JP2006524763A - 除水濾過付電子ドアラッチ - Google Patents

Abstract

制御回路は、第１および第２の電界効果センサからの入力を受信する。制御回路は、第１の電界効果センサが接近または接触を感知した後で予め定められた時間以上、第２の電界効果センサが接近または接触を感知する場合だけ制御出力を発生する。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００３年４月２２日に出願された米国仮特許出願第60/464,518号「除水濾過付電子ドアラッチ」から優先権を請求するものであり、その開示は本開示の一部としてここに組み入れられている。

（発明の背景）
１．技術分野
本発明は、環境効果その他による偽起動信号を除去する手段を含むドア・ラッチ解除機構用電子制御システムに向けられている。

２．関連技術
一般的な自動車ドア・ラッチは、機械的押釦、プル・ハンドル等により操作される機械的ラッチおよび機械的解除機構を有する純粋な機械的装置である。近年、いくつかの自動車メーカは、電気的操作ドア・ラッチ機構を提供している。これらの機構は、従来のメンブレン・スイッチにより制御される電気的操作解除機構を有する従来の機械的ラッチを典型的に使用する。メンブレン・スイッチは、典型的に環境に対して封止されるため、自動車の外部での使用は、論理的な設計上の選択となる。しかしながら、その保護カバーの下で、メンブレン・スイッチは、保護カバーを曲げることで、その可動接点が移動される機械的押釦スイッチである。そのため、保護カバーは、劣化しクラックを生じて、湿気や汚染物質がスイッチ内部に入りスイッチを故障させてしまうことがある。さらに、冬季に北部地方の気候で見られる氷の蓄積によりメンブレン・スイッチは、作動不能となることがある。

人の手の接触等の刺激の接近または接触に応答する電界効果センサは、磨耗する移動部の無い固体装置である点においてメンブレン・スイッチよりも優れている。しかしながら、従来の電界効果センサは、溜まっている又は流れる水その他の汚染物質等の他の刺激により非意図的に起動されることもあるため、自動車の外部等の過酷な環境に理想的に適するものではない。そのため、従来の電界効果センサにより制御される電気的操作自動車ドア・ラッチは、雨天駐車や洗車機中を通る時に擬似的かつ非意図的に解除されることがある。

（発明の概要）
本発明は、電界効果センサおよび電界効果センサに影響を及ぼす意図的および擬似的刺激を区別する時間遅延を含む制御回路を使用する。好ましい実施例では、本発明は、非意図的起動の除去における幾何学的考慮点も利用する。

（実施例の詳細な説明）
図１Ａ、１Ｂは、自動車のリフト・ゲート、すなわちドア内に設置されるハンドル・シェル１０を示す。シェル１０は、実質的に平坦な部分１２、実質的に湾曲した部分１４および蓋１６を含み、平坦部１２は、上面１８および下面２０を画定し、湾曲部１４は、外面２０および内面２２を有する凹所２０を画定する。典型的に、シェル１０には、リフト・ゲート、すなわちドアの頂部に向けられた平坦部１２およびリフト・ゲート、すなわちドアの底部に向けられた湾曲部１４が設置される。典型的に、シェル１０は、てのひらをシェル１０から背けて人の手を受け入れ、人の指が平坦部１２の下面２０および蓋１６の裏面２４に延びるように構成される。

図２において、第１の電界効果センサ、すなわち、タッチ・センサ２６が平坦部１２の上面１８上に配置されている。図３，４Ａ，Ｂについて後述するように、好ましいタッチ・センサ２６は、第１および第２の電極２６Ａ，２６Ｂおよび制御回路２６Ｃを含んでいる。好ましくは、電極２６Ａ，２６Ｂは、平坦部１２の大部分または実質的に全てを覆う。別の実施例では、タッチ・センサ２６は、より多い又は少ない電極を有することができ、平坦部１２の下面２０上に配置したり平坦部１２内に埋め込むことができる。あるいは、タッチ・センサ２６は、蓋１６の裏面内または裏面上に配置することができる。

第２の電界効果センサ、すなわち、水センサ２８は、一般的に湾曲部１４の内面２２の中心に配置されている。好ましいタッチ・センサ２６と同様に、好ましい水センサ２８は、第１および第２の電極２８Ａ，２８Ｂおよび制御回路２８Ｃを含んでいる。好ましくは、電極２８Ａ，２８Ｂは、湾曲部１４の内面２２の中心のかなりの部分を覆う。別の実施例では、好ましい水センサ２８は、湾曲部１４の外面２４上に配置することができ、あるいは水センサ２８は、湾曲部１４内に埋め込むことができる。

