JP5359361B2 - 車両ドア開度制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両ドアが障害物に接触しないように車両ドアの開度を制御する車両ドア開度制御装置に関する。
従来、例えば特許文献１に記載されているように、車両ドアに超音波センサを設け、当該超音波センサにより障害物までの距離を検出して、車両ドアを開扉する際に、障害物との接触を未然に防止するようにしている。
実開平２−１３２５１５号公報
ここで、車両ドアに設けた超音波センサによって、車両ドアの外表面に対して垂直方向に超音波パルスを放射し、障害物によって反射された超音波パルスを受信することにより、車両ドアから障害物までの距離を検出する場合、通常、１つの超音波センサにて障害物を検知可能なエリアは車両ドアの大きさに対して十分ではない。
このため、特許文献１に記載の装置では、１枚の車両ドアに対して複数の超音波センサを設けることにより、車両ドアの広範な領域に渡って、障害物を検知できるようにしている。しかしながら、このように多数のセンサを設けると、装置全体のコストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、単一のセンサにて、車両ドアのほぼ全面に対して、車両ドアと接触する可能性がある障害物を検出することが可能となる車両ドア開度制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両ドア開度制御装置は、
車両ドアの回転軸の近傍において当該車両ドアに設置され、車両ドアの表面に対し、車両ドアが開扉される方向にずれた平面を走査するようにレーザ光を送光するとともに、障害物によって反射された反射光を受光するレーザセンサと、
レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果に基づいて、車両ドアの開扉方向に車両ドアに接触する可能性がある障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、
判定手段により、障害物が存在すると判定されると、車両ドアの開度を制限する開度制限手段と、を備え、
車両ドアの上部にはウインドウが設けられており、レーザセンサは、ウインドウよりも下方の車両ドア部分に相当する領域のみをレーザ光により走査することを特徴とする。
このように、請求項１に記載の車両ドア開度制御装置では、車両ドアの回転軸の近傍にレーザセンサを設置した。このレーザセンサは、車両ドアの表面に対し、車両ドアが開扉される方向にずれた平面を走査するようにレーザ光を送光する。この走査平面内に障害物が存在する場合には、障害物によってレーザ光が反射され、レーザセンサによって受光される。従って、レーザセンサにより、車両ドアが開扉される際、常に、車両ドアよりも先に存在する障害物を検出することができる。このように、請求項１に記載の構成を採用すれば、単一のセンサにて、車両ドアのほぼ全面に対して、車両ドアと接触する可能性がある障害物を検出することが可能となるのである。
さらに、レーザセンサは、ウインドウよりも下方の車両ドア部分に相当する領域のみをレーザ光により走査する。車両の乗員はウインドウを介して車両の側方を容易に目視することができるのに対し、ウインドウよりも下方の車両ドア部分は、車両の乗員にとって死角となりやすい。ウインドウよりも下方の車両ドア部分をレーザ光により走査することにより、乗員にとって発見しづらい障害物との接触を防ぐことができる。また、このようにレーザ光の走査範囲を狭めることにより、障害物検出の応答性が向上し、障害物検出精度を高めることができるとの利点も得られる。
請求項２に記載したように、判定手段は、レーザセンサの設置位置からレーザ光の各々の走査方向における、車両ドアの端部までの距離を予め記憶しており、レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果から障害物までの距離を算出し、当該障害物までの距離が、予め記憶している車両ドアの端部までの距離以下である場合、車両ドアに接触する可能性がある障害物が存在すると判定することが好ましい。
ここで、従来のように、車両ドアに設けた超音波センサを用いて障害物との距離を算出する場合、超音波センサは指向性が悪いため、車両ドアの可動範囲外の障害物も対象として、その障害物との距離を算出してしまう可能性がある。この場合、車両ドアの開度を制限する必要が無いにも係らず、車両ドアが停止してしまう場合が生じる。それに対して、レーザセンサを用いれば、レーザ光の指向性は非常に高く、障害物との距離を正確に検出できる。従って、上述したように、判定手段がレーザセンサの設置位置からレーザ光の各々の走査方向における、車両ドアの端部までの距離を予め記憶し、この記憶した距離を基準として、障害物の存在を判定することにより、車両ドアの可動範囲内に存在する障害物を正確に検出することができる。
請求項３に記載したように、レーザセンサは、車両ドアの表面に対し、車両ドアが開扉される方向に所定角度ずれた平面をレーザ光により走査するものであり、開度制限手段は、判定手段により障害物が存在すると判定された時点の車両ドアの開度から、所定角度未満の角度に相当する開度だけ車両ドアを開扉させた時点で、車両ドアの開度を制限することが好ましい。これにより、車両ドアが障害物に接触しない範囲で、極力、車両ドアを大きく開くことができるので、車両ユーザの利便性を向上できる。
