JP2010216093A - 開閉体挟み込み検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量センサを用いた電動スライドドアの挟み込み検知装置であって、全閉付近での誤検知と、検知判定におけるレベル変化の増大による不具合が防止され、動作範囲全体にわたって検知感度を一定かつ高感度に設定することが容易な挟み込み検知装置を提供する。
【解決手段】センサ出力（ＬＰＦ回路３１の出力）に応じた学習データをスライドドアの動作位置毎に記憶する学習動作を実行可能なマイコンモジュール４８と、スライドドアの通常動作時に、センサ出力から、前記学習データに応じた補正値（アッテネータ５４の出力）を減算する演算増幅回路３２と、この減算結果と規定のしきい値（オフセット調整抵抗３４により生成される基準電圧）とを比較することにより検知判定を行う比較回路３３とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両のスライドドアなどの開閉体の挟み込みを検知する開閉体挟み込み検知装置に関する。

例えば、車両の電動スライドドアなどの開閉体の制御システムにおいては、人体などの挟み込みを防止するため、少なくとも自動閉動作（ユーザが操作を止めても全閉位置まで開閉体が自動的に動く動作）の際には、このような挟み込みの発生或いは発生の恐れ（即ち、ドア端部への人体等の接触や接近）を検知して少なくとも開閉体の自動閉動作を停止し、或いはさらに反転動作させる挟み込み防止機能が設けられる。
そして従来、このような挟み込み防止のための挟み込み検知を行う検知装置の方式としては、間接検知と直接検知がある。間接検知は、開閉体の駆動モータの動作情報（回転位置や回転速度など）や駆動電流に基づいて、間接的に挟み込みを検知するもので、直接検知は、開閉体の開閉端部に接近又は接触する対象物（人体など）を検出するセンサを用いるものである。このうち、間接検知は、挟み込みをなるべく低い荷重で早めに、かつ確実に検知することが比較的困難であるという不利がある。一方、直接検知は、対象物を直接検知するので信頼性が高いという長所があるが、従来のこの種のセンサとしては感圧スイッチが用いられていたため、挟み込みをなるべく低い荷重で早めに検知することができなかった。というのは、感圧スイッチは、例えば導電性樹脂を用いたケーブル状のもので、対象物の圧力による変形によって内部の導電体が接触して導通することによって作動するものである。このため感圧スイッチは、対象物がある程度の圧力で接触してはじめて作動し、その時点でやっと挟み込み防止機能が働くことになるからである。

ところで、一般に物体の接近を非接触で検出するセンサとしては、光学式のもの、電波式のもの、静電容量式のものがある。このうち、光学式は、車両のドアなどの開閉体の湾曲した開閉端部に沿うように検出エリアを配置することができない（即ち、不感帯ができる）、また電波式は、指向性を開閉端部に接近する方向だけに制限することが困難で、誤動作の可能性が高いという問題がある。一方、静電容量式のものは、湾曲した開閉端部に沿うようにして容易に取り付けられる、不感帯がない、指向性が制御容易であるといった点で有望である。
そこで発明者らは、車両の電動ライドドアなどにおける挟み込み検知装置として、静電容量センサを適用することを検討している。
なお、静電容量センサを車両（特に四輪自動車）の電動ライドドアにおける挟み込み検知装置として適用した従来例は見当たらないが、特許文献１には、電車のドアの開閉状態（挟み込み含む）を静電容量センサを用いて検知する扉開閉検知装置が記載されている。また、特許文献２には、シャッターにおける人の挟み込み検知に静電容量センサを用いる技術が開示されている。また、特許文献３には、静電容量センサにより挟み込み検知を行う自動ドア用安全装置が開示されている。

特開平１０−９６３６８号公報 特開２００１−２６４４４８号公報 特開２００１−３２６２７号公報

ところで、上述した静電容量センサを車両のスライドドア（リヤドア）などの開閉体に適用して挟み込みを検知しようとすると、開閉体の全閉位置付近で、開閉体の周辺部材（例えば、車両のＢピラーやフロントドアなど）に静電容量センサが反応して静電容量センサの出力（以下、場合によりセンサ出力という）が変化し、実際には人体などの挟み込みが発生していないのに、挟み込みが発生したと誤検知してしまうという問題があった。
なお、前述の特許文献３には、許容値（検知判定のしきい値）を、例えば自動ドアの開方向への動作時に測定されたセンサ出力（即ち、学習データ）に基づいて設定し、自動ドアの閉方向への動作時には、センサ出力を前記許容値と比較することにより挟み込みを判定する技術、さらには、ドアの全閉位置付近では、前記学習データに基づいて前記許容値を漸次変化させる技術が開示されている。この技術によれば、前記周辺部材による影響を上記許容値の変化によって打ち消し、開閉体の全閉位置付近で発生する前述の誤検知の可能性を低減できる。

しかし、この特許文献３の構成では、周辺部材の影響を考慮して検知判定のしきい値を学習結果に応じて変化させるため、検知判定において比較する二つの値（即ち、センサ出力と前記許容値）が、開閉体の動作位置によって大きく変化するようになり、開閉体の動作に対してレベル変化の大きなものとなる。このため、例えば水滴などの影響によるノイズや温度ドリフト等によってセンサ出力が全体的に変動すると、検知判定を実行する回路における信号（例えばセンサ出力や前記許容値に相当する電圧値）の飽和が発生し易くなって検知判定が正確に行われなくなる可能性、或いは前記回路の性能（レベル変化に対する許容量）を向上させる必要性が生じる。特に、検知感度を向上させるべく、検知判定の前にセンサ出力を増幅する場合、前記許容値もセンサ出力の変化に対応してレベル変化のより大きなものとしなければならず、上述したレベル変化の増大による不具合が発生し易くなる。また、検知判定のしきい値が開閉体の動作位置によって大きく変化するため、検知感度を、開閉体の動作範囲全体にわたって一定に設定することが困難になるという不利もある。
そこで本発明は、静電容量センサを用いた開閉体挟み込み検知装置であって、全閉付近での誤検知と、検知判定におけるレベル変化の増大による不具合が防止され、動作範囲全体にわたって検知感度を一定かつ高感度に設定することが容易な開閉体挟み込み検知装置を提供することを目的としている。

