检测装置
专利摘要:本发明提供一种能够使用夹入检测传感器来检测夹入并且也能够进行夹入检测传感器的诊断的技术。检测装置(1)具备:夹入检测传感器(103),其具备检测构件;以及检测部(105),其与夹入检测传感器(103)连接,在指定了检测模式时输出依据由夹入检测传感器(103)检测出的结果的检测信号(DSEN),在指定了诊断模式时输出依据夹入检测传感器(103)的故障的诊断信号(FAIL)。
专利说明:
检测装置
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及一种检测装置,例如涉及一种具备在车辆上设置的夹入检测传感器与检测部的检测装置。
[0003] 背景技术
[0004] 关于在汽车等车辆上设置的夹入检测传感器的技术例如记载于专利文献1。在专利文献1中记载有具备具有彼此分离配置的多根电极线的管状构件的夹入检测传感器。当物体(以下,包括乘客、货物等)被夹入时,在外力的作用下使管状构件以压扁的方式变形,使电极线接触,由此检测部输出表示夹入的检测信号。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2014-216300号公报
[0008] 夹入检测传感器例如以沿着汽车的滑动门、铁路车辆的门而延伸的方式设置,因此电极线变得比较长。因此,考虑到电极线发生断线的问题。当电极线发生断线时,即便相对于检测部比断线部靠远端的电极线部分发生接触,检测部也不会输出表示夹入的检测信号。为了确保安全性,诊断夹入检测传感器并掌握断线等夹入检测传感器的故障是较为重要的。
[0009] 在专利文献1中,对于夹入检测传感器的故障既没有认知也没有记载。
[0010] 发明内容
[0011] 本发明是鉴于上述课题而作出的,其目的在于,提供一种能够使用夹入检测传感器来检测夹入并且也能够进行夹入检测传感器的诊断的技术。另外,其目的在于提供一种能够以低消耗电力实施夹入检测传感器的诊断的技术。
[0012] 用于解决课题的手段
[0013] 若对在本申请中公开的发明中的代表性内容的概要进行简单说明,则如下所述。
[0014] 即,一个实施方式所涉及的检测装置具备:夹入检测传感器,其具备检测构件;以及检测部,其与夹入检测传感器连接,在指定了检测模式时输出依据由夹入检测传感器检测出的结果的检测信号,在指定了诊断模式时输出依据夹入检测传感器的故障的诊断信号。
[0015] 发明效果
[0016] 若对通过在本申请中公开的发明中的代表性结构而获得的效果进行简单说明,则如以下那样。
[0017] 即,能够实现物体的夹入的检测与夹入检测传感器的诊断。
[0018] 附图说明
[0019] 图1是表示第一实施方式所涉及的检测装置的结构的框图。
[0020] 图2是第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的剖视图。
[0021] 图3的(A)以及(B)是第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的立体图。
[0022] 图4是对第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的状态进行说明的剖视图。
[0023] 图5是对第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的状态进行说明的剖视图。
[0024] 图6是对第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的状态进行说明的剖视图。
[0025] 图7是用于说明第一实施方式所涉及的检测装置的动作的图。
[0026] 图8是用于说明第一实施方式所涉及的检测模式以及诊断模式下的判断的图。
[0027] 图9是表示第二实施方式所涉及的检测部的结构的框图。
[0028] 图10的(A)以及(B)是表示设置有第一实施方式所涉及的检测装置的铁路车辆的结构的示意图。
[0029] 附图标记说明
[0030] 1 检测装置
[0031] 2 电压检测电路
[0032] 3 模式切换电路
[0033] 4 电压可变电路
[0034] 5 罩构件
[0035] 6-1~6-3 感压检测构件
[0036] 7-1~7-3 中空部
[0037] 9 承受部
[0038] BC1~BC3 偏压电路
[0039] CMP 比较电路
[0040] CNT 控制部
[0041] DSEN 检测信号
[0042] DT 二极管
[0043] ED1~ED4、SNL1、SNL2 电极线
[0044] FAIL 诊断信号
[0045] MOD 模式信号
[0046] R1 上拉电阻
[0047] R2 下拉电阻
[0048] SN1~SN3 传感器
[0049] SW10~SW21 第一开关~第四开关
[0050] 具体实施方式
[0051] 以下,参照附图对本发明的各实施方式进行说明。此外,公开只不过是一个例子,对于本领域技术人员针对保持发明主旨的适宜变更而能够容易想到的内容,当然也包含在本发明的范围内。另外,为了进一步明确说明,附图有时与实际的方式相比而针对各部分的宽度、厚度、形状等进行示意性表示,但仅是一个例子,不会限定本发明的解释。
[0052] 另外,在本说明书与各图中,有时对与关于已经出现的图进行了描述的要素相同的要素标注同一附图标记并适当省略详细的说明。
[0053] (第一实施方式)
[0054] 图10是表示设置有第一实施方式所涉及的检测装置的铁路车辆的结构的示意图。图10的(A)表示从车辆的外侧观察铁路车辆100的侧视图。在图10的(A)中,附图标记101表示车辆的出入口。在车辆中具有多个出入口,但在该图中画出了两个出入口。在车辆的各个出入口101设置有可动式的门101-A以及101-B。
