JP6916436B2 - ドアトリムユニット - Google Patents

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Description

本発明は、車両用ドアの内側に設けられるドアトリムユニットに関する。
自動車等の車両において、窓パネルの開閉操作を容易にするため、乗員の指先によって指示された目標停止位置を検出し、窓パネルをその目標停止位置まで昇降させる窓開閉システムが開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の窓開閉システムでは、指先の位置は発光部と、発光部からの発せられた光を受光する受光部とを含む検出手段によって検出される。発光部及び受光部は、共に窓パネルの窓枠に沿って取り付けられている。
特願２０１５−３４４５９号公報
しかしながら、発光部及び受光部が設けられる窓枠は、インナモールやガラスランチャネル等の複数の部材によって形成されることが多い。組付工程において、発光部及び受光部を相対位置が正しくなるように配置しなければならず、作業性が良くないという問題があった。
本発明は、以上の背景を鑑み、乗員の指先の位置を検出する発信部及び受信部を容易に配置することのできるドアトリムユニットを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、窓パネル（７）、及び前記窓パネルを操作する操作装置（２０）を備えた車両のドア（２）の内側に設けられるドアトリムユニット（１）であって、前記ドアの内側に設けられるドアトリム本体（５）と、前記ドアトリム本体に設けられた少なくとも１つの発信部（１０ａ、１１ａ）と、前記ドアトリム本体に設けられ、前記発信部から発せられ、対象物によって反射された信号を受信する少なくとも２つの受信部（１０ｂ、１１ｂ）と、前記受信部が受信した信号に基づいて、前記窓パネル上における対象物の変位を算出し、前記変位に応じて、前記操作装置を制御する制御装置（３０）とを有するドアトリムユニットが提供される。
この構成によれば、発信部及び受信部がドアトリムユニットに組み込まれているため、発信部及び受信部を容易にドアに組み付けることができる。
また、上記の態様において、前記発信部と前記受信部は前記ドアトリム本体の上縁に設けられているとよい。
この構成によれば、発信部及び受信部が窓パネルの近傍に配置されるため、乗員の窓パネルに対する操作を検出し易い。
また、上記の態様において、１つの前記発信部と１つの前記受信部とは一体に組み付けられることによって、センサユニット（１０、１１）を構成し、前記センサユニットは前記ドアトリム本体の上縁の前端及び後端に設けられるとよい。
この構成によれば、発信部及び受信部とが一体となって組み付けられるため、乗員の指先の位置を検出するセンサの取付がより容易になる。更に、センサユニットがドアトリム本体の上縁の前後端にそれぞれ設けられるため、乗員の指先の位置を窓パネル全体に渡って検出できる。
上記課題を解決するために、窓パネル（７）、及び前記窓パネルを操作する操作装置（２０）を備えた車両のドア（２）の内側に設けられるドアトリムユニット（１）であって、前記ドアの内側に設けられるドアトリム本体（５）と、前記ドアトリム本体に設けられた電極（５２）を有し、前記電極と前記窓パネル上における対象物との間の静電容量を検出する静電容量センサ（５０）と、前記静電容量に基づいて、前記窓パネル上における対象物の変位を算出し、前記変位に応じて、前記操作装置を制御する制御装置（３０）とを有するとよい。
この構成によれば、静電容量センサを用いることで、対象物の窓パネル上の対象物の変位を算出するためのセンサを容易にドアに組み付けることができる。
また、上記の態様において、前記制御装置は、パターンと前記対象物の前記変位とを比較し、パターンに応じて前記操作装置を制御するとよい。
この構成によれば、パターンに応じて、窓パネルに複数の動作をさせることができる。また、パターンと合致するように乗員が指先を移動させたときのみ、窓パネルの操作が行われるため、窓パネルが誤動作し難くなる。
