JP6497540B2

JP6497540B2 - 車両用開閉体の操作検出装置

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Publication number: JP6497540B2
Application number: JP2014234143A
Authority: JP
Inventors: 廣田　功一; 功一廣田; 合山　隆弥; 隆弥合山; 高柳　均; 均高柳
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: JP2016098496A; US10073427B2; EP3023567B1; US20160139579A1; CN105604435A; EP3023567A1

Description

本発明は、車両用開閉体の操作検出装置に関する。

被検出物の位置又は動作を静電容量の変化によって検出する静電容量センサが知られている。静電容量センサは検出用の１つ又は複数の電極を有する。被検出物が検出用の電極に接近すると、電極と電極の間又は電極とグラウンドとの間に生じる静電容量の容量値が変化する。静電容量センサはこの容量値の変化を電気信号として計測することによって、被検出物の動作を検出する装置である。

特許文献１（特開２０１１−２５２８８１号公報）には、静電容量センサによって検出された被検出体（ユーザの手など）の動きが所定の動作パターンと一致した場合に自動扉を開動作させる、自動扉の制御用センサモジュールが開示されている。

特開２０１１−２５２８８１号公報

上述の静電容量センサは自動開閉に対応した車両用開閉体（スライドドア、バックドアなど）の操作検出に適用できる。このような車両用開閉体は、ユーザの操作により、開閉動作又は停止を行う。したがって、開閉体の動作中にユーザが操作を行う場合がある。例えば、開閉体に物体が挟み込まれそうな場合、あるいは、開閉体が壁に衝突しそうな場合に緊急停止のための操作を行うことが想定される。このような操作に対応した車両用開閉体に特許文献１に記載の被検出体の動きを検出するセンサモジュールを適用すると、操作手順が複雑となり、操作に長時間を要するという問題がある。そのため、開閉体の動作中において、緊急停止のための操作を短時間に行えない場合がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、開閉体の動作中において、短時間に操作を行うことができる車両用開閉体の操作検出装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、車両用開閉体に対するユーザからの操作を検出するための検出部と、開閉体が動作しているか又は停止しているかを示す開閉体動作信号が入力される入力部と、開閉体が動作している場合と、停止している場合とで、異なる検出条件により操作の有無を判断する判断部と、判断部の判断結果に基づいて、開閉体を動作又は停止させる制御信号を出力する出力部とを備える、車両用開閉体の操作検出装置が提供される。

本発明によれば、開閉体の動作中において、短時間に操作を行うことができる車両用開閉体の操作検出装置が提供される。

第１の実施形態に係る車両用開閉体の静電容量センサの構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る車両用開閉体の容量計測部の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る静電容量センサ電極の構成を示す図である。第１の実施形態に係る静電容量センサ電極のＡ−Ａ’断面図である。第１の実施形態に係る静電容量センサ電極による容量変化の検出を示す図である。第１の実施形態に係る静電容量センサの制御方法を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る静電容量センサの制御方法を示すフローチャートである。第３の実施形態に係る静電容量センサ電極の構成を示す図である。第３の実施形態に係る静電容量センサの制御方法を示すフローチャートである。第４の実施形態に係る静電容量センサ電極の構成を示す図である。第４の実施形態に係る静電容量センサ電極のＢ−Ｂ’断面図である。第４の実施形態に係る静電容量センサ電極による容量変化の検出を示す図である。第５の実施形態に係る静電容量センサ電極を有するエンブレムの断面図である。第５の実施形態に係るエンブレムの車両への取り付け例を示す図である。

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、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の実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る車両用開閉体の操作検出装置の構成を示すブロック図である。車両用開閉体の操作検出装置である静電容量センサ１００は静電容量センサ電極１１０及び静電容量センサ制御部１２０を含む。静電容量センサ電極１１０は、ユーザによる車両用開閉体の操作を検出するための静電容量センサ１００の検出部である。静電容量センサ制御部１２０は、静電容量センサ電極１１０の動作を制御するとともに、静電容量センサ電極１１０での検出結果を開閉体制御装置１４０に出力する部分である。

本実施形態の静電容量センサ１００は相互容量型の静電容量センサである。静電容量センサ電極１１０は、送信電極１１１、第１の受信電極１１２及び第２の受信電極１１３を含む。送信電極１１１は電圧を印加することにより電気力線を生じさせる電極であり、第１の受信電極１１２及び第２の受信電極１１３は当該電気力線を受信する電極である。これにより、送信電極１１１と第１の受信電極１１２との間、及び送信電極１１１と第２の受信電極１１３との間には静電容量が生じる。本実施形態の静電容量センサ１００は、この静電容量の変化を計測することにより、ユーザの手などの被検出物の接近及び離れを検出するものである。

