JP3741048B2 - 接触検出装置及び開閉装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両のハッチバックドアへの物体の接触を検出する接触検出装置および開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の接触検出装置は、パワーウィンドウや電動スライドドアでの物体の接触を検出するもので、ハッチバックドアでの物体の接触を検出するものは無かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
利便性の向上のため電動で開閉するハッチバックドアが求められているが、上述のようにハッチバックドアでの物体の接触を検出する接触検出装置が無いため、電動で閉動作する際にハッチバックドアとボディとの間に不用意に物体が挟み込まれたり、電動で開動作
する際にハッチバックドアに不用意に物体が当たって損傷してしまうといった課題があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、ハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出する接触検出装置および開閉装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、車両のハッチバックドアの車外側及び車内側のそれぞれの周縁部に配設されると共に前記周縁部を超えて伸びた突起部を有した感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前記ハッチバックドアへの物体の接触を検出する判定手段とを備えたもので、ハッチバックドアの開動作時は車外側に配設された感圧センサによりハッチバックドアへの物体の接触を検出し、ハッチバックドアの閉動作時は車内側に配設された感圧センサでハッチバックドアへの物体の接触を検出することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１の発明は、感圧センサが車両のハッチバックドアの周縁部に配設されると共に車外側と車内側双方へ伸びた突起部を有したもので、物体が突起部に接触して感圧センサを押圧するので、より合理化した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出することができる。
【０００７】
また請求項２の発明は、感圧センサが車両のハッチバックドアの車外側または内側のいずれか一方の周縁部に配設されると共に配設された側から前記周縁部を超えて他方側に伸びた突起部を有したもので、例えば感圧センサが社内側の周縁部に配設され、前記周縁部を超えて車外側へ延びた突起部を有すると、ハッチバックドアの閉動作時には感圧センサにより物体の接触を検出し、ハッチバックドアの開動作時には物体が突起部に接触して感圧センサを押圧して物体の接触を検出するので、より合理化した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出することができる。
【０００８】
また請求項３の発明は、感圧センサは可撓性のある圧電センサを有したもので、圧電センサに可撓性があるので、ハッチバックドアの周縁部のどんな形状にもフィットして屈曲可能に配設できるので、配設の自由度が向上する。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の接触検出装置とハッチバックドアを駆動する駆動手段とを備え、判定手段の出力信号に基づき物体の接触判定時には前記ハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除するよう前記駆動手段を制御する制御手段を有したもので、接触判定時にはハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除するので物体の不要な挟み込みや損傷を防止することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１から図８を参照して説明する。
【００１１】
（実施例１）
実施例１の発明を図１から図６を参照して説明する。
