(57)【要約】【課題】周囲の状況に影響されることなく、複雑な検出手段を用いることなく、挟み込みを確実に検出できる安全装置を実現する。【解決手段】可動部を非可動部に対して移動させる装置における安全装置であって、異物の接触により静電容量が変化する性質を有し、可動部もしくは非可動部の少なくとも一方に配置されたセンサと、前記センサに対して所定の電流を供給する電流供給手段と、前記電流供給による前記センサの電圧変化を検出することで、前記センサの静電容量の変化を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果により異物の挟み込みの有無を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記可動部の移動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を非可動部に対して移動させる装置における安全装置であって、
異物の接触により静電容量が変化する性質を有し、可動部もしくは非可動部の少なくとも一方に配置されたセンサと、
前記センサに対して所定の電流を供給する電流供給手段と、
前記電流供給による前記センサの電圧変化を検出することで、前記センサの静電容量の変化を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果により異物の挟み込みの有無を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記可動部の移動を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする安全装置。
【請求項２】
前記センサは、非可動部側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１記載の安全装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記検出結果を、予め定められた閾値と比較することにより判定を行う、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全装置。
【請求項４】
前記制御手段は、実際に得た前記検出結果から閾値を生成し、
前記判定手段は、前記検出結果を前記閾値と比較することにより判定を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項５】
前記電流供給手段は、パルス状に繰り返す電流を供給し、
前記判定手段は、前記検出手段の複数パルスに対する検出結果を参照して判定を行う、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の安全装置。
【請求項６】
前記センサは、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極と、該外側電極に埋め込まれた埋込金属とを備えて構成された、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全装置に関し、とくに、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるウィンドウレギュレータや、スライドドアなどの可動部を車両本体などの非可動部に対して移動させて閉じる電動スライドドアなどの挟み込みに対する安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等のパワーウィンドウは、ウィンドウレギュレータによって、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるようになっている。ウィンドウレギュレータには、搭乗者の身体等の異物が窓ガラスで挟まれるのを防止するために、安全装置が設けられている。
【０００３】
安全装置の一方式に、窓ガラスと窓枠の間の静電容量を利用して挟み込みを検出するようにしたものがある。この種の安全装置では、窓ガラス側のセンサは、ウィンドウレギュレータの作動中に窓枠との間で隙間を生じ得る窓ガラスの縁に沿って連続的に形成される。窓枠との隙間が窓ガラスの上辺および左右両側辺で生じるときは、３辺にわたって連続的にセンサが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、安全装置の他の方式として、モータに設けられたホール素子からのパルス信号を検出する方式（特許文献２参照）や、モータに流れる電流を検出してモータ回転を検出する方式（特許文献３参照）なども存在している。
【特許文献１】特開平１０−１１０５７４号公報（第４−６頁、図１−４）
【特許文献２】特開平７−２８６４７７号公報（第１頁、図１）
【特許文献３】特開２００５−７６３６８号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなパワーウィンドウでは、窓ガラスの上昇過程において、窓枠との隙間は側辺の方が上辺より早く閉じ始める。側辺の隙間が閉じると窓ガラスと窓枠の間の静電容量が増大する。このため、その後に発生した挟み込みによる静電容量の変化が目立たなくなり、特許文献１では挟み込みの検出が困難となる問題がある。
【０００６】
また、以上の特許文献２や特許文献３の手法では検出装置が複雑で高価になるという不具合を有している。また、電動スライドドアや、電動テールゲートなどでも同様の問題が発生しうる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、周囲の状況に影響されることなく、複雑な検出手段を用いることなく、挟み込みを確実に検出できる安全装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための本発明は、以下のように構成されている。
