JP3740838B2

JP3740838B2 - Anti-pinch device

Info

Publication number: JP3740838B2
Application number: JP11044398A
Authority: JP
Inventors: 弘之荻野; 彪長井; 克彦山本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JPH11303504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窓や扉といった開閉部に物体が挟み込まれるのを防止する挟み込み防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の挟み込み防止装置は以下のようなものであった。第１の従来例としては、特開平６−３３６６５号公報に記載のように、パワーウィンドウ用モータの駆動電流の変化に基づいて窓ガラスの上昇時の物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００３】
また第２の従来例としては、実開昭５８−２２８号公報に記載のように、閉鎖時に扉と接触する固定部接触面に導電体を設け、この導電体の静電容量の変化を検出して物体の挟み込みを検出して扉の閉動作を停止するものであった。
【０００４】
さらに第３の従来例としては、特開平１０−２９４２５号公報に記載のように、相対する導電部からなる感圧スイッチを窓枠の密封部材に内蔵して物体の挟み込みを検出してモータを停止するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の挟み込み防止装置では以下のような課題を有していた。第１の従来例では、例えば物体が人の手や指のように柔らかいと窓に手や指が触れただけではモータの駆動電流の変化が小さいため、その時点での挟み込みの検出はできず、さらに窓が上昇して窓と窓枠の間に手や指が挟まれて窓の上昇が停止する段階にならないと挟み込みの検出ができないといった課題を有していた。
【０００６】
また第２の従来例では、雨や洗車等により導電体がぬれてしまうと導電体の静電容量が変化して挟み込みを誤検出してしまうといった課題を有していた。
さらに第３の従来例では、経年変化により感圧スイッチの接点が劣化して接触不良になったり、密封部が変形して導電部が短絡する等、耐久性が悪いといった課題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、車両用の窓枠からなる開口を開閉する開閉部と、前記窓枠に設け、前記窓枠と前記開閉部とを密閉する密閉体と、前記密閉体に配設され前記窓枠と前記開閉部との間への物体の接触を検出する１本のケーブル状圧電センサと、前記ケーブル状圧電センサの出力に基づき前記物体の接触を判定する接触検出手段を備え、前記密閉体は前記窓枠の外側および内側に位置する部分を形成し、この密閉体の外側部分および内側部分に、前記１本のケーブル状圧電センサを前記密閉体の端部で折り返し内蔵して前記窓枠の外側および内側にそれぞれ配設し、この１本のケーブル状圧電センサの端部に前記接触検出手段を接続したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の挟み込み防止装置は、車両用の窓枠からなる開口を開閉する開閉部と、前記窓枠に設け、前記窓枠と前記開閉部とを密閉する密閉体と、前記密閉体に配設され前記窓枠と前記開閉部との間への物体の接触を検出する１本のケーブル状圧電センサと、前記ケーブル状圧電センサの出力に基づき前記物体の接触を判定する接触検出手段を備え、前記密閉体は前記窓枠の外側および内側に位置する部分を形成し、この密閉体の外側部分および内側部分に、前記１本のケーブル状圧電センサを前記密閉体の端部で折り返し内蔵して前記窓枠の外側および内側にそれぞれ配設し、この１本のケーブル状圧電センサの端部に前記接触検出手段を接続したものである。
【０００９】
また本発明は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用する挟み込み防止装置である。
【００１０】
また本発明は、圧電センサはゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなる挟み込み防止装置である。
【００１１】
また本発明は、接触検出手段が圧電センサの出力信号の特定周波数成分に基づき物体の接触を検出する挟み込み防止装置である。
【００１２】
また本発明は、開閉部の開閉位置を検出する開閉位置検出部を有し、制御手段は前記開閉位置検出部から出力される開閉位置信号が予め定められた設定範囲にある場合にのみ接触検出手段からの出力信号を有効とする挟み込み防止装置である。
【００１３】
また本発明は、圧電センサが電極を備えた複数の圧電体を積層して成形され、前記圧電センサを構成する少なくとも１つの圧電体の電極に特定周波数の電圧信号を印加して振動を発生させる信号印加部を備え、接触検出手段は、前記振動により他の圧電体の電極間に発生する出力信号に基づき前記圧電センサに印加される圧力を演算する圧力演算部と、前記圧力演算部の出力信号に基づき物体の接触を判定する接触判定部とを備えた挟み込み防止装置である。
【００１４】
また本発明は、接触検出手段が、物体が枠部に接触した際の歪みにより生じる圧電センサの出力信号と、同時に出力される圧力演算部の出力信号とに基づき前記物体の接触を検出する挟み込み防止装置である。
【００１５】
また本発明は、圧電センサが一方の端部の電極間にセンサの断線や短絡を検出するための抵抗体を備えた挟み込み防止装置である。
【００１６】
また本発明は、圧電センサが電極の導通を検出してセンサの断線や短絡を検出する挟み込み防止装置である。
【００１７】
また本発明は、開閉部の閉め切り時に圧電センサから出力される信号に基づき前記圧電センサの感度の異常を判定することが可能な挟み込み防止装置である。
【００１８】
また本発明は、圧電センサからの出力信号に基づき警報を発生する警報発生手段を備え、接触検出手段により物体が接触していると判定する間は、前記警報発生手段により警報を発生する挟み込み防止装置である。
また本発明は、開閉部から人が侵入する際に圧電センサからの出力信号に基づき警報・報知を行う防犯装置を兼ねた挟み込み防止装置である。
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１の挟み込み防止装置の外観図を示す。本実施例は開閉部として例えば車両用のパワーウィンドウに応用した場合を示している。図中、１は開閉部としての窓ガラス、２は窓ガラス１を昇降するためのクランク、３はクランク２を駆動する駆動部で例えばパルス駆動の電動モータからなる。４は例えば駆動部３に印加されるパルス信号をカウントして窓ガラス１の開閉位置を検出する開閉位置検出部である。５は例えばパルス信号を出力して駆動部３を制御する制御手段である。６は窓ガラス１の枠部としての窓枠で、窓枠６と窓ガラス１との間の隙間を密閉する密閉体としてのウエザストリップ７を備えている。
【００２１】
図２はウエザストリップ７のＡ−Ａ’位置での断面図である。図２に示すようにウエザストリップ７内の２つの溝にはそれぞれ同じ構造を有する圧電センサ８ａ、８ｂが１本ずつ配設されている。圧電センサ８ａ、８ｂは以下で述べるように同軸ケーブル状に成形されおり、窓枠６やウエザストリップ７の形状に沿って装着することができる。９は圧電センサ８からの出力信号に基づき物体の接触を検出する接触検出手段である。接触検出手段９では２本の圧電センサ８ａ、８ｂの出力信号を別々に処理する信号処理回路を設けている。
【００２２】
図３は本実施例のブロック図である。図３に示すように接触検出手段９は、圧電センサ８ａ、８ｂからの出力信号それぞれのインピーダンスを変換するインピーダンス変換部１０ａ、１０ｂ、インピーダンス変換部１０ａ、１０ｂからの出力信号を濾波する第１の濾波部１１ａ、１１ｂと第２の濾波部１２ａ、１２ｂ、前記２つの濾波部からの出力信号に基づき物体の接触を判定する接触判定部１３を有している。
【００２３】
図４は圧電センサ８ａの外観図、図５は同センサのＢ−Ｂ’位置での断面図である。図５に示すように、圧電センサ８ａは中心電極１４と外層電極１５との間に圧電体１６を配設し被覆材１７で全体を被覆して同軸ケーブル状に成形されている。圧電体１６はゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなる。外層電極１５は電気的なシールド層も兼ねている。上記圧電セラミックスは例えばＰＺＴ等の粉体を用い、これをゴム材と混合して中心電極１４、外層電極１５、被覆材１７を設け、分極して圧電センサ８ａを製造する。圧電センサ８ｂも同様にして製造する。
【００２４】
図４に示すように、圧電センサ８ａ、８ｂの先端部１８には中心電極１４と外層電極１６との断線・短絡検出用の抵抗体１９が内蔵されている。抵抗体１９は中心電極１４と外層電極１５との間に接続されている。圧電センサ８ａ、８ｂの他端は接触検出手段９に接続されている。接触検出手段９は使用環境や設置場所等に応じて電気的ノイズから信号処理回路を遮蔽するため、金属ケース等で全体を電気的にシールドしてもよい。
【００２５】
図６は上記の断線・短絡検出のための回路図の一例を示したものである。図中、Ｐｓは圧電センサ８ａまたは８ｂ、Ｒ１は断線検出用の抵抗体１９で、上述のように圧電センサの中心電極１４と外層電極１５との間（図中、ｐ１とｐ２）に接続されている。Ｒ１は他の抵抗Ｒ２を介して電源Ｖｄと接続されている。Ｒ３、Ｒ４は圧電センサ８ａまたは８ｂからの信号導出用の抵抗、Ｑ１はインピーダンス変換用のＦＥＴである。
【００２６】
次に図に基づいて動作、作用について説明する。
【００２７】
図１において、例えば窓ガラス１が開口されている状態で、車両内に設置されたパワー
ウィンドウの駆動スイッチを作動させ駆動部３が作動開始する際、または、駆動部３が作動して窓ガラス１が閉じられている最中に、人体の一部や鞄のような物体が窓枠６、特にウエザストリップ７に接触する場合を想定する。物体の接触により、ウエザストリップ７が歪み、さらにウエザストリップ７内に配設されている圧電センサ８ａ、８ｂにも歪が生じるので、圧電センサ８ａ、８ｂからは圧電効果により歪に応じた電圧が発生する。発生する電圧レベルは接触時の歪の大きさと、圧電センサ８ａ、８ｂ自体の感度、すなわち圧電材１６の圧電定数により変化する。
【００２８】
次に、圧電センサ８ａ、８ｂから発生した信号は接触検出手段９のインピーダンス変換部１０ａ、１０ｂで低インピーダンスに変換される。インピーダンス変換された信号は第１の濾波部１１ａ、１１ｂと第２の濾波部１２ａ、１２ｂで濾波される。図７に第１の濾波部１１ａ、１１ｂと第２の濾波部１２ａ、１２ｂの濾波特性を示す。図中、縦軸はパワーＰｗ、横軸は周波数ｆである。同図において、物体の接触、特に人体の一部が接触する場合には主に低周波のｆ１を中心とする出力信号が圧電センサ８から出力される。そのため、第１の濾波部１１ａ、１１ｂの濾波特性はｆ１としている。また、本実施例のように車両のパワーウィンドウへの適用の場合には、主にエンジンや走行による振動等によるｆ２を中心とする車両自体の振動がノイズ成分として圧電センサ８に重畳してくるため、第２の濾波部１２ａ、１２ｂではこの成分を捉えるため、濾波特性はｆ２としている。次に、接触判定部９では上記２つの濾波部からの濾波信号に基づき物体の接触の判定を行う。
【００２９】
図８はその判定基準を図示したものである。縦軸は第１の濾波部１１ａまたは１１ｂからの出力信号Ｖ１、横軸は第２の濾波部１２ａまたは１２ｂからの出力信号Ｖ２である。同図において、領域Ｄ１のようにＶ１／Ｖ２の値が大きい場合は物体が接触したと判定し、領域Ｄ２のようにＶ１／Ｖ２の値が小さい場合は接触なしと判定する。
【００３０】
図９は上記の判定の手順を示した判定フロー図である。ステップＳＴ１でパワーウィンドウのスイッチがオンされると、ステップＳＴ２で駆動部３が作動し、ステップＳＴ３で圧電センサ８ａ、８ｂの出力信号に対応して第１の濾波部１１ａ、１１ｂと第２の濾波部１２ａ、１２ｂでそれぞれＶ１及びＶ２が算出される。ステップＳＴ４では接触判定部１３でＶ１とＶ２の比ｒが算出され、ステップＳＴ５でｒが予め定められた設定値ｒ０と比較される。そしてｒ＞ｒ０ならばステップＳＴ６で接触判定部１３により物体の接触ありと判定され、ステップＳＴ７で制御手段５により駆動部３を逆転し窓ガラス１を下降して物体の挟み込みを防止する。そしてステップＳＴ８で制御手段５により窓ガラス１が開き切ったことが検出されるまでステップＳＴ７の処理が継続され、窓ガラス１が開き切るとステップＳＴ９で制御手段５により駆動部３を停止する。ステップＳＴ１でパワーウィンドウのスイッチをオンした直後にステップＳＴ６で物体の接触ありと判定された場合も、ステップＳＴ９で駆動部３の動作を停止するので窓ガラス１の閉動作は行われない。
【００３１】
ステップＳＴ５で接触判定部１３によりｒ＞ｒ０でないと判定されると、ステップＳＴ１０で接触判定部１３により接触なしと判定され、ステップＳＴ１１で制御手段５により窓ガラス１の閉め切りが検出されるまでステップＳＴ３以降の処理が継続される。窓ガラス１の開き切り、閉め切りの検出は、例えば窓ガラス１の開き切り、閉め切りの際に駆動部３のモータに印加される電流値がある一定値以上になることを制御手段５により検出して行う。
【００３２】
ステップＳＴ６で一旦、物体の接触がありと判定されると、その判定結果を一定時間保持するような構成としてもよく、より安全性が向上する。また、物体の接触が検出されている間は警報を発生するような構成としてもよい。
【００３３】
上記では２つの濾波部を設けたが、濾波部は２つに限定するものではなく、挟み込みを検出するよう適用事例に応じて濾波部の特性や個数を最適化することも可能である。また、ｒの値は車両の振動特性等を考慮して事前に実験等により最適化すればよい。
【００３４】
接触検出手段９では、２本の圧電センサ８ａ、８ｂの出力信号を別々の処理回路で処理して上記のような判定処理を行うので、車両の外側、内側のどちらから物体が接触しても、少なくとも１つの圧電センサ８の出力信号に基づき接触を判定することができ、検出精度がよい。
【００３５】
尚、２本の圧電センサ８ａ、８ｂへ物体が接触する際には、圧電センサ８ａ、８ｂに対して同時に同じ強度で物体が接触する場合は少なく、接触の時間や強度に差があるので、圧電センサ８ａ、８ｂの出力信号にも差が生じる。従ってこのような出力信号の差に基づき、例えば接触検出手段９が圧電センサ８ａ、８ｂの出力信号の差を演算し、その差がある閾値以上ならば物体の接触があると判定するような構成としてもよい。この構成によれば、上記のような出力信号の差に基づき物体の接触を判定することができる上、例えば窓ガラス１の開閉動作による振動や車両の走行振動やドアの開閉による振動のような外来振動があっても、接触検出手段９で圧電センサ８ａ、８ｂの差を演算することにより外来振動による信号成分をなくすことができるので、誤検出の発生を少なくすることができ、さらに検出精度が向上する。
【００３６】
また、接触検出手段９の信号処理回路で２本の圧電センサ８の電極を並列または直列に接続すれば、１つの信号処理回路で物体の接触を判定することができ、省スペースで経済的である。
【００３７】
次に、図１０は上段からそれぞれ縦軸に圧電センサ８ａまたは８ｂの出力Ｖ、窓ガラス１の開閉のため駆動部３の電動モータに印加されるパルス信号の数Ｐ、窓ガラス１の開閉位置Ｌ（図１参照）をとり、横軸に時間ｔをとってそれぞれの関係を示したものである。駆動部３は印加パルスにより駆動するため、ＰとＬとは比例関係にある。出力Ｖとしてここでは第１の濾波部１１ａまたは１１ｂの出力を使っている。
【００３８】
図中のＳ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ窓ガラス１の閉動作の開始時点、物体が窓ガラス１に触れた時点、窓ガラス１が窓枠６やウエザストリップ７に接触し閉め切られた時点を示しており、ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３は上記各時点における圧電センサ３の出力である。ＶＳ１は窓ガラス１への物体の接触を判定するための設定値ＶＳ０よりも小さく、ＶＳ２、ＶＳ３はは共にＶＳ０よりも大きい。このため、窓ガラス１への物体の接触がない場合は、Ｓ３でも物体の接触を判定してしまい、場合によっては窓ガラスが完全に閉まらない状態が発生する可能性がある。そこでパルス数Ｐに基づき開閉位置検出部４により窓ガラス１の開閉位置Ｌが検出され、窓ガラス１の開閉位置Ｌが予め定められた設定範囲、すなわち図１０中のＬ１以下にある場合にのみ接触検出手段７からの出力信号を有効としている。
【００３９】
したがって前記開閉位置検出部４から出力される開閉位置信号が予め定められた設定範囲にある場合にのみ物体が接触したかどうかの出力信号を有効とするので、開閉位置Ｌが上記設定範囲Ｌ１を越えて正常に窓ガラス１が閉め切られる場合には、圧電センサ８ａまたは８ｂが窓枠６上端に接触して圧電センサ８ａまたは８ｂから信号が出て接触検出手段９が物体の接触有りと検出しても、その検出信号を無視して正常に窓ガラス１の閉動作を窓枠６上端奥部（開閉位置Ｌ２）まで行う。
【００４０】
また、図４に示したように圧電センサ８ａ、８ｂは先端部１８の電極間に断線検出用の抵抗体１９（図６中のＲ１）を有している。そして図６のように抵抗体Ｒ１を介して電極間に電圧を印加して出力ＶＯ１をモニタすることにより電極の断線を検出することができる。すなわち、図６において正常時のＶＯ１は、電源電圧Ｖｄに対して、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の分圧値となる。圧電センサ８ａまたは８ｂの電極が断線すると等価的には点ｐ１または点ｐ２がオープンとなるので、ＶＯ１はＲ２、Ｒ３の分圧値となる。電極がショートすると等価的にはｐ１、ｐ２がショートすることになるので、Ｖ１はＶｄに等しくなる。このようにＶ１の値に基づいて圧電センサ８の電極の断線やショートといった異常を検出することができ、信頼性を向上することができる。
【００４１】
さらに図１０のように、窓ガラス１が正常に閉め切られた時Ｓ３では、圧電センサ８ａまたは８ｂからＶＳ３の出力が発生する。したがって、制御手段５は開閉位置検出部４からの出力がＬ２である場合にＶＳ３の値が予め定められた設定値以上であれば圧電センサ８の感度に異常がないと判定し、ＶＳ３が上記設定値未満ならば異常と判定する。
【００４２】
以上の作用により、圧電センサの出力信号に基づき物体の接触を検出した時点で開閉部の開閉動作を停止することができる上、圧電センサは物体との接触により生じる歪を電気的な信号に変換して出力するので、雨や洗車等により圧電センサがぬれても誤検出がなく挟み込みを防止できる。また圧電センサは感圧スイッチのような接点がないので接触不良や短絡がなく耐久性のよい挟み込みを防止装置が実現できる。
【００４３】
また圧電センサが同軸ケーブル状に成形されているため枠部の形状に沿って装着し易い。
【００４４】
また圧電センサが密閉体に配設されているため、圧電センサの強度的保護が可能となりる。また、経年変化により密閉体にが変形しても従来の感圧スイッチのような接触不良や短絡がなく、信頼性が向上する。
【００４５】
また圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、例えば車両の窓枠等、外界に暴露される場所に圧電センサを配設しても耐久性がよく、圧電センサにより物体の接触を検出する際の信頼性が向上する。また、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能である。
【００４６】
また複数の圧電センサが枠部に配設され、接触検出手段は前記複数の圧電センサからの出力信号に基づき物体の接触を判定するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の接触による圧電センサの出力信号とを区別して物体の接触を検出することができ、検出精度が向上する。
【００４７】
また接触検出手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の接触時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号とと物体の接触による圧電センサの出力信号とを区別して物体の接触を検出することができ、検出精度が向上する。
【００４８】
また開閉位置検出部から出力される開閉位置信号が予め定められた設定範囲にある場合にのみ物体が接触したかどうかの出力信号を有効とするので、開閉位置が上記設定範囲を越えて正常に開閉部が閉め切られる場合には、圧電センサが枠部に接触して圧電センサから信号が出て接触検出手段が物体の接触有りと検出してもその検出信号を無視して開閉部の閉動作を完了する。
【００４９】
また圧電センサがセンサ先端側の電極間にセンサの断線や短絡を検出するための抵抗体を備え、抵抗体を介して電極間に電圧を印加してモニタすることにより電極の断線や短絡を検出することができるので信頼性を向上することができる。
【００５０】
さらに開閉部の閉め切り時に圧電センサから出力される信号に基づき圧電センサの感度の異常を判定することが可能なので、物体の接触を検出する上での信頼性が向上する。
【００５１】
尚、上記実施例では図２のように圧電センサを２本配設したが、図１１（ａ）に示すように、ウエザストリップ７の一端で圧電センサ８を折り返して圧電センサ８をウエザストリップ７に配設し、圧電センサ８の端部１８でどちらか一方の出力信号に基づき物体の接触を検出する構成にしてもよく、１本の圧電センサで物体の接触を検出することができ信号処理回路の小型化ができる。
【００５２】
また上記構成の場合、図１１（ｂ）に示すように、圧電センサ８の一方の外層電極１５を接地し、他方の外層電極１５を抵抗体Ｒ５を介して電源電圧Ｖｄに接続する構成としてもよい。この構成で出力ＶＯ２をモニタすることにより、例えば、圧電センサ８が断線して外層電極１５が切れるとＶＯ２はＶｄに等しくなり、圧電センサ８の外層電極１５と中心電極１４が短絡するとＶＯ２はゼロとなるので、圧電センサ８の電極の断線や短絡を検出することができる。
【００５３】
また、ウエザストリップ７の溝内のどちらか一方に圧電センサを１本配設する構成としてもよく経済的である。
【００５４】
