JPH06507593A

JPH06507593A - 車輌用水滴感知ワイパ制御システム

Info

Publication number: JPH06507593A
Application number: JP5516048A
Authority: JP
Inventors: テダー、レイン・エス
Original assignee: リビー−オーウェンズ−フォード・カンパニー
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: DE69320001D1; CA2109209A1; US5239244A; AU3919793A; ZA931480B; EP0598862A1; CA2109209C; BR9305421A; FI934855A; EP0598862B2; ES2121081T3; ATE168950T1; KR100262775B1; DE69320001T2; DE69320001T3; FI934855A0; JP3428644B2; AU662821B2; EP0598862B1; WO1993017897A1

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】車輌用水滴感知ワイパ制御システムｌ胛食１１０ユ９１弗ｊ１本発明は、車輌用ウィンドシールドワイパシステムに用いる制御回路に関し、特に、従来のシステムに適合する回路を備え、かつ従来のシステムと同じワイヤリングハーネスを用いる、従来のウィンドシールド間欠ワイパシステムの制御に使用することを容易にするウィンドシールドの水滴を感知するワイパ制御システムのインタフェース回路に関する。水滴感知システムの回路構成及びアルゴリズムによって従来の間欠ワイパシステムのスイッチを使用することが可能になる。

藍來肢蓑水滴を感知し、水滴の状態が変化したときにワイパの動作を再調整するウィンドシールドワイパ制御システムは、運転者が常にワイパシステムを手動で調整する必要を除去するので、非常に好ましいものである。ウィンドシールドの水滴の存在を光学的に感知し、ワイパのモータを駆動させ、降水量に応じてモータの速度を調整するシステムが開発されてきた。本発明の発明者が共同発明者である米国特許第４，６２０，１４１号の明細書は、予め決められたデユーティ−サイクルで点滅するＬＥＤ等の複数の発光源と、ウィンドシールドの外側表面で光を伝達するチャネルか交差するように、チャネルに沿った方向に向けられたフォトトランジスタ等の複数の光学素子とを有するウィンドシールドワイパモータ用の電子制御回路を開示している。複数のセンサがブリッジの構成に接続され、雨粒がウィンドシールドに衝突したとき、光源からの光が屈折してブリッジを不平衡にする。不平衡になったブリッジがらの信号がウィンドウ比較器に印加され、積分された二進信号を生み出し、その信号がウィンドシールドワイパリレー回路に機能的に接続された電圧制御された発振器に印加され、降水量に応じた速度でワイパを駆動する。

本発明の発明者による米国特許第５，０５９，８７７号の明細書は、降水量に応じた速度でワイパブレードを駆動し、周囲の光によってワイパブレードがシフトするというノイズの問題を解決するように設計されたウィンドシールドワイパシステム用の制御回路を開示している。前者の雨粒に応答するワイパシステムでは、例えば電柱などの陰がウィンドシールドを横切ることによって発生するセンサモジュールにあたる周囲の光のレベルの突然のまたはパルス状の変化が、降雨に無関係にワイパを駆動することになる。

後者の発明は、周囲の光の変化による感知システムへの外乱を拒絶するようにマイクロプロセッサによって制御されたバンドパスフィルタと差動増幅器と共に、サンプルホールドの集合を用いることによって、そのような問題を効果的に処理し、システムを外乱の影響を受けないものにする。

大規模な自動車製造業者は、多種類の車輌に共通の設計のワイパシステムを用いている。例えばゼネラルモーター社では、多種類の車輌に対して２種類の基本的なワイパを用いている。これらは、２つの決められた速度の何れかの速度でワイパを駆動できる標準的なシステムと、２つの速度でワイパを駆動するだけでなく、払拭動作の間に可変長の時間に亘って一時停止することのできるワイパシステムである。両方のシステムは、霧サイクルと洗浄サイクルとを備え、同じワイヤリングハーネスを含む多くの共通の部品を用いている。

