JPS6070622A - 車上電動設備の開閉駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、パワーウィンドウ（電動窓駆動装置）、ルー
フパネル駆動装置等電気ヱネルギーを用いて各種開開機
構を駆動する装置に関し、特に安全装置に関する。

［従来技術］ 最近の車輌では、窓、ルーフパネル等の各種開閉機構を
電気モータを用いて簡単なスイッチ操作で開閉できるも
のが多い。この燐の装置を装着した場合に注意しなけれ
ばならないのは、ｒＪＨｒＡ機構に挟まれないように、
窓ガラス等の移動範四内に手や顔を出した状態で閉動作
を行なわないことである。通常であれば、もし手等を挾
んだ場合でも、ドライバ等スイッチの機能を知っている
者が、大きな事故が生ずる前に装置を停止させたり逆転
させたりして危険を回避できる。

しかしながら、新聞等でも報道さ肛ているように、幼児
が１人で車内に残された状態で、誤まってスイッチ操作
を行ない１首を挾まれて死亡するという事故が生じてい
る。この種の車輌ではドライバが車輌を離れる場合には
装置が作動しないような安全装置が備わっているが、ド
ライバがエンジンを停止させなかったり、所定のスイッ
チ操作を行なわなかったような場合には、安全装置が作
動しない。

またこのような事故を防止するため、従来より、１度ス
イッチを操作すると全閉位置より手前の所定位置まで閉
動作して停止し、もう１度スイッチ操作すると全閉位置
まで移動する、いわゆるダブルアクションタイプのもの
（例えば実開昭５７−１７３７２号）が提案されている
。しかし、この種のものはスイッチ操作が煩わしいし、
こＪｔにおいても最終的にはスイッチ操作者の判断によ
り装置が動作するので確実に事故が起きないという保障
はない。

［目的］ 本発明は、人間がスイッチを誤操作した場合でも、開閉
機構の動作による人体等の挾み込み事故を確実に防止す
ることを目的とする。

［ａ成］ 上記のような事故をなくするには、開閉動作部において
人体等異物の有無を検出し、異物がある場合には装置を
停止もしくは逆転（開方向動作）させればよい。異物を
検出する手段としては、マイクロスイッチ、超音波セン
サ、光学センサ等様々なものが存在するが、例えば車輌
の窓ガラスのように大きなものにおいてどの位置でも検
出できるようにするためには、短い間隔で多数のセンサ
を配列しなければならず構成が非常に複雑になる。

他の１つの検出方式として静電容量検出がある。

すなわち、被検出部を介して２つの電極を対向させ、両
者の間の静電容量の変化を異物の有無として検出する方
式である。しかし、静電容量検出では電極の大きさ、形
状、電極を配置する位置２周囲温度等に応じて静電容量
が変化するので、難しい調整や温度補償が必要である。

精密に調整や温度補償が行なわれないと誤動作が生ずる
。

そこで、本発明においては電極の数を増やして互いに近
接した位置に少なくとも２つの静電容量を形成してその
一方の静電容量が異物の有無に応じて変化する構成とし
、両者の特性変化を差動的に検出する。これによれば異
物の有無以外の要因による静電容量変化はそれぞＪｔの
静電容量に列して同様に作用するから、両者の差、比率
等を検出することにより、ｉｔ、い回路調整および取付
位置調整や温度補償が不要になる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１ａ図に、自動車の助手席ドアＩの、窓ガラス２を昇
降駆動する電動機構を示し、第１ｂ図にその要部を拡大
して示す。窓ガラス２に固着されている上、下ガイドレ
ールのそれぞれに、リンクアーム３ａｔ　３ｂの一端の
ピンが結合しており。

リンクアーム３ｂの他端に係合する昇降アームを、それ
に結合した扇形歯車４が昇降駆動する。扇形歯車°４は
、図示しないウオームホイール組体を介して電気モータ
Ｍａに結合している。これにより、モータＭａが正回転
すると扇形歯車４が第１ａ図で時計方向に回転してガラ
ス２を上方に押し上げ、モータＭａが逆回転すると扇形
歯車４が反時計方向に回転してガラス２を下降させる。

モータＭａと扇形歯車４とを結合するウオームホイール
組体に、ガラス位置検出用のポテンショメ−タＰＴＭが
結合している。これにより、モータＭａが回動してガラ
ス２が昇降すると、それとともにポテンショメータＰＴ
Ｍの摺動子が移動し。

ガラス２の位置に応じた電気信号を出力する。電気モ〜
りＭａとポテンショメータＰＴＭは、後述する電気回路
に接続されている。第１ａ図を参照すると、助手席ドア
フレームｌａのガラス全開位置近傍には、ガラス２の上
部に沿うような形で異物検出器５が固着されている。な
お、ここでは助手席ドア１のみを示したが、他のドアに
も同様の機構が備わっている。

