JP6837818B2 - 車両ドア開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両ドア開閉装置に関するものである。

従来、車両ドア開閉装置として、障害物が予め定められた複数条件を満たす検出パターンで検出された場合、後席ドア開閉駆動部に後席ドアの開動作を行わせるようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２２１９８２号公報

しかしながら、前記従来の車両ドア開閉装置はバックドアの自動開閉を行うためのものであり、サイドドアに採用する場合については言及されていない。また、サイドドアを自動開閉する場合、サイドドアに設けたハンドル部分に新たに静電センサ等を設けて対応する必要がある。

そこで、本発明は、既存のソナーセンサを利用して、簡単かつ安価な構成でサイドドアを自動開閉可能な車両ドア開閉装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
車両のサイドドアを開閉駆動する駆動手段と、
前記車両の側方の検出範囲に位置する被検出物を検出する、超音波センサからなる側方検出手段と、
前記側方検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を駆動制御して前記サイドドアを開閉する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記側方検出手段で検出される前記被検出物の動作が予め設定した所定の動作パターンであると判断した場合、前記駆動手段を駆動制御して前記サイドドアを開閉するドア開閉処理を実行することを特徴とする車両ドア開閉装置を提供する。

この構成により、既存の超音波センサからなる側方検出手段を利用してサイドドアを自動開閉することができる。

本発明によれば、側方検出手段で検出される被検出物の動作パターンに基づいてサイドドアを自動開閉するようにしたので、新たにセンサを追加する必要がなく、簡単かつ安価な構成とすることができる。

本実施形態に係るドア開閉装置を採用する車両の背面図。 図１の平面図。 ドア開閉装置の構成を示すブロック図。 制御手段による制御を示すメインのフローチャート。 図４の駐車支援処理を示すフローチャート。 図４のサイドドア開閉処理を示すフローチャート。 図６の続きを示すフローチャート。 図６の第１トリガ処理を示すフローチャート。 図６の第１スタート処理を示すフローチャート。 図６の第２トリガ処理を示すフローチャート。 図７の第２スタート処理を示すフローチャート。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係るドア開閉装置２を採用した車両１の背面図である。ドア開閉装置２は、車両後方側のスライドドア３を自動開閉するためのものである。すなわち、ドア開閉装置２によれば、スライドドア３の側方側で使用者がある決められた動作を行えば、手を使わずにスライドドア３を自動開閉することができる。スライドドア３を自動開閉する処理内容については後に詳述する。

図３に示すように、ドア開閉装置２は、検出手段４、照合手段５、ドア駆動手段６、制御手段７を備える。

図２を併せて参照すると、検出手段４は、車両両側の各スライドドア３の下部に取り付けられる２つの超音波センサ（側方検出センサ８）を備える。また、車両１のバンパーにも複数の超音波センサが設けられている。フロントバンパー及びリアバンパーには幅方向に所定間隔で複数の前方検出センサ９及び後方検出センサ１０がそれぞれ設けられている。

検出手段４は送波器１１及び受波器１２を備える。送波器１１から発せられる超音波によって、車両側方に向かって円錐状に広がった検出範囲がそれぞれ形成される。検出範囲に被検出物が位置すれば、送波された超音波が被検出物で反射し、その反射波は受波器１２で受波される。そして、制御手段７で、後述するようにして送波から受波までの経過時間に基づいて、検出範囲内での被検出物の有無の判定と、被検出物があれば、その被検出物までの距離の演算とが行われる。

側方検出センサ８によって検出される第１検出距離（例えば、１２０ｃｍ）未満の範囲内がアプローチ領域１３である。また、アプローチ領域１３内には次の区域が形成されている。第２検出距離（例えば、２５ｃｍ）未満の範囲内がトリガ区域１４である。第３検出距離（例えば、４０ｃｍ）を超える範囲がスタート区域１５である。
なお、アプローチ領域については、前方検出センサ９及び後方検出センサ１０によって検出される第１検出距離（例えば、１２０ｃｍ）未満の範囲内を含むことで、車両１の全周囲において使用者が近づいたことを検出して、サイドドア開閉モードとすることができる。これにより、制御手段７を速やかに起動して、サイドドア開閉処理（ステップＳ５）に進むことができるようになる。

