JPH02114037A - 雨滴感応式オートワイパ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は雨滴センサにより雨を検出し、ワイパの作動を
停止から高速まで自動制御する雨滴感応式オートワイパ
制御装置に関する。

「従来の技術」 この種のオートワイパ制御装置に用いられる雨滴検出セ
ンサには、検出面への雨滴の付着による静電容量の変化
を検出するようにした静電容量型と、検出面への雨滴の
降下による振動を検出するようにした振動型とがある。

静電容量型センサでは検出面に設けられた電極部の静電
容量を利用してＲＣ発振器を構成し、その発振周波数の
変化をＦ−Ｖ変換して検出面に付着した雨滴数の変化を
検出していた。そして、雨滴数により雨量を評価し、雨
滴数に応じてワイパモータの作動を制御していた。

「５＠明が解決しようとする課題」 しかしながら、雨滴数のみでは雨量を正しく評価するこ
とができない、たとえば、小雨のように雨滴数は多いが
雨滴径は小さく、総合的な雨量としては小さな雨がある
。一方、大雨のように雨滴数は少ないが雨滴径が大きく
、大きな雨量となる雨がある。

従来の装置では、前者のような雨ではワイパが払拭し過
ぎ、後者のような雨では拭き足りないといったことを生
じ、降雨状況と装置が選択するワイパの作動状態とがず
れてしまい、人の感覚（フィーリング）とずれてしまう
ことがあるという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、降雨状況によく合致し、人のフィ
ーリングによく合った払拭作動を行うことができる雨滴
感応式オートワイパを提供することにある。

「課題を解決するための手段」 と記の目的を達成するため、本発明では、第１図に示す
様に、雨滴の付着による静電容量の変化を発振周波数の
変化として出力する雨滴センサ１と、その雨滴センサ１
からのセンサ発振信号が入力されフェーズロックループ
回路（Ｐ　Ｌ　Ｌ回路）２を構成する位相比較器３及び
発振器４と、その位相比較器３からの出力信号である差
分パルス信号のパルス幅を所定時間毎に積算するパルス
幅計数手段５と、そのパルス幅計数手段５の計数値に基
づいてワイパモータ６を制御しワイパの払拭動作を制御
するワイパ動作制御手段７と、を備えることを特徴とす
る雨滴感応式オートワイパ制御装置が提供される。

「作用」 上記のように構成された雨滴感応式オートワイパ制御装
置では、雨滴センサ１に雨滴が付着するとその発振周波
数が変化する０発振周波数の変化はＰＬＬ回路２の位相
比較器３の出力に差分パルス信号となって現れる。差分
パルス信号のパルス幅は発振周波数の変化分が大きい程
大きくなる。

そして、雨滴センサ１に付着する雨滴の雨滴径が大きい
程静電容量の変化も大きく、発振周波数の変化分が大き
くなって大きなパルス幅の差分パルス信号が得られる。

雨滴が雨滴センサ１に付着する毎に、パルス幅計数手段
５により差分パルス信号のパルス幅が計測され順次積算
される。このため、その計数値はくパルス数×パルス幅
）、すなわち、（雨滴数×雨滴の大きさ）に対応した値
になる。上記計数値は実際の雨量との相関性の極めて高
い値である。そして、雨滴の数と大きさを含んだ上記計
数値に基づいてワイパの払拭動作が制御される。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第２図は雨滴感応式オートワイパ制御装置の回路図であ
る。全体構成は、雨滴センサ１１．センサ信号処理回路
１２．雨滴入力許可回路１３．ＩＩＫ動制御回路１４及
びワイパモータユニット１５を備え、駆動制御回路１４
には感度調整回路１６及びそのｍ整ボリューム１７が接
続している。各回路１１〜１７には車両用電源であるバ
ッテリ１８がらの電圧Ｂがキースイッチ１９を介して、
また、定電圧回路２０から各種の電圧Ｖ　ｃ　１　、　
Ｖ　ｃ　ｘ　ｒ　Ｖ　Ｌが供給される。

雨滴センサ１１は静電容量型のものであり、第３図に示
す様に、検出面２１に設けられたくし歯状の電極２２と
発振回路２３を備えている。＜シ歯状電極２２は２つの
くし歯が互いに対向して組み合わされて静電容量要素を
構成し、表面は絶縁被膜で覆われて検出面２１を形成し
ている。＜シ歯状電８ｉ２２と発振回路２３はＲＣ発振
器を楕成し、くし歯状電極２２の静電容量の変化により
発振周波数が変化する。雨滴センサ１１の検出面２１に
雨滴が付着するとくし歯状電極２２の静電容量が増加し
、センサ発振信号Ｆ１１．Ｓの周期が変化する。

