(57)【要約】人間の身体部分などの対象物の、存在、大きさ、位置及びタイプを決定する圧縮可能かつ静電容量が可変であるセンサが、非導電性圧縮可能素子によって離隔された二つのフレキシブル導電素子を具える。静電容量センサの静電容量は、静電容量センサ上野対象物によってかかる力に応じて変化する。コントローラが、静電容量センサの静電容量を検知して、これに従って装置を制御する。この装置は、窓などの可動開閉するものであってもよく、コントローラはモニタされた静電容量に応じてこの窓を制御して、対象物が挟まれないようにする。この装置は、シートであっても良く、コントローラはモニタされた静電容量に基づいてシート使用者の特徴を検出する。
2005502859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の存在を決定するセンサにおいて、当該センサが：
距離をおいて離隔されており、当該距離に応じた静電容量を有する第１及び第２のフレキシブルな導電素子と；
前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間に配置されている非導電性の圧縮可能な素子とを具え；
当該非導電性圧縮可能な素子が、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方を押圧している対象物に応じて圧縮して前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の距離が減少するようにし、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の距離の減少に応じて前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量が変化することを特徴とするセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、当該センサが更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量をモニタするコントローラを具え、当該コントローラが前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量の変化に応じて、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方を押圧している対象物の存在を決定することを特徴とするセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記第１のフレキシブル導電素子がセンターコアであり、前記第２のフレキシブル導電素子が前記非導電性圧縮可能な素子と前記第１のフレキシブル導電素子を同軸に被覆していることを特徴とするセンサ。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサにおいて、前記第２のフレキシブル導電素子が電気的に接地されていることを特徴とするセンサ。
【請求項５】
請求項３に記載のセンサが、更に、前記第２のフレキシブル導電素子を同軸に被覆するエラストマ性外皮を具えることを特徴とするセンサ。
【請求項６】
請求項１に記載のセンサが、更に、非導電性圧縮可能なコアを具え、前記第１のフレキシブル導電素子が当該非導電性圧縮可能なコアを同軸に被覆しており、前記非導電性圧縮可能な素子が前記第１のフレキシブル導電素子を同軸に被覆しており、前記第２のフレキシブル導電素子が前記非導電性圧縮可能な素子を同軸に被覆していることを特徴とするセンサ。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサが、更に、第３のフレキシブル導電素子を具え、前記第２及び第３のフレキシブル導電素子が電気的に接地されていると共に、前記第１のフレキシブル導電素子の少なくとも一部を被覆しており、前記第１、第２及び第３のフレキシブル導電素子間に前記非導電性圧縮可能な素子が、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子が第１の距離をおいて離隔され、前記第２の距離に応じて第１の静電容量を有するように、配設されており、前記第１及び第３のフレキシブル導電素子が第２の距離をおいて離隔され、前記第２の距離に応じた第２の静電容量を有しており、前記第１および第２の静電容量は、対象物が前記第２及び第３のフレキシブル導電素子の少なくとも一方に押圧したときの前記第１及び第２の距離の減少に応じて変化することを特徴とするセンサ。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記非導電性圧縮可能な素子がセルフォームを具えることを特徴とするセンサ。
【請求項９】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方が、電気的に導電性のある撚り合わせたワイヤを具えることを特徴とするセンサ。
