JP7286945B2

JP7286945B2 - 車両用扉の障害物認識装置および車両用の障害物認識機能付扉

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Publication number: JP7286945B2
Application number: JP2018201863A
Authority: JP
Inventors: 翼神谷; 真人杉山; 守孝三輪; 修靖三輪; 公祐塚尾
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: JP2020067425A; US20200132837A1; CN111098814A; CN111098814B

Description

本発明は、車両用扉の障害物認識装置および車両用の障害物認識機能付扉に関する。

特許文献１には、超音波を送信し、その反射波を受波して障害物までの距離を測定する、いわゆるタイム・オブ・フライト（Ｔｉｍｅ－Ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ、ＴＯＦ）法による超音波距離測定装置が記載されている。

特許文献２には、車体に取付けた超音波を用いた障害物センサ（障害物認識装置の一例）と、ドアの開閉駆動機構と、これらのコントローラとを備えた車両用ドアの自動開閉装置が記載されている。この車両用ドアの自動開閉装置は、障害物センサによってドアの開動方向側および閉動方向側における移動軌跡内の障害物の位置を検出し、その障害物の検出位置に応じて設定したドアの開動可能範囲および閉動可能範囲を越えないように、コントローラがドアの開閉駆動機構を制御している。この車両用ドアの自動開閉装置は、ドアの閉動方向側に存在する障害物を検出して、ドアの開動時および閉動時にドアと障害物との干渉防止を実現している。

特許文献３には、ドアの可動領域は広いため、特許文献２に記載されるような自動開閉装置においてドア全体を障害物の干渉から避けるためには、複数の障害物センサを設けることが必要になる問題が指摘されている。この問題を解決すべく、特許文献３には、ソナーとレーザセンサとを用いた自動開扉装置が記載されている。

特開２００５－２４９７７０号公報特開２００５－３３６９３４号公報特開２０１３－０１０３８４号公報

超音波を用いた車両用扉の障害物認識装置は、障害物の位置のうち、当該障害物認識装置からの距離を検出可能であるが、それだけでは当該障害物認識装置と障害物との相対的な位置関係を認識できない。そのため、従来の障害物認識装置では、適切に扉と障害物との干渉を防止できない問題がある。また、レーザセンサなどを用いると装置コストが上昇する問題がある。

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、適切に扉と障害物との干渉を防止できる障害物認識装置および障害物認識機能付扉を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用扉の障害物認識装置の特徴構成は、車両の枠体から外側に移動して開く扉への取付に適した超音波の送受波器を一対で有するセンサ部と、前記センサ部が送波した超音波が障害物で反射した反射波に基づいて、前記扉に対する当該障害物の相対位置を認識する位置認識部と、を備え、一対の前記送受波器は、前記扉の外周に沿い前記扉の外周部の下方の縁に所定の間隔を隔てて配置されており、前記センサ部は、少なくとも一方の前記送受波器から前記車両の外側における所定の送波領域に向けて送波した超音波の反射波を、一対の前記送受波器で受波し、前記位置認識部は、一対の前記送受波器が受波したそれぞれの反射波に基づいて前記扉に対する前記障害物の相対位置を認識し、前記送波領域は、前記車両の上下方向視において第１中心角を有する扇状に形成されると共に、前記車両の前後方向視において第２中心角を有する扇状に形成されており、前記第１中心角が前記第２中心角よりも大きく設定され、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域と重複し、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域より下方の領域と重複しないように設定されている点にある。

以下では、一対の超音波の送受波器（いわゆる、超音波トランスデューサ）の内、一方の送受波器を第一送受波器、他方の送受波器を第二送受波器と称する。上記構成によれば、例えば、第一送受波器から送波した超音波の障害物からの反射波を、第一送受波器と第二送受波器のそれぞれで受波することで、位置認識部は、第一送受波器と障害物との距離（以下では第一距離と称する）、第二送受波器と障害物との距離（以下では第二距離と称する）を、超音波の送波開始から受波までの時間と超音波の伝播速度とから求めることができる（いわゆる、ＴＯＦ法）。ここで、第一送受波器と第二送受波器との距離（以下ではセンサ間距離と称する）は所定の間隔として既知である。したがって、位置認識部は、第一距離、第二距離、およびセンサ間距離に基づいて三辺測量により、センサ部と障害物との間の距離などの、センサ部に対する障害物の相対位置を認識することが可能となる。つまり、センサ部の取り付けられた車両の枠体から外側に移動して開く扉（以下では単に車両用扉と称する）に対する障害物の相対位置を認識することができる。これにより、車両用扉と障害物との干渉を適切に防止できる障害物認識装置を提供することができる。

