(57)【要約】【課題】ドア開を検知しようとすると、車両の近傍を高速で通過するトラック等の圧力変動によりドア開と誤って検知される場合がある。【解決手段】車両ドア監視装置１００は、ワンチップマイクロコンピュータ１０と、マイクロフォン２７と、マイクロフォン用のローパスフィルタ内蔵の増幅器２１と、スイッチ入力２３と、表示器２４と、スピーカ２８と、スピーカ用の増幅器２２と、通信器２５と、を有する。また、ワンチップマイクロコンピュータ１０は、内部にＡ／Ｄ変換器１５と、Ｄ／Ａ変換器１４と、ＲＯＭ１１と、ＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１３と、を有する。さらに、車両ドア監視装置は、空気振動を計時された正圧と負圧として検出し、その計時した情報と圧力変化とを履歴として所定期間記憶し、これらに基づいて判定することでドア開等を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内の空気振動を監視し、車両のドアが開けられたか否かを判定する車両ドア監視装置において、
車室内の空気振動をマイクロフォンで測定して波形の測定値を出力する測定手段と、
予め測定された測定値より定常値を算出して記憶し、記憶された定常値より低く設定された第１しきい値に対して測定値が低い場合に負圧識別信号を出力する負圧検知手段と、
記憶された定常値より高く設定された第２しきい値に対して測定値が高い場合に正圧識別信号を出力する正圧検知手段と、
負圧識別信号と正圧識別信号とのそれぞれの出力タイミング及び出力時間である計時情報を計測する計時手段と、
負圧識別信号と正圧識別信号と計時された計時情報とに基づいて圧力変化履歴を記憶する履歴記憶手段と、
得られた計時情報と変化履歴に基づいてドア開を判定する判定手段と、
を備え、
判定手段は、
ドア開の判定に先立って正圧識別信号の検出が検出されず、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときはドア開と判定することを特徴とする車両ドア監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両ドア監視装置において、
履歴記憶手段は、負圧検知手段及び正圧検知手段からの信号に基づいて四つの圧力変化パターンの履歴を記憶することを特徴とする車両ドア監視装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両ドア監視装置において、
判定手段は、さらに、
ドア開の判定に先立って正圧識別信号が検出されず、負圧識別信号が第２判断時間より長く、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときに、ドア開と判定することを特徴とする車両ドア監視装置。
【請求項４】
車室内の空気振動を監視し、車両のドアが開けられたか否かを判定する車両ドア監視装置の監視方法において、
車室内の空気振動をマイクロフォンで測定して波形の測定値を出力する測定工程と、
予め測定された測定値より定常値を算出して記憶し、記憶された定常値より低く設定された第１しきい値に対して測定値が低い場合に負圧識別信号を出力する負圧検知工程と、
記憶された定常値より高く設定された第２しきい値に対して測定値が高い場合に正圧識別信号を出力する正圧検知工程と、
負圧識別信号と正圧識別信号とのそれぞれの出力タイミング及び出力時間である計時情報を計測する計時工程と、
負圧識別信号と正圧識別信号と計時された計時情報とに基づいて圧力変化履歴を記憶する履歴記憶工程と、
得られた計時情報と変化履歴に基づいてドア開を判定する判定工程と、
を含み、
判定工程は、
ドア開の判定に先立って正圧識別信号の検出が検出されず、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときはドア開と判定することを特徴とする車両ドア監視装置の監視方法。
【請求項５】
請求項４に記載の車両ドア監視装置の監視方法において、
履歴記憶工程は、負圧検知工程及び正圧検知工程からの信号に基づいて四つの圧力変化パターンの履歴を記憶することを特徴とする車両ドア監視装置の監視方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の車両ドア監視装置の監視方法において、
