JP2001032628A - Catch preventing device and method - Google Patents

Catch preventing device and method

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JP2001032628A
JP2001032628A JP11208097A JP20809799A JP2001032628A JP 2001032628 A JP2001032628 A JP 2001032628A JP 11208097 A JP11208097 A JP 11208097A JP 20809799 A JP20809799 A JP 20809799A JP 2001032628 A JP2001032628 A JP 2001032628A
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Japan
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sensor electrode
input terminal
movable body
signal
inverting input
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JP11208097A
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Japanese (ja)
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Masami Yakabe
正巳 八壁
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent foreign matter from getting caught between a movable body and its frame, acting only in the closing motion of the movable body such as a window pane or a door. SOLUTION: In order to prevent foreign matter 8 from getting caught between an automatically opened/closed movable body 2 such as a window pane or a door 1 and its frame, a sensor electrode 4 is installed at a specified part of the frame, and an electrostatic capacity detecting part 5 is electrically connected to the sensor electrode 4 to output a signal corresponding to electrostatic capacity formed between the sensor electrode 4 and the foreign object 8. This signal is processed by a signal processing part 6, and upon detecting the foreign matter 8 caught between the frame and the movable body 2, an insertion preventing command is outputted to stop the motion of the movable body 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、挟み込み防止装
置及び方法に関するもので、特に、イマジナリ・ショー
トの状態にある演算増幅器を利用して静電容量的に挟み
込みの有無を検出する挟み込み防止装置及び方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-jamming device and method, and more particularly, to an anti-jamming device that capacitively detects the presence of an jam using an imaginary short-circuited operational amplifier. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等の車両の電動式の窓ガラスと窓
枠との間に手や指などが挟まれるのを防止するために、
これまでにも種々の提案がなされている。例えば、振動
印加型の車窓用挟み込み防止装置は、窓ガラスの一端に
設けた振動印加装置から窓ガラスの板面に平行に振動を
与え、該窓ガラスの縁辺を伝わる表面波を窓ガラスの他
端に設けた振動検知センサによって検出するように構成
したもので、振動印加装置によって印加された表面波が
窓ガラスの縁辺に沿って伝搬する途中で遮断されたか否
かを判断することにより、窓ガラスの上端と窓枠との間
への異物の当接の有無を検出し、当接が検出された時点
で窓ガラスが停止される。
2. Description of the Related Art In order to prevent a hand or a finger from being caught between an electric window glass and a window frame of a vehicle such as an automobile,
Various proposals have been made so far. For example, an anti-jamming device for a vehicle window of a vibration application type applies a vibration in parallel to a plate surface of a window glass from a vibration applying device provided at one end of the window glass, and transmits a surface wave transmitted on an edge of the window glass to another of the window glass. It is configured to be detected by a vibration detection sensor provided at the end, and it is determined whether or not the surface wave applied by the vibration applying device is interrupted in the middle of propagating along the edge of the window glass. The presence or absence of contact of the foreign matter between the upper end of the glass and the window frame is detected, and the window glass is stopped when the contact is detected.

【0003】また、圧電センサ型の挟み込み防止装置
は、窓ガラスやドア等の開閉部の周縁部分に圧電センサ
を装着し、圧電センサから出力される信号に基づいて物
体が開閉部の周縁部分へ接触したか否かを検出して開閉
部の開閉動作を制御するよう構成されており、圧電セン
サによって物体の接触が検出された時点で開閉部材の動
作が停止される。
Further, in the piezoelectric sensor type anti-jamming device, a piezoelectric sensor is mounted on a peripheral portion of an opening / closing portion such as a window glass or a door, and an object is moved to the peripheral portion of the opening / closing portion based on a signal output from the piezoelectric sensor. It is configured to detect whether or not the contact has been made, and to control the opening and closing operation of the opening and closing unit. When the contact of the object is detected by the piezoelectric sensor, the operation of the opening and closing member is stopped.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の車窓用挟み込み防止装置は、振動印加型と圧電
センサ型のいずれであっても、窓ガラスやドアが開きつ
つある期間に物体が窓ガラスに接触すると、窓ガラスの
開動作が停止してしまう誤動作が生じるという欠点があ
った。
However, in such a conventional anti-jamming device for a vehicle window, regardless of the vibration applying type or the piezoelectric sensor type, an object is applied to the window glass while the window or door is being opened. If touched, there is a drawback that a malfunction occurs in which the opening operation of the window glass stops.

