JP3755209B2

JP3755209B2 - 車両用動力付窓開閉装置

Info

Publication number: JP3755209B2
Application number: JP27109696A
Authority: JP
Inventors: 猛田中; 昇柘植; 秀典石原
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1996-10-14
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2016-10-14
Also published as: JPH10119565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両窓に使用して異物の挟み込みを未然に防止することができる車両用動力付窓開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パワーウインドウ（車両用動力付窓開閉装置）を装備した車両の増加とともに、パワーウインドウの閉作動中に、窓ガラスと窓枠との間に指等の異物を挟み込んでしまうという事故が増加している。この事故を防止する手段として、例えば特開平７−４１３７号公報では、窓枠周縁に配設したコードスイッチ等の外力を感知する外力感知手段と、窓ガラスを進退駆動させるモータ３に通電する電流値（以下、モータ電流と略す。）を検出する手段と、これらを制御する制御装置とからパワーウインドウを構成している。
【０００３】
そして、感知手段によって感知される外力が所定値を越え、かつ、モータ電流が所定値を越えたときに、窓ガラスと窓枠との間に異物が挟み込まれたものとみなして、パワーウインドウの閉作動を中断するものである。
なお、コードスイッチの一般的な構造は、例えば特開平７−９６７４０号公報に記載のように、対向する一対の導電部材をゴム製の弾性部材を介在させて両導電部材間に空隙を形成するとともに、両導電部材を前記弾性部材に固着したものである。そして、外力の作用とともに前記弾性部材が弾性変形してゆき、その外力が所定値を越えて両導電部材が接触して通電可能状態となった時に、信号を発するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コードスイッチが、例えば導電部材の表面に発生する絶縁性の酸化被膜や堆積物等により、外力を正確に検出することができなくなるといった不具合が発生すると、異物挟み込みを十分に防止することができないという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、コードスイッチ等の外力感知手段に上記した不具合が発生した場合でも、異物挟み込みを検出することができるパワーウインドウを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
請求項１〜３に記載の発明では、第１電極部材（５２）は交流電源（８）に接続され、前記第２電極部材（５３）は前記窓体制御手段（１、６）の入力側に接続されていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、絶縁性の堆積物等がある場合に異物挟み込みが発生しても、第２センサ電極（５３）に誘導電力が誘起されるため、第２センサ電極（５３）から所定の電圧値を出力することができるので、確実に異物の挟み込みを検出することができる。延いては、挟み込み防止機構付き車両用動力付窓開閉装置の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、外力感知手段（５）の長手方向一端側にて両電極部材（５２、５３）を抵抗（Ｒ_D）で電気的に接続するとともに、入力電圧と出力電圧とを比較判定する判定手段（１０〜１２）を備える。そして、入力電圧と出力電圧とが異なると判定されたときには、窓体（２）の進退量を小さくすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、交流電源（８）は、窓体（２）の閉作動時のみ交流電圧を第１電極部材（５２）に供給することを特徴とする。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（実施形態）
図１は、挟み込み防止機構付きパワーウインドウを有する車両ドアを示しており、１は窓ガラス（窓体）２を進退させて、窓枠３によって形成される窓開口４を開閉する駆動モータである。この窓枠３の室内側の周縁には、窓枠３に作用する外力を感知する感圧スイッチ（外力感知手段）５が窓枠３の前辺部３ａから上辺部３ｂに渡って配設されている。
【００１１】
そして、６は感圧スイッチ５からの挟込信号５ａおよび乗員が操作するパワーウインドウスイッチ７に基づいて駆動モータ１を制御する制御装置であり、この制御装置６と駆動モータ１とから窓ガラス２の進退を制御する窓体制御手段が構成されている。
また、感圧スイッチ５の機械的構造は、図２に示すように、ゴム等の絶縁材料からなるチューブ５１内に、弾性変形可能な導電材料からなる第１、２センサ電極（電極部材）５２、５３を所定の空隙（間隔）５４を介して対向配設したものである。因みに、両センサ電極５２、５３を形成する導電材料は、金属等の導電性材料とゴムなどの弾性材料との混合材料である。
【００１２】
５５は、電流が両センサ電極５２、５３の長手方向に向かって流れる際の電圧降下を抑制する銅製のドレインワイヤ（導線）である。これにより、感圧スイッチ５の長手方向の部位によらず、各センサ電極５２、５３は略等しい電位となるので、外力が作用する部位によらず、外力を感知した際に略等しい電流値（電圧値）を検出することができる。
【００１３】
因みに、ドレインワイヤ５５は、感圧スイッチ５に作用する曲げモーメントを考慮すると、曲げの中立面ｍ上に配設することが望ましい。
また、感圧スイッチ５の電気的構造は、図３に示すように、第１センサ電極５２は、交流電圧を発生する交流電源８に接続されており、一方、第２センサ電極５３はダイオード９を介して制御装置６の入力側に接続されている。そして、交流電源８は、パワーウインドウスイッチ７により窓ガラス４が閉作動するように指示されたときのみ交流電圧を第１センサ電極５２に供給するように構成されている（図５の（ｄ）参照）。
【００１４】
因みに、本実施形態では、交流電源８が供給する交流電圧の周波数は約５０ｋＨ_Z〜１００ｋＨ_Zであり、最大電圧は約１２Ｖである。また、交流電源８は、車両バッテリ（図示せず）からの直流電流（直流電圧）から交流電流に変換する自励発振回路等の直流−交流変換器から構成されている。
ところで、Ｒ_Dは、感圧スイッチ５の長手方向一端側にて両センサ電極５２、５３を所定の電気抵抗値を有して接続する抵抗（以下、診断抵抗と呼ぶ。）であり、Ｒ_Cは、一端側が第２センサ電極５３とダイオード９との間に接続され、他端側が接地された抵抗である。