判定工程は、さらに、
ドア開の判定に先立って正圧識別信号が検出されず、負圧識別信号が第２判断時間より長く、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときに、ドア開と判定することを特徴とする車両ドア監視装置の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内の空気振動を監視し、車両のドアが開けられた否かを判定する車両ドア監視装置及び監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車上荒らしや車両の盗難を防止するため、窓やドア等が開けられたことや、侵入の有無を監視し、異常を検知した場合にはその情報を報知及び威嚇する監視装置がある。
【０００３】
この監視装置の異常検知方法として、従来より各種の方式が提案されている。特許文献１には、スピーカにより所定の周波数信号を車室内に送出し、マイクにより車室内の周波数信号を受信して移相量に基づき車両への侵入を検出するものがある。スピーカとマイクを用いた同様の監視装置として、特許文献２には、閉ざされた空間に音場を形成し、窓、ドア等の境界が変化した場合に生じる複数周波数の音圧の変化を検出するものがある。
【０００４】
また、特許文献３には、気圧センサを用いて室内の空気圧の変動を検出し、さらに、赤外線センサを用いて侵入者の発する赤外線を検知して侵入者を検知するものがあるが、特許文献４には、マイクだけで検出する監視装置もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２３９２０３号公報
【特許文献２】特開平１０−２８３５７７号公報
【特許文献３】特開平５−１５１４７０号公報
【特許文献４】特開２００１−９３０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の監視装置では、以下に示す問題があった。すなわち、特許文献１と２に示される音場を形成して検知する方法では、音場を形成するためのスピーカ等の音源が必要であったり、車室内に荷物等がある場合は音圧分布が変化することで検出が困難となりドアが開けられても検出できない恐れがある。
【０００７】
また、特許文献３で開示されている技術のように、赤外線センサを用いて侵入者を検知する監視装置では、赤外線センサの取り付け位置により検出感度が変化するため、取り付けられる場所に制限がある。さらに、特許文献４で開示されている技術では、車体に強い衝撃が加えられる状況を監視するため、比較的周期の短い圧力変動を検知しようとすると、車両の近傍を高速で通過するトラック等の圧力変動によりドア開と検知される場合があり、誤作動する恐れがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような問題を解決するために、本発明に係る車両ドア監視装置は、車室内の空気振動を監視し、車両のドアが開けられたか否かを判定する車両ドア監視装置において、車室内の空気振動をマイクロフォンで測定して波形の測定値を出力する測定手段と、予め測定された測定値より定常値を算出して記憶し、記憶された定常値より低く設定された第１しきい値に対して測定値が低い場合に負圧識別信号を出力する負圧検知手段と、記憶された定常値より高く設定された第２しきい値に対して測定値が高い場合に正圧識別信号を出力する正圧検知手段と、負圧識別信号と正圧識別信号とのそれぞれの出力タイミング及び出力時間である計時情報を計測する計時手段と、負圧識別信号と正圧識別信号と計時された計時情報とに基づいて圧力変化履歴を記憶する履歴記憶手段と、得られた計時情報と変化履歴に基づいてドア開を判定する判定手段と、を備え、判定手段は、ドア開の判定に先立って正圧識別信号の検出が検出されず、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときはドア開と判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る車両ドア監視装置において、履歴記憶手段は、負圧検知手