JPH02114038A - 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。

「発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、上記の装置では雨滴以外の要因により、
たとえば雨滴センサの検出面上に付着した水滴の振動や
誘導ノイズにより誤信号が発生し、ワイパを払拭作動さ
せてしまうことがあるという問題点があった。

その対策として、特開昭６１−９５２４０号に示される
様に、振動型センサを付加し、振動型センサと静電容量
型センサの両者からの信号が発生した場合にのみ雨滴信
号と判別しワイパを作動させることも考えられるが、構
造が複雑になるという問題点がある。

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、他に特別の検出器を設けることな
く静電容量型雨滴センサからの信号のみにより、水滴の
振動等による誤信号を排除し、ワイパの誤動作を抑制し
て制御する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」 上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
分パルス信号が入力され時定数が外部からの選択信号に
従って複数の時定数のいずれかに選択可能であるローパ
スフィルタ回路５と、そのローパスフィルタ回路５の出
力信号レベルに従って前記差分パルス信号を雨滴信号と
みなすことを許可する雨滴入力許可手段６と、所定時間
内に前記雨滴信号が所定回数入力されたか否かにより前
記ローパスフィルタ回路５への選択信号を切換える晴雨
レベル切換手段７と、前記雨滴信号に基づいてワイパモ
ータ８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９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１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。

微少な差分パルス信号においては、そのパルス幅はロー
パスフィルタ回路５によりフィルタ出力信号の電圧レベ
ルに実質的に変換される。そのフィルタ出力信号の電圧
レベルにより今回の差分パルス信号が雨滴による信号か
ノイズ等の誤信号かを判別する。すなわち、雨滴入力許
可手段６で雨滴信号とみなすことを許可するか否かが判
別され、実質的に所定パルス幅以上の差分パルス信号の
みが雨滴による信号とみなされ、ワイパ動作制御手段９
及び晴雨レベル切換手段７に伝達される。

ワイパ動作制御手段９では雨滴信号に基づいてワイパモ
ータ８を制御しワイパの作動を停止から高速まで制御す
る。

一方、晴雨レベル切換手段７では、現在の天候が晴天で
あるか降雨中であるかを判別し、その判別結果に従って
ローパスフィルタ回路５の時定数を切換える。すなわち
、晴天時には実質的な判定レベルを上げるため、より長
い時定数を選択することによりローパスフィルタ５の出
力信号レベルを下げ、より大きなパルス幅を持つ差分パ
ルス信号のみを雨滴信号とみなして、ノイズによる誤動
作を抑制する。雨天時には実質的な判定レベルを下げる
ため、より短い時定数を選択することにより、より小さ
なパルス幅の差分パルス信号までも雨滴信号とみなして
、小雨まで検出可能とする。

晴雨の判別は、所定時間内の雨滴信号の有無又は発生回
数により行う。

「実施例Ｊ 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．駆動制御回路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及びその調整ボリューム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からの電圧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■。ｌ＋　ｖ、、、ｖ
。

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１２２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
楕或し、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ｆｆ１２２と発振回路２３はＲＣ発
振器を構成し、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ｎ電容量が増加
し、センサ発振信号ＦＲＳ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からのセンサ
発振信号ＦＲ３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プ
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ＭＣ１４０４
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クロースフィ
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、ＣＲクロースフィルタ回路３１の時定数が
より長い時定数に変更される。すなわち、ＣＲクロース
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ＭＣは駆動制御回路１４
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９間欠、低速、高速の各モードに制御する回
路である。＊動制御回路１４は、マイクロプロセッサユ
ニット（ＭＰＬＩ）４１．モータ駆動用リレー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。ＭＰｔＪ４１から感度ｍ−ｔｒｉ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。ＭＰＵ４１で
は、のこぎり波Ｐ１の傾斜を測定することにより調整ボ
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。

雨滴センサ１１からは絶えず方形波のセンサ発振信号Ｆ
ＦｔＳ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６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ＦＲＳとの位相
を比較することにより、センサ発振信号ＦＲ３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
れらの差分パルス信号ＰＣＯは雨滴入力許可回路１３に
入力される。

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Ｐｃｔ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。

ＭＰＬＩ４１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ＭＰＵ４１
が信号を検出するしきい値電圧Ｖ？、ｌ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る。そして、
どの程度微少な差分パルス信号ＰＣＯまでを雨滴信号と
みなすかという判定レベルは、ＣＲローパスフィルタ３
１の時定数により決定されることになる。このＭＰＵ４
１の処理として行われるフィルタ出力信号ＰＣＩを確認
して差分パルス信号ＰＣＯを雨滴パルス信号とみなす処
理は、雨滴入力許可手段６を構成する。

