JP5282936B2 - 車両の開閉制御システム - Google Patents

Description

本発明は、超音波センサを車体に配置して車両周辺の障害物検知を行い、その検知結果に基づいて車両の開閉体を開閉させる車両の開閉制御システムに関する。

この種の開閉制御システムの一例が、下記に出典を示す特許文献１に記載されている。この開閉制御システムは、超音波センサを車両のバックドアに配置し、当該超音波センサは、その検知範囲が車体の表面に略沿うようにして超音波を送波する。超音波センサは、送信された超音波の障害物による反射波を超音波センサが受信するまでの時間により、超音波センサと障害物との間の距離や方向を検知する。開閉制御システムは、その距離が一定の範囲内にあれば、バックドアの開閉を停止させるなどの制御を実施する。超音波センサは、バックドアの開閉時に当該バックドアとともに動くので、開閉に伴って車両から最も遠ざかるバックドアの開閉側の端部が常に超音波センサの検知範囲に含まれる。従って、バックドアの開閉時に良好に障害物検知を行って、その検知結果に基づいて車両の開閉部を開閉させることができるというものである。

特開２００７−１３８５６６号公報（第１９〜４５段落、図２、３等）

この種の開閉制御システムに搭載される超音波センサは、障害物の位置、即ち、方向と距離とを検知可能に構成される。しかし、超音波センサから等距離離間し、異なる方向に複数の障害物が存在する場合、障害物からの反射波が重畳され、複数の内のいくつかの障害物からの反射波が埋もれてしまって検出されない可能性がある。例えば、バックドアの端部の近傍である低い位置と、超音波センサの高さと同程度の高い位置とにおいて、超音波センサからみて等距離に障害物が存在したとする。この場合に、開扉するバックドアが到達するまでの時間は、バックドアの端部の近傍である低い位置の障害物の方が短い。従って、障害物として、この低い位置の障害物が検出される方が好ましいが、高い位置の障害物の存在によって、低い位置の障害物の検出が妨げられる可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、車両の近傍に存在する障害物の検知能力を向上させた車両の開閉制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る、車両の開閉体を開閉させる車両の開閉制御システムの特徴構成は、
揺動を伴って開閉する前記開閉体を開閉駆動する駆動部と、
前記開閉体の表面及び前記車両から突出して設けられる突出部を検知範囲に含んで前記開閉体に配置され、断続的に送信される超音波に対する障害物からの反射波に基づいて前記車両周辺の障害物検知を行う超音波センサと、
前記超音波センサの検知結果に基づいて前記駆動部を駆動させて前記開閉体を開閉制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記開閉体を開扉させる開扉制御時に、前記突出部が前記検知範囲から外れるように前記開閉体を所定の初期開扉量だけ開扉させた後、所定の休止期間に前記開閉体を減速させて前記超音波センサにより前記障害物の検知を行いつつ、当該休止期間の経過後に前記開閉体を開扉させる点にある。

この特徴構成によれば、制御部は、開扉制御時に、開閉体を所定の初期開扉量、開扉させた後、所定の休止期間、減速させる。例えば、開閉体が全閉状態にあるときに、超音波センサからの距離が等距離となる２つの障害物があった場合を考える。開閉体が初期開扉量だけ開扉した状態では、超音波センサから２つの障害物までのそれぞれの距離は、等距離とはならない可能性が極めて高い。従って、一方の障害物からの反射波に他方の障害物からの反射波が埋もれてしまい、反射波が埋もれた障害物が検知できなくなるという可能性が大きく抑制される。その結果、車両の近傍に存在する障害物の検知能力を向上させた車両の開閉制御システムを提供することが可能となる。

また、本発明の車両の開閉制御システムは、前記休止期間における前記開閉体の減速が、前記開閉体の停止を含むと好適である。

開閉体が所定の初期開扉量、開扉した後、一旦停止すると、超音波センサが障害物を検知する時間を確保できる。その結果、車両の近傍に存在する障害物の検知能力を向上させた車両の開閉制御システムを提供することが可能となる。

