JP2008050881A

JP2008050881A - 安全装置

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Publication number: JP2008050881A
Application number: JP2006229589A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Miyoshi; 良一三好; Takao Koba; 貴雄古場; Yoshihiro Fujimura; 良裕藤村; Minoru Tanaka; 実田中; Hiroki Nishida; 裕樹西田; Masayuki Kato; 政幸加藤
Original assignee: Shiroki Corp; Tachibana Eletech Co Ltd
Current assignee: Shiroki Corp; Tachibana Eletech Co Ltd
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: JP4825082B2

Abstract

【課題】異物の接触位置や接触状態をも含めて確実に検出できる安全装置を実現する。
【解決手段】異物の接触により特性が変化する電極と、前記電極の一端に対して所定の電圧の信号を供給し、該一端に生じる信号の電圧を検出する第一センサ回路部と、前記電極の他端に対して所定の電圧の信号を供給し、該他端に生じる信号の電圧を検出する第二センサ回路部と、前記第一センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第一センサ回路部で検出された電圧が所定範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第二センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第二センサ回路部で検出された電圧が所定範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とを比較して接触位置を検出する制御を行う制御部と、を有する
【選択図】図１

Description

本発明は、安全装置に関し、とくに、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるパワーウィンドウや、スライドドアなどの可動部を車両本体などの非可動部に対して移動させて閉じる電動スライドドアや電動サンルーフなどの挟み込みに対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、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるようになっている。そして、ウィンドウレギュレータには、搭乗者の身体等の異物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ている。

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たタッチセンサなどで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、窓ガラス側のセンサ（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センサが形成される。この種の技術は、特許文献１や特許文献２などに記載されている。
特開平１０−１１０５７４号公報（第４−６頁、図１−４）特開２００５−３１４９４９号公報（第１頁、図１）

上記のようなタッチセンサ方式のセンサを用いた安全装置の場合、検出しようとしている範囲のいずれの位置で異物接触が発生しているかを検出することができないという問題も存在していた。

図１９は、従来のタッチセンサ方式の安全装置の主要部を示す構成図である。ここで、制御部１０１がセンサ回路部１０２を制御しており、このセンサ回路部１０２から接続配線１０３を介して一端が接続された電極１０４の特性（静電容量）の変化を検出することで、異物接触や挟み込みを検出するようにしている。

なお、可動部が大きい場合には、いずれの位置での異物接触や挟み込みであるかを検知できたり、あるいは、検知結果を表示できることが望ましい場合もありうる。
しかし、この図１９の安全装置の場合、たとえば、電極１０４の（ａ）〜（ｅ）のいずれかの位置で異物の接触や挟み込みが発生した場合、いずれかの位置で接触があったことは静電容量の変化で検知できるものの、いずれの位置であるかはわからない状態である。

また、異物の接触の位置が固定した位置であるか、あるいは、移動しているかといった、接触状態についても、同様に検出することはできなかった。
なお、以上の不具合は、パワーウィンドウだけでなく、電動スライドドア、電動テールゲート、電動サンルーフなどでも同様の問題が発生しうる。

そこで、本発明の課題は、異物の接触に関して接触位置や接触状態をも含めて確実に検出できる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、以下のように構成されている。
（１）請求項１記載の発明は、可動部と非可動部または可動部同士の開閉における安全装置であって、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、可動部もしくは非可動部のいずれかに配置された電極と、前記電極の一端に接続され、該一端に対して所定の電圧の信号を供給すると共に、該一端に生じる信号の電圧を検出するための第一センサ回路部と、前記電極の他端に接続され、該他端に対して所定の電圧の信号を供給すると共に、該他端に生じる信号の電圧を検出するための第二センサ回路部と、前記第一センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第一センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第二センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第二センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、前記電極における接触位置を検出する制御を行う制御部と、を有することを特徴とする安全装置である。

（２）請求項２記載の発明は、前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧との変動を検出する、ことを特徴とする請求項１記載の安全装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧との変動が生じている間は前記接触位置の検出を続行する、ことを特徴とする請求項１記載の安全装置である。

（４）請求項４記載の発明は、前記電極と電気的に接続され、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、前記電極が配置された位置以外の位置に第二電極が配置され、前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、前記電極と前記第二電極とにおける接触位置を検出する制御を行い、前記電極のいずれかの位置で接触が検出された場合には挟み込みに関する制御を行い、前記第二電極のいずれかの位置で接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御を行う、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の安全装置である。

（５）請求項５記載の発明は、前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とにより、異物の接触を検出する制御を行い、前記可動部が閉動作中に接触が検出された場合には挟み込みに関する制御を行い、前記可動部が開動作中あるいは非駆動時に接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御を行う、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の安全装置である。

