(57)【要約】パワーウィンドウ挟み込み防止センサーは、車の窓ガラス１３の上縁１４側の表面に設けられる少なくとも二つのコンデンサーとセンサー検出回路を含み、最も上部に位置するコンデンサーは主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するコンデンサーは補助検出コンデンサーＣ２を構成し、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２は、センシング素子として車の窓ガラス１３の上縁１４側への人体の肢体の接近または接触の有無を測定し、人体の接近により生成される主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化を示す変化信号はセンサー検出回路に転送され、センサー検出回路は、検出された主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの変化信号に基づいてパワーウィンドウの昇降モーターの動作をコントロールする制御信号を生成する。当該センサーは、構造が簡単で、既存の昇降モーターの電流および車の窓ガラス１３の昇降位置を測定する方法に基づく挟み込み防止センサーの実現できないクランプ力がゼロである場合における挟み込み防止の機能を実現できる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車の窓ガラス（１３）の上縁側の表面に設けられる少なくとも二つのコンデンサーとセンサー検出回路を含み、
最も上部に位置するコンデンサーは主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するコンデンサーは補助検出コンデンサーＣ２を構成し、前記主検出コンデンサーＣ１および前記補助検出コンデンサーＣ２は、センシング素子として車の窓ガラス（１３）の上縁側への人体の肢体の接近または接触の有無を測定し、人体の接近により生成される前記主検出コンデンサーＣ１および前記補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化を示す変化信号は前記センサー検出回路に転送され、
前記センサー検出回路は、検出された前記主検出コンデンサーおよび前記補助検出コンデンサーの変化信号に基づいてパワーウィンドウの昇降モーターの動作をコントロールする制御信号を生成することを特徴とするパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項２】
車の窓ガラス（１３）の上縁側の同一表面において少なくとも三つの長いストリップ状に分布されるコンデンサーの電極を所定の間隔ごとに平行に設け、隣接する前記コンデンサーの電極は、それぞれ前記主検出コンデンサーＣ１および前記補助検出コンデンサーＣ２を構成することを特徴とする請求項１に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項３】
前記車の窓ガラス（１３）の上縁側の内表面および外表面の対称位置において少なくとも二対の長いストリップ状に分布されるコンデンサーの電極を所定の間隔ごとに平行に設け、最も上部に位置する一対の前記コンデンサーの電極は前記主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するその他の前記コンデンサーの電極は前記補助検出コンデンサーＣ２を構成することを特徴とする請求項１に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項４】
車の窓ガラス（１３）の上縁（１４）側の一つの表面に一つの共用の電極を設け、他の一つの表面に上下に分布される二つの電極を設け、他の一つの表面の上部の電極と共用の電極とは前記主検出コンデンサーＣ１を構成し、他の一つの表面の下部の電極と共用の電極とは前記補助検出コンデンサーＣ２を構成することを特徴とする請求項１に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項５】
前記主検出コンデンサーＣ１と車の窓ガラス（１３）の上縁との距離は０−５ｍｍであり、前記主検出コンデンサーＣ１と前記補助検出コンデンサーＣ２との間隔は２ｍｍ−１０ｍｍであり、前記電極の幅は１ｍｍ−８ｍｍであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項６】
前記センサー検出回路は、励磁信号発生器（２２）、少なくとも二つのアナログフィルタ回路（１８、１９）、アナログデジタル変換回路（２３）およびマイクロコントローラ（２４）を含み、
前記主検出コンデンサーおよび前記補助検出コンデンサーの一つの電極は、それぞれ前記励磁信号発生器と接続し、前記主検出コンデンサーおよび前記補助検出コンデンサーの他の一つの電極は、それぞれ前記アナログフィルタ回路（１８、１９）と接続し、
前記アナログデジタル変換回路（２３）により前記主検出コンデンサーおよび前記補助検出コンデンサーの変化信号をそれぞれデジタル信号に変換し、
前記マイクロコントローラ（２４）は、入力されたデジタル信号に基づいてソフトウェアーによる演算方法によりパワーウィンドウの昇降モーター（２５）をコントロールする制御信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項７】
それぞれの前記アナログフィルタ回路（１８、１９）には、少なくとも一つの前記主検出コンデンサーあるいは前記補助検出コンデンサーと直列に接続する直列フィルタコンデンサーが含まれることを特徴とする請求項６に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項８】
それぞれの前記アナログフィルタ回路（１８、１９）には、少なくとも一つの大地と並列に接続する並列フィルタコンデンサーが含まれることを特徴とする請求項６に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項９】
前記励磁信号発生器と前記主検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ７が含まれ、
前記励磁信号発生器と前記補助検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ８が含まれることを特徴とする請求項６に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１０】
車の窓ガラス（１３）の内表面に位置する電極リード線および外表面に位置する電極リード線がそれぞれ車の窓ガラス（１３）の左右両側に位置されるか、あるいは、車の窓ガラス（１３）に位置する電極リード線のうち少なくとも一本が一側に位置され、その他のリード線が他の一側に位置されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１１】
前記電極の長さは、少なくとも車の窓ガラス（１３）の人体を挟み込むことが可能な位置をカバーすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１２】
前記電極は、絶縁層（９）に覆われていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１３】
それぞれの前記電極が複数の電極板を直列に接続することによりなされるか、あるいは、それぞれの前記電極が折れ線構造を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１４】