また、本発明の車両の開閉制御システムは、前記開閉体の開閉側の端部が前記超音波センサの検知範囲に含まれると好適である。

揺動する開閉体の内、最も可動範囲が広い部位は、開閉側の端部である。従って、開閉体の開閉側の端部が超音波センサの検知範囲に含まれていると好適である。

また、本発明の車両の開閉制御システムは、前記突出部は前記開閉体の開閉側の端部と対向し且つ当該端部よりも突出しており、前記初期開扉量は、少なくとも前記突出部の突出端部に前記端部が達するまでの開扉量であると好適である。

突出部は、障害物として検知される可能性があり、超音波センサと突出部との距離と等距離に存在する他の障害物からの反射波が埋もれてしまって当該障害物を検知できなく可能性がある。しかし、開閉体の開閉側の端部が突出部の突出端部に達すると、突出部は障害物として検知されなくなる。このため、超音波センサと突出部との距離と等距離に存在する他の障害物からの反射波が埋もれることなく、超音波センサは当該障害物を検知することができる。

また、本発明の車両の開閉制御システムは、前記超音波センサが、断続的に超音波を送信する各回における送信開始時から所定の期間に亘り、超音波を受信しない又は受信していないとして処理するマスク期間を設定するものであり、
前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達した後の前記マスク期間が、前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達する前よりも短い期間に設定されると好適である。

上述したように、突出部は、障害物として検知される可能性がある。超音波センサが、超音波の送信時から所定のマスク期間内に受信する前記反射波を含む受信波を受信しなかったものとして扱うと、突出部を障害物として検知する可能性を抑制することができる。ただし、超音波センサと突出部との距離と等距離以内に存在する他の障害物からの反射波も受信しなかったものとして扱われるため、当該障害物を検知できなく可能性がある。開閉体の開閉側の端部が突出部の突出端部に達すると、突出部が障害物として検知される可能性はなくなるので、所定のマスク期間をより短い時間にすることができる。その結果、超音波センサと突出部との距離と等距離以内に存在する他の障害物も検知可能となる。その結果、車両の近傍に存在する障害物の検知能力を向上させた車両の開閉制御システムを提供することが可能となる。

また、本発明の車両の開閉制御システムは、前記開閉体がバックドアであり、前記車両から突出して設けられる前記突出部が後部バンパーであると好適である。

これによれば、車両のバックドアの開閉時に、車両の近傍に存在する障害物を良好に検知することが可能な車両の開閉制御システムを提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を、開閉体として車両のバックドアを開閉する開閉制御システムを例として、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る車両の開閉制御システムの超音波センサ２の検知範囲８を示す車両１の後面図であり、図２は、図１の検知範囲８を示す車両１の側面図である。なお、このバックドア１１は上下開閉式の揺動ドアである。符号Ｇは、地面を示している。

超音波センサ２からは、超音波が送信され、この超音波が障害物に当たって反射波が生じ、この反射波を元の超音波センサ２が受信する。超音波センサ２は、この送信から受信までの時間により、超音波センサ２と障害物との間の距離を検知する。後述する制御部（ドアＥＣＵ（electric control unit）３）は、その距離が一定の範囲内にあれば、障害物が存在すると判定する。制御部は、その判定結果に基づいて、障害物の存在をブザーや警告表示などにより報知したり、駆動部（ドアアクチュエータ）４を制御したりする。例えば、障害物があると判定した場合には、バックドア１１の開閉操作を停止させるなどの制御を行う。その結果、バックドア１１と障害物との接触を回避することが可能になる。

図１に示すように、ヒンジ１３を揺動軸として揺動する車両のバックドア１１の中央部、一般に車両のエンブレム１５が設置される近傍に、超音波センサ２のセンサヘッド２０が配置されている。このセンサヘッド２０の送信方向の中心軸Ｃは、図２に示すように、バックドア１１の表面１２Ａに略沿って、下方に傾斜している。中心軸Ｃがバックドア１１の表面１２Ａに「略沿う」とは、具体的にはこの中心軸Ｃがバックドア１１の表面１２Ａと成す角度が４５°以内に収まることをいう。超音波センサ２の前方には検知範囲８が、超音波センサ２を含む平面上においては扇状、そして空間的には切頭円錐状に拡がっている。超音波センサ２は、その原理上、送信波の残響が受信波となり、障害物を検知することができない不検知範囲９をセンサヘッド２０の近傍に有している。

