(57)【要約】【課題】挟み込みの誤検出を生じ難くすることができる挟み込み検出用センサ及び開閉体制御装置を提供する。【解決手段】ウィンドウガラス３には、物体の接近又は接触を検出可能な静電容量式の挟み込み検出用センサ１４（センサ電極１８）が設けられ、ウィンドウガラス３の作動中（上昇作動中）にセンサ電極１８の静電容量が増加すると、ウィンドウガラス３を反転させて挟み込みを防止する。挟み込み検出用センサ１４は、センサ電極１８と、センサ電極１８の指向性を制限するシールド電極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と同電位に設定されたダミー電極２３とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉体の閉方向の端部に静電容量式のセンサ電極が設けられ、当該センサ電極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の有無が判定される挟み込み検出用センサにおいて、
前記センサ電極の指向性の範囲を制限するシールド電極と、
前記センサ電極及び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値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検出用センサ。
【請求項２】
前記シールド電極は、前記開閉体の室内外に沿う方向を室内外方向としたとき、少なくとも当該室内外方向の両側に設けられている
請求項１に記載の挟み込み検出用センサ。
【請求項３】
前記シールド電極は、前記開閉体の閉方向において開口されつつ、前記ダミー電極を周囲から囲むような形状をなし、
当該ダミー電極は、前記開閉体の閉方向において開口されつつ、前記センサ電極を周囲から囲むような形状をなしている
請求項１又は２に記載の挟み込み検出用センサ。
【請求項４】
前記センサ電極、シールド電極及びダミー電極は、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検出用センサ。
【請求項５】
開閉体の閉方向の端部に静電容量式のセンサ電極が設けられ、当該センサ電極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の有無を判定可能な開閉体制御装置において、
前記センサ電極の指向性の範囲を制限するシールド電極と、
前記センサ電極及び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値に設定されたダミー電極と、
前記センサ電極から出力される検出信号を基に、前記開閉体による挟み込みの有無を判定し、挟み込みがあったとき、作動中の前記開閉体を反転又は停止させる挟み込み制御部と
を備えたことを特徴とする開閉体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉体による物体の挟み込みを検出可能な挟み込み検出用センサ及び開閉体制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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機能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）。この挟み込み防止機能では、物体がセンサ電極に接近又は接触すると、センサ電極の静電容量が増加することを用い、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、上昇作動中のウィンドウガラスを反転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１４９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、センサ電極の指向性が全周であると、挟み込みではない方向から物体が近づいてきたとき、これに反応して出力が変化してしまう懸念がある。これは、挟み込みの誤検出に繋がる問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、挟み込みの誤検出を生じ難くすることができる挟み込み検出用センサ及び開閉体制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決する挟み込み検出用センサは、開閉体の閉方向の端部に静電容量式のセンサ電極が設けられ、当該センサ電極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の有無が判定される構成において、前記センサ電極の指向性の範囲を制限するシールド電極と、前記センサ電極及び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値に設定されたダミー電極とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、センサ電極の指向性の範囲を制限可能なシールド電極を設けたので、センサ電極に所定方向の指向性を設定することが可能となる。よって、挟み込みの誤検出を生じ難くすることが可能となる。また、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、本構成のようにシールド電極を設けても、ダミー電極によってセンサ電極の感度が向上する。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。
【０００８】
前記挟み込み検出用センサにおいて、前記シールド電極は、前記開閉体の室内外に沿う方向を室内外方向としたとき、少なくとも当該室内外方向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、開閉体の閉方向をセンサ電極の指向性の方向とすることが可能となるので、センサ電極で挟み込みの有無を検出するにあたって、これをより正しく行うのに有利となる。
【０００９】
前記挟み込み検出用センサにおいて、前記シールド電極は、前記開閉体の閉方向において開口されつつ、前記ダミー電極を周囲から囲むような形状をなし、当該ダミー電極は、前記開閉体の閉方向において開口されつつ、前記センサ電極を周囲から囲むような形状をなしていることが好ましい。この構成によれば、センサ電極の指向性を一方向にのみ限定するので、センサ電極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。
【００１０】
前記挟み込み検出用センサにおいて、前記センサ電極、シールド電極及びダミー電極は、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、センサ電極のどの部分にもシールド電極及びダミー電極が配置されるので、挟み込みの誤検出を防止するのに一層有利となる。
【００１１】