請求項４に記載したように、開度制限手段は、判定手段により障害物が存在すると判定されると、車両ドアにおける当該障害物が接触する可能性がある接触位置を判断し、さらに、車両ドアの表面形状を考慮して、障害物と車両ドアの接触位置との距離に相当する車両ドアの回転角度を求め、この回転角度未満の角度に相当する開度だけ車両ドアを開扉させた時点で、車両ドアの開度を制限するようにしても良い。
上述したように、本発明では、障害物検知のために、指向性の高いレーザセンサを用いているので、レーザセンサの送受光結果に基づいて、車両ドアにおける当該障害物が接触する可能性がある接触位置を判断できる。ここで、車両ドアの表面は、強度向上や意匠性の観点から、湾曲していたり、凹凸が付されていたりする。そのため、車両ドアの表面形状を考慮して、障害物と車両ドアの接触位置との距離に相当する車両ドアの回転角度を求め、この回転角度未満の角度に相当する開度だけ車両ドアを開扉させる。これにより、車両ドアが障害物に接触しない範囲で、車両ドアを最大限開扉することが可能になる。
請求項５に記載したように、車両ドアにはドアミラーが設けられており、レーザ光の走査面は、車両ドアが回転して開扉される際の車両ドアの回転最外周端部に対応する位置において、ドアミラーの先端位置よりも車両ドアに近くなるように設定されることが好ましい。
上述したように、レーザセンサの走査面は、車両ドアの表面に対し、車両ドアが開扉される方向に所定角度ずれた位置に設定される。これは、換言すれば、車両ドアから所定角度までの範囲内だけに障害物が存在する場合、その障害物を検出することができないことを意味する。
ここで、車両ドアにドアミラーが設けられていれば、そのドアミラーが車両の車幅方向における最外位置となるので、通常、車両は、当該ドアミラーが障害物に接触しない位置に駐車される。このため、上述したように、レーザセンサの走査面が、車両ドアの回転最外周端部に対応する位置において、ドアミラーの先端位置よりも車両ドアに近くなるように設定されていれば、実質的に、レーザセンサが障害物を検知できない不感帯エリアを無くすことができる。
請求項６に記載したように、車両ドアの開扉速度を検出する開扉速度検出手段を備え、レーザセンサは、開扉速度検出手段によって検出される車両ドアの開扉速度に応じて、レーザ光を送光する間隔を変化させるようにしても良い。これにより、車両ドアの開扉速度によらず、ほぼ一定の頻度でレーザセンサによる走査が行なわれるため、走査面の間隔をほぼ一定にすることができる。
請求項７に記載したように、レーザセンサは、レーザ光が進むほど車両ドアの表面から離れるように、垂直方向から傾けてレーザ光を送光するようにしても良い。これにより、レーザセンサの走査面の間隔が広い場合でも、障害物を検知できない事態の発生を抑制することができる。
請求項８に記載したように、レーザセンサは、ドアミラーを車両ドアに固定する支持軸内に設置されても良い。これにより、レーザセンサをドアミラーの下部に設置した場合と比較して意匠性を向上できる。
請求項９に記載したように、車両には、サイドエアバック装置が設けられており、車両が走行しているときに、レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果に基づいて、車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、サイドエアバック装置はサイドエアバックを展開するようにしても良い。レーザセンサは、車両ドアの表面に対し、車両ドアが開扉される方向にずれた平面を走査しているため、ドアを閉めた状態で走行しているときに検出された障害物は、車両の側面に追突しようとしている車や二輪車などの他車両である可能性が極めて高い。このように他車両が実際に追突する前に、追突しようとしている段階で検出することができるので、車両の乗員の安全も確保しやすくなる。
請求項１０に記載したように、車両には、更に警報器が設けられており、ユーザが降車しロックされた後にも、レーザセンサによるレーザ光の走光・受光結果に基づいて、車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、警報器により警報するようにしても良い。ユーザが降車しロックされた車両状態において、車両ドアの極近傍で障害物が検知された場合、その障害物は不審者である可能性が極めて高い。このように、不審者を検出することができるので、車両の防犯性をも向上できる。
実施形態による車両ドア開度制御装置の全体構成を示すブロック図である。 レーザセンサ９における走査機構の一例を説明するための図である。 レーザセンサ９から出射されるレーザ光による走査面を説明するための図である。 レーザセンサ９から出射されるレーザ光による走査面が、車両ドアが開扉されるときに、車両ドアと一定の角度を保って移動する様子を示した図である。 レーザセンサ９から出射されるレーザ光による走査範囲を説明するための図である。 障害物検出範囲データを用いて、障害物が車両ドア３０の可動範囲内に存在するか否かの判定例を説明するための説明図である。 障害物検出範囲データを用いて、障害物が車両ドア３０の可動範囲内に存在するか否かの判定例の判定結果を示す図である。 車両ドア開度制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。 図８のメインルーチンにおける障害物検知処理の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態における、レーザ光の走査範囲を示す図である。 第３実施形態について説明するための説明図である。 （ａ）、（ｂ）は第４実施形態について説明するための説明図である。 （ａ）、（ｂ）は第５実施形態について説明するための説明図である。 変形例における、レーザセンサの設置場所を示す図である。 （ａ），（ｂ）は、変形例として、車両ドア開度制御装置を車両のバックドアに適用した場合の走査面及び走査範囲を示す図である。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による車両ドア開度制御装置の全体構成を示すブロック図である。