尚、仰角αを６０°以下かつ０°以上に設定すれば、低出力の超音波センサでも適用が可能となる。さらに、仰角αを４５°以下かつ０°以上とすればさらに検知感度が向上する。また、仰角αを９０°付近に設定すれば、バックドア１１の表面１２Ａの全体を検知対象とすることができる。

超音波センサ２のセンサヘッド２０は車両のバックドア１１に配置されているため、このバックドア１１の開閉の際に超音波センサ２はバックドア１１と共に動くことになる。その結果、図３に示すように、超音波センサ２の送信方向の中心軸Ｃは、常に車両のバックドア１１の表面に略沿った状態となり、バックドア１１の開扉と共に検知範囲８も動くことになる。したがって、バックドア１１の開扉方向に障害物が存在する場合、これを容易に検知することができる。

さらに、図１〜図３に示すように、超音波センサ２の検知範囲８にはバックドア１１の開閉側の端部（表面１２Ａの先端部）１２ａが含まれている。バックドア１１の開閉側の端部１２ａは、バックドア１１の開扉時に最も動き出しの早い箇所、すなわち最も障害物に当たり易い箇所である。従って、この端部１２ａを超音波センサ２の検知範囲８に含むことにより、バックドア１１の開扉時における障害物検知をより確実なものとすることができる。

図４は、本発明に係る車両の開閉制御システムの構成例を模式的に示すブロック図である。図４に示すようにこの開閉制御システムは、超音波センサ２と、バックドア１１を開閉駆動するドアアクチュエータ４と、超音波センサ２の検知結果に基づいてドアアクチュエータ４を駆動させ、さらにガススプリング１６のアシストを受けてバックドア１１を開閉制御する制御部としてのドアＥＣＵ３とを備えて構成される。超音波センサ２は、送信器２１と受信器２２とを有したセンサヘッド２０と、送信部２３と、受信部２４と、検波部２５と、演算部２６を有している。送信部２３は演算部２６から出力される送信指令に基づいて送信器２１に超音波を送信させる機能部である。受信部２４は受信器２２が受信した超音波を電気信号として受信する機能部である。検波部２５は、受信波を検波する機能部である。演算部２６は、送信部２３を介して送信波を送信させると共に、検波結果から障害物の有無や障害物までの距離を演算する機能部である。

以下、超音波センサ２が障害物を検知する原理、及び超音波センサ２の検知結果に基づいてバックドア１１が開閉制御される開閉制御システムの概要について説明する。図５は、超音波センサ２による障害物検知の基本的な動作を示すタイミングチャートである。図６は、検波部２５による検波を説明する波形図である。図５及び図６を用いて超音波センサ２の各機能部を詳述する。

演算部２６は、図５（ａ）に示すように、時刻ｔ０において送信部２３に対してタイミング信号を出力する。タイミング信号は、設定間隔（例えば１０ｍｓ〜１００ｍｓ）で繰り返し出力される。送信部２３は、タイミング信号を入力されると、設定個数（例えば１０個）のパルス信号である発振信号をセンサヘッド２０の送信器２１に対して出力する（図５（ｂ））。送信器２１は、発振信号により振動し、バースト状の超音波を送信波Ｗ１として出力する（図５（ｃ））。図５（ｃ）において、発振信号よりも多くのバースト波が出力されているのは、送信器２１の残響によるものである。

受信器２２と送信器２１とは、センサヘッド２０として近接して配置されている。従って、送信器２１の近傍に存在する受信器２２は、図５（ｄ）に示すように、送信器２１が送信する超音波を直接受信する。また、センサヘッド２０から比較的近い距離には、バックドア１１の開閉側の端部１２ａと対向し、この端部１２ａよりも車両１から突出して設けられる突出部としてのバンパー１４が存在する。このため、送信波はバンパー１４により反射し、その反射波が受信器２２に入力される。

図５（ｄ）に示す例では、送信器２１の残響が残る期間中にバンパー１４からの反射波が受信器２２に到達する場合を模擬しており、図５（ｃ）に示す送信波よりも図５（ｄ）に示す受信波Ｗ２の継続時間の方が長くなっている。図５（ｄ）に示す受信波Ｗ３は、障害物からの反射波を模擬したものである。障害物からの反射波としての受信波Ｗ３と区別するため、送信波Ｗ１及びバンパー１４からの反射波が含まれる受信波Ｗ２を以下、「初期受信波」と称する。

