JP6106363B2 - 開放部を制御する装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の開放部を制御する装置に関する。

今日、電子制御され、運転者に多くの便宜をもたらす機器が、ますます、自動車に設けられるようになっている。

これらの機器の制御には、全て、運転者のすぐ近傍に配置されているスイッチ、ボタン、レバー、または操作棒などの、運転者によって操作される制御部材が必要である。

制御される機能が多くなると、これらの制御部材も多くなる。制御部材の数がこのように増加すると、運転者が理解しなければならない制御内容の全体が複雑になり、また正確な制御を行うための運転者の指動作が多くなり、そのため、運転の安全性が低下する。

さらに、開放部を開閉するための制御部材により、例えば開放部の複数の位置をあらかじめ設定しておくことは、特許文献１によって公知である。しかしながら、これらのあらかじめ設定された位置は、必ずしも、ユーザが望む位置と一致するとは限らない。

対照的に、正確な位置を得るために、運転者は、制御部材を連続的に操作することを強いられる。それによって、運転者の路上への注意が散漫になり、運転の安全性がさらに低下する。

特開２００７−３２１４４６号公報

本発明は、従来技術のこれらの欠点を緩和するために、操作される制御部材の数を減らし、制御のしやすさと制御される機器との間の整合性を向上させることによって、制御を容易にすることができる、開放部の制御装置を提供することを、１つの目的としている。

本発明は、運転の安全性を最高に確保し、かつ開放部の制御の精度を上げることをさらなる目的としている。

これらの目的を達成するために、本発明は、居住空間の開放部の少なくとも１つの作用面上に定められる検出場と、作用面上の、ユーザの指動作を検出するための検出ユニットと、検出された指動作に応じて、開放部に関する少なくとも１つのコマンドを発生させる判読モジュールとを有することを特徴とする、自動車等の居住空間の開放部を制御する制御装置を提供するものである。

さらに本発明による制御装置は、次の特徴の１つ以上を、単独で、または組み合わせて備えている場合がある。
− 開放部の作用面は、ガラスが嵌められている面である。
− 検出場は、居住空間の内部に向いている、開放部の作用面の１つの面上に定められている。
− 検出場は、居住空間の外部に向いている、開放部の作用面の１つの面上に定められる。
− 検出ユニットは、少なくとも２つの超音波センサを備えている。
− 検出ユニットは、開放部の作用面上の、ユーザの指動作の圧力を検出することができる触覚センサを備えている。
− この制御装置は、検出された圧力が、あらかじめ定められた圧力範囲外にあるときに、制御を停止させる手段を備えている。
− 判読モジュールは、ユーザの複合的な指動作に応答して、開放部に関する２つのコマンドを発生させることができる。
− 判読モジュールは、検出された、ユーザの指動作に応答して、開放部を変位させるためのコマンドを発生させることができる。
− 検出される指動作は、開放部の作用面への、ユーザによる加圧である。
− 開放部の変位長は、開放部の作用面上の、ユーザによる加圧位置に対応する。
− 検出される指動作は、開放部の作用面上の、ユーザの指の移動である。
− 判読モジュールは、開放部の変位方向に実質的に平行な、開放部の作用面上のユーザの指の移動成分の和を利用する。
− コマンドは、開放部の作用面上の、ユーザの指の移動の向きに一致する向きに、開放部が変位することを可能にする。
− 開放部の変位長は、開放部上の、ユーザの指動作の移動長に対応する。
− 判読モジュールは、開放部の特性を変更するためのコマンドを発生させることができる。
− コマンドは、開放部の変位方向に実質的に直交する方向の、開放部の作用面上の、ユーザの指の移動に伴って発生する。
− ユーザの指の、第１の向きの移動が、開放部の特性を下げるコマンドに対応し、ユーザの指の、第２の向きの移動が、開放部の特性を上げるコマンドに対応し、開放部の特性の変更量は、好ましくは、開放部の作用面上の、ユーザの指の移動長に対応している。
− この制御装置は、開放部に対する制御を可能にする補助触覚面を備えている。

本発明による、開放部の制御装置の概要図である。 図１の制御装置の、より詳細なブロック図である。 開放部に対する制御を説明するための図である。 開放部に対する制御を説明するための別の図である。 ユーザの指の移動方向と制御のカテゴリーとの関係を表わすグラフである。

添付図面を参照して、非限定的な例として与える以下の説明を読むことによって、本発明の他の特徴および利点が明らかになると思う。

図１は、自動車の居住空間の開放部３、例えばスライド部の制御装置１を示している。この開放部３は、ドアウインドウ、サンルーフ、またはフロントガラスのように、ガラス面を有している場合がある。言うまでもないが、ガレージまたは家屋などの任意の居住空間の開放部３にも、本発明を同様に適用することができる。