段及び正圧検知手段からの信号に基づいて四つの圧力変化パターンの履歴を記憶することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る車両ドア監視装置において、判定手段は、さらに、ドア開の判定に先立って正圧識別信号が検出されず、負圧識別信号が第２判断時間より長く、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときに、ドア開と判定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る車両ドア監視装置の監視方法は、車室内の空気振動を監視し、車両のドアが開けられたか否かを判定する車両ドア監視装置の監視方法において、車室内の空気振動をマイクロフォンで測定して波形の測定値を出力する測定工程と、予め測定された測定値より定常値を算出して記憶し、記憶された定常値より低く設定された第１しきい値に対して測定値が低い場合に負圧識別信号を出力する負圧検知工程と、記憶された定常値より高く設定された第２しきい値に対して測定値が高い場合に正圧識別信号を出力する正圧検知工程と、負圧識別信号と正圧識別信号とのそれぞれの出力タイミング及び出力時間である計時情報を計測する計時工程と、負圧識別信号と正圧識別信号と計時された計時情報とに基づいて圧力変化履歴を記憶する履歴記憶工程と、得られた計時情報と変化履歴に基づいてドア開を判定する判定工程と、を含み、判定工程は、ドア開の判定に先立って正圧識別信号の検出が検出されず、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときはドア開と判定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る車両ドア監視装置の監視方法において、履歴記憶工程は、負圧検知工程及び正圧検知工程からの信号に基づいて四つの圧力変化パターンの履歴を記憶することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る車両ドア監視装置の監視方法において、判定工程は、さらに、ドア開の判定に先立って正圧識別信号が検出されず、負圧識別信号が第２判断時間より長く、かつ、次の正圧識別信号が第１判断時間より短いときに、ドア開と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明を用いることにより、空気振動を検出するマイクロフォンを用いた簡易な測定手段となり、識別時間と圧力変化履歴とに基づいてドアが開けられたことを検出することにより誤動作を防止することができる。さらに、車室内の所定の場所に置くだけで良いことから設置作業が容易となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１６】
図１には、車両ドア監視装置の構成が示されている。車両ドア監視装置１００は、低消費電流型のワンチップマイクロコンピュータ１０と、マイクロフォン２７と、マイクロフォン用のローパスフィルタ内蔵の増幅器２１と、スイッチ入力２３と、表示器２４と、スピーカ２８と、スピーカ用の増幅器２２と、アンテナ２６を有する通信器２５と、を有する。また、ワンチップマイクロコンピュータ１０は、内部にＡ／Ｄ変換器１５と、Ｄ／Ａ変換器１４と、ＲＯＭ１１と、ＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１３と、を有する。さらに、操作者が携帯するリモコン３０があり、リモコンはアンテナ３１を有する。
【００１７】
本実施形態において特徴的なことは、空気振動を計時された正圧と負圧として検出し、その計時された情報と圧力変化とを履歴として所定期間記憶し、これらに基づいて判定することでドア開等をより正確に判定するものである。
【００１８】
車両ドア監視装置１００が車両への強い衝撃やドア開等を検知した場合には、表示器２４に設けられた警告灯や、スピーカ２８にて警告音を鳴らすと共に、検知された情報は無線によりリモコン３０へ送信される。
【００１９】