（６）請求項６記載の発明は、前記制御部は、前記挟み込み以外に関する制御として、前記可動部の駆動開始あるいは駆動停止の制御を行う、ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の安全装置である。

（７）請求項７記載の発明は、前記制御部は、前記挟み込み以外に関する制御として、前記接触位置検出、あるいは前記接触位置の変化により、前記可動部の駆動開始と駆動停止のいずれかの制御を行う、ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の安全装置である。

本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）請求項１記載の発明では、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有する電極を、可動部もしくは非可動部のいずれかに配置しておき、第一センサ回路部を電極の一端に接続し、第二センサ回路部を電極の他端に接続し、制御部は、第一センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、第一センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、第二センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、第二センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行う。

ここで、電極に何らかの異物が接近あるいは接触すると電極の特性（静電容量など）が変化するため、その特性の変化が電圧の変化として検出されて異物接触などによる挟み込みが判定されることになり、複雑な検出手段を用いることなく、挟み込みを確実に検出できるようになる。

この場合、一端（他端）側からＨレベルの信号を供給し、他端（一端）側ではプルダウン抵抗を接続した状態で電圧を検出することで、断線なしの正常時にはＨレベル、断線発生時にはＬレベルとなることで、断線を確実に判定することが可能になる。また、ＨレベルとＬレベルの中間の所定の範囲の電圧を検出することで、異物の接触による挟み込みを判定することが可能になる。

また、この際に、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、電極に異物が接近あるいは接触して電極の特性（静電容量など）が変化している位置が検出される。

なお、このセンサは、窓枠側などの非可動部とガラス側などの可動部のいずれに配置しても動作可能である。なお、窓枠側などに配置することで、ガラスの昇降による静電容量の変化が発生せず、異物接触の有無、異物接触位置を確実に検出することが可能になる。

（２）請求項２記載の発明では、上記（１）において、制御部は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧との変動を検出することで、異物の接触位置の移動を確実に検出することが可能になる。

（３）請求項３記載の発明では、上記（１）において、制御部は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧との変動が生じている間は接触位置の検出を続行することで、異物の接触に関して接触位置の移動方向や移動量を確実に検出することが可能になる。

（４）請求項４記載の発明では、上記（１）〜（３）において、電極と電気的に接続され、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、電極が配置された位置以外の位置に第二電極が配置されており、制御部は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、電極と第二電極とにおける接触位置を検出する制御を行うことで、電極で接触が発生した場合には接触の有無と接触の位置とが検出されて挟み込みに関する制御が可能になり、第二電極で接触が検出された場合には該接触をスイッチ操作入力として利用するなどの挟み込み以外に関する制御が可能になる。

（５）請求項５記載の発明では、上記（１）〜（３）において、制御部は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧とを比較しており、可動部が閉動作中に接触が検出された場合には挟み込みに関する制御が可能になり、可動部が開動作中あるいは非駆動時に接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御が可能になる。

（６）請求項６記載の発明では、上記（４）または（５）における挟み込み以外に関する制御として、検知された接触を、可動部の駆動開始あるいは駆動停止の制御のために用いることが可能になる。すなわち、接触状態の違いや接触状態の変化を確実に検出して、他の制御のための指示入力として適用することが可能になる。

（７）請求項７記載の発明では、上記（４）または（５）において、制御部は、挟み込み以外に関する制御として、検知された接触位置、あるいは検知された接触位置の変化を、可動部の駆動開始あるいは駆動停止の制御のために用いることが可能になる。すなわち、接触状態の違いや接触状態の変化を確実に検出して、他の制御のための指示入力として適用することが可能になる。

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。なお、本実施形態は、可動部を非可動部に対して移動させる各種の装置、可動部同士で開閉を行う各種の装置などにおける安全装置に適用できる。

図１に、本実施形態の安全装置のブロック図を示す。ここで、制御部１０１はＣＰＵなどにより構成され、所定のプログラムにより動作して各部を制御する。なお、安全装置の制御部は、可動部をモータ駆動する駆動回路（図示せず）やその他の装置全体を制御する制御部と兼用であってもよい。

電極１０４は、所定の長さのエレメントで構成された電極部を備えることで、ＧＮＤとの間で等価的にコンデンサとして構成されおり、通常時は所定の静電容量を有しており、異物の接近あるいは接触により静電容量が変化する性質を有し、窓ガラス，サンルーフ，スライドドアなどの可動部もしくは窓枠や車両側などの非可動部のいずれか一方に配置される。なお、図２では、電極１０４はドアサッシュ１４０に沿って配置された様子を示している。