また、上記実施例では同軸ケーブル状に成形された圧電センサを用いたが、圧電体の両面に電極を配設しフィルム状に成形された圧電センサを用いてもよく、圧電センサがフィルム状に成形されているため厚みが少なく設置スペースをさらに少なくでき装着もし易い。
【００５５】
また密閉体としてのウエザストリップ７自体に圧電材料を用い、圧電センサ８がウエザストリップ７を兼用する構成としてもよい。図１２は上記のようにウエザストリップ７自体に圧電材料を用いた場合の窓枠６とウエザストリップ７の断面図を示したもので、図２と同じ断面に対応している。図中、ウエザストリップ７は例えばゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、窓枠６に装着できるよう成形されている。ウエザストリップ７の一部には電極２１（２１ａ、２１ｂ）が配設されている。電極２１と相対するウエザストリップ７の別の面にもう一つの電極を設けてもよいが、図１２のように窓枠６を接地側の電極としてもよい。ウエザストリップ７へ物体が接触すると、ウエザストリップ７自体の歪みによりウエザストリップ７を構成する圧電材料に圧電起電力が生じ、この圧電起電力信号は電極２１と窓枠（接地側電極）とにより導出され、物体の接触が判定される。上記の構成によれば、密閉体としてのウエザストリップ７が圧電材料からなり、圧電センサ８がウエザストリップ７を兼用するので、図２に示すように圧電センサ８をウエザストリップ７に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、ウエザストリップ７のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となる。
【００５６】
また図１３に示すように、複数の圧電センサ８１〜８Ｎを窓枠６に配設し、接触検出手段９が圧電センサ８１〜８Ｎからの出力信号に基づき物体の接触を判定する構成としてもよい。この構成によれば、例えば圧電センサ８１〜８Ｎの少なくとも一つに物体が接触する場合、接触した圧電センサからは図１０のＶＳ２のような信号が出力される。一方、圧電センサ８１〜８Ｎに物体の接触が無い場合、圧電センサ８１〜８Ｎからの出力はゼロである。また、例えば窓ガラス１の開閉動作による振動や車両の走行振動やドアの開閉による振動のような外来振動があっても、そのような外来振動は窓枠６から圧電センサ８１〜８Ｎに等しく伝達されるため、圧電センサ８１〜８Ｎの出力はそれぞれ同じ大きさで変化する。従って、圧電センサ８１〜８Ｎの出力Ｖ１〜ＶＮのうち一部が図１０に示すＶＳ０以上である場合は物体の接触があると判定する。また、Ｖ１〜ＶＮの全てがＶＳ０以上である場合は上記のような外来振動が印加されたとして、物体の接触は無いと判定する。そして、Ｖ１〜ＶＮの全てがＶＳ０未満である場合は外来振動の印加や物体の接触も無いと判定する。これにより、複数の圧電センサ８１〜８Ｎからの出力信号に基づき物体の接触を判定するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の接触による圧電センサの出力信号とを区別して物体の接触を検出することができ、検出精度が向上する。
【００５７】
（実施例２）
図１４は本発明の実施例２における挟み込み防止装置の圧電センサ８の外観図、図１５は同装置の動作ブロックを示したものである。図１５では図１４のＣ−Ｃ’位置での圧電センサ８の断面も示している。本実施例が実施例１と異なる点は圧電センサ８が電極２１ａと２１ｂ、２１ｃと２１ｄを備えた２つの圧電体２２ａ、２２ｂを積層して成形され、圧電センサ８を構成する一方の圧電体２２ｂの電極２１ｃと２１ｄに特定周波数の電圧信号を印加して振動を発生させる信号印加部２３を備え、接触検出手段９は、前記振動により他の圧電体２２ａの電極２１ａと２１ｂ間に発生する出力信号に基づき圧電センサ８に印加される圧力を演算する圧力演算部２６と、圧力演算部２６の出力信号に基づき物体の接触を判定する接触判定部２７とを備えたところにある。接触検出手段９は、信号印加部２３の発生周波数ｆ３を中心周波数とする第１のバンドパスフィルタ２４と、図７のｆ１を中心周波数とする第２のバンドパスフィルタ２５を備えている。圧電センサ８は、好ましくはポリフッ化ビニリデン等の高分子圧電体の両面に銀ペースト等の金属薄膜の電極を配設したものを積層して成形したものを用いればよく、可撓性のある薄膜フィルム状の圧電センサが実現できる。さらにその外側をＰＥＴ等の保護層や電気的シールドのための金属フィルムで封止してもよい。圧電センサ８は図１５に示すようにウエザストリップ７内に装着される。尚、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
次に動作、作用について説明する。
【００５８】
圧電センサ８では信号印加部２３で発生する周波数ｆ３の電圧信号に応じて圧電体２２ｂが振動する。そしてその振動に応じて圧電体２２ａでは圧電起電力が発生する。発生した出力信号は第１のバンドパスフィルタ２４で濾波される。この時の信号印加部２３の発振信号Ｖ３、第１のバンドパスフィルタ２４の出力Ｖ４の信号波形は、それぞれ図１６（ａ）、（ｂ）のようになる。図１６（ａ）、（ｂ）で縦軸はＶ３とＶ４、横軸は時間ｔで、時刻ｔ１よりウエザストリップ７に物体が接触し圧電センサ８に圧力Ｐｒ１が印加されたものとする。ウエザストリップ７に物体が接触していない状態（ｔ＜ｔ１）では、Ｖ４の振幅はＤ４０である。そして時刻ｔ１でウエザストリップ７に物体が接触し圧電センサ８に圧力Ｐｒ１が印加されると、Ｖ４の振幅はＤ４１に変化する。ここで、Ｖ４の振幅Ｄ４と圧力Ｐｒとの間には図１７に示すような関係があり、圧力Ｐｒが増加するとＤ４は減少する特性をもつ。この特性は発振周波数ｆ３や圧電体２２ａ、２２ｂの形状等により変化するので、用途に応じて予め実験等により最適化すればよい。圧力演算部２６では図１７の関係に基づいてＤ４１からＰｒ１を算出する。そして接触判定部２７ではＰｒ１がある閾値Ｐｒ０以上ならば物体が接触したと判定し、Ｐｒ１がＰｒ０より小ならば物体の接触は無いと判定する。そして窓ガラス１の閉動作中に上記のようにして物体の接触が検出されると、閉動作を逆転し物体の挟み込みを防止する。
【００５９】
上記作用により、例えば車両の走行時の振動が窓枠１に配設された圧電センサ８に印加される場合は、実施例１のように圧電センサ８が振動や歪みを検出するタイプであると、走行振動による圧電センサ８の出力信号と物体の接触による圧電センサ８の出力信号との区別が困難となる場合があるが、本実施例の圧電センサ８は物体の接触圧に応じた信号を出力し、接触検出手段９の圧力演算部２６により物体の接触圧を検出し、接触判定部２７により接触を判定するので、上記のような走行振動が印加されても精度よく物体の接触を
検出することができる。
【００６０】
尚、接触判定部２７ではＰｒ１がある閾値Ｐｒ０以上ならば物体が接触したと判定するが、Ｐｒ１の変化率や変動パターンに基づき物体の接触を判定するようにしてもよい。
【００６１】
また、図１６に示すように接触検出手段９はｆ１を中心周波数とする第２のバンドパスフィルタ２５を備えており、接触判定部２６が第２のバンドパスフィルタ２４と圧力演算部２６の双方の出力信号に基づき物体の接触を検出する構成としてもよい。この構成による作用を以下に述べる。図１６（ｃ）は第２のバンドパスフィルタ２５の出力Ｖ５の信号波形を示したものである。図中、縦軸はＶ５、横軸は時間ｔである。時刻ｔ１でウエザストリップ７に物体が接触すると、圧電体２２ａには圧電体２２ａによる周波数ｆ３の振動と、物体の接触による歪みによりｆ３よりも低いｆ１近傍の振動が印加され、圧電体２２ａからはｆ３とｆ１の重畳した周波数成分をもつ信号が出力される。この出力信号に基づき、圧力演算部２６では第１のバンドパスフィルタ２４経由で上述したように圧力Ｐｒが算出され、第２のバンドパスフィルタ２５の出力Ｖ５には例えば図１６（ｃ）のような周波数ｆ１で振幅Ｄ５の信号が現れる。そして接触判定部２７では、例えばＤ５がある閾値Ｄ５０以上の場合は、圧電センサ８に車の走行振動のような外来振動が印加されたとして、上述のようにＰｒの値に基づき物体の接触を判定する。またＤ５がＤ５０より小の場合は、Ｄ５の変化率や変動パターンとＰｒの値の少なくとも１つに基づき物体の接触を判定する。これにより、外来振動の有無を圧電センサ８の出力信号により判定し、外来振動の有無に応じて接触判定の閾値を切り替えて接触判定を行うので、圧電センサにより検出する振動のみ或いは圧力のみで物体の接触を検出する場合よりも検出精度が向上する。
【００６２】
尚、衣服のような柔らかくて厚みのない物体の場合は、窓枠６に衣服が接触しても圧電センサ８の出力信号が小さいため、接触の検出が困難となり挟み込みに至る場合があるが、窓ガラス１が閉め切り状態であっても衣服の引っ張り等により出力Ｐｒや出力Ｖ５が変動することを検出して物体の接触があると判定し、駆動部３の開動作を行うようにしてもよい。
【００６３】
また、窓枠６や窓枠６の支持体等で物体が接触しない部分に別の圧電センサを配設し、接触検出用の圧電センサの出力信号と上記圧電センサの出力信号との差を演算することにより、検出用の圧電センサの出力信号から走行振動等の外来振動の成分を除去し、物体の接触による信号のみを抽出して物体の接触を検出する構成としてもよい。
【００６４】
また、上記実施例２でも実施例１と同様な構成にして圧電センサの断線や短絡、圧電センサの感度異常を検出することができる。
【００６５】
尚、圧電センサ８は図２のようにウエザストリップ７の溝に配設したが、図１８や図１９のように同軸状の圧電センサ８をウエザストリップ７と窓枠６との間に配設したり、ウエザストリップ７に内蔵してもよい。また、図２０や図２１のようにフィルム状の圧電センサ８をウエザストリップ７と窓枠６との間に配設したり、ウエザストリップ７に内蔵してもよい。ここで、図１８〜図２１において、圧電センサ８の配設位置は、物体の接触を検出し易い場所に最適化すればよい。
【００６６】
また、圧電センサ８を窓枠６やウエザストリップ７に配設する際、図２２に示すように圧電センサ８を両面から凹凸体２８で挟み込んで配設してもよい。この場合、凹凸体２８の一方の凹部が他方の凸部に合うように圧電センサ８が挟み込まれるため、圧電センサ８自体に張力が印加され、外部からの歪みや振動印加に対して圧電センサ８自体の感度が向上し、窓枠６やウエザストリップ７に配設した際に物体の接触の検出感度を向上することができる。
【００６７】
また、上記実施例において、開閉部から人が侵入する際に開閉部に生じる振動特性を圧電センサで検出して警報・報知を行う防。物体の挟み込み防止装置が防犯装置を兼ねているので、効率的でかつ経済的である。
【００６８】
以上の実施例では、本発明の応用として車両のパワーウィンドウを具体例として説明したが、車両のスライド扉やサンルーフ、車両や建物の自動扉等への挟み込み防止へ応用が可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の挟み込み防止装置は、密閉体の端部で折り返し、前記密閉体の外側部分および内側部分に内蔵して前記窓枠の外側および内側にそれぞれ配設した１本のケーブル状圧電センサで窓枠の外側および内側でも物体の接触を検出することができ、耐久性の向上と誤検出の軽減はもちろん、窓枠の外側および内側にケーブル状圧電センサをそれぞれ配設しておりながら、信号処理回路の小型化ができるといった効果がある。
【００７０】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、密閉体が圧電材料からなり、圧電センサが密閉体を兼用するので、圧電センサを密閉体に新たに配設する必要がなく製造時の手間がかからない上、密閉体のどのような形状にも対応して圧電センサが構成できるので生産性がよく、デザイン面での対応も容易となるといった効果がある。
【００７１】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、圧電センサがゴム材に圧電セラミックスを混合した圧電材料からなり、圧電セラミックスは脱分極の耐熱性に優れているので、圧電センサにより物体の接触を検出する際の信頼性が向上する上、ゴム材を使用しているので圧電センサの加工性がよく任意の形状に対応可能であるといった効果がある。
また本発明に係る挟み込み防止装置は、接触検出手段が圧電センサから出力される信号のうち物体の接触時に発生する特定周波数成分のみを検出するので、例えば開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と物体の接触による圧電センサの出力信号とを区別して物体の接触を検出することができ、検出精度が向上するといった効果がある。
【００７２】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、開閉位置検出部から出力される開閉位置信号が予め定められた設定範囲にある場合にのみ物体が接触したかどうかの出力信号を有効とするので、開閉位置が上記設定範囲を越えて正常に開閉部が閉め切られる場合には、圧電センサが枠部に接触して圧電センサから信号が出て接触検出手段が物体の接触有りと検出してもその検出信号を無視して開閉部の閉動作を完了するので、誤検出がないといった効果がある。
【００７３】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、例えば走行時の自動車のように走行振動が窓枠に配設された圧電センサに印加され、走行振動による圧電センサの出力信号と物体の接触による圧電センサの出力信号との区別が困難な場合でも、圧力演算部により物体の接触圧を検出して接触判定部により接触を判定するので検出精度が向上するといった効果がある。
【００７４】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、例えば開閉部の閉め切りによる圧力や、開閉部の開閉動作による振動や外来振動など物体の接触以外の振動による圧電センサの出力信号と、物体の接触による圧電センサの出力信号及び圧力とを区別して物体の接触を検出することができ、検出精度が向上するといった効果がある。
【００７５】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、圧電センサが一方の端部の電極間にセンサの断
線や短絡を検出するための抵抗体を備え、抵抗体を介して電極間に電圧を印加してモニタすることにより電極の断線や短絡を検出することができ信頼性を向上することができるといった効果がある。
【００７６】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、圧電センサが電極の導通を検出してセンサの断線や短絡を検出することができ信頼性を向上することができるといった効果がある。
【００７７】
また本発明に係る挟み込み防止装置は、開閉部の閉め切り時に圧電センサから出力される信号に基づき前記圧電センサの感度の異常を判定することが可能なので、物体の接触を検出する上での信頼性が向上するといった効果がある。
【００７８】
さらに本発明に係る挟み込み防止装置は、物体の挟み込み防止装置が防犯装置を兼ねているので、設置性や経済性での利点があるといった効果がある。
【００７９】
さらに本発明に係る挟み込み防止装置は、開閉部から人が侵入する際に圧電センサからの出力信号に基づき警報・報知を行う防犯装置を兼ねているので、設置性や経済性での利点があるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における挟み込み防止装置の外観図
【図２】同装置の密閉体（ウエザストリップ）のＡ−Ａ’位置での断面図
【図３】同装置のブロック図
【図４】同装置のケーブル状圧電センサの外観図
【図５】同装置のケーブル状圧電センサの断面図
【図６】同装置の圧電センサの断線検出用の回路図
【図７】同装置の第１の濾波部と第２の濾波部の濾波特性を示す特性図
【図８】同装置の開閉部への物体の接触を判定するための判定基準を示した特性図
【図９】同装置の動作を表すフローチャート
【図１０】同装置の圧電センサからの出力信号と開閉部の開閉位置および開閉位置検出部の出力信号の関係を表す特性図
【図１１】同装置の圧電センサの他の実施例を示した外観図
【図１２】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【図１３】同装置の圧電センサの他の実施例を示した外観図
【図１４】本発明の実施例２における挟み込み防止装置の圧電センサの外観図
【図１５】同装置の動作ブロック図
【図１６】（ａ）同装置の信号印加部の発振信号Ｖ３の波形特性図
（ｂ）第１のバンドパスフィルタの出力Ｖ４の波形特性図
（ｃ）第２のバンドパスフィルタの出力Ｖ５の出力波形を示した波形特性図
【図１７】同装置の第１のバンドパスフィルタの出力Ｖ４の振幅Ｄ４と圧力Ｐｒとの関係を示した特性図
【図１８】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【図１９】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【図２０】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【図２１】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【図２２】同装置の圧電センサの他の実施例を示した断面図
【符号の説明】
１窓ガラス（開閉部）
２クランク（開閉部）
３駆動部（開閉部）
４開閉位置検出部
５制御手段
６窓枠（枠部）
７ウエザストリップ（密閉体）
８圧電センサ
９接触検出手段
１６圧電体
２３信号印加部
２６圧力演算部
２７接触判定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a pinching prevention device for preventing an object from being pinched by an opening / closing part such as a window or a door.
[0002]
[Prior art]
  The conventional anti-pinch device of this type is as follows. As a first conventional example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-33665, the motor is stopped by detecting object pinching when the window glass is raised based on a change in the drive current of the power window motor. It was a thing.
[0003]
  As a second conventional example, as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-228, a conductor is provided on the contact surface of the fixed portion that comes into contact with the door when closed, and a change in the capacitance of the conductor is detected. Then, the object is caught and the closing operation of the door is stopped.
[0004]
  Furthermore, as a third conventional example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-29425, a pressure sensitive switch composed of opposing conductive parts is built in a sealing member of a window frame to detect the object being caught and the motor is installed. It was something to stop.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  However, the conventional anti-pinch device has the following problems. In the first conventional example, for example, if the object is soft like a human hand or finger, the change in the drive current of the motor is small just by touching the window with the hand or finger, and therefore pinching cannot be detected at that time. In addition, there is a problem that pinching cannot be detected unless the window rises and a hand or a finger is sandwiched between the window and the window frame and the rising of the window stops.
[0006]
  Further, in the second conventional example, when the conductor is wet due to rain, a car wash or the like, there is a problem that the electrostatic capacitance of the conductor is changed and the pinching is erroneously detected.
