JP2006188878A - 安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 窓ガラスの移動の全段階にわたって挟み込み検出感度が良好な安全装置を実現する。
【解決手段】 窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラス（１０２）を昇降させるウィンドウレギュレータ（２００）について窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して人体の接触を検出し挟み込みを回避する安全装置（３００）は、窓ガラスと窓枠の間の静電容量を窓ガラスの各辺について個別に検出する検出手段（３２０ａ−３２０ｃ、３３０）と、検出手段の個別の検出信号に基づいて挟み込みの有無を個別に判定する判定手段（３０２）と、判定手段の判定結果に基づいてウィンドウレギュレータを制御する制御手段（３０２，３０４）とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、安全装置に関し、とくに、窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラスを昇降させるウィンドウレギュレータについて窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して人体の接触を検出し挟み込みを回避する安全装置に関する。

車両等のパワーウィンドウは、ウィンドウレギュレータによって、窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラスを昇降させるようになっている。ウィンドウレギュレータには、搭乗者の身体等が窓ガラスで挟まれるのを防止するために安全装置が設けられる。

安全装置の一方式に、窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して挟み込みを検出するようにしたものがある。この種の安全装置では、窓ガラス側のキャパシタ電極は、ウィンドウレギュレータの作動中に窓枠との間で隙間を生じ得る窓ガラスの縁に沿って連続的に形成される。窓枠との隙間が窓ガラスの上辺および左右両側辺で生じるときは、３辺にわたって連続的にキャパシタ電極が形成される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１１０５７４号公報（第４−６頁、図１−４）

上記のようなパワーウィンドウでは、窓ガラスの上昇過程において、窓枠との隙間は側辺の方が上辺より早く閉じ始める。側辺の隙間が閉じると窓ガラスと窓枠の間の静電容量が増大するので、その後に発生した挟み込みによる静電容量の変化が目立たなくなり、挟み込みの検出が困難となる。

そこで、本発明の課題は、窓ガラスの移動の全段階にわたって挟み込み検出感度が良好な安全装置を実現することである。

上記の課題を解決するための本発明は、窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラスを昇降させるウィンドウレギュレータについて窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して人体の接触を検出し挟み込みを回避する安全装置であって、窓ガラスと窓枠の間の静電容量を窓ガラスの各辺について個別に検出する検出手段と、前記検出手段の個別の検出信号に基づいて挟み込みの有無を個別に判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいてウィンドウレギュレータを制御する制御手段と、を具備することを特徴とする安全装置である。

前記検出手段は、前記窓ガラスの各辺に対応した独立のキャパシタ電極を有することが、挟み込み検出を適切に行う点で好ましい。
前記独立のキャパシタ電極は窓ガラス側に設けられることが、窓枠側のキャパシタ電極を各辺を通じて連続化する点で好ましい。

前記判定手段は、前記個別の検出信号ついてそれぞれ設定された窓ガラスの位置の範囲において挟み込みの有無をそれぞれ判定することが、挟み込みの有無の判定を適切に行う点で好ましい。

本発明によれば、安全装置が、窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラスを昇降させるウィンドウレギュレータについて窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して人体の接触を検出し挟み込みを回避する安全装置であって、窓ガラスと窓枠の間の静電容量を窓ガラスの各辺について個別に検出する検出手段と、前記検出手段の個別の検出信号に基づいて挟み込みの有無を個別に判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいてウィンドウレギュレータを制御する制御手段とを具備するので、窓ガラスの移動の全段階にわたって挟み込み検出感度が良好な安全装置を実現することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、パワーウィンドウのブロック図を示す。同図に示すように、パワーウィンドウは、ウィンドウ１００、ウィンドウレギュレータ２００および安全装置３００からなる。

ウィンドウ１００は窓ガラス１０２を有する。ウィンドウレギュレータ２００は昇降モータ２０２と昇降機構２０４を有し、昇降モータ２０２により昇降機構２０４を介して窓ガラス１０２を昇降させるようになっている。安全装置３００は、ウィンドウレギュレータ２００による窓ガラス１０２の昇降の安全を管理する。

安全装置３００は発明を実施するための最良の形態の一例である。安全装置３００の構成によって、安全装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。安全装置３００はＣＰＵ３０２を有する。ＣＰＵ３０２は安全装置３００の中枢であり、所定のプログラムに基づいてウィンドウレギュレータ２００の安全管理を遂行する。