前記問題点を解決する開閉体制御装置は、開閉体の閉方向の端部に静電容量式のセンサ電極が設けられ、当該センサ電極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の有無を判定可能な構成において、前記センサ電極の指向性の範囲を制限するシールド電極と、前記センサ電極及び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値に設定されたダミー電極と、前記センサ電極から出力される検出信号を基に、前記開閉体による挟み込みの有無を判定し、挟み込みがあったとき、作動中の前記開閉体を反転又は停止させる挟み込み制御部とを備えた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、挟み込みの誤検出を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のパワーウィンドウ装置の概略図。
【図２】挟み込み防止機能を備えたパワーウィンドウ装置の電気構成図。
【図３】挟み込み検出用センサがセンサ電極、シールド電極及びダミー電極を備える例であって、（ａ）は挟み込み検出用センサの斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はセンサ電極の出力変化図。
【図４】挟み込み検出用センサがセンサ電極のみ備える例であって、（ａ）は挟み込み検出用センサの斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はセンサ電極の出力変化図。
【図５】挟み込み検出用センサがセンサ電極及びシールド電極を備える例であって、（ａ）は挟み込み検出用センサの斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はセンサ電極の出力変化図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は別例の挟み込み検出用センサの例示図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、挟み込み検出用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）に設けられた可動式のウィンドウガラス３を、アクチュエータ４を駆動源として自動で開閉させるものである。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、車両ドア２の全閉位置と全開位置との間を直線方向（スライド方向）に往復動可能となっている。アクチュエータ４は、例えばモータであることが好ましい。
【００１５】
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。コントローラ９には、パワーウィンドウ装置１を作動するときに操作される操作部１０から操作信号が入力される。操作部１０は、例えば車両ドア２に設けられ、上昇操作、下降操作、オート上昇操作、オート下降操作等が可能である。コントローラ９は、操作部１０から入力する操作信号を基に、アクチュエータ４を通じてウィンドウガラス３を上下動させる。
【００１６】
パワーウィンドウ装置１は、開閉体１３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。本例の開閉体制御装置１２は、開閉体１３（本例はウィンドウガラス３、以下同様）の端部に設けられた静電容量式の挟み込み検出用センサ１４（センサ電極１８）から出力される検出信号Ｓｖを基に、開閉体１３による物体の挟み込み有無を判定し、挟み込みが検出されれば、作動中の開閉体１３を反転又は停止させるものである。
【００１７】
本例の場合、挟み込み検出用センサ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。具体的にいうと、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た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、物体が接近することも検出可能である。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。
【００１８】
開閉体制御装置１２は、挟み込み防止機能の作動を管理する挟み込み制御部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、挟み込み有無の判定を行うときに用いる挟み込み判定閾値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）に保持される。挟み込み制御部１９は、ウィンドウガラス３を上昇させている最中において、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認識し、ウィンドウガラス３を下方に反転、又はその場で停止させる。
【００１９】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、挟み込み検出用センサ１４は、センサ電極１８の指向性を制限可能なシールド電極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の室内外の沿う方向を室内外方向（同図のＸ軸方向）としたとき、少なくとも室内外方向の両側に設けられることが好ましい。本例の場合、シールド電極２２は、ウィンドウガラス３の閉方向において開口されつつ、センサ電極１８を周囲から囲むような形状（略椀形状）をなしている。
【００２０】
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と同電位又はその付近の値に設定されている。ダミー電極２３は、シールド電極２２と同様に、少なくとも室内外方向の両側に設けられることが好ましく、具体的には、シールド電極２２と同じような略椀形状に形成される。シールド電極２２及びダミー電極２３は、センサ電極１８と同じ長さに形成されることが好ましい。すなわち、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。
【００２１】
次に、図３〜図５を用いて、パワーウィンドウ装置１（挟み込み検出用センサ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の上昇作動時（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の上昇作動中、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の上昇作動時、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。
【００２２】
図４（ａ）〜（ｃ）に、ウィンドウガラス３にセンサ電極１８のみ設けた例を図示する。この場合、センサ電極１８の指向性は全周であるので、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、単に側方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、ウィンドウガラス３が意図せず反転又は停止してしまう可能性があった。この例の場合は、物体の誤検出（ウィンドウガラス３の誤反転）が発生し易い問題がある。
【００２３】