本発明によれば、この制御装置１は、次のものを備えている。
− 開放部３の少なくとも１つの作用面上に定められる、ユーザの指動作を検出するための検出場と、
− 開放部３の作用面上の、ユーザの指動作を検出するための検出ユニット５と、
− 検出された指動作に応じて、開放部３に関するコマンドを発生させるための判読モジュール７。

用語「作用面」は、ユーザが、開放部３に関するコマンドを発生させるための指動作を行うことができる面を意味している。この作用面は、開放部３のごく一部分である場合もあるし、開放部３の全体である場合もある。

権限のない人が、車両の居住空間外からコマンドを発生させ、さらには居住空間内に侵入することを防止するために、検出場は、居住空間の内側に向いている、開放部３の作用面の１つの面上に定められる。

しかしながら、例えば燃料給油口の蓋の開閉のために、検出場は、居住空間の外側に向いている、開放部３の作用面の１つの面上に定められる場合もある。この場合には、制御装置１は、識別バッジなどの、ユーザを識別する手段と交信する。

通常は運転者であるユーザは、開放部３の作用面上で、種々のカテゴリーの指動作を行うことができる。一例として、開放部３の１つの位置に対応する、開放部３の作用面上の一点を正確に指定するための加圧、または例えば並進移動などの移動を挙げることができる。

ユーザが望んでいる制御に関わる取り違えを防止するために、制御装置１は、指動作が、開放部３の作用面上で、ある距離（例えば少なくとも５ｍｍの）にわたってなされたときに、移動として判読する。

このような指動作を行うために、運転者は、自分の指、スタイラス、または他の同様のツールを用いることができる。さらに、ユーザが手袋を装着している場合もある。

したがって、制御される開放部３は、例えば開放部に関わる制御部材の故障の際に、ユーザに対する直接的な制御インターフェイスになる。さらには、開放部は、ユーザのための主制御インターフェイスとして動作することができる。この場合には、もはや、ユーザが付属制御部材を用いることはない。

ユーザの指動作を検出するために、検出ユニット５は、光学センサ（カメラ、レーザ）、表面波センサ、音波センサ、抵抗センサ、または容量センサを備えている場合がある。これらのセンサは、それ自体としては当業者に公知であるから、本明細書においては、これ以上詳述しない。

検出ユニット５は、例えば座標中のユーザの指の位置または移動を読み取るために、開放部３の作用面上への、ユーザの指の接触を検出することができるセンサを備えている場合がある。

一実施形態によれば、検出ユニット５は、少なくとも２つの、圧電型の超音波センサ９を備えている。これらの超音波センサ９は、例えば開放部３の作用面の隅に配置されている。

各超音波センサ９は、例えば開放部３の作用面上のユーザの指から反射された音波の方向を検出することができる。したがって、開放部３は、音波を伝播させるための音響的な界面として働く。図示されているこの例においては、制御装置１は、３つの超音波センサ９を備えている。この構成においては、各超音波センサ９の間の距離は、あらかじめ知られている。

より具体的には、第１の超音波センサ９は、作用面上のユーザの接触点からの距離を特定することができ、第２の超音波センサ９も、同様に、作用面上のユーザの接触点からの距離を特定することができる。したがって、これらの２つの超音波センサ９の間の距離が知れていれば、接触点の位置は、三角測量法の原理を用いて特定される。

第３の超音波センサ９は、例えばユーザの指動作が、第１および第２の超音波センサ９からかなり離れて、第３の超音波センサ９の近くで行われているときに、開放部３の作用面上の指動作位置の測定精度を上げることができる。

言うまでもないが、作用面には、ガラスを嵌められている場合があり、この場合には、超音波センサ９は、インジウムスズ酸化物（「ＩＴＯ」として、よりよく知られている）から成る透明層を備えている場合がある。

さらに、検出ユニット５は、開放部３の作用面上の、ユーザの指動作に関する他のデータ、特に、ユーザの指動作時に及ぼされる圧力に関するデータを収集することができる。この収集のために、検出ユニット５に、例えば感圧抵抗体を用いたＦＳＲ（「Force Sensing Resistor」の頭字語）タイプの触覚センサを設けることができる。ＦＳＲタイプの触覚センサに圧力が加えられると、そのオーム抵抗が減少する。したがって、適切な電圧を印加することによって、及ぼされた圧力を測定することができる。

