(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、
観測領域近傍に配置される２対の電極と、
基準パルスを発生するパルス発生回路と、
前記基準パルスを分周して出力する分周回路と、
前記分周回路より分周パルスを入力する可変端子の抵抗タップ位置が、電気的制御信号の印加によってアナログ的又はデジタル的に変位可能であり、当該可変端子に入力された分周パルスを２つの固定端子へ分岐して出力する可変抵抗手段と、
前記分周回路の分周過程で発生する中間パルスを入力とし、当該中間パルスを基にスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路と、
前記スイッチ制御信号を基にスイッチ素子を高頻度で接断し、前記分周回路より入力される分周パルスの後段回路への印加を制御する第１及び第２のスイッチ回路と、
前記２対の電極のうち接続される１対の電極と、前記第１又は第２のスイッチ回路を介して接続される前記可変抵抗手段の２つの固定端子のうちの１つであって、接続される固定端子と前記可変端子との間の抵抗分とで構成される積分回路によって、前記分周回路で発生された分周パルスを積分し、位相遅れタイミングパルスを出力する第１及び第２の可変遅延回路と、
前記第１及び第２の可変遅延回路から出力される位相遅れタイミングパルスの位相関係の相対的変化を弁別する位相弁別回路と、
前記可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を制御する電気的制御信号を出力する制御手段と
を備えることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の静電容量センサ装置において、
前記制御手段は、前記第１及び第２の可変遅延回路から出力される各位相遅れタイミングパルスを入力し、その遅延時間差に基づいて前記可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を切り替え制御する
ことを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の静電容量センサ装置において、
前記制御手段は、前記遅延時間差を一定時間毎計測し、当該遅延時間差が目標範囲に入るようにフィードバック制御する
ことを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の静電容量センサ装置において、
前記制御手段は、前記遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが大きい場合、前記可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を大きくし、前記遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが小さい場合、前記可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を小さくする
ことを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項５】
電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、
観測領域近傍に配置される２対の電極と、
基準パルスを発生するパルス発生回路と、
前記基準パルスを分周して出力する分周回路と、
前記分周回路の分周過程で発生する中間パルスを入力とし、当該中間パルスを基にスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路と、
前記スイッチ制御信号を基にスイッチ素子を高頻度で接断し、前記分周回路より入力される分周パルスの後段回路への印加を制御する第１及び第２のスイッチ回路と、
前記２対の電極のうち接続される１対の電極と、前記第１及び第２のスイッチ回路のうち対応する出力に接続される抵抗分とで構成される積分回路によって前記分周回路で発生された分周パルスを積分し、位相遅れタイミングパルスを出力する第１及び第２の可変遅延回路と、
前記第１及び第２の可変遅延回路から出力される位相遅れタイミングパルスの位相関係の相対的変化を弁別する位相弁別回路と
を備えることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項６】
電気的にウインドウガラスを開閉駆動する電動式パワーウインドウ装置に搭載され、前記ウインドウガラス閉動作時における異物の挟み込みを防止する安全装置において、
請求項１〜５のいずれかに記載の静電容量センサ装置を検知手段として備えることを特徴とする電動式パワーウインドウ装置の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電容量センサ装置及び電動式パワーウインドウ装置の安全装置（人体等挟み込み防止装置）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーウインドウ装置の安全装置は、ウインドウガラスの閉動作時における指や腕、頭等の人体の一部がウインドウ枠（ウインドウ枠のない、いわゆるサッシュレスドアの車両においては全閉時のウインドウ上縁部に近接の車室内ルーフ部）とウインドウガラスとの間に挟まれる事故を防止する挟み込み防止機能の実現を目的とするもので、これまで種々の方式が開示されている。
【０００３】
これら開示されている方式を原理的に大別すると、
（１）パワーウインドウモータの駆動電流をモニタし、挟み込み発生時の電流波形の異常（正常動作域での過負荷電流の発生）を検出して該モータの作動をキャンセルするタイプ
（２）パワーウインドウモータの回転状態をパルス列としてモニタし、挟み込み発生時の回転パルスの異常（正常動作域でのパルス列の異常の発生）を検出して該モータの作動をキャンセルするタイプ
（３）ウインドウガラスの上縁部に接するウインドウ枠のガラスランチャンネル部分にタッチセンサを設け、ウインドウガラスの閉動作時に指や腕、頭等の人体の一部が挟まれたことをタッチセンサが検出して該モータの作動をキャンセルするタイプ
（４）ウインドウガラスの上縁部にタッチセンサを設け、ウインドウガラスの閉動作時に指や腕、頭等の人体の一部がタッチセンサに触れたことを検出して該モータの作動をキャンセルするタイプ
等がある。
【０００４】
具体的な開示例としては、前記（１）のタイプには特開平６−３３５２８４号公報、前記（２）のタイプには特開平５−３２１５３０号公報、前記（３）のタイプには実開昭６１−１０４２２１号公報、前記（４）のタイプには特開昭６０−１１９８８３号公報等がある。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、従来構造の安全装置のうち、（１）と（２）のタイプはいずれも指や腕、頭等の人体の一部がウインドウ枠とウインドウガラスとの間に実際に挟まれてパワーウインドウモータが少なからず過負荷状態になってから狭圧されるのを防止するものであり、安全制御を行うタイミングをいかに速くしたところで該モータを差動させるリレーの動作ディレイ、該モータのイナーシャ、該モータ出力の電源電圧依存性等、除去できない応答遅れがあるため、挟まれた人に苦痛や不快感を与えることは避けられず、安全装置としてその目的を完全に達成することは困難と言わざるを得なかった。
【０００６】
加えて、この（１）と（２）のタイプを大量生産の各種の車に適用しようとすると、車種によりウインドウの大きさ、建付けの違い等から該モータへの負荷条件が同じでないため、車種ごとに安全制御の条件出し設計と実機による評価又はシミュレーションが必要で、開発に多大な労力が必要であった。
【０００７】
また、（３）のタイプは、ウインドウ枠に配置されたタッチセンサに接触したことをもって安全制御を行うものであり、タッチセンサへの接触が実際に挟まれての接触とすると、サイドバイザが設けられている場合には、挟まれている部位がウインドウ枠のタッチセンサに接触する前に該サイドバイザに強く挟まれてしまい、（１）や（２）のタイプと同様、安全動作が機能する前に挟まれた人に苦痛を与えるおそれがあり、安全装置としては必ずしも十分なものでなかった。
【０００８】
特に、（３）のタイプの開示例の場合には、ガラスランの内部に導電材を埋め込んで静電容量型センサを構成し、人体等の接触を該センサが検出して該モータの作動をキャンセルする構造であり、ガラスランの構造が複雑で、コストの掛かるものであると共に、ここで開示されている該静電容量型センサは容量検出用発振器と基本周波数発振器の２つの発振器の周波数の差を検出する構造のため、２つの発振器の発振周波数のバラツキや温度特性の違い及び経年変化によるガラスランの材質変化やひび割れによる静電容量のドリフト等が発生し、動作の安定性に欠けるものであった。
