるようにすれば、利用者の意思に依らない振動を開閉操作として判定する可能性を抑制することができる。

以下、本発明に係る車両用ドア開閉装置の好適な実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の車両用ドア開閉装置１を搭載したスライドドア２（車両用ドア）を示す説明図である。本実施形態において、スライドドア２は、後述するドア制御部１８により制御されるモータなどのアクチュエータにより自動で開閉作動するドアである。本実施形態において、スライドドア２が備えられる車両には、スマートエントリーシステムと称されるドアの施解錠及び開閉を自動制御するシステムが搭載されている。図１に示す符号３０は、スマートエントリーシステムの認定手段の１つとしての車室外認定手段を模式的に示したものである。車室外認定手段３０には、車両から降車している利用者（乗員）との通信を制御する車室外ドライバや、通信アンテナなどが備えられる（不図示）。また、車室内には、スマートエントリーシステムの認定手段の１つとして、車室内に居る利用者との通信を制御する車室内ドライバや通信アンテナを備える車室内認定手段（不図示）が備えられる。また、認定手段の中核となり、車室外認定手段及び車室内認定手段を制御するスマートエントリーシステムのシステムＥＣＵ（electronic control unit）（不図示）も、車室内に備えられる。

スマートエントリーシステムは、よく知られたように、利用者（乗員）が携帯する携帯機と通信してＩＤ認証を行い、当該利用者が車両に接近したこと、あるいは降車して車室外へ移動したことを認識して、車両用ドアの施解錠や開閉を自動的に制御するシステムである。例えば、スマートエントリーシステムは、携帯機を携帯する利用者が車両に接近すると、車両側でこの接近を認識し、利用者が車両用ドアを開けようとして行う所定の開閉操作から利用者の解錠の意思を認識して自動的に車両用ドアを解錠するように制御する。さらに、解錠に続いて車両用ドアを自動的に開く制御を実施するシステムも実用化されている。従来、この開閉操作として、ドアハンドル３に手を掛けるなどの操作が静電容量センサなどのセンサによって検出されてきた。スマートエントリーシステムについては、例えば、特開２００４−１７６３４３号公報、特開２００６−７０５５８号公報などにも記載されているように、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。

スライドドア２の中央部付近にはスマートエントリーシステムの車室外認定手段３０と相互に通信可能な振動検出装置１０（振動検出手段）が備えられる。スマートエントリーシステムの車室外認定手段３０と振動検出装置１０は、自動で開閉可能な左右それぞれのスライドドア２に設けられ、それぞれスマートエントリーシステムのシステムＥＣＵと相互に通信を行う。

図２は、スライドドア２のII−II断面で、スライドドア２を構成するドアパネル４に振動検出装置１０が取り付けられた状態を示す説明図である。振動検出装置１０は、ドアパネル４に設けられた取付ボス５と振動検出装置１０に設けられた取付フランジ１３がボルト６で締結されることにより、ドアパネル４に固定される。スライドドア２又はドアハンドル３を利用者が叩く振動ｖは、図２に示すようにドアパネル４、取付ボス５を介して、取付フランジ１３を有する振動検出装置１０に伝搬される。この利用者による打ち叩きは、いわゆるノックであると好適である。

図３は、振動検出装置１０の構成例を模式的に示す説明図である。振動検出装置１０は、円盤型の圧電センサ１１（振動検知センサ）と、圧電センサ１１が取り付けられるセンサ回路１２（制御回路）と、センサ回路１２を支持する支柱１４と、取付フランジ１３と支柱１４が取り付けられる躯体１７とから構成される。圧電センサ１１は半田付け部１６においてセンサ回路１２と半田付けされ、振動伝搬可能に固定される。取付フランジ１３を介して振動検出装置１０に伝搬した振動は、躯体１７、支柱１４、センサ回路１２、を介して圧電センサ１１に伝搬する。圧電センサ１１とセンサ回路１２は信号線１５により結線されており、圧電センサ１１で検知した振動ｖは、振動信号（後述する符号Ｓ）としてセンサ回路１２に送られる。

図４は、図３の振動検出装置１０とは別の振動検出装置２０の構成例を模式的に示す説明図であり、円盤型の圧電センサ１１の代わりにケーブル型の圧電センサ２１（振動検知センサ）を用いた実施例を示している。図３と共通の部位については同一の符番を用いて説明する。振動検出装置２０は、ケーブル型の圧電センサ２１と、圧電センサ２１と接続されるセンサ回路１２と、センサ回路１２を支持する支柱１４と、取付フランジ１３と支柱１４が取り付けられる躯体１７と、躯体１７に固定され圧電センサ２１を支持するタイラップ２２とから構成される。取付フランジ１３を介して振動検出装置２０に伝搬した振動ｖは、躯体１７、タイラップ２２を介して圧電センサ２１に伝搬する。圧電センサ２１とセンサ回路１２は結線されており、圧電センサ２１で検知した振動ｖは、振動信号Ｓとしてセンサ回路１２に送られる。

