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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren, das den Öffnungswinkel einer
Fahrzeugtür so steuert, dass diese kein Hindernis berührt.
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Es
ist Stand der Technik, wie beispielsweise in
JP-U-2-132515 offenbart,
einen Ultraschallsensor an einer Fahrzeugtür vorzusehen
und einen Abstand vom Ultraschallsensor bis zu einem Hindernis zu
erfassen, so dass verhindert werden kann, dass die Fahrzeugtür,
wenn sie geöffnet wird, das Hindernis berührt.
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Im
Fall einer Erfassung des Abstands von der Fahrzeugtür zum
Hindernis durch Erzeugen eines Ultraschallwellenimpulses senkrecht
zur Außenfläche der Fahrzeugtür von dem
an der Fahrzeugtür vorgesehenen Ultraschallsensor und Empfangen
des vom Hindernis reflektierten Ultraschallwellenimpulses reicht
die Fläche, die ein einziger Ultraschallsensor bei der
Hinderniserfassung abdecken kann, in Bezug auf die Größe
der Fahrzeugtür nicht aus.
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Gemäß dem
System des Standes der Technik wird daher eine Vielzahl von Ultraschallsensoren an
einer Fahrzeugtür vorgesehen, um ein Hindernis über
einem breiten Fahrzeugtürbereich zu erfassen. Jedoch erhöht
eine solche Anzahl von Sensoren notwendigerweise die Gesamtkosten
des Systems beträchtlich.
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Daher
wird vorgeschlagen (
japanische
Patentanmeldung Nr. 2008-246665 ), ein Hindernis, das möglicherweise
mit einer Fahrzeugtür in Berührung kommen wird, über
fast dem gesamten Oberflächenbereich einer Fahrzeugtür
mit einem einzigen Sensor zu erfassen.
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In
diesem Steuersystem für den Öffnungswinkel von
Fahrzeugtüren ist ein Lasersensor an einer Fahrzeugtür
in der Nähe einer Schwenkachse der Fahrzeugtür
vorgese hen. Dieser Lasersensor emittiert Laserlicht, um eine Ebene
abzutasten, die um einen vorgegebenen Winkel von der Öffnungsrichtung
der Fahrzeugtür abweicht. Falls ein Hindernis in der abgetasteten
Ebene vorhanden ist, wird das Laserlicht von diesem Hindernis reflektiert
und vom Lasersensor empfangen. Somit ist es möglich, beim Öffnen
der Fahrzeugtür jedes Hindernis, das im vorgegebenen Winkel
vor der Fahrzeugtür vorhanden ist, zu erfassen.
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Falls
jedoch ein eigenes bzw. ein mit dem Lasersensor ausgestattetes Fahrzeug
beispielsweise fast parallel zu einem anderen Fahrzeug geparkt ist, trifft
bzw. fällt das Laserlicht, das vom Lasersensor projiziert
wird, mit einem flachen Einfallswinkel auf die Seitenfläche
des anderen Fahrzeugs. Wenn das auftreffende Laserlicht von der
Seitenfläche des anderen Fahrzeugs reflektiert und gestreut
wird, wandert ein großer Teil des reflektierten oder gestreuten Laserlichts
in andere Richtungen als in Richtung auf den Lasersensor. Der Lasersensor
empfängt somit nur einen kleinen Teil des reflektierten
Laserlichts. Infolgedessen wird es unmöglich, das andere
Fahrzeug, bei dem es sich um ein Hindernis handelt, (den Abstand
zu diesem) zu erfassen, obwohl das andere Fahrzeug durchaus vorhanden
ist. Ferner kommt es zu einer ähnlichen Situation, in der
keine ausreichende Menge an von einem Hindernis reflektiertem Laserlicht
erfasst werden kann, falls ein reflektiver Körper schwarz
oder von ähnlicher Farbe ist und sein Vermögen,
Laserlicht zu reflektieren, gering ist.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem
für den Öffnungswinkel von Fahrzeugtüren
zu schaffen, das in der Lage ist, ein Hindernis auch in einem Fall
zu erfassen, wo wegen eines flachen Winkels, mit dem Laserlicht
auf ein Hindernis trifft, und eines geringen Laserlicht-Reflexionsvermögens
des Hindernisses keine ausreichende Menge an Laserlicht von dem
Hindernis empfangen werden kann.
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Ein
erfindungsgemäßes Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren weist einen Lasersensor, einen Überprüfungsabschnitt
und einen Öffnungswinkel-Begrenzungsabschnitt auf. Der
Lasersensor ist an einer Fahrzeugtür in der Nähe
einer Schwenkachse der Fahrzeugtür angebracht, um Laserlicht
zu projizieren, um eine Ebene, die in einer Öffnungsrichtung
der Fahrzeugtür ausgerichtet ist, abzutasten und um reflektiertes
Laserlicht, das von einem Hindernis reflektiert wird, zu empfangen.
Der Überprüfungsabschnitt prüft auf Basis
von Projektion und Empfang des Laserlichts durch den Lasersensor, ob
ein Hindernis, das mit der Fahrzeugtür in Berührung
kommen könnte, in der Türöffnungsrichtung
vorhanden ist. Der Öffnungswinkel-Begrenzungsabschnitt
begrenzt einen Öffnungswinkel der Fahrzeugtür,
falls der Überprüfungsabschnitt bestimmt, dass ein
Hindernis vorhanden ist. Der Überprüfungsabschnitt
bestimmt, dass ein Hindernis vorhanden ist, falls der Lasersensor
als Reaktion auf die in Bezug auf eine Befestigungsposition des
Lasersensors abwärts gerichtete Emission von Laserlicht
kein Laserlicht über einer vorgegebenen Intensität
empfängt.
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Die
genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung
deutlich, in der Bezug auf die beigefügte Zeichnung genommen
wird. In der Zeichnung sind:
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1 ein
Blockschema, das ein Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Abtastmechanismus
eines Lasersensors zeigt;
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3 eine
schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Bewegung
einer Abtastebene eines Laserlichts, das vom Lasersensor projiziert
wird, unter Beibehaltung eines festen Winkels in Bezug auf die Fahrzeugtür
beim Öffnen der Fahrzeugtür zeigt;
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4 eine
schematische Darstellung, die einen Abtastbereich des Laserlichts,
das vom Lasersensor projiziert wird, zeigt;
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5 eine
schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Bestimmung
des Vorhandenseins oder Nicht-Vorhandenseins eines Hindernisses
innerhalb eines Bewegungsbereichs der Fahrzeugtür unter
Verwendung von Hinderniserfassungsbereichs-Daten zeigt;
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6 eine
Tabelle, die Bestimmungsergebnisse des Bestimmungsbeispiels für
das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines Hindernisses innerhalb
des Bewegungsbereichs zeigt und die unter Verwendung der Hinderniserfassungsbereichs-Daten
erstellt wurde;
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7 eine
schematische Darstellung, die zwei Fahrzeuge zeigt, die parallel
zueinander geparkt sind;
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8A und 8B schematische
Darstellungen, die Projektion und Empfang des Laserlichts des Lasersensors
im Falle von kleinen Abständen bzw. von großen
Abständen zwischen zwei parallel zueinander geparkten Fahrzeugen
zeigen;
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9 eine
schematische Darstellung, die einen Abtastbereich von 90° bis
180°C, der vom Lasersensor abgedeckt wird, zeigt;
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10 ein
Graph, der einen Abstand bis zum Boden im Falle des Nicht-Vorhandenseins
eines Hindernisses zeigt, wobei der Abstand auf Basis von Laserlichtprojektions-
und -empfangsergebnissen aufgrund einer Abtastung des Abtastbereichs
von 90° bis 180° durch den Lasersensor erfasst
wird;
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11 ein
Graph, der einen Abstand bis zum Boden und einen Abstand bis zu
einem nächsten Fahrzeug im Falle des Nicht-Vorhandenseins
eines Hindernisses zeigt, wobei die Abstände auf Basis von
Laserlichtprojektions- und -empfangsergebnissen aufgrund einer Abtastung
des Abtastbereichs von 90° bis 180° durch den
Lasersensor erfasst werden;
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12 ein
Graph, der einen Abstand bis zum Boden und einen Abstand bis zu
einem nächsten Fahrzeug im Falle des Vorhandenseins eines Hindernisses
zeigt, auf dem das Laserlicht flach auftrifft, wobei die Abstände
auf Basis von Laserlichtprojektions- und -empfangsergebnissen aufgrund
einer Abtastung des Abtastbereichs von 90° bis 180° durch den
Lasersensor erfasst werden;
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13 ein
Ablaufschema, das eine Hauptroutine einer Türöffnungswinkel-Steuerverarbeitung für
ein Fahrzeug zeigt;
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14 ein
Ablaufschema, das Einzelheiten einer Hinderniserfassungsverarbeitung
in der in 13 dargestellten Hauptroutine
zeigt;
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15A und 15B schematische
Darstellungen, die Beispiele für Operationen eines Steuersystem
für den Öffnungswinkel von Fahrzeugtüren gemäß der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
und
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16 ein
Ablaufschema, das eine Hinderniserfassungsverarbeitung eines Steuersystem
für den Öffnungswinkel von Fahrzeugtüren
gemäß der dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die in der begleitenden
Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Das
in 1 dargestellte Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren besteht grundsätzlich aus einer
elektronischen Steuereinheit (ECU) 1 für die Ausführung
von verschiedenen Steuerverarbeitungen, aus verschiedenen Schaltern 6 bis 8 und
aus Sensoren 9 bis 11, aus einem Öffnungs-/Schließungsmotor 12 zum Öffnen
und Schließen einer Fahrzeugtür und aus einem
Entriegelungsmotor 13. Mit dieser Ausgestaltung wird die
Fahrzeugtür unter Verwendung der beiden Motorarten automatisch
geöffnet und geschlossen, wenn ein Nutzer einen Schalter
betätigt.