【０００９】
また、（４）のタイプは、ウインドウガラスの上縁部に設置されたタッチセンサに接触したことをもって安全制御を行うものであり、前記（１）、（２）及び（３）のタイプに比べて安全装置としては好適である。しかしながら、該タッチセンサはウインドウガラスの上縁部に電極を焼き付け、その上に加圧導電ゴムを配置し、更にこれらを透明シリコンゴムで封止コーティングする構造であり、センサのウインドウガラスへの加工が必要でその形成が複雑であると共に、センサ出力の取り出しにもガラスコーティング配線が必要とされる。
【００１０】
さらに、（４）のタイプは、タッチセンサの検出エリアをウインドウガラスの挟み込みが予想される上縁部全領域に対応させるには該タッチセンサをウインドウガラスの上縁部にそって複数配置する必要がある等、コストのかかるものでもあった。
【００１１】
本発明は、かかる技術上の課題を考慮してなされたもので、ウインドウガラスの閉動作中に、ウインドウ枠（ウインドウ枠のない、いわゆるサッシュレスドアの車両においては全閉時のウインドウ上縁部に近接の車室内ルーフ部）近傍に又はドアウインドウガラス自体に人体等導電性のある物体の接近を検出した場合には、非接触のうちに（実際に挟まれる前に）パワーウインドウモータの作動をキャンセルして挟み込みの発生を未然に防止できる、安価で、安定で、高感度で、大量生産が可能な、全ての車種に一様に適用できる安全装置の実現を目的とする。また、そのような安全装置に好適なセンサ装置の実現を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（Ａ）かかる課題を解決するため、請求項１に記載の発明にあっては、電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、以下の手段を備えるようにする。
【００１３】
すなわち、(1) 観測領域近傍に配置される２対の電極と、(2) 基準パルスを発生するパルス発生回路と、(3) 基準パルスを分周して出力する分周回路と、(4) 分周回路より分周パルスを入力する可変端子の抵抗タップ位置が、電気的制御信号の印加によってアナログ的又はデジタル的に変位可能であり、当該可変端子に入力された基準パルスを２つの固定端子へ分岐して出力する可変抵抗手段と、(5) 分周回路の分周過程で発生する中間パルスを入力とし、当該中間パルスを基にスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路と、(6) スイッチ制御信号を基にスイッチ素子を高頻度で接断し、分周回路より入力される分周パルスの後段回路への印加を制御する第１及び第２のスイッチ回路と、(7) ２対の電極のうち接続される１対の電極と、第１又は第２のスイッチ回路を介して接続される可変抵抗手段の２つの固定端子のうちの１つであって、接続される固定端子と可変端子との間の抵抗分とで構成される積分回路によって前記分周回路で発生された分周パルスを積分し、位相遅れタイミングパルスを出力する第１及び第２の可変遅延回路と、(8) 第１及び第２の可変遅延回路から出力される位相遅れタイミングパルスの位相関係の相対的変化を弁別する位相弁別回路と、(9) 可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を制御する電気的制御信号を出力する制御手段とを備えるようにする。
【００１４】
このように、請求項１に記載の発明においては、電気的制御信号によって可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を制御可能とし、制御回路によって、第１及び第２の可変遅延回路を構成する積分回路（１対の電極と固定端子と可変端子との間の抵抗分とで構成される。）の積分時間（容量値と抵抗値とで定まる。）を制御可能な構成としたことにより、経年変化や環境変化の影響によらず常に、第１及び第２の可変遅延回路の相対的な位相関係を最適な状態に維持することができるのに加え、第１及び第２の可変遅延回路への分周パルスの印加を第１及び第２のスイッチ回路によって高頻度で接断できるようにしたことにより、積分時間に要する時間を数倍に拡大でき、その分、検出感度を向上させることができる。かくして、一対の電極近傍空間に生じる静電特性の変化を常に高い検出感度にて検出できる。
【００１５】
（Ｂ）なお、請求項１に記載の発明における制御手段は、第１及び第２の可変遅延回路から出力される各位相遅れタイミングパルスを入力し、その遅延時間差に基づいて可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を切り替え制御するものであることが望ましい。
【００１６】
（Ｃ）また、請求項３に記載の発明における制御手段は、遅延時間差を一定時間毎計測し、当該遅延時間差が目標範囲に入るようにフィードバック制御するものであることが更に望ましい。
【００１７】
（Ｄ）また、請求項４に記載の発明における制御手段は、遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが大きい場合、可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を大きくし、遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが小さい場合、可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を小さくするものであることが更に望ましい。
【００１８】
（Ｅ）また、請求項５に記載の発明にあっては、電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、以下の手段を備えるようにする。
【００１９】
すなわち、(1) 観測領域近傍に配置される２対の電極と、(2) 基準パルスを発生するパルス発生回路と、(3) 基準パルスを分周して出力する分周回路と、(4) 分周回路の分周過程で発生する中間パルスを入力とし、当該中間パルスを基にスイッチ制御信号を生成するスイッチ制御回路と、(5) スイッチ制御信号を基にスイッチ素子を高頻度で接断し、分周回路より入力される分周パルスの後段回路への印加を制御する第１及び第２のスイッチ回路と、(6) ２対の電極のうち接続される１対の電極と、第１及び第２のスイッチ回路のうち対応する出力に接続される抵抗分とで構成される積分回路によって前記分周回路で発生された分周パルスを積分し、位相遅れタイミングパルスを出力する第１及び第２の可変遅延回路と、(7) 第１及び第２の可変遅延回路から出力される位相遅れタイミングパルスの位相関係の相対的変化を弁別する位相弁別回路とを備えるようにする。
このように、請求項５に記載の発明においては、第１及び第２の可変遅延回路への分周パルスの印加を第１及び第２のスイッチ回路によって高頻度で接断できるようにしたことにより、積分時間に要する時間を数倍に拡大でき、その分、検出感度を向上させることができる。かくして、一対の電極近傍空間に生じる静電特性の変化を常に高い検出感度にて検出できる。
【００２０】
（Ｆ）また、請求項６に記載の発明においては、電気的にウインドウガラスを開閉駆動する電動式パワーウインドウ装置に搭載され、前記ウインドウガラス閉動作時における異物の挟み込みを防止する安全装置において、請求項１〜５のいずれかに記載の静電容量センサ装置を検知手段として備えるようにする。
【００２１】
かかる構成とすることにより、検出感度が高く信頼性に優れた安全性の高い電動式パワーウインドウ装置の安全装置を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（Ａ）電動式パワーウインドウ装置の全体構成
以下、本発明に係るパワーウインドウ装置の安全装置の実施形態例を、図面を参照しつつ説明する。まず、当該安全装置を備える電動式パワーウインドウ装置の機能ブロック構成を、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２に示すように、電動式パワーウインドウ装置は、位相遅延型静電容量センサ１と、制御回路２と、パワーウインドウスイッチ（ＳＷ）操作部３と、パワーウインドウ駆動回路４と、モータ５とで構成される。
【００２４】
