WO2017038404A1 - 挟み込みセンサ及び開閉体制御装置 - Google Patents

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貴史 長尾
達司 勝山
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株式会社東海理化電機製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a pinching sensor and an opening / closing body control device for detecting pinching of an object by an opening / closing body.
  • a power window device provided with a capacitance type sensor electrode on a window glass and equipped with an anti-pinch device that detects pinching of an object by the window glass based on an output from the sensor electrode is well known (Patent Document 1). Etc.).
  • This pinching prevention device includes a sensor electrode whose capacitance increases when an object approaches or comes into contact.
  • the anti-pinch device lowers the window glass in order to prevent the object from being caught when the electrostatic capacity of the sensor electrode exceeds a predetermined value while the window glass is rising.
  • the conventional anti-pinch device Since the sensor electrode of the conventional anti-pinch device is non-directional, the output of the sensor electrode changes in response to the approach of an object from the side of the window glass. In this case, the conventional anti-pinch device may erroneously detect the pinch and may reverse the movement of the window glass even if the object is not pinched.
  • An object of the present invention is to provide a pinching sensor and an opening / closing body control device that can reduce erroneous detection of pinching.
  • One aspect of the present invention provides a pinching sensor used with an opening / closing body.
  • the pinching sensor covers the selected sensor electrode in a non-contact manner with a capacitance type sensor electrode provided at the end of the opening / closing body in the closing direction, and pinches the limited detection directivity.
  • the shield electrode that covers a selected part of the sensor electrode in a non-contact manner sets the limited detection directivity to the sandwich sensor, it is possible to reduce the misdetection of the sandwich.
  • the shield electrode which can be at the ground potential, may lower the detection sensitivity.
  • the dummy electrode is provided between the sensor electrode and the shield electrode, the sensitivity of the sensor electrode is maintained or improved by the dummy electrode. Therefore, it becomes more advantageous to prevent erroneous detection of pinching.
  • the shield electrode is provided on both sides of the sensor electrode in an indoor / outdoor direction orthogonal to the closing direction of the opening / closing body. According to this configuration, the change in the output of the sensor electrode due to the contact or approach of an object from the indoor / outdoor direction orthogonal to the closing direction of the opening / closing body is reduced, and erroneous pinching detection can be reduced.
  • the shield electrode has a shape that opens in the closing direction of the opening / closing body and surrounds the dummy electrode
  • the dummy electrode has a shape that opens in the closing direction of the opening / closing body and surrounds the sensor electrode. It is preferable. According to this configuration, the detection directivity of the sandwiching sensor can be set by the surrounding of the sensor electrode by the shield electrode and the dummy electrode and the position of the opening of the shield electrode and the dummy electrode.
  • the shield electrode and the dummy electrode have an opening in the closing direction of the opening / closing body. Therefore, it is advantageous for pinching determination at the time of closing operation of the opening / closing body.
  • the sensor electrode, the shield electrode, and the dummy electrode are provided in the entire end portion of the opening / closing body. According to this configuration, since the shield electrode and the dummy electrode are arranged together with the sensor electrode along the end portion of the opening / closing body, the pinching detection accuracy by the end portion of the opening / closing body is improved, and erroneous detection of pinching is reduced.
  • the opening / closing body control device determines the pinching by the opening / closing body based on the capacitance type pinching sensor described above and the detection signal output from the pinching sensor, and determines pinching.
  • a pinching control unit that reverses or stops the movement of the opening and closing body.
  • FIG. 3 Schematic of a power window device.
  • (A) is a perspective view of the pinching sensor of one embodiment
  • (b) is a schematic side view of the pinching sensor of FIG. 3 (a), as viewed from the longitudinal direction of the sensor electrode
  • (c) is FIG. 3 (a).
  • A) is a perspective view of the sandwiching sensor according to the first reference example
  • (b) is a schematic side view of the sandwiching sensor of FIG. 4 (a) as viewed from the longitudinal direction of the sensor electrode
  • (c) is FIG.
  • FIG. 5 Is a graph showing the relationship between the capacitance of the sandwiching sensor and the glass position.
  • A)-(d) is a typical side view of the pinching sensor of some modified examples as seen from the longitudinal direction of the sensor electrode.
  • a power window device 1 provided in a vehicle or the like includes a movable window glass 3 that is an opening / closing body provided in a door (hereinafter referred to as a vehicle door 2), and the window glass 3. And an actuator 4 that automatically opens and closes.
  • the window glass 3 can reciprocate linearly, for example, between the fully closed position and the fully open position in an opening 6 of a frame (hereinafter referred to as a door frame 5).
  • the actuator 4 can include, for example, a motor.
  • the power window device 1 includes a controller 9 that controls the operation of the power window device 1.
  • the controller 9 is preferably, for example, a body ECU (Electronic Control Unit) that manages the power supply of the in-vehicle electrical components.
  • the controller 9, which can be a body ECU, can include one or more processors and a software program executed by the one or more processors, for example, stored in a memory.
  • the controller 9 receives a request signal Sr from the operation unit 10 operated by the user when operating the power window device 1.
  • the operation unit 10 is provided on the vehicle door 2, for example.
  • the power window device 1 manually moves the window glass 3 only during a time period during which a user operation on the operation unit 10 is performed, and moves the window glass 3 to a fully closed position or a fully opened position when the operation unit 10 is operated. It is possible to execute automatic movement. Therefore, the request signal Sr can include a manual ascent request signal, a manual ascent request signal, an auto ascent request signal, and an auto descend request signal.
  • the controller 9 supplies the drive signal Sd to the actuator 4 according to the request signal Sr from the operation unit 10 to move the window glass 3 up and down.
  • the power window device 1 includes an opening / closing body control device 12 having a pinching prevention function for preventing an object (such as a human body) from being pinched by the window glass 3.
