JP2001518857A - ワイパー作動装置 - Google Patents

ワイパー作動装置

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Abstract

(57)【要約】 ここで提案されているのは、ガラスの湿り状態を検出するための水分センサ(22)を備えたウィンドーワイパー(12)を作動する装置(10)であり、この装置は雨の識別および水滴の識別に加えて、霧および霧雨を識別する。ここで水分センサ(22)の測定値(Us)は、制御ユニット(16)により、増分値(Ink)に対応付けられている。連続する2つの増分値(Ink)の差分値はそれぞれ符号付きで、前記メモリ(28)内で、これより前に同様に形成した差分値から成る合計(Σ)に加算されており、前記メモリ(28)内に格納された合計(Σ)が前記閾値(S)に達した場合、有利には該閾値(S)を下回った場合には、前記制御ユニット(16)により払拭動作がトリガされる。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイパー作動装置 従来の技術 本発明は、請求項1の上位概念に記載されたワイパー作動装置を出発点とする 。 払拭サイクルの頻度を自動的に、窓ガラスの被膜の質的および/または量的な 状態の変化に適応させる装置(DE4141348A1)が公知である。このた めに光学的な雨センサの信号が、回路装置により評価される。この信号が、所定 のスイッチ閾値を下回ると、払拭サイクルが開始される。雨センサが払拭される 度にこの信号は、最大信号値に達するまで増加し続け、その後この最大信号値は 以降の払拭サイクルのための基準値として記憶される。このスイッチ閾値は、こ の基準値の95%に設定される。 この制御装置の重大な欠点は、所定の期間経過後には、この所定の時間内に被 膜が十分に形成されず、しかもセンサ装置の信号値がスイッチ閾値を下回らなか った場合にも、新たな払拭サイクルがトリガされてしまうことである。したがっ て新たな基準値が形成されてしまう。その理由は基準値は、この所定の期間に、 場合によってセンサ信号の温度ドリフトにより、もはや使用できなくなっている からである。しかしこれは 、ワイパーが乾燥したないしはほとんど乾燥した窓ガラスを払拭してしまうこと を意味している。 これから生じる別の欠点は、霧または霧雨によって形成された信号と、センサ の温度上昇による信号の変化とを区別できないことである。つまりこれらの2つ の影響はともに、信号値がスイッチ閾値を下回る原因になるのである。 さらに不利であるのは、各々の払拭過程において基準値が新たに読み込まれ、 これが後続の払拭サイクルのスイッチ閾値を求めるために使用されることである 。したがって例えば窓ガラスの上に固定した汚れがあれば、基準値ひいてはスイ ッチ閾値は比較的に小さくなってしまい、この結果、払拭過程は、窓ガラスの汚 れと水分とからなる被膜全体が比較的に大きくなって初めてトリガされることに なる。大きな被膜は運転者の視界を遮り、安全性の面で問題である。 発明の利点 請求項1の特徴部分に記載された特徴を備えた本発明の装置は、雨および水滴 を検出するのに加え、霧および霧雨をこの装置により検出するという利点を有す る。窓ガラス上の水分は検出され、降水量に応じた払拭動作がトリガされる。 従属請求項に記載した手段により、請求項1に記載した特徴の有利な発展形態 および改善が得られる。殊 に有利であるのは、ワイパーの使用開始時に最大測定値を、所定の限界値に対応 付けることである。以降は、例えば窓ガラスがより良好に清浄化されたなどによ り最大値が増加する場合にのみ、この対応付けを補正する。 測定値から平均値を形成することの利点は、本発明の装置がスムーズに応答す ることである。それは個々の測定値により払拭動作がトリガされるのではなく、 短い時間に渡る、または所定の数の測定値を平均化した平均値により、払拭動作 がトリガされるからである。 別の利点は、本発明の装置により、制御ユニット内での信号増幅またはこの信 号増幅の増加に依存せずに信号を評価することである。 