センサ信号処理回路１２は雨滴センサ１１からの勺ンサ
発振信号ＦＲ８を受け、センサ発振信号ＦＲ８の周期の
変動分を差分パルス信号ＰＣＯに変換する回路である。

センサ信号処理回路１２は信号の絶縁を図るフォトカブ
ラ２５とＩＣ回路２６とを備える。ＩＣ回路２６は、第
４図に示す様に、位相比較器２７．低域フィルタ２８．
及び電圧制御発振器（ＶＣＯ）２９によりフェーズロッ
クループ（ＰＬＬ）を構成する集積回路である。この種
の集積回路には、たとえばモトローラ社製ＭＣＩ４０４
６Ｂ等がある。その位相比較器２７の出力が差分パルス
信号ＰＣＯとして雨滴入力許可回路１３に出力される。

雨滴入力許可回路１３は差分パルス信号ＰＣＯをローパ
スフィルタにかけ、差分パルス信号ＰＣＯを雨滴信号と
みなしてよいか否かを判断する基礎となる信号ＰＣＩを
生成する回路である。雨滴入力許可回路１３は、抵抗Ｒ
１と第１のコンデンサＣ１とからなるＣＲローパスフィ
ルタ回路３１を主な要素とし、付加的な第２のコンデン
サＣ２を有する。第１のコンデンサＣ１に並列に接続さ
れた第２のコンデンサＣ２は低抵抗Ｒ２とトランジスタ
Ｔ１を経由して接地され、そのトランジスタＴ１は外部
からの選択信号ＭＣによりオン、オフするようにされて
いる。抵抗Ｒ３は高抵抗である。

選択信号ＭＣによりトランジスタＴ１がオンされると、
第１のコンデンサＣ１に実効的に第２のコンデンサＣ２
が付加され、Ｃｒｔローパスフィルタ回路３１の時定数
がより長い時定数に変更される。すなわち、ＣＲローパ
スフィルタ回路３１は２つの時定数を有し、外部からの
選択信号ＭＣの有無に従って２つの時定数のいずれかに
選択可能である。なお、選択信号Ｍｅは駆動制御回路１
４内のＭＰＵ４１から与えられる。

駆動制御回路１４はワイパモータ１５を駆動し。

ワイパ動作を停止１間欠、低速、高速の各モードに制御
する回路である。駆動制御回路１４は、マイクロプロセ
ッサユニット（ＭＰＵ）４１　、　モー９駆動用リレー
４２．高速低速切換用リレー４３及びリレー励磁用トラ
ンジスタ４４．４５を備える。

ＭＰＵ４１は雨滴入力許可回路１３等からの信号に基づ
いて運転モードを判断し、リレー励磁用トランジスタ４
４．４５を駆動する。

ワイパモータユニット１５は第１ブラシ又は第２ブラシ
の切換えにより高低速が選択可能なモータ本体５１と、
停止位置を検出するカムスイッチ５２を備えている。

感度調整回路１６は、車室内のコンソールパネルに配設
される調整ボリューム１７と共にミラー積分回路を構成
し、その積分係数が調整ボリューム１７により可変とさ
れる。ＭＰＵ４１から感度調整回路１６に一定周期の方
形波ＰＯが入力され、その入力ＰＯが積分されてのこぎ
り波Ｐ１が生成され出力される０ＭＰＵ４１では、のこ
ぎり波Ｐ１の傾斜を測定することによりｒＩ４整ボリュ
ーム１７の位置を検出し、雨滴信号に対する感度を調整
する。

以上の回路構成に基づき、作動について第５図に示す波
形図を参照し説明する。

ｍ滴センサ１１からは絶えず方形波のセンサ発振信号Ｆ
Ｒ８が出力している。その発振周期は雨滴の付着により
変動する１発振周期は付着した雨滴の振動や拡散によっ
ても変動するが、その変動分は付着時の変動に比べて小
さい。

センサ信号処理回路１２では、ＰＬＬ回路を構成するＩ
Ｃ回路２６内の位相比較器２７において、電圧制御発振
器（ＶＣＯ）２９の出力信号と発振信号ＦＲ３との位相
を比較することにより、センサ発振信号ＦＲ８の周期の
変動分に比例したパルス幅の差分パルス信号ＰＣＯを出
力する。差分パルス信号ＰＣＯは１滴の雨滴の付着毎に
発生し、その雨滴の水量（雨滴径）に対応したパルス幅
の信号になる。しかしながら、付着した雨滴の振動、拡
散あるいはノイズにより、雨滴が付着した時以外にも微
少な差分パルス信号ＰＣＯが出力されることがある。こ
れらの微少な差分パルス信号は雨滴入力許可回路１３に
より排除される。

