DE60015524T2

DE60015524T2 - Druckempfindliche sensoreinrichtung und öffnungs-und verschlussvorrichtung

Info

Publication number: DE60015524T2
Application number: DE60015524T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Ogino; Naofumi Nakatani; Koji Yoshino; Takeshi Nagai; Narutoshi Kanazawa; Masahiko Ito; Yuko Fujii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: EP1177362A1; KR100613534B1; ATE281582T1; KR20020001875A; CN1350612A; US20050166680A1; US7174790B2; EP1177362B1; US6747399B1; CN1152187C; CN1544788A; DE60015524D1; TW513358B; US20040195940A1; CN1288321C; WO2000070179A1; US6951140B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen druckempfindlichen Sensor, eine Objekterfassungsvorrichtung und eine Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung, die zum Verhindern der Ergreifung eines Objekts bei elektrisch betriebenen Fahrzeugfenstern, motorgetriebenen Schiebetüren, motorgetriebenen Sonnendächern, automatischen Gebäudetüren usw. benutzt werden.
STAND DER TECHNIK
Bisher wird ein druckempfindlicher Sensor zum Verhindern der Ergreifung eines Gegenstandes benutzt, z.B. ein druckempfindlicher Schalter des Typs, der einen Kontakt durch Druck schließt, wie z.B. in USP 3,465,476 oder der japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 41-15095 offenbart. Dieser Typ des druckempfindlichen Schalters kann Erfassungsfehler verursachen, wenn der druckempfindliche Schalter gebogen und geschlossen wird, wenn er entlang einem Fensterrahmen angeordnet ist.
Folglich ist als ein druckempfindlicher Sensor, der, wenn gebogen, keinen Erfassungsfehler verursacht, ein piezoelektrischer Sensor offenbart worden. Zum Beispiel offenbart USP 5,907,213 ein Beispiel der Verwendung eines piezoelektrischen Sensors mit einem nicht piezoelektrischen Bereich und einem piezoelektrischen Bereich als der druckempfindliche Sensor, bei dem nur der Teil mit dem piezoelektrischen Bereich direkt an dem Fensterrahmen des motorgetriebenen Fensters angeordnet ist. Wenn bei dieser Anordnung die Fensterscheibe des motorgetriebenen Fensters geschlossen wird, wird, wenn ein Objekt zwischen dem Fensterrahmen und der Fensterscheibe ergriffen wird, der piezoelektrische Sensor durch den Druck des Objekts deformiert, und ein Spannungsinpuls wird von dem piezoelektrischen Sensor ausgegeben, und das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Objekts zwischen dem Fensterrahmen und der Fensterscheibe wird abhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein dieses Spannungsimpulses erfasst.
Eine Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung, die einen piezoelektrischen Sensor verwendet, wird in USP 4,943,757 offenbart. Sie umfasst einen piezoelektrischen Sensor, der in einen Fenstergummi eingebaut ist, der in dem Fensterrahmen angeordnet ist, und einen Motor zum Antreiben der Fensterscheibe auf der Basis des Ausgangssignals des piezoelektrischen Sensors. Wenn beim Schließen der Fensterscheibe ein Objekt zwischen dem Fensterrahmen und der Fensterscheibe ergriffen wird, wird der piezoelektrische Sensor durch den Druck des Objekts deformiert, und ein Spannungsimpuls wird von dem piezoelektrischen Sensor ausgegeben, und wenn dieser Spannungsimpuls eine Ergreifungserfassungsschwelle übersteigt, wird der Motor rückwärts gedreht, und die Ergreifung wird losgelassen.
Da jedoch bei dem piezoelektrischen Sensor von USP 5,907,213 derselbe direkt an dem Fensterrahmen angeordnet ist, wird, wenn das Objekt den piezoelektrischen Sensor drückt, der piezoelektrische Sensor kaum deformiert. Folglich wird, wenn das Ergreifen durch eine Bewertungsvorrichtung erfasst wird, kein ausreichender Spannungsimpuls zum Erfassen von dem piezoelektrischen Sensor erzeugt.
Sofern bei der Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung von USP 4,943,757 der Fenstergummi nicht ausreichend weich ist, wird, wenn das Objekt den piezoelektrischen Sensor durch den Fenstergummi drückt, der piezoelektrische Sensor kaum verformt, und ein ausreichender Spannungsimpuls wird von dem piezoelektrischen Sensor nicht ausgegeben. Die Fensterscheibe fährt folglich mit dem Schließen fort, bis der Spannungsimpuls die Ergreifungserfassungsschwelle übersteigt, und die an das Objekt angelegte Last nimmt zu, bis die Ergreifung losgelassen wird, und das Objekt kann zerbrochen werden, oder ein Spannungsimpuls größer als die Erfassungsschwelle wird nicht erzeugt, und die Ergreifungsschwelle wird nicht losgelassen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung soll diese Probleme des Standes der Technik lösen und präsentiert:

(A) Einen druckempfindlichen Sensor, der in einer Öffnung oder einer Öffnungs-Schließungs-Einheit angeordnet ist und durch Druck eines Objekts leicht verformt wird;
(B) eine Objekterfassungsvorrichtung, die die Berührung eines Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor unter Verwendung des druckempfindlichen Sensors sicher erfasst, und
(C) eine Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung, die imstande ist, die an das Objekt angelegte Last bis zum Loslassen der Ergreifung zu verringern, wenn das Objekt ergriffen wird.

Der in der Erfindung offenbarte druckempfindliche Sensor umfasst:

(a) eine druckempfindliche Einrichtung zum Erzeugen eines verformungsabhängigen Ausgangssignals, und
(b) eine Halteeinrichtung zum Halten der druckempfindlichen Einrichtung wenigstens an ei ner Öffnung oder an einer Öfnnungs-Schließungs-Einheit zum Öffnen und Schließen dieser Öffnung, wobei die Halteeinrichtung flexibler ist die druckempfindliche Einrichtung. Aufgrund dieses Merkmals verformt sich, wenn ein Objekt mit dem druckempfindlichen Sensor in Berührung kommt, die Halteeinrichtung leicht zusammen mit der druckempfindlichen Einrichtung, um so die Verformung der druckempfindlichen Einrichtung nicht zu behindern, und der druckempfindliche Sensor erzeugt ein ausreichendes Ausgangssignal zur Erfassung.

Die Empfindlichkeit der druckempfindlichen Einrichtung kann erhöht werden, indem die Halteeinrichtung mit einem Deformationsverstärkungsabschnitt zum Verstärken der Deformation der durckempfindlichen Einrichtung versehen wird. Die Empfindlichkeit der druckempfindlichen Einrichtung wird werter erhöht, indem ein hohler Teil in dem Deformationsverstärkungsabschnitt gebildet wird, sodass der hohle Teil durch den Druck des Objekts deformiert wird, um den Deformationsbetrag der druckempfindlichen Einrichtung zu erhöhen.
Wenn die Halteeinrichtung mit einer Schwingungsdämpfungseinheit versehen wird, wird unerwünschte Schwingung, die auf die druckempfindliche Einrichtung übertragen wird, gedämpft, und die druckemepfindliche Einrichtung gibt kein solches Ausgangssignal aus, das einen Erfassungsfehler verursacht.
Des Werteren werden, wenn die Schwingungsdämpfungseinheit auch als der Deformationsverstärkungsabschnitt dient und die Hafteeinrichtung aus einem Teil des Autofenstergummis gebildet wird, die Komponenten in ihrer Zahl reduziert und rationalisiert.
Wenn die druckempfindliche Einrichtung in der Öffnung angeordnet wird, sodass die kürzeste Entfernung zu der Öffnungs-Schließungs-Einheit in einem Bereich von 3 mm bis 5 mm liegt, ist es möglich, das Ergreifen einer Stange zu erfassen, deren Mindestdurchmesser 4 mm oder mehr beträgt, wie in FMVSS118, der US-Vorschrift für Ergreifung bei elektrische betätigten Fenstern, verlangt.
Die Zuverlässigkeit wird gesteigert, indem Widerstände zum Erfassen von Elektrodenbrüchen zwischen einer Vielzahl von Elektroden zum Herausleiten von Signalen des druckempfindlichen Sensors angeordnet werden.
Der druckempfindliche Sensor kann auch aus einem flexiblen piezoelektrischen Sensor gebildet werden, sodass die Hafteeinrichtung den piezoelektrischen Sensor entlang der Form des Befestigungsabschnitts flexibel hält. Als Folge wird der Freiheitsgrad der Konstruktion des Befestigungsabschnitts erhöht, und es ist leicht, die mechanische Konstruktionsfestig keit zu erhöhen. Da außerdem die Lücke zwischen dem druckempfindlichen Sensor und dem Ergreifungsabschnitt verschmälert wird, wenn ein Objekt ergriffen wird, kommt das Objekt sicher mit dem druckempfindlichen Sensor in Berührung.
Der piezoelektrische Sensor wird mittels eines piezoelektrischen Verbundmaterials geformt, das amorphes cloriertes Polyethylen, kristallines chloriertes Polyethylen und piezoelektrisches Keramikpulver mischt. Indem er sowohl die Flexibilität vom amorphem chloriertem Polyethylen als auch die hohe Temperaturfestigkeit von kristallinem chloriertem Polyethylen aufweist, ist er frei von einer Abnahme der Empfindlichkeit, wie bei dem herkömmlichen piezoelektrischen Sensor erfahren, der Vinyliden-Polyfluorid als piezoelektrisches Material verwendet, und die Hochtemperaturbeständigkeit ist ausgezeichnet, und der Vulkanisierungsprozess ist beim Formen nicht erforderlich, sodass der Produktionswirkungsgrad hervorragend ist.
Die Erfindung präsentiert werter eine Objekterfassungsvorrichtung, die diesen druckempfindlichen Sensor und eine Einrichtung zum Bestimmen der Berührung eines Objekts auf der Basis des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors umfasst.
Die Sicherheit wird erhöht, indem diese Objekterfassungsvorrichtung mit einer Mitteilungseinrichtung versehen wird, die das Bestimmungsergebnis der Bestimmungseinrichtung an eine dritte Partei berichtet.
Durch Verbinden des druckempfindlichen Sensors direkt mit der Bestimmungseinrichtung und Integrieren des druckempfindlichen Sensors und der Bestimmungseinrichtung in einen Körper sind Stecker und andere Verbindungsteile nicht erforderlich, Kontaktfehler und andere Probleme werden beseitigt, und die Zuverlässigkeit wird erhöht, und außerdem werden die Komponenten rationalisiert.
Die Bestimmungseinrichtung ist ferner mit einem Filter versehen, das eine spezifzierte Frequenzkomponente nur aus dem Ausgangssignal des druckempfindlichen Sensors extrahiert. Das Filter entfernt das Ausgangssignal infolge der in den druckempfndlichen Sensor ausgebreiteten unerwünschten Schwingung, und die Genauigkeit des Bestimmens einer Berührung eines Objekts wird daher gesteigert. Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung wird erhöht, indem eine anomale Funktion des Sensors auf der Basis des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors, das der Schwingung entspricht, bestimmt wird.
Die Objekterfassungsvorrichtung der Erfindung umfasst werter eine Entladeeinheit zum Ent laden der in dem piezoelektrischen Sensor erzeugten elektrischen Ladung. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert und infolge des pyroelektrischen Effekts eine elektrische Ladung in dem piezoelektrischen Sensor erzeugt wird, ist sie, da diese elektrische Ladung von der Entladeeinheit entladen wird, frei von Bestimmungsfehlern der Berührung eines Objekts infolge von Änderungen der Umgebungstemperatur.
Die Bestimmungseinrichtung berechnet den integrierten Wert des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors pro Zeiteinheit und bestimmt die Berührung eines Objekts auf der Basis dieses integrierten Wertes. Selbst wenn die Schiebegeschwindigkeit des Drucks des Objekts auf den druckempfindlichen Sensor langsam ist, oder wenn ein weiches Objekt berührt wird, kann die Berührung des Objekts sicher bestimmt werden.