本発明では有利にも、水分センサ信号の温度ドリフトをプログラム制御で補償 することに並んで、温度を測定してこの測定結果を信号評価時に考慮する。 図面 本発明の実施例を図に示し、以下詳しく説明する。 図1は、ウィンドーワイパーの作動装置をブロック回路図で示した図である。 図2は、水分センサの測定値の例を時間を横軸としてプロットした線図である 。 図3は、測定値から、差分と合計とを計算するため の表である。 図4は、水分センサの測定値を横軸としてプロットした合計値の線図である。 実施例の説明 図1には、自動車の図示しない窓ガラス用のウィンドーワイパー12を作動す る装置10が示されている。このウィンドーワイパー12はモータ14により駆 動される。制御ユニット16により、モータ14は、制御信号18を介して制御 される。制御ユニット16は、例えば光学的水分センサ22からの測定値Usを 受け取る。この水分センサ22は、窓ガラスでの全反射の原理に基づいて、つま り窓ガラスの表面にある水滴を通って窓ガラスから出射する光ビームの出力結合 にしたがって動作する。測定値Usを評価するために、制御ユニット16は、増 分値発生器24、差分値形成器26、メモリ28および評価段30を有する。制 御ユニット16、ひいては払拭動作をスイッチオンおよびオフするために、操作 素子36が設けられている。 実施例の別の形態では、温度センサ32により、入力信号34が制御ユニット 16に供給される。この入力信号34は、プログラム制御部38により評価され 、センサ22から到来する測定値Usを補正するためにメモリ28に書き込まれ る。 図2は、水分センサ信号の経過を説明用に構成した例で示している。この水分 センサ信号ははじめのうちは、乾燥した窓ガラスに相応しており、次の経過では 窓ガラスの水分量が増すことにより再び減少する。信号の測定値Usは、増分値 Inkで、各々増幅された信号値に相応して時間tを横軸としてプロットされて いる。水分センサ22の測定値Usは、例えば6msのインターバル時間tiで 制御ユニット16から取り出され、評価される。水分センサ22における反射率 が高ければ高いほど、自動車の窓ガラスは清浄であり、測定値Usは大きい。矢 印Tは水分センサの温度が上昇した時に、測定値Usの信号が減衰することを表 している。 図3は、測定値Usから差分値と、この差分値から得られるメモリ28内の合 計Σとを計算するための表を、図2の測定値Usの例で示している。表中の値は すべて増分値Inkで示されている。ここでは合計Σは開始値105で始まって いる。 図4は、開始値からはじまり、測定値Usの差分値から形成された合計Σを増 分値Inkで、水分センサ22の測定値Usに依存して示している。合計Σの値 は、測定値Usの領域よりも小さい任意の領域に制限され、詳しくいうとここで は開始値105Inkに相応する第1の限界値Σ1と、ここでは95Inkであ る第2の限界値Σ2とにより制限されている。この領 域のほぼ中央に、制御ユニット16により任意にあらかじめ設定可能な閾値S( ここでは100Inkである)がある。 水分が付着していない清浄な窓ガラスに対する最大到達可能な測定値Us=2 07Inkに、第1の限界値Σ1=105Inkを対応させる。曲線の経過は第 2の限界値Σ2=95Inkに達するまで線形である。測定値Usが第2の限界 値Σ2を下回ると、合計Σの値は制御ユニット16により一定に維持される。図 4に示した曲線は、水分センサ22の測定値Usが減少する場合および増加する 場合に有効である。 本発明の装置の動作を図2,3および4により説明する。 自動車の運転者は、操作素子36を操作することにより、ウィンドーワイパー 装置をスイッチオンおよびオフすることができる。雨が降り始めると、運転者は この装置をスイッチオンし、これにより制御ユニット16は、ワイパー12を作 動させるための第1の制御信号18を、ワイパーモータ14に導き、ワイパー1 2は少なくとも最初の払拭サイクルの1サイクルだけ払拭動作を行う。しかしこ の間に、遅くともワイパー12が最後に水分センサ22を短時間だけ払拭にした 後には、制御ユニット16は水分センサ22の測定値Usを受け取る。