JP6211506B2 - 車両用開閉体の開閉検知装置 - Google Patents

車両用開閉体の開閉検知装置 Download PDF

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Description

本発明は、車両用開閉体の開閉検知装置に関し、詳細には、車両に取り付けられた標章の所定の部位に沿って配置された複数のセンサからの信号を基に、ユーザの車両用開閉体の開閉意思を判断する技術に関する。
従来より、開閉体に取り付けられた非接触スイッチにユーザの身体（手や指等）をかざすことにより開閉体の開閉作動を自動的に行わせる技術が知られている。特許文献１は、自動ドアから離れたところを横切るような通行人等によるご検出を防止するために、物体検出方向を容易に変更できるようにした自動ドア用非接触スイッチを提供する。この発明によると、設置場所や用途に応じて適切な物体検出方向を容易に設定することが可能になり、物体検出方向をほぼ真下方向とした場合であっても、手指をかざすべき位置が分かりやすいので、確実な検出を可能とする。
特開２００８−１５９２９３号公報
特許文献１の技術は、基本的に、建物用の自動ドアに適用するものである。車両用ドアの作動センサの誤検知により車両用開閉体が誤って開閉作動する場合の影響は、建物用の自動ドアの作動センサの誤検知により当該自動ドアが誤って開閉作動する場合の影響よりも大きい。そのため、車両用開閉体の作動センサの誤検知は極力低減されなければならず、特許文献１の技術を車両に適用したところで、当該誤検知の問題は解決されない。
そこで、本発明は、車両用開閉体の作動センサの誤検知による車両用開閉体の誤った開閉作動を低減する車両用開閉体の開閉検知装置を提案することを目的とする。
本発明の一実施形態は、車両に取り付けられた標章の所定の部位に沿うように配置された複数のセンサと、複数のセンサから所定の部位のなぞり順に検知信号を入力すると、車両の開閉体の開閉作動を指示する作動トリガ信号を出力する制御部とを備える開閉検知装置を提供する。
本発明の一実施形態に係る開閉検知装置は、複数のセンサから標章の所定の部位のなぞり順に検知信号を入力すると、車両用開閉体の開閉作動を指示する作動トリガ信号を出力するように構成されている。そのため、複数のセンサがその近くを通り抜けた車両や構造物や人等を誤まって検知してしまっても、それが当該なぞり順に検知されることは稀であるため、それにより車両用開閉体が誤って開閉作動される可能性は低減される。
第１実施形態の開閉検知装置を備える車両の概略構成図である。 第１実施形態の標章の一例を示す模式図である。 第１実施形態の開閉検知装置等のブロック図である。 第１実施形態の標章のなぞり順の一例を示す模式図である。 第１実施形態の制御部による開閉意思判断に係るフローチャートである。 第２実施形態の開閉検知装置を備える車両の概略構成図である。 第２実施形態の開閉検知装置等のブロック図である。 第２実施形態の制御部による開閉意思判断に係るフローチャートである。 その他の実施形態の標章の一例を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態で説明される寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更される。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に説明される実施形態で具体的に記載された形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る開閉検知装置１０を備える車両１の概略構成図である。車両１は、開閉体２、標章３、開閉体ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４、開閉体駆動装置５及び開閉検知装置１０を備える。
開閉体２は、車両１のバックドアやパワースライドドア等であり、開閉体駆動装置５により開閉駆動される。開閉体駆動装置５は、開閉体ＥＣＵ４により制御される。なお、開閉体２は、電力により開閉作動（開作動又は閉作動）するフロントドア、トランクリッド、ドアミラー、ボンネット、サンルーフ又は給油口扉等であってもよい。また、バックドアは、パワーバックドアであってもよいし、トーションスプリングやガスダンパーを備えたバックドアであってもよい。