図５（ｅ）に示すマスク信号は、後述する検波部２５や演算部１６が、送信波Ｗ１及びバンパー１４からの反射波が含まれる初期受信波Ｗ２を障害物からの反射波として検波したり、障害物判定したりしないようにするための識別信号である。本実施形態では、初期受信波Ｗ２に対しては、検波部２５による検波も実施されないようにしている。しかし、検波部２５による検波は全ての受信波に対して実施し、マスク信号に基づいて演算部２６が障害物であるか否かを判定するようにしてもよい。尚、マスク信号は、図５に示す時刻ｔ０〜時刻ｔ１においてアクティブとなり、この期間をマスク期間と称する。

図５（ｄ）において、受信波Ｗ３は障害物からの反射波である。検波部２５は、この受信波Ｗ３を検波する機能部である。検波部２５は、図６（ａ）に示す受信波Ｗ３を、図６（ｂ）に波線で示すように全波整流し、全波整流後の波形Ｗ４に包絡線処理を施して包絡線Ｗ５を得る。次に、検波部２５は、包絡線Ｗ５に対して例えば閾値Ｐ１との比較演算を行い、図６（ｃ）及び図５（ｅ）に示すような検波信号Ｗ６を得る。検波信号Ｗ６の立ち上がりは検波時刻であり、図５に示すように時刻ｔ２である。

本実施形態では、理解が容易であるために、検波部２５が検波時刻を特定する方法として、包絡線Ｗ５に対する閾値Ｐ１との比較による方法を例示した。しかし、検波時刻の特定は、この方法に限定されるものではない。例えば、包絡線Ｗ５の増加傾向を直線近似し、この直線と所定の閾値とが交差する時刻によって検波時刻を特定する方法であってもよい。所定の閾値は、上記閾値Ｐ１や、受信波Ｗ３の振幅中心など適宜設定することができる。

演算部２６は、タイミング信号を出力した時刻ｔ０と検波時刻ｔ２との時間差に基づいて、センサヘッド２０と障害物との距離を演算する。つまり、時刻ｔ０と時刻ｔ２との時間差は、センサヘッド２０と障害物との間を超音波が往復する時間であるから、往復時間の半分の時間、つまり片道の時間と音速との積を求めることにより、距離が求められる。演算部２６は、検波信号Ｗ６により障害物の存在を判定することができ、また当該障害物との距離を演算することができる。

演算部２６による演算結果は、ドアＥＣＵ３に対して出力される。ドアＥＣＵ３は、バックドア１１の近傍に障害物があると検知された場合には、例えばドアアクチュエータ４の作動を停止させる。これにより、バックドア１１が障害物に接触する前に開扉を停止させることができる。

以上、図５及び図６を用いて、超音波センサ２が障害物を検知する原理、及び超音波センサ２の検知結果に基づいてバックドア１１が開閉制御される開閉制御システムの概要について説明した。上記においては、理解を容易にするために、受信部２２が１つである場合を例として説明した。しかし、受信部２２が１つの場合には、障害物までの距離は演算によって求めることができても、障害物の位置、つまり方向は求めることができない。障害物の方向を含めて検知するためには、少なくとも２つの受信部２２が必要である。

図７及び図８に、障害物の方向も求めることができる超音波センサ２Ａの好適な例を示す。図７は、超音波センサ２Ａを含む車両の開閉制御システムの他の構成例を模式的に示すブロック図であり、図８は、超音波センサ２Ａのセンサヘッド２０Ａ（２０）の一例を示す説明図である。

図７及び図８に示すように、超音波センサ２Ａは、１つの送信器２１と、３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃとの４つの振動部を有している。４つの振動部は、正方形の各頂点部に１つの振動部が対応する形態で配置される。図８におけるｘ軸は車幅方向、ｚ軸は超音波センサ２Ａの送信方向の中心軸Ｃに沿う方向、ｙ軸はｘ軸及びｚ軸に直交する方向の軸である。送信波の１／２波長は、隣接する振動部の正方形の各辺方向における間隔よりも充分に小さい値である。超音波センサ２Ａは、３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃを備えることにより、３次元的に障害物の位置を検知することができる。

