JP6549406B2 - 車両のドア制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のドア制御装置に関するものである。

車体に搭載したセンサにより利用者等を検知した際に車両のドアの開閉を制御するドア制御装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。

この従来例において、センサにはタッチセンサが使用されて車両の後方のピラーに固定される。利用者がタッチセンサに手を翳した後、上下に移動させるとタッチセンサが手の動きを検出し、検出信号を受けたドア開閉制御部がバックドアを上下駆動する。

しかし、この従来例はバックドアを操作するに際してタッチセンサに手を翳す必要があり、バックドアに配置した場合には、ドア開放状態においてタッチセンサの位置が高くなって検知操作がしにくくなる。このため、タッチセンサは、ドア開放によって位置が異ならない部位に取り付ける必要があり、取り付け位置の自由度がないという問題がある。

また、上記従来例には、センサとして超音波、画像認識、熱感知センサ等を使用する可能性についても言及しており、検出範囲の長い超音波等をセンサに使用することにより上述した問題を解決することも可能であるが、この場合、車両に利用者が接近した場合と、利用者以外のヒト、動物等が接近した場合を識別することが困難であり、判定プログラムが複雑になったり、あるいは動作信頼性が低下するという問題が発生する。

特開２００５-３０７６９２号公報

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、使い勝手が良好で動作信頼性の高い車両のドア制御装置の提供を目的とする。

本発明によれば上記目的は、
車両１のドア２に取り付けられ、異なった２位置への集光が可能な適数の発光素子３、および前記集光位置４近傍における検出対象からの反射光を受光する受光素子５を備えた反射型光センサ６と、
ドア２の開閉状態に応じて反射型光センサ６からの発光光の集光位置４を選択し、該集光位置４近傍での検出対象の検出によりドア２を開閉駆動するドア開閉制御部７とを有し、
前記反射型光センサ６からの発光光の集光位置４が、受光素子５の光軸（Ａ４）上の遠近２位置に設定される車両のドア制御装置を提供することにより達成される。

ドア制御装置は、反射型光センサ６からの発光光の光量を所定の集光位置４に集光することにより、該集光位置４近傍を検出領域とし、認証成立等の所定条件が充足されていることを条件に検出領域への検出対象の進入を検知するとドア２に対する開閉駆動がなされる。

検出手段として反射型光センサ６を使用し、集光位置４近傍を検出領域とすることにより検出結果に対するノイズ除去ステップ等が簡単になるために、簡単な回路、プログラム構成で容易に利用者の開閉操作意思を確認することが可能になる。

また、集光位置４をドア２の開閉状態で変化させることにより、例えば、反射型光センサ６をバックドア２に固定し、該バックドア２が開状態になって反射型光センサ６の位置が閉状態時の位置から大きく移動しても検出範囲は自動的に開状態位置における最適位置に移動して検出操作が可能になる。

反射型光センサ６の集光位置４、すなわち、検出可能位置の変更は、設定された各々の集光位置４に発光素子３と受光素子５とを設定することにより実現可能であるが、受光素子５の光軸（Ａ４）、すなわち、受光感度が最大となる方向上の２位置に集光位置４を設定すると、受光素子５を共通化することが可能になり、構成が簡単になる。

また、上記目的を達成するための本発明の他の態様として、
遠近用に各々設定されて近接配置される複数の発光素子３を有し、
前記遠近距離用の発光素子３を直列接続して定電流回路８によりドライブするとともに、
近距離集光位置４Ｎでの集光時には、遠近双方の発光素子３を発光させるとともに、遠距離集光時には、遠距離用発光素子３Ｆのみを発光させて該遠距離用発光素子３への給電量を増加させる車両のドア制御装置を構成することができる。

本発明において、反射型光センサ６の発光素子３は全て直列に接続され、定電流電源回路８に接続される。

集光位置４の選択は、適宜のスイッチ回路１０により発光させる発光素子３を選択することによって実現できるが、全発光素子３を定電流回路８で駆動し、遠距離の集光位置４（４Ｆ）への集光時にのみ短距離用の発光素子３（３Ｎ）への給電をＯＦＦにし、近距離の集光位置４（４Ｎ）への集光時には、短距離用発光素子３Ｎに加えて遠距離用の発光素子３（３Ｆ）にも給電するように構成すると、回路構成を簡単にすることが可能になる。

