JP2008088768A

JP2008088768A - 挟み込み検出装置

Info

Publication number: JP2008088768A
Application number: JP2006273627A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirao; 浩二平尾; Masayoshi Takeuchi; 正佳竹内; Takehiko Sugiura; 岳彦杉浦
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: JP5125049B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、複雑な調整の必要が無く、挟み込みを検出できる挟み込み検出装置を提供する。
【解決手段】ドアパネルのドア枠と当接する部分に圧力センサ５、６を設置する。圧力センサ５、６からの感圧出力信号は、同一の出力特性を持つフィルタを有する信号処理回路１３に入力される。その後、信号処理回路１３内の差動増幅回路１８において、出力信号の差分を求める。この差分信号の絶対値が挟み込み判定回路１９にあらかじめ設定されている基準値より大きくなった場合に、挟み込みが生じたと判定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、開閉装置への異物の挟み込みの有無を検出する挟み込み検出装置に関する。

特許文献１に記載の挟み込み判定装置は、物体の挟み込みを検出する第１の圧電センサと振動のみを検出する第２の圧電センサを備え、第１の圧電センサと第２の圧電センサの出力の差信号を求め、この差信号に基づいて挟み込みの有無を判定する。
特開２００２−１０６２５８号公報

特許文献１に記載の挟み込み検出装置は、挟み込みが発生する可能性がある部分全体、即ち、開閉部が当接する部分に延在する第１の圧電センサと、ノイズのみを検出する第２の圧電センサとが必要である。このため、部品点数が多く、構成が複雑であり、コスト的にも不利である。

特許文献１に開示された挟み込み判定装置では、設置部位の制限などによって、第１と第２の圧電センサの形状、特に長さ、が異なる場合がある。圧電センサは形状によって感度や特性が変化する。そのため、第１と第２の圧電センサの長さが異なる場合、両者の振動に対する出力を同程度にして差を取る等の必要が生じる。そのため、特許文献１では、フィルタ及びアンプを異なった特性にすることで感度の差を相殺し、振動に対する出力特性が同程度になるように処理する。このため、処理回路が複雑になる。

また、第１と第２の圧電センサが感知する外来振動が共通であることが要求される。このため、第１と第２の圧電センサは、開閉部の同じ部材のほぼ同じ位置に配設される必要がある。このため、第１と第２の圧電センサの設置場所が制限される。また、実際には第１と第２の圧電センサが同位置に配置されないため、検出する振動が異なってしまう。

さらに、第１と第２の圧電センサの相対的な位置によって、信号処理回路の出力特性等の調整が必要となる。従って、車両毎に第１と第２の圧電センサの配置及び前記処理手段の出力特性の検討が必要となる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、複雑な調整の必要が無く、挟み込みを検出できる挟み込みを検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明の挟み込み検出装置は、
移動部材と該移動部材が当接する当接部材とから構成される開閉部において、移動部材と当接部材との間に異物を挟み込んだことを検出するための挟み込み検出装置であって、
前記移動部材と前記当接部材の一方の当接部分に配置され、それぞれ物体の挟み込みによる押圧により、電圧信号を出力する複数の圧力センサと、
前記複数の圧力センサから出力される電圧信号の差信号を求め、該差信号に基づいて、異物の挟み込みの有無を判別する判別回路と、
を備える、ことを特徴とする。

前記複数の圧力センサは、例えば、棒状の形状を有し、前記移動部材と当接部材の当接部分に、ライン状に複数配置される。

前記複数の圧力センサは、互いに同一の長さに形成されていることが望ましい。

上記構成の挟み込み検出装置は、当接部分に複数の圧力センサを配置し、それらの出力信号の差信号を求め、この差信号に基づいて挟み込みを検出する。従って、当接部分以外のエリアに特段のセンサを配置する必要はない。また、移動部材と当接部材の一方の当接部分に複数の圧力センサを配置するので、圧力センサがほぼ同一のノイズを検出し、出力信号の差分を求めることにより、ノイズを除去できる。

以下に本実施形態にかかる挟み込み検出装置について図面を参照して説明する。
以下で説明する実施形態は、本発明の挟み込み検出装置を車両用ドアの挟み込み検出装置に適用した例である。

