JP2778883B2 - 車両用ウィンドの開閉制御方法および車両用ウィンドの開閉装置 - Google Patents

車両用ウィンドの開閉制御方法および車両用ウィンドの開閉装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車を初めとする
車両に装備され、こうした車両のウィンドを駆動源の駆
動力で開閉させる車両用ウィンドの開閉装置、およびこ
うした装置における前記ウィンドの開閉制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近時、車両用ウィンドの開閉をモータの
駆動力で行うようにした、いわゆるパワーウィンドと呼
ばれるウィンドの開閉装置を備える自動車が多く生産さ
れるようになっている。
【０００３】上記のようなパワーウィンドは、スイッチ
操作のみでウィンドを開閉することができるものである
ため、運転中にウィンドの開閉操作に気をとられるよう
なことをなくし、車両の運転における安全性を向上させ
ることができるという利点を備えている。
【０００４】しかし、上記のようなパワーウィンドは、
前記モータの駆動力で車両用ウィンドを開閉するもので
あるため、車両用ウィンドとウィンド枠の間に物体が挟
み込まれた状態になり、場合によっては重大な問題が発
生する虞がある。
【０００５】このため、従来の車両用ウィンドの開閉装
置では、図１２に示すように、車両用のウィンドＷを駆
動するモータＭの一次電流を検出する電流検出器１００
を設けるとともに、この電流検出器１００の検出電流に
基づいて前記モータＭを制御する制御部１０１を設け、
ウィンドＷの閉成時にこのウィンドＷの移動に抗する荷
重がかかった場合に、前記電流検出器によって前記モー
タＭに流れる過電流を検知し、この過電流を検知したと
きに、前記制御部１０１がモータＭの駆動を停止するよ
うにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように、モータＭに流れる過電流を検知することによっ
て、車両用ウィンドとウィンド枠の間の物体の存在を検
知する方法では、以下のような問題が発生する。
【０００７】まず、ウィンドＷの開閉の際には、ドアが
衝撃などにより経年的に歪むため、移動するウィンドＷ
に対する荷重が変わる。また、図１２に示すように、こ
のウィンドＷと側方のウィンド枠ＳＰとの間にほこりや
小さな砂利等の異物Ａが挟み込まれることがあるが、こ
のような異物Ａによっても、前記ウィンドＷの移動に抗
する荷重が発生し、それによってモータＭに過電流が発
生する。したがって、前記モータＭを停止させる時点の
前記過電流の値（以下、設定値という）を低く規定して
いると、上記のようなウィンドＷと側方のウィンド枠Ｓ
Ｐの間のほこりや砂利の挟み込みによっても、ウィンド
Ｗの開閉が停止されてしまうことになるという問題が発
生する。
【０００８】こうした事態を回避するためには、前記砂
利等の挟み込みによりモータが停止してしまうことがな
いように前記設定値を高めに規定しておく必要がある。
しかしながら、前記設定値を高めに規定すると、ウィン
ドＷと上方のウィンド枠ＵＰとの間に物体が挟まれた場
合には、この挟み込みが生じてからかなりの時間が経過
しないとモータＭが停止せず、挟み込み回避の十分な対
策になりえないという問題がある。
【０００９】こうした問題の生じない車両用ウィンドの
開閉制御方法として、図１３に示すように、ウィンドＷ
の両側のウィンドＳＰに、光検出器の発光部Ｐと受光部
Ｒを対向させて設け、受光部Ｒが発光部Ｐが発する光を
受光しているときにのみ、ウィンドＷの開閉を行えるよ
うにする方法が考えられる。
【００１０】しかしながら、この図１３に示すような光
検出器は、自動車のように走行中に大きな振動を受ける
ものに装着した場合、前記発光部Ｐと受光部Ｒの位置関
係が安定しないため、発光部Ｐから発した光が、物体に
遮られていないにも拘らず受光部Ｒに到達しない状態が
発生し、物体を誤検出する場合が生じるという問題があ
る。このことは、ウィンド枠にわずかな歪みが生じたよ
うな場合でも全く同様である。
【００１１】発明の第１の目的は、車両用ウィンドを駆
動源を用いて開閉させるための車両用ウィンドの開閉制
御方法において、車両用ウィンドの周辺面に接触してい
る物体の存在を迅速に検知し、その検知結果により迅速
に駆動源を制御できるようにすることにある。
【００１２】また、発明の第２の目的は、車両用ウィン
ドを駆動源を用いて開閉させるようにした車両用ウィン
ドの開閉装置において、前記車両用ウィンドとウィンド
枠の間に介在する物体の存在を迅速に検知することを可
能にすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１の車両用ウィンドの制御方法は、前記車両用ウィン
ドに音波を印加し、前記車両用ウィンドから前記音波の
反射波を受波し、前記受波した反射波が前記車両用ウィ
ンドの周辺面に物体が接触しているときの反射波である
か否かを判定し、前記検知反射波が前記物体接触時の反