本発明において遠距離の集光位置４Ｆのために設けられた発光素子３Ｆの発光性能、および個数は、所定の定電流回路８により供給された電流により駆動された場合に当該遠距離集光位置４Ｆに十分な検索光量を供給できるように選択されており、遠距離の集光位置４Ｆへの集光に際し、遠距離の集光位置４Ｆに特化された発光素子３Ｆのみを発光させることにより十分な検索光量が供給されるために、所定の検索性能を保持することが可能になる。

一方、集光位置４が近距離の場合には、検索光量が遠距離の場合に比して少なくても良いこと、さらには、受光素子５の光軸（Ａ４）上の遠距離集光位置４Ｆに向かう検索光、すなわち、遠距離用の発光素子３（３Ｆ）からの発光光も近距離集光位置４Ｎ近傍を通過することから、遠近双方の発光素子３を発光させても近距離集光位置４Ｎにおいて十分な検索光量を供給することができ、所定の検索性能を保持することが可能になる。

定電流回路８は固定出力を保持するように構成することも可能であるが、
前記近距離集光位置４Ｎでの集光時には、前記定電流回路８の出力電流を遠距離集光位置４Ｆでの集光時に比して低下させて、遠距離集光位置４Ｆへの照射光量を、該遠距離集光位置４Ｆにおける検出対象からの反射光量を検出限界を下回る光量まで低下させる車両のドア制御装置を構成した場合には、近距離集光位置４Ｎでの検出動作時に遠距離集光位置４Ｆからの検出ノイズ成分を確実に除去することが可能になる。

また、この場合、
前記反射型光センサ６は、受光素子５の周りに光軸（Ａ４）が前記集光位置４のいずれかを通過する複数の発光素子３を配置して形成される車両のドア制御装置を構成することができ、
さらに、
前記反射型光センサ６は、受光素子５、発光素子３、および発光素子３からの発光光を光路変更するレンズ９をセンサハウジング１１に収容して形成される車両のドア制御装置を構成することができる。

本発明によれば、車両のドアの開閉姿勢にかかわらず、無理な姿勢を取ることなく開閉制御信号を入力することができるために、使い勝手を良好にすることができる。

本発明を示す説明図である。 ドア制御装置のブロック図である。 反射型光センサの断面図である。 図３の４Ａ-４Ａ線断面図である。 図３の５Ａ-５Ａ線断面図である。 反射型光センサの回路図である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 バックドアが閉状態のときの動作を示す図である。 バックドアが開状態のときの動作を示す図である。

図１以下に車両１のバックドア２を開閉制御するバックドア制御装置として構成された実施の形態を示す。

図２に示すように、バックドア制御装置（Ｃ）は、制御部７ａの制御の下に動作するドア開閉監視部７ｂ、ドア開閉駆動部７ｃ、認証部７ｄ、センサ制御信号出力部７ｅ、およびセンサ信号入力部７ｆを有するドア開閉制御部７と、反射型光センサ６とから構成される。

車両１、あるいはバックドア２にはマイクロスイッチ等により形成されるドア開閉検出部１２が取り付けられており、上記ドア開閉監視部７ｂは、ドア開閉検出部１２のＯＮ、ＯＦＦ状態からドア２の開閉状態を判定する。

また、バックドア２には、ダンパ等のドアアクチュエータ１３が配置されており、制御部７ａによりドア開閉駆動部７ｃに必要なドライブ信号がセットされるとドアアクチュエータ１３が作動し、バックドア２の開閉動作が実行される。

上記認証部７ｄは、所定タイミングでリクエスト信号を車外に出力し、利用者１４が所持する携帯器１５から上記リクエスト信号に対する応答信号として出力されるＩＤ信号を認証する。携帯器１５からのＩＤ信号に対する認証が成立すると認証部７ｄは制御部７ａに通知し、制御部７ａは上記センサ制御信号出力部７ｅから反射型光センサ６のウエイクアップ信号を出力し、反射型光センサ６の判定部、および受光素子５のスリープ状態からのウエイクアップ、および発光素子３への給電を開始する。

センサ信号入力部７ｆは、上記反射型光センサ６からの検出有無信号の出力を受信して制御部７ａに通知し、検出信号を受けた制御部７ａは、所定の条件の充足を条件にドライブ信号を生成してドア開閉駆動部７ｃに出力する。