標章３は、開閉体２の面であってユーザが視認できる位置に取り付けられている。ここで、標章３とは、文字、図形、記号若しくは立体的形状若しくはこれらの結合又はこれらと色彩との結合のことである。例えば、標章３は、図１に示すようにバックドアに取り付けられた車両１のブランド若しくは車種又は車両グレードを示すエンブレムである。また、標章３は、作動対象となる開閉体２に取り付けられる構成に限らず、センターピラー等車両１のどの部位に取り付けられていてもよい。なお、ユーザの利便性を考慮すると、標章３は、開閉体２の近傍であって、ユーザの手が容易に届く位置に取り付けられているとよい。
図２は、複数のセンサ２が配置された標章３の例を示す模式図である。図２に示す標章３は、楕円及びＸ字の立体的形状の結合からなる車両１のエンブレムである。標章３には、その所定の部位３ａ（図２中の網掛部分）に沿って複数のセンサ２０（２０ａ〜２０ｅ）が配置されている。図２に示す標章３では、所定の部位３ａは、Ｘ字の立体的形状の部分である。
複数のセンサ２０は、ユーザの身体（手、指、足等）を検知すると、検知信号を制御部３０に出力する非接触式又は接触式のセンサである。例えば、非接触式のセンサは、検知範囲に入ったユーザの身体に起因する静電容量の変化からユーザの身体を検知する静電容量センサであり、接触式のセンサは、センサにかかる圧力の変化によりユーザの身体を検知する圧力センサやメンブレンセンサ等である。なお、複数のセンサ２０として、赤外線センサや、超音波センサ、光電センサ、レーザセンサ、カメラ等を用いてもよい。また、検知信号は１ビット値を有する信号であってもよく、この場合、複数のセンサ２０は、ユーザの身体を検知した場合に「１」の値を制御部３０に出力する。
図３は、開閉検知装置１０及び開閉体ＥＣＵ４等のブロック図である。開閉検知装置１０は、複数のセンサ２０及び制御部３０からなる。制御部３０は、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３４及び出力Ｉ／Ｆ３５を備えるコンピュータである。なお、後述する制御部３０の機能は、上記構成３１〜３５を用いたソフトウェア処理によって実現されてもよいし、詳細な説明は省略するがロジック回路を用いたハードウェア処理によって実現されるようにしてもよい。
入力Ｉ／Ｆ３１は、複数のセンサ２０からの検知信号を入力し、ＣＰＵ３４で処理可能なデータに変換し、当該データはＲＡＭ３２に一時的に記憶される。ＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３３に予め記憶された所定のプログラムに基づき当該データを処理し、その処理結果を出力Ｉ／Ｆ３５を介して開閉体ＥＣＵ４に出力する。言い換えると、制御部３０は、複数のセンサ２０からの検知信号を基に開閉体２に係るユーザの開閉意思を判断し、開閉体ＥＣＵ４に開閉体２の開作動又は閉作動を指示する信号（「作動トリガ信号」と称する。）を出力する。作動トリガ信号は、１ビット値を有する信号であってもよいし、複数のビットを有する信号であってもよい。また、複数のセンサ２０と制御部３０との通信は、シリアル通信であってもよいし、パラレル通信であってもよい。
開閉体ＥＣＵ４は、開閉検知装置１０から作動トリガ信号を入力すると、開閉体２の開閉状況に応じて開閉駆動装置５のモータ５ａに印加される電圧の極性を変更し、モータ５ａの回転作動及び回転方向（正転又は逆転）を制御する。例えば、開閉体ＥＣＵ４は、開閉体２がすでに閉まっていると判断した場合には、開閉体２の開作動が要求されていることになるため、モータ５ａを正転させる。また、開閉体ＥＣＵ４は、開閉体２がすでに開いていると判断した場合には、開閉体２の閉作動が要求されているため、モータ５ａを逆転させる。ここで、限定されないが、モータ５ａの正転が開閉体２の開作動に対応し、モータ５ａの逆転が開閉体２の閉作動に対応するとする。また、開閉体ＥＣＵ４は、前回の開閉体２の開閉作動の際に、開閉体２の開閉状態を記憶しておき、それを開閉体２の開閉状態を判断するために用いるようにするとよい。モータ５ａの回転は、駆動機構５ｂを介して開閉体２に伝わり、開閉体２を開作動又は閉作動させる。
