説明

除水濾過付電子ドアラッチ

制御回路は、第1および第2の電界効果センサからの入力を受信する。制御回路は、第1の電界効果センサが接近または接触を感知した後で予め定められた時間以上、第2の電界効果センサが接近または接触を感知する場合だけ制御出力を発生する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、2003年4月22日に出願された米国仮特許出願第60/464,518号「除水濾過付電子ドアラッチ」から優先権を請求するものであり、その開示は本開示の一部としてここに組み入れられている。
【0002】
(発明の背景)
1.技術分野
本発明は、環境効果その他による偽起動信号を除去する手段を含むドア・ラッチ解除機構用電子制御システムに向けられている。
【背景技術】
【0003】
2.関連技術
一般的な自動車ドア・ラッチは、機械的押釦、プル・ハンドル等により操作される機械的ラッチおよび機械的解除機構を有する純粋な機械的装置である。近年、いくつかの自動車メーカは、電気的操作ドア・ラッチ機構を提供している。これらの機構は、従来のメンブレン・スイッチにより制御される電気的操作解除機構を有する従来の機械的ラッチを典型的に使用する。メンブレン・スイッチは、典型的に環境に対して封止されるため、自動車の外部での使用は、論理的な設計上の選択となる。しかしながら、その保護カバーの下で、メンブレン・スイッチは、保護カバーを曲げることで、その可動接点が移動される機械的押釦スイッチである。そのため、保護カバーは、劣化しクラックを生じて、湿気や汚染物質がスイッチ内部に入りスイッチを故障させてしまうことがある。さらに、冬季に北部地方の気候で見られる氷の蓄積によりメンブレン・スイッチは、作動不能となることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
人の手の接触等の刺激の接近または接触に応答する電界効果センサは、磨耗する移動部の無い固体装置である点においてメンブレン・スイッチよりも優れている。しかしながら、従来の電界効果センサは、溜まっている又は流れる水その他の汚染物質等の他の刺激により非意図的に起動されることもあるため、自動車の外部等の過酷な環境に理想的に適するものではない。そのため、従来の電界効果センサにより制御される電気的操作自動車ドア・ラッチは、雨天駐車や洗車機中を通る時に擬似的かつ非意図的に解除されることがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
(発明の概要)
本発明は、電界効果センサおよび電界効果センサに影響を及ぼす意図的および擬似的刺激を区別する時間遅延を含む制御回路を使用する。好ましい実施例では、本発明は、非意図的起動の除去における幾何学的考慮点も利用する。
【実施例】
【0006】
(実施例の詳細な説明)
図1A、1Bは、自動車のリフト・ゲート、すなわちドア内に設置されるハンドル・シェル10を示す。シェル10は、実質的に平坦な部分12、実質的に湾曲した部分14および蓋16を含み、平坦部12は、上面18および下面20を画定し、湾曲部14は、外面20および内面22を有する凹所20を画定する。典型的に、シェル10には、リフト・ゲート、すなわちドアの頂部に向けられた平坦部12およびリフト・ゲート、すなわちドアの底部に向けられた湾曲部14が設置される。典型的に、シェル10は、てのひらをシェル10から背けて人の手を受け入れ、人の指が平坦部12の下面20および蓋16の裏面24に延びるように構成される。
【0007】
図2において、第1の電界効果センサ、すなわち、タッチ・センサ26が平坦部12の上面18上に配置されている。図3,4A,Bについて後述するように、好ましいタッチ・センサ26は、第1および第2の電極26A,26Bおよび制御回路26Cを含んでいる。好ましくは、電極26A,26Bは、平坦部12の大部分または実質的に全てを覆う。別の実施例では、タッチ・センサ26は、より多い又は少ない電極を有することができ、平坦部12の下面20上に配置したり平坦部12内に埋め込むことができる。あるいは、タッチ・センサ26は、蓋16の裏面内または裏面上に配置することができる。