まず、図１から図３を参照して本実施の形態に係る挟み込み検出装置を備えた車両用ドアの構成を説明する。

図１に示されるように、車両１２の側部には、乗員の出入りや物体の出し入れが可能な開口部１５が形成されている。開口部１５には、車両用ドアとしてのスライドドア１が設けられている。スライドドア１は、その上辺部及び下辺部がガイド溝などによりガイドされて、水平方向にスライド移動可能に構成されている。スライドドア１は閉じられることにより、車体１２のドア枠１１に当接して、開口部１５が閉鎖する。

スライドドア１のドア枠１１に当接する部分には、弾性体から構成されたプロテクタ４が配置されている。このプロテクタ４内には、後述する圧力センサ５と６が配置されている。

移動部材であるスライドドア１を閉じるとき、開口部１５において乗員や物体が、移動部材であるスライドドア１と当接部材であるドア枠１１との間に挟まれて何れかに接触することを、挟み込みが発生したと言う。この挟み込みにより、プロテクタ４を介してプロテクタ４内の圧力センサに圧力が加わる。

挟み込みが発生したとき、その状況を回避するためにスライドドア１を停止もしくは反転作動させる必要がある。そのため、スライドドア１には、物体の挟み込みが発生しているか否かを検出する挟み込み検出装置が設けられている。

図２に示すように、挟み込み検出装置は、スライドドア１のドア枠１１との当接部分に配置されたプロテクタ４内に埋設された２つの圧力センサ５及び６とドアパネル３内に配置された挟み込み検出回路１０とを備える。

圧力センサ５，６は、それぞれ、棒状（ワイヤ状）に形成された同一長の圧力センサから構成される。圧力センサ５と６は、ドアパネル３のドア枠１１との当接部分に配置されたプロテクタ４内にライン状（長さ方向に連続するように）配置されている。
圧力センサ５、６は、コネクタ８、８’によって、信号中継線７、７’に接続される。また、信号中継線７、７’はスライドドア１のプロテクタ４に設けられた孔９を通ってドアパネル３内に設けられた挟み込み検出回路１０に接続される。
コネクタ８、８’はスライドドア１の上下方向中央部に一体となって配置されている。圧力センサ５はコネクタ８から図示上方向に延び、圧力センサ６はコネクタ８’から図示下方向に延びている。このように、圧力センサ５，６は、コネクタ８、８’を中心に両側へ分岐する構造になっている。

次に、図３を参照して、挟み込み検出装置の回路構成を説明する。
図示するように、挟み込み検出装置は、圧力センサ５、６と、信号処理回路１３と、挟み込み判定回路１９とから構成される。上述の挟み込み検出回路１０はこの挟み込み検出装置のうち信号処理回路１３と挟み込み判定回路１９との部分である。

圧力センサ５、６は、物体が当接すると、当接圧力に対応する信号レベルの感圧出力信号を出力する。

信号処理回路１３は、ローパスフィルタ１４、１５と、ＤＣ成分カット回路１６、１７と、差動増幅回路１８とから構成される。

圧力センサ５、６の出力する感圧出力信号は、それぞれ対応するローパスフィルタ１４、１５に供給される。ローパスフィルタ１４、１５は、感圧出力信号に含まれる高周波帯域の雑音を低減する。ＤＣ成分カット回路１６、１７は、それぞれ対応するローパスフィルタ１４、１５からそれらの信号の直流及び低周波成分をカットして、作動増幅回路１８に出力する。２つのローパスフィルタ１４、１５、及び、２つのＤＣ成分カット回路１６、１７は同一の出力特性等を持ち、フィルタの特性は自動車の車体の振動特性などを考慮して最適化されている。

２つのＤＣ成分カット回路１６、１７からの出力信号は、それら両方が差動増幅回路１８へと供給される。差動増幅回路１８は、これら２つの出力信号の差分を求め、この差分信号を挟み込み判定回路１９に供給する。

挟み込み判定回路１９は挟み込みを判定するために、予め設定されている基準値Ｖｒを記憶している。挟み込み判定回路１９は、挟み込み判定回路１９の入力電圧レベル（つまり、差動増幅回路１８の出力電圧信号のレベル）の絶対値が基準値Ｖｒ以上の場合に、挟み込みが生じたと判定し、挟み込み検出信号を、スライドドア１を駆動するためのドア駆動装置５０に供給する。