なお、開閉体２がトーションスプリングやガスダンパーを備えたバックドアである場合には、開閉体ＥＣＵ４は、開閉検知装置１０からユーザの開意思に係る作動トリガ信号を入力すると、当該バックドアのロックを解除するよう構成される。これにより、トーションスプリングやガスダンパーの力により当該バックドアは開作動することになる。また、開閉体２の開閉状態を判断する手段を開閉検知装置１０に設け、開閉検知装置１０が開閉体ＥＣＵ４に開閉体２の開閉方向の情報とともに作動トリガ信号を出力するようにしてもよい。
次に、図４及び図５を用いて、開閉検知装置１０によるユーザの開閉意思の判断方法について説明する。なお、説明を簡単にするために、以下では、ユーザの開意思に基づく開閉体２の開作動について説明するが、これに限定されるものではない。
本実施形態では、ユーザは、身体（指や手等）で標章３の所定の部位３ａをなぞる動作をすることにより、開閉検知装置１０にユーザの開閉体２に対する開意思を伝えることができる。このとき、開閉検知装置１０の複数のセンサ２０は、ユーザによる標章３の所定の部位３ａをなぞる動作の順（「なぞり順」と称する。）にユーザの身体を検知していくことになり、制御部３０は、複数のセンサ２０から所定の部位３ａのなぞり順に検知信号を入力していくことになる。
ここで、「なぞる」（又は「なぞり」）には、標章３の所定の部位３ａにユーザの身体を接触させながら（接触状態で）所定の部位３ａに沿って動かすという意味や、ユーザの身体を所定の部位３ａから浮かした状態で（非接触状態で）、所定の部位３ａに沿って動かすという意味も含まれる。複数のセンサ２０として接触式のセンサを用いている場合には、ユーザは身体を所定の部位３ａに接触させる必要があるが、非接触のセンサを用いている場合には、ユーザは身体を所定の部位３ａに接触させる必要はない。
例えば、図４（ａ）に示すように、ユーザが標章３の所定の部位３ａを、Ｘ字の書き順のように○１から○２及び○３から○４になぞることにより、センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｂ、２０ｅは、順に検知信号を制御部３０に出力する。この場合、図４（ｂ）のタイミングチャートに示すように、制御部３０は、時刻ｔ１にセンサ２０ａから検知信号を入力し、時刻ｔ２にセンサ２０ｂから検知信号を入力し、時刻ｔ３にセンサ２０ｃから検知信号を入力し、時刻ｔ４にセンサ２０ｄから検知信号を入力し、時刻ｔ５にセンサ２０ｂから検知信号を入力し、時刻ｔ６にセンサ２０ｅから検知信号を入力する。なお、当該なぞり順は、ユーザの好みに合わせて適宜設定できるように構成されるようにしてもよい。
図５は、ＲＯＭ３３に予め記憶されたプログラムに基づき制御部３０のＣＰＵ３４により実行されるユーザの開意思の判断処理に係るフローチャートである。なお、図５のフローチャートは、開閉検知装置１０が車両１のバッテリから電源の供給を受けたときからスタートし、例えばミリ秒オーダーの周期で繰り返されるようにしてもよい。また、なぞり順の最初に相当するセンサ２０ａがユーザの身体を検知するまでは制御部３０に供給する電力を低減しておき、検知後に電力の供給を増加させて本格的に当該判断処理が開始されるようにすると、電力の削減になる。
まず、ステップＳ１で、制御部３０は、標章３の所定の部位３ａのなぞり順の最初の位置に相当するセンサ２０ａから検知信号を入力したかどうかを判断する。センサ２０ａからの検知信号の入力があった場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップＳ２で、制御部３０は、当該なぞり順の次の位置に相当するセンサ２０ｂから検知信号を入力したかどうかを判断する。センサ２０ｂからの検知信号を入力していない場合（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ３で、制御部３０は、センサ２０ａからの検知信号を入力してから所定の時間が経過したかどうかを判断する。ここで、所定の時間は１秒程度であってもよいし、ミリ秒からマイクロ秒オーダーの値であってもよく、ユーザの利便性等を考慮して設定される。所定の時間が経過したと判断した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、ステップＳ９で、制御部３０は、警告音や警告光等を発生し、開作動が失敗したことをユーザに伝えるようにしてもよい。なお、ステップＳ９は省略してもよい。