静電容量センサ電極１１０は、ユーザが操作可能で、かつ電気力線が導電体により遮られない位置であれば車両の任意の位置に設置可能である。例えば、ドアハンドル、センターピラー（車両の側面であって、前部座席と後部座席の間の位置に設けられる柱）、センターピラーガーニッシュ、ベルトモール、エンブレムの裏側、バックドアガーニッシュ、バンパーなどに設置可能である。静電容量センサ電極１１０は車両の開閉体１５０の可動部材上に設置されてもよく、それ以外の部分に設置されてもよい。さらに、開閉体を構成する部材の一部が金属製でない場合にはその金属製でない部分の内側に設置してもよい。

静電容量センサ制御部１２０は、バス１２１、計測制御部１２２、判断部１２３、演算部１２４、メモリ１２５、タイマ１２６、制御信号入出力部１２７及び容量計測部１３０を含む。バス１２１は静電容量センサ制御部１２０の各部を接続する配線である。容量計測部１３０は静電容量センサ電極１１０の各電極間の静電容量を計測する部分である。

制御信号入出力部１２７は、静電容量センサ制御部１２０と開閉体制御装置１４０との間で信号を送受信するインターフェイスとなる部分である。制御信号入出力部１２７は、静電容量センサ電極１１０によるユーザからの操作有無などのユーザ操作に関する信号を、開閉体制御装置１４０に出力する、出力部として機能する。さらに、制御信号入出力部１２７は、開閉体制御装置１４０から開閉体１５０の状態（開状態、閉状態など）を示す開閉体動作信号を受信する入力部として機能する。

開閉体制御装置１４０は、例えば車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、静電容量センサ制御部１２０の制御信号入出力部１２７から入力されたユーザ操作に関する信号に基づいて、開閉体１５０の開閉動作を制御する。開閉体１５０は、モータなどの動力源により自動で開閉動作を行うことができる車両用の開閉体である。より具体的には、開閉体１５０は、スライドドア、サンルーフ、バックドア、パワーウィンドウ、スウィングドアなどを含み得る。開閉体１５０には、動力源の動作状態を検出するセンサが備えられている。例えば、開閉体１５０は、モータの回転を検出するセンサとして、ホール素子を用いたパルスセンサを備えることができる。当該センサの出力は、開閉体１５０から開閉体制御装置１４０に出力され、そして静電容量センサ制御部１２０の制御信号入出力部１２７を介して判断部１２３に入力される。なお、当該センサの出力は、直接判断部１２３に入力せず、一旦メモリ１２５に保持し、その後判断部１２３が読み出すようにしてもよい。

計測制御部１２２は容量計測部１３０の計測状態を制御するための部分である。例えば、計測制御部１２２からの出力信号により、スイッチ１３１の接続状態が切り替えられる。これにより第１の受信電極１１２による計測と、第２の受信電極１１３とのいずれにより計測を行うかを切り替えることができる。

メモリ１２５は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、容量計測部１３０からの出力値、タイマ１２６から出力される時刻又は時間、開閉体制御装置１４０から出力される開閉体１５０の状態などのデータを一時的又は永続的に記憶する記憶媒体である。メモリ１２５は、判断部１２３及び演算部１２４からの指示に応じて記憶しているデータを供給する。タイマ１２６は各部に対し時刻情報の提供などを行う部分である。

判断部１２３は、メモリ１２５に記憶された容量計測部１３０からの出力値などに基づいて、ユーザからの正規の操作があったかどうかを判断する部分である。正規の操作とは、ユーザが開閉体１５０の開閉操作を行いたいという意思を示す際に行われる、特定の操作手順である。

演算部１２４は、容量計測部１３０から出力された容量値を示す出力信号に対し、ノイズ低減、オフセット除去などのデータ処理のための各種演算を行う部分である。

図１Ｂは、第１の実施形態に係る車両用開閉体の容量計測部の構成を示すブロック図である。容量計測部１３０はスイッチ１３１、電圧供給部１３２、ＣＶ(Capacitance-to-Voltage)変換部１３３及びＡＤ(Analog-to-Digital)変換部１３４を含む。

電圧供給部１３２はバス１２１を介して入力される計測制御部１２２からの制御信号に応じて、送信電極１１１に、電気力線の出力のための電圧を供給する部分である。電圧供給部１３２は、送信電極１１１に供給する電圧を調整するために、電圧変換回路、増幅回路などを含みうる。

スイッチ１３１は容量の計測を行う電極の選択などのために各電極の接続を切り替える部分である。スイッチ１３１は、送信電極１１１と電圧供給部１３２の間のオン／オフの切り替え部分を含む。また、スイッチ１３１は、ＣＶ変換部１３３を第１の受信電極１１２又は第２の受信電極１１３のいずれに接続するかを切り替える切り替え部分をさらに含む。

