JP2000130014A - パワーウィンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で且つ簡単な構造であって異物の挟み込
みを容易に検出できるパワーウィンド装置を提供する。 【解決手段】 送信用超音波振動子７がウィンドガラス
３内に超音波を送波し受信用超音波振動子９がウィンド
ガラス３の上端部３ａから反射されてくる超音波を受信
する。受信電圧測定部３４は、受信用超音波振動子９で
受信した超音波に基づく受信信号の受信電圧値を測定
し、挟み込み検出部３５は、受信電圧測定部３４で測定
された受信電圧値の変化に基づきウィンドガラス３への
異物４の挟み込みを検出し、安全制御動作指令部３７
は、異物４の挟み込みが検出されたときに安全制御動作
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に適用される
ウィンドガラスをモータ等の駆動源によって開閉動作さ
せるパワーウィンド装置に関し、特に、ウィンドガラス
とサッシとの間に手や頭部等の異物を挟み込んだ状態を
検知して安全制御動作を行なうパワーウィンド装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両にはウィンドガラスを自
動的に開閉動作させるパワーウィンド装置が装備されて
いる。このパワーウィンド装置では、ウィンドガラスと
サッシとの間に手や頭部などの異物を挟み込むことがし
ばしばある。この場合、異物の挟み込みを検出し、ウィ
ンドガラスの開閉動作を停止させて、事故を未然に防止
する安全制御動作を行なう安全装置が付加されたパワー
ウィンド装置が車両に装備されている。

【０００３】従来のこの種のパワーウィンド装置として
は、例えば、特開昭６１−２１２８４号公報に記載され
た光検出パワーウィンドの安全装置が知られている。

【０００４】この光検出パワーウィンドの安全装置は、
図１１に示すように、一対の対向する投光器Ａ（Ａ₁，
Ａ₂，Ａ₃）及び受光器Ｂ（Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃）を窓枠沿い
に複数個設置し、投光器Ａ（Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃）から発光
ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ等の光を投光し、受光器
Ｂ（Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃）で受光する。

【０００５】図１２にパワーウィンドの安全装置の受光
器の回路図を示す。図１２において、抵抗Ｒ５５，Ｒ５
０、受光器Ｂ₁に対応したフォトダイオードＰＤ１、抵
抗Ｒ５３により電流回路を構成し、抵抗Ｒ５１，Ｒ５２
の分圧点にダイオードＤ４０が接続され、検出出力が異
常に大きい場合にクランプされる。

【０００６】フォトダイオードＰＤ１の検出出力は、コ
ンデンサＣ６及び抵抗Ｒ５４により電界効果トランジス
タＦＥＴに入力されて増幅され、抵抗Ｒ５８及びコンデ
ンサＣ７の直列回路により集積回路ＩＣ１の端子１に入
力される。さらに、集積回路ＩＣ１の出力として端子１
６からフォトダイオード毎に所定のコードを付した符号
化された光検出出力を図示しないマイクロコンピュータ
に送出する。

【０００７】ここで、パワーウィンドの進行方向に手や
頭部などの異物がある場合には、投光器からの光は、異
物により遮断されて受光器に届かなくなる。これによ
り、異物がウィンドガラスに挟み込まれたことを検出し
て、ウィンドガラスを開動作させる安全制御動作を行な
い、異物の挟み込みを未然に防止することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パワーウィンドの安全装置にあっては、複数個の受光器
を設置しているため、各受光器が外部からの光により動
作不全を起こすことがあった。

【０００９】また、複数個の投光器及び複数個の受光器
を窓枠沿いに設置しているため、部品点数が多くなり、
コストが高くなっていた。また、複数個の投光器及び受
光器の窓枠に組み付け、投光器と受光器とを対向させる
調整作業を行わなければならず、高い組み付け精度が要
求されるという課題を有していた。

【００１０】本発明は、安価で且つ簡単な構造であっ
て、調整作業等を必要とすることなく、異物の挟み込み
を容易に検出することができるパワーウィンド装置を提
供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下の手段を採用した。請求項１の発明は、
車両のウィンドガラスを駆動源によりアップダウン動作
させるパワーウィンド装置において、前記ウィンドガラ
ス内に超音波を送波し前記ウィンドガラスの上端部から
反射されてくる超音波を受信する超音波送受信部と、こ
の超音波送受信部で受信した超音波に基づく受信信号の
受信電圧値を測定する受信電圧測定部と、この受信電圧
測定部で測定された受信電圧値の変化に基づき前記ウィ
ンドガラスへの異物の挟み込みを検出する挟み込み検出
部と、この挟み込み検出部により前記異物の挟み込みが
検出されたときに安全制御動作を行なう安全制御動作部
とを備えることを特徴とする。

【００１２】請求項１の発明によれば、超音波送受信部
が、ウィンドガラス内に超音波を送波しウィンドガラス
の上端部から反射されてくる超音波を受信すると、受信
電圧測定部は、超音波送受信部で受信した超音波に基づ
く受信信号の受信電圧値を測定し、挟み込み検出部は、
受信電圧測定部で測定された受信電圧値の変化に基づき
ウィンドガラスへの異物の挟み込みを検出し、安全制御
動作部は、異物の挟み込みが検出されたときに安全制御
動作を行なう。