なお、この電極１０４は、可動部側と非可動部側のいずれに配置しても動作可能である。ただし、非可動部側に配置することで、ガラスの昇降などによる静電容量の変化が発生せず、挟み込みを確実に検出することが可能になる。そして、この電極１０４の一端は接続配線１０３ａを介して第一センサ回路部１１０に接続され、電極１０４の他端は接続配線１０３ｂを介して第二センサ回路部１２０に接続されている。

図３に、車両ドアのウィンドウにおける電極１０４の取り付け状態の一例を断面図により示す。図３に示すように、電極１０４は、ドアサッシュ１４０の室内側に下向きに設けられる。ドアサッシュ１４０の室外側にはモール１４２が設けられ、窓ガラス１５０の上端を受容する部分にはウェザーストリップ１４４が設けられる。また、ドアサッシュ１４０の車内側には、電極１０４を取り付けるための取付部材１４６が設けられている。

この場合、取付部材１４６に対して電極１０４を取り付ける際には、図示されない接着部材を用いた接着、取付部材１４６の凹部に対して電極１０４を嵌め込む、のいずれであってもよい。

そして、電極１０４は、電極部１０４１が導電部１０４２や取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、電極部１０４１とＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。なお、電極部１０４１は一芯もしくは多芯の金属線であってもよいし、導電性樹脂や導線性ゴムを用いることもできる。

そして、この電極１０４に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、電極のコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。

図４に、ウィンドウ１００における電極１０４の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、電極１０４は、１本の電極を有する例を示しており、扁平断面の電極部１０４１が導電部１０４２で覆われた状態で配置され、ドアサッシュ１４０に沿って（図２参照）、取付部材１４６に取り付けられている。

そして、電極１０４は、電極部１０４１が導電部１０４２や取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、電極部１０４１とＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。なお、電極部１０４１は平編線などの金属線であってもよいし、導電性樹脂や導線性ゴムを用いることもできる。

図５に、ウィンドウ１００における電極１０４の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、電極１０４は、１本の電極を有する例を示しており、半円形状断面の電極部１０４１が導電部１０４２で覆われた状態で配置され、ドアサッシュ１４０に沿って（図２参照）、取付部材１４６に取り付けられている。

そして、電極１０４は、電極部１０４１と導電部１０４２とが取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、電極部１０４１とＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。なお、電極部１０４１と導電部１０４２としては導電性樹脂や導線性ゴムなどを用いることができる。

なお、以上の図３〜図５において、電極部１０４１を、絶縁性の材料で構成された取付部材１４６に埋め込むことも可能である。また、以上の図３〜図５において、電極部１０４１として、絶縁被覆を有しないケーブルあるいはコードの心線を、導電部１０４２を介さずに、取付部材１４６に埋め込んだり貼付することも可能である。

また、他の構成例を、ウィンドウ１００における電極１０４の取り付け状態の他の例を断面図として図１６に示す。ここで、電極１０４は、電気的には１本の電極を有する例を示しており、チューブ状の構造体を形成している。

ここで、電極１０４は、埋込金属１０４ａ１と、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１０４ａ２とにより構成されている。
なお、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１０４ａ２は、導電性ゴムや導電性樹脂等により構成される。

ここで、外側電極１０４ａ２は、その基部すなわち取付部材１４６との接合部付近に、埋込金属１０４ａ１を有する。埋込金属１０４ａ１は、外側電極１０４ａ２の全長にわたる長さを持つステンレスや銅のワイヤである。電極１０４が埋込金属１０４ａ１を持つことにより、外側電極１０４ａ２は全長にわたって等電位化される。また、外側電極１０４ａ２は信号線を通じて、抵抗３１０や検出部３０１ｃに接続される。

そして、この電極１０４が、ドアサッシュ１４０に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。ここで、電極１０４は、埋込金属１０４ａ１が取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、ＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。

そして、この電極１０４に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、電極のコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述した手法により検出される。

ここで、第一センサ回路部１１０は、制御部１０１の第一出力Ｏaを電極１０４の一端に供給すると共に、該一端から電極１０４に供給される制御部１０１の第一出力Ｏaに応じて生じる電圧を受けて第一センサ値Ｉaとして制御部１０１に伝達する働きをする。また、電極１０４の他端から供給される制御部１０１の第二出力Ｏbを受けて第一センサ値Ｉaとして制御部１０１に伝達する働きをする。

そして、第二センサ回路部１２０は、制御部１０１の第二出力Ｏbを電極１０４の他端に供給すると共に、該他端から電極１０４に供給される制御部１０１の第二出力Ｏbに応じて生じる電圧を受けて第二センサ値Ｉbとして制御部１０１に伝達する働きをする。また、電極１０４の一端から供給される制御部１０１の第一出力Ｏaを受けて第二センサ値Ｉbとして制御部１０１に伝達する働きをする。

