JP2004308304A

JP2004308304A - 移動体開閉制御装置

Info

Publication number: JP2004308304A
Application number: JP2003105084A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Ueda; 茂樹植田; Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Isao Kasai; 功笠井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04
Also published as: CN1780969A

Abstract

【課題】暗電流の抑制を行いながら開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を確実に行える移動体開閉制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】開閉自在に構成された移動体１８と、この移動体１８に取付けられ移動体により発生する挟み込みを検出する可撓性でケーブル状の圧電センサ２９と、これらを制御する制御部３５とを備え、少なくとも前記移動体１８の開扉操作で前記センサ２９への通電を開始し、開扉操作の途中で前記センサ２９が挟み込みを検出すれば前記移動体１８の移動を停止もしくは閉扉し、閉扉操作中に挟み込みが検出されれば前記移動体を開扉することにより、安全な接触検知が行える。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走式の走行装置、自動車のパワーウインドウ、電動スライドドア、電動サンルーフ、建物の自動ドア等において移動体が何らかの物体を挟み込んだという検出を行ない、移動体の開閉を制御する移動体開閉制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体をモータ等の駆動源により自動的に開閉する機器が増加している。この種の機器やシステムとしてはエレベータのドアやビルの出入り口の自動ドアなどがよく知られているが、最近は自動車において重いスライドドアやバックドアなどをモータにより付勢し、手動操作によらずにスイッチ操作で開閉する車種が増加している。この背景にはセダン中心の需要がワンボックスカーやレクリエーションビークルへとユーザーの好みが多様化したことが挙げられる。また、このような一般に車高のある大型車を女性が運転するケースも増加し、重いスライドドアや開扉時の位置が高いバックドアを手動で開閉することが困難な状況が増えてきたことも一因である。
【０００３】
従来、この種の移動体開閉制御装置としては、色々なものが知られているが、例えば、自動車の自動バックドアに導電ゴムよりなる挟み込みを検知するスイッチセンサを設ける例が記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、自動車の自動スライドドアに導電ゴムよりなる挟み込みを検知するスイッチセンサを設ける例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
いずれもモータにより付勢されたドアが閉じる際に、ドアと車体の間で人体の一部や異物を挟み込むと、これを検出して開扉するというものである。
【０００６】
このような従来の移動体開閉制御装置における制御回路としては、例えば、図７に示されるような回路構成のものがある。バックドアスイッチ１は車両の運転席やエンジンキーに設けられ、有線あるいは無線により制御手段としてのコンピュータ２へバックドアの開閉操作を指令する。コンピュータ２は、バックドアスイッチ１からの操作指令を受け、ドライバ３を介してバックドアモータ４を正転駆動、逆転駆動、或いは停止させる。ドライバ３はバッテリー５から給電され、バックドアモータ４を駆動する。
【０００７】
また、車両側にはドアを引き込んで閉じてしまうクローザアセンブリが配置される。クローザアセンブリは駆動手段としてのクローザモータ６と一対のジャンクション７．８より構成される。ジャンクション７、８はバックドアが下方へ回動して全閉する直前の状態で互いに接続されるように設けられている。ジャンクション７はコンピュータ２に接続され、ジャンクション７とジャンクション８が接続された際の信号をコンピュータ２に入力する。するとコンピュータ２はドライバ３を介してバックドアモータ４を停止させると共に、別のドライバ９を介してクローザモータ６を駆動させる。クローザモータ６はクローザアッセンブリを構成するロック手段を介してバックドアを全閉位置まで移動させてこれをロックする。
【０００８】
以上の構成により車両はバックドアモータ４とクローザモータ６の駆動力により、バックドアスイッチ１の操作のみでバックドアを回動させてこれを自動的に開閉できる構成が実現できる。