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Das
in 1 dargestellte Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren ist so ausgelegt, dass es jeweils eine
Fahrzeugtür automatisch öffnet und schließt.
Jedoch kann es für eine einzige Fahrzeugtür, wie
eine Tür auf der Fahrerseite, für sowohl die Tür
auf der Fahrerseite als auch eine Tür auf der Seite des
Beifahrers oder für alle Fahrzeugtüren des Fahrzeugs
ausgelegt sein. Falls das Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren gemäß dieser Ausführungsform
für eine Vielzahl von Fahrzeugtüren vorgesehen
wird, wird das gleiche System für jede einzelne dieser
Fahrzeugtüren vorgesehen.
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Die
verschiedenen Schalter 6 bis 8 sind in einem Fahrzeugabteil
vorgesehen und können von einem Nutzer (einem Insassen
des Fahrzeugs) betätigt werden. Ein Öffnungsschalter 6 wird
betätigt, um die Fahrzeugtür zu öffnen,
und ein Schließungsschalter 7 wird betätigt,
um die offene Tür zu schließen. Ein Stoppschalter 8 wird
betätigt, um die Fahrzeugtür in der offenen Stellung
oder in der geschlossenen Stellung anzuhalten. Wenn die einzelnen
Schalter 6 bis 8 betätigt werden, wird
jeweils ein entsprechendes Betätigungssignal an die ECU 1 ausgegeben.
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Der
Lasersensor 9 ist beispielsweise unter einem Türspiegel
vorgesehen, der in der Nähe einer Schwenkachse, welche
eine Fahrzeugtür 30 drehbar in Bezug auf eine
Karosserieseitenfläche eines Fahrzeugs trägt,
an der Fahrzeugtür 30 angebracht ist. Der Lasersensor 9 ist
mit einem Licht emittierenden Element, einem Abtastmechanismus,
einem Licht empfangenden Element bzw. Empfängerelement,
einer Steuerschaltung und dergleichen ausgestattet. Das Licht emittierende
Element emittiert Laserlicht. Der Abtastmechanismus ändert
die Projektionsrichtung des Laserlichts, das vom Licht emittierenden Element
innerhalb einer vorgegebenen Ebene emittiert wird, um dadurch die
Ebene mit dem Laserlicht abzutasten. Das Licht empfangende Element
empfängt Laserlicht, das von einem Hindernis reflektiert wird.
Die Steuerschaltung berechnet einen Abstand zu dem Hindernis aufgrund
der Zeit, die von der Emittierung des Laserlichts bis zum Empfang
des reflektierten Lichts vergeht. Der Lasersensor 9 gibt
bei Erfassung eines Hindernisses den Abstand zum Hindernis an die
ECU aus.
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Wie
in 2 dargestellt, ist der Abtastmechanismus des Lasersensors 9 mit
einem Spiegel 21 zum Reflektieren des Laserlichts, einem
Motor 20 zum Drehen des Spiegels 21, einer Linse 24 und
einer Linse 25 ausgestattet. Der Spiegel 21 ist
im Allgemeinen säulenförmig gestaltet und weist
zwei Stirnflächen auf. Eine Reflexionsfläche ist
an einer seiner Stirnflächen ausgebildet, um das vom Licht emittierenden
Element 22 emit tierte Laserlicht zu reflektieren, ist ausgebildet.
Eine andere Reflexionsfläche ist an seiner anderen Stirnfläche
ausgebildet, um das Laserlicht, das von einem Hindernis reflektiert wird,
in Richtung auf ein Empfängerelement 23 zu reflektieren.
Durch Drehen des Spiegels 21 um eine Drehachse, die durch
beide Reflexionsflächen des Motors 21 hindurch
verläuft, kann eine Vielzahl von Laserlichtern projiziert
werden, um die Ebene abzutasten, die mit der Drehachse als Mittelpunkt
ausgebildet ist. Die Linse 24 ist so konstruiert, dass
sie das Laserlicht in Strahlform oder in einem vorgegebenen Ablenkungswinkel
abstrahlt. Die Linse 25 dient der Sammlung bzw. Aufnahme
von empfangenem Licht. Die Abtastebene und der Abtastbereich des
Lasersensors 9 werden noch ausführlich beschrieben.
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Der
in 2 dargestellte Abtastmechanismus ist nur ein Beispiel
und kann in anderen herkömmlichen Gestaltungen ausgeführt
werden. Beispielsweise können der Spiegel und sein Antriebsteil auf
einem Halbleitersubstrat anhand einer MEMS (Micro-Electromechanical
Systems)-Technik ausgebildet werden. Ferner kann ein polygoner Spiegel
als Spiegel verwendet werden.
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Ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 erzeugt ein Geschwindigkeitssignal,
das einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Ein Öffnungswinkelsensor 11 erzeugt
ein Erfassungssignal durch Erfassen eines Öffnungswinkels
der Fahrzeugtür, wenn die Fahrzeugtür geöffnet
wird. Die vom Geschwindigkeitssensor 10 und vom Öffnungswinkelsensor 11 erzeugten
Signale werden ebenfalls in die ECU 1 eingegeben.
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Die
ECU 1 ist mit einer Eingabeschnittstelle (I/F) 2,
einer CPU 3, einem nichtflüchtigen Speicher 4 und
einem Motortreiber 5 ausgestattet. Die Eingabeschnittstelle 2 empfängt
die Betätigungssignale der Schalter 6 bis 8 und
die Signale der Sensoren 9 bis 11. Die CPU 3 führt
verschiedene Operationsverarbeitungen gemäß einem
vorgegebenen Programm durch. Der nicht-flüchtige Speicher 4 speichert
Steuerprogramme und Daten über Hinderniserfassungsbereiche.
Der Motortreiber 5 gibt Ansteuerungssignale zum Ansteuern
des Öffnungs-/Schließungsmotors 12 und
des Entriegelungsmotors 13 aus.
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Nun
wird die Arbeitsweise des Öffnungs-/Schließungsmotors 12 und
des Entriegelungsmotors 13 beim automatischen Öffnen
und Schließen der Fahrzeugtür beschrieben.
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Der
Entriegelungsmotor 13 ist innerhalb der Fahrzeugtür
vorgesehen und betätigt einen (nicht dargestellten) die
Fahrzeugtür in einer geschlossenen Stellung haltenden Verriegelungsmechanismus, wodurch
der Verriegelungsmechanismus freigegeben wird. Somit wird ein Öffnen
der Fahrzeugtür zugelassen.