【0008】
第2の電界効果センサ、すなわち、水センサ28は、一般的に湾曲部14の内面22の中心に配置されている。好ましいタッチ・センサ26と同様に、好ましい水センサ28は、第1および第2の電極28A,28Bおよび制御回路28Cを含んでいる。好ましくは、電極28A,28Bは、湾曲部14の内面22の中心のかなりの部分を覆う。別の実施例では、好ましい水センサ28は、湾曲部14の外面24上に配置することができ、あるいは水センサ28は、湾曲部14内に埋め込むことができる。
【0009】
図3において、タッチ・センサ26(第1および第2の電極26A,26Bおよび制御回路26Cを含む)および水センサ28(第1および第2の電極28A,28Bおよび制御回路28Cを含む)は、好ましくは、可撓性基板40上に載せられている。可撓性基板40は、シェル10の裏側に固着または付着させて、タッチ・センサ26および水センサがそれぞれ平坦部12および湾曲部14上に配置され、あるいは望みどおりに配置されるようにする。シェル10が成形により形成される実施例では、可撓性基板40は、成形工程中にシェル10内に埋め込むことができる。あるいは、タッチ・センサ26および水センサ28は、個別の基板上に載せることができ、その各々を別々にシェル10に取り付けたり埋め込んだりすることができる。別の実施例では、タッチ・センサ26および水センサ28は、シェル10に直接取り付けることができる。
【0010】
好ましくは、タッチ・センサ26および水センサ28は、イリノイ州ホイートンのLLC、タッチ・センサ・テクノロジ社から入手可能なTS100集積制御回路を使用する電界効果センサとして埋め込まれる。TS100センサの多くの設計および動作原理が米国特許第6,230,282号および第6,713,897号および関連する米国特許出願第10/272,377号、第10/725,908号に開示されており、本開示の一部として、ここに組み入れられている。TS100センサは、たとえば、それに接触または接近する水による擬似的起動に対して相当な抵抗を与えるように設計される。本発明の原理は、擬似的起動に対してさらに抵抗を与える。
【0011】
図4は、本発明に従った制御回路50の実施例を示す。タッチ・センサ26の出力27は、ANDゲート54の入力54Aおよびタッチ・センサ・タイマ52の立上り縁感知入力Aに接続されている。タッチ・センサ・タイマ52の相補的パルス出力QはANDゲート54の入力54に接続されている。ANDゲート54の出力54Cは、ANDゲート56の入力56Aに接続されている。
【0012】
水センサ28の出力29は、ORゲート58の入力58Aおよび水センサ・タイマ60の降下縁感知入力Bに接続されている。水センサ・タイマ60のパルス出力Qは、ORゲート58の入力58Bに接続されている。ORゲート58の出力58Cは、インバータ62の入力に接続され、その出力は、ANDゲート56の入力56Bに接続されている。ANDゲート56の出力は、FET64のゲートに接続され、その出力は、ドア・ラッチ(図示せず)に接続されてそれを制御する。
【0013】
タッチ・センサ26は、刺激、たとえば、指または水、近接タッチ・センサ26に応答する。刺激が無ければ、タッチ・センサ26の出力27は、ローである。近接タッチ・センサ26に刺激が存在すると、タッチ・センサ26の出力27は。ハイとなり刺激が除去されるまでハイのままである。水センサ28も同様に作動する。
【0014】
タッチ・センサ・タイマ52は、次のように、タッチ・センサ26の出力27から受信した入力に応答する。定常状態において、タッチ・センサ・タイマ52の相補的パルス出力


