(57)【要約】【課題】障害物の位置検出を少ない受発光素子で広範囲の検出領域に亘って確実に且つ高精度に行い、障害物に接触することなく該障害物の挟み込みを防止することが可能な車両用スライドドア挟み込み防止装置を提供することにある。【解決手段】スライドドア１０が閉状態にある時に該スライドドア１０の端部１３が当接するボディ１１の端部１４の両角１４ａ、１４ｂに、一対の受発光モジュール１ａ、１ｂを配置する。このとき、受発光モジュール１ａの発光素子２ａの光軸ＸＥａ及び受光素子３ａの光軸ＸＤａはいずれもスライドドア１０の端部１３の下側の角１３ａの方向に向け、受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂの光軸ＸＥｂ及び受光素子３ａの光軸ＸＤｂはいずれもスライドドア１０の端部１３の上側の角１３ｂの方向に向ける。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のスライドドアの開状態において前記スライドドアとボディで形成される開口部に存在する障害物を検出して前記スライドドアの閉動作時の前記障害物の挟み込みを防止する装置であって、前記スライドドアの閉状態において該スライドドアの端部が当接する前記ボディの端部の上下方向両側に発光素子と受光素子からなる一対の受発光モジュールを配置し、前記各受発光モジュールから前記障害物までの距離の測定結果に基づいて前記ボディの端部から前記障害物までの最短距離を算出して前記スライドドアの閉動作を停止させることを特徴とする車両用スライドドア挟み込み防止装置。
【請求項２】
前記受発光モジュールを構成する前記発光素子と前記受光素子は、前記開口部の面方向対して垂直方向に平行に並設されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用スライドドア挟み込み防止装置。
【請求項３】
前記一対の受発光モジュールを構成する前記発光素子同士は、互いに同一周期で且つ重ならないタイミングで発光することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の車両用スライドドア挟み込み防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用スライドドア挟み込み防止装置に関するものであり、詳しくは、スライドドアの開状態において該スライドドアとボディにより形成される開口部内に存在する障害物を光学的に検出してスライドドアの閉動作を停止する車両用スライドドア挟み込み防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ操作によりモータ駆動で自動開閉する車両用スライドドアにおいて、スライドドアの閉動作時に障害物の挟み込みを検出して閉動作を停止させる機構を設けたものがある。
【０００３】
この場合、障害物の存在を検出する方法として、感圧式センサを用いる方法、或いは光学式センサを用いる方法、等がある。
【０００４】
感圧式センサを用いる方法は、例えば図５に示すように、絶縁性を有する弾性材からなる外皮部５０内に複数の電極線５１、５２、５３、５４を互いに離間した状態で螺旋状に配置し、該外皮部５０をドアパネル５５のインナパネル５６に一体的に固定されたブラケット５７を挟持するプロテクタ５８の内部に挿入した状態で保持する。
【０００５】
そして、ドアパネル５５の閉動作時にドアパネル５５のスライド軌道上の障害物５９が存在すると、ドアパネル５５が側壁６０との間で略車幅方向に障害物５９を挟み込み、障害物５９に押圧が加わる。すると、障害物５９の押圧反力でプロテクタ５８及び外皮部５０が弾性変形し、外皮部５０内に位置する電極線５１又は電極線５３が電極線５２又は電極線５４と接触して短絡状態となる。これを電気的手段によって検知してモータを反転駆動することにより障害物５９の挟み込みを防止するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、光学式センサを用いる方法は、例えば図６に示すように、複数の発光素子７０を互いの指向半値角領域が連続するように近接配置し、発光素子７０群から隔てた位置に複数の受光素子７１を互いの指向半値角領域が連続するように近接配置する。すると、検出領域７２が各発光素子７０の指向半値角領域と各受光素子７１の指向半値角領域が交差する複数の交差領域によって構成される。図６では５個の発光素子７０と５個の受光素子７１からなる２２個所の交差領域Ｘによって検出領域７２が構成されている。
【０００７】
そして、全ての受光素子７１を受光状態にして各発光素子７０を順次時分割に発光させ、検出領域７２内に位置する障害物による反射光を検出した受光素子７１ａとその時に発光状態にあった発光素子７０ａの組み合わせにより、障害物が位置する交差領域Ｘａを特定するものである（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特許第３４８２１９５号公報
【特許文献２】特開昭５９−１２６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記感圧式センサを用いる方法は、障害物５９がドアパネル５５と側壁６０との間に挟み込まれて初めて検出される機構となっており、例えば障害物５９が人体の一部であった場合、挟み込まれた際にセンサの検出前の押圧によって、圧迫を受けてしまう。
【０００９】