ガラスを嵌められた作用面の場合には、ユーザの視界を妨げないように、触覚センサは、開放部３に固着された半透明の抵抗性フィルムを有する透明層である。

さらに、検出ユニット５は、例えば指動作のカテゴリー（加圧、移動）を表わすパラメータ、指動作の位置を表わすパラメータ、移動の方向を表わすパラメータ、移動の向きを表わすパラメータ、移動長を表わすパラメータ、検出された、ユーザの指動作による圧力を表わすパラメータを含む、検出された指動作を表わす一連のデータから、少なくとも１つのデータを、判読モジュール７に伝達する。

図２に概略的に示されている例示的な一実施形態によれば、判読モジュール７は、検出ユニット５から伝達されたデータの全てを受理するための少なくとも１つのレシーバ１１、少なくとも１つのコンパレータ１３、少なくとも１つの記憶手段１５、および少なくとも１つのコントローラ１７を備えている。

最初に、検出された指動作に対応するコマンドが、実際に実行するべきものであるか否かを検証するために、コンパレータ１３は、圧力を表わすパラメータと、開放部３の作用面上の指動作による圧力の許容範囲の下限および上限を表わす、あらかじめ定められた基準パラメータとを比較する。これらの基準パラメータは、例えば記憶手段１５に記憶されている。

次に、コンパレータ１３は、指動作によって作用面に及ぼされている圧力が、この圧力の許容範囲内にあるか否かを示す情報を、コントローラ１７に送出する。コントローラ１７は、この情報を、制御装置１の機能を停止させる停止手段１９に伝達する。

検出された圧力が、圧力の許容範囲に含まれていないということを、送出された情報が示している場合には、停止手段１９は、制御装置１の実行モジュール２１が、ユーザの指動作に対応する制御を実行することを防止するために、実行モジュール２１に停止信号を伝達する。

指動作による圧力に関するこの測定によって、意図的でないか、または開放部３の制御に関係がない、ユーザの動作、例えば開放部３を洗浄するための擦過、肘による打撃、または軽い接触を考慮の対象にすることを避けることができる。

言うまでもないが、指動作がなされている、開放部の面の検出などの、開放部３に対する制御の実行の可否を与える、他の判定基準を考えることもできる。

上述の場合と反対に、検出された圧力が、圧力の許容範囲に含まれていることを、送出された情報が示している場合には、その制御は許可される。判読モジュール７は、対応するコマンドを発生させ、次いで、そのコマンドを実行モジュール２１に伝達する。

この判読のために、開放部３に関連するコマンドを、例えば指動作を表わすパラメータを有する基準データと組み合わせて記憶しているライブラリを、記憶手段１５に設けることができる。コンパレータ１３は、レシーバ１１から受けたデータと、これらの基準データとを比較し、発生させるコマンドに関する情報を、コントローラ１７に伝達する。最後に、コントローラ１７は、検出された指動作に対応したコマンドを発生させて、そのコマンドを実行モジュール２１に伝達する。

実行モジュール２１に伝達されるコマンドは、例えば光学特性などの特性の変化または変位のような、開放部３に関わる任意のコマンドであり得る。

さらに、ユーザは、開放部３の作用面上で、例えば特性の変化と変位との両方に対する二重コマンドに対応する、複合的な指動作を行うことができる。この複合的な指動作には、加圧と移動、または例えば相異なる２つの方向への２つの移動が含まれる場合がある。

図３ａ、図３ｂは、開放部３の変位の制御の例示的な一実施形態を示す。この実施形態は、開放部３の開閉の制御プロセスを含んでいる。したがって、開放部３は、少なくとも１つの開位置、１つの閉位置、およびそれらの中間の任意の位置の間で変位することができる。

図３ａは、閉位置における、サンルーフである開放部３を示している。ユーザが、このサンルーフ３の１つの位置に対応する正確な点Ｐに加圧するために、この閉位置にあるサンルーフ３上に、自分の指２３を置いている。

図３ｂに示すように、この加圧に応答して、サンルーフ３は、点Ｐの位置に対応する開位置まで変位する。

したがって、サンルーフ３は、ユーザの所望通りの正確な位置に到達する。したがって、ユーザは、長時間にわたって、サンルーフ３の変位の制御に注意を集中する必要はない。

ユーザは、移動を伴う指動作を行うことによって、開放部３の変位を制御することもできる。

このように、開放部３がガラス面を有する場合の変位の制御においては、より直感的な制御を行うために、指の移動を、開放部３の変位方向に実質的に平行な方向に合わせることが可能である。