照合手段５は、キー（携帯機）からの信号を受ける車外LF（Low Frequency）アンテナを含む送受信機を備える。送受信機は、キーとLF信号による通信を行い、車内側の上位ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの命令に応じて起動する。これにより、上位ＥＣＵでキー認証が行われる。
に問い合わされ、認証が行われる。

ドア駆動手段６は、図示しないが、スライドドア３を開方向及び閉方向に回転可能なモータ、ギア機構、ダンパー等で構成されている。ドア駆動手段６は、通信ケーブルによって制御手段７と通信可能に接続されている。なお、ドア駆動手段６と制御手段７とは無線接続してもよい。

制御手段７は、記憶部１６、測定部１７、判定部１８を備えたコントローラで構成されている。本実施形態では、制御手段７として１個のマイクロコンピュータを用いているが、測定部１７、判定部１８、設定部を個別のマイクロコンピュータで構成してもよい。

記憶部１６には、制御プログラム、制御プログラムで使用する閾値や判定値等の設定データ、及び検出センサの検出結果から距離を演算する際に利用するデータテーブル等が記憶されている。

測定部１７は、側方検出センサ８の送波器１１が超音波を送波してから、受波器１２が反射波を受波するまでの時間に基づいて被検出物までの距離を測定する。この距離は、照合手段５による使用者の認証後に測定される。そして、測定結果は、距離情報として記憶部１６に記憶される。また、測定部１７は、前方検出センサ９及び後方検出センサ１０による送波器１１が超音波を送波してから、受波器１２が反射波を受波するまでの時間に基づいて被検出物までの距離も測定する。

判定部１８は、測定部１７の測定結果に基づいて、検出範囲内に使用者が位置するか否かを判断する。

次に、前記構成からなる車両ドア開閉装置２の動作について図４から図１１に示すフローチャートに従って説明する。

（メインフロー）
図４に示すように、車両ドア開閉装置２の動作は、駐車支援処理を実行するステップと（ステップＳ３）、ドア開閉処理を実行するステップと（ステップＳ５）を有する。

すなわち、使用する各データを初期化した後（ステップＳ１）、駐車支援スイッチがオン状態であるのか否かを判断する（ステップＳ２）。駐車支援スイッチがオン状態であれば、駐車支援処理を実行し（ステップＳ３）、そうでなければサイドドア開閉モードに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４）。サイドドア開閉モードに設定されていれば、サイドドア開閉処理を実行し（ステップＳ５）、そうでなければ後方検出センサ１０での検出信号を読み取る（ステップＳ６）。続いて、前方検出センサ９での検出信号を読み取り（ステップＳ７）、さらに側方検出センサ８での検出信号を読み取る（ステップＳ８）。ここで、いずれかの検出センサ８、９、１０により、使用者が車両１に近づいてアプローチ領域１３内に位置しているか否かを判断する（ステップＳ９）。使用者がアプローチ領域１３内に位置していれば、サイドドア開閉モードに設定し（ステップＳ１０）、そうでなければ、ステップＳ２に戻って前記処理を繰り返す。ここでは、アプローチ領域１３は、側方検出センサ８によって検出される検出距離が１２０ｃｍ未満の範囲としている。