図５は、圧電センサ１１、２１からセンサ回路１２に送られる振動信号Ｓから得られる振動波形４１、及び当該振動波形４１から取得される包絡線４０（Ｗ）の一例を模式的に示す説明図である。振動波形４１は、振動波形Ｓから図７に示すフィルタ３１（バンドパスフィルタ）により１００〜３００Ｈｚ以外の波形が除去された波形となる。センサ回路１２は振動波形４１の山を繋いで形成される包絡線４０を取得する。包絡線４０を取得することにより、走行及びアイドリングによるエンジンの振動、車載オーディオの音響による振動、雨や雹等による振動等のノイズを除去できる。その結果、振動波形４１から判断する場合と比べてノイズによる誤作動を防止できる。本実施例では振動波形４１の山４２を繋いで形成される包絡線４０を取得したが、振動波形４１の谷４３を繋いで包絡線を取得してもよい。

また、振動波形４１を電圧Ｖの図示プラス側あるいはマイナス側に全波整流して、全波整流後の波形の山又は谷を繋いで包絡線を取得してもよい。全波整流後の波形は、山と山、あるいは谷と谷との間隔が、全波整流前の波形に比べて狭くなるので、より高い精度で包絡線を取得することが可能となる。

本発明においては、包絡線Ｗの形状から、利用者が開閉操作するスライドドア２とその他のドアを区別し、他のドアが誤作動されることを防止することができる。また、包絡線Ｗの形状から、利用者による開閉操作により生じた振動と、その他の事象により生じた振動とを区別し、スライドドア２が誤作動されることを防止することができる。具体的には、包絡線Ｗが所定の閾値Ｖ１からピーク値Ｐに至るまでの増加時間Ｔ１と、包絡線Ｗがピーク値Ｐから所定の閾値Ｖ１まで減衰する減衰時間Ｔ２とに基づいて、利用者によるドアの開閉操作の有無が判定される。

本実施形態では包絡線４０のピーク電圧（ピーク値Ｐ）の１０分の１の値を閾値電圧（閾値Ｖ１）としている。閾値Ｖ１は任意に変更可能である。また、各包絡線ごとに閾値Ｖ１を設定することなく、例えば平均値などの標準的なピーク値Ｐから標準的な閾値Ｖ１が設定されていてもよい。包絡線Ｗが閾値Ｖ１を超えてからピーク値Ｐに至るまでの立ち上がり時間（増加時間Ｔ１）は、数ｍｓ以内（例えば３〜５ｍｓ以内）としている。またピーク値Ｐから所定の閾値Ｖ１まで減衰する減衰時間Ｔ２は、１５０ｍｓ以内としている。減衰時間Ｔ２はスライドドア２の大きさ、取付位置、ドアパネル４の材質等により変化する。減衰時間Ｔ２は式(1)及び(2)から求めることができる。

χ ＝ ａ^e-αω^t ・・・(1)
ω ＝ ２πｆ ・・・(2)
ここで、χ：電圧、ａ：ピーク電圧、α：減衰特性、ω：角速度、ｔ：減衰時間、ｆ：周波数である。減衰特性αは、ドアパネル４の板の厚み、材料、大きさ、車両への取り付け方など、ドアパネル４に依存する変数である。

尚、図５に示した波形例では、振動波形４１の山と山とを繋いだ包絡線４０を判定対象の包絡線Ｗとしているので、増加時間Ｔ１は、閾値Ｖ１を超えてからピーク値Ｐに至るまでの立ち上がり時間となる。しかし、判定対象の包絡線Ｗが振動波形４１の谷と谷とを繋いで取得される場合には、閾値Ｖ１が谷側に設定され、増加時間Ｔ１は、閾値Ｖ１を負の方向に超えてからピーク値Ｐに至るまでの立ち下がり時間となる。

以下、本実施形態に係る車両用ドア開閉装置が、利用者による開閉操作の有無を判定する手順を詳細に説明する。図６は、第１実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。また、図７は、第１実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図である。