射波であると判定したときに、前記開閉駆動源の作動を
停止または逆転させる。
【００１４】請求項２の車両用ウィンドの制御方法は、
請求項１において、前記車両用ウィンドに印加する音波
が、間欠的に発生させた不連続波を用いている。
【００１５】請求項３の車両用ウィンドの制御方法は、
請求項２において、前記不連続波の間隔がランダムに変
化する。
【００１６】請求項４の車両用ウィンドの制御方法は、
請求項１において、前記車両用ウィンドに印加する音波
として、周波数の異なる２種類以上の音波を用いる。
【００１７】請求項５の車両用ウィンドの開閉装置は、
車両用ウィンドの開閉駆動源と、発振回路によって形成
した電気信号を音波に変換して前記車両用ウィンドに印
加する送波手段と、所定周波数の送信電気信号を形成す
る送信電気信号形成手段と、前記送信電気信号を音波に
変換して前記車両用ウィンドに印加する送波手段と、前
記車両用ウィンドから受けた前記音波の反射波を受信電
気信号に変換する受波手段と、前記受波手段において得
た受信電気信号に基づいて前記車両用ウィンドに対する
物体の接触の有無を判定し、この判定結果に応じた判定
信号を出力する比較手段と、この判定信号に基づいて前
記開閉駆動源を停止または逆転させる駆動制御部とを備
えている。
【００１８】請求項６の車両用ウィンドの開閉装置は、
請求項５において、前記送波手段と前記受波手段を一つ
の送受波器が兼用しており、この送受波器は送受切換部
を介して前記送信電気信号形成手段と比較手段に選択的
に接続されている。
【００１９】請求項７の車両用ウィンドの開閉装置は、
請求項５または６において、前記送波手段および受波手
段と前記車両用ウィンドとの間に、空気の層を埋める結
合媒体が介設されている。
【００２０】
【作用】請求項１の車両用ウィンドの開閉制御方法によ
ると、車両用ウィンドに印加された音波は、ウィンドの
周辺面において物体が接触していない周辺面すなわち空
気層と隣接している周辺面では、車両用ウィンドと空気
の音響インピーダンスが大きく異なるため、その大部分
が反射する。車両用ウィンドの周辺に物体が接触してい
ると、前記音波の一部が、前記周辺面で反射せず、この
周辺面すなわち車両用ウィンドと物体の界面を介して前
記物体に中に侵入し、この物体の表面すなわち物体と空
気層の界面で反射する。この物体と空気層の界面で反射
した反射波は、物体と車両用ウィンドの界面を介して再
び車両用ウィンドの中に侵入する。車両用ウィンドの周
辺面で反射した反射波に比べ、物体の周辺面で反射した
あと再度車両用ウィンドに侵入した反射波は、車両用ウ
ィンドから物体への侵入および物体から車両用ウィンド
へ侵入によりレベルが低下している。したがって、検知
した反射波が、車両用ウィンドの周辺面で反射したとき
の基準反射波と異なる場合に、前記車両用ウィンド周辺
面に何等かの物体が接触していると判定すことができ
る。車両用ウィンドの周辺面が物体と接触していると判
定したときには、開閉駆動源の作動を停止もしくは逆転
させ、車両用ウィンドの移動を停止または逆方向に反転
させる。
【００２１】請求項２の車両用ウィンドの開閉制御方法
によると、物体の表面で反射した反射波が、車両用ウィ
ンドの周辺で反射した反射波に比べ、音波を車両用ウィ
ンドに印加した時点から検知位置に達するまでに要する
時間が長いことにより、反射波を検知した時刻に基づい
て、車両用ウィンドの周辺面への物体の接触を検知する
ことができる。
【００２２】請求項３の車両用ウィンドの開閉制御方法
によると、一定間隔で発生しているノイズを反射波から
分離することができる。
【００２３】請求項４の車両用ウィンドの開閉制御方法
によると、連続的に発生している任意の周波数のノイズ
を反射波から分離することができる 請求項５の車両用ウィンドの開閉装置によると、送波手
段により車両用ウィンドに印加された音波は、車両用ウ
ィンドの周辺面に何も接触していない場合には、このウ
ィンドの周辺において反射し、車両用ウィンドの周辺面
に物体が接触している場合は、少なくともその一部が前
記物体の中に侵入し、この物体の周辺で反射する。受波
手段が検知する反射波のレベルは、車両用ウィンドの周
辺面に物体が接触している場合と接触していない場合で
異なる。受波手段において反射波を変換して得た受信電
気信号を、比較手段において車両用ウィンドの周辺面で
反射したときの基準信号と比較することにより、前記受
波手段が受けた反射波が、車両用ウィンドの周辺面に物
体が接触している場合の反射波か物体が接触していない
場合の反射波かを判別することができる。判別結果に基
づいて駆動制御部が発生する信号でウィンドの駆動源を
停止もしくは逆転させることで、車両用ウィンドは現状
位置に停止するかもしくは現状位置から後退させること
ができる。
【００２４】請求項６の車両用ウィンドの開閉装置によ
ると、送受切換部が送信電気信号形成手段と送受波器と
を接続している状態で、送信電気信号を送波手段に与え
ることができ、送受切換部が送受波器と比較手段とを接