（駐車支援処理）
図５に示すように、駐車支援処理（ステップＳ３）では、各検出センサ８、９、１０による検出範囲を変更する（ステップＳ３−１）。すなわち、車両１が走行中であれば、検出範囲を広くして周囲に位置する他の車両１を検出している。そこで、車両１を駐車しようとすることにより、各検出センサ８、９、１０による検出範囲を狭くして車両近傍の状態を把握する。各検出センサ８、９、１０による検出範囲の変更は、超音波の発振周波数を変更することにより行う。遠方であれば発振周波数を小さくし、近傍であれば逆に大きくする。そして、被検出物の位置を後方検出センサ１０、前方検出センサ９、及び、側方検出センサ８によって検出する（ステップＳ３−２〜Ｓ３−４）。得られた検出結果に基づいて被検出物までの距離を演算し、車両１との距離がある閾値を超えて接近すれば警告する（ステップＳ３−５）。

（サイドドア開閉処理）
ステップＳ１０でサイドドア開閉モードに設定されていれば、図６及び図７に示すサイドドア開閉処理を実行する（ステップＳ５）。

サイドドア開閉処理では、側方検出センサ８の送波器１１から超音波を送波する（ステップＳ１１）。そして、側方検出センサ８の受波器１２で被検出物に衝突後の反射波を受波器１２で受波する（ステップＳ１２）。ここで、設定されているモードがいずれの処理に関するものであるのかを判断し（ステップＳ１３〜Ｓ１６）、該当するモードに対応する処理を実行する（ステップＳ１７〜Ｓ２０）。この間、使用者の身体の一部、例えば、脚部がトリガ区域１４内に位置しているか否かを判断する（ステップＳ２１）。身体の一部が、トリガ区域１４内に位置していれば、第１トリガモードに設定する（ステップＳ２２）。すなわち、使用者が車両近くに位置し、側方検出センサ８の円錐状の検出範囲（図１及び図２参照）内に、使用者の身体の一部、例えば、蹴る動作等により脚部が位置することにより、第１トリガモードに設定する。トリガ区域１４内に位置していなければ、カウンタＮａに１を加算し（ステップＳ２３）、カウンタＮａが３を超えるまで所定時間待機した後（ステップＳ２４）、サイドドア開閉モードをクリアし、カウンタＮａを０とする（ステップＳ２５）。

（第１トリガ処理）
ステップＳ２２で第１トリガモードに設定されていれば、ステップＳ１７の第１トリガ処理を実行する。図８に示すように、第１トリガ処理では、使用者がトリガ区域１４内に位置しているか否かを判断する（ステップＳ１７−１）。トリガ区域１４に位置しているか否かは、側方検出センサ８で検出される被検出物までの距離が２５ｃｍ未満であるか否かで判断する。この結果、使用者がトリガ区域１４内に位置していると判断されれば、カウンタＮｂに１を加算し（ステップＳ１７−２）、カウンタＮｂが１を超えるまで待機する（ステップＳ１７−３）。待機している間に使用者がトリガ区域１４に位置し続ければ、処理モードを第１スタートモードに設定し、カウンタＮｂを０とする（ステップＳ１７−４）。一方、使用者がトリガ区域１４内に位置していなければ、第１トリガモードをクリアし、カウンタＮｂを０とする（ステップＳ１７−５）。例えば、ステップＳ１７−２では、使用者が蹴上げ動作を行い、脚が側方検出センサ８の検出範囲に進入することにより、被検出物がトリガ区域１４内に位置していると判断し、カウンタＮｂに１を加算する。側方検出センサ８からは２５ｍｓｅｃ周期で超音波が発振されている。このため、ステップＳ１７−３では、１回の蹴上げ動作（蹴り上げる動作のみで、蹴り上げた脚を下ろす復帰動作は含まない）によってカウンタＮｂが１を超えることになるので、処理モードを第１スタートモードに設定し、第１トリガ処理を終了する。

