JPH06506535A - 雨滴検出器の作動装置 - 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】 雨滴検出器の作動装置 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による雨滴検出器の作動装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許第３３１４７７０号明細書からこの種の雨滴検出器が公知 である。この雨滴検出器はワイパ装置を制御する信号を出力する。センサから出 力された信号は、水分又は汚れを伴った場合によっては清掃すべきウィンドガラ スの濡れ具合に対する尺度量を表す。

雨滴検出器は光学的測定手法に基づくものである。

ビーム源からプリズムを介してウィンドガラスへ結合されたビームは、清掃すべ きウィンドガラス表面に照射される。水分によって濡れたあるいは汚れたウィン ドガラス外側表面において所定の角度の下で反射されたビームはウィンドガラス を通して導出され、プリズムを通してウィンドガラスから出力結合される。反射 されたビームはビームセンサによって検出される。このビームセンサは後置接続 された評価回路部に信号を出力する。この場合、ビーム源から送出されウィンド ガラス表面にて反射されたビーム成分だけがビームセンサによって検出される。

このビーム成分はウィンドガラス面において全反射の角度の下に出射したもので ある。ビームセンサは乱されていない全反射の際に所定レベルの信号を出力する 。このレベルは安定レベルに相応する。雨滴又は汚れの粒子成分によって全反射 ビーム強度が変化した場合には、出力信号のレベルが変化する。この信号は閾値 と比較される。閾値を上回った場合にはワイパ装置に対する投入接続信号が出力 される。　センサから出力された信号と比較される閾値は、信号レベルの限界値 に依存して自動的に追従制御される。この閾値の追従制御は、電子回路の長期的 ドリフト及び温度ドリフトを補償し、ウィンドガラス表面の状態を考慮するもの である。このウィンドガラス表面の状態は、例えばひっかき傷等によって絶えず 変化している。追従制御に対する範囲は、比較器として接続された増幅器によっ て処理可能な入力電圧範囲に限定されている。

長期的ドリフト及び温度ドリフトの他に、センサから出力される信号の安定レベ ルは雨滴検出器をウィンドガラスへ取り付ける際の構造的な所与条件に依存する 。電子的及び光学的構成部品の製造の際の製造公差の他にも付加的に、種々異な るウィンドガラスの厚さ、種々異なるウィンドガラスの分光透過係数並びに例え ばウィンドガラスへの雨滴検出器の取り付は手法等を考慮しなければならない。

本発明の課題は、センサから出力された信号レベルが５製造及び取付けにほとん ど依存することなく取扱の容易な値に設定されることの保証されるような雨滴検 出器の作動装置を提供することである。

上記課題は請求の範囲第１項の特徴部分に記載された本発明によって解決される 。

発明の利点 本発明による装置は次のような利点を有する。すなわち、センサから出力された 汚れのないウィンドガラスに相応する信号のレベルを所定の安定レベルへ制御す ることにより、雨滴検出器の個々の構成部品の製造公差並びに雨滴検出器取付け の際の許容偏差が広い範囲に亘って補償可能になるという利点を有する。この広 い範囲には数十倍という意味も含まれる。それによりｉＷ漬検出器は適用条件に ほとんど影響を受けずに実現することができる。ワイパ装置に対するスイッチン グ信号を得るために安定電位と比較される閾値を追従制御する必要はもはやなく なる。

本発明による装置の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。

当該制御は、雨滴検出器がセンサから出力される信号を増幅する手段を有し、こ の手段の増幅度が可変である場合には特に簡単に実施することができる。

前記雨滴検出器が、ウィンドガラスの状態を通して信号の変化がセンサによって 検出されるような信号を出力する手段を有している場合には、出力信号の出力を 変えることにより当該制御を特に簡単に実施することができる。

前記雨滴検出器は、光電的ビームセンサを用いることにより特に安価に実現可能 である。このセンサはビーム源から出力された信号を受信する。

本発明による装置は特に自動車での使用に適するものである。なぜならドライバ によるワイパｖＲＷのマニュアル操作が省かれるからである。雨滴検出器の校正 の省略により大量生産におけるコスト利潤が得られる。

次に本発明による装置の実施例を以下に詳細に説明する。

図面 図１及び図２は本発明による雨滴検出器作動装置のブロック回路図である０図３ は本発明の装置において生じる信号レベルを示した図である。

実施例 図１には制御信号１１を手段１２に出力する回路部１０が示されている。この手 段１２は信号１３を出力する。この信号１３は測定効果に基づくものである。

信号１３はセンサ１４によって検出される。このセンサ１４はセンサ信号１５を 信号処理部１６に出力する。

この信号処理部１６は処理されたセンサ信号１７を評価回路部１８と制御器１９ に出力する。評価回路部１８は、ここでは図示されていないワイパ装置の投入接 続のためのスイッチング信号２１を、処理されたセンサ信号１７と所定の閾値２ １に依存して検出する。制御器１９は処理されたセンサ信号１７と基準信号２２ に依存して調整信号２３を検出する。この調整信号２３は信号処理部１６に供給 される。