上記構成によれば、車両用扉の外周部（外周に沿う端部）と障害物との間の距離を認識することができるため、壁などの障害物にぶつける可能性の高い車両用扉の外周部と障害物との干渉を防止できる障害物認識装置を提供することができる。

車両用扉を開閉する際に干渉することが想定される主な障害物、例えば、道路の標識、建物などの壁、他の車両などの障害物の大半は、地面に接地している。そのため障害物の大半は、車両用扉の下端部に近い位置にある。したがって、上記構成のごとく一対の送受波器を車両用扉の外周部の下方の縁（下端部）に配置し、送波領域と開閉領域とを重複させることで、車両用扉が開閉する際に干渉するおそれの生ずる開閉領域の主要な障害物を認識可能である。これにより、車両用扉と主要な障害物との干渉を防止できる。

上述のごとく、車両用扉を開閉する際に干渉することが想定される主な障害物は、地面に接地している。開閉領域より下方の領域に存在し、かつ、開閉領域と重複しない物体は、車両用扉を開閉する際に車両用扉と干渉しない。したがって、上記構成のごとく一対の送受波器を車両用扉の外周部の下方の縁（下端部）に配置し、かつ、送波領域は、前記扉が移動する開閉領域より下方の領域と重複しないように設定することで、送波領域と少なくとも車両用扉の下端部に近い位置にある開閉領域とを重複させて、開閉領域の障害物を認識可能としつつ、開閉領域より下方の領域、すなわち、車両用扉が開閉する際に干渉しない領域にのみ存在する物体を障害物として誤って認識することを回避できる。

本発明に係る車両用扉の障害物認識装置の更なる特徴構成は、前記送受波器の送波方向は、前記送受波器からみて水平方向よりも上向きに傾斜するように設定されている点にある。

送受波器の送波方向とは、送受波器が超音波を送波する方向である。上記構成によれば、送波領域が、車両用扉が開閉動作する領域と重複し、かつ、車両用扉が開閉動作する領域の下方の領域と重複しない位置に設定される。これにより、車両用扉が開閉する際に干渉するおそれの生ずる車両用扉が開閉動作する領域の障害物を認識可能である。一方、扉が開閉動作する領域の下方の領域の物体を障害物として誤って認識することを回避できる。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用の障害物認識機能付扉の特徴構成は、超音波の送受波器を一対で有するセンサ部と、前記センサ部から送波した超音波が障害物で反射した反射波に基づいて、当該障害物の相対位置を認識する位置認識部と、を備え、一対の前記送受波器は、扉の外周に沿い前記扉の外周部の下方の縁に所定の間隔を隔てて配置されており、前記センサ部は、少なくとも一方の前記送受波器から車両の外側における所定の送波領域に向けて送波した超音波の反射波を、一対の前記送受波器で受波し、前記位置認識部は、一対の前記送受波器が受波したそれぞれの反射波に基づいて前記障害物の相対位置を認識し、前記送波領域は、前記車両の上下方向視において第１中心角を有する扇状に形成されると共に、前記車両の前後方向視において第２中心角を有する扇状に形成されており、前記第１中心角が前記第２中心角よりも大きく設定され、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域と重複し、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域より下方の領域と重複しないように設定されている点にある。

上記構成によれば、上述の障害物認識装置と同様の作用効果を得ることができる。

障害物認識機能付扉の全体構成、および第一認識操作の説明図第二認識操作の説明図障害物認識機能付扉および送波領域と障害物との関係を説明する背面視の断面図車両における障害物認識装置および障害物認識機能付扉の設置状態の説明図実施例１における障害物の認識方法を説明する図第一認識操作の別の説明図第二認識操作の別の説明図実施例２における障害物の認識方法を説明する図

図１から図８に基づいて、本発明の実施形態に係る車両用扉の障害物認識装置および車両用の障害物認識機能付扉について説明する。

図１に示すように、車両２００は、乗員Ｍが搭乗する車両２００の内側の空間である車室Ｓの搭乗口９０に、車両２００の内側と外側とを区画するドア９（扉の一例、障害物認識機能付扉の一例）や外板９９を備えている。なお、図１において、車両２００の進行方向前向きを前、その逆を後、進行方向前向きに着座する乗員Ｍの右手側を右、その逆を左と称する。内側とは、ドア９や外板９９からみて車室Ｓの側をいう。外側とは、ドア９や外板９９からみて車室Ｓに対する外部をいう。