一方、光学式センサを用いる方法は、多数の発光素子７０及び多数の受光素子７１が必要となり、大型化及び高コスト化が問題となる。また、検出領域７２を構成する交差領域Ｘ毎に障害物の検出位置精度が異なる（交差領域Ｘ毎に形状及び面積が異なる）と共に、障害物の検出位置精度を高めるためには、発光素子７０及び受光素子７１の使用数を増やして検出領域７２を構成する交差領域Ｘを細分化する必要がある。その場合、発光素子７０及び受光素子７１の使用数の増加に伴う更なる大型化及び高コスト化が大きな問題となる。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、障害物の位置検出を、少ない受発光素子で広範囲の検出領域に亘って確実に且つ高精度に行い、障害物に接触することなく該障害物の挟み込みを防止することが可能な車両用スライドドア挟み込み防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、車両のスライドドアの開状態において前記スライドドアとボディで形成される開口部に存在する障害物を検出して前記スライドドアの閉動作時の前記障害物の挟み込みを防止する装置であって、前記スライドドアの閉状態において該スライドドアの端部が当接する前記ボディの端部の上下方向両側に発光素子と受光素子からなる一対の受発光モジュールを配置し、前記各受発光モジュールから前記障害物までの距離の測定結果に基づいて前記ボディの端部から前記障害物までの最短距離を算出して前記スライドドアの閉動作を停止させることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記受発光モジュールを構成する前記発光素子と前記受光素子は、前記開口部の面方向対して垂直方向に平行に並設されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は２のいずれか１項において、前記一対の受発光モジュールを構成する前記発光素子同士は、互いに同一周期で且つ重ならないタイミングで発光することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車両用スライドドア挟み込み防止装置は、スライドドアの閉状態において該スライドドアの端部が当接する前記ボディの端部の上下方向両側に発光素子と受光素子からなる一対の受発光モジュールを配置し、車両のスライドドアの開状態においてスライドドアとボディで形成される開口部に存在する障害物を検出してスライドドアの閉動作を停止し、それにより障害物の挟み込みを防止するようにした。
【００１５】
その結果、障害物の位置検出を、少ない受発光素子で広範囲の検出領域に亘って確実に且つ高精度に行い、障害物に接触することなく該障害物の挟み込みを防止する車両用スライドドア挟み込み防止装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、車両のスライドドアが閉まる際に、例えば人体の一部が接触し圧迫を受けることがないように、光学的に障害物を検出してその時点でスライドドアの閉動作の開始を見合わせたり、閉動作を途中で停止することによりスライドドアによる挟み込みを防止するものである。
【００１７】
本装置は、光学式の距離測定方法（特に、光飛行時間計測方（ＴＯＦ：time of flight））による車両用スライドドア挟み込み防止装置であり、挟み込みを防止する障害物の検出には発光素子と受光素子からなる一対の受発光モジュールが使用される。
【００１８】
受発光モジュール１は図１に示すように、発光素子２と受光素子３が夫々の光軸ＸＥ及びＸＤが略平行となるように互いに平行に並設されている。発光素子２は例えばＬＥＤ、受光素子３は例えばフォトダイオードが用いられる。発光素子２と受光素子３の間には光遮蔽体４が設けられ、発光素子２から出射された光が直接受光素子３で検出されることによる光ノイズの発生を防止している。
【００１９】
上記構成の受発光モジュール１を使用した挟み込み防止装置の障害物検出方法を図２及び図３に示している。図２のように障害物５の検出領域６を矩形状と想定し、矩形状検出領域６の一辺７を挟む２角８ａ、８ｂ近傍に一対の受発光モジュール１ａ、１ｂが配置されている。
【００２０】
このとき、受発光モジュール１ａの発光素子２ａの光軸ＸＥａ及び受光素子３ａの光軸ＸＤａはいずれも受発光モジュール１ａが位置する角８ａの略対角８ｃ方向に向き、受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂの光軸ＸＥｂ及び受光素子３ｂの光軸ＸＤｂはいずれも受発光モジュール１ｂが位置する角８ｂの略対角８ｄの方向に向いている。
【００２１】
更に、受発光モジュール１ａの発光素子２ａと受光素子３ａ、及び受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂと受光素子３ｂはいずれも互いに検出領域６の検出面６ａに対して垂直方向に並設されている。
【００２２】
これは、受発光モジュールを構成する発光素子と受光素子を互いに検出領域の検出面に対して水平方向に並設すると、発光素子から障害物までの距離と受光素子から障害物までの距離の間に距離差が生じ、受発光モジュールから障害物まで距離の測定精度が低下するためである。
【００２３】
そこで、受発光モジュール１ａの発光素子２ａと受光素子３ａ、及び受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂと受光素子３ｂをいずれも互いに検出領域６の検出面６ａに対して垂直方向に並設することにより、受発光モジュール１ａ、１ｂの夫々が検出領域６の全領域をカバーすると共に、受発光モジュール１ａ、１ｂから障害物５までの距離を精度よく検出することができるようになっている。
【００２４】