【0005】この発明はこうした欠点を解決するために
提案されたものであり、この発明の目的は、自動的に開
閉される窓ガラスやドア等の可動体が閉まりつつあると
きにのみ動作して、該可動体とその枠との間に異物が挟
み込まれるのを防止する挟み込み防止装置及び方法を提
供することにある。
The present invention has been proposed to solve these disadvantages, and an object of the present invention is to operate only when a movable body such as a window glass or a door which is automatically opened and closed is closing. Another object of the present invention is to provide a device and a method for preventing a foreign object from being inserted between the movable body and its frame.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にあっては、窓ガラスやドア等の自動開閉
される可動体と、或る空間を閉じるために閉時に前記可
動体と接する接触体との間に異物が挟み込まれるのを防
止するための挟み込み防止装置であって、前記接触体の
所定の部位に設置された導電体製のセンサ電極に電気的
に接続され、該センサ電極と異物との間に形成される静
電容量に対応した信号を出力する静電容量検出部と、前
記静電容量検出部から出力される前記信号を受け取り、
前記接触体と前記可動体との間に異物が挟み込まれたこ
とを検出したときに挟み込み防止命令を発する信号処理
部と、を具備することを特徴とする挟み込み防止装置、
を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a movable body such as a window glass or a door which is automatically opened and closed, and the movable body which is closed when a certain space is closed. A pinching prevention device for preventing a foreign object from being pinched between a contact body in contact with a body, and is electrically connected to a sensor electrode made of a conductor provided at a predetermined portion of the contact body. A capacitance detection unit that outputs a signal corresponding to capacitance formed between the sensor electrode and the foreign matter, and receives the signal output from the capacitance detection unit,
A signal processing unit that issues a pinch prevention command when detecting that a foreign object has been pinched between the contact body and the movable body, and a pinch prevention device, comprising:
I will provide a.

【0007】ここで、好ましくは、接触体は窓ガラスや
ドア等の枠である。前記静電容量検出部は、反転入力端
子、非反転入力端子及び出力端子を有し、前記出力端子
と前記反転入力端子との間が帰還インピーダンスによっ
て接続され、前記反転入力端子と前記非反転入力端子と
の間がイマジナリ・ショートの状態である演算増幅器
と、前記非反転入力端子に正弦波信号を印加する発振回
路と、一端が前記反転入力端子に接続され、他端が前記
センサ電極に接続された信号線と、前記信号線の少なく
とも一部を包囲し且つ前記非反転入力端子に接続された
シールド線と、を備え、前記演算増幅器が、前記センサ
電極と前記検出対象物との距離と前記正弦波信号の周波
数とを含む電圧を出力することが望ましい。
Preferably, the contact body is a frame such as a window glass or a door. The capacitance detection unit has an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal, the output terminal and the inverting input terminal are connected by a feedback impedance, and the inverting input terminal and the non-inverting input An operational amplifier whose terminal is in an imaginary short state, an oscillation circuit that applies a sine wave signal to the non-inverting input terminal, one end is connected to the inverting input terminal, and the other end is connected to the sensor electrode. Signal line, and a shield line surrounding at least a part of the signal line and connected to the non-inverting input terminal, wherein the operational amplifier has a distance between the sensor electrode and the detection target. It is desirable to output a voltage including the frequency of the sine wave signal.

【0008】前記信号処理部は、前記信号のピーク値を
保持する保持回路と、前記ピーク値と所定の閾値とを比
較し、前者が後者を越えたことを検出して前記挟み込み
防止命令を発する比較・検出回路と、を備えることが望
ましい。
The signal processing section compares the peak value with a predetermined threshold value, and detects that the former has exceeded the latter, and issues the pinch prevention command. And a comparing / detecting circuit.

【0009】ここでは、樹脂や、ゴムのような可撓性を
有する絶縁体によって前記センサ電極のある接触体の表
面が覆われていることが好ましい。更に、別の発明で
は、窓ガラスやドア等の自動開閉される可動体とその枠
等の接触体との間に異物が挟み込まれるのを防止するた
めの挟み込み防止方法であって、前記接触体の所定の部
位に設置された導電体製のセンサ電極と異物との間に形
成される静電容量を検出する段階と、検出された前記静
電容量に対応した信号を出力する段階と、前記信号に基
づいて、前記接触体と前記可動体との間に異物が挟み込
まれたか否かを検出する段階と、異物が挟み込まれたこ
とを検出したときに挟み込み防止命令を発する段階と、
を備えることを特徴とする挟み込み防止方法、を提供す
る。
Here, it is preferable that the surface of the contact body having the sensor electrode is covered with a flexible insulator such as resin or rubber. Further, in another invention, there is provided a method for preventing foreign matter from being caught between a movable body that is automatically opened and closed, such as a window glass and a door, and a contact body such as a frame thereof, wherein the contact body includes Detecting a capacitance formed between a conductive sensor electrode and a foreign substance installed at a predetermined portion of; a step of outputting a signal corresponding to the detected capacitance; and Based on the signal, a step of detecting whether or not a foreign substance has been caught between the contact body and the movable body, and a step of issuing a pinch prevention command when detecting that the foreign substance has been caught,
A method for preventing pinching is provided.