当該所定の時間が経過する前にセンサ２０ｂからの検知信号の入力があった場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ４で、制御部３０は、当該なぞり順のさらに次の位置に相当するセンサ２０ｃから検知信号を入力したかどうかを判断する。センサ２０ｃからの検知信号を入力していない場合（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ５で、制御部３０は、センサ２０ｂからの検知信号を入力してから所定の時間が経過したかどうかを判断する。以下同様のことがセンサ２０ｄ、２０ｂに対して繰り返される。そして、ステップＳ６で、制御部３０は、当該なぞり順の最後の位置に相当するセンサセンサ２０ｅから検知信号を入力したかどうかを判断する。センサ２０ｅからの検知信号を入力していない場合（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ７で、制御部３０は、センサ２０ｅからの検知信号を入力してから当該所定の時間が経過したかどうかを判断する。
所定の時間が経過する前にセンサ２０ｅからの検知信号を入力した場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、ステップＳ８で、制御部３０は、ユーザの開閉体２に対する開意思を判断し、作動トリガ信号を開閉体ＥＣＵ４に出力する。ここで、制御部３０は、作動トリガ信号を出力する際に、確認音等を発生し、ユーザに開作動が成功したことを知らせたり、ユーザに開閉体２から離れるように促すようにしてもよい。
このようにして、開閉検知装置１０の制御部３０は、複数のセンサ２０からの検知信号を基に、開閉体２に係るユーザの開意思を判断することができる。なお、検知信号の入力の有無を判断する各ステップで、検知信号の入力が無い場合に、所定の時間が経過したか否かの判断を行っているが、これに限定されず、最初の判断ステップから最後の判断ステップまでの合計時間が所定の時間を超えていたら作動トリガ信号を出力しないという構成にしてもよい。
なお、以下のようにして、制御部３０は、ユーザの開意思を判断してもよい。表１に示すように、開閉検知装置１０の制御部３０は、複数のセンサ２０からの検知信号を入力した順にＲＡＭ３２上にテーブルを作成し、ＲＯＭ３３に予め記憶された作動条件テーブルと当該作成したテーブルとを比較する。両者が一致する場合にユーザの開閉作動意思があると判断し、制御部３０は、作動トリガ信号を開閉体ＥＣＵ４に出力するようにしてもよい。
また、表２に示すように、作成したテーブルと作動条件テーブルとがある程度（例えば８〜９割程度等）一致していれば、制御部３０は、ユーザの開意思があると判断し、作動トリガ信号を開閉体ＥＣＵ４に出力するようにしてもよい。
以上のように、本実施形態に係る開閉検知装置１０は、複数のセンサ２０から標章３の所定の部位３ａのなぞり順に検知信号を入力すると、車両１の開閉体２の開閉作動を指示する作動トリガ信号を出力するように構成されている。そのため、センサ２０がその近くを通り抜けた車両や構造物や人を誤検知してしまっても、それがなぞり順に誤検知されることは稀であるため、誤って開閉体２が開閉作動される可能性が低減される。また、複数のセンサ２０の数を増やしていくことで、誤検知による開閉体の誤作動をより低減することができる。この場合、ユーザは複数のセンサ２０をなぞる順番を覚えておくのが大変であると思われるかもしれないが、ユーザは、標章３に沿ってなぞる動作をすればよいだけであるため、殊更なぞり順を覚えていなくてもよく、ユーザの利便性が向上する。また、ユーザは、開閉体２を開閉作動させるために、標章３の所定の部位３ａをなぞればよいため、ワイヤレスキーを取り出して操作したり、開閉のための複雑な動作を覚えておく必要がない。