ＣＰＵ３０２は駆動回路３０４を介して昇降モータ２０２を制御する。昇降モータ２０２の回転量はパルス発生器３０６とカウンタ３０８を通じて、ＣＰＵ３０２にフィードバックされる。ＣＰＵ３０２には、スイッチ３１０を通じて窓ガラス昇降指令が入力される。スイッチ３１０の操作は使用者によって行われる。ＣＰＵ３０２はメモリ３１２を有し、プログラム実行の過程で適宜データの書込および読出を行う。

窓ガラス１０２にはキャパシタ電極３２０が設けられている。キャパシタ電極３２０は、Ａ電極３２０ａ、Ｂ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃに３分割されている。これら電極の静電容量が静電容量検出部３３０によって個別に検出され、静電容量検出信号が個々にＣＰＵ３０２に入力される。キャパシタ電極３２０および静電容量検出部３３０からなる部分は、本発明における検出手段の一例である。

図２に、このようなパワーウィンドウを備えた車両用ドアの一例を示す。ここでは、セダン形車両の後部ドアの例を示す。このドアは、ドア本体１１０の上部がウィンドウ１００となっている。ウィンドウ１００は、ドア本体１１０側から昇降する窓ガラス１０２により窓枠１０４を開閉する構造となっている。窓ガラス１０２を昇降させるウィンドウレギュレータ２００とその安全装置３００はドア本体１１０内に設けられる。

窓枠１０４は、上枠１０４ａ、後枠１０４ｂおよび前枠１０４ｃを有する。上枠１０４ａは概ね水平になっている。後枠１０４ｂは概ね後下がりに傾斜している。前枠１０４ｃは概ね垂直になっている。窓ガラス１０２のキャパシタ電極３２０は、それら各枠に対応する３つの辺にそれぞれ設けられる。

図３に、窓ガラス１０２におけるキャパシタ電極３２０の配置を示す。同図に示すように、窓ガラス１０２の上辺、後辺および前辺に、Ａ電極３２０ａ、Ｂ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃがそれぞれ設けられる。なお、後辺は部分的に折れ曲がっており厳密には２つの辺となっているが、ここでは、それら２辺を通じて１つの辺であるとする。各電極は、それぞれ各辺のほぼ全長にわたって設けられ、かつ相互に絶縁されている。各電極は、例えば透明な導電材料等を用いて構成される。

これら各電極に対応する窓枠側の電極は、窓枠を構成する金属そのものであってよい。その場合は、対応する電極を個々に分離する必要はなく一体的に連続化してよい。あるいは、各電極に対応して個々に電極を設けるようにしてもよい。

各電極は、対応する窓枠に対してそれぞれ静電容量ｃｘを持つ。窓枠はグラウンド電位にあるので静電容量ｃｘはグラウンドに対する静電容量となる。グラウンドに対する静電容量は、電極に例えば搭乗者の手や指等の人体が触れたときに増大する。

これは、図４に等価回路で示すように、電極の静電容量ｃｘに人体の静電容量ｃｘ’が並列接続されるためである。電極の静電容量ｃｘは例えば８０ｐＦ程度であり、人体の静電容量ｃｘ’は例えば４００ｐＦ程度であるので、等価回路の静電容量は大幅に増大することになる。このような静電容量の変化が人体の接触の検出に利用される。

図５に、静電容量の変化を検出する回路の一例を示す。本回路は静電容量検出部３３０の主要部を構成する。同図に示すように、本回路は、ＯＰアンプ３３２を用いて構成される。ＯＰアンプ３３２には例えばＶＣ＝＋５Ｖ、ＶＥ＝０Ｖの片極性の直流電源が供給されている。

ＯＰアンプ３３２は、非反転入力端子とグラウンドの間にキャパシタｃｘと抵抗Ｒｘが並列に接続され、反転入力端子とグラウンドの間にキャパシタｃｉが並列に接続され、反転入力端子と出力端子が抵抗Ｒｆで接続されている。

キャパシタｃｘは窓ガラスのキャパシタ電極の静電容量ｃｘである。キャパシタｃｉは、補償用のキャパシタであり、人体等が接触しないときのキャパシタ電極の静電容量に相当する静電容量を持つものである。抵抗Ｒｘは抵抗Ｒｆと値が等しい。