続している状態で、受信電気信号を比較手段に与えるこ
とができる。
【００２５】請求項７の車両用ウィンドの開閉装置によ
ると、結合媒体を設けたことにより、送波手段と車両用
ウィンドの間で印加音波が減衰するのが軽減もしくは防
止され、かつ、車両用ウィンドと受波手段の間で反射波
が減衰するのが軽減もしくは防止される。
【００２６】
【実施例】図１および図２は発明による車両用ウィンド
の開閉装置の概略構成を示している。
【００２７】図１に示すウィンドＷはガラス製であり、
自動車内に設けられた開閉スイッチ３を操作することに
より、開閉駆動源である可逆モータＭの駆動力によって
開閉のために上下に移動することができる。このウィン
ドＷは、図１２および図１３に示す既述のウィンドＷと
全く同様のものであるが、図１では簡便のため側方のウ
ィンド枠ＳＰと上方のウィンド枠ＵＰは省略している。
また、このウィンドＷの開閉機構自体は公知であるの
で、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２８】この車両用ウィンドの開閉装置は、送受波
器１、結合媒体２、開閉スイッチ装置３および制御ユニ
ット４を備えている。
【００２９】送受波器１は、前記ウィンドＷの下辺の一
端部に配置されている。この送受波器１は、前記ウィン
ドＷに超音波ｆを印加する送波機能とこのウィンドＷの
周辺面において反射した前記超音波ｆの反射波ｉを受波
する受波機能と兼備している。この送受波器１は超音波
セラミックマイクロホンによってなり、与えられた送信
電気信号ｅを機械的振動である超音波ｆに変換して送波
するとともに、超音波ｆの反射波ｉを受波し、この受波
した反射波ｉを受信電気信号ｊに変換して取り出すこと
ができる。
【００３０】なお、前記送受波器１から送波された超音
波ｆが前記ウィンドＷの周辺面で全反射すると、この周
辺面で反射した反射波の指向中心が送受波器１と一致し
ないため、この送受波器１が受波する反射波のレベルが
低くなる。このため、図４（ａ）に示すように、ウィン
ドＷの周辺面、特に物体の接触を検出する対象となる上
辺面ｗ1 を微少な凹凸面とすることでこの上辺面ｗ1 で
超音波を乱反射させ、指向中心が送受波器１に一致する
反射波ｉが発生するようにしておく。この場合、図４
（ｂ）に示すように、ウィンドＷの上辺面ｗ1 に表面を
微少な凹凸状にした粘着テープ５を貼り付けてもよい。
【００３１】前記送受波器１から送波されかつ前記ウィ
ンドＷに印加された超音波ｆは、このウィンドＷ内を全
方向に伝導し、したがって、その一部はウィンドＷの両
側辺面ｗ2 に到達する。しかし、パワーウィンドにおけ
る挟み込みは、ウィンドＷの上辺面ｗ1 において生じる
ので、前記両側辺面ｗ2 において反射する反射波はデー
タとして必要ない。したがって、図１に二点鎖線で示す
ように、前記両側辺面ｗ2 に吸音材６を貼り付けてお
き、これによって不必要な反射波の発生を抑制するよう
にしておくのが好ましい。
【００３２】結合媒体２は、前記ウィンドＷと前記送受
波器１の送受面の間に介設されている。この結合媒体２
としては、なるべくガラスと音響インピーダンスが近く
且つ振動などでガラスから剥離しにくいものが好まし
く、例えばエポキシ樹脂等の接着剤が好適に用いられ
る。この結合媒体２は、ウィンドＷと前記送受波器１を
これらに密着した状態で物理的に結合している。空気の
音響インピーダンスは、ウィンドＷを構成するガラスの
音響インピーダンスに比べ約１／（３×１０4 ）である
ため、ウィンドＷと前記送受波器１の間に前記結合媒体
２を設けないと、両者の界面で超音波はその大部分が反
射してしまい、ウィンドＷの周辺面で反射する反射波ｉ
を十分なレベルで得ることが困難になる。この結合媒体
２としては、前記の接着剤の他、シリコングリスや水銀
等を用いてもよい。
【００３３】図５（ａ）は、図１における前記結合媒体
２による前記送受波器１と車両ウィンドＷの結合状態を
示す拡大図である。この図５（ａ）では、前記送受波器
１から送波されかつ結合媒体２内を通過する超音波ｆの
指向中心CLが、前記上辺面ｗ1 側に延びるように送受波
器１を設けるとともに、ウィンドＷにおける超音波ｆお
よび反射波ｉの入出波面ｗ3 を前記指向中心CLに直交さ
せている。これによって、ウィンドＷに印加された後の
超音波ｆの指向中心CL1 が前記上辺面ｗ1 側に延びてい
る。
【００３４】しかしながら、前記送受波器１と車両ウィ
ンドＷの結合構成は、図５（ｂ）若しくは図５（ｃ）の
ようなものでもよい。
【００３５】図５（ｂ）では、前記送受波器１から送波
されかつ結合媒体２内を通過する超音波の指向中心CL
が、ウィンドＷにおける超音波ｆおよび反射波ｉの入出
波面ｗ 3 で屈折することによって、ウィンドＷに印加さ
れた後の超音波ｆの指向中心CL1 が前記上辺面ｗ1 側に
延びるように前記送受波器１を設けている。この場合、
入出波面ｗ3 の角度を変えることによって、結合媒体２
内を通過する超音波の指向中心CLの方向すなわち送受波
器１の取付角を変えることができる。