ＣＶ変換部１３３は、送信電極１１１と第１の受信電極１１２との間の静電容量又は送信電極１１１と第２の受信電極１１３との間の静電容量を電圧値に変換して出力するＣＶ変換回路である。ＣＶ変換部１３３は、ＣＶ変換の際に出力電圧を可変とするための増幅器を含んでもよい。

ＡＤ変換部１３４は、ＣＶ変換部１３３から出力される電圧値をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換回路である。ＡＤ変換部１３４から出力された、容量値を示すデジタル信号はバス１２１を介してメモリ１２５に保持される。

なお、本実施形態では容量計測部１３０はＣＶ変換回路により静電容量の計測を行う回路を有しているが、静電容量の計測はこれ以外の方法により行ってもよい。例えば、基準容量素子に電荷を繰り返し転送してその回数をカウントする回路、ＣＲ共振回路などの種々の回路による静電容量計測方法が適用可能である。

図１Ａ及び図１Ｂに示された本発明に係る１又は複数の機能部分は、ハードウェアにより提供されるものであってもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するコンピュータのハードウェア上で動作するプログラムにより提供されるものであってもよい。これらのプログラムはメモリ１２５に格納することができる。

図２Ａは、第１の実施形態に係る静電容量センサ電極１１０の構成を示す図である。また、図２Ｂは、第１の実施形態に係る静電容量センサ電極のＡ−Ａ’断面図である。静電容量センサ電極１１０の送信電極１１１、第１の受信電極１１２及び第２の受信電極１１３は、薄板状の基体２１１の一主面上に形成される。基体２１１は樹脂、ガラス、セラミックスなどの高抵抗材料又は絶縁体材料により構成される。第１の受信電極１１２は間隙２１２を介して送信電極１１１に囲まれている。同様に、第２の受信電極１１３は間隙２１３を介して送信電極１１１に囲まれている。なお、本実施形態では送信電極１１１が第１の受信電極１１２及び第２の受信電極１１３を包囲する配置となっているがこれは必須ではなく、所定の間隙を有して隣接していればよい。

図２Ｃは、第１の実施形態に係る静電容量センサ電極１１０による容量変化の検出を示す図である。送信電極１１１に電圧が印加されると、送信電極１１１から電気力線が送信される。送信電極１１１から送信された電気力線のうちの一部は第１の受信電極１１２で受信される。これにより、送信電極１１１と第１の受信電極１１２の間には静電容量が生じる。同様に、送信電極１１１と第２の受信電極１１３の間にも静電容量が生じる。

図２Ｃには、送信電極１１１と第２の受信電極１１３の間の間隙２１３に人の手などの導電性を有する被検出物２１４が接近した場合の電気力線の分布が示されている。被検出物２１４は等価的にグラウンドとして機能するので、送信電極１１１から送信された電気力線は被検出物２１４に遮られる。これにより、送信電極１１１と第２の受信電極１１３との間の静電容量は減少する。この静電容量の減少を第２の受信電極１１３を介して計測することにより、被検出物２１４の接近及び離れを検出することができる。第１の受信電極１１２に被検出物２１４が接近した場合も同様である。すなわち、本実施形態の静電容量センサ電極１１０は、２つの検出領域を有しているので、２チャンネルでの計測に対応可能である。なお、本明細書において、検出領域とは被検出物２１４が侵入した際に静電容量の変化が検出可能な空間的範囲を指す。

ただし、静電容量センサ電極１１０が有する電極及び検出領域の個数並びに静電容量センサ１００の検出方式（相互容量型、自己容量型など）は任意であり、適宜変更することが可能である。

本実施形態の静電容量センサ１００は、複数の電極を有する静電容量センサ電極１１０を有しているので、ユーザのジェスチャーを検出することができる。例えば、ユーザが「第１の受信電極１１２に手を近づける操作」と、「第２の受信電極１１３に手を近づける操作」とを連続して行うジェスチャーが、開閉体１５０を動作させるための正規の操作として定義されている場合を想定する。この場合、まず第１の受信電極１１２により検出される静電容量が減少し、これに続いて第２の受信電極１１３により検出される静電容量が減少する。このような容量変化のパターンが検出された場合に、判断部１２３は正規の操作が行われたと判断する。これにより、静電容量センサ１００はユーザのジェスチャーを検出することができる。静電容量センサ電極１１０が水に濡れた場合、静電容量センサ電極１１０の近傍を人が通りすぎた場合などに生じうる静電容量の変化パターンが、このようなユーザのジェスチャーと偶然に一致する可能性は低い。したがって、ジェスチャーを検出する方式を採用することにより、水濡れ、人の通過などによる誤検出の発生を低減することができる。