図１に示すように、車両ドア開度制御装置は、主に、種々の制御処理を実行するＥＣＵ１、各種のスイッチ６〜８やセンサ９〜１１、及び車両ドアを開扉したり、閉扉したりするための開閉モータ１２とラッチ解除モータ１３から構成される。つまり、本実施形態では、車両ドアは、ユーザのスイッチ操作により２種類のモータを用いて自動的に開閉される。
なお、図１には、１枚の車両ドアを自動開閉するための構成が示されているが、本実施形態による車両ドア開度制御装置は、例えば運転席の車両ドアのように、車両のいずれかの車両ドアに対してのみ適用したり、運転席及び助手席の車両ドアに対して適用したり、あるいは、車両の全車両ドアに対して適用したりすることが可能である。本実施形態による車両ドア開度制御装置を、複数枚の車両ドアに対して適用する場合には、図１に示す構成が、複数枚の車両ドア分だけ設けられる。
図１における各種のスイッチ６〜８は車室内に設けられて、ユーザ（車両の乗員）によって操作されるもので、その内、開スイッチ６は、車両ドアを開扉させるために操作され、閉スイッチ７は、開扉された車両ドアを閉扉させるために操作され、停止スイッチ８は、開扉中或いは閉扉中の車両ドアを停止させるために操作される。これらのスイッチ６〜８が操作されると、各々の操作信号がＥＣＵ１に出力される。
レーザセンサ９は、例えば車両ドアに取り付けられたドアミラーの下部に設けられ、レーザ光を発光する発光素子、発光素子が発光したレーザ光の照射方向を所定の平面内で変化させ、その平面をレーザ光により走査させる走査機構、障害物によって反射されたレーザ光を受光する受光素子、レーザ光の照射から受光までの経過時間から障害物までの距離を算出する制御回路などから構成される。レーザセンサ９は、障害物を検出すると、その障害物までの距離をＥＣＵ１に出力する。
レーザセンサ９における走査機構は、例えば図２に示されるように、レーザ光を反射させるミラー２１、ミラー２１を回転させるモータ２０、レンズ２４、及びレンズ２５から構成される。ミラー２１は、略柱状であって、その一端面に発光素子２２が発生したレーザ光の反射面が形成され、他端面に障害物によって反射されたレーザ光を受光素子２３に向けて反射する反射面が形成されたものである。このミラー２１を、モータ２０によって両反射面を貫通する回転軸回りに回転させることにより、その回転軸を中心とする平面を走査するように、複数のレーザ光を出射することができる。なお、レンズ２４は、レーザ光がビーム状または所定の広がり角となるように設計されたレンズである。レンズ２５は受信光を集光させるためのレンズである。レーザセンサ９の走査面及び走査範囲に関しては、後に詳細に説明する。
なお、図２に示した走査機構は一例であって、その他の公知の構成を採用しても良い。例えば、ミラー及びそのミラーの駆動部を、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)技術によって半導体基板上に形成しても良い。また、ミラーとして、ポリゴンミラーを用いても良い。
車速センサ１０は、車両の走行速度に応じた速度信号を発生する。開度センサ１１は、車両ドアが開扉されたときの車両ドアの開度を検出して、検出信号を発生する。これら車速センサ１０及び開度センサ１１からの信号もＥＣＵ１に入力される。
ＥＣＵ１は、上述したスイッチ６〜８の操作信号及び各センサ９〜１１からの信号を受ける入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２、予め定められたプログラムに従って各種の演算処理を行なうＣＰＵ３、プログラムや後述する障害物検出範囲データを記憶する不揮発性メモリ４、及び開閉モータ１２、ラッチ解除モータ１３を駆動する駆動信号を出力するモータドライバ５などから構成されている。
ここで、車両ドアを自動的に開閉する際の、開閉モータ１２及びラッチ解除モータ１３の動作について説明する。
ラッチ解除モータ１３は、車両ドアの内部に設置され、車両ドアを閉位置に保持する図示しないラッチ機構に作用して、当該ラッチ機構を解除するものである。これにより、車両ドアは開扉が可能な状態となる。
開閉モータ１２も、車両ドアの内部に設置され、図示しないドア開閉機構を駆動することによって、車両ドア１１を設定開度（最大開度）まで開扉させたり、閉扉させたりするものである。ただし、その車両ドアの開扉中に、停止スイッチ８が操作されたり、車両ドアと接触する可能性がある障害物が検出されたときには、設定開度未満の開度であっても、開閉モータ１２による車両ドアの開扉が停止される。この場合、車両ドアの開度は、開閉モータ１２が停止した時点の開度に保持される。
次に、レーザセンサ９から出射されるレーザ光による走査面及び走査範囲について、図３〜図５に基づいて説明する。
図３に示すように、ドアミラー３２の下部に設けられたレーザセンサ９は、車両ドア３０の表面に対し、車両ドア３０が開扉される方向に所定角度φずれた平面（レーザセンサ９の走査面）を走査するようにレーザ光を出射する。