[0055] 在该图中,附图标记103表示在门101-B的侧面安装的夹入检测传感器,附图标记104表示在门101-A的侧面安装的夹入检测传感器。门101-A以及101-B通过沿在图10的(A)中由箭头101D表示的方向移动来进行开闭。在门101-A与101-B关闭时,安装于门101-A、101-B的侧面的夹入检测传感器103与104抵接。此外,在该图中,附图标记102表示在门101-A、101-B上设置的窗。
[0056] 在物体被夹入到夹入检测传感器103与104之间时、以及对夹入的物体进行拉拔时,夹入检测传感器103发生变形,向检测部105输出检测信号。虽没有特别限制,在第一实施方式中,夹入检测传感器104由虚拟的夹入检测传感器构成。在物体被夹入到夹入检测传感器103与104之间时、以及对夹入的物体进行拉拔时,夹入检测传感器104也发生变形,但不输出检测信号。夹入检测传感器104通过由虚拟的夹入检测传感器来构成,由此能够与不使用后述的感压检测构件相应地抑制夹入的检测所耗费的费用。
[0057] 检测部105以设置于出入口101的门103、104为单位进行设置。在检测部105中,经由铺设于铁路车辆100的布线106提供表示检测模式以及诊断模式中的任一者的模式信号。在通过模式信号指定了检测模式的情况下,检测部105基于对应的夹入检测传感器103的状态来判断夹入、拉拔等,将判断结果作为检测信号向布线106输出。相对于此,在通过模式信号指定了诊断模式的情况下,检测部105诊断对应的夹入检测传感器103的故障,将诊断结果作为诊断信号而向布线106输出。
[0058] 布线106没有特别限制,与在铁路车辆100的列车长室或者/以及驾驶室中设置的操作以及报告部(以下,称作操作/报告部)107连接。列车长或者/以及驾驶员使用操作/报告部107,相对于以门为单位设置的检测部105、或者全部的检测部105来提供指定诊断模式或者检测模式的模式信号。在通过模式信号而指定了检测模式的情况下,操作/报告部107进行与经由布线106提供的检测信号相应的报告。另一方面,在通过模式信号而指定了诊断模式的情况下,操作/报告部107进行与经由布线106提供的诊断信号相应的报告。
[0059] 图10的(B)是表示图10的(A)中的A-A剖面的剖视图。在图10的(B)中,描绘了门101-A与101-B关闭的状态时的门的剖面。图10所示的箭头X、Y以及Z表示坐标轴。如图10的(B)所示,以门101-A、101-B为基准而Z坐标增加的方向是车辆的外侧(车辆外侧),相反侧是车辆的内侧(车辆内侧)。
[0060] 门101-B具备与车辆外侧对置的外侧面110、与车辆内侧对置的内侧面112、以及设置有夹入检测传感器103的侧面111。门101-A也与门101-B同样地具备外侧面110、内侧面112以及设置有夹入检测传感器104的侧面111。
[0061] 在实施方式中,将拉拔分成两种进行判断。使用图10的(B)对判断出的两种拉拔进行说明。将拉拔分成将夹入到门101-A与101-B之间的物体向相对于门101-A、101-B的面(外侧面110以及内侧面112)垂直的方向拉拔的“垂直方向的拉拔”、以及向相对于门101-A、101-B的面倾斜的方向拉拔的“倾斜方向的拉拔”进行判断。当利用图10的(B)进行说明时,垂直方向的拉拔是将夹入到门101-A与101-B之间的物体向与外侧面110垂直的方向101P拉拔的操作。相对于此,朝倾斜方向的拉拔是将夹入的物体向与外侧面110之间呈角度α的方向101R拉拔的操作。该角度α是除90度以外的0度~180度的范围,例如为0度~60度左右。
[0062] 垂直方向的拉拔例如在铁路车辆100停车时进行对夹入到门101-A与101-B之间的物体进行拉拔的操作时产生。相对于此,倾斜方向的拉拔在从行驶中的铁路车辆100进行对夹入的物体进行拉拔的操作时产生。例如,在人一边被行驶中的铁路车辆100拖拽,一边进行对夹入的物体进行拉拔那样的操作的情况下,产生倾斜方向的拉拔。因此,倾斜方向的拉拔能够被视作拖拽。
[0063] 以朝向车辆外侧的拉拔为例进行了说明,但朝向车辆内侧的拉拔也同样地能够分成垂直方向的拉拔与倾斜方向的拉拔。
[0064] <检测装置的基本结构>
[0065] 图1是表示第一实施方式所涉及的检测装置的结构的框图。检测装置1具备夹入检测传感器103与检测部105。
[0066] 之后,使用图2进行详细说明,夹入检测传感器103具备3个感压检测构件(以下,也称为检测构件)。感压检测构件各自具备一对电极线与单向元件,作为检测夹入的传感器而发挥功能。在图1中,由3个感压检测构件构成的3个传感器被表示为附图标记SN1~SN3。传感器SN1~SN3为彼此相同的结构,因此,在此以传感器SN1为例对其结构进行说明。
[0067] 传感器SN1具备一对电极线SNL1、SNL2以及与电极线SNL1及SNL2各自的第一端部N11、N21间连接的单向元件。在第一实施方式中,单向元件由二极管DT构成。二极管DT的阳极与电极线SNL1的第一端部N11连接,二极管DT的阴极与电极线SNL2的第一端部N21连接。在检测模式时,二极管DT向逆向偏压使得电流不流通。由此,在检测模式时,二极管DT作为终端电阻而发挥功能。相对于此,在诊断模式时,二极管DT向正向偏压使得电流流通。此外,之后使用图3对电极线SNL1以及SNL2所标注的附图标记ED1~ED4、ED12以及ED34进行说明。
[0068] 检测部105没有特别限制,具备3个偏压电路BC1~BC3、电压检测判断电路(以下,也称作电压检测电路或者检测电路)2以及模式切换电路3。偏压电路BC1~BC3与对应的感压检测构件连接。另外,电压检测电路2与由3个感压检测构件构成的3个传感器SN1~SN3连接。3个偏压电路BC1~BC3彼此为相同结构,因此以与传感器SN1对应的偏压电路BC1为例对偏压电路的结构进行说明。此外,在独立描述3个传感器SN1~SN3的情况下,将传感器SN1称作第一传感器SN1,将传感器SN2称作第二传感器SN2,将传感器SN3称作第三传感器SN3。