【0010】[0010]

【作用】センサ電極と異物との間に形成される静電容量
は、両者間の距離によって規定される。この静電容量を
受け取って、静電容量検出部はセンサ電極と異物との間
の距離に対応する信号を出力する。信号処理部には、異
物の挟み込みが発生したものと判定するときの、センサ
電極と異物との間の最小距離に対応する所定の閾値が設
定される。
The capacitance formed between the sensor electrode and the foreign matter is determined by the distance between them. Upon receiving this capacitance, the capacitance detection unit outputs a signal corresponding to the distance between the sensor electrode and the foreign matter. A predetermined threshold value corresponding to the minimum distance between the sensor electrode and the foreign matter when it is determined that the foreign matter has been caught is set in the signal processing unit.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る挟み込み
防止装置の一つの実施の形態の構成を概略的に示すブロ
ック図であり、パワーウィンドウ・システムを採用した
車両における車窓用挟み込み防止装置に実施するための
概略の構成を示している。同図において、車両のドア1
に設けた窓ガラス2は車窓開閉装置3によって駆動さ
れ、開閉される。挟み込みを防止するためには、手や指
等の異物が窓ガラス2と窓枠との間に挟まれたことを検
出したときに車窓開閉装置3の動作を停止させる必要が
ある。そのために、窓枠の窓ガラス2に面した縁辺の適
所には、導電体からなる適宜の形状のセンサ電極4が設
置され、センサ電極4は静電容量検出部5に接続され
る。静電容量検出部5は、センサ電極4によって検出さ
れた物理量を電気信号へ変換し、該電気信号を信号処理
部6に与える。信号処理部6は、静電容量検出部5から
受け取った電気信号に基づいて、異常状態の有無を判定
し、異常状態が発生したと判定したときに車窓開閉装置
3に対して停止命令を発して動作を停止させる。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of an embodiment of an anti-jamming device according to the present invention. The anti-jamming device for a vehicle window in a vehicle employing a power window system is shown. 1 shows a schematic configuration for implementing the present invention. Referring to FIG.
Is driven by a vehicle window opening and closing device 3 to be opened and closed. In order to prevent pinching, it is necessary to stop the operation of the vehicle window opening / closing device 3 when detecting that a foreign object such as a hand or a finger is pinched between the window glass 2 and the window frame. For this purpose, a sensor electrode 4 of an appropriate shape made of a conductor is installed at an appropriate position on the edge of the window frame facing the window glass 2, and the sensor electrode 4 is connected to the capacitance detection unit 5. The capacitance detection unit 5 converts a physical quantity detected by the sensor electrode 4 into an electric signal, and provides the electric signal to the signal processing unit 6. The signal processing unit 6 determines the presence or absence of an abnormal state based on the electric signal received from the capacitance detecting unit 5, and issues a stop command to the vehicle window opening and closing device 3 when determining that an abnormal state has occurred. To stop the operation.

【0012】センサ電極4は、窓枠に近接する異物との
間に静電容量を形成するためのもので、窓ガラスに面し
た部分は伸縮性のある絶縁物からなる被覆部材7によっ
て覆われている。この被覆部材は、異物が例えば人体の
ように半ば導体ともみなせる場合、こうした導体がセン
サ電極に直接接触すると、異物検知をすることができな
くなる恐れから、絶縁体であることが好ましく、さら
に、異物に対してダメージをできるだけ少なくするため
に、前記のように伸縮性或いは可撓性のあるゴム或いは
化学繊維等の樹脂等の材質からなることが好ましい。な
お、被覆部材7による保護作用と相俟ってセンサ電極4
の経年劣化を防止するため、センサ電極4の表面に防水
加工を施すことも望ましい。
The sensor electrode 4 is for forming a capacitance between the sensor electrode 4 and a foreign substance near the window frame, and a portion facing the window glass is covered with a covering member 7 made of an elastic insulator. ing. When the foreign matter can be regarded as a semi-conductor such as a human body, the covering member is preferably an insulator because if such a conductor is in direct contact with the sensor electrode, the foreign matter cannot be detected. In order to minimize the damage to the substrate, it is preferable to use a material such as elastic or flexible resin such as rubber or chemical fiber as described above. In addition, the sensor electrode 4
In order to prevent the deterioration of the sensor electrode 4 over time, it is also desirable that the surface of the sensor electrode 4 be waterproofed.