【請求項１０】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方が、電気的に導電性のあるラミネートプレートを具えることを特徴とするセンサ。
【請求項１１】
請求項２に記載のセンサにおいて、前記コントローラがオフセット信号を生成して前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をバイアスするよう動作可能であることを特徴とするセンサ。
【請求項１２】
請求項２に記載のセンサにおいて、前記コントローラがマイクロプロセッサを具えることを特徴とするセンサ。
【請求項１３】
請求項２に記載のセンサにおいて、前記コントローラが前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をモニタするフィルタリングソフトウエアを実行するよう動作可能であることを特徴とするセンサ。
【請求項１４】
請求項２に記載のセンサにおいて、前記コントローラが前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をモニタする適応するスレッシュホールド検出アルゴリズムを実行するよう動作可能であることを特徴とするセンサ。
【請求項１５】
開閉装置によって規定される開部分内にある対象物の存在を決定するピンチセンサシステムにおいて、該ピンチセンサシステムが：
開閉装置近傍に固定的に配置された圧縮可能な静電容量ピンチセンサであって、該圧縮可能な静電容量ピンチセンサが距離を置いて離隔されている第１及び第２のフレキシブル導電素子を有しており、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子が前記距離に応じた静電容量を有しており、前記圧縮可能な静電容量ピンチセンサが更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間に配設した非導電性圧縮可能な素子を有しており、前記非導電性圧縮可能な素子は、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の距離が減少するように前記開部分内で前記圧縮可能な静電誘導ピンチセンサに接触している対象物に応じて圧縮し、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量が、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の距離の減少に応じて変化するピンチセンサと；
前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量をモニタするコントローラであって、該コントローラが前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の変化に応じて前記開部分内の対象物の存在を決定し、前記コントローラが前記開閉装置を静電容量の変化の機能として制御するコントローラであることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のピンチセンサシステムにおいて、前記開閉装置が電気的に動作する窓であることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のピンチセンサシステムにおいて、前記開閉装置が電気的に動作するドアであることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項１８】
請求項１５に記載のピンチセンサシステムにおいて、前記第１のフレキシブル導電素子がセンターコアであり、前記第２のフレキシブル導電素子が電気的に接地されていると共に、前記非導電性圧縮可能な素子と前記第１のフレキシブル導電素子を同軸に被覆していることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のピンチセンサシステムがさらに、前記第２のフレキシブル導電素子を同軸に被覆するエラストマ性の外皮を具えることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項２０】
請求項１５に記載のピンチセンサシステムにおいて、前記非導電性圧縮可能な素子がセルフォームを具えることを特徴とするピンチセンサシステム。
【請求項２１】
シート使用者センサシステムにおいて、該システムが：