はじめに、センサ回路（制御回路）１２は、圧電センサ（振動検知センサ）１１から、車両をたたく振動信号Ｓを取得する（＃１）。次に、センサ回路１２のフィルタ部３１は、送られた振動信号Ｓからフィルタ部３１によるフィルタリング処理を実施して１００〜３００Ｈｚの信号を取り出す（＃２）。そして、センサ回路１２の増幅部３２は、ＢＰＦで取り出された信号を増幅し、包絡線検波部３３は、増幅後の信号である振動波形４１から包絡線Ｗを取得する（＃３）。尚、増幅部３２は必須ではなく、フィルタリング処理後の信号から包絡線Ｗが取得される構成であっても構わない。以下、＃４〜＃６の処理を実施して、センサ回路１２は、包絡線Ｗの形状が、利用者がスライドドア２又はドアハンドル３を叩いた形状であるか否か判定する。尚、ステップ＃４〜＃６の各処理の順序は任意に入れ替えることが可能である。

センサ回路１２の特徴判定部３５は、包絡線Ｗが閾値Ｖ１を超えているか判定する（＃４）。包絡線Ｗが閾値Ｖ１を超えている場合、特徴判定部３５は、包絡線Ｗが閾値Ｖ１を超えてから、ピーク検出部３４で検出されたピーク電圧Ｐまでの立ち上がり時間（増加時間Ｔ１）が所定の増加許容時間（例えば、数ｍｓ）以内であるか判定する（＃５）。立ち上がり時間（増加時間Ｔ１）が数ｍｓ以内と判断された場合、特徴判定部３５は、ピーク値Ｐから閾値Ｖ１まで減衰する減衰時間Ｔ２が減衰許容時間（１５０ｍｓ）以内であるか判定する（＃６）。減衰時間Ｔ２が１５０ｍｓ以内と判定されると、センサ回路１２の判定部３６は、包絡線Ｗの形状が、利用者が開閉操作のためにスライドドア２を叩いた形状であると判定する。

ここで、判定部３６は、ドア制御部１８に対して「開閉操作『有り』」との判定結果を伝達してもよい（＃８）。そして、ドア制御部１８は、利用者がスライドドア２を開閉する意志を持って叩いたとして、スライドドア２を開閉作動させてもよい（＃９）。しかし、さらに以下に示すように、ステップ＃８の処理の前に、判定部３６がステップ＃７の処理を実行すると好適である。

ステップ＃７において、判定部３６は、利用者が叩いたことによる包絡線Ｗの形状が、利用者がスライドドア２又はドアハンドル３を連続して叩く０．５〜１．０秒（所定の操作期間）に２〜３回（複数回）出現するか否か判定する。包絡線Ｗの形状が所定の操作期間に２〜３回（複数回）出現する場合には、判定部３６は、利用者がスライドドア２を開閉する意志を持って叩いたと判定する。そして、ドア制御部１８は、この判定結果に基づいて、スライドドア２を開閉作動させる（＃９）。

尚、ステップ＃４、＃５、＃６、＃７の各工程において、それぞれ所定の条件が満たされなかった場合には、判定部３６は「開閉操作『無し』」と判定する（＃１０）。そして、ドア制御部１８は、この判定結果に基づき、スライドドア２を開閉作動させない。

本発明の車両用ドア開閉装置１では、利用者がスライドドアドア２に与えた開閉操作による振動を検出してスライドドア２を開閉作動するため、利用者の両手が塞がっている際でも良好な操作性が得られる。また、圧電センサ１１、２１からの振動波形４１から取得した包絡線Ｗから利用者によるスライドドア２の開閉操作（ドアを叩く操作）の有無を判定するため、振動波形Ｓから判定する場合と比べて、走行時の振動、雨や雹等による振動等のノイズによるスライドドア２の誤作動を防止できる。また、包絡線Ｗの形状から利用者によるスライドドア２の開閉操作の有無を判定され、スライドドア２が開閉されるため、利用者が開閉操作するスライドドア２とその他のスライドドア２とが区別され、他のスライドドア２が誤作動することが防止される。

また、センサ回路１２は、包絡線Ｗが所定の閾値Ｖ１を超えてからピーク値Ｐまでの増加時間Ｔ１と、包絡線Ｗのピーク値Ｐから所定の閾値Ｖ１まで減衰する減衰時間Ｔ２とから、利用者によるスライドドア２の開閉操作の有無を判定するため、利用者が開閉操作するスライドドア２とその他のスライドドア２とが区別され、他のスライドドア２が誤作動することがより確実に防止される。