は、ハイである。タッチ・センサ26が非刺激状態から刺激状態となりタッチ・センサ26の出力27がローからハイとなる場合のように、タッチ・センサ・タイマ52の入力Aがローからハイへの遷移を感知すると、タッチ・センサ・タイマ52は、トリガされて相補的パルス出力


は、ローとなり、タッチ・センサ・タイマ52がタイム・アウトするまでローのままである。次に、相補的パルス出力


は、ハイ(定常)状態へ戻る。入力Aがこのようなローからハイへの遷移を感知する時のタッチ・センサ・タイマ52の状態に無関係に、タッチ・センサ・タイマ52は、入力Aがローからハイへの遷移を感知するたびにトリガされる。好ましい実施例では、タッチ・センサ・タイマ52は、入力Aにおいて最近のローからハイへの遷移を感知した後およそ300ミリ秒後にタイム・アウトする。
【0015】
水センサ・タイマ60は、次のように、水センサ28の出力29から受信した入力に応答する。定常状態において、水センサ・タイマ60のパルス出力Qは、ローである。水センサ28が刺激状態から非刺激状態となり水センサ28の出力29がハイからローとなる場合のように、水センサ・タイマ60の入力Bがハイからローへの遷移を感知すると、水センサ・タイマ60は、トリガされてパルス出力Qは、ハイとなり、水センサ・タイマ60がタイム・アウトするまでハイのままである。次に、パルス出力Qは、ロー(定常)状態へ戻る。入力Bがこのようなハイからローへの遷移を感知する時の水センサ・タイマ60の状態に無関係に、水センサ・タイマ60は、入力Bがハイからローへの遷移を感知するたびにトリガされる。好ましい実施例では、水センサ・タイマ60は、入力Bにおいて最近のハイからローへの遷移を感知した後およそ5秒後にタイム・アウトする。
【0016】
正規状態では、タッチ・センサ26も水センサ28も刺激されない。この状態において、タッチ・センサ26の出力27は、ローであり、タッチ・センサ・タイマ52の相補的パルス出力


は、ハイである。このようにして、ANDゲート54への入力54Aは、ローであり、ANDゲート54への入力54Bは、ハイであり、ANDゲート54の出力54Cは、ローである。また、水センサ28の出力29および水センサ・タイマ60のパルス出力Qは、共にローである。したがって、ORゲート58への入力58A,58Bは、共にローであり、ORゲート58の出力58は、ローである。その結果、ANDゲート56への入力56Aは、ローであり、ANDゲート56への入力56Bは、ハイであり、ANDゲート56の出力56Cは、ローである。したがって、FET64は、「オフ」状態にありドア・ラッチに解除信号を与えない。
【0017】
タッチ・センサ26に刺激が与えられると、タッチ・センサ26の出力27は、ハイとなり刺激が除去されるまでハイのままである。前記したように、このローからハイへの遷移によりタッチ・センサ・タイマ52がトリガされ、タッチ・センサ・タイマ52がタイム・アウトするまで相補的パルス出力


はローとなる。このようにして、タッチ・センサ26が刺激を受けた直後に、ANDゲート54の入力54Aは、ハイとなり、ANDゲート54の入力54Bは、ローとなる。したがって、ANDゲート54の出力54Cは、ローのままである。その結果、ANDゲート56の入力56Aおよび出力56Cもローのままであり、FET64は、「オフ」状態に留まりドア・ラッチに解除信号を与えない。
【0018】
タッチ・センサ・タイマ52がタイム・アウトして定常状態に戻ると(好ましい実施例では、およそ300ミリ秒)、相補的パルス出力