【００１２】
図１は実施例１の発明の挟み込み検出装置及び開閉装置の外観図で、車両として自動車のハッチバックドア１に感圧センサ２ａ、２ｂを配設した構成を示している。図２はハッチバックドア１への感圧センサ２ａ、２ｂの配設場所を示した外観図で、図２（ａ）は車外側からハッチバックドア１を見た状態を示し、図２（ｂ）は車内側からハッチバックド
ア１を見た状態を示している。図２（ａ）、（ｂ）のように、ハッチバックドア１の左右両サイドと下端の周縁部３に沿ってそれぞれ１本の感圧センサ２ａ、２ｂが配設されている。
【００１３】
図３は図１のＡ−Ａ位置における断面構成図である。図面上側が車内側、下側が車外側である。図３（ａ）はハッチバックドア１が閉止した状態を示しており、ハッチバックドア１の周縁部３において支持手段４を介して感圧センサ２ａ、２ｂが配設されている。５はボディ、６はハッチバックドア１が閉止した際にボディ開口部７及びボディ５とハッチバックドア１との間をシールするシール部である。
【００１４】
感圧センサ２ｂはハッチバックドア１が完全に閉止した際にボディ５と接触しないようボディ５との間に所定の距離をおいて周縁部３に固定されている。子供の指等の挟み込みを考慮するとこの距離は３ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００１５】
図３（ｂ）はハッチバックドア１が閉動作時にハッチバックドア１とボディ開口部７との間に物体Ｑが挿入され感圧センサ２ｂと接触した状態での図１のＡ−Ａ位置における断面構成図である。図３（ｃ）はハッチバックドア１が開動作時にハッチバックドア１近くに物体Ｑが存在し、感圧センサ２ａと物体Ｑが接触した状態での図１のＡ−Ａ位置における断面構成図である。
【００１６】
図４は感圧センサ２ａの外観図である。図４より、感圧センサ２ａは弾性体８に可撓性のある圧電センサ９を配設した構成から成っている。圧電センサ９は圧電材としての複合圧電体層１０と、複合圧電体層１０を挟む電極としての中心電極１１及び外側電極１２とを同心円状に積層して成形した同軸ケーブル状の構成を備えており、感圧センサ２は全体として可撓性に優れた構成を有している。
【００１７】
複合圧電体層１０は例えば、圧電セラミックス粉体と樹脂との混合物から構成されている。また、中心電極１１は通常の金属単線導線を用いてもよいが、ここでは絶縁性高分子繊維１３の周囲に金属コイル１４を巻いた電極を用いている。
【００１８】
外側電極１２は高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用い、これを複合圧電体層１０の周囲に巻きつけた構成としている。尚、圧電センサ９を外部環境の電気的雑音からシールドするために、外側電極１２は部分的に重なるようにして複合圧電体層１０の周囲に巻きつけることが好ましい。
【００１９】
弾性体８としては、物体の接触による押圧時に圧電センサ９が変形しやすいよう圧電センサ９よりも柔軟性及び可撓性の良いゴム等の弾性材料が用いられ、車載部品として耐熱性、耐寒性を考慮して選定し、具体的には−３０℃〜８５℃で可撓性の低下が少ないものを選定することが好ましい。このようなゴムとして、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、熱可塑性エラストマー等を用いればよい。また、弾性体８は、中空に成形され、挟み込まれた物体による押圧により圧縮可能な緩衝部１５を有している。さらに、弾性体８の底部には支持手段４に固定支持するための溝部が形成されている。
【００２０】
感圧センサ２ａをハッチバックドア１に取付ける場合は、先ず、ハッチバックドア１の周縁部に沿って取付けられるよう支持手段４を成形し、成形した支持手段４に感圧センサ２ａを固定する。そして、感圧センサ２ａと支持手段４からなるセンサ部材をハッチバックドア１の端部に固定する。固定方法は、例えば、支持手段４に固定用の穴を形成してハッチバックドア１の端部にビス止めすればよい。感圧センサ２ｂも同様にして取り付ける。
【００２１】
感圧センサ２ａとして、対向する複数の電極からなる接点型の感圧スイッチを用いてハッチバックドア１に配設した場合、屈曲部があるとそこで電極同士が接触して誤検出するが、圧電セン８サは接点が無く屈曲部に配設しても誤検出しない。従って、本実施例１では、上述した構成により、ハッチバックドア１に図２に示すような屈曲部Ｒがあっても感圧センサ２ａを屈曲部Ｒに沿って配設することが可能となった。