ここで、図３に示すように、車両ドア３０は車両の車体側面に対し図示しない支持軸を中心として、円弧状に回転可能に支持されている。従って、車両ドア３０が開扉されるとき、車両ドア３０の回転最外周端部は点線３１に沿って移動する。つまり、点線３１は、車両ドア３０の回転最外周端部の軌跡を示している。
そして、本実施形態では、図３に示すように、レーザセンサ９の走査面が、車両ドア３０が回転して開扉される際の車両ドア３０の回転最外周端部に対応する位置（すなわち、レーザセンサ９の走査面と車両ドア３０の回転最外周端部の軌跡を示す点線３１とが交差する位置Ａ）において、ドアミラー３２の先端位置３３よりも車両ドア３０に近くなるように設定されている。
上述したように、レーザセンサ９の走査面は、車両ドア３０の表面に対し、車両ドア３０が開扉される方向に所定角度φずれた位置に設定されている。このため、車両ドア３０から所定角度φまでの範囲内だけに障害物が存在する場合、レーザセンサ９は、その障害物を検出することができない。
ここで、車両ドア３０にドアミラー３２が設けられていれば、そのドアミラー３２の先端が車両の車幅方向における最外点となる。このため、通常、車両は、ドアミラー３２が障害物に接触しないような位置に駐車される。従って、レーザセンサ９の走査面が、車両ドア３０の回転最外周端部に対応する位置Ａにおいて、ドアミラー３２の先端位置３３よりも車両ドア３０に近くなるように設定されていれば、実質的に、レーザセンサ９が障害物を検知できない不感帯エリアを無くすことができる。
また、このように、車両ドア３０の表面に対して所定角度φずれた平面をレーザセンサ９の走査面とすることにより、図４に示すように、車両ドア３０が開扉される間中、常に、車両ドアよりも所定角度φだけ先行した位置において、障害物を検出することができる。換言すれば、車両ドア３０の表面に対して所定角度φずれた平面をレーザセンサ９の走査面とすることで、車両ドア３０を開扉する際に、車両ドア３０の可動範囲全体に渡って、車両ドア３０と接触する可能性がある障害物を検出することが可能となる。
図５は、レーザセンサ９による走査範囲を説明するための図である。図５に示すように、レーザセンサ９の走査範囲は、レーザセンサ９の設置位置（ドアミラー３２の下部）から車両前方に向かう方向を開始位置（走査角度０°）に設定されている。これにより、車両ドア３０において、レーザセンサ９の設置位置から車両前方の範囲に存在する部分に接触する可能性がある障害物も検出可能となる。
レーザセンサ９からのレーザ光は、上述した開始位置から、時計回りに所定のステップ角度θｘで繰り返し出射される。そして、例えばレーザセンサ９から上空に向かってほぼ真上に伸びる角度（図５の例では、走査角度約２６０°）が終了位置として設定される。これにより、図５に示すように、レーザ光の出射の開始位置から終了位置までの範囲が、レーザセンサ９の走査範囲となる。
従って、上述した走査面及び走査範囲においてレーザ光で走査させることにより、単一のレーザセンサ９にて、車両ドア３０のほぼ全面に対して、車両ドア３０と接触する可能性がある障害物を検出することが可能となる。
ここで、レーザセンサ９が、図５に示す走査範囲をレーザ光で走査したとき、レーザ光は車両ドア３０以外の車体部分、地面、或いは車両ドア３０と接触する可能性が無い障害物によって反射され、その反射光がレーザセンサ９によって受光される場合がある。そのような、車両ドア３０の可動範囲外に存在する障害物が検出されても、車両ドア３０の開度を制限する必要はない。
この点に関して、本実施形態では、レーザセンサ９によって障害物が検出された場合、その障害物が車両ドア３０の可動範囲に存在するか、可動範囲外に存在するかを正確に判定するために、予め不揮発性メモリ４に障害物検出範囲データを記憶させている。この障害物検出範囲データとは、レーザセンサ９の設置位置からレーザ光の各々の走査角度θにおける、車両ドア３０の端部までの距離データ（設定距離Ｌ）からなるものである。
ＥＣＵ１は、レーザセンサ９に対してレーザ光を出射する走査角度を指示する。レーザセンサ９がその指示された走査角度でレーザ光を出射したとき、障害物等からの反射光を受光すると、障害物までの距離Ｘを算出し、ＥＣＵ１に出力する。ＥＣＵ１は、レーザセンサ９が出射したレーザ光の走査角度θに基づき、記憶している障害物検出範囲データから、対応する車両ドア３０の端部までの設定距離Ｌを抽出する。そして、レーザセンサ９によって実際に検出された障害物までの距離Ｘと、抽出された設定距離Ｌとを比較する。この比較により、実際の距離Ｘが設定距離Ｌよりも短ければ、障害物は車両ドア３０の可動範囲内に存在し、車両ドア３０と接触する可能性があると判断することができる。一方、実際の距離Ｘが設定距離Ｌよりも長ければ、障害物は車両ドア３０の可動範囲外に存在し、車両ドア３０を開扉する際、なんら影響を及ぼすものではないと判断することができる。
上述した障害物検出範囲データを用いて、障害物が車両ドア３０の可動範囲内に存在するか否か判定した一例が、図６及び図７に示されている。図６及び図７では、例えば走査角度θ１〜θ３において、障害物までの距離Ｘ１〜Ｘ３が算出され、その距離Ｘ１〜Ｘ３と、それぞれの走査角度θ１〜θ３に対して記憶されている設定距離Ｌ１〜Ｌ３とを比較した例を示している。この際、設定距離Ｌ１〜Ｌ３は、図６に示すように、レーザセンサ９の設置位置から、各々のレーザ光の走査角度θ１〜θ３における車両ドア３０の端部までの距離である。