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Der Öffnungs-/Schließungsmotor 12 ist ebenfalls
innerhalb der Fahrzeugtür vorgesehen und treibt einen (nicht
dargestellten) Türöffnungs-/schließungsmechanismus
an, um die Fahrzeugtür 11 auf einen festgelegten Öffnungswinkel
(einen maximalen Öffnungswinkel) zu öffnen oder
sie zu schließen. Wenn der Stoppschalter 8 betätigt
wird, oder ein Hindernis erfasst wird, das mit der Fahrzeugtür
in Berührung kommen könnte, wird ein Öffnen
der Fahrzeugtür durch den Öffnungs-/Schließungsmotor 12 auch dann
verhindert, wenn der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür
kleiner ist als ein festgelegter Öffnungswinkel. In diesem
Fall wird die Fahrzeugtür bei dem Öffnungswinkel
gehalten, bei dem der Öffnungs-/Schließungsmotor 12 angehalten
wurde.
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Nun
werden die Ebene und der Abtastbereich des vom Lasersensor 9 emittierten
Laserlichts mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
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Wie
in 3 dargestellt, emittiert der Lasersensor 9,
der am unteren Teil des Türspiegels 32 vorgesehen
ist, Laserlicht, um eine Ebene abzutasten (eine Ebene des Lasersensors 9 abzutasten),
die in Öffnungsrichtung der Fahrzeugtür 30 um
einen vorgegebenen Winkel Φ von der Oberfläche
der Fahrzeugtür 30 abweicht.
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Dadurch,
dass die Abtastebene des Lasersensors 9 auf eine Ebene
eingestellt wird, die sich um den vorgegebenen Winkel Φ von
der Oberfläche der Fahrzeugtür 30 unterscheidet,
kann ein Hindernis, das sich im vorgegebenen Winkel Φ vor
der Fahrzeugtür befindet, während des Zeitraums,
in dem die Fahrzeugtür 30 geöffnet wird,
immer erfasst werden. Genauer kann dadurch, dass die Abtastebene
des Lasersensors 9 auf eine Ebene eingestellt wird, die um
den vorgegebenen Winkel Φ vor der Oberfläche der
Fahrzeugtür liegt, ein Hindernis, das mit der Fahrzeugtür
in Berührung kommen könnte, über einen Bewegungsbereich
der Fahrzeugtür 30 erfasst werden, während
die Fahrzeugtür 30 eine Öffnungsbewegung
ausführt.
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Der
Abtastbereich des Lasersensors 9 wird eingestellt wie in 4 dargestellt.
Wie in 4 dargestellt, wird der Abtastbereich des Lasersensors 9 so
eingestellt, dass er an einer Startposition (der Abtastwinkel θ ist
0°) auf einer Linie, die in einer horizontalen Richtung
von der Position des Lasersensors 9 (unter dem Türspiegel 32)
in Richtung auf den vorderen Teil des Fahrzeugs verläuft,
anfängt. Somit ist es möglich, ein Hindernis,
das mit der Fahrzeugtür 30 in Berührung
kommen könnte, im Bereich vor der Position des Lasersensors 9 zu
erfassen.
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Das
Laserlicht L des Lasersensors 9 wird ausgehend von der
Startposition wiederholt im Uhrzeigersinn bei jedem vorgegebenen
Schrittwinkel θx projiziert. Der Abtastbereich wird so
eingestellt, dass er auf einer Linie endet, die vom Lasersensor 9 aus fast
senkrecht in einem Winkel (der Abtastwinkel im Beispiel von 4 ist
etwa 260°) aufwärts verläuft. Somit wird
der Bereich von der Ausgangsposition und der Endposition, zwischen
denen das Laserlicht projiziert wird, als Abtastbereich Z des Lasersensors 9 eingestellt.
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Durch
Abtasten der Abtastebene und des Abtastbereichs Z mit Laserlicht
wird es möglich, ein Hindernis, mit dem die Fahrzeugtür
in Berührung kommen könnte, über fast
der gesamten Oberflächenebene der Fahrzeugtür 30 mit
nur dem einen Lasersensor 9 zu erfassen.
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Wenn
der Lasersensor 9 den in 4 dargestellten
Abtastbereich Z mit Laserlicht abtastet, wird das Laserlicht auch
von Karosserieteilen außer der Fahrzeugtür, vom
Boden oder von anderen Hindernissen, mit denen die Fahrzeugtür 30 nicht
in Berührung kommen würde, reflektiert, und dieses
reflektierte Laserlicht wird ebenfalls vom Lasersensor 9 empfangen.
Es ist nicht nötig, den Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 zu
be grenzen, wenn ein solches Hindernis erfasst wird, das außerhalb
des Bewegungsbereichs der Fahrzeugtür 30 liegt.
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Im
Hinblick darauf werden Daten über den Hinderniserfassungsbereich
(ein eingestellter Abstand L) vorab im nicht-flüchtigen
Speicher 4 gespeichert, um exakt bestimmen zu können,
ob das Hindernis sich innerhalb oder außerhalb des Bewegungsbereichs
der Fahrzeugtür 30 befindet, falls ein Hindernis
vom Lasersensor 9 erfasst wird. Die Daten über
den Hinderniserfassungsbereich sind Daten über einen Abstand
(einen eingestellten Abstand L) von der Position des Lasersensors 9 bis
zu einem Außenrand der Fahrzeugtür 30,
die mit dem Abtastwinkel θo des Laserlichts variieren.
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Die
ECU 1 gibt einen Befehl für den Abtastwinkel,
in dem das Laserlicht projiziert wird, an den Lasersensor 9 aus.
Wenn der Lasersensor 9 das Laserlicht im befohlenen Abtastwinkel
projiziert und Reflexionslicht von einem Hindernis oder dergleichen empfängt,
berechnet der Lasersensor 9 den Abstand X zum Hindernis
und gibt ihn an die ECU 1 aus. Die ECU 1 ermittelt
den eingestellten Abstand L bis zum Ende der entsprechenden Fahrzeugtür 30 aus
den gespeicherten Daten über den Hinderniserfassungsbereich
auf Basis des Abtastwinkels θ des vom Lasersensor 9 projizierten
Laserlichts. Die ECU 1 vergleicht dann den Abstand X bis
zum tatsächlich vom Lasersensor 9 erfassten Hindernis
mit dem ermittelten eingestellten Abstand L. Falls das Ergebnis
dieses Vergleichs zeigt, dass der tatsächliche Abstand
X kürzer ist als der eingestellte Abstand L, wird bestimmt,
dass das Hindernis sich innerhalb des Bewegungsbereichs der Fahrzeugtür 30 befindet
und mit der Fahrzeugtür 30 in. Berührung
kommen könnte. Falls der tatsächliche Abstand
X länger ist als der eingestellte Abstand L, wird dagegen
bestimmt, dass das Hindernis sich außerhalb des Bewegungsbereichs
der Fahrzeugtür 30 befindet und das Öffnen der
Fahrzeugtür 30 wahrscheinlich nicht beeinträchtigen
wird.
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Ein
Beispiel für eine Bestimmung des Vorhandenseins eines Hindernisses
innerhalb oder außerhalb des Bewegungsbereichs der Fahrzeugtür 30,
ist in 5 und 6 dargestellt. In 5 und 6 ist
ein Beispiel dargestellt, in dem Abstände X1 bis X3 bis
zu Hindernissen, die jeweils als Stern gekennzeichnet sind, über
Abtastwinkel θ1 bis θ3 berechnet werden und die
Abstände X1 bis X3 mit eingestellten Abständen
L1 bis L3 verglichen werden, die vorab entsprechend jeweiliger Abtastwinkeln θ1 bis θ3
gespeichert wurden. In diesem Fall zeigen die eingestellten Abstände
L1 bis L3, wie in 5 dargestellt, jeweils Abstände
von der Position des Lasersensors 9 bis zu den Enden der
Fahrzeugtür bei den Laserlicht-Abtastwinkeln θ1
bis θ3 an.