[0069] 偏压电路BC1具备与一对电极线SNL1、SNL2连接的第一偏压电路BCK1以及第二偏压电路BCK2。第一偏压电路BCK1具备在第一电压Vd与第二电压Vs之间串联连接的第一开关SW10以及第二开关SW11、以及在连接第一开关SW10与第二开关SW11的连接节点和电极线SNL1的第二端部N12之间连接的上拉电阻(电阻元件)R1。另外,第二偏压电路BCK2具备在第一电压Vd与第二电压Vs之间串联连接的第三开关SW20以及第四开关SW21、以及在连接第三开关SW20与第四开关SW21的连接节点和电极线SNL2的第二端部N22之间连接的下拉电阻(电阻元件)R2。
[0070] 第一电压Vd例如为电源电压,第二电压Vs为接地电压。另外,第一端部N11以及第二端部N12各自是电极线SNL1的端部,第一端部N21以及第二端部N22各自是电极线SNL2的端部。
[0071] 第一开关SW10~第四开关SW21被内部模式信号MODI、MODT控制为接通状态或者断开状态。即,第一开关SW10与第四开关SW21由内部模式信号MODI进行开关控制,第二开关SW11与第三开关SW20由内部模式信号MODT进行开关控制。内部模式信号MODT是相对于内部模式信号MODI相位反转的信号。由此,依据内部模式信号MODI以及内部模式信号MODT,在第一偏压电路BCK1中,第一开关SW10与第二开关SW11互补地成为接通状态或者断开状态。同样,依据内部模式信号MODI、MODT,在第二偏压电路BCK2中,第三开关SW20与第四开关SW21也互补地成为接通状态或者断开状态。
[0072] 该情况下,依据内部模式信号MODI,在第一电压Vd与上拉电阻R1之间连接的第一开关SW10和在第二电压Vs与下拉电阻R2之间连接的第四开关SW21同步地成为接通状态或者断开状态。同样,依据内部模式信号MODT,在第二电压Vs与上拉电阻R1之间连接的第二开关SW11和在第一电压Vd与下拉电阻R2之间连接的第三开关SW20同步地成为接通状态或者断开状态。
[0073] 模式切换电路3经由布线106(图10)从操作/报告部107(图10)提供模式信号MOD。通过该模式信号MOD的电压,检测装置1的模式被指定为检测模式或者诊断模式。模式切换电路3基于模式信号MOD而生成内部模式信号MODI以及MODT。虽然没有特别限制,模式切换电路3将被提供的模式信号MOD生成为内部模式信号MODI,对模式信号MOD进行相位反转而生成内部模式信号MODT。
[0074] 图1所示的第一开关SW10~第四开关SW21在被提供的内部模式信号为高电平(相当于第一电压Vd)时成为接通状态,在内部模式信号为低电平(相当于第二电压Vs)时成为断开状态。检测模式通过将模式信号MOD设为高电平而被指定。另外,诊断模式通过将模式信号MOD设为低电平而被指定。
[0075] 电压检测电路2检测传感器SN1~SN3中的电极线SNL1的电压,将基于检测出的电压的判断结果以及诊断结果经由布线106向操作/报告部107输出。更具体来说,在电压检测电路2中被提供模式信号MOD,并且连接有传感器SN1~SN3中的电极线SNL1的第二端部N12。电压检测电路2在由模式信号MOD指定了检测模式的情况下,将与传感器SN1~SN3各自中的第二端部N12的电压的组合对应的状态作为判断结果而输出为检测信号DSEN。相对于此,在由模式信号MOD指定了诊断模式的情况下,电压检测电路2判断传感器SN1~SN3各自中的第二端部N12的电压是否超过规定的电压(阈值电压),将判断结果输出为诊断信号FAIL。该情况下,诊断信号FAIL以传感器SN1~SN3为单位被输出。
[0076] <夹入检测传感器>
[0077] 接下来,对夹入检测传感器103的构造进行说明。图2是第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的剖视图。图3是第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的立体图。在此,图3的(A)是夹入检测传感器103的立体图,图3的(B)是夹入检测传感器103所具备的感压检测构件的立体图。图2是图3的(A)中的从B-B剖面观察的剖视图。
[0078] 夹入检测传感器103具备沿着门101-B的延伸方向Y延伸并安装于门101-B的侧面111的能够变形的罩构件5。如图3所示,罩构件5覆盖沿与罩构件5相同的方向延伸的3个感压检测构件6-1~6-3。另外,罩构件5覆盖沿与罩构件5相同的方向延伸的中空部8。夹入检测传感器103的罩构件5例如由橡胶形成,罩构件5的一部分(基座部)如图2所示埋入到门101-B的侧面111。
[0079] 如图2所示以剖视观察时,罩构件5具备埋入到门101-B的较厚的基座部5-1以及与安装于门101-A的虚拟的夹入检测传感器104对置并变形的弹性的变形部5-2。基座部5-1与变形部5-2之间成为中空部8。另外,在以剖视观察时,变形部5-2具备与基座部5-1的基座面5-3对置并覆盖感压检测构件6-1~6-3的上表面变形部5-2U、以及以连结上表面变形部5-2U与基座部5-1的方式与上表面变形部5-2U以及基座部5-1一体形成的侧面变形部5-2S。
[0080] 作为第二感压检测构件的感压检测构件6-2以使其中心点CNT2配置于罩构件5的中心线CLI上的方式埋设在上表面变形部5-2U内。另外,作为第三感压检测构件的感压检测构件6-3埋设在相对于中心线CLI而位于一侧(在图2中为纸面右侧)的上表面变形部5-2U内。进一步,作为第一感压检测构件的感压检测构件6-1埋设在相对于中心线CLI而位于另一侧(在图2中为纸面左侧)的上表面变形部5-2U内。连结中心线CLI与第三感压检测构件6-3的中心点CNT3的假想直线IML3和中心线CLI之间的角度、以及连结中心线CLI与第一感压检测构件6-1的中心点CNT1的假想直线IML1和中心线CLI之间的角度为相同的角度α1。虽然没有特别限制,角度α1为45度。由此,夹入检测传感器103具备以中心线CLI为基准而左右对称的上表面变形部5-2U以及侧面变形部5-2S。