図６及び図７の例では、走査角度θ１、θ３において検出された障害物までの距離Ｘ１、Ｘ３は、設定距離Ｌ１，Ｌ３と比較した結果、障害物までの距離Ｘ１，Ｘ３が設定距離Ｌ１，Ｌ３よりも長いと判定されている。その結果、走査角度θ１、θ３においては、図７に示すように、車両ドア３０に接触する可能性がある障害物は存在しないと判定される。一方、走査角度θ２において検出された障害物までの距離Ｘ２は、設定距離Ｌ２と比較した結果、障害物までの距離Ｘ２が設定距離Ｌ２よりも短いと判定されている。このため、図７に示すように、走査角度θ２において、車両ドア３０に接触する可能性がある障害物が存在すると判定される。
次に、ＥＣＵ１において実行される車両ドア開度制御処理について、図８及び図９のフローチャートに従って説明する。図８のフローチャートは、車両ドア開度制御処理のメインルーチンを示しており、図９のフローチャートは、メインルーチンにおける障害物検知処理の詳細を示している。
図８のフローチャートのステップＳ１００では、車両の乗員によって開スイッチ６がオンされたか否かを判定する。開スイッチ６がオンされたと判定された場合には、ステップＳ１１０の処理に進み、車速センサ１０からの車速信号が、車速＝０を示しているか否かを判定する。つまり、ステップＳ１１０では、車両が停車している状態であるか否かを判定している。
ステップＳ１１０において車速＝０と判定された場合には、ステップＳ１２０に進み、モータドライバ５から開閉モータ１２及びラッチ解除モータ１３に駆動信号を出力して、車両ドアの開扉を開始させる。続くステップＳ１３０では、レーザセンサ９による障害物の検出結果に基づいて、車両ドア３０と接触する可能性がある障害物を検知する。この障害物検知処理は後に詳細に説明する。
ステップＳ１４０では、車両ドア３０の開度が、車両ドア３０を自動開扉する際の設定（最大）開度になったか否かを、開度センサ１１の検出信号に基づいて判定する。このステップＳ１４０の判定処理において、車両ドア３０の開度が設定開度になったと判定されると、ステップＳ１７０の処理に進む。一方、車両ドア３０の開度がまだ設定開度に達していないと判定されると、ステップＳ１５０の処理に進む。
ステップＳ１５０では、障害物検知処理の検知結果に基づいて、車両ドア３０に接触する可能性がある障害物が存在するか否かを判定する。このステップＳ１５０の判定処理において、障害物は存在しないと判定された場合、ステップＳ１２０に戻る。このように、ステップＳ１２０からステップＳ１５０までの処理を繰り返し実行することにより、車両ドア３０が開扉される間中、車両ドア３０に対する障害物の検知が継続して実行される。
ステップＳ１５０の判定処理で、障害物が存在すると判定された場合、ステップＳ１６０において、障害物を検出した後も、開閉モータ１２の駆動を継続し、開閉モータ１２によって、障害物を検知した時点の車両ドア３０の開度から所定角度φ未満の角度だけ車両ドア３０の開度を大きくする。これにより、車両ドア３０が障害物に接触しない範囲で、極力、車両ドア３０を大きく開くことができるので、車両の乗員の利便性を向上できる。
ただし、車両ドア３０の開扉直後であって、実質的に車両ドア３０が閉じられているときに、障害物が検出されたときには、単にラッチ解除モータ１３によってラッチ機構を解除するに留め（車両ドアは半ドア状態となる）、それ以上、車両ドア３０の開度を増加させないことが好ましい。
車両ドア３０が実質的に閉じられているとき、すなわち、レーザセンサ９が障害物の検知を開始した直後に、障害物が検出された場合、車両ドア３０とその障害物との正確な距離を求めることができないためである。ただし、車両ドアが全く開扉動作を行わないと車両ドアの故障と間違われる虞があるため、ラッチ解除モータ１３によってラッチ機構を解除することが好ましい。
ステップＳ１７０では、開閉モータ１２の駆動を停止することにより、車両ドア３０の開扉を停止させ、車両ドア３０の開度を保持する。
次に、図９のフローチャートに従い、障害物検知処理について説明する。
まず、ステップＳ２００では、ＣＰＵ３が不揮発性メモリ４から障害物検出範囲データを読み込む。続くステップＳ２１０では、走査角度θｎを走査範囲の開始位置に相当する値（０°）に設定する。ステップＳ２２０では、走査角度θｎが、レーザ光の走査範囲の終了位置に相当する上限角度に達したか否かを判定する。このステップＳ２２０の判定処理において、上限角度に達したと判定された場合には、ステップＳ２３０において、走査角度θｎを、レーザ光の走査範囲の開始位置に対応する値（０°）にリセットする。
ステップＳ２４０では、レーザセンサ９に対して、設定された走査角度θｎにおいてレーザ光を出射するように指示する。レーザセンサ９は、出射したレーザ光に対する反射光を受光した場合、レーザ光の受発光時間差に基づいて、障害物までの距離を算出する。なお、レーザセンサ９は規定時間内にレーザ光の反射光を受光しない場合、設定距離Ｌｎよりも長くなるように定められた距離Ｘｎを出力する。
ステップＳ２５０では、レーザセンサ９から入力された障害物までの距離Ｘｎと設定距離Ｌｎとの大小関係を判定する。このステップＳ２５０の判定処理において、障害物までの距離Ｘｎが設定距離Ｌｎよりも大きいと判定すると、障害物は車両ドア３０の可動範囲内に存在しないとみなせるので、ステップＳ２６０の処理に進む。ステップＳ２６０では、走査角度θｎを所定のステップ角θｘだけ増加することにより、走査角度θｎを更新する。そして、ステップＳ２２０の処理に戻り、更新された走査角度θｎ又はリセットされた走査角度θｎでレーザセンサ９からレーザ光を出射させる。