ここでは これはt=84msの極めて短くした(説明用に構成した)時間である。この測 定値Usは制御ユニット16により次のように評価される。 図2から判るように、増分値発生器24により、各々のインターバル時間ti の後、測定値Usに離散的な増分値Inが対応付けられる。増分値発生器24と しては例えばタイマを使用することができる。測定値Usないしは増分値Ink は、あらかじめ逆数を形成し、1よりも大きな値を得るための係数で乗算した後 で、差分形成器26に供給される。ここでは現測定値Usないしは増分値Ink が、前の測定値Usないしは増分値Inkから減算され、差分が符号付きでメモ リ28に書き込まれる。有利にはRAMメモリであるメモリ28では差分が加算 され、合計Σが得られる。 図3の例から判るように、運転者による装置10の作動開始時には、第1限界 値Σ1が、合計Σに対する開始値(ここでは105Ink)としてメモリ28に 書き込まれる。ワイパー12の最初の払拭サイクルの後、窓ガラスの状態は改善 され、水分センサ22の測定値Usは急速に増加する。窓ガラスでは縞模様状に 蒸発することにより、測定値Usの増加は、現センサ面の払拭過程よりも長く持 続する。形成された正の差分値は、メモリ28内の開始値には加算されず、した がってこの差分値により第1限界値Σ1は、この払拭過程で引き起こされた最も 清浄な窓ガラスの状態(ここではUs=207Ink)に対応付けられる。同時 に閾値S、第2限界値Σ2、ならびにそれぞれ異なる合計Σの値が、測定値Us に新たに対応付けられる。すなわち合計Σの全体的な領域が、第1限界値Σ1を 最大測定値Usに対応付けることにより(図4に点で示したように左側に)シフ トされる。 開始値としては、限界値Σ1とΣ2との間にある他のいかなる合計Σの値(こ こでは95Inkと105Inkとを含む95Inkと105Inkとの間の値 )を開始値として使用するしてもよい。この場合には、形成された正の差分値は 、第1限界値Σ1に達するまで、合計Σに加算される。考慮しなければならない のは、閾値Sを下回る開始値は、装置10の作動後、払拭動作を直接トリガする ことである。したがって最も有意義な解決手段として、第1の限界値Σ1を開始 値として使用する。 このようにして装置10の作動開始時に一回だけ対応付けが行われる。作動開 始とは、例えば運転者が、自動車の点火接点を閉じ、引き続いて操作素子36を はじめて操作したことを意味する。走行中にさらに対応付けを行う必要はない。 なぜならば水分センサ22の老朽化現象は、このような短い期間に発生しないか らである。しかし装置10を後に再び作動開始した時、ないしは払拭動作の後の 時点で、いままで求めた最大測定値よりも大きな値が求められる場合には、すな わち窓ガラスがより清浄ないしは乾燥した状態にある かまたは信号増幅がより大きい場合には、この値を第1限界値Σ1に、上記に説 明した方法にしたがって対応させる。 窓ガラスに水分の被膜が増えると、水分センサ22の測定値Usとメモリ28 内の合計Σとは減少する。この合計Σの値が閾値Sを下回ると、メモリ28に後 置接続された評価段30はこのことを雨として識別し、制御信号18を出力して モータ14を再びスイッチオンする。ワイパー12は窓ガラスを清掃し、その際 に水分センサ22の上を払拭する。したがって測定値Usは再び増加し、これに より合計Σの値は、閾値Sを再び上回る。さらに雨が降り続く場合には、測定値 Usは再び減少し、閾値Sを下回った場合には、再び払拭動作が実行される。降 雨量に応じて、例えば間欠ワイパー動作が、可変の間欠間隔で実現される。 有利には閾値Sも可変にすることができ、これにより天候条件がその都度異な っていてもいつも、水分センサ22の感度を調整することができる。同様に感度 を調整するために昼夜の検出を使用することもできる。 作動開始後の最初の数分のうちに、水分センサ22の温度は急速に上昇し、そ の後は緩慢にしか上昇しない。窓ガラスの被膜が一定であれば温度上昇によって 、測定値Usは最初は急速に減衰し、その後は緩慢に減衰する。