[0081] 第一感压检测构件6-1~第三感压检测构件6-3在夹入以及拉拔时被后述的承受部9按压,以压扁的方式变形。感压检测构件6-1~6-3在被承受部9挤压时,在感压检测构件6-1~6-3与承受部9之间,将上表面变形部5-2U的一部分夹持为罩部分。在该图中,罩部分由附图标记5-4~5-6表示。
[0082] 在图2中,相对于中心线CLI,一侧为车辆内侧,另一侧为车辆外侧。在夹入有物体的情况或者进行拉拔的情况下,变形部5-2发生变形,第一感压检测构件6-1~第三感压检测构件6-3中的至少一者被压扁。为了将感压检测构件6-1~6-3可靠地压扁,在基座部5-1上设有在变形部5-2发生变形时支承感压检测构件6-1~6-3的承受部9。承受部9的外形形状如图2所示形成从基座部5-1朝向上表面变形部5-2U而面积变窄的梯形形状。即,承受部9具备与基座部5-1和中空部8相接的基座面5-3平行的上表面9-1、连结上表面9-1与基座面5-3的第一斜面9-2、以及连结上表面9-1与基座面5-3的第二斜面9-3。承受部9呈现与上表面变形部5-2U对置的上表面9-1比与基座面5-3对置的底面窄的梯形形状,因此第一斜面9-2以及第二斜面9-3与基座面5-3之间的内角α2超过0度且不足90度。
[0083] 罩构件5的中心线CLI通过承受部9的上表面9-1的中心,承受部9以中心线CLI为基准如图2所示成为左右对称的构造。此外,承受部9也与罩构件5同样地由橡胶形成。
[0084] 当通过夹入或者拉拔使变形部5-2发生变形时,承受部9的上表面9-1作为对置的第二感压检测构件6-2的承受面而发挥作用,承受部9的第一斜面9-2作为对置的第一感压检测构件6-1的承受面而发挥作用,承受部9的第二斜面9-3作为对置的第三感压检测构件6-3的承受面而发挥作用。即,在通过变形部5-2的变形而使第二感压检测构件6-2移动的情况下,第二感压检测构件6-2经由罩部分5-5被承受部9的上表面9-1挤压。另外,在通过变形部5-2的变形而使第一感压检测构件6-1移动的情况下,第一感压检测构件6-1经由罩部分5-4被承受部9的第一斜面9-2挤压。进一步,在通过变形部5-2的变形而使第三感压检测构件6-3移动的情况下,第三感压检测构件6-3经由罩部分5-6被承受部9的第二斜面9-3挤压。
[0085] 在第一实施方式中,承受部9的外形形状被设为梯形形状。由此,能够减少在变形部5-2发生变形时因压力而使承受部9发生变形并使压力被承受部9的变形吸收的情况。其结果是,能够增大对第一感压检测构件6-1~第三感压检测构件6-3施加的外力。
[0086] 第一感压检测构件6-1~第三感压检测构件6-3为相同构造,因此以第二感压检测构件6-2为例对感压检测构件进行说明。如图3(B)所示,感压检测构件6-2是具有分离的电极线ED1~ED4的管状的检测构件。感压检测构件6-2中,包围分离的电极线ED1~ED4的构件具有弹性,通过施加外力,以使电极线ED1~ED4间的分离距离变化的方式使中空部7-2变形。构成感压检测构件的多个电极线沿着感压检测构件的长度方向形成为螺旋状。由此,能够对感压检测构件的径向上的来自全方位的外力进行检测。
[0087] 在第一实施方式中,图2以及图3所示的第一感压检测构件6-1如所述那样构成图1所示的第一传感器SN1,第二感压检测构件6-2构成第二传感器SN2,第三感压检测构件6-3构成第三传感器SN3。另外,构成传感器SN1~SN3的电极线SNL1以及SNL2由设于感压检测构件6-1~6-3的电极线ED1~ED4构成。
[0088] 参照图1以及图3对由设于感压检测构件6-2的电极线ED1~ED4构成第二传感器SN2内的电极线SNL1、SNL2的例子进行说明。图1所示的电极线SNL1由图3(B)所示的两根电极线ED1以及ED2构成,图1的电极线SNL2由图3(B)的两根电极线ED3以及ED4构成。即,电极线ED1以及ED2各自的一方的端部在图1中附图标记ED12所示的连接部处进行电连接。由此,电极线ED1的另一方的端部成为图1所示的电极线SNL1的第二端部N12,电极线ED2的另一方的端部成为图1所示的电极线SNL1的第一端部N11。同样,电极线ED3以及ED4各自的一方的端部在图1中附图标记ED34所示的连接部处进行电连接。由此,电极线ED3的另一方的端部成为图1所示的电极线SNL2的第二端部N22,电极线ED4的另一方的端部成为图1所示的电极线SNL2的第一端部N21。
[0089] 由此,利用沿相同方向延伸配置的4根电极线ED1~ED4,如图1所示构成一对电极线SNL1、SNL2。此外,在图1中,终端用的二极管DT被描绘为,夹着电极线SNL1以及SNL2配置于检测部105的相反侧,但在连接部ED12处,彼此接近的端部(电极线ED1以及ED2的端部)连接,在连接部ED34处,彼此接近的端部(电极线ED3以及ED4的端部)连接。因此,二极管DT配置为与检测部105接近。
[0090] 在指定了检测模式的情况下,通过施加外力,在第一感压检测构件6-1中电极线ED1~ED4间的分离距离变小,例如电极线ED1与ED4接触时,第一传感器SN1中的电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值变小。对于第二传感器SN2以及第三传感器SN3也同样地,在对应的第二感压检测构件6-2以及第三感压检测构件6-3中,当电极线间接触时,第二传感器SN2以及第三传感器SN3中的电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值变小。
[0091] 当然,在没有外力时,电极线ED1~ED4之间分离,终端用的二极管DT进行逆偏压,因此传感器SN1~SN3中的电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值增大。