車両ドア監視装置１００はフロントガラス近傍のダッシュボード上やサンバイザに設置されており、車両ドア監視装置１００には、図示しないシガーライタソケットに専用の電源プラグを挿入して電源が供給されると共に、内蔵バッテリ（図示せず）により電源プラグから電源が供給されない場合においても作動することができる。
【００２０】
車両ドア監視装置１００は、消費電流を低減するために、通常はマイクロフォン２７と増幅器２１を通電状態とし、ワンチップマイクロコンピュータ１０はスリープ状態とする。なお、増幅器２１には、後述する第１及び第２しきい値よりも低い変動幅のスリープ解除用しきい値が設定されている。
【００２１】
マイクロフォン２７（以下、センサともいう。）により、スリープ解除用しきい値を超える空気振動が検知された場合には、スリープ解除信号が増幅器２１からＣＰＵ１３へ送られ、起動したＡ／Ｄ変換器１５により波形がＣＰＵ１３へ取り込まれる。なお、ＣＰＵ１３は、スリープ中であっても、例えば１０分毎にセンサ入力を実行してセンサのドリフトを検知する共に、定常値やスリープ解除用しきい値等を補正し、増幅器２１に設定すると共にＲＡＭ１２に記憶する。
【００２２】
図２には、車両のドアを閉じた車室内に車両ドア監視装置を設置した場合において、ドアを開けた場合のセンサ出力の波形の一例が示されている。図２のセンサ出力波形の横軸は時間、縦軸はセンサ出力電圧である。ドアが閉められた状態では、車室内の空気振動はほとんどなく、また、圧力も定常圧力で一定であることからマイクロフォン２７からの出力電圧にはノイズ信号程度の振幅変動はあるものの、ほとんど変化はない。
【００２３】
ここで、例えば、予め測定されたセンサ出力波形の定常値を１．５Ｖとすると、第１しきい値は「定常値−０．２５Ｖ：１．２５Ｖ」、第２しきい値は「定常値＋０．５Ｖ：２．０Ｖ」として設定されている。負圧信号はセンサ出力が第１しきい値を下回った時に「オン」として識別（負圧識別信号）され、同様に正圧信号はセンサ出力が第２しきい値を上回った時に「オン」として識別（正圧識別信号）される。
【００２４】
また、本実施形態では、正圧・負圧識別信号の出現パターンによりＴ１〜Ｔ５モードを設定し、各モードの時間をｔ１〜ｔ５として扱う。例えば、Ｔ１モードは負圧識別信号を検出した区間であり、Ｔ２モードは負圧識別信号を検出したのち正圧識別信号を検出するまでの区間であり、Ｔ３モードは正圧識別信号を検出した区間であり、Ｔ４モードは正圧信号を検出したのち負圧識別信号を検出するまでの区間であり、Ｔ５モードは負圧識別信号を検出した区間であるので実質Ｔ１モードと同じである。
【００２５】
このように、本実施形態では実質４つの状態（区間）を検知することになる。なお、車両ドア監視装置１００は、所定時間以上、定常値が検出されるとＴ２モードを選択し、Ｔ２を通常のモードとしている。
【００２６】
ここで、ドア開について述べる。ドアが開けられるとドア周囲に存在する空気は、ドアの開放に伴う回転移動に追従して車室外に導かれる。これにより、大きな空気の移動が発生して車室内の圧力が低下し、センサ出力は負圧を示し、Ｔ２モードからＴ１モードに移行して負圧ピーク点ａ１を通過する。次に、車室内と車室外が連通することで車室外の空気が車室内に流れ込み、揺れ戻しにより車室内の圧力は定常圧力よりも高い圧力となりＴ３モードに移行して正圧ピーク点ｂ１を通過する。
【００２７】
その後、車室内に流れ込みすぎた空気が車室外に放出されるので、車室内の圧力が低下を始めてＴ４モードとなり、さらに定常圧力より低下してＴ５（Ｔ１）モードとなり負圧ピーク点ａ２を通過する。さらに、その後、空気の移動がほとんど無い安定な定常状態に戻ることでＴ５（Ｔ１）モードからＴ２モードとなる。以上がドア開の状態変化である。次に、ドア閉めについて示す。
【００２８】
図３には、ドアが開いた状態からドアが閉まった時のセンサ出力波形が示されている。最初は定常圧力（Ｔ２モード）であるが、ドアを閉めることでドアの周囲に存在する空気が車室内に流れ込み、車室内に押し込まれる。このため、車室内の圧力が上昇してＴ３モードとなり、正圧ピーク点ｂ１を通過する。
【００２９】
その後、定常状態に戻ろうとしてＴ４モードとなり、揺れ戻しにより定常圧力よりも低い圧力となりＴ５（Ｔ１）モードとなり、負圧ピーク点ａ１を通過する。その後、空気の移動がほとんど無い安定な定常状態に戻ることでＴ２モードとなる。ここで、ドア開とドア閉めの異なる点は、測定を開始して最初に正圧識別信号が検出されるか否かとなり、この点に着目することで判定が可能となる。次に、他車両とのすれ違い又は追い越し等の通過について示す。