前記電極は、車の窓ガラス（１３）に接着、印刷、象嵌またはエッチングされていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止センサー。
【請求項１５】
車の窓ガラス（１３）の上縁側に一対の主検出コンデンサーを設け、前記主検出コンデンサーの下側に少なくとも一対の補助検出コンデンサーを設け、
車の窓ガラス（１３）の上縁側へ人体が接近する際、主検出コンデンサーの静電容量の変化が補助検出コンデンサーの静電容量の変化よりも大きいことを車の窓ガラス（１３）の上縁側の付近へ人体が接近したことと判断するための判断条件とし、
センサー検出回路に入力される主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化信号に対して、前記判断条件に基づいて判断を行い、制御信号を生成することを特徴とするパワーウィンドウ挟み込み防止方法。
【請求項１６】
車の窓ガラス（１３）の側面から人体が主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーに接近する際、人体と主検出コンデンサーとの距離および人体と補助検出コンデンサーとの距離に大きな差がないため、引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであること、
補助検出コンデンサーの下側から人体が車の窓ガラス（１３）の側面に接近する際、人体と補助検出コンデンサーとの距離が人体と主検出コンデンサーとの距離よりも小さいため、引き起こされる補助検出コンデンサーの静電容量の変化が主検測コンデンサーの静電容量の変化よりも大きいこと、
を車の窓ガラス（１３）の上縁側へ人体が接近する方向を判断するための判断条件とすることを特徴とする請求項１５に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止方法。
【請求項１７】
温度の変化あるいは車の窓ガラス（１３）に付着される雨、霧、雪、電磁干渉などの環境要素により引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであることを、前記環境変化要素により引き起こされる影響を解消するための判断条件とすることを特徴とする請求項１５に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止方法。
【請求項１８】
励磁信号発生器により主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーに励磁信号を入力し、
主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーにより励磁信号を変化したあと、接続されているアナログフィルタ回路に入力し、
アナログフィルタ回路により各励磁信号を処理した後、アナログデジタル変換回路に転送し、
アナログデジタル変換換回路によりアナログ信号をデジタル信号に変換したあと、マイクコントローラに転送し、
各変換された後のデジタル信号をマイクロコントローラにより差分演算を行い、制御信号を生成することを特徴とする請求項１５に記載のパワーウィンドウ挟み込み防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に用いるパワーウィンドウ挟み込み防止センサーおよびパワーウィンドウ挟み込み防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、世界中のほとんどの自動車はパワーウィンドウを装備している。しかしながら、パワーウィンドウは、上昇過程中に人体の肢体を挟み込むことがあり、人体、特に子供に被害を与える可能性がある。このため、米国と欧州では、法律規定を頒布することによりパワーウィンドウには必ず挟み込み防止装置を装備しなければならないことを要求している。欧米の法律規定の要求によれば、パワーウィンドウの上昇により生成されるクランプ力は、１００ニュートンを超えてはならず、１００ニュートンを超えた際には、挟み込み防止装置が必ずパワーウィンドウを人体に対して安全な位置まで逆方向に動かさなければならない。
【０００３】
これまで、世界中の中・高級車は全部挟み込み防止装置を装備している。しかしながら、既存の挟み込み防止装置が採用する技術にはいくつかの問題が存在し、パワーウィンドウの人体に与える被害を根絶することができない。既存の挟み込み防止に関連するセンシング技術は、次のような四種類に分類できる。
【０００４】
第一類：圧力を間接的に測定するセンシング技術
現在、完成車市場におけるパワーウィンドウの挟み込み防止製品は、ほぼ１００％が抵抗やホール素子により昇降モーターの電流を測定することによって、間接的に圧力を測定するセンシング技術を採用している。当該技術は、パワーウィンドウの上昇過程において、障害物にあたることにより圧力が大きくなるにつれてモーターの電流も大きくなる原理を利用し、モーターの電流の変化から圧力の変化を間接的に推算することにより、挟み込み防止の目的を実現している。車の窓が昇降する際に受ける密封用ゴムシールからの摩擦抵抗力が車の窓の上昇される位置と関係があるため、現在の成熟のパワーウィンドウ挟み込み防止製品は、通常ホール素子あるいは光電位置センサーを付加することにより車の窓の位置を測定して、車の窓の昇降過程における正常な圧力値の計算を補助する。上述の挟み込み防止のセンシング技術には、次のような問題が存在する。
【０００５】
１、テスト製品の場合、テスト車両に応じて、挟み込み防止力を法律規定の１００Ｎの要求に満たすように細かく校正できる。一方、量産された製品の場合、モーターのバラメーターのバラツキ、密封用ゴムシールの摩擦力のバラツキ、車の窓枠ブラケットおよび昇降機械構造の加工時のバラツキなどの要素の影響により、量産された製品の挟み込み防止力を法律規定の要求に満たせるようにすることを保証しにくい。
【０００６】
２、製品が出荷された後、密封用ゴムシールは、環境温度の影響により硬度が変化し、老化されて変形し、昇降機械構造の摩耗変形、車の窓枠ブラケットの変形などの要素により摩擦力あるいは圧力が変化されるため、挟み込み防止システムは、次のような二種類の誤った判断をする故障を引きおこしやすい。（１）正常時の摩擦力あるいは圧力が減少されている場合、障害物に当たってクランプ力が１００Ｎまたはそれ以上になっても、挟み込み防止装置はまだ１００Ｎに達していないと誤った判断をしてパワーウィンドウを逆方向に動かさない可能性があり、人体に被害を与えてしまう。（２）正常時の摩擦力あるいは圧力が法律規定の要求される１００Ｎを超えている場合、なんら障害物もない状況で、挟み込み防止装置が誤動作して、車の窓が正常に上昇しなくなってしまう。
【０００７】
上述した電流の変化を測定して間接的に圧力を測定する技術のほか、最近はまた、車の窓の上縁の枠の密封用ゴムシール内に光ファイバを設けることを提案するものもいる。ゴムシールが押し出されて変形する際、光ファイバも変形するため、光ファイバを通るレーザビームにより形成される図形の変化を測定することにより間接的にクランプ力の大きさを推算する。しかしながら、当該技術も密封用ゴムシールの老化による変形あるいは温度の変化により引き起こされるゴムの硬度の変化の影響を受けるため、同様に上述した問題が存在する。
【０００８】
第二類：圧力を直接に測定するセンシング技術