（第１スタート処理）
第１トリガ処理で第１スタートモードに設定されれば、ステップＳ１８の第１スタート処理を実行する。図９に示すように、第１スタート処理では、使用者がスタート区域１５に位置しているか否かを判断する（ステップＳ１８−１）。使用者がスタート区域１５に位置しているか否かは、側方検出センサ８で検出される被検出物までの距離が４０ｃｍを超えているか否かで判断する。ここでは、使用者がトリガ区域１４内に位置していなければ、スタート区域１５に位置していると判断するようにしている。この場合、例えば、使用者が蹴上げ動作を行うことにより、脚が図１及び図２に示す円錐状の検出範囲を横切ると、蹴り上げた脚を下ろすまでトリガ区域１４で脚を検出できなくなる。そして、側方の４０ｃｍを超える位置に他の車両があれば、これを使用者であると誤検出する恐れがある。この誤検出を防止するため、後述する第２トリガ処理を実行するようにしている。
使用者がスタート区域１５に位置している（使用者がトリガ区域１４内に位置していない）と判断されれば、カウンタＮｃ１に１を加算し（ステップＳ１８−２）、カウンタＮｃ１が１を超えるまで待機する（ステップＳ１８−３）。使用者が所定時間トリガ区域１４に位置していなければ、処理モードを第２トリガモードに設定し、カウンタＮｃ１を０とする（ステップＳ１８−４）。

一方、使用者がスタート区域１５に位置していなければ、すなわち、使用者がトリガ区域１４内で検出されれば、カウンタＮｃ２に１を加算し（ステップＳ１８−５）、カウンタＮｃ２が３を超えるまで待機する（ステップＳ１８−６）。待機している間に使用者がトリガ区域１４で検出されれば、第２トリガモードをクリアし、カウンタＮｃ２を０とする（ステップＳ１８−７）。

（第２トリガ処理）
第１スタート処理で第２トリガモードに設定されれば、ステップＳ１９の第２トリガ処理を実行する。図１０に示すように、第２トリガ処理では、第１トリガ処理の場合と同様に、使用者がトリガ区域１４に位置しているか否かを判断する（ステップＳ１９−１）。使用者がトリガ区域１４内に位置していると判断されれば、カウンタＮｄ１に１を加算し（ステップＳ１９−２）、カウンタＮｄ１が１を超えるまで待機する（ステップＳ１９−３）。待機している間に使用者がトリガ区域１４に位置し続ければ、処理モードを第２スタートモードに設定し、カウンタＮｄ１を０とする（ステップＳ１９−４）。例えば、前述のように、使用者の蹴上げ動作により、トリガ区域１４で脚を横切らせた場合、脚を下ろす動作で再びトリガ区域１４で脚を検出することが可能となる。この脚を下ろす動作を検出して、後述する第２スタート処理を実行することで、前述のような誤検出を防止する。

一方、使用者がトリガ区域１４内に移動していなければ、カウンタＮｄ２に１を加算し（ステップＳ１９−５）、カウンタＮｃ２が３を超えるまで待機する（ステップＳ１９−６）。待機している間に使用者がトリガ区域１４内で検出されなければ、第２スタートモードをクリアし、カウンタＮｄ２を０とする（ステップＳ１９−７）。

（第２スタート処理）
第２トリガ処理で第２スタートモードに設定されていれば、ステップＳ２０の第２スタート処理を実行する。図１１に示すように、第２スタート処理では、前記第１スタート処理と同様に、使用者がスタート区域１５に位置しているか否か（トリガ区域１４内に使用者が位置していないか否か）を判断する（ステップＳ２０−１）。使用者がスタート区域１５に位置している（使用者がトリガ区域１４内に位置していない）と判断されれば、カウンタＮｅ１に１を加算し（ステップＳ２０−２）、カウンタＮｅ１が１を超えるまで待機する（ステップＳ２０−３）。待機している間に使用者がスタート区域１５に移動すれば（トリガ区域１４で検出されなければ）、スライドドア３が開放モードであるか否かを判断する（ステップＳ２０−４）。開放モードすなわちスライドドア３が開放していれば、ドア閉出力をしてカウンタＮｅ１を０とする（ステップＳ２０−５）。一方、開放モードでなくドアが閉鎖していれば、ドア開出力をしてカウンタＮｅ１を０とする（ステップＳ２０−６）。これにより、スライドドア３が開放していれば閉じ、閉鎖していれば開けることができる。つまり、スライドドア３の自動開閉を行うことが可能となる。