超音波センサ２Ａは、図７に示すように、３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃに対応して３つの受信部２４ａ、２４ｂ、２４ｃを有している。また、３つの受信部２４ａ、２４ｂ、２４ｃに対応して３つの検波部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有している。３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの位置は、図８に示すように異なっているため、１つの障害物からの距離も異なっており、３つの受信部２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、当該障害物からの反射波を異なった時刻に受信する。従って、３つの検波部２５ａ、２５ｂ、２５ｃによって検波されて特定される検波時刻もそれぞれ異なった時刻となる。３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの幾何学的な関係は演算部２６にとって既知の情報である。従って、演算部２６は、それぞれの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃと障害物との距離と、３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃの幾何学的な関係とに基づいて、公知の三角測量演算により、障害物の方向を求めることができる。

以上、説明したように、本実施形態の車両の開閉制御システムは、車両１の近傍の障害物を良好に検知することのできる超音波センサ２を備えた優れたシステムである。しかし、以下に説明するような特殊な条件においては、車両１の近傍の障害物を検知できない可能性がある。図９及び図１０は、車両１の近傍の障害物を検知できない場合の例を示す説明図である。

図９において、車両１の近傍に２つの障害物５、６が存在する。障害物５は、バックドア１１の端部１２ａの近傍である低い位置に存在し、障害物６は、超音波センサ２のセンサヘッド２０の高さと同程度の高い位置に存在する。開扉するバックドア１１の移動軌跡上では、障害物６よりも障害物５が近い距離に存在する。便宜上、障害物５を近傍障害物、障害物６を遠方障害物と称することとする。但し、センサヘッド２０から近傍障害物５までの距離ｄ１と、センサヘッド２０から遠方障害物６までの距離ｄ２は略同一である。略同一としたのは、図８に示すようにセンサヘッド２０に３つの受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃが備えられている場合、検知範囲８内においては全ての受信器に対して同一の距離となる複数の点は幾何学的に存在しないからである。従って、例えば、図８に示すｚ軸とセンサヘッド２０との交点からの２つの障害物５、６までの距離が同一とする。また、ここでは、遠方障害物６が近傍障害物５よりも大きい物体であるとする。

送信器２１から送信された送信波の反射波が、遠方障害物６及び近傍障害物５から、ｚ軸とセンサヘッド２０との交点へと戻ってくる時間は、同一である。しかし、各受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ戻ってくる時間は、それぞれ異なるはずである。従って、各受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介して受信部２３ａ、２３ｂ、２３ｃで受信される受信波は、２つ分存在するはずである。しかし、反射波の強さは送信波を反射させる物体の大きさや材質などの物性によって異なる。このため、例えば一方の反射波が強く、他方の反射波が弱い場合には、一方の反射波に基づく受信信号に対して、他方の反射に基づく受信信号が小さくなるために、一方の受信信号に他方の受信信号が埋もれてしまう場合がある。

その結果、検波部２５ａ、２５ｂ、２５ｃにおいて検波されて特定される検波時刻が１つだけとなり、２つある障害物の内の１つだけしか位置が特定されなくなる可能性がある。図９に示す例においては、遠方障害物６が近傍障害物５よりも大きい物体であるとしたが、この場合には、遠方障害物６による反射波に基づく受信信号に、近傍障害物５による反射波に基づく受信信号が埋もれてしまう可能性がある。その結果、演算部２６は、遠方障害物６のみが存在すると判定し、その判定結果をドアＥＣＵ３に対して出力する。ドアＥＣＵ３は、障害物６は遠方に存在するので、現時点においてバックドア１１が開扉可能と判定する。そして、ドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を駆動してバックドア１１を開扉させる。その結果、近傍障害物５がバックドア１１に接触する可能性が生じる。

また、バンパー１４の上面１４ａ（図１０参照）からの反射波に基づく受信信号に、図９の遠方障害物６と同様に近傍障害物５の反射波に基づく受信信号が埋もれる可能性もある。さらに、バンパー１４の場合には、センサヘッド２０から近傍障害物５までの距離ｄ３と、センサヘッド２０からバンパー１４の上面１４ａまでの距離ｄ４とが異なる場合でも、近接障害物５が検知できない可能性がある。