【０００９】
また、この先行技術においては感圧センサ１０が設けられ、バックドアと車体に異物が挟まれたことを検出して、電流検出素子１１を介してコンピュータ２へ入力する。この感圧センサ１０としては、図８に示される導電ゴムを用いたセンサが利用されている。この感圧センサ１０は断面円形で、ゴムや軟質の合成樹脂材等、絶縁性を有する弾性材より成る外皮部１２と、長手方向に沿って略螺旋形状に配置された４本の電極線１３、１４、１５、１６により構成されている。かかる構成により、外皮部１２が弾性変形すると電極線１３〜１６が撓み、お互いが接触して導通する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２４２５３５号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３５４８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の移動体開閉制御装置では、開扉時のトラブルが残った。すなわち、バックドアでは開扉操作中にドアに人がぶつかったり、壁や天井に衝突するなどの事故が図８に示される感圧センサでは回避しえなかった。これは従来の感圧センサがセンサ自身に加圧され、外皮がつぶれて内部の電極が接触しないとオンしないという構造によるものである。すなわち、閉扉時に車体と対向する位置に設けられた感圧センサは、閉扉方向の挟み込み（ドアと車体間で起こる挟み込み）しか検出しえず、センサが搭載されていないドアの裏側で起こる開扉時の接触ではセンサには何ら加圧されず、当然のことながら無力であった。また、感圧センサ１０やコンピュータ２もバッテリー５から電力の供給を受けるため、エンジンが切られた時に暗電流（エンジンを停止中に消費される電力）の抑制が行えないという課題があった。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、暗電流の抑制を行いながら開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を確実に行える移動体開閉制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の移動体開閉制御装置は、可撓性でケーブル状の圧電センサを備え、エンジンが停止された状態では該圧電センサへの給電を停止し、少なくとも開扉操作でセンサへの通電を開始し、開扉操作中も閉扉操作中もセンサの出力を監視するよう構成する。
【００１４】
これにより、暗電流の抑制を行いながら開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を、可撓性でケーブル状の圧電センサが当該ドアの振動を検出することで確実に行えるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、開閉自在に構成された移動体と、この移動体に取付けられ物体の接触により発生する振動または挟み込みを検出するセンサと、前記センサの出力信号に基づき前記移動体の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は少なくとも前記移動体の開扉操作で前記センサへの通電を開始し、閉扉操作中に前記センサにより物体の接触が検出されれば前記移動体の閉扉動作を停止または開扉する移動体開閉制御装置とすることにより、開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を前記センサが行えるものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、移動体に取付けられ物体の接触により発生する振動または挟み込みを検出するセンサとして可撓性でケーブル状の圧電センサを用いた請求項１に記載の移動体開閉制御装置とすることにより、可撓性でケーブル状の圧電センサが当該ドアの振動を検出することで、開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を確実に行えるものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、移動体の開扉操作の途中でセンサが振動または挟み込みを検出すれば移動体の移動を停止もしくは閉扉するよう構成した請求項１に記載の移動体開閉制御装置とすることにより、開扉途中のドアへの衝突・挟み込みの検出を確実に行えるものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、移動体が開扉状態の間はセンサへの通電を継続するよう構成した請求項１に記載の移動体開閉制御装置とすることにより、暗電流の抑制を行いながらいかなるタイミングで発生する閉扉時のドアへの