（１）請求項１記載の発明は、可動部を非可動部に対して移動させる装置における安全装置であって、異物の接触により静電容量が変化する性質を有し、可動部もしくは非可動部の少なくとも一方に配置されたセンサと、前記センサに対して所定の電流を供給する電流供給手段と、前記電流供給による前記センサの電圧変化を検出することで、前記センサの静電容量の変化を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果により異物の挟み込みの有無を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記可動部の移動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする安全装置である。
【０００９】
（２）請求項２記載の発明は、前記センサは、非可動部側に設けられる、ことを特徴とする請求項１記載の安全装置である。
（３）請求項３記載の発明は、前記判定手段は、前記検出結果を、予め定められた閾値と比較することにより判定を行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全装置である。
【００１０】
（４）請求項４記載の発明は、前記制御手段は、実際に得た前記検出結果から閾値を生成し、前記判定手段は、前記検出結果を前記閾値と比較することにより判定を行う、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の安全装置である。
【００１１】
（５）請求項５記載の発明は、前記電流供給手段は、パルス状に繰り返す電流を供給し、前記判定手段は、前記検出手段の複数パルスに対する検出結果を参照して判定を行う、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の安全装置である。
【００１２】
（６）請求項６記載の発明では、前記センサは、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極と、該外側電極に埋め込まれた埋込金属とを備えて構成された、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の安全装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
本発明では、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間でウィンドウレギュレータにより昇降させる際に、異物の接触により静電容量が変化する性質を有するセンサに対して所定の電流を供給し、該電流供給によるセンサの電圧変化を検出してセンサの静電容量の変化を検出し、この検出結果により異物の挟み込みの有無を判定し、判定結果に基づいて窓ガラスの昇降を制御する。
【００１４】
ここで、センサに何らかの異物が接触するとセンサの静電容量が変化するため、その静電容量の変化が充電電圧の変化として検出されて挟み込みが判定されることになり、温度や湿度といった気象条件に影響されることなく、複雑な検出手段を用いることなく、挟み込みを確実に検出できるようになる。
【００１５】
なお、このセンサは予め所定の静電容量を有するように構成され、異物の接触により静電容量が変化するものの、気温や湿度といった環境条件で静電容量が変化しないように構成しておくことで、面倒な調整が不要になる。
【００１６】
なお、このセンサは、窓枠側などの非可動部とガラス側などの可動部のいずれに配置しても動作可能であるが、窓枠側などのに配置することで、ガラスの昇降による静電容量の変化が発生せず、挟み込みを確実に検出することが可能になる。
【００１７】
また、判定手段は、検出結果を、予め定められた閾値と比較することにより判定を行うことで、確実な判定が可能になる。すなわち、徐々に挟み込みが発生した場合にも対処することができる。
【００１８】
また、制御手段は、実際に得た検出結果から閾値を生成し、判定手段は、検出結果を前記閾値と比較することにより判定を行うことで、気象条件などに影響されることなく、挟み込みを検出・判定することが可能になり、安定した動作を実現できる。
【００１９】
また、パルス状に繰り返す電流を供給し、判定手段は、検出手段の複数パルスに対する検出結果を参照して判定を行うことにより、ノイズに影響されることなくより確実な判定が可能になる。
【００２０】
なお、センサとしては、単純な電極を用いて静電容量の変化を検出することも可能である。また、このセンサとしては、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極と、該外側電極に埋め込まれた埋込金属とを備えて構成されたものを用いることも可能である。この場合、挟み込みの発生に応じて、このチューブ状の構造体の変形により、静電容量が変化し、確実な異物接触と挟み込みとの検出が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
なお、本実施形態は、可動部を非可動部に対して移動させる各種の装置における安全装置に適用できるが、以下、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるウィンドウレギュレータを具体例にして説明を行う。
【００２２】
図１に、車両ドアの窓ガラスを昇降させるウィンドウレギュレータとその安全装置とを備えたパワーウィンドウのブロック図を示す。ここで、図１の安全装置３００は、本実施形態の安全装置の一例であり、ＣＰＵを用いた場合の具体例である。また、図２に車両のドアの概略構成を示す。
【００２３】
この図１および図２に示すように、パワーウィンドウは、ウィンドウ１００、ウィンドウレギュレータ２００および安全装置３００からなる。
ウィンドウ１００は、窓ガラス１０２と窓枠１０４と、窓枠１０４側に配置されたセンサ１１０と、を有する。