Furthermore, in the third conventional example, the contact of the pressure-sensitive switch deteriorates due to aging, resulting in poor contact, or the sealed portion is deformed and the conductive portion is short-circuited, resulting in poor durability. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention provides an opening / closing part for opening and closing an opening made of a window frame for a vehicle, and the window frame.Provided,A sealing body that seals the window frame and the opening / closing part, and an object contact between the window frame and the opening / closing part that is disposed in the sealing body is detected.OneA cable-shaped piezoelectric sensor; and contact detection means for determining contact of the object based on an output of the cable-shaped piezoelectric sensor,The sealed body forms portions located outside and inside the window frame.,The one cable-like piezoelectric sensor is folded and incorporated at the end of the hermetic body in the outer part and inner part of the hermetic body, and arranged on the outer and inner sides of the window frame, respectively. The contact detection means is connected to the end of the piezoelectric sensor.Is.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  An anti-pinch device according to the present invention includes an opening / closing portion that opens and closes an opening made of a window frame for a vehicle, and the window frame.Provided,A sealing body that seals the window frame and the opening / closing part, and an object contact between the window frame and the opening / closing part that is disposed in the sealing body is detected.OneA cable-shaped piezoelectric sensor; and contact detection means for determining contact of the object based on an output of the cable-shaped piezoelectric sensor,The sealed body forms portions located outside and inside the window frame, and the one cable-shaped piezoelectric sensor is folded and incorporated at the end of the sealed body in the outside and inside portions of the sealed body. Arranged on the outside and inside of the window frame, the contact detecting means was connected to the end of this single cable-shaped piezoelectric sensor.Is.
[0009]
  The present invention is also a pinching prevention device in which the sealing body is made of a piezoelectric material and the piezoelectric sensor also serves as the sealing body.
[0010]
  According to the present invention, the piezoelectric sensor is a pinching prevention device made of a piezoelectric material in which a piezoelectric material is mixed with a rubber material.
[0011]
  The present invention also provides contact detection means.ButThis is an anti-pinch device that detects contact of an object based on a specific frequency component of an output signal of a piezoelectric sensor.
[0012]
  The present invention also includes an open / close position detection unit that detects an open / close position of the open / close unit, and the control means detects contact only when the open / close position signal output from the open / close position detection unit is within a predetermined setting range. An anti-pinch device that makes an output signal from the means effective.
[0013]
  The present invention also provides a piezoelectric sensor.ButA contact detection unit including a signal application unit that is formed by laminating a plurality of piezoelectric bodies including electrodes, and that generates a vibration by applying a voltage signal of a specific frequency to the electrodes of at least one piezoelectric body constituting the piezoelectric sensor. A means for calculating a pressure applied to the piezoelectric sensor based on an output signal generated between the electrodes of another piezoelectric body due to the vibration; and determining an object contact based on the output signal of the pressure calculating unit An anti-pinch device including a contact determination unit.
[0014]
  Further, the present invention provides a sandwiching method in which the contact detection means detects the contact of the object based on the output signal of the piezoelectric sensor caused by distortion when the object contacts the frame and the output signal of the pressure calculation unit that is output simultaneously. Prevention device.
[0015]
  The present invention also provides a piezoelectric sensor.Is one endIt is a pinching prevention device provided with a resistor for detecting disconnection or short circuit of the sensor between the electrodes.
[0016]
  The present invention is also a pinching prevention device in which a piezoelectric sensor detects disconnection or a short circuit of a sensor by detecting conduction of electrodes.
[0017]
  The present invention is also a pinching prevention device capable of determining an abnormality in sensitivity of the piezoelectric sensor based on a signal output from the piezoelectric sensor when the opening / closing part is closed.
[0018]
  The present invention further includes an alarm generating means for generating an alarm based on an output signal from the piezoelectric sensor, and prevents the object from being caught by generating an alarm by the alarm generating means while the contact detecting means determines that the object is in contact. Device.
Further, the present invention is a pinching prevention device that also serves as a crime prevention device that performs an alarm / notification based on an output signal from a piezoelectric sensor when a person enters from an opening / closing section.
[0019]
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
  (Example 1)
  FIG. 1 shows an external view of a pinching prevention device according to Embodiment 1 of the present invention. This embodiment shows a case where the opening / closing portion is applied to, for example, a power window for a vehicle. In the figure, 1 is a window glass as an opening / closing part, 2 is a crank for raising and lowering the window glass 1, and 3 is a drive part for driving the crank 2, which is composed of, for example, a pulse-driven electric motor. Reference numeral 4 denotes an open / close position detection unit that detects the open / close position of the window glass 1 by counting pulse signals applied to the drive unit 3, for example. Reference numeral 5 denotes control means for controlling the driving unit 3 by outputting a pulse signal, for example. Reference numeral 6 denotes a window frame as a frame portion of the window glass 1, and includes a weather strip 7 as a sealing body that seals a gap between the window frame 6 and the window glass 1.
[0021]
  FIG. 2 is a cross-sectional view of the weather strip 7 at the A-A ′ position. As shown in FIG. 2, one piezoelectric sensor 8a, 8b having the same structure is disposed in each of the two grooves in the weather strip 7. The piezoelectric sensors 8a and 8b are formed in a coaxial cable shape as described below, and can be mounted along the shape of the window frame 6 or the weather strip 7. Reference numeral 9 denotes contact detection means for detecting contact of an object based on an output signal from the piezoelectric sensor 8. The contact detection means 9 is provided with a signal processing circuit for separately processing the output signals of the two piezoelectric sensors 8a and 8b.
[0022]
  FIG. 3 is a block diagram of this embodiment. As shown in FIG. 3, the contact detection means 9 filters the output signals from the impedance converters 10a and 10b and the impedance converters 10a and 10b for converting the impedances of the output signals from the piezoelectric sensors 8a and 8b, respectively. Filter units 11a and 11b, second filter units 12a and 12b, and a contact determination unit 13 that determines contact of an object based on output signals from the two filter units.
[0023]
  4 is an external view of the piezoelectric sensor 8a, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the sensor at the B-B 'position. As shown in FIG. 5, the piezoelectric sensor 8 a is formed in a coaxial cable shape by disposing a piezoelectric body 16 between a center electrode 14 and an outer layer electrode 15 and covering the whole with a covering material 17. The piezoelectric body 16 is made of a piezoelectric material obtained by mixing a piezoelectric material with a rubber material. The outer layer electrode 15 also serves as an electrical shield layer. For example, a powder such as PZT is used as the piezoelectric ceramic, and this is mixed with a rubber material to provide a center electrode 14, an outer layer electrode 15, and a covering material 17, and polarized to manufacture the piezoelectric sensor 8 a. The piezoelectric sensor 8b is manufactured in the same manner.
[0024]
  As shown in FIG. 4, a resistor 19 for detecting a disconnection / short circuit between the center electrode 14 and the outer layer electrode 16 is built in the tip end portion 18 of the piezoelectric sensors 8a and 8b. The resistor 19 is connected between the center electrode 14 and the outer layer electrode 15. The other ends of the piezoelectric sensors 8 a and 8 b are connected to the contact detection means 9. Since the contact detection means 9 shields the signal processing circuit from electrical noise according to the usage environment, installation location, etc., the whole may be electrically shielded with a metal case or the like.
[0025]
  FIG. 6 shows an example of a circuit diagram for detecting the disconnection / short circuit. In the figure, Ps is a piezoelectric sensor 8a or 8b, and R1 is a resistor 19 for detecting disconnection, and is connected between the center electrode 14 and the outer layer electrode 15 (p1 and p2 in the figure) of the piezoelectric sensor as described above. ing. R1 is connected to the power supply Vd via another resistor R2. R3 and R4 are resistors for deriving a signal from the piezoelectric sensor 8a or 8b, and Q1 is an FET for impedance conversion.
[0026]
  Next, the operation and action will be described with reference to the drawings.