衝突・挟み込みも、センサの検出を確実に行えるものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、開閉自在に構成された移動体と、この移動体と対向位置する固定部に取付けられた移動体により発生する挟み込みを検出するセンサと、これらを制御する制御部とを備え、前記制御部は少なくとも前記移動体の開扉操作で前記センサに通電を開始する移動体開閉制御装置とすることにより、開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を前記センサが行えるものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、センサとして可撓性でケーブル状の圧電センサを用いた請求項５に記載の移動体開閉制御装置とすることにより、可撓性でケーブル状の圧電センサが当該ドアの振動を検出することで、開扉および閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出を確実に行えるものである。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、移動体が開扉状態の間はセンサへの通電を継続するよう構成した請求項５に記載の移動体開閉制御装置とすることにより、暗電流の抑制を行いながらいかなるタイミングで発生する閉扉時のドアへの衝突・挟み込みも、センサの検出を確実に行えるものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、開閉自在に構成された移動体と、この移動体に取付けられ物体の接触により発生する振動を検出するセンサと、これらを制御する制御部とを備え、前記制御部は電源の瞬断を検出する機能を有し、該瞬断が検出された際には前記移動体の移動を中断もしくは速度低減し、電源が回復し所定時間を計数した後、移動体を正常作動させるよう構成した移動体開閉制御装置とすることにより、センサを確実に作動させることができるものである。
【００２３】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１〜図５は、本発明の実施例１における接触検出装置とその応用例を示すものである。
【００２５】
図１は本発明を移動体として自動車のバックドアに搭載した車両の斜視図である。車体１７の後方にはバックドア１８が開閉自在に設けられている。
【００２６】
図２はこのバックドア１８が開扉された状態を示す斜視図である。バックドア１８が開くと、車内にはラゲッジルーム（荷物室）１９が形成されており、荷物等を車内に搬出入できる。バックドア１８はその上端近傍２０をヒンジ（図示せず）によって軸支され、バックドアモータ（図示せず）によって回動される。バックドア１８はダンパー２１によって支えられている。ダンパー２１はシリンダとピストンから成り、バックドア１８の開閉の衝撃を吸収し開閉をスムーズに行えるよう設けられる。バックドア１８と対向する車体１７の開口２２は一般にリヤゲートと呼ばれ、バックドア１８と共に車体１７の内部を閉塞する。
【００２７】
図３はバックドア１８の外周部の断面Ａ−Ａであり、センサの実装構造を示す。バックドア１８は２枚の板金で形成される。ラゲッジルーム１９側に位置するインナーパネル２３と車外側に位置するアウターパネル２４である。２枚のパネルはその外縁部２５でアウターパネル２４の端部が折り返され、インナーパネル２３と噛みあうよう形成される。
【００２８】
バックドア１８の周縁部はかかる構成により図示の通り厚みのない薄板状となるが、中央部はインナー２３がラゲッジルーム１９側に膨らむよう掲載され、バックドア１８は厚みを持つ。この厚みのある部位にセンサは取り付けられる。
【００２９】
ブラケット２６はビス２７によってこのバックドア１８の厚み部に固着され、その一端にプロテクター２８を保持する。プロテクタ２８の先端には圧電センサ２９が配される。圧電センサ２９は可撓性でケーブル状をした圧電センサで、その詳細は後述する。プロテクタ２８はこの圧電センサ２９を弾性保持し、圧電センサ２９よりも柔軟性を有するＥＰＤＭなどゴムあるいは弾性を有するエラストマーなどの樹脂から成る。本実施例では中空部３０が設けられ、圧電センサ２９が異物の挟み込みやバックドア１８への衝突に際してこれらを感度良く検出できるよう、センサを撓みやすくなるよう形成されている。中空部３０は必要に応じてゴムや樹脂は発泡させて置換できる。
【００３０】
図４はかかる圧電センサ２９の詳細を示す部分破断斜視図である。信号導出用電極としての中心電極３１、外側電極３２と、両電極間の複合圧電材３３と、被覆層３４から構成されており、外径が２．５ｍｍ程度のケーブル状をしているものである。
【００３１】