Des Weiteren wird in dieser Objekterfassungsvorrichtung eine Umgehungseinheit zum Vorbeileiten von Hochfrequenzsignalen zwischen einer Signaleingabeeinheit von dem druckempfindlichen Sensor und einer Signalausgabeeinheit zum Ausgeben des Bestimmungsergebnisses der Berührung des Objekts bereitgestellt. Als Folge werden, wenn ein starkes elektrisches Feld an den druckempfindlichen Sensor oder die Bestimmungseinrichtung angelegt wird und Hochfrequenzssignale von der Signaleingabeeinheit eindringen, die Hochfrequenzsignale zu der Signalausgabeeinheit geleitet, um aus der Bestimmungseinrichtung zu entweichen, sodass keine Bestimmungsfehler auftreten. Ferner treten durch Anordnen ' der Signaleingabeeinheit und der Signalausgabeeinheit näher beieinander und Verkürzen der Umgehungsstrecke der Hochfrequenzsignale keine Bestimmungsfehler der Berührung eines Objekts auf, wenn Hochfrequenzssignale von der Signaleingabeeinheit eindringen.
Des Werteren präsentiert die Erfindung eine Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung, die diese Objekterfassungsvorrichtung, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Öffnungs-Schließungs-Einheit und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung umfasst, um die Öffnungs-Schließungs-Einheit auf der Basis des Ausgangssignals der Bestimmungseinrichtung zu öffnen. Diese Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung bestimmt die Berührung mit einem Objekt sofort und sicher und stoppt den Schließvorgang der Öffnungs-Schließungs-Einheit oder öffnet sie. Die Last, die an das Objekt vom Beginn des Ergreifens eines Objekts bis zum Aufheben des Ergreifens angelegt wird, wird daher verringert.
Die Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung der Erfindung umfasst werter eine Berührungsentscheidungseinheit der Öffnungs-Schließungs-Einheit zum Erfassen des Antriebszustandes, z.B. Öffnungs- oder Schließgeschwindigkeit und Antriebsstrom, wenn die Antriebseinrichtung die Öffnungs-Schließungs-Einheit antreibt, und Beurteilen der Berührung des Objekts mit der Öffnungs-Schließungs-Einheit auf der Basis des erfassten Antriebszustandes. Die Antriebseinrichtung wird auf der Basis des Ausgangssignals entweder der Entscheidungseinheit oder der Objekterfassungsvorrichtung gesteuert. Wenn z.B. entweder die Objekterfassungsvorrichtung oder die Berührungsentscheidungseinheit der Öffnungs-Schließungs-Einheit das Ergreifen feststellt, wird die Antriebseinrichtung so gesteuert, dass der Schließvorgang der Öffnungs-Schließungs-Einheit angehalten oder sie geöffnet wird, sodass die Sicherheit erhöht wird.
Wenn eine Funktionsanomalie in der Objekterfassungsvorrichtung auftritt, steuert die Steuereinrichtung die Antriebseinrichtung auf der Basis des Ausgangssignals der Berührungsentscheidungseinheit der Öffnungs-Schließungs-Einheit, sodass die Sicherheit erhöht wird.
Wenn bei der Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung der Erfindung die Öffnungs-Schließungs-Einheit geschlossen wird, steuert die Steureinheit die Abtriebseinrichtung so, dass sie geschlossen wird, nachdem sie einmal für eine spezifizierte Strecke oder eine spezifzierte Zeit geöffnet war. Wenn bei diesem Verfahren der Druck des Objekts bereits an den druckempfindlichen Sensor angelegt wird, bevor die Öffnungs-Schließungs-Einheit geschlossen wird und der druckempfindliche Sensor nicht verformt werden kann, wird, nachdem die Verformung des druckempfindlichen Sensors einmal wiederhergestellt ist, der druckempfindliche Sensor durch den Druck des Objekts erneut verformt. Als Folge wird die Berührung des Objekts festgestellt, und das Ergreifen des Objekts kann verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die äußere Erscheinung einer Objekterfassungsvorrichtung und einer Öffnungsschließungs-Vorrichtung in Ausführung 1 der Erfindung.
2 ist eine Strukturschnittansicht an der Stelle 2–2 in 1.
3(a) zeigt eine äußere Erscheinung des druckempfinflichen Sensors der Vorrichtung, wie von der Innenseite des Abteils gesehen.
3(b) zeigt eine äußere Erscheinung des druckempfinflichen Sensors der Vorrichtung, wie von der Außenseite des Abteils gesehen.
4 ist eine Strukturschnittansicht des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung.
5 zeigt eine äußere Erscheinung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung.
6 ist eine Strukturschnittansicht, die die Konfiguration des druckempfindlichen Sensors und der Entscheidungseinrichtung der Vorrichtung zeigt.
7 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung.
8 ist eine Schnittansicht an der Stelle 2–2 in 1 im Fall der Ergreifung eines Objekts.
9 ist eine Strukturschnittansicht an der Stelle 2–2 in 1 im Fall der Ergreifung eines Objekts nahe seinem Ende.
10 ist ein Wellenformdiagramm des Ausganssignals V des Filters der Vorrichtung, des Entscheidungsausgangs J der Ergreifungsentscheidungseinheit und der an den Motor angelegten Spannung V_m.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsprozedur der Vorrichtung zeigt.
12(a) zeigt eine andere Ausführung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung.
12(b) zeigt eine andere Ausführung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung, insbesondere eine Schnittstruktur einer Anordnung der Biegung der Seitenwand der Halteeinrichtung.
12(c) zeigt eine andere Ausführung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung, insbesondere eine Schnittstruktur einer Anordnung der Freilegung eines Teils des piezoelektrischen Sensors nach außen.
12(d) zeigt eine andere Ausführung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung, insbesondere eine Schnittstruktur, bei der die Halteeinrichtung aus einem Teil des Fenstergummis 18 gebildet ist.
13 ist eine Strukturschnittansicht des am oberen Ende der Fensterscheibe angeordneten druckempfindlichen Sensors.
14 ist eine Strukturschnittansicht des an der Kante der Seitensonnenblende angeordneten druckempfindlichen Sensors.
15 ist ein Wellenformdiagramm des Ausgangssignals V der Filters einer Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung in Ausführung 2, des integrierten Wertes S, des Entscheidungsausgangs J der Entscheidungseinrichtung und der an den Motor angelegten Spannung V_m.
16 ist ein Wellenformdiagramm, das die Beziehung des Ausgangssignals S_d der Tür- Öffnen-Schließen-Erfassungseinheit einer Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung in Ausführung 3 und des Ausgangssignals V eines Filters 30 zeigt.
17 ist ein Wellenformdiagramm der an die Antriebseinrichtung angelegten Spannung V_m in einer Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung in Ausführung 4.
18 zeigt das Aussehen einer Objekterfassungsvorrichtung und Öffnungs-Schließungs-Vorrichtung in Ausführung 5.
19 ist eine Schnittansicht an der Stelle 19–19 in 18.
20 ist eine Strukturzeichnung des druckempfindlichen Sensors der Vorrichtung.
21 zeigt das Aussehen einer anderen Ausführung des druckempfindlichen Sensors der an einer Schiebetür angeordneten Vorrichtung.
22 zeigt das Aussehen einer anderen Ausführung des druckempfindlichen Sensors der an einer Schiebetür angeordneten Vorrichtung.
23 zeigt das Aussehen von Ausführung 6.
24 zeigt das Aussehen von Ausführung 7.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
(Ausführung 1)
Die Ausführung 1 wird im Folgenden mit Verweis auf 1 bis 14 beschrieben.
1 ist eine Ansicht des Aussehens einer Objekterfassungsvorrichtung und einer Öffnen-Schließen-Vorrichtung in Ausführung 1, die ein Beispiel der Anwendung in einem elektrischen Fenster eines Automobils zeigt, und 1 ist eine Schnittansicht der Struktur an der Stelle 2–2 in 1. In 2 zeigt die rechte Seite der Zeichnung die Innenseite des Abteils, und die rechte Seite zeigt die Außenseite des Abteils.
Wie in 1 gezeigt besitzt eine Fahrzeugtür 1 einen Fensterrahmen 200 als eine Öffnung und eine Fensterscheibe 3 als eine Öffnen-Schließen-Einheit, und ein druckempfindlicher Sensor 4 ist an der Endrandkante des Fensterrahmens 200 angeordnet. Eine Entscheidungseinrichtung 5 beurteilt die Berührung eines Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor 4 auf der Basis eines Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors 4.
Die Öffnen-Schließen-Vorrichtung umfasst diese Objekterfassungsvorrichtung, eine Antriebseinrichtung 6 zum Öffnen und Schließen der Fensterscheibe 3 und eine Steuereinrichtung 7 zum Steuern der Antriebseinrichtung 6. Die Antriebseinrichtung 6 besteht aus einem Motor 8, einem Draht 9, einem Auflager 10 der Fensterscheibe 3, einer Führung 11 und anderem. Der Draht 9 wird durch den Motor 8 bewegt, und das mit dem Draht 9 verbundene Auflager 10 wird entlang der Führung 11 auf und ab bewegt, sodass die Fensterscheibe 3 geöffnet und geschlossen wird. Die Antriebseinrichtung 6 ist nicht auf den Typ, der einen Draht benutzt, begrenzt, sondern kann durch ein anderes Verfahren verwirklicht werden. Die Steuereinrichtung 7 kann mit dem Motor 8 integriert sein.
Wein 2 gezeigt, besteht der druckempfindliche Sensor 4 aus einem flexiblen piezoelektrischen Sensor 12 als druckempfindliche Einrichtung und einer Halteeinrichtung 13. Die Halteeinrichtung 13 umfasst einen elastischen Körper aus Gummi oder ein geschäumtes Kunstharzelement weicher als der piezoelektrische Sensor 12, wobei der piezoelektrische Sensor 12 nahe der untersten Stelle eingeschlossen ist. Das heißt, durch Definieren der Kompressionslast pro Verformungseinheit als die Kompressibilität, wenn der piezoelektrische Sensor 12 oder der elastische Körper 14 durch ein Element einer spezifizierten Form komprimiert wird, besteht der elastische Körper 14 aus einem sochen Material, dass die Kompressibilität des elastischen Körpers 14 kleiner sein kann als die Kompressibilität des piezoelektrischen Sensors 12. Außerdem wird für den Fall der Verformung des piezoelektrischen Sensors 12 die Wanddicke der Halteeinrichtung 13 um den piezoelektrischen Sensor 12 herum reduziert. Die Halteeinrichtung 13 besitzt einen Deformationsverstärkungsabschnitt 15 zum Verstärken der Verformung des piezoelektrischen Sensors 12. Der Deformationsverstärkungsabschnitt 15 hat einen hohlen Teil 16 und eine Seitenwand 17. Die Hafteeinrichtung 13 besitzt auch einen Schwingungsdämpfungsabschnitt zum Dämpfen der Schwingung, und der Schwingungsdämpfungsabschnitt dient auch als die Seitenwand 17. Die Resonanzfrequenz der Seitenwand 17 beträgt vorzugsweise 10 Hz oder weniger. Ein Fenstergummi 18 ist in dem Fensterrahmen 200 angeordnet. Wenn die Kompressibilität des elastischen Körpers 14 größer ist als die des piezoelektrischen Sensors 12, kann durch Formen des Deformationsverstärkungsabschnitts 15 mit dem hohlen Teil 16 die Kompressibilität der Halteeinrichtung 13 kleiner als die des piezoelektrischen Sensors 12 festgelegt werden.
Der piezoelektrische Sensor 12 ist vorzugsweise in dem Fensterrahmen 200 so anzuordnen, dass der kürzeste Abstand zu der Fensterscheibe 3 in einem Bereich von 3 mm bis 5 mm liegt. Da bei dieser Ausführung, wie in 2 gezeigt, der piezoelektrische Sensor 12 in der Hafteeinrichtung 13 eingeschlossen ist, kann die Halteeinrichtung 13 in dem Fensterrahmen 200 so angeordnet werden, dass der kürzeste Abstand (x) zwischen der Halteeinrichtung 13 und der Fensterscheibe 3 in einem Bereich von 3 mm bis 5 mm liegen kann.
Alternativ kann, wenn ein Objekt 190 mit spezifizierten Abmessungen, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angedeutet, in der Fensterscheibe 3 fast an seinem Ende ergriffen wird, der piezoelektrische Sensor 12 in dem Fensterrahmen 200 so angeordnet werden, dass sich ein Teil des piezoelektrischen Sensors 12 auf der Seite der Fensterscheibe 3 von der Stelle (gerade Linie L₁ in 2) des Objekts 190 befinden kann. Oder der piezoelektrische Sensor 12 kann in dem Fensterrahmen 200 so angeordnet werden, dass sich ein Teil des piezoelektrischen Sensors 12 in einem durch die Mittelachse L₂ und L₁ gebildeten Winkel der Fensterscheibe 3 befinden kann. Hier kann L₁ als eine gerade Linie bestimmt werden, die durch das obere Ende des Gesamtverschlusses (Punkt P₁ in 2) der Fensterscheibe 3 und das Fensterscheiben- 3 Seitenende (Punkt P₂ in 2) des Fensterrahmens 200 läuft. Als das Objekt 190 wird eine Stange von 4 mm bis 200 mm im Durchmesser benutzt. Die Form der Position des an dem Fensterrahmen 200 befestigten druckempfindlichen Sensors 4 ist abhängig von der Kantenform des Fensterrahmens 200 veränderbar.