一方、使用者がスタート区域１５内に移動していなければ（トリガ区域１４で検出されなければ）、カウンタＮｅ２に１を加算し（ステップＳ２０−７）、カウンタＮｅ２が３を超えるまで待機する（ステップＳ２０−８）。待機している間に使用者がスタート区域１５内に移動していなければ（トリガ区域１４で検出されなければ）、第２スタートモードをクリアし、カウンタＮｅ２を０とする（ステップＳ２０−９）。

このように、前記ドア開閉処理によれば、駐車支援処理で利用する既存の検出センサ４を利用してスライドドア３を自動開閉することができる。また、その制御も、側方検出センサ８の検出範囲のトリガ区域１４に対して、例えば、使用者が蹴り上げることにより脚を横切らせる動作によって行うことができる。したがって、簡単かつ安価な構成で対応することができる。

また、トリガ区域１４で脚を横切らせる動作を１回だけでなく２回としているので、使用者が意識的に動作しなければスライドドア３を自動開閉させることができない。したがって、誤動作の発生を防止することができる。

なお、前記サイドドア開閉処理では、蹴上げ動作によってトリガ区域１４で脚を横切らせることにより動作するようにしたが、往復歩行によりトリガ区域１４を横切るようにすることにより動作するようにしてもよい。
このように、特定の動作を行うことでスライドドア３を開閉することができる。但し、単に車両側方を移動しただけではスライドドア３が自動開閉することがないため、通行量の多い場所等であっても誤動作することを防止できる。
また、前記サイドドア開閉処理では、第１トリガ処理を開始する前に、キー認証を行うようにするのが好ましい。具体的には、使用者がアプローチ領域１３内に位置することにより、キー認証を要求するようにすればよい。キー認証では、照合手段５により、電子キーに対して認証コードの送信要求を行い、電子キーから受信した認証コードを登録された正規コードと比較する。そして、認証コードが正規コードと合致すれば、使用者であると判断して第１トリガ処理に移行するようにすればよい。

（他の実施形態）
本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、側方検出センサ８をスライドドア３の下部に設けるようにしたが、スライドドア３の下方側にステップがある場合には、そのステップ等、スライドドア３以外の場所に設けることもできる。

前記実施形態では、アプローチ領域１３を全ての検出センサ８、９、１０での検出範囲で規定するようにしたが、側方検出センサ８の検出範囲のみによって規定するようにしてもよい。他の前方検出センサ９及び後方検出センサ１０での検出範囲をも含める場合に比べて、これによれば、制御手段７の無駄な起動を抑制することができる。

前記実施形態では、側方検出センサ８から送波される超音波の発振周波数を変化させることにより近距離又は遠距離の被検出物を検出するようにしたが、次のようにしてもよい。

すなわち、送波する超音波の発振周波数を一定値とする。受波器１２で受波される反射波の振動は、振動子（圧電セラミック）で電圧値に変換される。そこで、閾値を設けて検出距離の違いによって生じる電圧値の違いを考慮する。例えば、側方検出センサ８の近傍の被検出物のみを検出するのであれば、閾値を高く設定し、逆に離れた位置の被検出物を検出するのであれば低く設定すればよい。

前記実施形態では、スライドドア３に採用する場合について説明したが、これに限らず、乗降用のヒンジ式ドアやハッチバックドアであっても、前記構成を同様に採用することができる。