【００３６】図５（ｃ）では、図５（ｂ）の場合と同
様、結合媒体２内を通過する超音波の指向中心CLの方向
を入出波部ｗ3 ′で屈折させることによって、ウィンド
Ｗに印加された後の超音波ｆの指向中心CL1 を前記上辺
面ｗ1 に向けるようにしている。この図５（ｃ）の入出
波部ｗ3 ′は、ウィンドＷの周辺を鋸歯状にカットする
ことにより形成した勾配の等しい微小な複数の入出波面
を備えている。このような複数の微小な入出波面を有す
る入出波部ｗ3 ′を形成すると、この入出波部ｗ3 ′を
ウィンドＷ周辺上の任意の位置に設置することができ
る。
【００３７】開閉スイッチ装置３は、自動車の室内に設
けられた操作部（不図示）を備えており、後述する制御
ユニット４の駆動制御部４１に対し、前記ウィンドＷの
開閉を指示する開閉信号を送出する。
【００３８】制御ユニット４は前記送受波器１および開
閉スイッチ装置３に電気的に接続されている。この制御
ユニット４は、自動車のイグニッションスイッチ（不図
示）をオンにした状態で前記開閉スイッチ装置３の操作
部を「開」位置若しくは「閉」位置に操作することによ
り、前記駆動モータＭを前記ウィンドＷを作動させるべ
く駆動させる。ただし、イグニッションスイッチをオフ
にした状態でも、所定の条件を満たしていれば、前記操
作部を操作することにより前記ウィンドＷを開閉できる
ようにしておくこともできる。この制御ユニット４は、
前記送受波器１に対して送信電気信号ｅを所定のタイミ
ングで出力する。さらに、前記制御ユニット４は、送受
波器１から入力した受信電気信号ｊに基づいて、前記ウ
ィンドＷにこのウィンドＷの開閉を停止すべき物体が接
触しているか否かを判定し、この判定結果にしたがって
前記駆動モータＭの駆動を停止させる。
【００３９】図２は制御ユニット４の具体例を示してい
る。この図２の制御ユニット４は、駆動制御部４１、送
受切換部４３、送信部４４、受信部４５、信号処理部４
６、記憶部４７および検出制御部４２を備えている。
【００４０】駆動制御部４１は、前記開閉スイッチ装置
３の操作部を「開」位置若しくは「閉」位置に操作する
ことにより与えられる指令により、モータＭを所定方向
に回転させ、前記ウィンドＷを開成または閉成する。ま
た、この駆動制御部４１は、前記開閉スイッチ装置３が
「閉」の位置に操作されたとき、後述する検出制御部４
２に対して検出指令信号ａを与える。さらに、この駆動
制御部４１は、後述する検出制御部４２から前記物体検
出信号ｎを入力すると、モータＭの駆動を停止させ、次
いでこのモータＭをそれまでと逆方向に所定時間だけ駆
動させる。
【００４１】検出制御部４２は、前記駆動制御部４１か
ら前記検出指令信号ａが与えられると、まず記憶部４７
から物体検出のためのプログラムを読み出し、このプロ
グラムにしたがって後述する送受切換部４３、送信部４
４および受信部４５の動作を制御する。すなわち、前記
検出制御部４２は、図３に示すように、前記検出指令信
号ａを受けると、まず、前記送受切換部４３にこの送受
切換部４３を送信状態とする切換信号ｂを与えるととも
に受信部４５に回路オフ指令信号ｃを与える。また、前
記検出制御部４２は、前記切換信号ｂおよび回路オフ指
令信号ｃとともに送信指令信号ｄを送出し、この送信指
令信号ｄを送信部４４に対し与える。さらに、前記検出
制御部４２は、送信部４４に送信指令信号ｄを与えた時
点ｔ1 から第１の所定時間Ｔ1 が経過後、送受切換部４
３に対しこの送受信切換部４３を受信状態とする切換信
号ｇを与えるとともに、前記受信部４５に対し受信指令
信号ｈを与える。なお、前記第１の所定時間Ｔ1 の設定
方法は後述する。前記検出制御部４２は、受信部４５に
受信指令信号ｈを与えた時点ｔ2 から第２の所定時間Ｔ
2 が経過後、再度前記送受切換部４３に対して切換信号
ｂを与え且つ受信部４５に対し回路オフ指令信号ｃを与
えるとともに、送信部４４に対し送信指令信号ｄを与え
る。前記第２の所定時間Ｔ2 の設定方法は後述する。
【００４２】以後、前記検出制御部４２は、前記切換信
号ｂ、回路オフ指令信号ｃおよび送信指令信号ｄを出力
してから前記第１の所定時間Ｔ1 継続するする送信状態
と、切換信号ｇおよび受信指令信号ｈを出力してから前
記第２の所定時間Ｔ2 継続する受信状態を交互に繰り返
す。
【００４３】また、この検出制御部４２は、受信状態に
ある前記第２の所定時間Ｔ2 の間に、信号処理部４６か
らウィンドＷとウィンド枠の間の物体の有無に関する情
報を含む受信電気信号ｍを入力し、この受信電気信号ｍ
を記憶部４７に記憶された所定レベルの基準信号ｐと比
較し、この比較結果を順次記憶する。なお、受信電気信
号ｍと基準信号ｐの比較方法については後述する。
【００４４】さらに、この検出制御部４２は、以上のよ
うにして順次記憶した受信電気信号ｍと基準信号ｐの比
較結果に基づいて、ウィンドＷの検出ターゲットに物体
が接触しているか否かを判定し、この判定結果が前記検
出ターゲットに物体が接触していると判定した場合に、
前記駆動制御部４１に対して物体検出信号ｎを出力する