ドア９は、車両２００の左右側面に設けられるサイドドア（フロンドドアおよびリアドア）や、車両２００の後方に設けられたバックドアである場合を含む。図１には、ドア９が車両２００の右側のフロントドアである場合を例示して説明している。ドア９が車両２００の左側のフロントドアである場合は、左側のフロントドアと面対称である。以下では、ドア９が車両２００の右側のフロントである場合について説明する。

ドア９は、図１、図４に示すように、車室Ｓへの搭乗口９０に取り付けられた入口扉である。ドア９は、外周部の下方の縁（下端部）における車両２００の外側に、図１、図２、および図４に示す飾り板９５（いわゆる、ガーニッシュ）を有する。図１には、閉じたドア９を閉じ状態の閉ドア９１として図示している。また、最大限旋回して開いた状態のドア９を開ドア９２として破線で図示している。搭乗口９０は、外板９９の内側に搭乗口９０となる開口部を形成するフレームＦを有する。フレームＦは車両２００の車体フレーム（図示せず）に固定されている。

図１に示すように、ドア９は、ドア９の外側面が外板９９と面一になっている状態（閉ドア９１）から、外板９９やフレームＦ（枠体の一例）から外側に移動して開ドア９２の状態まで開く際に、ドア９が開閉動作により移動する領域に存在する障害物Ｂを認識するセンサシステム１００（障害物認識装置の一例）を備えている。なお、ドア９が開閉動作により移動する領域とは、後述するように、ドア９が開閉する際の軌跡Ｔの内側の領域である。以下では、ドア９が開閉動作により移動する領域を、単に開閉領域と称する。

ドア９は、フレームＦに固定された蝶番（図示せず）などにより軸支され、水平方向に沿う旋回が可能となっている。図１には、ドア９の前端側が、前端側のフレームＦで軸支されている場合を図示している。ドア９は、フレームＦで軸支された軸Ｘを回転軸心として旋回して開く。平面視において、ドア９が、閉ドア９１の状態から軸Ｘを回転軸心として旋回して開ドア９２の状態まで開く際にドア９の最後端が外側に移動して描く軌跡が軌跡Ｔである。閉ドア９１、開ドア９２、および軌跡Ｔで囲われた領域が開閉領域に対応する。

センサシステム１００は、超音波を送受波（送受信）可能なセンサ部１と、超音波Ｗを送波（送信）するための電気信号をセンサ部１に送出し、センサ部１が超音波を受波した際の電気信号を受信する送受波回路３と、センサシステム１００の動作全体を制御するＣＰＵ２とを有する。ＣＰＵ２は、障害物Ｂの相対位置を認識する位置認識部２２と、センサ部１や送受波回路３に動作指令を行う制御部２１とを有する。センサ部１は、ドア９の下端に取り付けられている。

センサ部１は、第一送受波器１１および第二送受波器１２（それぞれ送受波器の一例）を有する送受波器ユニットである。センサ部１は、図１、図３、および図４に示すように、ドア９の外周部のうち、ドア９の下方の端部の縁（ドア９の下端部）に取り付けられている。センサ部１は、ドア９の下端部であって、飾り板９５の下端部付近に取り付けられている。また、センサ部１は、ドア９における後方側（開閉側）に偏る位置に配置されている。センサ部１は、図１および図３に示すように、飾り板９５の表面と面一となるように露出する状態で設置されている。飾り板９５の下端には、図３に示すように、当該下端から外側に向けて地面Ｇに平行（水平方向に平行）に延出する仕切板９６が取り付けられている。

第一送受波器１１および第二送受波器１２は、少なくとも送受波回路３と電気的に接続されて超音波を送受波可能となる超音波トランスデューサである。第一送受波器１１および第二送受波器１２は、圧電セラミックスなどの圧電素子や、当該圧電素子の歪を増幅して空気に振動を伝播させ、空気の振動を当該圧電に歪として伝達する振動板（図示せず）などを有する。

第一送受波器１１および第二送受波器１２は、少なくとも送受波回路３と接続されて、いわゆるソナー回路を構成している。第一送受波器１１および第二送受波器１２はそれぞれ、送受波回路３と組合わさって所定の周波数の超音波の送波機能、もしくは送波した超音波に近似する周波数の超音波の受信機能を実現する。