一方、反射型光センサ６は、図３、４、５に示すように、発光素子３、受光素子５等を実装した実装基板６ａをセンサハウジング１１に収容して形成され、後述するように、発光素子３からの発光光が下方を向く姿勢でバックドア２に固定される。

本例において、発光素子３には赤外線ＬＥＤが使用され、受光素子５の周りに同一性能のものが４個配置される。発光素子３からの照射光が直接受光素子５に達しないように、受光素子５の周りは隔壁１１ａにより囲まれる。

また、センサハウジング１１の出力開口部には、各発光素子３からの発光光を光路変更するレンズ９と、発光光の検出対象からの反射光を受光素子５に導くレンズ９とが配置される。発光素子３に対応するレンズ９は、図５に示すように、各発光素子３からの発光光を受光素子５の光軸（Ａ４）上の集光位置４のいずれか、すなわち、レンズ９に近い近距離集光位置４Ｎと、レンズ９から遠い遠距離集光位置４Ｆのいずれかに向かうように光路変更する。

図３に示すように、４個の発光素子３を使用する本例において、上記レンズ９により光路変更されて遠距離集光位置４Ｆを通る遠距離用発光素子３Ｆと、近距離集光位置４Ｎを通る近距離用発光素子３Ｆとが点対称位置に配置される。

なお、図４、５において、各レンズ９は一体に形成される場合を示したが、各素子に対応させた単独レンズ９をセンサハウジング１１に設置することもできる。

図６に上記反射型光センサ６の回路構成を示す。反射型光センサ６は、上記ドア開閉制御部７との入出力、および電源に接続される入出力ポート６ｂと、降圧用レギュレータ（６ｃ）、ＣＰＵ（６ｅ）、ＤＡコンバータ（６ｆ）とにより電流値が管理される定電流回路８を有する。

上記発光素子３の発光制御は、直列接続された発光素子３への給電を二段のトランジスタによるスイッチング回路１０により切り替えて行われ、ＣＰＵ（６ｅ）の一段目のトランジスタのベースに接続されるポート＃１（Ｐ１）から"Ｌ"信号を出力すると、エミッタ-コレクタ間が遮断されるために、遠近双方の発光素子３Ｎ、３Ｆに給電される。

このとき給電される電流量はポート＃２（Ｐ２）からＤＡコンバータ（６ｆ）へ制御信号を出力し、発光素子に流れる電流値が小さくなるようにＤＡコンバータ（６ｆ）が定電流回路８を設定する。

遠近双方の発光素子３Ｎ、３Ｆへの給電により双方の発光素子３Ｎ、３Ｆが発光し、近距離の集光位置４Ｎに十分な発光光量が供給されるために、当該近距離集光位置４Ｎが検出領域となる。また、この場合、遠距離の集光位置４Ｆには十分な発光光量が供給されたないため、当該遠距離集光位置４Ｆは検出領域とならない。

これに対し、ＣＰＵから"Ｈ"信号が出力されると、第二段のトランジスタのエミッタ-コレクタ間が導通し、遠距離用発光素子３Ｆのみが励起される。このとき給電される電流量は、前記ポート＃２（Ｐ２）からＤＡコンバータ（６ｆ）への制御信号を変えることにより、発光素子に流れる電流値大きくなるようにＤＡコンバータ（６ｆ）が定電流回路８を設定する。この結果、遠距離の集光位置４Ｆに対しても、検出対象の検出に必要な十分な参照光量が供給され、該遠距離集光位置４Ｆが検出領域となる。

一方、受光素子５における受光光量は、バンドパスフィルタ６ｇによるノイズ除去後、ＣＰＵ（６ｅ）に入力される。ＣＰＵ（６ｅ）は、入力された受光量を予め設定された閾値と比較し、検出領域への検出対象の進入を判定する。

図７に制御装置の動作フローを示す。まず、制御部７ａは、認証部７ｄからの認証成立信号の出力を監視しており、認証成立信号を受信すると（ステップＳ１）、制御を開始する。