3(a) und 3(b) sind Ansichten des Aussehens des druckempfindlichen Sensors 4. 3(a) zeigt das Aussehen des druckempfindlichen Sensors 4 wie von der Innenseite des Abteils gesehen, und 3(b) zeigt das Aussehen des druckempfindlichen Sensors 4 wie von der Außenseite des Abteils gesehen, und in 3(b) berührt das Objekt 190 den druckempfindlichen Sensor 4 am Punkt P_r. Der druckempfindliche Sensor 4 ist an dem Fensterrahmen 200 mittels eines doppelseitigen Klebebandes oder eines Klebstoffs befestigt. Als andere Befestigungsverfahren kann der druckempfindliche Sensor 4 in dem Fensterrahmen 200 mittels einer keilförmigen Klemme befestigt werden, oder der druckempfindliche Sensor 4 kann in eine Rille durch Bilden einer Rille in dem Fensterrahmen 200 eingepasst werden.
4 ist eine Schnittansicht der Struktur des piezoelektrischen Sensors 12. Der piezoelektrische Sensor 12 umfasst:

(a) eine Mittelelektrode 20 als eine Elektrode zum Ausleiten eines Signals,
(b) eine Außenelektrode 21,
(c) eine zusammengesetzte Schicht 22 aus einem piezoelektrischen Verbundmaterial, das gesintertes piezoelektrisches Kermikpulver in einem elastischen Gummikörper mischt, der amorphes chloriertes Polyethylen und kristallines chloriertes Polyethylen mischt, und
(d) eine Deckschicht 23, die konzentrisch geschichtet, in ein Kabel geformt und polarisiert ist, und dieses Zusammensetzung besitzt eine hervorragende Flexibilität und erzeugt ein von der Deformation abhängendes Ausgangssignal. Als die piezoelektrische Keramik wird z.B. gesintertes Pulver aus Bleititanat oder Bleititanatsäurezirkonat benutzt.

Der piezoelektrische Sensor 12 wird in dem folgenden Prozess hergestellt. Zuerst werden ein chloriertes Polyethylenblatt und Pulver aus 40 bis 70 Vol.% piezoelektrischer Keramik (hier Bleititanatsäurezirkonat) durch ein Walzverfahren gleichmäßig in ein Blatt gemischt. Dieses Blatt wird fein in Tabletten geschnitten, und diese Tabletten werden mit der Mittelelektrode 20 kontinuierlich extrudiert, und die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22 wird gebildet. Die Außenelektrode 21 wird um die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22 gewunden. Die Deckschicht 23, die die Außenelektrode 21 umgibt, wird kontinuierlich extrudiert. Schließlich wird, um die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22 zu polarisieren, eine DC-Hochspannung von 5 bis 10 kV/mm zwischen die Mittelelektrode 20 und die Außenelektrode 21 angelegt.
Für dieses chlorierte Polyethylenblatt wird eine Mischung aus amorphem chloriertem Polyethylen und kristallinem chloriertem Polyethylen benutzt. In diesem Fall ist in Erwägung der Extrusionsverarbeitbarkeit und der piezoelektrischen Eigenschaft experimentell offenbart worden, dass es vorzuziehen ist, chloriertes Polyethylen durch Mischen von 75 Gew.% von amorphem chloriertem Polyethylen mit Molekulargewicht von 60,000 bis 150,000 und 25 Gew.% von kristallinem chloriertem Poyethylen mit Kristallinitätsgrad von 15 bis 25% und Molekulargewicht von 200,000 bis 400,000 zu verwenden. Dieses gemischte chlorierte Polyethylen kann piezoelektrisches Keramikpulver zu etwa 70 Vol.% enthalten.
Wenn diesem gemischten chlorierten Polyethylen piezoelektrisches Keramikpulver hinzugefügt wird, ist es vorzuziehen, das piezoelektrische Keramikpulver vorübergehend in eine Lösung aus Titan-Haftvermittler zu tauchen und zu trocknen. Durch diese Behandlung wird die Oberfläche des piezoelektrischen Keramikpulvers mit einer in dem Titan-Haftvermittler enthaltenen wasseranziehenden Gruppe und wasserabweisenden Gruppe bedeckt. Die wasseranziehende Gruppe verhindert Aggregation von piezoelektrischen Keramikpulverpartikeln, und die wasserabweisende Gruppe erhöht die Netzbarkeit von gemischtem chloriertem Poyethylen und piezoelektrischem Keramikpulver. Als Folge kann das piezoelektrische Keramikpulver gleichmäßig in dem gemischten chlorierten Polyethylen mit einem großen Anteil von bis zu 70 Vol-% beigefügt werden. Anstelle des Eintauchens in die Titan-Haftvermittlerlösung hat man durch Hinzufügen des Titan-Haftvermittlers beim Walzen des gemischten chlorierten Polyethylens und des piezoelektrischen Keramikpulvers erkannt, dass die gleichen Wirkungen wie oben erzielt werden. Diese Behandlung ist hervorragend unter dem Gesichtspunkt, dass sie keine besondere Tauchbehandlung in der Titan-Haftvermittlerlösung erfordert.
Die Mittelelektrode 20 kann ein gewöhnlicher Metall-Einzeldrahtleiter sein, aber in dieser Ausführung wird eine Elektrode benutzt, bei der eine Metallspule um die isolierende Polymerfaser gewunden ist. Als die isolierende Polymerfaser wird eine Polyesterfaser benutzt, die kommerziell in Heizdecken verwendet wird, und als die Metallspule wird eine Kupferlegierung, die 5 Gew.% Silber enthält, vorgezogen.
Die Außenelektrode 21 ist eine bandförmige Elektrode mit einem auf der Polymerschicht befestigten Metallfilm und ist um die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22 gewunden. Als Polymerschicht wird Polyethylenterephtalat (PET) benutzt, und die Elektrode mit einen daran befestigten Aluminiumfilm hat eine hohe Wärmefestigkeit bei 120°C und wird kommerziell massengefertigt, und wird daher als die Außenelektrode 21 bevorzugt. Wenn diese Eleketrode mit der Entscheidungseinheit 5 verbunden wird, ist es schwer, den Aluminiumfilm zu löten, und daher wird sie z.B. durch Krimpen oder mittels Ösen verbunden. Oder durch Winden einer Eindraht-Metallspule oder eines umflochtenen Metalldrahtes um den Aluminiumfilm der Außenelektrode 21, um mit dem Aluminiumfilm zu leiten, kann die Eindraht-Metallspule oder der umflochtene Metalldraht an die Entscheidungseinrichtung 5 gelötet werden. In diesem Fall ist Löten möglich, und die Arbeitseffizienz kann verbessert werden. Unterdessen wird, um den piezoelektrischen Sensor vor elektrischem Rauschen der äußeren Umgebung abzuschirmen, vorgezogen, die Außenelektrode 21 um die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22 zu winden, sodass sie teilweise bedeckt wird.
Als die Deckschicht 23 kann Vinylchlorid oder Polyethylen benutzt werden, oder zur leichteren Deformation des piezoelektrischen Sensors 12 zur Zeit des Drückens durch das Objekt ist es auch vorzuziehen, ein elastisches Material, z.B. Gummi mit höherer Flexibilität oder Elastizität als die zusammengesetzte piezoelektrische Schicht 22, zu verwenden. Sie wird in Anbetracht des Wärmewiderstandes und des Kaltwiderstandes als fahrzeugmontierte Teile ausgewählt, und speziell wird bevorzugt, ein Material zu wählen, dessen Flexibilität bei –30°C bis 85°C nicht abnimmt. Als ein solcher Gummi kann z.B. Ethylenpropylengummi (EPDM), Chloroprengummi (CR), Butylgummi (IIR), Silikongummi (Si) oder thermoplastisches Polymer benutzt werden. Bie dieser Zusammensetzung wird die minimale Krümmung des piezoelektrischen Sensors bis auf einen Radius von 5 mm reduziert.
5 zeigt das Aussehen des piezoelektrischen Sensors 12, und ein Widerstand zum Er fassen eines Bruches 24 ist in einem Ende 25 des piezoelektrischen Sensors 12 enthalten. Der Widerstand zum Erfassen des Bruches 24 ist zwischen die Mittelelektrode 20 und die Außenelektrode 21 des piezoelektrischen Sensors 12 geschaltet. Der Widerstand zum Erfassen des Bruches 24 dient auch als die Entladeeinheit zum Entladen der in dem piezoelektrischen Sensor 12 durch den pyroelektrischen Effekt erzeugten elektrischen Ladung, und die Komponenten werden rationalisiert. Der piezoelektrische Sensor 12 ist direkt mit der Entscheidungseinrichtung 5 verbunden, und der piezoelektrische Sensor 12 und die Entscheidungseinrichtung 5 sind integriert. Ferner sind ein Kabel 26 und ein Stecker 27 zum Zuführen von Strom und Ausgeben des Erfassungssignals mit der Entscheidungseinrichtung 5 verbunden. Wenn der piezoelektrische Sensor 12 in der Hafteeinrichtung 13 angeordnet wird, ist der Widerstand zum Erfassen des Bruches 24 in dem Ende 25 enthalten, und der piezoelektrische Sensor 12 wird in die Halteeinrichtung 13 eingeführt, und der piezoelektrische Sensor 12 und die Entscheidungseinrichtung 5 werden in einem Körper verbunden. Oder, wenn die Halteeinrichtung 13 durch Strangpressen geformt wird, kann der piezoelektrische Sensor 12 gleichzeitig extrudiert werden, und der piezoelektrische Sensor 12 kann in der Hafteeinrichtung 13 angeordnet werden, und dann kann der Widerstand zum Erfassen des Bruches 24 in dem Ende 25 enthalten sein, sodass der piezoelektrische Sensor 12 und die Entscheidungseinrichtung 5 integriert werden können.
6 ist eine Strukturansicht, die die Konfiguration des druckempfindlichen Sensors 4 und der Entscheidungseinrichtung 5 zeigt. Da, wie in 6 gezeigt, der druckempfindliche Sensor 4 direkt mit der zu integrierenden Entscheidungseinrichtung 5 verbunden ist, wird ein Kabel zum Verbinden des druckempfindlichen Sensors 4 und der Entscheidungseinrichtung 5 nicht benötigt. Außerdem ist die Entfernung der Lage des druckempfindlichen Sensors 4 in der Stelle außerhalb der Fensterrahmens 200 kurz, sodass der druckempfindliche Sensor 4 frei von Wirkungen von unerwünschten Schwingungen des Türelements 28 ist. Die Entscheidungseinrichtung 5 ist innerhalb des Türelements 28 angeordnet, z.B. nahe der Befestigungsposition des Seitenspiegels. In dem Abschnitt des druckempfindlichen Sensors 4, der das Türelement 28 berührt, kann ein Schwingungsdämpfungs- (Absorptions) Element angeordnet werden, sodass Vibrieren des Türelements 28 oder unerwünschte Schwingung nicht von dem Fahrzeugkörper über das Türelement 28 auf den druckempfindlichen Sensor 4 übertragen wird.
7 ist ein Blockschaltbild einer Objekterfassungsvorrichtung und Öffnen-Schließen-Vorrichtung in Ausführung 1. Die Objekterfassungsvorrichtung umfasst einen piezoelektrischen Sensor 12, ein Filter 30 zum Durchlassen bestimmter Frequenzkomponenten nur von dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Sensors 12, eine Entscheidungseinheit 31 zum Beur teilen der Berührung eines Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor 4 auf der Basis des Ausgangssignals des Filters 30 und eine Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 zum Feststellen eines Bruchs der Mittelelektrode 20 und der Außenelektrode 21 des piezoelektrischen Sensors 12 abhängig von einem Spannungswert, der durch den Brucherfassungswiderstand 24 und einen Spannungsteilerwiderstand 29 gebildet wird. Des Werteren sind eine Signaleingabeeinheit 33 zum Führen des Ausgangssignals des piezoelektrischen Sensors 12 in die Entscheidungseinrichtung 5 und eine Signalausgabeeinheit 34 zum Ausgeben des Entscheidungssignals der Entscheidungseinheit 31 nahe beieinander in der Entscheidungseinrichtung 5 angeordnet. Die Signalausgabeeinheit 34 hat eine Stromquellenleitung zu der Entscheidungseinrichtung 5 und eine Erdleitung. Eine Umgehungseinheit 35 zum Durchlassen von zwischen der Signaleingabeeinheit 33 und der Signalausgabeeinheit 34 bereitgestellten Hochfrequenzsignalen besteht aus einem Kondensator.