このようなＯＰアンプ３３２の非反転入力端子および反転入力端子に、電圧発生器３３４の電圧Ｖｉが、抵抗Ｒｉ＋およびＲｉ−を通じてそれぞれ入力される。抵抗Ｒｉ＋およびＲｉ−は値が等しい。

ＯＰアンプ３３２は、非反転入力端子の電圧Ｖ＋と反転入力端子の電圧Ｖ−の差を増幅率Ｒｆ／Ｒｉで増幅した電圧を出力する。この電圧が抵抗ＲｏとキャパシタＣｏからなる平滑回路で平滑されて出力電圧Ｖｏとなる。出力電圧Ｖｏは静電容量検出信号としてＣＰＵ３０２に入力される。このような回路が、Ａ電極３２０ａ、Ｂ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃのそれぞれについて設けられる。

図６および図７に、電圧Ｖｉ、Ｖ−、Ｖ＋およびＶｏの波形の一例を示す。同図に示すように、電圧Ｖｉは単極性の定周期の矩形波パルスである。電圧Ｖ−およびＶ＋は、それぞれ、電圧ＶｉによるキャパシタＣｉおよびＣｘの充電電圧となる。電圧ＶｏはＶ＋とＶ−の差の増幅値を平滑したものとなる。

図６は窓ガラスのキャパシタ電極に対して人体等の接触がない場合であり、キャパシタＣｘとＣｉの静電容量に差がないことにより、電圧Ｖ＋およびＶ−は波形も振幅も同一となり、それらの差を増幅および平滑して得られる電圧Ｖｏは０Ｖとなる。

図７は窓ガラスのキャパシタ電極に対して人体等の接触がある場合であり、キャパシタＣｘの静電容量の増加により電圧Ｖ＋の波形や振幅が変わるので、Ｖ＋とＶ−の差を増幅かつ平滑して得られる電圧Ｖｏは０Ｖから増加したものとなる。増加量はキャパシタＣｘの静電容量の増加に対応する。

図８に、窓ガラス１０２の昇降過程を示す。同図に示すように、窓ガラス１０２は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の順に上昇する。下降はこの逆順になる。（ａ）は窓ガラス１０２が下死点にある状態を示し、（ｈ）は上死点にある状態を示す。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は途中の状態を示す。

各状態についてさらに説明すれば、（ａ）はパワーウィンドウのフルオープン状態である。（ｂ）は窓ガラス１０２が上昇し始めた状態である。この状態では、窓ガラス１０２の３辺の全てが窓枠に対して隙間を生じる。

（ｃ）は窓ガラス１０２の前辺が前枠１０４ｃに進入し始める状態であり、（ｄ）は窓ガラス１０２の前辺が前枠１０４ｃに完全に進入した状態である。この状態では、窓ガラス１０２の上辺と後辺が窓枠に対して隙間を生じる。

（ｅ）は窓ガラス１０２の後辺が後枠１０４ｂに進入し始める状態であり、（ｆ）は窓ガラス１０２の後辺が後枠１０４ｂに完全に進入した状態である。この状態では、窓ガラス１０２の上辺だけが窓枠に対して隙間を生じる。

（ｇ）は窓ガラス１０２の上辺が上枠１０４ａに進入し始める状態である。（ｈ）は窓ガラス１０２の上辺が上枠１０４ａに完全に進入した状態である。これはパワーウィンドウのフルクローズ状態である。

（ｇ）および（ｈ）の状態をさらに詳細に示せば、例えば図９のようになり、（ｇ）の状態では、窓ガラス１０２の上辺が上枠１０４ａのグラスラン１４４ａに接触し、（ｈ）の状態では、窓ガラス１０２の上辺が上枠１０４ａのグラスラン１４４ａ内に完全に進入する。グラスラン１４４ａは例えばゴムやプラスチック等の絶縁材料で構成される。前枠１０４ｃおよび後枠１０４ｂもそれぞれグラスランを有し、（ｃ）および（ｅ）は前辺および後辺がそれぞれのグラスランに接触する状態である。

図１０に、窓ガラス１０２の昇降に伴う静電容量検出信号の変化を示す。同図は、窓ガラス位置を横軸とし静電容量検出信号の信号強度を縦軸とするグラフである。横軸の各所に付した符号ａ−ｈは、図８に示した窓ガラス位置（ａ）−（ｈ）に対応する。以下、窓ガラスをガラスともいい、窓ガラス位置をガラス位置ともいう。

