(57)【要約】はさみ防止組立体は、自動車の閉止装置と組合せて使用される。閉止装置は、閉止パネル即ち窓ガラス又はドアと、閉止パネルを開位置と閉位置との間で移動するためのモータとを備えている。閉位置において、閉止パネルは、開口部、即ち自動車のウインドウ又はドア開口を覆う。はさみ防止組立体は、モータ又は閉止装置の付近に配置された位置センサを備えている。この位置センサは、閉止パネルの位置を表わす位置信号を発生する。容量性センサは、開口部を通して延びるフィールドのキャパシタンスを測定する。容量性センサは、そこから信号を発生する。位置センサ及び容量性センサには、コントローラが電気的に接続される。このコントローラは、位置信号及び容量性信号を受け取り、そして出力信号が所定の時間周期以上にわたって一連の所定値からずれたときにモータが閉止パネルを閉位置に向かって移動するのを防止するための信号をモータに送信する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の閉止装置のためのはさみ防止組立体において、
全開位置と閉位置との間で移動するように自動車に支持される閉止装置と、
上記閉止装置に作動的に接続されて、上記閉止装置の動作を制御するコントローラと、
上記コントローラに接続され、そして上記閉止装置が開位置と閉位置との間で移動するときに上記閉止装置の位置を指示するように取り付けられた位置インジケータと、
上記コントローラに接続され、上記閉止装置の経路に異物が存在することを表わす出力信号を上記コントローラに与える非接触センサとを備え、上記コントローラは、上記閉止装置の所与の位置に対し上記出力信号が基準値をスレッシュホールド量だけ越えるのに基づいて異物の存在を決定するように構成されたはさみ防止組立体。
【請求項２】
閉止パネルと、該閉止パネルを、開位置と、自動車の開口部を覆う閉位置との間で移動するためのモータとを有する閉止装置のためのはさみ防止組立体において、
上記モータの回転位置を測定するように配置され、そしてそこから位置信号を発生する位置センサを備え、上記位置信号は、上記開位置と閉位置との間の上記閉止パネルの位置に直接関連され、
上記モータに電気的に接続され、自動車の開口部を通して延びるフィールドのキャパシタンスを測定しそしてそこから電圧信号を発生するための容量性センサを更に備え、そして
上記位置センサ及び容量性センサに電気的に接続され、上記位置信号及び電圧信号を受け取るためのコントローラを更に備え、このコントローラは、上記電圧信号が一連の所定値からずれたときにモータが上記閉止パネルを閉位置に向けて移動するのを防止する出力信号をモータへ送信するように構成されたはさみ防止組立体。
【請求項３】
上記コントローラは、上記一連の所定値の各々を上記位置信号の関数として識別するデータベースを備えた請求項２に記載のはさみ防止組立体。
【請求項４】
上記コントローラは、上記電圧信号を上記一連の所定値の１つと比較するための比較器を備えた請求項３に記載のはさみ防止組立体。
【請求項５】
上記データベースは、上記閉止パネルの位置の関数として電圧を識別する上記一連の所定値の基準マップを定義するデータを含む請求項４に記載のはさみ防止組立体。
【請求項６】
上記位置センサは、上記モータに隣接して取り付けられたホール効果センサである請求項５に記載のはさみ防止組立体。
【請求項７】
閉止パネルを開位置と閉位置との間で駆動するためのモータと、位置センサと、容量性センサとを有する自動車の開口部を通して延びる障害物を閉止パネルがはさむのを防止するための方法において、
上記モータが上記閉止パネルを開位置と閉位置との間で駆動するときに上記容量性センサを使用して上記開口部を通して延びるフィールドのキャパシタンスを測定し、
上記キャパシタンスの測定値に基づいて上記容量性センサから電圧信号を発生し、
上記モータが上記閉止パネルを開位置と閉位置との間で駆動するときに上記位置センサを使用して上記モータの位置を識別し、
上記測定された電圧を上記識別された位置に相関させて、データを形成し、
そのデータを基準マップと比較して比較値を形成し、そして
上記閉止パネルが閉位置に向かって移動するときに、その比較値が所定値を越えると、上記閉止パネルの経路に物体を検出する、
という段階を備えた方法。
【請求項８】