シート内に配置した少なくとも一のシート使用者センサを具え、当該センサが第１、第２及び第３のフレキシブル導電プレートを具え、前記第１のフレキシブル導電プレートが前記第１及び第３のフレキシブル導電プレートが距離を置いて離隔されるように前記第２及び第３のフレキシブル導電プレート間に配設されており、前記第２及び第３のフレキシブル導電プレートが電気的に接地されており、前記第１、第２及び第３のフレキシブル導電プレートが前記距離に応じた静電容量を有し、少なくとも一のシート使用者センサが更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電プレート間に配設された第１の非導電性圧縮可能素子と、前記第１及び第３のフレキシブル導電プレート間に配設された第２の非導電圧縮可能素子を具え、前記第１及び第２の非導電圧縮可能素子が、前記少なくとも一のシート使用者センサを押圧しているシート使用者に応じて圧縮し、前記第２及び第３のフレキシブル導電プレート間の距離が減少し、この距離の減少に応じて前記静電容量が変化するように構成されたシート使用者センサと、
前記少なくとも一のシート使用者センサの静電容量に応じて前記シート使用者の特徴を決定するコントローラを具えることを特徴とするシート使用者センサシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシート使用者センサシステムにおいて、前記少なくとも一のシート使用者センサが前記シートの背もたれ内に配設された背もたれセンサとを具え、前記コントローラが、前記背もたれセンサの静電容量を機能させて、前記シート使用者が背もたれにもたれて座っているか否かを決定することを特徴とするシート使用者センサシステム。
【請求項２３】
請求項２１に記載のシート使用者センサシステムにおいて、前記少なくとも一のシート使用者センサが、前記シートの底部前側に配設されたシート底部前側センサを具え、前記コントローラが、前記シート底部前側センサの静電容量を機能させて、前記シート底部に浅く、あるいは前側に前記シート使用者が座っているかどうかを決定することを特徴とするシート使用者センサシステム。
【請求項２４】
請求項２１に記載のシート使用者センサシステムにおいて、前記少なくとも一のシート使用者センサが、前記シートの底部左側内に配設されたシート底部左側センサと、前記シート底部の右側内に配設されたシート底部右側センサとを具え、前記コントローラが、前記シート底部左側および右側センサの静電容量を機能させて、前記シート底部の左側あるいは右側にシート使用者が座っているか否かを決定することを特徴とするシート使用者センサシステム。
【請求項２５】
請求項２１に記載のシート使用者センサシステムにおいて、前記少なくとも一のシート使用者センサが、前記シートの底部内に配設された少なくとも一のシート底部センサを具え、前記コントローラが前記少なくとも一のシート底部センサの静電容量を機能させて、前記シート使用者の体重を決定することを特徴とするシート使用者センサシステム。
【請求項２６】
請求項２１に記載のシート使用者センサシステムにおいて、前記コントローラが前記第１、第２及び第３のフレキシブル導電プレートの極性を、前記第１の導電プレートが電気的に接地されるように反転するように動作可能であり、前記コントローラが、前記極性を反転した後前記少なくとも一のシート使用者センサの静電容量を決定して、前記シート使用者が生物であるか、非生物であるかを決定することを特徴とするシート使用者センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の存在を決定する静電容量センサに関するものであり、より詳しくは、対象物の存在を決定するフレキシブルな導電体間に非導電性の圧縮可能な素子を有する静電容量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の身体の一部などの対象物の存在、大きさ、及び／又は位置を決定するために、様々なタイプのセンサが用いられている。例えば、自動車の製造では、電気的に作動するドア、窓、ハッチ、デッキ、フード、蓋、などにおけるピンチセンシングや、座席が使用中か否かの検出にセンサが使用されている。
【０００３】
ピンチセンサは、窓などの開閉によって挟まれる、指や手などの対象物の存在を検知する。作動時には、窓に挟まれている対象物に応じてピンチセンサがピンチ信号を発生する。このピンチ信号に応じて、コントローラが窓を逆方向に動くように制御して、より挟んでしまうことを防止し、対象物が開部からはずれるようにする。座席使用センサは、人間などの対象物がシートに着座しているときの特徴を表示する着座信号を発生する。コントローラは、この着座信号を用いて、座席に座っている使用者の特徴（大人か子供か）を見分けて、エアバッグシステム等の様々なシステムの制御を行う。
【０００４】
モータ電流センサ、赤外線ビームセンサ、及び継続スイッチセンサは、ピンチセンシングに使用されている。モータ電流センサと赤外線ビームセンサの問題点は、これらのセンサは間違って電気的な開閉を生じさせてしまい、機械的条件および環境条件の変化によって開状態が続いてしまうことである。
継続スイッチセンサの問題点は、スイッチが活性になるときと対象物がピンチされるときの間にラグタイムがないことである。したがって、機械的および環境条件の変化において信頼性があり、対象物のピンチを妨げるラグタイムのあるピンチセンサの開発が求められている。