また、センサ回路１２は、増加して減衰する包絡線Ｗが所定の操作期間（０．５〜１．０ｓ）内に出現する回数（２〜３回）から、利用者によるスライドドア２の開閉操作の有無を判定するため、利用者が開閉操作を目的としないでスライドドア２に振動を与えた場合（例えば、体がドアに接触した場合）に、利用者の意志と関係なくスライドドア２が誤作動することが防止される。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図１〜図５を利用して説明した点、つまり振動検知装置１０の構造や、包絡線Ｗの波形の形状の判定方法などについては第１実施形態と同様であるので、適宜説明を省略する。第２実施形態は、利用者がスライドドア２などの車両用ドアに与える開閉操作が、車両用ドア又は車両用ドアに設けられたドアハンドル３などの開閉操作部への連続した打ち叩きである場合に好適な実施形態である。例えば、一般的に行われる２回〜３回程度のノックは、利用者による連続した打ち叩きの好適な実施態様である。ここで、制御回路としてのセンサ回路１２は、連続して取得される包絡線Ｗの内、１回目に取得される包絡線Ｗのピーク値Ｐと、２回目以降に所得される包絡線Ｗの形状とに基づいて、利用者による車両用ドアの開閉操作の有無を判定する。

図８は、第２実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図であり、図９は、第２実施形態における操作入力の検出原理を示す説明図であり、図１０は、第２実施形態における判定原理を示す説明図であり、図１１は、第２実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図８に示すように、第２実施形態のセンサ回路１２Ａ（制御回路）は、第１実施形態のセンサ回路１２に対し、さらに、操作入力検出部４１、増幅率設定部４２、タイマ４３を備えて構成されている。判定部３６は、特徴判定部３５の判定結果と、操作入力検出部４１の検出結果とに基づいて、利用者によるスライドドア２への開閉操作の有無を判定する。

操作入力検出部４１は、図９に示すように、包絡線Ｗ（Ｗ₀）が所定の下限閾値ＶＬを超えている場合に、操作入力を検出する。この時、好適には、増幅部３２の増幅率は増幅率設定部４２によって、１倍を含む低い増幅率（初期増幅率）に設定されている。下限閾値ＶＬは、一般的な力により利用者がスライドドア２に対して行う、ノック等の打ち叩きによる開閉操作の振動が最も小さい場合を想定して設定される。つまり、下限閾値ＶＬは、想定される最も小さい振動の場合に、包絡線Ｗのピーク値Ｐが下限閾値ＶＬを超えるように設定される。

包絡線Ｗ₀のピーク値Ｐ₀は、ピーク検出部３４によって検出される。増幅率設定部４２は、ピークＰ₀と所定の目標ピーク値ＶＰとに基づいて、増幅部３２の増幅率を設定する。つまり、図１０に示すように、包絡線Ｗ₁のピークＰ₁が少なくとも目標ピーク値ＶＰに達する倍率に増幅率が設定される（図１０に示す例ではピーク値Ｐ₁は目標ピーク値ＶＰを超えている。）。この増幅率の設定は、１回目に取得される包絡線Ｗ₀（第１包絡線）のピーク値Ｐ₀が下限閾値ＶＬを超えた場合に実施される。開閉操作がノックである場合、連続して印加される振動はほぼ同じ振幅の振動波形を発生する。従って、２回目以降に取得される包絡線Ｗ₁（第２包絡線）は、そのピーク値Ｐ₁が目標ピーク値ＰＶに達するように振動信号Ｓが増幅された振動波形４１から取得されたものとなる。

尚、目標ピーク値ＶＰは、第１実施形態において上述した閾値Ｖ１以上の値に設定される。従って、第２包絡線Ｗ₁のピーク値Ｐ₁は、確実に閾値Ｖ１を超え、１実施形態と同様に増加時間Ｔ１と減衰時間Ｔ２とに基づいて包絡線Ｗの形状が判定される。

尚、一連の打ち叩き操作（ノック）が継続する時間はタイマ４３により計測される。そして、所定の時間が経過するとタイマ４３は増幅率設定部４２をリセットし、増幅率設定部４２は初期増幅率を増幅部３２にセットする。尚、タイマ４３が、増幅部３２をリセットすることによって増幅率を初期増幅率にしてもよい。