図３は、第１の実施形態に係る静電容量センサ１００の制御方法を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、開閉体１５０の停止中又は動作中に、ユーザが静電容量センサ電極１１０に対し開閉のための操作を行う際の制御フローを示すものである。なお、本フローチャートは「START」から始まり、「END」で終了するように図示されているが、ユーザから操作が行われるタイミングは不定期であるため、この制御フローは連続的又は断続的に繰り返し行われることが好ましい。しかしながら、走行中などの開閉体１５０の開閉動作が行われないことが想定される状況においては本制御フローを停止してもよい。

ステップＳ３０１において、判断部１２３は、開閉体制御装置１４０から制御信号入出力部１２７を介して入力される、開閉体１５０の状態を示す信号に基づいて、開閉体１５０が動作しているか又は停止しているかを判断する。開閉体が停止していると判断された場合、フローはステップＳ３０２に進み（ステップＳ３０１の「停止中」）、動作していると判断された場合、フローはステップＳ３０５に進む（ステップＳ３０１の「動作中」）。開閉体動作信号は、少なくとも開閉体１５０が動作しているか又は停止しているかを情報として含む。また、これらに加えてさらに開閉体１５０の位置情報、速度情報、加速度情報などを含んでもよく、これらのうちの１つ又は複数に基づいてステップＳ３０１の判断を行ってもよい。なお、これらの開閉体動作信号に含まれる情報は、開閉体１５０を動作させるためのモータに備えられたパルスセンサなどにより、モータの回転状態を計測することで取得可能である。

ステップＳ３０２において、静電容量センサ１００はユーザのジェスチャー操作を検出するモードで動作する。具体的には、容量計測部１３０は、送信電極１１１と第１の受信電極１１２の間の容量値（第１の容量値）の計測と、送信電極１１１と第２の受信電極１１３の間の容量値（第２の容量値）の計測とを交互に繰り返し行い、計測結果をメモリ１２５に保持させる。判断部１２３は、メモリ１２５に保持された第１の容量値と第２の容量値の時間変化がジェスチャー操作として定義された所定のパターンと一致するかどうかを判断する。

開閉体１５０を動作させるための所定のジェスチャー操作が、「ユーザが第１の受信電極１１２に手を近づけ、その後第２の受信電極１１３に手を近づける」というものである場合を想定する。ユーザがこのジェスチャー操作を行った場合、第１の容量値が減少し、その後第２の容量値が減少するという容量値の時間変化が起こる。このような容量値の時間変化が検出された場合に、判断部１２３は、ユーザが所定のジェスチャー操作により開閉体１５０を動作させる意思を示したと判断することができる。すなわち、ステップＳ３０３において、第１の容量値と第２の容量値の時間変化が所定のパターンと一致した場合に、判断部１２３はユーザが操作を行ったと判断して、フローはステップＳ３０４に進む（ステップＳ３０３の「ＹＥＳ」）。そうでない場合は、判断部１２３は、ユーザは操作を行っていないと判断し、フローは終了する（ステップＳ３０３の「ＮＯ」）。なお、上記のジェスチャー操作における「手を近づける」動作は、手を電極に接触させる（タッチする）動作であってもよい。すなわち、開閉体１５０を動作させるためのジェスチャー操作が、「ユーザが第１の受信電極１１２にタッチし、その後第２の受信電極１１３にタッチする」という操作であってもよい。

ステップＳ３０４において、判断部１２３はユーザが開閉動作のための操作を行ったことを示す信号を開閉体制御装置１４０に出力する。これにより、開閉体制御装置１４０は、開閉体１５０を開動作又は閉動作させる制御を行う。なお、開動作と閉動作のいずれを行うかを決定する方法の一例としては、開閉体１５０が開状態の時は閉動作を行い、開閉体１５０が閉状態の時は開動作を行うようにすることができる。また、開動作と閉動作の操作を異なるジェスチャーで行うようにしてもよく、開動作と閉動作の操作を異なるセンサで行うようにしてもよい。開動作又は閉動作が行われると、フローは終了となる。

一方、ステップＳ３０１で「動作中」と判断された場合のステップＳ３０５において、静電容量センサ１００はユーザのタッチ操作を検出するモードで動作する。具体的には、容量計測部１３０は、送信電極１１１と第１の受信電極１１２の間の容量値（第１の容量値）の計測と、送信電極１１１と第２の受信電極１１３の間の容量値（第２の容量値）の計測とを繰り返し行い、計測結果をメモリ１２５に保持させる。判断部１２３は、メモリ１２５に保持された第１の容量値と第２の容量値のいずれかが所定の閾値以上変化したことを検出したかどうかを判断する。