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Im
Beispiel von 5 und 6 wird als
Ergebnis des Vergleichs bestimmt, dass die Abstände X1
und X3 bis zu den Hindernissen, die bei den Abtastwinkeln θ1
und θ3 erfasst werden, jeweils länger sind als
die eingestellten Abstände L1 und L3. Wie aus 6 ersichtlich
ist, wird somit bestimmt, dass keine Hindernisse, die mit der Fahrzeugtür 30 in
Berührung kommen könnten, bei den Abtastwinkeln θ1 bis θ3
vorhanden sind. Jedoch wird als Ergebnis des Vergleichs bestimmt,
dass der Abstand X2 bis zu dem Hindernis, das beim Abtastwinkel θ2
erfasst wird, kürzer ist als der eingestellte Abstand L2.
Wie in 7 dargestellt, wird somit bestimmt, dass ein Hindernis,
das die Fahrzeugtür 30 berühren könnte, beim
Abtastwinkel θ2 vorhanden ist.
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Das
Erfassungsverfahren zum Erfassen eines Hindernisses wird für
einen Fall näher beschrieben, wo vom Hindernis reflektiertes
Laserlicht nicht empfangen werden. kann, weil der Winkel, mit dem das
Laserlicht auf das Hindernis trifft, flach ist, oder weil das Laserlicht-Reflexionsvermögen
des Hindernisses gering ist.
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Beispielsweise
sei angenommen, dass, wie in 7 dargestellt,
das eigene Fahrzeug S, welches das Steuersystem für den Öffnungswinkel
von Fahrzeugtüren aufweist, parallel zu und nahe an einem anderen
Fahrzeug O geparkt ist. In diesem Fall fällt, wie in 7 dargestellt,
beim Öffnen der Fahrzeugtür des eigenen Fahrzeugs
S Laserlicht, das vom Lasersensor 9 projiziert wird, auf
die Seitenfläche des anderen Fahrzeugs O.
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Falls
der Zwischenfahrzeugs-Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug S und
dem anderen Fahrzeug O kurz (klein) ist, wie in 8A dargestellt, wird
der Winkel, in dem das vom Lasersensor 9 projizierte Laserlicht
auf die Seitenfläche des anderen Fahrzeugs fällt,
flach. Das heißt, der Einfallswinkel α, bei dem
es sich um den Winkel zwischen dem einfallenden bzw. auftreffenden
Laserlicht und der Ebene senkrecht zur Seitenflä che des
anderen Fahrzeugs handelt, wird groß. Infolgedessen wird
das einfallende Laserlicht an der Seitenfläche des anderen
Fahrzeugs hauptsächlich in einer Richtung reflektiert oder gestreut,
wobei diese sich von der Richtung hin zum Lasersensor 9 unterscheidet.
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Der
Lasersensor 9 empfängt somit nur einen kleinen
Teil des reflektierten Lichts Rs, wie in 8A dargestellt.
Um eine fehlerhafte Erfassung aufgrund von Rauschen oder dergleichen
zu vermeiden, erkennt der Lasersensor 9 nur Laserlicht,
dessen Intensität über einem vorgegebenen Pegel
liegt, als vom Hindernis oder vom Boden reflektiert und berechnet einen
Abstand auf Basis eines Zeitunterschieds zwischen Emission und Empfang
des Laserlichts. Falls unter einer in 8A dargestellten
Bedingung nur ein kleiner Teil des reflektierten Laserlichts empfangen
wird, wird es nicht als reflektiertes Laserlicht erkannt, und somit
kann der Abstand zum Hindernis nicht berechnet werden.
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Wie
in 8B dargestellt, wird der Winkel, mit dem Laserlicht
auf die Seitenfläche des anderen Fahrzeugs fällt,
umso tiefer, und der Einfallswinkel α des Laserlichts wird
umso kleiner, je der Zwischenfahrzeugs-Abstand zwischen dem eigenen
Fahrzeug S und dem anderen, parallel geparkten Fahrzeug. Infolgedessen
wird mehr Laserlicht R1 von der Seitenfläche des anderen
Fahrzeugs in Richtung auf den Lasersensor 9 reflektiert,
wie in 8B dargestellt. Daher wird es
möglich, dass der Lasersensor 9 den Abstand in
Bezug auf das andere Fahrzeug O auf Basis des Empfangs dieses reflektierten
Laserlichts berechnet.
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Falls
das Laserlicht-Reflexionsvermögen beispielsweise wegen
einer schwarzen oder dunklen Farbe des Hindernisses, welches das
Laserlicht reflektiert, gering ist, kann der Lasersensor ebenfalls nicht
genügend vom Hindernis reflektiertes Laserlicht empfangen.
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Falls
beispielsweise wegen des flachen Winkels, mit dem das Laserlicht
auf das Hindernis trifft, oder wegen des geringen Laserlicht-Reflexionsvermögens
des Hindernisses, wie oben beschrieben, nicht genügend
reflektiertes Laserlicht empfangen werden kann, kann das Hindernis
nicht auf Basis des reflektierten Laserlichts erfasst werden. Es
ist jedoch möglich, den Abstand zu einem solchen Hindernis unter
Nutzung von Laserlicht, das vom Lasersensor 9 nach unten
projiziert wird, zu erfassen. Dieses Erfassungsverfahren wird nachstehend
ausführlich beschrieben.
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Die
Beschreibung nimmt besonderen Bezug auf einen in 7 dargestellten
Abtastwinkelbereich zwischen 90° und 180° im gesamten
Abtastbereich θ (zwischen 0° und 260°)
des Lasersensors 9. In diesem Abtastwinkelbereich wird
das Laserlicht vom Lasersensor 9 in Abwärtsrichtung
projiziert. Daher wird Laserlicht vom Boden reflektiert, auch wenn
kein Hindernis im Abtastwinkelbereich vorhanden ist. 10 zeigt
ein Ergebnis der Berechnung von Abständen bis zum Boden
in Bezug auf jeden Abtastwinkel. In dem Fall, dass Laserlicht vom
Boden reflektiert wird, wird jeder Abstand auf Basis eines Zeitunterschieds zwischen
der Projektion und dem Empfang des Laserlichts durch den Lasersensor 9 berechnet.
Wie in 10 dargestellt, nimmt der Abstand
Lg bis zum Boden exponentiell zu, wenn der Abtastwinkel größer wird.
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Falls
ein Hindernis im Abtastwinkelbereich zwischen 90° und 180° vorhanden
ist und Laserlicht von dem Hindernis zum Lasersensor 9 reflektiert wird,
empfängt der Lasersensor 9 sowohl Laserlicht, das
vom Boden reflektiert wird, als auch Laserlicht, das vom Hindernis
reflektiert wird. 11 zeigt ein Ergebnis von Berechnungen
von Abständen Lg bis zum Boden oder von Abständen
Lo bis zum benachbarten Fahrzeug in Bezug auf verschiedene Abtastwinkel
in einem Fall, dass der Empfang des vom Hindernis reflektierten
Laserlichts beginnt, wenn der Abtastwinkel sich 140° nähert,
und das vom Hindernis reflektierte Laserlicht kontinuierlich empfangen
wird, bis der Abtastwinkel etwa 180° erreicht. In 10 und 11 zeigen
die schraffierten Flächen einen Türbereich an.
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Wie
in 10 und 11 dargestellt,
kann der Lasersensor 9, wenn der Lasersensor 9 das
Laserlicht von seiner Position aus abwärts projiziert,
im Allgemeinen Laserlicht mit einer Intensität empfangen,
die über einer vorgegebenen Intensität liegt,
ob nun ein Hindernis vorhanden ist oder nicht. Wenn sich ein Hindernis
nahe am eigenen Fahrzeug befindet, der Winkel, mit dem das Laserlicht
auf das Hindernis fällt, flach ist oder. das Laserlicht-Reflexionsvermögen
des Hindernisses gering ist, kann jedoch nicht genügend
reflektiertes Laserlicht empfangen werden, wie oben beschrieben.
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Aus
diesem Grund wird ein Hindernis oder dergleichen nicht auf Basis
des Empfangs von Laserlicht erfasst. Es wird stattdessen bestimmt,
dass ein Hindernis vorhanden ist, wenn kein Laserlicht empfangen
wird, obwohl das Laserlicht vom Lasersensor in Abwärtsrichtung
projiziert wird. Infolgedessen kann zwar kein Abstand zum Hindernis
berechnet werden, aber es ist zumindest möglich, das Vorhandensein
eines Hindernisses, das einen Einfluss auf das Öffnen der
Tür haben könnte, zu erfassen.