【0013】いま、窓ガラス2が閉じられつつあるとき
に窓ガラス2と窓枠との間に異物8が挟まれたとする
と、異物8は窓ガラス2と共にセンサ電極4に接近し、
これに伴い、センサ電極4と異物8との間で形成される
静電容量が増大していく。この増大する静電容量に対応
した電気信号が静電容量検出部5から信号処理部6に与
えられ、信号処理部6は、与えられた電気信号の振幅と
所定の閾値とを常時比較する。異物8が更にセンサ電極
4に接近して被覆部材7に接触する位置まで来たとき、
静電容量検出部5から出力される電気信号の振幅は所定
の閾値を越える。これを信号処理部6が検出して異常状
態が発生したものと判定し、車窓開閉装置3の動作を停
止させる停止命令を発するが、窓ガラスが被覆部材7に
接触しただけのときには、異常とは判定されず、停止命
令は発しない。
If it is assumed that a foreign substance 8 is caught between the window glass 2 and the window frame while the window glass 2 is being closed, the foreign substance 8 approaches the sensor electrode 4 together with the window glass 2,
Accordingly, the capacitance formed between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8 increases. An electric signal corresponding to the increased capacitance is provided from the capacitance detection unit 5 to the signal processing unit 6, and the signal processing unit 6 constantly compares the amplitude of the provided electric signal with a predetermined threshold. When the foreign matter 8 comes closer to the sensor electrode 4 and comes into contact with the covering member 7,
The amplitude of the electric signal output from the capacitance detector 5 exceeds a predetermined threshold. The signal processing unit 6 detects this and determines that an abnormal state has occurred, and issues a stop command to stop the operation of the vehicle window opening / closing device 3. However, when the window glass only comes into contact with the covering member 7, it is determined to be abnormal. Is not determined, and no stop command is issued.

【0014】図2は、異物8が窓ガラス2と窓枠との間
に挟み込まれて被覆部材7に接触する位置まで来たとき
の状態を示している。図1に示す実施の形態において
は、異物8がセンサ電極4に対して被覆部材7の厚さL
に等しい距離まで接近したときに異物8とセンサ電極4
との間に形成される静電容量を基準容量とする。そこ
で、信号処理部6には、この基準容量に対応する電気信
号の振幅と等価な値が閾値として設定されており、異物
8がセンサ電極4に対して距離Lまで接近したときに上
記の停止命令が発生される。これにより、窓ガラス2が
閉まりきる前に異物8の挟み込みを検出して窓ガラス2
の閉動作を停止させ、異物の挟み込みを確実に防止でき
る。
FIG. 2 shows a state in which the foreign substance 8 is sandwiched between the window glass 2 and the window frame and comes to a position where it comes into contact with the covering member 7. In the embodiment shown in FIG. 1, foreign matter 8 is applied to sensor electrode 4 with thickness L of covering member 7.
When approaching to a distance equal to
Is defined as a reference capacitance. Therefore, a value equivalent to the amplitude of the electric signal corresponding to the reference capacitance is set as a threshold value in the signal processing unit 6, and when the foreign substance 8 approaches the sensor electrode 4 up to the distance L, the above-described stop is performed. An instruction is issued. Thus, the pinch of the foreign matter 8 is detected before the window glass 2 is completely closed, and the window glass 2 is detected.
Can be stopped to reliably prevent foreign matter from being caught.

【0015】図3は、静電容量検出部5及び信号処理部
6の構成を説明するための図であって、センサ電極4及
び車窓開閉装置3との接続関係をも示している。静電容
量検出部5は、イマジナリ・ショートの状態にある演算
増幅器を含む静電容量検出回路51と発振回路52とを
備えており、静電容量検出回路51の入力部はシールド
された信号線9を介してセンサ電極4と電気的に接続さ
れる。これにより、静電容量検出回路51は、発振回路
52からの正弦波信号を利用して、窓ガラス2とセンサ
電極4との間に異物が挟み込まれていないときの静電容
量及び異物が挟まれたときのセンサ電極4と異物との間
の静電容量に対応する電気信号Voutを出力する。こ
れについては、図4を参照しながら後で説明する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the capacitance detecting unit 5 and the signal processing unit 6, and also shows the connection relationship between the sensor electrode 4 and the vehicle window opening / closing device 3. The capacitance detection unit 5 includes a capacitance detection circuit 51 including an imaginary short-circuited operational amplifier and an oscillation circuit 52. The input of the capacitance detection circuit 51 is a shielded signal line. 9 and is electrically connected to the sensor electrode 4. Accordingly, the capacitance detection circuit 51 uses the sine wave signal from the oscillation circuit 52 to trap the capacitance and the foreign matter when no foreign matter is sandwiched between the window glass 2 and the sensor electrode 4. It outputs an electric signal Vout corresponding to the capacitance between the sensor electrode 4 and the foreign matter at the time of the contact. This will be described later with reference to FIG.