  • the opening / closing body control device 12 determines whether an object is sandwiched by the window glass 3 based on the detection signal Sv output from the electrostatic sandwiching sensor 14 provided at the end of the window glass 3. If the pinching is detected, the movement of the window glass 3 is reversed or stopped.
  • the pinching sensor 14 includes a capacitive sensor electrode 18 that can detect the approach or contact of an object.
  • the sensor electrode 18 is provided at the end of the window glass 3 in the closing direction. In the illustrated example, the sensor electrode 18 is disposed at the upper end (one band of the upper end surface 3a) of the window glass 3.
  • the sensor electrode 18 detects a capacitance that changes according to the approach and contact of an object. That is, the sensor electrode 18 can detect not only contact of an object but also approach of the object.
  • the sensor electrode 18 detects a lower value of capacitance when the object is not present nearby, and increases in capacitance when the object approaches or contacts.
  • the opening / closing body control device 12 includes a pinching control unit 19 assigned to the pinching prevention function.
  • the sandwiching control unit 19 is provided in the controller 9.
  • the opening / closing body control device 12 includes a pinching determination threshold value C1 for pinching determination.
  • the pinch determination threshold C1 is stored in a memory (not shown) of the controller 9, for example.
  • the sandwiching control unit 19 compares the electrostatic capacitance (detection signal Sv) output from the sensor electrode 18 while the window glass 3 is raised with the sandwiching determination threshold C1.
  • the sandwiching control unit 19 determines that sandwiching has occurred in the window glass 3 when the electrostatic capacitance is equal to or greater than the sandwiching determination threshold C1, and reverses the moving direction of the window glass 3 downward, or the window glass 3 Stop moving on the spot.
  • the structure of the pinch sensor 14 will be described with reference to FIGS.
  • the YZ plane in FIG. 3A shows the plane of the window glass 3.
  • the Z axis in FIG. 3A indicates the moving direction of the window glass 3 during the closing operation.
  • the X axis in FIG. 3 is a direction orthogonal to the plane of the window glass 3 and may be referred to as an indoor / outdoor direction.
  • the sandwiching sensor 14 covers a selected part of the sensor electrode 18 in a non-contact manner, and a shield electrode 22 for setting the limited detection directivity to the sandwiching sensor 14 and a dummy for ensuring the detection sensitivity of the sensor electrode 18. And an electrode 23.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 are disposed on the end portion (upper end surface 3 a) of the window glass 3.
  • the sensor electrode 18, the shield electrode 22, and the dummy electrode 23 may be completely embedded in the window glass 3.
  • the glass fills the gap between the sensor electrode 18 and the shield electrode 22 and the gap between the shield electrode 22 and the dummy electrode 23.
  • the shield electrode 22 preferably includes a portion covering both sides of the sensor electrode 18 in the indoor / outdoor direction (X axis in FIG. 3).
  • the shield electrode 22 has a shape that opens in the closing direction of the window glass 3 and surrounds the sensor electrode 18 in a direction other than the closing direction of the window glass 3 (for example, a U-shaped groove).
  • the dummy electrode 23 is disposed between the sensor electrode 18 and the shield electrode 22 and is set to the same potential as the sensor electrode 18 or a potential in the vicinity thereof.
  • the dummy electrode 23 does not cover the sensor electrode 18 and the shield electrode 22 in the closing direction of the window glass 3.
  • the dummy electrode 23 preferably includes a portion that covers both sides of the sensor electrode 18 and / or the shield electrode 22 at least in the indoor / outdoor direction (X-axis in FIG. 3).
  • the dummy electrode 23 may have a U-shaped groove shape similar to the shield electrode 22.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 are preferably the same length as the sensor electrode 18.
  • the sensor electrode 18, the shield electrode 22, and the dummy electrode 23 are preferably provided in the entire end portion of the window glass 3.
  • the sensor electrode 18 has a longitudinal axis that intersects the closing direction of the window glass 3, and may be, for example, a sensor electrode line.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 may be parallel to the longitudinal axis of the sensor electrode 18.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 may form a double electrode layer disposed in a direction intersecting both the closing direction of the window glass 3 and the longitudinal axis of the sensor electrode 18.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 in FIG. 3 form a double electrode layer surrounding the sensor electrode 18 in the direction other than the closing direction of the window glass 3.
  • the shield electrode 22 is preferably connected to the ground potential or grounded.
  • the operation of the power window device 1 (the pinching sensor 14) will be described with reference to FIGS.
  • an object such as a human finger
  • the capacitance of the sensor electrode 18 increases to “Cx”.
  • the sandwiching control unit 19 confirms that the electrostatic capacitance of the sensor electrode 18 is equal to or greater than the sandwiching determination threshold C1 while the window glass 3 is rising, the sandwiching control unit 19 reverses or stops the movement of the window glass 3. Thereby, when the window glass 3 is raised, a user's finger or the like is not sandwiched between the window glasses 3.
  • FIG. 4 (a) to 4 (c) show a sandwiching sensor of a first reference example in which only the sensor electrode 18 is provided on the window glass 3.
  • FIG. Since the sandwiching sensor of the first reference example does not include the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 of the embodiment, and the sensor electrode 18 is omnidirectional, the sandwiching sensor of the first reference example is omnidirectional. Therefore, the output of the sensor electrode 18 increases only when the user's finger or the like approaches the side surface of the window glass 3. For this reason, the user's finger or the like just approaches the window glass 3 from the side of the window glass 3 that is different from the moving direction of the window glass 3 during the closing operation (for example, the X-axis direction in FIG. 3). In some cases, the electrostatic capacity may be greater than or equal to the sandwiching determination threshold C1, and the movement of the window glass 3 during the closing operation may be reversed or stopped. In the first reference example, erroneous detection of an object is likely to occur.