具体的には、図３のように受発光モジュール１ａと受発光モジュール１ｂの夫々の光同士が干渉しないように、受発光モジュール１ａの発光素子２ａと受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂを互いに同一周期で且つ重ならないタイミングで発光させ、発光素子２ａから出射された光が障害物５で反射されて該発光素子２ａの発光開始時間から時間ｔ１（ｓ）後に受光素子３ａで検出され、同様に発光素子２ｂから出射された光が障害物５で反射されて該発光素子２ｂの発光開始時間から時間ｔ２（ｓ）後に受光素子３ｂで検出されたとすると、光飛行時間計測方（ＴＯＦ：time of flight）により発光素子２ａから障害物５までの距離Ｄ１は（（光速ｃ（ｍ／ｓ）×ｔ１）／２）、発光素子２ｂから障害物５までの距離Ｄ２は（（光速ｃ（ｍ／ｓ）×ｔ１）／２）の計算式で算出される。
【００２５】
そこで、図２に戻り、上記計算式で求められた、受発光モジュール１ａから障害物５までの距離Ｄ１及び受発光モジュール１ｂから障害物５までの距離Ｄ２、受発光モジュール１ａと受発光モジュール１ｂを結ぶ距離をＬ、障害物５の位置と辺７を結ぶ最短距離をＬ３、障害物５の位置から辺７に下した垂線が該辺７と交わる点をＰとして受発光モジュール１ａから点Ｐまでの距離をＬ１、受発光モジュール１ｂから点Ｐまでの距離をＬ２とする。
【００２６】
すると、（Ｄ１）２＝（Ｌ１）２＋（Ｌ３）２、（Ｄ２）２＝（Ｌ２）２＋（Ｌ３）２となり、（Ｌ３）２＝（Ｄ１）２−（Ｌ１）２＝（Ｄ２）２−（Ｌ２）２  ・・・（式１）となる。
このとき、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２  ・・・（式２）である。
そこで、（式１）及び（式２）よりＬ３を求めることにより、障害物５の位置から受発光モジュール１ａと受発光モジュール１ｂを結ぶ線上までの最短距離が求められる。
【００２７】
これを、具体的にスライドドアに適用したときの状態を図４に示している。図４はスライドドア１０が開状態にある場合を示しており、スライドドア１０とボディ１１によって開口部１２が形成されている。
【００２８】
そして、スライドドア１０が閉状態にある時に該スライドドア１０の端部１３が当接するボディ１１の端部１４の両角１４ａ、１４ｂに、受発光モジュール１ａ、１ｂが配置されている。このとき、受発光モジュール１ａの発光素子２ａの光軸ＸＥａ及び受光素子３ａの光軸ＸＤａはいずれもスライドドア１０の端部１３の下側の角１３ａの方向に向いており、受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂの光軸ＸＥｂ及び受光素子３ｂの光軸ＸＤｂはいずれもスライドドア１０の端部１３の上側の角１３ｂの方向に向いている。
【００２９】
更に、受発光モジュール１ａの発光素子２ａと受光素子３ａ、及び受発光モジュール１ｂの発光素子２ｂと受光素子３ｂはいずれも互いに開口部１２の検出面に対して垂直方向に並設されている。
【００３０】
そこで、開口部１２のいずれかの位置に障害物（図示せず）が存在すると、受発光モジュール１ａと障害物の距離及び受発光モジュール１ｂと障害物の距離が夫々光飛行時間計測法により検出され、その検出結果に基づく上記計算式（式１）、（式２）によって、障害物の存在と同時にボディ１１の端部１４から障害物の位置までの最短距離が算出される。
【００３１】
すると、スライドドア１０の閉動作が停止されて、例えば人体の一部が圧迫を受けることがない。この場合、受発光モジュール１ａ、１ｂはスライドドア１０が閉状態にある場合以外は常時作動しており、スライドドア１０が全開状態のときに障害物が開口部１２内に存在するときは、スライドドア１０のスイッチを閉操作してもスライドドア１０は作動しない。
【００３２】
また、スライドドア１０が閉方向に動作中に開口部１２に障害物が進入すると、直ちに障害物の存在及びその位置が検出され、スライドドア１０の閉動作が直ちに停止される。
【００３３】
このように、本発明の車両用スライドドア挟み込み防止装置は、一対の受発光モジュールの夫々が検出領域の全領域をカバーしていると共に互いの光同士が干渉しないようになっており、障害物の挟み込みを確実に防止することができる。同時に、障害物に直接触れることなく該障害物の存在が検出されるため、例えば人体の一部が開口部に位置していたとしても検出時に圧迫を受けることがない。
【００３４】
更に、ボディの端部から障害物までの最短距離が精度よく検知できることにより、障害物とスライドドアとの距離を一定に保持することも可能となり、検出領域内で障害物の位置を変えることによりスライドドアを開方向或いは閉方向へ移動させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係わる受発光モジュールの説明図である。
【図２】本発明に係る説明図である。
【図３】本発明に係わる受発光モジュールのタイミングチャートである。
【図４】本発明に係わる車両搭載状態を示す説明図である。
【図５】従来例に係る説明図である。
【図６】他の従来例に係る説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  受発光モジュール
１ａ、１ｂ  受発光モジュール
２  発光素子
３  受光素子
４  光遮蔽体
５  障害物
６  検出領域
６ａ  検出面
７  辺
８ａ、８ｂ  角
１０  スライドドア
１１  ボディ
１２  開口部
１３  端部
１３ａ、１３ｂ  角
１４  端部
１４ａ、１４ｂ  角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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