第１の容量値と第２の容量値のいずれかが所定の閾値以上変化した場合、判断部１２３は、ユーザが静電容量センサ電極１１０を手などでタッチ（又は手などを所定の距離よりも近づける）することにより開閉体１５０を動作させる意思を示したと判断することができる。すなわち、ステップＳ３０６において、第１の容量値と第２の容量値の少なくとも一つが所定の閾値以上変化した場合に、判断部１２３はユーザが操作を行ったと判断して、フローはステップＳ３０７に進む（ステップＳ３０６の「ＹＥＳ」）。そうでない場合は、判断部１２３は、ユーザは操作を行っていないと判断して、フローはステップＳ３０８に進む（ステップＳ３０６の「ＮＯ」）。なお、上記の条件は「所定の閾値以上容量値が変化した状態が所定の時間Ｔ２以上継続した場合」と変形してもよい。例えば、時間Ｔ２は、開閉体１５０の動作時間よりも十分に短い０．１秒以下とすることが好適である。このように条件を変形することにより、ノイズにより瞬間的に容量値が変化した場合に生じ得る誤検出を低減することができる。

なお、ステップＳ３０６における判断条件は、上記のように第１の容量値と第２の容量値との少なくとも一つが変化したことであってもよく、両方が変化したことであってもよい。また、第１の容量値と第２の容量値とのうちの一方のみを取得し、これに基づいて判断を行ってもよい。しかしながら、第１の容量値と第２の容量値の両方を取得し、そのうちの少なくとも一つが変化した場合に操作があったと判断することが最も好適である。多くの電極から取得された容量値を判断に用いることで、検出可能範囲が広くなり、開閉体１５０の動作時の停止操作がより容易になるためである。

ステップＳ３０７において、判断部１２３は、ユーザが開閉体１５０の動作を停止させるために操作を行ったことを示す信号を開閉体制御装置１４０に出力する。これにより、開閉体制御装置１４０は、開閉体１５０を停止させる制御を行う。停止制御が行われると、フローは終了する。

一方、ユーザが操作を行っていないと判断された場合であるステップＳ３０８において、判断部１２３は、開閉体制御装置１４０から入力される開閉体１５０の位置情報などに基づいて開閉体１５０が全開状態又は全閉状態であるかどうかを判断する。開閉体１５０が全開状態又は全閉状態である場合、それ以上開閉動作を継続させることができないため、ステップＳ３０７に進む（ステップＳ３０８の「ＹＥＳ」）。以下同様にして開閉体１５０の停止制御が行われ、フローは終了する。全開又は全閉状態ではない場合、判断部１２３は、開動作又は閉動作を継続させても良いと判断し、フローは終了する（ステップＳ３０８の「ＮＯ」）。

以上により、本実施形態によれば、開閉体１５０の動作中にはユーザのタッチにより操作が行われるため、短時間での操作が可能となる。これにより、開閉体１５０に物体が挟み込まれそうな場合、開閉体１５０が壁に衝突しそうな場合など、すぐに開閉体１５０の動作を停止したい状況において、短時間での操作が可能となる。

また、開閉体１５０の可動部材上（スライドドア上、バックドア上など）に静電容量センサ電極１１０が設置されている場合、開閉体１５０の動作中には静電容量センサ電極１１０自体も動くためジェスチャーによる操作が難しいという問題がある。しかしながら、本実施形態によれば、このような場合であってもタッチ操作により容易かつ短時間に操作可能である。

以上のうちの少なくとも一つの理由により、本実施形態によれば、開閉体１５０の動作中において短時間での操作が可能となる。これにより、開閉体１５０への挟み込み、開閉体１５０の壁への衝突などが起りそうな場合に短時間に停止操作が可能となる。一方、開閉体１５０の停止中には、ユーザはジェスチャーにより操作を行うことができるため、誤検出の低減も両立される。

なお、上記実施形態の説明では静電容量センサ電極１１０に含まれる受信電極の個数を２個としているが、３個以上の場合も同様に本発明を適用可能である。受信電極が３個以上の場合、ジェスチャー操作に供される受信電極の個数よりもタッチ操作に供される受信電極の個数を多くしてもよい。例えば、受信電極が３個備えられている場合に、ジェスチャー操作に用いる受信電極は２個のみとし、タッチ操作に用いる受信電極は３個すべてとすることができる。これにより、開閉体１５０が停止中の場合は検出可能範囲を狭くして誤検出を低減し、開閉体１５０が動作中の場合は検出可能範囲を広くして操作を容易にすることができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、開閉体１５０が停止中の場合の操作方法は、ユーザのジェスチャー操作である。これに対し、第２の実施形態では、ユーザは、静電容量センサ電極１１０に対して手を所定の時間かざす操作（以下、かざし操作と呼ぶ）を行うものとする。本実施形態の静電容量センサ１００の検出方法及び検出条件は、このかざし操作を検出できるように変形されている。