第１ａ図のＩＩ　−ＩＩ線断面を、第２図に示ず。第２
＠を参照すると、異物検出器５はドアフレームｌａに固
着されガラス２通路の内側に配置さ４１ている。異物検
出器５は、可撓性で絶縁性の樹脂でできたケースとその
内部に配置した２つの板状電極ＴＭＩおよび１Ｍ２でな
っている。電極ＴＭＩおよび１Ｍ２は、水平に並べて配
置してあり、異物検出器５の全体にわたって、すなわち
全閉時のガラス２上部に沿うように配置されている。な
お、この例では電［ｉＴＭｌおよび１Ｍ２の上方に、そ
れぞれ空隙５ａおよび５ｂを設けである。ドアフレーム
１ａはアースされており、このドアフレーム１ａと電極
ＴＭＩおよびドアフレーム１ａと１Ｍ２とで、それぞれ
静電容量を形成する。通常の状態では、電極ＴＭＩとド
アフレーム１ａとの間に形成される静電容量と電極ＴＭ
２とドアフレーム１ａとの間に形成さオする静電容量と
は所定の関係にあるが、例えばガラス２の通路上に人の
手が出されると、電＠ＴＭ２の静電容量が電極ＴＭＩに
対して大きくなる。この変化を識別することにより、異
物の有無を判別する。

第３図に、第１ａ図の電気モータＭａを付勢する電気回
路を示す。なお、実際には全てのドアにそＡしぞれ設け
られた電気モータを制御する電気回路が備わっているが
、他の電気モータを制御する回路もこれと同−購成のた
め、他の回路は説明を省略する。まずスイッチを説明す
ると、ＳＷｌはＭ私産に備わった、全てのドアの窓ガラ
スを同時に制御するためのメインキー、ＳＷ２は各々の
ドアに１つずつ備わったそれぞれのドアの窓ガラスを制
御するためのサブキー、ＳＷ３は窓ガラスの駆動を停止
させるためのストップキーである。メインキーＳＷＩお
よびサブキーＳＷ２は、通常は中立位置であり、力を加
えること７．により上昇又は下降を指示する接点が閉と
なる。この電気回路の電源は、イグニッションキースイ
ッチＩＧＳを介して車載バッテリーから供給さｊｃる。

電気モータＭａの各端子は、そ］しぞれリレーＲＬ１お
よびＲＬ２の共通端子に接続さＪしている。リレーＲＬ
ＩおよびＲＬ２は、それぞれトランジスタＱ２およびＱ
３に接続されており、Ｑ２およびＱ３のオン／オフに応
じて電気モータＭａの各端子に電源電圧又は接地電圧を
印加する。この例では、トランジスタＱ２がオンしてＱ
３がオフすると、モータＭａが正回転してガラス２を上
昇させ、Ｑ２がオフしてＱ３がオンするとモータＭａが
逆転してガラス２を下降させる。

トランジスタＱ２およびＱ３は、それぞれインバータＩ
ＮＩおよびＩＮ２を介してＲＳフリップフロップＦＦＩ
およびＦＦ２に接続されている。ＲＳフリッププロップ
ＦＦＩおよびＦＦ２は、それぞれキースイッチＳＷｌ又
はＳＷ２による上昇。

下降指示を記憶するための回路である。

すなわち、メインキーＳＷＩを一時的に上昇側に接続す
ると、フリッププロップＦＦＩのセット入力＠Ｓに低レ
ベルＬが印加されてＦＦＩの出力端が低レベルＬ（Ｑ２
オン）にセットされ、同様に下降側に接続すると、ブリ
ッププロップＦＦ２のセット入力端Ｓに低レベルＬが印
加されてＦＦ２の出力端が低レベルＬ（Ｑ３オン）にセ
ットされる。なお、上昇指示の際には上記動作と同時に
フリップフロップＦＦ２のリセット端子ＲＫ低レベルＬ
が印加されて下降指示がクリアされ、下降指示の際には
フリッププロップＦＦＩのリセット端子Ｒに低レベルＬ
が印加されて上昇指示がクリアされる。また、ストップ
キースイッチＳＷ３がオンすると、フリッププロップＦ
ＦＩおよびＦＦ２が共にリセットされて、上昇指示およ
び下降指示がクリアされる。