本発明の開閉体挟み込み検知装置は、開閉体の開閉端部にセンサ本体が設けられて、開閉体に挟み込まれる恐れのある位置範囲に接近した物体を検出する静電容量センサよりなる開閉体挟み込み検知装置であって、
前記静電容量センサの出力に応じた学習データを開閉体の動作位置毎に記憶する学習動作を実行可能な学習手段と、
開閉体の少なくとも閉方向への通常動作時に、前記静電容量センサの出力から、開閉体の動作位置毎の前記学習データに応じた補正値を減算し、この減算結果と規定のしきい値とを比較することにより、前記位置範囲への物体の接近を判定する判定手段とを備えたものである。
ここで、「開閉体」とは、車両のドアに限られず、車両のトランクの蓋やサンルーフの窓、建物のドアや窓、或いは金庫の蓋などであってもよい。また、「開閉端部」とは、開閉体が開いたときに、その開口の一方の縁部（可動側の縁部）を形成する開閉体の端部であり、開閉体が閉じたときには、その開口の他方の縁部（固定側の縁部）に接合又は対向する部分である。また、「通常動作時」とは、通常でない動作（例えば、学習データの記憶が無い状態で前記学習動作を行う場合の開閉体の動作時など）を除いた動作時を意味する。

この構成によれば、周辺部材による影響（開閉体の動作位置の変化に伴うセンサ出力の変化）を上記補正値の変化によって打ち消し、開閉体の全閉位置付近で発生する前述の誤検知を防止することができる。しかも、上記補正値の変化によって、検知判定において前記しきい値と比較する前記減算結果は、開閉体の動作位置の変化に対して一定の値に維持できるため、前記しきい値も開閉体の動作位置の変化にかかわらず一定の値として設定すればよい。即ち、前記減算結果は基本的に物体の接近があったときだけ変化し、この減算結果と一定のしきい値を比較することで検知判定が可能となるので、検知判定における値（前記減算結果やしきい値に相当する例えば電圧値）のレベル変化は、開閉体の動作位置の変化に伴う変化（周辺部材の影響を打ち消すための変化）を含まないものとなる。このため、前述の検知判定におけるレベル変化の増大による不具合が防止され、また、動作範囲全体にわたって検知感度を一定かつ高感度に設定することが容易となる。

なお、前記学習手段は、前記学習データの記憶が無い場合と、所定の学習指令操作があった場合に、前記学習動作を実行して新たな学習データを記憶する態様が望ましい。この態様であると、学習動作の機会を最小限（例えば、製品の出荷前やメンテナンス時のみ）とし、例えばユーザ使用中の誤った学習による誤動作の可能性を格段に低減できる。

また、前記判定手段は、前記減算結果を増幅した後に、前記しきい値と比較する態様（即ち、センサ出力の増幅を前記減算の前段階だけで行なわず、なるべく前記減算以降に行なう態様）が望ましい。この態様であると、増幅により高感度な判定が可能になる一方で、前記減算以降に行なう増幅の分だけ、前記減算前の二つの値（センサ出力と前記補正値）のレベル変化を小さくすることが可能となり、この減算を行なう回路における信号の飽和も容易に防止することができる。
また、本発明のより好ましい他の態様は、前記学習手段が、前記静電容量センサの出力を所定の倍率で増幅した値を前記学習データとして記憶し、前記判定手段が、前記学習データを前記所定の倍率分だけ減衰させた値を前記補正値として前記減算を行うものである。この態様であると、前記学習データの分解能が所定の倍率分だけ高くなり、センサ出力の変化の学習がより正確に可能となり、周辺部材による影響をより正確に打ち消すことができて、前記誤検知をより信頼性高く防止できる。

本発明によれば、静電容量センサを用いた開閉体挟み込み検知装置であって、全閉付近での誤検知と、検知判定におけるレベル変化の増大による不具合が防止され、動作範囲全体にわたって検知感度を一定かつ高感度に設定することが容易な開閉体挟み込み検知装置を実現できる。

挟み込み検知装置を含む電動スライドドアシステムを示す図である。 静電容量センサのセンサ本体及びその周辺構成を示す断面図である。 検出回路の構成及び動作を説明する図である。 マイコンモジュールの制御処理（起動モード）を示すフローチャートである。 同モジュールの制御処理（データ収集モード）を示すフローチャートである。 同モジュールの制御処理（差分実行モード）を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
本例は、四輪自動車（車両）において、スライドドア（開閉体）に挟み込まれる恐れのある位置範囲に接近した人体等（物体）を静電容量センサによって検知する挟み込み検知装置を備えたスライドドア制御システムである。
図１は、システムの全体構成を示す図であり、図２（ａ）は、静電容量センサのセンサ本体１の内部構成を示す図であり、図２（ｂ）は、センサ本体１及びその周辺構成を示す水平断面図である。また図３（ａ）は、静電容量センサの検出回路２０を示す図であり、図３（ｂ）は、検出回路２０の動作を説明するタイミングチャートである。

センサ本体１は、図２（ａ）に示すように、例えばアルミ箔により形成され、検出面の側が開口した断面コ字状のシールド電極Ｓと、例えば銅箔より形成され、このシールド電極Ｓの内側に配置された検出電極Ａ，Ｂと、シールド電極Ｓの内部であって検出電極Ａ，Ｂの間に充填された低誘電率絶縁材２（例えば、発泡スチロール）と、全体を覆って保護する低誘電率絶縁材３（例えば、熱収縮チューブ）とよりなる。
このような構成のセンサ本体１は、十分小型にすることが可能であるとともに、十分な柔軟性を有し、長手方向において湾曲させることが容易であり、スライドドア１０の開閉端部の形状に沿ってコンパクトに配置することが十分可能である。また、シールド電極Ｓのシールド作用により、検出面側（即ち、スライドドア１０の端部に対向し、スライドドア１０に挟まれる可能性のある位置範囲の側）だけを高い感度とし、他の面を基本的に不感面とすることが可能となる。