【００２２】
図５は実施例１の発明の接触検出装置及び開閉装置のブロック図である。図５より、１６は判定手段、１７は断線検出用の回路側抵抗体、１８は圧電センサ８からの信号を導出するための信号導出用抵抗体、１９は圧電センサ８からの出力信号から所定の周波数成分のみを通過させる濾波部、２０は濾波部１９からの出力信号に基づき物体の接触を判定する接触判定部、２１は圧電センサ８の断線異常を判定する異常判定部、２２はコネクタ、２３はバッテリー、２４はハッチバックドア１を駆動する駆動手段、２５は判定手段１６の出力信号に基づき駆動手段２４を制御する制御手段、２６は判定手段１６の判定結果を車室内のフロントパネル等で表示する表示部である。駆動手段２４は例えば電動モータを用いる。２７は圧電センサ８の端部において中心電極１０と外側電極１１との間に断線検出用の抵抗体として設けられたセンサ側抵抗体である。
【００２３】
濾波部１９は圧電センサ８の出力信号から自動車の車体の振動等に起因する不要な信号を除去し、物体の接触に特有な周波数成分を有した信号を抽出するような濾波特性を有する。濾波特性の決定には自動車の車体の振動特性等を考慮して最適化すればよい。具体的には、自動車のエンジンや走行による振動を除去するため約１０Ｈｚ以下の信号成分を抽出するローパスフィルタとすることが望ましい。
【００２４】
圧電センサ８と判定手段１６とは直接接続され、判定手段１６はハッチバックドア１の上端に配設または内蔵されている。外来の電気的ノイズを除去するため判定手段１６はシールド部材で全体を覆って電気的にシールドすることが好ましい。また、判定手段１６の入出力部に貫通コンデンサやＥＭＩフィルタ等を付加して強電界対策を行ってもよい。上記のような判定手段１６が感圧センサ２ａ、２ｂそれぞれに接続される。
【００２５】
次に作用について説明する。図３（ｂ）に示すように、ハッチバックドア１が閉動作時にハッチバックドア１とボディ開口部７との間に物体Ｑが挿入され物体Ｑが感圧センサ２ｂと接触すると、物体Ｑの押圧により感圧センサ２ｂ内の圧電センサ８が変形する。
【００２６】
図６はこの際の濾波部１９の出力信号Ｖ、接触判定部２０の判定出力Ｊ、駆動手段２４への印加電圧Ｖｍを示す特性図である。図６において、縦軸は上から順にＶ、Ｊ、Ｖｍ、横軸は時刻ｔである。時刻ｔ１で駆動手段２４に＋Ｖｄの電圧を印加してハッチバックドア１を閉止方向に駆動させる。物体の接触が起こると圧電センサ８からは圧電効果により圧電センサ８の変形の加速度に応じた信号（図６のＶで基準電位Ｖ０より大きな信号成分）が出力される。接触判定部２０はＶのＶ０からの振幅Ｖ−Ｖ０がＤ０以上ならば物体との接触が生じたと判定し、時刻ｔ０で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのバルス信号を出力する。制御手段２５ではこのパルス信号があると駆動手段２４への＋Ｖｄの電圧印加を停止し、表示部２６に物体との接触が生じたことを表示させ、−Ｖｄの電圧を一定時間印加してハッチバックドア１を開方向へ駆動させ、接触を解除する。接触判定されると表示部２６から警報を発生する構成としてもよい。尚、接触を解除する際、圧電センサ８からは変形が復元する加速度に応じた信号（図６の基準電位Ｖ０より小さな信号成分）が出力される。
【００２７】
尚、接触の際、ＶがＶ０より大となるか小となるかは、圧電センサ８の屈曲方向や分極方向、電極の割付け（どちらを基準電位とするか）、圧電センサ８の支持方向により変わ
るため、接触判定部２０でＶのＶ０からの振幅｜Ｖ−Ｖ０｜に基づき接触を判定する構成としてもよく、ＶのＶ０に対する大小によらず接触判定することができる。
【００２８】
尚、物体Ｑが接触した際、弾性体８が接触したた物体による押圧により圧縮可能な緩衝部１５を有しているため、判定手段１６が接触検出した後、ハッチバックドア１が反転するまでに緩衝部１５が圧縮されるので、物体Ｑに印加される接触荷重の増加を緩衝部１５が抑制し、挟まれた物体Ｑへのストレスや損傷を低減することができる。また、緩衝部１５がつぶれることにより圧電センサ８の変形度合いがより大きくなり、圧電センサ８からの出力信号が増大するので、接触検出し易くなる。