【００１３】すなわち、超音波を用いて異物の挟み込み
を検出するため、安価で且つ簡単な構造であって、調整
作業等を必要とすることなく、異物の挟み込みを容易に
検出することができる。

【００１４】請求項２の発明のように、前記超音波送受
信部は、前記ウィンドガラス内に超音波を送波する送信
用超音波振動子と、前記ウィンドガラスの上端部から反
射されてくる超音波を受信する受信用超音波振動子とか
らなり、さらに、前記送信用超音波振動子を駆動するこ
とにより超音波を発振させる超音波発振回路を備えるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明によれば、超音波発振回路
が送信用超音波振動子を駆動することにより超音波を発
振させると、送信用超音波振動子は、ウィンドガラス内
に超音波を送波し、ウィンドガラスの上端部から反射さ
れてくる超音波を受信用超音波振動子で受信することが
できる。

【００１６】請求項３の発明のように、前記超音波送受
信部は、前記ウィンドガラス内に超音波を送波し前記ウ
ィンドガラスの上端部から反射されてくる超音波を受信
する送受信用超音波振動子からなり、さらに、前記送受
信用超音波振動子を駆動することにより超音波を発振さ
せる超音波発振回路を備えることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明によれば、超音波発振回路
が送受信用超音波振動子を駆動することにより超音波を
発振させると、送受信用超音波振動子は、ウィンドガラ
ス内に超音波を送波し、ウィンドガラスの上端部から反
射されてくる超音波を受信することができる。

【００１８】請求項４の発明は、前記ウィンドガラスを
アップ操作するためのアップスイッチからのアップ操作
信号により前記超音波発振回路を作動させ、前記アップ
操作信号の入力停止により前記超音波発振回路の作動を
停止させる発振制御部を備えることを特徴とする。

【００１９】請求項４の発明によれば、発振制御部は、
アップスイッチからのアップ操作信号により超音波発振
回路を作動させ、アップ操作信号の入力停止により超音
波発振回路の作動を停止させるため、ウィンドガラスが
アップ中のみ超音波を発振することができる。

【００２０】請求項５の発明のように、前記安全制御動
作部は、前記挟み込み検出部により前記異物の挟み込み
が検出されたときに前記異物の挟み込み位置から前記ウ
ィンドガラスを所定量ダウンさせることを特徴とする。

【００２１】請求項５の発明によれば、異物の挟み込み
が検出されたときに、安全制御動作部は、異物の挟み込
み位置からウィンドガラスを所定量ダウンさせるため、
異物の挟み込みを防止することができる。

【００２２】請求項６の発明のように、前記送信用超音
波振動子の振動周波数は、前記ウィンドガラスの形状に
より決定される固有周波数に設定されることを特徴とす
る。

【００２３】請求項６の発明によれば、送信用超音波振
動子の振動周波数がウィンドガラスの形状により決定さ
れる固有周波数に設定されているため、ウィンドガラス
内で超音波を効率よく送波することができる。

【００２４】請求項７の発明のように、前記超音波送受
信部は、前記ウィンドガラス内に超音波を送波し前記ウ
ィンドガラスの上端部から反射されてくる超音波を受信
する第１の超音波振動子及び第２の超音波振動子からな
り、さらに、前記第１の超音波振動子を駆動することに
より超音波を発振させる第１の超音波発振回路と、前記
第２の超音波振動子を駆動することにより超音波を発振
させる第２の超音波発振回路と、前記第１の超音波発振
回路と前記第２の超音波発振回路とを交互に作動させる
発振制御部とを備えることを特徴とする。

【００２５】請求項７の発明によれば、発振制御部が第
１の超音波発振回路と第２の超音波発振回路とを交互に
作動させるため、第１の超音波振動子と第２の超音波振
動子とが交互に超音波を送波することになるとともに、
一方の超音波振動子が超音波を送波した場合には、他方
の超音波振動子が反射超音波を受信する。

【００２６】従って、１つの超音波振動子を連続振動さ
せるよりも、超音波振動子の振動間隔が長くなるから、
超音波振動子の発熱が少なくなり、超音波の発生効率の
低下を抑制することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のパワーウィンド装
置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００２８】＜第１の実施の形態＞図１は本発明のパワ
ーウィンド装置の第１の実施の形態の構成ブロック図で
ある。図２は送信用超音波振動子及び受信用超音波振動
子のウィンドガラスの下端部への取り付け状態を示す図
である。このパワーウィンド装置は、自動車の運転席ユ
ニット等に搭載され、ウィンドガラスに異物を挟み込ん
だ状態を検出して安全制御動作を行なうものである。