なお、ここで、第一センサ回路部１１０と第二センサ回路部１２０とは、電極１０４の異物接触状態による静電容量の変化を電圧に変換して制御部１０１に伝達する働きをしている。

すなわち、制御部１０１の制御に基づき、第一センサ回路部１１０から電極１０４に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、第一センサ回路部１１０で検出された電圧が正常時既定値範囲であれば正常（異物接触なし）と判定でき、検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定できる。また、この際に、第二センサ回路部１２０経由で制御部１０１で検出された電圧が断線既定値範囲であれば電極断線と判定することも可能である。

制御部１０１の制御に基づき、第二センサ回路部１２０から電極１０４に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、第二センサ回路部１２０で検出された電圧が正常時既定値範囲であれば正常（異物接触なし）と判定でき、検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定できる。また、この際に、第一センサ回路部１１０経由で制御部１０１で検出された電圧が断線既定値範囲であれば電極断線と判定することも可能である。

なお、第一センサ回路部１１０から第一センサ値Ｉaとして制御部１０１に伝達する配線部には、ＧＮＤに接続されたプルダウン抵抗１１１が接続されていて、電極１０４が断線した場合に第一センサ値ＩaがＧＮＤ電位になるように構成されている。同様に、第二センサ回路部１２０から第二センサ値Ｉbとして制御部１０１に伝達する配線部には、ＧＮＤに接続されたプルダウン抵抗１２１が接続されていて、電極１０４が断線した場合に第二センサ値ＩbがＧＮＤ電位になるように構成されている。

ここで、正常時規定値範囲とは、たとえば、一端（他端）から５Ｖを印加して、一端（他端）で４Ｖ以上が検出されることをいう。また、異物接触規定値範囲とは、たとえば、一端（他端）から５Ｖを印加して、一端（他端）で１Ｖ以上４Ｖ未満が検出されることをいう。そして、断線規定値範囲とは、たとえば、一端（他端）から５Ｖを印加して、他端（一端）で０Ｖ〜１Ｖ程度（ＧＮＤ電位付近）が検出されることをいう。なお、以上の正常時規定値範囲、断線規定値範囲、異物接触規定値範囲の電圧は、電極１０４の特性、印加する電圧などによって異なる値となることがある。

以下、図６のフローチャートと図７以降の説明図を参照して、本実施形態の第一動作例についての動作説明を行う。
まず、制御部１０１は、第一センサ回路部１１０を異物接触検知（Ｏa：Ｈ出力、Ｉa：入力）、第二センサ回路部１２０を入力（Ｏb：入力、Ｉb：入力）に設定する（図６中のステップＳ１０１、図１０（ａ１）（ｃ））。

そして、制御部１０１は、第一センサ回路部１１０経由で電極１０４にＨレベルの信号を印加すると共に、電極１０４と第一センサ回路部１１０経由で第一センサ値Ｉaを取り込む（図６中のステップＳ１０２）。

つぎに、制御部１０１は、第二センサ回路部１２０を異物接触検知（Ｏb：Ｈ出力、Ｉb：入力）、第一センサ回路部１１０を入力（Ｏa：入力、Ｉa：入力）に設定する（図６中のステップＳ１０３、図１０（ｃ２）（ａ））。

そして、制御部１０１は、第二センサ回路部１２０経由で電極１０４にＨレベルの信号を印加すると共に、電極１０４と第二センサ回路部１２０経由で第二センサ値Ｉbを取り込む（図６中のステップＳ１０４）。

なお、図７実線に示すように、矩形波のパルス（図８（ａ））を印加した場合に、電極１０４が有する静電容量により、検出される電圧は図７の一点鎖線Ｖｃあるいは図８（ｂ）のようになる。また、異物の接触があると、その異物の静電容量も加算されることになり、検出される電圧は図７の二点鎖線Ｖｃ’あるいは図８（ｃ）のようになる。したがって、矩形波パルスの立ち上がりからｔ（S）後の電圧を検出することで、異物接触の有無を判定できる。

また、図９に示すように、異物接触がなければ、取り込んだ第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとがほぼ一定な状態として検出される。また、異物接触があれば、異物接触に近い側の検出回路では、静電容量の増加の影響を受けて、矩形波パルス立ち上がり直後の電圧は図７のように低下する傾向にある。よって、第一センサ回路部の検出値と第二センサ回路部の検出値とを比較することで、異物接触の有無、異物接触の位置を判定することが可能になる。