判定機能を備えている。ここでは、あらかじめ定めた数
の連続する送信指令信号ｄに対応する前記受信電気信号
ｍのレベルが全て前記基準信号ｐのレベルを下回った場
合に前記物体検出信号ｎを送出する。
【００４５】送受切換部４３は、前記送受波器１に送信
部４４を接続した送信状態と前記送受波器１に受信部４
５を接続した受信状態を選択的に切り換える。この送受
切換部４３は、前記送信状態と受信状態の切り換えを検
出制御部４２が出力する切換信号ｂ，ｇにしたがって実
行する。
【００４６】送信部４４は、前記送信指令信号ｄを入力
することによりディジタル式のパルス発振回路等の公知
の基準発振回路により超音波領域の周波数を有する送信
電気信号ｅを形成し、この送信電気信号ｅを送受切換部
４３を介して送受波器１に送出する。
【００４７】受信部４５は、前記検出制御部４２から受
信指令信号ｈを与えられることにより、前記送受波器１
から出力される受信電気信号ｊを送受切換部４３を介し
て入力する。このとき、受信部４５が受信する前記受信
電気信号ｊは、前記第１の所定時間Ｔ1 中にウィンドＷ
に印加された超音波ｆの反射波ｉを送受波器１において
変換することによって得られた信号である。この受信部
４５は、前記受信電気信号ｊを増幅するとともにフィル
タにかけることにより生成した受信電気信号ｋを信号処
理部４６に対して出力する。さらに、この受信部４５
は、検出制御部４２から回路オフ指令信号ｃを入力する
と、受信電気信号ｊを入力しても作動しない状態となる
よう構成されている。
【００４８】信号処理部４６は、前記受信部４５から受
けた受信電気信号ｋの波形整形を行うとともにこの波形
整形した受信電気信号ｋをＡ／Ｄ変換する。この信号処
理部４６は、このようにしてディジタル化された受信電
気信号ｍを検出制御部４２に送出する。
【００４９】記憶部４７は、前記検出制御部４２の動作
プログラムおよびこの検出制御部４２において受信電気
信号ｍと比較する基準信号ｐが記憶されている。既述の
ように、この記憶部４７に記憶された前記プログラム
は、前記検出制御部４２が駆動制御部４１から検出指令
信号ａを与えられることによって読み出される。また、
記憶部４７に記憶された前記基準信号ｐは、前記検出制
御部４２が、前記信号処理部４６から受信電気信号ｍを
入力するごとに読み出される。
【００５０】なお、前記第１の所定時間Ｔ1 は、送受波
器１によりウィンドＷに印加された超音波ｆの反射波ｉ
のうち最も早く送受波器１に到達する反射波ｉをこの送
受波器１が受波できるように、前記送受切換部４３を送
信状態から受信状態に切り換えるべく設定される。ま
た、前記第２の所定時間Ｔ2 は、送受波器１によりウィ
ンドＷに印加された超音波ｆの反射波ｉが全てこの送受
波器１に受波されたのちに、前記送受切換部４３を受信
状態から送信状態に切り換えるように設定される。前記
第１および第２の所定時間Ｔ1 ，Ｔ2 は、前記受信電気
信号ｍをできるだけ短いサイクルで得ることができるよ
うにするため、前記条件を満たす範囲で最小値に設定す
ることが望ましい。
【００５１】次に、以上のようにしてなる車両用ウィン
ドの開閉装置によるウィンドＷの開閉制御方法、すなわ
ち前記ウィンドＷとウィンド枠の間の物体を検知し、そ
れに基づいて前記ウィンドＷの開閉を行う方法を説明す
る。
【００５２】図６（ａ）に示すように、ウィンドＷの周
辺面に物体が接触していないとき、すなわちウィンドＷ
の周辺面が空気層との界面であるとき、送受波器１から
送波されウィンドＷに印加された超音波ｆは、その大部
分がウィンドＷの周辺面で反射し、その反射波ｉの一部
が送受波器１に受波される。一方、図６（ｂ）に示すよ
うにウィンドＷの周辺面に物体Ａが接触していると、物
体Ａは空気に比べその音響インピーダンスがガラスに近
いため、この物体ＡとウィンドＷの界面に到達した超音
波ｆはその一部がこの物体Ａ内に侵入する。このように
して物体Ａ内に侵入した超音波ｆは、この物体Ａの表面
すなわち物体Ａと空気層の界面で反射する。物体Ａの表
面で反射した超音波ｆの反射波ｉは、その一部が物体Ａ
とウィンドＷの界面を介して再度このウィンドＷ内に侵
入し、前記送受波器１に受波される。
【００５３】以上のように、ウィンドＷの周辺面に物体
Ａが接触していると、これらウィンドＷと物体Ａの界面
に到達した超音波ｆは、反射波ｉとして前記送受波器１
に受波されるまでに、ウィンドＷと物体Ａ間の界面を２
度にわたって通過するため、この通過のごとにその強度
が低下する。すなわち、物体Ａ内に侵入した超音波ｆの
反射波ｉを受波すると、検出制御部４２が入力する受信
電気信号ｍのレベルが部分的に低下する。したがって、
ウィンドＷの周辺面で反射した反射波ｉを受波した時の
受信電気信号ｍのレベルをあらかじめ求め、このレベル
に基づいて記憶部４７に記憶させる前記基準信号ｐのレ
ベルを設定すれば、検出制御部４２において、前記基準
信号のレベルを閾値として受信電気信号ｍが物体Ａが接
触しているときの受信電気信号であるか否かを判定する
ことができる。