一方、ステップＳ２５０において、障害物までの距離Ｘｎが設定距離Ｌｎ以下であると判定されると、ステップＳ２７０に進んで、車両ドア３０に接触する可能性がある障害物が存在すると判定する。このステップＳ２７０における処理がなされると、図８のメインルーチンにおけるステップＳ１５０の判定処理において、障害物ありと判定されるようになる。
なお、図９のフローチャートに示す障害物検知処理においては、車両ドア３０が開扉されている間、障害物が検知されない限り、ステップＳ２２０からステップＳ２６０までの処理が繰り返し行なわれる。そして、その障害物検知処理の繰り返し処理と並列的に（時分割に）、メインルーチンのステップＳ１２０からＳ１５０までの処理も繰り返し実行される。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、図５に示す走査範囲をレーザ光で走査させることにより、車両ドア３０のほぼ全面に対して、衝突する可能性がある障害物を検知できるようにした。
しかし、通常、車両ドア３０の上部にはウインドウが設けられており、車両の乗員はウインドウを介して車両の側方を容易に目視することができる。また、レーザセンサ９は、車両ドア３０の回転軸近傍に設けられるため、そのレーザセンサ９の設置位置よりも車両前方に位置するドア部分は僅かであるとともに、車両ドアが開扉されるときの移動距離も小さい。
このため、車両ドアのウインドウが設けられた範囲や、レーザセンサ９の設置位置よりも車両前方のドア部分の範囲において、レーザセンサ９によって障害物を検知する必要性は相対的に低い。従って、図１０に示すように、レーザセンサ９の設置位置の真下方向を走査範囲の開始位置とし、ウインドウよりも下方の車両ドア部分の上端位置付近を走査範囲の終了位置としても良い。このようなレーザ光の走査範囲によっても、車両の乗員にとって死角となりやすい、ウインドウ下方の車両ドア部分に対する障害物は漏れなく検知することができる。さらに、このようにレーザ光の走査範囲を狭めることにより、消費電力を低減することができるとともに、障害物検出の応答性が向上し、障害物検出精度を高めることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、車両ドア３０と接触する可能性がある障害物が検知された場合、障害物を検知した時点の車両ドア３０の開度から所定角度φ未満の角度だけ車両ドア３０の開度を大きくした。
ここで、車両ドア３０の表面は、強度を高めたり、意匠を凝らしたりするため、上下方向に湾曲して形成されたり、凹凸が施される場合がある。一方、レーザセンサ９を用いることにより、走査範囲において障害物が存在する方向と、障害物までの距離が分かるので、その障害物が接触する可能性がある車両ドア３０の部位が判断できる。
そのため、本実施形態では、車両ドア３０の表面の湾曲度合や凹凸などを考慮して、障害物を検出してから、車両ドア３０の開扉を停止するまでの角度を変更する。
例えば、図１１に示す例では、レーザセンサ９により障害物Ａを検出した場合、障害物Ａが接触する可能性がある部位は、車両ドア３０の下部であると判断できる。車両ドア３０の下部は、湾曲により、中央部よりも後退している。そのため、障害物Ａの検出時から、車両ドア３０の下部までの距離に相当する角度θ２未満の角度（θ２−α：αは接触防止のための余裕角度）だけ開扉した時点で車両ドア３０の開扉を停止する。一方、障害物Ａよりも高さの高い障害物Ｂが検出された場合には、その検出時から、障害物Ｂが接触する可能性がある部位までの距離に相当する角度θ１（＜θ２）未満の角度（θ１−α）だけ開扉した時点で車両ドア３０の開扉を停止する。なお、角度θ１−α、θ２−αは、障害物を検知した時点の車両ドア３０の開度から所定角度φ未満の角度に相当する。
このように、車両ドア３０の湾曲や凹凸などの、車両ドア３０の表面形状を考慮して、障害物検知後の車両ドア３０の開扉角度を変化させることにより、車両ドア３０が障害物に接触しない範囲で、車両ドア３０を最大限開扉することが可能になる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、車両ドア３０の開扉速度に応じて、レーザセンサ９がレーザ光を出射する間隔である走査間隔を変更するものである。
例えば、車両ドア３０を自動開閉する場合に、その開閉速度を複数段階に切替可能に構成したり、車両の乗員が手動で車両ドア３０を開扉したりする場合、車両ドア３０の開扉速度が変化する。
このような場合に、レーザセンサ９がレーザ光の走査を一定間隔で行なうと、車両ドア３０の開扉速度に応じて、走査面の間隔である走査面間隔が過度に狭くなったり、過度に広くなったりしてしまう。すなわち、車両ドア３０の開扉速度が遅い場合には、図１２（ａ）に示すように、走査面間隔が過度に狭くなり、レーザセンサ９により過剰な走査が行なわれる結果、不必要に電力を消費してしまう。一方、車両ドア３０の開扉速度が速い場合には、図１２（ｂ）に示すように、走査面間隔が過度に広くなり、障害物の大きさによっては、その障害物を検知することができない可能性が生じる。
そのため、本実施形態では、開度センサ１１によって検出される車両ドア３０の開度から、車両ドア３０の開扉速度を検出し、その開扉速度に応じて、レーザセンサ９による走査間隔を変化させる。すなわち、開扉速度が遅い場合には、レーザセンサ９による走査間隔を長くし、開扉速度が速い場合には、走査間隔を短くする。これにより、車両ドア３０の開扉速度によらず、車両ドア３０が最大開度に達するまで、ほぼ一定の頻度でレーザセンサ９による走査が行なわれ、走査面間隔をほぼ一定にすることができる。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、レーザセンサ９から出射されるレーザ光の向きを、地面に対して垂直方向とするのではなく、レーザ光が進むほど車両ドア３０から離れるように、垂直方向から僅かに傾ける点に特徴がある。