【００１５】
また、１０は、第１センサ電極５２側のＡ点での電圧（以下、入力電圧と呼ぶ。）が正（＋）の場合には、Ｈｉレベル信号（１）を出力し、入力電圧が０以下の場合には、Ｌｏレベル信号（０）を出力する第１バッファ素子であり、１１は第２センサ電極５３側のＢ点での電圧（以下、出力電圧と呼ぶ。）が正（＋）の場合には、Ｈｉレベル信号（１）を出力し、出力電圧が０以下の場合には、Ｌｏレベル信号（０）を出力する第２バッファ素子である。
【００１６】
そして、両バッファ素子１０、１１からの出力信号ａ、ｂは、排他的論理和素子１２に入力されており、この排他的論理和素子１２は、図４の真偽表に基づいて両センサ電極５２、５３に断線が生じたか否かを判定する。
具体的には、出力信号ａ、ｂが等しいときには、入力電圧および出力電圧が等しいものとみなせるので、両センサ電極５２、５３に断線が生じていないものとして、Ｌｏレベル信号（０）を制御装置６に出力（ｙ）する。なお、両センサ電極５２、５３に外力が作用していないとき、すなわち、両センサ電極５２、５３間の間隔が変化していないときにおける、両センサ電極５２、５３間の静電容量は極小さいので、入力電圧と出力電圧との位相差は無視することができる。
【００１７】
一方、出力信号ａ、ｂが異なるときには、入力電圧および出力電圧が異なるものとみなせるので、両センサ電極５２、５３に断線が生じたものとして、Ｈｉレベル信号（１）を制御装置６に出力（ｙ）する。そして、制御装置６は、両電圧が等しいと判定されたときに比べて、窓ガラス２の進退量を小さくなる（いわゆる、寸動する）ように駆動モータ１を制御する。
【００１８】
以上に述べたように、両バッファ素子１０、１１と排他的論理和素子１２とから入力電圧と出力電圧とを比較判定する判定手段が構成されている。
次に、本実施形態の作動を述べる。
１．両センサ電極５２、５３の対向面に絶縁性の堆積物等がない場合
１−１異物挟み込みが発生していない状態
この状態で、第２センサ電極５３側のＢ点での最大電圧（以下、単に電圧と呼ぶ。）は、第１センサ電極５２側のＡ点での電圧（図５の（ａ）参照）に比べて、抵抗Ｒ_Dによる電圧降下分だけ低くなる（図５の（ｂ）参照）。このため、制御装置６には、交流電源８より供給された交流電圧より低い、所定の電圧値を有する挟込信号５ａが入力される。
【００１９】
１−２異物挟み込みが発生した状態
窓ガラス４が閉作動中に、窓枠３と窓ガラス２との間に異物が挟み込まれて感圧スイッチ５に外力が作用すると、この外力によりチューブ５１が変形して両センサ電極５２、５３が接触する。
このため、Ｂ点での電圧は、Ａ点での電圧（図５の（ａ）参照）と略等しくなり、制御装置６には、所定の電圧値を越えた電圧を有する挟込信号５ａが入力される。そして、制御装置６は、所定の電圧値を越えた挟込信号５ａが入力されると、窓ガラス２が開方向に反転するように反転信号６ａを駆動モータ１に向けて出力する。
２．両センサ電極５２、５３の対向面に絶縁性の堆積物等がある場合
２−１異物挟み込みが発生していない状態
この状態は、上記１−１の状態と同様であり、交流電源８より供給された交流電圧より低い、所定の電圧値を有する挟込信号５ａ（図５の（ｃ）のＲに示された部分）が入力される。
【００２０】
２−２異物挟み込みが発生した状態
上記１−２の状態と同様に外力によりチューブ５１が変形するが、絶縁性の堆積物等により両センサ電極５２、５３は電気的に接触することができない。
しかし、絶縁性の堆積物等は、約１〜３μｍ以下の非常に薄いものと考えられるので、外力によって変形した部位の静電容量は極めて大きくなる。このため、第１センサ電極５２に供給された交流電圧により、第２センサ電極５３に誘導電力が誘起され（図５の（ｃ）のＩＲに示された部分）、第２センサ電極５３の電圧が所定の電圧値を越える。したがって、制御装置６には、所定の電圧値を越えた挟込信号５ａが入力されるので、反転信号６ａが駆動モータ１に向けて出力される。
【００２１】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
上述の作動説明からも明らかなように、本実施形態に係る感圧スイッチ５よれば、第１センサ電極５２に交流電圧が供給されているため、絶縁性の堆積物等がある場合に異物挟み込みが発生しても、第２センサ電極５３に誘導電力が誘起されるため、所定の電圧値を越えた挟込信号５ａを出力することができるので、確実に異物の挟み込みを検出することができる。延いては、挟み込み防止機構付きパワーウインドウの信頼性を向上させることができる。
【００２２】
ところで、窓ガラス２が閉作動しているときに、感圧スイッチ５（両センサ電極５２、５３）に交流電流が流れるので、両センサ電極５２、５３がアンテナとなって電磁波は発振してしまう。
これに対して、本実施形態では、両センサ電極５２、５３が感圧スイッチ５の長手方向一端側で診断抵抗Ｒ_Dによって電気的に接続されているので、両センサ電極５２、５３に流れる電流の向きが、第１センサ電極５２と第２センサ電極５３とでは逆向きとなる。
【００２３】
したがって、第１センサ電極５２から発振する電磁波の位相と、第２センサ電極５３から発振する電磁波の位相とが約１８０°ずれるので、両センサ電極５２、５３から発振する電磁波が互いに相殺される。このため、エンジンの制御装置やラジオ等の他の電装機器に発生するノイズ障害を防止することができる。
ところで、上述の実施形態では、窓枠３と窓ガラス２との間に異物の挟み込みが発生したときに、窓ガラス２の作動を反転させたが、窓ガラス２の進退を停止してもよい。
【００２４】
また、感圧スイッチ５内の空隙５４内に所定の誘電率を有する誘電体を充填してもよい。
また、上述の実施形態では、両センサ電極５２、５３の断線を診断する機能を有していたが、この診断機能を削除してもよい。
また、本発明は、車両の天井に設けられた、いわゆるサンルーフ（天井窓）にに対しても適用することができる。
【００２５】
また、上述の実施形態では、感圧スイッチ５を窓枠３に配設したが、窓開口４の周縁を覆うサイドバイザーに配設することにより、間接的に窓枠に作用する外力を検出してもい。
【図面の簡単な説明】
【図１】挟み込み防止機構付きパワーウインドウを有する車両ドアを示す概略図である。
【図２】感圧スイッチの断面図である。
【図３】感圧スイッチの電気回路図である。
【図４】真偽表を示す図表である。
【図５】入力電圧および出力電圧を示すチャートである。
【符号の説明】
１…駆動モータ、２…窓ガラス（窓体）、３…窓枠、４…窓開口、
５…感圧スイッチ（外力感知手段）、６…制御装置、
７…パワーウインドウスイッチ、８…交流電源、９…ダイオード、
１０…第１バッファ素子、１１…第２バッファ素子、
１２…排他的倫理和素子。