車の窓枠ブラケットの上方の密封用ゴムシールあるいは車の窓ガラスの底部に直接に圧力センサーを設け、直接的に圧力を測定するセンシング技術がある。密封用ゴムシールが老化あるいは温度の変化により硬度が変化し、密封用ゴムシールの摩擦力の変化の影響をうけるため、上述した圧力を間接的に測定するセンシング技術と同様な問題が存在する。また、圧力センサーの取り付け方式は複雑で、コストが高い。このため、当該技術は完成車市場では採用されていない。
【０００９】
第三類：光電式により障害物を測定するセンシング技術
赤外線により車の窓枠ブラケットの範囲内において赤外ライトカーテンを形成し、障害物により赤外ライトカーテンが遮られると、受光した赤外線の強度が変化されるため、非接触に挟み込みを防止できる。ただし、赤外線は雨、霧、塵埃などの悪天候の影響を受けやすく、また、赤外ライトカーテンの形成には複数の赤外線の投光と受光装置が必要で、取り付けは困難で、コストも高すぎる。このため、欧米の法律規定において赤外線技術のために専用の規格が定められているにもかかわらず、当該技術は今まで完成車市場では採用されていない。
【００１０】
第四類：静電容量式により人体の接近を測定するセンシング技術
静電容量式により人体の接近を測定するセンシング技術の基本原理は、人体がコンデンサーの電極に接近するとコンデンサーの誘電率が変えられ、静電容量が誘電率に正比例することを利用することである。このため、静電容量の変化に基づいて人体がどの程度接近しているか感知できる。
【００１１】
既存の静電容量式挟み込み防止センシング技術は、コンデンサーの電極の設置位置によって大きく以下の二つに分類される。
【００１２】
１、車の窓の上部のシール区域に静電電容を検出するための電極を取り付ける。
【００１３】
例えば、特許文献１〜８に記載されている技術がある。
【００１４】
この種類の技術は窓ガラス上部のシール内に嵌入される金属電極を使用して静電容量の変化を検出する。導電体が検出電極に接近する際、電極付近の誘電率が変化されるため電極間の静電容量が変化され、非接触に挟み込み防止を実現する。特許文献１では、シール内に中空区域を設けるか、あるいは、スポンジ材料を充填して弾性を増やしている。非導電体が挟み込み防止センシング区域に入る際、上昇する車の窓は非導電体をクランプし、クランプ力はシールを変形させる。シール内の検出電極の変位が静電容量を変化させ、クランプ力が限られた場合における挟み込み防止を実現する。特許文献２では、狭いパルスによりコンデンサーを充放電する方法を採用して水分などの外部要素のノイズを低減し、変位センサーとモーター電流の検出回路と合わせて、自己適合アルゴリズムにより材質老化や変形などゆっくり変化する要素に起因されるシステム偏差を修正する。
【００１５】
２、車の窓ガラスの上部に静電容量を検出するための電極を取り付ける。
【００１６】
この種類の方法はガラスの上部にシルクスクリーンされた検出電極により導電体を検出し（例えば、特許文献９、特許文献１０）、位置検出回路と合わせて、正常な状態下における位置―静電容量曲線を記録する。ある位置の静電容量の値が所定の閾値を超えると、車の窓のモーターを制御して車の窓を下降させる。
【００１７】
上述した既存の静電容量式による挟み込み防止方法には、次のような問題が存在する。
【００１８】
（１）開放式の検出電極は、物の方位を判断できない。電気力線は検出電極の周囲を囲んでいるため、例えば乗客の頭部が側面から導電体に接近するか、あるいは、手で側面のハンドルを握ると、検出システムの判断ミスを起こしてしまう。
【００１９】
（２）シール内に取り付けられた電極は、ゴムの劣化、温度の変化、取り付けミス、車のドアの変形などにより生成される応力によって変形されてしまい、信号の検出を妨げる。
【００２０】
（３）外部の温度および湿度の変化は誘電率を変化させることがあり、検出回路の動作を妨げる。
【００２１】
（４）遮蔽層（たとえば、同軸ケーブルのようなもの）を有する検出ケーブルを使えば外部環境の影響を受けられなくなるが、非接触の挟み込み防止が実現できなくなり、また上述した（２）に言及した問題も存在する。
【００２２】
このため、既存の各種類の静電容量式の挟み込み防止技術も完成車市場では採用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】米国特許第６３３７５４９号明細書
【特許文献２】米国特許第６３７７００９号明細書
【特許文献３】米国特許第７２９３４６７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０００５７７５号明細書
【特許文献５】米国特許第６４８３０５４号明細書
【特許文献６】米国特許第６３８９７５２号明細書
【特許文献７】米国特許第７３１９３０１号明細書
【特許文献８】中国特許出願公開第２００８８０１１４００４．５号明細書
【特許文献９】米国特許第４４５３１１２号明細書
【特許文献１０】中国特許出願公開第２００６１００６０１０４．７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明の解決しようとする技術的課題は、上述した既存技術に存在する問題を解決することであって、クランプ力がゼロの場合であっても挟み込みを防止でき、ノイズに強く、正確な検出が可能なパワーウィンドウ挟み込み防止センサーを提供することである。
【００２５】
本発明の他の一つの解決しようとする技術的課題は、上述した既存技術に存在する問題を解決することであって、クランプ力がゼロの場合であっても挟み込みを防止でき、ノイズに強いパワーウィンドウ挟み込み防止方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止センサーは、車の窓ガラスの上縁側の表面に設けられる少なくとも二つのコンデンサーとセンサー検出回路を含む。最も上部に位置するコンデンサーは主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するコンデンサーは補助検出コンデンサーＣ２を構成する。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２は、センシング素子として車の窓ガラスの上縁側への人体の肢体の接近または接触の有無を測定する。人体の接近により生成される主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化を示す変化信号はセンサー検出回路に転送される。センサー検出回路は、検出された主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの変化信号に基づいてパワーウィンドウの昇降モーターの動作をコントロールする制御信号を生成する。
【００２７】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止センサーは、また、以下のような付属的技術的特徴を有する。
【００２８】
車の窓ガラスの上縁側の同じ表面において少なくとも三つの長いストリップ状に分布されるコンデンサーの電極を所定の間隔ごとに平行に設ける。隣接するコンデンサーの電極は、それぞれ主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２を構成する。
【００２９】
車の窓ガラスの上縁側の内表面および外表面の対称位置において少なくとも二対の長いストリップ状に分布されるコンデンサーの電極を所定の間隔ごとに平行に設ける。最も上部に位置する一対のコンデンサーの電極は主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するその他のコンデンサーの電極は補助検出コンデンサーＣ２を構成する。
