JP5259424B2 - 可動パーティション監視システム及び方法 - Google Patents

Description

多くの車両は、パーティション駆動システムを使用して動かされる可動パーティション（たとえば、ウィンドウ、サンルーフ、スライドドア等）を含む。たとえば、直流（「ＤＣ」）永久磁石電気モータを使用して、車両のドアのウインドウを上下に動かすことができる。パーティションを効果的に動かすために、駆動システムはかなりの量の力を生成する必要がある。その結果、パーティション駆動システムは、安全上の問題を引き起こす力を生成する可能性がある。たとえば、パワーウインドウ開閉システムは指又は手をはさむおそれがある。

以下の概要は、後により詳細に説明する本発明の特定の例の実施の形態を説明する。本概要は、本発明の全てのこのような実施の形態を説明するものではなく、決して本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

一実施の形態において、可動パーティションを監視するシステムは、第１の端部及び第２の端部を有するケーブルを含む。可動パーティションはケーブルの第１の端部に結合される。また、駆動システムもシステムに含められ、可動パーティションを動かすことができる。ドラムは、ケーブルの第２の端部に結合されており、駆動システムから独立している。センサがドラムの回転運動を示す信号を送信する一方で、コントローラは送信された信号を受信し、可動パーティションの速度、加速度、位置、及び動きの向きのうちの少なくとも１つを計算する。

別の実施の形態において、可動パーティションを監視する方法は、可動パーティション用の駆動システムから独立するように構成される回転可能ドラムを設けること、接続素子を介して回転可能ドラムと可動パーティションとを連結すること、センサによって回転可能ドラムの回転運動を示す第１の信号を生成すること、コントローラによって第１の信号を受信すること、及び、コントローラによって第１の信号からのデータを使用して第２の信号を生成することを含む。第２の信号は、可動パーティションの速度、位置、運動の向き、及び加速度のうちの少なくとも１つを示す。

別の実施の形態において、可動パーティションを監視するシステムを有する車両は、可動パーティションと、駆動システムと、センサと、コントローラとを含む。駆動システムは可動パーティションを動かす。パーティションに機械的に連結しているが駆動システムから分離しているセンサは、ドラムの回転運動を示す信号を送信する。コントローラは、送信された信号を受信し、可動パーティションの速度、加速度、位置、動きの向きのうちの少なくとも１つを計算する。また、コントローラは可動パーティションの軌道内の障害物を示す信号も生成する。

本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明はその適用において、以下の説明において説明されるか又は添付の図面に示される、構成の詳細及び構成要素の構成に限定されないことは理解されるであろう。本発明は、他の実施形態が可能であると共に、さまざまな方法で実施又は実行することが可能である。

本発明の実施形態は、可動パーティションの動きを監視するシステム及び方法に関する。一実施形態において、可動パーティションの駆動システムから隔てられている、すなわち分離している可動パーティション監視システムが提供される。駆動システムから独立している監視システムを提供することによって、パーティションの動きのより正確な表現を生成することができる。たとえば、本明細書における実施形態は、パーティション駆動システムに組み込まれるパーティション監視システムに固有の不正確さ（たとえば、駆動モータの起動状況に起因する不正確さ）を低減することができる。さらに、分離している監視システムは、各特定の用途用に設計されると共に駆動システムに組み込まれる必要なく、さまざまなパーティション監視用途に適用することができる。

図１は、可動パーティション１５と、パーティション駆動システム２０と、パーティション監視システム２５とを一般的に含むシステム１０のブロック図である。以下でさらに詳細に説明するように、駆動システム２０はパーティション１５を動かすために使用され、監視システム２５はパーティション１５の動きを追跡又は監視する。いくつかの実施形態では、コントローラ３０（以下でさらに詳細に説明される）も含まれている。

