CN1780969A - 用于移动体的移动装置以及开/关控制装置 - Google Patents

Abstract

诸如拉门(2)的门中会存在下述问题，即当设置于门上的压力传感器(3)不能检测到诸如手的物体的接触时，即使在手离开以躲避被夹住的情况下门也会持续关闭移动，导致门附近的人体被正在关闭的门击到。在一种移动装置中，当设置于门(2)的物体检测装置(8)检测到物体的接触或者当检测装置已经接触的物体的离开被检测到时，驱动装置(20)控制使拉门(2)的移动方向反转。即使在由于接触物体较柔软和/或作为移动物体的门(2)的速度很慢、门(2)的关闭移动中无法检测到物体的接触时，门(2)的驱动也会在检测装置(8)检测到物体的离开时被控制反转，从而增加了安全性。

Description

用于移动体的移动装置以及开/关控制装置

技术领域

本发明涉及一种具有防止物体受到无益接触的安全功能的移动装置。此外，本发明涉及一种开启和关闭控制装置，该装置通过检测移动体是否将某物体夹于自驱动运行装置比如自动窗、电动拉门和电动车顶以及建筑物的自动门中而控制移动体的开启和关闭。

背景技术

下面将使用图7和8对传统的移动装置进行说明。图7是一辆装配有拉门的汽车的外部视图，图8是沿着图7中的直线A-A截取的剖视图。在附图中，附图标记1表示车辆主体的主体部分(图7中的前乘客座位侧的门部分)，2表示拉门，3表示压力传感器，4表示将压力传感器3支撑在拉门2，以及5和6凸缘上的支撑部分。例如，压力传感器3具有多个相互面对布置的电极，从而通过物体与压力传感器3接触时所产生的压力使电极相互接触而产生的电连续性检测与物体的接触。注意，拉门2是通过马达和用于控制该马达的控制单元进行驱动的，这两个部件都没有示出。

通过这种构造，当物体在拉门关闭而被夹在压力传感器3和主体1之间时，该物体的接触通过其被夹住产生的压力所导致的压力传感器3的电极之间相互接触产生的电连续性而被检测到，电机被控制单元反转从而使拉门倒退，使得物体从被夹住的状态中释放出来(参考专利文件1号)。

此外，例如另外的传统移动装置，存在一种移动装置，其中，如上所述的压力传感器被设置在车辆的后挡板(tailgate)周边，当压力传感器检测到后挡板由马达关闭时有物体夹在压力传感器和主体之间，则马达被反转从而翻转该后挡板，使得该物体从被夹住的状态中释放出来(参考专利文件2号)。

(专利文件1号)

JP-A-2002-235480

(专利文件2号)

JP-A-2002-322875

然而，在专利文件1号中记载的传统移动装置中，与压力传感器相接触的物体是类似人手这样的柔软物体，由于当压力传感器3在拉门关闭的过程中与物体相接触时，该物体会受压变形，所以没有一个足够的压力作用到压力传感器3上，这会导致下述情况的发生，即拉门关闭操作继续进行而没有检测到已与物体相接触。当凸缘6由于物体必须从该凸缘6接收更大的压力而变得较高时，这种情况就更加显著。

因此，当拉门的关闭操作持续进行时，为了避免物体夹在压力传感器3和拉门2以及主体1之间，该物体被夹住前，必须将该物体移动远离压力传感器3。然而，由于即使在移去该物体之后，拉门2会仍然继续进行关闭操作直到压力传感器3检测到存在有接触，所以在例如人体位于拉门2附近位置的情况下，即使手已经离开了压力传感器3，仍然会存在人体的另一部分与拉门发生无益接触或者被夹于其中的问题。

此外，在专利文件2号中所述的传统移动装置中，例如，当门关闭操作是在诸如人手的物体与后挡板的周围接触的情况下开始时，那么在接触位置靠近后挡板上部附近的情况下，也就是，靠近旋转中心的位置，由于移动速度缓慢，所以只要手是不自然地压住拉门，就不会施加一个导致压力传感器的电极相互接触的足够压力，从而导致拉门关闭移动继续进行、而压力传感器无法够检测到与手的接触的情况的发生。

因此，为了避免物体夹在主体和压力传感器之间，如同在专利文件1号中所述的传统移动装置，虽然该物体在被夹住之前可从压力传感器处移去，但是由于只要压力传感器没有检测到接触，即使在移去该物体之后，该后挡板仍然会继续进行拉门关闭操作，例如，当人体处于正在关闭的后挡板的下方时，即使手离开压力传感器，也仍然会存在头部或者人体的类似部位会受到后挡板的无益撞击的问题。

本发明就是为了解决这些传统问题，并且本发明的一个目的是设置一种安全地控制移动体的移动装置，即使在将要接触的物体是柔软的并且移动体的速度缓慢的情况下。

此外，近年来，使用诸如马达的动力源自动开启和关闭移动体的设备不断增加。虽然电梯和入口的门、以及建筑物出口的门都是已知的这种类型的设备和系统，但是近年来，存在一种不断增长的趋势，即根据汽车的模型，使用开关操作而不是手动操作，通过马达偏转沉重的拉门或者向后的横拉门，使其开启或者关闭。在这一趋势的背景下，人们提出，用户的喜好具有多样性，使得用户的需求已经从构成该需求的主要部分的私家轿车转变到旅行车，或者厢式客车以及娱乐车辆。此外，同样存在一种不断增长的趋势，也就是，女性驾驶员驾驶高度很高类型的车辆，并且，当她们尝试手动打开或者关闭沉重的拉门或者将后挡板开启到较高的位置时，她们遇到的困难构成了所述背景原因中的一部分。

通常，各种各样的系统都被认为是这种类型的移动体开启和关闭控制系统，并且例如，记载有下述实例，即用于检测物体是否被夹住的导电橡胶开关传感器设置在汽车的自动后挡板上(例如，参考专利文件3号)。