そこで、制御部１０１は、印加したＨレベルと比較し、第一センサ回路部１１０と第二センサ回路部１２０とで検出される電圧に変化が生じているかを判定する（図６中のステップＳ１０５）。変化が生じなければ（図６中のステップＳ１０５でＮ、図１０（ａ１）（ｂ１）、図１０（ｃ２）（ｄ２））、異物接触が無いため、処理を終了する。

ここで、印加したＨレベルと比較し、第一センサ回路部１１０と第二センサ回路部１２０とで検出される電圧に変化が生じていれば（図６中のステップＳ１０５でＹ、図１０（ａ３）（ｂ３）、図１０（ｃ４）（ｄ４））、異物接触があるため、以下の処理を続行する。

第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが等しければ（図６中のステップＳ１０６でＹ）、図９にも示したように、接触位置が電極１０４の中央部付近であると制御部１０１が判定を行う（図６中のステップＳ１０７）。

第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが等しくなく（図６中のステップＳ１０６でＮ）、Ｉa＞Ｉbであれば（図６中のステップＳ１０８でＹ）、図９にも示したように、接触位置が電極１０４の第二センサ回路部寄りであると制御部１０１が判定を行う（図６中のステップＳ１０９）。さらに、このとき、第一センサ回路部１１０と第二センサ回路部１２０とのセンサ値の差Ｘ＝Ｉa−Ｉbより、詳細な接触位置を判定する（図６中のステップＳ１１０）。そして、この判定結果に基づいて必要な制御を実行した後に、この処理を終了する。

第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが等しくなく（図６中のステップＳ１０６でＮ）、Ｉa＜Ｉbであれば（図６中のステップＳ１０８でＮ）、図９にも示したように、接触位置が電極１０４の第一センサ回路部寄りであると制御部１０１が判定を行う（図６中のステップＳ１１１）。さらに、このとき、第二センサ回路部１２０と第一センサ回路部１１０とのセンサ値の差Ｙ＝Ｉb−Ｉaより、詳細な接触位置を判定する（図６中のステップＳ１１２）。そして、この判定結果に基づいて必要な制御を実行した後に、この処理を終了する。

以上の処理により、異物の接触を確実に検出でき、さらに、この際に、第一センサ回路部１１０で検出された電圧と第二センサ回路部１２０で検出された電圧とを比較することで、電極１０４に異物が接近あるいは接触して電極の特性（静電容量など）が変化している位置（異物接触位置）が検出できるようになる。

ここで、図１１を参照して、第二の実施形態の動作説明を行う。
まず、制御部１０１は、第一センサ回路部１１０を異物接触検知（Ｏa：Ｈ出力、Ｉa：入力）、第二センサ回路部１２０を入力（Ｏb：入力、Ｉb：入力）に設定する（図１１中のステップＳ２０１）。

そして、制御部１０１は、第一センサ回路部１１０経由で電極１０４にＨレベルの信号を印加すると共に、電極１０４と第一センサ回路部１１０経由で第一センサ値Ｉaを取り込む（図１１中のステップＳ２０２）。

つぎに、制御部１０１は、第二センサ回路部１２０を異物接触検知（Ｏb：Ｈ出力、Ｉb：入力）、第一センサ回路部１１０を入力（Ｏa：入力、Ｉa：入力）に設定する（図１１中のステップＳ２０３）。

そして、制御部１０１は、第二センサ回路部１２０経由で電極１０４にＨレベルの信号を印加すると共に、電極１０４と第二センサ回路部１２０経由で第二センサ値Ｉbを取り込む（図１１中のステップＳ２０４）。

ここで、第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが共に接触を検知していなければ（図１１中のステップＳ２０５でＮ）、接触位置の移動をカウントする移動状態確定カウンタをクリアする（図１１中のステップＳ２１５）。そして、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）。

ここで、第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが共に接触を検知していれば（図１１中のステップＳ２０５でＹ）、別途記憶しておいた過去第一センサ値を基準値として、現時点で検出されている第一センサ値Ｉaを比較し、第一センサ値Ｉaに増加が生じているかを判定する（図１１中のステップＳ２０６）。

ここで、第一センサ値Ｉaが増加しておらず（図１１中のステップＳ２０６でＮ）、第二センサ値Ｉbも増加していなければ（図１１中のステップＳ２０７でＮ）、接触位置の移動をカウントする移動状態確定カウンタをクリアする（図１１中のステップＳ２１５）。そして、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）。

ここで、第一センサ値Ｉaが増加しておらず（図１１中のステップＳ２０６でＮ）、第二センサ値Ｉbが増加していれば（図１１中のステップＳ２０７でＹ）、第一センサ回路部側の移動状態確定カウンタのカウント値をインクリメントする（図１１中のステップＳ２０８）。