図５を用いて上述したように、送信器１２から直接入力される送信波、及びバンパー１４からの反射波を障害物として検知しないように、マスク期間が設けられている。このため、センサヘッド２０からバンパー１４の上面１４ａまでの距離ｄ４よりも短い距離にある障害物は検知することができない。図１０に示すように近傍障害物５までの距離ｄ３が、センサヘッド２０からバンパー１４の上面１４ａまでの距離ｄ４よりも短い場合には、近接障害物５が検知されなくなる。その結果、ドアＥＣＵ３は、障害物がないという判定結果に基づいて、バックドア１１を開扉可能と判定する。そして、ドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を駆動してバックドア１１を開扉させる。その結果、近傍障害物５がバックドア１１に接触する可能性が生じる。

そこで、ドアＥＣＵ３は、バックドア１１を開扉させる開扉制御時に、バックドア１１を所定の初期開扉量だけ開扉させた後、所定の休止期間に亘りバックドア１１を減速させる。そして、当該休止期間の経過後にバックドア１１を開扉させる。尚、休止期間におけるバックドア１１の減速は、バックドア１１の停止を含むものである。

初期開扉量は、少なくとも、バックドア１１の開閉側の端部１２ａと対向し、当該端部１２ａよりも車両１から突出して設けられる突出部の突出端部に、端部１２ａが達するまでの開扉量であると好適である。車両１から突出して設けられる突出部は、例えばバンパー１４であり、その突出端部はバンパーの上面１４ａの最後端部である。従って、バックドア１１が全閉状態から開扉される場合、初期開扉量は、バックドア１１の開閉側の端部１２ａが、バンパー１４の突出端部に達するまで開扉するまでの開扉量とすると好適である。

図１１及び図１２は、バックドア１１が初期開扉量だけ開扉された状態を示している。センサヘッド２０は、バックドア１１に設置されているため、バックドア１１と共にその位置が移動する。その結果、図１１に示すように、センサヘッド２０から近傍障害物５までの距離ｄ１’と、センサヘッド２０から遠方障害物６までの距離ｄ２’とが異なる距離となる。従って、各受信器２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ反射波が戻ってくる時間の差は、図９の場合よりも大きくなる。近傍障害物５からの反射波と遠方障害物６からの反射波との強さに大きな違いがあっても、受信部２３ａ、２３ｂ、２３ｃはそれらを異なる受信波として受信可能となる。その結果、検波部２５ａ、２５ｂ、２５ｃにおいて検波されて特定される検波時刻は、２つとなり、近傍障害物５及び遠方障害物６の双方の位置が良好に特定される。

演算部２６は、近傍障害物５及び遠方障害物６が存在すると判定し、その判定結果をドアＥＣＵ３に対して出力する。ドアＥＣＵ３は、バックドア１１の近傍に障害物が存在するので、現時点においてバックドア１１は開扉不可能と判定する。そして、ドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を制御してバックドア１１を停止させる。あるいはドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を逆方向へ駆動して、バックドア１１を閉扉させる。その結果、近傍障害物５がバックドア１１に接触する可能性が回避される。

さらに、バックドア１１は、バンパー１４の上面１４ａの端部まで開扉しているので、図１０に示すように、バンパー１４の上面１４ａには送信波が送波されない。このため、バンパー１４の上面１４ａからの反射波はセンサヘッド２０に戻ってこない。従って、バンパー１４の上面１４ａからの反射波に基づく受信信号に、近傍障害物５の反射波に基づく受信信号が埋もれる可能性もなくなる。

また、バンパー１４の上面１４ａからの反射波が無くなるのであるから、マスク期間の内、バンパー１４からの反射波を障害物として検知しないために設けられる期間は不要となる。マスク期間は、送信器１２から直接入力される送信波を障害物として検知しないためにも必要であるから、マスク期間の全てをなくすことはできないが、期間を短縮することは可能である。従って、超音波センサ２は、バックドア１１の開扉量が初期開扉量に達した後のマスク期間を、バックドア１１の開扉量が初期開扉量に達する前よりも短い期間に設定すると好適である。

図１３は、超音波センサ２の動作モードの遷移を示すタイミングチャートである。図１３（ｍ）は、超音波センサ２の動作モードを表している。図１３（ｍ）に示すように、バックドア１１の開扉量が初期開扉量に達する時刻ｔ３において動作モードが変更される。図１３に示すように、時刻ｔ３より前には、マスク信号が期間Ｔ１に亘って出力される。開扉量が初期開扉量に達した時刻ｔ３以降は、マスク信号は、期間Ｔ１よりも短い期間Ｔ２に短縮される。