Die Antriebseinrichtung 6 besitzt ein Hall-Element 36 zum Erfassen der Drehung des Motors 8. Die Steuereinrichtung 7 umfasst einen Positionsdetektor 37 zum Erfassen der oberen Endposition der Fensterscheibe 3 auf der Basis des Ausgangssignals des Hall-Elements 36, eine Berührungsentscheidungseinheit 38 einer Öffnen-Schließen-Einheit zum Beurteilen der Berührung eines Objekts mit der Fensterscheibe 3 durch Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe 3 auf der Basis des Ausgangssignals des Hall-Elements 36 und eine Steuerung 39 zum Steuern des Motors 8 auf der Basis der Ausgangssignale der Entscheidungseinrichtung 5, des Positionsdetektors 37 und der Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit.
Der Positionsdetektor 37 erfasst die momentane Position des oberen Endes der Fensterscheibe 3 durch Zählen und Speichern der von dem Hall-Element 36 ausgegebenen Impulssignale. Die obere Endposition Y der Fensterscheibe 3 wird hier durch die Höhe von dem tiefsten Punkt des Fensterrahmens 200 ausgedrückt, wie in 1 gezeigt.
Die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit entscheidet über die Berührung des Objekts, indem sie erkennt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe 3 langsamer wird, wenn das Objekt die Fensterscheibe 3 berührt. Das heißt, aus dem Impulsintervall der von dem Hall-Element 36 ausgegebenen Impulssignale wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe 3 berechnet, und wenn die Differenz der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit |ΔV_w| größer als ein vorbestimmter Wert V_wi wird, wird entschieden, dass das Objekt mit der Fensterscheibe 3 in Berührung ist, und ein Impulssignal Lo-Hi-Lo wird als Entscheidungssignal ausgegeben.
Die Öffnen-Schließen-Vorrichtung umfasst weiter eine Mitteilungseinrichtung 40 zum Bekanntgeben des Entscheidungsergebnisses der Entscheidungseinrichtung 5 durch ein im Armaturenbrett in dem Abteil platziertes bestimmtes Licht oder dergleichen, einen Öffnen-Schließen-Schalter 41 zum Öffnen und Schließen der Fensterscheibe 3 und eine aus Autobatterien bestehende Stromquelle 42. Der Schalter 41 einen Auto-Auf-Schalter und einen Auto-Ab-Schalter zum Öffnen und Schließen der Fensterscheibe 3 durch einmaliges Drücken und einen Manuell-Auf-Schalter und einen Manuell-Ab-Schalter zum Öffnen und Schließen der Fensterscheibe 3 durch manuelle Bedienung.
Das Filter 30 entfernt unerwünschte Signale infolge von Schwingungen der Fahrzeugkarosserie und dergleichen aus dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Sensors 12. Das Filter 30 besitzt solche Filtereigenschaften, dass nur bestimmte Frequenzkomponenten extrahiert werden, die in dem Ausgangssignal erscheinen, wenn der piezoelektrische Sensor 12 infolge Drucks durch Kontakt mit dem Objekt deformiert wird. Die Filtereigenschaften werden durch Analysieren des Schwingungscharakteristik der Karosserie des Fahrzeugs und der Karosserieschwingung im fahrenden Zustand bestimmt. Das heißt, um das Geräusch von Schwingungen infolge des Fahrzeugmotors und des Fahrens zu beseitigen, ist das Filter 30 vorzugsweise ein Tiefpassfilter zum Extrahieren von Signalkomponenten von etwa 10 Hz oder weniger.
Die Entscheidungseinrichtung 5 ist zum Beseitigen von ankommendem elektrischen Rauschen elektrisch abgeschirmt durch Abdecken der ganzen Struktur mit einem Abschirmelement. Die Außenelektrode 21 ist mit dem Abschirmelement der Entscheidungseinrichtung 5 leitend verbunden und schirmt den druckempfindlichen Sensor 12 elektrisch ab. Oder durch Hinzufügen eines Durchführungskondensators oder EMI-Filters in der Eingabe- und Ausgabeeinheit der Schaltung können Gegenmaßnahmen gegen starke elektrische Felder bereitgestellt werden.
Der Vorgang des Erfassens der Berührung eines Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor 4 durch die Objekterfassungsvorrichtung wird erklärt. 8 ist eine Schnittansicht an der Stelle 2–2 in 1 in dem Fall des Eindringens und des Ergreifens des Objekts 190 zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3. Wie in 8 gezeigt, wird, wenn das Objekt 190 mit dem druckempfindlichen Sensor 4 in Berührung kommt, der Druck durch das Objekt 190 an die Halteeinrichtung 13 und den piezoelektrischen Sensor 12 angelegt. Da die Halteeinrichtung 13 flexibler ist als der piezoelektrische Sensor 12, wie in
3(b) gezeigt, wird die Halteeinrichtung 13 durch den Druck von dem Objekt 190 am Berührungspunkt P_r zusammengedrückt, und die Seitenwand 17 wird deformiert, und gleich zeitig wird der hohle Teil 16 gequetscht. Als Folge wird der piezoelektrische Sensor 12 ebenfalls gebogen und deformiert von dem Punkt P_r, wo das Objekt 190 die Halteeinrichtung 13 berührt.
9 ist eine Schnittansicht an der Stelle 2–2 in 1 in dem Fall des Eindringens des Endteils des zu ergreifenden Objekts 190 zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3. Wie in 9 gezeigt, wird in dieser Ausführung, da sich der druckempfindliche Sensor 4 auf der Fensterscheibenseite von L₁ befindet, die Halteeinrichtung 13 durch das Objekt 190 in der gleichen Weise wie in dem obigen Fall zusammengedrückt, und die Seitenwand 17 wird deformiert, und gleichzeitig wird der hohle Teil 16 gequetscht, sodass der piezoelektrische Sensor 12 deformiert wird. Da bei der in 2 gezeigten Ausführung der Abstand (x) des piezoelektrischen Sensors 12 und der Fensterscheibe 3 in einem Bereich von 3 mm bis 5mm liegt, wird, wenn das Objekt 190 von 4 mm Durchmesser ergriffen wird, wie in 9 gezeigt, der piezoelektrische Sensor 12 durch den Druck des Objekts 190 deformiert.
Vergleicht man die Struktur der Halteeinrichtung 4 ohne den hohlen Teil 16 und die Struktur dieser Ausführung wird der hohle Teil 16 durch den Druck des Objekts in der Struktur der Ausführung gequetscht, und der Grad des Zusammendrückens der Halteeinrichtung 13 ist größer, sodass der piezoelektrische Sensor 12 viel stärker deformiert wird.
Wenn der piezoelektrische Sensor 12 in dieser Weise verformt wird, gibt der piezoelektrische Sensor 12 ein Ausgangssignals aus, das von der Deformation durch den piezoelektrischen Effekt abhängt. Durch das Filter 30 wird eine spezifische Frequenzkomponente aus dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Sensors 12 extrahiert. Unterdessen werden durch den Fensterrahmen 200 Schwingungen des Fahrzeugmotors und des Fahrens an den druckempfindlichen Sensor 4 geleitet, aber die in der Halteeinrichtung 13 bereitgestellte Seitenwand 17 dient auch als Schwingungsdämpfungsabschnitt, und solche Schwingungen werden entfernt. Schwingungskomponenten, die nicht durch die Seitenwand 17 entfernt werden, werden an den piezoelektrischen Sensor 12 angelegt, und ein Ausgangssignal, das solche unerwünschten Schwingungskomponenten enthält, erscheint in dem Ausgangssignal des piezoelektrischen Sensors 12, aber das Filter 30 entfernt unerwünschte Signale infolge von Schwingungen der Fahrzeugkarosserie und dergleichen.
Die Arbeitsweise der Entscheidungseinheit 31 und der Steuerung 39 wird mit Verweis auf 10 erklärt. 10 ist ein Wellenformdiagramm, das das Ausgangssignal V des Filters 30, den Entscheidungsausgang J der Entscheidungseinrichtung 5 und die an den Motor 8 angelegte Spannung V_m zeigt. Die Achsen der Ordinaten in 10 bezeichnen von oben nach untern V, J und V_m, und die Achsen der Abszissen stellen die Zeit t dar. Wenn der Auto-Auf-Schalter des Öffnen-Schließen-Schalters 41 bei Zeit t, eingeschaltet wird, legt die Steuerung 39 eine Spannung +V_d an den Motor 8 an und schließt die Fensterscheibe 3. Die Entscheidungseinrichtung 5 wird zum Entscheiden freigegeben, wenn die Fensterscheibe 3 geschlossen wird. Wie in 8 oder 9 gezeigt, gibt, wenn das Objekt 190 ergriffen wird, der piezoelektrische Sensor 12 ein Signal aus, das von der Beschleunigung der Deformation des piezoelektrischen Sensors 12 infolge des piezoelektrischen Effekts abhängt, und das Filter 30 erzeugt eine größere Signalkomponente als das Referenzpotenzial V₀, wie in 10 gezeigt. Unterdessen ist bei einen solchen Aufbau, dass nur der piezoelektrische Sensor 12 an dem Fensterrahmen 200 angordnet ist, die Deformation des piezoelektrischen Sensors 12 zum Zeitpunkt des Ergreifens gering, aber da bei dieser Ausführung die Halteeinrichtung 13 aus einem flexibleren elastischen Körper 14 gebildet ist als der piezoelekrische Sensor 12, wie in 2 gezeigt, und die Halteeinrichtung 13 zum Zeitpunkt des Ergreifens leicht zusammengedrückt wird, nimmt die Deformation des piezoelektrischen Sensors 12 zu. Da auch der hohle Teil 16 zum Zeitpunkt des Ergreifens gequetscht wird, wird die Deformation des piezoelektrischen Sensors 12 weiter erhöht. Der piezoelektrische Sensor 12 wird daher stark deformiert, und die Beschleunigung, die die quadratische Differenz von Deformation ist, nimmt ebenfalls zu, sodass das Ausgangssignal des piezoelektrischen Sensors 12 zunimmt. Die Entscheidungseinheit 31 entscheidet, dass das Objekt in Berührung ist, wenn die Amplitude |V–V₀| von V von V₀ größer als D₀ ist, und gibt ein Impulssignal Lo-Hi-Lo als Entscheidungsausgang bei Zeit t₂ aus. Bei Empfang diese Impulssignals stoppt die Steuerung 39 die Zufuhr der Spannung +V_d an den Motor 8 und legt eine Spannung –V_d für eine bestimmte Zeit bis Zeit t₃ an, um die Fensterscheibe 3 um einem bestimmten Betrag zu senken, wodurch die Ergreifung gelöst wird. Wenn die Ergreifung gelöst wird, gibt der piezoelektrische Sensor 12 ein Signal aus, das von der Beschleunigung der Wiederherstellung der Deformation abhängt (eine kleinere Signalkomponente als das Referenzpotenzial V₀ in 10).
Ob zum Zeitpunkt des Ergreifens V größer als V₀ ist oder nicht, ändert sich abhängig von der Deformationsrichtung oder Polarisationsrichtung des piezoelektrischen Sensors 12, der Elektrodenzuweisung (die Referenzpotenzial sein sollte) und der Halteeinrichtung des piezoelektrischen Sensors 12, aber da die Entscheidungseinheit 31 die Ergreifung auf der Basis des Absolutwertes der Differenz von V und V₀ feststellt, kann daher die Ergreifung ohne Rücksicht darauf festgestellt werden, ob die Spannung V–V₀ negativ oder positiv ist.