【００２９】ドア１の窓枠内にはウィンドガラス３が設
けられ、このウィンドガラス３は、モータ２５の回転駆
動により窓枠内でアップ及びダウンするようになってい
る。ウィンドガラス３の下端部には、送信用超音波振動
子７と受信用超音波振動子９とが所定間隔離れて取り付
けられている。送信用超音波振動子７と受信用超音波振
動子９とにより超音波送受信部を構成している。

【００３０】送信用超音波振動子７は、圧電セラミック
スや高分子圧電体の圧電効果を利用し、印加された電気
信号に対応した超音波ＵＢ（角度θで送波される超音
波）をウィンドガラス３内に送波する。送信用超音波振
動子７は、バッキング材７ａと、圧電セラミックス等か
らなる圧電振動子７ｂと、効率よく超音波を放射するた
めの音響整合層７ｃと、音響レンズ７ｄとから構成され
ている。

【００３１】受信用超音波振動子９は、圧電逆効果によ
り、ウィンドガラス３の上端部から反射してきた超音波
に対応する電気信号を発生する。受信用超音波振動子９
は、バッキング材９ａと、圧電セラミックス等からなる
圧電振動子９ｂと、効率よく超音波を放射するための音
響整合層９ｃと、音響レンズ９ｄとから構成されてい
る。

【００３２】超音波発振回路１１は、ドア１内に配置さ
れ、パルス信号を発生し、発生したパルス信号により送
信用超音波振動子７を駆動して送信用超音波振動子７に
超音波を発生させる。なお、超音波発振回路１１は、ド
ア１内に配置する代わりに、マイクロコンピュータ２０
側に配置しても良い。

【００３３】リミットスイッチ５は、ドア１の上端部に
取り付けられ、ウィンドガラス３の位置を検出するもの
で、ウィンドガラス３のストローク内でウィンドガラス
３が予め定められた全閉位置近傍（挟み込み非検出領
域）の手前に到達するとオンとなって位置検出信号を発
生し、ウィンドガラス３が全開位置から全閉近傍位置の
手前まで移動する間、オフとなって位置検出信号を発生
しない。

【００３４】さらに、パワーウィンド装置は、ウィンド
ガラス３の開閉操作を行なうパワーウィンドスイッチ
（パワーウィンドＳＷ）１３、このパワーウィンドＳＷ
１３からの操作信号により処理を行なうマイクロコンピ
ュータ２０、操作信号を受けてウィンドガラス３を開閉
動作させるモータ２５を有する。

【００３５】パワーウィンドＳＷ１３は、アップスイッ
チ１５と、ダウンスイッチ１７とを有し、アップスイッ
チ１５は、ドア１のウィンドガラス３を閉（アップ）動
作させ、ダウンスイッチ１７は、ウィンドガラス３を開
（ダウン）動作させる。なお、パワーウィンドＳＷ１３
は、図示しないオートアップスイッチ、オートダウンス
イッチを有しても良い。

【００３６】マイクロコンピュータ２０は、安全制御動
作を行なうもので、安全制御領域判定部３１、発振制御
部３２、アンプ３３、受信電圧測定部３４、挟み込み検
出部３５、安全制御動作指令部３７、動作指令部３９を
有する。安全制御動作指令部３７と動作指令部３９とに
より安全制御動作部を構成している。

【００３７】安全制御領域判定部３１は、リミットスイ
ッチ５からの位置検出信号によりウィンドガラス３の開
閉位置が全閉位置近傍（全閉領域）を除く挟み込み検出
領域（安全制御領域）かどうかを判定し、この安全制御
領域において安全制御動作を行なう。

【００３８】発振制御部３２は、超音波発振回路１１の
駆動タイミングを制御する。アンプ３３は、受信用超音
波振動子９で受信した反射超音波を変換した電気信号で
ある受信信号を増幅して受信電圧測定部３４に出力す
る。受信電圧測定部３４は、アンプ３３からの受信信号
の受信電圧値を測定する。

【００３９】挟み込み検出部３５は、受信電圧測定部３
４で測定された受信電圧値を所定値と比較することによ
りその受信電圧値が所定値と異なる場合に異物の挟み込
みを検出する。

【００４０】安全制御動作指令部３７は、安全制御領域
判定部３１からの出力及び挟み込み検出部３５からの挟
み込み検出信号により、動作指令部３９を制御して安全
制御動作を行なわせる。安全制御動作としては、挟み込
み位置でウィンドガラス３を停止させた後にこの挟み込
み位置からウィンドガラス３を例えば２０ｃｍダウンさ
せる。ドライバ２３は、動作指令部３９からの出力によ
りモータ２５を回転駆動させる。

【００４１】リミットスイッチ５、安全制御領域判定部
３１、挟み込み検出部３５、安全制御動作指令部３７及
び動作指令部３９は、ウィンドガラス３に異物を挟み込
んだときに安全制御動作を行なうべく用いられる。な
お、運転席ユニット以外の他の助手席ユニットや後部座
席ユニットにも、図１に示すパワーウィンド装置を有し
ても良い。