此外，还记载有一个实例，其中，用于检测物体是否被夹住的导电橡胶开关传感器被设置在汽车的自动拉门上(例如，参考专利文件4号)。

在每个实例中，当通过马达进行偏转的门被关闭时，在人体的一部分或者外来物体被夹在拉门和主体之间的情况下，物体被夹住可被检测到，从而使车门打开。

作为这些传统移动体的开启和关闭控制系统中的一个控制电路，存在有例如图15所示的电路结构。后挡板开关101被设置在汽车的驾驶员座位上或者点火钥匙上，并且后挡板打开或者关闭操作的命令通过导线或者无线电波被传送到用作控制装置的计算机102中。计算机102接收到从后挡板开关101发送的操作命令以后，通过驱动器103驱动后挡板马达104向前或者向后或者使其停止。该驱动器103由电池105供给能量以驱动后挡板马达104。

此外，用于收缩拉门使其关闭的关闭组件被设置在车辆的侧面。该关闭组件由用作驱动装置的关闭马达106以及一对接头107、108制成。该接头107，108被设置为在后挡板向下转动将要完全关闭之前相互连接。该接头107被连接到计算机102上，并且当接头107与接头108相互连接时产生的信号被输入到计算机102中。然后，计算机102通过驱动器103停止该后挡板马达104，并且通过另一驱动器109驱动关闭马达106。该关闭马达106将后挡板移动到充分关闭的位置，并且通过一个构成关闭部件的锁闭装置将其锁于此。

通过上述构造，可实现车辆的一种构造，其中，仅仅通过后挡板开关101的操作由后挡板马达104和关闭马达106转动该后挡板，使得该后挡板可自动开启和关闭。

此外，使用相关技术，可设置用于检测后挡板和主体之间是否夹有外来物的压力传感器110，并且通过电流检测元件111将所检测到的结果输入到计算机102中。如图16所示的一种使用导电橡胶的传感器被用作压力传感器110。该压力传感器110具有环形截面，并且由护套部分112和四根电极金属线(electrode wires)113、114、115、116组成，其中该护套部分由一种绝缘弹性材料比如橡胶以及柔软合成树脂材料制成，该电极金属线沿着纵向按照一种基本上为螺旋的形式进行布置。通过上述构造，当护套部分112出现弹性变形时，电极金属线113-116发生偏转以相互接触，由此建立电连续性。

(专利文件3号)

JP-A-2002-242535

(专利文件4号)

JP-A-2002-235480

然而，在这些传统的移动体开启和关闭控制系统中，当后挡板打开时仍然存在一个随之产生的问题。即，通过该后挡板不能避免意外的发生，其中包括，人体与所述后挡板发生碰撞，以及，当后挡板的开启操作完成时，后挡板与一种诸如建筑物的结构的侧壁或者顶篷发生碰撞。这是因为传统的压力传感器都被构造成仅仅当传感器自身受到严重压迫使得护套产生碰撞并且内部电极相互接触时才会打开。即，设置在当后挡板关闭时面对主体这一位置上的压力传感器只有在拉门关闭的方向上检测到夹住有物体(物体被夹住于后挡板和主体之间)，当后挡板打开时，如果有接触发生在后挡板没有安装传感器的相对侧上，那么就没有压力作用到该传感器上，并且因此实际上，就无法对该接触进行处理。此外，由于压力传感器110和计算机102都是从电池105中获取能量，所以会产生一个问题，也就是，当引擎停车时，无法实施控制对暗电流(引擎停车时所消耗的能量)进行抑制。

本发明就是为了解决这些传统问题，并且本发明的一个目标就是提供一种移动体开启和关闭控制系统，该系统能够确保拉门开启和关闭时都能检测到物体与门的碰撞以及在拉门和车辆的主体之间夹住有物体，同时抑制暗电流。

发明内容

为了解决所述问题，本发明当设置在所述移动体上的物体检测装置检测到物体的接触或者检测到物体的离开时，停止移动体的移动或者控制驱动装置反转所述移动体的移动方向。通过这种构型，例如，即使由于所接触到的物体是柔软的和/或移动体的速度缓慢、在移动体的关闭操作过程中不能够检测到物体的接触的情况下，由于当物体检测装置检测到物体的离开时，所述移动体停止移动或者其移动方向反转，所以安全性可增加。

此外，为了接触到所述物体，本发明的移动体开启和关闭控制系统设置成包括具有弹性的并且采用电缆的形式的压电传感器，其中，在发动机停车的情况下，压电传感器的输入也停止，并且所述传感器的供电至少在开启操作开始时才开始，并且在开启操作和关闭操作的过程中，所述传感器的输出都受到监控。

通过这种构造，当所述拉门开启和关闭的时候，通过具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器检测所述拉门的振动，可保证对物体与拉门的碰撞以及在拉门和车辆的主体之间夹住物体进行检测并且抑制暗电流。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的移动装置沿着图7中的直线A-A截取的剖视图，

图2(a)是示出移动装置的压电传感器的构造的示意图，

图2(b)是沿着图2(a)中的直线B-B截取的横截面图，

图3是移动装置的方框图，

图4是表示当检测到移动装置中存在物体接触时所产生的从压电传感器输出的输出信号V、检测部分的检测输出J、以及作用到驱动装置上的作用电压Vm的特性图，

图5是表示当检测到移动装置中的物体移去时所产生的从压电传感器输出的输出信号V、检测部分的检测输出J、以及作用到驱动装置上的作用电压Vm的特性图，

图6是表示根据本发明的实施例2的移动装置的外部视图，

图7是装备有作为传统移动装置的拉门的汽车的外部视图，

图8是传统移动装置沿图7中的直线A-A截取的剖视图，

图9是根据本发明的实施例4的移动体开启和关闭控制系统的透视图，

图10是表示系统处于打开状态的透视图，

图11是主要零件中实际安装有系统传感器的状态的剖视图，

图12是表示系统的压电传感器的详细构造的部分透视图，

图13是表示系统的系统构造的方框图，

图14是系统的时序图，

图15是表示传统的移动体开启和关闭控制系统的系统构造的方框图，

图16是表示传统的移动体开启和关闭控制系统的传感器的详细构造的部分透视图，

图17是主要零件中根据本发明实施例5实际安装有传感器的状态的剖视图，以及

图18是根据本发明实施例6的移动体开启和关闭控制系统的透视图。

注意，在附图中，附图标记2表示拉门(移动体)，8表示物体检测装置，9表示压电传感器，17表示检测部分，20表示驱动装置，21表示报警装置，22表示控制装置，23表示缓冲器，24表示运动汽车(移动体)，101表示后挡板开关，118表示后挡板，126表示支架，128表示保护装置，129表示压电传感器，135表示控制单元。