Dies ist der Vorgang, wenn die Berührung eines Objekts mit dem druckempfindlichen Sen sor 4 erfasst wird. Bei dieser Ausführung erfasst die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit auch die Berührung eines Objekts mit der Fensterscheibe 3. Die Steuerung 39 stoppt die Zufuhr der Spannung +V_d an den Motor 8, wenn wenigstens ein Erfassungssignal des Erfassungssignals durch die Entscheidungseinheit 31 und das Erfassungssignal durch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit empfangen wird, wenn die durch den Positionsdetektor 37 erfasste obere Endposition Y der Fensterscheibe 3 tiefer als Y₀ in 1 ist, und legt eine Spannung –V_d für eine bestimmte Zeit an, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Betrag zu senken. Wenn Y höher ist als Y₀, stoppt die Steuerung 39 das Anlegen der Spannung +V_d an den Motor 8 nur auf der Basis der Eingabe des Erfassungssignals in die Entscheidungseinheit 31 und legt eine Spannung –V_d für eine bestimmte Zeit an, um die Fensterscheiben um einen bestimmten Betrag zu senken. Der Grund, warum die Steuerung 39 nicht auf das Erfassungssignal durch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit Bezug nimmt, wenn Y höher als Y₀ ist, ist, dass, wenn durch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit in dem Bereich, wo Y gößer ist als Y₀, erfasst, wenn die Fensterscheibe 3 ganz geschlossen wird, |ΔV_w| größer als V_w1, wird, und ein Erfassungssignal wird ausgegeben. Um den Bereich der Objekterfassung durch sowohl die Objekterfassungsvorrichtung als auch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit so wert als möglich zu erweitern, sollte Y₀ nahe dem untersten Ende des druckempfindlichen Sensors 4 festgelegt werden. Das heißt, in Anbetracht der Erfassung des Ergreifens einer Stange eines Mindestdurchmessers von 4 mm, wie in FMVSS118, der US-Vorschrift über Ergreifung in elektrischen Fenstern oder dergleichen, verlangt, wird Y₀ vorzugsweise an einer Position von 3 mm bis 5 mm an der unteren Seite vom untersten Ende des druckempfindlichen Sensors 4 festgelegt.
Der hierin erklärte Vorgang der Objekterfassungsvorrichtung und der Öffnen-Schließen-Vorrichtung ist der Vorgang, wenn das Objekt 190 den druckempfindlichen Sensor 4 berührt und zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3 ergriffen wird, wie in 8 und 9 gezeigt, aber wenn das Objekt 190 den druckempfindlichen Sensor 4 berührt, bevor es zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3 ergriffen wird, stellt die Entscheidungseinheit 31 die Berührung des Objekts fest, wenn |V–V₀| größer ist als D₀, und die Steuerung 39 stoppt das Anlegen der Spannung +V_d an den Motor 8 und legt eine Spannung –V_d für eine bestimmte Zeit an, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Betrag zu senken. Oder wenn das Objekt 190 die Fensterscheibe 3 berührt, bevor es zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3 ergriffen wird, stellt die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit die Berührung des Objekts mit der Fenster scheibe 3 fest, wenn |ΔV_w| größer als V_w1 ist.
Der Vorgang des Festellens eines Bruches durch die Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 wird unten erklärt. In 7 werden die Widerstandswerte des Brucherfassungswiderstandes 24 und des Spannungsteilerwiderstandes als R₁, R₂, die Spannung am Punkt P als V_p und die Spannung der Stromquelle 42 als V_s angenommen. Die Werte von R₁ und R₂ betragen gewöhnlich einige MOhm bis einige zehn MOhm, und da die Eingangsimpedanz des Filters 30 der Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 verglichen mit R₁ und R₂ ausreichend hoch ist, beträgt der Widerstandswert der zusammengesetzten piezoelektrischen Schicht 22 gewöhnlich mehr als hundert MOhm. V_P kann daher als der spannungsgeteilte Wert V₁₂ von R₁ und R₂ in Bezug auf V_s angesehen werden. Wenn die Mittelelektrode 20 und die Außenelektrode 21 des piezoelektrischen Sensors 12 normal sind, ist V_p V₁₂. Wenn entweder die Mittelelektrode 20 oder die Außenelektrode 21 des piezoelektrischen Sensors 12 gebrochen ist, ist der entsprechende Punkt P_a oder P_b in 7 offen, und V_p ist V_s. Wenn die Mittelelektrode 20 und die Außenelektrode 21 kurzgeschlossen sind, sind die entsprechenden Punkte P_a und P_b kurzgeschlossen, sodass V_p gleich dem Masspotenzial ist. Abhängig von solchen Änderungen von V_p erfasst die Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 den Wert von V_P und stellt Anomalität infolge Bruchs und Kurzschlusses der Mittelelektrode 20 und der Außenelektrode 21 fest. Wenn in der Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 eine Anomalität festgestellt wird, fährt die Entscheidungseinheit 31 fort, Hi als Entscheidungssignal J auszugeben.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise der vorerwähnten Öffnen-Schließen-Vorrichtung zeigt. Zuerst, wenn der druckempfindliche Sensor 4 normal ist und kein Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 oder die Fentserscheibe 3 berührt, ist die Arbeitsweise wie folgt. In Schritt ST1 entscheidet die Steuerung 30, ob das Entscheidungssignal J der Entscheidungseinheit 31 auf Hi gehalten ist oder nicht. Wenn der druckempfindliche Sensor 4 normal ist, entscheidet in Schritt ST2 die Steuerung 39, ob der Auto-Auf-Schalter des Öffnen-Schließen-Schalters 41 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn der Auto-Auf-Schalter nicht eingeschaltet ist, kehrt der Prozess zu Schritt ST1 zurück. Wenn der Auto-Auf-Schalter eingeschaltet ist, ändert in Schritt ST3 die Steuerung 39 die Anlegespannung an den Motor 8 V_m in V_d und schließt die Fensterscheibe 3. In Schritt ST4 entscheidet die Entscheidungseinheit 31, ob |V–V₀| größer ist als D₀ oder nicht, und wenn kein Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 oder die Fensterscheibe 3 berührt, ist |V–V₀| kleiner als D₀, und der Prozess geht zu Schritt ST5. In Schritt ST5 entscheidet die Steuerung 39, ob die durch den Positionsdetektor 37 erfasste obere Endposition Y der Fensterscheibe 3 größer ist als die in 1 ge zeigte spezifizierte Position Y₀ oder nicht. Wenn Y größer als Y₀ ist, geht der Prozess zu Schritt ST6, und wenn Y kleiner als Y₀ ist, geht der Prozess zu Schritt ST9. In Schritt ST6 entscheidet die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit, ob |ΔV_w| größer ist als der vorgewählte Wert V_w0 oder nicht. Wenn |ΔV_w| größer ist als V_w0, wird entschieden, dass die Fensterscheibe 3 ganz geschlossen ist, und der Prozess geht zu Schritt ST7, und V_m wird auf null gesetzt, um den Motor 8 anzuhalten, wodurch der Schließvorgang der Fensterscheibe 3 beendet wird. Wenn in Schritt ST6 |ΔV_w| kleiner ist als V_w0, kehrt der Ablauf zu Schritt ST4 zurück, wo der Schließvorgang der Fensterscheibe 3 fortgesetzt wird. Wenn von Schritt ST5 zu Schritt ST9 gegangen wird, wenn kein Objekt die Fensterscheibe 3 berührt, entscheidet die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit, dass |ΔV_w| kleiner ist als V_w1, und der Ablauf kehrt zurück zu Schritt ST4, wo der Schließvorgang der Fensterscheibe 3 fortgesetzt wird.
Im Fall der Anomalität, d.h., wenn entweder die Mittelelektrode 20 oder die Außenelektrode 21 des druckempfindlichen Sensors 4 gebrochen oder kurzgeschlossen ist, ist die Arbeitsweise wie folgt. Wenn eine Anomalität in dem druckempfindlichen Sensor 4 auftritt und die Anomalität durch die Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 festgestellt wird, fährt die Entscheidungseinheit 31 fort, Hi als Entscheidungssignal J auszugeben, und der Prozess springt von Schritt ST1 zu Schritt ST8, und die Steuerung 39 lässt die Mitteilungseinrichtung 40 blinken, um eine dritte Partei von dem Auftreten einer Anomalität in dem druckempfindlichen Sensor 4 zu informieren, und der Prozess wird von Schritt ST2 an fortgesetzt. In diesem Fall wird, wie später beschrieben, wenn der druckempfindliche Sensor 4 anomal ist, das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein einer Berührung eines Objekts mit der Fensterscheibe 3 durch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit erfasst, und das Ergreifen des Objekts kann gelöst werden.
Wenn der druckempfindliche Sensor 4 normal ist und ein Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 oder die Fensterscheibe 3 berührt, ist die Arbeitsweise wie folgt. Da der druckempfindliche Sensor 4 normal ist, geht der Ablauf von Schritt ST1 zu Schritt ST2, und wenn der Auto-Auf-Schalter eingeschaltet ist, geht der Prozess zu Schritt ST3, und die Steuerung 39 ändert die Anlegespannung an den Motor 8 V_m in V_d und schließt die Fensterscheibe 3. Wenn in Schritt ST4 das Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 berührt, wird |V–V₀| größer als D₀, und in Schritt ST10 gibt die Entscheidungseinheit 31 ein Impulssignal Lo-Hi-Lo als Entscheidungsausgang aus. In den Schritten ST11 bis ST13 stoppt die Steuerung 39 das Anlegen der Spannung +V_d an den Motor 8 und liefert für eine bestimmte Zeit eine Spannung –V_d, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Betrag zu senken, und lässt die Mitteilungseinrichtung 40 für eine bestimmte Zeit blinken, um eine dritte Partei von der Berührung des Objekts zu informieren.
Wenn in Schritt ST4 das Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 nicht berührt, entscheidet in Schritt ST5 der Positionsdetektor 37, ob die obere Endposition Y der Fensterscheibe 3 höher als Y₀ ist oder nicht, und wenn Y höher als Y₀ ist, wird in Schritt ST6 der Schließvorgang fortgesetzt. Wenn in Schritt ST5 Y tiefer als Y₀ ist, erfasst in Schritt ST9 die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit die Berührung. Wenn das Objekt die Fensterscheibe 3 berührt, ist |ΔV_w| größer als V_w1, und folglich gibt in Schritt ST10 die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit ein Impulssignal Lo-Hi-Lo als Entscheidungsausgang aus. In den Schritten ST11 bis ST13 stoppt die Steuerung 39 das Anlegen der Spannung +V_d an den Motor 8 und liefert für eine bestimmte Zeit eine Spannung –V_d, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Betrag zu senken, und lässt die Mitteilungseinrichtung 40 für eine bestimmte Zeit blinken, um eine dritte Partei von der Berührung des Objekts zu informieren. Wenn in Schritt ST9 |ΔV_w| kleiner ist als V_w1, gibt es keine Objektberührung mit der Fensterscheibe 3, und der Prozess geht zu Schritt ST4, und der Schließvorgang der Fensterscheibe 3 wird fortgesetzt. Unterdessen wird, da die Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe 3 größer ist, wenn die Fensterscheibe 3 ganz geschlossen wird, als wenn ein Objekt die Fensterscheibe 3 berührt, ein Wert von mehr als V_w1 als V_w0 gesetzt. (V_w0 ist der vorbestimmte Wert, wenn die Fensterscheibe 3 ganz geschlossen ist).
Wenn der Fensterrahmen 200 mit einer Seitensonnenblende versehen ist, kann, wenn ein Objekt zwischen der Seitensonnenblende und der Fensterscheibe 3 ergriffen wird, das Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 nicht berühren. Bei dieser Ausführung erfasst jedoch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit die Berührung des Objekts mit der Fensterscheibe 3 und lässt die Ergreifung los.
Wenn eine Anomalität in dem druckempfindlichen Sensor 4 auftritt, kann die Steuerung 39 die Funktion des Auto-Auf-Schalters des Öffnen-Schließen-Schalters 41 unterbinden. In diesem Fall kann die Fensterscheibe 3 nur durch den Handschalter des Öffnen-Schließen-Schalters 41 geschlossen werden.
Im Allgemeinen weist ein piezoelektrisches Material einen piezoelektrischen Effekt und einen pyroelektrischen Effekt auf. Wenn in dieser Ausführung eine elektrische Ladung in dem piezoelektrischen Sensor 12 infolge des pyroelektrischen Effekts durch Änderungen der Umgebungstemperatur erzeugt wird, entlädt der Brucherfassungswiderstand 24, der auch als eine Entladeeinheit dient, diese elektrische Ladung. Daher ist trotz Änderungen in der Umgebungstemperatur kein unerwünschtes Rauschen in dem Signal, das in das Filter 30 gelangt, enthalten. Bei der Ausführung wird der Brucherfassungswiderstand 24 auch als die Entladeeinheit benutzt, aber eine unabhängige Entladeeinheit kann zwischen die Signalleitung von dem piezoelektrischen Sensor 12 zu der Entscheidungseinrichtung 5 und die Erdleitung geschaltet werden.