【００４２】次に、このように構成された第１の実施の
形態のパワーウィンド装置の処理を図５に示すフローチ
ャートに従って説明する。

【００４３】ここでは、パワーウィンド装置の処理をマ
イクロコンピュータ２０により行なう。まず、マイクロ
コンピュータ２０は、パワーウィンドＳＷ１３内のアッ
プスイッチ１５によるアップ操作信号を入力し、パワー
ウィンドＳＷ１３がアップかどうかを判定する（ステッ
プＳ１１）。

【００４４】パワーウィンドＳＷ１３がアップである場
合には、発振制御部３２は、アップスイッチ１５からの
アップ操作信号に基づき超音波発振回路１１を作動させ
る。すると、超音波発振回路１１は、パルス信号により
送信用超音波振動子７を駆動するため、送信用超音波振
動子７は、図２に示すような超音波ＵＢを発生し、発生
した超音波ＵＢは、ウィンドガラス３内を伝搬する。

【００４５】図３に示すように、ドア１とウィンドガラ
ス３との間に異物４がない場合には、ウィンドガラス３
の上端部３ａで空気とウィンドガラス３との媒質が異な
るため、その上端部３ａで送信超音波Ｐ１が反射する。

【００４６】そして、上端部３ａで反射された反射超音
波Ｐ２は、受信用超音波振動子９で受信され、その反射
超音波の音圧を例えばＡ１とする。さらに、反射超音波
は、電気信号に変換されて受信信号としてアンプ３３で
増幅されて受信電圧測定部３４に送られる。

【００４７】受信電圧測定部３４は、アンプ３３からの
受信信号の受信電圧値を測定する（ステップＳ１３）。
異物４がないときの第１の受信電圧値を初期受信電圧
値、例えばＢ１とする。

【００４８】さらに、動作指令部３９がアップスイッチ
１５からのアップ操作信号を受けて、ドライバ２３を制
御するため、モータ２５が回転してウィンドガラス３が
アップする（ステップＳ１５）。

【００４９】次に、図４に示すように、ドア１とウィン
ドガラス３との間に異物４が挿入され且つこの異物４が
ウィンドガラス３の上端部３ａに接触した場合には、送
信用超音波振動子７からウィンドガラス３内を伝搬され
た超音波Ｐ１は、異物４で反射する。

【００５０】このとき、ウィンドガラス３の上端部３ａ
には異物４が接触しているため、異物４がない場合にお
ける超音波の反射量に対して、異物４がある場合におけ
る超音波の反射量は変化する。

【００５１】そして、反射超音波Ｐ２は、受信用超音波
振動子９で受信され、その反射超音波の音圧を例えばＡ
２とする。さらに、反射超音波は、電気信号に変換され
て受信信号としてアンプ３３で増幅されて受信電圧測定
部３４に送られる。受信電圧測定部３４は、アンプ３３
からの受信信号の受信電圧値を測定する（ステップＳ１
７）。異物４があるときの第２の受信電圧値を例えばＢ
２とする。

【００５２】次に、挟み込み検出部３５は、異物４があ
るときの第２の受信電圧値を第１の受信電圧値（初期受
信電圧値）と比較することにより、異物４の挟み込みが
あったかどうかを判定する（ステップＳ１９）。

【００５３】ここで、第２の受信電圧値が第１の受信電
圧値と同一値である場合、すなわち、異物４の挟み込み
を検出しない場合には、パワーウィンドＳＷ１３がアッ
プかどうかを判定する（ステップＳ２１）。パワーウィ
ンドＳＷ１３がアップである場合には、ステップＳ１５
に戻り、ウィンドガラス３をさらにアップさせる。

【００５４】また、パワーウィンドＳＷ１３がアップで
ない場合には、発振制御部３２は、超音波発振回路１１
のパルス信号の発振動作を停止させる（ステップＳ２
３）。これにより、送信用超音波振動子７から超音波が
ウィンドガラス３内に送波されなくなる。そして、ステ
ップＳ２３の処理を終了した後にステップＳ３３の処理
に進む。

【００５５】一方、挟み込み検出部３５は、第２の受信
電圧値が第１の受信電圧値と異なる場合には、異物４の
挟み込みがあったとして挟み込みを検出し、挟み込み検
出信号を安全制御動作指令部３７に出力する。

【００５６】また、安全制御領域判定部３１は、リミッ
トスイッチ５からの位置検出信号により、ウィンドガラ
ス３の開閉位置が挟み込み検出領域（安全制御領域）か
どうかを判定する。

【００５７】安全制御動作指令部３７は、安全制御領域
判定部３１によりウィンドガラス３の開閉位置が安全制
御領域と判定された場合に、挟み込み検出部３５からの
挟み込み検出信号により、動作指令部３９を制御して安
全制御動作を行なわせる。安全制御動作としては、挟み
込み位置でウィンドガラス３を停止させた後にこの挟み
込み位置からウィンドガラス３をダウンさせる（ステッ
プＳ２５）。