利用者の個人差によって、あるいは同じ利用者であってもその時々によって、スライドドア２に与える振動の大きさは異なる。発明者の実験によれば、振動の大きさには約２０倍の開きがある。利用者が与える振動の大きさに対して増幅部３２の増幅率が大きい場合には、増幅後の振動波形４１が電源電圧や回路の制限電圧において振動波形４１が飽和する場合がる。この場合、振動波形４１から正しい包絡線Ｗが取得できず、特徴判定部３５が包絡線Ｗの形状を判定できなくなる可能性がある。しかし、図９及び図１０を利用して原理を説明したように、その都度、適切な増幅率が設定されることで、ピーク値Ｐがほぼ一定の範囲に収まるような包絡線Ｗを得られる。従って、利用者により与えられる振動の大きさが一般的な範囲内に収まっていれば、センサ回路１２Ａは、振動の大きさに拘わらず常に一定の範囲にピーク値Ｐが収まる包絡線Ｗを取得することができる。そして、良好に第１実施形態と同様に包絡線Ｗの形状を判定することができる。

以下、本実施形態に係る車両用ドア開閉装置が、利用者による開閉操作の有無を判定する手順を詳細に説明する。第１実施形態と同様、はじめに、センサ回路（制御回路）１２Ａは、圧電センサ（振動検知センサ）１１から、車両をたたく振動信号Ｓを取得する（＃１）。次に、センサ回路１２のフィルタ部３１は、送られた振動信号Ｓにフィルタリング処理を実施して１００〜３００Ｈｚの信号を取り出す（＃２）。そして、センサ回路１２の増幅部３２は、取り出された信号を初期増幅率により増幅し、包絡線検波部３３は、増幅後の信号である振動波形４１から包絡線Ｗ（Ｗ₀）を取得する（＃３）。

次に、操作入力検出部４１は、第１包絡線Ｗ₀が下限閾値ＶＬを超えるか否か判定する（＃３１）。第１包絡線Ｗ０が下限閾値ＶＬを超えている場合、次に、ピーク検出部３４により第１包絡線Ｗ₀のピーク値Ｐ₀が検出される（＃３２）。増幅率設定部４２は、ピークＰ₀と所定の目標ピーク値ＶＰとに基づいて、増幅部３２の増幅率を設定する。つまり、図１０に示すように、包絡線Ｗ₁のピークＰ₁が少なくとも目標ピーク値ＶＰに達する倍率に増幅率が設定される（＃３３）。

増幅部３２の増幅率が＃３３においてリアルタイムに変更されるので、第２包絡線Ｗ₁は新たな増幅率により、そのピーク値Ｐ₁が少なくとも目標ピーク値ＶＰに達する値となるように増幅された信号波形４１から生成される。尚、厳密に言えば、第２包絡線Ｗ₁は、図１１のステップ＃３３の後で、ステップ＃１〜＃３を実行することによって取得されるものである。しかし、図６、図１１、後述する図１４に示すフローチャートは、ソフトウェア的な処理を厳密に示したものではなく、並列処理が可能なハードウェアとの協働により実現される本発明の技術思想を示したものである。従って、当業者に理解可能な範囲で簡略化された図を用いて説明する。

第２包絡線Ｗ₁は、飽和することなく、そして確実に閾値Ｖ１を超えるピーク値Ｐ１を有する。従って、センサ回路１２は、第１実施形態と同様のステップ＃４〜＃６の処理を実行することにより、包絡線Ｗの形状が、利用者がスライドドア２又はドアハンドル３を叩いた形状であるか否か判定する。詳細については、上述した通りであるので、説明を省略する。

ここで、判定部３６は、ドア制御部１８に対して「開閉操作『有り』」との判定結果を伝達してもよい（＃８）。そして、ドア制御部１８は、利用者がスライドドア２を開閉する意志を持って叩いたとして、スライドドア２を開閉作動させてもよい（＃９）。しかし、さらに以下に示すように、ステップ＃８の処理の前に、判定部３６がステップ＃９の処理を実行すると好適である。

ステップ＃７において、判定部３６は、利用者が叩いたことによる第２包絡線Ｗ₁の形状が、利用者がスライドドア２又はドアハンドル３を連続して叩く０．５〜１．０ｓ（所定の操作期間）に２〜３回（複数回）出現するか否か判定する。包絡線Ｗの形状が所定の操作期間に２〜３回（複数回）出現する場合には、判定部３６は、利用者がスライドドア２を開閉する意志を持って叩いたと判定する。そして、ドア制御部１８は、この判定結果に基づいて、スライドドア２を開閉作動させる（＃９）。

尚、ステップ＃３１、＃４、＃５、＃６、＃７の各工程において、それぞれ所定の条件が満たされなかった場合には、判定部３６は「開閉操作『無し』」と判定する（＃１０）。そして、ドア制御部１８は、この判定結果に基づき、スライドドア２を開閉作動させない。