また、上記の態様において、前記制御装置は、複数回の前記対象物の前記変位から特徴を抽出し、学習する機能を備えるとよい。
この構成によれば、制御装置は学習した結果に基づいてパターンを修正できるため、パターンが乗員の癖に合わせて修正される。そのため、乗員が窓パネルを操作し易くなる。
また、上記の態様において、前記制御装置は前記ドアトリム本体の裏面に設けられているとよい。
この構成によれば、制御装置の組付が容易となり、且つ、ドアトリムユニットの意匠性が高まる。
以上の構成によれば、乗員の指先の位置を検出する発信部及び受信部を適正な位置に容易に配置することのできるドアトリムユニットを提供することが可能となる。
本発明に係るドアトリムが設けられたドアの斜視図 図１のＩＩ−ＩＩ断面図 乗員の指先の位置の算出方法を説明するための説明図 窓パネルの（Ａ）開動作、及び（Ｂ）閉動作を説明するための説明図 別実施形態のドアトリムが設けられたドアの斜視図
以下に本発明によるドアトリムユニット（以下、ドアトリム１）の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。以下では、ドアトリム１が設けられる自動車等の車両の前後方向を基準として前後を定め、車室を基準として内外を定める。
図１及び図２に示されるように、ドアトリム１は、運転席である右前席のドア２に設けられている。ドア２は、車外側に設けられる鋼板のアウタパネル３と、アウタパネル３の車内側に設けられる鋼板のインナパネル４とを有し、ドアトリム１はインナパネル４の下部の車内側の面（左側面）を覆うように取り付けられるドアトリム本体５を有する。アウタパネル３及びインナパネル４の上部には車内外を連通させる開口６が形成され、その開口６に昇降可能に窓パネル７がはめ込まれている。ドアトリム本体５の上縁は、開口６の下縁に沿う形状をなしている。
ドアトリム１は、ドアトリム本体５の上縁前後端において、それぞれセンサユニット１０、１１を備える。センサユニット１０、１１はそれぞれ、発信部１０ａ、１１ａ、及び、発信部１０ａ、１１ａから発せられた信号を検出する受信部１０ｂ、１１ｂを備える。発信部１０ａ、１１ａはスリット等によって、窓パネル７の近傍の所定の領域にのみ信号を伝播させる指向性を有する。また、受信部１０ｂ、１１ｂもまた対応する発信部１０ａ、１１ａからの信号のみを検出する。本実施形態では、センサユニット１０、１１として、発信部１０ａ、１１ａとして機能する赤外線ＬＥＤと、受信部１０ｂ、１１ｂとして機能するＣＭＯＳイメージセンサとを備えた公知の赤外線測距センサが用いられている。発信部１０ａ、１１ａから発せられた赤外線は対象物によって反射され、受信部１０ｂ、１１ｂであるＣＭＯＳイメージセンサに到達する。センサユニット１０、１１はＣＭＯＳイメージセンサ上の赤外線が検出された位置に基づいて、対象物と受信部１０ｂ、１１ｂとの距離を三角法によって算出し、その距離に応じた出力を行う。更に、２つの発信部が十分短い時間間隔を於いて赤外線を発し、その赤外線が発せられたタイミングに合わせて受信部１０ｂ、１１ｂが信号を検出することによって、受信部１０ｂ、１１ｂは一体に組み付けられた発信部１０ａ、１１ａからの信号のみを検出する。また、パルス長の異なる赤外線を発する、又は、異なる周波数の赤外線を発する等によって、受信部１０ｂ、１１ｂが対応する発信部１０ａ、１１ａの信号のみを検出するように構成してもよい。
図２に示されるように、窓パネル７はアウタパネル３とインナパネル４との間に配置されている。アウタパネル３とインナパネル４との間には、更に、電動式のウィンドウレギュレータである操作装置２０が設けられている。操作装置２０は、窓パネル７を上下に変位可能に支持する窓レール（図示せず）と、窓パネル７を支持する窓パネル支持部２１と、インナパネル４に取付けられた電動モータ２２と、電動モータ２２及び窓パネル支持部２１を連結するハーネス２３とを備えている。電動モータ２２は加えられた電圧に基づいて駆動し、ハーネス２３を介して窓パネル支持部２１を昇降させる。窓パネル支持部２１の昇降によって窓パネル７が昇降し、開口６が開閉する。