そして、複合圧電材３３は、塩素化ポリエチレンと圧電セラミックス粉体とを混合した複合圧電材を使用して成形されたものである。この圧電センサ２９は、高感度で耐久性がよく生産効率がよく、プロテクタ２８の前記した構成と相俟って本来の機能を十分に発揮し、良好な接触検知が行えるものである。
【００３２】
図５は本発明に関わる制御システムの構成を示すブロック図である。バックドアスイッチ１は車両の運転席やエンジンキーに設けられ、有線あるいは無線により制御部３５へバックドアの開閉操作を指令する。制御部３５はマイクロコンピュータ等で構成され、バックドアスイッチ１からの操作指令を受け、ドライバ３を介してバックドアモータ４を正転駆動、逆転駆動、或いは停止させる。ドライバ３はバッテリー５からスイッチ３６を介して給電され、バックドアモータ４を駆動する。また、スイッチ３５は制御部３５によってオン・オフを制御される。
【００３３】
また、車両側にはドアを引き込んで閉じてしまうクローザアセンブリが配置される。クローザアセンブリは駆動手段としてのクローザモータ６とジャンクション３７より構成される。ジャンクション３７はバックドアが下方へ回動して全閉する直前の状態で制御部３５にクローザ信号を出力する。この信号を監視することで制御部３５はバックドアが閉扉位置に移動したことを検出できる。
【００３４】
すると制御部３５はドライバ３を介してバックドアモータ４を停止させると共に、別のドライバ９を介してクローザモータ６を駆動させる。クローザモータ６はクローザアッセンブリを構成するロック手段を介してバックドアを全閉位置まで移動させてこれをロックする。ドライバ９もバッテリー５からスイッチ３８を介して給電され、クローザモータ６を駆動する。
【００３５】
バッテリー５はさらにスイッチ３９を介して圧電センサ２９にも給電し、もちろん制御部３５にも給電する。かかるスイッチ３５、３８、３９により、制御部３５は圧電センサ２９、バックドアモータ４、クローザモータ６への給電を自在に制御することができる。
【００３６】
圧電センサ２９の出力信号は、アンプ４０で所定倍率に増幅され、接触信号のみを取り出すためにローパスフィルタ４１に入力され、ノイズを除去した上でコンパレータ４２である閾値との比較が行われ、挟み込みや衝突があったかどうかが判定された上で、制御部３５に入力される。
【００３７】
以上の構成により制御部３５はバックドアモータ４とクローザモータ６の駆動力により、バックドアスイッチ１の操作のみでバックドアを回動させてこれを自動的に開閉できる構成が実現できる。また、ローパスフィルタ４１は時定数が大きく、起動時に不安定な期間が若干続くが、この構成によれば、開扉操作と同時にセンサに起動されるため、確実に検出しなければならない閉扉時の挟み込みを安全に行うことができる。
【００３８】
図６は制御部３５がかかるシステムにおいて、どのような制御を行うかを示したタイムチャートである。
【００３９】
バックドアスイッチはエンジンの作動とは無関係に操作される。すなわち、エンジンキーが抜かれていてもバックドアスイッチは開扉Ａ、閉扉Ｂを指令する。このとき制御部は暗電流を抑制するため、例えばスリープモードになっており、消費電力を１ｍＡ程度に抑制されている。そして、バックドアスイッチの開扉指令Ａによって通常作動モードへと移行する。
【００４０】
通常作動を開始した制御部はセンサへの給電を開始する。合わせてドライバ３を介してバックドアモータを開扉方向へ駆動する。開扉時もセンサに通電することで、特にセンサにケーブル状の圧電センサを用いることで、開扉途中で人や異物や天井などの建物の一部にバックドアが接触した場合にもこれを検知することができる。つまり、接触によりバックドアが大きく強く振動するため、振動を検出するタイプの圧電センサはバックドアの接触を検出できるのである。このような場合、制御部はドライバ３を介してバックドアモータを停止させ、それ以上ドアが開扉方向に動くことを中断するため、極めて安全である。
【００４１】
かかる接触が検知されず、無事にバックドアが開いた後は、バックドアスイッチが閉扉Ｂを指令する。すると、制御部はドライバ３を介してバックドアモータを閉扉方向へ駆動する。この間、圧電センサが接触を検知すれば、直ちにドアは開扉方向に付勢され、挟まれた異物を開放する。
【００４２】
かかる挟み込みが検知されなければ、ドライバ９を介してクローザモータが駆動され、バックドアは閉扉位置にロックされる。このタイミングで圧電センサへの給電は再び停止され、制御部はスリープモードに復する。
【００４３】
エンジンが作動されると、バッテリーへの充電が始まるのでバッテリーあがりはもはやあまり心配しなくともよくなる。が、本実施例ではなお圧電センサへの給電はバックドアスイッチの開扉指令があるまでは中断したままとする。これにより一層暗電流を減らし、バッテリーへの負担を減らすことができる。
【００４４】
エンジンが起動された状態でのバックドアスイッチの開扉指令Ｃ、閉扉指令Ｄへの各部の対応は前述した開扉指令Ａ、閉扉指令Ｂと変わらない。