ドア駆動装置５０は、モータドライバ５１とモータ５２とを備える。

モータドライバ５１は、図示せぬ制御装置の指示に従って、モータ５２を駆動し、スライドドア１を開閉する。モータドライバ５１は、モータ５２の駆動中に、挟み込み判定回路１９から挟み込み検出信号が供給されたときは、制御装置の指示にかかわらず、モータ５２を停止させてスライドドア１を停止し、続いて、モータ５２を逆転させて、スライドドア１を逆方向に移動させる。

次に、この実施の形態に係る挟み込み検出装置１００の動作を説明する。

まず、挟み込みが発生していない場合について説明する。圧力センサ５、６は挟み込みが発生していない場合であっても、外来振動等による雑音を感知する。２本の圧力センサ５、６は、同一長さで、移動部材であるドアパネル３のプロテクタ４内に同一長でライン上に配置されているため、圧力センサ５、６からの感圧出力信号での外来振動による雑音は、図４（ａ）、（ｂ）に示す様に、ほぼ同一である。これらの感圧出力信号が、上述のように同一の出力特性を持つローパスフィルタ１４、１５、及び、ＤＣ成分カット回路１６、１７で処理された後の信号においても外来振動による雑音はほぼ同一となる。

差動増幅回路１８は、ＤＣ成分カット回路１６、１７からの２つの出力信号の差分を求める。上述の様に差動増幅回路１８への２つの入力信号の外来振動による雑音はほぼ同一なため、差分を求めることによって、図４（ｃ）に示す様に、２つの圧力センサ５、６に共通の雑音を除去できる。この場合、挟み込み判定回路１９へと供給される差分信号の絶対値があらかじめ設定されている基準値（Ｖｒ）より小さいため、挟み込みの判定はなされない。

なお、スライドドア１が移動して振動したり、スライドドア１のプロテクタ４がドア枠１１に当接した場合等、圧力センサ５，６に圧力が加わることがある。しかし、通常の動作に関しては、圧力センサ５，６に加わる圧力はほぼ同一・均等である。従って、両圧力センサ５，６の出力振動は同様の傾向をもって変化し、差動増幅回路１８でそれらの差分を取ることにより、影響が相殺され、挟み込み判定回路１９の判定に影響を与えることはない。

次に、挟み込みが発生した場合について説明する。
ここでは圧力センサ６で挟み込みが発生したとする。この場合、図４（ａ）、（ｂ）に示す様に、圧力センサ５は従前の信号を出力し続け、圧力センサ６は、挟み込みにより加わった圧力に対応する電圧信号を出力する。従って、差動増幅回路１８の２つの入力信号に差が生じ、差動増幅回路１８の出力（挟み込み判定回路１９の入力）である差分信号の絶対値が挟み込み判定回路１９に予め設定されている基準値Ｖｒより大きくなる。このため、挟み込み判定回路１９は、挟み込みが生じたと判定し、挟み込み検出信号を出力する。

これにより、モータドライバ５１は、スライドドア駆動用のモータ５２を駆動して、スライドドア１を停止させ、続いて、スライドドア１を逆方向に移動させる。

なお、２つの圧力センサ５，６を同時に人が握るなどの状況が生じた場合でも、全く同じタイミングで、全く同じ力で握ることは不可能である。従って、両圧力センサ５，６の出力信号は互いに異なるものとなり、差動増幅回路１８が両信号の差分を増幅して差信号を出力する。従って、挟み込み判定回路１９は、挟み込みを検出することができる。

上記実施の形態においては、図２に示す様に、挟み込み検出回路１０が車両用ドアのほぼ中央に設置された形態が示されている。このように構成することで、車両用ドアのプロテクタ４に設けられた孔９が車両用ドアのほぼ中央に配置され、組み付け作業性が良くなる。

上記実施の形態においては、２本の同一長の圧力センサ５、６を使用したが、大きな物体の挟み込みが生じた場合、同一時間、同一強さで２つの圧力センサが押圧されることがある。この様な状況が想定される場合に於いては、圧力センサを３個以上用いることで改善が図られる。この場合、それぞれの部分からの感圧出力信号を比較して挟み込みを検出するため、信号処理部が複数個設置されることが必要となる。