演算増幅器ｏｐｔおよびＯＦ２は、それぞれ基準電圧ｖ
１およびｖ２とポテンショメータＰＴＭの出力電圧ＶＤ
とを比較して上限位置および下限位置を判別するアナロ
グ比較器である。ガラス２が上限位置に達すると、ＶＤ
≧Ｖ、１となって演算増ｍ＊ｏｐｉの出力端がＬとなり
、フリッププロップＦＦＩがリセットされ、上昇指示の
保持はクリアされる。またガラス２が下限位置に達する
と。

ＶＤ≦ｖ２となって演算増幅器ＯＰ２の出力端がＬとな
り、ブリップフロップＦＦ２がリセットされ、下降指示
の保持はクリアされる。

次に異物を検出する回路を説明する。この回路は、概略
でいうとパルス発生回路ＯＳＣ，電極ＴＭＩを含む位相
変調回路ＭＯＤＡ、電極ＴＭ２を含む位相変調回路ＭＯ
ＤＢ、アナログ比較器ＯＰ３゜ＯＦ２．位相比較＠ＰＣ
等でなっている。電極ＴＭ１とアース（車体）の間には
コンデンサＣａが形成され、電極ＴＭ２とアースの間に
はコンデンサｃｂが形成されている。

したがって抵抗器ＲａとコンデンサＣａ、および抵抗器
Ｒｈとコンデンサｃｂは、そオＬぞれ積分回路を構成し
ている。ここでは、異物がない状態でＣａとＲａの時定
数が、ｃｂとＲｈの時定数よりも大きくなるようにしで
ある。したがって積分による位相遅九は、ＭＯＤＢより
もＭＯＤＡが大きくなり、位相比較器ＰＣ（Ｄタイププ
リップフロップ）は、クロック入力端ＣＬＫの立ち上が
りエツジでＤ端子のレベルを記憶するから、低レベルＬ
（非検出）が記憶される。異物がガラス通路に現われる
と、コンデンサｃｂの容置が大きくなって、位相変調回
路ＭＯＤＢの位相遅れがＭＯＤＡよりも大きくなり、位
相比較器ＰＣの出力端にはＨ（異物検出）が記憶される
。

第４図に、ガラス上昇時の装置動作タイミングの一例を
示す。第４図を参照して説明する。メインキースイッチ
ＳＷＩを上昇側にセットすると、フリップフロップＦ　
Ｉ？　１がセラ１−さＪしてその出力端にＬが記憶さｈ
、フリッププロップＦＦ２がリセッ１−さオｔてＦＦ２
の出力端にＨが記憶される。

これによってトランジスタＱ２がオンし１てリレーＲＬ
Ｉがオンし、Ｑ３がオフしてリレーＲＬ２がオフし、電
気モータＭａが正方向に付勢さ肛、窓ガラス２が上昇す
る。

ここで、例えば人が手を窓から出すと異物検出器５が異
常（異物あり）を検出する。すなわち、位相変調回路Ｍ
　ＯＤ　’Ｂの時定数が大きくなって信号ＶＢの遅れが
大きくなり、これをパルス波形に整形した信号ｖｂの立
ち上がり時において、同様に信号ＶＡを整形した信号Ｖ
ａのレベルがＬからＨに変化する。したがって位相比較
器ｐｃのＱ出力端にはＨがセットされる。このとき、上
昇モードでありブリップフロップＦＦＩの出力端がして
インバータＩＮＩの出力端にＨがセットされているから
、ナントゲートＮＡＩの出力端がＬとなる。

したがって、ダイオードＤ５を介してブリップフロップ
ＦＦ２がセットされると同時にダイオードＤ２を介して
ブリッププロップＦＦＩがリセットされ、下降指定とな
る。

これによってトランジスタＱ２がオフ、Ｑ３がオンにそ
れぞれ反転し、リレーＲＬＩがオフ、ＲＬ２がオンして
電気モータＭａが逆転付勢される。

窓ガラスが再び下降して下限位置に達すると、演算増幅
器ＯＰ２の出力端がＬとなり、ブリップフロップＦＦＩ
にリセットがかかり電気モータＭａは停止する。

下降動作が指定された場合、ブリップフロップＦＦ２が
セットされＦＦＩがリセットされて、トランジスタＱ２
がオフ、Ｑ３がオンにそれぞれセラ１−され、電気モー
タＭａは逆転する。この場合、位相比較器ｐｃの出力信
号はフリッププロップＦＦ２の状態に影響を及ぼさない
。つまり、下降の場合には窓ガラスに手を挟むことはな
し）から、窓から手を出しても電気モータＭａを停止さ
せる必要はない。