雨滴入力許可回路１３では、差分パルス信号ＰＣＯをそ
のままＭＰＵ４１に伝えると共に、差分パルス信号ＰＣ
ＯをＣＲローパスフィルタ３１にかけ、そのフィルタ出
力信号ＰＣＩをＭＰＵ４１に伝える。フィルタ出力信号
ＰＣＩは差分パルス信号ＰＣＯがＣＲローパスフィルタ
３１の時定数でなまされた波形をなし、パルス幅の狭小
な微少な差分パルス信号は波高値の低い信号に変換され
る。ＭＰＵ４１では、フィルタ出力信号ＰＣＩが検出で
きたか否かにより、入力された差分パルス信号ＰＣＯを
雨滴の付着による雨滴信号とみなすか否かを判断する。

すなわち、フィルタ出力信号ＰＣＩの波高値がＭＰＵ４
１が信号を検出するしきい値電圧■□を超えたか否かに
より雨滴信号とみなすか否かが判断され、微少な差分パ
ルス信号が排除される。

ＭＰＵ４１では雨滴信号とみなされた差分パルス信号Ｐ
ＣＯのパルス幅をＭＷして計数する。パルス幅の計数は
、たとえば、所定サンプリング周期毎に差分パルス信号
ＰＣＯの入力端子を調べ、信号が入力されている場合に
パルス幅の計数値を歩進することにより行う、そして、
ワイパの払拭動作時間に対応した、数秒程度の所定時間
毎にパルス幅の計数値をリセットし、そのときのパルス
幅の計数値により雨量を評価してワイパの動作を制御す
る。すなわち、ＭＰＵ４１ではパルス幅の計数値に従っ
てワイパの動作モードを切換え、あるいは間欠停止時間
を伸縮してワイパモータ１５を制御する。なお、パルス
幅の計数値とワイパの払拭回数との関係は調整ボリュー
ム１７により可変される。

このＭＰＵ４１により行われる差分パルス信号ＰＣＯの
パルス幅を積算する処理はパルス幅計数手段５を構成す
る。また、駆動制御回路１４及びＭＰＵ４１でのワイパ
動作の制御処理はワイパ動作制御手段７を構成する。

以上述べた実施例では、パルス幅計数手段５をＭＰＵ４
１での処理により実現したが、サンプリングパルス発生
器とカウンタとを用いてディジタル回路により実現する
ことも容易である。また、アナログ方式のＣＲＭ分回路
により差分パルス信号を積分し、個々の差分パルス信号
の積分値をＡ／Ｄ変換しＭＰＵ４１で積算するようにす
ることも可能である。

「発明の効果」 本発明は、以上説明したように構成され、パルス幅計数
手段により雨滴数だけではなく雨滴の大きさの情報をも
含んだ計数値により雨量を評価し、ワイパの作動を制御
するものであるから、実際の降雨状況とずれのない、人
のフィーリングに合致した払拭制御を行うことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示する図、第２図は雨滴感応
式オートワイパ制御装置の実施例を示す回路図、第３図
は雨滴センサのｍ造を示すブロック図、第４図はセンナ
信号処理回路の主要部を示すブロック図、第５図は作動
を説明する波形図である。 １１　、、、雨滴センサ、　１２．、、センサ信号処理
回路、　１３　、、、雨滴人力許可回路、　１４．、、
駆動制御回路、　　１５．、、ワイパモータユニット、
２７　、、、位相比較器、　２９．、、発振器、　３１
　、、。 ローパスフィルタ回路、　Ｃ２、、、第２のコンデ・ン
サ、　４１　、、、マイクロプロセッサユニット（ＭＰ
Ｕ）、　４２．、、モータ駆動用リレー　　４３．、。 高低速切換用リレー 第１図 第 第 図 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 雨滴の付着による静電容量の変化を発振周波数の変化と
   して出力する雨滴センサと、 その雨滴センサからのセンサ発振信号が入力されフェー
   ズロックループ回路（ＰＬＬ回路）を構成する位相比較
   器及び発振器と、 その位相比較器からの出力信号である差分パルス信号の
   パルス幅を所定時間毎に積算するパルス幅計数手段と、 そのパルス幅計数手段の計数値に基づいてワイパモータ
   を制御しワイパの払拭動作を制御するワイパ動作制御手
   段と、 を備えることを特徴とする雨滴感応式オートワイパ制御
   装置。