例えば、開放部３の作用面上のユーザの指動作が、第１の向き、例えばユーザの後方から前方への向きの移動であるときに、対応する制御は閉位置に向かう変位である。同様に、開放部３の作用面上のユーザの指動作が、反対の第２の向き、すなわち、この場合には、ユーザの前方から後方への向きの移動であるときに、対応する制御は開位置に向かう変位である。したがって、判読モジュール７も、この制御によって、開放部３の変位が、ユーザの指動作と同じ向きの変位になるように、開放部３の作用面上で行われている指動作の向きを利用する。

しかしながら、運転時には、ユーザの指の移動は、開放部３の変位の方向と平行にならなくなってしまう場合がある。この場合には、判読モジュール７は、開放部３の変位方向に平行な、開放部３の作用面上のユーザの指動作成分のみの和を使用する。

したがって、ユーザの指の移動方向がどのような方向であろうと、判読モジュール７は、ユーザの指の移動が開放部３の変位方向に平行であると見なす。

判読モジュール７は、さらに、開放部３の変位長を、開放部３の作用面上のユーザの指動作の移動長に対応させるように、開放部３の作用面上のユーザの指動作の移動長を利用することができる。

これを行うために、判読モジュール７に、指動作の移動長と、制御される開放部３の変位長との間の対応表を記憶しているライブラリを備えさせることができる。

しかしながら、運転状態によっては、ユーザが正確な長さの指の移動を行うことができない場合がある。ユーザの要望によりよく対応するために、ユーザの指の移動（移動長に関係のない）に、開放部３の与えられた１つの変位長を対応させることも可能である。この場合には、ユーザは、自分が実行している指動作の移動長について考える必要がなく、道路上に注意を集中し続けることができる。

制御の別の１つの例として、開放部３の特性を変更するための制御が挙げられる。

一実施形態によれば、開放部３の特性を変更する制御は、開放部３の不透明度／透明度の変更に関する制御である。この場合には、開放部３はエレクトロクロミック材料から成っており、判読モジュール７は、開放部３の不透明度／透明度を変更するために、開放部３に電圧を印加することを許可するコマンドを、実行モジュール２１に伝達する。印加される電圧（正負、電圧値）は、検出ユニット５によって検出された指動作に基づいて、判読モジュール７によって決定される。

開放部３の特性を変更する制御は、例えば開放部３の変位方向に実質的に直交する方向の、開放部３の作用面上のユーザの指の移動を伴う。言うまでもないが、開放部３の特性を変更するこの制御は、開放部３の作用面へのユーザの加圧、または別の方向への移動を伴う場合もある。

上述のように、運転中に不正確になる、ユーザの指の移動を補うために、判読モジュール７は、開放部３の変位方向と直交する、開放部３の作用面上のユーザの指の移動成分だけの和を利用する。

さらに、判読モジュール７は、開放部３上で行われている指の移動の向きを利用する。

具体的には、開放部３の特性を変更する制御が、開放部３の不透明度／透明度の変更に関する制御である場合には、第１の向き、例えばユーザの左側から右側への向きの指の移動によって、開放部３の不透明度が増すように、また反対の第２の向き、すなわちこの場合には右側から左側への向きの指の移動によって、開放部３の不透明度が減るように設定することが可能である。

判読モジュール７は、さらに、開放部３上のユーザの指の移動長が長くなるほど、開放部３の不透明度が増すか、または減るように、開放部３上のユーザの指の移動長を利用することができる。

開放部３に関するいくつかの制御を実行することができる状態においては、例えば方向と制御との組み合わせを用意することができる。

例えば図４に示すように、２つの方向Ｄ１、Ｄ２が、それぞれ１つの制御に対応している状態においては、各方向Ｄ１、Ｄ２に対して、それぞれ２本の直線（Ｍ１ｉ、Ｍ１ｓ)、（Ｍ２ｉ、Ｍ２ｓ）によって画定される許容区画を設けることが可能である。

この場合には、２本の直線(Ｍ１ｉ、Ｍ１ｓ）によって画定されている、横縞模様で示されている第１の区画Ｓ１は、例えば変位の制御のための許容区画を表わしており、２本の直線（Ｍ２ｉ、Ｍ２ｓ）によって画定されている、斜め縞模様で示されている第２の区画Ｓ２は、例えば不透明度を変更する制御のための許容区画を表わしている。

したがって、ユーザの指の移動方向を表わしている直線Ｄ３が、横縞模様で示されている第１の区画Ｓ１内に含まれている場合には、判読モジュール７は、変位に関するコマンドを発生させる。対照的に、直線Ｄ３が、斜め縞模様で示されている第２の区画Ｓ２内にある場合には、判読モジュール７は、特性変更に関するコマンドを発生させる。