  • the radiated electric field of the sensor electrode 18 may affect other ECUs.
  • the radiation electric field of the sensor electrode 18 affects the radio receiver as radiation noise, and noise mixed in the output sound of the radio receiver may increase.
  • the sensor electrode 18 is easily affected by external noise.
  • the electrostatic capacitance of the sensor electrode 18 may change due to external noise, and the immunity of the sandwiching sensor of the first reference example is weak.
  • FIGS. 5A to 5C show a sandwiching sensor of a second reference example in which the sensor electrode 18 and the shield electrode 22 are provided on the window glass 3.
  • FIG. Since the shield electrode 22 of the second reference example surrounds the side and the lower side of the sensor electrode 18, the sandwiching sensor of the second reference example has detection directivity limited in the upward direction (the closing direction of the window glass 3). . For example, even if a user's finger or the like approaches the window glass 3 from the side of the window glass 3, the output of the sensor electrode 18 does not react to this approach, so the pinching sensor of the second reference example reduces false detection of an object. It becomes possible to do.
  • the radiation electric field of the sensor electrode 18 is also limited in the upward direction, it is possible to suppress the influence of radiation noise on other ECUs. For example, it is advantageous to suppress noise mixed in the output sound of the radio receiver.
  • the second reference example it is possible to block the external noise from the side of the window glass 3 or from below by the shield electrode 22. Therefore, the change in the capacitance of the sensor electrode 18 due to the external noise is reduced or prevented, and the imperfection of the sandwiching sensor of the second reference example is higher than that of the first reference example.
  • the base capacitance “C0” of the sensor electrode 18 becomes high, and there is a concern that the amount of change ⁇ C in capacitance when an object (such as a human hand) comes into contact with the sensor electrode 18 becomes small.
  • the base capacitance C0 is a value of capacitance when no object approaches or touches, and is set each time the vehicle power source is turned on, for example.
  • a shield electrode 22 is provided in the vicinity of the sensor electrode 18, and a dummy electrode 23 is disposed between the sensor electrode 18 and the shield electrode 22.
  • 18 and the dummy electrode 23 are set to the same potential (or the vicinity thereof).
  • the electrostatic capacitance (magnetic field) between the sensor electrode 18 and the dummy electrode 23 can be set to “0”. Therefore, since the base capacitance C0 is set low, it is possible to ensure the capacitance change amount ⁇ C. That is, the sensitivity of the sensor electrode 18 can be ensured.
  • the shield electrode 23 covers a selected part of the sensor electrode 18 in a non-contact manner, and the limited detection directivity is set in the sandwiching sensor 14.
  • the detection directivity of the sandwiching sensor 14 is limited to a predetermined direction that is not covered by the shield electrode 22 or not electromagnetically shielded (for example, the closing direction of the window glass 3). Therefore, erroneous detection of pinching can be reduced.
  • the shield electrode 22 that may be at the ground potential may lower the detection sensitivity.
  • the dummy electrode 23 is provided between the sensor electrode 18 and the shield electrode 22, the sensitivity of the sensor electrode 18 is maintained by the dummy electrode 23. improves. Therefore, it becomes more advantageous to prevent erroneous detection of pinching.
  • the shield electrodes 22 are provided on both sides of the sensor electrode 18 in the indoor / outdoor direction (X axis in FIG. 3) orthogonal to the closing direction of the window glass 3.
  • the shield electrode 22 does not cover the sensor electrode 18 in the closing direction of the window glass 3. Therefore, the change of the output of the sensor electrode 18 due to the contact or approach of an object from the indoor / outdoor direction orthogonal to the closing direction of the window glass 3 is reduced, and erroneous pinching detection can be reduced.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 have a shape (substantially bowl shape) surrounding the sensor electrode 18 while being opened in the closing direction of the window glass 3. Therefore, since the directivity of the sensor electrode 18 is limited to only one direction (the closing direction of the window glass 3), it is advantageous to perform pinching determination using the sensor electrode 18 more correctly.
  • the sensor electrode 18, the shield electrode 22, and the dummy electrode 23 are provided in the entire end portion of the window glass 3. Therefore, when the sensor electrode 18 is provided over the entire end face of the window glass 3, the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 are disposed in any part of the sensor electrode 18, which is more advantageous in preventing erroneous detection of pinching. .
  • the embodiment is not limited to the configuration described so far, and may be modified as follows.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 include a portion that covers one side of the sensor electrode 18 in the indoor / outdoor direction of the window glass 3, and may not cover the other side.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 cover only both sides of the sensor electrode 18 in the indoor / outdoor direction of the window glass 3 and do not cover the sensor electrode 18 in the opening direction of the window glass 3. Also good.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 are arranged at a plurality of sets separated from each other when viewed from the axial direction of the shield electrode 22, for example, on the right, left, and lower sides of the shield electrode 22. May be arranged as three sets.
  • the sandwiching sensor 14 may not be embedded in the window glass 3 but may be fixedly disposed on the upper end surface 3 a of the window glass 3. In this case, it is preferable to protect by the protective coating which covers the upper end surface 3a of the window glass 3, and the electrode of the pinching sensor 14.
  • the vertical position (height position in the opening and closing direction) of the shield electrode 22 and / or the dummy electrode 23 with respect to the sensor electrode 18 may be changed.
  • the interval between the sensor electrode 18 and the dummy electrode 23 and the interval between the dummy electrode 23 and the shield electrode 22 may be the same or different.
  • the sensor electrode 18, the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 may be arranged at any position on the window glass 3.
  • the sensor electrode 18, the shield electrode 22, and the dummy electrode 23 may have shapes having different lengths.