In Umgebungen von starken elektrischen Feldern mit hoher Frequenz kann der druckempfindliche Sensor 4 als eine Art von Antenne wirken, die ein Hochfrequenzsignal in die Entscheidungseinheit 5 leitet, was zu einem Entscheidungsfehler führt. Wenn bei der Ausführung ein Hochfrequenzsignal von der Signaleingabeeinheit 33 eindringt, leitet die Umgehungseinheit 35 das Hochfrequenzsignal zu der Signalausgabeeinheit 34, was ihm erlaubt, aus der Entscheidungseinheit 5 zu entweichen, sodass in dem Signal, das in das Filter 30 gelangt, kein unerwünschtes Rauschen enthalten ist. Außerdem sind die Signaleingabeeinheit 33 und die Signalausgabeeinheeit 34 nahe beieinander angeordnet, um die Umgehungsstrecke des Hochfrequenzsignals zu verkürzen, sodass das Hochfrequenzsignal leicht hindurchgeführt werden kann.
Bei einer anderen Ausführung des druckempfindlichen Sensors 4 kann er wie in 12(a) bis (d) gezeigt zusammengesetzt sein. 12(a) bis (d) sind Schnittansichten des druckempfindlichen Sensors 4, und in 12(a) enthält die Halteeinrichtung 13 des druckempfindlichen Sensors 4 eine Seitenwand 17 aus einem flexibleren elastischen Körper als die druckempfindliche Einrichtung 12 und einen steiferen elastischen Körper 14b als die Seitenwand 17. Da der elastische Körper 14b steifer ist als die Seitenwand 17, ist, wenn der druckempfindliche Sensor 4 an dem Fensterrahmen 200 befestigt wird, dieser leichter zu befestigen, weil die Befestigungsseite fest ist.
In 12(b) ist die Seitenwand 17 der Halteeinrichtung 13 gebogen, und da die Seitenwand 17 gebogen ist, kann sie leichter deformiert werden und leichter Schwingungen dämpfen.
In 12(c) befindet sich die druckempfindliche Einrichtung 12 nicht in der Halteeinrichtung 13, sondern ein Teil der druckempfindlichen Einrichtung 12 ist außen freigelegt und wird von der Halteeinrichtung 13 gehalten. Durch Freilegen eines Teils der druckempfindlichen Einrichtung 12 berührt das Objekt direkt die druckempfindliche Einrichtung, sodass die Empfindlichkeit des druckempfindlichen Sensors 4 erhöht wird.
In 12(d) ist die Halteeinrichtung 13 aus einem Teil des Fenstergummis 18 eines Autos gebildet, und da der Fenstergummi 18 auch als die Hafteeinrichtung 13 dient, können die Komponenten rationalisiert werden.
Bei der Ausführung ist der druckempfindliche Sensor 4 an dem Fensterrahmen 200 angeordnet, aber der durckempfindliche Sensor 4 kann auch auf der Fensterscheibe 3 angeordnet werden. 13 ist eine Schnittansicht des auf dem oberen Ende der Fensterscheibe 3 angeordneten druckempfindlichen Sensors 4. Bei dieser Anordnung wird, wenn bei dem Schließvorgang der Fensterscheibe 3 das Objekt das obere Ende der Fensterscheibe 3 berührt, die Berührung des Objekts durch den druckempfindlichen Sensor 4 erfasst, und der Schließvorgang der Fensterscheibe 3 wird angehalten, und die Fensterscheibe 3 wird geöffnet, sodass das Ergreifen im Voraus verhindert werden kann.
Wenn, wie in 14 gezeigt, eine Seitensonnenblende 43 an dem Fensterrahmen 200 montiert ist, kann ein druckemfindlicher Sensor 44 auf der Kante der Seitensonnenblende 43 angeordnet werden. Wenn bei der in 14 gezeigten Anordnung z.B. ein Objekt 190 zwischen der Seitensonnenblende 43 und der Fensterscheibe 3 von der Position S₁ ergriffen wird, kann das Ergreifen durch den druckempfindlichen Sensor 4 erst erfasst werden, wenn das Objekt 190 die Position von S₂ erreicht, aber durch Verwenden des druckempfindlichen Sensors 44 kann das Ergreifen erfasst werden, während sich das Objekt 190 in der Position von S, befindet, sodass das Ergreifen früher erfasst und gelöst werden kann.
In Ausführung 1 wird das Entscheidungsergebnis der Entscheidungseinheit 5 in der Mitteilungseinrichtung 40 angezeigt, die aus einem bestimmten Licht oder dergleichen besteht und im Armaturenbrett des Abteils enthaften ist. Alternativ kann die Mitteilungseinrichtung 40 z.B. durch eine Autohupe verwirklich werden, oder die Mitteilungseinrichtung 40 kann mit einer Kommunikationsfunktion versehen werden, und das Entscheidungsergebnis der Entscheidungseinrichtung 5 kann an einem externen Kommunikationsendgerät durch Funk oder ein tragbares Telefon angezeigt werden.
(Ausführung 2)
Ausführung 2 wird mit Verweis auf 15 erklärt. Bei dieser Ausführung berechnet die Entscheidungseinheit 5 den Integralwert S_v des Ausgangssignals des piezoelektrischen Sensors 12 pro Zeiteinheit und stellt die Berührung eines Objekts auf der Basis des Integralwertes fest.
15 ist ein Wellenformdiagramm dieser Anordnung, das das durch Leiten des Ausgangs des piezoelektrischen Sensors 12 durch das Filter 30 erhaltene Signal V, den Integralwert S_v, den Entscheidungsausgang J der Entscheidungseinrichtung 5 und die an den Motor 8 angelegte Spannung V_m zeigt. In 15 bezeichnen die Ordinatenachsen von oben nach unten V, S_v, J und V_m, und die Abszissenenachse stellt die Zeit t dar. Wenn der Auto-Auf-Schalter des Öffnen-Schließen-Schalters 41 bei Zeit t₄ eingeschaltet wird, legt die Steuerung 39 eine Spannung +V_d an den Motor 8 an und schließt die Fensterscheibe 3. Wenn ein Objekt den druckempfindlichen Sensor 4 berührt, wird der piezoelektrische Sensor 12 durch den Druck des Objekts deformiert, und ein der Deformation entsprechendes Ausgangssiggnal V wird erzeugt. Unterdessen wird, wenn das Objekt weich ist oder die Umgebungstemperatur niedrig ist und die Schließgeschwindigkeit der Fensterscheibe 3 langsam ist, der piezoelektrische Sensor 12 langsam deformiert, und V in 15 hat einen kleineren Signalpegel verglichen mit dem in 10. Folglich berechnet, wie in 15 gezeigt, die Entscheidungseinheit 31 den Integralwert S_v von V pro Zeiteinheit und gibt bei Zeit t₅ ein Impulssiggnal L-Hi-Lo als einen Entscheidungsausgang aus, wenn S_v den vorbestimmten Wert So übersteigt. Bei Empfang dieses Impulssignals stoppt die Steuerung 39 das Anlegen der Spannung +V_d an den Motor 8, legt eine Spannung -V_d für eine bestimmte Zeit bis Zeit t₆ an, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Betrag zu senken, um dadurch die Ergreifung zu lösen.
Durch diese Aktion bestimmt, wenn die Schiebegeschwindigkeit des Drucks des Objekts auf den druckempfindlichen Sensor langsam ist und der Signalpegel des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors klein ist, die Entscheidungseinrichtung die Berührung des Objekts auf der Basis des Integralwertes des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors, und daher kann, wenn ein weiches Objekt den druckempfindlichen Sensor berührt, die Berührung des Objekts sicher bestimmt werden.
(Ausführung 3)
Die Ausführung 3 wird mit Verweis auf 16 erklärt. Diese Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Funktion besitzt, die prüft, ob die Funktion des druckempfindlichen Sensors normal ist oder nicht. Der Tür-Offen-Geschlossen-Detektor wird in der Tür oder dem Körper bereitgestellt, und ein Signal Hi wird ausgegeben, wenn die Tür offen ist, und ein Signal Lo wird ausgegeben, wenn die Tür geschlossen ist. Wenn eine offene oder geschlossene Tür erfasst wird, stellt die Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32 eine Anomalität des druckempfindlichen Sensors 4 auf der Basis des Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors 4 entsprechend der Schwingung des Fensterrahmens 200 infolge des Öffnens oder Schließens der Tür fest.
16 ist ein Wellenformdiagramm dieser Anordnung, das die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal S_d des Tür-Offen-Geschlossen-Detektors und dem Ausgangssignal V des Filters 30 zeigt. In 16 bezeichnen die Ordinatenachsen von oben nach unten S_d und V, die Abszissenachsen stellen die Zeit t dar.
Wenn die Tür bei Zeit t₇ geöffnet wird, wird S₄ von Lo in Hi geändert, und die Karosserieschwingung, wenn die Tür geöffnet wird, wird von dem Fensterrahmen 200 an den druckempfindlichen Sensor 4 geleitet, und der druckempfindliche Sensor 4 gibt einen durch die Karosserieschwingung verursachten Ausgang aus, und V zeigt die Wellenform, wie in 16 gezeigt. Wenn die Tür bei Zeit t₈ geschlossen wird, wird S_d von Hi in Lo geändert, und die Karosserieschwingung, wenn die Tür geschlossen wird, wird an den druckempfindlichen Sensor 4 geleitet, und der druckempfindliche Sensor 4 gibt einen Ausgang durch die Karosserieschwingung aus, und ein Ausgang, wie in 16 gezeigt, erscheint bei V. Jedes Mal, wenn das Ausgangssignal des Tür-Offen-Geschlossen-Detektors von Lo zu Hi oder von Ni zu Lo wechselt, entscheidet die Anomalitäts-Entscheidungseinheit 32, dass es keine Funktionsanomalie gibt, wenn die Amplitude |V| des Ausgangs V zu diesem Zeitpunkt größer als ein vorbestimmter Wert D₁ ist, und entscheidet, dass die Empfindlichkeit des druckempfindlichen Sensors 4 verringert ist, sodass er anomal arbeitet, wenn V kleiner als D, ist. Wenn die Anomalie festgestellt wird, ist wie in Ausführung 1 das Entscheidungssignal J der Entscheidungseinheit 31 dauernd Hi, und die Berührung des Objekts wird nur durch die Berührungsentscheidungseinheit 38 der Öffnen-Schließen-Einheit festgestellt.
Durch diesen Vorgang wird eine Funktionsanomalie des druckempfindlichen Sensors festgestellt, und die Zuverlässigkeit der Vorrichtung kann erhöht werden.
(Ausführung 4)
Ausführung 4 wird mit Verweis auf 17 erklärt. Bei dieser Ausführung steuert die Steuereinrichtung 7 die Antriebseinrichtung 6, wenn die Fensterscheibe 3 geschlossen wird, um sie zu schließen, nachdem die Fensterscheibe 3 einmal um eine bestimmte Strecke in der Öffnungsrichtung bewegt oder für eine bestimmte Zeit geöffnet wurde.
17 ist ein Wellenformdiagramm, das die an die Antriebseinrichtung 6 in dieser Ausführung angelegte Spannung V_m zeigt. In dem Diagramm bezeichnet die Ordinatenachse V_m, und die Abszissenachse stellt die Zeit t dar. Wenn in 17 die Fensterscheibe 3 durch Einschalten des Auto-Auf-Schalters bei Zeit t₉ geschlossen wird, setzt die Steuerung 39 die an den Motor 8 angelegte Spannung auf –V_d bis Zeit t₁₀, um die Fensterscheibe 3 um einen kleinen Betrag in der Öffnungsrichtung zu bewegen, und setzt V_m nach Zeit t₁₀ auf +V_d, bis sie bei Zeit t₁₁ ganz geschlossen ist, um die Fensterscheibe 3 zu schließen. Die Zeitfestlegung von Zeit t₉ bis t₁₀ kann abhängig von dem Gewicht der Öffnen-Schließen-Einheit und dem Vermögen des Motors 8 optimiert werden, und kann wenigstens einige hundert Millisekunden betragen.