さらに、制御装置１は、例えば変位または不透明度の変更などの、開放部３に関する制御を可能にする補助触覚面を備えている場合がある。

この補助触覚面は、制御される開放部３に近接した位置、例えばフロントガラスの上隅などに配置されている場合もあるが、運転者のごく近傍に、例えば中央制御盤上に、または直接にハンドル上に配置されている触覚面である場合もある。

この補助触覚面は、開放部３が完全な開位置にあり、ユーザがアクセスすることができるゾーンが存在しなくなっているときに、開放部３の変位を制御することを可能にする。

しかしながら、開放部３の変位を制限して、開放部３の一ゾーンに、常にユーザがアクセスすることができるようにするためのストッパを、開放部３に設けることもできる。

上述の説明により、本発明の制御装置は、ユーザにとって非常に直覚的な制御を可能にし、したがって、ユーザは、運転中に、道路上に注意を集中させ続けることができることが理解しうると思う。さらに、開放部３が、直接的に、ユーザとの制御インターフェイスを構成するから、実行される制御は、ユーザが望む制御に正確に一致する。

１ 制御装置
３ 開放部
５ 検出ユニット
７ 判読モジュール
９ 超音波センサ
１１ レシーバ
１３ コンパレータ
１５ 記憶手段
１７ コントローラ
１９ 停止手段
２１ 実行モジュール
２３ 指
Ｄ１、Ｄ２ 方向
Ｄ３、Ｍ１ｉ、Ｍ１ｓ、Ｍ２ｉ、Ｍ２ｓ 直線
Ｐ 点
Ｓ１ 第１の区画
Ｓ２ 第２の区画

Claims (14)

1. 自動車の居住空間の開放部（３）を制御する装置において
   居住空間の開放部（３）の少なくとも１つの作用面上に定められる検出場と、
   前記作用面上の、ユーザの指動作を検出するための検出ユニット（５）と、
   検出された前記指動作に応じて、前記開放部（３）に関する少なくとも１つのコマンドを発生させる判読モジュール（７）と、
   前記検出ユニット（５）は、前記開放部（３）の作用面上の、前記ユーザの指動作の圧力を検出することができる触覚センサを備え、
   検出された前記圧力が、あらかじめ定められた圧力範囲外にあるときに、前記ユーザの指動作に対応する制御を停止させる手段と、
   前記開放部（３）に対する制御を可能にする補助触覚面を備え、
   前記補助触覚面での、前記ユーザの指の、第１の向きの移動が、前記開放部（３）の特性を下げるコマンドに対応し、
   前記補助触覚面での、前記ユーザの指の、第２の向きの移動が、前記開放部（３）の特性を上げるコマンドに対応し、
   前記開放部（３）の特性の変更量は、前記補助触覚面上の、前記ユーザの指の移動長に対応することを特徴とする装置。
2. 前記開放部（３）の作用面は、ガラスが嵌められた面であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記検出場は、前記居住空間の内部に向いている、前記開放部（３）の作用面の１つの面上に定められていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記検出場は、前記居住空間の外部に向いている、前記開放部（３）の作用面の１つの面上に定められていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
5. 前記判読モジュール（７）は、前記ユーザの複合的な指動作に応答して、前記開放部（３）に関する２つのコマンドを発生させることができることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記判読モジュール（７）は、検出された、前記ユーザの指動作に応答して、前記開放部（３）を変位させるためのコマンドを発生させることができることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 検出される前記指動作は、前記開放部（３）の作用面への、前記ユーザによる加圧であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記開放部（３）の変位長は、前記開放部（３）の作用面上の、前記ユーザによる加圧位置に対応することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 検出される前記指動作は、前記開放部（３）の作用面上の、ユーザの指の移動であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
10. 前記判読モジュール（７）は、前記開放部（３）の変位方向に実質的に平行な、前記開放部（３）の作用面上の、前記ユーザの指の移動成分の和を利用することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記コマンドは、前記開放部（３）の作用面上の、前記ユーザの指の移動の向きに一致する向きに、前記開放部（３）が変位することを可能にすることを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記開放部（３）の変位長は、前記開放部（３）上の、前記ユーザの指動作の移動長に対応することを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記判読モジュール（７）は、前記開放部（３）の特性を変更するためのコマンドを発生させることができることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記開放部（３）の特性を変更するためのコマンドは、前記開放部（３）の変位方向に実質的に直交する方向の、前記開放部（３）の作用面上の、前記ユーザの指の移動に伴って発生することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。

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