このうち、位相遅延型静電容量センサ１は、対をなす複数の容量センサの出力位相の関係を基に容量センサ近傍に生じた静電特性を変化させる事象（水や人体等の比誘電率の大きな物体の接近）を検出するための手段であり、本願明細書において提案する安全装置の中核をなす部分である。なお、当該位相遅延型静電容量センサ１の詳細については後述する。
【００２５】
制御回路２は、位相遅延型静電容量センサ１の出力とパワーウインドウスイッチ操作部３の出力に基づいて、パワーウインドウの開閉動作を制御するための手段であり、前述の位相遅延型静電容量センサ１との協調動作により安全装置を構成する。制御回路２は、位相遅延型静電容量センサ１の出力から挟み込み等の事象の発生を検出した場合、閉動作のキャンセル（停止）の他、回避動作（モータ５の所定量だけ逆回転させる動作）を実行する。もっとも、かかる安全装置としての回避動作については、既に様々な動作が考えられているためそれらを用いることが可能である。
【００２６】
パワーウインドウＳＷ操作部３は、ユーザがパワーウインドウに求める動作（オートアップ、オートダウンなど）をその操作に応じて受け付ける入力手段である。パワーウインドウ駆動回路４は、制御回路２からの制御信号に応じてモータに与える電流を制御する手段である。モータ５は、実際にパワーウインドウを駆動するのに必要な外力を与える動力源である。
【００２７】
（Ｂ）安全装置の第１の実施形態例
以下、位相遅延型静電容量センサ１と制御回路２で構成される安全装置の第１の実施形態例を説明する。
【００２８】
（Ｂ−１）安全装置の構成
図１に、第１の実施形態に係る安全装置の機能ブロック構成例を示す。本実施形態に係る安全装置は、容量センサ１１、１２と、パルス発生回路１３と、遅延量調整回路１４、１５と、可変遅延回路１６、１７、１８、１９と、位相弁別回路２０、２１と、切替制御回路２２と、切替回路２３、２４と、制御回路２とで構成される。
【００２９】
（ａ）容量センサ１１、１２
容量センサ１１、１２は、パワーウインドウの閉動作時における比誘電率の高い物体（人体等）の挟み込みのおそれを静電容量の変化として検出するための手段であり、具体的には一対のセンサ電極が対向するように配置されたコンデンサからなる。図３及び図４は、この容量センサ１１、１２のパワーウインドウへの取り付け例を表している。
【００３０】
ここで、図３は、導電性フィルム状に形成した一対のセンサ電極をウインドウ枠上縁部に沿うように貼り付けた例である。図では、ウインドウ枠上縁部を２つの領域に分割し、その前部に容量センサ１１を後部に容量センサ１２を配している。また、図４は、透明な導電性フィルム状に形成した一対のセンサ電極をウインドウガラスの上縁部に沿うように貼り付けた例である。図では、ウインドウガラスの上縁部を２つの領域に分割し、その前部に容量センサ１１を後部に容量センサ１２を配している。なお、図３及び図４ともに、容量センサ１１及び１２の前後の相対的な位置関係は入れ替わっていても良い。
【００３１】
（ｂ）パルス発生回路１３
パルス発生回路１３は、容量センサ１１及び１２間で生じた相対的な静電容量の変化を電気的に検出するのに必要なパルスを発生するための手段である。具体的には、図５及び図６に示すように、シュミットインバータ１３Ａ、抵抗１３Ｂ、コンデンサ１３Ｃを発振回路を構成するように接続してなる。なお、図５は図１に対応する具体的な回路図であり、図６は遅延量調整回路１４、１５の具体的な回路構成を表した概略構成図である。
【００３２】
（ｃ）遅延量調整回路１４、１５
遅延量調整回路１４及び１５は、敏感な検出感度の作り込みと、その検出感度の経年変化や環境変化（温度、湿度等）の自動調整（トリミング）とを可能とするために設ける手段である。具体的には、図６に示すように、抵抗の可変端子の位置が制御信号の印加に応じてステップ的に変位する多段階制御型の電子ボリウム１４Ａ、１５Ａによって構成される。
【００３３】
電子ボリウム１４Ａ、１５Ａは、２本の固定端子（−）及び（＋）と１本の可変端子の他に電気信号により抵抗分割位置を変位させる２本の制御端子（＋／−方向制御端子１４Ｂ、１５Ｂとステップ変位端子１４Ｃ、１５Ｃ）とから構成されており、マイクロコンピュータでなる制御回路２から与えられる制御信号に基づいて、対応する可変遅延回路１６、１７又は１８、１９への抵抗値の配分を変更できるようになっている。
【００３４】
なお、この実施形態では、電子ボリウム１４Ａ、１５Ａとして可変端子の位置が制御信号の印加に応じてステップ的（ディジタル的）に変位するものを用いるが、アナログ的に変位するものを適用することもできる。
【００３５】
（ｄ）制御回路２
制御回路２は、検出感度の調整制御を行うマイクロコンピュータで補正処理を実行するためのプログラムメモリ、データメモリ、タイマ、カウンタ等を内蔵してなり、各部と以下の信号線ａ〜ｆで接続されている。
【００３６】
信号線ａは、可変遅延回路４、５の遅延動作のスタートタイミングを制御回路２に知らせるための信号線（以下「ａｓｉｇ」という。）である。この信号線ａを介してパルス発生回路１３の出力が与えられる。信号線ｂは、可変遅延回路１６及び１８における各遅延出力のタイミングを制御回路２に知らせるための信号線（以下「ｂｓｉｇ」とう。）である。信号線ｃは、可変遅延回路１７及び１９における各遅延出力のタイミングを制御回路２に知らせるための信号線（以下「ｃｓｉｇ」という。）である。信号線ｄは、位相弁別回路２０及び２１の各検出出力を制御回路２に知らせるための信号線である。
【００３７】
信号線ｅ及びｆは、感度を常に一定に保つための調整信号を遅延量調整回路１４及び１５に与えるための出力制御線である。因みに、信号線ｅは、遅延量調整回路１４及び１５内の電子ボリウム１４Ａ及び１５Ａの変位方向を指定する出力制御線（＋／−）であり、制御回路２からの出力が「Ｈ」レベルのとき（＋）方向への変位を、「Ｌ」レベルのとき（−）方向への変位を指定する。また、信号線ｆは、電子ボリウム１４Ａ及び１５Ａのステップ変位量を制御する出力制御線（ｉｎｃ）であり、１発のパルス信号の出力毎に信号線ｅで指定した方向に１ステップ変位する。従って、２ステップ移動の場合は、２発のパルス信号を連続出力する。
【００３８】
（ｅ）可変遅延回路１６、１７、１８、１９
可変遅延回路１６、１７は、容量センサ１２への比誘電率の高い物体（人体等）の接近を検出するための回路であり、可変遅延回路１８及び１９は、容量センサ１１への比誘電率の高い物体（人体等）の接近を検出するための回路である。
【００３９】
ここで、可変遅延回路１６、１７は、積分回路（容量センサ１１、１２と、抵抗１６Ａ、１７Ａ及び遅延量調整回路１４で割り当てられた抵抗分とからなる）と、シュミットインバータ１６Ｂ、１７Ｂとで構成されており、容量センサ１１及び１２における静電容量値に応じた量だけパルス発生回路１３の出力パルスを遅延し出力する。
【００４０】
一方、可変遅延回路１８、１９は、積分回路（容量センサ１２、１１と、抵抗１８Ａ、１９Ａ及び遅延量調整回路１５で割り当てられた抵抗分とからなる）と、シュミットインバータ１８Ｂ、１９Ｂとで構成されており、容量センサ１１及び１２における静電容量値に応じた量だけパルス発生回路１３の出力パルスを遅延し出力する。
【００４１】
なお、可変遅延回路１６、１８の積分時間（遅延量）は、それぞれ対応する可変遅延回路１６、１９の積分時間（遅延量）に対してわずかに大きく設定されている。これは比誘電率の高い物体（人体等）の容量センサ１１又は１２への接近によって、接近された可変容量センサに接続される可変遅延回路の積分時間（遅延量）の大きくなり、対をなす可変遅延回路の出力パルス間で位相関係の逆転が生じるのを比誘電率の高い物体（人体等）の接近として検出するためである。
【００４２】
従って、検出感度を高くするには、対をなす可変遅延回路１６及び１７間並びに１８及び１９間での通常状態における積分時間（遅延量）の大小関係（可変遅延回路１６の積分時間＞可変遅延回路１７の積分時間、かつ可変遅延回路１８の積分時間＞可変遅延回路１９の積分時間）を維持しつつ、積分時間（遅延量）ができる限り近接していることが求められる。
【００４３】
また、経年変化や環境変化による部品特性や定数のドリフトによる検出感度の低下や誤検出のおそれをなくすためには、どのような環境下でも上述の条件が満たされる必要がある。
【００４４】
そのため、本実施形態においては、遅延量調整回路１４及び１５によって対をなす可変遅延回路１６、１７及び１８及び１９に割り当てる抵抗分を個別に自動調整する構成を採用している。
【００４５】
（ｆ）位相弁別回路２０、２１