上記物体が検出されたときには、上記閉止パネルが閉位置に向かって移動し続けるのを防止する段階を更に備えた請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記比較値が所定値を越える時間周期を測定する段階を更に備えた請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
上記閉止パネルが閉位置に向かって移動し続けるのを防止する段階を更に備えた請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
物体が検出された後に、上記閉止パネルを開位置へ引っ込める段階を更に備えた請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記基準マップを発生する段階を更に備え、これは、
上記閉止パネルの移動を妨げる障害物が存在しない場合に上記モータが閉止パネルを開位置と閉位置との間で駆動するときに容量性センサを使用して開口部を通して延びるフィールドのキャパシタンスを測定し、
上記キャパシタンスの測定値に基づいて容量性センサから電圧信号を発生し、
上記モータが閉止パネルを開位置と閉位置との間で駆動するときに位置センサを使用してモータの位置を識別し、
上記測定された電圧を、上記識別された位置に相関させ、そして
上記電圧及び位置データを記憶する、
ことにより行われる請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、自動車の開口部に関連した閉止システムのためのはさみ防止組立体に係る。より詳細には、本発明は、自動車の開口部のためのはさみ防止組立体であって、非接触センサを含むようなはさみ防止組立体に係る。
【０００２】
【背景技術】
自動車は、通常、開口部を選択的に開閉するのに使用される閉止装置のためのはさみ防止組立体を有している。例えば、自動車の開口部は、ドア又は側部に見られ、そしてそれに関連した閉止装置は、ウインドウ及びそれに関連した制御メカニズムである。閉止装置は、ドアウインドウ、スライディングドア、リフトゲート、デッキリッド、サンルーフ等を含むが、これに限定されない。
【０００３】
これらの閉止装置に関連したはさみ防止組立体は、通常、モータ電流のような特性や、ホール効果センサ、タコメータ等のフィードバック装置を使用することにより、閉止装置の経路に異物が存在するのを感知する。これらフィードバック装置は、閉止装置の正常な即ち非障害動作特性に対する、監視されているパラメータの異常な変化率を感知する。閉止装置の全運動範囲にわたりこれらパラメータの特性が通常変化するので、モータの速度又はモータに流れる電流に基づいて障害を単に検出するだけでは、不充分である。
【０００４】
２０００年４月１８日付のフルカワ氏の米国特許第６，０５１，９４５号は、閉止装置のためのはさみ防止組立体を開示している。ＣＰＵは、窓ガラスをその開位置と閉位置との間で移動するモータを制御する。ホールセンサ装置が配置され、モータの出力シャフトの速度を感知することができる。速度を測定するために、ホール感知装置は、モータのシャフトの周りに配置された２つのホール効果センサを使用している。シャフトにはマグネットが固定され、ホール効果センサを動作するに必要な磁界を与える。シャフトの速度が測定されると、加速度が導出され、窓ガラスの質量を使用して力が計算される。このシステムは、物体の存在を正確に決定するためには多数のセンサを使用して計算を行う必要がある。
【０００５】
【発明の開示】
はさみ防止組立体は、自動車の閉止装置と組み合わせて使用される。閉止装置は、閉止パネルと、この閉止パネルを開位置と閉位置との間で移動するためのモータとを備えている。閉位置において、閉止パネルは、自動車の開口部を覆う。はさみ防止組立体は、閉止装置のモータ付近に配置された位置センサを備えている。この位置センサは、閉止パネルの位置を表わす位置信号を発生する。容量性センサがモータに電気的に接続され、開口部を介してのキャパシタンスを測定する。この容量性センサは、開口部を通るフィールドの変化を検出する。これらの位置センサ及び容量性センサにはコントローラが電気的に接続される。このコントローラは、位置及び容量信号を受け取り、そして容量信号が一連の所定値から所定時間周期以上にわたってずれたときに、モータが閉止パネルを閉位置に向かって移動するのを防止する障害信号をモータへ送信する。