Claims

窓枠（３）によって形成される窓開口（４）を開閉する窓体（２）と、
所定間隔を有して対向配設された第１、第２電極部材（５３）を有し、前記窓枠（３）に作用する外力を感知する外力感知手段（５）と、
車両バッテリからの直流電圧を交流に変換して前記外力感知手段（５）に交流電圧を供給する交流電源（８）と、
前記窓体（２）を進退させて前記窓開口（４）を開閉する窓体制御手段（１、６）とを備え、
前記第１電極部材（５２）は前記交流電源（８）に接続され、前記第２電極部材（５３）は前記窓体制御手段（１、６）の入力側に接続されており、
前記窓体制御手段（１、６）は、前記第２電極部材（５３）から入力される電圧が、所定の電圧値を越えたときに、前記窓体（２）の進退を中止させることを特徴とする車両用動力付窓開閉装置。
前記外力感知手段（５）の長手方向一端側にて前記両電極部材（５２、５３）を電気的に接続する抵抗（ＲD ）と、
前記交流電源（８）から前記第１電極部材（５２）に供給される入力電圧と、前記第２電極部材（５３）に現れる出力電圧とを比較判定する判定手段（１０〜１２）とを備え、
前記判定手段（１０〜１２）により前記入力電圧と前記出力電圧とが異なると判定されたときには、前記窓体制御手段（１、６）は、前記両電圧が等しいと判定されたときに比べて、前記窓体（２）の進退量を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力付窓開閉装置。
前記交流電源（８）は、前記窓体（２）の閉作動時のみ交流電圧を前記第１電極部材（５２）に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力付窓開閉装置。