位相弁別回路２０、２１は、対をなす可変遅延回路間（１６及び１７間、１８及び１９間）での出力パルスの位相関係を弁別するための手段である。位相弁別回路２０は、可変遅延回路１７の出力パルスの位相が可変遅延回路１６の出力パルスの位相に比べて遅くなる場合、すなわち、可変容量センサ１２への比誘電率の高い物体（人体等）の接近による位相関係の逆転検出時、「Ｈ」レベルの出力ｄを出力する。一方、位相弁別回路２１は、可変遅延回路１９の出力パルスの位相が可変遅延回路１８の出力パルスの位相に比べて遅くなる場合、すなわち、可変容量センサ１１への比誘電率の高い物体（人体等）の接近による位相関係の逆転検出時、「Ｈ」レベルの出力ｄを出力する。
【００４６】
なお、位相弁別回路２０、２１は、可変遅延回路１６、１８の出力パルスをＤ入力、可変遅延回路１７、１９からの出力パルスをクロック入力とするＤ型フリップフロップ２０Ａ、２１Ａと、ノイズ除去回路（抵抗２０Ｂ、２１Ｂ、コンデンサ２０Ｃ、２１Ｃ、シュミットトリガ２０Ｄ、２１Ｄ）と、出力バッファ回路（トランジスタ２０Ｅ、２１Ｅ、抵抗２０Ｆ、２１Ｆ）とで構成される。
【００４７】
（ｇ）切替制御回路２２
切替制御回路２２は、容量センサ１１、１２を、対をなす可変遅延回路１６、１７又は可変遅延回路１９、１８に交互に接続するための手段である。ここで、切替制御回路２２は、パルス発生回路１３の出力パルスを１／２分周する１／２分周回路２２Ａと、その反転出力を生成するインバータとで構成される。
【００４８】
なお、切替制御回路２２には、１／２分周回路２２Ａの出力が「Ｈ」レベルであり、かつ、パルス発生回路１３の出力パルスが「Ｌ」レベルである場合、容量センサ１１、１２に蓄積された電荷を放電させ、可変遅延回路１８、１９による次の検出動作に入るための準備をするインバータと、１／２分周回路２２Ａの出力が「Ｌ」レベルであり、かつ、パルス発生回路１３の出力パルスが「Ｌ」レベルである場合、容量センサ１１、１２に蓄積された電荷を放電させ、可変遅延回路１６、１７による次の検出動作に入るための準備をするインバータも設けられている。
【００４９】
（ｈ）切替回路２３、２４
切替回路２３、２４は、切替制御回路２２から与えられる制御信号に応じて容量センサ１１、１２を接続する可変遅延回路の組（１６、１７又は１８、１９）を切り替えるための手段である。この切替回路２３、２４は、接続中点に容量センサ１１、１２がそれぞれ接続されてなる一対のアナログスイッチ２３Ａ、２３Ｂ、２４Ａ、２４Ｂでなる。
【００５０】
ここで、アナログスイッチ２３Ａ、２４Ａは、切替制御回路２２の出力が「Ｈ」レベルのとき閉動作し、切替制御回路２２の出力が「Ｌ」レベルのとき開動作する。一方、アナログスイッチ２３Ｂ、２４Ｂは、切替制御回路２２の出力が「Ｈ」レベルのとき開動作し、切替制御回路２２の出力が「Ｌ」レベルのとき閉動作する。
【００５１】
（Ｂ−２）安全装置の動作
続いて、本実施形態に係る安全装置の動作を、各状態ごと場合分けして説明する。
【００５２】
（ａ）通常時の動作
まず、図７及び図８を用い、容量センサ１１及び１２のいずれの近傍にも比誘電率の高い物体が存在しない場合の動作を説明する。なお、対をなす可変遅延回路１６、１７間における積分時間（遅延量）は遅延量調整回路１４によって適切な状態に調整されているものとする。同様に、対をなす可変遅延回路１８、１９間における積分時間（遅延量）も遅延量調整回路１５によって適切な状態に調整されているものとする。
【００５３】
さて、パルス発生回路１３において発生された出力パルスＳ１は、遅延量調整回路１４、１５及び切替制御回路２２に与えられる。このうち、切替制御回路２２に与えられた出力パルスＳ１は１／２分周され、切替制御信号Ｓ２として切替回路２３、２４に与えられる。
【００５４】
ここで、出力パルスＳ１の立ち上がりタイミングで図７及び図８に示すように切替制御回路２２の切替制御信号Ｓ２が「Ｈ」レベルの期間、切替回路２３、２４のアナログスイッチ２３Ａ、２４Ａが閉動作し、容量センサ１１、１２を可変遅延回路１６、１７に接続する。
【００５５】
このとき、出力パルスＳ１が「Ｈ」レベルである間、図７（Ｃ）、（Ｄ）や図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、各遅延回路の出力Ｓ３、Ｓ４は積分時間（遅延量）に応じた波形で立ち上がる。
【００５６】
なお、可変遅延回路１６の積分時間（遅延量）は、可変遅延回路１７の積分時間（遅延量）に対して大きく設定されているので、可変遅延回路１６側の遅延回路の出力Ｓ３の立ち上がり位相は、可変遅延回路１７側の遅延回路の出力Ｓ４の立ち上がり位相に比べ僅かながら遅れる。
【００５７】
このため、図７（Ｇ）、（Ｈ）に示すように、可変遅延回路１６側のシュミットトリガ１６Ｂの出力Ｓ７は、可変遅延回路１７側のシュミットトリガ１７Ｂの出力Ｓ８に比べ位相が僅かながら遅れることになる。これら２つの出力Ｓ７、Ｓ８は、ともに位相弁別回路２０に与えられる。ここで、出力Ｓ７はＤ型フリップフロップ２０ＡのＤ入力端子に、出力Ｓ８はＤ型フリップフロップ２０Ａのクロック入力端子に与えられる。
【００５８】
ここで、クロック入力端子に与えられる出力Ｓ８が立ち上がるタイミングは、前述のように、出力Ｓ７が立ち上がるタイミングよりも前であるため、位相弁別回路２０からは「Ｌ」レベルの出力Ｓ１１が制御回路２に出力される。
【００５９】
次に、切替制御信号Ｓ２が「Ｈ」レベルのまま出力パルスＳ１が「Ｌ」レベルに立ち下がると、切替制御回路２２は、インバータ回路を用いて容量センサ１１、１２に蓄積された電荷を放電制御し、可変遅延回路１８、１９による次の検出動作に移るための準備状態に入る。
【００６０】
かかる後、出力パルスＳ１が再び立ち上がると、今度は、切替制御信号Ｓ２が「Ｌ」レベルに切り替わり、容量センサ１１、１２を可変遅延回路１９、１８に接続する状態に切り替わる。このとき、アナログスイッチ２３Ｂ、２４Ｂが閉動作する。
【００６１】
そして今度は、出力パルスＳ１が「Ｌ」レベルである間、図７（Ｅ）、（Ｆ）や図８（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、各遅延回路の出力Ｓ５、Ｓ６は積分時間（遅延量）に応じた波形で立ち上がる。
【００６２】
勿論、可変遅延回路１８の積分時間（遅延量）は、可変遅延回路１９の積分時間（遅延量）に対して大きく設定されているので、可変遅延回路１８側の遅延回路の出力Ｓ５の立ち上がり位相は、可変遅延回路１９側の遅延回路の出力Ｓ６の立ち上がり位相に比べ僅かながら遅れる。
【００６３】
このため、可変遅延回路１８側のシュミットトリガ１８Ｂの出力Ｓ９は、可変遅延回路１９側のシュミットトリガ１９Ｂの出力Ｓ１０に比べ位相が僅かながら遅れることになる。これら２つの出力Ｓ９、Ｓ１０は、ともに位相弁別回路２１に与えられる。ここで、出力Ｓ９はＤ型フリップフロップ２１ＡのＤ入力端子に、出力Ｓ１０はＤ型フリップフロップ２１Ａのクロック入力端子に与えられる。
【００６４】
ここで、クロック入力端子に与えられる出力Ｓ１０が立ち上がるタイミングは、前述のように、出力Ｓ９が立ち上がるタイミングよりも前であるため、位相弁別回路２１からはやはり「Ｌ」レベルの出力Ｓ１２が制御回路２に出力される。
【００６５】
このように、位相弁別回路２０及び２１の出力Ｓ１１、Ｓ１２が共に「Ｌ」レベルとなるのが、通常動作時であり、この入力結果を基に制御回路２は、比誘電率の高い物体がパワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近に存在しないことを確認する。
【００６６】
なお、切替制御信号Ｓ２が「Ｌ」レベルのまま出力パルスＳ１が「Ｌ」レベルに立ち下がると、切替制御回路２２は、インバータ回路を用いて容量センサ１１、１２に蓄積された電荷を放電制御し、可変遅延回路１６、１７による次の検出動作に移るための準備状態に入る。
【００６７】
（ｂ）容量センサ１２の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作
続いて、容量センサ１２の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作を、図７を用いて説明する。なお、当該場合の動作は、図７のうち右半分部分の信号波形が相当する。また、この場合も基本的な動作については通常動作時と同様であり、切替制御信号Ｓ２によって容量センサ１１、１２に接続される可変遅延回路の対が交番で切り替えられ、それぞれ出力パルスＳ１が「Ｈ」レベルのときに位相関係の検出が行われる。
【００６８】