図２には本発明のよる装置の別の実施例が示されている。この実施例では図１の 実施例と比べて別の制御器３０が示されている。この制御器３０は別の調整信号 ３１を制御回路部ＩＯに出力する０図２に示されている装置の残りの部分は図１ に示されている部分と一致しているためそれぞれ同じ符号が付される。

図３には、本発明による装置の実施例において基準レベル４１に関して生じた信 号のレベル４０がプロットされている。レベル４２と４３はセンサ信号１５又は 処理されたセンサ信号１７の下方及び上方の限界値である。これらの限界値は後 続の回路部に関連して設定されている。レベル４４は安定レベルである。この安 定レベルをセンサ信号１５又は処理されたセンサ信号１７は汚れていないウィン ドガラスの下での調整状態の中で有する。レベル４５は評価回路部１８で生ぜし ぬられる閾値２１に相応する。

次に本発明による装置を図１及び図２に示された実施例のブロック回路図に基づ き図３に示されたレベル４０と関連させてさらに詳細に説明する。

特にここでは本発明の装置を光電形雨滴検出器に基づいて説明する。この雨滴検 出器は制御回路部１０、手段１２、センサ１４、場合により信号処理部１６、並 びに評価回路部１８を有している。光電形雨滴検出器の他にも本発明による装置 は、センサ１４と場合によって信号処理回路部１６が設けられているその他の各 検出器形式にも適するものである０例えば、センサ１４を有する音響形、容量形 又は抵抗形の雨滴検出器が公知である。音響形雨滴センサは音波を相応の電気出 力信号に変換する。抵抗形雨滴センサではコンダクタンスが湿気によって変化す る。容量形センサでは容量値が、ウィンドガラスに湿気又は汚れが生じた場合に 変化する。この容量値はコンデンサの誘電体の変化に相応する。その他にも手段 １２から出力される信号を受信するセンサ１４を有する雨滴検出器がある。当該 明細書の基礎となっている雨滴検出器１０，１２゜１４．１６．１８は、そのよ うな測定方式に基づくものである。この測定方式では手段１２がビーム源を存し ており、このビーム源は光ビームＩ３を放出する。

この光ビーム１３はビームセンサ！４によって受信される。その他にもさらに別 の雨滴検出器１０，１２゜１４．１６．１８が公知である。この雨滴検出器では 手段１２が高周波電磁ビームを放出する。この電磁ビームの周波数は有利にはＧ Ｈｚ領域にある。従ってセンサ１４はマイクロ波センサとして構成される。

図１と図２に示された実施例では手段１２が光ビーム１３を出力する。このビー ム１３は少なくともｌっのビームセンサ１４によって受け取られる。光区間（こ の区間にはウィンドガラスが含まれている）の構成のここでの詳細な説明は省く 、この区間は例えばＷ頭で述べた公知技術において詳細に説明されている。

少なくとも１つのビーム源を有する手段１２は、制御回路部１０からの制御信号 １１によって制御され、該手段１２からビーム信号１３が送出せしめられる。こ の制御回路部１０は例えばドライバ回路を有している。

このドライバ回路によりビーム源の出力が可変である。

図１に示されている実施例ではビーム出力が予め設定されている。ビームセンサ １４によって受信されるビームは、汚れ又は湿気によるウィンドガラスの濡れを 通してのビーム結合によって弱められる。受信されるビーム出力への影響には所 要の電気的及び光学的構成素子群の許容偏差も含まれる。著しい影響にはウィン ドガラスの厚さ並びにガラス材料の透過係数が含まれる。さらにウィンドガラス への手段１２とセンサ１４の光結合の品質並びにそれらの相互間の配置構成によ り受信可能なビーム出力が著しい度合いで決定される。

本発明ではこれらの影響を制御によって除去することが行われる。それ故に制御 器１９又は３ｏが設けられている。制御器１９は調整信号２３を、処理されたセ ンサ信号１７と基準信号２２との間の比較に依存して信号処理回路部１６へ出力 する。この信号処理回路部１６は、センサ１４が直接評価可能な信号１５を出力 する場合には省略することもできる。信号処理回路部１６はセンサ１４と集積化 して製造されても良い。

この場合はそのように構成されたセンサ構成素子の外部で、当該の処理されたセ ンサ１７信号が生じる。調整信号２３は例えば信号処理回路部１６内に設けられ ている増幅器の増幅率に作用を及ぼす。それにより、処理されたセンサ信号１７ は汚れのないウィンドガラスにおいて所定の安定レベル４４を有する。この安定 レベル４４は有利には後続の評価回路部１８に適合化される。この評価回路部１ ８がアナログ構成要素を有している場合には安定レベル４４は下方のレベル限界 値４２と上方のレベル限界値４３との間のほぼ中央に存在し、これらのレベル内 で評価回路部１８が動作する。このような手法により一方では、場合によって設 けられる増幅器の過度の制御が回避され、他方では処理されたセンサ信号１７の 変化の際の最大信号偏移の使用が可能である。これによりノイズ信号に対する確 実性が高められる。安定レベル４４は基準信号２２に関して設定される。それ故 基準信号のレベルは有利には安定レベル４４に相応する。