図４は、第２の実施形態に係る静電容量センサ１００の制御方法を示すフローチャートである。第１の実施形態と同様のステップについては説明を省略する。

ステップＳ４０２において、静電容量センサ１００はユーザのかざし操作を検出するモードで動作する。具体的には、容量計測部１３０は、送信電極１１１と第１の受信電極１１２の間の容量値（第１の容量値）の計測と、送信電極１１１と第２の受信電極１１３の間の容量値（第２の容量値）の計測とを交互に繰り返し行い、計測結果をメモリ１２５に保持させる。判断部１２３は、メモリ１２５に保持された第１の容量値又は第２の容量値が所定の閾値以上変化する状態が時間Ｔ１以上継続した場合にユーザの操作があったと判断する。

ここで、ステップＳ３０５のタッチ操作の判断条件が「所定の閾値以上容量値が変化した状態が所定の時間Ｔ２以上継続した場合」であるとすると、かざし操作の検出条件における時間Ｔ１をタッチ操作の検出条件の時間Ｔ２よりも長くする。例えば、時間Ｔ１は１秒以上とし、時間Ｔ２は０．１秒以下とすることが好適である。かざし操作の検出時間を十分に長く設定することにより、水濡れ、人の通過などによる誤検出を低減することができる。また、タッチ操作に要する時間を十分に短くできるため、第１の実施形態と同様に開閉体１５０の動作時には短時間での操作が可能となる。

なお、本実施形態の操作方法として、ユーザが手をかざして操作する例を説明したが、操作方法は手をかざす操作に限定されない。足や体など手以外を近づける操作方法としてもよく、荷物などの物体を近づけることによる操作が可能であってもよい。例えば静電容量センサ電極１１０を車両のバンパー付近に設置することにより、足で操作するように構成してもよい。

第１の実施形態のジェスチャー操作と第２の実施形態のかざし操作とは、計測制御部１２２における計測の制御と判断部１２３における判断条件が異なる。これらの機能がソフトウェアで提供されている場合、静電容量センサ１００を構成するハードウェアは同一とすることができる。この場合、ユーザからの操作などに応じて、開閉体１５０が停止している際の検出方法をジェスチャー操作とかざし操作とのいずれかに切り替え可能としてもよい。これにより、ユーザの好みに合わせた操作方法の提供が可能となる。
００５２

＜第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る静電容量センサ電極１１０の構成を示す図である。静電容量センサ電極１１０は、基体２１１の一主面上に形成された送信電極５１１、検出電極５１２、雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４を有する。基体２１１は楕円形状を有する。検出電極５１２は基体２１１の長軸よりも上部に配置される楕円形状の電極である。基体２１１と検出電極５１２は長軸、短軸の向きを一致させて配置する。雨滴検出電極５１３は基体２１１の上端に沿って検出電極５１２と基体２１１の上端の間を通るように配置された細長形状の電極である。検出エリア限定電極５１４は、基体２１１の下端に沿って配置された細長形状の電極である。送信電極５１１は、検出電極５１２及び雨滴検出電極５１３と、検出エリア限定電極５１４との間であって、基体２１１の中心付近に配置される電極である。なお、この配置は必須ではなく、種々の変形が可能である。

本実施形態の静電容量センサは第１及び第２の実施形態と同様に相互容量型の静電容量センサである。送信電極５１１は、第１及び第２の実施形態の送信電極１１１に対応する。検出電極５１２、雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４は、第１及び第２の実施形態の第１の受信電極１１２又は第２の受信電極１１３に対応する。静電容量センサ制御部１２０など、その他の部分の構成は第１及び第２の実施形態と同様である。

本実施形態の静電容量センサは、第１及び第２の実施形態の場合と同様に、検出電極５１２によるタッチ操作及びかざし操作が可能である。これに加え本実施形態の静電容量センサは雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４を備えている。検出電極５１２、雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４はいずれも相互容量型の静電容量センサ用の受信電極として機能する。

雨滴などの液体が静電容量センサ電極１１０の上方から流れてきた場合、雨滴検出電極５１３に接触し、その後検出電極５１２に接触する。このとき、送信電極５１１と検出電極５１２との間の容量値だけでなく、送信電極５１１と雨滴検出電極５１３との間の容量値も減少する。これらを計測することにより、送信電極５１１と検出電極５１２との間の容量変化が雨滴による誤検出かどうかを判断することができる。

静電容量センサ電極１１０の近傍に大きな物体（人、壁など）がある場合、送信電極５１１と検出電極５１２との間の容量値だけでなく、送信電極５１１と検出エリア限定電極５１４との間の容量値も減少する。この場合、判断部１２３は、この容量変化が正規の操作ではなく、誤検出であると判断することができる。これにより、送信電極５１１と検出電極５１２との間の容量の変化が近くにある大きな物体による誤検出かどうかを判断することができる。