【０００５】
ファイバ光学センサ、超音波センサ、電磁センサ、被圧センサ、スイッチマトリックスセンサは、座席使用センサに利用されている。これらの座席使用センサの問題点は、これらのセンサが構造が複雑であり、コストがかかることである。従って、簡易な構成で、コスト効率のよい座席使用センサの開発が望まれている。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的とするところは、フレキシブルな導電体の間に非導電性の圧縮可能な素子を有する対象物の存在を決定する静電容量センサを提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、フレキシブルな導電体の間に非導電性の圧縮可能な素子を有する、閉動作時に開部分に挟まれそうな対象物の存在を決定するピンチ静電容量センサを提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、フレキシブルな導電体の間に非導電性の圧縮可能な素子を有するセンサであって、座席使用者の存在、大きさ、位置、タイプなどの特徴を決定するための座席使用者静電容量センサを提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、フレキシブルな導電体の間に非導電性の圧縮可能な素子を有するセンサであって、座席の対象物が生物であるか、無生物であるかを決定する座席使用者静電容量センサを提供することである。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は対象物の存在を決定するセンサを提供する。このセンサは、隔距離をもって隔てられており、この隔距離に応じた静電容量を有する第１及び第２のフレキシブルな導電体素子を具える。この第１及び第２のフレキシブル導電体素子の間に、非導電性の圧縮可能な素子が挿間されている。この非導電性の圧縮可能な素子は、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方に力を掛けている対象物に応じて圧縮し、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の隔距離を減少させる。前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量は、第１及び第２のフレキシブル導電素子の隔距離の減少に応じて変化する。
【００１１】
前記センサは、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量をモニタするコントローラを具えていても良い。このコントローラが、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量の変化に応じて、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方に力を掛けている対象物の存在を決定する。
【００１２】
このコントローラは、マイクロプロセッサを具えていても良く、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をバイアスするオフセット信号を発生するよう動作する。このコントローラは、フィルタリングソフトウエアを実行して、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をモニタするように動作するものであっても良い。このコントローラは、適応するスレッシュホールド検出アルゴリズムを実行して、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の静電容量をモニタするように動作するものであっても良い。
【００１３】
第１のフレキシブル導電素子は、非導電性の圧縮可能素子と該第１のフレキシブル導電素子に同軸に設けた第２のフレキシブル導電素子を伴うセンターコアであってもよい。第２のフレキシブル導電素子は、好ましくは、電気的に接地されている。エラストマ性の外皮で第２のフレキシブル導電素子を同軸に覆うようにしても良い。
【００１４】
センサは、更に非導電性の圧縮可能なコアを具えていても良い。この場合、第１のフレキシブル導電素子が、前記非導電性の圧縮可能なコアに同軸に延在し、前記非導電性の圧縮可能な素子が前記第１のフレキシブル導電素子に同軸に延在し、第２のフレキシブル導電素子が前記非導電性の圧縮可能な素子に同軸に延在する。
【００１５】
センサは、更に第３のフレキシブル導電素子を具えていても良い。この場合、前記第２及び第３の導電素子が、電気的に接地されており、前記第１のフレキシブル導電素子の少なくとも一部の回りに延在する。前記非導電性の圧縮可能な素子は、第１、第２及び第３のフレキシブル導電素子の間に挿入されており、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子が第１の隔距離によって隔てられて、当該第１の隔距離に応じた第１の静電容量を有するようにすると共に、前記第１及び第３のフレキシブル導電素子が第２の隔距離によって隔てられて、当該第２の隔距離に応じた第２の静電容量を有するようにする。この第１及び第２の静電容量は、第１及び第２の隔距離に応じて変化し、対象物が前記第２及び第３のフレキシブル導電素子の少なくとも一方に力をかけた時に減少する。