違いは、比誘電率の高い物体が接近したことによって容量センサ１２の静電容量が大きくなり、可変遅延回路１７側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１６側の積分時間（遅延量）との間に逆転現象が生じることである。すなわち、図７（Ｃ）、（Ｄ）のようになる。
【００６９】
この結果、図７（Ｇ）、（Ｈ）に示すように、可変遅延回路１７側のシュミットトリガ１７Ｂの出力Ｓ８は、可変遅延回路１６側のシュミットトリガ１６Ｂの出力Ｓ７に比べ位相が僅かながら遅れることになり、クロック入力端子に与えられる出力Ｓ８が立ち上がりタイミングで、先に立ち上がった出力Ｓ７がラッチされ、位相弁別回路２０からは「Ｈ」レベルの出力Ｓ１１が制御回路２に出力される状態になる。
【００７０】
一方、可変遅延回路１８側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１９側の積分時間（遅延量）との関係については、容量センサ１２が可変遅延回路１８側に接続されているため、むしろ積分時間（遅延量）の差は拡大する。すなわち、図７（Ｅ）、（Ｆ）のようになる。従って、位相弁別回路２１からは、通常動作時と同様、「Ｌ」レベルの出力Ｓ１２が制御回路２に出力される状態になる。
【００７１】
このように、位相弁別回路２０の出力Ｓ１１が「Ｈ」レベルであり、かつ、位相弁別回路２１の出力Ｓ１２が「Ｌ」レベルのとき、制御回路２は、パワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近のうち容量センサ１２の近傍に比誘電率の高い物体が存在することを確認する。なお、制御回路２は、当該確認の後、当該物体の挟み込み回避をパワーウインドウ駆動回路４に命じることになる。
【００７２】
（ｃ）容量センサ１１の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作
一方、容量センサ１１の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作を、図８を用いて説明する。なお、当該場合の動作は、図８のうち右半分部分の信号波形が相当する。また、この場合も基本的な動作については通常動作時と同様である。
【００７３】
違いは、比誘電率の高い物体が接近したことによって容量センサ１１の静電容量が大きくなり、可変遅延回路１９側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１８側の積分時間（遅延量）との間に逆転現象が生じることである。すなわち、図７（Ｅ）、（Ｆ）のようになる。
【００７４】
この結果、図７（Ｉ）、（Ｊ）に示すように、可変遅延回路１９側のシュミットトリガ１９Ｂの出力Ｓ１０は、可変遅延回路１８側のシュミットトリガ１８Ｂの出力Ｓ９に比べ位相が僅かながら遅れることになり、クロック入力端子に与えられる出力Ｓ１０が立ち上がりタイミングで、先に立ち上がった出力Ｓ９がラッチされ、位相弁別回路２１からは「Ｈ」レベルの出力Ｓ１２が制御回路２に出力される状態になる。
【００７５】
一方、可変遅延回路１６側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１７側の積分時間（遅延量）との関係については、容量センサ１１が可変遅延回路１６側に接続されているため、むしろ積分時間（遅延量）の差は拡大する。すなわち、図７（Ｃ）、（Ｄ）のようになる。従って、位相弁別回路２０からは、通常動作時と同様、「Ｌ」レベルの出力Ｓ１１が制御回路２に出力される状態になる。
【００７６】
このように、位相弁別回路２０の出力Ｓ１１が「Ｌ」レベルであり、かつ、位相弁別回路２１の出力Ｓ１２が「Ｈ」レベルのとき、制御回路２は、パワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近のうち容量センサ１１の近傍に比誘電率の高い物体が存在することを確認する。なお、制御回路２は、当該確認の後、当該物体の挟み込み回避をパワーウインドウ駆動回路４に命じることになる。
【００７７】
なお、位相弁別回路２０及び２１の出力Ｓ１１、Ｓ１２が共に「Ｈ」レベルのとき、制御回路２は、比誘電率の高い物体がパワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近に存在するとして、やはり当該物体の挟み込み回避をパワーウインドウ駆動回路４に命じることになる。
【００７８】
（ｄ）自動調整（トリミング）動作
以上が、対をなす可変遅延回路１６、１７間及び可変遅延回路１８、１９間における積分時間（遅延量）が適切な状態に保たれている場合の動作内容である。しかし、製造直後やセッティング直後における可変遅延回路１６、１７間及び可変遅延回路１８、１９間の相対的な積分時間（遅延量）は、部品定数のバラツキ等の影響で最適な状態になっていない。このため、従来は、一台一台個別に相対的な積分時間（遅延量）を調整（トリミング）する必要があった。
【００７９】
また、当初は最適な状態に調整されていても、部品には経年変化や環境変化（温度、湿度等）の影響があり、安全装置を構成する部品の特性や定数がドリフトして相対的な積分時間（遅延量）の関係が変化してしまう。この結果、検出感度が低下するおそれが生じる。
【００８０】
そこで、本実施形態における安全装置では、位相遅延型静電容量センサ１に生じる相対的な積分時間（遅延量）のずれを制御回路２によって監視し、安全装置としての動作を開始する前に自動的にずれ量の補正を実行する。
【００８１】
このため、制御回路２は、パルス発生回路１３の出力パルスＳ１を信号線ａを介して直接入力し、当該ａｓｉｇの立ち上がりタイミングを検出することにより、可変遅延回路１６、１７及び１８、１９の積分時間（遅延量）の計測開始のスタートタイミングとする。
【００８２】
また、制御回路２は、可変遅延回路１６、１７及び１８、１９の各遅延出力Ｓ７、Ｓ８及びＳ９、Ｓ１０を分岐して入力し、スタートタイミングからのそれぞれの遅延時間の差（位相差）を弁別するための検出対象とする（ｂｓｉｇ及びｃｓｉｇ）。
【００８３】
さらに、制御回路２は、位相弁別回路２０、２１の出力Ｓ１１、Ｓ１２も検出出力ｄとして割込入力端子に入力（ｉｐｔ）し、その割込処理の中で本来のセンサ出力の判定処理を実行する。
【００８４】
以下、安全装置の自動調整（トリミング）動作を、図９、図１０に示すフローチャートに従って説明する。なお、当該処理動作は、制御回路２にて実行される。制御回路２は、パワーオンリセット時に当該プログラムを読み込んで処理を開始する。
【００８５】
まず、制御回路２は、ステップＳ１において各種の設定を初期設定し、続くステップＳ２において、電子ボリウムを予め定められている初期位置に設定制御する。かかる設定動作後、制御回路２は、信号線ａに現れる信号波形の変化より、パルス発生回路１３の出力パルスＳ１が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるタイミングを検出する。具体的には、ステップＳ３の実行時に出力パルスＳ１が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるかの判定を行う。
【００８６】
ここで、制御回路２は、肯定結果が得られた場合、ステップＳ４に進んで遅延タイマをスタートさせる。これに対し、制御回路２は、否定結果が得られた場合、ステップＳ５に進んで信号線ｃに現れる信号（可変遅延回路１６及び１７について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１７の出力Ｓ８、可変遅延回路１８及び１９について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１９の出力Ｓ１０）が「Ｈ」レベルか否か判定する。この判定は、現判定タイミングが、出力パルスＳ１の立ち上がりタイミングに対して前か後かを判定するために行われる。
【００８７】
すなわち、肯定結果が得られた場合には、出力パルスＳ１の立ち上がり後であって、既に遅延タイマがスタートしている状態であることを判定できるのに対し、否定結果が得られた場合には、出力パルスＳ１の立ち上がり前であって、未だ遅延タイマがスタートしていない状態であることが判定できる。
【００８８】
ここでは、ステップＳ５で否定結果が得られたものとする。この場合は、未だ所定の計測タイミングが到来していないことを意味するので、制御回路２は、ステップＳ６にて回路内に内蔵されている遅延タイマの値をクリアしてから前述のステップＳ３に戻り、前述の動作を実行する。
【００８９】