また、ドア駆動装置は５０の動作は、挟み込みが発生した場合に、モータドライバ５１が、スライドドア駆動用のモータ５２を駆動して、スライドドア１を停止させるのみでも良い。

上記実施の形態においては、本願発明を車両のスライドドア１に適用した例を説明したが、この発明はこれに限定されない、例えば、他の種類のドア、例えば、自動車のハッチバックドアに用いても良い。図５（ａ）は、自動車のハッチバックドア２７を示す。

図５（ａ）のハッチバックドア２７を自動車内部から見た場合、圧力センサは、例えば、図５（ｂ）に示すように配置される。この例では、左右の２端には圧力センサがそれぞれ２つ（圧力センサ２０から２３）、下端には圧力センサが３つ（圧力センサ２４から２６）設置されている。この場合、信号処理回路は、図５（ｂ）に示される様に、圧力センサ２０と２１とを一対とした信号処理回路２８と、圧力センサ２２と２３とを一対とした信号処理回路２９と、圧力センサ２４から２６の内の２つを一対とする３個の信号処理回路３０と３１と３２とが設置される。これら５つの信号処理回路からの出力は１つの挟み込み判定回路３３へと供給される。この場合、挟み込み判定回路３３は５つの信号処理部からの出力の絶対値が、１つでも、あらかじめ設定されている基準値より大きくなると挟み込みが生じたと判定する。

なお、圧力センサは、挟み込みによる圧力を検出できるならば、その構造や圧力を検出する検出原理を問わない。例えば、圧力センサとしては、圧電効果により分極現象を示して電荷を生じさせる圧電材料を用いて構成されてもよい。また、長尺のチューブ内に、十字状の孔を設け、この十字孔の中に互いに離間した複数の導線を配置した構成を有するものでも良い。

なお、上記実施の形態には開閉部として自動車のドア及びハッチバックドアについて説明したが、例えば自動車の電動サンルーフ、パワーウィンドウに用いても良い。また、自動車に限らずエレベータや電車や飛行機や建物の自動ドアに適用したり、ガレージや店舗等のシャッターに適用してもよい。開閉部によって物体が挟み込まれる危険性のあるものであれば、本発明を適用できる。エレベータのドアなどの場合は二つの向き合う移動部材によって開閉部が構成されているが、一方を移動部材としたときに他方を当接部材と考えることで本発明が適用可能である。

車両用ドアヘの圧力センサの設置例を示す図である。車両用ドアへの挟み込み検出装置の設置例を概略的に示す図である。この実施の形態に係る挟み込み検出装置の回路構成を示す。挟み込みが発生していない状態から挟み込みが発生した場合の圧力センサからの出力とその差分を示す。（ａ）は、圧力センサからの感圧出力信号を示す。（ｂ）は、圧力センサからの感圧出力信号を示す。（ｃ）は差動増幅回路からの差分信号を示す。（ａ）は自動車のハッチバックドアを示す。（ｂ）自動車のハッチバックドアを自動車内部から見た場合の圧力センサの配置を示す。

符号の説明

１スライドドア（車両用ドア）
３ドアパネル
４プロテクタ
５、６圧力センサ
１０挟み込み検出回路（判別回路）
１３信号処理回路
１９挟み込み判定回路（判別回路）
２７ハッチバックドア
５０ドア駆動装置
５１モータドライバ
５２モータ

Claims

移動部材と該移動部材が当接する当接部材とから構成される開閉部において、移動部材と当接部材との間に異物を挟み込んだことを検出するための挟み込み検出装置であって、
前記移動部材と前記当接部材の一方の当接部分に配置され、それぞれ物体の挟み込みによる押圧により、電圧信号を出力する複数の圧力センサと、
前記複数の圧力センサから出力される電圧信号の差信号を求め、該差信号に基づいて、異物の挟み込みの有無を判別する判別回路と、
を備える、ことを特徴とする挟み込み検出装置。
前記複数の圧力センサは、棒状の形状を有し、前記移動部材と当接部材の当接部分に、ライン状に複数配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の挟み込み検出装置。
前記複数の圧力センサは、互いに同一の長さに形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の挟み込み検出装置。