レーザセンサ９の走査間隔を一定とした場合であって、車両ドア３０の開扉速度が速いときには、上述したように、レーザセンサ９による操作面の間隔である走査面間隔が広がってしまう。このため、図１３（ａ）に示すように、障害物の大きさ（幅）によっては、その障害物を検知できない可能性が生じる。
そのため、本実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、レーザセンサ９から地面方向に出射されるレーザ光の向きを、レーザ光が進むほど車両ドア３０から離れるように、垂直方向から僅かに傾ける。このようにすることにより、レーザセンサ９による操作面間隔が広がった場合でも、障害物を検知できない事態の発生を抑制することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、レーザセンサ９からのレーザ光が、車両ドア３０の表面に対し、車両ドア３０が開扉される方向に所定角度φずれた平面を走査するものであった。しかしながら、ドアミラーにおけるレーザセンサ９の設置位置が、車両ドア表面に対して十分に離れている場合、レーザセンサ９からのレーザ光は、車両ドア３０の表面と平行な平面を走査するようにして良い。すなわち、所定角度φは０°であっても良い。
また、上述した実施形態では、車両ドアを自動的に開扉する場合に、障害物の検知に応じて車両ドアの開度を制限する例について説明したが、車両ドアが車両の乗員によって手動で開閉される場合にも本発明による車両ドア開度制御装置を適用することができる。
また、上述した実施形態では、レーザセンサ９がドアミラーの下部に設けられたが、レーザセンサ９は、車両ドア本体に設けても良い。さらに、図１４に示すように、レーザセンサ９は、ドアミラーを車両ドア３０に固定する支持軸内に設置しても良い。これにより、レーザセンサ９をドアミラーの下部に設置する場合に比較して、意匠性を向上することができる。なお、図１４に示すように、ドアミラーの支持軸の一部は、支持軸内部に設置されたレーザセンサ９からのレーザ光を透過するレーザ透過面として、透明部材によって構成される。
また、上述した実施形態では、ＥＣＵ１からの走査角度θｎの指示に応じて、レーザセンサ９がレーザ光を出射し、そのレーザ光に対する反射光を受光した場合、レーザセンサ９が障害物までの距離を算出するものであった。しかしながら、ＥＣＵ１とレーザセンサ９との役割分担は任意であり、例えば、ＥＣＵ１にて、障害物までの距離を算出しても良いし、レーザセンサ９が走査角度θｎを決定しつつレーザ光を出射するようにしても良い。ただし、レーザセンサ９が走査角度θｎを決定する場合には、レーザセンサ９はその走査角度θｎをＥＣＵ１に連絡する必要がある。
さらに、上述した実施形態では、本発明による車両ドア開度制御装置を、乗員が車両に乗り降りするための車両ドアに適用した例について説明した。しかしながら、本発明による車両ドア開度制御装置は、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、車両のバックドア４０に適用しても良い。近年では、ミニバン等、乗員のスイッチ操作でバックドア４０を自動的に開閉するパワーバックドアを採用する車両が増えつつある。この場合、本発明による車両ドア開度制御装置を適用することにより、バックドア４０を自動開扉する際に、障害物と接触することを確実に防止することができる。
なお、本発明による車両ドア開度制御装置をバックドア４０に適用する場合には、図１５（ａ）に示すように、レーザセンサ９は、バックドア４０の回転軸の近傍であるバックドア４０の上部に設置される。そして、このレーザセンサ９は、バックドア表面に対して、バックドア４０が開扉される方向に所定角度φずれた平面をレーザ光が走査するようにレーザ光を出射する。そして、レーザ光の走査範囲は、図１５（ｂ）に示すごとく、バックドア全面をカバーできるように、レーザセンサ９の設置位置から右側水平方向を開始位置（走査角度０°）とし、左側水平方向を終了位置とする、およそ１８０°の角度範囲となっている。
また、本発明による車両ドア開度制御装置を、サイドエアバッグの制御に適用しても良い。すなわち、車両に、サイドエアバック装置が設けられている場合、本発明による車両ドア開度制御装置により、サイドエアバックの展開を制御しても良い。この場合、車両ドア開度制御装置は、車両が走行しているときにも、レーザセンサによるレーザ光の送光・受光を行なう。そして、その走光・受光結果に基づいて、車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、サイドエアバック装置に対して、障害物検知信号を出力する。車両が走行しているときに、車両ドアの極近傍で障害物が検知された場合、その障害物は、車両の側面に追突しようとしている車や二輪車などの他車両である可能性が極めて高い。このように、本発明による車両ドア開度制御装置を用いた場合には、他車両が実際に追突する前に、車両に追突しようとしている他車両を検出することができるので、車両の乗員の安全をも確保しやすくなる。