[0092] 此外,感压检测构件6-1~6-3与上述的专利文献1所说明的管状构件相同,因此对于感压检测构件的结构而省略进一步的说明。
[0093] 如图2所示,虚拟的夹入检测传感器104由在门101-A的侧面111(图10的(B))埋入门101-A的基座部10-1以及具备能够变形的变形部10-2的罩构件10构成。该罩构件10也与罩构件5同样地由橡胶形成。变形部10-2与基座部10-1连结,变形部10-2与基座部10-1之间成为中空部12。另外,在基座部10-1上形成有朝向变形部10-2突出的突起部11。
[0094] 例如,在物体被夹在夹入检测传感器103与104之间时,变形部10-2发生变形,朝向被夹入的物体的冲击得到缓和。虚拟的夹入检测传感器104不输出检测信号,因此也能够被视作设置于门101-A的缓和构件。
[0095] <夹入、朝垂直方向的拉拔、朝倾斜方向的拉拔>
[0096] 图4~图6是对第一实施方式所涉及的夹入检测传感器的状态进行说明的剖视图。图4表示被夹入物体时的夹入检测传感器103的状态,图5表示朝垂直方向进行拉拔时的夹入检测传感器103的状态。另外,图6表示进行倾斜方向的拉拔时的夹入检测传感器103的状态。
[0097] <<夹入>>
[0098] 首先,对夹入有物体的情况进行说明。在图4中,附图标记20表示被夹入到夹入检测传感器103、104之间的物体。
[0099] 通过夹入物体20,变形部5-2发生变形。该情况下,上表面变形部5-2U以沿承受部9的上表面9-1的方向移动的方式变形,侧面变形部5-2S以在纸面上向左右鼓出的方式变形。
[0100] 上表面变形部5-2U沿上表面9-1的方向移动,由此经由罩部分5-5(图2)将第二感压检测构件6-2向对置的上表面9-1按压,第二感压检测构件6-2以压扁的方式发生变形。由此,在第二感压检测构件6-2中,电极线ED1~ED4间进行接触。其结果是,第二传感器SN2中的电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值变小。相对于此,第一感压检测构件6-1以及第三感压检测构件6-3越使电极线ED1~ED4接触,越不易压扁。因此,在第一传感器SN1以及第三传感器SN3中,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值增大。
[0101] <<朝垂直方向的拉拔>>
[0102] 在图5中示出对一部分处于车辆内侧的物体21进行拉拔时的状态。在该图中,物体21中的处于车辆内侧的物体部由附图标记21-1表示,与物体部21-1连结并向车辆外侧延伸的物体部由附图标记21-2表示。在图5中,示出通过相对于门101-B的外侧面110垂直的方向的外力FHP进行拉拔物体部21-2的操作时的状态。
[0103] 物体部21-1在变形部5-2的上表面变形部5-2U与纸面右侧的部分接触,以使上表面变形部5-2U朝纸面左侧(车辆外侧)移动的方式使变形部5-2发生变形。由于上表面变形部5-2U以朝车辆外侧移动的方式变形,因此侧面变形部5-2S也以朝车辆外侧倾斜的方式变形。由此,配置于车辆内侧的第三感压检测构件6-3如图5所示与承受部9的第二斜面9-3抵接,第三感压检测构件6-3被对置的第二斜面9-3按压,以压扁的方式变形。
[0104] 由于第三感压检测构件6-3被压扁,因此电极线ED1~ED4间接触,在第三传感器SN3中,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值变小。此时,第一感压检测构件~第二感压检测构件越使分别设置的电极线ED1~ED4间接触,越不易压扁。因此,在第一传感器SN1以及第二传感器SN2中,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值增大。
[0105] <<朝倾斜方向的拉拔>>
[0106] 在图6中示出对一部分处于车辆内侧的物体21进行拉拔时的状态。物体21与图5相同。与图5不同的是,在图6中,示出通过相对于门101-B的外侧面110倾斜的方向的外力FRP进行拉拔物体部21-2的操作时的状态。
[0107] 该情况下,物体部21-2在变形部5-2的上表面变形部5-2U与纸面左侧的部分接触,以使上表面变形部5-2U朝纸面右侧(车辆内侧)移动的方式使变形部5-2发生变形。由于上表面变形部5-2U以朝车辆内侧移动的方式变形,因此侧面变形部5-2S也以朝车辆内侧倾斜的方式变形。由此,配置于车辆外侧的第一感压检测构件6-1如图6所示与承受部9的第一斜面9-2抵接,第一感压检测构件6-1被对置的第一斜面9-2挤压,以压扁的方式变形。
[0108] 由于第一感压检测构件6-1被压扁,因此在第一传感器SN1中,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值变小。此时,第二感压检测构件~第三感压检测构件越使分别设置的电极线ED1~ED4间接触,越不易压扁。因此,在第二传感器SN2以及第三传感器SN3中,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值增大。
[0109] <检测模式与诊断模式>
[0110] 图7是用于说明第一实施方式所涉及的检测装置的动作的图。在图7中,示出模式信号MOD、第一开关SW10~第四开关SW21、二极管DT以及模式之间的关系。
[0111] 通过将模式信号MOD设为高电平,图1所示的内部模式信号MODI成为高电平,内部模式信号MODT成为低电平。由此,图1所示的第一开关SW10以及第四开关SW21成为接通状态,第二开关SW11以及第三开关SW20成为断开状态。其结果是,在电极线SNL1中,经由上拉电阻R1以及第一开关SW10被供给第一电压Vd。相对于此,在电极线SNL2中,经由下拉电阻R2以及第四开关SW21被供给第二电压Vs。第二电压Vs是接地电压GND,第一电压Vd是比第二电压Vs高的电压。因此,若在电极线SNL1以及SNL2(电极线ED1~ED4)没有产生断线,则在二极管DT的阴极中,与二极管DT的阳极相比而被供给高电压,二极管DT成为不流通电流(正向电流)的逆偏压的状态。
