JP2008311144A - 車両アクセサリ用タッチスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】車両のアクセサリ機器を制御するタッチスイッチにおいて、空気の状態の変動、不要な電磁波の到来等、環境の変化が要因となって引き起こされる誤動作を回避することを目的とする。
【解決手段】センサ導体板を備え人体を接触させるタッチ部と、センサ導体板の接地導体に対する静電容量の変化をセンサ導体板容量変化として測定する容量測定部と、センサ導体板容量変化と制御判定値との比較に基づいて、アクセサリ機器を制御する制御部とを備え、タッチ部への人体の接触によってアクセサリ機器を制御する車両アクセサリ用タッチスイッチであって、サブ導体板を備え、容量測定部は、サブ導体板と接地導体との間の静電容量の変化をサブ導体板容量変化として測定し、制御部は、容量測定部によって測定されたサブ導体板容量変化に基づいて、制御判定値を決定することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、人体が触れることによる静電容量の変化に基づいて、車両のアクセサリ機器を制御するタッチスイッチに関する。

一般に、車両のドアの内装板には、車両に搭乗する者が地図等の小物を収納するドアポケットが設けられる。ドアポケットはその内側に光が届きにくく、収納された物を取り出す際には困難を伴う。そのため、ドアポケットとして、タッチスイッチによって点灯操作を行うことができるランプが内側に設けられたものが広く用いられる。図８にそのようなドアポケットの構成を示す。

ドアポケットは、互いに対向する側壁１０Ａおよび１０Ｂ、Ｕ字型の壁が形成されるよう側壁１０Ａおよび１０Ｂに接合される主壁１０Ｃ、ならびにドアポケットの底面となる底板１０Ｄを備えて構成される。ドアポケットは、主壁１０Ｃの反対側の開口がドアの内装板１２に接するよう内装板１２に取り付けられる。側壁１０Ａのドアポケットの内側の面にはランプ１４が取り付けられる。主壁１０Ｃのドアポケット内側面には、車両アクセサリ用タッチスイッチを構成するタッチ板１６が固定される。タッチ板１６に人の手が接触し車両アクセサリ用タッチスイッチがオン状態となることでランプ１４に電力が供給され、ランプ１４が点灯する。

このような構成によれば、搭乗者がドアポケットに手を挿入し、搭乗者の手がタッチ板１６に接触することでランプ１４を点灯させることができる。これによって、搭乗者は容易にドアポケットに収納された物を取り出すことができる。

図９にドアポケットに適用される車両アクセサリ用タッチスイッチ１８の構成を示す。タッチ板１６は、合成樹脂等の誘電体材料によって形成される。タッチ板１６の一方の面にはセンサ導体板２０が接合される。センサ導体板２０は容量測定／制御部２４に接続される。容量測定／制御部２４は基準となる電位を有する接地導体２６に接続される。

スイッチ２８は容量測定／制御部２４によってオン状態またはオフ状態に制御される。スイッチ２８の一方の端子は電池３０の負側の端子に接続される。スイッチ２８の他方の端子は、ランプ１４が備える一方の端子に接続される。ランプ１４が備える他方の端子は電池３０の正側の端子に接続される。

容量測定／制御部２４は、センサ導体板２０と接地導体２６との間の静電容量（以下、導体板と接地導体２６との間の静電容量を単に対地静電容量とする。）を測定し、測定値の変化が所定の制御判定値を超えたときは、スイッチ２８を制御する。

このような構成によれば、センサ導体板２０が接合される面と対向するタッチ板１６の面に、接地導体２６との間に静電容量を有する人の手を接触させることで、センサ導体板２０の対地静電容量を変化させることができる。これによって、タッチ板１６を手で触れることでランプ１４の点灯制御を行うことができる。

特開２００６−１９６３９５号公報

センサ導体板２０の対地静電容量は、車両アクセサリ用タッチスイッチ１８を取り巻く空気の湿度の変化等によって変動する。したがって、容量測定／制御部２４は、空気の状態変化により対地静電容量が変動した場合にもスイッチ２８の制御を行うこととなるため、車両アクセサリ用タッチスイッチ１８が誤動作することがある。また、他の電気機器が発生する不要な電磁波によってセンサ導体板２０にノイズ電圧が誘起され、容量測定／制御部２４で測定される静電容量に誤差が生じ車両アクセサリ用タッチスイッチ１８の誤動作の原因となることもある。

本発明は、このような課題に対してなされたものである。すなわち、車両のアクセサリ機器を制御するタッチスイッチにおいて、空気の状態の変動、不要な電磁波の到来等、環境の変化が要因となって引き起こされる誤動作を回避することを目的とする。