そしてセンサ本体１は、図２（ｂ）に示すように、スライドドア１０（リヤドア）の開閉端部にブラケット１１を介して取り付けられている。なお図２（ｂ）は、スライドドア１０が閉じている状態を示しており、この閉状態でスライドドア１０は、Ｂピラー１２（フロントドア１３とスライドドア１０の中間に位置する、車本体側の柱部）を挟むようにしてフロントドア１３に僅かな隙間で接合している。また、スライドドア１０の開閉端部には、フロントドア１３の側に突出するヘム部１４が形成され、閉状態においてこのヘム部１４の先端がフロントドア１３の内側に伸びることによって、スライドドア１０とフロントドア１３の接合部が車外に対して閉じられる。
ここでセンサ本体１は、ヘム部１４よりも内側（車内側）に配置され、その検出面が、ヘム部１４よりもさらにフロントドア１３側に突出した位置になるように、フロントドア１３側に突出するブラケット１１の先端に例えば接着等によって取り付けられている。

次に、システムの全体構成（センサ本体１以外の構成）について説明する。
本システムは、図１に示すように、センサ回路３０と、モータ回転センサ４１を含むスライドドア用モータ４２と、マイコンを構成するＭＰＵ４３やＲＡＭ４４やＩ／Ｆ（インターフェース）４５を有するスライドドア用コントローラ４６と、ハーフラッチスイッチ４７と、マイコンモジュール４８とを備える。なお、主にマイコンモジュール４８が本発明の学習手段を構成しており、また、主にセンサ回路３０（特に、後述する演算増幅回路３２や比較回路３３）が本発明の判定手段を構成している。また、マイコンモジュール４８、センサ回路３０、及び前述のセンサ本体１が、本発明の挟み込み検知装置を構成している。

まず、センサ回路３０について説明する。センサ回路３０は、検出回路２０と、ＬＰＦ回路３１と、演算増幅回路３２と、比較回路３３と、オフセット調整抵抗３４と、電源回路３５とを有する。
ここで、ＬＰＦ回路３１は、検出回路２０の出力（後述する検波回路２４の出力）から高周波成分（センサ出力としての信号成分以外のノイズ成分）を排除するフィルタ回路である。
次に演算増幅回路３２は、ＯＰアンプ（オペレーショナルアンプ）よりなり、ＬＰＦ回路３１の出力（センサ出力）からマイコンモジュール４８が出力する補正値（後述するアッテネータ５４の出力）を減算し、この減算結果を規定の倍率で増幅する回路である。

また比較回路３３は、ＯＰアンプよりなるコンパレータであり、演算増幅回路３２の出力電圧が、検知判定のしきい値に相当する基準電圧よりも大きくなると、出力電圧をオフ状態（例えば低電位状態）からオン状態（例えば高電位状態）とする回路である。
また、オフセット調整抵抗３４は、基準電源の出力から前記基準電圧を生成する抵抗（即ち、しきい値を規定値に設定するための抵抗）である。なお、このオフセット調整抵抗３４の値は、雨粒などに反応しないように、必要最小限の検知距離（検知感度）を実現するしきい値を生成する値に設定する。例えば、本例のような車両のスライドドアの場合、センサ本体１の検出面から１ｃｍ程度の位置に人の指が接近すると、比較回路３３の出力がオフ状態からオン状態となるように設定する。
次に電源回路３５は、シールド電極Ｓの電位を基本的に電極Ａ，Ｂと常に同等に制御すべく、シールド電極Ｓにパルス電圧を供給する回路である。

次に、検出回路２０は、センサ本体１に接続されてセンサ本体１の駆動及び信号処理を行う回路であり、例えば図３（ａ）に示すように、検出電極Ａのパルス駆動回路２１Ａ、検出電極Ｂのパルス駆動回路２１Ｂ、電荷積分回路２２Ａ、電荷積分回路２２Ｂ、差分回路２３、及び同期検波回路２４を備える。
パルス駆動回路２１Ａは、図示省略した駆動回路によって駆動されて、検出電極Ａの接続を高速で切り替えるスイッチＳＷ−Ａ１よりなる。スイッチＳＷ−Ａ１は、コモン端子、グランド端子、及びＤＰＡ端子を有し、コモン端子が検出電極Ａに接続され、グランド端子が車両グランドに接続され、ＤＰＡ端子が後述するＯＰアンプ２５Ａの反転入力に接続されている。またスイッチＳＷ−Ａ１は、図３（ｂ）の最上段に示すように、コモン端子がグランド端子に導通したＧＮＤ状態と、コモン端子が何れの端子にも導通していないＯｐｅｎ状態と、コモン端子がＤＰＡ端子に導通したＤＰＡ接続状態とに、高速で周期的に切り替わる。なお、図３（ａ）において符号Ｃａで示すコンデンサは、車体や検知対象である手などの人体と検出電極Ａとで構成される静電容量、即ち検出電極Ａにより構成される浮遊容量を示している。

パルス駆動回路２１Ｂは、パルス駆動回路２１ＡのスイッチＳＷ−Ａ１と同様のスイッチＳＷ−Ｂ１よりなる。スイッチＳＷ−Ｂ１は、コモン端子が検出電極Ｂに接続され、グランド端子が車両グランドに接続され、ＤＰＡ端子が後述するＯＰアンプ２５Ｂの反転入力に接続されている。またスイッチＳＷ−Ｂ１は、図３（ｂ）の最上段に示すように、スイッチＳＷ−Ａ１と同様に動作する。なお、図３（ａ）において符号Ｃｂで示すコンデンサは、車体や検知対象である手などの人体と検出電極Ｂとで構成される静電容量、即ち検出電極Ｂにより構成される浮遊容量を示している。