具体实施方式

为了解决所述问题，根据本发明的第一方面内容，设置有一种移动装置，该移动装置适用于当设置在移动体上的物体检测装置检测到物体的接触或者检测到物体的离开时停止该移动体的移动，或者控制驱动装置使移动体的移动方向反转。通过这种构造，例如，即使由于所接触到的物体是柔软的和/或移动体的速度缓慢、在移动体的关闭操作过程中不能够检测到物体接触的情况下，由于当物体检测装置检测到物体的离开时，移动体停止移动或者使移动体的移动方向反转，从而可增加安全性。

此外，根据本发明的第二方面内容，设置有如本发明第一方面内容所述的移动装置，其中该物体检测装置包括弹性压电传感器和检测部分，所述检测部分基于所述压电传感器的输出信号检测物体的接触或者离开，并且由于使用所述弹性压电传感器，所以不会发生传统电极接触形式压力传感器当传感器弯折时导致电极的接触从而出现错误的检测的情况，并且由于可根据移动体的形状自由布置弹性压电传感器，所以不仅能够增加布置的自由度，而且即使在弯折部分也能够检测所述物体的接触或者离开，因此增加了可靠性。

此外，根据本发明的第三方面内容，设置有如本发明的第二方面内容所述的移动装置，其中，检测部分测定当压电传感器的输出信号的幅值超过预先设定的范围时物体发生接触或者离开，并且由于已经确定当压电传感器的输出信号的幅值超过预先设定的范围时物体发生接触或者离开，所以即使当压电传感器的输出信号的极性根据弯曲状态下的情况和压电传感器的极性方向、电极配置(这将形成参考电压)和压电传感器支撑方向进行变化的时候，都可以不受这些条件的影响，实现对移动体的安全性控制。

此外，根据本发明的第四方面内容，设置有如本发明的第一至第三的任一方面内容所述的移动装置，其中，所述移动体是下述可开启和关闭的门中的至少一个，例如汽车拉门、后挡板、后备箱盖、可上升和下降类型的窗户、车顶窗、卡车卸货板上可开启和关闭的两翼、以及电梯和建筑物的门和百叶窗，并且可检测到物体与可开启和关闭的门的接触或者离开，从而安全地控制所述门。

此外，根据本发明的第五方面内容，设置有如本发明的第一至第三的任一方面内容所述的移动装置，其中，移动体是具有缓冲器的运行车辆，并且其中，物体检测装置被设置在作为移动体的运行车辆的缓冲器上，并且通过检测物体与缓冲器的接触或者离开，能够将运行车辆的运行控制在安全状态。

此外，根据本发明的第六方面内容，设置有如本发明第一至第五的任一方面内容所述的移动装置，其中设置有通信装置，该通信装置通知驱动装置停止移动体的移动或者使移动体的移动方向反转，由于能够通过该信息警告附近的人群，所以系统的可靠性和有效性得以增加。

下面，将参考图1至7说明本发明的实施例1至3。

(实施例1)

根据实施例1的发明将通过参考图1至5和7进行说明。在实施例1中，本发明的移动装置将被应用于汽车的拉门中。

图1是实施例1的移动装置对应于图7中直线A-A位置处的剖视图。图1表示拉门完全关闭的状态，并且附图的上侧表示车辆的内部，其下侧表示车辆的外部。

首先，实施例1的移动装置的构造如下进行说明。在图1中，附图标记1表示车辆主体的主体部分(图7中的前乘客座位侧的门后部)，2表示作为移动体的拉门。附图标记7表示车辆主体的主要结构，8表示接触检测装置，该检测装置具有弹性的并且采用电缆的形式压电传感器9以及支撑该压电传感器9并且由弹性材料制成的支撑部分10。诸如EPDM的一种合成橡胶以及一种热塑性弹性体可用作所述弹性材料。该压电传感器9被插入到设置于靠近该支撑部分10远端附近部分的插孔中。当插入时，可在该插孔或者该压电传感器9的表面使用诸如硬脂酸锌的一种润滑剂，从而有助于其插入。

支撑部分10比压电传感器9更加具有弹性。此外，通过在支撑部分10中设置空心部分11，压电传感器9在物体与物体检测装置8相接触时所产生的压力作用下更加容易产生变形。注意，使用一种发泡树脂或者类似材料成型而不设置空心部分11，也可使得支撑部分10比压电传感器9更加具有弹性。例如，可使用一种压敏粘贴双面涂层胶带将支撑部分10固定到装接部分12上。当装接时，使用压敏粘贴双面涂层胶带将支撑部分固定到装接部分12上，同时将支撑部分10对准沿着装接部分12的一个端部设置的凸起导向定位部分13。装接部分12通过机器螺钉固定到拉门2的一个端部。注意，可以采用下述构造，即支撑部分10通过压敏粘贴双面涂层胶带直接固定到拉门2的端部，并且这样排除了装接部分12的必需性，从而使该系统更加合理。

图2(a)是表示压电传感器9的构造的示意图，图2(b)表示沿着图2(a)中的直线B-B截取的横截面图。如图2(a)所示，压电传感器9包括电阻器封装部分15，该封装部分设置在压电传感器的远端部分，并且在其中封装了用于检测压电传感器断开和短路的电阻器，采用电缆形式的检测部分16，检测部分17，该检测部分17中包括滤波器、放大器、比较器以及断路和短路检测电路，这些元件都没有示出，用于电源以及输出检测信号的电线18，以及连接控制装置22的连接器19，所有部件都将在下文中进行说明。