さて、所定の計測タイミングが到来し（出力パルスＳ１が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がり）、遅延タイマの計測が開始すると、制御回路２はステップ７に進み、現タイミングが信号線ｂに現れる信号波形が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるタイミングか否かを判定する。
【００９０】
ここで、制御回路２は、肯定結果が得られた場合、ステップＳ８に進んで出力パルスＳ１の立ち上がりから信号線ｂに現れる信号波形（可変遅延回路１６及び１７について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１６の出力Ｓ７、可変遅延回路１８及び１９について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１８の出力Ｓ９）が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるまでに要した遅延時間Ｔａｂを計算する。
【００９１】
制御回路２は、ステップＳ７で否定結果を得た場合又はステップＳ８の計算が終了した場合、ステップＳ９に進み、前述ステップＳ７の場合と同様に、現タイミングが信号線ｃに現れる信号波形が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるタイミングか否かを判定する。
【００９２】
そして、制御回路２は、肯定結果が得られた場合、ステップＳ１０に進んで出力パルスＳ１の立ち上がりから信号線ｃに現れる信号波形（可変遅延回路１６及び１７について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１７の出力Ｓ８、可変遅延回路１８及び１９について相対関係を調整する場合には可変遅延回路１９の出力Ｓ１０）が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるまでに要した遅延時間Ｔａｃを計算する。
【００９３】
なお、これら信号線ｂ及びｃに現れる信号波形の立ち上がりの検出処理は、どちらが先であっても良く、両方の遅延出力（立ち上がり）を認識するまで監視を継続する。
【００９４】
上述のように、ステップＳ９で否定結果を得た場合又はステップ１０の計算処理を終了した場合、制御回路２は、ステップＳ１１に進み、信号線ｂの信号レベル及び信号線ｃの信号レベルの両方が「Ｈ」レベルか判定する。これは、遅延時間ＴａｂとＴａｃの計測が共に終了したかを判定する処理である。
【００９５】
ここで、制御回路２は、否定結果が得られた場合には、再びステップＳ３の処理に戻って、遅延時間Ｔａｂ及びＴａｃの双方が求められるまで前述の処理を繰り返す。
【００９６】
やがて、ステップＳ１１において肯定結果が得られ、現調整対象である一対の可変調整回路１６、１７又は１８、１９についての遅延時間Ｔａｂ及びＴａｃの双方が求められたことが確認されると、制御回路２はステップＳ１２に進んで遅延タイマをクリアした後、各遅延時間Ｔａｂ及びＴａｃの時間差をＴｂｃとして計算する。なお、計算結果は、制御回路２によってデータメモリにセーブされる。
【００９７】
このように時間差Ｔｂｃが計算されると、制御回路２は、ノイズ等の影響による当該時間差のバラツキ誤差を押さえるため、ステップＳ１４において、当該時間差Ｔｂｃがｎ回計算されたか否かを判定する。そして、当該ステップＳ１４で否定結果が得られる場合、制御回路２は、再びステップＳ３からの処理を実行するための帰還ループに入るべく、ステップＳ１６に移行し、帰還タイミングの調整を行う。
【００９８】
すなわち、ステップＳ１６にて、制御回路２は、遅延時間Ｔａｂ、Ｔａｃの計測に適したタイミングになるまで（出力パルスＳ１が「Ｌ」レベルとなるまで）ステップＳ３への帰還タイミングを待機する。
【００９９】
やがて、ｎ個の時間差Ｔｂｃが計算され、ステップＳ１４で肯定結果が得られると、制御回路２は、ステップＳ１５に進み、これらｎ個の時間差Ｔｂｃ１〜Ｔｂｃｎの平均値Ｔｂｃ(ａｖ)を計算する。これらの波形関係を図１１に示す。
【０１００】
このように、時間差の平均値Ｔｂｃ(ａｖ)が求まると、制御回路２は、計算された平均値Ｔｂｃ(ａｖ)の値に基づいて、遅延量調整回路１４における遅延時間の調整量が適切か否か、不適切な場合にはどちらの方向にどれだけ電子ボリウム１４Ａ又は１５Ａを変位すべきかを判定する。
【０１０１】
ここでの判断の内容と電子ボリウム１４Ａ又は１５Ａへの補正動作は、計算された平均値Ｔｂｃ(ａｖ)の値に応じて、下記のように分類される。なお、この関係を図１２に示す。
【０１０２】
（１） Ｔｂｃ(ａｖ)≦０のとき
→（＋）方向へ２ステップ補正
（２） ０＜Ｔｂｃ(ａｖ)≦目標領域下限値のとき
→（＋）方向へ１ステップ補正
（３） 目標領域下限値＜Ｔｂｃ(ａｖ)≦目標領域上限値のとき
→補正なし
（４） 目標領域上限値＜Ｔｂｃ(ａｖ)≦目標領域オーバ１値のとき
→（−）方向へ１ステップ補正
（５）目標領域オーバ１値＜Ｔｂｃ(ａｖ)≦目標領域オーバ２値のとき
→（−）方向へ２ステップ補正
制御回路２によるかかる補正動作は、図１２からも判るように、Ｔｂｃ(ａｖ)を常に目標領域内に保つように作用するフィードバック制御であり、しかも１組と目標領域とのはずれ量を計算した上で、はずれ量が大きくなるに従って迅速に目標領域内にフィードバックするように、はずれ量の程度に応じてフィードバックの強さを変えるように働く。また、制御回路２によるかかる補正動作は、フィードバック制御のレスポンス速度を検出対象物質の接近速度に対して十分遅くする。
【０１０３】
なお、制御回路２は、前述の処理をステップＳ１７〜Ｓ２４の処理として実行するが、当該処理を常時行うのではなく、ステップＳ２５の判定により、一定時間毎定期的に実行する。以上により、実際に比誘電率の大きな物体の接近があった場合には、当該補正制御に影響を受けることなく、高感度にその接近を検出することができる。
【０１０４】
（Ｂ−３）実施形態例における効果
以上のように、位相遅延型静電容量センサ１の構成を上述の構成とすることにより、位相遅延型静電容量センサ１を構成する部品の特性のバラツキや経年変化、環境変化等に対して人手による感度調整（トリミング）を不要とでき、しかも安定かつ高い検出感度を有する、メンテナンスフリーの位相遅延型静電容量センサを実現できる。
【０１０５】
また、容量センサ１１及び１２をパワーウインドウのウインドウ枠又はウインドウガラス上縁部に配設し、ウインドウガラスの（自動）閉動作中における容量センサ１１及び１２の静電容量の変化を検出することで人体等の比誘電率の高い物体の挟み込み防止機能を備えた電動式パワーウインドウ装置の安全装置に、電子ボリウム１４Ａ及び１５Ａを採用した前述の位相遅延型静電容量センサ１を適用したことにより、経年変化や環境変化にかかわらず、常に高感度かつ安定した挟み込み防止の検出を実現できる。かくして、より安全性の高いパワーウインドウ装置を実現できる。
【０１０６】
（Ｃ）安全装置の第２の実施形態例
以下、位相遅延型静電容量センサ１'と制御回路２'で構成される安全装置の第２の実施形態例を説明する。
【０１０７】
（Ｃ−１）安全装置の構成
図１３に、第２の実施形態に係る安全装置の機能ブロック構成例を示す。なお、図１３は、図１と同一部分に同一符号を、対応部分に対応符号を付して示したものである。本実施形態に係る安全装置は、容量センサ１１、１２と、パルス発生回路１３'と、可変遅延回路１６、１７、１８、１９と、位相弁別回路２０、２１と、切替制御回路２２と、切替回路２３、２４と、分周回路２５と、オフセット調整回路２６、２７と、スイッチ制御回路２８と、スイッチ回路２９、３０、３１、３２と、制御回路２'とで構成される。
【０１０８】
以下、第１の実施形態と異なる構成要素についてのみ個別に説明する。
【０１０９】
（ａ）パルス発生回路１３'
パルス発生回路１３'は、図１４に示すように、その基本構成は第１の実施形態で説明したパルス発生回路１３と同様の構成でなる。違いは、パルス発生回路１３から出力されるパルスの周波数に対し、１０００倍以上の高周波パルスを生起する点である。
【０１１０】
（ｂ）分周回路２５
分周回路２５は、パルス発生回路１３'の出力パルスＳ１１（図１５（Ａ））を入力し、第１の実施形態例で説明したパルス発生回路１３の出力パルスと同等の周波数を有する分周パルスＳ１６（図１５（Ｆ））をその出力とする回路である。なお、分周回路２５は、分周過程の中間パルス（２分周、４分周、８分周）Ｓ１２（図１５（Ｂ））、Ｓ１３（図１５（Ｃ））、Ｓ１４（図１５（Ｄ））を、出力端子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の各端子より出力するように構成されている。