図１に示すように、第一送受波器１１および第二送受波器１２は、その圧電素子の振動により、車両２００の外側における所定の方向へ向けて所定の周波数の超音波Ｗを送波することができる。第一送受波器１１および第二送受波器１２は、送波可能な超音波Ｗと近似する周波数の超音波（たとえば、超音波Ｗの反射波Ｒ）を、その圧電素子を介して受波することができる。以下では、第一送受波器１１や第二送受波器１２の圧電素子や振動板などの、超音波の送受波する端子部分を、単に端子と称する。

図１に示すように、第一送受波器１１および第二送受波器１２は、送受波回路３から所定の電気信号を受信すると所定の周波数（例えば、周波数が４０ＫＨｚ近傍）の超音波Ｗを送波する。第一送受波器１１および第二送受波器１２は、送波した超音波に近似する周波数の超音波、すなわち、超音波Ｗの反射波Ｒを受波すると、当該受波した超音波に対応する電気信号を送受波回路３へ送出する。

図１から図３に示すように、第一送受波器１１と第二送受波器１２とは、ドア９の下端部において、前後方向に並べて配置されている。第一送受波器１１と第二送受波器１２とは所定の間隔（たとえば、所定の間隔として２０ｃｍから４０ｃｍ）を隔てて配置されている。

飾り板９５には例えば内側から外側に貫通する貫通孔が設けられ、第一送受波器１１や第二送受波器１２の端子は、当該貫通孔に嵌め込まれて外側に向けて固定される。

図１、図２に示すように、第一送受波器１１は、ドア９の後端とドア９における前後方向の中心との間に配置されている。

第二送受波器１２は、第一送受波器１１よりも後方側に配置されている。第一送受波器１１と第二送受波器１２とは、地面Ｇからみて同じ高さに設けられている（図３参照）。

超音波Ｗの送波領域は、車両２００を平面視でみた場合、図１、図２に示すように、中心線Ｃに対して前後に面対称に設定された中心角α（たとえば、α＝１００度）の扇状に設定されている。超音波Ｗの送波領域は、図３に示すように、中心線Ｃに対して上下に面対称に設定された中心角β（たとえば、β＝３０度）の扇状に設定されている。超音波Ｗの送波領域における中心角αは中心角βよりも大きく設定されている。すなわち、超音波Ｗの送波領域における前後方向の垂直断面は、前後方向に沿う長軸を有する楕円形もしくは長円形に設定されており、上下方向における指向性が小さく設定されている。このように上下方向における指向性が小さく設定されていることで、センサ部１に対する障害物Ｂの相対位置を認識するに際し、センサ部１と障害物Ｂとの水平方向における位置関係（センサ部１と障害物Ｂとの水平方向における距離）の検出誤差を小さくして、障害物Ｂの相対位置を精度よく認識することができる。

図１から図３に示すように、第一送受波器１１および第二送受波器１２のそれぞれが送波する超音波Ｗの送波領域は、開閉領域と重複している。超音波Ｗの送波領域における、超音波Ｗの送波方向に交差する断面の中心を通る仮想線を中心線Ｃと仮定した場合、中心線Ｃは、図１、図２に示すように、左右方向に沿う方向に向けて設定されている。中心線Ｃの延在方向は通常、超音波Ｗの送波方向に沿う。中心線Ｃを左右方向に沿う方向に向けて設定するために、送受波器の端子は、車両２００の外側に向けて取り付けられている。なお、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２の超音波Ｗの送波領域とは、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２が送波した超音波Ｗの反射波Ｒを、第一送受波器１１と第二送受波器１２との双方が検出可能な範囲をいう。

図３に示すように、中心線Ｃは、地面Ｇに平行な方向（水平方向）から傾斜角θ（たとえば、θ＝１２度）だけ上向きに傾斜する向きに設定されており、超音波Ｗの送波方向は、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２から見て上向きに傾斜するように設定されている。傾斜角θは、例えば中心角βの半分程度に設定される。中心線Ｃ（超音波Ｗの送波方向）を、地面Ｇに平行な方向からやや上方に傾斜する向きに設定するために、第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子は、地面Ｇに平行な方向からやや上方に傾斜する向きに向けて取り付けられている。これにより、第一送受波器１１および第二送受波器１２のそれぞれが送波する超音波Ｗの送波領域は、開閉領域より下方の領域と重複しないように設定される。

第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子の横外側領域と仕切板９６とが上下方向に重複している。換言すると、第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子近傍における超音波Ｗの送波領域の下方は、仕切板９６により遮蔽され、送波領域外になる。