図３において、タッチ・センサ２６（第１および第２の電極２６Ａ，２６Ｂおよび制御回路２６Ｃを含む）および水センサ２８（第１および第２の電極２８Ａ，２８Ｂおよび制御回路２８Ｃを含む）は、好ましくは、可撓性基板４０上に載せられている。可撓性基板４０は、シェル１０の裏側に固着または付着させて、タッチ・センサ２６および水センサがそれぞれ平坦部１２および湾曲部１４上に配置され、あるいは望みどおりに配置されるようにする。シェル１０が成形により形成される実施例では、可撓性基板４０は、成形工程中にシェル１０内に埋め込むことができる。あるいは、タッチ・センサ２６および水センサ２８は、個別の基板上に載せることができ、その各々を別々にシェル１０に取り付けたり埋め込んだりすることができる。別の実施例では、タッチ・センサ２６および水センサ２８は、シェル１０に直接取り付けることができる。

好ましくは、タッチ・センサ２６および水センサ２８は、イリノイ州ホイートンのＬＬＣ、タッチ・センサ・テクノロジ社から入手可能なＴＳ１００集積制御回路を使用する電界効果センサとして埋め込まれる。ＴＳ１００センサの多くの設計および動作原理が米国特許第6,230,282号および第6,713,897号および関連する米国特許出願第10/272,377号、第10/725,908号に開示されており、本開示の一部として、ここに組み入れられている。ＴＳ１００センサは、たとえば、それに接触または接近する水による擬似的起動に対して相当な抵抗を与えるように設計される。本発明の原理は、擬似的起動に対してさらに抵抗を与える。

図４は、本発明に従った制御回路５０の実施例を示す。タッチ・センサ２６の出力２７は、ＡＮＤゲート５４の入力５４Ａおよびタッチ・センサ・タイマ５２の立上り縁感知入力Ａに接続されている。タッチ・センサ・タイマ５２の相補的パルス出力ＱはＡＮＤゲート５４の入力５４に接続されている。ＡＮＤゲート５４の出力５４Ｃは、ＡＮＤゲート５６の入力５６Ａに接続されている。

水センサ２８の出力２９は、ＯＲゲート５８の入力５８Ａおよび水センサ・タイマ６０の降下縁感知入力Ｂに接続されている。水センサ・タイマ６０のパルス出力Ｑは、ＯＲゲート５８の入力５８Ｂに接続されている。ＯＲゲート５８の出力５８Ｃは、インバータ６２の入力に接続され、その出力は、ＡＮＤゲート５６の入力５６Ｂに接続されている。ＡＮＤゲート５６の出力は、ＦＥＴ６４のゲートに接続され、その出力は、ドア・ラッチ（図示せず）に接続されてそれを制御する。

タッチ・センサ２６は、刺激、たとえば、指または水、近接タッチ・センサ２６に応答する。刺激が無ければ、タッチ・センサ２６の出力２７は、ローである。近接タッチ・センサ２６に刺激が存在すると、タッチ・センサ２６の出力２７は。ハイとなり刺激が除去されるまでハイのままである。水センサ２８も同様に作動する。

タッチ・センサ・タイマ５２は、次のように、タッチ・センサ２６の出力２７から受信した入力に応答する。定常状態において、タッチ・センサ・タイマ５２の相補的パルス出力

は、ハイである。タッチ・センサ２６が非刺激状態から刺激状態となりタッチ・センサ２６の出力２７がローからハイとなる場合のように、タッチ・センサ・タイマ５２の入力Ａがローからハイへの遷移を感知すると、タッチ・センサ・タイマ５２は、トリガされて相補的パルス出力

は、ローとなり、タッチ・センサ・タイマ５２がタイム・アウトするまでローのままである。次に、相補的パルス出力

は、ハイ（定常）状態へ戻る。入力Ａがこのようなローからハイへの遷移を感知する時のタッチ・センサ・タイマ５２の状態に無関係に、タッチ・センサ・タイマ５２は、入力Ａがローからハイへの遷移を感知するたびにトリガされる。好ましい実施例では、タッチ・センサ・タイマ５２は、入力Ａにおいて最近のローからハイへの遷移を感知した後およそ３００ミリ秒後にタイム・アウトする。