  • the sensor electrode 18 may be the longest, and the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 may be formed only at a necessary portion.
  • the shield electrode 22 and the dummy electrode 23 are not limited to the U-shaped groove shape, and may have different shapes.
  • the pinching sensor 14 may be one of a plurality of pinching sensors.
  • the plurality of sandwiching sensors 14 may be arranged or embedded at a plurality of locations in the window glass 3.
  • the sandwiching determination threshold C1 is not limited to a fixed value, and may be a variable value. In this case, for example, when the vehicle power supply is turned on, it is preferably set as appropriate according to the current value of the capacitance and the surrounding environment.
  • the opening / closing body is not limited to the window glass 3 and can be changed to various movable opening / closing bodies other than the window glass 3.
  • the opening / closing body control device 10 having the pinching prevention function of the present embodiment is not limited to being applied to a vehicle, and can be applied to other devices and devices such as a door of a building, for example.
  • the sandwiching sensor 14 may include only the sensor electrode 18 and the shield electrode 22 as in the second reference example of FIG. In this case, since the directivity of object detection is limited, the advantage of preventing erroneous detection of pinching can be enjoyed.
  • a pinch sensor used together with a pinch detection device that determines pinching by an opening / closing body includes a capacitive sensor electrode provided at an end of the opening / closing body in a closing direction, Shield electrodes are provided on both sides of the sensor electrode in a direction crossing the closing direction. According to this configuration, since the shield electrode shields the sensor electrode in the direction intersecting the closing direction of the opening / closing body, the pinching sensor detects approach or contact of an object in the direction intersecting the closing direction of the opening / closing body. Can have directivity.
  • Some implementations provide a pinch sensor for use with a movable panel having a leading edge in the direction of movement.
  • the pinch sensor extends in parallel with the sensor electrode, which may be a first elongated conductor strip, fixedly disposed at or near the leading edge of the movable panel.
  • a dummy electrode that may be a second elongated conductor strip that covers the first portion of the peripheral surface of the sensor electrode in a non-contact manner, and extends in parallel with the sensor electrode and the dummy electrode, and the sensor electrode
  • a grounded shield electrode which may be a third elongated conductor strip that covers the peripheral surface of the dummy electrode that covers the first portion of the peripheral surface in a non-contact manner, and the peripheral surface of the sensor electrode Is a second part different from the first part, and has the second part not covered with the dummy electrode and the shield electrode.