[0027]
  In FIG. 1, for example, the power installed in the vehicle with the window glass 1 being opened.
When the drive unit 3 starts operating by operating the drive switch of the window, or while the window 3 is closed by the operation of the drive unit 3, an object such as a part of a human body or a bag is placed on the window frame. 6, in particular, the case of contacting the weather strip 7 is assumed. The weather strip 7 is distorted by the contact of an object, and further, distortion is also generated in the piezoelectric sensors 8a and 8b disposed in the weather strip 7, so that the piezoelectric sensors 8a and 8b respond to the distortion by the piezoelectric effect. Voltage is generated. The generated voltage level varies depending on the magnitude of strain at the time of contact and the sensitivity of the piezoelectric sensors 8a and 8b itself, that is, the piezoelectric constant of the piezoelectric material 16.
[0028]
  Next, signals generated from the piezoelectric sensors 8a and 8b are converted to low impedance by the impedance converters 10a and 10b of the contact detection means 9. The impedance-converted signal is filtered by the first filtering units 11a and 11b and the second filtering units 12a and 12b. FIG. 7 shows the filtering characteristics of the first filtering units 11a and 11b and the second filtering units 12a and 12b. In the figure, the vertical axis represents power Pw, and the horizontal axis represents frequency f. In the figure, when the object touches, particularly when a part of the human body touches, an output signal mainly centering on the low frequency f1 is output from the piezoelectric sensor 8. Therefore, the filtering characteristics of the first filtering units 11a and 11b are set to f1. Further, in the case of application to the power window of the vehicle as in the present embodiment, the vibration of the vehicle itself centered on f2 mainly due to the vibration caused by the engine or traveling is superimposed on the piezoelectric sensor 8 as a noise component. Therefore, the second filtering units 12a and 12b capture this component, and the filtering characteristic is f2. Next, the contact determination unit 9 determines the contact of the object based on the filtered signals from the two filtering units.
[0029]
  FIG. 8 illustrates the determination criteria. The vertical axis represents the output signal V1 from the first filtering unit 11a or 11b, and the horizontal axis represents the output signal V2 from the second filtering unit 12a or 12b. In the figure, when the value of V1 / V2 is large as in the region D1, it is determined that the object has touched, and when the value of V1 / V2 is small as in the region D2, it is determined that there is no contact.
[0030]
  FIG. 9 is a determination flowchart showing the above-described determination procedure. When the power window switch is turned on in step ST1, the drive unit 3 is activated in step ST2. In step ST3, the first filtering units 11a and 11b and the second filtering unit 11a correspond to the output signals of the piezoelectric sensors 8a and 8b. V1 and V2 are calculated by the filtering units 12a and 12b, respectively. In step ST4, the contact determination unit 13 calculates a ratio r between V1 and V2, and in step ST5, r is compared with a predetermined set value r0. If r> r0, it is determined in step ST6 that the object is in contact with the contact determining unit 13, and in step ST7, the control unit 5 reverses the driving unit 3 to lower the window glass 1 to prevent the object from being caught. Then, in step ST8, the process of step ST7 is continued until it is detected by the control means 5 that the window glass 1 is fully opened. When the window glass 1 is fully opened, the control section 5 stops the driving unit 3 in step ST9. Even if it is determined in step ST6 that an object has been touched immediately after the power window switch is turned on in step ST1, the operation of the drive unit 3 is stopped in step ST9, so that the window glass 1 is not closed.
[0031]
  If it is determined in step ST5 that the contact determination unit 13 does not satisfy r> r0, it is determined in step ST10 that the contact determination unit 13 determines that there is no contact, and in step ST11, the control unit 5 detects that the window glass 1 is closed. The processing after ST3 is continued. For detecting whether the window glass 1 is open or closed, the control means 5 detects that the current value applied to the motor of the drive unit 3 when the window glass 1 is opened or closed is greater than a certain value. Do it.
[0032]
  Once it is determined in step ST6 that there is contact with an object, the determination result may be held for a certain period of time, and the safety is further improved. Moreover, it is good also as a structure which generate | occur | produces an alarm, while the contact of an object is detected.
[0033]
  In the above description, two filtering units are provided. However, the number of filtering units is not limited to two, and it is possible to optimize the characteristics and number of filtering units according to application examples so as to detect pinching. In addition, the value of r may be optimized by experiments in advance in consideration of the vibration characteristics of the vehicle.
[0034]
  In the contact detection means 9, the output signals of the two piezoelectric sensors 8a and 8b are processed by separate processing circuits and the above-described determination processing is performed. Therefore, even if an object comes in contact from either the outside or the inside of the vehicle The contact can be determined based on the output signal of at least one piezoelectric sensor 8, and the detection accuracy is good.
[0035]
  When an object contacts the two piezoelectric sensors 8a and 8b, there are few cases where the object touches the piezoelectric sensors 8a and 8b at the same strength at the same time, and there is a difference in contact time and strength. A difference also occurs in the output signals of the piezoelectric sensors 8a and 8b. Therefore, based on the difference between the output signals, for example, the contact detection means 9 calculates the difference between the output signals of the piezoelectric sensors 8a and 8b, and if the difference is equal to or greater than a certain threshold, it is determined that there is an object contact. It is good. According to this configuration, it is possible to determine the contact of an object based on the difference between the output signals as described above, and for example, vibration caused by opening / closing operation of the window glass 1, running vibration of the vehicle, vibration caused by opening / closing of the door, and the like. Even if there is an external vibration, the signal component due to the external vibration can be eliminated by calculating the difference between the piezoelectric sensors 8a and 8b by the contact detection means 9, so that the occurrence of false detection can be reduced and the detection accuracy can be reduced. Will improve.
[0036]
  Also,Contact detection meansIf the electrodes of the two piezoelectric sensors 8 are connected in parallel or in series with the nine signal processing circuits, the contact of the object can be determined with one signal processing circuit, which is space-saving and economical.
[0037]
  Next, FIG. 10 shows the output V of the piezoelectric sensor 8a or 8b on the vertical axis from the upper stage, the number P of pulse signals applied to the electric motor of the drive unit 3 for opening and closing the window glass 1, and the opening and closing position of the window glass 1. L (see FIG. 1) is taken, and the horizontal axis represents time t and the respective relationships are shown. Since the driving unit 3 is driven by the applied pulse, P and L are in a proportional relationship. Here, as the output V, the output of the first filtering unit 11a or 11b is used.
[0038]
  S1, S2 and S3 in the figure are the start time of the closing operation of the window glass 1, the time when an object touches the window glass 1, and the time when the window glass 1 contacts the window frame 6 and the weather strip 7 and is closed. VS1, VS2, and VS3 are the outputs of the piezoelectric sensor 3 at each time point. VS1 is smaller than a set value VS0 for determining contact of an object with the window glass 1, and VS2 and VS3 are both larger than VS0. For this reason, when there is no contact of the object with the window glass 1, the contact of the object is determined even at S3, and in some cases, the window glass may not be completely closed. Therefore, the opening / closing position L of the window glass 1 is detected by the opening / closing position detector 4 based on the number of pulses P, and only when the opening / closing position L of the window glass 1 is within a predetermined setting range, that is, L1 or less in FIG. The output signal from the contact detection means 7 is valid.
[0039]
  Accordingly, since the output signal indicating whether or not the object has touched is made effective only when the open / close position signal output from the open / close position detector 4 is within a predetermined set range, the open / close position L satisfies the set range L1. When the window glass 1 is normally closed beyond the upper limit, the piezoelectric sensor 8a or 8b comes into contact with the upper end of the window frame 6, a signal is output from the piezoelectric sensor 8a or 8b, and the contact detection means 9 detects that an object is in contact. However, the detection signal is ignored and the window glass 1 is normally closed to the upper end of the window frame 6 (opening / closing position L2).
[0040]