【００５８】そして、安全制御動作指令部３７は、ウィ
ンドガラス３が規定量ダウンしたかどうかを判定する
（ステップＳ２７）。ウィンドガラス３が規定量ダウン
したかどうかは、例えば、挟み込み検出時から所定時間
が経過したかどうかによって行われる。ウィンドガラス
３のダウン量は、ウィンドガラス３の移動速度と時間と
で算出されるからである。ここで、ウィンドガラス３を
挟み込み位置から例えば、２０ｃｍだけダウンさせても
良い。あるいは、ウィンドガラス３を例えば、全開状態
までダウンさせても良い。

【００５９】そして、ウィンドガラス３が規定量ダウン
した場合には、パワーウィンドＳＷ１３がアップかどう
かを判定する（ステップＳ２９）。パワーウィンドＳＷ
１３がアップである場合には、パワーウィンド、すなわ
ち、ウィンドガラス３のアップを停止させる（ステップ
Ｓ３１）。なお、ステップＳ２９において、パワーウィ
ンドＳＷ１３がアップでない場合には、ステップＳ３３
の処理に進む。

【００６０】一方、ステップＳ１１において、パワーウ
ィンドＳＷ１３がアップでない場合には、マイクロコン
ピュータ２０は、パワーウィンドＳＷ１３内のダウンス
イッチ１７によるダウン操作信号を入力し、パワーウィ
ンドＳＷ１３がダウンかどうかを判定する（ステップＳ
３３）。

【００６１】パワーウィンドＳＷ１３がダウンである場
合には、動作指令部３９がダウンスイッチ１７からのダ
ウン操作信号を受けて、ドライバ２３を制御するため、
モータ２５が回転してウィンドガラス３がダウンする
（ステップＳ３５）。

【００６２】このように、第１の実施の形態のパワーウ
ィンド装置によれば、ウィンドガラス３の下端部に送信
用超音波振動子７及び受信用超音波振動子９を配置し、
送信用超音波振動子７から超音波をウィンドガラス３内
に送波し、ウィンドガラス３の上端部で反射されてくる
反射超音波を受信用超音波振動子９で受信し、受信信号
の受信電圧値の変化によって異物の挟み込みを検出する
ことができる。

【００６３】この場合、送信用超音波振動子７及び受信
用超音波振動子９を配置し、超音波発振回路１１を設け
るのみで済むため、従来の構成よりも、部品定数が少な
くなり、コストが安価で且つ構造が簡単化することがで
き、従来のような高い組み付け精度も要求されなくな
る。

【００６４】また、超音波の振動方向は、縦振動である
ため、ウィンドガラス３の取り付けや締め付け、ウェザ
ストリップゴムとの接触等の影響が少なく、ウィンドガ
ラス３の上端部に当接する異物４のみを効率良く検出す
ることができる。さらに、ウィンドガラス３の振動を直
接測定するため、振動の選択性が良好となり、外部の影
響を受けなくなるという効果がある。

【００６５】＜第２の実施の形態＞次に本発明のパワー
ウィンド装置の第２の実施の形態を説明する。図６は本
発明のパワーウィンド装置の第２の実施の形態の構成ブ
ロック図である。

【００６６】第２の実施の形態のパワーウィンド装置
は、送信用超音波振動子７及び受信用超音波振動子９を
ウィンドガラス３の下端部に取り付ける代わりに、送受
信用超音波振動子８をウィンドガラス３の下端部に取り
付けたことを特徴とする。送受信用超音波振動子８は、
超音波を発生し、発生した超音波をウィンドガラス３内
に伝搬させて、異物４から反射されてくる反射超音波を
受信する。

【００６７】また、超音波発振回路１１と送受信用超音
波振動子８との間に切替スイッチ１０ａを設けるととも
に、送受信用超音波振動子８とアンプ３３との間に切替
スイッチ１０ｂを設けている。制御部３２ａは、切替ス
イッチ１０ａ，１０ｂの切替制御を行うとともに、超音
波発振回路１１の駆動タイミングを制御する。

【００６８】次に、このように構成された第２の実施の
形態のパワーウィンド装置の処理を図７に示すフローチ
ャートに従って説明する。

【００６９】まず、パワーウィンドＳＷ１３がアップか
どうかを判定する（ステップＳ５１）。パワーウィンド
ＳＷ１３がアップである場合には、ウィンドガラス３を
アップさせる（ステップＳ５３）。

【００７０】次に、受信電圧値の状態を測定する（ステ
ップＳ５４）。ここでは、制御部３２ａは、切替スイッ
チ１０ａ，１０ｂをオンさせるとともに、アップスイッ
チ１５からのアップ操作信号に基づき超音波発振回路１
１を作動させる（ステップＳ５５）。

【００７１】超音波発振回路１１が作動している期間中
には、超音波発振回路１１は、パルス信号により送受信
用超音波振動子８を駆動するため、送受信用超音波振動
子８で発生した超音波は、ウィンドガラス３内を伝搬す
る。

【００７２】次に、超音波発振回路１１を作動させた時
から一定時間経過時に、制御部３２ａは、超音波発振回
路１１の作動を停止させる（ステップＳ５６）。すなわ
ち、送受信用超音波振動子８では超音波は発生せず、反
射超音波の受信待ち状態となる。