以上の第二センサ値Ｉbの増加が、サンプリングN回分連続しているかを調べ、連続していなければ移動状態未確定として（図１１中のステップＳ２０９でＮ）、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）ことで、処理を繰り返して続行する。

以上の第二センサ値Ｉbの増加が、サンプリングN回分連続しているかを調べ、連続していれば移動状態確定として（図１１中のステップＳ２０９でＹ）、接触位置が第一センサ回路部側に移動したと判定する（図１１中のステップＳ２１０）。

そして、接触位置の移動をカウントする移動状態確定カウンタをクリア（図１１中のステップＳ２１５）し、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）。

一方、第一センサ値Ｉaが増加しており（図１１中のステップＳ２０６でＹ）、第二センサ値Ｉbも増加していれば（図１１中のステップＳ２１１でＹ）、何らかの異常の可能性もあるため、接触位置の移動をカウントする移動状態確定カウンタをクリアする（図１１中のステップＳ２１５）。そして、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）。

ここで、第一センサ値Ｉaが増加しており（図１１中のステップＳ２０６でＹ）、第二センサ値Ｉbが増加していなければ（図１１中のステップＳ２１１でＮ）、第二センサ回路部側の移動状態確定カウンタのカウント値をインクリメントする（図１１中のステップＳ２１２）。

以上の第一センサ値Ｉaの増加が、サンプリングN回分連続しているかを調べ、連続していなければ移動状態未確定として（図１１中のステップＳ２１３でＮ）、比較のための基準値として、現時点の第一センサ値を過去第一センサとして記憶すると共に、現時点の第二センサ値を過去第二センサとして記憶する（図１１中のステップＳ２１６）ことで、処理を繰り返して続行する。

以上の第一センサ値Ｉaの増加が、サンプリングN回分連続しているかを調べ、連続していれば移動状態確定として（図１１中のステップＳ２１３でＹ）、接触位置が第二センサ回路部側に移動したと判定する（図１１中のステップＳ２１４）。

以上のように、第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとの変動を検出し、該変動が生じている間は接触位置の検出を続行することにより、異物の接触に関して接触位置や接触状態（接触位置の移動）を確実に検出することが可能になる。

ここで、図１２、図１３、図１４を参照して、第三の実施形態について説明を行う。
以上の実施形態では、電極１０４を窓枠などの異物接触による挟み込みが発生する箇所（（ａ）〜（ｅ））に配置していた。この第三の実施形態では、電極１０４を窓枠などの異物接触による挟み込みが発生する箇所（（ａ）〜（ｅ））に配置することに加え、電極１０４を延長し、挟み込みが発生しないドア内側などの箇所に配置する。そして、この電極１０４の延長部（第二電極）を、スイッチ部として以下のように扱う。

なお、この電極１０４の延長部（第二電極）は、電極１０４（第一電極）が配置された以外のいずれかの位置に配置される。
図１２では、第二センサ回路部側に電極１０４の延長部（ｆ）として第二電極１０４’を配置している。なお、第一センサ回路部側に電極１０４の延長部として第二電極１０４’を配置しても良い。また、図１３のように、第一センサ回路部側と第二センサ回路部側との両方に電極１０４の延長部として第二電極１０４’（ｆ）と第二電極１０４”（ｇ）を配置してもよい。

この場合、上述した第一実施形態により、電極１０４における接触位置の検知（図１４中のステップＳ３０１）を行う。さらに、上述した第二実施形態により、電極１０４における接触位置の移動判定の検知（図１４中のステップＳ３０２）を行う。

電極１０４に接触がなければ（図１４中のステップＳ３０３でＮ）、処理を終了する。電極１０４に何らかの接触があれば（図１４中のステップＳ３０３でＹ）、接触位置が以上の電極１０４の延長部（スイッチ部）であるかを判定する（図１４中のステップＳ３０４）。

検出された接触位置が以上の電極１０４の延長部（スイッチ部）であれば（図１４中のステップＳ３０４でＹ）、接触位置の移動方向により、窓を開ける指示、あるいは、窓を閉める指示、窓開閉の停止などとして検出値を扱う（図１４中のステップＳ３０５）。また、図１３のようにスイッチ部が２箇所ある場合には、（ｆ）と（ｇ）のいずれを接触したかにより、窓を開ける指示、あるいは、窓を閉める指示、窓開閉の停止などとして検出値を扱う。

検出された接触位置が以上の電極１０４の延長部（スイッチ部）でなければ（図１４中のステップＳ３０４でＮ）、以上の第一実施形態や第二実施形態で説明した接触による挟み込み検知として処理を実行する。