【００３０】
図４には、車両ドア監視装置１００を設置した本車両に他車両が高速接近及び高速通過することで観測されるセンサ出力の波形が示されている。このような場合は、ドア閉めとドア開が連続する状況と等価になる。
【００３１】
最初は定常圧力（Ｔ２モード）であるが、他車両が接近することで他車両の周囲に存在する空気が本車両の車室外を圧迫することにより車室内の圧力が上昇してＴ３モードとなり、正圧ピーク点ｂ１を通過する。
【００３２】
次に、他車両が本車両横を通過することで本車両の車室外を圧迫する空気が移動し、さらに車室外の空気が押し流されることで車室外と車室内の圧力が低下する。このため、本車両の車室内の高まった圧力が開放されてＴ４モードとなる。さらに車室外の圧力が低下しているため、車室内が負圧になることでＴ５（Ｔ１）モードとなり、負圧ピーク点ａ１を通過する。
【００３３】
他車両が遠ざかると、周囲から空気の流入により車室外の圧力回復の揺れ戻しが発生してＴ２モードとなり、その後、車室内の圧力は定常圧力よりも高い圧力となりＴ３モードに移行して正圧ピーク点ｂ２を通過する。
【００３４】
次に、車室外周囲に流れ込みすぎた空気が周囲に放出されるので、車室内の圧力が低下を始めてＴ４モードとなり、さらに定常圧力より低下してＴ５（Ｔ１）モードとなり負圧ピーク点ａ２を通過する。さらに、その後、空気の移動がほとんど無い安定な定常状態に戻ることでＴ２モードとなる。
【００３５】
上述したように、他車両の高速通過では、通常のドア開では検出されないＴ３モードが検出されるために、容易に区別することが可能となる。
【００３６】
図５には、車両の窓やボディに衝撃が加わった時のセンサ出力の波形が示されている。センサ出力波形は、ドア閉めと類似するが、正圧識別信号と負圧識別信号の継続時間が通常のドア閉めに比べて短いことから、容易に区別することが可能となる。なお、センサ出力波形の挙動はドア閉めと類似することから説明は割愛する。
【００３７】
図６には、車両ドア監視装置のドア開判定における処理ダイアグラムが示されている。以下、図２のドア開検知のセンサ出力波形と図６を用いて処理の流れを示す。図６の処理ダイアグラムは、通常のモードであるＴ２モードのステップＳ１からモード遷移を開始し、Ｔ３モードからＴ４，Ｔ５，Ｔ１モードに至り、ステップＳ８においてＴ２モード戻る一連の処理の流れを有している。
【００３８】
より具体的には車両ドア監視装置は、（１）図６のＴ２モードにおいて負圧識別信号を検知するとドア開であると判断して、ステップＳ２においてＴ１モードに移動する。（２）移動したＴ１モードにて負圧識別信号の継続時間であるｔ１時間を取得するとステップＳ３にてＴ２モードに再度移動する。
【００３９】
次に、車両ドア監視装置は、（３）Ｔ２モードにおいて正圧識別信号を検知すると、ステップＳ４においてＴ３モードに移動する。（４）移動したＴ３モードにて正圧識別信号の継続時間であるｔ３時間を取得するとステップＳ５にてＴ４モードに移動する。
【００４０】
次に、車両ドア監視装置は、（５）Ｔ４モードにて負圧識別信号を検知する又はＴ４モードで所定時間経過するとステップＳ６においてＴ５モードに移動する。Ｔ４モードは揺れ戻しによる挙動であるので、所定時間、例えば、５０ｍｓ以下の短時間で遷移が終了するからである。
【００４１】
車両ドア監視装置が、（６）Ｔ５モードにおいて負圧識別信号を検知した場合には、ステップＳ７においてＴ１モードに移動してｔ１時間を取得する。もし、Ｔ５モードで負圧識別信号を検知しない場合は、例えば、５０ｍｓ経過後にステップＳ７においてＴ１モードに移動する。なお、（７）Ｔ１モードで負圧識別信号を検出しない場合は、ステップＳ８において、例えば、２００ｍｓ経過後にＴ２モードに移動して一連の処理を終える。
【００４２】
図７は、車両ドア監視装置のドア開判定の処理の流れを示すフローチャートであり、以下、図２のドア開検知におけるセンサ出力と図７のフローチャートを用いて処理の流れを示す。
【００４３】