ドアトリム本体５の裏面（車外側を向く面）には、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である制御装置３０が設けられている。制御装置３０は、所定のメモリ３１を有し、２つのセンサユニット１０、１１と操作装置２０とに電気的に接続されている。制御装置３０は、２つのセンサユニット１０、１１からの出力に基づいて演算を行い、操作装置２０を制御する。
次に、ドアトリム１の動作について説明する。図１に示されるように、乗員が指を窓パネル７に接近させ、指先が発信部１０ａ、１１ａから赤外線が照射される領域に達すると、指先によって反射された赤外線が受信部１０ｂ、１１ｂに到達する。受信部１０ｂ、１１ｂによって赤外線が受信されると、指先と受信部１０ｂ、１１ｂとの距離に応じた出力が前端及び後端に位置するセンサユニット１０、１１からそれぞれ出力される。
制御装置３０は、所定の時間毎に、各センサユニット１０、１１の出力に基づいて、指先と各受信部１０ｂ、１１ｂとの距離を算出し、算出された距離に基づいて、窓パネル７上の前後方向をＸ成分、上下方向をＹ成分とする指先の位置Ｚを導出する。具体的には、制御装置３０は、指先と前側の受信部１０ｂとの距離がｄ１であり、指先と後側の受信部１１ｂとの距離がｄ２であると算出したとき、指先の位置Ｚは前側の受信部１０ｂを中心とする半径ｄ１の球Ａ上、且つ、後側の受信部１１ｂを中心とする半径ｄ２の球Ｂ上にある。よって、指先の位置Ｚは、２つの球の交線（円）Ｃ上にあることになる（図３参照）。発信部１０ａ、１１ａによって赤外線が照射される領域が窓パネル７に十分近いため、制御装置３０は指先の位置Ｚを、２つの球の交線Ｃと窓パネル７が設けられる面Ｓの交点のうち、２つの受信部１０ｂ、１１ｂよりも上にある交点として求める。
制御装置３０は、窓パネル７上の指先の位置Ｚを求めた後、その位置Ｚをメモリ３１に保存する。また、制御装置３０はメモリ３１に保存された所定の時間経過前の指の位置と、導出された指先の位置との差分を取ることによって、指先の変位を算出する。本実施形態では、Ｘ成分の変位は指先が後方に移動したとき正となり、Ｙ成分の変位は指先が上方に移動したときが正となるように定義されている。
次に制御装置３０は、図４（Ａ）に示されるように、算出された変位のＹ成分が正であるときには指先が上方に移動したと判断し、窓パネル７を上昇させるべく、操作装置２０を駆動させる。算出された変位のＹ成分が負であるときには、図４（Ｂ）に示されるように、制御装置３０は指先が下方に移動したと判断し、窓パネル７を下降させるべく、操作装置２０を駆動させる。これにより、乗員が指を窓パネル７に近づけ、上下に移動させることによって、窓パネル７を昇降させることができる。
次に、ドアトリム１の効果について説明する。ドアトリム１が乗員の指先の位置Ｚを検知するセンサユニット１０、１１を備えているため、ドアトリム１をインナパネル４に組み付けるのみで、センサユニット１０、１１を適正な位置に容易に配置できる。
センサユニット１０、１１がドアトリム本体５の上縁に設けられているため、窓パネル７近傍における乗員の指先の位置を検出し易くなる。また、窓パネル７近傍の乗員の指先の位置を検出することで、乗員の意図しない窓パネル７の開閉が行われ難くなる。
発信部１０ａ、１１ａと受信部１０ｂ、１１ｂとがセンサユニット１０、１１として一体として取り付けられるため、発信部１０ａ、１１ａと受信部１０ｂ、１１ｂとの相対的な位置が変わりにくく、センサユニット１０、１１の取付が容易である。更に、センサユニット１０、１１がドアトリム本体５の上縁の前後端にそれぞれ設けられるため、乗員の指先の動きを窓パネル７全体に渡って検出できる。