如图2(b)中所示，检测部分16通过同心层叠例如如下部分而构成，包括中心电极16a、压电陶瓷烧结粉末的混合到橡胶弹性材料中而得到的复合压电材料层16b、外部电极16c以及保护层16d，并且将它们层叠形成于电缆中。例如，可使用聚氯乙稀板作为橡胶弹性材料。检测部分16通过下述工艺制造。首先，聚氯乙稀板与体积含量40％至70％的压电陶瓷粉末(这里指锆钛酸(zirconate titanate))通过碾压工艺均匀混合入板材中。在如此形成的板材被切割为精细的圆片之后，将如此切割的圆片与中心电极16a一起连续模制(extrude)，从而形成复合压电层16b。然后，将人工电极与复合压电层16b的外侧接触，并且在中心电极16a和人工电极之间施加(5至10)Kv/mm的直流高压电，使得复合压电材料层16b实现极化。在极化之后，将外部电极16c围着复合压电材料层16b的外圆周进行缠绕。最后，在缠绕外部电极16c的同时，保护层16d被连续模制。由于复合压电材料层16b是使用聚氯乙烯制成的，所以不需要生产普通合成橡胶所需的硫化工艺。

在电阻封装部分15中，未示出的断路和短路检测电阻连接于中心电极16a和外部电极16b之间。在检测部分17中，滤波器、放大器、比较器、断路和短路检测电路都形成入便于安装的定制集成电路。此外，为了抵消电气噪音，诸如EMI滤波器和馈通电容器的电气噪音抵消元件被用于检测部分17面向检测部分16一侧的输入部分，检测部分17面向电线18的一侧的电源输入部分，以及检测部分17输出检测信号的输出部分。此外，电阻封装部分15和检测部分17的外圆周都覆盖有导线材料，并且在导电材料，外部电极16c和电源的一个接地侧之间建立电连续性，由此使整个压电传感器9被屏蔽。

此外，滤波器具有一种过滤特性，该特性通过从压电传感器9的一个输出信号中去除由于车辆主体的振动产生的无益信号，从而提取当压电传感器9由于接触到物体产生变形时所产生的压电传感器9的一个输出信号的特定频率分量。为了确定该过滤特性，可在计及车辆主体振动特性的情况下进行优化。更具体地说，为了去除由车辆的运行引擎和运行车辆本身以及车辆车门的开启和关闭操作所引起的振动，人们要求使用一种提取大约10Hz或者更低信号分量的低通滤波器。此外，可设置适用于仅仅移去由车辆的运行引擎和运行车辆本身以及车辆车门的开启和关闭操作所引起的振动分量的陷波滤波器。

图3是本发明实施例1的移动装置的方框图。在附图中，附图标记20表示由用于驱动拉门2的马达组成的驱动装置，21表示通信装置，22表示基于物体检测装置8的输出信号而控制驱动装置20和通信装置21的控制装置。

下面，将说明移动装置的功能。图4是本发明实施例1的移动装置的特性示意图，该图示出了从压电传感器9输出的输出信号V、检测部分17的检测输出J、以及施加于驱动装置20的作用电压Vm。从附图中可知，当使用者在t1时刻执行关闭操作并且电压Vd被施加到驱动装置时，拉门2开始关闭操作。当驱动装置20执行关闭操作时，可从控制装置中产生用于警告的警报。

下面，当物体在关闭操作过程中与电动拉门2的端部相接触的时候，该物体与设置在电动拉门2的该端部上的物体检测装置8相接触，物体压力被作用到支撑部分10和压电传感器9上。由于支撑部分10比压电传感器9更加具有弹性，所以支撑部分10主要是在物体与之接触的位置处在压力作用下产生变形受到压缩，并且空心部分被压下，由此，压电传感器9也主要在对应于物体与支撑部分10相接触而使其产生变形的位置处被弯折。

此时，如图4所示，当发生物体接触时，由于压电效应输出一个对应于压电传感器9的变形加速度的信号(大于图4中的参考电压V0的信号分量)。此时，虽然压电传感器9采用完全设置于拉门2端部处的构型使得压电传感器9在接触时刻的变形很微小，但是在该实施例的情况下，由于支撑部分10是由比压电传感器9更具弹性的弹性材料制成并且支撑部分10具有空心部分11，使得支撑部分10在接触时受到压缩，所以压电传感器9的变形量增加。因此，压电传感器9获得一个更大的变形量，并且二次微分值的加速度同样增加，导致压电传感器9的输出信号中的增加，由此，在真实的接触发生时，有助于从外部振动以及电气噪音中产生的各信号分量中区分出一个信号分量，并且提高确定接触时的确定精度，由此排除错误的确定。

当检测部分17在没有与物体接触的状态下输出Lo时，检测部分17在V0到V的正方向上的幅值(V-V0)由于与物体接触而等于或者大于D0时，确定该接触已经发生，并且在t2时刻输出信号Hi作为确定输出。当幅值(V-V0)保持等于或者大于D0时，Hi信号持续产生。

当Hi信号从物体检测装置8中输出时，控制装置22停止向驱动装置20上作用电压+Vd，然后作用一定时间的电压-Vd，从而使拉门2执行一定时间的开启操作以释放所述接触。在这种情况下，可使拉门2一直执行开启操作直到其完全打开。此外，当Hi信号从物体检测装置8中输出时，控制装置22从通信装置21中产生一个预先储存的预定声音信号。例如，产生一个信息诸如“已经检测到一个接触。拉门将被打开。”作为该声音信号。注意，通信装置21可与汽车导航系统以及汽车音频系统共享一个扬声器。

注意，在图4中处于电压V时，会从V0产生负信号分量，这是由于已经检测到与物体的接触而在一定距离上使拉门2进行开启操作、导致物体离开物体检测装置8的时候、由压电传感器9产生的一个输出信号。即，当物体离开物体检测装置8时，由于去除了接触产生的压力，所以产生弹性变形的支撑部分10恢复到其初始形状，并且同时，变形的压电传感器9同样恢复到其初始形状。然后，当变形的压电传感器9恢复到其初始形状时，产生一个极性与在物体接触时所产生的信号的极性相反的输出信号。这是由于已知的压电效应的特性导致的。

下面将说明当诸如手的柔软物体缓慢地接触到物体检测装置8然后从那里离开时，将要执行的功能。图5是表示当检测到物体离开时在移动装置中产生的压电传感器的输出信号V、检测部分的检测输出J、以及作用到驱动装置的作用电压Vm的特性示意图。

从图5中可见，当使用者执行关闭操作，并且电压Vd在t4时刻被作用到驱动装置上时，拉门2开始执行关闭操作。当驱动装置20执行关闭操作时，可以从控制装置22中产生一个用于警告的警报。