【００３０】
車の窓ガラスの上縁側の一つの表面に一つの共用の電極を設け、他の一つの表面に上下に分布される二つの電極を設ける。他の一つの表面の上部の電極と共用の電極とは主検出コンデンサーＣ１を構成し、他の一つの表面の下部の電極と共用の電極とは補助検出コンデンサーＣ２を構成する。
【００３１】
主検出コンデンサーＣ１と車の窓ガラスの上縁との距離は０−５ｍｍであり、主検出コンデンサーＣ１と補助検出コンデンサーＣ２との間隔は２ｍｍ−１０ｍｍであり、電極の幅は１ｍｍ−８ｍｍである。
【００３２】
センサー検出回路は、励磁信号発生器、すくなくとも二つのアナログフィルタ回路、アナログデジタル変換回路およびマイクロコントローラを含む。主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの一つの電極は、それぞれ励磁信号発生器と接続する。主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの他の一つの電極は、それぞれアナログフィルタ回路に接続する。アナログデジタル変換回路により主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの変化信号をそれぞれデジタル信号に変換する。マイクロコントローラは、入力されたデジタル信号に基づいてソフトウェアーによる演算方法によりパワーウィンドウの昇降モーターをコントロールする制御信号を生成する。
【００３３】
それぞれのアナログフィルタ回路には、少なくとも一つの主検出コンデンサーあるいは補助検出コンデンサーと直列に接続する直列フィルタコンデンサーが含まれる。
【００３４】
それぞれのアナログフィルタ回路には、少なくとも一つの大地と並列に接続する並列フィルタコンデンサーが含まれる。
【００３５】
励磁信号発生器と主検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ７が含まれる。励磁信号発生器と補助検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ８が含まれる。
【００３６】
車の窓ガラスの内表面に位置する電極リード線および外表面に位置する電極リード線がそれぞれ車の窓ガラスの左右両側に位置されるか、あるいは、車の窓ガラスに位置する電極リード線のうち少なくとも一本が一側に位置され、その他のリード線が他の一側に位置される。
【００３７】
電極の長さは、少なくとも車の窓ガラスの人体を挟込むことが可能な位置をカバーする。
【００３８】
電極は、絶縁層に覆われている。
【００３９】
それぞれの電極が複数の電極板を直列に接続することによりなされるか、あるいは、それぞれの電極が折れ線構造を有する。
【００４０】
電極は、車の窓ガラスに接着、印刷、象嵌またはエッチングされている。
【００４１】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止方法は、車の窓ガラスの上縁側に一対の主検出コンデンサーを設け、主検出コンデンサーの下側に少なくとも一対の補助検出コンデンサーを設ける。車の窓ガラスの上縁側へ人体が接近する際、主検出コンデンサーの静電容量の変化が補助検出コンデンサーの静電容量の変化よりも大きいことを車の窓ガラスの上縁側の付近へ人体が接近したことと判断するための判断条件とする。センサー検出回路に入力される主検出コンデンサーと補助検出コンデンサーの静電容量の変化信号に対して、上記判断条件に基づいて判断を行い、制御信号を生成する。
【００４２】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止方法は、また、以下のような付属的技術的特徴を有する。
【００４３】
車の窓ガラスの側面から人体が主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーに接近する際、人体と主検出コンデンサーとの距離および人体と補助検出コンデンサーとの距離に大きな差がないため、引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであること、補助検出コンデンサーの下側から人体が車の窓ガラスの側面に接近する際、人体と補助検出コンデンサーとの距離が人体と主検出コンデンサーとの距離よりも小さいため、引き起こされる補助検出コンデンサーの静電容量の変化が主検出コンデンサーの静電容量の変化より大きいことを車の窓ガラスの上縁側へ人体が接近する方向を判断するための判断条件とする。
【００４４】
温度の変化あるいは車の窓ガラスに付着される雨、霧、雪、電磁干渉などの環境要素により引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであることを、上記環境変化要素により引き起こされる影響を解消するための判断条件とする。
【００４５】
励磁信号発生器により主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーに励磁信号を入力する。主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーにより励磁信号を変化したあと、接続されているアナログフィルタ回路に入力する。アナログフィルタ回路により各励磁信号を処理した後、アナログデジタル変換回路に転送する。アナログデジタル変換回路によりアナログ信号をデジタル信号に変換したあと、マイクコントローラに転送する。各変換された後のデジタル信号をマイクロコントローラにより差分演算を行い、制御信号を生成する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止センサーは、既存の技術に比べて以下のような長所を有する。
【００４７】
本発明によれば、主検出コンデンサーＣ１の二つの電極とガラスの上縁との距離が比較的に近く、補助検出コンデンサーＣ２の二つの電極とガラスの上縁との距離が比較的に遠い。このため、ガラスの上縁に人体の肢体が接近するか、あるいは、接触する際、主検出コンデンサーＣ１において引き起こされる静電容量の変化量は、補助検出コンデンサーＣ２において引き起こされる静電容量の変化量よりもはるかに大きい。また、温度の変化によるガラスの誘電率の変化は、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に対してほぼ同程度の影響を与える。さらに、車の窓ガラスの側面に付着される雨、霧、雪も、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に対してほぼ同程度の影響を与える。したがって、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化量の割合に基づいて、人体の肢体や温度、雨、霧、雪などの外部環境要素により引き起こされる主検出コンデンサーＣ１と補助検出コンデンサーＣ２の変化を区別できる。
【００４８】
したがって、既存の各種類の静電容量式と赤外光電式によるパワーウィンドウ挟み込み防止センサーが温度の変化、雨または霧などの悪天候の変化、車の窓のゴムシールの劣化変形、車の窓ブラケットの変形などの環境の変化により誤った判断を引き起こされる問題を解決できる。これと同じく、人体の肢体が側面から車の窓ガラスの上縁の付近に接近する際も、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に対してもほぼ同程度の影響を与える。一方、人体の肢体が側面から車の窓ガラスの補助検出コンデンサーＣ２より下側の区域に接近する際、補助検出コンデンサーＣ２に対する影響は、主検出コンデンサーＣ１に対する影響よりもはるかに大きい。このため、車の窓ガラスへの人体の肢体の接近あるいは接触の方向または区域が区別でき、既存の各種類の静電容量式によるパワーウィンドウ挟み込み防止センサーのセンシング範囲における方向の選択性が強くないことにより引き起こされる誤判断の問題が解決できる。