制御装置３０がドアトリム本体５の裏側に組み付けられているため、ドアトリム１を取り付けるときに、制御装置３０をインナパネル４等に組み付ける必要がなく、組付が容易である。また、制御装置がドアトリム本体５の裏側に設けられているため、組み立て後、制御装置３０が露出せず、ドアトリム１の意匠性が高まる。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、発信部１０ａ、１１ａとして赤外線ＬＥＤを用い、受信部１０ｂ、１１ｂとしてＣＭＯＳイメージセンサを用いたが、これには限定されない。例えば、発信部１０ａ、１１ａとして超音波発信機を用い、受信部１０ｂ、１１ｂとして超音波検出器を用い、センサユニット１０、１１が超音波の伝播時間に基づいた出力を行ってもよい。このとき、超音波の伝播時間に基づいて、センサユニット１０、１１は受信部１０ｂ、１１ｂと対象物との距離を求めることができる。また、発信部１０ａ、１１ａとしてレーザーを用い、受信部１０ｂ、１１ｂとしてレーザー受光部を用いてもよい。更に、発信部１０ａ、１１ａとしてミリ波発信機を用い、受信部１０ｂ、１１ｂとしてミリ波レーダーであってもよい。
また、上記実施形態では、指先の上下方向の変位に基づいて、操作装置２０を制御していたがこの方法には限定されない。例えば、制御装置３０は、指先の変位の時間変化に対応する所定のパターンをメモリ３１に予め保存しておき、検出された指先の変位の時間変化を記憶されたパターンと比較するように構成してもよい。制御装置３０は、両者が合致するときに、窓パネル７を上昇させる、又は下降させるべく、操作装置２０を駆動させるとよい。このように、メモリ３１に予め保存されたパターンと合致するように乗員が指先を移動させたときに窓パネル７が昇降するため、乗員が意図せず、窓パネル７が昇降することがない。また、メモリ３１に操作装置２０の駆動を停止させるパターンを保存しておき、そのパターンに合致するように乗員が指先を移動させたときに、操作装置２０の駆動を停止させるように構成してもよい。このように、複数のパターンをメモリ３１に保存することによって、様々なパターンに応じて操作装置２０を動作させることが可能となる。
また、制御装置３０は、複数回の対象物の変位から特徴を抽出し、学習する機能を備えてもよい。そのように構成することによって、制御装置３０は学習した結果に基づいてパターンを修正するため、記憶されたパターンが乗員の癖に合わせて修正され、乗員が窓パネル７を操作し易くなる。
また、制御装置３０は、指先の変位速度が大きいときには窓パネル７の昇降速度を上げ、変位速度が小さいときには窓パネル７の昇降速度を下げるように、操作装置２０を制御してもよい。
また、本実施形態では、操作装置２０は窓パネル７を昇降させる機能のみを有していたが、操作装置２０は窓パネル７の透過性、又は色調を変化させる機能を有していてもよい。このとき、制御装置３０は、窓パネル７の透過性、又は色調を変化させることに対応する指先の変位のパターンを記憶しておき、乗員によってそのパターンに合う動作が行われたときに、操作装置２０に窓パネル７の透過性、又は色調を変化させるように構成するとよい。窓パネル７の透過性や色調の変更によって、窓パネル７から車内に入る光の量を調節することが可能となる。
また、本実施形態では、ドアトリム本体５の上縁には２つの発信部１０ａ、１１ａが設けられていたが、１つの発信部のみがドアトリム本体５の上縁に設けられていてもよい。このときは、本実施形態と同様、２つの受信部がドアトリム本体５の上縁（好ましくは、前後両縁）に設けられているとよい。このとき、発信部１０ａ、１１ａから発せられる信号は１種類となるため、受信部１０ｂ、１１ｂにおいて検出される信号の経路が明確になるため、対象物の位置の検出精度が向上する。
また、本実施形態では、ドアトリム本体５の上縁には２つの受信部１０ｂ、１１ｂが設けられていたが、３つの受信部が設けられていてもよい。このとき、制御装置３０は、受信部で受信した信号に基づいて３つの受信部から指先までの距離を算出し、その３つの距離に基づいて指先の位置を決定するようにしてもよい。このとき、受信部が３つ設けられることで、発信部から照射される光や超音波の指向性が低く、照射される光や超音波を窓パネル７の近傍のみに制限することが難しい場合であっても、指先の位置を決定することができる。このように受信部が３つ設けられることで、指先と窓パネル７との距離に応じて、窓パネル７の開閉の制御や開閉速度を変化させること等が可能となる。