これにより図2 では測定値Usに対する曲 線は、直線の矢印Tの方向にシフトし、図4の固定の閾値Sに、すでに早い時点 ですなわち被膜がより少ない時に、達することになる。極端な場合には、窓ガラ スに水分がないのにもかかわらずワイパー12が作動してしまうことになる。 このような温度による影響を補償するために、温度補償のための手段として形 成されたプログラム制御部38により付加的な補正増分値を、メモリ28内の合 計Σに加算する。温度変化の経過自体は既知であるため、プログラム制御部38 を相応にプログラムすることができる。合計Σの値は各々の補正増分値だけ大き くなり、この値の分だけ測定値Usは温度の影響により減少し、この結果、窓ガ ラスに被膜が一定の場合には、合計Σは一定のままである。例えば温度ドリフト を補償するために、スイッチオンフェーズの最初には1秒毎に1増分値を、スイ ッチオンフェース後には5分毎に1増分値を合計Σに加算する。全体として約8 0の補正増分値を合計Σに加算し、これにより温度による約30%のレベル変化 を補正する。水分センサ22が、約5〜10分後に温度平衡状態になった場合に は、これに関連する別の補正増分値は加算されない。 周囲温度の上昇は、周囲温度の最大許容変化が経験的に5分毎に約20℃であ り、これをスイッチオンフェーズの後にまとめて補正することによって考慮され る。すなわち例えば合計Σの値が第1限界値Σ1を下 回る場合には、6秒毎に1増分値を合計Σに常時加算する。 周囲温度が低下した場合には、測定値Us(信号増幅度)は上昇し、最大測定 値Usの第1限界値Σ1への対応付けは、冒頭に説明した方法にしたがって行わ れるため別に考慮する必要はない。 択一的な実施例では、温度センサ32により、センサ22の温度および/また は周囲温度が測定され、これにより動作温度または周囲温度が上昇した場合には 、測定値Usに対する温度の影響は、評価段30により補償される。 改善された別の実施例では、測定値Usからまず平均値を形成する。平均値を 形成する際には、短時間(ここでは24ms)または所定の数(ここでは4測定 値)の測定値Usを平均化する。ここでは平均値を、最初の測定値Usを検出す るのと同時に形成しても、所定の数だけまたは所定の時間で検出した後にはじめ て形成してもどちらでもよい。つぎにこの平均値は測定値Usの代わって、個別 の値の場合にすでに上記に説明したように、差分値の形成に使用される。計算し た差分値は、メモリ28内のメモリ28に符号付きで加算される。合計Σの評価 は、評価段30によって行われる。第1限界値Σ1には、最大平均値が対応付け られる。図3および4では、Inkの測定値Usの代わりに、Inkの平均値が 書き込まれる。個別の測定 値Usを評価段30で付加的に解析することにより傾向を求めることができる。 別の実施例では、計算した差分値の代わりに、重み付けした差分値を、メモリ 28内の合計Σに加算する。ここでは例えば1〜5Inkの差分値の場合には、 同じ値を合計Σに加算するが、5〜10Inkまたはそれを上回る差分値の場合 には、差分値の一部の、より小さな値だけを加算する。これにより水分の検出は 、水分がわずかな場合にも感度を維持したままであり、水分の変化が大きい場合 には感度を示さなくなる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年5月27日(1999.5.27) 【補正内容】 請求の範囲 1. ワイパーモータ(14)と、メモリ(28)を備えた制御ユニット(16 )と、窓ガラスの湿り状態を検出し、湿り気が増した場合に測定値(Us)が変 化する水分センサ(22)とを有する、有利には自動車の窓ガラス用のウィンド ーワイパーを作動する装置(10)において、 前記測定値(Us)に、前記制御ユニット(16)により、増分値(Ink )が対応付けられており、 平均値がそれぞれ、少なくとも2つの連続する、増分値(Ink)としての 測定値(Us)から形成されており、 連続する2つの増分値(Ink)の差分値はそれぞれ、符号付きで、これよ り前に同様に形成した差分から成る合計(Σ)に前記メモリ(28)内で加算さ れており、 メモリ(28)に格納された前記合計(Σ)が閾値(S)に達した場合に、 前記制御ユニット(16)は払拭動作をトリガすることを特徴とする ウィンドーワイパー(12)の作動装置(10)。 