静電容量検出信号は、３つの電極に対応する３つの信号となる。以下、静電容量検出信号を検出信号ともいう。実線のグラフはＡ電極３２０ａについての検出信号を表し、一点鎖線のグラフはＢ電極３２０ｂについての検出信号を表し、二点鎖線のグラフはＣ電極３２０ｃについての検出信号を表す。なお、これらのグラフは、重複部分を見やすくするために縦軸方向に互いに平行移動させてある。

Ｃ電極３２０ｃについての検出信号は、位置ａからｃまでは信号強度が小さく変化の少ないものとなる。これはＣ電極３２０ｃと前枠１０４ｃとの間に十分な間隔があるためである。位置ｃからｄまでは信号強度が急増する信号となる。これはＣ電極３２０ｃが前枠１０４ｃに入り込むためである。位置ｄからｈまでは信号強度が大きく変化の少ない信号となる。これはＣ電極３２０ｃが前枠１０４ｃに完全に入り込んでいるためである。

Ｂ電極３０２ｂについての検出信号は、位置ａからｅまでは信号強度が小さく変化の少ないものとなる。これはＢ電極３０２ｂと後枠１０４ｂとの間に十分な間隔があるためである。位置ｅからｆまでは信号強度が急増する信号となる。これはＢ電極３０２ｂが後枠１０４ｂに入り込むためである。位置ｆからｈまでは信号強度が大きく変化の少ない信号となる。これはＢ電極３０２ｂが後枠１０４ｂに完全に入り込んでいるためである。

Ａ電極３０２ａについての検出信号は、位置ａからｇまでは信号強度が小さく変化の少ないものとなる。これはＡ電極３０２ａと上枠１０４ａとの間に十分な間隔があるためである。位置ｇからｈまでは信号強度が急増する信号となる。これはＡ電極３０２ａが上枠１０４ａに入り込むためである。位置ｈから先では信号強度が大きく変化の少ない信号となる。これはＡ電極３０２ａが上枠１０４ａに完全に入り込んでいるためである。

このようなガラス位置と検出信号強度の関係は、予め測定されてメモリ３１２に記憶されている。測定を車両の供用中に適宜の頻度で行い、常に最新の関係がメモリ３１２に記憶されているようにすることが望ましい。

このような検出信号について、人体の接触ないし挟み込みの有無を判定するための閾値が設定されている。閾値としては、窓ガラス１０２のどの部分も窓枠に入り込まないときの検出信号強度より大きく、窓ガラス１０２が一部でも窓枠に完全に入り込んだときの検出信号強度より小さく、かつ、人体接触等による検出信号の増加を確実に判別できる値が、例えば破線で示すように設定される。なお、閾値は３つの検出信号について個々に適宜の値を設定するようにしてもよい。

閾値もメモリ３１２に記憶される。この閾値をガラス位置と検出信号強度の関係の最新の測定値に応じて更新すれば、ガラス位置と検出信号強度の関係の変化に関わらず常に適正な閾値とすることができる。

図１１に、安全装置３００の動作のフロー図を示す。以下、このフロー図に沿って安全装置３００の動作を説明する。同図に示すように、ステップ１で、ガラスを閉じる方向にスイッチが操作される。すなわち、使用者によりスイッチ３１０がガラスを閉じる方向に操作される。

これによって、ＣＰＵ３０２に窓ガラス１０２を閉じる指令が入力され、以後、ＣＰＵ３０２は窓ガラス１０２の昇降制御を開始する。すなわち、ステップ３で、ガラスを上昇させるように昇降モータを駆動する。これによって窓ガラス１０２は上昇（閉動作）を開始する。ＣＰＵ３０２は、上昇中の窓ガラス１０２の位置をカウンタ３０８の計数値によって認識する。

ステップ５で、ガラスが上死点に達したか否かを判定する。上死点は、図８または図１０に示した位置ｈである。ＹＥＳのときは、ウィンドウがフルクローズとなったことにより、ステップ１７で昇降モータを停止させる。