前記実施形態では、側方検出センサ８により使用者がトリガ区域１４に存在するか否かによって使用者の動作を検出したが、スタート区域１５に使用者が存在するか否かを検出することで、車両１の側面に沿った使用者の往復移動の動作を検出してもよい。
また、別途、ＬＥＤ等の照明手段を設けて使用者に動作を促したり、動作が適切に行われていることを知らせたりするようにしてもよい。照明手段は、側方検出センサ８の近傍に設ければ良い。照明手段の使用方法としては、第１及び第２トリガ処理で、照明手段によりトリガ区域１４を照射する。これにより、使用者は、どこで所定の動作をすればよいかを一目で把握することができる。この場合、使用者がトリガ処理（ステップＳ１７、Ｓ１９）を開始して完了するまでは照明手段による照射を点滅状態として動作を促し、スタート処理（ステップＳ１８、Ｓ２０）となった時点で一旦、点灯状態に切り換えて動作が適切に行われたことを知らせるようにするのが好ましい。
さらに、前記実施形態では、使用者の脚をトリガ区域１４で横切らせるようにしたが、脚の持ち上げ角度を抑えて、トリガ区域１４に複数回進入することによりドアを開閉するようにしてもよい。

１…車両
２…ドア開閉装置
３…スライドドア（サイドドア）
４…検出手段
５…照合手段
６…ドア駆動手段（駆動手段）
７…制御手段
８…側方検出センサ
９…前方検出センサ
１０…後方検出センサ
１１…送波器
１２…受波器
１３…アプローチ領域
１４…トリガ区域
１５…スタート区域
１６…記憶部
１７…測定部
１８…判定部

Claims (7)

1. 車両のサイドドアを開閉駆動する駆動手段と、
   前記車両の側方の検出範囲に位置する被検出物を検出する、超音波センサからなる側方検出手段と、
   前記側方検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を駆動制御して前記サイドドアを開閉する制御手段と、
   車両が走行又は停止のいずれの状態であるのかを判定する車両状態判定手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記車両状態判定手段により車両が走行状態であると判定された場合に比べて、停止状態であると判定された場合の前記側方検出手段の検出範囲を短くし、前記車両状態判定手段により車両が停止していると判定されると共に、前記側方検出手段で検出される前記被検出物の動作が予め設定した所定の動作パターンであると判断した場合、前記駆動手段を駆動制御して前記サイドドアを開閉するドア開閉処理を実行することを特徴とする車両ドア開閉装置。
2. 前記制御手段は、前記側方検出手段で検出される前記被検出物の動作が前記サイドドアの側方を複数回横切る動作パターンであると判断した場合、前記ドア開閉処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両ドア開閉装置。
3. 無線通信によって電子キーのキー認証を行う照合手段と、
   前記照合手段によるキー認証が成立すれば、前記検出範囲の一部に光を照射して光学的な表示を行う照明手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両ドア開閉装置。
4. 前記側方検出手段は、前記車両のフロントドア側に配置したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両ドア開閉装置。
5. 前記車両の前方及び後方の検出範囲に位置する被検出物を検出する、超音波センサからなる前方検出手段及び後方検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記側方検出手段、前記前方検出手段及び前記後方検出手段のいずれか１つで被検出物が検出されると、前記側方検出手段により前記動作パターンの検出を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両ドア開閉装置。
6. 車両のサイドドアを開閉駆動する駆動手段と、
   前記車両の側方の検出範囲に位置する被検出物を検出する、超音波センサからなる側方検出手段と、
   前記側方検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動手段を駆動制御して前記サイドドアを開閉する制御手段と、
   前記車両の前方及び後方の検出範囲に位置する被検出物を検出する、超音波センサからなる前方検出手段及び後方検出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記側方検出手段、前記前方検出手段及び前記後方検出手段のいずれか１つで被検出物が検出されると、前記側方検出手段により前記動作パターンの検出を行うことを特徴とする車両ドア開閉装置。
7. 前記制御手段は、前記側方検出手段、前記前方検出手段及び前記後方検出手段のいずれか１つで被検出物が検出されると、前記側方検出手段から出力する超音波の発振周波数を増大させることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ドア開閉装置。

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