【0016】一方、信号処理部6は、静電容量検出回路
51からの電気信号Voutのピーク値を保持するピー
ク値保持回路61と、ピーク値保持回路61から与えら
れるピーク値を、前記基準容量に対応する電気信号の振
幅に相当する所定の閾値と比較し、ピーク値が閾値を越
えたことを検出したときに停止命令を発生する比較・検
出回路62とを備えており、停止命令が与えられると、
車窓開閉装置3はその動作を停止し、窓ガラス2の動き
を停止させる。
On the other hand, the signal processing section 6 includes a peak value holding circuit 61 for holding a peak value of the electric signal Vout from the capacitance detecting circuit 51, and a peak value given from the peak value holding circuit 61 for the reference capacitance. And a comparison / detection circuit 62 that generates a stop command when detecting that the peak value exceeds the threshold value by comparing with a predetermined threshold value corresponding to the amplitude of an electric signal corresponding to the stop command. When it is
The vehicle window opening / closing device 3 stops its operation and stops the movement of the window glass 2.

【0017】ここで、図4を用いて、静電容量検出回路
51の構成と動作を説明する。静電容量検出回路51は
演算増幅器511を備えており、この演算増幅器は入力
インピーダンスと利得が極めて大きい演算増幅器であ
る。演算増幅器511の出力端子と反転入力端子(−)
との間には帰還抵抗512が接続され、演算増幅器51
1には負帰還がかかっている。さらに、演算増幅器51
1の反転入力端子(−)には、信号線9の一端が接続さ
れ、信号線9の他端にはセンサ電極4が接続される。一
方、演算増幅器511の非反転入力端子(+)は、正弦
波信号を発生する発振回路52の出力端子及び信号線9
の周囲の少なくとも一部を包囲するシールド線10に接
続される。
Here, the configuration and operation of the capacitance detection circuit 51 will be described with reference to FIG. The capacitance detection circuit 51 includes an operational amplifier 511, which is an operational amplifier having extremely large input impedance and gain. Output terminal and inverting input terminal (-) of operational amplifier 511
And a feedback resistor 512 is connected between the
1 has negative feedback. Further, the operational amplifier 51
One inversion input terminal (-) is connected to one end of a signal line 9, and the other end of the signal line 9 is connected to the sensor electrode 4. On the other hand, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 511 is connected to the output terminal of the oscillation circuit 52 for generating a sine wave signal and the signal line 9.
Is connected to a shield wire 10 surrounding at least a part of the periphery of the wire.

【0018】信号線9の少なくとも一部をシールド線1
0によって包囲したのは、シールド線10によって外部
からのノイズ等の不要信号が信号線9に誘導されるのを
防止するためであり、シールド線10は接地されない。
At least a part of the signal line 9 is connected to the shield line 1
The reason why the signal is surrounded by 0 is to prevent unnecessary signals such as external noise from being guided to the signal line 9 by the shield line 10, and the shield line 10 is not grounded.

【0019】このように、演算増幅器511は入力イン
ピーダンスと利得が極めて大きく、演算増幅器511に
は帰還抵抗512を介して負の帰還ループが形成されて
おり、演算増幅器511の両入力端子間はイマジナリ・
ショートの状態にある。すなわち、演算増幅器511の
反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)との間の電
圧差は実質的にゼロである。したがって、信号線9とシ
ールド線10とは同電位にあり、信号線9とシールド線
10との間に生じる浮遊容量をキャンセルすることがで
きる。このことは、信号線9の長さに無関係に成立す
る。したがって、信号線9の移動や折り曲げ、折り返し
等により信号線9とシールド線10との間に生じる浮遊
容量の変化によって、出力端子に出力される出力電圧は
変化しない。これにより、センサ電極4が形成する静電
容量を感度良く検出することができる。
As described above, the operational amplifier 511 has extremely large input impedance and gain, and the operational amplifier 511 has a negative feedback loop formed through the feedback resistor 512.・
It is in a short state. That is, the voltage difference between the inverting input terminal (-) and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 511 is substantially zero. Therefore, the signal line 9 and the shield line 10 are at the same potential, and the stray capacitance generated between the signal line 9 and the shield line 10 can be canceled. This is true regardless of the length of the signal line 9. Therefore, the output voltage output to the output terminal does not change due to a change in the stray capacitance generated between the signal line 9 and the shield line 10 due to movement, bending, folding, or the like of the signal line 9. Thus, the capacitance formed by the sensor electrode 4 can be detected with high sensitivity.