とくに、標章３の所定の部位ａが文字等を表している場合には、その書き順をなぞり順として設定しておくと、ユーザは特別な動作を覚える必要がない。また、所定の部位３ａがドアアウトサイドハンドル等である場合には、開閉体２の開閉作動方向をなぞり順として設定しておくことにより、ユーザは自然な動作により開閉体２の開閉作動を行うことができる。また、複数のセンサ２０として非接触センサを用いることで、ユーザは、車両１に触れる必要がないため、手や指等が汚れる心配をする必要がない。また、複数のセンサ２０を標章３（特にエンブレム）の所定の部位３ａに沿って埋め込むことにより、複数のセンサ２０のための部材を別途設ける必要がなく、また複数のセンサ２０が車両１の外観に表れてこないため、意匠上好ましい利点がある。
［第２実施形態］
次に、図６〜図８を用いて、本発明の第２実施形態に係る開閉検知装置１０について説明する。第１実施形態と比べて、本実施形態に係る開閉検知装置１０の制御部３０は、認証部３６及び離隔判断部３７をさらに備える。
図６（ａ）に示すように、本実施形態では、標章３の所定の部位３ａに沿って配置された複数のセンサ２０（２０ａ〜２０ｅ）に加えて、距離測定センサ２２が配置されている。距離測定センサ２２は、ユーザの身体に照射した赤外線の反射を基に、距離測定センサ２２から、言い換えると標章３が取り付けられた開閉体２からユーザの身体までの距離ｄを測定し、距離情報を制御部３０に出力する赤外線センサである。なお、距離測定センサ２２として、超音波センサや、レーザセンサ等を用いてもよい。また、距離測定センサ２２は、標章３に配置されている構成に限らず、開閉体２からユーザの身体までの距離を測定可能な開閉体２又は車両１の任意の位置に配置されていてもよい。また、詳細な説明は省略するが、距離測定センサ２２を設ける構成に限らず、距離測定センサ２２を設ける代わりに、別の用途で車両１に既に設けられているクリアランスソナー等の情報を用いてもよい。
図６（ｂ）に示すように、車両１には認証ＥＣＵ４０が設置され、認証ＥＣＵ４０は、開閉検知装置１０の制御部３０に接続されている。ユーザが車両１から所定の範囲内に入ったときに、認証ＥＣＵ４０は、ユーザが有するスマートエントリーキーと無線通信し、当該スマートエントリーキーを有するユーザが車両１の正当な使用者であることを判断する（認証成功）。そして、認証ＥＣＵ４０は、当該認証成立に係る認証情報を制御部３０に送信する。
認証部３６は、認証ＥＣＵ４０からの認証情報を基に、複数のセンサ２０に対してなぞる動作をしているユーザが認証された者であるかどうかを判断する。ユーザが認証されていないと判断されると、制御部３０は、作動トリガ信号を出力しないように構成されている。
また、離隔判断部３７は、距離測定センサ２２からの距離情報を基に、距離測定センサ２２から、言い換えると標章３が取り付けられた開閉体２からユーザの身体までの距離ｄが、閾値距離ｄｔｈ以上であるかどうかを判断する。距離ｄが閾値距離ｄｔｈより短いと判断されると、制御部３０は、作動トリガ信号を出力しないように構成されている。ここで、閾値距離ｄｔｈは、開閉体２の開閉軌道に応じて設定するとよい。つまり、ユーザの身体が、開閉体２から閾値距離ｄｔｈ以上離れることにより開閉作動の際に開閉体２と衝突することがないように、閾値距離ｄｔｈを設定する。
図８は、本実施形態に係るユーザの開閉意思の判断処理に係るフローチャートである。なお、図５のフローチャートと同じ処理を行うステップについては同一符号を付しており、再度説明はしない。
ステップＳ１０で、制御部３０の認証部３６は、認証ＥＣＵ４０からの認証情報を基に、複数のセンサ２０をなぞっているユーザが車両１の正当な使用者であるとの認証が成功しているかどうか判断する。認証が成功していない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、フローは中断され、ユーザに対して警告が発生される（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９を省略してもよい。認証が成功している場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ２〜Ｓ６が行われていく。