【０１１１】
（ｃ）オフセット調整回路２６、２７
オフセット調整回路２６、２７は、対をなす可変遅延回路１６、１７間及び可変遅延回路１８、１９間における積分時間（遅延量）のオフセット分を調整するために設けられている手段であって、その内部は一般的な可変抵抗２６Ａ、２７Ａから構成される。
【０１１２】
なお、オフセット調整回路２６、２７は、第１の実施形態における遅延量調整回路１４、１５に対応するものであり、経年変化や環境変化に対する安定性を高める上では、第１の実施形態例で説明した遅延量調整回路１４、１５を適用することが望ましい。
【０１１３】
（ｄ）スイッチ制御回路２８
スイッチ制御回路２８は、分周回路２５が分周過程で生成する中間パルスＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４を入力し、スイッチ回路２９、３０、３１、３２をオンオフ制御する制御パルスＳ１５（図１５（Ｅ））を生成する回路である。この実施形態の場合、スイッチ制御回路２８は、論理積（アンド）回路２８Ａで構成されている。従って、スイッチ制御回路２８から出力される制御パルスＳ１５は、出力パルスＳ１１のパルスが８回立ち上がるたびに１回の割合で「Ｈ」レベルに立ち上がる。
【０１１４】
（ｅ）スイッチ回路２９、３０、３１、３２
スイッチ回路２９、３０、３１、３２は、前述の制御パルスＳ１５を入力し、制御パルスＳ１５が「Ｈ」レベルの間だけ、スイッチを閉動作する手段である。すなわち、出力パルスＳ１１の８パルスに１回、分周パルスＳ１６を可変遅延回路１６、１７、１８、１９に印加する構成でなる。このため、可変遅延回路１６、１７、１８、１９を構成する積分回路の出力波形は、図１５（Ｈ）のような階段波形となる。
【０１１５】
（Ｃ−２）安全装置の動作
続いて、本実施形態に係る安全装置の動作を、各状態ごと場合分けして説明する。
【０１１６】
（ａ）通常時の動作
まず、図１６及び図１７を用い、容量センサ１１及び１２のいずれの近傍にも比誘電率の高い物体が存在しない場合の動作を説明する。なお、対をなす可変遅延回路１６、１７間における積分時間（遅延量）はオフセット調整回路２６によって適切な状態に調整されているものとする。同様に、対をなす可変遅延回路１８、１９間における積分時間（遅延量）もオフセット調整回路２７によって適切な状態に調整されているものとする。
【０１１７】
さて、本実施形態におけるパルス発生回路１３'であるが、当該回路を構成するコンデンサ１３Ｃ'及び抵抗１３Ｂ'は、第１の実施形態におけるパルス発生回路１３を構成するコンデンサ１３Ｃ及び抵抗１３Ｂに比べて十分小さい値に定められている。このため、パルス発生回路１３'から出力される出力パルスＳ１１のパルス周期は、パルス発生回路１３のそれに比べて１０００倍以上の高周波出力となる。
【０１１８】
かかる高周波出力パルスＳ１１が分周回路２５に入力される。分周回路２５は多段フリップフロップ回路構成でなり、第１の実施形態例におけるパルス発生回路１３の出力パルスとほぼ同等の低周波まで分周した分周パルスＳ１６を、オフセット調整回路２６及び２７並びに切替制御回路２２に与える。
【０１１９】
ここで、切替制御回路２２は、第１の実施形態例の場合と同様に動作し、分周パルスＳ１６を１／２分周した切替制御信号Ｓ１７を切替回路２３、２４に与える。かくして、分周パルスＳ１６の立ち上がりタイミングで図１６及び図１７に示すように切替制御回路２２の切替制御信号Ｓ１７が「Ｈ」レベルの期間、切替回路２３、２４のアナログスイッチ２３Ａ、２４Ａが閉動作し、容量センサ１１、１２を可変遅延回路１６、１７に接続する。
【０１２０】
従って、本実施形態の場合にも、分周パルスＳ１６が「Ｈ」レベルである間、図１６（Ｃ）、（Ｄ）や図１７（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、可変遅延回路１６、１７の各遅延回路の出力Ｓ１８、Ｓ１９は積分時間（遅延量）に応じた波形で立ち上がることになり、その立ち上がり位相のわずかな違いが位相弁別回路２０にて検出されることになる。
【０１２１】
ただし、本実施形態例の場合には、図１５を用いて説明したように、可変遅延回路１６、１７に対する分周パルスＳ１６の印加は、パルス発生回路１３'の高周波出力パルスＳ１１の８周期に１回だけの間欠的なものとなる。
【０１２２】
このため、本実施形態における可変遅延回路１６、１７の積分波形は、図１５（Ｈ）に示すように、スイッチ制御回路２８の間欠的な制御パルスＳ１５が付勢されている時には充電特性を示す一方、スイッチ制御回路２８の間欠的な制御パルスＳ１５が付勢されていない時には充電ホールド状態を維持するように積分特性が変化する。
【０１２３】
このことは、従来のようにスイッチ制御をしない場合における可変遅延回路１６、１７の積分時間軸（図１５（Ｇ））を８倍に拡伸したことに相当し、従来回路における可変遅延回路１６、１７のわずかな遅延出力タイミングの違いを８倍に拡大して位相関係の検出を行うことが可能となる。すなわち、検出感度を向上することができる。なおこのことは、従来回路における可変遅延回路１６、１７の積分時定数を８倍にしたことと同等の効果を上げたことになる。
【０１２４】
かくして、位相弁別回路２０からは、８倍の精度にて可変遅延回路１６、１７の各出力の位相関係が弁別され、この場合には「Ｌ」レベルの出力Ｓ２６が制御回路２に出力されることになる。
【０１２５】
なお、切替制御信号Ｓ２が「Ｈ」レベルのまま出力パルスＳ１が「Ｌ」レベルに立ち下がると、切替制御回路２２によって容量センサ１１、１２に蓄積された電荷は放電され、可変遅延回路１８、１９による次の検出動作に移ることになる。
【０１２６】
次に、分周パルスＳ１６が再び立ち上がると、今度は、切替制御信号Ｓ１７が「Ｌ」レベルに切り替わり、容量センサ１１、１２は可変遅延回路１９、１８に接続される状態に切り替わる。この後の動作は、図１６（Ｅ）、（Ｆ）や図１７（Ｅ）、（Ｆ）に示すように、可変遅延回路１９、１８に現れる積分波形が階段状となることを除いて第１の実施形態と同じようになる。
【０１２７】
（ｂ）容量センサ１２の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作
この場合は、図１６のうち右半分部分の信号波形に示すように、比誘電率の高い物体が接近したことによって容量センサ１２の静電容量が大きくなり、可変遅延回路１７側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１６側の積分時間（遅延量）との間に逆転現象が生じる一方、可変遅延回路１９側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１８側の積分時間（遅延量）については積分時間差が一層拡大する現象が生じる。
【０１２８】
そして、本実施形態例では、この可変遅延回路１７側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１６側の積分時間（遅延量）との間の逆転現象を従来回路の８倍の精度で検出することになる。
【０１２９】
この結果、制御回路２は、パワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近のうち容量センサ１２の近傍に比誘電率の高い物体が存在することを確認し、当該物体の挟み込み回避をパワーウインドウ駆動回路４に命じることになる。
【０１３０】
（ｃ）容量センサ１１の近傍に比誘電率の高い物体が接近した時の動作
この場合は、図１７のうち右半分部分の信号波形に示すように、比誘電率の高い物体が接近したことによって容量センサ１１の静電容量が大きくなり、可変遅延回路１９側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１８側の積分時間（遅延量）との間に逆転現象が生じる一方、可変遅延回路１６側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１７側の積分時間（遅延量）については積分時間差が一層拡大する現象が生じる。
【０１３１】
そして、本実施形態例では、この可変遅延回路１９側の積分時間（遅延量）と可変遅延回路１８側の積分時間（遅延量）との間の逆転現象を従来回路の８倍の精度で検出することになる。
【０１３２】
この結果、制御回路２は、パワーウインドウガラス上縁付近又はウインドウ枠の上縁付近のうち容量センサ１１の近傍に比誘電率の高い物体が存在することを確認し、当該物体の挟み込み回避をパワーウインドウ駆動回路４に命じることになる。