そのようなシステムが図１に模式的に描かれており、標準的なシステム及び間欠払拭システムは、一部具なる多重位置のワイパ制御スイッチ１０と、両方のシステムと等しいコネクタと、電源及びグランド１４を伴ったワイヤリングハーネス１２とを有する。ブレード停止機構及び他のリンク仕掛を含むワイパ／ワッシャモータアセンブリ１６は、部分的には異なるがワイパ／ワッシャモータアセンブリ１６との等しいインタフェースコネクタを有する異なる制御回路基板１８を用いること以外は、両方のシステムに共通している。このことから、標準的なシステムと間欠ワイパシステムとの間の実質的な相違点は、ワイパ制御スイッチ１０と回路基板１８の相違であって、その両方は接続部が等しいので極めて容易に交換可能なことがわかる。この交換可能性及び共通性よって、両方のシステムを任意の車輌に装備することが容易となり、自動車のディーラ−が後付は式に改造することによって標準システムを間欠ワイパシステムへ改良することが容易になる。

上述された２つの特許だけでなく、水滴感知ワイパ制御システムを含む他の参考文献の発明の変形が発明され、それらは雨を感知しワイパの動作を制御する種々の手段を用いている。しかし、これらのシステムのほぼ全ては、従来の自動車車輌システムとの完全性及び適合性にほとんど注意していない。適合性がないために、またそのようなシステム用の特別なワイヤリングハーネスを提供する必要性のために、製造業者がそのようなシステムを車輌のオプションとして組み入れることが困難用になる。そのような水滴感知ワイパ制御システムを、ゼネラルモーター社によって製造された間欠ワイパシステムのような従来のワイパシステムに組み込むことが可能であれば、非常に有益である。

そのようなシステムは、組立工程でのオプションとして、または適合性を有するウィンドシールドワイパ制御システムを備えた新型車輌及び従来の車輌を後付は式に改造するために役立つ。

往信本発明の第１の目的は、製造過程にほとんど影響を及ぼさず、最小の後付は式改造によって従来の設計のワイパシステムに組み入れることのできる水滴感知ワイパ制御システムを製造する手段を提供することである。

本発明の第２の目的は、ゼネラルモーター社によって製造された独自のウィンドシールドワイパ制御システムを用いた車輌に、水滴感知ワイパシステムを容易に組み入れる手段を提供することである。

本発明の第３の目的は、独自の車輌用ワイヤリングハーネス及びプラグを従来のコネクタで用いて、水滴感知ワイパ制御システムを多種類の車輌に容易に組み入れる手段を提供することである。

本発明の第４の目的は、既に組み込まれている標準的なシステムまたは間欠ワイパシステムの動作を妨げることなしに、車輌内に水滴感知ワイパ制御システムを容易に組み入れる手段を提供することである。

本発明の第５の目的は、従来のスイッチの特別な電気的構成を用いることによって、水滴感知ワイパ制御システムを容易に一体化する手段を提供し、それによって、新しいスイッチの開発及び製造に関するコストと、従来の車輌を水滴感知ワイパシステムを備えるように後付は式に改造する労力とを解消することである。

本発明の第６の目的は、水滴感知システムのコンピュータが何らかの理由によって機能を停止したときでさえ、手動モードでの従来のワイパ制御システムの動作を妨げることがないように、水滴感知ワイパ制御システムを車輌に容易に組み入れる手段を提供することである。

本発明のその他の特徴及び目的は、添付の図面及び以下の説明から同業者には容易に思い至るものである。

免肌立盟示上述された本発明の特徴及び目的は、そのシステムが組み込まれるシステム、例えばゼネラルモーター社の間欠ワイパシステムと適合する構成要素及び等しい電気回路構成を用いた、自動水滴感知ワイパ制御システムを提供することによって達成される。本発明に基づけば、水滴感知ワイパシステムユニットが従来のコネクタに接続可能である。

ＯＦＦ、ＬＯＷ、ＨＩＧＨ，及びＭＩＳＴの手動モードでのシステムの動作は、水滴感知制御ユニットの存在によって影響を受けることはない。自動水滴感知モードの動作は、“ＡＵＴＯ”と呼ばれるかまたは”ＡＵＴＯ”と同じ意味のワイパ制御スイッチに並べられた間欠ＤＥＬＡＹ動作またはパルス動作に置き換えられるように設計されている。