電荷積分回路２２Ａは、ＯＰアンプ２５Ａと、ＯＰアンプ２５Ａの帰還回路を構成するスイッチＳＷ−Ａ２及びコンデンサＣｆａと、ＯＰアンプ２５Ａの非反転入力にパルス電圧を供給する電源回路２６Ａとを備える。
ここで、コンデンサＣｆａは、ＯＰアンプ２５Ａの出力（出力Ａ）と反転入力間に接続されている。また、スイッチＳＷ−Ａ２は、コンデンサＣｆａと並列に接続され、コンデンサＣｆａの両端子間（即ち、ＯＰアンプ２５Ａの出力と反転入力間）を開閉するスイッチである。またスイッチＳＷ−Ａ２は、図示省略した駆動回路によって駆動され、図３（ｂ）の上から３段目に示すように、スイッチＳＷ−Ａ１がＤＰＡ接続状態となる前のＯｐｅｎ状態であるタイミングにおいて、Ｏｎ状態からＯｆｆ状態に切り替わり、スイッチＳＷ−Ａ１がＯｐｅｎ状態からＧＮＤ状態に切り替わるタイミングで、Ｏｆｆ状態からＯｎ状態に切り替わる。また、電源回路２６Ａの出力は、図３（ｂ）の上から２段目に示すように周期的に変化する。即ち、スイッチＳＷ−Ａ２がＯｎ状態からＯｆｆ状態に切り替わるタイミングで、グランド電圧から充電電圧Ｖｒとなり、スイッチＳＷ−Ａ１がＤＰＡ接続状態からＯｐｅｎ状態に切り替わった後のタイミングにおいて、充電電圧Ｖｒからグランド電圧に切り替わる。

電荷積分回路２２Ｂは、電荷積分回路２２Ａと同様に、ＯＰアンプ２５Ｂと、その帰還回路を構成するスイッチＳＷ−Ｂ２及びコンデンサＣｆｂと、ＯＰアンプ２５Ｂの非反転入力にパルス電圧を供給する電源回路２６Ｂとを備える。
ここで、コンデンサＣｆｂは、ＯＰアンプ２５Ｂの出力（出力Ｂ）と反転入力間に接続されている。また、スイッチＳＷ−Ｂ２は、コンデンサＣｆｂと並列に接続され、コンデンサＣｆｂの両端子間（即ち、ＯＰアンプ２５Ｂの出力と反転入力間）を開閉するスイッチである。またスイッチＳＷ−Ｂ２は、図３（ｂ）の上から３段目に示すように、スイッチＳＷ−Ａ２と同様に動作する。また、電源回路２６Ｂの出力は、電源回路２６Ａと同様に、図３（ｂ）の上から２段目に示すように変化する。

差分回路２３は、ＯＰアンプ２５Ａの出力（出力Ａ）とＯＰアンプ２５Ｂの出力（出力Ｂ）の差分を演算して出力する回路である。
次に、同期検波回路２４は、差分回路２３の出力Ｖ０から信号電圧Ｖ１を出力する回路である。この場合、差分回路２３の出力Ｖ０は、例えば図３（ｂ）の上から４段目（最下段）に示すように変化するが、この出力Ｖ０の波形における高電圧部分（即ち、スイッチＳＷ−Ａ２，Ｂ２がＯｆｆ状態となり出力Ｖ０が安定した時の電圧）が信号電圧Ｖ１として出力される。
このように構成された検出回路２０や前述のセンサ本体１よりなる静電容量センサによれば、手などの誘電体が検出面へ接近すると、信号電圧Ｖ１が敏感に変化して、基本的に高感度な検知が可能となる。なお、この静電容量センサは、二つの検出電極Ａ，Ｂに応じた信号の差分をとっている差分式であるので、雨滴などによるノイズや温度ドリフトの影響を受け難く、基本的に信頼性の高い検知が可能となる。

次に、スライドドア用モータ４２は、スライドドア１０を駆動するモータであり、スライドドア用コントローラ４６により制御される。このスライドドア用モータ４２に内蔵されるモータ回転センサ４１は、スライドドア用コントローラ４６から基準電圧や信号グランドを供給され、モータ４２の回転位置検出信号（即ち、スライドドア１０の動作位置検出信号）として、Ａ相パルスとＢ相パルスを出力する。なお、スライドドア１０の閉動時（閉方向への動作時）には、Ａ相パルスの立ち上がり（低電位Ｌから高電位Ｈへの変化）の時点でＢ相パルスが高電位Ｈとなり、Ａ相パルスの立下り（高電位Ｈから低電位Ｌへの変化）の時点でＢ相パルスが低電位Ｌとなる。また逆に、スライドドア１０の開動時（開方向への動作時）には、Ａ相パルスの立ち上がりの時点でＢ相パルスが低電位Ｌとなり、Ａ相パルスの立下りの時点でＢ相パルスが高電位Ｈとなる。

次に、スライドドア用コントローラ４６は、図示省略した車室内の操作スイッチやユーザが携帯する携帯機からの操作信号に応答して、スライドドア用モータ４２を駆動してスライドドア１０を閉動又は開動させる。特に、オート動作が指令されたときには、ユーザが操作スイッチから手を離しても、スライドドア１０の全閉直前位置又は全開位置までスライドドア用モータ４２を駆動し続ける。また、閉動時（特にオート動作による閉動時）において、静電容量センサの最終出力（センサ回路３０における比較回路３３の出力）がオン状態になると、挟み込みを防止すべく、モータ４２の閉動方向への駆動を少なくとも停止させ、或いはさらに駆動方向を切り替えてスライドドア１０を規定距離だけ開動させる。

また、ハーフラッチスイッチ４７は、スライドドア１０が全閉直前位置にくると開状態から閉状態に動作し、スライドドア１０が全閉直前位置よりも開方向へ離れると閉状態から開状態に動作する接点を有するもので、スライドドア１０が全閉直前位置にあることを検出する機械的スイッチである。この場合、このハーフラッチスイッチ４７の一方の端子（出力端子）には、図１に示すようにスライドドア用コントローラ４６から所定の電圧が印加されており、またその他方の端子がグランドに接続されている。このため、スライドドア１０が全閉直前位置から開方向に離れていて、このハーフラッチスイッチ４７の接点が開状態にあると、その出力端子電圧がオフ状態（高電位状態）に維持され、スライドドア１０が全閉直前位置に到達して前記接点が閉じると、その出力端子電圧がオフ状態からオン状態（低電位状態）に切り替わる。なお、全閉直前位置とは、スライドドア１０の駆動を、スライドドア用モータ４２の駆動から図示省略したドアクローザの駆動へ切り替える位置である。なお、ドアクローザとは、閉動時の最終段階でスライドドア１０を引き込むように動かして完全な閉状態とする装置である。