利用者の個人差によって、あるいは同じ利用者であってもその時々によって、スライドドア２に与える振動の大きさは異なる。しかし、本第２実施形態によれば、利用者により与えられる振動の大きさが一般的な範囲内に収まっていれば、センサ回路１２Ａは、振動の大きさに拘わらず常に一定の範囲にピーク値Ｐが収まる包絡線Ｗを取得することができる。そして、良好に第１実施形態と同様に包絡線Ｗの形状を判定することができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。図１〜図５を利用して説明した点、つまり振動検知装置１０の構造や、包絡線Ｗの波形の形状の判定方法などについては第１実施形態と同様であるので、適宜説明を省略する。また、連続して取得される包絡線Ｗの内、１回目に取得される包絡線Ｗ₀のピーク値Ｐ₀に基づいて増幅率を設定し、２回目以降に所得される包絡線Ｗ１の形状に基づいて、利用者による車両用ドアの開閉操作の有無を判定する点については、第２実施形態と同様であるので、適宜説明を省略する。第３実施形態は、１回目に取得される包絡線Ｗ₀のピーク値Ｐ₀に基づいて、振動信号Ｓが利用者による一般的な打ち叩き（ノック）ではない非操作入力によるものであることを判定する好適な実施形態である。

図１２は、第３実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図であり、図１３は、第３実施形態における非操作入力の検出原理を示す説明図であり、図１４は、第３実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。

図１２に示すように、第３実施形態のセンサ回路１２Ｂ（制御回路）は、第２実施形態のセンサ回路１２に対し、さらに、非操作入力検出部４５を備えて構成されている。判定部３６は、特徴判定部３５の判定結果と、操作入力検出部４１の検出結果と、非操作入力検出部４５の検出結果とに基づいて、利用者によるスライドドア２への開閉操作の有無を判定する。

非操作入力検出部４５は、図１３に示すように、包絡線Ｗ（Ｗ₀）が下限閾値ＶＬよりも大きい値に設定された所定の上限閾値ＶＨを超えている場合に、非操作入力を検出する。つまり、包絡線Ｗ₀が、利用者の一般的なノック等の打ち叩きにより生じた振動信号Ｓによるものではないことが検出される。第２実施形態において説明したように、この時、増幅部３２の増幅率は増幅率設定部４２によって１倍を含む低い増幅率（初期増幅率）に設定されている。従って、このような低い増幅率であるにも拘わらず、包絡線Ｗ₀が上限閾値ＶＨを超える場合には、非常に大きな振動を発生させる外力がスライドドア２に印加されたことを示す。

詳細は、後述するが、センサ回路１２Ｂ（判定部３６）は、１回目に取得される包絡線Ｗ₀のピーク値Ｐ₀が、下限閾値ＶＬよりも大きい値に設定された上限閾値ＶＨを超えている場合は、２回目以降に所得される包絡線Ｗ₁の形状に拘わらず、利用者による車両用ドア（スライドドア２）の開閉操作が無いと判定する。

尚、この上限閾値ＶＨは、例えば第２実施形態において説明した目標ピーク値ＶＰと同じ値とすると好適である。上述したように、目標ピーク値ＶＰは、増幅部３２の増幅率が適正に設定された後において好適な、包絡線Ｗのピーク値Ｐとほぼ等価である。増幅部３２の増幅率が小さい値である初期増幅率の際に、包絡線Ｗが目標ピーク値ＶＰを超えるということは、振動信号Ｓが大き過ぎることを示す。従って、上限閾値ＶＨを設定する目安として、目標ピーク値ＶＰは好適である。

以下、本実施形態に係る車両用ドア開閉装置が、利用者による開閉操作の有無を判定する手順を詳細に説明する。第１実施形態及び第２実施形態と同様、はじめに、センサ回路（制御回路）１２Ｂは、圧電センサ（振動検知センサ）１１から、車両をたたく振動信号Ｓを取得する（＃１）。次に、センサ回路１２のフィルタ部３１は、送られた振動信号Ｓにフィルタリング処理を実施して１００〜３００Ｈｚの信号を取り出す（＃２）。そして、センサ回路１２の増幅部３２は、取り出された信号を初期増幅率により増幅し、包絡線検波部３３は、増幅後の信号である振動波形４１から包絡線Ｗ（Ｗ₀）を取得する（＃３）。

次に、非操作入力検出部４５は、第１包絡線Ｗ₀が上限閾値ＶＨを超えるか否か判定する（＃３０）。ここで、第１包絡線Ｗ₀が上限閾値ＶＨを超えると判定されると、判定部３６は、「開閉操作『無し』」と判定する（＃１０）。第１包絡線Ｗ₀が上限閾値ＶＨ以下であれば、第２実施形態と同様に、操作入力検出部４１により、第１包絡線Ｗ₀が下限閾値ＶＬを超えるか否か判定される（＃３１）。以下、第２実施形態と同様である。