当手在关闭操作过程中与电动拉门2的端部相接触时，手将与物体检测装置8接触，通过物体接触所产生的压力被作用到支撑部分10和压电传感器9。此时，当诸如手的柔软物体在t5时刻与物体检测装置8相接触时，由于压电传感器9的变形加速度很小，如图5中所示，所以可能存在没有信号等于或者大于V处产生的参考电压D0的情况。在这种情况下，检测部分17确定没有与物体发生接触并输出Lo，电压Vd持续作用到驱动装置上，由此拉门2持续执行关闭操作。

另一方面，由于手在这里持续受到拉门2的挤压，所以使用者在手被夹在主体1和拉门2中间之前意识到无益的接触正在发生，并从物体检测装置8上拿开他或她的手。此时，在V处产生一个比V0大的信号，如图5中所示。这归因于上文所述的已知的压电效应的特性。这里，因此，当已经如上文所述的尝试拿开手时，在多数情况下，可以迅速地拿开手以避免被夹的危险，产生弹性变形的支撑部分10彻底恢复到其初始形状，同时，变形的压电传感器9也恢复到其初始形状。因此，由于当变形的压电传感器9恢复其初始形状时产生的加速度增加，所以在V0的负侧产生的信号的幅值与加速度的增加成比例地增加，并且V0负方向(V0-V)上的幅值达到或者超过D0。

当V0负方向上(V0-V)的V的幅值由于手离开而达到或者超过D0时，检测部分17确定物体已经离开，并且输出信号Hi以作为确定输出。当幅值(V0-V)保持D0或者更低时，Hi信号被持续输出。

当输出Hi信号时，控制装置22停止向驱动装置20作用电压+Vd，但是作用一定时间的电压-Vd，从而使得拉门2执行一定时间的开启操作。在这种情况下，可使得拉门2一直执行开启操作直到其被完全打开。此外，当从物体检测装置8中输出Hi信号时，控制装置22致使通信装置21产生与上述说明类似的预设声音信号。

注意，当手被夹住之前有意将手按压在物体检测装置上而将压力作用到物体检测装置8上时，由于有一个较大的加速度被作用到压电传感器9上，所以检测部分17检测到物体的接触，并且与前文所述情况相同，拉门2被控制进行倒退移动。

此外，当拉门2执行关闭操作时，在没有检测到物体离开或者物体与主体1相接触的情况下，虽然物体通过拉门2的持续关闭操作而被夹在主体1和拉门2之间，但是此时作用到物体检测装置8上的压力是通过拉门2的重量产生的惯性力，所以压力变得大于当拉门2执行关闭操作时通过物体接触施加的压力。因此，通过物体检测装置8和压电传感器9的变形产生的加速度增加，并且由于幅值等于或者大于图4中D0的足够大的信号从压电传感器9中输出，所以可确保检测部分17能够检测到物体的接触。检测到接触后将要执行的开启操作与上述说明类似。

此外，检测部分17形成了一个电路系统，该电路系统包括从电源到预设电阻器、中心电极16a、断路和短路检测电阻器以及外部电极16c(地面)，中心电极16a是通过电阻器以及断路和短路检测电阻器对供应电压进行分配而形成的电压值。因此，当中心电极16a和外部电极16c中的至少一个发生断路时，与中心电极16a相连的检测部分17的输入部分的电压Vi变得与供应电压相等。此外，当中心电极16a和外部电极16c短路时，Vi为接地电压。

安装在检测部分17中的断路和短路检测电路通过检测Vi的特性对压电电路的断路和短路进行检测，并且当如此检测到断路和短路时，检测部分17连续输出Hi信号。然后，当Hi信号持续从检测部分17输入到控制装置22中一段预设时间时，控制装置22确定在压电传感器9中已经发生异常的断路或者短路，并在例如驾驶员座位前的仪表板上显示这种异常，阻止驱动装置20的供电，并且将拉门2的操作转换为可手动开启和关闭拉门2的人工操作。

通过前文已经说明的功能，根据实施例1的移动装置，即使在由于接触中的物体是柔软的和/或移动体的速度缓慢而不能够检测到拉门2(移动体)的关闭操作过程中存在物体接触的情况下，由于当物体检测装置8检测到物体离开时，拉门2(移动体)的驱动受到控制，所以增加了安全性。

此外，由于使用了弹性压电传感器9，所以在传统的电极接触类型压力传感器中也不会发生这种情况，即由于传感器的弯折导致的电极的接触而产生错误的检测，并且由于可根据拉门2(移动体)的形状自由布置压电传感器9，所以增加了设计的自由度。此外，由于即使通过物体的弯折部分也可检测到物体的接触或者离开，所以增加了可靠性。

此外，由于当物体检测装置检测到物体的接触或者离开时，通过告知驱动装置使移动体的移动停止或者使移动体的移动方向反转，从而能够警告周围的使用者和人群，所以进一步增加了系统的可靠性和有效性。

注意，虽然在实施例1中，移动体是汽车的拉门，但是该移动体可以至少是下列可开启和关闭的门的一种，比如汽车拉门、后挡板、后备箱盖、能够上升和下降的窗户、汽车车顶窗、卡车卸货甲板上的可开启和关闭的两翼、以及电梯和建筑物上的门和百叶窗，并且检测到物体与这些可开启和关闭的门的接触或者离开，从而安全地控制可开启和关闭的门的驱动。

此外，可使用下述构造，即检测部分根据从压电传感器中输出的输出信号的极性和振幅检测物体的接触和离开，并且输出用于接触和离开的不同的检测信号。根据这种构造，移动体的驱动方法可实现多样化，从而进一步增加处理中的方便性以及安全性，如下述构造所述，当检测到物体的接触时，移动体通过控制装置倒退驱动，从而执行开启操作，直到移动体完全打开，并且当检测到物体的离开时，在移动体通过控制装置倒退或者停止一段预设时间后，重新恢复关闭操作，或者另一种构造，即在移动体开始开启操作之前检测到接触物体，并且不会执行移动体的开启操作直到检测到物体已经离开。