最初はＴ２モードであり、ステップＳ１０において、Ｔ１モードのｔ１を取得するとステップＳ１２に移動する。ステップＳ１２において、Ｔ２モードとＴ３モードを検出してｔ３を取得するとステップＳ１４に移動する。ステップＳ１４において、取得したｔ３が例えば２０ｍｓ以上（第２判断時間）である場合には、ステップＳ１６に移動する。ステップＳ１６において、ｔ１＋ｔ３が２５０ｍｓ以下（第１判断時間）である場合には、ステップＳ１８の「ドア開」と判定する。なお、ステップＳ１０においてｔ１を取得していないと判定された場合には、ステップＳ２０に移動する。また、ステップＳ１２以降で条件に一致しない場合はステップＳ４２の「その他」として判定する。
【００４４】
次に、図３、図７のフローチャートを用いてドア閉の処理の流れを示す。最初はＴ２モードであり、ステップＳ１０において、Ｔ１モードを検出することなく、Ｔ３モードとなりｔ１を取得できない場合は、ステップＳ２０に移動する。ステップＳ２０において、Ｔ３モードでｔ３を取得すると、Ｔ４モードとＴ５（Ｔ１）モードを検出してステップＳ２２に移動する。
【００４５】
ステップＳ２２において、ｔ５（ｔ１）を取得するとステップＳ２４に移動する。ステップＳ２４において、ｔ３を検出しない場合には、ステップＳ２６に移動し、ステップＳ２６において、ｔ３が３０ｍｓ以上でないため、ステップＳ３２に移動する。
【００４６】
ステップＳ３２において、取得したｔ３とｔ５（ｔ１）の合計が、例えば、２５０ｍｓ以下であれば、ステップＳ３６の「ドア閉」と判断する。なお、ステップＳ２４においてｔ３が取得できた場合には図４に示す車両の通過の可能性があるため、ステップＳ２８に移動する。ステップＳ２８において、取得したｔ３，ｔ５（ｔ１）及びｔ３の合計が３００ｍｓ以下である場合には、ステップＳ４０の「通過」と判定する。
【００４７】
また、ステップＳ２６において、取得したｔ３が３０ｍｓ以上でない場合には、ステップＳ３０に移動する。ステップＳ３０において、ｔ１とｔ３の合計が１００ｍｓ以下であれば、ステップＳ３８の「衝撃」と判定する。なお、条件に一致しない場合は、同様にしてステップＳ２４の「その他」と判定する。
【００４８】
以上、上述したように、本実施形態を用いると、空気振動を検出する簡易な測定手段となり、識別時間と圧力変化履歴とに基づいてドアが開けられたことを検出することにより誤動作を防止することができる。さらに、車室内の所定の場所に置くだけで良いことから設置作業が容易となる。
【００４９】
なお、本実施形態では、センサとしてマイクロフォンを用いて空気振動を測定したが、これに限定するものではなく、半導体圧力センサ、その他の圧力センサを用いてもよく、さらに判定精度を高めるため、警告音を発生するスピーカで疎密波を発生させてドア開の検証を行う処理も好適である。また、本実施形態では説明の為に具体的な数値を用いたが、これに限定するものではなく、搭載する車両や設置場所により最適な値に設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る車両ドア監視装置の構成を示す構成図である。
【図２】ドア開検知におけるセンサ出力を示す波形図である。
【図３】ドアが閉まった場合におけるセンサ出力を示す波形図である。
【図４】他車両の高速通過におけるセンサ出力を示す波形図である。
【図５】車両に衝撃が加わった時のセンサ出力を示す波形図である。
【図６】本発明に係る車両ドア監視装置のドア開判定における処理ダイアグラム図である。
【図７】本発明に係る車両ドア監視装置のドア開判定の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ワンチップマイクロコンピュータ、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、１３  ＣＰＵ、１４  Ｄ／Ａ変換器、１５  Ａ／Ｄ変換器、２１，２２  増幅器、２３  スイッチ入力、２４  表示器、２５  通信器、２６，３１ アンテナ、２７  マイクロフォン、２８  スピーカ、３０  リモコン、１００ 車両ドア監視装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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