【００１６】
非導電性の圧縮可能な素子は、セルフォームを具えていても良く、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の少なくとも一方は、電気的に導電性の撚り合わせたワイヤか、あるいは電気的に導電性のプレートを具えていても良い。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明は開閉装置によって規定される開部内の対象物の存在を規定するピンチセンサシステムを提供する。このピンチセンサシステムは、開閉装置の近傍に固定的に位置する圧縮可能な静電容量ピンチセンサを具える。この圧縮可能な静電容量ピンチセンサは、隔距離によって隔てられた第１及び第２のフレキシブル導電素子を具える。この第１及び第２のフレキシブル導電素子は、該隔距離に応じた静電容量を有する。この圧縮可能な静電容量ピンチセンサは、更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の間に挿入された非導電性の圧縮可能な素子を有する。この非導電性の圧縮可能な素子は、圧縮可能な静電容量ピンチセンサに触れている開口部内にある対象物に応じて圧縮して、これによって前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の隔距離が減少する。前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量は、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子間の隔距離の減少に応じて変化する。
【００１８】
このピンチセンサシステムは更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量をモニタするコントローラを具えている。このコントローラは、前記第１及び第２のフレキシブル導電素子の静電容量の変化に応じて前記開口部内の対象物の存在を決定する。このコントローラは、静電容量の変化に応じて開閉装置を制御する。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明は座席使用者センサシステムを提供する。この座席使用者センサシステムは、シート内に配置した少なくとも一の座席使用者センサを具える。この少なくとも一の座席使用者センサは、第１、第２および第３のフレキシブル導電プレートを具える。第１のフレキシブル導電プレートは、第２及び第３のフレキシブル導電プレートの間に挿入されており、第１及び第３のフレキシブルプレートを隔距離で隔てている。第２及び第３のフレキシブル導電プレートは、電気的に接地されており、第１、第２及び第３のフレキシブル導電プレートは前記隔距離に応じた静電容量を有する。前記少なくとも一の座席使用者センサは、更に、前記第１及び第２のフレキシブル導電プレートの間に挿入された第１の非導電性圧縮可能な素子と、前記第１及び第３のフレキシブル導電プレートの間に挿入された第２の非導電性圧縮可能な素子を具える。前記第１及び第２の非導電性圧縮可能な素子は、前記少なくとも一の座席使用者センサへ力を与える座席使用者に応じて圧縮し、前記第２及び第３のフレキシブル導電プレート間の隔距離が減少する。この隔距離の減少に応じて静電容量が変化する。
【００２０】
前記座席使用者センサシステムは、更に、前記少なくとも一の座席使用者センサの静電容量に応じて座席使用者の特徴を決定するコントローラを具える。
【００２１】
この少なくとも一の座席使用者センサは、当該座席の後部座席内に配置された背もたれセンサを具えていても良い。前記コントローラは、背もたれセンサの静電容量に応じて、前記座席使用者が座席の背もたれにもたれているかどうかを決定する。
【００２２】
前記少なくとも一の座席使用者センサは、座席のシート底部の前側部分内部に配置されたシート底部前側センサを具えていても良い。前記コントローラは、シート底部前側センサの静電容量に応じて、座席使用者が浅く腰掛けているか、あるいはシート底部の前側に腰掛けているかを決定する。
【００２３】
前記少なくとも一の座席使用者センサは、座席のシート底部の左側部分内部に配置されたシート底部左側センサ、及び、座席のシート底部の右側部分内部に配置されたシート底部右側センサを具えていても良い。前記コントローラは、シート底部左右側センサの静電容量に応じて、座席使用者がシート底部の左側に腰掛けているか、右側に腰掛けているかを決定する。
【００２４】