此外，在实施例1中，虽然当物体检测装置检测到与物体的接触或者已经发生接触的物体离开时，控制驱动装置从而使移动体的移动方向反转，但是，也可以采用下述构造，即当物体检测装置检测到与物体接触或者已经发生接触的物体离开时，控制驱动装置从而停止移动体的移动。

此外，虽然在实施例1中，当拉门2在执行关闭操作时与物体发生接触时，拉门2的驱动被构造为可被安全地控制，但是，可以使用下述构造，即物体检测装置8也可被装接到拉门2的后端部分，使得即使当拉门2在执行开启操作时其后端部分与物体接触的时候，能够执行与关闭过程中所执行的类似的安全控制，由此，当可开启和关闭的门在执行开启操作时与物体接触的时候，也可以执行类似的安全控制。

(实施例2)

参考图6，将说明根据实施例2的发明。图6是表示实施例2的移动装置的外部视图。实施例2与实施例1的不同点在于，移动体是具有缓冲器23的运行车辆24，并且物体检测装置8被设置在缓冲器23中。

使用该构型，当物体检测装置8检测到物体的接触或者已经发生接触的物体离开的时候，运行车辆24的运行被停止，或者运行车辆24的运行方向被反转一段预设的时间。此外，当运行车辆24开始运行之前检测到物体的接触时，可以采用下述构造，即运行车辆24的运行被持续停止，直到检测到该物体的离开。根据该构造，通过检测物体与缓冲器23的接触或者离开，可安全地控制运行车辆24的运行。

注意，该实施例可被应用于各种形式的能够安装缓冲器的运行车辆，比如汽车、无人运输车辆、以及各种形式的自驱动推车，比如高尔夫球车。

(实施例3)

下面将说明根据实施例3的发明。本实施例与实施例1、2的不同点在于，当从压电传感器9中输出的输出信号的振幅超过预先设定的范围时，检测部分17测定物体的接触或者离开是否已经发生。具体地说，在图5中的V的特性图中，当V0到V的振幅的绝对值存在时确定物体的接触或者离开是否已经发生，从物体检测装置8中输出信号Hi作为确定输出。上下限度比较器(window comparator)可被用作执行上述过程的实际电路。

在接触或者离开的情况下，V相对于V0的极性将根据弯曲状态下的条件和压电传感器的极化方向、电极配置(这将形成参考电压)和压电传感器支撑方向进行变化，并且为了与此相对应，检测部分17基于从V0到V的振幅的绝对值确定接触或者离开是否已经发生，由此，虽然对接触和离开的检测不能被区分开，但是，能够实现移动体的安全控制而不被上述条件影响。

虽然，在实施例1至3中，具有可开启和关闭的门以及缓冲器的运行车辆被用作为移动体，但是本发明可被应用于其它类型的移动体，比如机床不同类型的驱动部分和机器人手臂，以及能够上升和下降的装载系统。

此外，根据本发明的第七方面内容，设置有移动体开启和关闭控制系统，包括构造成可被自由开启和关闭的移动体，装接于该移动体上的传感器，该传感器用于检测由物体的接触或者夹住物体所产生的振动，以及根据传感器的输出信号控制移动体的开启和关闭操作的控制单元，其中，所述控制单元至少在所述移动体开启操作的情况下开始向所述传感器供电，并且其中，当在关闭操作过程中物体的接触被传感器检测到时，移动体的关闭操作被停止或者移动体被打开，由此，当门开启和关闭的时候，物体与门的碰撞以及门夹持物体都可被传感器检测到。

根据本发明的第八方面内容，设置有如本发明的第七方面内容所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器被用作装接于移动体上检测物体的接触或者夹住物体所产生的振动的传感器，由此，可保证当门开启和关闭时对物体与门的接触以及门在此处的夹持进行检测。

根据本发明的第九方面内容，设置有如本发明的第七方面内容所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当传感器检测移动体在开启操作过程中的振动或者夹持时，停止移动体的移动或者关闭移动体，由此，可保证当门打开时对物体与门的接触以及门在此处的夹持进行检测。

根据本发明的第十方面内容，设置有如本发明的第七方面内容所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当移动体处于开启状态时，向传感器持续供电，由此，可保证在门关闭的任意时候由传感器检测到物体与门的碰撞以及门在此处的夹持，并同时抑制暗电流。

根据本发明的第十一方面内容，设置有一种移动体开启和关闭控制系统，包括构造成可被自由开启和关闭的移动体，装接于该移动体相对侧的固定部分上的传感器，该传感器用于检测由物体的接触或者夹住物体所产生的振动，以及控制移动体和传感器的控制单元，其中，控制单元至少在移动体开启操作的情况下开始向传感器供电，由此，当门被开启和关闭时，可通过传感器对物体与门的碰撞以及门在此处的夹持进行检测。

根据本发明的第十二方面内容，设置有如本发明的第十一方面内容所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器被用作为所述传感器，由此，该弹性的和类似电缆的压电传感器检测门的振动，使得当门开启和关闭时确保物体与门的接触以及门在此处的夹持被检测到。

根据本发明的第十三方面内容，设置有如本发明的第十一方面内容所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当移动体处于打开状态时，向传感器持续供电，由此，可保证在门关闭的任意时候由传感器检测到物体与门的碰撞以及门在此处的夹持，并同时抑制暗电流。

根据本发明的第十四方面内容，设置有一种移动体开启和关闭控制系统，包括构造成可被自由开启和关闭的移动体，装接于该移动体上的传感器，该传感器用于检测由物体的接触或者夹住物体所产生的振动，以及，控制移动体和传感器的控制单元，其中，控制单元具有能够检测电源的瞬时断路的功能，当检测到电源瞬时断路时，切断移动体的移动或者降低其速度，并且在电源被恢复并且从那时起已经计算预设时间后，驱动移动体正常运行，由此，可保证传感器的运行。

在下文中，将参考附图说明本发明的实施例4至6。

(实施例4)