センサ信号１５又は処理されたセンサ信号１７の供給されている評価回路部１８ は、当該信号１５．１７と所定の閾値２１との比較によりスイッチング信号２０ をめる。このスイッチング信号２ｏは図には示されていないワイパ装置に供給さ れるものである。前記閾値は所定のレベル４５を有している。これは図示の実施 例では安定レベル４４下方の所定の値である。２つのレベル４４と４５との間の 間隔は予め固定的に定めることも可変に維持することも可能である。ウィンドガ ラスの濡れあるいは湿度を含んだ降雨はセンサ信号１５又は処理されたセンサ信 号１７レベルの低下を引き起こす、それにより当該レベルは安定レベルから偏移 する。レベル４５に設定された閾値２１を上回った後は評価回路部１８のスイッ チング信号２０によって投入接続信号が出力される。

図１に示されたセンサ信号１５の増幅の追従制御に代わって、図２では別の調整 信号３１を出力する別の制御器３０による、手段１２から出力された信号出力の 追従制御が制御回路部ｌＯを用いて行われている。

特に前記２つの追従制御を組み合わせることは有利である。なぜなら信号追従制 御範囲がさらに数十倍にも拡大されるからである。制御器１９．３０は次のよう に構成されなければならない、すなわち調整信号２３．３１がセンサ信号１５又 は処理されたセンサ信号１７に比して極めて緩慢に変化するように構成されなけ ればならない。それによりセンサ信号１５又は処理されたセンサ信号１７の変化 （これはウィンドガラスの状態変化を表すものである）が制御作用に組み込まれ ないようにするのである。

本発明による装置の構成によれば当該装置の最初の作動開始の際に校正過程が行 われる。この場合センサ信号１５又は処理されたセンサ信号１７の安定レベル４ ４が汚れのないウィンドガラスのレベルに相応することが補償される。後続の動 作の中ではセンサ信号１５の長期的平均値への制御が行われても良い、この場合 は例えば予め与えられた所定の値を上回る信号変化速度が生じた後での平均値形 成が中止される。この手法により比較的汚れたウィンドガラスか又は湿度によっ て比較的湿っているウィンドガラスに当該安定レベル４４が対応するようなこと が回避される。

校正過程を実施する別の手段は、ワイパ装！の洗浄−ワイパ動作（拭き取り）− サイクル動作の後数秒してから行うものである。この手段でも、信号変化速度の 最大値を予め設定することが有利である。それにより雨が降っていないことと場 合によって生じ得るぬめりが乾燥されていることが保証される。

ＦＩＧ、１ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．センサから出力された信号のレベルと閾値とを比較する手段を有し、当該比 較手段はスイッチング信号をワイパ装置に出力する、１つのセンサを備えたウイ ンドガラス用雨滴検出器の作動装置において、センサ（１４）から出力された、 汚れのないウインドガラスに相応する信号（１５，１７）のレベルと、基準信号 （２２）とを比較し、前記センサ（１４）から出力された、汚れのないウインド ガラスに相応する信号（１５，１７）を所定の安定レベル（４４）に制御する手 段（１８，３０）が設けられていることを特徴とする、雨滴検出器の作動装置。 ２．前記安定レベル（４４）は、基準信号（２２）のレベルに相応している、請 求の範囲第１項記載の雨滴検出器の作動装置。 ３．前記雨滴検出器（１０，１２，１４，１６，１８）は信号処理回路部（１６ ）を有しており、該信号処理回路部（１６）ば、センサ信号（１５）を増幅する 手段を有しており、当該手段の増幅率は制御器（１９）から出力される調整信号 （２３）によって変化するものである、請求の範囲第１項又は２項記載の雨滴検 出器の作動装置。 ４．前記雨滴検出器（１０，１２，１４，１６，１８）は、測定効果に基づく信 号（１３）を出力する手段（１２）を有しており、該手段（１２）の出力は制御 回路部（１０）により、制御器（３０）から出力される調整信号（３１）によっ て変化するものである、請求の範囲第１項〜３項いずれか１項記載の雨滴検出器 の作動装置。 ５．前記雨滴検出器（１０，１２，１４，１６，１８）は、前記手段（１２）と してビーム（１３）を放出するビーム源を有しており、前記ビーム（１３）はビ ームセンサ（１４）によって受信されるものである、請求の範囲第１項〜４唄い ずれか１項記載の雨滴検出器の作動装置。 ６．前記安定レベル（４４）としてセンサ信号（１５）の長期的平均値が設定さ れている、請求の範囲第１項〜５項いずれか１項記載の雨滴検出器の作動装置。 ７．前記安定レベル（４４）への制御は、予め与えられるべき期間で行われる、 請求の範囲第１項〜５項いずれか１項記載の雨滴検出器の作動装置。 ８．前記安定レベル（４４）への制御は、前記信号（１５，１７）が所定の信号 変化速度に達した時点から中断される、請求の範囲第１項〜７項いずれか１項記 載の雨滴検出器の作動装置。