また、本発明による車両ドア開度制御装置を、防犯に適用しても良い。すなわち、本発明による車両ドア開度制御装置により、警報器を鳴らしてもよい。この場合、車両ドア開度制御装置は、ユーザが降車しロックされた後にも、レーザセンサによるレーザ光の送光・受光を行なう。そして、その走光・受光結果に基づいて、車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、警報器に対して、障害物検知信号を出力する。ユーザが降車しロックされた車両状態において、車両ドアの極近傍で障害物が検知された場合、その障害物は不審者である可能性が極めて高い。このように、不審者を検出することができるので、車両の防犯性をも向上できる。
１ ＥＣＵ
６ 開スイッチ
７ 閉スイッチ
８ 停止スイッチ
９ レーザセンサ
１０ 車速センサ
１１ 開度センサ
１２ 開閉モータ
１３ ラッチ解除モータ
３０ 車両ドア
３２ ドアミラー

Claims (10)

  1. 車両ドアの回転軸の近傍において当該車両ドアに設置され、前記車両ドアの表面に対し、前記車両ドアが開扉される方向にずれた平面を走査するようにレーザ光を送光するとともに、障害物によって反射された反射光を受光するレーザセンサと、
    前記レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果に基づいて、前記車両ドアの開扉方向に前記車両ドアに接触する可能性がある障害物が存在するか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により、前記障害物が存在すると判定されると、前記車両ドアの開度を制限する開度制限手段と、を備え、
    前記車両ドアの上部にはウインドウが設けられており、前記レーザセンサは、前記ウインドウよりも下方の車両ドア部分に相当する領域のみをレーザ光により走査することを特徴とする車両ドア開度制御装置。
  2. 前記判定手段は、前記レーザセンサの設置位置からレーザ光の各々の走査方向における、前記車両ドアの端部までの距離を予め記憶しており、前記レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果から障害物までの距離を算出し、当該障害物までの距離が、予め記憶している前記車両ドアの端部までの距離以下である場合、前記車両ドアに接触する可能性がある障害物が存在すると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両ドア開度制御装置。
  3. 前記レーザセンサは、前記車両ドアの表面に対し、前記車両ドアが開扉される方向に所定角度ずれた平面をレーザ光により走査するものであり、
    前記開度制限手段は、前記判定手段により前記障害物が存在すると判定された時点の車両ドアの開度から、前記所定角度未満の角度に相当する開度だけ前記車両ドアを開扉させた時点で、車両ドアの開度を制限することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両ドア開度制御装置。
  4. 前記開度制限手段は、前記判定手段により前記障害物が存在すると判定されると、車両ドアにおける当該障害物が接触する可能性がある接触位置を判断し、さらに、車両ドアの表面形状を考慮して、前記障害物と車両ドアの接触位置との距離に相当する車両ドアの回転角度を求め、この回転角度未満の角度に相当する開度だけ前記車両ドアを開扉させた時点で、車両ドアの開度を制限することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  5. 前記車両ドアにはドアミラーが設けられており、前記レーザ光の走査面は、前記車両ドアが回転して開扉される際の車両ドアの回転最外周端部に対応する位置において、前記ドアミラーの先端位置よりも前記車両ドアに近くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  6. 車両ドアの開扉速度を検出する開扉速度検出手段を備え、
    前記レーザセンサは、前記開扉速度検出手段によって検出される車両ドアの開扉速度に応じて、レーザ光を送光する間隔を変化させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  7. 前記レーザセンサは、前記レーザ光が進むほど車両ドアの表面から離れるように、垂直方向から傾けて前記レーザ光を送光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  8. 前記レーザセンサは、ドアミラーを車両ドアに固定する支持軸内に設置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  9. 車両には、サイドエアバック装置が設けられており、車両が走行しているときに、前記レーザセンサによるレーザ光の送光・受光結果に基づいて、前記車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、前記サイドエアバック装置はサイドエアバックを展開することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
  10. 車両には、警報器が設けられており、ユーザが降車し施錠した後、前記レーザセンサによるレーザ光の走光・受光結果に基づいて、前記車両ドアの開扉方向に障害物が存在すると判定されたとき、前記警報器により警報することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の車両ドア開度制御装置。
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