【００４９】
本発明に係る方法は、圧力を測定する必要がなく、クランプ力がゼロの場合であっても挟み込みの防止が実現できるため、パワーウィンドウの人に与える被害を根絶できる。本発明に係る方法は簡単に実現でき、広く応用できる。
【００５０】
１、既存の直接あるいは間接に圧力を測定する技術に基づく挟み込み防止センサーに比べて、本発明に係る挟み込み防止センサーは、以下のような長所を有する。
【００５１】
（１）本発明に係る挟み込み防止センサーは、人の接近により引き起こされる静電容量の変化の測定に基づくため、圧力とは関係を有しない。クランプ力がゼロの場合であっても挟み込みの防止が実現できるため、人の安全を確実に保証できる。
【００５２】
（２）本発明に係る挟み込み防止センサーは、ゴムシールの摩擦力のバラツキや車の窓ブラケットおよび昇降機械構造の加工、取り付けのバラツキの影響を受けて引き起こされる製品性能のバラツキを解決できるため、量産に適する。
【００５３】
（３）本発明に係る挟み込み防止センサーは、ゴムシールの劣化変形や車の窓ブラケットおよび昇降機械構造の劣化変形の影響を受けて引き起こされる製品故障を根絶できるため、製品の信頼性と安全性がさらに高まる。
【００５４】
（４）本発明に係る挟み込み防止センサーは、プロセスが簡単で、材料のコストも低いため、コスト面において高い競争力を有する。
【００５５】
２、既存の赤外線測定に基づく挟み込み防止センサーに比べて、本発明に係る挟み込み防止センサーは、以下のような長所を有する。
【００５６】
（１）本発明に係る挟み込み防止センサーは、雨、霧、塵埃などの悪天候の影響を受けて引き起こされる製品の故障を根絶できるため、製品の信頼性と安全性がさらに高まる。
【００５７】
（２）本発明に係る挟み込み防止センサーは、プロセスが簡単で、材料のコストも低いため、コスト面において高い競争力を有する。
【００５８】
３、既存の静電容量測定に基づく挟み込み防止センサーに比べて、本発明に係る挟み込み防止センサーは、以下のような長所を有する。
【００５９】
（１）本発明に係る挟み込み防止センサーは、温度、雨、霧、雪などの外部環境の変化が静電容量式のセンサーに与える影響により引き起こされる製品の故障を有効に解決できるから、製品の信頼性と安全性がさらに高まる。
【００６０】
（２）本発明に係る挟み込み防止センサーは、既存の静電容量式のセンサーのセンシング範囲における方向の選択性がよくないことにより引き起こされやすい挟み込み防止動作が誤ることを有効的に解決できるため、製品の信頼性と安全性がさらに高まる。
【００６１】
（３）本発明に係る挟み込み防止センサーは、プロセスが簡単で、コストも低いため、コスト面において高い競争力を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】車の窓ガラスの内表面に設けられるコンデンサーの電極を示す図である。
【図２】車の窓ガラスの外表面に設けられるコンデンサーの電極を示す図である。
【図３】車の窓ガラスの内・外表面に設けられるコンデンサーの電極の断面を示す図である。
【図４】車の窓ガラスの内・外表面に設けられるコンデンサーの電極へ人体の接近がない場合における電界の分布を示す図である。
【図５】車の窓ガラスに設けられる上下の二対のコンデンサーの電極の間に人体の接近がない場合における電界の分布を示す図である。
【図６】車の窓ガラスの内・外表面に設けられるコンデンサーの電極へ人体の接近がある場合における電界の分布を示す図である。
【図７】本発明の電気回路の原理を示す図である。
【図８】本発明の最適な実施例を示す図である。
【図９】本発明の他の一つの実施例におけるコンデンサーの電極を示す図である。
【図１０】図９における電極の電界の分布を示す図である。
【図１１】コンデンサーの電極の形状の第一実施例を示す図である。
【図１２】コンデンサーの電極の形状の第二実施例を示す図である。
【図１３】コンデンサーの電極の形状の第三実施例を示す図である。
【図１４】電極リード線の配線方式の第一実施例の外表面を示す図である。
【図１５】電極リード線の配線方式の第一実施例の内表面を示す図である。
【図１６】電極リード線の配線方式の第二実施例の外表面を示す図である。
【図１７】電極リード線の配線方式の第二実施例の内表面を示す図である。
【図１８】電極リード線の配線方式の第三実施例の外表面を示す図である。
【図１９】電極リード線の配線方式の第三実施例の内表面を示す図である。
【図２０】コンデンサーの電極の第四実施例を示す図である。
【図２１】コンデンサーの電極の第四実施例における電界の分布を示す図である。
【図２２】コンデンサーの電極の第四実施例における人の接近がある場合の電界の分布を示す図である。
【図２３】コンデンサーの電極の第四実施例におけるリード線の配線方式を示す図である。
【図２４】コンデンサーの電極の第四実施例における電気回路の原理を示す図である。
【図２５】コンデンサーの電極の第五実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本発明の測定原理は、次のとおりである。
【００６４】
コンデンサーの基本原理については、仮にコンデンサーのエッジ効果を考慮しないとすれば、均質の誘電体を有するコンデンサーの静電容量は、Ｃ＝ε・Ｓ／ｄとなる。ここで、εは、電極板間の誘電体の誘電率であり、ε＝ε０・εｒである。ε０は、真空中の誘電率であり、ε０＝８．８５４・１０−１２Ｆ／ｍである。εｒは、誘電体の誘電率と真空の誘電率の比（比誘電率）である。空気の比誘電率はεｒ≒１であり、その他の誘電体の比誘電率はεｒ＞１である。Ｓは、電極板の面積で、ｄは、電極板の間隔である。
【００６５】
測定される対象の変化により静電容量式のセンサーのパラメーターε、Ｓ、ｄが変化されるため、静電容量Ｃも変化される。
【００６６】
本発明の測定原理は、たとえば図４に示すとおりである。電極１および電極２は、主検出コンデンサーＣ１を構成し、電極３および電極４は、補助検出コンデンサーＣ２を構成する。電気力線の分布からわかるように、主検出コンデンサーＣ１と補助検出コンデンサーＣ２との間の誘電体は、二つの部分により構成される。一つの部分は、コンデンサーの二つの電極板の間のガラスであり、他の一つの部分は、コンデンサーの二つの電極板付近の空気である。このため、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の誘電率は、上述した二つの部分の誘電体の平均誘電率である。空気の誘電率は約１であり、ガラスの誘電率は約４である。水の誘電率は約８０であり、人体の水分量が７０％にものぼるため、人体の誘電率は約６０である。人体が車の窓ガラスの上縁１４の方向より接近する際、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の平均誘電率は、著しく増大される。ただし、人体と主検出コンデンサーＣ１との距離が比較的に近く、人体と補助検出コンデンサーＣ２との距離が比較的に遠いため、主検出コンデンサーＣ１の静電容量の変化は補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化よりも著しく大きい。