【0020】ここで、窓ガラス2と窓枠との間に異物8
が存在する状態を想定し、発振回路52から正弦波信号
を発生させたときに演算増幅器511から出力される電
気信号をVoutと表すと、
Here, the foreign matter 8 is located between the window glass 2 and the window frame.
Is assumed, and an electric signal output from the operational amplifier 511 when a sine wave signal is generated from the oscillation circuit 52 is expressed as Vout.

【0021】[0021]

【数1】 Vout=(1+jωCs・Rf)・Vin (1) が成立する。ただし、Vinは発振回路52から発生さ
れる正弦波信号の振幅であり、ωは同正弦波信号の角周
波数であり、Rfは帰還抵抗512の抵抗値であり、C
sはセンサ電極4と異物8との間に形成される容量の値
である。このとき、センサ電極4と異物8との間の距離
をdとすると、Csとdとの間には
Vout = (1 + jωCs · Rf) · Vin (1) Here, Vin is the amplitude of the sine wave signal generated from the oscillation circuit 52, ω is the angular frequency of the sine wave signal, Rf is the resistance value of the feedback resistor 512,
s is the value of the capacitance formed between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8. At this time, if the distance between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8 is d, the distance between Cs and d is

【0022】[0022]

【数2】Cs=ε・A/d (2) なる関係が成り立つ。ただし、εはセンサ電極4と異物
8との間に存在する物質の誘電率であり、Aはセンサ電
極4の異物8に対向するとみなされる部分の面積であ
る。
The following relationship holds: Cs = ε · A / d (2) Here, ε is the dielectric constant of a substance existing between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8, and A is the area of a part of the sensor electrode 4 which is considered to face the foreign matter 8.

【0023】式(2)を式(1)に代入すると、式
(1)は
By substituting equation (2) into equation (1), equation (1) becomes

【0024】[0024]

【数3】 Vout=(1+jωRf・ε・A/d)・Vin (3) と書き直すことができる。この式は、静電容量検出回路
51から出力される電圧Voutがセンサ電極4と異物
8との間の距離dに応じた値を有すること、換言する
と、静電容量検出回路51の出力にはセンサ電極4と異
物8との距離に応じた電圧Voutが現れることを示し
ている。
## EQU3 ## Vout = (1 + jωRf ・ εA / d) ・ Vin (3) This equation shows that the voltage Vout output from the capacitance detection circuit 51 has a value corresponding to the distance d between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8, that is, the output of the capacitance detection circuit 51 This shows that a voltage Vout corresponding to the distance between the sensor electrode 4 and the foreign matter 8 appears.

【0025】d=Lのとき、換言すれば、異物8が被覆
部材7に接触したとき、誘電率εは被覆部材7の誘電率
ε′に実質的に等しい。したがって、このときに静電容
量検出回路51から出力される電気信号をVout′と
すると、Vout′は、上記の式(3)を用いて、
When d = L, in other words, when the foreign matter 8 comes into contact with the coating member 7, the dielectric constant ε is substantially equal to the dielectric constant ε 'of the coating member 7. Therefore, assuming that the electric signal output from the capacitance detection circuit 51 at this time is Vout ′, Vout ′ is calculated by using the above equation (3).

【0026】[0026]

【数4】 Vout′=(1+jωRf・ε′・A/L)・Vin (4) と表すことができる。これを用いて、比較・検出回路6
2に設定される閾値を求めることができる。この場合、
センサ電極4の異物8に対向するとみなされる部分の面
積Aは異物8の種類や形状によって異なるので、面積A
は挟み込まれると予測される異物のうちの最小のものを
想定して決定される。
Vout ′ = (1 + jωRf · ε ′ · A / L) · Vin (4) Using this, the comparison / detection circuit 6
A threshold value set to 2 can be obtained. in this case,
Since the area A of the portion of the sensor electrode 4 which is considered to be opposed to the foreign matter 8 varies depending on the type and shape of the foreign matter 8, the area A
Is determined on the assumption that the smallest foreign object is predicted to be interposed.

【0027】なお、センサ電極4の近くに導電体が存在
すると、この導電体もセンサ電極4との間に浮遊容量を
形成するので、そうした浮遊容量の影響を可能な限り除
去して、静電容量検出回路51をセンサ電極4と異物8
との間の静電容量Csに基づいて正確に動作させるため
に、センサ電極4の周囲に存在する導電体をシールド線
10と電気的に接続しておくことが望ましい。こうする
と、センサ電極4の周囲の導電体はセンサ電極4と同電
位になり、静電容量検出回路51の動作に影響しなくな
る。例えば、静電容量検出回路で帰還抵抗ばかりでな
く、容量、コイル等で負の帰還ループを形成してもよ
く、また、信号処理部にはピーク保持部を用いなくとも
よい。
When a conductor is present near the sensor electrode 4, the conductor also forms a stray capacitance with the sensor electrode 4, so that the influence of such a stray capacitance is removed as much as possible, and The capacitance detection circuit 51 is connected to the sensor electrode 4 and the foreign substance 8
It is desirable that a conductor existing around the sensor electrode 4 be electrically connected to the shield wire 10 in order to operate accurately based on the capacitance Cs between the shield wire 10 and the shield electrode 10. In this case, the conductor around the sensor electrode 4 has the same potential as the sensor electrode 4 and does not affect the operation of the capacitance detection circuit 51. For example, a negative feedback loop may be formed by a capacitance, a coil, and the like in addition to a feedback resistor in the capacitance detection circuit, and a peak holding unit may not be used in the signal processing unit.