ＮＯのときは、ステップ７ａで、ガラス位置はＡ電極の監視許可範囲内か否かを判定する。Ａ電極の監視許可範囲とは、ガラス位置がａからｇまでの範囲である。ＹＥＳのときは、ステップ９ａで、Ａ電極で反応有りか否かを判定する。反応の有無はＡ電極による検出信号の有無によって判定される。ＹＥＳのときは、ステップ１１ａで、検出信号がＡ電極に対する閾値を越えたか否かを判定する。ガラス位置がａからｇまでの範囲において、図１０に破線で示すように、閾値を越える検出信号の増加があるときはＹＥＳと判定し、そうでないときはＮＯと判定する。

ステップ７ａ、９ａ、１１ａのいずれかにおける判定がＮＯのときは、ステップ７ｂで、ガラス位置はＢ電極の監視許可範囲内か否かを判定する。Ｂ電極の監視許可範囲とは、ガラス位置がａからｅまでの範囲である。ＹＥＳのときは、ステップ９ｂで、Ｂ電極で反応有りか否かを判定する。反応の有無はＢ電極による検出信号の有無によって判定される。ＹＥＳのときは、ステップ１１ｂで、検出信号がＢ電極に対する閾値を越えたか否かを判定する。ガラス位置がａからｅまでの範囲において、図１０に破線で示すように、閾値を越える検出信号の増加があるときはＹＥＳと判定し、そうでないときはＮＯと判定する。

ステップ７ｂ、９ｂ、１１ｂのいずれかにおける判定がＮＯのときは、ステップ７ｃで、ガラス位置はＣ電極の監視許可範囲内か否かを判定する。Ｃ電極の監視許可範囲とは、ガラス位置がａからｃまでの範囲である。ＹＥＳのときは、ステップ９ｃで、Ｃ電極で反応有りか否かを判定する。反応の有無はＣ電極による検出信号の有無によって判定される。ＹＥＳのときは、ステップ１１ｃで、検出信号がＣ電極に対する閾値を越えたか否かを判定する。ガラス位置がａからｃまでの範囲において、図１０に破線で示すように、閾値を越える検出信号の増加があるときはＹＥＳと判定し、そうでないときはＮＯと判定する。

ステップ１１ａ、１１ｂ、１１ｃのいずれかにおける判定がＹＥＳのときは、ステップ１３で、ガラスを下降させるように昇降モータを駆動する。これによって窓ガラス１０２は下降（開動作）を開始する。ＣＰＵ３０２は、下降中の窓ガラス１０２の位置をカウンタ３０８の計数値によって認識する。そして、ステップ１５で、規定位置までガラスが下降したか否かを判定し、ＮＯのときはステップ１３で昇降モータによるガラス効果を継続し、ＹＥＳになったらステップ１７で昇降モータを停止させる。

ステップ７ａ、９ａ、１１ａ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ、７ｃ、９ｃ、１１ｃにおける判定を行うＣＰＵ３０２は、本発明における判定手段の一例である。ステップ１３、１５、１７の動作を行うＣＰＵ３０２は、本発明における制御手段の一例である。

このようにして、各電極の検出信号を個々に閾値と比較するので、窓ガラスの昇降の全段階にわたって人体の接触ないし挟み込みを感度良く検出し、危険回避を行うことができる。とくに、図８の（ｅ）および（ｆ）に示すように窓枠との隙間が上枠だけとなった段階でも、人体の接触ないし挟み込みの検出感度は良好なので、パワーウィンドウの安全性は大幅に向上する。

図１２に、パワーウィンドウを備えた車両用ドアの他の例を示す。ここでは、ワゴン形車両の背部ドアの例を示す。このドアは、ドア本体１１０の上部がウィンドウ１００となっている。ウィンドウ１００は、ドア本体１２０側から昇降する窓ガラス１０２により窓枠１０４を開閉する構造となっている。窓ガラス１０２を昇降させるウィンドウレギュレータ２００とその安全装置３００はドア本体１２０内に設けられる。

窓枠１０４は、上枠１１４ａ、右枠１１４ｂおよび左枠１１４ｃを有する。上枠１１４ａは概ね水平になっている。右枠１１４ｂは右下がりに傾斜している。左枠１１４ｃは左下がりに傾斜している。窓ガラス１０２のキャパシタ電極３２０は、それら各枠に対応する３つの辺にそれぞれ設けられる。