【００２４】
ここで、センサ１１０は、所定の長さの１本もしくは２本の電極を備えることで、等価的にコンデンサとして構成され、通常時は所定の静電容量を有しており、異物の接触により静電容量が変化する性質を有し、窓ガラス１０２もしくは窓枠１０４の少なくとも一方に配置される。ここでは、センサ１１０は窓枠１０４に沿って配置された様子を示している。
【００２５】
ウィンドウレギュレータ２００は、窓ガラスの昇降の操作を行うための操作部２０１と、昇降モータを駆動するための駆動回路２０２と、昇降モータ２０３と、昇降機構２０４を有している。ここで、操作部２０１の指示に基づき、昇降モータ２０３により昇降機構２０４を介して窓ガラス１０２を昇降させるようになっている。
【００２６】
安全装置３００は、ウィンドウレギュレータ２００による窓ガラス１０２の昇降の安全を管理するための手段であり、ＣＰＵ３０１を備えて構成される。
ここで、ＣＰＵ３０１は、安全装置３００の中枢であり、所定のプログラムに基づいてウィンドウレギュレータ２００の安全管理を遂行する。
【００２７】
ＣＰＵ３０１は、駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を制御する。なお、ＣＰＵ３０１には、操作部２０１を通じて窓ガラス昇降指令が入力される。操作部２０１の操作は使用者によって行われる。
【００２８】
なお、ＣＰＵ３０１は、図１（ｂ）に示すように、所定のプログラムによって制御を行う制御部３０１ａと、パルス出力を行うためのパルス出力部３０１ｂと、センサ１１０の電圧を検出することにより静電容量の変化を検出する検出部３０１ｃと、検出部３０１ｃの検出結果により挟み込みの有無の判定を行う判定部３０１ｄと、を備えて構成されている。
【００２９】
なお、このパルス出力部３０１ｂは、たとえば、０Ｖと５Ｖとの矩形波のパルス（図９（ａ））を出力し、このパルスは抵抗３１０によって所定の電流としてセンサ１１０に供給される。
【００３０】
そして、この抵抗３１０を介した電流供給によって、センサ１１０の有するコンデンサ成分に対して充電され、その充電時の電圧変化（図９（ｂ）または（ｃ））が、検出部３０１ｃにより検出される。
【００３１】
すなわち、パルス出力部３０１ｂと電流制限のための抵抗３１０とで、所定の電流を供給する、請求項における電流供給手段を構成している。また、検出部３０１ｃが、電流供給によるセンサ１１０の電圧変化を検出することで、センサ１１０の静電容量の変化を検出する、請求項における検出手段を構成している。そして、判定部３０１ｄが、異物の挟み込みの有無を判定する、請求項における判定手段を構成している。さらに、ＣＰＵ３０１が、判定部３０１ｄの判定結果に基づいて窓ガラスの昇降を制御する、請求項における制御手段を構成している。
【００３２】
この場合、センサ１１０の静電容量Ｃｘに対して、異物の挟み込みが発生すると、たとえば人体の静電容量Ｃｘ’が並列接続されることになり、充放電特性が変化して、充電時の電圧変化が検出部３０１ｃにより検出される。
【００３３】
図２に、このようなパワーウィンドウを備えた車両用ドアの一例を示す。ここでは、セダン型車両の後部ドアの例を示す。このドアは、ドア本体の上部がウィンドウとなっている。ウィンドウは、ドア本体側から昇降する窓ガラス１０２により窓枠１０４を開閉する構造となっている。窓ガラス１０２を昇降させるウィンドウレギュレータ２００とその安全装置３００は、たとえば、ドア本体内に設けられる。
【００３４】
図３に、ウィンドウ１００におけるセンサ１１０の取り付け状態の一例を断面図により示す。図３に示すように、センサ１１０は、ドアサッシュ１４０の室内側に下向きに設けられる。ドアサッシュ１４０の室外側にはモール１４２が設けられ、窓ガラス１０２の上端を受容する部分にはウェザーストリップ１４４が設けられる。また、ドアサッシュ１４０の車内側には、センサ１１０を取り付けるために絶縁性の取付部材１４６が設けられている。
【００３５】
ここで、センサ１１０は、１本の電極を有する例を示しており、第一電極部１１０ａが第一導電部１１０ｃで覆われた状態で配置され、窓枠１０４に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。
【００３６】
この場合、取付部材１４６に対してセンサ１１０を取り付ける際には、図示されない接着部材を用いた接着、取付部材１４６の凹部に対してセンサ１１０を嵌め込む、のいずれであってもよい。
【００３７】
そして、センサ１１０は、第一電極部１１０ａが第一導電部１１０ｃや取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、第一電極部１１０ａとＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。
【００３８】
なお、第一電極部１１０ａは一芯もしくは多芯の金属線であってもよいし、導電性樹脂や導線性ゴムを用いることもできる。
そして、このセンサ１１０に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、センサのコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。
【００３９】
図４に、ウィンドウ１００におけるセンサ１１０の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、センサ１１０は、１本の電極を有する例を示しており、扁平断面の第一電極部１１０ａ’が第一導電部１１０ｃで覆われた状態で配置され、窓枠１０４に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。
【００４０】