  • the pinching sensor has detection directivity in the moving direction of the movable panel.
  • Opening / closing body (window glass), 12 ... Opening / closing body control device, 14 ... sandwiching sensor, 18 ... sensor electrode, 19 ... sandwiching control unit, 22 ... shield electrode, 23 ... dummy electrode, Sv ... detection signal.

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Abstract

挟み込みセンサ（１４）は、ウィンドウガラス（３）に設けられる静電容量式のセンサ電極（１８）と、センサ電極（１８）の選択された一部を非接触で覆い、制限された検出指向性を挟み込みセンサ（１４）に設定するシールド電極（２２）と、センサ電極（１８）及びシールド電極（２２）の間に配置されてセンサ電極（１８）と同電位又はその付近の電位に設定されたダミー電極（２３）とを備える。

Description

挟み込みセンサ及び開閉体制御装置
　本発明は、開閉体による物体の挟み込みを検出するための挟み込みセンサ及び開閉体制御装置に関する。
　従来、ウィンドウガラスに静電容量式のセンサ電極を設け、このセンサ電極からの出力を基にウィンドウガラスによる物体の挟み込みを検出する挟み込み防止装置を備えたパワーウィンドウ装置が周知である（特許文献１等参照）。この挟み込み防止装置は、物体の接近又は接触によって静電容量が増加するセンサ電極を備える。挟み込み防止装置は、ウィンドウガラスの上昇中にセンサ電極の静電容量が所定値以上となったとき、物体の挟み込みを防止するために、ウィンドウガラスを下降させる。
特開２００５－３１４９４９号公報
　従来の挟み込み防止装置のセンサ電極は無指向性であるので、ウィンドウガラスの側方からの物体の接近に反応して、センサ電極の出力が変化する。この場合、従来の挟み込み防止装置は、挟み込みを誤検出し、物体の挟み込みがないにもかかわらず、ウィンドウガラスの移動を反転させることがあった。
　本発明の目的は、挟み込みの誤検出を低減することができる挟み込みセンサ及び開閉体制御装置を提供することにある。
　本発明の一側面は、開閉体とともに用いられる挟み込みセンサを提供する。その挟み込みセンサは、前記開閉体の閉方向の端部に設けられる静電容量式のセンサ電極と、前記センサ電極の選択された一部を非接触で覆い、制限された検出指向性を前記挟み込みセンサに設定するシールド電極と、前記センサ電極及び前記シールド電極の間に配置され、前記センサ電極と同電位又はその付近の電位に設定されたダミー電極とを備える。
　この構成によれば、センサ電極の選択された一部を非接触で覆うシールド電極が、制限された検出指向性を挟み込みセンサに設定するので、挟み込みの誤検出を低減することが可能となる。接地電位であり得るシールド電極は、検出感度を低下させることがあるが、センサ電極及びシールド電極の間にダミー電極を設けたので、ダミー電極によってセンサ電極の感度が維持または向上する。よって、挟み込みの誤検出を防止するのに一層有利となる。
　前記シールド電極は、前記開閉体の前記閉方向に直交する室内外方向においてセンサ電極の両側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、開閉体の閉方向に直交する室内外方向からの物体の接触または接近によって、センサ電極の出力が変化することが低減され、挟み込み誤検出を低減できる。
　前記シールド電極は、前記開閉体の前記閉方向に開口し、前記ダミー電極を囲む形状を有し、当該ダミー電極は、前記開閉体の前記閉方向に開口し、前記センサ電極を囲む形状を有することが好ましい。この構成によれば、シールド電極及びダミー電極によるセンサ電極の包囲及びシールド電極及びダミー電極の開口の位置によって、挟み込みセンサの検出指向性を設定することができる。そして、シールド電極及びダミー電極は、開閉体の閉方向に開口を有する。したがって、開閉体の閉動作時の挟み込み判定に有利となる。
　前記センサ電極、前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記開閉体の端部一帯に設けられていることが好ましい。この構成によれば、センサ電極とともにシールド電極及びダミー電極が開閉体の端部一帯に配置されるので、開閉体の端部による挟み込みの検出精度は向上し、挟み込みの誤検出は低減される。
　本発明の一側面に従う開閉体制御装置は、上記した静電容量式の挟み込みセンサと、その挟み込みセンサから出力される検出信号に基づき、前記開閉体による挟み込みを判定し、挟み込みを判定したとき、前記開閉体の移動を反転又は停止させる挟み込み制御部とを備える。
　本発明のいくつかの側面によれば、挟み込みの誤検出を低減することができる。本発明の他の形態及び利点は本発明の技術的思想の例を示している図面と共に以下の記載から明らかとなる。
パワーウィンドウ装置の概略図。 一実施形態のパワーウィンドウ装置のブロック図。 （ａ）は一実施形態の挟み込みセンサの斜視図、（ｂ）は図３（ａ）の挟み込みセンサの、センサ電極の長手方向から見た模式的側面図、（ｃ）は図３（ａ）の挟み込みセンサの静電容量とガラス位置との関係を示すグラフ。 （ａ）は第１参考例に従う挟み込みセンサの斜視図、（ｂ）は図４（ａ）の挟み込みセンサの、センサ電極の長手方向から見た模式的側面図、（ｃ）は図４（ａ）の挟み込みセンサの静電容量とガラス位置との関係を示すグラフ。 （ａ）は第２参考例に従う挟み込みセンサの斜視図、（ｂ）は図５（ａ）の挟み込みセンサの、センサ電極の長手方向から見た模式的側面図、（ｃ）は図５（ａ）の挟み込みセンサの静電容量とガラス位置との関係を示すグラフ。 （ａ）～（ｄ）はいくつかの変更例の挟み込みセンサの、センサ電極の長手方向から見た模式的側面図。
　以下、挟み込みセンサ及び開閉体制御装置の一実施形態を図１～図５に従って説明する。
　図１に示すように、車両等に設けられたパワーウィンドウ装置１は、ドア（以降、車両ドア２と記す）に設けられた開閉体である可動式のウィンドウガラス３と、そのウィンドウガラス３を自動で開閉させるアクチュエータ４とを備える。ウィンドウガラス３は、フレーム（以降、ドアフレーム５と記す）の開口６において、全閉位置と全開位置との間を、例えば直線的に往復動可能となっている。アクチュエータ４は、例えばモータを含むことができる。