【００７３】そして、ウィンドガラス３の上端部３ａに
接触している異物４で反射された反射超音波は、送受信
用超音波振動子８で受信され、反射超音波は、電気信号
に変換されて、受信信号としてアンプ３３で増幅され
て、受信電圧測定部３４に送られる。

【００７４】受信電圧測定部３４は、アンプ３３からの
受信信号の受信電圧値を測定する（ステップＳ５７）。
そして、挟み込み検出部３５は、受信測定部３４で測定
された受信電圧値を所定値と比較することにより、異物
４の挟み込みがあったかどうかを判定する（ステップＳ
５９）。

【００７５】ここで、受信電圧値が所定値と同一である
場合、すなわち、挟み込みを検出しない場合には、パワ
ーウィンドＳＷ１３がアップかどうかを判定する（ステ
ップＳ６１）。パワーウィンドＳＷ１３がアップである
場合には、ステップＳ５３に戻り、ウィンドガラス３を
アップさせる。

【００７６】また、パワーウィンドＳＷ１３がアップで
ない場合には、制御部３２ａは、超音波発振回路１１の
パルス信号の発振動作を停止させる（ステップＳ６
３）。これにより、送受信用超音波振動子８から超音波
がウィンドガラス３内に送波されなくなる。そして、ス
テップＳ６３の処理を終了した後にステップＳ７３の処
理に進む。

【００７７】一方、挟み込み検出部３５は、受信電圧値
が所定値と異なる場合には、異物４の挟み込みがあった
として挟み込みを検出し、挟み込み検出信号を安全制御
動作指令部３７に出力する。

【００７８】安全制御動作指令部３７は、安全制御領域
判定部３１によりウィンドガラス３の開閉位置が安全制
御領域と判定された場合に、挟み込み検出部３５からの
挟み込み検出信号により、動作指令部３９を制御して安
全制御動作を行なわせる。安全制御動作としては、挟み
込み位置でウィンドガラス３を停止させた後にこの挟み
込み位置からウィンドガラス３をダウンさせる（ステッ
プＳ６５）。

【００７９】さらに、ステップＳ６５からステップＳ７
５までの処理は、第１の実施の形態のステップＳ２５か
らステップＳ３５までの処理と全く同一であるので、こ
こでは、その説明は省略する。

【００８０】このように、第２の実施の形態のパワーウ
ィンド装置によれば、１つの送受信用超音波振動子８を
用いて超音波を送受信し、受信信号の受信電圧値の変化
によって異物の挟み込みを検出することができる。

【００８１】また、第１の実施の形態のパワーウィンド
装置の効果と同様な効果が得られるとともに、超音波振
動子が１つで済むから、さらに構成が簡単になり、安価
なパワーウィンド装置を提供することができる。

【００８２】次に、形状の異なるウィンドガラスにおけ
る超音波の送受信の具体例をいくつか例を上げて説明す
る。図８に２つの超音波振動子を用いて時分割で超音波
の送受信を交互に行った例を示す。

【００８３】図８にウィンドガラス３ａは、縦長の長方
形をなしており、このウィンドガラス３ａの下端部に超
音波振動子７−１と超音波振動子９−１とが所定間隔離
れて配置されている。さらに、装置には、超音波振動子
７−１を駆動する超音波発振回路１１ａと、超音波振動
子９−１を駆動する超音波発振回路１１ｂと、超音波発
振回路１１ａと超音波発振回路１１ｂとを交互に作動さ
せる発振制御部３２ｂとが設けられている。

【００８４】この場合、振動周波数を比較的低い周波数
に設定している。振動周波数が低い場合には、指向性が
小さくなるため、送信用超音波振動子７−１と受信用超
音波振動子９−１とが配置されている。

【００８５】超音波振動子７−１と超音波振動子９−１
との振動周波数は、ウィンドガラス３の形状や材質から
決定される固有周波数に設定されている。このため、ウ
ィンドガラス３の形状及び材質に応じて、振動周波数を
変更させる。振動周波数は、超音波発振回路１１ａ，１
１ｂのパルス信号の周波数を変更させることにより変更
することができる。このように、振動周波数をウィンド
ガラス３の固有周波数に設定することにより、超音波を
効率良くウィンドガラス３に送波することができる。

【００８６】また、図８に示すように、発振制御部３２
ｂの制御により、あるタイミングで超音波発振回路１１
ａが超音波振動子７−１を駆動して超音波振動子７−１
が超音波を送波し、超音波振動子９−１が反射超音波を
受信する。

【００８７】次のタイミングで発振制御部３２ｂの制御
により、超音波発振回路１１ｂが超音波振動子９−１を
駆動して超音波振動子９−１が超音波を送波し、超音波
振動子７−１が反射超音波を受信する。