そして、センサ１１０は、第一電極部１１０ａ’が第一導電部１１０ｃや取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、第一電極部１１０ａ’とＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。なお、第一電極部１１０ａ’は平編線などの金属線であってもよいし、導電性樹脂や導線性ゴムを用いることもできる。
【００４１】
そして、このセンサ１１０に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、センサのコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。
【００４２】
図５に、ウィンドウ１００におけるセンサ１１０の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、センサ１１０は、１本の電極を有する例を示しており、台形断面の第一電極部１１０ａ”が第一導電部１１０ｃで覆われた状態で配置され、窓枠１０４に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。
【００４３】
そして、センサ１１０は、第一電極部１１０ａ”が第一導電部１１０ｃや取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、第一電極部１１０ａ”とＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。なお、第一電極部１１０ａ”としては導電性樹脂や導線性ゴムなどを用いることができる。
【００４４】
そして、このセンサ１１０に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、センサのコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。
【００４５】
なお、以上の図３〜図５において、第一電極部１１０ａを、第一導電部１１０ｃを介さずに、取付部材１４６に埋め込むことも可能である。
図６に、ウィンドウ１００におけるセンサ１１０の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、センサ１１０は、電気的には１本の電極を有する例を示しており、チューブ状の構造体を形成している。
【００４６】
ここで、センサ１１０は、埋込金属１１０ａ１と、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１１０ａ２とにより構成されている。
なお、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１１０ａ２は、導電性ゴムや導電性樹脂等により構成される。
【００４７】
外側電極１１０ａ２は、その基部すなわち取付部材１４６との接合部付近に、埋込金属１１０ａ１を有する。埋込金属１１０ａ１は、外側電極１１０ａ２の全長にわたる長さを持つステンレスや銅のワイヤである。センサ１１０が埋込金属１１０ａ１を持つことにより、外側電極１１０ａ２は全長にわたって等電位化される。また、外側電極１１０ａ２は信号線を通じて、抵抗３１０や検出部３０１ｃに接続される。
【００４８】
そして、このセンサ１１０が、窓枠１０４に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。ここで、センサ１１０は、埋込金属１１０ａ１が取付部材１４６を介して金属製のドアサッシュ１４０と一定間隔の状態で配置されていることで、ＧＮＤとの間で所定の容量を有するコンデンサが等価的に構成されている。
【００４９】
そして、このセンサ１１０に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、センサのコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。
【００５０】
図７に、ウィンドウ１００におけるセンサ１１０の取り付け状態の一例を断面図により示す。ここで、センサ１１０は、電気的には２本の電極を有する例を示しており、
ここで、センサ１１０は、埋込金属１１０ａ１と、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１１０ａ２とを有する第一電極部１１０ａと、この第一電極部１１０ａのチューブ状の構造体の内側に位置する埋込金属１１０ｂ１と、導電部１１０ｃ１とを有する第二電極部１１０ｂと、で構成されている。なお、可撓性を有する導電性材料で構成されたチューブ状の構造体の外側電極１１０ａ２は、導電性ゴムや導電性樹脂等により構成される。
【００５１】
外側電極１１０ａ２は、その基部すなわち取付部材１４６との接合部付近に、埋込金属１１０ａ１を有する。埋込金属１１０ａ１は、外側電極１１０ａ２の全長にわたる長さを持つステンレスや銅のワイヤである。センサ１１０が埋込金属１１０ａ１を持つことにより、外側電極１１０ａ２は全長にわたって等電位化される。また、外側電極１１０ａ２は信号線を通じて、抵抗３１０や検出部３０１ｃに接続される。そして、第二電極部１１０ｂは信号線を介して、回路のＧＮＤに接続される。
【００５２】
そして、このセンサ１１０が、窓枠１０４に沿って（図２参照）、絶縁性の取付部材１４６に取り付けられている。ここで、センサ１１０は、所定の容量を有するコンデンサとして等価的に構成されている。
【００５３】
そして、このセンサ１１０の外側電極１１０ａ２に人体等の物体が接触した場合には、人体等によって形成されたコンデンサ成分が、センサのコンデンサ成分と等価的に並列に接続された状態になり、該コンデンサの容量が増加するなどの変化が生じる。このコンデンサの容量の変化が後述する手法により検出される。
【００５４】