水センサ・タイマ６０は、次のように、水センサ２８の出力２９から受信した入力に応答する。定常状態において、水センサ・タイマ６０のパルス出力Ｑは、ローである。水センサ２８が刺激状態から非刺激状態となり水センサ２８の出力２９がハイからローとなる場合のように、水センサ・タイマ６０の入力Ｂがハイからローへの遷移を感知すると、水センサ・タイマ６０は、トリガされてパルス出力Ｑは、ハイとなり、水センサ・タイマ６０がタイム・アウトするまでハイのままである。次に、パルス出力Ｑは、ロー（定常）状態へ戻る。入力Ｂがこのようなハイからローへの遷移を感知する時の水センサ・タイマ６０の状態に無関係に、水センサ・タイマ６０は、入力Ｂがハイからローへの遷移を感知するたびにトリガされる。好ましい実施例では、水センサ・タイマ６０は、入力Ｂにおいて最近のハイからローへの遷移を感知した後およそ５秒後にタイム・アウトする。

正規状態では、タッチ・センサ２６も水センサ２８も刺激されない。この状態において、タッチ・センサ２６の出力２７は、ローであり、タッチ・センサ・タイマ５２の相補的パルス出力

は、ハイである。このようにして、ＡＮＤゲート５４への入力５４Ａは、ローであり、ＡＮＤゲート５４への入力５４Ｂは、ハイであり、ＡＮＤゲート５４の出力５４Ｃは、ローである。また、水センサ２８の出力２９および水センサ・タイマ６０のパルス出力Ｑは、共にローである。したがって、ＯＲゲート５８への入力５８Ａ，５８Ｂは、共にローであり、ＯＲゲート５８の出力５８は、ローである。その結果、ＡＮＤゲート５６への入力５６Ａは、ローであり、ＡＮＤゲート５６への入力５６Ｂは、ハイであり、ＡＮＤゲート５６の出力５６Ｃは、ローである。したがって、ＦＥＴ６４は、「オフ」状態にありドア・ラッチに解除信号を与えない。

タッチ・センサ２６に刺激が与えられると、タッチ・センサ２６の出力２７は、ハイとなり刺激が除去されるまでハイのままである。前記したように、このローからハイへの遷移によりタッチ・センサ・タイマ５２がトリガされ、タッチ・センサ・タイマ５２がタイム・アウトするまで相補的パルス出力

はローとなる。このようにして、タッチ・センサ２６が刺激を受けた直後に、ＡＮＤゲート５４の入力５４Ａは、ハイとなり、ＡＮＤゲート５４の入力５４Ｂは、ローとなる。したがって、ＡＮＤゲート５４の出力５４Ｃは、ローのままである。その結果、ＡＮＤゲート５６の入力５６Ａおよび出力５６Ｃもローのままであり、ＦＥＴ６４は、「オフ」状態に留まりドア・ラッチに解除信号を与えない。

タッチ・センサ・タイマ５２がタイム・アウトして定常状態に戻ると（好ましい実施例では、およそ３００ミリ秒）、相補的パルス出力

は、ハイ状態に戻る。人がドア・ラッチを解除したい場合のように、タッチ・センサ２６にまだ刺激が存在しておれば、ＡＮＤゲート５４への入力５４Ａ，５４Ｂは、共にハイである。したがって、ＡＮＤゲート５４の出力５４ＣおよびＡＮＤゲート５６の入力５６Ａは、ハイである。ＡＮＤゲート５６の入力５６Ｂもハイであるため、ＡＮＤゲート５６の出力５６Ｃは、ハイとなって、ＦＥＴ６４を「オン」状態にバイアスし、ＦＥＴ６４は、ドア・ラッチに解除信号を与える。

しかしながら、人がタッチ・センサ２６を擬似的にかすめたり水がタッチ・センサ２６に接触し、次にタッチ・センサ２６から滴る場合のように、タイマがタイム・アウトする時にタッチ・センサ２６にもはや刺激が存在しなければ、入力５４Ｂがハイ（定常）状態へ戻る前に入力５４Ａは、正規のロー状態に戻る。したがって、ＡＮＤゲートの出力５４Ｃは、ローであり、ＡＮＤゲート５６の入力５６Ａは、ローであり、ＡＮＤゲート５６の出力５６Ｖは、ローであり、ＦＥＴ６４は、「オフ」となってドア・ラッチに解除信号は、与えられない。