[0112] 其结果是,电极线SNL1与SNL2之间由高电阻状态的二极管DT连接,电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间的电阻值增大。因而,电极线SNL1的第二端部的电压成为与第一电压Vd几乎相同的电压。该状态是检测模式。
[0113] 通过将模式信号MOD设为低电平,图1所示的内部模式信号MODI成为低电平,内部模式信号MODT成为高电平。由此,图1所示的第二开关SW11以及第三开关SW20成为接通状态,第一开关SW10以及第四开关SW21成为断开状态。其结果是,在电极线SNL1上经由上拉电阻R1以及第二开关SW11被供给第二电压Vs。相对于此,在电极线SNL2上经由下拉电阻R2以及第三开关SW20被供给第一电压Vd。因此,若在电极线SNL1以及SNL2(电极线ED1~ED4)上没有产生断线,则在二极管DT的阳极上被供给比二极管DT的阴极高的电压,二极管DT成为供正向的电流流通的正偏压的状态。
[0114] 其结果是,电极线SNL1的第二端部N12的电压成为几乎与第二电压Vs相同的电压。该状态是诊断模式。
[0115] <检测模式以及诊断模式下的判断>
[0116] 接下来,对检测模式以及诊断模式下的判断进行说明。图8是用于说明第一实施方式所涉及的检测模式以及诊断模式下的判断的图。在图8中,SN_N12表示图1所示的第一传感器SN1中的电极线SNL1的第二端部N12的电压,SN2_N12表示第二传感器SN2中的电极线SNL1的第二端部N12的电压,SN3_N13表示第三传感器SN3中的电极线SNL1的第二端部N12的电压。电压SN1_N12~SN3_N12是第一传感器SN1~第三传感器SN3的输出,因此,以下将电压SN1_N12~SN3_N12称作输出电压。
[0117] 为了容易进行以下的理解,将图1所示的第一电压Vd设为5(V),将第二电压Vs设为0(V),将上拉电阻R1设为10(KΩ),将下拉电阻R2设为1(KΩ)。另外,将终端电阻用的二极管DT设为正偏压时的电压下降为0.3(V)。
[0118] <<检测模式下的判断>>
[0119] 在指定了检测模式的情况下,若在电极线SNL1与SNL2之间没有产生断线,则如上述那样,终端电阻用的二极管DT成为逆偏压的状态。
[0120] 若没有产生物体的夹入以及拉拔,则如图4所示,感压检测构件6-1~6-3不会被外压压扁。因此,在第一传感器SN1~第三传感器SN3中的任一者中,电极线SNL1与SNL2均不接触。该情况下,在电极线SNL1的第二端部N12,经由上拉电阻R1以及第一开关SW10被供给作为第一电压Vd的5(V),终端电阻用的二极管DT是逆偏压,因此第一传感器SN1~第三传感器SN3各自的输出电压SN1_N12~SN3_N12成为与5(V)的第一电压Vd几乎相同的电压H1。
[0121] 电压检测电路2在输出电压SN1_N12~SN3_N12全部为电压H1时,判断为未产生夹入以及拉拔的正常状态,将“正常”输出为检测信号DSEN。
[0122] 如图4所示,当产生夹入时,第二感压检测构件6-2被压扁,电极线SNL1与SNL2接触。该情况下,在第二传感器SN2中,图1所示的上拉电阻R1与下拉电阻R2变为在第一电压Vd与第二电压Vs之间串联连接。此时,第二传感器SN2的输出电压SN2_N12成为Vd×R2/(R1+R2)=5×1/(10+1)=约0.45(V)。在图8中,该0.45(V)由附图标记L1表示。
[0123] 在图8中,第一传感器SN1的输出电压SN1_N12以及第三传感器SN3的输出电压SN3_N12为电压H1且第二传感器SN2的输出电压SN2_N为电压L1的情况的组合与第一感压检测构件6-1以及第三感压检测构件6-3未被压扁且第二感压检测构件6-2被压扁的状态对应。即,该输出电压的组合表示图4所说明的夹入的状态。因此,电压检测电路2在该输出电压的组合时判断为夹入的状态,输出表示“夹入”的检测信号DSEN。
[0124] 另外,第一传感器SN1的输出电压SN1_N12为电压L1且第二传感器SN2以及第三传感器SN3的输出电压SN2_N12以及SN3_N12为电压H1的组合如图6所说明的那样表示第一感压检测构件6-1被压扁、第二感压检测构件6-2以及第三感压检测构件6-3未被压扁的情况。因此,电压检测电路2在该输出电压的组合时判断为产生了倾斜方向的拉拔的状态,输出表示“倾斜方向的拉拔”的检测信号DSEN。
[0125] 进一步,第三传感器SN3的输出电压SN3_N12为电压L1且第一传感器SN1以及第二传感器SN2的输出电压SN1_N12以及SN2_N12为电压H1的组合如图5所说明的那样表示第三感压检测构件6-3被压扁、第一感压检测构件6-1以及第二感压检测构件6-2未被压扁的情况。因此,电压检测电路10在该输出电压的组合时判断为产生了垂直方向的拉拔的状态,输出表示“垂直方向的拉拔”的DSEN。
[0126] <<诊断模式下的判断>>
[0127] 在诊断模式下,如图7所示,第二开关SW11以及第三开关SW20被设为接通状态。由此,终端电阻用的二极管DT向正向偏压。例如,在第二传感器SN2中,在电极线SNL1与SNL2之间不产生短路、并且在电极线SNL1以及SNL2不产生断线的情况下,第二传感器SN2的输出电压SN2_N12成为(Vd-0.3(V))×R1/(R1+R2)=(5-0.3)×10/(10+1)=约4.27(V)。该电压4.27(V)在图8中被表示为电压H2。此外,在上述式中,0.3(V)如上述那样是因二极管DT的电压下降而产生的电压。