は、ハイ状態に戻る。人がドア・ラッチを解除したい場合のように、タッチ・センサ26にまだ刺激が存在しておれば、ANDゲート54への入力54A,54Bは、共にハイである。したがって、ANDゲート54の出力54CおよびANDゲート56の入力56Aは、ハイである。ANDゲート56の入力56Bもハイであるため、ANDゲート56の出力56Cは、ハイとなって、FET64を「オン」状態にバイアスし、FET64は、ドア・ラッチに解除信号を与える。
【0019】
しかしながら、人がタッチ・センサ26を擬似的にかすめたり水がタッチ・センサ26に接触し、次にタッチ・センサ26から滴る場合のように、タイマがタイム・アウトする時にタッチ・センサ26にもはや刺激が存在しなければ、入力54Bがハイ(定常)状態へ戻る前に入力54Aは、正規のロー状態に戻る。したがって、ANDゲートの出力54Cは、ローであり、ANDゲート56の入力56Aは、ローであり、ANDゲート56の出力56Vは、ローであり、FET64は、「オフ」となってドア・ラッチに解除信号は、与えられない。
【0020】
前記したことから、タッチ・センサ・タイマ52およびそれに関連付けられた論理によりドア・ラッチの意図せぬ解除の可能性は低減される。水センサ28、水センサ・タイマ60およびこれらのコンポーネントに関連付けられた論理により、このような意図せぬ解除の可能性は、さらに低減される。
【0021】
たとえば、にわか雨や洗車からの水等の刺激が水センサ28に加わると、水センサ28の出力29は、ハイとなる。したがって、ORゲート58の入力58Aは、ハイとなり、ORゲート58の出力58Cは、ハイとなり、インバータ62の出力は、ローとなりANDゲート56の入力56Bは、ローとなって、ドア・ラッチ解除をできなくする。また、水センサ・タイマ60のパルス出力Q(したがって、ORゲート58への入力58B)は、ハイとなり、水センサ・タイマ60がタイム・アウトして定常状態へ戻るまでハイのままである(好ましい実施例では、およそ5秒)。このようにして、タッチ・センサ26の状態およびその関連付けられた論理に無関係に、水センサ28に任意の刺激が加えられる間、すなわち、水センサ28から任意の刺激が除去された後、5秒間は、ドア・ラッチを解除することはできない。
【0022】
当業者ならば理解されるように、図4Bに示す論理回路は、図4Aに例示したものと機能的に同一である。しかしながら、この論理は、ANDおよびORゲートとインバータではなくNANDゲートだけを使用して達成される。図4Bの実施例は、使用する異なる部品が少なくより低廉に製作できるため、実際上、好ましい。
【0023】
ドア・ラッチの意図せぬ起動を除去するもう1つの方法は、シェル10の幾何学、シェル10上のタッチ・センサ26および水センサ28の配置、その他の幾何学的考慮により提供される。たとえば、シェル10に接触または接近する任意の水は、タッチ・センサ26の前に水センサ28に接触または接近する可能性が高いため、水がタッチ・センサ26に接触または接近する機会を得る前にドア・ラッチ解除をできなくする。たとえ、水が水センサ28の前にタッチ・センサ26に接触または接近しても、重力により水は、300ミリ秒もかからずにタッチ・センサ26またはシェル10の対応する部分から水センサ28上に滴る。前記したように、ドア・ラッチ解除信号を発生するためにタッチ・センサ26は、少なくとも300ミリ秒連続的に刺激しなければならない(また、ドア・ラッチ解除信号は、水センサ28の現在の刺激または前の5秒内の任意の時間における水センサ28の刺激解除によりディセーブルしてはならない)。また、シェル10の凸状湾曲は、人の手の裏が湾曲部14の外面24と別個の数点以上で接触できなくする可能性がある。したがって、人の手の接近により水センサ28が起動する可能性がない。
【0024】
自動車用電子ドア・ラッチ制御システムに関して本発明を説明してきたが、他のラッチ機構に関しても使用できる。また、本発明は、他のセンサ・タイプおよび回路論理を使用して実施することができる。当業者ならば本発明を規定する特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の教示をどのように修正するかを理解する。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1A】本発明に従った自動車リフト・ゲート、すなわち、ドア・ハンドルの正面立面図である。
【図1B】本発明に従った自動車リフト・ゲート・ハンドルの側面立面図である。
【図2】本発明に従った自動車リフト・ゲート、すなわち、ドア・ハンドルの裏面斜視図である。
【図3】本発明に従った複数のセンサを含む可撓性基板の平面図である。
【図4A】本発明に従った制御回路の略表現である。
【図4B】本発明に従った別の制御回路の略表現である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の電界効果センサと、
第2の電界効果センサと、
時間遅延回路とを含む電子制御回路であって、