また、人体が車の窓ガラス１３の側面から主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に接近する際、人体と主検出コンデンサーＣ１との距離および人体と補助検出コンデンサーＣ２との距離に大きな差がないため、人体の接近により引き起こされる主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化は、ほぼ同じである。さらに、人体が補助検出コンデンサーＣ２の下方から車の窓ガラス１３の側面に接近する際、人体と補助検出コンデンサーＣ２との距離が人体と主検出コンデンサーＣ１との距離よりも小さいため、人体の接近により引き起こされる補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化は、主検出コンデンサーＣ１の静電容量の変化よりも著しく大きい。上述した検討に基づいてわかるように、主検出コンデンサーＣ１と補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化の大きさにより、車の窓ガラス１４の上縁付近へ人体の接近の有無を判断でき、同時に人体のセンシング区域への接近の方向を正確に判断できる。
【００６７】
また、温度の変化あるいは車の窓ガラスに付着される雨、霧、雪などの環境の要素により引き起こされる主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化は、ほぼ同じである。したがって、上述した環境の要素の変化により引き起こされる影響を解消できる。
【００６８】
以上、本発明の原理について説明した。以下では、本発明の原理を利用したパワーウィンドウ挟み込み防止センサーの構造について説明する。
【００６９】
図１ないし図１１に示すように、本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止センサーは、車の窓ガラスの上縁１４側の内表面と外表面の対称位置において所定の間隔で平行に設けられる二対の長いストリップ状のコンデンサーの電極１、２、３、４と、センサー検出回路とを含む。最も上部に位置する内表面および外表面の一対の電極１、２は主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置する内表面および外表面の他の一対の電極３、４は補助検出コンデンサーＣ２を構成する。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２は、センシング素子として車の窓ガラスの上縁１４側への人体の肢体の接近あるいは接触の有無を測定する。人体の接近により生成される主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化を示す変化信号は、センサー検出回路に転送される。センサー検出回路は、検出された主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの変化信号に基づいてパワーウィンドウの昇降モーターの動作をコントロールする制御信号を生成する。本発明における電極は、例えば、三対あるいは四対など複数対設けることができる。ただし、最も上部に位置する一対の電極が主検出コンデンサーであり、その他が補助検出コンデンサーを構成する。ここで、本発明における主検出コンデンサーは、車の窓ガラス１３の上方位置に対してもっとも感度の高いコンデンサーであり、補助検出コンデンサーは、ノイズの解消や方向を判断するために設けられるものである。主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの差分を演算することにより制御信号を生成する。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の変化信号に基づいて車の窓ガラスの上縁１４側への人体の肢体の接近あるいは接触があると判断さえできれば、圧力を検出することなく、モーターの停止あるいは反転をコントロールでき、クランプ力がゼロの場合における挟み込み防止の目的を実現できる。本発明における車の窓ガラスの上縁とは、車の窓ガラスの外に露出されている縁をいうだけでなく、ガラスの前進方向の縁、すなわち、人を挟み込むことが可能な位置をいう。たとえば、車のドアの窓ガラスの場合には、ガラスの頂部の縁をいい、サンルーフのガラスの上縁という場合には、ガラスの前部の縁をいい、当該縁が人を挟み込むことが可能な位置である。
【００７０】
図３に示すように、本発明に係る上述した実施例において、主検出コンデンサーＣ１と車の窓ガラス１３の上縁との距離は０−５ｍｍであり、好ましくは０−２ｍｍである。具体的な数値としては、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍなどが選べられる。また、主検出コンデンサーＣ１と補助検測コンデンサーＣ２との距離は２ｍｍ−１０ｍｍであり、好ましくは２ｍｍ−４ｍｍである。具体的な数値としては、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍおよび９ｍｍなどが選べられる。さらに、電極の幅は１ｍｍ−８ｍｍであり、好ましくは１ｍｍ−３ｍｍである。具体的な数値としては、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍなどが選べられる。上述した数値範囲では、より本発明の要求を満たすことができる。これは、主検出コンデンサーＣ１と車の窓ガラスの上縁との距離が遠過ぎると、検出精度に影響を与えるからである。また、主検出コンデンサーＣ１と補助検出コンデンサーＣ２との間隔が大きすぎると、両者のノイズ信号に対するセンシングの同期性に影響を与えるため、検出精度に影響を与えてしまうからである。さらに、電極の幅は、コンデンサーにより形成される磁場の分布をより良く、より合理にして、本発明の測定の要求に満たせるようにできる。電極の長さは、少なくとも車の窓ガラス１３の人体を挟み込むことが可能な位置をカバーでき、車の窓ガラスに死角の存在を防止できる範囲にする必要がある。当該範囲は、通常、車の窓ガラスの前進方向の端部範囲を指す。電極は、絶縁層９に覆われている。絶縁層９は、保護の役割を果たすと同時にノイズをさらに解消でき、摩耗を防止できる。
【００７１】
図７に示すように、本発明に係る上述した実施例において、センサー検出回路は、励磁信号発生器２２、二つのアナログフィルタ回路１８、１９、アナログデジタル変換回路２３およびマイクロコントローラ２４を含む。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の一つの電極１、３は、それぞれ励磁信号発生器２２と接続し、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の他の一つの電極２、４は、それぞれアナログフィルタ回路１８、１９と接続する。アナログデジタル変換回路２３により主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの変化信号をそれぞれデジタル信号に変換する。マイクロコントローラ２４は、入力されたデジタル信号に基づいてソフトウェアによる演算方法によりパワーウィンドウの昇降モーター２５をコントロールする制御信号を生成する。本発明において、設けられるアナログフィルタ回路の回路数は、主検出コンデンサー及び補助検出コンデンサーの数とおなじである。即ち、検出コンデンサーごとに対応する一つのアナログフィルタ回路が設けられる。