図８は、以上の図７の異物接触状態から更に進んで挟み込みが発生した様子を示す断面図である。この場合、第一電極部１１０ａのチューブ状の構造体が変形し、扁平状態となる。なお、外側電極１１０ａ２が可撓性を有するので、挟み込まれた人体に大きな力が加わることはない。
【００５５】
そして、第一電極部１１０ａの外側電極１１０ａ２と、第二電極部１１０ｂの導電部１１０ｃ１とが接触し、導通状態になる。これにより、等価的にコンデンサではなく、直流的に導通した閉回路が形成された状態になる。この場合の、コンデンサから直流閉回路への回路構成の等価的な変化は、以上の場合とは異なるアルゴリズムにより、後述する手法により検出される。
【００５６】
なお、以上の図７〜図８において、第二電極部１１０ｂを導電部１１０ｃ１を介さずにむき出し状態にしつつ、取付部材１４６に配置することも可能である。
また、以上の図７〜図８において、第二電極部１１０ｂに導電部１１０ｃ１を設けるかわりに、埋込金属１１０ｂ１と外側電極１１０ａ２とが直接接触するように構成することでも、同様の動作を実現することができる。
【００５７】
以下、図１０のフローチャートを参照して、実施形態の動作説明を行う。
まず、パワーウィンドウが動作可能状態になった時点で、ＣＰＵ３０１は、パルス出力部３０１ｂで生成した０Ｖ／５Ｖの矩形波のパルス（図９（ａ））を出力ポートから出力する（図１０中のステップＳ１）。ここで、パワーウィンドウが動作可能状態になるとは、キーがイグニッションオンの位置まで操作されたことなどを意味する。そして、この矩形波のパルスは、電流制限抵抗としての抵抗３１０を介して一定電流でセンサ１１０に供給される。
【００５８】
このとき、矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧について、検出部３０１ｃが測定を行う（図１０中のステップＳ２）。
なお、この矩形波のパルス出力と、そのときのセンサ１１０に生じる電圧の測定については、すべての処理が完了するまで続行する。
【００５９】
ここで、ＣＰＵ３０１は、この動作開始時において矩形波パルスが供給されたセンサ１１０に生じた電圧の測定結果を参照し、このときの検出結果が下限絶対判定閾値ＶATminと上限絶対判定閾値ＶATmaxとの間に存在する場合に、基準値として定められ、この基準値を基準にして相対判定閾値（上限相対判定閾値と下限相対判定閾値）を生成し、ＣＰＵ３０１近傍のメモリ、あるいは、ＣＰＵ３０１内部のレジスタ等に格納しておく。ここで、挟み込みがなく、かつ回路が正常に動作しているときの検出変化電圧Ｖｘの下限値を下限絶対判定閾値ＶATmin、挟み込みがなく、かつ回路が正常に動作しているときの検出変化電圧Ｖｘの上限値を上限絶対判定閾値ＶATmaxとして予め定めてあるものとする。
【００６０】
なお、これ以後は、この相対判定閾値が相対判定の際に閾値として使用される。また、後述する判定時において、相対判定閾値間で、かつ同一の値が所定回数連続した場合には、ＣＰＵ３０１は、その連続した異なる値を基準値として新たな相対判定閾値を生成してＣＰＵ３０１近傍のメモリ、あるいは、ＣＰＵ３０１内部のレジスタ等に格納する。
【００６１】
そして、ＣＰＵ３０１は操作部２０１からの指示の入力を監視しており、窓ガラス１０２のオープン（下降）あるいはクローズ（上昇）の指示があるまで入力待ちとして待機する（図１０中のステップＳ３、Ｓ６）。
【００６２】
操作部２０１から窓ガラス１０２のオープン（下降）の指示があれば（図１０中のステップＳ３でＹｅｓ）、操作部２０１から窓ガラス１０２のオープン（下降）停止要求があるか、あるいは、窓ガラス１０２の下死点到達まで（図１０中のステップＳ５でＮｏ）、ＣＰＵ３０１は駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３により窓ガラス１０２のオープン（下降）を実行する（図１０中のステップＳ４）。なお、窓ガラス１０２が下死点に到達したことは、図示されないセンサにより検知され、ＣＰＵ３０１に通知される。
【００６３】
操作部２０１から窓ガラス１０２のオープン（下降）停止要求があるか、あるいは、窓ガラス１０２が下死点に到達すると（図１０中のステップＳ５でＹｅｓ）、ＣＰＵ３０１は駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を停止させる（図１０中のステップＳ１９）。
【００６４】
操作部２０１から窓ガラス１０２のクローズ（上昇）の指示があれば（図１０中のステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３により窓ガラス１０２のクローズ（上昇）を実行する（図１０中のステップＳ７）。
【００６５】
そして、この窓ガラス１０２のクローズ（上昇）の実行中に、ＣＰＵ３０１は、パルス出力部３０１ｂで生成した０Ｖ／５Ｖの矩形波のパルス（図９（ａ））を出力ポートから出力する（図１０中のステップＳ８）。このとき、矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧について、検出部３０１ｃが測定を行う（図１０中のステップＳ９）。
【００６６】
なお、操作部２０１から窓ガラス１０２のクローズ（上昇）停止要求があるか、あるいは、窓ガラス１０２が上死点に到達すると（図１０中のステップＳ１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ３０１は駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を停止させる（図１０中のステップＳ１９）。なお、窓ガラス１０２が上死点に到達したことは、図示されないセンサにより検知され、ＣＰＵ３０１に通知される。
【００６７】