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12 zeigt
ein Ergebnis der Berechnung von Abständen für
einen Fall, dass ein anderes Fahrzeug in der Nähe des eigenen
Fahrzeugs geparkt ist. Jeder Abstand wird auf Basis eines Ergebnisses
von Projektion und Empfang von Laserlicht durch den Lasersensor 9 über
den Abtastwinkelbereich von 90° bis 180° berechnet.
Wie in 12 dargestellt, empfängt
der Laserlichtsensor 9 das vom Boden reflektierte Laserlicht
bis zum Abtastwinkelbereich von etwa 140°, und somit kann
der Abstand Lg zum Boden berechnet werden. Die Projektion des Laserlichts
zur Seitenfläche des benachbarten Fahrzeugs beginnt, wenn
der Abtastwinkel etwa 140° erreicht. Infolgedessen kann
danach kein reflektiertes Laserlicht empfangen werden, und der Abstand
L kann nicht berechnet werden (Bereich X, der in 12 von einer
Punktelinie dargestellt ist). Falls der Lasersensor 9 nach
Ablauf einer vorgegebenen Zeit ab Projektion des Laserlichts kein
reflektiertes Laserlicht empfängt, bestimmt der Lasersensor 9,
dass der Abstand zum Hindernis ∞ (unendlich) ist, und gibt
seine Bestimmung aus. Die von der ECU 1 ausgeführte
Türöffnungswinkel-Steuerverarbeitung für
ein Fahrzeug wird nun mit Bezug auf die in 13 und 14 dargestellten
Ablaufschemata beschrieben.
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Wie
in 13 dargestellt, wird in Schritt S100 überprüft,
ob der Öffnungsschalter 6 von einem Insassen des
Fahrzeugs eingeschaltet wurde. Falls bestimmt wird, dass der Öffnungsschalter 6 eingeschaltet
wurde, wird Schritt 110 ausgeführt, um zu überprüfen,
ob das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 10 eine
Fahrzeuggeschwindigkeit V = 0 anzeigt. Das heißt, in S110
wird überprüft, ob das Fahrzeug steht.
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Falls
in Schritt S110 bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
V = 0 anzeigt, wird Schritt S120 ausgeführt, um durch Ausgeben
von Antriebssignalen vom Motortreiber 5 an den Öffnungs-/Schließungsmotor 12 und
den Entriegelungsmotor 13 das Öffnen der Fahrzeugtür
zu beginnen. In Schritt S130 wird auf Basis des Ergebnisses der
Hinderniserfassung durch den Lasersensor 9 überprüft, ob
irgendein Hindernis, das mit der Fahrzeugtür in Berührung
kommen könnte, vorhanden ist. Diese Hinderniserfassungsverarbeitung
wird noch ausführlich beschrieben.
-
In
Schritt S140 wird auf Basis des Erfassungssignals des Öffnungswinkelsensors 11 überprüft,
ob der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 einen
eingestellten (maximalen) Winkel erreicht hat, bei dem es sich um
einen vorgegebenen Winkel für das automatische Öffnen
der Fahrzeugtür 30 handelt. Falls in der Überprüfungsverarbeitung
von Schritt S140 bestimmt wird, dass der Öffnungswinkel der
Fahrzeugtür 30 den eingestellten Öffnungswinkel erreicht
hat, wird Schritt S170 ausgeführt. Falls bestimmt wird,
dass der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 den
eingestellten Öffnungswinkel noch nicht erreicht hat, wird
Schritt S150 ausgeführt.
-
In
Schritt S150 wird auf Basis des Erfassungsergebnisses der Hinderniserfassungsverarbeitung überprüft,
ob die Fahrzeugtür 30 ein Hindernis berühren
könnte. Falls in Schritt S150 bestimmt wird, dass kein
Hindernis vorhanden ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt S120
zurück. Durch diese wiederholte Ausführung der
Verarbeitung von Schritt S120 bis Schritt S150 wird die Erfassung
eines etwaigen Hindernisses für die Fahrzeugtür 30 fortgesetzt,
während die Fahrzeugtür 30 in der Öffnungsbewegung ist.
-
Falls
im Überprüfungsschritt S150 bestimmt wird, dass
ein Hindernis vorhanden ist, wird das Antreiben des Öffnungs-/Schließungs-Motors
12 fortgesetzt, auch nachdem ein Hindernis erfasst wurde. Wenn die
Fahrzeugtür 30 ab dem Öffnungswinkel, bei
dem das Hindernis erfasst worden ist, vom Öffnungs-/Schließungs-Motor 12 um
ein Winkelmaß, das dem Abstand zwischen der Oberfläche
der Fahrzeugtür und der Abtastebene des Laserlichts entspricht,
weiter geöffnet wird, wird der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 beschränkt.
Das heißt, das Öffnen der Fahrzeugtür
wird angehalten, nachdem der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 um
weniger als den vorgegebenen Winkel Φ vergrößert
wurde. Da die Fahrzeugtür innerhalb eines Bereichs, in
dem die Tür das Hindernis nicht berühren wird,
so weit wie möglich geöffnet werden kann, kann
der Fahrzeugnutzer somit die automatische Türöffnungsfunktion so
weitgehend wie möglich nutzen.
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Vorzugsweise
wird der Verriegelungsmechanismus vom Entriegelungsmotor 13 nur
aus dem Verriegelungszustand gelöst (die Fahrzeugtür
ist nur halb verriegelt) und wird nicht weiter geöffnet,
wenn ein Hindernis unmittelbar nach dem Beginn des Öffnens
der Fahrzeugtür 30 erfasst wird, das heißt, wenn
die Fahrzeugtür 30 immer noch im Wesentlichen
geschlossen ist.
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Der
Grund dafür ist, dass in einem Fall, wo das Hindernis erfasst
wird, wenn die Fahrzeugtür 30 noch im Wesentlichen
geschlossen ist, das heißt, unmittelbar nach dem Beginn
der Hinderniserfassungsoperation durch den Lasersensor 9,
der Abstand zwischen der Fahrzeugtür 30 und dem
Hindernis nicht exakt berechnet werden kann. Es ist jedoch bevorzugt,
dass der Verriegelungsmechanismus durch den Entriegelungsmotor 13 gelöst
wird, da wahrscheinlich festgestellt wird, dass die Fahrzeugtür
kaputt ist, wenn die Fahrzeugtür von gar keiner Öffnungsoperation
begleitet wird.
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In
Schritt S170 wird das Öffnen der Fahrzeugtür 30 angehalten
und der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür 30 wird
durch Unterbrechen des Antreibens des Öffnungs-/Schließungsmotors 12 gehalten.
-
Nun
wird die Hinderniserfassungsverarbeitung mit Bezug auf das Ablaufschema
von 14 beschrieben.
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In
Schritt S200 liest die CPU 3 zunächst die Daten über
den Hinderniserfassungsbereich aus dem nicht-flüchtigen
Speicher 4 aus. Im folgenden Schritt S210 wird der Abtastwinkel θn
auf einen Wert (0°) eingestellt, der einer Anfangsposition
des Abtastbereichs entspricht. In Schritt S220 wird überprüft,
ob der Abtastwinkel θn eine Win kelobergrenze θmax
erreicht hat, die einer Endposition des Laserlicht-Abtastbereichs
entspricht. Falls in Schritt S220 bestimmt wird, dass der Abtastwinkel
die Winkelobergrenze erreicht hat, wird der Abtastwinkel θn
in Schritt S230 auf den Wert (0°) zurückgesetzt,
der der Ausgangsposition des Laserlicht-Abtastbereichs entspricht.
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In
Schritt S240 wird ein Befehl an den Lasersensor 9 ausgegeben,
das Laserlicht im eingestellten Abtastwinkel θn zu projizieren.
Der Lasersensor 9 berechnet den Abstand zu einem Hindernis
auf Basis des Zeitunterschieds zwischen der Projektion und dem Empfang
des Laserlichts, falls reflektiertes Licht, das dem projizierten
Laserlicht entspricht, empfangen wird. Falls der Lasersensor 9 nicht
innerhalb einer vorgegebenen Zeit reflektiertes Licht des projizierten
Lichts empfängt, gibt er einen Abstand Xn aus, der ∞ (unendlich)
entspricht.