一方、人が検出電極５１２を操作の意図をもってタッチ操作（又はかざし操作）する場合は、送信電極５１１と雨滴検出電極５１３との間の容量値及び送信電極５１１と検出エリア限定電極５１４との間容量値は、いずれも増加しないか、又は送信電極５１１と検出電極５１２との間の容量値の変化に比べて十分に小さい変化となる。この場合、誤検出ではなく正規の操作であると判断することができる。

図６は、第３の実施形態に係る静電容量センサ１００の制御方法を示すフローチャートである。本実施形態では、ステップＳ３０３とステップＳ３０４の間にステップＳ６０１が挿入されており、ステップＳ３０６とステップＳ３０７の間にステップＳ６０２が挿入されている。第１及び第２の実施形態と同様のステップについては説明を省略する。

ステップＳ６０１において、静電容量センサ１００は、雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４により、ユーザのかざし操作を検出する。具体的には、容量計測部１３０及び演算部１２４は、送信電極５１１と雨滴検出電極５１３との間の容量値（第３の容量値）の計測と、送信電極５１１と検出エリア限定電極６１３との間の容量値（第４の容量値）の計測とを繰り返し行い、計測結果をメモリ１２５に保持する。判断部１２３は、メモリ１２５に保持された第３の容量値が所定の閾値以上変化する状態が所定の時間Ｔ３以上継続した場合又は第４の容量値が所定の閾値以上変化する状態が所定の時間Ｔ４以上継続した場合に誤検出と判断する。誤検出と判断された場合、フローは終了する（ステップＳ６０１の「ＹＥＳ」）。そうでない場合は、フローはステップＳ３０４に進む（ステップＳ６０１の「ＮＯ」）。

ステップＳ６０２においても同様の判断が行われ、誤検出と判断された場合、フローは終了する（ステップＳ６０２の「ＹＥＳ」）。そうでない場合は、フローはステップＳ３０７に進む（ステップＳ６０２の「ＮＯ」）。

本実施形態の自己容量型の静電容量センサ１００は、第１及び第２の実施形態の場合と同様に、検出電極５１２によるタッチ操作及びかざし操作が可能である。よって、同様の効果を奏する。これに加え、本実施形態の静電容量センサは、雨滴検出電極５１３及び検出エリア限定電極５１４を備えているため、雨滴などの液体による誤検出及び近傍にある大きな物体による誤検出の可能性を低減することができる。

＜第４の実施形態＞
第１乃至第３の実施形態の説明では、相互容量型の静電容量センサが例示されているが、静電容量センサは自己容量型であってもよい。以下、第４の実施形態として自己容量型の静電容量センサの例を示す。

図７Ａは、第４の実施形態に係る静電容量センサ電極１１０の構成を示す図である。また、図７Ｂは、第４の実施形態に係る静電容量センサ電極のＢ−Ｂ’断面図である。静電容量センサ電極１１０は、基体２１１上に形成された第１の検出電極７１２及び第２の検出電極７１３を有する。第１の検出電極７１２及び第２の検出電極７１３は基体２１１の同一面上に並んで配置されている。なお、この配置は必須ではなく、例えば一方の検出電極が他方の検出電極を包囲するような形状であってもよく、一方の検出電極が他方の検出電極より大きくてもよい。

図７Ｃには、第２の検出電極７１３の近傍に人の手などの導電性を有する被検出物２１４が接近した場合の電気力線の分布が示されている。被検出物２１４は等価的にグラウンドとして機能する。そのため、第２の検出電極７１３から出力された電気力線の一部が被検出物２１４に吸収される。これにより、第２の検出電極７１３により生じる静電容量は増加する。この静電容量の増加を第２の検出電極７１３を介して計測することにより、被検出物２１４の接近を検出することができる。第１の検出電極７１２に被検出物２１４が接近した場合も同様である。すなわち、本実施形態の静電容量センサ電極１１０は２つの検出領域を有しているので、２チャンネルでの計測が可能である。なお、電極の個数を変更することにより、計測チャンネルの個数は変更可能である。すなわち、電極の個数は２個ではなく１個又は３個以上であってもよい。

本実施形態の自己容量型の静電容量センサ１００は、第１及び第２の実施形態の場合と同様にジェスチャー操作、タッチ操作及びかざし操作が可能である。よって、自己容量型の静電容量センサ１００を用いた場合であっても第１及び第２の実施形態と同様の制御が可能であり、同様の効果を奏する。また、第３の実施形態の静電容量センサにおいて、送信電極５１１を省略することにより、本実施形態と同様に自己容量型の静電容量センサに変形してもよい。