2. 制御ユニット(16)内で、任意にあらかじめ設定された前記合計(Σ) の第1の限界値(Σ1) と、第2の限界値(Σ2)とが決定され、 前記第1限界値(Σ1)は、乾燥したまたは清浄な窓ガラスにおける水分セ ンサ(22)の測定値(Us)に対応付けられている 請求項1に記載の装置(10)。 3. 前記第1限界値(Σ1)は、前記合計(Σ)に対する開始値として前記メ モリ(28)に書き込まれている 請求項2に記載の装置(10)。 4. 閾値(S)は、前記第1および第2限界値(Σ1,Σ2)との間の領域に あり、有利には可変である 請求項2または3に記載の装置(10)。 5. 制御ユニット(16)は、前記合計(Σ)を補正増分値により補正する、 温度補償手段有利にはプログラム制御部(38)を有しており、 温度検出は温度ガイド器(32)により行われる 請求項1から4までのいずれか1項に記載の装置(10)。 6. 制御ユニット(16)は、増分値発生器(24)と、差分形成器(26) と、温度補償手段(38)と、評価段(30)とを有する 請求項1から5までのいずれか1項に記載の装置(10)。 7. ワイパーモータ(14)と、メモリ(28)を 備えた制御ユニット(16)と、窓ガラスの湿り状態を検出し、湿り気が増した 場合に測定値(Us)が変化する水分センサ(22)とを有する、有利には自動 車用のウィンドーワイパーである少なくとも1つのウィンドーワイパー(12) を作動する方法において、 前記測定値(Us)に、前記制御ユニット(16)により、増分値(Ink )を対応付け、 平均値を、少なくとも2つの連続する、増分値(Ink)としての測定値( Us)から形成し、 連続する増分値(Ink)の差分値をそれぞれ、符号付きで、これより前に 同様に形成した差分から成る合計(Σ)に加算し、 メモリ(28)に格納された前記合計(Σ)が閾値(S)に達した場合に、 前記制御ユニット(16)により、払拭動作がトリガされることを特徴とするウ ィンドーワイパー作動方法。 8. 制御ユニット(16)内で、任意にあらかじめ設定された第1の限界値( Σ1)を、前記合計(Σ)に対する開始値としてメモリ(28)に書き込む 請求項7に記載の方法。 9. 制御ユニット(16)内で、任意にあらかじめ設定された、合計値(Σ) の第2の限界値(Σ2)を設定し、 該第2限界値(Σ2)に達し、かつ水分が増加す る場合に、前記合計(Σ)を第2限界値(Σ2)に設定する 請求項7または8に記載の方法。 10. 前記制御ユニット(16)は、水分センサ(22)の温度が変化した例え ば上昇した場合に、前記合計(Σ)に補正増分値を供給、例えば加算する 請求項7または8に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリー ブリッツケ ドイツ連邦共和国 D―77815 ビュール フォルレンシュトラーセ 3 (72)発明者 マリオ クレーニンガー ドイツ連邦共和国 D―77815 ビュール ―ノイザッツ シュヴァルツヴァルトシュ トラーセ 125

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. ワイパーモータ(14)と、メモリ(28)を備えた制御ユニット(16 )と、窓ガラスの湿り状態を検出する水分センサ(22)と有する、有利には自 動車の窓ガラス用のウィンドーワイパー(12)を作動する装置(10)であっ て、 前記水分センサ(22)の測定値(Us)は、湿り気が増した場合に変化し 有利には減少し、 前記測定値(Us)に依存して、閾値(S)に達した場合に、前記ワイパー モータ(14)は、前記制御ユニット(16)により駆動される形式のウィンド ーワイパー(12)を作動する装置(10)において、 前記測定値(Us)には、前記制御ユニット(16)により、増分値(In k)が対応付けられており、 連続する2つの増分値(Ink)の差分値はそれぞれ、符号付きで、これよ り前に同様に形成した差分値から成る合計(Σ)に前記メモリ(28)内で加算 されており、 前記メモリ(28)内に格納された合計(Σ)が前記閾値(S)に達した場 合、有利には該閾値(S)を下回った場合に、前記制御ユニット(16)によっ て払拭動作がトリガされることを特徴とする ウィンドーワイパー作動装置。 