　図２に示すように、パワーウィンドウ装置１は、パワーウィンドウ装置１の動作を制御するコントローラ９を備える。コントローラ９は、例えば車載電装品の電源を管理するボディＥＣＵ（Electronic Control Unit）であることが好ましい。ボディＥＣＵであり得るコントローラ９は、一以上のプロセッサと、その一以上のプロセッサによって実行される、例えばメモリに格納されるソフトウェアプログラムとを備えることができる。コントローラ９には、パワーウィンドウ装置１を作動するときにユーザによって操作される操作部１０から要求信号Ｓｒが入力される。操作部１０は、例えば車両ドア２に設けられる。パワーウィンドウ装置１は、操作部１０に対するユーザ操作が実施されている時間期間だけウィンドウガラス３を移動させるマニュアル移動と、操作部１０が操作されるとウィンドウガラス３を全閉位置または全開位置まで移動させるオート移動とを実行可能である。したがって、要求信号Ｓｒは、マニュアル上昇要求信号、マニュアル下降要求信号、オート上昇要求信号、オート下降要求信号を含むことができる。コントローラ９は、操作部１０からの要求信号Ｓｒに従って、アクチュエータ４に駆動信号Ｓｄを供給してウィンドウガラス３を上下動させる。
　パワーウィンドウ装置１は、ウィンドウガラス３による物体（人体等）の挟み込みを防止する挟み込み防止機能を有する開閉体制御装置１２を備える。本実施形態の開閉体制御装置１２は、ウィンドウガラス３の端部に設けられた静電容量式の挟み込みセンサ１４から出力される検出信号Ｓｖを基に、ウィンドウガラス３による物体の挟み込みを判定し、挟み込みが検出されれば、ウィンドウガラス３の移動を反転又は停止させる。
　本実施形態では、挟み込みセンサ１４は、物体の接近又は接触を検出可能な静電容量式のセンサ電極１８を備える。センサ電極１８は、ウィンドウガラス３の閉方向の端部に設けられている。図示した例では、センサ電極１８は、ウィンドウガラス３の上端（上端面３ａの一帯）に配置されている。センサ電極１８は、物体の接近及び接触に応じて変化する静電容量を検出する。すなわち、センサ電極１８は、物体の接触のみならず、物体の接近も検出可能である。センサ電極１８は、物体が近くに存在しないとき、低めの値の静電容量を検出し、物体が接近又は接触するとき、静電容量が高くなる。
　開閉体制御装置１２は、挟み込み防止機能に割り当てられた挟み込み制御部１９を備える。挟み込み制御部１９は、コントローラ９に設けられる。また、開閉体制御装置１２は、挟み込み判定のための挟み込み判定閾値Ｃ１を備える。挟み込み判定閾値Ｃ１は、例えばコントローラ９のメモリ（図示略）に格納される。挟み込み制御部１９は、ウィンドウガラス３の上昇中にセンサ電極１８から出力される静電容量（検出信号Ｓｖ）と挟み込み判定閾値Ｃ１とを比較する。そして、挟み込み制御部１９は、静電容量が挟み込み判定閾値Ｃ１以上となると、ウィンドウガラス３に挟み込みが発生したと判定し、ウィンドウガラス３の移動方向を下方に反転させるか、又はウィンドウガラス３の移動をその場で停止させる。
　図３（ａ），（ｂ）を参照して、挟み込みセンサ１４の構造を説明する。図３（ａ）のＹＺ面は、ウィンドウガラス３の平面を示す。図３（ａ）のＺ軸は、閉動作中のウィンドウガラス３の移動方向を示す。図３のＸ軸は、ウィンドウガラス３の平面に直交する方向であり、室内外方向と呼ぶことがある。挟み込みセンサ１４は、センサ電極１８の選択された一部を非接触で覆い、制限された検出指向性を挟み込みセンサ１４に設定するシールド電極２２と、センサ電極１８の検出感度を確保するためのダミー電極２３とを備える。シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の端部（上端面３ａ）に配置されている。センサ電極１８、シールド電極２２、及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３に完全に埋設されてよい。この場合、ガラスがセンサ電極１８とシールド電極２２との間の隙間、及びシールド電極２２とダミー電極２３との間の隙間を充填する。シールド電極２２は、室内外方向（図３のＸ軸）においてセンサ電極１８の両側を覆う部分を含むことが好ましい。本実施形態では、シールド電極２２は、ウィンドウガラス３の閉方向に開口し、ウィンドウガラス３の閉方向を除く方向にセンサ電極１８を囲む形状（例えばＵ字溝）を有している。
　ダミー電極２３は、センサ電極１８とシールド電極２２との間に配置されるとともに、センサ電極１８と同電位に又はその付近の電位に設定されている。ダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の閉方向においてセンサ電極１８の及びシールド電極２２を覆わない。ダミー電極２３は、少なくとも室内外方向（図３のＸ軸）において、センサ電極１８の及び／またはシールド電極２２の両側を覆う部分を含むことが好ましい。ダミー電極２３は、例えば、シールド電極２２と同じようなＵ字溝状を有し得る。シールド電極２２及びダミー電極２３は、センサ電極１８と同じ長さであることが好ましい。センサ電極１８、シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の端部一帯に設けられることが好ましい。
　センサ電極１８は、ウィンドウガラス３の閉方向に交差する長手軸を有し、例えばセンサ電極線であり得る。シールド電極２２及びダミー電極２３は、センサ電極１８の長手軸と平行であり得る。シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の閉方向及びセンサ電極１８の長手軸の両方に交差する方向に配置される２重電極層を形成してよい。図３のシールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の閉方向を除く方向においてセンサ電極１８を囲む２重電極層を形成する。シールド電極２２は接地電位に接続されるかまたは接地されていることが好ましい。
　次に、図３～図５を用いて、パワーウィンドウ装置１（挟み込みセンサ１４）の動作を説明する。
　図３（ｃ）に示すように、例えばウィンドウガラス３の上昇時（オートアップ作動時）において、物体（人の指等）がセンサ電極１８（ウィンドウガラス３の上端面３ａ）に接近又は接触すると、センサ電極１８の静電容量が「Ｃｘ」に増加する。挟み込み制御部１９は、ウィンドウガラス３の上昇中、センサ電極１８の静電容量が挟み込み判定閾値Ｃ１以上となったことを確認すると、ウィンドウガラス３の移動を反転又は停止させる。これにより、ウィンドウガラス３の上昇時、ユーザの指等がウィンドウガラス３に挟まれてしまうことがない。