また、操作部２０１から窓ガラス１０２のクローズ（上昇）停止要求がなく、かつ、窓ガラス１０２が上死点に到達していなければ（図１０中のステップＳ１０でＮＯ）、ＣＰＵ３０１は、このとき矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて、矩形波の定格電圧Ｖmax（ここでは、５Ｖ）との差を、検出変化電圧Ｖｘとして、検出変化電圧Ｖｘを判定部３０１ｄが絶対判定閾値ＶATと比較する（図１０中のステップＳ１１）。
【００６８】
ここで絶対判定閾値としては、下限絶対判定閾値ＶATminと、上限絶対判定閾値ＶATmaxとの二種類を予め定めておく。ここで、挟み込みがなく、かつ、回路が正常に動作しているときの検出変化電圧Ｖｘの下限値を、下限絶対判定閾値ＶATminとして定めておく。そして、挟み込みがなく、かつ、回路が正常に動作しているときの検出変化電圧Ｖｘの上限値を、上限絶対判定閾値ＶATmaxとして定めておく。
【００６９】
すなわち、ＣＰＵ３０１は、検出変化電圧Ｖｘを上限絶対判定閾値ＶATmaxおよび下限絶対判定閾値ＶATminと比較する絶対判定を行う（図１０中のステップＳ１１）。
なお、静電気や外来ノイズの影響により検出変化電圧Ｖｘが変化することもあるため、あらかじめ定められた複数ｍ回の検出と判定とを行い、上限絶対判定閾値ＶATmaxと下限絶対判定閾値ＶATminとの比較を行う。ここで、予め定められたｍ回連続して、検出変化電圧Ｖｘが上限絶対判定閾値ＶATmaxを超えた場合（図１０中のステップＳ１２でＹＥＳ）、判定部３０１ｄは挟み込み発生と判定する（図１０中のステップＳ１５）。そして、ＣＰＵ３０１は、駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を速やかに停止させる（図１０中のステップＳ１６）。
【００７０】
この実施形態では、センサ１１０に異物の接触がない場合には、センサ１１０の静電容量Ｃｘにより、電圧Ｖｃは図１１の一点鎖線のようになっている。これに対し、センサ１１０に人体等の異物が接触すると、センサ１１０の静電容量Ｃｘに対して、たとえば人体の静電容量Ｃｘ’が並列接続されることになり、電圧Ｖｃ’は、図１１の一点鎖線から二点鎖線に変化する。
【００７１】
したがって、異物の接触がない状態での検出変化電圧Ｖｘと異物の接触がある状態での検出変化電圧Ｖｘ’とは異なった値となり、このような変化を識別できるように、上記絶対判定閾値ＶATを定めておく。したがって、天候などの環境条件によって誤動作することがなくなる。
【００７２】
たとえば、センサ１１０の静電容量Ｃｘを、人体の静電容量Ｃｘ’と同等以下に設定しておけば、センサ１１０単体の静電容量であるか、センサ１１０の静電容量と人体の静電容量とが並列接続されて合成された静電容量になっているかは、充電や放電の特性の変化によって明らかに区別がつくようになる。実際には、人体などの異物の接触により静電容量が増加するため、充電に時間がかかるようになり、Ｖｘに比べてＶｘ’が大きくなる。
【００７３】
なお、図示されていないが、検出変化電圧Ｖｘが下限絶対判定閾値ＶATmin未満であれば、センサ１１０やハーネスの断線が考えられるため、ＣＰＵ３０１は、エラー発生として各部の各種処理や動作を停止させると共に、エラーが発生していることを図示されない表示部などに表示する。
【００７４】
また、検出変化電圧Ｖｘが、上限絶対判定閾値ＶATmaxより大きいことは、挟み込みの発生だけでなく、断線してＧＮＤに接触したことも考えられるが、挟み込み発生と同様に扱うことで昇降モータ２０３が停止するため、特に問題は発生しない。なお、昇降モータ２０３が停止した後にも連続して検出変化電圧Ｖｘの状態が変わらなければ、断線・ＧＮＤ接触の可能性があるため、ＣＰＵ３０１は、エラー発生として各部の各種処理や動作を停止させると共に、エラーが発生していることを図示されない表示部などに表示する。
【００７５】
また、図７のセンサ構造において、手袋をした指が外側電極１１０ａ２に接触した時点では静電容量の変化を検知できない。そのため、窓ガラス１０２が上昇を続け、挟み込みにより、図８のようにチューブ状の外側電極１１０ａ２が扁平状態に変形する。この時点で、第一電極部１１０ａの外側電極１１０ａ２と、第二電極部１１０ｂの導電部１１０ｃ１とが接触し、導通状態になる。これにより、等価的にコンデンサではなく、直流的に導通した閉回路が形成された状態になる。ここで、検出変化電圧Ｖｘが、上限絶対判定閾値ＶATmaxより大きくなり、挟み込み発生と同様に扱うことで昇降モータ２０３が停止するため、挟み込みが防止される。
【００７６】
また、以上の絶対判定（図１０中のステップＳ１１）において絶対判定閾値を所定回数連続して超えなかった場合（図１０中のステップＳ１２でＮｏ）でも、ＣＰＵ３０１は、検出変化電圧Ｖｘを上限相対判定閾値ＶBTmaxおよび下限相対判定閾値ＶBTminと比較する相対判定を行う（図１０中のステップＳ１３）。
【００７７】
なお、静電気や外来ノイズの影響により検出変化電圧Ｖｘが変化することもあるため、あらかじめ定められた複数ｎ回の検出と判定とを行い、上限相対判定閾値ＶBTmaxと下限相対判定閾値ＶBTminとの比較を行う。
【００７８】
ここで、予め定められたｎ回連続して検出変化電圧Ｖｘが上限相対判定閾値ＶBTmaxを超えることがなければ（図１０中のステップＳ１４でＮＯ）、ステップ８に戻って以上の処理を繰り返す。
【００７９】
また、予め定められたｎ回連続して、検出変化電圧Ｖｘが上限相対判定閾値ＶBTmaxを超えた場合（図１０中のステップＳ１４でＹＥＳ）、判定部３０１ｄは挟み込み発生と判定する（図１０中のステップＳ１５）。そして、ＣＰＵ３０１は、駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を速やかに停止させる（図１０中のステップＳ１６）。
【００８０】
この実施形態では、センサ１１０に異物の接触がない場合には、センサ１１０の静電容量Ｃｘにより、電圧Ｖｃは図１１の一点鎖線のようになっている。これに対し、センサ１１０に人体等の異物が接触すると、センサ１１０の静電容量Ｃｘに対して、たとえば人体の静電容量Ｃｘ’が並列接続されることになり、電圧Ｖｃは、図１１の一点鎖線から二点鎖線に変化する。