【０００６】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の効果は、添付図面を参照した以下の詳細な説明から容易に明らかとなろう。
図１には、はさみ防止組立体が１０で全体的に示されている。このはさみ防止組立体１０は、閉止装置に関連して使用される。該閉止装置は、閉止パネル１２と、以下に述べるその動作システムとで構成される。はさみ防止組立体１０は、自動車１６の開口部１４（図２に示す）を経て延びることのある障害物又は対象物（図示せず）を閉止パネル１２がはさみ又は押しつぶすのを防止する。閉止パネル１２は、開位置と閉位置との間で移動する電動構造又は自動構造であることが当業者に明らかであろう。例えば、閉止パネル１２は、窓ガラス、ドア、リフトゲート、サンルーフ等を含むが、これに限定されな。開口部は、窓フレーム、ドア開口、サンルーフ開口等を含む。
【０００７】
はさみ防止組立体１０は、制御ユニット１８を備えている。この制御ユニット１８は、電源２０に直接的又は間接的に電気的接続される。導体２２はこの接続を表わしている。電源２０は、自動車１６の電源２０である。電源２０は、バッテリ、ジェネレータ、又は他の発電装置、或いはその組合せでよい。
制御ユニット１８は、モータ２４に接続される。モータ２４は、これと電源２０との間に直接的又は間接的に延びる導体２６を経て受電する。
【０００８】
モータ２４は、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する。より詳細には、電気的エネルギーは、モータ２４を経て延びるシャフト２８を回転する力に変換される。シャフト２８は、閉止パネル１２に作動的に接続される。この作動的接続は、モータ２４の回転エネルギー出力を、閉止パネル１２の特定の設計に基づいて、閉止パネル１２の軸方向移動又は枢着移動に変換する。
【０００９】
制御ユニット１８は、２つのセンサ３０、３２から入力を受け取る。第１センサは、位置センサ３０である。この位置センサ３０は、モータ２４のシャフト２８の位置を識別する。シャフト２８が回転すると、位置センサ３０は、シャフト２８の回転位置と、シャフト２８が行った回転数とを識別する。位置センサ３０の精度は、特定の設計に基づいて可変である。
【００１０】
位置センサ３０は、シャフト２８に固定された単一のマグネット（図示せず）を使用するホール効果センサであるのが好ましい。マグネットは、シャフト２８と共に回転し、その磁界は、位置センサ３０を通過するときに該センサに作用する。
或いは又、位置センサ３０は、モータ２４のサイクルタイムを表わす出力信号を与えるタイマーであってもよい。モータ２４の方向及びサイクルタイムが分かると、制御ユニット１８は、シャフト２８の位置を追跡し、シャフトの位置を、閉止パネルの位置に相関させることができる。更に別の構成として、ガラス走行チャンネルに取り付けられたセンサが、閉止パネルの位置に応じて信号を発生するというものである。
【００１１】
第２のセンサは、非接触センサ３２である。このセンサ３２は、閉止パネル１２の経路にある障害物を、その障害物が閉止パネル１２に接触するか又は開口部１４を形成するフレームに接触する前に検出できるので、非接触センサと定義される。より詳細には、非接触センサ３２は、容量性センサ３２である。この容量性センサ３２も、モータ２４に隣接配置される。この容量性センサ３２は、開口部１４により画成されたスペースによるキャパシタンスの変化を検出する。キャパシタンスは、閉止パネル１２が移動してもその設計パラメータにより実質的に変化しない。閉止パネル１２が閉じる直前及び物体がそれを通して延びるときに変化が生じる。開口部１４を通して延びる物体は、容量性センサ３２により測定されている磁界を遮断する。
【００１２】
図２には、自動車１６のドア３６が示されている。この実施形態では、ドア３６は、これを開位置と閉位置との間で移動するよう軸（図示せず）の周りで枢着回転する標準的な側部ドアである。
ドア３６は、該ドア３６のベース３８と、前方境界４２、上方境界４４及び後方境界４６を有する窓枠４０との間に延びる開口として開口部１４（この場合には窓枠）を画成する。容量性センサ３２は、前方境界４２及び上方境界４４に沿って延びる。容量性センサ３２は、開口部１４内で該センサの真下の磁界を測定するように設計される。