制御が開始されると、制御部７ａは、ドア開閉監視部７ｂの出力からドア２の開閉状態を判定し、ドア２が閉状態であるときには（ステップＳ２）、キャリブレーションを含む初期化を行った後（ステップＳ３）、近距離の検出領域を対象としたセンシングを開始する（ステップＳ４）。上述したように近距離の検出領域を対象とするセンシングは、遠近双方の発光素子３Ｎ、３Ｆを発光させて行われ、図８に示すように、利用者１４が所定時間内に光センサの検出領域内に手等を翳して光センサ６が検知すると（ステップＳ５、Ｓ６）、所定時間、認証部７ｄは利用者の携帯器１５と交信し（ステップＳ７、Ｓ８）、所定時間内に携帯器１５が検出された場合、ドア開閉駆動部７ｃに開駆動用のドライブ信号をセットしてバックドア２の開放動作を開始する（ステップＳ９）。

バックドア２の開放動作が開始されると、制御部７ａはドア開閉監視部７ｂの出力を監視し、ドア２開状態が検出されると（ステップＳ１０）、発光素子３の消灯、およびセンサ回路のスリープ状態への移行等、センシング状態を終了させて制御を終了する（ステップＳ１１）。

また、ステップＳ５において光センサが物体を所定時間内に検出しなかった場合、あるいはステップＳ７で携帯器１５を検出できなかった場合には、ステップＳ１１に移動したセンシングを終了し、制御を終了する。

これに対し、ステップＳ２においてドア２が開放状態であることが検出された場合には、キャリブレーションを含む初期化を行った後（ステップＳ２０）、遠距離の検出領域を対象としたセンシングを開始する（ステップＳ２１）。遠距離の検出領域を対象とするセンシングは、遠距離用の発光素子３ｆを単独で発光させて行われ、図９に示すように、利用者１４が所定時間内に光センサの検出領域内に手等を翳して光センサ６が検知すると（ステップＳ２２、Ｓ２３）、ドア開閉駆動部７ｃに閉駆動用のドライブ信号をセットしてバックドア２の閉塞動作を開始する（ステップＳ２４）。

バックドア２の開放状態からの制御においては、過って閉扉状態に移行した場合にもセキュリティ上の問題が発生しないために、開扉状態において実行された携帯器１５による再認証動作は省略される。

バックドア２の閉塞動作が開始されると、制御部７ａはドア開閉監視部７ｂの出力を監視し、ドア２閉状態が検出されると（ステップＳ２５）、センシング状態を終了させて制御を終了する（ステップＳ１１）。

また、ステップＳ２２において光センサが物体を所定時間内に検出しなかった場合には、ステップＳ１１に移動したセンシングを終了し、制御を終了する。

１ 車両
２ ドア
３ 発光素子
４ 集光位置
５ 受光素子
６ 反射型光センサ
７ ドア開閉制御部
８ 定電流回路
９ レンズ
１１ センサハウジング

Claims (5)

1. 車両のドアに取り付けられ、異なった２位置への集光が可能な適数の発光素子、および前記集光位置近傍における検出対象からの反射光を受光する受光素子を備えた反射型光センサと、
   ドアの開閉状態に応じて反射型光センサからの発光光の集光位置を選択し、該集光位置近傍での検出対象の検出によりドアを開閉駆動するドア開閉制御部とを有し、
   前記反射型光センサからの発光光の集光位置が、受光素子の光軸上の遠近２位置に設定される車両のドア制御装置。
2. 遠近用に各々設定されて近接配置される複数の発光素子を有し、
   前記遠近距離用の発光素子を直列接続して定電流回路によりドライブするとともに、
   近距離集光位置での集光時には、遠近双方の発光素子を発光させるとともに、遠距離集光時には、遠距離用発光素子のみを発光させて該遠距離用発光素子への給電量を増加させる請求項１記載の車両のドア制御装置。
3. 前記近距離集光位置での集光時には、前記定電流回路の出力電流を遠距離集光位置での集光時に比して低下させて、遠距離集光位置への照射光量を、該遠距離集光位置における検出対象からの反射光量を検出限界を下回る光量まで低下させる請求項２記載の車両のドア制御装置。
4. 前記反射型光センサは、受光素子の周りに光軸が前記集光位置のいずれかを通過する複数の発光素子を配置して形成される請求項２または３記載の車両のドア制御装置。
5. 前記反射型光センサは、受光素子、発光素子、および発光素子からの発光光を光路変更するレンズをセンサハウジングに収容して形成される請求項１から４のいずれかに記載の車両のドア制御装置。

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