また、アナログデジタル変換回路２３は、複数チャンネルのアナログデジタル変換回路であって、チャンネルの数はアナログフィルタ回路と同等の数量を有する。すなわち、それぞれのアナログフィルタ回路に対してアナログデジタル変換を行う。本発明における励磁信号発生器２２は、励磁信号を生成できる。当該励磁信号は、正弦波や矩形波などであってよい。アナログフィルタ回路１８、１９は、アナログ信号に対して前処理することができ、アナログデジタルの変換ができるようにすることができる。アナログデジタル変換回路２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。マイクロコントローラ２４は、デジタル信号を処理して、制御信号を生成する。制御信号は、直接にパワーウィンドウのモーターを駆動しても良く、車載コンピューターに転送され、車載コンピューターによりコントロールしてもよい。励磁信号発生器２２、アナログデジタル変換回路２３およびマイクロコントローラ２４は、ともに比較的に成熟の集積回路により実現でき、その原理図については省略する。アナログフィルタ回路１８、１９の構成については、図に示すとおりだが、実際の状況に応じて、具体的な構造について、適切に修正できる。ただし、その主な役割は、アナログ信号に対する前処理であり、アナログデジタル変換ができるようにすることである。
【００７２】
図７に示すように、本発明に係る上述した実施例において、それぞれのアナログフィルタ回路１８、１９には、少なくとも一つの主検出コンデンサーＣ１あるいは補助検出コンデンサーＣ２と直列に接続する直列フィルタコンデンサーＣ３およびＣ４が含まれる。すなわち、主検出コンデンサーＣ１と接続するアナログフィルタ回路１８に、直列フィルタコンデンサーＣ３を直列に接続し、補助検出コンデンサーＣ２と接続するアナログフィルタ回路１９に、直列フィルタコンデンサーＣ４を直列に接続する。このようにすることは、低周波数のノイズ信号および温度の変化により引き起こされるゆっくり変化する信号を抑制するためである。
【００７３】
図７に示すように、本発明に係る上述した実施例において、それぞれのアナログフィルタ回路１８、１９には、少なくとも一つの大地と並列に接続する並列フィルタコンデンサーＣ５およびＣ６が含まれる。これは、高周波のノイズ信号をバイアスするためである。
【００７４】
図７に示すように、本発明に係る上述した実施例において、励磁信号発生器と主検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ７が含まれる。また、励磁信号発生器と補助検出コンデンサーとの間には、少なくとも一つの大地と接続する並列フィルタコンデンサーＣ８が含まれる。これは、励磁信号に含まれる高周波のノイズ信号をバイアスするためである。
【００７５】
図１、図２および図３に示すように、できる限り車の窓ガラスの上縁１４側のガラスの内表面および外表面の対称位置に、それぞれ長いストリップ状の電極１および２を設ける。長いストリップ状の電極１および２は、幅が同じであり、長さは車の窓ガラス１３の上縁１４の人体を挟み込むことが可能な任意の位置をカバーできなければならない。電極１および２は、主検出コンデンサーＣ１を構成する。電極１は、ガラスの内表面に設けられた配線５により、ガラスの右側からガラスの下縁１５の近辺まで設けられる。電極２は、配線７によりガラスの左側からガラスの下縁１５の近辺まで設けられる。電極１および２から下側へ３ｍｍほど離れるガラスの内表面および外表面の対称位置に、それぞれ長いストリップ状の電極３および４を設ける。電極３および４は、幅が同じで、それぞれ電極１および２と平行が保たれる。電極３および４は、補助検出コンデンサーＣ２を構成する。電極３は、ガラスの内表面に設けられる配線６により、ガラスの右側から下縁１５の近辺まで設けられる。電極４は、配線８によりガラスの左側から下縁１５の近辺まで設けられる。
【００７６】
本発明の測定原理は、図７に示すように、励磁信号発生器２２により生成される矩形波の励磁信号（励磁信号は矩形波または正弦波であってよい）を、それぞれ主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に転送する。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２の他の一端から出力される信号は、それぞれ各自のアナログフィルタ回路１８、１９によりフィルタリングされた後、二チャンネルのアナログデジタル変換回路２３によりデジタル信号に変換される。変換された二つのデジタル信号は、同時にマイクロコントローラ２４に入力される。マイクロコントローラ２４は、入力された主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２のデジタル化された変化信号に基づいて、挟み込み防止プログラムにより昇降モーター２５をコントロールするための制御信号を生成して、車の窓ガラス１３の昇降動作を制御する。
【００７７】
挟み込み防止プログラムの制御フローは、第一に、ガラスを上昇させるスイッチ信号が入力されると、まず車の窓ガラスの上縁１４側への人体の接近または接触の有無を判断し、接近又は接触がある場合には、モーターの起動を禁止する。第二に、車の窓ガラス１３の上昇過程において、車の窓ガラスの上縁１４側への人体の接近または接触があると判断される場合には、直ちにモーターを反転させ、ガラスを底まで下降させる。ソフトウェアにより上述した制御フローを実現すれば、クランプ力がゼロの場合における挟み込みの防止を実現できる。
【００７８】
以下では、図面を参照しながら、本発明に係る方法を利用してクランプ力がゼロの場合における挟み込み防止センサーを製造する実施例を説明する。
【００７９】
シルクスクリーンのプロセスにより車の窓ガラス１３の内表面および外表面に、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２を構成する電極１、２、３、４および配線５、６、７、８を印刷する。電極１、２、３、４の幅は２ｍｍであり、配線５、６、７、８の幅は１ｍｍである。電極１、２と電極３、４との間隔は３ｍｍであり、電極１、２と車の窓ガラス上縁との距離は０．５ｍｍである。シルクスクリーンのプロセスにより電極１、２、３、４および配線５、６、７、８の上に印刷インキからなる絶縁層９をさらに印刷する。絶縁性の印刷インキをシルクスクリーンする目的は、雨水による電極間のショートを防止するためである。シルクスクリーンした後、高温でオーブンするプロセスによりシルクスクリーンされた電極を車の窓ガラス１３の表面に蒸着させ、電極および絶縁層の付着力および耐摩擦力を高める。車の窓ガラス１３の下縁１５付近にセンサー検出回路３２を取り付け、伸縮可能な配線３３によりセンサー検出回路から出力される制御信号を車の窓を昇降させるモーターに転送する。
【００８０】
検証によれば、当該実施例に係る挟み込み防止センサーは、クランプ力がゼロの場合における挟み込み防止を実現でき、高い信頼性を有することが確認できた。
【００８１】
本発明における電極１、２、３、４および配線５、６、７、８は、接着、エッチング、象嵌、印刷などのプロセスにより設けることもでき、電極の材料は、任意の導電材料であってよい。
【００８２】
図１６および図１７は、本発明に係る電極リード線の他の一つの配線方式を示す図である。車の窓ガラス１３上の電極リード線のうち少なくとも一本が一側に位置し、その他のリード線が他の一側に位置する。ここで、主検出コンデンサーの外表面の電極のリード線は右側に位置し、内表面の電極のリード線は下部の左側に位置する。補助検出コンデンサーの外表面および内表面の電極のリード線は、いずれも下部の左側に位置するが、右側に位置することも可能である。たとえば、図１４および図１５に示す通りである。