以上のように、電極と電気的に接続され、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、電極１０４が配置された位置以外に第二電極としての延長部がスイッチ部として配置されており、制御部は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、電極と第二電極とにおける接触位置を検出する制御を行うことで、電極で接触が発生した場合には接触の有無と接触の位置とが検出されて挟み込みに関する制御が可能になり、第二電極で接触が検出された場合には該接触をスイッチ操作入力として利用するなどの挟み込み以外に関する制御が可能になる。

ここで、図１５のフローチャートを参照して、第四の実施形態について説明を行う。
以上の第三実施形態では、電極の延長として、第二電極をスイッチ部として配置していた。これに対し、動作モードの違いにおける電極１０４の接触をスイッチ入力として扱うことも可能である。

この場合、図１に示したように、電極１０４を窓枠などの異物接触による挟み込みが発生する箇所（（ａ）〜（ｅ））に配置しておく。
そして、上述した第一実施形態により、電極１０４における接触位置の検知（図１５中のステップＳ４０１）を行う。

電極１０４に接触がなければ（図１５中のステップＳ４０２でＮ）、処理を終了する。電極１０４に何らかの接触があれば（図１５中のステップＳ４０２でＹ）、その時点の動作モードが窓閉動作中であるかを調べる（図１５中のステップＳ４０３）。

その時点の動作モードが窓閉動作中であれば（図１５中のステップＳ４０３でＹ）、以上の接触検知を異物接触による挟み込みと判断し、窓閉を停止させ、あるいは、窓開を実行させる（図１５中のステップＳ４０４）。

その時点の動作モードが窓閉動作中でなければ（図１５中のステップＳ４０３でＮ）、その時点の動作モードが窓開動作中かを調べる（図１５中のステップＳ４０５）。その時点の動作モードが窓開動作中であれば（図１５中のステップＳ４０５でＹ）、以上の接触検知をスイッチ動作であると判断し、窓開を停止させる（図１５中のステップＳ４０６）。

その時点の動作モードが窓閉動作中でなく（図１５中のステップＳ４０３でＮ）、窓開動作中でなければ（図１５中のステップＳ４０５でＮ）、上述した第二実施形態により、電極１０４における接触位置の移動判定の検知（図１５中のステップＳ４０７）を行い、接触位置の移動状態をスイッチ入力として扱い、動作を制御する。

すなわち、接触位置が第一センサ回路部側に移動していれば（図１５中のステップＳ４０８でＹ）、以上の接触検知をスイッチ動作であると判断し、窓閉動作を開始させる（図１５中のステップＳ４０９）。また、接触位置が第二センサ回路部側に移動していれば（図１５中のステップＳ４１０でＹ）、以上の接触検知をスイッチ動作であると判断し、窓開動作を開始させる（図１５中のステップＳ４１１）。また、接触位置がどちらにも移動していなければ、動作を変更せずに終了する。

なお、以上の接触状態と動作の割り当ては任意に変更することができる。たとえば、窓開動作や窓閉動作の割り当てを逆にしたり、あるいは、接触状態についても、短押し、長押しの検知を行うようにしてもよい。

以上のように、制御部１０１は、第一センサ回路部で検出された電圧と第二センサ回路部で検出された電圧とにより、異物の接触を検出する制御を行い、可動部が閉動作中に電極１０４での接触が検出された場合には挟み込みに関する制御を行い、可動部が開動作中あるいは非駆動時に電極１０４で接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御を行う。これにより、動作状態の違いにより、挟み込みの制御／挟み込み以外の制御の適した制御を行うことが可能になる。

（その他の実施形態）
図１７に、ウィンドウ１００における電極１０４の取り付け状態の他の一例を断面図により示す。ここで、電極１０４は、電気的には２本の電極を有する例を示しており、ここで、電極１０４は、埋込金属１０４ａ１と、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１０４ａ２とを有する第一電極部１０４ａと、この第一電極部１０４ａのチューブ状の構造体の内側に位置する埋込金属１０４ｂ１と、導電部１０４ｃ１とを有する第二電極部１０４ｂと、で構成されている。なお、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１０４ａ２は、導電性ゴムや導電性樹脂等により構成される。

外側電極１０４ａ２は、その基部すなわち取付部材１４６との接合部付近に、埋込金属１０４ａ１を有する。埋込金属１０４ａ１は、外側電極１０４ａ２の全長にわたる長さを持つステンレスや銅のワイヤである。電極１０４が埋込金属１０４ａ１を持つことにより、外側電極１０４ａ２は全長にわたって等電位化される。また、外側電極１０４ａ２は信号線を通じて、抵抗３１０や検出部３０１ｃに接続される。そして、第二電極部１０４ｂは信号線を介して、回路のＧＮＤに接続される。