  Further, as shown in FIG. 4, the piezoelectric sensors 8 a and 8 b have a breakage detection resistor 19 (R <b> 1 in FIG. 6) between the electrodes of the tip end portion 18. Then, as shown in FIG. 6, the disconnection of the electrode can be detected by applying a voltage between the electrodes via the resistor R1 and monitoring the output VO1. That is, in FIG. 6, VO1 at normal time is a divided value of R1, R2, and R3 with respect to the power supply voltage Vd. When the electrode of the piezoelectric sensor 8a or 8b is disconnected, the point p1 or the point p2 is equivalently opened, so that VO1 becomes a partial pressure value of R2 and R3. When the electrodes are short-circuited, p1 and p2 are equivalently short-circuited, so that V1 is equal to Vd. Thus, abnormality such as disconnection or short-circuit of the electrode of the piezoelectric sensor 8 can be detected based on the value of V1, and the reliability can be improved.
[0041]
  Further, as shown in FIG. 10, when the window glass 1 is normally closed, an output VS3 is generated from the piezoelectric sensor 8a or 8b. Therefore, when the output from the open / close position detection unit 4 is L2, the control means 5 determines that there is no abnormality in the sensitivity of the piezoelectric sensor 8 if the value of VS3 is equal to or greater than a predetermined set value. If it is less than the set value, it is determined as abnormal.
[0042]
  With the above action, the opening / closing operation of the opening / closing part can be stopped when the contact of the object is detected based on the output signal of the piezoelectric sensor, and the piezoelectric sensor converts the distortion caused by the contact with the object into an electrical signal. Therefore, even if the piezoelectric sensor gets wet due to rain, car wash, etc., there is no false detection and pinching can be prevented. In addition, since the piezoelectric sensor does not have a contact point like a pressure-sensitive switch, it is possible to realize a prevention device that does not have poor contact or short circuit and has high durability.
[0043]
  Moreover, since the piezoelectric sensor is formed in the shape of a coaxial cable, it can be easily mounted along the shape of the frame portion.
[0044]
  Further, since the piezoelectric sensor is disposed in the sealed body, it is possible to protect the piezoelectric sensor with strength. Further, even if the sealed body is deformed due to aging, there is no contact failure or short circuit as in the conventional pressure sensitive switch, and the reliability is improved.
[0045]
  In addition, the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material that is a mixture of rubber and piezoelectric ceramics, and the piezoelectric ceramics have excellent heat resistance against depolarization. For example, a piezoelectric sensor is placed in a place exposed to the outside, such as a vehicle window frame. However, durability is good, and reliability when detecting contact of an object with a piezoelectric sensor is improved. Further, since a rubber material is used, the workability of the piezoelectric sensor is good and it can be applied to any shape.
[0046]
  In addition, a plurality of piezoelectric sensors are arranged in the frame, and the contact detection means determines the contact of the object based on the output signals from the plurality of piezoelectric sensors. The contact of the object can be detected by distinguishing the output signal of the piezoelectric sensor due to vibration other than the contact and the output signal of the piezoelectric sensor due to contact with the object, and the detection accuracy is improved.
[0047]
  In addition, since the contact detection means detects only a specific frequency component generated when the object is in contact with the signal output from the piezoelectric sensor, for example, a piezoelectric sensor due to vibration other than the object contact such as vibration due to opening / closing operation of the opening / closing part or external vibration And the output signal of the piezoelectric sensor due to the contact of the object can be distinguished to detect the contact of the object, and the detection accuracy is improved.
[0048]
  Also, since the output signal of whether or not an object has touched is valid only when the open / close position signal output from the open / close position detection unit is within a predetermined set range, the open / close position is normal beyond the set range. When the opening / closing part is closed, even if the piezoelectric sensor comes into contact with the frame part and a signal is output from the piezoelectric sensor and the contact detection means detects that there is contact with the object, the detection signal is ignored and the opening / closing part is closed. To complete.
[0049]
  In addition, the piezoelectric sensor is equipped with a resistor for detecting the disconnection or short circuit of the sensor between the electrodes on the tip side of the sensor. By monitoring the voltage applied between the electrodes via the resistor, the disconnection or the short circuit of the electrode is detected. Therefore, reliability can be improved.
[0050]
  Furthermore, since it is possible to determine an abnormality in the sensitivity of the piezoelectric sensor based on a signal output from the piezoelectric sensor when the opening / closing part is closed, reliability in detecting contact of an object is improved.
[0051]
  In the above embodiment, two piezoelectric sensors are arranged as shown in FIG. 2, but as shown in FIG. 11 (a), the piezoelectric sensor 8 is folded at one end of the weather strip 7 to attach the piezoelectric sensor 8 to the weather. An arrangement may be adopted in which the contact of an object is detected based on one of the output signals at one end 18 of the piezoelectric sensor 8 disposed on the strip 7, and the contact of the object can be detected by a single piezoelectric sensor. The signal processing circuit can be downsized.
[0052]
  In the case of the above configuration, as shown in FIG. 11B, one outer layer electrode 15 of the piezoelectric sensor 8 may be grounded, and the other outer layer electrode 15 may be connected to the power supply voltage Vd via the resistor R5. Good. By monitoring the output VO2 with this configuration, for example, when the piezoelectric sensor 8 is disconnected and the outer layer electrode 15 is disconnected, VO2 becomes equal to Vd, and when the outer layer electrode 15 and the center electrode 14 of the piezoelectric sensor 8 are short-circuited, VO2 is zero. Therefore, the disconnection or short circuit of the electrode of the piezoelectric sensor 8 can be detected.
[0053]
  In addition, it is possible and economical to adopt a configuration in which one piezoelectric sensor is disposed in one of the grooves of the weather strip 7.
[0054]
  In the above embodiment, the piezoelectric sensor formed in the shape of a coaxial cable is used. However, a piezoelectric sensor formed in a film shape by arranging electrodes on both surfaces of the piezoelectric body may be used, and the piezoelectric sensor is formed in a film shape. Since it is molded, its thickness is small and installation space can be further reduced, making it easy to install.
[0055]
  Alternatively, a piezoelectric material may be used for the weather strip 7 itself as a sealed body, and the piezoelectric sensor 8 may also be used as the weather strip 7. FIG. 12 shows a cross-sectional view of the window frame 6 and the weather strip 7 when a piezoelectric material is used for the weather strip 7 itself as described above, and corresponds to the same cross section as FIG. In the drawing, the weather strip 7 is made of, for example, a piezoelectric material in which a piezoelectric material is mixed with a rubber material, and is molded so as to be attached to the window frame 6. Electrodes 21 (21a, 21b) are disposed on a part of the weather strip 7. Another electrode may be provided on another surface of the weather strip 7 facing the electrode 21, but the window frame 6 may be a grounded electrode as shown in FIG. When an object comes into contact with the weather strip 7, a piezoelectric electromotive force is generated in the piezoelectric material constituting the weather strip 7 due to distortion of the weather strip 7, and this piezoelectric electromotive force signal is generated by the electrode 21 and the window frame (ground side electrode). The contact of the object is determined. According to the above configuration, the weather strip 7 as a sealed body is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric sensor 8 also serves as the weather strip 7, so that the piezoelectric sensor 8 is newly added to the weather strip 7 as shown in FIG. Since the piezoelectric sensor can be configured in accordance with any shape of the weather strip 7, the productivity can be improved and the design can be easily handled.
[0056]