【０１３３】
（Ｃ−３）実施形態例における効果
以上のように、位相遅延型静電容量センサ１'の構成を上述の構成とすることにより、従来に比べて検出感度の非常に高い位相遅延形静電容量式センサを実現できることになる。
【０１３４】
また、容量センサ１１及び１２をパワーウインドウのウインドウ枠又はウインドウガラス上縁部に配設し、ウインドウガラスの（自動）閉動作中における容量センサ１１及び１２の静電容量の変化を検出することで人体等の比誘電率の高い物体の挟み込み防止機能を備えた電動式パワーウインドウ装置の安全装置に、前述の位相遅延型静電容量センサ１を適用したことにより、高感度かつ安定した挟み込み防止の検出を実現できる。かくして、より安全性の高いパワーウインドウ装置を実現できる。
【０１３５】
（Ｄ）他の実施形態
上述の第１及び第２の実施形態例におけるいては、容量センサを２つ用いる場合について述べたが、３つ以上用いる場合にも適用し得る。
【０１３６】
上述の第２の実施形態例においては、パルス発生回路１３'における出力パルスの周波数を第１の実施形態例におけるパルス発生回路１３の出力パルスに対し１０００倍以上とするものとしたが、必要に応じてより倍率の小さいものを用いても良い。
【０１３７】
上述の第２の実施形態例においては、分周回路２５からスイッチ制御回路２８に対して出力する中間パルスを、２分周、４分周、８分周の３種類の信号とする場合について述べたが、１６分周以上の中間パルスを与えるようにしても良い。また、中間パルスの組み合せについても自由に選定し得る。
【０１３８】
上述の第１及び第２の実施形態においては、容量センサ１１への比誘電率の高い物体の接近検出用及び容量センサ１２への比誘電率の高い物体の接近検出用として２系統の処理回路（遅延量調整回路、可変遅延回路、位相弁別回路（第１の実施形態）、オフセット調整回路、スイッチ回路、可変遅延回路、位相弁別回路（第２の実施形態））を用意する場合について述べたが、かかる処理回路としては１系統のみを用意し、容量センサ１１及び１２のかかる処理回路への接続関係を交番で切り替えるようにしても良い。
【０１３９】
上述の第１及び第２の実施形態例においては、位相遅延型静電容量センサ１又は１'をパワーウインドウの安全装置に適用する場合について述べたが、適用装置はこれに限らず、各種開閉（スライド動作を含む。）機構を備える装置における安全装置に広く適用できる。
【０１４０】
上述の第２の実施形態の説明中においても述べたが、第１の実施形態における自動調整（トリミング）機能を第２の実施形態と組み合せた構成とすれば、経年変化や環境変化に対して安定で、かつ、検出感度の非常に高い安全性の高い安全装置（位相遅延型静電容量センサ装置）を実現できる。
【０１４１】
【発明の効果】
（Ａ）上述のように請求項１に記載の発明によれば、電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、電気的制御信号によって可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を制御可能とし、制御回路によって、第１及び第２の可変遅延回路を構成する積分回路の積分時間を制御可能な構成としたのに加え、第１及び第２の可変遅延回路への分周パルスの印加を第１及び第２のスイッチ回路によって高頻度で接断できるようにしたことにより、経年変化や環境変化の影響によらず常に、第１及び第２の可変遅延回路の相対的な位相関係を最適な状態に維持することができると共に、積分時間に要する時間を数倍に拡大して検出感度を向上させることができる。
【０１４２】
（Ｂ）また、上述のように請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明における制御手段として、第１及び第２の可変遅延回路から出力される各位相遅れタイミングパルスを入力し、その遅延時間差に基づいて可変抵抗手段の可変端子の抵抗タップ位置を切り替え制御するものを用いることにより、経年変化や環境変化の影響によって第１及び第２の可変遅延回路に生じる遅延時間差の相対変化を確実に打ち消すことができる。
【０１４３】
（Ｃ）また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明における制御手段として、遅延時間差を一定時間毎計測し、当該遅延時間差が目標範囲に入るようにフィードバック制御するものを用いることにより、相対的な遅延時間差を常に一定に保つことができる。
【０１４４】
（Ｄ）また、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明における制御手段として、遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが大きい場合、可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を大きくし、遅延時間差の目標範囲に対する隔たりが小さい場合、可変抵抗手段に指示する抵抗タップ位置の変位量を小さくするものを用いることにより、遅延時間差を短時間のうちに目標範囲内に修正可能とできる。
【０１４５】
（Ｅ）また、上述のように請求項５に記載の発明によれば、電極近傍空間の静電特性の変化を電気信号の位相変化として検出する位相遅延型の静電容量センサ装置において、第１及び第２の可変遅延回路への分周パルスの印加を第１及び第２のスイッチ回路によって高頻度で接断できるようにしたことにより、積分時間に要する時間を数倍に拡大でき、その分、検出感度を向上させることができる。
【０１４６】
（Ｆ）また、上述のように請求項６に記載の発明によれば、電気的にウインドウガラスを開閉駆動する電動式パワーウインドウ装置に搭載され、前記ウインドウガラス閉動作時における異物の挟み込みを防止する安全装置において、請求項１〜５のいずれかに記載の静電容量センサ装置を検知手段として備えることにより、検出感度が高く信頼性に優れた安全性の高い電動式パワーウインドウ装置の安全装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電動式パワーウインドウ装置の安全装置（第１の実施形態）を示す機能ブロック図である。
【図２】  電動式パワーウインドウ装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】  容量センサのパワーウインドウへの取り付け例（その１）を示す図である。
【図４】  容量センサのパワーウインドウへの取り付け例（その２）を示す図である。
【図５】  電動式パワーウインドウ装置の安全装置（第１の実施形態）を示す回路構成図である。
【図６】  遅延量調整回路とその周辺回路の回路構成図である。
【図７】  通常時及び容量センサ１２に比誘電率の高い物体が接近した時の信号波形を示す図である。
【図８】  通常時及び容量センサ１１に比誘電率の高い物体が接近した時の信号波形を示す図である。
【図９】  自動調整（トリミング）動作実行プログラムを示すフローチャート図（その１）である。
【図１０】  自動調整（トリミング）動作実行プログラムを示すフローチャート図（その２）である。
【図１１】  オフセット量の調整原理を示す図である。
【図１２】  検出量と調整量との関係を表した図である。
【図１３】  電動式パワーウインドウ装置の安全装置（第２の実施形態）を示す機能ブロック図である。
【図１４】  電動式パワーウインドウ装置の安全装置（第２の実施形態）を示す回路構成図である。
【図１５】  パルス発生回路の出力パルスと各部の信号波形の関係を示す図である。
【図１６】  通常時及び容量センサ１２に比誘電率の高い物体が接近した時の信号波形を示す図である。
【図１７】  通常時及び容量センサ１１に比誘電率の高い物体が接近した時の信号波形を示す図である。
【符号の説明】
１、１'…位相遅延型静電容量センサ、２、２'…制御回路、３…パワーウインドウスイッチ（ＳＷ）操作部３、４…パワーウインドウ駆動回路、５…モータ、１１、１２…容量センサ、１３、１３'…パルス発生回路、１４、１５…遅延量調整回路、１６、１７、１８、１９…可変遅延回路、２０、２１…位相弁別回路、２２…切替制御回路、２３、２４…切替回路、２５…分周回路、２６、２７…オフセット調整回路、２８…スイッチ制御回路、２９、３０、３１、３２…スイッチ回路。
【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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