【００８１】
ここで、経時変化や気象条件によりセンサ１１０の静電容量が変化している場合であっても、上述したように電源オン直後のセンサ１１０の検出結果から上限相対判定閾値ＶBTmaxと下限相対判定閾値ＶBTminを定めてあるため、誤動作することなく正しい挟み込み判定を行うことが可能になる。
【００８２】
したがって、センサ１１０の静電容量Ｃｘを、人体の静電容量Ｃｘ’と同等以下に設定しておけば、センサ１１０単体の静電容量であるか、センサ１１０の静電容量と人体の静電容量とが並列接続されて合成された静電容量になっているかは、以上の相対判定によっても、充電や放電の特性の変化によって明らかに区別がつくようになる。
【００８３】
なお、図示されていないが、検出変化電圧Ｖｘが下限相対判定閾値ＶBTmin未満であれば、センサ１１０やハーネスの断線が考えられるため、ＣＰＵ３０１は、エラー発生として各部の各種処理や動作を停止させると共に、エラーが発生していることを図示されない表示部などに表示する。
【００８４】
また、検出変化電圧Ｖｘが、上限相対判定閾値ＶBTmaxより大きいことは、挟み込みの発生だけでなく、断線してＧＮＤに接触したことも考えられるが、挟み込み発生と同様に扱うことで昇降モータ２０３が停止するため、特に問題は発生しない。なお、昇降モータ２０３が停止した後にも連続して検出変化電圧Ｖｘの状態が変わらなければ、断線・ＧＮＤ接触の可能性があるため、ＣＰＵ３０１は、エラー発生として各部の各種処理や動作を停止させると共に、エラーが発生していることを図示されない表示部などに表示する。
【００８５】
また、図７のセンサ構造において、手袋をした指や着衣状態の腕等が外側電極１１０ａ２に接触した時点では静電容量の変化を検知できない。そのため、窓ガラス１０２が上昇を続け、挟み込みにより、図８のようにチューブ状の外側電極１１０ａ２が扁平状態に変形する。この時点で、第一電極部１１０ａの外側電極１１０ａ２と、第二電極部１１０ｂの導電部１１０ｃ１とが接触し、導通状態になる。これにより、等価的にコンデンサではなく、直流的に導通した閉回路が形成された状態になる。ここで、検出変化電圧Ｖｘが、上限相対判定閾値ＶBTmaxより大きくなり、挟み込み発生と同様に扱うことで昇降モータ２０３が停止するため、挟み込みが防止される。
【００８６】
以上のようにして絶対判定（図１０中のステップＳ１１）または相対判定（図１０中のステップＳ１３）により挟み込み発生と判定され（図１０中のステップＳ１５）、昇降モータ２０３が停止（図１０中のステップＳ１６）された後、ＣＰＵ３０１は、駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３により窓ガラス１０２のオープン（下降）を実行する（図１０中のステップＳ１７）。そして、窓ガラス１０２を一定量あるいは一定時間だけ下降させた時点で、ＣＰＵ３０１は、駆動回路２０２を介して昇降モータ２０３を停止させ（図１０中のステップＳ１９）、処理を終了する。
【００８７】
なお、以上の具体例では矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて、５Ｖとの差を、検出変化電圧Ｖｘとして閾値と比較していたが、図１２に示すように、矩形波の立ち下がりから所定時間ｔ’（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて、０Ｖとの差を、検出変化電圧Ｖｘとして、検出変化電圧Ｖｘを判定部３０１ｄが絶対判定閾値ＶATや相対判定閾値ＶBTと比較してもよい。この場合、絶対判定閾値や相対判定閾値も立ち下がり用に定めておく。
【００８８】
この場合、センサ１１０に異物の接触がない場合には、センサ１１０の静電容量Ｃｘにより、電圧Ｖｃは図１２の一点鎖線のように放電して低下してゆく。これに対し、センサ１１０に人体等の異物が接触すると、センサ１１０の静電容量Ｃｘに対して、たとえば人体の静電容量Ｃｘ’が並列接続されることになり、電圧Ｖｃ’は、図１２の一点鎖線から二点鎖線に変化する。したがって、異物の接触がない状態での検出変化電圧Ｖｘと異物の接触がある状態での検出変化電圧Ｖｘ’とは異なった値となり、このような変化を識別できるように、上記絶対判定閾値ＶATと相対判定閾値ＶBTとを定めておく。この場合も、センサ１１０単体の静電容量であるか、センサ１１０の静電容量と人体の静電容量とが並列接続されて合成された静電容量になっているかは、放電の特性の変化によって明らかに区別がつくようになる。実際には、人体などの異物の接触により静電容量が増加するため、放電に時間がかかるようになり、Ｖｘに比べてＶｘ’が大きくなる。
【００８９】
図１３は挟み込み判定の確定までの様子を、矩形波＃０〜＃４までの４パルスを具体例に示すタイムチャートである。
ここで、図１３（ａ）は、矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて、５Ｖとの差を、検出変化電圧Ｖｘとして閾値と比較する具体例であり、矩形波＃０と矩形波＃１ではＶｘが閾値未満であるものの、矩形波＃２と矩形波＃３ではＶｘが閾値以上になる。連続回数ｎが２と設定されていれば、＃３の矩形波の検出結果により、挟み込み確定と判定する。また、連続回数ｎが２と設定されていて、＃３で閾値未満になれば、挟み込みと判定しない。
【００９０】
ここで、図１３（ｂ）は、矩形波の立ち下がりから所定時間ｔ’（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて、０Ｖとの差を、検出変化電圧Ｖｘとして閾値と比較する具体例であり、矩形波＃０と矩形波＃１ではＶｘが閾値未満であるものの、矩形波＃２と矩形波＃３ではＶｘが閾値以上になる。連続回数ｎが２と設定されていれば、＃３の矩形波の検出結果により、挟み込み確定と判定する。また、連続回数ｎが２と設定されていて、＃３で閾値未満になれば、挟み込みと判定しない。