本発明は、センサ導体板を備え人体を接触させるタッチ部と、センサ導体板の接地導体に対する静電容量の変化をセンサ導体板容量変化として測定する容量測定部と、センサ導体板容量変化と制御判定値との比較に基づいて、車両に搭載されるアクセサリ機器を制御する制御部と、を備え、タッチ部への人体の接触によってアクセサリ機器を制御する車両アクセサリ用タッチスイッチであって、センサ導体板とは別にサブ導体板を備え、容量測定部は、サブ導体板と接地導体との間の静電容量の変化をサブ導体板容量変化として測定し、制御部は、容量測定部によって測定されたサブ導体板容量変化に基づいて、制御判定値を決定することを特徴とする。

また、本発明に係る車両アクセサリ用タッチスイッチにおいては、制御部は、センサ導体板容量変化の絶対値が制御判定値を超えたときにアクセサリ機器を制御し、サブ導体板容量変化の絶対値が所定の閾値を超えたときの制御判定値を、サブ導体板容量変化の絶対値が所定の閾値以下であるときの制御判定値より大きい値に決定することが好適である。

また、本発明に係る車両アクセサリ用タッチスイッチにおいては、タッチ部は、一方の面にセンサ導体板が設けられ誘電体によって形成されたタッチ板とすることが好適である。

また、本発明に係る車両アクセサリ用タッチスイッチにおいては、タッチ部は、車両のドアポケットに設けられ、サブ導体板は、ドアポケットにおける人体が接触しない位置に設けられることが好適である。

本発明によれば、環境の変化が要因となって引き起こされる誤動作を回避することが可能な車両アクセサリ用タッチスイッチを実現することができる。

図１に本発明の実施形態に係る車両アクセサリ用タッチスイッチ３２をドアポケットに組み込んだ場合の分解図を示す。また、図２に車両アクセサリ用タッチスイッチ３２の構成を示す。図８および図９と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。車両アクセサリ用タッチスイッチ３２は、タッチ板１６にセンサ導体板２０を設け、底板１０Ｄの主壁１０Ｃが接合される側面にサブ導体板２２を設けたものである。

センサ導体板２０およびサブ導体板２２には、導線２０Ｌおよび２２Ｌがそれぞれ接続され、導線２０Ｌおよび２２Ｌは側壁１０Ｂの内部に組み込まれた容量測定／制御部２４に接続される。タッチ板１６は主壁１０Ｃのドアポケット内側面に固定される。車両アクセサリ用タッチスイッチ３２は、ドアポケットの内側に設けられたランプ１４の点灯制御を行う。

車両アクセサリ用タッチスイッチ３２の構成および動作について図２を参照しつつ説明する。センサ導体板２０は、人の手を接触させるタッチ板１６のタッチ面１６Ｔに対向する面上に配置される。サブ導体板２２は、人の手がタッチ板１６に接触してもその対地静電容量が顕著に変化しない部位に配置される。また、サブ導体板２２はセンサ導体板２０の近傍に配置される。サブ導体板２２とセンサ導体板２０との間の距離は、サブ導体板２２の対地静電容量の環境変化による変動（車両アクセサリ用タッチスイッチ３２を取り巻く環境の変動）と、センサ導体板２０の対地静電容量の環境変化による変動とが等しくなる程度の距離とする。

容量測定／制御部２４は接地導体２６に接続される。接地導体２６としては車両のボデーを用いることが好適である。

スイッチ２８は、容量測定／制御部２４が出力する制御信号によって制御される。スイッチ２８には、所定の時間長だけ接地導体２６の電位に対して高電位を示すパルス信号を入力することで制御される半導体素子回路を用いることが好適である。また、スイッチ２８には、制御信号が入力されるごとに、オン状態にあるときはオフ状態へと切り換わりオフ状態にあるときはオン状態へと切り換わるものを用いることができる。

図１および図２に示す車両アクセサリ用タッチスイッチ３２の構成では、サブ導体板２２は、人の手がタッチ板１６に接触してもその対地静電容量が顕著に変化しない部位に配置される。そのため、サブ導体板２２の対地静電容量の変動は、環境の変化によるものであるといえる。したがって、サブ導体板２２の対地静電容量の変動を検出することで、環境の変化を検出することができる。

また、サブ導体板２２は、センサ導体板２０の近傍に設けられている。そのため、サブ導体板２２の対地静電容量が変化したときは、サブ導体板２２の対地静電容量を変化させた環境の変化によって、センサ導体板２０の対地静電容量もまた変動するといえる。したがって、サブ導体板２２の対地静電容量が変化を検出することで、環境の変化に基づくセンサ導体板２０の対地静電容量の変化を検出することができる。

そこで、本実施形態に係る車両アクセサリ用タッチスイッチ３２は、サブ導体板２２の対地静電容量の変動に基づいてセンサ導体板２０の対地静電容量に対する制御判定値を決定し制御感度を調整する。