【００８８】すなわち、超音波振動子７−１と超音波振
動子９−１とが時分割で送信・受信を交互に行っている
ため、超音波振動子の振動間隔が長くなるから、超音波
振動子の連続振動が抑えられて、超音波振動子の発熱が
少なくなり、超音波の発生効率の低下を抑制することが
できる。

【００８９】図９に１つの超音波振動子を用いて時分割
で超音波の送受信を行った例を示す。送受信用超音波振
動子８−１は、ウィンドガラス３ａの下端部に取り付け
られ、超音波Ｐ３を送波し、反射超音波Ｐ４を受信す
る。この場合、時分割で超音波の送受信を切り替えてい
る。この例は、第２の実施の形態で説明したものと同様
である。

【００９０】図１０に４つの超音波振動子により構成さ
れた送信用及び受信用振動子の組み合わせの例を示す。
図１０に示す例では、台形形状をなすウィンドガラス３
ｂの下端部に、ほぼ等間隔で４つの超音波振動子８−
１，８−２，８−３，８−４を配置している。

【００９１】この例では、振動周波数として、高い周波
数を用いる。振動周波数が高い場合には、指向性が強く
なるため、４つの超音波振動子８−１，８−２，８−
３，８−４を設けている。この例では、４つの超音波振
動子の内の１つの超音波振動子が超音波を送波し、残り
の３つの超音波振動子が反射超音波を受信するととも
に、送信用超音波振動子が１つずつ順番にサイクリック
に切り替わるものである。

【００９２】また、必ずしも送信・受信の組み合わせと
する必要はなく、送信用超音波振動子を３つとし、受信
用超音波振動子を１つに設定しても良い。

【００９３】なお、本発明は第１の実施の形態のパワー
ウィンド装置及び第２の実施の形態のパワーウィンド装
置に限定されるものではない。第１の実施の形態及び第
２の実施の形態では、第１の受信電圧値（所定電圧値）
と第２の受信電圧値とが異なる場合に、異物４の挟み込
みを検出した。

【００９４】しかし、異物４がある場合における第２の
受信電圧値には実際にはバラツキがある。このため、所
定電圧値にある程度の範囲を持たせ、この所定電圧範囲
を第２の受信電圧値が越えた場合に異物４の挟み込みを
検出してもよい。

【００９５】また、第１の実施の形態及び第２の実施の
形態では、ウィンドガラス３の下端部に超音波振動子を
取り付けたが、例えば、超音波振動子をウィンドガラス
３に直接取り付けても良い。

【００９６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、超音波送受信
部が、ウィンドガラス内に超音波を送波しウィンドガラ
スの上端部から反射されてくる超音波を受信すると、受
信電圧測定部は、超音波送受信部で受信した超音波に基
づく受信信号の受信電圧値を測定し、挟み込み検出部
は、受信電圧測定部で測定された受信電圧値の変化に基
づきウィンドガラスへの異物の挟み込みを検出し、安全
制御動作部は、異物の挟み込みが検出されたときに安全
制御動作を行なう。

【００９７】すなわち、超音波を用いて異物の挟み込み
を検出するため、安価で且つ簡単な構造であって、調整
作業等を必要とすることなく、異物の挟み込みを容易に
検出することができる。

【００９８】請求項２の発明によれば、超音波発振回路
が送信用超音波振動子を駆動することにより超音波を発
振させると、送信用超音波振動子は、ウィンドガラス内
に超音波を送波し、ウィンドガラスの上端部から反射さ
れてくる超音波を受信用超音波振動子で受信することが
できる。

【００９９】請求項３の発明によれば、超音波発振回路
が送受信用超音波振動子を駆動することにより超音波を
発振させると、送受信用超音波振動子は、ウィンドガラ
ス内に超音波を送波し、ウィンドガラスの上端部から反
射されてくる超音波を受信することができる。

【０１００】請求項４の発明によれば、発振制御部は、
アップスイッチからのアップ操作信号により超音波発振
回路を作動させ、アップ操作信号の入力停止により超音
波発振回路の作動を停止させるため、ウィンドガラスが
アップ中のみ超音波を発振することができる。

【０１０１】請求項５の発明によれば、異物の挟み込み
が検出されたときに、安全制御動作部は、異物の挟み込
み位置からウィンドガラスを所定量ダウンさせるため、
異物の挟み込みを防止することができる。

【０１０２】請求項６の発明によれば、送信用超音波振
動子の振動周波数がウィンドガラスの形状により決定さ
れる固有周波数に設定されているため、ウィンドガラス
内で超音波を効率よく送波することができる。

【０１０３】請求項７の発明によれば、発振制御部が第
１の超音波発振回路と第２の超音波発振回路とを交互に
作動させるため、第１の超音波振動子と第２の超音波振
動子とが交互に超音波を送波することになるとともに、
一方の超音波振動子が超音波を送波した場合には、他方
の超音波振動子が反射超音波を受信する。

【０１０４】従って、１つの超音波振動子を連続振動さ
せるよりも、超音波振動子の振動間隔が長くなるから、
超音波振動子の発熱が少なくなり、超音波の発生効率の
低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパワーウィンド装置の第１の実施の形
態の構成ブロック図である。