可動パーティション１５は、最も一般的には、駆動システムを介して可動であるあらゆるパーティションである。たとえば、実施形態によっては、可動パーティション １５は、ウインドウ、サンルーフ、スライドドア、トランクハッチ等のような可動車両パーティションである。非車両関連の他の可動パーティション１５は、たとえば、スライド可能なルームパーティション又はガレージドアを含む。駆動システム２０は、パーティション１５を動かすために使用される構成要素を含む。一実施形態では、駆動システム２０は、永久磁石ＤＣモータと、複数のプーリ及び／又はギアと、ケーブルとを含む。他の実施形態では、駆動システム２０は、異なる種類のモータ、又はパーティション１５を動かしやすくする他の機械的な構成要素を含んでもよい。監視システム２５は、以下でさらに詳細に説明するように、複数のギア又はプーリと、ケーブルとを含むとをこともできる。図１に示すように、監視システム２５は、駆動システム２０から隔てられている、すなわち分離している。たとえば、監視システム２５は、駆動システム２０に直接接続する代わりに、パーティション１５に機械的に連結する。したがって、図１に示す実施形態において、駆動システム２０と監視システム２５との間の唯一の機械的連結は、どのようなものであってもパーティション１５を通じて存在することができる間接連結である。たとえば、監視システム２５は、パーティション１５の状態の比較的小さな変化又は変更に感応するが、駆動システム２０への機械的入力をさほど有しない。その結果、監視システム２５は、パーティション１５の動きを直接（すなわち、モータ電流のような駆動システム２０の構成要素からの情報を使用せずに）監視する。

一実施形態において、コントローラ３０は、駆動システム２０及び監視システム２５の両方と通信するスタンドアローンの処理装置である。別の実施形態において、コントローラは、駆動システム２０、パーティション監視システム２５、又はこれらの組合せの構成要素に直接組み込まれる回路を含んでもよい。コントローラ３０は、駆動システム２０とデータを送受信し、監視システム２５からデータを受信する。その結果、コントローラ３０は、監視システム２５を使用してパーティション１５の速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を追跡しながら、駆動システム２０（たとえば、駆動システム２０のモータ）を使用してパーティション１５の動きを制御することができる。いくつかの実施形態において、以下に説明するもののように、コントローラ３０は、監視システム２５からのデータを使用して、駆動システム２０に関連付けられる潜在的に危険な状態を緩和する。たとえば、コントローラ３０は、駆動システム２０のモータの動作を停止して、潜在的に危険な状態を低減する。コントローラ３０は、監視システム２５からの情報を使用して駆動システム構成要素の故障を検出することもできる。たとえば、駆動システム２０のモータは、動作中特定の速度で動作するように設計することができる。監視システム２５が動作中のモータ速度の変動を示す情報を送信する場合、モータの故障を場合によっては検出することができる。

図２は、車両ドア５０のパーティション５５を含む１つの例示的なシステム４５を示す。また、システム４５は、図１に示すものと同様の、駆動システム６０と、パーティション監視システム６５と、コントローラ７０とを含む。

ウインドウ５５は、駆動システム６０を使用して上下に駆動される。いくつかの実施形態において、駆動システム６０は、制御ボタン（図示せず）からの入力信号を受信するコントローラ７０によって調整される。たとえば、ユーザは、車両ドア５０に位置付けられる「アップ」制御ボタンを作動させて、ウインドウ５５を、開放位置すなわち下げ位置から、閉鎖位置すなわち上げ位置まで動かすことができる。いくつかの実施形態において、ユーザは、ウインドウ５５を動いたままにしておくために、制御ボタンを絶えず作動させなければならない。別の実施形態において、駆動システム６０及びコントローラ７０は、「自動開放」機能又は「自動閉鎖」機能を備える。その結果、ユーザは、制御ボタンの単一で瞬間的な動作で、ウインドウ５５を完全に開放又は閉鎖することができる。