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In
Schritt S250 wird der Abstand Xn vom Lasersensor 9 zu einem
Hindernis mit einem eingestellten Abstand Ln verglichen. Falls in
Schritt S250 bestimmt wird, dass der Abstand Xn zum Hindernis länger
ist als der eingestellte Abstand Ln, wird angenommen, dass kein
Hindernis im Bewegungsbereich der Fahrzeugtür 30 vorhanden
ist. In diesem Fall wird Schritt S260 ausgeführt.
-
In
Schritt S260 wird überprüft, ob der Abtastwinkel θ des
projizierten Laserlichts innerhalb des vorgegebenen Überprüfungswinkelbereichs θc
liegt (beispielsweise innerhalb eines Abtastwinkelbereichs zwischen
90° und 150°), und ob der Abstand Xn, der vom
Lasersensor 9 eingegeben wird, ∞ (unendlich) ist.
-
Der
vorgegebene Überprüfungswinkelbereich wird auf
einen Winkelbereich eingestellt, in dem das Laserlicht vom Lasersensor
in Abwärtsrichtung projiziert wird. Infolgedessen sollte
der Lasersensor 9 auch dann, wenn kein Hindernis vorhanden
ist, vom Boden reflektiertes Laserlicht empfangen. Es kann in der Überprüfungsverarbeitung
in Schritt S260 bestimmt werden, dass, falls der Abstand Xn zu einem Hindernis ∞ (unendlich)
ist, irgendein Hindernis vorhanden sein sollte, und dass das Laserlicht
von dem Hindernis in anderen Richtungen als in Richtung auf den
Lasersensor 9 reflektiert oder gestreut worden ist. Das
heißt, Schritt S260 wird ausgeführt, um zu überprüfen,
ob die Situation eingetreten ist, dass keine ausreichende Menge
an Laserlicht von einem Hindernis empfangen werden kann, weil der
Winkel, mit dem das Laserlicht auf das Hindernis fällt,
flach ist oder das Laserlicht-Reflexionsvermögens des Hindernisses
gering ist.
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In
der ersten Ausführungsform wird der Überprüfungswinkelbereich
schmäler eingestellt als der gesamte Bereich, in dem Laserlicht
von der Position des Lasersensors 9 aus nach unten projiziert wird,
und es wird überprüft, ob der Abstand Xn ∞ (unendlich)
ist, falls der Abtastwinkel θ des Laserlichts innerhalb
des Überprüfungswinkelbereichs liegt. Auch wenn
der Abtastwinkel θ des Laserlichts innerhalb des Bereichs
liegt, in dem Laserlicht von der Position des Lasersensors 9 aus
nach unten projiziert wird, wird die Strecke, die das Laserlicht
zurücklegen muss, um den Boden zu erreichen, umso langer,
je näher die Projektionsrichtung des Laserlichts der horizontalen
Richtung kommt. Es wird wahrscheinlicher, dass das Laserlicht zu
einem Hindernis projiziert wird, welches das Laserlicht nicht ausreichend reflektiert,
je länger die Strecke wird, die das Laserlicht zurücklegen
muss, um den Boden zu erreichen. Auch wenn Laserlicht vom eigenen
Fahrzeug zu einem Hindernis projiziert wird, das sich an einer entfernten
Stelle befindet, und keine ausreichende Menge an reflektiertem Laserlicht
empfangen werden kann, errechnet somit der Lasersensor 9,
dass der Abstand Xn ∞ (unendlich) ist.
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Ein
solches Hindernis behindert jedoch nicht das Öffnen und
Schließen der Fahrzeugtür 30 des eigenen
Fahrzeugs. Um so weit wie möglich zu verhindern, dass ein
Hindernis erfasst wird, welches das Öffnen und Schließen
der Tür des eigenen Fahrzeugs nicht behindert, wird daher
nur in einem begrenzten Überprüfungswinkelbereich,
bei dem es sich nicht um den gesamten Bereich der abwärts
gerichteten Laserlichtprojektion handelt, das Vorhandensein eines
Hindernisses auf Basis eines ausbleibenden Empfangs von Laserlicht
durch den Lasersensor 9 bestimmt.
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Falls
in Schritt S260 NEIN herauskommt, wird Schritt S270 ausgeführt,
um den Abtastwinkelbereich θn durch Inkrementieren des
Abtastwinkels θn um einen vorgegebenen Winkelschritt θx
zu aktualisieren. Nach Rückkehr zu Schritt S220 wird das La serlicht
vom Lasersensor 9 mit einem aktualisierten Abtastwinkel θn
oder mit einem zurückgesetzten Abtastwinkel θn
projiziert.
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Falls
in Schritt S260 JA herauskommt, wird Schritt S280 ausgeführt,
um zu bestimmen, dass ein Hindernis vorhanden ist, das mit der Fahrzeugtür 30 in
Berührung kommen kann. Nach Schritt S280 wird in Schritt
S150 der in 13 dargestellten Hauptroutine
schließlich bestimmt, dass ein Hindernis vorhanden ist.
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In
der in den Ablaufschema von 14 dargestellten
Hinderniserfassungsverarbeitung wird die Verarbeitung von Schritt
S220 bis S270 wiederholt, bis ein Hindernis erfasst wird, während
die Fahrzeugtür geöffnet wird. Parallel zur Wiederholung
der Hinderniserfassungsverarbeitung (durch zeitliche Verzahnung)
wird die Verarbeitung von Schritt S210 bis Schritt S150 der Hauptroutine
wiederholt.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nun
wird das Steuersystem für den Öffnungswinkel von
Fahrzeugtüren gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieses Türöffnungswinkel-Steuersystem ist
so aufgebaut, dass es den gleichen Aufbau hat wie das der ersten
Ausführungsform. In der ersten Ausführungsform
wird angenommen, dass keine ausreichende Menge an Laserlicht empfangen
werden kann, weil ein Hindernis sich in der Nähe des eigenen
Fahrzeugs befindet und weil das Laserlicht flach auf das Hindernis
fällt. Unter dieser Annahme wird bestimmt, dass ein Hindernis
vorhanden ist, wenn reflektiertes Laserlicht auch dann nicht empfangen
werden kann, wenn das Laserlicht vom Lasersensor 9 nach
unten projiziert wird.
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Falls
sich jedoch ein Hindernis in der Nähe des Fahrzeugs befindet,
wie in 15B dargestellt, und das Hindernis
ein gewisses Maß an Spiegelreflexionsvermögen
und ein geringes Maß an refraktivem Laserlicht-Reflexionsvermögen
aufweist, wird der Lasersensor 9 möglicherweise
wegen des Hindernisses Laserlicht empfangen, das vom Boden reflektiert wird.
Das heißt, falls vom Lasersensor 9 projiziertes Laserlicht
in einem flachen Winkel auf das Hindernis fällt, wird das
Laserlicht von dem Hindernis in Richtung auf den Boden reflektiert.
Infolgedessen kehrt wegen des Hindernisses vom Boden reflektiertes
Laserlicht zum Lasersensor 9 zurück. Falls der
Lasersensor 9 solch ein reflektiertes Laserlicht empfängt, könnte
leicht bestimmt werden, dass kein Hindernis vorhanden ist, weil
empfangenes Laserlicht durch die Reflexion am Boden erzeugt wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform wird in der Hinderniserfassungsverarbeitung
der ersten Ausführungsform auf Basis der Intensität
des empfangenen Laserlichts (der empfangenen Lichtstärke)
ferner unterschieden, ob das Laserlicht direkt vom Boden oder wegen
eines Hindernisses indirekt vom Boden reflektiert wird.
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Auch
wenn das Hindernis eine glänzende Oberfläche und
einen gewissen Grad an Laserlicht-Spiegelreflexionsvermögen
aufweist, wird ein Teil des Laserlichts von der Oberfläche
des Hindernisses gestreut oder absorbiert, es sei denn, das Spiegelreflexionsvermögen
liegt bei 100%. Es kommt kaum vor, dass ein Hindernis mit einem
Spiegelreflexionsvermögen von 100% sich in der Nähe des
Fahrzeugs befindet. Daher wird eine empfangene Lichtintensität
P2 des Laserlichts, das wegen eines Hindernisses indirekt vom Boden
reflektiert wird, wie in 15B dargestellt,
schwächer als eine empfangene Lichtintensität
P1 des Laserlichts, das direkt vom Boden reflektiert wird, wie in 15A dargestellt. Gemäß dieser
Ausführungsform wird auf Basis des Unterschieds der empfangenen
Lichtintensitäten unterschieden, ob das Laserlicht direkt
vom Boden reflektiert worden ist oder wegen eines Hindernisses indirekt
vom Boden reflektiert worden ist.