車両アクセサリ用タッチスイッチ３２が制御感度を調整する処理について説明する。図３にその処理のフローチャートを示す。容量測定／制御部２４は、サブ導体板２２の対地静電容量の変化をサブ導体板容量変化ΔＣＢとして測定する（Ｓ１）。静電容量の変化の測定は、例えば、所定の時間Δｔの間隔で静電容量を測定し、ある時刻で取得された静電容量の測定値から、その測定値が取得された時刻より時間Δｔだけ先に取得された静電容量の測定値を減じた差分を求めることで行うことができる。静電容量の測定は、インピーダンス測定、充電時定数による測定等によって行うことが好適である。

容量測定／制御部２４は、サブ導体板容量変化ΔＣＢの絶対値が所定の閾値Ｔを超えるか否かを判定する（Ｓ２）。そして、サブ導体板容量変化ΔＣＢの絶対値が、閾値Ｔを超えるときは制御判定値Ｄを低感度判定値ＤＬに設定する（Ｓ３）。一方、サブ導体板容量変化ΔＣＢの絶対値が、閾値Ｔ以下であるときは制御判定値Ｄを高感度判定値ＤＨに設定する（Ｓ４）。低感度判定値ＤＬは、高感度判定値ＤＨよりも大きい値とする。

容量測定／制御部２４は、サブ導体板容量変化ΔＣＢを測定する処理と同様の処理によって、センサ導体板２０の対地静電容量の変化をセンサ導体板容量変化ΔＣＲとして測定する（Ｓ５）。

容量測定／制御部２４は、センサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値がステップＳ４またはＳ５で設定された制御判定値Ｄを超えているか否かを判定する（Ｓ６）。そして、センサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値が制御判定値Ｄ以下である場合には、ステップＳ１の処理に戻る。一方、センサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値が制御判定値Ｄを超えた場合には、スイッチ２８の切り換えを指令する制御信号を出力する（Ｓ７）。制御信号としてはパルス信号を用いることが好適である。

スイッチ２８は、制御信号が入力されると、スイッチ２８がオフ状態にあるときにはオン状態へと切り換わりランプ１４が点灯する。また、スイッチ２８がオン状態にあるときにはオフ状態へと切り換わりランプ１４が消灯する。

このような処理によれば、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２を取り巻く環境が安定しており、センサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値が閾値Ｔ以下であるときは、制御判定値Ｄが高感度判定値ＤＨに設定される。一方、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２を取り巻く環境が変化し、センサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値が閾値Ｔを超えたときは、制御判定値Ｄが低感度判定値ＤＬに設定される。

ここで、低感度判定値ＤＬは、高感度判定値ＤＨよりも大きい値である。したがって、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２を取り巻く環境が変化したときは、環境が安定しているときに設定される値よりも大きい値が制御判定値Ｄとして設定される。ステップＳ６からわかるように、制御判定値Ｄは、スイッチ２８を制御するために要される、センサ導体板２０の対地静電容量の変化の大きさを示す。

したがって、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２を取り巻く環境が変化したときは、スイッチ２８を制御するために要されるセンサ導体板２０の対地静電容量の変化は、環境が安定しているときよりも大きくなる。これによって、環境の変化によってセンサ導体板２０の対地静電容量が変動し、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２が誤動作することを回避することができる。

低感度判定値ＤＬは、誤動作を回避するために十分な値であるという条件の他、人の手がタッチ面１６Ｔに接触したときのセンサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値未満であるという条件の下で決定される。このように低感度判定値ＤＬを決定しておくことで、人の手がタッチ面１６Ｔに接触したときのセンサ導体板容量変化ΔＣＲの絶対値は、制御判定値Ｄを超える。これによって、人の手の接触により容量測定／制御部２４から制御信号が出力され（Ｓ６、Ｓ７）、スイッチ２８の制御を行うことができる。

一方、高感度判定値ＤＨは、車両アクセサリ用タッチスイッチ３２の操作性に基づいて決定することが好ましい。すなわち、制御信号がステップＳ７で出力されるに至るときの人の手とタッチ面１６Ｔとの間の距離を設定し、人の手がタッチ面１６Ｔにその距離まで接近したときに制御信号が出力されるよう、高感度判定値ＤＨを決定する。低感度判定値ＤＬおよび高感度判定値ＤＨは、評価実験、シミュレーション等によって決定することが好ましい。

なお、上記では、底板１０Ｄの側面にサブ導体板２２を設ける構成について説明した。このような構成の他、図４に示すように、サブ導体板２２を底板１０Ｄのドアポケット外側面に設ける構成としてもよい。

また、図５に示すように、サブ導体板２２をタッチ板１６の下辺の近傍に設けてもよい。その際、サブ導体板２２は、人の手を接触させる部位からできるだけ離れた位置に配置する。図５の構成では、センサ導体板２０およびサブ導体板２２を同一のフレキシブル基板上に配置し、タッチ板１６に接合する構成とすることができる。