【0028】以上、この発明に係る挟み込み防止装置の
一つの実施の形態について説明してきたが、この発明は
こうした実施の形態に限定されるものではない。例え
ば、この発明は、車窓用の挟み込み防止ばかりでなく、
自動的に開閉されるドアのような可動体とその枠との間
に異物が挟み込まれるのを防止するためにも適用するこ
とができる。このときには、センサ電極は、可動体との
間で挟み込みが生じるものと予測される枠の適宜の個所
に設置される。また、異物が挟み込まれたと判定したと
き、可動体の動きを止める代わりに、可動体を逆の方向
に動かすようにしてもよい。
Although one embodiment of the anti-jamming device according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, this invention not only prevents pinching for car windows,
The present invention can also be applied to prevent a foreign object from being caught between a movable body such as a door that is automatically opened and closed and a frame thereof. At this time, the sensor electrode is installed at an appropriate position of the frame where it is predicted that the sensor electrode will be pinched with the movable body. Further, when it is determined that a foreign object has been caught, the movable body may be moved in the opposite direction instead of stopping the movement of the movable body.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、この発明を図示の実施の形態を参
照しながら説明したところから理解されるとおり、請求
項1及び6の発明は、ドアや窓ガラス等の可動体が閉ま
ろうとしている場合にのみ挟み込みを防止することがで
きるという効果を奏する。
As will be understood from the above description of the present invention with reference to the illustrated embodiment, the inventions of claims 1 and 6 are intended to close a movable body such as a door or a window glass. This has the effect that pinching can be prevented only in such a case.

【0030】請求項2の発明は、センサ電極と異物との
間に形成される静電容量に正確に対応した電圧を求める
ことができ、例えばフェムトファラッド(ピコファラッ
ドの1000分の1)のオーダーの微小なものであって
も、該静電容量を高精度に変換することが可能になるの
で、センサ電極と異物との距離に応じて正確に可動体の
動きを制御することができるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, a voltage accurately corresponding to the capacitance formed between the sensor electrode and the foreign matter can be obtained, for example, in the order of femtofarad (one thousandth of picofarad). Even if it is very small, the capacitance can be converted with high accuracy, so that the movement of the movable body can be accurately controlled according to the distance between the sensor electrode and the foreign matter. To play.

【0031】請求項3の発明は、異物が挟み込まれたと
き、異物とセンサ電極との距離が所定の値に達したとき
にのみ可動体の動きを制御することができるという効果
を奏する。
According to the third aspect of the invention, there is an effect that the movement of the movable body can be controlled only when the foreign matter is caught and the distance between the foreign matter and the sensor electrode reaches a predetermined value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る挟み込み防止装置の一つの実施
の形態を概略的に示す図で、車両のパワーウィンドウ・
システムに適用したときの構成を示す。
FIG. 1 is a view schematically showing an embodiment of an anti-jamming device according to the present invention.
1 shows a configuration when applied to a system.

【図2】異物が挟み込まれた状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a foreign object is sandwiched.

【図3】図1に示す挟み込み防止装置の構成を詳細に示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the anti-jamming device shown in FIG. 1 in detail.