そして、この電極１０４が、ドアサッシュ１４０に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。ここで、電極１０４は、所定の容量を有するコンデンサとして等価的に構成されている。

そして、この電極１０４の外側電極１０４ａ２に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、電極のコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が上述した手法により検出される。

図１８は、以上の図１７の異物接触状態から更に進んで挟み込みが発生した様子を示す断面図である。この場合、第一電極部１０４ａのチューブ状の構造体が変形し、扁平状態となる。なお、外側電極１０４ａ２が可撓性を有するので、挟み込まれた人体に大きな力が加わることはない。

そして、第一電極部１０４ａの外側電極１０４ａ２と、第二電極部１０４ｂの導電部１０４ｃ１とが接触し、ＧＮＤと導通状態になる。これにより、等価的にコンデンサではなく、直流的に導通した閉回路が形成された状態になる。この場合の、コンデンサから直流閉回路への回路構成の等価的な変化は、以上の場合とは異なるアルゴリズムにより、後述する手法により検出される。

この図１７の電極構造において、手袋をした指が外側電極１０４ａ２に接触した時点では静電容量の変化を検知できない。そのため、窓ガラス１５０が上昇を続け、挟み込みにより、図１８のようにチューブ状の外側電極１０４ａ２が扁平状態に変形する。この時点で、第一電極部１０４ａの外側電極１０４ａ２と、第二電極部１０４ｂの導電部１０４ｃ１とが接触し、導通状態になる。これにより、直流的にＧＮＤと導通した閉回路が形成された状態になる。ここで、この場合、図９に示した第一センサ値Ｉaと第二センサ値Ｉbとが共に極端に低下する。この状態を挟み込みとして検知して昇降モータを停止させることで、挟み込みが防止される。

本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態の電極の配置の様子を示す説明図である。本発明の実施形態の電極の配置の様子を示す説明図である。本発明の実施形態の電極の配置の様子を示す説明図である。本発明の実施形態の電極の配置の様子を示す説明図である。本発明の実施形態の第一動作例を示すフローチャートである。本発明の実施形態の第一動作例を示す波形図である。本発明の実施形態の動作を示すタイムチャートである。本発明の実施形態の動作を示す特性図である。本発明の実施形態の動作を示すタイムチャートである。本発明の実施形態の第二動作例を示すフローチャートである。本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態の第三動作例を示すフローチャートである。本発明の実施形態の第四動作例を示すフローチャートである。本発明の実施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断面図である。本発明の実施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断面図である。本発明の実施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断面図である。従来の装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１制御部
１０４電極
１１０第一センサ回路部
１２０第二センサ回路部

Claims

可動部と非可動部または可動部同士の開閉における安全装置であって、
異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、可動部もしくは非可動部のいずれかに配置された電極と、
前記電極の一端に接続され、該一端に対して所定の電圧の信号を供給すると共に、該一端に生じる信号の電圧を検出する第一センサ回路部と、
前記電極の他端に接続され、該他端に対して所定の電圧の信号を供給すると共に、該他端に生じる信号の電圧を検出する第二センサ回路部と、
前記第一センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第一センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第二センサ回路部から前記電極に対して所定の電圧の信号を供給した状態において、前記第二センサ回路部で検出された電圧が異物接触既定値範囲であれば異物接触と判定する制御を行い、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、前記電極における接触位置を検出する制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする安全装置。
前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧との変動を検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の安全装置。
前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧との変動が生じている間は前記接触位置の検出を続行する、
ことを特徴とする請求項１記載の安全装置。
前記電極と電気的に接続され、異物の接近あるいは接触により特性が変化する性質を有し、前記電極が配置された位置以外の位置に第二電極が配置され、
前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とを比較することで、前記電極と前記第二電極とにおける接触位置を検出する制御を行い、
前記電極のいずれかの位置で接触が検出された場合には挟み込みに関する制御を行い、前記第二電極のいずれかの位置で接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の安全装置。
前記制御部は、前記第一センサ回路部で検出された電圧と前記第二センサ回路部で検出された電圧とにより、異物の接触を検出する制御を行い、
前記可動部が閉動作中に接触が検出された場合には挟み込みに関する制御を行い、前記可動部が開動作中あるいは非駆動時に接触が検出された場合には挟み込み以外に関する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の安全装置。
前記制御部は、前記挟み込み以外に関する制御として、前記可動部の駆動開始あるいは駆動停止の制御を行う、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の安全装置。
前記制御部は、前記挟み込み以外に関する制御として、前記接触位置検出、あるいは前記接触位置の変化により、前記可動部の駆動開始と駆動停止のいずれかの制御を行う、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の安全装置。