【図２】送信用超音波振動子及び受信用超音波振動子の
ウィンドガラスの下端部への取り付け状態を示す図であ
る。

【図３】ウィンドガラスとドアとの間に異物がない場合
における超音波の送受信を示す図である。

【図４】ウィンドガラスとドアとの間に異物がある場合
における超音波の送受信を示す図である。

【図５】第１の実施の形態のパワーウィンド装置の処理
を示すフローチャートである。

【図６】本発明のパワーウィンド装置の第２の実施の形
態の構成ブロック図である。

【図７】第２の実施の形態のパワーウィンド装置の処理
を示すフローチャートである。

【図８】２つの超音波振動子を用いて時分割で超音波の
送受信を交互に行った例を示す図である。

【図９】１つの超音波振動子を用いて時分割で超音波の
送受信を行った例を示す図である。

【図１０】４つの超音波振動子により構成された送信用
及び受信用振動子の組み合わせの例を示す図である。

【図１１】従来のパワーウィンドの安全装置に設けられ
た複数個の投光器及び受光器を示す図である。

【図１２】従来のパワーウィンドの安全装置の受光器の
回路図である。

【符号の説明】

１ ドア ３ ウィンドガラス ５ リミットスイッチ ７ 送信用超音波振動子 ８ 送受信用超音波振動子 ９ 受信用超音波振動子 １０ａ，１０ｂ 切替スイッチ １１ 超音波発振回路 １３ パワーウィンドＳＷ １５ アップスイッチ １７ ダウンスイッチ ２０ マイクロコンピュータ ２３ ドライバ ２５ モータ ３１ 安全制御領域判定部 ３２ 発振制御部 ３２ａ 制御部 ３３ アンプ ３４ 受信電圧測定部 ３５ 挟み込み検出部 ３７ 安全制御動作指令部 ３９ 動作指令部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のウィンドガラスを駆動源によりア
   ップダウン動作させるパワーウィンド装置において、 前記ウィンドガラス内に超音波を送波し前記ウィンドガ
   ラスの上端部から反射されてくる超音波を受信する超音
   波送受信部と、 この超音波送受信部で受信した超音波に基づく受信信号
   の受信電圧値を測定する受信電圧測定部と、 この受信電圧測定部で測定された受信電圧値の変化に基
   づき前記ウィンドガラスへの異物の挟み込みを検出する
   挟み込み検出部と、 この挟み込み検出部により前記異物の挟み込みが検出さ
   れたときに安全制御動作を行なう安全制御動作部と、を
   備えることを特徴とするパワーウィンド装置。
2. 【請求項２】 前記超音波送受信部は、前記ウィンドガ
   ラス内に超音波を送波する送信用超音波振動子と、前記
   ウィンドガラスの上端部から反射されてくる超音波を受
   信する受信用超音波振動子とからなり、 さらに、前記送信用超音波振動子を駆動することにより
   超音波を発振させる超音波発振回路を備えることを特徴
   とする請求項１記載のパワーウィンド装置。
3. 【請求項３】 前記超音波送受信部は、前記ウィンドガ
   ラス内に超音波を送波し前記ウィンドガラスの上端部か
   ら反射されてくる超音波を受信する送受信用超音波振動
   子からなり、 さらに、前記送受信用超音波振動子を駆動することによ
   り超音波を発振させる超音波発振回路を備えることを特
   徴とする請求項１記載のパワーウィンド装置。
4. 【請求項４】 前記ウィンドガラスをアップ操作するた
   めのアップスイッチからのアップ操作信号により前記超
   音波発振回路を作動させ、前記アップ操作信号の入力停
   止により前記超音波発振回路の作動を停止させる発振制
   御部を備えることを特徴とする請求項２または請求項３
   記載のパワーウィンド装置。
5. 【請求項５】 前記安全制御動作部は、前記挟み込み検
   出部により前記異物の挟み込みが検出されたときに前記
   異物の挟み込み位置から前記ウィンドガラスを所定量ダ
   ウンさせることを特徴とする請求項１記載のパワーウィ
   ンド装置。
6. 【請求項６】 前記送信用超音波振動子の振動周波数
   は、前記ウィンドガラスの形状により決定される固有周
   波数に設定されることを特徴とする請求項２記載のパワ
   ーウィンド装置。
7. 【請求項７】 前記超音波送受信部は、前記ウィンドガ
   ラス内に超音波を送波し前記ウィンドガラスの上端部か
   ら反射されてくる超音波を受信する第１の超音波振動子
   及び第２の超音波振動子からなり、 さらに、前記第１の超音波振動子を駆動することにより
   超音波を発振させる第１の超音波発振回路と、 前記第２の超音波振動子を駆動することにより超音波を
   発振させる第２の超音波発振回路と、 前記第１の超音波発振回路と前記第２の超音波発振回路
   とを交互に作動させる発振制御部と、を備えることを特
   徴とする請求項１記載のパワーウィンド装置。