ステップＳ１１で、制御部３０の離隔判断部３７は、距離測定センサ２２からの距離情報を基に、開閉体２からユーザの身体までの距離ｄが閾値距離ｄｔｈ以上であるかどうか判断する。距離ｄが閾値距離ｄｔｈより短い場合（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１２で、制御部３０は所定の時間経過したかどうか判断する。ここでの所定の時間は、ユーザの身体が開閉体２から離れるのに十分な時間として設定するとよいため、ステップＳ３、Ｓ７の所定の時間よりも長いものとなる。そして、距離ｄが閾値距離ｄｔｈ以上である場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、制御部３０は、開閉体ＥＣＵ４に作動トリガ信号を出力する。
以上のように、本実施形態に係る開閉検知装置１０は、上記利点に加えて、正当な車両１の使用者でない者による操作があったとしても、開閉体２の作動トリガ信号を出力しないように構成されているため、防犯性能を向上させることができる。また、開閉検知装置１０は、ユーザの身体が開閉体２から所定の距離ｄｔｈ以上離れないと開閉体２の作動トリガ信号を出力しないように構成されているため、開閉作動の際にユーザの身体が開閉体２に衝突する可能性を低減することができる。
（その他の実施形態）
図９は、標章３のバリエーションを示す模式図であり、図中○１乃至○６はその順になぞることで作動トリガ信号が出力されることを示す。図９（ａ）に示すように、標章３として複雑な図形を用いて、セキュリティを向上させてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、標章３を文字「Ｔ」のように構成し、その書き順のとおりになぞることで作動トリガ信号が出力されるようにしてもよい。また、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、標章３を文字「Ｃ」や図形Ｏに設定し、一筆書きの要領でなぞる動作を行うことにより作動トリガ信号が出力されるようにしてもよい。
また、開閉検知装置１０は、車両１に搭載された速度センサ（不図示）からの情報を基に、車両１が所定の速度以上で走行しているときには、作動トリガ信号を出力しないように構成してもよい。また、開閉検知装置１０の制御部３０による開閉意思の判断は、ソフトウェア処理によって実現されてもよいし、ハードウェア処理によって実現されるようにしてもよい。
１：車両、２：開閉体、３：標章、３ａ：標章の所定の部位、４：開閉体ＥＣＵ、５：開閉体駆動装置、１０：開閉検知装置、２０：センサ、３０：制御部

Claims (5)

  1. 車両に取り付けられた標章の所定の部位に沿うように配置された複数のセンサと、
    前記複数のセンサから前記所定の部位に沿ったなぞり順に検知信号を入力すると、前記車両の開閉体の開作動を指示する作動トリガ信号を出力する制御部とを備え、
    前記複数のセンサは、第１センサ、第２センサ及び第３センサを含み、前記第１センサ及び前記第２センサを通る第１直線は、前記第２センサ及び前記第３センサを通る第２直線と交差する、開閉検知装置。
  2. 距離測定センサをさらに備え、
    前記制御部は、前記距離測定センサからの距離情報を基に、ユーザと前記標章との間の距離が閾値距離より短いと判断すると、前記作動トリガ信号を出力しないように構成されている、請求項１に記載の開閉検知装置。
  3. 前記制御部は、前記車両のユーザが認証されていないと判断すると、前記作動トリガ信号を出力しないように構成されている、請求項１又は２に記載の開閉検知装置。
  4. 前記標章は、前記車両のエンブレムである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の開閉検知装置。
  5. 前記複数のセンサは、非接触式のセンサである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の開閉検知装置。
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