次に、マイコンモジュール４８について説明する。マイコンモジュール４８は、マイコンを構成するＭＰＵ４９と、ＳＲＡＭ５０と、ＥＥＰＲＯＭ５１（不揮発性メモリ）と、ＡＤＣ５２と、ＤＡＣ５３と、アッテネータ５４と、コピー許可スイッチ５５とを備え、Ｉ／Ｆ５６〜５８を介してモータ回転センサ４１やハーフラッチスイッチ４７の出力が入力される構成となっている。
ここで、ＭＰＵ４９は、図示省略したＲＯＭに記憶されたプログラムに従って動作し、後述する制御処理を実行する。ＡＤＣ５２は、演算増幅回路３２の出力（増幅後のセンサ出力）をデジタル信号として読み込むためのＡ／Ｄコンバータである。ＤＡＣ５３は、ＳＲＡＭ５０に記憶された後述する学習データをアナログ信号に変換して出力するＤ／Ａコンバータである。またアッテネータ５４は、演算増幅回路３２の増幅倍率に相当する減衰率で、ＤＡＣ５３の出力を減衰させて出力する減衰器である。

コピー許可スイッチ５５は、本例では、出荷時やメンテナンス時に所定の作業員が操作するためのものである。なお、このコピー許可スイッチ５５は、マイコンモジュール４８の外部に設けられてもよいし、物理的なスイッチでなく、いわゆるメモリスイッチのようなものであってもよい。また、このコピー許可スイッチ５５がオン状態に操作されていると、ＥＥＰＲＯＭ５１のデータをＳＲＡＭ５０にコピーすることが許可されたコピー許可状態となる。
なお、この場合のマイコンモジュール４８は、例えば一般のパーソナルコンピュータを接続して、ＥＥＰＲＯＭ５１のデータを外部から書き込むことが可能となっている。
またマイコンモジュール４８は、常時電源供給されて動作している構成としてもよいが、省エネの観点からは、例えばスライドドア用コントローラ４６の制御によって、スライドドア１０が操作される時だけ起動し、その他の時には、例えば待機状態（ＲＡＭのデータを保持したまま動作停止した省エネモード）或いはさらに電源オフ状態に維持される態様が望ましい。

次に、マイコンモジュール４８（ＭＰＵ４９）の制御処理の一例を、図４〜図６のフローチャートに基づいて説明する。
マイコンモジュール４８は、電源オフ状態等（前記待機状態含む）から起動するか、リセット操作されて再起動すると、図４に示す起動モードの処理を実行する。即ち、まずステップＳ１では、ＳＲＡＭ５０に学習データが適正に記憶保存されているか否か判定し、記憶されていればステップＳ２に、記憶されていなければステップＳ３に進む。なお、学習データとは、スライドドア１０の動作位置毎のセンサ出力（この場合、演算増幅回路３２の出力）のデータであり、全開位置から全閉直前位置までを分割してなる複数領域（例えば、１０００個の領域）のそれぞれにおけるセンサ出力のデータである。

次にステップＳ２では、モータ回転センサ４１の出力から把握される現在位置に対応する学習データを、ＳＲＡＭ５０からＤＡＣ５３やアッテネータ５４を介して出力し、差分実行モード（図６の処理を実行するモード）に移行する。
一方、ステップＳ３では、ＥＥＰＲＯＭ５１に学習データがあるか否か判定し、あればステップＳ４に進み、なければデータ収集モード（図５の処理を実行するモード）に移行する。
そしてステップＳ４では、コピー許可スイッチ５５がオン状態とされたコピー許可状態か否か判定し、コピー許可状態であればステップＳ５に進み、コピー許可状態でなければデータ収集モードに移行する。

次にステップＳ５では、ＥＥＰＲＯＭ５１の学習データをＳＲＡＭ５０にコピーし、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ハーフラッチスイッチ４７がオン状態か否か（即ち、スライドドア１０が全閉直前位置にあるか否か）を判定し、オン状態であればステップＳ７に進み、オン状態でなければこのステップＳ６を繰り返し実行してオン状態（全閉直前位置）になるのを待つ。
次いでステップＳ７では、スライドドア１０の現在位置を原点として把握する。なお、本例のスライドモータ回転センサ４１は、絶対位置検出ができないので、このような原点把握が必要であり、この場合結果として、ハーフラッチスイッチ４７がオンとなる全閉直前位置が原点として設定される。なお、ステップＳ１の判定が肯定的だった場合には、この原点位置の記憶も以前の起動モードの処理で設定されたものが当然保存されているので、このような原点の学習は不要である。
次にステップＳ８では、現在位置（この場合、原点位置）に対応する学習データを、ＳＲＡＭ５０からＤＡＣ５３やアッテネータ５４を介して出力し、差分実行モードに移行する。

またマイコンモジュール４８は、データ収集モードに移行すると、図５に示す処理を実行する。
即ち、まずステップＳ１１では、ハーフラッチスイッチ４７がオン状態（全閉直前位置）か否かを判定し、オン状態であればステップＳ１２に進み、オン状態でなければこのステップＳ１１を繰り返し実行してオン状態になるのを待つ。
次いでステップＳ１２では、スライドドア１０の現在位置を原点として把握する。
次にステップＳ１３では、現在のセンサ出力を学習する。つまり、その時点での演算増幅回路３２の出力をＡＤＣ５２を介して取り込み、ＳＲＡＭ５０における所定のアドレス、即ち現在位置（この場合、原点位置）に対応する学習データのアドレスに書き込む。なお、このデータ収集モードでは、演算増幅回路３２に入力される補正値（アッテネータ５４の出力）はゼロであるため、このデータ収集モードにおける演算増幅回路３２の出力は、ＬＰＦ回路３１の出力を演算増幅回路３２で規定の倍率だけ増幅したものとなっており、この増幅後のセンサ出力が学習データとして記憶される。