【００５４】図１に示すように、ウィンドＷの上辺面ｗ
1 が検出ターゲットでありかつ送受波器１をウィンドＷ
の下辺の一端部に配置した場合、送受波器１から送波さ
れた超音波ｆがウィンドＷの上辺面ｗ1 に到達するまで
の往路の長さおよび前記上辺面ｗ1 において反射した超
音波ｆの反射波ｉが送受波器１に到達するまでの復路の
長さは、前記上辺面ｗ1 の位置によって異なる。すなわ
ち、図７（ａ）に示すように、送受波器１から同時に送
波された超音波ｆのうち、上辺面ｗ1 の一端側に向かう
超音波をｆ1 、上辺面ｗ1 の他端側に向かう超音波をｆ
2 とすると、超音波ｆ1 の反射波ｉ1 が送波後最も早く
送受波器１に受波され、超音波ｆ2 の反射波ｉ2 が最も
遅く送受波器１に受波される。この結果、図７（ｂ）に
示すように、送信部４４が送信する送信電気信号ｅがパ
ルス状であるのに対し、受信部４５が受信する受信電気
信号ｊは前記上辺面ｗ1 の幅によって決まる所定の時間
幅Ｔ21を備えている。したがって、前記上辺面ｗ1 の一
部に物体Ａが接触すると、前記受信電気信号ｊは、図７
（ｂ）に一点鎖線で示すように、物体Ａが接触した位置
に対応する時刻ｔ21に受信電気信号ｋのレベルが下が
る。すなわち、公知の方法で、前記検出制御部４２にお
いて前記時刻ｔ21を検出することにより、前記上辺面ｗ
1 のどの位置に物体Ａが接触したのかを知ることができ
る。このように物体Ａが検出ターゲットのどの位置に接
触したのかを知ることができると、前記検出ターゲット
に接触した物体Ａが人体である場合と雨である場合を判
別することが可能になる。すなわち、前記物体Ａが雨の
場合、こうした雨はウィンドＷにランダムに接触する
上、接触後においても経時的にウィンドＷとの接触位置
が変化したりウィンドＷに対する接触面積が拡がったり
するが、上述のように物体Ａが検出ターゲットのどの位
置に接触したのかを知ることができようにしていると、
こうした接触位置の変化や接触面積の拡がりを検知する
ことができ、これを検知した場合には、既述の物体検出
信号ｎの発生条件である、あらかじめ定めた数の連続す
る送信指令信号ｄに対応する前記受信電気信号ｍのレベ
ルが全て前記基準信号のレベルを下回るという条件を満
たした場合でも、前記駆動制御部４１に物体検出信号ｎ
を送出しないようにすることができる。
【００５５】なお、上述のように、物体Ａが上辺面ｗ1
の一部に接触した場合、物体Ａ内を通過することにより
送受波器１に受波されるのが遅延した反射波ｉは、物体
Ａの接触位置よりも送受波器１から離れた位置において
ウィンドＷの周辺面で反射した反射波ｉと同時に前記送
受波器１に受波される。この結果、物体Ａが上辺面ｗ1
の一部に接触しているとき、受信電気信号ｋは、前記時
刻ｔ21後の時刻ｔ22にパルス状にレベルが上がる接触検
知部ｋd を有する受信電気信号となる。したがって、検
出制御部４２に入力した受信電気信号ｍに基づいて前記
接触検知部ｋdの存在を検出することによっても、上辺
面ｗ1 に物体Ａが接触しているか否かを検出することが
できる。
【００５６】ところで、自動車においては、しばしば図
８（ａ）に示すような等間隔で連続的に生じるノイズＮ
が発生する場合があるが、上記のように接触検知部ｋd
を検出することによって物体Ａの接触を検知するように
している場合、前記受信電気信号ｋに前記ノイズＮが重
畳されると、検出制御部４２においてノイズＮを前記接
触検知部ｋd として検出してしまい、誤動作を起こすお
それがある。図８に示すタイミングチャートでは、この
ような誤動作を防止するため、（ｂ）に示すように検出
制御部４２による送信電気信号ｅをランダムなタイミン
グで送出するようにしている。このようにすると、受信
電気信号ｋの発生タイミングは送信電気信号ｅの送出タ
イミングに応じて変化する一方、ノイズＮは一定の間隔
で発生するため、受信電気信号ｋ上においてパルス状に
突出している部分が前記ノイズＮによるものの場合、図
８（ｃ）に示すように、受信電気信号ｋの形状が毎回異
なった形状となる。これに対して、受信電気信号ｋ上に
おいてパルス状に突出している部分が接触検知部ｋd で
ある場合は、受信電気信号ｋの形状は送信指令信号ｄご
とに大きく変化することはない。したがって、たとえば
連続４回の送信指令信号ｄに対応する受信電気信号ｋが
同一の形状であることを、物体ＡがウィンドＷの検出タ
ーゲットに接触していると判定する条件とすることによ
り、受信電気信号ｋ上においてパルス状に突出している
部分がノイズＮによる突出部である場合に検出制御部４
２が物体検出信号ｎを出力するような誤動作を防止でき
る。
【００５７】次に、図９（ａ）に示すような周波数ｆN1
のノイズＮ′が連続的に前記受信電気信号ｋに重畳され
る場合がある。このように前記ノイズＮ′が受信電気信
号ｋに重畳された場合は、連続的にノイズを含んだ受信
電気信号ｋが発生し、前記図８に示すように送信電気信
号ｅの発生タイミングをランダムにするだけでは誤動作
を防止できない場合がある。このため、発明による他の
車両用ウィンドの開閉装置では、図９（ｂ），（ｃ）に