図１０に示すように、時刻ｔ３よりも後では、初期受信波Ｗ２’の継続時間が、時刻ｔ３よりも前の初期受信波Ｗ２の継続時間に対して短くなっている。これは、上述したように、バンパー１４の上面１４ａからの反射波がなくなることによる。従って、初期受信波Ｗ２をマスクするためのマスク期間も短くすることができる。このため、センサヘッド２０からバンパー１４の上面１４ａまでの距離ｄ４よりも短い距離に存在する障害物、例えば距離ｄ３’に存在する近傍障害物５であっても、良好に検知することが可能となる。

その結果、演算部２６は、近傍障害物５が存在すると判定し、その判定結果をドアＥＣＵ３に対して出力する。ドアＥＣＵ３は、バックドア１１の近傍に障害物が存在するので、現時点においてバックドア１１は開扉不可能と判定する。そして、ドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を制御してバックドア１１を停止させる。あるいはドアＥＣＵ３は、ドアアクチュエータ４を逆方向へ駆動して、バックドア１１を閉扉させる。その結果、近傍障害物５がバックドア１１に接触する可能性が回避される。

〔他の実施態様〕
図９〜図１２を用いて説明した上記例では、車両１の側面側から見て複数の障害物が等距離に存在する場合を模擬した。しかし、複数の障害物は３次元上の種々の位置において等距離に存在し得る。図１４は、複数の障害物５、６が存在し、この内、車両近傍の障害物５を検知できない場合のさらに別の例を示す説明図である。図１４は、車両１を上方から見た図であり、図１４に示す例においては、２つの障害物５及び６は、超音波センサ２のセンサヘッド２０と同一の水平面上に存在するとする。この時、障害物５及び６はセンサヘッド２０に対し、水平位置で等距離に存在することになる。つまり、遠方障害物６までの距離ｄ６と近傍障害物５までの距離ｄ５とが等しい。ここで、遠方障害物６が近傍障害物５よりも大きい物体であるような場合、上記例と同様に、近傍障害物５の存在が検出されなくなる可能性がある。

図１５は、バックドア１１が所定の初期開扉量だけ開扉された後の、センサヘッド２０と障害物５及び６との距離を示している。バックドア１１の開扉に伴って、バックドア１１に設置されたセンサヘッド２０の位置も移動する。その結果、図１５に示すように、センサヘッド２０から近傍障害物５までの距離ｄ５’と、センサヘッド２０から遠方障害物６までの距離ｄ６’とが異なる距離となる。これにより、近傍障害物５からの反射波と、遠方障害物６からの反射波とは、異なる時間に受信されるようになり、それぞれ異なる検波時刻が検出される。従って、近傍障害物５と遠方障害物６との双方の位置が良好に特定される。このように、本発明によれば、３次元上の任意の位置において略等距離に存在する複数の障害物の位置を良好に特定することが可能となる。

尚、上記例においては、バックドア１１が全閉状態から開扉する際に、バックドア１１を所定の初期開扉量だけ開扉させた後、所定の休止期間、バックドア１１を減速させる場合を例として説明した。しかし、当然ながら、開扉の途中で停止状態にあるバックドア１１が開扉を開始する際においても、同様の制御を行うことができる。この場合、全閉状態から開扉する際と同じ初期開扉量だけ、開扉させる必要はない。初期開扉量は、超音波センサ２の分解能に応じて、適宜設定することが可能である。また、所定の休止期間は、超音波センサ２の信号処理能力、即ち演算時間に応じて適宜設定することが可能である。

以上、本発明の好適な実施形態を車両のバックドア１１を開閉させる開閉制御システムを例として説明したが、当然ながら本発明は車両の他の開閉部においても適用可能である。トラックに多く採用されている左右方向に開閉するバックドアや、天井の一部と共に上下方向に開閉するサイドドアにも適用することができる。