ステップＳ１３を経ると、ステップＳ１４に進み、ハーフラッチスイッチ４７がオフ状態か否か（即ち、スライドドアが全閉直前位置から離れたか否か）を判定し、オフ状態であればステップＳ１５に進み、オン状態であればステップＳ１３に戻ってステップＳ１３から処理を繰り返す。
次にステップＳ１５では、スライドモータ回転センサ４１のＡ相パルスが変化したか否か判定し、変化した場合にはステップＳ１６に、変化しない場合にはステップＳ２２に進む。
そしてステップＳ２２では、Ａ相パルスが変化しない状態が規定時間以上継続したか否か判定し、規定時間以上継続した場合にはステップＳ２３に進み、規定時間に到達していない場合にはステップＳ１５に戻る。
ステップＳ２３では、異常（例えば、スライドモータ回転センサ４１が故障している状態）であるとして、各メモリ（ＥＥＰＲＯＭ５１やＳＲＡＭ５０）を初期化し、処理を終了する（即ち、再起動又はリセット操作されるまで動作停止する）。なおこのように異常終了する場合、ユーザ又はメンテナンスの作業員等に異常を知らせるなんらかの警報を出力するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１６では、Ａ相パルスが低電位Ｌから高電位Ｈに立ち上がったか否か判定し、立ち上がりの場合にはステップＳ１７に、立ち上がりでない場合（即ち、立下りの場合）にはステップＳ２４に進む。
次にステップＳ１７では、スライドモータ回転センサ４１のＢ相パルスが低電位Ｌの状態か否か判定し、低電位Ｌの場合にはステップＳ１８に、そうでない場合（高電位Ｈの状態）にはステップＳ２３に進む。なお、このステップＳ１７の判定が肯定的になるのは、Ａ相パルスの立上がり時にＢ相パルスが低電位Ｌとなっている場合であるので、スライドドア１０が原点（全閉直前位置）から開動している（即ち、正常）と推定される。ところが、このステップＳ１７の判定が否定的になるのは、Ａ相パルスの立ち上がり時にＢ相パルスが高電位Ｈとなっている場合であるので、スライドドア１０が原点から閉動している（即ち、異常）と推定される。そのため、ステップＳ１７の判定が否定的の場合には、ステップＳ２３に進んで異常終了する。

またステップＳ２４では、スライドモータ回転センサ４１のＢ相パルスが高電位Ｈの状態か否か判定し、高電位Ｈの場合にはステップＳ２５に、そうでない場合（低電位Ｌの状態）にはステップＳ２３に進む。なお、このステップＳ２４の判定が否定的の場合には、ステップＳ１７の場合と同様に異常と推定されるので、ステップＳ２３に進んで異常終了する。
次にステップＳ１８では、スライドドア１０の現在位置を＋１カウントする（即ち、現在のスライドドア１０の位置範囲のデータを開方向側に１領域分変更する）とともに、ステップＳ１３と同様に現在のセンサ出力を学習する。なおここで、学習データを記録するＳＲＡＭ５０のアドレスは、原点位置に対応するアドレスではなく、＋１カウントされた現在の位置範囲に対応するアドレスであり、このステップＳ１８や後述するステップＳ２５が実行される度に開方向側に移動する。
ステップＳ１８を経ると、ステップＳ１９で、Ａ相パルスが高電位Ｈから低電位Ｌに立ち下がったか否か判定し、立ち下りの場合にはステップＳ２４に進み、それ以外の場合（即ち、高電位Ｈのまま変化なしの場合）にはステップＳ２０に進む。
そしてステップＳ２０では、Ａ相パルスが高電位Ｈの状態が規定時間以上経過したか否か判定し、規定時間以上経過していればステップＳ２１に進み、規定時間以上経過していなければステップＳ１９に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２５では、ステップＳ１８と同様に、スライドドア１０の現在位置を＋１カウントするとともに、現在のセンサ出力を学習する。
ステップＳ２５を経ると、ステップＳ２６で、Ａ相パルスが低電位Ｌから高電位Ｈに立ち上がったか否か判定し、立ち上がりがあった場合にはステップＳ１７に進み、それ以外の場合（即ち、低電位Ｌのまま変化なしの場合）にはステップＳ２７に進む。
次にステップＳ２７では、Ａ相パルスが低電位Ｌの状態が規定時間以上経過したか否か判定し、規定時間以上経過していればステップＳ２１に進み、規定時間以上経過していなければステップＳ２６に戻って処理を繰り返す。
そしてステップＳ２１では、データ収集終了処理を実行した後、差分実行モードへ移行する。このデータ収集終了処理では、ステップＳ１３，Ｓ１８，Ｓ２５の学習でＳＲＡＭ５０に記憶した一連の学習データ群（動作位置範囲毎の学習データ）をＥＥＰＲＯＭ５１にコピーする。
なお、ステップＳ２０やステップＳ２７の判定が肯定的になる場合（Ａ相パルスが変化しない場合）には、スライドドア１０の開動が停止したと推定されるため、ステップＳ２１に進んでデータ収集モードを終了する。また、ＳＲＡＭ５０に記憶された学習データは、マイコンモジュール４８が電源オフ状態になるまで保存される。また、ＥＥＰＲＯＭ５１にコピーされ記憶された学習データは、データの消去又は上書きが行なわれるまで保存される。

そしてマイコンモジュール４８は、差分実行モードに移行すると、図６に示す処理を実行する。
即ち、まずステップＳ３１では、スライドモータ回転センサ４１のＡ相パルスが変化したか否か判定し、変化した場合にはステップＳ３２に、変化しない場合にはこのステップＳ３１を繰り返す。
そしてステップＳ３２では、Ａ相パルスが低電位Ｌから高電位Ｈに立ち上がったか否か判定し、立ち上がりの場合にはステップＳ３３に、立ち上がりでない場合（立ち下りの場合）にはステップＳ４０に進む。
次にステップＳ３３では、スライドモータ回転センサ４１のＢ相パルスが低電位Ｌの状態か否か（即ち、スライドドア１０が開動しているか否か）を判定し、低電位Ｌの場合にはステップＳ４１に、そうでない場合（スライドドア１０が閉動している場合）にはステップＳ３４に進む。
またステップＳ４０では、スライドモータ回転センサ４１のＢ相パルスが高電位Ｈの状態か否か（即ち、スライドドア１０が開動しているか否か）を判定し、高電位Ｈの場合にはステップＳ４１に、そうでない場合（スライドドア１０が閉動している場合）にはステップＳ３４に進む。