图9至13表示实施例4的接触检测系统以及其应用实例。

图9是安装有作为本发明的移动体的自动后挡板的车辆的透视图。后挡板118以一种可自由开启和关闭的方式设置在主体117的后部。

图10是表示后挡板118打开状态的透视图。当后挡板118打开的时候，在旅客舱内部形成行李间(行李舱)，使得行李可被放入或者取出行李舱。后挡板118通过位于其上端附近120的铰链(未示出)可旋转地支撑，并且可被后挡板马达(未示出)旋转。后挡板118由缓冲器121支撑。缓冲器121由气缸和活塞组成，用于使后挡板118平稳地开启和关闭，同时吸收与开启和关闭相关联的振动。主体117中的面向后挡板118的开口122通常被称作为后开口，当后挡板关闭旅客舱的时候，该开口被后挡板118关闭。

图11是后挡板118的外圆周部分沿着图10中直线A-A截取的剖视图，并且表示在其中实际安装传感器的结构。后挡板118由两块金属板形成。它们是位于所述行李舱19侧的内侧板123和位于车辆的外部的外侧板124。两块板构造成使外侧板124的一个端部在其外边缘部分125处向后折叠，从而与内侧板123相啮合。

虽然后挡板118的一个圆周边缘部分形成为厚度不及上述构造的薄板形状，但是，内侧板123在后挡板118的中心处升起，使得向行李舱119侧隆起，因此后挡板118具有一定的厚度。传感器被安装在具有该厚度的位置处。

支架126通过机用螺钉127固定到后挡板118的较厚部分，并且保护器128固定于其一端。压电传感器129设置在保护器128的远端。压电传感器129是一种具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器，下文将说明其详细内容。保护器128弹性地支撑该压电传感器129，并且由比压电传感器129更加具有弹性的橡胶，比如EPDM，或者树脂，比如具有弹性的弹性体制成。在该实施例中，设置有空心部分130，从而有助于传感器的偏转，使得当发生外物的夹持和与后挡板118的碰撞时，压电传感器129能够非常灵敏地检测到它们。空心部分130由橡胶或者发泡树脂可按照要求地进行代替。

图12是表示压电传感器129的细节的局部剖面透视图。压电传感器129由具有获取信号功能的中心电极131、外部电极132、位于这两个电极之间的复合压电材料133和保护层134组成，并且形成外部直径大约2.5mm的电缆。

然后，复合压电材料133使用例如聚氯乙烯与压电陶瓷粉末混合制成的复合压电材料形成。该压电传感器129具有高灵敏度和良好的耐用性，可提供良好的生产效率，并且与上述已经说明的保护器128的结构相组合，该压电传感器129充分展现出其固有的功能，因此执行良好的接触检测。

图13表示关于本发明的控制系统的构造的方框图。后挡板开关101设置于驾驶员座位或者车辆的点火钥匙上，并且通过导线或者无线电波向控制单元135发出控制后挡板开启和闭合操作的命令。控制单元135由微型计算机等组成，并且接收后挡板开关101的操作命令，从而通过驱动器103驱动后挡板马达104向前和向后或者停止。驱动器103通过开关136从电池105供电，从而驱动后挡板马达104。此外，开关136受控制单元135的控制而开启和关闭。

此外，拖动所述门关闭的关闭组件设置在车辆的一侧。关闭部件由作为驱动装置的关闭马达106和连接器137组成。连接器137在由于后挡板的向下旋转导致的后挡板的完全关闭之前向控制单元135输出关闭信号。控制单元135通过监测所述信号而检测到后挡板已经移动到关闭位置。

然后，控制单元135通过驱动器103停止后挡板马达104，并且通过另一驱动器109驱动关闭马达106。关闭马达106将后挡板移动到完全关闭位置，并且通过组成关闭部件的锁定装置在那里锁住后挡板。驱动器109也通过开关138从电池105进行供电从而驱动关闭马达106。

当然，电池105还通过开关139向压电传感器129以及控制电路135供电。控制单元135可通过开关136、138、139自由地控制向压电传感器129、后挡板马达104、以及关闭马达106供电。

压电传感器129的输出信号通过放大器140放大预设的放大倍率，并且被输入低通滤波器141从而仅仅取出接触信号。然后，在噪音被去除之后，执行与门槛值的比较，并且在确定是否发生夹持和碰撞之后，信号被输入控制单元135。

通过上文已经说明的构造，控制单元135能够实现下述构造，即仅仅通过后挡板开关101的操作，凭借后挡板马达104和关闭马达106的驱动力使后挡板转动，从而自动地开启和关闭后挡板。此外，虽然低通滤波器具有较大的时间常数，并且因此在激发时稍微持续一段不稳定的时间，但是根据该构造，由于在后挡板开启操作的同时低通滤波器被传感器激发，所以，能够安全地实现当后挡板关闭时需要被确定检测到的夹持。

图14是表示系统中控制该控制单元135所执行的时序图。

挡板开关的运行独立于发动机的运行。即，即使当去除点火开关时，后挡板开关命令打开A和关闭B。此时，为了抑制暗电流，控制单元处于例如睡眠模式，从而将消耗功率抑止为大约1mA。然后，当从后挡板开关发送打开命令时，控制单元被切换到普通操作模式。

如此开始普通操作的控制单元开始向传感器供电。此外，当后挡板打开时，控制单元通过向传感器供电经由驱动器103在开启方向上驱动后挡板马达，并且特别的是，通过使用采用电缆形式的压电传感器作为传感器，即使当后挡板在开启过程中与人体、外物、以及作为建筑物一部分的顶篷相接触时，这样的接触都可被检测到。即，因为后挡板由于接触而大幅度振动，所以这类可检测到振动的压电传感器能够检测到的后挡板振动。在这种情况下，由于控制单元通过驱动器103停止后挡板马达从而干扰后挡板在打开方向上的进一步移动，所以这是相当安全的。

在后挡板没有检测到这种接触并且安全地打开之后，后挡板开关发出命令关闭B。然后，控制单元通过驱动器103在关闭方向上驱动后挡板马达，在此过程中，如果压电传感器检测到存在接触，那么后挡板可瞬间偏转到打开方向，从而释放被夹住的外物。

在没有检测到夹持的情况下，关闭马达通过驱动器109驱动，并且后挡板被锁定在关闭位置。此时，再次停止向压电传感器的供电，控制单元恢复其睡眠模式。

当发动机被激发时，由于电池开始充电，所以不需要担心电池电压下降(flat battery)。然而，在该实施例中，压电传感器的供电一直保持中断，直到后挡板开关发出开启命令，由此，进一步减小暗电流，从而可减小电池的负载。