本第３実施形態によれば、利用者により与えられる振動の大きさが一般的な範囲内に収まっていない場合、センサ回路１２Ｂは、当該振動に起因する振動信号Ｓが利用者による開閉操作によるものではないと判定する。従って、精度良く利用者による開閉操作の有無を判定することができる。

〔第２実施形態及び第３実施形態の補足〕
尚、上記第２実施形態及び第３実施形態におけるステップ＃７において、包絡線Ｗ（Ｗ１）が所定の操作期間内に出現する回数に基づく判定を行った。この点について、図１５を利用して補足する。つまり、以下、センサ回路１２（制御回路）が、増加して減衰する包絡線Ｗが所定の操作期間内に出現する回数から、利用者によるスライドドア２の開閉操作の有無を判定する場合について補足する。ここでは、センサ回路１２が、操作期間内に包絡線Ｗが２回以上出現する場合に、利用者によるスライドドア２の開閉操作が有ると判定する場合を例として説明する。

図１５は、所定の操作期間内に出現する包絡線Ｗの数による判定原理を示す説明図である。図１５の上段に示す波形図は、振動信号Ｓを模式的に示したものである。ここでは、利用者による打ち叩きとして、例えば、「トン、トン、トン」と３回のノックがなされた場合を示している。利用者によるノックは、ほぼ同じ力により、ほぼ同じ時間間隔をおいて３回行われている。図１５に示す波形が現れる期間は、おおむね０．５秒〜１秒程度である。

図１５の下段に示す波形図は、増幅部３２による増幅後の振動波形４１から取得された包絡線Ｗを模式的に示したものである。図１５の下段左側の包絡線Ｗは、第２実施形態及び第３実施形態における第１包絡線Ｗ₀に相当する。第１包絡線Ｗ₀は、下限閾値ＶＬを超えるため、そのピーク値Ｐ₀に基づいて増幅率設定部４２により新たな増幅率が増幅部３２に設定される。また、第３実施形態において説明したように、第１包絡線Ｗ₀は上限閾値ＶＨを超えていないので、その形状が判定される。尚、ここでは、上限閾値ＶＨと目標ピーク値ＶＰとを同じ値としている。

図１５の下段中央の包絡線Ｗは、２回目に取得される包絡線Ｗであり、第２実施形態及び第３実施形態における第２包絡線Ｗ₁に相当する。第２包絡線Ｗ₁は、大きな増幅率により増幅された後の振動波形４１から取得されるため、第１包絡線Ｗ₀よりも大きいピーク値Ｐ₁を有しており、そのピーク値Ｐ₁は目標ピーク値ＶＰを超えている。そして、この包絡線Ｗは、増加時間Ｔ１及び減衰時間Ｔ２の判定基準を満たしている。

図１５の下段右側の包絡線Ｗは、３回目に取得される包絡線Ｗであり、第２実施形態及び第３実施形態における第２包絡線Ｗ₁に相当する。この第２包絡線Ｗ₁も、大きな増幅率により増幅された後の振動波形４１から取得されるため、第１包絡線Ｗ₀よりも大きいピーク値Ｐ₁を有しており、そのピーク値Ｐ₁は目標ピーク値ＶＰを超えている。そして、この包絡線Ｗも、増加時間Ｔ１及び減衰時間Ｔ２の判定基準を満たしている。

即ち、図１５の下段に示す波形例においては、判定基準を満たす包絡線Ｗが０．５秒から１秒の間の所定の操作期間内に２回出現している。判定部３６は、このように、判定基準を満たす包絡線Ｗが操作期間内に２回以上確認された場合に、利用者による開閉操作があったと判定することができる。単発の包絡線Ｗに基づいて判定を行う場合に比べて、より精度の高い判定が可能となる。

尚、センサ回路１２は、０．５秒から１秒の操作期間よりも短く設定される所定の操作可能期間（例えば、０．５秒）内に包絡線Ｗが３回以上出現する場合に、利用者によるスライドドア２への開閉操作が無いと判定する。利用者による打ち叩きとして、例えば、「トン、トン、トン、・・・」と複数回のノックがなされる場合があるが、通常、人間が可能な打ち叩きの速さには限界がある。一般的な利用者は、０．５秒の間に３回のノックを行うことは困難である。従って、判定部３６が、所定の操作可能期間に包絡線Ｗが３回以上出現する場合に、利用者によるスライドドア２への開閉操作が無いと判定すると、正確な判定が可能となる。