【００８３】
図１８および図１９は、さらに本発明に係る電極リード線の他の一つの配線方式を示す図である。すなわち、全ての電極のリード線を車の窓ガラス１３の同じ側に設けることができる。信号の転送品質を確保するため、リード線をシールド処理することができる。
【００８４】
図１２は、本発明に係る電極の異なる構成方式を示す図である。本方式において、各電極を複数の電極板を直列に接続している。図１３に示すように、各電極が折り線構造を有し、まるで城壁の構造のようであるが、曲線であってもよい。
【００８５】
図９および図１０は、本発明に係る電極の他の一つの配置方式を示す図である。車の窓の上縁１４側の一つの表面には、一つの共通の電極が設けられ、他の一つの表面には、上下に分布される二つの電極が設けられている。主検出コンデンサーは、他の一つの表面の上部の電極と共通の電極とにより構成され、補助検出コンデンサーは、他の一つの表面の下部の電極と共通の電極とにより構成される。本実施例では、三つの電極を設けることにより二つのコンデンサーを構成し、そのうちの共通の電極を励磁信号発生器と接続して励磁信号を入力する。
【００８６】
図２０から図２４は、本発明に係るコンデンサーの電極の配置の第四実施例を示す図である。車の窓ガラス１３の上縁１４側の同じ表面において、少なくとも三つの長いストリップ状のコンデンサー電極１、２、３を所定の間隔ごとに平行に設ける。主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２は、それぞれ隣接のコンデンサーの電極から構成される。ここで、隣接のコンデンサーの電極とは、三つの電極に対していう場合には、電極１と電極２、電極２と電極３を指す。そのうちの電極２は共通の電極である。四つの電極に対していう場合には、例えば図２５に示す第五実施例のように、コンデンサーの電極が１、２、３、４である場合に対して、電極１と電極２、電極３と電極４が隣接のコンデンサーの電極を構成する。その他の数のコンデンサーの電極に対していう場合には、最も上部に位置する隣接の二つの電極が主検出コンデンサーＣ１を構成し、下部に位置するその他の隣接のコンデンサーの間において複数対の補助検出コンデンサーＣ２を構成できる。このため、隣接のコンデンサーの電極とは、主に、隣接の電極により所望の検出コンデンサーを構成することを指し、複数の電極に対しては、必要に応じて適切な電極を選択して対応の検出コンデンサーを構成することを指す。
【００８７】
本実施例と上述した他の実施例との主な違いは、全てのコンデンサーの電極を車の窓ガラスの同じ表面に設けることである。このように設ける方法は、コンデンサーの電極を直接に車の窓ガラスの上に加工することが便利で、製造プロセスがより簡単であり、後から使用する際には、センサー検出回路と電極を接続するだけで、取付けを完成できる。本実施例において、コンデンサーの電極は、車の窓ガラスの内表面に設けられる。
【００８８】
図２３に示すように、本実施例において、コンデンサーの電極のリード線１５は、それぞれ車の窓ガラスの同じ表面の両側に設けられている。このため、相互の干渉を低減できる。
【００８９】
図２４に示すように、本実施例における電気回路の原理図は、三つの電極に対して設けられたものである。当該電気回路の原理図と図７の電気回路の原理図の主な違いは、励磁信号発生器２２が共通の電極のみに接続されていることであり、その他の構造は、図７の実施例と全く同じである。
【００９０】
本発明に係るパワーウィンドウ挟み込み防止方法では、車の窓ガラス１３の上縁１４側に一対の主検出コンデンサーＣ１を設け、主検出コンデンサーＣ１の下側に少なくとも一対の補助検出コンデンサーＣ２を設ける。そして、車の窓ガラス１３の上縁１４側へ人体が接近する際、主検出コンデンサーＣ１の静電容量の変化が補助検出コンデンサーＣ２の静電容量の変化よりも遥かに大きいことを車の窓ガラス１３の上縁１４側の付近へ人体が接近したことと判断するための判断条件とする。続いて、センサー検出回路により入力される主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化信号に対して、上記判断条件に基づいて判断を行い、制御信号を生成する。上記判断条件によれば、人体の接近方向も判断できる。本発明は、主に二つの検出コンデンサーの差分を演算することにより、車の窓の上縁側への人体の接近であるか、それともその他の外部による干渉であるかを判断する目的を達成している。これによって、既存技術におけるコンデンサーを検出器として利用する場合に干渉されやすいという問題を解決する。
【００９１】
車の窓ガラス１３の側面から人体が主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーに接近する際、人体と主検出コンデンサーとの距離および人体と補助検出コンデンサーとの距離に大きな差がないため、引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであること、および、補助検出コンデンサーの下側から人体が車の窓ガラス１３の側面に接近する際、人体と補助検出コンデンサーとの距離が人体と主検出コンデンサーとの距離よりも小さいため、引き起こされる補助検出コンデンサーの静電容量の変化が主検出コンデンサーの静電容量の変化よりも遥かに大きいことを車の窓ガラス１３の上縁１４側へ人体が接近する方向を判断するための判断条件とする。当該方法によれば、車の窓ガラスへの人体の接近する方向を知ることができ、人体が車の窓ガラスの上方にあるか否かを判断できる。人体が車の窓ガラスの上方に位置していない場合、すなわち、挟み込まれることがない位置である場合、車の窓の昇降に影響を与えない。これは、既存技術で解決しにくい問題点である。
【００９２】
温度の変化または車の窓ガラス１３に付着される雨、霧、雪、電磁干渉の環境要素により引き起こされる主検出コンデンサーおよび補助検出コンデンサーの静電容量の変化がほぼ同じであることを上記環境変化要素により引き起こされる影響を解消するための判断条件とする。本発明は、二つの検出コンデンサーを設けている。二つのコンデンサーは、環境要素の干渉を同時に受け、静電容量の変化もほぼ同じである。これにより、環境要素の干渉を解消できる。これも既存技術で解決しにくい問題点であると同時に、この種類のセンサーに存在する主な問題でもある。
【００９３】
図７に示すように、本発明に係る上述した実施例では、励磁信号発生器２２により主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２に励磁信号を入力し、主検出コンデンサーＣ１および補助検出コンデンサーＣ２により励磁信号を変化した後、接続されているアナログフィルタ回路１８、１９に入力し、アナログフィルタ回路により各励磁信号を処理した後、アナログデジタル変換回路２３に転送し、アナログデジタル変換回路２３によりアナログ信号をデジタル信号に変換してからマイクロコントローラ２４に転送し、各変換された後のデジタル信号をマイクロコントローラ２４により差分演算を行い、制御信号を生成する。その詳細な構成および動作原理については、センサーの実施例を参照できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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