各个部分在发动机激发状态下对后挡板开关发出的开启命令C和关闭命令D的反应与上述开启命令A和关闭命令B的反应相同。

此外，因为如图所示当发动机被激发时大量电流流过，电池电压会瞬间断开，所以检测到该断开时，控制单元停止该后挡板的移动，或者降低其移动速度，并且通过电源被恢复并且从那时起计算一个预设时间之后致使移动体正常运行，马达和传感器可保证正常运行。

这样，在该实施例的移动体开启和关闭控制系统中，可设置移动体开启和关闭控制系统，该系统能够保证当后挡板处于开启和关闭时检测到与后挡板的碰撞和后挡板的夹持，同时抑制暗电流。

(实施例5)

图17表示根据本发明的实施例5的移动体开启和关闭控制系统，并且由于其基本构造和功能与实施例4中的系统相同，所以仅仅说明一个不同点。在该实施例中，传感器被布置在沿图10中的直线B-B截取横截面的位置。即，传感器被设置在主体的固定侧上，而不是移动体侧上。

使用该构型，由于传感器被布置在固定侧，所以传感器难以受到门的开启和关闭振动的影响，从而可实现稳定的检测。

(实施例6)

图18表示根据本发明的实施例6的移动体开启和关闭控制系统，并且由于其基本构造和功能与实施例4中的系统相同，所以，仅仅说明几个不同点。

如图所示，压电传感器可设置在拉门143的一端上由A-A线标示横截面的位置处。此外，也可类似地实施于车顶144上由B-B线标示横截面的位置处。而且，压电传感器可设置于电动窗上由C-C线标示横截面的位置处。

使用该构型，本发明不仅可应用于后挡板，而且可被广泛应用于拉门、车顶和电动窗。

虽然已经详细地并且参考具体实施例对本发明进行了说明，但是，对于本领域内的技术人员来说显然可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行多种变动和修改。

本主题专利申请基于2003年4月11日提出的日本专利申请2003-107614，以及2003年4月9日提出的日本专利申请2003-105084，其内容通过引用的方式在这里使用。

实用性

从实施例1至3中显然可知，根据本发明的移动装置，即使在由于例如所接触的物体是柔软的和/或移动体的速度缓慢、在移动体的关闭操作过程中不能够检测到物体的接触的情况下，当通过物体检测装置检测到物体离开时，由于移动体的移动被停止或者其移动方向被逆转，所以安全性增加。此外，从实施例4至6中显然可知，根据移动体开启和关闭控制系统，可实现安全的移动体开启和关闭控制系统，该系统不仅能够在当门处于关闭时检测到物体与门的碰撞以及门夹住物体并同时抑制暗电流；而且可解决当门开启时可能发生的问题。

Claims (14)

1.一种移动装置，包括：

用于检测物体的接触的物体检测装置，

设置有所述物体检测装置的移动体，

驱动所述移动体的驱动装置以及控制所述驱动装置的控制装置，

其中，当所述物体检测装置检测到物体的接触或者检测到已经发生接触的物体的离开时，所述控制装置停止所述移动体的移动或者控制所述驱动装置使所述移动体的移动方向反转。

2.一种根据权利要求1所述的移动装置，其中，所述物体检测装置包括弹性压电传感器以及根据所述压电传感器的输出信号检测物体的接触或者离开的检测部分。

3.一种根据权利要求2所述的移动装置，其中，所述检测部分测定当所述压电传感器的输出信号的幅值超过预先设定的范围时物体发生的接触或者离开。

4.一种根据权利要求1至3中任一项所述的移动装置，其中，所述移动体是下述可开启和关闭的门中的至少一个，例如拉门、后挡板、后备箱盖、可上升和下降类型的窗户、车顶窗、卡车卸货板上可开启和关闭的两翼、以及电梯和建筑物的门和百叶窗。

5.一种根据权利要求1至3中任一项所述的移动装置，其中，所述移动体是具有缓冲器的运行车辆，并且其中，所述物体检测装置设置于所述缓冲器上。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的移动装置，其中，设置有通信装置，当所述物体检测装置检测到物体的接触或者离开时，所述通信装置通知所述驱动装置使所述移动体的移动停止，或者使所述移动体的移动方向反转。

7.一种移动体开启和关闭控制系统，包括：

构造成可被自由开启和关闭的移动体，

装接于所述移动体上的传感器，该传感器用于检测由物体的接触或者夹住物体所产生的振动，以及

根据所述传感器的输出信号控制所述移动体的开启和关闭操作的控制单元，

其中，所述控制单元至少在所述移动体开启操作的情况下开始向所述传感器供电，并且

其中，当在关闭操作过程中物体的接触被所述传感器检测到时，所述移动体的关闭操作被停止或者所述移动体被打开。

8.一种根据权利要求7所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器被用作所述传感器。

9.一种根据权利要求7所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当所述传感器在所述移动体的开启操作过程中检测到振动或者夹持时，所述移动体的移动被停止或者所述移动体被关闭。

10.一种根据权利要求7所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当所述移动体处于开启状态时，持续向所述传感器供电。

11.一种移动体开启和关闭控制系统包括构造成可被自由开启和关闭的移动体，装接于与所述移动体相反的固定部分上的传感器，用于检测由所述移动体导致的夹持，以及控制所述移动体和所述传感器的控制单元，其中，所述控制单元至少在所述移动体的开启操作的情况下开始向所述传感器供电。

12.一种根据权利要求11所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，具有弹性并且采用电缆形式的压电传感器被用作所述传感器。

13.一种根据权利要求11所述的移动体开启和关闭控制系统，其中，当所述移动体处于开启状态时，持续向所述传感器供电。

14.一种移动体开启和关闭控制系统，包括：

构造成可被自由开启和关闭的移动体，

装接于所述移动体上的传感器，该传感器用于检测由物体的接触或者夹住物体所产生的振动，以及

控制所述移动体和所述传感器的控制单元，

其中，所述控制单元具有检测电源的瞬时断路的功能，当检测到所述电源的瞬时断路时，中断所述移动体的移动或者降低其速度，并且在所述电源恢复并且从那时起已经计算一段预设时间之后使所述移动体正常运行。

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