さらに、タッチ板１６は、図６に示すようにタッチ面１６Ｔにセンサ導体板２０を配置する構成としてもよい。容量測定／制御部２４は、人の手がセンサ導体板２０に接触または接近することによるセンサ導体板２０の対地静電容量の変化を測定し、測定結果に基づいてスイッチ２８の制御を行う。この場合においても、サブ導体板２２は、タッチ面１６Ｔに対向する面、底板１０Ｄの主壁１０Ｃが接合される側面、底板１０Ｄのドアポケット外側面等に配置することができる。

車両アクセサリ用タッチスイッチ３２が備えるスイッチ２８には、制御信号が入力されるとオフ状態からオン状態へと切り換わり、所定の時間オン状態を維持した後オフ状態へと切り換わるものを用いてもよい。このようなスイッチを用いた場合、ランプ１４は、人の手がタッチ板１６に接触した後所定時間点灯した後、自動的に消灯する。これによって、ランプ１４の操作をする者が、ランプ１４を消灯させるために再びタッチ板１６に触れる煩わしさをなくすことができる。

また、車両アクセサリ用タッチスイッチは、スイッチ２８の制御の他、自動式窓、ルームライト、ラジオ、エアコンディショナ等の車両に搭載されるアクセサリ機器の制御に適用することができる。そのようなアクセサリ機器３６を制御する車両アクセサリ用タッチスイッチ３８を図７に示す。図２と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。図７において容量測定／制御部２４は、アクセサリ機器３６を制御する。一般にアクセサリ機器の制御回路は、パルス信号によって制御することが可能な半導体素子回路を備える。したがって、例えば、自動式窓の開閉、ルームライトの調光、ラジオにおける選局、エアコンディショナの温度設定等の制御も行うことができる。

車両アクセサリ用タッチスイッチの分解図である。 車両アクセサリ用タッチスイッチを示す図である。 容量測定／制御部が実行する処理を示すフローチャートである。 ドアポケットの底板にサブ導体板を配置した車両アクセサリ用タッチスイッチの分解図である。 タッチ板の下辺の近傍にサブ導体板を配置したタッチ板を示す図である。 タッチ面にセンサ導体板を配置したタッチ板を示す図である。 アクセサリ機器を制御する車両アクセサリ用タッチスイッチを示す図である。 車両アクセサリ用タッチスイッチを組み込むドアポケットを示す図である。 一般的な車両アクセサリ用タッチスイッチの構成を示す図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ 側壁、１０Ｃ 主壁、１０Ｄ 底板、１２ 内装板、１４ ランプ、１６ タッチ板、１６Ｔ タッチ面、１８，３２，３８ 車両アクセサリ用タッチスイッチ、２０ センサ導体板、２２ サブ導体板、２０Ｌ，２２Ｌ 導線、２４ 容量測定／制御部、２６ 接地導体、２８ スイッチ、３０ 電池、３６ アクセサリ機器。

Claims (4)

1. センサ導体板を備え人体を接触させるタッチ部と、
   センサ導体板の接地導体に対する静電容量の変化をセンサ導体板容量変化として測定する容量測定部と、
   センサ導体板容量変化と制御判定値との比較に基づいて、車両に搭載されるアクセサリ機器を制御する制御部と、
   を備え、
   タッチ部への人体の接触によってアクセサリ機器を制御する車両アクセサリ用タッチスイッチであって、
   センサ導体板とは別にサブ導体板を備え、
   容量測定部は、サブ導体板と接地導体との間の静電容量の変化をサブ導体板容量変化として測定し、
   制御部は、容量測定部によって測定されたサブ導体板容量変化に基づいて、制御判定値を決定することを特徴とする車両アクセサリ用タッチスイッチ。
2. 請求項１に記載の車両アクセサリ用タッチスイッチであって、
   制御部は、
   センサ導体板容量変化の絶対値が制御判定値を超えたときにアクセサリ機器を制御し、
   サブ導体板容量変化の絶対値が所定の閾値を超えたときの制御判定値を、サブ導体板容量変化の絶対値が所定の閾値以下であるときの制御判定値より大きい値に決定することを特徴とする車両アクセサリ用タッチスイッチ。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両アクセサリ用タッチスイッチであって、
   タッチ部は、
   一方の面にセンサ導体板が設けられ誘電体によって形成されたタッチ板であることを特徴とする車両アクセサリ用タッチスイッチ。
4. 請求項１に記載の車両アクセサリ用タッチスイッチであって、
   タッチ部は、
   車両のドアポケットに設けられ、
   サブ導体板は、
   ドアポケットにおける人体が接触しない位置に設けられることを特徴とする車両アクセサリ用タッチスイッチ。

Images