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Genauer
wird die Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben
wird, so angepasst, dass zwar reflektiertes Laserlicht, das direkt vom
Boden reflektiert wird, einen Schwellenwert überschreitet,
der für die Überprüfung des Empfangs von
reflektiertem Laserlicht vorgesehen ist, aber reflektiertes Laserlicht,
das wegen eines Hindernisses indirekt vom Boden reflektiert wird,
den Schwellenwert nicht überschreitet. Mit dieser Anpassung
wird vom Lasersensor 9 kein reflektiertes Laserlicht erfasst,
falls Laserlicht wegen eines Hindernisses indirekt vom Boden reflektiert
wird. Infolge dessen kann das Vorhandensein eines Hindernisses auf
Basis eines ausbleibenden Empfangs von reflektiertem Laserlicht
erfasst werden.
-
Die
Intensität des Laserlichts kann auf einen festen Wert oder
einen variablen Wert angepasst werden. Im Falle einer Anpassung
der Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben wird,
wird die Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben
wird, vorab so angepasst, dass reflektiertes Laserlicht, das den
Schwellenwert leicht überschreitet, wenn das Laserlicht
direkt von einer Bodenfläche wie einer schwarzen Asphalt-Straßenoberfläche
reflektiert wird, die eine relativ geringe Lichtmenge reflektiert.
Die Intensität des Laserlichts kann durch Variieren der
Spannung, die zum Licht emittierenden Element 22 im Lasersensor 9 geliefert wird,
angepasst werden.
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Durch
diese Anpassung der Intensität des Laserlichts, das vom
Lasersensor 9 ausgegeben wird, kann die Intensität
von empfangenem Laserlicht, das wegen eines Hindernisses indirekt
empfangen wird, unter den Schwellenwert gesenkt werden, während
die Intensität von empfangenem Laserlicht, das von fast
allen Arten von Bodenflächen direkt reflektiert wird, den
Schwellenwert überschreitet.
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Im
Falle einer Anpassung der Intensität des Laserlichts, das
vom Lasersensor 9 ausgegeben wird, auf variable Werte wird
das Laserlicht vom Lasersensor 9 unter einer Bedingung,
dass das Fahrzeug steht und die Fahrzeugtür 30 geschlossen
gehalten wird, in Richtung auf die Straßenoberfläche projiziert.
Die Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben
wird, wird so angepasst, dass die Intensität des empfangenen
Laserlichts den Schwellenwert etwas übertrifft, wenn Laserlicht,
das vom Boden reflektiert wird, empfangen wird.
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In
diesem Fall wird die Intensität des Laserlichts, das vom
Lasersensor 9 ausgegeben wird, vorzugsweise auf Basis der
Intensität des empfangenen Laserlichts, das empfangen wird,
wenn das Laserlicht einen Abtastwinkel im Überprüfungswinkelbereich
aufweist, der in der ersten Ausführungsform beschrieben
wurde, angepasst. Der Grund dafür ist, dass ein Hindernis,
das im Überprüfungswinkelbereich vorhanden ist, sehr
wahrscheinlich das Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür 30 des
eigenen Fahrzeugs behindern wird.
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Vorzugsweise
wird die Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben
wird, so angepasst, dass die niedrigste Intensität der
empfangene Laserlichter, die eine Folge von Laserlichtern sind,
die mit unterschiedlichen Abtastwinkeln im vorgegebenen Winkelbereich
projiziert werden, den Schwellenwert zumindest übertrifft.
Wenn Laserlicht unabhängig vom Abtastwinkel direkt vom
Boden reflektiert wird, übertrifft somit die Intensität
des empfangenen Laserlichts den Schwellenwert. Jedoch übertrifft
die Intensität des empfangenen Laserlichts den Schwellenwert
nicht, wenn Laserlicht wegen eines Hindernisses indirekt vom Boden
reflektiert wird.
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Dadurch,
dass die Intensität des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben
wird, bei jedem Fahrzeughalt gemäß der Intensität
des Laserlichts, das direkt vom Boden reflektiert wird, angepasst
wird, kann der Lasersensor 9 das Laserlicht mit einer Intensität
ausgeben, die für das Laserlicht-Reflexionsvermögen
des Bodens, auf dem das Fahrzeug angehalten wurde, geeignet ist.
Infolgedessen kann auf Basis der Intensität des empfangenen
Laserlichts mit hoher Genauigkeit unterschieden werden, ob das Laserlicht
direkt vom Boden oder wegen eines Hindernisses indirekt vom Boden
reflektiert worden ist.
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(Dritte Ausführungsform)
-
Nun
wird das Steuersystem für den Öffnungswinkel von
Fahrzeugtüren gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erörtert. Dieses Türöffnungswinkel-Steuersystem
ist auch so ausgelegt, dass es den gleichen Aufbau hat wie die erste
Ausführungsform.
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In
der zweiten Ausführungsform wird durch Anpassen der Intensität
des Laserlichts, das vom Lasersensor 9 ausgegeben wird,
unterschieden, ob Laserlicht direkt vom Boden oder wegen eines Hindernisses
indirekt vom Boden reflektiert worden ist. Gemäß dieser
Ausführungsform wird auf Basis von zeitabhängigen Änderungen
der Inten sität des empfangenen Laserlichts unterschieden,
ob das Laserlicht direkt vom Boden oder wegen eines Hindernisses
indirekt vom Boden reflektiert wurde.
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Das
Verfahren zum Unterscheiden, ob das empfangene Laserlicht eine Folge
der direkten Reflexion am Boden oder der indirekten Reflexion wegen eines
Hindernisses ist, wird mit Bezug auf 16 beschrieben.
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Die
Hinderniserfassungsverarbeitung ist im größten
Teil der Verarbeitung die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform,
die in 14 dargestellt ist, und somit
wird nur eine davon verschiedene Verarbeitung beschrieben.
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Im
Ablaufschema von 16 sind im Vergleich zum Ablaufschema
von 14 zusätzliche Schritte S242, S244, S262,
S264 und S266 vorgesehen.
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In
Schritt S242 wird überprüft, ob es sich um eine
erste Laserlichtabtastung durch den Lasersensor 9 nach
einem Befehl zum Öffnen der Fahrzeugtür 30 handelt.
Falls es sich um die erste Abtastung handelt, ist die Fahrzeugtür 30 immer
noch fast geschlossen. Laserlicht mit einem Abtastwinkel innerhalb
des Überprüfungswinkelbereichs wird direkt vom
Boden reflektiert.
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Falls
in Schritt S242 JA herauskommt, wird Schritt S244 ausgeführt.
In Schritt S244 wird die Intensität des empfangenen Laserlichts
in Bezug auf jeden Abtastwinkel im Überprüfungswinkelbereich gespeichert.
Somit werden Informationen über die Intensität
des empfangenen Laserlichts, das direkt vom Boden reflektiert wird,
erworben.
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In
Schritt S262 wird überprüft, ob der Abtastwinkel
des Lasersensors 9 den oberen Grenzwert für den
Winkel zumindest einmal erreicht hat und nun bei der zweiten oder
einer folgenden Abtastung im Überprüfungswinkelbereich
liegt, der ab dem Abtastwinkel θn = 0° neu beginnt.
Falls es sich nicht um die zweite oder eine folgende Abtastung handelt
oder der Abtastwinkel des Laserlichts nicht innerhalb des Überprüfungswinkelbereichs
liegt, wird Schritt S270 ausgeführt. Falls es sich um die
zweite oder eine folgende Abtastung handelt und der Abtastwinkel
im Überprüfungswinkelbereich liegt, wird Schritt
S264 ausgeführt.
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In
Schritt S262 wird überprüft, ob der Abstand Xn,
der in Schritt S240 gemessen wird, dem Abstand zum Boden entspricht.