前記少なくとも一の座席使用者センサは、座席のシート底部内部に配置された少なくとも一のシート底部センサを具えていても良い。前記コントローラは、当該少なくとも一のシート底部センサの静電容量に応じて、前記座席使用者の体重を決定する。
【００２５】
前記コントローラは第１の導電プレートが電気的に接地されるように、前記第１、第２、第３のフレキシブル導電プレート間で極性を逆にするように動作可能である。前記コントローラは、この極性を逆にした後前記少なくとも一の座席使用者センサの静電容量をモニタして、座席使用者が生物的な対象物であるか、非生物的な対象物であるかを決定する。
【００２６】
本発明の、上記目的、他の目的、特徴、利点を、添付の図面を参照して以下に述べる本発明を実行するベストモードの説明により明確にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１を参照すると、本発明の第１実施形態に係るピンチセンサシステム１０が示されている。ピンチセンサシステム１０は、静電容量ピンチセンサ１２と、コントローラ１４を具える。ピンチセンサ１２は、電気的に作動する窓、ドア等の開閉装置１６をモニタして、人間の身体の一部などの対象物が当該装置に挟まれるあたりにあるか、または、当該装置に挟まれていないかを決定する。装置が閉じようとしている間に装置１６によって挟まれ始めた対象物に応じて、ピンチセンサ１２はピンチセンサ信号１８を発生する。ピンチセンサ１２は、次いで、ピンチセンサ信号１８をコントローラ１４に送出する。ピンチセンサ信号１８の受信に応じて、コントローラ１４は開装置制御信号２０を開閉装置１６に送る。この開装置制御信号２０の受信に応じて、開閉装置１６は閉じる動作を終了し、開方向に反転させて、対象物が開閉装置１６から離れられるようにし、これによって対象物が挟まれることを防止する。
【００２８】
図２及び図３を参照すると、ピンチセンサ１２の第１実施例が示されている。ピンチセンサ１２は、フレキシブルな中央導電素子あるいはコア２２を具えており、この素子またはコア２２は非導電性の圧縮可能な素子または層２６に被覆されている。この素子または層２６は、フレキシブルな外側導電素子または層２４によって同軸に被覆されている。非導電性の圧縮可能な層２６は、導電コア２２と導電層２４を離隔している。導電層２４は電気的に接地されており、導電コア２２を完全に遮蔽している。エラストマ性の外皮２８が導電層２４を被覆している。
【００２９】
導電コア２２と導電層２４はは、アルミニウム、銅などの導電性材料でできている。導電コア２２と導電層２４は、それぞれ、これらの導電コアと導電層にフレキシビリティを与える、より合わせたメッシュ（braided mesh）としてもよい。非導電性の圧縮可能な層２６は、誘電率が高く圧縮力が低い、ＥＰＤＭ（ethlene-propyleneterpolymer）クローズドセルフォーム(closed cell foam）であっても良い。この非導電層２６の誘電率及び／又は圧縮性は、使用する材料によって変化しうる。エラストマ性の保護材２８はエラストマ、ゴム、ビニールなどでできている。エラストマ性の保護材２８は、フレキシブル及び／又は圧縮可能であっても良く、またシーリング要素を含むものであっても良い。
【００３０】
図１に続けて図４及び図５を参照して、ピンチセンサ１２とピンチセンサシステム１０の動作を説明する。動作に当たり、ピンチセンサ１２は自動車の窓側ボディパネル３２などの固定アッセンブリに装着されている。図４ａでは、人間の身体の一部などの対象物３０がピンチセンサ１２と自動車の窓などの開閉装置１６との間の開部分に位置している。図に示すように、ピンチセンサ１２と窓１６との間の開部分は、該開部分内でその窓に挟まれることなく対象物３０が自由に動ける程度に十分に広い。図４ｂでは、窓１６が矢印で示す方向において、窓ボディパネル３２側に向けて閉じ始めており、前記開部分がだんだん小さくなって、対象物３０がピンチセンサ１２と窓１６近傍に位置し、ピンチセンサに触れている。対象物がピンチセンサ１２に接触するのに応じて、ピンチセンサが圧縮して導電コア２２と導電層２４の距離が小さくなる。この距離が小さくなることによって、ピンチセンサ１２の静電容量が変化する。
【００３１】
ピンチセンサ１２は、次いで、この静電容量の変化を表すピンチセンサ信号２８を生成して、コントローラ１４へ送る。コントローラ１４は、ピンチセンサ信号１８を処理して、このピンチセンサ１２の静電容量が対象物３０がピンチセンサに触れて、窓１６によってほぼ挟まれた結果変化したことを決定する。コントローラ１４は次いで、装置１６に開装置制御信号２０を送り、装置１６を窓ボディパネル３２から離れる方向に反転させ、開部分を大きくして、対象物が挟まれることなく開部分から離れられるようにする。
【００３２】