　図４（ａ）～（ｃ）は、ウィンドウガラス３にセンサ電極１８のみが設けられた第１参考例の挟み込みセンサを示す。第１参考例の挟み込みセンサは実施形態のシールド電極２２及びダミー電極２３を備えておらず、センサ電極１８は無指向性であるので、第１参考例の挟み込みセンサは、無指向性である。したがって、ウィンドウガラス３の側面にユーザの指等が接近しただけでセンサ電極１８の出力が増加してしまう。このため、閉動作中のウィンドウガラス３の移動方向とは異なるウィンドウガラス３の側方（例えば図３のＸ軸方向）からユーザの指等がウィンドウガラス３に近づいただけで、センサ電極１８の静電容量が挟み込み判定閾値Ｃ１以上となってしまうことがあり、閉動作中のウィンドウガラス３の移動が反転又は停止してしまう可能性があった。第１参考例では、物体の誤検出が発生し易い。
　第１参考例では、センサ電極１８の電界が実質的に遮蔽されずにセンサ電極１８の全周から放射されるので、センサ電極１８の放射電界が他のＥＣＵに影響を及ぼすことがある。例えば、センサ電極１８の放射電界が輻射ノイズとしてラジオ受信機に影響を及ぼし、ラジオ受信機の出力音声に混入するノイズが大きくなることがある。
　第１参考例では、センサ電極１８が外来ノイズの影響を受け易い。例えば、外来ノイズによってセンサ電極１８の静電容量が変化することがあり、第１参考例の挟み込みセンサのイミニティ（immunity）は弱い。
　図５（ａ）～（ｃ）は、ウィンドウガラス３にセンサ電極１８とシールド電極２２とを設けた第２参考例の挟み込みセンサを示す。第２参考例のシールド電極２２は、センサ電極１８の側方及び下方を囲うので、第２参考例の挟み込みセンサは、上方向（ウィンドウガラス３の閉方向）に制限された検出指向性を有する。例えば、ユーザの指等がウィンドウガラス３の側方からウィンドウガラス３に近づいたとしても、センサ電極１８の出力はこの接近に反応しないので、第２参考例の挟み込みセンサは物体の誤検出を低減することが可能となる。
　第２参考例では、センサ電極１８の放射電界も上方向に制限されるので、他のＥＣＵに対する輻射ノイズの影響も低く抑えることが可能である。例えば、ラジオ受信機の出力音声に混入するノイズを少なく抑えるのに有利となる。
　第２参考例では、ウィンドウガラス３の側方や下方からの外来ノイズをシールド電極２２によって遮断することが可能となる。よって、外来ノイズに起因するセンサ電極１８の静電容量変化が低減または防止され、第２参考例の挟み込みセンサのイミニティは第１参考例のものに比べて高い。
　しかし、第２参考例では、センサ電極１８とシールド電極２２とが近接するので、センサ電極１８による静電容量の検出感度が低くなってしまう問題がある。すなわち、センサ電極１８のベース静電容量「Ｃ０」が高くなってしまい、物体（人の手等）が接触したときの静電容量の変化量ΔＣが小さくなる懸念がある。なお、ベース静電容量Ｃ０は、物体の接近又は接触がないときの静電容量の値であって、例えば車両電源がオンされたとき、都度設定がなされる。
　そこで、図３に示すように、本実施形態の場合は、センサ電極１８の近傍にシールド電極２２を設け、さらにセンサ電極１８及びシールド電極２２の間にダミー電極２３を配置する構造とし、センサ電極１８とダミー電極２３との間を同電位（又はその付近）とする。これにより、センサ電極１８及びダミー電極２３の間の静電容量（磁界）を「０」にすることが可能となる。よって、ベース静電容量Ｃ０が低く設定されるので、静電容量の変化量ΔＣを確保することが可能となる。すなわち、センサ電極１８の感度を確保することが可能となる。
　本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
　（１）シールド電極２３がセンサ電極１８の選択された一部を非接触で覆い、制限された検出指向性を挟み込みセンサ１４に設定する。例えば、挟み込みセンサ１４の検出指向性は、シールド電極２２によって覆われていないまたは電磁気的に遮蔽されてない所定方向（例えば、ウィンドウガラス３の閉方向）に制限される。よって、挟み込みの誤検出を低減できる。接地電位であり得るシールド電極２２は、検出感度を低下させることがあるが、センサ電極１８及びシールド電極２２の間にダミー電極２３を設けたので、ダミー電極２３によってセンサ電極１８の感度が維持または向上する。よって、挟み込みの誤検出を防止するのに一層有利となる。
　（２）シールド電極２２は、ウィンドウガラス３の閉方向に直交する室内外方向（図３のＸ軸）において、センサ電極１８の両側に設けられている。シールド電極２２は、ウィンドウガラス３の閉方向においてセンサ電極１８を覆わない。よって、ウィンドウガラス３の閉方向に直交する室内外方向からの物体の接触または接近によって、センサ電極１８の出力が変化することが低減され、挟み込み誤検出を低減できる。
　（３）シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の閉方向において開口されつつ、センサ電極１８を囲むような形状（略椀形状）をなしている。よって、センサ電極１８の指向性を一方向（ウィンドウガラス３の閉方向）にのみ限定するので、センサ電極１８を用いた挟み込み判定を、より正しく行うのに有利となる。
　（４）センサ電極１８、シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の端部一帯に設けられている。よって、センサ電極１８をウィンドウガラス３の端面一帯に設けるにあたって、センサ電極１８のどの部分にもシールド電極２２及びダミー電極２３が配置されるので、挟み込みの誤検出を防止するのに一層有利となる。
　なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
　図６（ａ）に示すように、シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の室内外方向においてセンサ電極１８の一側を覆う部分を含み、他側を覆わなくてもよい。
　図６（ｂ）に示すように、シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３の室内外方向においてセンサ電極１８の両側のみを覆い、ウィンドウガラス３の開方向においてセンサ電極１８を覆わなくてもよい。
　図６（ｃ）に示すように、シールド電極２２及びダミー電極２３は、シールド電極２２の軸方向から見た時に、互いに離間した複数の組、例えば、シールド電極２２の右、左、下に配置された３つの組として配置されてもよい。
　図６（ｄ）に示すように、挟み込みセンサ１４は、ウィンドウガラス３に埋設されず、ウィンドウガラス３の上端面３ａに固定的に配置されてもよい。この場合、ウィンドウガラス３の上端面３ａ及び挟み込みセンサ１４の電極を覆う保護コーティングによって保護することが好ましい。
　図６（ａ）～（ｄ）において、センサ電極１８に対するシールド電極２２及び／またはダミー電極２３の上下位置（開閉方向における高さ位置）は、変更してもよい。