  Moreover, as shown in FIG. 13, it is good also as a structure which arrange | positions several piezoelectric sensors 81-8N in the window frame 6, and the contact detection means 9 determines the contact of an object based on the output signal from the piezoelectric sensors 81-8N. . According to this configuration, for example, when an object contacts at least one of the piezoelectric sensors 81 to 8N, a signal like VS2 in FIG. 10 is output from the contacted piezoelectric sensor. On the other hand, when there is no object contact in the piezoelectric sensors 81 to 8N, the outputs from the piezoelectric sensors 81 to 8N are zero. Further, for example, even if there is an external vibration such as a vibration due to the opening / closing operation of the window glass 1, a running vibration of the vehicle, or a vibration due to the opening / closing of the door, such external vibration is equally transmitted from the window frame 6 to the piezoelectric sensors 81-8N. Therefore, the outputs of the piezoelectric sensors 81 to 8N change with the same magnitude. Accordingly, when some of the outputs V1 to VN of the piezoelectric sensors 81 to 8N are equal to or higher than VS0 shown in FIG. Further, when all of V1 to VN are equal to or higher than VS0, it is determined that the external vibration as described above is applied and there is no object contact. When all of V1 to VN are less than VS0, it is determined that there is no application of external vibration or contact with an object. Thus, the contact of the object is determined based on the output signals from the plurality of piezoelectric sensors 81 to 8N. For example, the output signal of the piezoelectric sensor and the object due to vibrations other than the object contact such as vibration due to opening / closing operation of the opening / closing unit or external vibration It is possible to detect the contact of the object by distinguishing the output signal of the piezoelectric sensor due to the contact, and the detection accuracy is improved.
[0057]
  (Example 2)
  FIG. 14 is an external view of the piezoelectric sensor 8 of the pinching prevention device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 15 shows an operation block of the device. FIG. 15 also shows a cross section of the piezoelectric sensor 8 at the position C-C ′ in FIG. 14. This embodiment is different from the first embodiment in that the piezoelectric sensor 8 is formed by laminating two piezoelectric bodies 22a and 22b provided with electrodes 21a and 21b, 21c and 21d, and forms one piezoelectric body. A signal applying unit 23 for generating a vibration by applying a voltage signal of a specific frequency to the electrodes 21c and 21d of 22b is provided, and the contact detecting means 9 is generated between the electrodes 21a and 21b of the other piezoelectric body 22a by the vibration. A pressure calculation unit 26 that calculates the pressure applied to the piezoelectric sensor 8 based on the output signal and a contact determination unit 27 that determines contact of an object based on the output signal of the pressure calculation unit 26 are provided. The contact detection means 9 includes a first bandpass filter 24 having a frequency f3 generated by the signal applying unit 23 as a center frequency and a second bandpass filter 25 having a center frequency f1 in FIG. The piezoelectric sensor 8 is preferably a flexible thin film that is formed by laminating a polymer piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride on which both electrodes of a metal thin film such as silver paste are disposed. A film-like piezoelectric sensor can be realized. Further, the outside may be sealed with a protective layer such as PET or a metal film for electrical shielding. The piezoelectric sensor 8 is mounted in the weather strip 7 as shown in FIG. In addition, the thing of the same code | symbol as Example 1 has the same structure, and abbreviate | omits description.
Next, the operation and action will be described.
[0058]
  In the piezoelectric sensor 8, the piezoelectric body 22 b vibrates according to the voltage signal having the frequency f <b> 3 generated by the signal applying unit 23. In response to the vibration, a piezoelectric electromotive force is generated in the piezoelectric body 22a. The generated output signal is filtered by the first bandpass filter 24. Signal waveforms of the oscillation signal V3 of the signal applying unit 23 and the output V4 of the first bandpass filter 24 at this time are as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. In FIGS. 16A and 16B, it is assumed that the vertical axes are V3 and V4, the horizontal axis is time t, the object contacts the weather strip 7 and the pressure Pr1 is applied to the piezoelectric sensor 8 from time t1. In a state where no object is in contact with the weather strip 7 (t <t1), the amplitude of V4 is D40. When an object comes into contact with the weather strip 7 at time t1 and the pressure Pr1 is applied to the piezoelectric sensor 8, the amplitude of V4 changes to D41. Here, there is a relationship as shown in FIG. 17 between the amplitude D4 of V4 and the pressure Pr, and D4 has a characteristic of decreasing as the pressure Pr increases. Since this characteristic changes depending on the oscillation frequency f3, the shape of the piezoelectric bodies 22a and 22b, etc., it may be optimized in advance according to the application. The pressure calculation unit 26 calculates Pr1 from D41 based on the relationship of FIG. The contact determination unit 27 determines that the object has contacted if Pr1 is equal to or greater than a certain threshold value Pr0, and determines that there is no object contact if Pr1 is smaller than Pr0. When the contact of the object is detected as described above during the closing operation of the window glass 1, the closing operation is reversed to prevent the object from being caught.
[0059]
  For example, when the vibration at the time of traveling of the vehicle is applied to the piezoelectric sensor 8 disposed on the window frame 1 by the above action, the piezoelectric sensor 8 is a type that detects vibration and distortion as in the first embodiment. In some cases, it may be difficult to distinguish between the output signal of the piezoelectric sensor 8 due to running vibration and the output signal of the piezoelectric sensor 8 due to contact with the object. The piezoelectric sensor 8 of this embodiment outputs a signal corresponding to the contact pressure of the object. Since the contact pressure of the object is detected by the pressure calculation unit 26 of the contact detection unit 9 and the contact is determined by the contact determination unit 27, the contact of the object can be accurately performed even when the above-described traveling vibration is applied.
Can be detected.
[0060]
  The contact determination unit 27 determines that the object has contacted if Pr1 is equal to or greater than a certain threshold value Pr0. However, the contact of the object may be determined based on the rate of change or variation pattern of Pr1.
[0061]
  As shown in FIG. 16, the contact detection means 9 includes a second bandpass filter 25 having f1 as the center frequency, and the contact determination unit 26 includes both the second bandpass filter 24 and the pressure calculation unit 26. It is good also as a structure which detects the contact of an object based on this output signal. The operation of this configuration will be described below. FIG. 16C shows the signal waveform of the output V5 of the second bandpass filter 25. FIG. In the figure, the vertical axis represents V5 and the horizontal axis represents time t. When an object comes into contact with the weather strip 7 at time t1, vibration at a frequency f3 due to the piezoelectric body 22a and vibration near f1 lower than f3 due to distortion due to contact with the object are applied to the piezoelectric body 22a. Outputs a signal having a frequency component in which f3 and f1 are superimposed. Based on this output signal, the pressure calculation unit 26 calculates the pressure Pr via the first bandpass filter 24 as described above, and the output V5 of the second bandpass filter 25 is, for example, as shown in FIG. A signal having an amplitude D5 appears at a certain frequency f1. In the contact determination unit 27, for example, when D5 is equal to or larger than a certain threshold value D50, it is assumed that an external vibration such as a driving vibration of the vehicle is applied to the piezoelectric sensor 8, and the object is contacted based on the value of Pr as described above. judge. When D5 is smaller than D50, the contact of the object is determined based on at least one of the rate of change of D5, the variation pattern, and the value of Pr. Thus, the presence or absence of external vibration is determined by the output signal of the piezoelectric sensor 8, and the contact determination is performed by switching the contact determination threshold according to the presence or absence of the external vibration. Therefore, the object is detected only by the vibration detected by the piezoelectric sensor or only by the pressure. The detection accuracy is improved as compared with the case of detecting the contact.
[0062]
  In the case of a soft and thin object such as clothing, the output signal of the piezoelectric sensor 8 is small even when the clothing contacts the window frame 6, and therefore it may be difficult to detect contact and may be pinched. Even when the window glass 1 is in the closed state, it is determined that the output Pr or the output V5 is fluctuated due to clothes pulling or the like, and it is determined that there is an object contact, and the opening operation of the drive unit 3 may be performed. .
[0063]
  In addition, another piezoelectric sensor is disposed in a portion where the object does not contact with the window frame 6 or the support of the window frame 6 and the difference between the output signal of the piezoelectric sensor for contact detection and the output signal of the piezoelectric sensor is calculated. Thus, the configuration may be such that an external vibration component such as traveling vibration is removed from the output signal of the detection piezoelectric sensor, and only the signal due to the object contact is extracted to detect the object contact.
[0064]
  In the second embodiment, the same configuration as that of the first embodiment can be used to detect the disconnection or short circuit of the piezoelectric sensor and the sensitivity abnormality of the piezoelectric sensor.
[0065]