2. 少なくとも2つの増分値(Ink)の平均値が、連続する測定値(Us) から形成されており、 連続する2つの差分値はそれぞれ、符号付きで、これより前に同様に形成し た差分値から成る合計(Σ)に前記メモリ(28)内で加算される 請求項1に記載の装置(10)。 3. 制御ユニット(16)内で、任意にあらかじめ設定された、前記合計(Σ )の第1の限界値(Σ1)と、該限界値(Σ1)とは異なる前記合計(Σ)の第 2の限界値(Σ2)とが決定され、 前記第1限界値(Σ1)は、乾燥したまたは清浄な窓ガラスにおける前記水 分センサ(22)の測定値(Us)に対応付けられている 請求項1または2に記載の装置(10)。 4. 前記第1限界値(Σ1)は、前記合計(Σ)に対する開始値として、前記 メモリ(28)に書き込まれている 請求項3に記載の装置(10)。 5. 閾値(S)は、第1限界値と第2限界値(Σ1,Σ2)との間の領域にあ り、有利には可変である 請求項3に記載の装置(10)。 6. 制御ユニット(16)は、補正増分値により前記合計(Σ)を補正する、 温度補償のための手段、有利にはプログラム制御部(38)を有し、 温度の検出は有利には温度センサ(32)により行われる 請求項1または2に記載の装置(10)。 7. 前記制御ユニット(16)は、増分値発生器(24)と、差分値形成器( 26)と、温度補償のための手段(38)と、評価段(30)とを有している 請求項1または2に記載の装置(10)。 8. ワイパーモータ(14)と、メモリ(28)を備えた制御ユニット(16 )と、窓ガラスの湿り状態を検出する水分センサ(22)とを有する、有利には 自動車の窓ガラス用の少なくとも1つのウィンドーワイパー(12)を作動させ る方法であって、 前記水分センサ(22)の測定値(Us)は、湿り気が増した場合に測定値 (Us)が変化し有利には減少し、 前記測定値(Us)に依存して、閾値(S)に達した場合に、前記ワイパー モータ(14)を、前記制御ユニット(16)により駆動する形式の、ウィンド ーワイパー(12)の作動方法において、 制御ユニット(16)により、前記測定値(Us)に増分値(Ink)を対 応付け、 連続する2つの増分値(Ink)の差分値をそれぞれ、符号付きで、これよ り前に同様に形成した差分値から成る合計(Σ)に前記メモリ(28)内で 加算し、 前記メモリ(28)内に格納された合計(Σ)が、前記閾値(S)に達した 場合、有利には該閾値(S)を下回った場合に、前記制御ユニット(16)によ り払拭動作がトリガされることを特徴とする ウィンドーワイパー作動方法。 9. 少なくとも2つの増分値(Ink)の平均値を、連続する測定値(Us) から形成し、 連続する2つの差分値をそれぞれ、符号付きで、これより前に同様にした差 分値から成る合計(Σ)に前記メモリ(28)内で加算する 請求項8に記載の方法。 10. 制御ユニット(16)内では、任意にあらかじめ設定された第1の限界値 (Σ1)を、前記合計(Σ)に対する開始値として、前記メモリ(28)に書き 込む 請求項8または9に記載の方法。 11. 制御ユニット(16)内で、任意にあらかじめ設定された、合計(Σ)の 第2の限界値(Σ2)を設定し、 該第2限界値(Σ2)に到達し、かつ水分が増加している場合に、前記合計( Σ)を前記第2限界値(Σ2)に設定する 請求項8または9に記載の方法。 12. 制御ユニット(16)は、水分センサ(22) の温度が変化した場合例えば上昇した場合に、前記合計(Σ)に、補正増分値を 供給、例えば加算する 請求項8または9に記載の方法。
JP54222398A 1997-04-04 1998-03-19 ワイパー作動装置 Expired - Fee Related JP3998725B2 (ja)

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