〔その他の実施形態〕
尚、上記各実施形態では、スライドドア２に車両用ドア開閉装置１を搭載した実施形態を説明したが、本発明は、スライドドア２に限定されるものではなく、バックドア、スイングドア等にも適用することができる。

本発明の車両用ドア開閉装置を搭載したスライドドアの説明図 スライドドアのII−II断面で、スライドドアを構成するドアパネルに振動検出装置が取り付けられた状態を示す説明図 振動検出装置の構成例を模式的に示す説明図 振動検出装置の他の構成例を模式的に示す説明図 振動波形から取得される包絡線の一例を模式的に示す説明図 第１実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャート 第１実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図 第２実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図 第２実施形態における操作入力の検出原理を示す説明図 第２実施形態における判定原理を示す説明図 第２実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャート 第３実施形態の車両用ドア開閉装置の構成を模式的に示すブロック図 第３実施形態における非操作入力の検出原理を示す説明図 第３実施形態の車両用ドア開閉装置の処理手順の一例を示すフローチャート 操作期間内に出現する包絡線の数による判定原理を示す説明図

符号の説明

１ 車両用ドア開閉装置
２ スライドドア（車両用ドア）
３ ドアハンドル
１０、２０ 振動検出装置（振動検出手段）
１１、２１ 圧電センサ（振動検知センサ）
１２ センサ回路（制御回路）
４１ 振動波形
４４ ピーク電圧（ピーク値）
Ｖ１ 閾値電圧（閾値）
ＶＬ 下限閾値
ＶＨ 上限閾値
ＶＰ 目標ピーク値
Ｔ１ 増加時間
Ｔ２ 減衰時間
Ｗ 包絡線

Claims (8)

1. 車両用ドアに対する利用者の開閉操作の有無を判定して、当該車両用ドアを開閉する車両用ドア開閉装置であって、
   振動検知センサと制御回路とを有し、前記利用者により与えられる前記車両用ドア又は当該車両用ドアに設けられた開閉操作部への連続した打ち叩きによる振動を検出する振動検出手段を備え、
   前記制御回路は、
   前記振動検知センサから得られる振動波形の山又は谷の何れかを繋いで形成される包絡線を取得し、
   連続して取得される前記包絡線の内、１回目に取得される前記包絡線のピーク値と、２回目以降に所得される前記包絡線の形状とに基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定する車両用ドア開閉装置。
2. 前記制御回路は、
   前記包絡線が所定の閾値からピーク値に至るまでの増加時間と、
   前記包絡線が前記ピーク値から前記所定の閾値まで減衰する減衰時間と、
   に基づいて、前記利用者による前記ドアの開閉操作の有無を判定する請求項１に記載の車両用ドア開閉装置。
3. 前記制御回路は、１回目に取得される前記包絡線のピーク値が、所定の下限閾値を超えている場合に、２回目以降に所得される前記包絡線の形状に基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定する請求項１又は２に記載の車両用ドア開閉装置。
4. 前記制御回路は、１回目に取得される前記包絡線のピーク値が、前記下限閾値よりも大きい値に設定された上限閾値を超えている場合は、２回目以降に所得される前記包絡線の形状に拘わらず、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作が無いと判定する請求項３に記載の車両用ドア開閉装置。
5. 前記制御回路は、
   前記振動検知センサの出力を増幅する増幅部を有し、増幅後の前記振動波形から形成される前記包絡線を取得するものであり、
   １回目に取得される前記包絡線のピーク値が前記下限閾値を超えた場合に、前記増幅部の増幅率を、当該包絡線の当該ピーク値が所定の目標ピーク値に達する倍率に設定し、
   当該設定後の増幅率を用いて増幅された後の前記振動波形から形成され、２回目以降に取得される前記包絡線の形状に基づいて、前記利用者による前記車両用ドアの開閉操作の有無を判定する請求項３又は４の何れか一項に記載の車両用ドア開閉装置。
6. 前記制御回路は、増加して減衰する前記包絡線が所定の操作期間内に出現する回数から、前記利用者による前記ドアの開閉操作の有無を判定する請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用ドア開閉装置。
7. 前記制御回路は、前記操作期間内に当該包絡線が２回以上出現する場合に、前記利用者による前記ドアの開閉操作が有ると判定する請求項６に記載の車両用ドア開閉装置。
8. 前記制御回路は、前記操作期間よりも短く設定される所定の操作可能期間内に当該包絡線が３回以上出現する場合に、前記利用者による前記ドアの開閉操作が無いと判定する請求項６又は７に記載の車両用ドア開閉装置。

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