図１３に、窓ガラス１０２におけるキャパシタ電極３２０の配置を示す。同図に示すように、窓ガラス１０２の上辺、右辺および左辺に、Ａ電極３２０ａ、Ｂ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃがそれぞれ設けられる。各電極は、それぞれ各辺のほぼ全長にわたって設けられ、かつ相互に絶縁されている。各電極は、例えば透明な導電材料等を用いて構成される。

各電極は、対応する窓枠に対してそれぞれ静電容量ｃｘを持つ。窓枠はグラウンド電位にあるので静電容量ｃｘはグラウンドに対する静電容量となる。グラウンドに対する静電容量は、電極に例えば搭乗者の手や指等の人体が触れたときに増大する。

図１４に、窓ガラス１０２の昇降過程を示す。同図に示すように、窓ガラス１０２は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の順に上昇する。下降はこの逆順になる。（ａ）は窓ガラス１０２が下死点にある状態を示し、（ｆ）は上死点にある状態を示す。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は途中の状態を示す。

各状態についてさらに説明すれば、（ａ）はパワーウィンドウのフルオープン状態である。（ｂ）は窓ガラス１０２が上昇し始めた状態である。この状態では、窓ガラス１０２の３辺の全てが窓枠に対して隙間を生じる。

（ｃ）は窓ガラス１０２の左右両辺が左右両枠１１４ｂ，１１４ｃに進入し始める状態であり、（ｄ）は窓ガラス１０２の左右両辺が左右両枠１１４ｂ，１１４ｃに完全に進入した状態である。この状態では、窓ガラス１０２の上辺だけが窓枠に対して隙間を生じる。

（ｅ）は窓ガラス１０２の上辺が上枠１１４ａに進入し始める状態である。（ｆ）は窓ガラス１０２の上辺が上枠１１４ａに完全に進入した状態である。これはパワーウィンドウのフルクローズ状態である。

図１５に、窓ガラス１０２の昇降に伴う静電容量検出信号の変化を示す。同図は、窓ガラス位置を横軸とし静電容量検出信号の信号強度を縦軸とするグラフである。横軸の各所に付した符号ａ−ｆは、図１４に示した窓ガラス位置（ａ）−（ｆ）に対応する。

Ｂ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃについての検出信号は、位置ａからｃまでは信号強度が小さく変化の少ないものとなる。これはＢ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃと左右両枠１１４ｂ，１１４ｃとの間に十分な間隔があるためである。位置ｃからｄまでは信号強度が急増する信号となる。これはＢ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃが左右両枠１１４ｂ，１１４ｃに入り込むためである。位置ｄからｈまでは信号強度が大きく変化の少ない信号となる。これはＢ電極３２０ｂおよびＣ電極３２０ｃが左右両枠１１４ｂ，１１４ｃに完全に入り込んでいるためである。

Ａ電極３０２ａについての検出信号は、位置ａからｅでは信号強度が小さく変化の少ないものとなる。これはＡ電極３０２ａと上枠１１４ａとの間に十分な間隔があるためである。位置ｅからｆまでは信号強度が急増する信号となる。これはＡ電極３０２ａが上枠１１４ａに入り込むためである。位置ｆから先では信号強度が大きく変化の少ない信号となる。これはＡ電極３０２ａが上枠１１４ａに完全に入り込んでいるためである。

このようなガラス位置と検出信号強度の関係は、予め測定されてメモリ３１２に記憶されている。測定を適宜の頻度で行い、常に最新の関係がメモリ３１２に記憶されているようにすることが望ましい。

このような検出信号について、人体の接触ないし挟み込みの有無を判定するための閾値が設定されている。閾値としては、窓ガラス１０２のどの部分も窓枠に入り込まないときの検出信号強度より大きく、窓ガラス１０２が一部でも窓枠に完全に入り込んだときの検出信号強度より小さく、かつ、人体接触等による検出信号の増加を確実に判別できる値が、例えば破線で示すように設定される。なお、閾値は３つの検出信号について個々に適宜の値を設定するようにしてもよい。

閾値もメモリ３１２に記憶される。この閾値もガラス位置と検出信号強度の最新の関係に応じて更新すれば、ガラス位置と検出信号強度の関係の変化に関わらず常に適正な閾値とすることができる。