第1の電界効果センサが接触または接近を感知した後少なくとも予め定められた時間、第2の電界効果センサが接触または接近を感知する場合だけ制御出力を発生する電子制御回路。
【請求項2】
電気的解除機構を制御する方法であって、
第1の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
第2の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
第1の電界効果センサからの入力の後、予め定められた時間よりも長く第2の電界効果センサからの入力が受信される場合だけ制御出力を発生するステップと、
を含む前記方法。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の電界効果センサと、
第2の電界効果センサと、
時間遅延回路とを含む電子制御回路であって、
第1の電界効果センサが接触または接近を感知した後、少なくとも予め定められた時間、第2の電界効果センサが接触または接近を感知する場合だけ制御出力を発生する電子制御回路。
【請求項2】
電気的解除機構を制御する方法であって、
第1の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
第2の電界効果センサからの入力を処理するステップと、
第1の電界効果センサからの入力の後予め定められた時間よりも長く第2の電界効果センサからの入力が受信される場合だけ制御出力を発生するステップと、
を含む前記方法。
【請求項3】
請求項1記載の制御回路であって、さらに、
ハンドル・シェルを含み、前記第1の電界効果センサおよび前記第2の電界効果センサは、ハンドル・シェルと操作可能に関連付けられる前記制御回路。
【請求項4】
請求項3記載の制御回路であって、前記ハンドル・シェルは、第1の表面および第2の表面を含み、前記第1の電界効果センサは、第1の表面と操作可能に関連付けられ、前記第2の電界効果センサは、第2の表面と操作可能に関連付けられる前記制御回路。
【請求項5】
請求項4記載の制御回路であって、前記ハンドル・シェルの一部は、手の第1の部分が前記第1の表面に接近し、手の第2の部分が前記第2の表面に接近するように手を受け入れる構成とされる前記制御回路。
【請求項6】
請求項5記載の制御回路であって、前記ハンドル・シェルは、パネル内に設置される前記制御回路。
【請求項7】
請求項6記載の制御回路であって、前記パネルは、ドアを含む前記制御回路。
【請求項8】
請求項3記載の制御回路であって、前記第1の電界効果センサおよび第2の電界効果センサの少なくとも一方は、前記ハンドル・シェル上に配置される前記制御回路。
【請求項9】
請求項3記載の制御回路であって、前記第1の電界効果センサおよび第2の電界効果センサの少なくとも一方は、前記ハンドル・シェルを含む材料内に埋め込まれる前記制御回路。
【請求項10】
請求項1記載の制御回路であって、さらに、誘電体基板を含み、前記第1の電界効果センサおよび第2の電界効果センサは、誘電体基板上に配置される前記制御回路。
【請求項11】
請求項10記載の制御回路であって、さらに、第1の表面および第2の表面を有するハンドル・シェルを含み、前記ハンドル・シェルは、手の第1の部分が第1の表面に接近し、手の第2の部分が第2の表面に接近するように手を受け入れる構成とされ、前記誘電体基板は、前記第1の電界効果センサが第1の表面と操作可能に関連付けられ、前記第2の電界効果センサが第2の表面と操作可能に関連付けられるようにハンドル・シェル上に配置される制御回路。
【請求項12】
請求項11記載の制御回路であって、前記ハンドル・シェルは、パネル内に設置される制御回路。
【請求項13】
請求項12記載の制御回路であって、前記パネルは、ドアを含む前記制御回路。

【図1A】
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【図1B】
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【図2】
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【図3】
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【図4A】
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【図4B】
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【公表番号】特表2006−524763(P2006−524763A)
【公表日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−513190(P2006−513190)
【出願日】平成16年4月21日(2004.4.21)
【国際出願番号】PCT/US2004/012300
【国際公開番号】WO2004/094756
【国際公開日】平成16年11月4日(2004.11.4)
【出願人】(505287047)タッチセンサー テクノロジーズ,エルエルシー (17)
【Fターム(参考)】