好ましい実施形態においては、コントローラ１４はマイクロプロセッサをベースとするコントローラなどのデジタルーアナログコンバータ（ＤＡＣ）を有する電気的なコントローラである。ＤＡＣコンバータは、オフセット電圧の減算（あるいは加算）を可能にし、ピンチセンサ信号１８の増幅をより大きなものにする。代替の実施形態では、三角波などのアナログ波を発生して、続いて行う減算（または加算）のためのオフセット電圧の大きさを決定する。コントローラ１４のマイクロプロセッサは、フィルタリング用のソフトウエアを実行するものであり、また、ピンチセンサ１２の圧縮を決定することを可能とする適応スレッシュホールドの検出用のアルゴリズムを使用するものであっても良い。更なる代替の実施形態では、コントローラ１４のマイクロプロセッサは、電気的に独立した、またはカスタムアプリケーション仕様の集積回路で代用することができる。この集積回路は、マイクロプロセッサコアのアナログおよびデジタル回路を具えるものであっても良い。
【００３３】
図５を参照すると、ピンチセンサの第２実施例にかかるピンチセンサ３４が示されている。ピンチセンサ３４は、ピンチセンサ１２と同様であるが、導電コア２２に変えて、ピンチセンサ３４は、フレキシブル導電素子あるいは層３８で同軸に被覆されている非導電性の圧縮可能なコア３６を具える。非導電性の圧縮可能なコア３６と、層２６は、同じクローズドセルフォームでできていても良い。導電層２４のように、導電層３８は導電性材料でできた撚り合わせたワイヤメッシュで構成するようにしても良い。
【００３４】
図６を参照すると、ピンチセンサの第３実施例に係るピンチセンサ４０の断面図が示されている。ピンチセンサ４０はピンチセンサ１２と同じであるが、全体を取り囲んでいる導電層２４に代えて、ピンチセンサ４０は第１及び第２のフレキシブルな導電性の遮蔽プレート４２および４４を具える。導電コア２２は第１及び第２の導電性遮蔽プレート４２と４４の間に配設されている。第１及び第２の導電性遮蔽プレート４２と４４は電気的に内部接続されている（図示せず）。
【００３５】
図７を参照すると、ピンチセンサの第４実施例に係るピンチセンサ４６の断面図が示されている。ピンチセンサ４６は二つのフレキシブル導電コアプレート４８及び５０と３つのフレキシブル導電性遮蔽プレート５２、５４および５６を具える。導電コアプレート４８および５０は導電遮蔽プレート５２、５４及び５６間に交互に配置されている。ピンチセンサ４６とピンチセンサ４０は、両方とも同じ幅を有するが、ピンチセンサ４６の方が、追加のプレートがある分だけピンチセンサ４６より高さが高い。この結果、ピンチセンサ４６はピンチセンサ４０より静電容量が大きい。
【００３６】
図８を参照すると、本発明の第２実施形態にかかる座席使用者システム６０が示されている。座席使用者センサシステム６０は、４つのシート静電容量センサ６２、６４、６６及び６８とコントローラ１４を具える。これらのシートセンサは、シート後方センサ６２、シート底部左側センサ６４、シート底部右側センサ６６、シート底部前側センサ６８を具える。シートセンサ６２、６４、６６および６８はシート７０をモニタして、座席使用者の存在、サイズ、位置及びタイプなどの特徴を決定する。
【００３７】
図９は、シート７０に配置したシートセンサ６２、６４、６６、６８を示す図である。図に示すとおり、シート後方センサ６２は、シート７０の背もたれ７２に配置されている。シート底部左側センサ６４および右側センサ６６は、シート７０の底部７４の中央座部内に配置されている。シート底部前側センサはシート底部７４の前側座部に配置されている。
【００３８】
各シートセンサ６２、６４、６６、６８はシート７０をモニタして各々のシートセンサ信号７６、７８、８０、８２を生成する。コントローラ１４はシートセンサ信号７６、７８、８０、８２を受信してこれらを処理し、シート７０の使用者の特徴を決定する。コントローラ１４はシート後方センサ６２からのシートセンサ信号７６を処理して、座席者が背もたれ７２にもたれているかどうかを決定する。コントローラ１４は、シート底部左側センサ６４、シート底部右側センサ６６、およびシート底部前側センサ６８からのシートセンサ信号７８、８０、８２を処理して、シート７０の使用者の体重を決定する。コントローラ１４は、シート底部左側および右側センサ６４および６６からのシートセンサ信号７８、８０を処理して、シート使用者がシートの左側に座っているか、右側に座っているかを決定する。コントローラ１４はシート底部前側センサ６８からのシートセンサ信号８２を処理して、シート７０の使用者がシートの前側に浅く腰掛けているか否かを決定する。コントローラ１４はまた、シートセンサ信号７６、７８、８０、８２を処理して、背の低い使用者は背の高い使用者に比べて、比較的シート底部前側センサ６８により多く体重がかかることから、シート７０の使用者のサイズを決定する。
【００３９】
コントローラ１４は、シートセンサ信号６２、６４、６６、６８を処理した結果としての座席使用者の特徴を機能させて、シート制御信号８４を生成する。コントローラ１４は、次いでシート制御信号８４をシート７０に送信して、このシートに関連する様々なシステムを制御する。例えば、コントローラ１４は、コントローラがシートセンサ信号６２、６４、６６、６８を処理して座席使用者が子供であると決定した場合に、エアバッグシステムを最小限の力で展開させるシート制御信号８４を生成することができる。