次にステップＳ３４では、スライドドア１０が全閉直前位置まで閉動してハーフラッチスイッチ４７がオン状態になったか否かを判定し、オン状態であればステップＳ３７に進み、オン状態でなければステップＳ３５に進む。
次いでステップＳ３５では、スライドドア１０の現在位置を−１カウントする（即ち、現在のスライドドア１０の位置範囲のデータを閉方向側に１領域分変更する）。
またステップＳ３６では、現在位置に対応する学習データを、ＳＲＡＭ５０からＤＡＣ５３やアッテネータ５４を介して出力し、ステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ４１では、スライドドア１０の現在位置を＋１カウントする（即ち、現在のスライドドア１０の位置範囲のデータを開方向側に１領域分変更する）。
次いでステップＳ４２では、現在位置に対応する学習データを、ＳＲＡＭ５０からＤＡＣ５３やアッテネータ５４を介して出力し、ステップＳ３１に戻る。
またステップＳ３７では、ハーフラッチスイッチ４７がオン状態になったので、原点位置のずれを防止するため、スライドドア１０の現在位置を原点として改めて把握する。
次にステップＳ３８では、現在位置（この場合、原点位置）に対応する学習データを、ＳＲＡＭ５０からＤＡＣ５３やアッテネータ５４を介して出力する。
そしてステップＳ３９では、スライドドア１０が全閉直前位置から開方向に動いてハーフラッチスイッチ４７がオフ状態になったか否かを判定し、オフ状態であればステップＳ３１に戻り、オフ状態でなければステップＳ３８に戻る。

以上説明したマイコンモジュール４８の制御処理によれば、まずデータ収集モードの処理（ステップＳ１１〜Ｓ２７）によって、原点位置から開方向へのスライドドア１０の正常動作時に、センサ出力に応じた学習データ（ＬＰＦ回路３１の出力値を規定の倍率で増幅した値）がスライドドア１０（開閉体）の動作位置毎にＳＲＡＭ５０に順次記憶され、さらに最終的にそれら学習データ群がＥＥＰＲＯＭ５１にもコピーされる学習動作が実現される。
また、差分実行モードの処理（ステップＳ３１〜Ｓ４２）によって、スライドドア１０の動作時に、スライドドア１０の動作位置毎の学習データに応じた補正値（学習データを規定の倍率分だけ減衰した値）がアッテネータ５４から演算増幅回路３２に出力される。これにより、演算増幅回路３２の作用で、静電容量センサの出力（ＬＰＦ回路３１の出力値）から前記補正値が減算され、この減算結果と規定のしきい値（オフセット調整抵抗３４による基準電圧）とが比較回路３３によって比較されることによって、Ｂピラー１２などの影響が排除された的確な検知判定が行われる。

というのは、学習動作後の温度ドリフト等の誤差分を無視すれば、センサ本体１の検出面への人体などの接近がない状態では、全閉近傍位置を含む全動作範囲において、センサ出力と前記補正値とは当然等しい値になる。このため、人体などの接近がない状態では、演算増幅回路３２の出力はゼロであり、比較回路３３の出力（挟み込みの判定手段としての最終出力）はオフ状態に維持される。そして、人体などが所定の検知距離内に接近すると、この人体の接近によるＬＰＦ回路３１の出力変化が、演算増幅回路３２の出力を増加させ、演算増幅回路３２の出力が規定のしきい値を超えるため、比較回路３３の出力が確実にオン状態となり、スライドドア用コントローラ４６が的確に挟み込み防止動作（閉動の停止と反転動作）を実行する。

また、起動モードの処理（ステップＳ１〜Ｓ９）によれば、学習データの記憶がＳＲＡＭ５０及びＥＥＰＲＯＭ５１に無い場合と、所定の学習指令操作があった場合に、データ収集モードへ移行して新たな学習動作が実行された後に差分実行モードに移行し、新たな学習データを利用した前述の挟み込み検知判定が行われる。また、それ以外の場合には、現在位置に対応する学習データを出力する処理（ステップＳ２）、或いはＥＥＰＲＯＭ５１の学習データをＳＲＡＭ５０にコピーするなどの必要な処理（ステップＳ５〜Ｓ９）を実行した後に、データ収集モードに移行しないで直接差分実行モードに移行し、以前の学習動作で得られて記憶保存されている学習データ（或いは、ＥＥＰＲＯＭ５１に外部から書き込まれた学習データ）を利用して、前述の挟み込み検知判定が即座に開始される。
なおこの場合、所定の学習指令操作とは、マイコンモジュール４８を電源オフ状態としてＳＲＡＭ５０のデータを消去した後、コピー許可スイッチ５５をオフに設定してマイコンモジュール４８を再起動させる操作である。このような操作をすると、ＥＥＰＲＯＭ５１に学習データが残っていても、ステップＳ４を経てデータ収集モードに移行するので、新たな学習動作を故意に実行させることができる。
またこの場合、コピー許可スイッチ５５をオンに設定していると、マイコンモジュール４８が電源オフ状態とされてＳＲＡＭ５０の学習データが失われても、再起動時にステップＳ５でＥＥＰＲＯＭ５１の学習データがＳＲＡＭ５０にコピーされるため、新たな学習動作が実行されずに、ＥＥＰＲＯＭ５１の学習データを利用した前述の挟み込み判定が実行される。

以上説明した静電容量センサよりなる挟み込み検知装置であると、次のような効果が得られる。
（１）スライドドア１０の周辺部材（Ｂピラー１２など）による影響（スライドドア１０の動作位置の変化に伴うセンサ出力の変化）を前述の補正値（アッテネータ５４の出力）の変化によって打ち消し、スライドドア１０の全閉位置付近で発生する前述の誤検知を防止することができる。
（２）しかも、上記補正値の変化によって、比較回路３３での検知判定においてしきい値（オフセット調整抵抗３４による基準電圧）と比較する減算結果（演算増幅回路３２の出力）は、スライドドア１０の動作位置の変化に対して一定の値に維持できるため、前記しきい値もやはり動作位置の変化にかかわらず一定の値として設定すればよい。即ち、検知判定における値（前記減算結果やしきい値）のレベル変化は、動作位置の変化に伴う変化（周辺部材の影響を打ち消すための変化）を含まないものとなる。このため、検知判定におけるレベル変化の増大による不具合（例えば比較回路３３における信号の飽和による誤動作）が防止され、また、動作範囲全体にわたって検知感度を一定かつ高感度に設定することが容易となる。