ＭＰＵ４１では雨滴信号に基づいて雨量を算出し、その
雨量に従ってワイパの動作モードを切換え制御する。雨
量とワイパの払拭回数との関係は、調整ボリューム１７
により可変とされる。駆動制御回路１４及びＭＰＵ４１
での上記動作モードの制御処理はワイパ動作制御手段９
を構成する。

ＭＰＵ４１では、現在の状況が晴天時であるか雨天であ
るかを判別し、その判別結果に従って選択信号ＭＣを雨
滴入力許可回路１３に出力し、ＣＲクロースフィルタ回
路３１の時定数を切換える。

晴天時には選択信号ＭＣをハイレベル（Ｈ）とし、トラ
ンジスタＴ１をオンさせてより長い時定数を選択し、雨
天時には選択信号ＭＣをロウレベル（Ｌ）とし、より短
い時定数を選択する。これにより、晴天時は小さな差分
パルス信号ＰＣＯは雨滴信号とみなされず、無視されて
ノイズ等による誤動作を防止する。雨天時は比較的小さ
な差分パルス信号ＰＣＯまでも雨滴信号とみなし、雨滴
径の小さな細かい小雨にまでもワイパの払拭動作を追従
させる。

晴天、＊天の判別は所定時間内に１回でも雨滴信号が入
・力されたが否かにより行う、その判別処理について第
６図を参照し説明する。

電源が投入されるとステップ１００がら処理が開始され
る。ステップ１０１では判定レベルの初期化を図り、ま
、ず、晴天であるとして選択信号ＭＣにハイレベル（Ｈ
）を出力する。そして、差分パルス信号ＰＣＯとフィル
タ出力信号Ｐｃｔの両者が入力するのを待つ（ステップ
１０２，１０３）。

両者の信号ＰＣＯ，ＰＣＩが入力されない間は雨滴信号
とみなすべき信号が入力されず雨滴が一滴も検出されな
いのであるから、ステップ１０１で設定した晴天時の判
定レベルが維持される。

雨滴が一滴検出されると、ステップ１０３がらステップ
１０４に進む、ステップ１０４では、−滴の雨滴により
雨天であると判断し、判定レベルを切換え選択信号ＭＣ
にロウレベル（Ｌ）を出力する。ステップ１０５では、
所定時間Ｔの経過を検出するため計測時間Ｔを記憶する
メモリをリセットする。そして、低下させた判定レベル
でもって、次の雨滴信号とみなされる信号ＰＣＯ，ＰＣ
Ｉの入力をステップ１０６，１０８又はステップ１０６
，１０７，１０８を繰り返しながら待つ、所定時間Ｔ、
の経過内に次の雨滴信号とみなす信号ＰＣｏ、ＰＣＩが
入力されないと、晴天に戻ったと判断し、ステップ１０
８からステップ１０１に戻り、晴天時の選択信号ＭＣに
切換える。一方、所定時間内に次の雨滴信号とみなされ
る信号ｐｃｏ。

ＰＣＩが入力されると、ステップ１０７からステップ１
０４に戻り、雨天時の判定レベルを維持して上記の処理
を繰り返す、この第６ｒｆ！ｉに示すＭＰＵ４１での処
理は晴雨レベル切換手段７を構成する。

以上述べた晴雨判別処理では、−滴の雨滴信号により晴
雨判別を切換えたが、数滴の雨滴信号の入力により切換
えるようにしてもよい。

「発明の効果」 本発明は、以上説明したように構成されているから、水
滴の振動や電気的ノイズによる誤信号を排除し、ワイパ
の誤った払拭動作を抑制することができると共に、降雨
時には小雨まで確実に検出し、ワイパ動作を雨の状態に
確実に追従させる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
は雨滴センサの構造を示すブロック図、第４図はセンサ
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、第６図はＭＰｔＪでの処理を示すフ
ローチャートである。 １１　、、、雨滴センサ、　　１２．、、センサ信号処
理回路、　１３．、、雨滴入力許可回路、　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、、、ｍ　２のコンデン
サ、　４１　、、、マイクロプロセッサユニット（ＭＰ
ＬＩ）、　４２．、、モータ駆動用リレー、　４３．、
。 高低速切換用リレー 第３図 第４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が
   入力され時定数が外部からの選択信号に従つて複数の時
   定数のいずれかに選択可能であるローパスフィルタ回路
   と、 そのローパスフィルタ回路の出力信号レベルに従って前
   記差分パルス信号を雨滴信号とみなすことを許可する雨
   滴入力許可手段と、 所定時間内に前記雨滴信号が所定回数入力されたか否か
   により前記ローパスフィルタ回路への選択信号を切換え
   る晴雨レベル切換手段と、 前記雨滴信号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。