  The piezoelectric sensor 8 is disposed in the groove of the weather strip 7 as shown in FIG. 2, but the coaxial piezoelectric sensor 8 is interposed between the weather strip 7 and the window frame 6 as shown in FIGS. It may be arranged or built in the weather strip 7. 20 and 21, the film-like piezoelectric sensor 8 may be disposed between the weather strip 7 and the window frame 6, or may be incorporated in the weather strip 7. Here, in FIGS. 18 to 21, the arrangement position of the piezoelectric sensor 8 may be optimized to a place where it is easy to detect contact of an object.
[0066]
  Further, when the piezoelectric sensor 8 is disposed on the window frame 6 or the weather strip 7, the piezoelectric sensor 8 may be disposed by being sandwiched between the concave and convex bodies 28 as shown in FIG. In this case, since the piezoelectric sensor 8 is sandwiched so that one concave portion of the concavo-convex body 28 is aligned with the other convex portion, tension is applied to the piezoelectric sensor 8 itself, and the piezoelectric sensor 8 against external strain or vibration application. The sensitivity of the device itself is improved, and the detection sensitivity of the contact of the object when it is disposed on the window frame 6 or the weather strip 7 can be improved.
[0067]
  Further, in the above-described embodiment, the vibration characteristic generated in the opening / closing part when a person enters from the opening / closing part is detected by the piezoelectric sensor to prevent warning / notification. Since the object pinching prevention device also serves as a crime prevention device, it is efficient and economical.
[0068]
  In the above embodiment, the power window of the vehicle has been described as a specific example as an application of the present invention. However, the present invention can be applied to prevent the vehicle from being caught in a sliding door or sunroof of a vehicle or an automatic door of a vehicle or a building.
[0069]
【The invention's effect】
  As described above, the anti-pinch device of the present invention isIt is folded at the end of the sealed body, and is incorporated in the outer part and the inner part of the sealed body and is arranged on the outer side and the inner side of the window frame, respectively. Contact can be detected, durability is improved and false detection is reduced, as well as cable-type piezoelectric sensors on the outside and inside of the window frame, while the signal processing circuit can be downsized.There is an effect.
[0070]
  Further, in the pinching prevention device according to the present invention, since the sealing body is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric sensor also serves as the sealing body, it is not necessary to newly arrange the piezoelectric sensor in the sealing body, and it does not take time for manufacturing. Since the piezoelectric sensor can be configured to correspond to any shape of the sealed body, there is an effect that the productivity is good and the design can be easily handled.
[0071]
  In the pinch prevention device according to the present invention, the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a piezoelectric material is mixed with a rubber material, and the piezoelectric ceramic has excellent depolarization heat resistance. In addition, since a rubber material is used, the workability of the piezoelectric sensor is good and an arbitrary shape can be accommodated.
Further, in the pinching prevention device according to the present invention, the contact detection means detects only a specific frequency component generated when the object is in contact among signals output from the piezoelectric sensor. The contact of the object can be detected by distinguishing the output signal of the piezoelectric sensor caused by vibration other than the contact of the object and the output signal of the piezoelectric sensor caused by the contact of the object, and the detection accuracy is improved.
[0072]
  Further, the pinching prevention device according to the present invention enables an output signal as to whether or not an object has come into contact only when the open / close position signal output from the open / close position detector is within a predetermined setting range. If the opening / closing part is normally closed beyond the set range, even if the piezoelectric sensor comes into contact with the frame part and a signal is output from the piezoelectric sensor and the contact detection means detects that there is contact with the object, the detection signal Is ignored, and the closing operation of the opening / closing part is completed.
[0073]
  Also in the present inventionAffectThe anti-pinch device, for example, is applied to a piezoelectric sensor disposed on a window frame such as an automobile during traveling, and distinguishes between an output signal of the piezoelectric sensor due to traveling vibration and an output signal of the piezoelectric sensor due to contact with an object. Even if this is difficult, since the contact pressure of the object is detected by the pressure calculation unit and the contact is determined by the contact determination unit, the detection accuracy is improved.
[0074]
  Also in the present inventionAffectThe anti-pinch device includes, for example, a pressure due to closing of the opening / closing part, an output signal of the piezoelectric sensor due to vibration other than the object contact such as vibration due to opening / closing operation of the opening / closing part or external vibration, and an output signal and pressure of the piezoelectric sensor due to contact with the object. And the contact of the object can be detected, and the detection accuracy is improved.
[0075]
  Also in the present inventionAffectThe anti-pinch device has a piezoelectric sensorOne endSensor disconnection between two electrodes
A resistor for detecting a wire or a short circuit is provided, and by monitoring the voltage applied between the electrodes via the resistor, a disconnection or a short circuit of the electrode can be detected and the reliability can be improved. effective.
[0076]
  Also in the present inventionAffectThe pinching prevention device has an effect that the piezoelectric sensor can detect the continuity of the electrode and detect the disconnection or the short circuit of the sensor, thereby improving the reliability.
[0077]
  Also in the present inventionAffectSince the pinch prevention device can determine an abnormality in sensitivity of the piezoelectric sensor based on a signal output from the piezoelectric sensor when the opening / closing part is closed, an effect that reliability in detecting contact of an object is improved. There is.
[0078]
  Further to the present inventionAffectThe anti-pinch device has an effect that there is an advantage in installation property and economical efficiency because the anti-pinch device also serves as a security device.
[0079]
  Furthermore, since the pinch prevention device according to the present invention also serves as a crime prevention device that performs an alarm / notification based on an output signal from the piezoelectric sensor when a person enters from the opening / closing section, there is an advantage in installation and economy. There is an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a pinching prevention device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the sealing body (weather strip) of the apparatus at the A-A ′ position.
FIG. 3 is a block diagram of the apparatus.
FIG. 4 is an external view of a cable-shaped piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 5 is a sectional view of a cable-like piezoelectric sensor of the same device
FIG. 6 is a circuit diagram for detecting disconnection of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the filtering characteristics of the first filtering unit and the second filtering unit of the apparatus.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing criteria for determining contact of an object with the opening / closing part of the apparatus
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the apparatus.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the output signal from the piezoelectric sensor of the apparatus, the opening / closing position of the opening / closing part, and the output signal of the opening / closing position detection part.
FIG. 11 is an external view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 12 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device
FIG. 13 is an external view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 14 is an external view of a piezoelectric sensor of a pinching prevention device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 15 is an operation block diagram of the apparatus.
FIG. 16A is a waveform characteristic diagram of an oscillation signal V3 of the signal application unit of the apparatus;
  (B) Waveform characteristic diagram of output V4 of the first bandpass filter
  (C) Waveform characteristic diagram showing the output waveform of the output V5 of the second bandpass filter
FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the amplitude D4 of the output V4 of the first bandpass filter of the same device and the pressure Pr.
FIG. 18 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 19 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 20 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 21 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
FIG. 22 is a sectional view showing another embodiment of the piezoelectric sensor of the same device.
[Explanation of symbols]
  1 Window glass (opening and closing part)
  2 Crank (opening / closing part)
  3 Driving part (opening / closing part)
  4 Open / close position detector
  5 Control means
  6 Window frame (frame part)
  7 Weather strip (sealed body)
  8 Piezoelectric sensor
  9 Contact detection means
  16 Piezoelectric material
  23 Signal application section
  26 Pressure calculator
  27 Contact determination unit