また、センサユニット１０、１１の代わりに、ドアトリム本体５に静電容量センサ５０を設けてもよい。例えば、図５に示されるように、静電容量センサ５０はドアトリム本体５の上壁裏面（下面）に貼り付けられた電極５２を備え、その電極５２はドアトリム本体５の上縁に沿って延びるように配置されている。静電容量センサ５０は、その電極５２と対象物（指先等）との間の静電容量を検出する。静電容量センサ５０は制御装置３０に接続され、制御装置３０は、検出された静電容量に基づいて、静電容量センサ５０から指先までの距離を求め、窓パネル上の指先の上下方向（図３のＹ軸方向）の位置を算出する。更に、制御装置３０は、算出された指先の位置及びその変位に応じて、操作装置２０を動作させ、窓パネルの開閉等を行うように構成される。静電容量センサ５０を用いると、対象物の窓パネル上の対象物の変位を算出するためのセンサを容易にドアに組み付けることができる。更に、静電容量センサ５０を用いると、電極５２がドアトリム本体５の樹脂に覆われている場合であっても、指先が窓パネル７上にあること、また、電極５２から指先までの距離を検出することができるため、電極５２をドアトリム本体５の上壁裏面に貼り付けることができる。よって、電極５２がドアトリム１の車室側表面に露出せず、ドアトリム１の意匠性が高まる。更に、静電容量センサ５０は太陽光等の外光の影響も受け難いため、外光の強度に依存せず、窓パネル７上の指先の位置を検出することが可能となる。また電極５２がドアトリム本体５の上壁裏面に貼り付けられている態様には限定されず、例えば、ドアトリム本体５の上壁を構成する樹脂に埋め込まれていてもよい。
１ ：ドアトリム（ドアトリムユニット）
２ ：ドア
５ ：ドアトリム本体
７ ：窓パネル
１０、１１ ：センサユニット
１０ａ、１１ａ ：発信部
１０ｂ、１１ｂ ：受信部
２０ ：操作装置
３０ ：制御装置
５０ ：静電容量センサ
５２ ：電極

Claims (6)

  1. 窓パネル、及び前記窓パネルを操作する操作装置を備えた車両のドアの内側に設けられるドアトリムユニットであって、
    前記ドアの内側に設けられるドアトリム本体と、
    前記ドアトリム本体に設けられ、自らが設けられた位置から、前記窓パネルを操作すべく乗員が移動させる対象物までの距離を取得する２つの測距センサユニットと、
    ２つの前記測距センサユニットを中心とし前記距離を半径とする２つの球の球面と、前記窓パネルに対応する面との交点を取得することによって前記対象物の位置を算出し、前記対象物の変位に応じて、前記操作装置を制御する制御装置とを有することを特徴とするドアトリムユニット。
  2. 前記測距センサユニットは前記ドアトリム本体の上縁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のドアトリムユニット。
  3. 前記測距センサユニットはそれぞれ、前記ドアトリム本体の上縁の前端及び後端に設けられることを特徴とする請求項２に記載のドアトリムユニット。
  4. 前記制御装置は、予め記憶したパターンと前記対象物の前記変位とを比較し、前記パターンに応じて前記操作装置を制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載のドアトリムユニット。
  5. 前記制御装置は、複数回の前記対象物の前記変位から特徴を抽出し、学習する機能を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載のドアトリムユニット。
  6. 前記制御装置は前記ドアトリム本体の裏面に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載のドアトリムユニット。
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