このように、第一送受波器１１および第二送受波器１２のそれぞれが送波する超音波Ｗの送波領域が開閉領域と重複しているため、開閉領域と重複する障害物Ｂを認識可能である。一方、第一送受波器１１および第二送受波器１２のそれぞれが送波する超音波Ｗの送波領域が、開閉領域より下方の領域と重複しないように設定されているため、開閉領域より下方の領域に在りドア９が開閉する際に干渉しない物体である非障害物Ｈを障害物Ｂであると誤って認識する誤認識を回避できる。また、第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子近傍における超音波Ｗの送波領域の下方が仕切板９６により遮蔽されているため、開閉領域より下方の領域への超音波Ｗの漏洩を防止し、非障害物Ｈの誤認識を精度よく回避可能となる。図３には、たとえば道路標識などの地面Ｇに固定された障害物Ｂが上方に延び、ドア９の開閉領域と重複している場合を図示している。なお、ドア９の開閉領域より下方の領域にある非障害物Ｈの一例としては、道路脇にある背の低い縁石などが挙げられる。

図１に示すように、送受波回路３は、第一送受波器１１と第二送受波器１２とのそれぞれに対応する送受波のための電気回路として、第一回路３１と第二回路３２とを有する。第一回路３１と第二回路３２とは、例えば変調器や発振器、検波器(図示せず)などを有する電気回路ユニットである。

送受波回路３は、制御部２１の指令に基づいて、センサ部１の第一送受波器１１と第二送受波器１２とのそれぞれに対して、超音波Ｗを送波させるため電気信号を別々に送出する。第一送受波器１１と第二送受波器１２とは、それぞれに対応する第一回路３１と第二回路３２とにより超音波を送出する。

送受波回路３は、センサ部１の第一送受波器１１と第二送受波器１２とがそれぞれ別々に超音波を受波した際の電気信号を、それぞれ第一回路３１と第二回路３２とで受信して、位置認識部２２に対して、当該電気信号を受信した旨の信号を送出する。送受波回路３は、位置認識部２２に対して、当該電気信号を受信した旨の信号を送出する際、第一送受波器１１と第二送受波器１２とのいずれの受信であるかを特定して当該信号を送出する。

ＣＰＵ２は、センサシステム１００の中央演算装置である。ＣＰＵ２は、位置認識部２２と、制御部２１とを有する。位置認識部２２と制御部２１との機能は、フラッシュメモリなどの記憶媒体に記憶されたソフトウェアにより実現されており、あらかじめ定められたプログラムなどに従って機能する。

制御部２１は、あらかじめ定められたプログラムなどに従って、センサ部１や送受波回路３に動作指令を行う機能部である。制御部２１は、たとえば乗員Ｍや車両２００のＥＣＵなどの中央制御装置（図示せず）などがドア９を開こうとしていること、もしくはドア９を開くことを検知すると、センサシステム１００による障害物Ｂの認識を開始する。制御部２１はたとえば、乗員Ｍがドア９の開閉用のドアノブに触れたことを、当該ドアノブに設けた人感センサなどにより検知し、当該検知により、乗員Ｍがドア９を開こうとしていること、もしくはドア９を開くことを予測して、センサシステム１００による障害物Ｂの認識を開始する。なお、制御部２１は、乗員Ｍがドア９の開き動作をしている最中にも、障害物Ｂの認識を継続してもよい。

センサシステム１００による障害物Ｂの認識を開始する場合、制御部２１は、送受波回路３に対し、センサ部１に超音波Ｗを送波させるための指令を行う。以下では、制御部２１が送受波回路３に対してセンサ部１に超音波を送波させるための指令をすることを、単に超音波Ｗの送波を指令する、などと記載する。

制御部２１は、超音波Ｗの送波を指令するに際し、第一送受波器１１と第二送受波器１２とに対し、所定の間隔毎（例えば、５０ミリ秒ごと）にそれぞれ交互に所定のバースト長（例えば、０．２ミリ秒の長さ）の超音波Ｗの送波を指令する。障害物Ｂの認識を継続している間、制御部２１は超音波Ｗの送波の指令を継続する。制御部２１からの超音波Ｗの送波の指令が継続している間、第一送受波器１１と第二送受波器１２とは、所定のバースト長の超音波Ｗの送波を交互に繰り返す。

位置認識部２２は、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２が送波した超音波Ｗが障害物Ｂで反射した反射波Ｒに基づいて、障害物Ｂの相対位置を認識する機能部である。また位置認識部２２は、認識された障害物Ｂの相対位置が開閉領域と重複する場合、ドア９を開くと障害物Ｂとドア９とが衝突など干渉することを予測してその旨を制御部２１へ通知する機能部である。