Claims

An opening / closing part that opens and closes an opening made of a window frame for a vehicle, a sealing body that is provided in the window frame and seals the window frame and the opening / closing part, and the window frame and the opening / closing part that are disposed in the sealing body And a contact detection means for determining contact of the object based on an output of the cable-shaped piezoelectric sensor, and the sealing body includes a window frame A portion located outside and inside is formed , and the one cable-like piezoelectric sensor is folded inside the outer portion and the inner portion of the sealed body at the end of the sealed body to be placed outside and inside the window frame. An anti-pinch device characterized in that each of the contact detection means is connected to the end portion of the single cable-like piezoelectric sensor .

The pinching prevention device according to claim 1 , wherein the sealing body is made of a piezoelectric material, and the piezoelectric sensor also serves as the sealing body.

3. The pinching prevention device according to claim 1, wherein the piezoelectric sensor is made of a piezoelectric material in which a piezoelectric material is mixed with a rubber material.

The pinching prevention device according to claim 1, wherein the contact detection means detects contact of an object based on a specific frequency component of an output signal of the piezoelectric sensor.

An opening / closing position detection unit that detects an opening / closing position of the opening / closing unit, and the control means outputs an output signal from the contact detection means only when the opening / closing position signal output from the opening / closing position detection unit is within a predetermined setting range. The pinching prevention device according to claim 1, wherein

The piezoelectric sensor is formed by laminating a plurality of piezoelectric bodies including electrodes, and includes a signal applying unit that generates a vibration by applying a voltage signal of a specific frequency to the electrodes of at least one piezoelectric body constituting the piezoelectric sensor. The contact detection means includes a pressure calculation unit that calculates a pressure applied to the piezoelectric sensor based on an output signal generated between the electrodes of another piezoelectric body due to the vibration, and an object based on the output signal of the pressure calculation unit. The pinching prevention device according to claim 1 , further comprising a contact determination unit that determines contact.

7. The pinching according to claim 6, wherein the contact detecting means detects the contact of the object based on an output signal of the piezoelectric sensor generated by distortion when the object contacts the frame part and an output signal of the pressure calculating part output simultaneously. Prevention device.

2. The pinching prevention device according to claim 1, wherein the piezoelectric sensor includes a resistor for detecting a disconnection or a short circuit between the electrodes at one end .

The pinch prevention device according to claim 1, wherein the piezoelectric sensor detects disconnection or a short circuit of the sensor by detecting conduction of the electrodes.

The pinching prevention device according to claim 1, wherein an abnormality in sensitivity of the piezoelectric sensor can be determined based on a signal output from the piezoelectric sensor when the opening / closing part is closed.

2. The pinching prevention according to claim 1 , further comprising alarm generation means for generating an alarm based on an output signal from the piezoelectric sensor, wherein the alarm generation means generates an alarm while the contact detection means determines that the object is in contact. apparatus.

The pinching prevention device according to any one of claims 1 to 11, which also serves as a crime prevention device that performs warning / notification based on an output signal from a piezoelectric sensor when a person enters from an opening / closing portion.