＜第５の実施形態＞
前述のように本発明の各実施形態に係る静電容量センサ電極１１０は、車両に設けられるエンブレムの外装面の内側に設置することができる。

図８は、第５の実施形態に係る静電容量センサ電極を有するエンブレムの断面図である。エンブレム８００は、外装面８０１、ベース部８０２、静電容量センサ電極１１０が形成された基体２１１、接続部８０３、制御回路基板８０４、コネクタ８０５及びハーネス８０６を含む。外装面８０１は、車両のメーカや車種などを示すデザインが形成される面である。外装面８０１は静電容量センサ電極１１０から出力される電気力線を阻害しないように、樹脂などの絶縁体を主材料とする。ベース部８０２は表面に外装面８０１が設けられるとともに、静電容量センサ電極１１０が形成された基体２１１、接続部８０３及び制御回路基板８０４を内蔵し、保護する筐体として機能する。接続部８０３は静電容量センサ電極１１０と制御回路基板８０４を電気的に接続する部材である。制御回路基板８０４はＩＣ(Integrated Circuit)などを含む回路部品である。制御回路基板８０４は静電容量センサ制御部１２０の機能の一部又は全部を含んでもよい。コネクタ８０５は制御回路基板８０４とベース部８０２の外部に電気信号を入出力するためのハーネス８０６とを接続する部材である。ハーネス８０６は、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）、電源などと接続される。

図９は、第５の実施形態に係るエンブレムの車両への取り付け例を示す図である。車両９００はバックドア９０１を有する。バックドア９０１の中央部には、静電容量センサ電極１１０を内蔵したエンブレム８００が備えられている。本実施形態では、動作させる開閉体の可動部材であるバックドア９００の上に、操作部であるエンブレム８００が設置されている。ユーザが直感的に操作できるようにするため、上述のように開閉体の可動部材上に操作部を設けることが好適である。エンブレム８００の設置場所は任意であり、スライドドア、パワーウィンドウ、サンルーフ、スウィングドアなどの他の開閉体の操作のためのエンブレム８００を設けてもよい。

本実施形態のエンブレム８００は静電容量センサ電極１１０を内蔵しているため、第１乃至第４の実施形態の制御のための検出部として機能する。したがって、本実施形態のエンブレム８００は、メーカや車種などの表示機能に加えて、ユーザに検出部の存在及び位置を知らせるための表示用装飾の機能を有する。

１００：静電容量センサ（操作検出装置）、１１０：静電容量センサ電極（検出部）、１１１：送信電極、１１２：第１の受信電極、１１３：第２の受信電極、１２０：静電容量センサ制御部、１２１：バス、１２２：計測制御部、１２３：判断部、１２４：演算部、１２５：メモリ、１２６：タイマ、１２７：制御信号入出力部（入力部、出力部）、１３０：容量計測部、１４０：開閉体制御装置、１５０：開閉体

Claims

車両用開閉体に対するユーザからの操作を検出する検出部と、
前記開閉体が動作しているか又は停止しているかを示す開閉体動作信号が入力される入力部と、
前記開閉体が動作している場合と、停止している場合とで、異なる検出条件により前記操作の有無を判断する判断部と、
前記判断部の判断結果に基づいて、前記開閉体を動作又は停止させる制御信号を出力する出力部と
を備え、
前記検出部は、前記操作により生じる静電容量値の変化を検出するための複数の電極を有し、
前記開閉体が停止している場合、前記判断部は、前記複数の電極が検出する複数の静電容量値が前記ユーザの所定のジェスチャーに対応する変化を示した場合に前記操作があったと判断し、
前記開閉体が動作している場合、前記判断部は、前記操作によって前記複数の電極が検出する複数の静電容量値のうちの少なくとも一つが所定の閾値以上変化したことを検出した場合に前記操作があったと判断し、
前記開閉体が動作している場合、前記判断部は、前記開閉体が停止している場合よりも多くの個数の電極から検出された静電容量値に基づいて前記操作の有無を判断する、
車両用開閉体の操作検出装置。
前記開閉体が停止している場合、前記判断部は、前記操作によって前記静電容量値が所定の閾値以上変化する状態が第１の時間以上継続したことを検出した場合に前記操作があったと判断し、
前記開閉体が動作している場合、前記判断部は、前記操作によって前記静電容量値が所定の閾値以上変化する状態が、前記第１の時間よりも短い第２の時間以上継続したことを検出した場合に前記操作があったと判断する、
請求項１に記載の車両用開閉体の操作検出装置。
前記判断部が、前記開閉体の動作中に前記操作があったと判断した場合、
前記出力部は、前記開閉体を停止させる制御信号を出力する、
請求項１又は２に記載の車両用開閉体の操作検出装置。