【００１３】
シャフト２８の位置の関数としての容量性センサ３２からの信号、この例では電圧に対して、基準マップが発生される。閉止パネル１２は、開位置から閉位置へ移動される。各位置間隔において、容量性センサ３２からの信号及び位置が記録され、そしてデータベース３４にセーブされる。
図３は、この基準マップを表わすグラフである。この基準マップは、閉止パネル１２の位置の関数としてデータベース３４に記憶された一連の所定の値４８である。図１に示すように、データベース３４は、二次元アレーであり、制御ユニット１８の一部分を形成する。当業者に明らかなように、データベース３４は、制御ユニット１８とは個別の独特の装置に記憶されてもよい。
【００１４】
基準マップは、異物又は障害物の存在の決定を行う基線を表わす。特定の位置における容量性センサ３２からの信号出力が、データベース３４に記憶されたものと実質的に同様である場合には、はさみ防止組立体１０は、閉止パネル１２の経路を変更しない。
図４には、閉止パネル１２の経路に物体が存在するときに測定されたデータの一例が示されている。出力信号は、ある時間周期にわたって測定され、そして各出力値が位置の値と相関される。相関されたデータが図４にマップされている。図４に示すデータでは、５０において物体が検出される。閉止パネル１２と前方境界４２又は上方境界４４との間に物体がはさまると、図３の基準マップに示すように規定されそして予想される増加の前に、信号値に変化が生じる。比較器４５は、図３の基線値と、出力信号の実測値との間の差を測定する。出力信号の増加は、測定された信号とデータベース３４に記憶された信号値との差である比較値を定義するもので、これは、その比較値が形成されたときにモータ２４のシャフト２８が存在する特定の位置に対するものである。
【００１５】
信号の出力値が、特定の時間周期にわたり、図３の基準マップから所定値だけ異なるときには、物体が開口部１４を通して延びており、閉止パネル１２がその閉位置に向かって移動し続けると最終的にはさまれると決定される。これとは対照的に、データポイント５２は、はさみ防止組立体１０においてノイズから発生される。ノイズ５２は、長時間にわたって持続せず、又、異物により発生されると考えられるに充分な比較値だけ図３のデータ４８から相違しない。図３及び図４の両方におけるプラトー領域５４は、閉止パネル１２の移動の終了を表わす。
【００１６】
障害物の検出がなされたときには、障害物信号が発生され、制御ユニット１８は、それに応答して、モータ２４をオーバーライドし、そしてその動作を停止するか、又はシャフト２８の回転方向を逆転する。閉止パネル１２がその開位置へ戻されると、制御ユニット１８は、モータ２４をその通常の動作に基づいて動作できるようにする。閉止パネル１２が同じ位置に保たれる場合には、はさみ防止組立体１０は、比較値が排除されるまで、閉止パネル１２がその閉位置へ移動し続けるのを許さない。
【００１７】
以上、本発明を例示したが、使用した用語は、説明上のものに過ぎず、何らそれに限定されるものではない。
上記の教示に鑑み、本発明の多数の変更や修正が考えられる。それ故、本発明は、特許請求の範囲内で、上記とは異なるやり方でも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による自動車のドアの開口部を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態により使用されるデータベースに記憶されるデータの基準マップのグラフである。
【図４】自動車の開口部を通して物体が延びているときの測定データのグラフである。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004506110.tif 000007
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2004506110.tif 000009
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【国際調査報告】
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