[0128] 另一方面,例如在第二传感器SN2中,当在电极线SNL1或者SNL2中产生断线时,在电极线SNL1的第二端部N12与电极线SNL2的第二端部N22之间不会流通电流。其结果是,第二传感器SN2的输出电压SN2_N12的电压成为与0(V)的第二电压Vs几乎相同的电压L2。
[0129] 电压检测电路2判断第一传感器SN1~第三传感器SN3的输出电压SN1_N12~SN3_N12是电压H2还是电压L2,将判断结果输出为诊断信号FAIL。即,电压检测电路2将输出电压为电压L2的传感器以表示故障(断线的有无)的诊断信号FAIL向操作/报告部107通知。此外,在诊断模式下,即便在3个传感器中的一个传感器输出了电压L2的情况下,电压检测电路2也可以通过诊断信号FAIL向操作/报告部107通知夹入检测传感器103发生了故障。
[0130] 在电极线SNL1与SNL2发生短路的情况下,由终端电阻用的二极管DT产生的电压下降的电压量从上述的式中消失,例如,第二传感器SN2的输出电压SN2_N12成为约4.54(V)。电压检测电路2也可以判断该电压,输出表示短路所涉及的故障的诊断信号FAIL,向操作/报告部107通知故障(短路)。
[0131] (第二实施方式)
[0132] 图9是表示第二实施方式所涉及的检测部的结构的框图。在第二实施方式中,在指定了诊断模式时,向电极线SNL1、SNL2供给的电压随时间发生变化。由此,若没有产生断线,则从传感器SN1~SN3向电压检测电路2供给随时间发生变化的输出电压。相对于此,在产生了断线时,向电压检测电路2供给的输出电压成为不会随时间变化的第二电压V2(L2)。因此,电压检测电路2通过判断传感器SN1~SN3的输出电压是否随时间变化,能够判断是否产生断线的故障。
[0133] 接下来,更具体地进行说明。在第二实施方式所涉及的电压检测电路2上,相对于第一实施方式所涉及的电压检测电路而追加比较电路CMP以及电压可变电路4。在电压可变电路4中,当从控制部CNT例如供给高电平的电压控制信号Vcnt时,以被供给的第一电压Vd为基础,将电压值随时间变化的第三电压(可变电压)输出为电压Vdv。相对于此,在电压控制信号Vcnt为低电平时,电压可变电路4将被供给的第一电压Vd输出为电压Vdv。
[0134] 在第二偏压电路BCK2上,替代第一电压Vd而被供给从电压可变电路4输出的电压Vdv。此外,在第一偏压电路BCK1上,与第一实施方式同样地被供给第一电压Vd。
[0135] 比较电路CMP具备与电极线SNL1的第二端部N12连接的输入端子IN1、被供给来自电压可变电路4的电压Vdv的输入端子IN2以及输出端子OUT。比较电路CMP从输出端子OUT输出与输入端子IN1中的电压和输入端子IN2中的电压之差相应的输出电压。
[0136] 在控制部CNT中,被提供来自比较电路CMP的输出电压与模式信号MOD。控制部CNT在模式信号MOD指定了诊断模式时,将电压控制信号Vcnt设为高电平,在模式信号MOD指定了检测模式时,将电压控制信号Vcnt设为低电平。由此,在诊断模式下,从电压可变电路4向比较电路CMP和第二偏压电路BCK2供给电压值随时间变化的电压Vdv。另一方面,在检测模式下,从电压可变电路4向比较电路CMP与第二偏压电路BCK2供给电压值不会随时间变化的电压Vdv。
[0137] 在诊断模式下,若不产生断线,则电极线SNL1的第二端部N12中的电压成为将从电压Vdv减去二极管DT的电压下降量而成的电压被由上拉电阻R1以及下拉电阻R2构成的分压电路分压之后的电压值。由于电压Vdv的电压值随时间变化,因此第二端部N12中的分压电压也与电压Vdv的变化同步地发生变化。
[0138] 在诊断模式下,若不产生断线,则比较电路CMP的输入端子IN1以及IN2中的电压彼此同步地变化。因此,从比较电路CMP输出的输出电压的电压值不会随时间变化。若与第一实施方式同样地使上拉电阻R1为10(KΩ)、下拉电阻R2为1(KΩ)、二极管DT的电压下降为0.3(V),则即便电压Vdv发生变化,输入端子IN1与IN2之间的电压差也成为规定的电压差(约0.73(V))。
[0139] 相对于此,当在电极线SNL1或者SNL2产生断线时,在比较电路CMP的输入端子IN1被供给第二电压Vs,因此输入端子IN1与IN2之间的电压差增大,并且电压差随着时间发生变化。
[0140] 控制部CNT判断比较电路CMP的输出电压是上述的依据规定的电压差的值或者是伴随着时间发生变化。在比较电路CMP的输出电压为依据规定的电压差的值的情况下,控制部CNT判断为在第一传感器SN1中没有产生断线。相对于此,在比较电路CMP的输出电压伴随着时间发生变化的情况下,控制部CNT判断为在第一传感器中产生了断线。
[0141] 在图9中进行了省略,但在第二传感器SN2以及第三传感器SN3中也与第一传感器SN1同样地设置比较电路CMP。控制部CNT基于来自与第二传感器SN2以及第三传感器SN3对应的比较电路的输出电压,判断在第二传感器SN2以及第三传感器SN3中是否产生断线。控制部CNT将判断的结果输出为诊断信号FAIL。
[0142] 此外,在指定了检测模式的情况下,控制部CNT将与来自对应于第一传感器SN1~第三传感器SN3各自的比较电路的输出电压的组合对应的状态输出为检测信号DSEN。
[0143] <低消耗电力>
[0144] 在第一实施方式以及第二实施方式中,构成传感器的一对电极线SNL1、SNL2间在检测模式时由作为终端电阻发挥功能的单向元件连接。由此,能够使相对于噪声的耐性提高并且实现低消耗电力化。
[0145] 作为比较例,考虑在电极线SNL1与第一电压Vd之间连接上拉电阻R1、在电极线SNL2与接地电压之间连接下拉电阻R2、利用终端电阻R3连接电极线SNL1、SNL2间的结构。该情况下,将上拉电阻R1、下拉电阻R2以及终端电阻R3的电阻值设为彼此相同的电阻值R。由此,在检测模式下,也能够检测夹入与电极线SNL1、SNL2的断线。