図２に示す実施形態において、監視システム６５は駆動システム６０から独立、すなわち分離しており、ウインドウ５５の速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を監視するために使用される。そのために、監視システム６５は、ウインドウ５５が完全な開放位置すなわち下げ位置から、完全な閉鎖位置すなわち上げ位置にまで動くとき、監視されたデータをコントローラ７０に送信する。コントローラ７０は、監視システム６５からのデータを受信すると、駆動システム６０にウインドウ５５を動かすことを許可するか否かを判断する。たとえば、コントローラ７０は、駆動システム６０のモータ（図示せず）に動作を続けることを許可するか否か、又はモータの動作を停止させるか否かを判断する。コントローラ７０及び（監視システム６５からの）監視されたデータを使用して、ウインドウ５５の速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を求める方法は、当業者に既知である。コントローラ７０は、監視システム６５からのデータがウインドウ５５の軌道内に物体の存在を示す場合、ウインドウ５５を閉鎖しないようにすることができる。さらに、一実施形態において、監視システム６５がウインドウ５５の軌道内に物体の存在を示す場合、コントローラ７０は駆動システム６０のモータの向きをリバースすることができる。既知のアルゴリズム又は他の方法、たとえば、Robert Bosch GmbHに譲渡された米国特許第６，４５６，０２７号に記載の方法を使用してウインドウ５５の軌道内の物体の存在を示すことができる。

図３は、スライド可能ドア又はスライドドア１００を含む１つの例示的なシステム９５を示す。また、システム９５は、駆動システム１０５と、パーティション監視システム１１０と、コントローラ１１５とを含む。スライドドア１００は、たとえば、バンのような車両（図示せず）に実装することができる。

スライドドア１００は、図２に示す実施形態と同様の駆動システム１０５を使用して開放又は閉鎖に駆動される。代替的に又は付加的に、一実施形態において、ユーザは、リモートキーレスエントリ（「ＲＫＥ」）フォブ（図示せず）の制御ボタンを作動して、スライドドア１００を開放位置から閉鎖位置まで、又はその逆に自動的に動かすことができる。図１及び図２と一致して、監視システム１１０は、駆動システム１０５から分離しており、車両ドア１００の速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を監視する。

図４は、パーティション（図示せず）を監視するのに使用することができる、可動パーティション監視システム１５０の例示的な一実施形態を示す。監視システム１５０は、一般的に、ケーブル１５５と、ドラム１６０と、ドラムギア１６５と、センサアセンブリ１７０と、センサギア１７５とを含む。図４に示す実施形態において、パーティション監視システム１５０の構成要素は、たとえば、パーティションを駆動するのに使用することができる駆動システムから独立、すなわち分離している。さらに、監視システム１５０は、図示されるよりも多くの構成要素を含むことができる。たとえば、一実施形態において、他のプーリが、望ましい軌道に沿ってケーブル１５５をサポート及びルーティングするように含まれる。

ケーブル１５５は、２つの端部を有する。一実施形態において、一方の端部は可動パーティション（図示せず）に結合される一方で、もう一方の端部はドラム１６０に結合される。遊動輪１６１は、可動パーティションとドラム１６０との間に含まれ、望ましい軌道にケーブル１５５をルーティングすることができる。ケーブル１５５の長さは、監視システム１５０の用途に応じて変化させることができ、パーティションが動きの全範囲にわたって運動することができるほど十分に長い。ドラム１６０は、一般的に中心軸１８５を中心に回転可能であり、これによって、可動パーティションに結合されるケーブルの１つの端部が動くとき、ケーブル１５５が、ドラム１６０を中心に巻き付くか又はドラム１６０から巻きが解かれることができるようにする。また、ドラムの直径は、用途に応じて変化することもできる。いくつかの実施形態において、ドラム１６０は、内側のテンショナ若しくはスプリング（ブロック１８６によって表わされる）又は、ケーブル１５５に張力を提供する他の適したメカニズムを含む。たとえば、スプリング１８６は、パーティションがドラムに向かって動くとき、ケーブルをドラムの周りに巻き付けるのに必要な力を提供する。さらに、停止装置をケーブル１５５及びパーティションに結合することができ、それによってスプリング１８６によって提供される緊張力は完全には緩和されない。