（３）また本形態例の場合には、前記減算結果を演算増幅回路３２の作用で増幅した後に、比較回路３３においてしきい値と比較する態様（即ち、センサ出力の増幅を前記減算の前段階だけで行なわず、なるべく前記減算以降に行なう態様）となっている。このため、増幅により高感度な判定が可能になる一方で、前記減算以降に行なう増幅の分だけ（即ち、演算増幅回路３２の倍率の分だけ）、前記減算前の二つの値（ＬＰＦ回路３１から出力されるセンサ出力と、アッテネータ５４から出力される補正値）のレベル変化を小さくすることが可能となり、この減算を行なう回路（即ち、演算増幅回路３２）における入力信号の飽和も容易に防止することができる。
（４）また本形態例では、静電容量センサの出力（ＬＰＦ回路３１の出力）を所定の倍率で増幅した値（即ち、演算増幅回路３２の出力）を学習データとして記憶し、この学習データを前記所定の倍率分だけアッテネータ５４によって減衰させた値を前記補正値として前記減算を行う構成となっている。このため、学習データのマイコンモジュール４８における分解能が前記所定の倍率分だけ高くなり、センサ出力の変化の学習がより正確に可能となり、周辺部材による影響をより正確に打ち消すことができて、前記誤検知をより信頼性高く防止できる。

（５）また本形態例では、記述したように、学習データの記憶が無い場合と、所定の学習指令操作があった場合に、学習動作が実行されて新たな学習データが記憶される。このため、学習動作の機会を最小限（例えば、製品の出荷前やメンテナンス時のみ）とし、例えばユーザ使用中の誤った学習による誤動作の可能性を格段に低減できる。
（６）また本形態例の挟み込み検知装置は、二つの電極Ａ，Ｂの差分に基づいて物体の接近を検出する差分式の静電容量センサを用いているので、雨滴などの影響によるノイズ成分や温度ドリフト分が上記差分によって相殺され、センサ出力の変化として現れ難い特性を有する。このため、検知判定のしきい値（オフセット調整抵抗３４による基準電圧）を相当に小さいものとしても誤動作の可能性を低く維持でき、この点でも、より高感度な挟み込み検知が可能となる。
（７）また本形態例では、ＥＥＰＲＯＭ５１に外部から学習データを書き込み、マイコンモジュール４８を一旦電源オフ状態とした後に、コピー許可スイッチ５５をオンに設定してマイコンモジュール４８を再起動させれば、外部から書き込んだ学習データで前述の挟み込み検知を行うことができる。このため、出荷時やメンテナンス時などに、学習動作をいちいち行わなくても、例えば予め測定しておいた学習データ（例えば、標準の車両で学習しておいた学習データ）を使って、システムを機能させることができて便利である。

なお、本発明は上述した形態例に限られず、各種の変形や応用があり得る。
例えば上記形態例では、全閉側からの開動時に学習動作を行う態様としているが、必ずしもこの態様に限定されない。閉動時に行うようにしてもよいし、開動時にも閉動時にも行う態様でもよい。
また、学習値に応じた補正値をセンサ出力から減算する処理や、或いはこの減算結果をしきい値と比較して行う検知判定は、開動時において行う必要は必ずしもなく、少なくとも挟み込みが問題となる閉動時においてのみ行えばよい。
また上記形態例では、学習動作を限られた時だけ行うようにしているが、これに限られず、例えばシステムが起動する度に学習動作を行う態様や、開動時に毎回行う態様もあり得る。定常的に学習動作を行えば、温度ドリフト等の悪影響を学習により適宜低減できる。但し、その分だけ、学習時の非正常な周囲環境（例えば、ユーザの人体や異物の存在など）による誤った学習が行われてしまう可能性が増加するので、より信頼性が求められる自動車などの場合には、前記形態例のように限られた機会にだけ学習動作が実行される態様が好ましい。

また上記形態例では、差分式の静電容量センサを用いることによって、温度ドリフトやノイズの影響を抑制しているが、さらに次のような対策を施して温度ドリフトなどの影響をより抑制するようにしてもよい。即ち、センサ回路３０を回路基板上に形成するのではなく、例えば専用ＬＳＩによって構成することにより、特に増幅前のセンサ出力ライン（例えばＬＰＦ回路３１の入出力ライン）を短くし、またこのセンサ出力ラインが表面に露出する部分を少なくする。また、この専用ＬＳＩに温度特性補償用ダイオードを内蔵させるといった構成としてもよい。
また、電源が常時供給される場合、或いは電源投入時又は起動時に毎回学習動作を行う場合には、学習データを記憶するための前述のＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリを備えている必要は必ずしもない。

１ センサ本体
１０ スライドドア（開閉体）
１２ Ｂピラー（周辺部材）
３２ 演算増幅回路（判定手段）
３３ 比較回路（判定手段）
４８ マイコンモジュール（学習手段）

Claims (4)

1. 開閉体の開閉端部にセンサ本体が設けられて、開閉体に挟み込まれる恐れのある位置範囲に接近した物体を検出する静電容量センサよりなる開閉体挟み込み検知装置であって、
   前記静電容量センサの出力に応じた学習データを開閉体の動作位置毎に記憶する学習動作を実行可能な学習手段と、
   開閉体の少なくとも閉方向への通常動作時に、前記静電容量センサの出力から、開閉体の動作位置毎の前記学習データに応じた補正値を減算し、この減算結果と規定のしきい値とを比較することにより、前記位置範囲への物体の接近を判定する判定手段と
   を備えたことを特徴とする開閉体挟み込み検知装置。
2. 前記判定手段は、前記減算結果を増幅した後に、前記しきい値と比較することを特徴とする請求項１に記載の開閉体挟み込み検知装置。
3. 前記学習手段は、前記静電容量センサの出力を所定の倍率で増幅した値を前記学習データとして記憶し、
   前記判定手段は、前記学習データを前記所定の倍率分だけ減衰させた値を前記補正値として前記減算を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉体挟み込み検知装置。
4. 前記学習手段は、前記学習データの記憶が無い場合と、所定の学習指令操作があった場合に、前記学習動作を実行して新たな学習データを記憶することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の開閉体挟み込み検知装置。
   

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