示すように、送信指令信号ｄが送出されるごとに、周波
数が異なる２種類の送信電気信号ｅ1 ，ｅ2 を交互に発
生させることで、前記ノイズＮ′による誤動作を防止し
ている。すなわち、前記のような送信電気信号ｅ1 ，ｅ
2 を発生することにより形成される受信電気信号ｋ1 ，
ｋ2 は、前記送信電気信号ｅ1 ，ｅ2 に対する遅延時間
および全体波形は互いにほぼ等しい。しかし、受信電気
信号ｋ1 ，ｋ2 に図９（ａ）に示すような周波数ｆN1の
ノイズＮ′が重畳された場合、受信電気信号ｋ1 の周波
とノイズＮ′の周波が一致するのと同じタイミングで受
信電気信号ｋ2 の周波とノイズＮ′の周波が一致する確
率はきわめて低い。このため、ノイズＮ′が重畳された
受信電気信号ｋ1 ，ｋ2 は、たとえば図９（ｄ）に示す
ように、一方の受信電気信号ｋ2 にのみノイズを包括し
た信号が生じ、受信電気信号ｋ1 ，ｋ2 の形状が一致し
ない。このように、周波数が異なる送信電気信号ｅ1 ，
ｅ2 を交互に発生することで、ノイズＮ′が重畳された
受信電気信号ｋ1 ，ｋ2 を波形が異なる受信電気信号ｋ
1 ，ｋ2 とすることができる。したがって、受信電気信
号ｋ1 ，ｋ2 が有するパルス状突出部分の位置が一致も
しくはほぼ一致していることを物体ＡがウィンドＷの検
出ターゲットに接触していると判定する条件とすること
で、ノイズＮ′のために検出制御部４２が物体検出信号
ｎを出力するような誤動作を防止することができる。
【００５８】既述のように、送信指令信号ｄが発生され
るごとに送信電気信号ｅに基づいて形成される各受信電
気信号ｋは対応する送信指令信号ｄに対する遅延時間が
ほぼ等しい。したがって、前記送信指令信号ｄに基づい
て形成される受信電気信号ｋの発生時間帯を予測するこ
とができ、この予測発生時間帯以外に発生した受信電気
信号ｋはノイズと判断することができる。このようにし
てノイズ部分と判断した信号部分を基準信号ｐとの比較
対象から除くことにより、偶然に生じたノイズによる誤
動作を防止することができる。
【００５９】なお、上述の車両用ウィンドの開閉装置で
は、送波器および受波器として送受波を兼用する送受波
器１を用いるようにしているが、図１０に示すように、
送波器１Ａと受波器１Ｂを個別に設けるようにしてもよ
い。このようにして送波器１Ａと受波器１Ｂを個別に設
けると、図２における送受切換部４３を必要としない。
このように送波器１Ａと受波器１Ｂを個別に設け、図１
１（ａ）に示すように送波器１Ａから送信期間Ｔ31だけ
超音波を送波するようにした場合、受波器１Ｂで受波す
る反射波は、図１１（ｂ）に示すようになる。なお、前
記送信時間Ｔ31は、図３等で示した先の実施例における
超音波ｆの送信時間に比べ十分に大きな時間である。前
記図１１（ｂ）に示す反射波は、送信超音波に対して遅
延時間が２ｔn （２ｔn は、送波器１Ａから送信された
送信超音波の反射波が受波器１Ｂに受波されるまでの最
短時間）だけ遅れて立上がる。また、図１１（ｂ）に示
す反射波は、全体としてなだらかな山状を呈している。
この図１１（ｂ）に示すような反射波では、ウィンドＷ
の周辺に部分的に異物が接触していたとしても、波形変
化からそれを検出することはきわめて困難である。した
がって、この場合、受信した反射波の受信レベルの総和
を演算し、この総和と規定値を比較することで、ウィン
ドＷの周辺に対する異物の接触を検知する。
【００６０】このように、送波器１Ａと受波器１Ｂを個
別に設けるようにすると、これらを兼用している場合に
比べ送信期間Ｔ31を長くすることが可能である。すなわ
ち、超音波の周波数を比較的低くしても、送信期間Ｔ31
中に異物検知に必要な振動数を得ることができ、発振回
路のコストを低減させることができる。
【００６１】また、送波器１Ａと受波器１Ｂを個別に設
けるようにすると、送波器１Ａから連続的に超音波を送
波することができる。連続的な超音波の送信は、受信器
１Ｂが送信波を直接受信してしまう可能性があること等
により受信レベルが小さくなるという問題があるが、間
欠的に超音波を送信する場合に比べ、ウィンドＷに対す
る異物の接触をより迅速に検知することができるという
利点もある。
【００６２】なお、上記実施例では、車両用ウィンドに
印加する音波を全て超音波としているが、前記図１１
（ａ）に示す超音波のように送信期間Ｔ31を比較的長く
する場合には可聴領域の音波を用いてもよい。
【００６３】
【発明の効果】請求項１によれば、車両用ウィンド周辺
面の検出ターゲットに物体が接触した場合に迅速に車両
用ウィンドの駆動源を制御することができるから、車両
用ウィンドとウィンド枠の間に物体が挟み込まれる前に
車両用ウィンドを停止させる等の制御を行うことで物体
の挟み込みを回避することが可能になるという効果を奏
する。
【００６４】請求項２によれば、超音波の検出ターゲッ
ト上での反射位置に応じて受波時間がずれることを利用
して、物体の検出位置を特定することが可能になる。ま
た、検出ターゲットへの接触物体の検出のために、送波