Wenn z.B. vor dem Schließen der Fensterscheibe 3 bereits ein Objekt zwischen dem Fensterrahmen 200 der Fentserscheibe 3 ergriffen wurde, wird angenommen, dass der druckempfindliche Sensor 4 in einem Zustand ist, wo er nicht deformiert werden kann. Auch in einem solchen Fall wird beim Schließen der Fensterscheibe 3 durch Schließen nach einmal Bewegen der Fensterscheibe 3 in der Öffnungsrichtung um eine bestimmte Strecke oder Öffnen für eine bestimmte Zeit die Deformation des druckempfindlichen Sensors 4 einmal wiederhergestellt, und dann wird der druckempfindliche Sensor 4 durch den Druck des Oblekts durch den Schließvorgang der Fensterscheibe 3 deformiert. Folglich wird ein von dem Druck abhängiges Ausgangssignal von dem druckempfindlichen Sensor 4 ausgegeben, und die Berührung des Objekts wird festgestellt, sodass das Ergreifen des Objekts zwischen dem Fensterrahmen 200 und der Fensterscheibe 3 verhindert wird.
(Ausführung 5)
Ausführung 5 wird mit Verweis auf 18 bis 22 erklärt.
18 zeigt das Äußere einer Objekterfassungsvorrichtung und Öffnen-Schließen-Vorrichtung in Ausführung 5 und zeigt einen Fall der Anwendung in einer elektrischen Schiebetür eines Automobils. 19 ist eine Schnittansicht an der Stelle 19–19 in 18. Die Öffnen-Schließen-Vorrichtung der Ausführung umfasst eine Schiebetür 45, eine Türplatte 46 der Schiebetür, einen wellenförmigen Abschnitt 47, eine vertikale Kante 48 der Schiebetür 45, einen gebogenen Abschnitt 49 der vertikalen Kante 48, einen druckempfindlichen Sensor 50, ein Türschloss 51, eine Elektrode 52 zum Erfassen des Öffnens oder Schließens der Schiebetür 45 und eine Karosserieöffnung für den Zugang des Fahrers und der Passagiere durch Öffnen der Schiebetür 45. Werter zeigt 19 einen piezoelektrischen Sensor 54, eine Hafteeinrichtung 55 zum Halten des piezoelektrischen Sensors 54, einen Befestigungsabschnitt 56 zum Befestigen des piezoelektrischen Sensors 54 an der Schiebetür 45 und einen Dichtungsabschnitt 57 zum Abdichten zwischen der Karosserieöffnung 53 und der Schiebetür 45, wenn die Schiebetür 45 geschlossen ist.
Der druckempfindliche Sensor 50 ist vorzugsweise auf der Seite der Öffnung 53 der Schiebetür 45 angeordnet und auf der nahe der Innenseite des Abteils bereitgestellten Terrasse der vertikalen Kante 48 platziert. Eine solche Terrasse wird gewöhnlich zum Anordnen ei nes Abwärts-Stoppers in der Schiebetür 45 bereitgestellt, und eine Schiebetür mit einer solchen Terrasse wird z.B. in Japanese Laid-Open Patent Nr. 62-137716 offenbart. Der druckempfindliche Sensor 50 ist, wie in 19 gezeigt, in dem Befestigungsabschnitt 56 in einem bestimmten Abstand y von der Öffnung 53 befestigt, sodass er die Öffnung 53 nicht berührt, wenn die Schiebetür 45 ganz geschlossen ist. In Anbetracht der Möglichkeit des Ergreifens eines Fingers eines Kindes oder dergleichen beträgt der Abstand y vorzugsweise 3 mm bis 5 mm. Außerdem ist zur leichteren Erfassung einer Berührung eines Objekts mit der Schiebetür 45 der druckempfindliche Sensor 50 so angeordnet, dass ein Teil des druckempfindlichen Sensors 50 zu der Seite der Karosserieöffnung 53 aus der vertikalen Kante 48 hervorsteht. Oder der druckempfindliche Sensor 50 kann an der vertikalen Kante 48 angeordnet werden. Die Steuereinrichtung 7 ist in der Schiebetür 45 angeordnet. Um die Berührung eines Objekts nahe der vertikalen Kante 48 der Schiebetür 45 in einem möglichst weiten Bereich zu erfassen, wie z.B. in Japanese Utility Model Publication No. 38-2015 offenbart, ist die Entscheidungseinrichtung 5 zum Ausgeben eines Entscheidungssignals an die Steuereinrichtung 7 in der untersten Position des druckempfindlichen Sensors 50 angeordnet. Die Entscheidungseinrichtung 5 ist nahe der untersten Position der vertikalen Kante 48 der Schiebetür 45 befestigt. Oder, wie in Japanese Laid-Open Patent No. 8-232525 oder Japanese Laid-Open Patent No. 9-96146 offenbart, wenn der Motor oder die Steuereinheit des Motors in der Schiebetür 45 angeordnet ist, ist es üblich, sie an der unteren Seite von dem unteren Ende der Fensterscheibe 3 anzuordnen, um die Fensterscheibe der Schiebetür 45 zu umgehen. Daher ist auch in dieser Ausführung die Steuereinrichtung 7 an der Unterseite von dem unteren Ende der Fensterscheibe der Schiebetür angeordnet, und folglich wird das Entscheidungssignal von der Entscheidungseinrichtung 5 an die Steuereinrichtung 7 durch das Kabel 26 mittels des an der Unterseite des unteren Endes der Fensterscheibe bereitgestellten Durchgangsloches, vorzugsweise nahe der Entscheidungseinrichtung 5, übertragen. Ein solches Durchgangsloch wird üblicherweise angeordnet, wenn ein Signal von der Außenseite zur Innenseite der Schiebetür 45 übertragen wird, wie z.B. in dem Fall, wo die Elektrode 52 zum Erfassen des Öffnens und Schließens in der Schiebetür 45 angeordnet ist. Die Antriebseinrichtung der Schiebetür 45 wird durch irgendeine der üblichen Strukturen, die Motoren benutzen, oder dergleichen verwirklicht.
20 ist eine Strukturzeichnung des druckempfindlichen Sensors 50. Der druckempfindliche Sensor 50 besteht aus einem piezoelektrischen Sensor 54 als druckempfindliche Einrichtung, einer Halteeinrichtung 55 und anderem. Der piezoelektrische Sensor 54 wird durch konzentrisches Aufeinanderschichten der Mittelelektrode 20, der Außenelektrode 21 und der zusammengesetzten piezoelektrischen Schicht 22 als piezoelektrisches Material gebildet und ist flexibel in der Form eines Koaxialkabels. Die Halteeinrichtung 55 enthält den piezo elektrischen Sensor 54 und hat einen flexibleren elastischen Körper 14 als der piezoelektrische Sensor 54, einen hohlen Abschnitt 58 und eine Rille 59 zum Befestigen an dem Befestigungsabschnitt 56. Bei dem piezoelektrischen Sensor 12 in Ausführung 1 ist eine Abdeckschicht 23 in der äußersten Schicht angeordnet, aber bei dem piezoelektrischen Sensor 54 dieser Ausführung dient die Halteeinrichtung 55 auch als die Abdeckschicht, sodass die Komponenten rationalisiert werden.
Die Öffnen-Schließen-Vorrichtung der Ausführung kann auch die Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor 50 in der gleichen Prozedur wie in Ausführung 1 erfassen und ist ebenfalls imstande, unerwünschtes Ergreifen eines Objekts zu verhindern oder die Last zu verringern, die an das Objekt angelegt wird, bis die Ergreifung gelöst wird, wenn das Objekt ergriffen wird.
Oder, wie in 18 gezeigt, um in der Ausführung das Ergreifen eines Objekts zwischen der Schiebetür 45 und der Karosserieöffnung 53 zu verhindern, wird der druckempfindliche Sensor 50 mit dem flexiblen piezoelektrischen Sensor 54 so angeordnet, dass er entlang der Form der Schiebetür 45 gebogen wird. Die Türplatte 46 ist mit dem gewellten Abschnitt 47 zum Verstärken der Steifigkeit oder aus Stylinggründen versehen, und wenn ein gebogener Teil 49 an der vertikalen Kante 48 vorhanden ist, verusacht der druckempfindliche Sensor der Ausführung keine Erfassungsfehler infolge von fehlerhaftem Kontakt des druckempfindlichen Schalters in dem gebogenen Teil 49 wie bei dem herkömmlichen druckempfindlichen Schalter des Kontakttyps. Der Freiheitsgrad wird daher unter dem Gesichtspunkt der Verstärkung oder des Stylings der Türplatte 46 erhöht.
Da der herkömmliche druckempfindliche Schalter des Kontakttyps nicht gebogen werden kann, wird, wenn er auf der Schiebetür 45 angeordnet ist, eine unerwünschte Lücke zwischen dem druckempfindlichen Schalter und der vertikalen Kante 48 gebildet. Folglich kann, wenn ein Objekt zwischen dieser Lücke und der Karosserieöffnung 53 ergriffen wird, da das Objekt den druckempfindlichen Schalter nicht berührt, das Ergreifen nicht erfasst werden. Andererseits berührt bei dieser Ausführung, da die Lücke zwischen der vertikalen Kante 48 und dem druckempfindichen Sensor 50 klein ist, wenn ein Objekt zwischen der Schiebetür 45 und der Karosserieöffnung 53 ergriffen wird, das Objekt leicht den druckempfindlichen Sensor 50, und das Ergreifen kann erfasst werden.
Wenn die Schiebetür 45 mit Zubehör, z.B. Türschloss 51 und Elektrode 52 zum Erfassen des Öffnens und Schließens, versehen ist, kann der druckempfindliche Sensor 50 durch Umgehen dieses Zubehörs gebogen und angeordnet werden. Als Folge gibt es keine Einschrän bezüglich der Stelle von Zubehör.
Bei einer anderen Ausführung eines Aufbaus des Anordnens des druckempfindlichen Sensors 50 in der Schiebetür 45 kann der druckempfindliche Sensor 50 wie in 21 und 22 gezeigt angeordnet werden. In 21 ist der druckempfindliche Sensor 50 an der vertikalen Kante 48, der oberen Kante 60 und der unteren Kante 61 angeordnet. Bei dieser Anordnung kann das Ergreifen eines Objekts zwischen der vertikalen Kante 48 der Schiebetür 45 und der Karosserieöffnung 53 (18) erfasst werden, und außerdem kann das Ergreifen eines Objekts zwischen der oberen Kante 60, der unteren Kante 61 und der Karosserieöffnung 53 erfasst werden, sodass der Ergreifungserfassungsbereich erweitert wird. Obwohl der druckempfindliche Sensor 50 an der Ecke 62 der Schiebetür 45 gebogen werden muss, treten, da der flexible piezoelektrische Sensor 54 benutzt wird, wenn er gebogen ist, anders als der herkömmliche druckempfindliche Schalter, keine Erfassungsfehler auf.
In 22 ist der druckempfindliche Sensor 50 entlang dem ganzen Rand der Kante der Schiebetür 45 angeordnet, und beide Enden des druckempfindlichen Sensors 50 sind mit der Entscheidungseinrichtung 5 verbunden. Bie dieser Anordnung kann kann das Ergreifen eines Objekts zwischen dem ganzen Umkreis der Kante der Schiebetür 45 und der Karosserieöffnung 53 (18) erfasst werden, und der Ergreifungserfassungsbereich wird verglichen mit dem Aufbau in 18 oder 21 weiter erweitert Bei dem Aufbau von 22 können, da beide Enden des druckempfindlichen Sensors 50 mit der Entscheidungseinrichtung 5 verbunden sind, die Signale von beiden Enden des piezoelektrischen Sensors 54 durch die Entscheidungseinrichtung 5 erfasst werden. In diesem Fall wird, wenn die Mittelelektrode 20 oder die Außenelektrode 21 des piezoelektrischen Sensors 54 unterwegs gebrochen ist, die Zuverlässigkeit erhöht, da das Erfassungssignal von jedem Ende des piezoelektrischen Sensors 54 erhalten werden kann. Außerdem ist in einem anderen Fall ein Ende der Außenelektrode 21 mit Erde verbunden, und das andere Ende ist über einen Widerstand mit der Stromquelle verbunden, und die Spannung an dem Kontaktpunkt der Seite der Außenelektrode 21 des Widerstandes wird durch die Anomalitäts-Entscheidungseinhheit 32 erfasst. Bei diesem Aufbau ist, wenn die Außenelektrode 21 normal ist, die Spannung an dem Punkt das Erdpotenzial, und wenn die Außenelektrode 21 gebrochen ist, ist die Spannung an dem Punkt die Stromquellenspannung, sodass ein Bruch der Außenelektrode 21 erfasst werden kann, und die Zuverlässigkeit wird werter erhöht.