[0146] 即,在通过外力使电极线SNL1与SNL2接触的情况下,电极线SNL1的电压通过由电阻R1与R2构成的分压电路确定(Vd/2R)。相对于此,在电极线SNL1与SNL2不接触的情况下,电极线SNL1的电压通过由电阻R1、R2以及R3构成的分压电路确定(Vd/3R)。因此,能够以电极线SNL1的电压为基础来检测夹入。另外,在电极线SNL1或者SNL2发生断线的情况下,电极线SNL1的电压成为第一电压Vd。因此,能够将产生断线的情况下的电极线SNL1的电压设为与通过有无夹入而确定的电压不同的电压,能够检测断线。
[0147] 然而,为了抑制通过噪声的影响使电极线SNL1或者SNL2的电压发生变动的情况,需要减小上述的电阻值R。当减小电阻值R时,在上拉电阻R1、终端电阻R3以及下拉电阻R2始终流通的电流增大,消耗电力增大。
[0148] 在第一实施方式以及第二实施方式中,在检测模式时,设为逆偏压,使得在单向元件中流通的电流减少。由此,在检测模式时能够实现低消耗电力化。另一方面,在诊断模式中,在单向元件中流通的电流增大,但仅在必要时指定诊断模式即可,能够抑制消耗电力的增加。进一步,在诊断模式下,通过单向元件的电压下降,能够降低向由上拉电阻R1以及下拉电阻R2构成的串联电路供给的电压,因此也能够抑制消耗电流。
[0149] 根据实施方式,如所述那样,也能够判断短路所涉及的故障。然而,短路的判断基于与由二极管DT产生的电压下降相当的较小电压来进行。为了更准确地检查电极线中的短路以及断线这两方,期望将第一实施方式以及第二实施方式所说明的检测模式与诊断模式组合起来。该情况下,期望的是,检查通过确认在门中没有夹入物体来执行。在检查中,通过指定诊断模式,如实施方式所说明的那样,能够判断在电极线上是否产生了断线。另外,在检查中,通过指定检测模式,能够判断电极线的短路。即,在尽管门中没有夹入物体而传感器SN1~SN3的输出电压SN1_N12~SN3_N12(图8)中的任一者成为电压L1的情况下,能够判断为在输出电压L1的传感器中的电极线上产生了短路。
[0150] 在第一实施方式以及第二实施方式中,说明了在一个夹入检测传感器103具备3个感压检测构件的情况、即具备3个传感器的情况。然而,夹入检测传感器103所具备的感压检测构件(传感器)的数量也可以不足3个或者为4个以上。
[0151] 以上,基于实施方式对由本发明人作出的发明进行了具体说明,但本发明不限于所述实施方式,能够在不偏离其主旨的范围内进行各种变更是不言而喻的。例如,在实施方式中,将铁路车辆作为适用对象进行了说明,但适用对象也可以是汽车、站台门、电梯或者车尾门等。
权利要求:1.一种检测装置,其特征在于,
所述检测装置具备:
夹入检测传感器,其具备检测构件;以及
检测部,其与所述夹入检测传感器连接,且在指定了检测模式时输出依据由所述夹入检测传感器检测出的结果的检测信号,在指定了诊断模式时输出依据所述夹入检测传感器的故障的诊断信号。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,
所述检测构件具备沿所述夹入检测传感器的延伸方向延伸并通过单向元件将各自的第一端部连接起来的一对电极线,
所述检测部与所述一对电极线的第二端部连接,且在指定了所述诊断模式时输出依据所述一对电极线中的断线的有无的诊断信号。
3.根据权利要求2所述的检测装置,其特征在于,
所述检测部具备:
检测电路,其与所述一对电极线中的一方的电极线连接;
第一偏压电路,其与所述一对电极线中的一方的电极线的第二端部连接,且向所述一方的电极线的第二端部供给第一电压或者第二电压;
第二偏压电路,其与所述一对电极线中的另一方的电极线的第二端部连接,且向所述另一方的电极线的第二端部供给第二电压或者第一电压;以及
模式切换电路,其依据指定所述检测模式以及所述诊断模式的模式信号,来控制所述第一偏压电路以及第二偏压电路,
在所述检测模式时,所述第一偏压电路以及第二偏压电路对所述一对电极线供给电压以使得所述单向元件向逆向偏压,在所述诊断模式时,所述第一偏压电路以及第二偏压电路对所述一对电极线供给电压以使得所述单向元件向正向偏压。
4.根据权利要求3所述的检测装置,其特征在于,
所述第一偏压电路具备在所述第一电压与所述第二电压之间串联连接的第一开关和第二开关、以及在连接所述第一开关与所述第二开关的连接节点和所述一方的电极线的第二端部之间连接的第一电阻元件,
所述第二偏压电路具备在所述第二电压与所述第一电压之间串联连接的第三开关和第四开关、以及在连接所述第三开关与所述第四开关的连接节点和所述另一方的电极线的第二端部之间连接的第二电阻元件,
所述模式切换电路依据模式信号,将所述第一开关与所述第二开关互补地控制为接通状态,并将所述第三开关与所述第四开关互补地控制为接通状态。
5.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,
所述检测电路具备比较电路,该比较电路具备与所述一方的电极线连接的输入端子和供给所述第一电压的输入端子,
所述第一电压是从电压可变电路供给的可变电压。
6.根据权利要求2所述的检测装置,其特征在于,
所述夹入检测传感器具备沿所述夹入检测传感器的延伸方向延伸的多个检测构件,
所述多个检测构件各自具备通过单向元件将各自的第一端部连接起来的一对电极线,
所述检测部与所述一对电极线的第二端部连接,且在指定了所述诊断模式时输出依据所述多个检测构件中的一对电极线的断线的有无的诊断信号,在指定了所述检测模式时输出与所述多个检测构件中的一对电极线的电压的组合相应的状态。
7.根据权利要求6所述的检测装置,其特征在于,
所述多个检测构件各自具备彼此分离的四根电极线,
所述一对电极线各自通过连接所述四根电极线中的两根电极线来构成。
公开号:CN110596779
申请号:CN201910493501.0A
发明人:秋元克弥 铃木秀一 川濑贤司
申请人:日立金属株式会社
申请日:2019-06-06
公开日:2019-12-20
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