と受波を兼用する送受波器を用いることが可能になり、
この方法を採用する車両用ウィンドの開閉装置をコンパ
クトにできる。また、請求項３によれば、一定間隔で発
生するノイズによる誤差を防止することが可能になる。
【００６５】請求項４によれば、連続的に発生している
ノイズによる誤差を防止することが可能になる。
【００６６】請求項５によれば、車両用ウィンド周辺面
の検出ターゲットに物体が接触した場合に迅速に車両用
ウィンドを停止または逆方向に移動させることができる
から、車両用ウィンドとウィンド枠の間における物体の
挟み込みや車両用ウィンドによる物体の吊り上げを未然
に回避することができるという効果を奏する。
【００６７】請求項６によれば、送受波に要する部品の
スペースを小さくすることができる。
【００６８】請求項７によれば、検査波である超音波お
よびその反射波の減衰を抑制することで、より確実な動
作を行うことができるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明による車両用ウィンドの開閉装置の概略構
成図である。
【図２】制御ユニットの構成である。
【図３】各信号の発生タイミングを説明するためのタイ
ミングチャート図である。
【図４】ウィンドの周辺面の状態を説明する図である。
【図５】送受波器の設置状態を説明する図である。
【図６】ウィンドに接触した物体を検出する方法を説明
する図である。
【図７】物体の接触位置を特定する方法を説明する図で
ある。
【図８】間欠的に発生するノイズの影響を防止する方法
を説明する波形図である。
【図９】連続的に発生するノイズの影響を防止する方法
を説明する波形図である。
【図１０】送波器と受波器を分離した場合を説明する図
である。
【図１１】図１０の送波器と受波器の送信波と受信波を
示す波形図である。
【図１２】従来の車両用ウィンドの開閉装置の概略構成
図である。
【図１３】従来における他の車両用ウィンドの開閉装置
の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 送受波器 ２ 結合結合 ４１ 駆動制御部 ４２ 検出制御部 Ｍ 駆動モータ ｆ 超音波 ｉ 反射波
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E05F 15/10 B60J 1/17 G01B 17/00 G01V 1/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動源に駆動されて開閉動作する車両用
    ウィンドの開閉制御方法であって、 前記車両用ウィンドに音波を印加し、 前記車両用ウィンドから前記音波の反射波を受波し、 前記受波した反射波が前記車両用ウィンドの周辺面に物
    体が接触しているときの反射波であるか否かを判定し、 前記検知反射波が前記物体接触時の反射波であると判定
    したときに、前記開閉駆動源の作動を停止または逆転さ
    せること、を特徴とする車両用ウィンドの開閉制御方
    法。
  2. 【請求項２】 前記車両用ウィンドに印加する音波が、
    間欠的に発生させた不連続波であることを特徴とする請
    求項１の車両用ウィンドの制御方法。
  3. 【請求項３】 前記不連続波の間隔がランダムに変化す
    ることを特徴とする請求項２の車両用ウィンドの開閉制
    御方法。
  4. 【請求項４】 前記車両用ウィンドに印加する音波が、
    周波数の異なる２種類以上の音波であることを特徴とす
    る請求項１の車両用ウィンドの開閉制御方法。
  5. 【請求項５】 車両用ウィンドを開閉駆動源の駆動力で
    開閉させるようにした車両用ウィンドの開閉装置であっ
    て、 所定周波数の送信電気信号を形成する送信電気信号形成
    手段と、 前記送信電気信号を音波に変換して前記車両用ウィンド
    に印加する送波手段と、 前記車両用ウィンドから受けた前記音波の反射波を受信
    電気信号に変換する受波手段と、 前記受波手段により得た受信電気信号に基づいて前記車
    両用ウィンドに対する物体の接触の有無を判定し、この
    判定結果に応じた判定信号を出力する比較手段と、 この判定信号に基づいて前記開閉駆動源を停止または逆
    転させる駆動制御部と、を備えることを特徴とする車両
    用ウィンドの開閉装置。
  6. 【請求項６】 前記送波手段と前記受波手段を一つの送
    受波器が兼用しており、この送受波器は送受切換部を介
    して前記送信電気信号形成手段と比較手段とに選択的に
    接続されていることを特徴とする請求項５の車両用ウィ
    ンドの開閉装置。
  7. 【請求項７】 前記送波手段および受波手段と前記車両
    用ウィンドとの間に、空気の層を埋める結合媒体が介設
    されていることを特徴とする請求項５または６の車両用
    ウィンドの開閉装置。
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