【００４０】
図１０を参照すると、座席使用者システム６０のシート後部センサ６２などの座席使用者センサの詳細な構成が示されている。座席使用者センサ６２はフレキシブルな導電センタプレート８６と、２つのフレキシブルな導電遮蔽プレート８８および９０を具える。非導電性の圧縮可能な要素または層９２が導電コアプレート８６と遮蔽プレート８８を離隔している。非導電性の圧縮可能な要素又は層９４は、導電センタープレート８６と遮蔽プレート９０を離隔している。プレート８８と９０は、溶融または電気的に導電性のテープによって内部接続されており、双方共に電気的に接地されている。非導電性の圧縮可能な層９２と９４は、非導電性の圧縮可能な層２６と同様に、ＥＰＤＭクローズドセルフォームであってもよい。各座席使用者センサ６２、６４、６６、６８は、導電プレート８６、８８、および９０がフレキシブルであり、非導電層９２および９４が圧縮可能であるので、シート７０内に配置するにあたって異なる形状に形成することが可能である。
【００４１】
各プレート８６、８８及び９０は、押し出し成形技術を使用したとしても、ラミネーション工程で作ることができる。例えば、プレート８６、８８、９０は互いに寄り合わされたスーパーフレックス導電ワイヤや、エッチングした導電デバイスを有するマイラーフィルムであってもよい。ラミネーション工程においては、感圧接着剤を、非導電性の圧縮可能な層９２と９４の対向する面に塗布する。非導電性の圧縮可能な層９２と９４の一方の片側にリリーステープを貼って、電気ワイヤのアタッチメントとして導電コアプレートにアクセスするようにする。このリリーステープは、導電コアプレートにワイヤを取り付けた後取り外して、エッジをボンディングする。
【００４２】
各座席使用者センサ６２、６４、６６および６８は、ピンセンサ１２と同じように動作する。すなわち、座席使用者センサに力がかかると、センタープレート８６に対する遮蔽プレート８８と９０間の距離が、座席使用者センサにかかる力の機能によって、変化する。座席使用者センサの静電容量も、センタープレート８６に対する遮蔽プレート８８と９０間の距離が変化した結果、同様に変化する。上述したとおり、コントローラ１４は、各々の座席使用者センサ信号を処理して、体重、位置、サイズなどの座席使用者の特徴を決定する。
【００４３】
上述した座席使用者の特徴の決定に加えて、座席使用者システム６０は、使用者が人間や動物などの生物であるか、無生物の対象物であるかを決定することができる。このためには、コントローラ１４はセンタープレート８６と遮蔽プレート８８および９０間の極性を反転して、使用者の静電容量特性をモニタする。高感度でモニタされた使用者の静電容量は、使用者が生物であることを表示しており、静電容量がモニタされなかった場合は、無生物の対象物であることを表す。
【００４４】
従って、本発明によれば、対象物の存在を決定するフレキシブルな導電体の間に非導電性の圧縮可能な要素を有する静電容量センサを提供し、これが上述の目的、および利点を完全に満足するものであることは明かである。本発明は特別な実施形態に関連させて記載されているが、上述の記載に基づいて当業者が様々な変形を行いうることは明かである。従って、本発明はこれらの変形をすべて包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るピンチセンサシステムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すピンチセンサシステムのピンチセンサの第１実施例の構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示すピンチセンサの線３−３に沿った断面図である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、図１に示すピンチセンサシステムのピンチセンサの動作を示す図である。
【図５】図５は、図１に示すピンチセンサシステムのピンチセンサの第２実施例の構成を示す図である。
【図６】図６は、図１に示すピンチセンサシステムのピンチセンサの第３実施例の構成を示す図である。
【図７】図７は、図１に示すピンチセンサシステムのピンチセンサの第４実施例の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る座席使用者センサシステムの構成を示す図である。
【図９】図９は、座席内に設けた図８に示す座席使用者センサシステムのシートセンサの位置を示す図である。
【図１０】図１０は、図８に示す座席使用者センサシステムの座席使用者センサの構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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