別の実施形態において、ケーブル１５５の一方の端部は、静止物体（たとえば、ドアフレーム）に結合され、一方、ケーブルのもう一方の端部はドラム１６０に結合される。次いで、ドラム１６０は可動パーティションに結合される。また、このような構成は、パーティションが動くとき、ケーブル１５５が、ドラム１６０から巻きが解かれるか又はドラム１６０を中心に巻き付くことができるようにする。

ケーブル１５５が、回転可能ドラム１６０から巻きが解かれるか、又は回転可能ドラム１６０を中心として巻き付くと、ドラム１６０の回転によってドラムギア１６５が回転するようにする。その結果、ドラムギア１６５に噛合するセンサギア１７５も回転する。センサギア１７５の回転によってセンサアセンブリ１７０のディスク１９０が回転する。センサアセンブリ１７０の検知素子１９５は、ディスク１９０の動きを監視し、対応する信号をコントローラ１８０に送信する。コントローラ１８０は、検知素子１９５によって生成された信号から、パーティションの速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を求める。たとえば、パーティションの速度は、ディスク１９０が検知素子１９５に対して回転する速度を監視することによって求められる。パーティションの加速度は、或る特定の時間期間ディスク１９０の速度の変化を監視することによって求められる。パーティションの位置は、（以下でより詳細に説明されるように）検知素子１９５に対してのディスク１９０の回転を監視することによって求められる。さらに、パーティションが運動する向きは、ディスク１９０が、検知素子１９５、又は他の実施形態における複数の検知素子に対して回転する向きを監視することによって求められる。上記で説明したような他の方法を使用して、パーティションの速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を求めることもできると共に、パーティションの軌道内の物体の存在を判断することもできる。

図５Ａは、開口２０５を有する開口ディスク２００と、１つ又は複数の光検知素子２１５とを含むセンサアセンブリ１７０の一実施形態を示す。図示される実施形態において、光検知素子２１５のうちの１つが対向する検知素子２１５に光線（図示せず）を送信する。開口ディスク２００が回転すると、光線は、ディスク２００の実体部分（solid portion）（たとえば、開口２０５間）によって遮断される。光線の受信（又は受信されないこと）を使用してディスク２００、したがって、パーティションの速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を求める。たとえば、パーティションの位置は、検知素子２１５を通過する開口の数を監視することによって求めることができる。他の実施形態において、光線は、光線を反射する対向する素子を使用して、同じ検知素子によって送受信される。図５Ａに示す実施形態において、センサアセンブリ１７０の解像度は、ディスク２００の開口の数、ドラムギア１６５とセンサギア１７５とのギア比、ドラム１６０の直径、及び開口ディスク２００の直径によって求められる。

図５Ｂは、センサアセンブリ１７０の別の実施形態を示す。センサアセンブリ１７０は、磁極２３０を有する、磁気ディスク又は環状磁石２２５と、１つ又は複数の磁気検知素子２３５(たとえば、ホール効果検知素子)とを含む。図示される実施形態において、磁気検知素子２３５は、磁極２３０によって生成される磁場を検出する。磁気ディスク２２５が回転すると、磁場はＮ極とＳ極との間で交互に切り替わる。この変動磁場を使用して、磁気ディスク２２５、したがって、パーティションの速度、位置、運動の向き、及び／又は加速度を求める。図５Ｂに示す実施形態において、センサの解像度は、磁気ディスク２２５上の磁極の数、ドラムギア１６５とセンサギア１７５と間のギア比、ドラム１６０の直径、及び磁気ディスク２２５の直径によって求められる。