【００９１】
ここで、図１３（ｃ）は、  矩形波の立ち上がりから所定時間ｔ（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて５Ｖとの差を、矩形波の立ち下がりから所定時間ｔ’（ｓ）後にセンサ１１０に生じる電圧Ｖｃについて０Ｖとの差を、検出変化電圧Ｖｘとして閾値と比較する具体例であり、矩形波＃０と矩形波＃１ではＶｘが閾値未満であるものの、矩形波＃２と矩形波＃３ではＶｘが閾値以上になる。連続回数ｎが２と設定されていれば、＃２の矩形波の立ち下がりの検出結果により、挟み込み確定と判定する。連続回数ｎが３と設定されていれば、＃３の矩形波の立ち上がりの検出結果により、挟み込み確定と判定する。連続回数ｎが４と設定されていれば、＃３の矩形波の立ち下がりの検出結果により、挟み込み確定と判定する。
【００９２】
以上のような安全装置によれば、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間でウィンドウレギュレータにより昇降させる際に、異物の接触により静電容量が変化する性質を有するセンサ１１０に対して所定の電流を供給し、該電流供給によるセンサ１１０の電圧変化を検出してセンサ１１０の静電容量の変化を検出し、この検出結果により異物の挟み込みの有無を判定し、判定結果に基づいて窓ガラスの昇降を制御する。ここで、センサ１１０に何らかの異物が接触するとセンサ１１０の静電容量が変化するため、その静電容量の変化が充電電圧の変化として検出されて挟み込みが判定されることになり、温度や湿度といった気象条件などの環境条件に影響されることなく、複雑な検出手段を用いることなく、挟み込みを確実に検出できるようになる。
【００９３】
なお、このセンサ１１０は予め所定の静電容量を有するように構成され、異物の接触により静電容量が変化するものの、気温や湿度といった環境条件で静電容量が変化しないように構成しておくことで、面倒な調整が不要になる。
【００９４】
なお、このセンサ１１０は、窓枠側とガラス側のいずれに配置しても動作可能であるが、窓枠側に配置することで、ガラスの昇降による静電容量の変化が発生せず、挟み込みを確実に検出することが可能になる。
【００９５】
また、判定部３０１ｄは、検出結果を、予め定められた閾値と比較することにより絶対判定を行うことで、確実な判定が可能になる。すなわち、徐々に挟み込みが発生した場合にも対処することができる。
【００９６】
また、実際に得た検出結果からＣＰＵ３０１が閾値を生成し、判定部３０１ｄが検出結果を前記閾値と比較することにより相対判定を行うことで、気象条件などに影響されることなく、挟み込みを検出・判定することが可能になり、安定した動作を実現できる。
【００９７】
また、パルス状に繰り返す電流を供給し、判定部３０１ｄは、検出手段の複数パルスに対する検出結果を参照して判定を行うことにより、静電気などのノイズに影響されることなくより確実な判定が可能になる。
【００９８】
その他の実施形態（１）：
なお、以上の具体例では、図１のようにＣＰＵを３０１を用いる構成を示したが、これに限定されるものではない。たとえば、パルス出力部３０１ｂ、検出部３０１ｃ、判定部３０１ｄなどを専用のハードウェア回路で構成することも可能である。
【００９９】
その他の実施形態（２）：
また、窓ガラスなどの可動部を窓枠などの非可動部に対して閉じる位置と開く位置との間で昇降させるウィンドウレギュレータを具体例にして説明をしてきたが、以上の具体例における窓ガラスをスライドドアやテールゲートと読み替え、窓枠を車両本体と読み替えて、スライドドアなどの可動部を車両本体などの非可動部に対してモータ駆動により閉じる装置や、テールゲートなどの可動部を車両本体などの非可動部に対してモータ駆動により閉じる装置などの挟み込みに対する安全装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態の一例の安全装置を有するパワーウィンドウの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態において使用される信号波形を示す波形図である。
【図１０】本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態において使用される信号波形を示す波形図である。
【図１２】本発明の実施形態において使用される信号波形を示す波形図である。
【図１３】本発明の実施形態において使用される信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  ウィンドウ
１０２  窓ガラス
１０４  窓枠
１１０  センサ
２００  ウィンドウレギュレータ
２０１  操作部
２０２  駆動回路
２０３  昇降モータ
２０４  昇降機構
３００  安全装置
３０１  ＣＰＵ
３０１ａ  制御部
３０１ｂ  パルス出力部
３０１ｃ  検出部
３０１ｄ  判定部
【図１】
2008031731.tif 000003
【図２】
2008031731.tif 000004
【図３】
2008031731.tif 000005
【図４】
2008031731.tif 000006
【図５】
2008031731.tif 000007
【図６】
2008031731.tif 000008
【図７】
2008031731.tif 000009
【図８】
2008031731.tif 000010
【図９】
2008031731.tif 000011
【図１０】
2008031731.tif 000012
【図１１】
2008031731.tif 000013
【図１２】
2008031731.tif 000014
【図１３】
2008031731.tif 000015