【図4】図3に示す静電容量検出回路の構成を概略的に
示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a capacitance detection circuit shown in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ドア、 2:窓ガラス、 3:車窓開閉装置、
4:センサ電極、5:静電容量検出部、 6:信号処理
部、 7;被覆部材、 8:異物、9:信号線、 1
0:シールド線、 51:静電容量検出回路、511:
演算増幅器、 512:帰還抵抗、 52:発振回路、
61:ピーク値保持回路、 62:比較・判定回路。
1: door, 2: window glass, 3: car window opening / closing device,
4: sensor electrode, 5: capacitance detecting unit, 6: signal processing unit, 7: covering member, 8: foreign matter, 9: signal line, 1
0: shield wire, 51: capacitance detection circuit, 511:
Operational amplifier, 512: feedback resistor, 52: oscillation circuit,
61: peak value holding circuit, 62: comparison / judgment circuit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窓ガラスやドア等の自動開閉される可動
体と、前記可動体に接する接触体との間に異物が挟み込
まれるのを防止するための挟み込み防止装置であって、 前記接触体の所定の部位に設置されたセンサ電極に電気
的に接続され、該センサ電極と異物との間に形成される
静電容量に対応した信号を出力する静電容量検出部と、 前記静電容量検出部から出力される前記信号を受け取
り、前記接触体と前記可動体との間に異物が挟み込まれ
たことを検出したときに挟み込み防止命令を発する信号
処理部と、を具備することを特徴とする挟み込み防止装
置。
1. An anti-jamming device for preventing a foreign object from being jammed between a movable body such as a window glass and a door which is automatically opened and closed, and a contact body in contact with the movable body. A capacitance detection unit that is electrically connected to a sensor electrode provided at a predetermined portion of the device and outputs a signal corresponding to a capacitance formed between the sensor electrode and a foreign substance; A signal processing unit that receives the signal output from the detection unit, and issues a pinch prevention command when detecting that a foreign object has been pinched between the contact body and the movable body. Anti-trapping device.
【請求項2】 前記静電容量検出部が、 反転入力端子、非反転入力端子及び出力端子を有し、前
記出力端子と前記反転入力端子との間が帰還インピーダ
ンスによって接続され、前記反転入力端子と前記非反転
入力端子との間がイマジナリ・ショートの状態である演
算増幅器と、 前記非反転入力端子に正弦波信号を印加する発振回路
と、 一端が前記反転入力端子に接続され、他端が前記センサ
電極に接続された信号線と、 前記信号線の少なくとも一部を包囲し且つ前記非反転入
力端子に接続されたシールド線と、を備え、前記演算増
幅器が、前記センサ電極と前記検出対象物との距離と前
記正弦波信号の周波数とを含む電圧を出力することを特
徴とする、請求項1に記載の挟み込み防止装置。
2. The inverting input terminal includes an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal, wherein the output terminal and the inverting input terminal are connected by a feedback impedance. An operational amplifier having an imaginary short circuit between the input terminal and the non-inverting input terminal; an oscillation circuit for applying a sine wave signal to the non-inverting input terminal; one end connected to the inverting input terminal; A signal line connected to the sensor electrode; and a shield line surrounding at least a part of the signal line and connected to the non-inverting input terminal, wherein the operational amplifier includes the sensor electrode and the detection target. The anti-jamming device according to claim 1, wherein a voltage including a distance to an object and a frequency of the sine wave signal is output.
【請求項3】 前記信号処理部が、 前記信号のピーク値を保持する保持回路と、 前記ピーク値と所定の閾値とを比較し、前者が後者を越
えたことを検出して前記挟み込み防止命令を発する比較
・検出回路と、を備えることを特徴とする、請求項1及
び2に記載の挟み込み防止装置。
And a holding circuit for holding a peak value of the signal, comparing the peak value with a predetermined threshold value, detecting that the former exceeds the latter, and detecting the pinching prevention instruction. The anti-jamming device according to claim 1, further comprising: a comparison / detection circuit that emits a signal.
【請求項4】 前記接触体の前記可動体と接触する側の
表面の少なくとも一部分が絶縁体で覆われていることを
特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載の挟み
込み防止装置。
4. The pinch prevention according to claim 1, wherein at least a part of a surface of the contact body on a side in contact with the movable body is covered with an insulator. apparatus.
【請求項5】 前記接触体が、可撓性を有する絶縁体を
少なくとも含むことを特徴とする、請求項1〜4の何れ
か1つに記載の挟み込み防止装置。
5. The anti-jamming device according to claim 1, wherein the contact body includes at least a flexible insulator.
【請求項6】 窓ガラスやドア等の自動開閉される可動
体とその枠等の接触体との間に異物が挟み込まれるのを
防止するための挟み込み防止方法であって、 前記接触体の所定の部位に設置された導電体製のセンサ
電極と異物との間に形成される静電容量を検出する段階
と、 検出された前記静電容量に対応した信号を出力する段階
と、 前記信号に基づいて、前記接触体と前記可動体との間に
異物が挟み込まれたか否かを検出する段階と、 異物が挟み込まれたことを検出したときに挟み込み防止
命令を発する段階と、を備えることを特徴とする挟み込
み防止方法。
6. A pinching prevention method for preventing a foreign object from being pinched between a movable body that is automatically opened and closed, such as a window glass or a door, and a contact body, such as a frame thereof, and Detecting a capacitance formed between a conductive sensor electrode and a foreign substance installed at a portion of the above; outputting a signal corresponding to the detected capacitance; and A step of detecting whether a foreign object has been caught between the contact body and the movable body, and issuing a pinch prevention command when detecting that the foreign object has been caught. Characteristic pinch prevention method.
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