他の実施形態において、監視システム１５０は、ドラム１６０の回転を監視する他のタイプのセンサを利用することができる。たとえば、監視システム１５０は、ドラム１６０及びケーブル１５５を含む電気機械構成に限定されない。他の実施形態において、近接度センサ又は赤外線センサを使用してパーティションの動きを監視することができる。さらに、監視システム１５０の構成要素は異なって構成されてもよい。たとえば、代替的な実施形態において、磁石及び／又は装置は、ドラム１６０の端部に直接組み込まれる、すなわち一体化されることができる。その結果、ホール効果センサ及び／又は光学センサは、ドラムの回転を直接監視することができ、ドラムギア１６５及びセンサギア１７５は、システム１５０から取り除くことができる。このような構成はセンサの解像度に影響を与えることができる。したがって、監視システム１５０の特定の実施態様は、中でも、将来の用途の必要とされる解像度に応じて決めることができる。システム１５０の他の代替的な実施形態は、当業者によって理解されるべきである。

また、少なくともいくつかの実施形態において、パーティション監視システムの１つ又は複数の構成要素は、パーティションの駆動システムに含まれることができるか又は、パーティションの駆動システムと共有することができることも理解されたい。たとえば、一実施形態において、パーティション監視システムは、パーティション駆動システムの一部であるプーリを使用することができる。別の実施形態において、パーティション監視システムは、駆動システム及び監視システムの両方に分配される供給源によって電力供給することができる。

様々な実施形態が添付の特許請求項の範囲において説明される。

可動パーティション監視システムを含む１つの例示的なシステムのブロック図である。 パーティション及びパーティション監視システムを有する車両ドアを含む、１つの例示的なシステムを示す図である。 パーティション監視システムを有するスライドドアを含む、１つの例示的なシステムを示す図である。 １つの例示的なパーティション監視システムを示す図である。 開口ディスク及び光センサの端面図である。 環状磁石及び磁気センサの端面図である。

Claims (8)

1. 車両の可動パーティションを監視するシステムであって、
   前記車両のドア内に配置され、同じく前記ドア内に配置される前記可動パーティションを動かすように構成される駆動システムと、
   前記ドア内に配置され、前記パーティションに機械的に連結しているが前記駆動システムから分離していると共に、前記駆動システムからの情報を使用することなく前記パーティションの動きを示す信号を送信するように構成されるセンサと、
   前記送信された信号を受信するコントローラであって、前記送信された信号に基づいて前記可動パーティションの速度、加速度、位置、及び動きの向きのうちの少なくとも１つを計算すると共に、前記送信された信号に基づいて該コントローラによって計算された前記可動パーティションの速度、加速度、位置、及び動きの向きのうちの少なくとも１つに基づいて前記可動パーティションの軌道内の障害物を示す障害物信号を生成するように構成されるコントローラと、
   前記ドア内に配置され、第１の端部及び第２の端部を有するケーブルであって、前記ケーブルの該第１の端部は前記可動パーティションに結合するように構成される、ケーブルと、
   前記ケーブルの前記第２の端部に結合するように構成されるドラムであって、前記駆動システムから独立し、前記車両ドア内に配置されているドラムと、
   をさらに備える、システム。
2. 前記センサは、開口ディスクと、少なくとも１つの光検知素子とを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記センサは、環状磁石と、少なくとも１つの磁気検知素子とを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記コントローラは、前記可動パーティションの軌道内の障害物を示す障害物信号を前記駆動システムに送信するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記システムは、前記可動パーティションに近接して位置付けられる静止物体をさらに備え、前記ドラムは該静止物体に結合され、前記ケーブルの前記第１の端部は前記可動パーティションに結合される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記システムは、前記可動パーティションに近接する静止物体をさらに備え、該静止物体は前記ケーブルの前記第１の端部に結合するように構成され、前記ドラムは前記可動パーティションに結合するように構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ケーブルの張力は、前記ドラム内に位置付けられるスプリングによって提供される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記ケーブルの前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置付けられる少なくとも１つの遊動輪をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

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