　センサ電極１８及びダミー電極２３の間隔と、ダミー電極２３及びシールド電極２２の間隔は、同じでもよく異なっていてもよい。
　センサ電極１８、シールド電極２２及びダミー電極２３は、ウィンドウガラス３のどの位置に配置されてもよい。
　センサ電極１８、シールド電極２２及びダミー電極２３は、互いに長さが異なる形状を有してもよい。一例としては、センサ電極１８が最も長く、必要な箇所にのみシールド電極２２やダミー電極２３が形成されてもよい。
　シールド電極２２及びダミー電極２３は、Ｕ字溝形状に限定されず、互いに異なる形状を有してもよい。
　挟み込みセンサ１４は、複数の挟み込みセンサのうちの一つであってもよい。例えば、複数の挟み込みセンサ１４は、ウィンドウガラス３において、複数箇所に配置または埋設されてもよい。
　挟み込み判定閾値Ｃ１は、固定値に限らず、可変値としてもよい。この場合、例えば車両電源がオンされたとき、静電容量の現在値や周囲環境に応じて適宜設定されることが好ましい。
　開閉体は、ウィンドウガラス３に限定されず、ウィンドウガラス３以外の種々の動く開閉体に変更可能である。
　本実施形態の挟み込み防止機能を有する開閉体制御装置１０は、車両に適用されることに限らず、例えば建物のドアなど、他の装置や機器にも適用可能である。
　検出感度の要求が低い用途の場合、挟み込みセンサ１４は、図５の第２参考例のように、センサ電極１８及びシールド電極２２のみを備えてもよい。この場合、物体検出の指向性は制限されるので、挟み込みの誤検出を防止する利点は享受できる。
　いくつかの実装例では、開閉体による挟み込みを判定する挟み込み判定装置とともに使用される挟み込みセンサは、前記開閉体の閉方向の端部に設けられる静電容量式のセンサ電極と、前記開閉体の閉方向に交差する方向において前記センサ電極の両側に配置されるシールド電極を備える。この構成によれば、シールド電極が前記開閉体の閉方向に交差する方向においてセンサ電極を遮蔽するので、前記挟み込みセンサは、前記開閉体の閉方向に交差する方向における物体の接近または接触を検出しない指向性を有することができる。
　いくつかの実装例は、移動方向にリーディングエッジを有する可動パネルとともに用いられる挟み込みセンサを提供する。その挟み込みセンサは、前記可動パネルの前記リーディングエッジにまたはそのリーディングエッジの近傍に固定的に配置される、第１の長尺状の導体ストリップであり得るセンサ電極と、前記センサ電極と平行に延び、前記センサ電極の周面の第１の部分を非接触で覆う第２の長尺状の導体ストリップであり得るダミー電極と、前記センサ電極及び前記ダミー電極と平行に延び、前記センサ電極の前記周面の前記第１の部分を覆う前記ダミー電極の周面を非接触で覆う第３の長尺状の導体ストリップであり得る、接地されたシールド電極とを備え、前記センサ電極の前記周面は、前記第１の部分とは異なる第２の部分であって、前記ダミー電極及び前記シールド電極に覆われていない前記第２の部分を有する。この構成によれば、センサ電極の周面の第２の部分がダミー電極及びシールド電極に覆われていないので、挟み込みセンサが、センサ電極の第２の部分に対応する、センサ電極の長手軸線の周りの所定の角度範囲に検出指向性を有する。センサ電極の周面の第２の部分は、可動パネルのリーディングエッジを指向していることが好ましい。この構成によれば、挟み込みセンサは、可動パネルの移動方向に検出指向性を有する。
　本発明の主題は、上記した特定の実施形態及び変更例の全ての特徴より少ない特徴に存在する可能性がある。本発明の範囲は、請求の範囲および等価物の全範囲と共に確定されるべきである。
　３…開閉体（ウィンドウガラス）、１２…開閉体制御装置、１４…挟み込みセンサ、１８…センサ電極、１９…挟み込み制御部、２２…シールド電極、２３…ダミー電極、Ｓｖ…検出信号。

Claims (10)

  1. 　開閉体とともに用いられる挟み込みセンサであって、
    　前記開閉体の閉方向の端部に設けられる静電容量式のセンサ電極と、
    　前記センサ電極の選択された一部を非接触で覆い、制限された検出指向性を挟み込みセンサに設定するシールド電極と、
    　前記センサ電極及び前記シールド電極の間に配置され、前記センサ電極と同電位又はその付近の電位に設定されたダミー電極と
    を備えたことを特徴とする挟み込みセンサ。
  2. 　前記シールド電極は、前記開閉体の前記閉方向に直交する室内外方向において前記センサ電極の両側に設けられている、請求項１に記載の挟み込みセンサ。
  3. 　前記シールド電極は、前記開閉体の閉方向に開口し、前記ダミー電極を囲む形状を有し、
    　前記ダミー電極は、前記開閉体の閉方向に開口し、前記センサ電極を囲む形状を有する、請求項１又は２に記載の挟み込みセンサ。
  4. 　前記センサ電極、前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記開閉体の端部一帯に設けられている、請求項１～３のうちいずれか一項に記載の挟み込みセンサ。
  5. 　前記センサ電極は、前記開閉体の閉方向に交差する長手軸を有するセンサ電極線であり、
    　前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記センサ電極の前記長手軸と平行である、請求項１～４のうちいずれか一項に記載の挟み込みセンサ。
  6. 　前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記開閉体の前記閉方向及び前記センサ電極の前記長手軸の両方に交差する方向に配置される２重電極層を形成する、請求項５に記載の挟み込みセンサ。
  7. 　前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記開閉体の前記閉方向を除く方向において前記センサ電極を囲む２重電極層を形成する、請求項５に記載の挟み込みセンサ。
  8. 　前記開閉体は、ウィンドウガラスであり、
    　前記センサ電極、前記シールド電極及び前記ダミー電極は、前記ウィンドウガラスに埋設され、ガラスが前記センサ電極と前記シールド電極との間の隙間、及び前記シールド電極と前記ダミー電極との間の隙間を充填している、請求項１～７のうちいずれか一項に記載の挟み込みセンサ。
  9. 　前記シールド電極は接地電位に接続されている、請求項１～８のうちいずれか一項に記載の挟み込みセンサ。
  10. 　請求項１～９の何れか一項に記載の静電容量式の挟み込みセンサと、
    　前記静電容量式の挟み込みセンサから出力される検出信号に基づき、前記開閉体による挟み込みを判定し、挟み込みを判定したとき、前記開閉体の移動を反転又は停止させる挟み込み制御部と
    を備える開閉体制御装置。
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