このような検出信号を、図１１のフロー図に従い閾値に基づいて判定することによって、窓ガラスの昇降の全段階にわたって人体の接触ないし挟み込みを感度良く検出し、危険回避を行うことができる。とくに、図１４の（ｃ）および（ｄ）に示すように窓枠との隙間が上枠だけとなった段階でも、人体の接触ないし挟み込みの検出感度は良好なので、パワーウィンドウの安全性は大幅に向上する。

図１６に、窓ガラスの電極とＥＣＵの接続状態を示す。なお、ＥＣＵとはパワーウィンドウの電気的ユニットのことであり、図１におけるＣＰＵ３０２およびその周辺の電気回路に相当する。

同図に示すように、電極３０２ａ、３２０ｂ，３２０ｃとＥＣＵ３４０は、スパイラルコード３４２で接続される。スパイラルコード３４２は３系統の信号線を有し、それら信号線によって電極３０２ａ、３２０ｂ，３２０ｃがＥＣＵにそれぞれ接続される。

スパイラルコード３４２は、螺旋状に成形された弾性的被服を有するコードであり、コイルスプリングのように伸縮可能である。これによって、スパイラルコード３４２は窓ガラス１０２の昇降に伴って伸縮するので、窓ガラス昇降時の信号線の挙動は整然としたものになる。

スパイラルコード３４２のスパイラル部分は、例えば図１７に示すように、最も縮んだ状態ではコードボックス３４４に納まるようにするのが、コードの挙動を効果的に規制する点で好ましい。コードボックス３４４には、例えば図１８に示すように、ＥＣＵ本体３４０を収容するようにしてもよい。

以上、車両用ドアのパワーウィンドウの安全装置について説明したが、本発明の安全装置は、車両用ドアに限らず、動力によって窓ガラスを昇降させる全てのパワーウィンドウに適用することができる。

本発明を実施するための最良の形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウのブロック図である。 本発明を実施するための最良の形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す図である。 窓ガラスにおけるキャパシタ電極の配置を示す図である。 電極の静電容量を示す等価回路図である。 静電容量検出部の主要部の回路図である。 静電容量検出部の主要部の回路中の電圧波形を示すである。 静電容量検出部の主要部の回路中の電圧波形を示すである。 窓ガラスの昇降状態を示す図である。 窓ガラスとグラスランの関係を示す図である。 窓ガラス位置と静電容量検出信号の関係を示す図である。 本発明を実施するための最良の形態の一例の安全装置の動作のフロー図である。 本発明を実施するための最良の形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す図である。 窓ガラスにおけるキャパシタ電極の配置を示す図である。 窓ガラスの昇降状態を示す図である。 窓ガラス位置と静電容量検出信号の関係を示す図である。 電極とＥＣＵの接続状態を示す図である。 スパイラルコードの収容状態を示す図である。 スパイラルコードとＥＣＵの収容状態を示す図である。

符号の説明

１００ ウィンドウ
１０２ 窓ガラス
１０４ 窓枠
１０４ａ 上枠
１０４ｂ 後枠
１０４ｃ 前枠
１１０ ドア本体
２００ ウィンドウレギュレータ
２０２ 昇降モータ
２０４ 昇降機構
３００ 安全装置
３０２ ＣＰＵ
３０４ 駆動回路
３０６ パルス発生器
３０８ カウンタ
３１０ スイッチ
３１２ メモリ
３２０ キャパシタ電極
３２０ａ Ａ電極
３２０ｂ Ｂ電極
３２０ｃ Ｃ電極
３３０ 静電容量検出部
３３２ ＯＰアンプ
３３４ 電圧発生器

Claims (4)

1. 窓枠を閉じる位置と開く位置の間で窓ガラスを昇降させるウィンドウレギュレータについて窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して人体の接触を検出し挟み込みを回避する安全装置であって、
   窓ガラスと窓枠の間の静電容量を窓ガラスの各辺について個別に検出する検出手段と、
   前記検出手段の個別の検出信号に基づいて挟み込みの有無を個別に判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいてウィンドウレギュレータを制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする安全装置。
2. 前記検出手段は、前記窓ガラスの各辺に対応した独立のキャパシタ電極を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
3. 前記独立のキャパシタ電極は窓ガラス側に設けられる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の安全装置。
4. 前記判定手段は、前記個別の検出信号ついてそれぞれ設定された窓ガラスの位置の範囲において挟み込みの有無をそれぞれ判定する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の安全装置。

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