また、センサ電極１８の放射電界が全周となってしまうので、これが他のＥＣＵに影響を及ぼしてしまう問題もある。具体的には、輻射ノイズがラジオに影響を及ぼし、ラジオの音声に生じるノイズが大きくなる懸念に繋がる。
【００２４】
さらに、センサ電極１８の指向性が全周であると、外来ノイズの影響も受け易い。このため、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可能性が高く、耐イミニティが弱いという問題もあった。
【００２５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）に、ウィンドウガラス３にセンサ電極１８とシールド電極２２とを設けた例を図示する。同図の場合、シールド電極２２は、センサ電極１８の側方及び下方を一帯に囲う形状としている。この場合、センサ電極１８の指向性は、上方向（ウィンドウガラス３の閉方向）のみに限定される。このため、仮にユーザの指等がウィンドウガラス３の側方から近づいたとしても、これに反応しないので、物体の誤検出（ウィンドウガラス３の誤反転）を生じ難くすることが可能となる。
【００２６】
また、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。具体的には、ラジオノイズを少なく抑えるのに有利となる。
【００２７】
さらに、ウィンドウガラス３の側方や下方から外来ノイズが付与される状況となっても、これらをシールド電極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の静電容量変化が生じ難くなり、耐イミニティを強くすることも可能となる。
【００２８】
しかし、図５の構成の場合、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。
【００２９】
そこで、図３に示すように、本例の場合は、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。
【００３０】
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）ウィンドウガラス３に設けたセンサ電極１８の静電容量によって挟み込みの有無を判定するパワーウィンドウ装置１において、センサ電極１８の指向性の範囲を制限可能なシールド電極２２を設けたので、センサ電極１８に所定方向（本例はウィンドウガラス３の閉方向）の指向性を設定することが可能となる。よって、挟み込みの誤検出を生じ難くすることができる。また、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、本例のようにセンサ電極１８の周囲にシールド電極２２を設けても、ダミー電極２３によってセンサ電極１８の感度が向上する。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。
【００３１】
（２）シールド電極２２は、ウィンドウガラス３の室内外に沿う方向を室内外方向（図３のＸ軸方向）としたとき、少なくとも室内外方向の両側に設けられている。よって、ウィンドウガラス３の閉方向をセンサ電極１８の指向性の方向とすることが可能となるので、センサ電極１８で挟み込みの有無を検出するにあたって、これをより正しく行うのに有利となる。
【００３２】
（３）シールド電極２２及びダミー電極２３は、開閉体１３の閉方向において開口されつつ、センサ電極１８を周囲から囲むような形状（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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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の組は、ウィンドウガラス３の室内外方向において片方にのみ形成されてもよい。
【００３５】
・図６（ｂ）に示すように、シールド電極２２及びダミー電極２３の組は、ウィンドウガラス３の室内外方向の両側にのみ形成されてもよい。すなわち、ウィンドウガラス３の開方向において、シールド電極２２及びダミー電極２３の組を省略してもよい。
【００３６】
・図６（ｃ）に示すように、シールド電極２２及びダミー電極２３の組は、例えば右、左、下の３つの組に分断された形状としてもよい。
・図６（ｄ）に示すように、挟み込み検出用センサ１４は、ウィンドウガラス３の上端面３ａに形成されてもよい。この場合、上端面３ａをコーティングして、各電極を保護することが好ましい。
【００３７】
・図６（ａ）〜（ｄ）の各例において、センサ電極１８に対するシールド電極２２やダミー電極２３の上下方向位置（開閉方向における高さ位置）は、どの位置に設定されてもよい。
【００３８】
・センサ電極１８、シールド電極２２及びダミー電極２３は、それぞれ均等の間隔を空けて配置されることに限らず、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の間隔とは、異なっていてもよい。
【００３９】
・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、互いに長さが異なる形状に形成されてもよい。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が形成されていてもよい。
【００４０】
・シールド電極２２及びダミー電極２３は、互いに異なる形状に形成されてもよい。
・挟み込み検出用センサ１４は、複数のセンサ群から構築されてもよい。また、挟み込み検出用センサ１４は、例えばウィンドウガラス３において、複数箇所に形成されてもよい。
【００４１】
・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。
【００４２】
・開閉体１３は、ガラスに限定されず、種々の動くものに変更可能である。
・本例の挟み込み防止機能は、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。
【００４３】
・挟み込み検出用センサ１４は、センサ電極１８及びシールド電極２２のみを備えた構成としてもよい。この場合、センサ電極１８の指向性を制限することは可能であるので、挟み込みの誤検出を防止する利点は享受できる。
【００４４】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（イ）開閉体の閉方向の端部に静電容量式のセンサ電極が設けられ、当該センサ電極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の有無が判定される挟み込み検出用センサにおいて、前記センサ電極の両側に配置されることにより、前記開閉体の少なくとも閉方向を前記センサ電極の指向性の範囲とするシールド電極を備えた。
【符号の説明】
【００４５】
３…開閉体の一例であるウィンドウガラス、１２…開閉体制御装置、１３…開閉体、１４…挟み込み検出用センサ、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。
【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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