【００２９】
次に、異常判定部２１での断線判定の手順を以下に示す。図５において、センサ側抵抗体２７、回路側抵抗体１７、信号導出用抵抗体１８の抵抗値をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｐ点の電圧をＶｐ、電源２３の電圧をＶｓとする。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は通常数メガ〜数十メガオームの抵抗値が用いられる。圧電センサ８の電極が正常の場合、ＶｐはＶｓに対して、Ｒ２とＲ３の並列抵抗とＲ１との分圧値となる。ここで、複合圧電体層１０の抵抗値は通常数百メガオーム以上であるのでＲ２、Ｒ３の並列抵抗値にはほとんど寄与しないため上記分圧値の算出には無視するものとする。圧電センサ８の電極が断線すると等価的にはＰａ点またはＰｂ点がオープンとなるので、ＶｐはＲ２とＲ３の分圧値となる。電極がショートすると等価的にはＰａ点とＰｂ点がショートすることになるので、ＶｐはＶｓに等しくなる。このように異常判定部２１でＶｐの値に基づいて圧電センサ８の電極の断線やショートといった異常を検出するので、信頼性を向上することができる。
【００３０】
上記作用により、感圧センサが可撓性のある圧電センサを有しており、圧電センサに可撓性があるので、ハッチバックドアの周縁部のどんな形状にもフィットして屈曲可能に配設できる、配設の自由度が向上する。
【００３１】
また、感圧センサが可撓性のある圧電センサを有したもので、感圧センサとして対向する複数の電極からなる接点型の感圧スイッチを用いてハッチバックドアに配設した場合、屈曲部があるとそこで電極同士が接触して誤検出するが、圧電センサは接点が無く屈曲部に配設しても誤検出無く物体の接触を検出でき、信頼性が向上するとともに、ハッチバックドアのデザイン面での自由度も向上する。
【００３２】
また、感圧センサは接触した物体による押圧により圧縮可能な緩衝部を有したもので、接触検出してもハッチバックドアが反転するまでに緩衝部が圧縮されるので物体に印加される接触時の荷重の増加を抑制することができ、接触した物体Ｑへのストレスや損傷を低減することができる。
【００３３】
さらに、感圧センサによる接触検出装置とハッチバックドアを駆動する駆動手段とを備え、判定手段の出力信号に基づき物体の接触判定時には前記ハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除するよう前記駆動手段を制御する制御手段を有したもので、接触判定時にはハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除するので物体の不要な挟み込みや損傷を防止することができる。
【００３４】
（実施例２）
実施例２の発明を図７を参照して説明する。図７は実施例２の発明の図１のＡ−Ａ位置に相当する位置における断面構成図である。図面上側が車内側、下側が車外側である。実施例２が実施例１と相違する点は、感圧センサ２ｃが車両のハッチバックドア１の周縁部３に配設されると共に車外側と車内側双方へ伸びた突起部２８ａ、２８ｂを有した点にある。尚、感圧センサ２ｃは実施例１と同様に可撓性のある圧電センサを有している。
【００３５】
上記構成により、ハッチバックドア１の開閉動作時に物体が突起部２８ａ、２８ｂに接触すると、突起部２８ａ、２８ｂが感圧センサ２ｃを押圧することにより感圧センサ２ｃが変形するので、感圧センサ２ｃからは変形の加速度に応じた出力信号が発生する。そして、判定手段１６により物体の接触が検出される。
【００３６】
上記作用により、実施例１ではハッチバックドア１の車内外に合わせて２つの感圧センサを配設した構成であったが、実施例２では１つの感圧センサから車外側と車内側双方へと伸びた突起部に物体が接触して感圧センサを押圧することにより物体の接触を検出するので、より合理化した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出することができる。
【００３７】
（実施例３）