位置認識部２２は、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２が超音波Ｗを送波したタイミングと、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２が反射波Ｒを受波したタイミングとの時間差と、超音波の伝播速度である音速とに基づいて、いわゆるＴＯＦ法により第一送受波器１１と第二送受波器１２のそれぞれと障害物Ｂとの距離を算出し、三辺測量法により障害物Ｂの相対位置を認識する。詳細は後述する。

位置認識部２２は、障害物Ｂの相対位置を認識した場合、すなわち、ドア９を開くと障害物Ｂとドア９とが衝突など干渉することを予測した場合、その旨を制御部２１へ通知する。当該通知を受けた制御部２１は、例えば、障害物Ｂとドア９とが衝突など干渉することを、車室Ｓ内に設けられたスピーカや警報ランプなどの報知部（図示せず）により乗員Ｍに報知することができる。また例えば、当該通知を受けた制御部２１は、ドア９に設けた開閉動作を阻止するブレーキシステム（図示せず）などにより、ドア９の開閉を禁止することも可能である。

〔障害物の相対位置の認識方法について〕
〔実施例１〕
位置認識部２２による障害物Ｂの相対位置の認識方法について具体例を説明する。以下では、障害物Ｂが道路標識のように前後方向において幅の狭い物体である場合を例示して説明する。

以下では第一送受波器１１が超音波Ｗ（超音波Ｗ１）を送波して障害物Ｂを認識する操作（図１および図５参照）を第一認識操作と称する場合がある。第二送受波器１２が超音波Ｗ（超音波Ｗ２）を送波して障害物Ｂを認識する操作（図２参照）を第二認識操作と称する場合がある。

第一認識操作について説明する。図５に示すように、位置認識部２２は、第一送受波器１１が超音波Ｗ１を送波し、超音波Ｗ１が障害物Ｂに反射した反射波Ｒ１１を第一送受波器１１が受波するまでの時間と音速とに基づいて、第一送受波器１１と障害物Ｂとの距離ｄ１１をＴＯＦ法で算出する。

位置認識部２２は、第一送受波器１１が超音波Ｗ１を送波し、超音波Ｗ１が障害物Ｂに反射した反射波Ｒ１２を第二送受波器１２が受波するまでの時間と音速とに基づいて、第二送受波器１２と障害物Ｂとの距離ｄ１２と距離ｄ１１との合計距離（第一送受波器１１から障害物Ｂを経て第二送受波器１２に到るまでの距離）をＴＯＦ法で算出する。その後、位置認識部２２は、当該合計距離から距離ｄ１１を差し引いた差分を求め、距離ｄ１２を算出する。

位置認識部２２は、障害物Ｂの相対位置を、第一送受波器１１の端子を円弧の中心とする仮想円Ｅ１１と、第一送受波器１１の端子と第一送受波器１１から距離ｄｓだけ離間した位置にある第二送受波器１２の端子とを焦点とする仮想楕円Ｅ１２の交点上として、三辺測量により認識する。

第二認識操作について説明する。図２に示すように、第二認識操作は第一認識操作と第一送受波器１１と第二送受波器１２との相対的な関係が逆になる点で異なり、その他の処理は同様に行われる。すなわち、第二認識操作は、第二送受波器１２が超音波を送波し、超音波が障害物Ｂに反射した反射波を第一送受波器１１が受波することにより障害物Ｂの相対位置を認識することである。第二認識操作の詳細説明は省略する。

第二認識操作は、上述の第一認識操作の場合と同様の処理を実行し、障害物Ｂの相対位置を三辺測量により認識する。第二認識操作で検出される第一送受波器１１と障害物Ｂとの距離は、第一認識操作で検出される距離ｄ１１と等しい。第二認識操作で検出される第二送受波器１２と障害物Ｂとの距離は、第一認識操作で検出される距離ｄ１２と等しい。第二認識操作で検出される第二送受波器１２から障害物Ｂを経て第一送受波器１１に到るまでの距離は、第一認識操作で検出される距離ｄ１１と距離ｄ１２との合計に等しい。なお、このように第二認識操作で検出される各距離と第一認識操作で検出される各距離とが等しくなるのは、ドア９が第一認識操作を実行した際と同じ位置であり（ドア９が開閉などにより動いておらず）、かつ、第一送受波器１１および第二送受波器１２が第一認識操作を実行した際と同じ環境（たとえば、気温や周囲のノイズ）で第二認識操作が実行される場合である。