以上説明したように、本発明によって、車両の近傍に存在する障害物の検知能力を向上させた車両の開閉制御システムを提供することができる。

本発明に係る車両の開閉制御システムの超音波センサの検知範囲を示す車両後面図 図１の検知範囲を示す車両側面図 図１の車両のバックドドアを開けた場合の検知範囲を示す車両側面図 本発明に係る車両の開閉制御システムの構成例を模式的に示すブロック図 超音波センサによる障害物検知の基本的な動作を示すタイミングチャート 検波を説明する波形図 車両の開閉制御システムの他の構成例を模式的に示すブロック図 センサヘッドの一例を示す説明図 車両近傍の障害物を検知できない場合の一例を示す説明図 車両近傍の障害物を検知できない場合の他の例を示す説明図 図９の車両近傍の障害物が検知可能となる状態を示す説明図 図１０の車両近傍の障害物が検知可能となる状態を示す説明図 超音波センサの動作モードの遷移を示すタイミングチャート 車両近傍の障害物を検知できない場合のさらに別の例を示す説明図 図１４の車両近傍の障害物が検知可能となる状態を示す説明図

１：車両
２：超音波センサ
３：ドアＥＣＵ（制御部）
４：ドアアクチュエータ（駆動部）
５：障害物、近傍障害物
６：障害物、遠方障害物
８：検知範囲
１１：バックドア（開閉体）
１２Ａ：バックドアの表面（開閉体の表面）
１２ａ：バックドアの端部
１４：バンパー

Claims (7)

1. 車両の開閉体を開閉させる車両の開閉制御システムであって、
   揺動を伴って開閉する前記開閉体を開閉駆動する駆動部と、
   前記開閉体の表面及び前記車両から突出して設けられる突出部を検知範囲に含んで前記開閉体に配置され、断続的に送信される超音波に対する障害物からの反射波に基づいて前記車両周辺の障害物検知を行う超音波センサと、
   前記超音波センサの検知結果に基づいて前記駆動部を駆動させて前記開閉体を開閉制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記開閉体を開扉させる開扉制御時に、前記突出部が前記検知範囲から外れるように前記開閉体を所定の初期開扉量だけ開扉させた後、所定の休止期間に前記開閉体を減速させて前記超音波センサにより前記障害物の検知を行いつつ、当該休止期間の経過後に前記開閉体を開扉させる車両の開閉制御システム。
2. 前記休止期間における前記開閉体の減速は、前記開閉体の停止を含む請求項１に記載の車両の開閉制御システム。
3. 前記開閉体の開閉側の端部が前記超音波センサの検知範囲に含まれる請求項１又は２に記載の車両の開閉制御システム。
4. 前記突出部は前記開閉体の開閉側の端部と対向し且つ当該端部よりも突出しており、前記初期開扉量は、少なくとも前記突出部の突出端部に前記端部が達するまでの開扉量である請求項３に記載の車両の開閉制御システム。
5. 前記超音波センサは、断続的に超音波を送信する各回における送信開始時から所定の期間に亘り、超音波を受信しない又は受信していないとして処理するマスク期間を設定するものであり、
   前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達した後の前記マスク期間は、前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達する前よりも短い期間に設定される請求項３又は４に記載の車両の開閉制御システム。
6. 前記開閉体はバックドアであり、前記車両から突出して設けられる前記突出部は後部バンパーである請求項４又は５に記載の車両の開閉制御システム。
7. 車両の開閉体を開閉させる車両の開閉制御システムであって、
   揺動を伴って開閉する前記開閉体を開閉駆動する駆動部と、
   前記開閉体の表面を検知範囲に含んで前記開閉体に配置され、断続的に送信される超音波に対する障害物からの反射波に基づいて前記車両周辺の障害物検知を行う超音波センサと、
   前記超音波センサの検知結果に基づいて前記駆動部を駆動させて前記開閉体を開閉制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記開閉体を開扉させる開扉制御時に、前記開閉体を所定の初期開扉量、開扉させた後、所定の休止期間、前記開閉体を減速させ、当該休止期間の経過後に前記開閉体を開扉させ、
   前記開閉体の開閉側の端部が前記超音波センサの検知範囲に含まれ、
   前記超音波センサは、断続的に超音波を送信する各回における送信開始時から所定の期間に亘り、超音波を受信しない又は受信していないとして処理するマスク期間を設定するものであり、
   前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達した後の前記マスク期間は、前記開閉体の開扉量が前記初期開扉量に達する前よりも短い期間に設定される車両の開閉制御システム。

Images