Diese Überprüfungsverarbeitung kann durch Messen
und Vorabspeichern des Abstands zum Boden in Bezug auf jeden Abtastwinkel
innerhalb des Überprüfungswinkelbereichs und ferner
durch Vergleichen des Abstands mit dem gespeicherten Abstand durchgeführt
werden. Bei der ersten Abtastung durch den Lasersensor 9 wird
Laserlicht mit einem Abtastwinkel innerhalb des Überprüfungswinkelbereichs
direkt vom Boden reflektiert. Daher können die Intensität
des empfangenen Laserlichts und der Abstand, der bei der ersten Abtastung
ermittelt wird, vorab gespeichert werden, und danach kann unter
Bezugnahme auf den in Bezug auf jeden Abtastwinkel gespeicherten
Abstand überprüft werden, ob der bei jedem Abtastwinkel
gemessene Abstand Xn dem Abstand zum Boden entspricht.
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Falls
in Schritt S264 bestimmt wird, dass der gemessene Abstand Xn dem
Abstand zum Boden entspricht, wird Schritt S266 ausgeführt.
In Schritt S266 wird überprüft, ob die Intensität
des empfangenen Laserlichts unter einen vorgegebenen Schwellenwert
in Bezug auf die Intensität des empfangenen Laserlichts,
die in Schritt S244 gespeichert wurde, gesunken ist. Bei dieser
Intensitätsüberprüfungsoperation werden
vorzugsweise die beiden Intensitäten beim gleichen Abtastwinkel
verglichen. Somit ist es möglich, die Genauigkeit der Überprüfung
der Intensitätsabnahme durch Vergleichen der beiden unter weitestgehend
gleichen Bedingungen aufrechtzuerhalten.
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Falls
in Schritt S266 bestimmt wird, dass die Intensität des
empfangenen Laserlichts unter den vorgegebenen Schwellenwert gesunken
ist, ist die Intensität des empfangenen Laserlichts gesunken,
obwohl das Laserlicht vom Boden reflektiert worden ist. In diesem
Fall kann somit bestimmt werden, dass das Laserlicht nicht direkt
vom Boden reflektiert worden ist, sondern wegen eines Hindernisses
indirekt vom Boden reflektiert worden ist. Somit wird Schritt S280 ausgeführt.
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Gemäß der
dritten Ausführungsform wird die Intensität des
empfangenen Laserlichts in Bezug auf jeden Abtastwinkel gespeichert,
wenn die erste Abtastung vom Lasersensor 9 ausgeführt
wird, und die gespeicherte Intensität des empfangenen Laserlichts wird
als Vergleich verwendet. Somit wird überprüft, ob
die Intensität des empfangenen Laserlichts bei der zweiten
und folgenden Abtastung abgenommen hat. Es ist jedoch möglich,
anhand anderer Verfahren zu überprüfen, ob die
Intensität des empfangenen Laserlichts abgenommen hat,
ohne auf dieses Beispiel beschränkt zu sein.
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Statt
immer auf die Intensität des empfangenen Laserlichts, die
bei der ersten Abtastung ermittelt wurde, Bezug zu nehmen, kann
die Intensität des empfangenen Laserlichts beispielsweise
bei jeder Wiederholung der Abtastung gespeichert werden, und die
Intensitätsabnahme des empfangenen Laserlichts kann durch
Vergleichen mit der Intensität des empfangenen Laserlichts,
die bei der vorangehenden Abtastung ermittelt wurde, bestimmt werden. Es
ist auch möglich, einen gleitenden Durchschnitt einer vorgegebenen
Anzahl von Intensitäten des empfangenen Laserlichts, die
in einer Vielzahl von vorausgegangenen Abtastungen ermittelt wurden,
zu berechnen und die Intensitätsabnahme des empfangenen
Lichts durch Vergleichen mit dem gleitenden Durchschnitt zu bestimmen.
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Obwohl
im vorangehenden Beispiel die Intensitäten des empfangenen
Laserlichts beim gleichen Abtastwinkel verglichen werden, muss der
Abtastwinkel nicht immer der gleiche sein. Daher kann beispielsweise
in einer Abtastung eine Intensitätsabnahme des empfangenen
Laserlichts durch Vergleichen der Intensität des empfangenen
Laserlichts, die in der Vergangenheit erfasst wurde, mit der Intensität des
empfangenen Laserlichts, die gegenwärtig erfasst wird,
bestimmt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen
beschränkt, sondern kann auch in anderen modifizierten
Beispielen implementiert werden.
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Beispielsweise
weist die Fahrzeugtür 30 normalerweise ein Glasfenster
in ihrem oberen Teil auf, und somit kann ein Insasse des Fahrzeugs
die Umgebung seitlich vom Fahrzeug leicht sehen. Da der Lasersensor 9 in
der Nähe der Schwenkachse der Fahrzeugtür 30 vorgesehen
ist, ist außerdem der Teil der Tür, der sich der
Position des Lasersensors 9 vorgelagert befindet, klein,
und seine Bewegungsstrecke während des Öffnens
der Tür ist klein. Somit ist es vergleichsweise wenig wichtig,
dass der Lasersensor 9 ein Hindernis in einem Bereich erfasst,
in dem das Fenster der Fahrzeugtür vorgesehen ist, oder
in dem Teil der Tür, welcher der Position des Lasersensors 9 vorgelagert
ist. Aus diesem Grund kann der Abtastbereich begrenzt werden wie
in 9 dargestellt, wo der Abtastbereich unmittelbar
unterhalb der Befestigungsposition des Lasersensors 9 beginnt und
nahe dem oberen Endabschnitt des Teils der Fahrzeugtür
endet, der unterhalb des Glasfensters liegt. Auch wenn der Abtastbereich
des Laserlichts somit begrenzt ist, kann jedes Hindernis, das in
der Nähe des Teils der Fahrzeugtür vorhanden ist,
der unter dem Glasfenster liegt, wobei es sich um einen toten Winkel
für den Fahrzeuginsassen handelt, auf jeden Fall erfasst
werden. Durch Verschmälern des Abtastbereichs des Laserlichts
kann der Verbrauch an elektrischer Leistung verringert werden, die
Ansprechempfindlichkeit der Hinderniserfassung kann verbessert werden
und die Genauigkeit der Hinderniserfassung kann erhöht
werden.
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Falls
der Lasersensor 9, der am Türspiegel angebracht
ist, einen ausreichenden Abstand zur Oberfläche der Fahrzeugtür
aufweist, kann das Laserlicht des Lasersensors 9 eine Ebene
abtasten, die parallel ist zur Oberfläche der Fahrzeugtür 30,
statt die Ebene abzutasten, die in Richtung der Fahrzeugtür 30 im
vorgegebenen Winkel Φ zur Fahrzeugtür ausgerichtet
ist. Das heißt, der vorgegebene Winkel Φ kann
0° sein.
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Falls
der Öffnungswinkel der Fahrzeugtür gemäß der
Erfassung eines Hindernisses begrenzt wird, kann das Steuersystem
für den Öffnungswinkel von Fahrzeugtüren
gemäß der obigen Ausführungsformen auch
in solchen Systemen implementiert werden, in denen die Fahrzeugtür
manuell von einem Insassen des Fahrzeugs geöffnet und geschlossen wird.
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Der
Lasersensor 9 kann an der Fahrzeugtür selbst befestigt
sein. Ferner kann der Lasersensor 9 innerhalb einer Trägerwelle
befestigt sein, welche den Türspiegel an der Fahrzeugtür 30 befestigt.
Gemäß dieser Ausgestaltung wird das Design gegenüber
ei nem Fall, in dem der Lasersensor 9 am unteren Teil des
Türspiegels befestigt ist, verbessert.
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Die
Aufteilung der Operationen bzw. Aufgaben kann geändert
werden. Beispielsweise kann die ECU 1 den Abstand zum Hindernis
berechnen, oder der Lasersensor 9 kann Laserlicht projizieren,
während er selbst den Abtastwinkel θn bestimmt.
Falls der Lasersensor 9 den Abtastwinkel θn selbst
bestimmt, muss der Lasersensor 9 der ECU 1 den
bestimmten Abtastwinkel θn mitteilen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2-132515
U [0002]
- - JP 2008-246665 [0005]