このように位置認識部２２は、第一認識操作と第二認識操作との双方において、それぞれ障害物Ｂの相対位置を認識する。これにより位置認識部２２は、精度よく障害物Ｂの相対位置を認識できる。その結果、適切にドア９と障害物Ｂとの干渉を防止できる。

〔実施例２〕
本実施例は、実施例１の障害物Ｂが道路標識のように前後方向において幅の狭い物体である場合であったのに対し、本実施例の障害物Ｂは建物の壁や家屋の塀のように前後方向において幅の広い物体（以下では壁体と称する）である点で異なる。

図６に示すように、第一認識操作においては、反射波Ｒ１１は位置Ｂ１１で反射して第一送受波器１１に入射する。反射波Ｒ１２は位置Ｂ１１よりも後方の位置Ｂ１２で反射して第二送受波器１２に入射する。

位置認識部２２は、第一認識操作を実行し、ＴＯＦ法により、第一送受波器１１と位置Ｂ１１との距離Ｌ１（図８参照）、および、第一送受波器１１から位置Ｂ１２を経て第二送受波器１２に到るまでの距離を算出する。

図７に示すように、第二認識操作においては、反射波Ｒ２１は位置Ｂ２１で反射して第一送受波器１１に入射する。反射波Ｒ２２は位置Ｂ２１よりも後方の位置Ｂ２２で反射して第二送受波器１２に入射する。

位置認識部２２は、第二認識操作を実行し、ＴＯＦ法により、第二送受波器１２と位置Ｂ２２との距離Ｌ２（図８参照）、および第二送受波器１２から位置Ｂ２１を経て第一送受波器１１に到るまでの距離とを算出する。

本実施例は実施例１と異なり、第二認識操作の実行により認識される第二送受波器１２から位置Ｂ２１（障害物Ｂ）を経て第一送受波器１１に到るまでの距離は、第一認識操作の実行により検出される第一送受波器１１と位置Ｂ１１との距離Ｌ１と第二認識操作における第二送受波器１２と位置Ｂ２２との距離Ｌ２との合計距離と不一致になる。位置認識部２２は、この不一致となる情報に基づいて、障害物Ｂを壁体として認識する。

位置認識部２２は、障害物Ｂを壁体として認識すると、第一認識操作の実行により検出される第一送受波器１１と位置Ｂ１１との距離Ｌ１と第二認識操作の実行により検出される第二送受波器１２と位置Ｂ２２との距離Ｌ２とに基づいて、壁体である障害物Ｂの位置を認識する。詳述すると、図８に示すように、位置認識部２２は障害物Ｂの位置を、第一送受波器１１を中心として第一送受波器１１と位置Ｂ１１との距離Ｌ１に等しい半径を有する円弧である仮想円Ｅ２１と、第二送受波器１２を中心として第二送受波器１２と位置Ｂ２２との距離Ｌ２に等しい半径を有する円弧である仮想円Ｅ２２との双方の円弧に接する壁体であると認識する。

このように位置認識部２２は、障害物Ｂが幅の狭い物体であるか、前後方向において幅の広い物体であるかを認識するため、精度よく障害物Ｂの相対位置を認識できる。その結果、適切にドア９と障害物Ｂとの干渉を防止できる。

以上のようにして、適切に扉と障害物との干渉を防止できる障害物認識装置および障害物認識機能付扉を提供することができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、センサ部１が取り付けられるドア９が車両２００の右側のフロントドアである場合を例示して説明した。しかしながら、センサ部１が取り付けられるドア９は右側のフロントドアに限られない。センサ部１が取り付けられるドア９は左側のフロントドアであってもよいし、左右のリアドアであってもよい。また、ドア９が車両２００のバックドアであってもよい。

（２）上記実施形態では、センサ部１を、ドア９の下端部において飾り板９５の内側に設置する場合を例示して説明した。しかしながら、センサ部１の設置位置は当該態様に限られない。たとえばドア９に飾り板９５を設けない場合には、センサ部１をドア９の下端部における横外側に固定してもよい。

（３）上記実施形態では、センサ部１をドア９の端部である下端部に設置する場合を例示して説明した。しかしながら、センサ部１の設置位置はドア９の下端部に限られない。例えばセンサ部１をドア９の後方側端部（ドア９の蝶番から遠い側の端部）に第一送受波器１１と第二送受波器１２が上下方向に配置されるように設けてもよい。

（４）上記実施形態では、センサ部１をドア９の端部に設置する場合を例示して説明した。しかしながら、センサ部１の設置位置はドア９の端部に限られない。例えばセンサ部１をドア９の外側のドアノブの内側に設けてもよい。