【００４５】
また、図示した通りエンジン作動時に大きな電流が流れてバッテリー電圧が瞬断するので、制御部はこれを検出し、バックドアの移動を中断もしくは速度低減し、電源が回復し所定時間を計数した後、移動体を正常作動させるよう構成することで、モータやセンサを確実に正常に機能させることができる。
【００４６】
このように本実施例における移動体開閉制御装置においては、暗電流の抑制を行いながらバックドアにおける開扉および閉扉時の際の衝突・挟み込みの検出を確実に行える移動体開閉制御装置を提供するものである。
【００４７】
（実施例２）
図９は本発明の実施例２における移動体開閉制御装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。本実施例は図２において、断面Ｂ−Ｂにセンサを配したものである。つまり、移動体側ではなく固定側である車体にセンサを設けている。
【００４８】
この構成においては、センサが固定側に配されるので、ドアの開閉振動による影響を受けにくく、安定な検知が期待できる。
【００４９】
（実施例３）
図１０は本発明の実施例３における移動体開閉制御装置を示すものであり、基本構成および作用は実施例１と同じであるので、相違点についてのみ説明する。
【００５０】
図に示すように、スライドドア４３の一端断面Ａ−Ａ部に圧電センサを設けることができる。また、サンルーフ４４の断面Ｂ−Ｂ部にも同様に本発明を実施できる。さらにはパワーウィンドウ４５の断面Ｃ−Ｃ部にも設けることができる。
【００５１】
この構成においては、本発明をバックドアのみならずスライドドアやサンルーフ、パワーウィンドウなど広く応用可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の移動体開閉制御装置によれば、暗電流の抑制を行いながら閉扉時のドアへの衝突・挟み込みの検出のみならず、開扉時のトラブルをも解消しうる安全な移動体開閉制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における移動体開閉制御装置の斜視図
【図２】同装置の開扉状態を示す斜視図
【図３】同装置のセンサ実装状態を示す要部断面図
【図４】同装置の圧電センサ詳細構成を示す部分斜視図
【図５】同装置のシステム構成を示すブロック図
【図６】同タイミングチャート
【図７】従来の移動体開閉制御装置のシステム構成を示すブロック図
【図８】従来の移動体開閉制御装置のセンサ詳細構成を示す部分斜視図
【図９】本発明の実施例２におけるセンサ実装状態を示す要部断面図
【図１０】本発明の実施例２における移動体開閉制御装置の斜視図
【符号の説明】
１バックドアスイッチ
１８バックドア
２６ブラケット
２８プロテクタ
２９圧電センサ
３５制御部

Claims

開閉自在に構成された移動体と、この移動体に取付けられ物体の接触により発生する振動または挟み込みを検出するセンサと、前記センサの出力信号に基づき前記移動体の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は少なくとも前記移動体の開扉操作で前記センサへの通電を開始し、閉扉操作中に前記センサにより物体の接触が検出されれば前記移動体の閉扉動作を停止または開扉する構成とした移動体開閉制御装置。
前記センサとして可撓性でケーブル状の圧電センサを用いた請求項１に記載の移動体開閉制御装置。
前記移動体の開扉操作の途中で前記センサにより物体の接触が検出されれば前記移動体の移動を停止もしくは閉扉するよう構成した請求項１に記載の移動体開閉制御装置。
前記移動体が開扉状態の間は前記センサへの通電を継続するよう構成した請求項１に記載の移動体開閉制御装置。
開閉自在に構成された移動体と、この移動体と対向位置する固定部に取付けられた挟み込みを検出するセンサと、前記センサの出力信号に基づき前記移動体の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は少なくとも前記移動体の開扉操作で前記センサに通電を開始する移動体開閉制御装置。
前記センサとして可撓性でケーブル状の圧電センサを用いた請求項５に記載の移動体開閉制御装置。
前記移動体が開扉状態の間は前記センサへの通電を継続するよう構成した請求項５に記載の移動体開閉制御装置。
開閉自在に構成された移動体と、この移動体に取付けられ物体の接触により発生する振動または挟み込みを検出するセンサと、前記センサの出力信号に基づき前記移動体の開閉動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は電源の瞬断を検出する機能を有し、該瞬断が検出された際には前記移動体の移動を中断もしくは速度低減し、電源が回復し所定時間を計数した後、移動体を正常作動させるよう構成した移動体開閉制御装置。