実施例３の発明を図８を参照して説明する。図８は実施例３の発明の図１のＡ−Ａ位置に相当する位置における断面構成図である。図面上側が車内側、下側が車外側である。実施例３が実施例１、２と相違する点は、感圧センサ２ｄが車両のハッチバックドア１の車内側の周縁部に配設されると共に周縁部を超えて伸びた突起部２８ｃを有した点にある。尚、感圧センサ２ｄは実施例１と同様に可撓性のある圧電センサを有している。
【００３８】
上記構成により、ハッチバックドア１の閉動作時には感圧センサ２ｄにより物体の接触を検出し、ハッチバックドア１の開動作時には物体が突起部２８ｃに接触して感圧センサ２ｄを押圧することにより感圧センサ２ｄが変形するので、感圧センサ２ｄからは変形の加速度に応じた出力信号が発生する。そして、判定手段１６により物体の接触が検出される。
【００３９】
上記作用により、実施例１ではハッチバックドア１の車内外に合わせて２つの感圧センサを配設した構成であったが、実施例３では実施例２と同様に、より合理化した構成でハッチバックドアの開閉双方の動作時にハッチバックドアへの物体の接触を検出することができる。
【００４０】
尚、上記構成では、感圧センサが車両のハッチバックドアの車内側の周縁部に配設されると共に周縁部を超えて伸びた突起部を有した構成であったが、感圧センサが車両のハッチバックドアの車外側の周縁部に配設されると共に周縁部を超えて伸びた突起部を有する構成としてもよく、同様な効果がある。
【００４１】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明によれば、ハッチバックドアの開閉動作時に誤動作をすることがなくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１の発明の接触検出装置及び開閉装置の外観図
【図２】 （ａ）車外側からハッチバックドアを見た場合の外観図
（ｂ）車内側からハッチバックドアを見た場合の外観図
【図３】 （ａ）ハッチバックドアが閉止した状態での図１のＡ−Ａ位置における構成図
（ｂ）ハッチバックドアが閉動作時にハッチバックドアとボディ開口部との間に物体Ｑが挿入され感圧センサと接触した状態での図１のＡ−Ａ位置における構成図
（ｃ）ハッチバックドアが開動作時にハッチバックドア近くに物体Ｑが存在し、感圧センサと物体Ｑが接触した状態での図１のＡ−Ａ位置における構成図
【図４】 同装置の感圧センサの外観図
【図５】 同装置のブロック図
【図６】 同装置の濾波部からの出力信号Ｖ、接触判定部の判定出力Ｊ、モータへの印加電圧Ｖｍを示す特性図
【図７】 実施例２の発明の接触検出装置及び開閉装置の感圧センサの構成図（図１のＡ−Ａ位置に相当する位置）
【図８】 実施例３の発明の接触検出装置及び開閉装置の感圧センサの構成図（図１のＡ−Ａ位置に相当する位置）
【符号の説明】
１ ハッチバックドア
２ａ〜２ｄ 感圧センサ
３ 周縁部
８ 圧電センサ
１６ 判定手段
２４ 駆動手段
２５ 制御手段
２８ａ〜２８ｃ 突起部

Claims (4)

1. 車両のハッチバックドアの周縁部に配設されると共に車外側と車内側双方へ伸びた突起部を有した感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前記ハッチバックドアの開閉動作時に前記ハッチバックドアへの物体の接触を検出する判定手段とを備えた接触検出装置。
2. 車両のハッチバックドアの車外側または内側のいずれか一方の周縁部に配設されると共に配設された側から前記周縁部を超えて他方側に伸びた突起部を有した感圧センサと、前記感圧センサの出力信号に基づき前記ハッチバックドアの開閉動作時に前記ハッチバックドアへの物体の接触を検出する判定手段とを備えた接触検出装置。
3. 感圧センサは可撓性のある圧電センサを有した請求項１乃至２のいずれか１項記載の接触検出装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の接触検出装置と、ハッチバックドアを駆動する駆動手段とを備え、判定手段の出力信号に基づき物体の接触判定時には前記ハッチバックドアの駆動を停止するかまたは物体の接触を解除するよう前記駆動手段を制御する制御手段を有した開閉装置。

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