第５図に５本発明のもう１つの実施例を示す。

第５図を参照すると、この例では窓ガラス２の内部に共
通電極Ｔ’Ｍ３を配置し、２つの電＠ＴＭ１および１Ｍ
２を窓ガラス２の移動方向に並べである。またこの実施
例では、電極１゛Ｍ１とＴＭ３との距離と電（ｉＴＭ２
とＴＭ３との距離が異なるので、異物非検出時の２組の
コンデンサの静電容量を略等しくするため、電極ＴＭ２
をＴＭＩよりも大きくしである。電極ＴＭＩとＴＭ２は
、ドアフレーム１ａに備わったウェザ−ストリップ６内
に互いに絶縁して装着しである。電気回路および駆動装
置の構成は、前記実施例と同一である。

なお、上記実施例においてはドアにフレームのある車輌
について説明したが、フレームレス構造のドアを有する
車輌においても、同様に車体に異物検出用の電極を設け
ることによって本発明を実施しうる。また、実施例では
異物を検出するとモータを逆転させる構成としたが、手
等が窓ガラスに挟まれる前にその存在を検出できる場合
には。

単にモータを停止させるだけでよい。

また、実施例ではドアの窓ガラスを開閉駆動する装置に
ついて説明したが、同様に、人の手、灯等を挟む恐れの
ある部分、例えば電動ルーフパネル（サンルーフ）、ド
ア開閉装置等にも本発明を実施しうる。

［構成］ 以上説明した実施例によれば、異物の有無を検出するこ
とにより確実に事故を防止でき、特に、窓ガラスのよう
に広い範囲にわたって手等を挟む恐れのある装置でも、
１つの検出器で全ての領域を監視しうるから装置構成が
簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は車輌の助手席ドアの窓ガラス駆動機構を示す
正面図、第１ｂ図は第１ａ図の要部を示す拡大斜視図で
ある。 第２図は、第１ａ図のＩＩ　−ＩＩ線から見た断面図で
ある。 第３図は、第１ａ図の窓ガラス駆動機構を制御する電気
回路を示す電気回路図である。 第４図は、第３図の電気回路の動作の一例を示すタイミ
ングチャートである。 第５図は、本発明のもう１つの実施例を示すドアフレー
ムの断面図である。 １：助手席ドア ｌａ：ドアフレーム（共通電極） ２：窓ガラス（可動物体） ３ａ、３ｂ：リンクアーム ４：扇形歯車　５：異物検出器 ６：ウェザ−ストリップ Ｍａ：電気モータ（駆動手段） ＴＭＩ：電極（第１の検出電極） ＴＭ２二電極（第２の検出電極） Ｔ’Ｍ３：電ｔ＠（共通電極） ＰＣ：位相比較器 ＦＦＩ、ＦＦ２：ＲＳフリッププロップＭＯＤＡ、ＭＯ
ＤＢ　：位相変調回路 ｏｓｃ：パルス発生器 ＳＷＩ　：メインキースイッチ ＳＷ２　：サブキースイッチ ＳＷ３　ニストップキースイッチ ＲＬＩ、ＲＬ２：リレー ＰＴＭ：ポテンショメータ ＩＧＳ：イグニッションキースイッチ 軍２図 第５図 ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定位置で往復移動する可、動物体；前記可動物
   体を駆動し、該可動物体を車体上の開位置および閉位置
   番；位置決めする駆動手段；互いに近接して、前記車体
   上の閉位置近傍に配置された、第１および第２の検出電
   極；少なくとも前記可動物体が車体上の閉位置にある状
   態で、前記検出電極と対向する位置に配置された共通電
   極；および 所定のスイッチ操作に応じて前記駆動手段を付勢すると
   ともに、前記第１の検出電極と共通電極の間の静電容量
   、および第２の検出電極と共通電極の間の静電容量に応
   じて、少なくとも２つの状態を判別し、所定の状態を判
   別すると前記駆動手段を消勢もしくは逆方向（＝Ｊ勢す
   る、電子制御手段； を備える、車上電動装備の開閉駆動装置。
2. （２）第１および第２の共通電極を車体から絶縁して車
   上固定部材に配置し、車体を共通電極とした。漏記特許
   請求の範囲第（１）項記載６車上電動装備の開閉駆動装
   置。
3. （３）共通電極を可動物体に装備し、第１および第２の
   検出電極を車体固定側に配置した、前記特許請求の範囲
   第（１）項記載の車上電動装備の開閉駆動装置。
4. （４）第１の検出電極と第２の検出電極とを異なる大き
   さとした、前記特許請求の範囲第（１）項記載の車上電
   動装備の開閉駆動装置。
5. （５）第１の検出電極および第２の検出電極の少なくと
   も一方は、可撓性部材に固着された、前記特許請求の範
   囲第（１）項、第（２）項、第（３）項又は第（４５項
   記載の車上電動装備の開閉駆動装置。