前記したことから、タッチ・センサ・タイマ５２およびそれに関連付けられた論理によりドア・ラッチの意図せぬ解除の可能性は低減される。水センサ２８、水センサ・タイマ６０およびこれらのコンポーネントに関連付けられた論理により、このような意図せぬ解除の可能性は、さらに低減される。

たとえば、にわか雨や洗車からの水等の刺激が水センサ２８に加わると、水センサ２８の出力２９は、ハイとなる。したがって、ＯＲゲート５８の入力５８Ａは、ハイとなり、ＯＲゲート５８の出力５８Ｃは、ハイとなり、インバータ６２の出力は、ローとなりＡＮＤゲート５６の入力５６Ｂは、ローとなって、ドア・ラッチ解除をできなくする。また、水センサ・タイマ６０のパルス出力Ｑ（したがって、ＯＲゲート５８への入力５８Ｂ）は、ハイとなり、水センサ・タイマ６０がタイム・アウトして定常状態へ戻るまでハイのままである（好ましい実施例では、およそ５秒）。このようにして、タッチ・センサ２６の状態およびその関連付けられた論理に無関係に、水センサ２８に任意の刺激が加えられる間、すなわち、水センサ２８から任意の刺激が除去された後、５秒間は、ドア・ラッチを解除することはできない。

当業者ならば理解されるように、図４Ｂに示す論理回路は、図４Ａに例示したものと機能的に同一である。しかしながら、この論理は、ＡＮＤおよびＯＲゲートとインバータではなくＮＡＮＤゲートだけを使用して達成される。図４Ｂの実施例は、使用する異なる部品が少なくより低廉に製作できるため、実際上、好ましい。

ドア・ラッチの意図せぬ起動を除去するもう１つの方法は、シェル１０の幾何学、シェル１０上のタッチ・センサ２６および水センサ２８の配置、その他の幾何学的考慮により提供される。たとえば、シェル１０に接触または接近する任意の水は、タッチ・センサ２６の前に水センサ２８に接触または接近する可能性が高いため、水がタッチ・センサ２６に接触または接近する機会を得る前にドア・ラッチ解除をできなくする。たとえ、水が水センサ２８の前にタッチ・センサ２６に接触または接近しても、重力により水は、３００ミリ秒もかからずにタッチ・センサ２６またはシェル１０の対応する部分から水センサ２８上に滴る。前記したように、ドア・ラッチ解除信号を発生するためにタッチ・センサ２６は、少なくとも３００ミリ秒連続的に刺激しなければならない（また、ドア・ラッチ解除信号は、水センサ２８の現在の刺激または前の５秒内の任意の時間における水センサ２８の刺激解除によりディセーブルしてはならない）。また、シェル１０の凸状湾曲は、人の手の裏が湾曲部１４の外面２４と別個の数点以上で接触できなくする可能性がある。したがって、人の手の接近により水センサ２８が起動する可能性がない。

自動車用電子ドア・ラッチ制御システムに関して本発明を説明してきたが、他のラッチ機構に関しても使用できる。また、本発明は、他のセンサ・タイプおよび回路論理を使用して実施することができる。当業者ならば本発明を規定する特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の教示をどのように修正するかを理解する。

本発明に従った自動車リフト・ゲート、すなわち、ドア・ハンドルの正面立面図である。 本発明に従った自動車リフト・ゲート・ハンドルの側面立面図である。 本発明に従った自動車リフト・ゲート、すなわち、ドア・ハンドルの裏面斜視図である。 本発明に従った複数のセンサを含む可撓性基板の平面図である。 本発明に従った制御回路の略表現である。 本発明に従った別の制御回路の略表現である。

Claims (2)

1. 第１の電界効果センサと、
   第２の電界効果センサと、
   時間遅延回路とを含む電子制御回路であって、
   第１の電界効果センサが接触または接近を感知した後少なくとも予め定められた時間、第２の電界効果センサが接触または接近を感知する場合だけ制御出力を発生する電子制御回路。
2. 電気的解除機構を制御する方法であって、
   第１の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
   第２の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
   第１の電界効果センサからの入力の後、予め定められた時間よりも長く第２の電界効果センサからの入力が受信される場合だけ制御出力を発生するステップと、
   を含む前記方法。
   

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