(Ausführung 6)
Bei dieser in 23 gezeigten Ausführung wird die Erfindung in einem motorgetriebenen Sonnendach 63 eines Automobils angewandt, und ein druckempfindlicher Sensor 65 ist in einer Fensterscheibe 64 des motorgetriebenen Sonnendachs 63 angeordnet. Bei diesem Aufbau wird das Ergreifen eines Objekts in dem motorgetriebenen Sonnendach 63 verhindert.
(Ausführung 7)
Diese in 24 gezeigte Ausführung ist eine Anwendung der Erfindung in einer automatischen Tür 66 eines Zuges, und ein druckempfindlicher Sensor 69 ist in einer Tür 67 oder einer Türöffnung 68 der automatischen Tür 66 angeordnet. Bei diesem Aufbau kann das Ergreifen eines Objekts in der automatischen Tür 66 verhindert werden.
Bei den vorangehenden Ausführungen 1 bis 7 wird der flexible piezoelektrische Sensor in Kabelform als die druckempfindliche Einrichtung benutzt, aber ein flexibler piezoelektrischer Sensor in einer Band- oder Blattform kann ebenfalls verwendet werden. Außerdem können anstelle des piezoelektrischen Sensors eine druckempfindliche Einrichtung eines Typs, der eine elektrostatische Kapazität zwischen Elektroden erfasst, eine druckempfindliche Einrichtung eines Typs, der eine elektrische Leitfähigkeit infolge Drucks verändert, oder andere druckempfindliche Einrichtungen benutzt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Erfindung betrifft einen druckempfindlichen Sensor, eine Objekterfassungsvorrichtung und eine Öffnen-Schließen-Vorrichtung, die benutzt werden, um das Ergreifen eines Objekts in einem elektrisch betriebenen Fenster, einer motorgetriebenen Schiebetür und einem motorgetriebenen Sonnendach eines Automobils, einer automatisierten Tür eines Gebäudes und dergleichen zu verhindern. Bei diesen Vorrichtungen gab es bisher Probleme, z.B. Versagen beim Lösen der Ergreifung und Beschädigen des Objekts infolge Zunahme der an das Objekt angelegten Last, bis die Ergreifung gelöst wird. Die Erfindung präsentiert einen druckempfindlichen Sensor mit hohem Ausgang und hervorragender Flexibilität, wobei die Objektberührungs-Erfassungsvorrichtung hohe Zuverlässigkeit besitzt und die Öffnen-Schließen-Vorrichtung das Objekt nicht beschädigt, wenn das Objekt ergriffen wird.

1: Fahrzeugtür
200: Fensterrahmen (Öffnung)
3: Fensterscheibe (Öffnen-Schließen-Einheit)
4: Druckempfindlicher Sebsor
5: Entscheidungseinrichtung
6: Antriebseinrichtung
7: Steuereinrichtung
8: Motor
9: Draht
10: Halterung
11: Führung
12: Piezoelektrischer Sensor (druckempfindliche Einrichtung}
13: Halteeinrichtung
14: Elastischer Körper
15: Deformations-Verstärkungsabschnitt
16: Hohler Abschnitt
17: Seitenwand (Schwingungsdämpfungsabschnitt)
18: Fenstergummi
190: Objekt
20: Mittelelektrode (Elektrode zur Signalausleitung)
21: Außenelektrode (Elektrode zur Signalausleitung)
22: Piezoelektrische Verbundschicht (piezoelektrisches Verbundmaterial)
23: Abdeckschicht
24: Brucherfassungswiderstand (Entladeeinheit)
25: Ende
26: Ausgangskabel
27: Stecker
28: Türelement
29: Spannungsteilerwiderstand
30: Filter
31: Entscheidungseinheit
32: Anomalitäts-Entscheidungseinheit
33: Signaleingabeeinheit
34: Signalausgabeeinheit
35: Umgehungseinheit
36: Hall-Element
37: Positionserfassungseinrichtung
38: Berührungsentscheidungseinheit der Öffnen-Schließen-Einheit
39: Steuerung
40: Mitteilungseinrichtung
41: Öffnen-Schließen-Schalter
42: Batterie
43: Seitensonnenblende
44: Druckempfindlicher Sensor
45: Schiebetür (Öffnen-Schließen-Einheit)
46: Türplatte
47: Gewellter Türabschnitt
48: Vertikales Türende
49: Biegeabschnitt des vertikalen Endes
50: Druckempfindlicher Sensor
51: Türschloss
52: Elektrode zur Erfassung von Öffnen und Schließen
53: Karosserieöffnung (Öffnung)
54: Piezoelektrischer Sensor
55: Halteeinrichtung
56: Druckempfindlicher Sensor
57: Dichtung
58: Hohler Abschnitt
59: Befestigungsrille
60: Oberes Türende
61: Unteres Türende
62: Türecke
63: Sonnendach
64: Fensterscheibe (Öffnen-Schließen-Einheit)
65: Druckempfindlicher Sensor
66: Automatische Tür
67: Tür (Öffnen-Schließen-Einheit)
68: Türöffnung (Öffnung)
69: Druckempfindlicher Sensor

Claims

Druckempfindlicher Sensor (4), der an wenigstens einer Öffnung (200) oder einer Öffnen-Schließen-Einheit (3) zum Öffnen und Schließen der Öffnung angeordnet ist und der benutzt wird, um die Berührung eines Objekts zu erfassen und das Ergreifen des Objekts zwischen der Öffnung und der Öffnen-Schließen-Einheit zu verhindern, wobei der druckempfindliche Sensor umfasst: eine druckempfindliche Einrichtung (12) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das von Deformation abhängt, und eine Halteeinrichtung (13) zum Halten der druckempfindlichen Einrichtung an wenigstens der Öffnung oder der Öffnen-Schließen-Einheit, wobei die Hafteeinrichtung eine größere Flexibilität aufweist als die druckempfindliche Einrichtung.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, wobei die Halteeinrichtung umfasst: einen Deformations-Verstärkungsabschnitt (15) zum Verstärken der Deformation der druckempfindlichen Einrichtung.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 2, wobei der Deformations-Verstärkungsabschnittumfasst: einen hohlen Abschnitt (16).
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, wobei die Halteeinrichtung umfasst: einen Schwingungsdämpfungsabschnitt (17) zum Dämpfen von Schwingungen.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 4, wobei die Halteeinrichtung umfasst: einen Deformations-Verstärkungsabschnitt (15) zum Verstärken der Deformation der druckempfindlichen Einrichtung, wobei der Schwingungsdämpfungsabschnitt auch als der Deformations-Verstärkungsab schnitt dient.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, wobei die Hafteeinrichtung aus einem Teil eines Fenstergummis (18) eines Automobils gebildet ist.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, wobei der druckempfindliche Sensor in der Öffnung so angeordnet werden kann, dass der kürzeste Abstand von der Öffnen-Schließen-Einheit in einem Bereich von 3 mm bis 5 mm liegen kann.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, der werter umfasst: eine Vielzahl Elektroden (20, 21) zum Ausleiten von Signalen, und einen zwischen den Elektroden angeordneten Brucherfassungswiderstand (24) zum Erfassen eines Bruchs der Elektroden.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, wobei die druckempfindliche Einrichtung aus einem flexiblen, piezoelektrischen Sensor (12) besteht, und die Hafteeinrichtung den piezoelektrischen Sensor entlang einer Form der Kante der Öffnung oder der Öffnen-Schließen-Einheit flexibel hält.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 9, wobei der piezoelektrische Sensor unter Verwendung eines piezoelektrischen Verbundmaterials, in dem amorphes chloriertes Polyethylen, kristallines chloriertes Polyethylen und piezoelektrisches Keramikpulver gemischt sind, geformt ist.
Objekterfassungsvorrichtung zum Erfassen der Berührung des Objekts und Verhindern der Ergreifung des Objekts zwischen der Öffnung (200) und der Öffnen-Schließen-Einheit (3) zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei die Objekterfassungsvorrichtung umfasst: den druckempfindlichen Sensor (4) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, und eine Entscheidungseinrichtung (5) zum Feststellen der Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor auf der Basis eines Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, die werter umfasst: eine Mitteilungseinrichtung (40) zum Informieren einer dritten Partei von einem Entscheidungsergebnis der Entscheidungseinrichtung.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der druckempfindliche Sensor direkt mit der Entscheidungseinrichtung verbunden ist und der druckempfindliche Sensor und die Entscheidungseinrichtung integriert sind.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Entscheidungseinrichtung umfasst: ein Filter (30) zum Extrahieren nur einer spezifizierten Frequenzkomponente aus dem Ausgangssignal des druckempfindlichen Sensors.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Entscheidungseinrichtung einen Integralwert des Ausgangssignals der druckempfindlichen Einrichtung pro Zeiteinheit berechnet und die Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor auf der Basis des Integralwertes feststellt.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Entscheidungseinrichtung umfasst: eine Anomalie-Entscheidungseinheit zum Feststellen einer Anomalie der druckempfindlichen Einrichtung auf der Basis des Ausgangssignals der druckempfindlichen Einrichtung entsprechend der Schwingung der Öffnung oder der Öffnen-Schließen-Einheit.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Entscheidungseinrichtung umfasst: eine Signaleingabeeinheit (33) zum Eingeben des Ausgangssignals der druckempfindlichen Einrichtung; eine Signalausgabeeinheit (34) zum Ausgeben eines Entscheidungsergebnisses des Feststellens der Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor, und eine Bypass-Einheit (35) zum Hindurchleiten von Hochfrequenzsignalen zwischen der Signaleingabeeinheit und der Signalausgabeeinheit.
Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Signaleingabeeinheit und die Signalausgabeeinheit nahe beieinander angeordnet sind, um eine Bypass-Strecke des Hochfrequenzsignals zu verkürzen.
Objekterfassungsvorrichtung zum Erfassen der Berührung des Objekts und Verhindem der Ergreifung des Objekts zwischen der Öffnung (200) und der Öffnen-Schließen-Einheit (3) zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei die Objekterfassungsvorrichtung umfasst: den druckempfindlichen Sensor (4) nach Anspruch 9 oder 10; eine Entscheidungseinrichtung (5) zum Feststellen der Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor auf der Basis eines Ausgangssignals des druckempfindlichen Sensors, und eine Entladeeinheit (24) zum Entladen einer in dem piezoelektrischen Sensor erzeugten elektrischen Ladung, die in wenigstens dem piezoelektrischen Sensor oder der Entscheidungseinrichtung angeordnet ist.
Öffnen-Schließen-Vorrichtung mit einer Funktion zum Erfassen der Berührung des Objekts und Verhindern der Ergreifung des Objekts zwischen der Öffnung (200) und der Öffnen-Schließen-Einheit (3) zum Öffnen und Schließen der Öffnung, wobei die Öffnen-Schließen-Vorrichtung umfasst: die Objekterfassungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 19; eine Antriebseinrichtung (6) zum Antreiben der Öffnen-Schließen-Einheit, und eine Steuereinrichtung (7) zum Steuern der Antriebseinrichtung, um den Schließvorgang der Öffnen-Schließen-Einheit anzuhaften oder die Öffnen-Schließen-Einheit zu öffnen, wenn die Entscheidungseinrichtung die Berührung des Objekts mit dem druckempfindlichen Sensor feststellt, wenn die Öffnen-Schließen-Einheit schließt.
Öffnen-Schließen-Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Steuereinrichtung umfasst: eine Berührungsentscheidungseinheit (38) der Öffnen-Schließen-Einheit zum Feststellen der Berührung des Objekts mit der Öffnen-Schließen-Einheit auf der Basis eines erfassten Antriebszustandes, wenn die Berührungsentscheidungseinheit den Antriebszustand erfasst, wenn die Antriebseinrichtung die Öffnen-Schließen-Einheit antreibt, und eine Steuerung (7) zum Steuern der Antriebseinrichtung auf der Basis eines Ausgangssignals von wenigstens der Objekterfassungsvorrichtung oder der Berührungsentscheidungseinheit.
Öffnen-Schließen-Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Steuereinrichtung die Antriebseinrichtung auf der Basis eines Ausgangssignals der Berührungsentscheidungseinheit steuert, wenn eine Anomalie in der Objekterfassungsvorrchtung auftritt.
Öffnen-Schließen-Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Steuereinrichtung die Antriebseinrichtung steuert, um zu schließen, nachdem die Öffnen-Schließen-Einheit einmal um eine spezifische Strecke in der Öffnenrichtung bewegt oder für eine spezifische Zeit geöffnet wurde, wenn die Öffnen-Schließen-Einheit geschlossen wird.