（５）上記実施形態では、超音波Ｗの送波方向を、地面Ｇに平行な方向からやや上方に傾斜する向きに設定するために、第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子は、地面Ｇに平行な方向（水平方向）からやや上方に傾斜する向きに向けて取り付けられている場合を説明した。しかしながら、第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子は、地面Ｇに平行な方向からやや上方に傾斜する向きに向けて取り付けられる場合に限られない。第一送受波器１１および第二送受波器１２の端子を地面Ｇに平行な方向に取り付けてもよい。

（６）上記実施形態では、送受波回路３は、第一送受波器１１と第二送受波器１２とのそれぞれに対応する送受波のための電気回路として、第一回路３１と第二回路３２とを有し、第一送受波器１１と第二送受波器１２とは、それぞれに対応する第一回路３１と第二回路３２により独立して駆動されて超音波Ｗを送出することを説明した。しかしながら、送受波回路３は、第一送受波器１１と第二送受波器１２との両方に超音波Ｗを送波させる電気回路を有する場合に限られない。つまり、第一送受波器１１と第二送受波器１２との両方が超音波Ｗを送波可能とされる場合に限られない。

例えば、送受波回路３は、第一送受波器１１もしくは第二送受波器１２について送受波可能な第一回路３１もしくは第二回路３２を有し、第二送受波器１２もしくは第一送受波器１１については受波のみ可能な第二回路３２もしくは第一回路３１を有する場合もある。このように送受波回路３を構成することで、送受波回路３を簡易な構成としてコストダウンが可能となる。

（７）上記実施形態では、飾り板９５の下端に仕切板９６が取り付けられている場合を説明したが、仕切板９６は必ずしも取り付けなくてもよい。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、扉と障害物との干渉を防止できる障害物認識装置および障害物認識機能付扉に適用できる。

１：センサ部
９：ドア（扉、障害物認識機能付扉）
１１：第一送受波器（送受波器）
１２：第二送受波器（送受波器）
２２：位置認識部
１００：センサシステム（障害物認識装置）
２００：車両
Ｂ：障害物
Ｒ：反射波
Ｒ１１：反射波
Ｒ１２：反射波
Ｒ２１：反射波
Ｒ２２：反射波
Ｗ：超音波
Ｗ１：超音波
Ｗ２：超音波

Claims

車両の枠体から外側に移動して開く扉への取付に適した超音波の送受波器を一対で有するセンサ部と、
前記センサ部が送波した超音波が障害物で反射した反射波に基づいて、前記扉に対する当該障害物の相対位置を認識する位置認識部と、を備え、
一対の前記送受波器は、前記扉の外周に沿い前記扉の外周部の下方の縁に所定の間隔を隔てて配置されており、
前記センサ部は、少なくとも一方の前記送受波器から前記車両の外側における所定の送波領域に向けて送波した超音波の反射波を、一対の前記送受波器で受波し、
前記位置認識部は、一対の前記送受波器が受波したそれぞれの反射波に基づいて前記扉に対する前記障害物の相対位置を認識し、
前記送波領域は、前記車両の上下方向視において第１中心角を有する扇状に形成されると共に、前記車両の前後方向視において第２中心角を有する扇状に形成されており、前記第１中心角が前記第２中心角よりも大きく設定され、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域と重複し、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域より下方の領域と重複しないように設定されている車両用扉の障害物認識装置。
前記送受波器の送波方向は、前記送受波器からみて水平方向よりも上向きに傾斜するように設定されている請求項１に記載の車両用扉の障害物認識装置。
超音波の送受波器を一対で有するセンサ部と、
前記センサ部から送波した超音波が障害物で反射した反射波に基づいて、当該障害物の相対位置を認識する位置認識部と、を備え、
一対の前記送受波器は、扉の外周に沿い前記扉の外周部の下方の縁に所定の間隔を隔てて配置されており、
前記センサ部は、少なくとも一方の前記送受波器から車両の外側における所定の送波領域に向けて送波した超音波の反射波を、一対の前記送受波器で受波し、
前記位置認識部は、一対の前記送受波器が受波したそれぞれの反射波に基づいて前記障害物の相対位置を認識し、
前記送波領域は、前記車両の上下方向視において第１中心角を有する扇状に形成されると共に、前記車両の前後方向視において第２中心角を有する扇状に形成されており、前記第１中心角が前記第２中心角よりも大きく設定され、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域と重複し、開閉動作により前記扉が移動する開閉領域より下方の領域と重複しないように設定されている車両用の障害物認識機能付扉。