もちろん、そのスイッチを従来の車輌に動作可能に組み込むために調整する必要はない。そのシステムは更に、間欠加減抵抗器または遅れ回路または可変抵抗器によって、感度を調節することができる。

システムを自動水滴感知ワイパ制御モードで動作させるためには、運転者は単に制御スイッチをＡＵＴＯまたはＤＥＬＡＹ位置に移動させるだけでよい。その制御回路に基づいて、ワイパは一度駆動され、そしてその点から、水滴の状態に基づく指示によって、高速、低速、または間欠的に駆動される。ＡＵＴＯ位置の調節範囲は、ウィンドシールド上の水滴に対するシステムの感度を調整する。水滴が除去されたとき、ウィンドシールドの運転者の視界の下であってかつ多くの形式の自動車のボンネットの上のコンシールド位置または停止位置であるしまいこみ停止位置にワイパが停止するように設計されている。これによって、運転者はワイパがオフモードではなく自動または水滴感知制御モードで動作していることが分かる。イグニションスイッチのターンオフによって、ワイパの位置は影響を受けず、ワイパスイッチがＤＥＬＡＹ位置またはＡＵＴＯ位置にあるときのイグニションスイッチのターンオンによって、ワイパが単発の動作を起こし、そして水滴感知モードの動作に戻る。

図面の簡単な説明第１図は、水滴感知システムが組み込まれる従来のウィンドシールドワイパ／ワッシャ制御システムの模式図である。

第２図は、本発明に基づく水滴感知システムを組み込まれた第１図の制御システムの模式図である。

第３Ａ図は、第３Ｂ図、第３Ｃ図、及び第３Ｄ図の位置関係を示す図である。

第３Ｂ図は、本発明に基づく制御システムの回路図である。

第３Ｃ図は、本発明に基づく制御システムの回路図である。

第３Ｄ図は、本発明に基づく制御システムの回路図である。

第４Ａ図は、ワイパを停止位置から移動させるための他の回路図を表している。

第４Ｂ図は、他の洗浄回路を表している。

第５図は、幾つかのワイパの位置の模式図である。

第６図は、本発明に基づく払拭エラーアルゴリズムを表す論理ブロック図である。

日の−　な０゛添付の図面では等しい部分には等しい符号が付されている。

上述したように本発明に基づけば、自動水滴感知ワイパ制御システムが、予め設計されたワイパ制御システムの従来の接続コネクタに接続される。例示された実施例は、ゼネラルモーター社によって製造された車輌に関する間欠払拭システムとの組合せのためのものであるが、本発明のシステムは、当業者によって他の同様のシステムに組合わされることも可能であり、ここで示された好適な実施例は説明のためのものであり、限定を意図するものではない。

第２図は、従来の間欠払拭制御システム内に組み込まれた水滴感知制御ユニットの模式的なブロック図を表している。第２図は、ウィンドシールドに取り着けられた水滴センサ２２をワイヤリングハーネス１２及び従来のワイパ／ワッシャモータアセンブリ１６に接続する水滴感知制御ユニット２２を示している。ワイパ制御スイッチ２４は、ワイパ制御スイッチ１０と等しいかまたは多少の変更を施されており、制御回路基板１８は第１図の制御回路基板と等しい。グランドシステム２６は、従来のグランド１４では用いられていない新たに接続されたグランドワイヤを含む。

組み合わされたシステムの全体が、第３Ａ図に基づいて連結される第３Ｂ図、第３Ｃ図、及び第３Ｄ図の模式的な接続図に示されている。組み合わされたシステムは、ＯＦＦ、ＬＯＷＳＨＩ　ＧＨ，及びＭＩＳＴの手動モード及びＤＥ　Ｌ　Ａ　ＹまたはＡＵＴＯ水滴感知モードで動作するように設計されており、手動モードでの動作が、自動水滴感知ワイパ制御システムが存在することによって影響を受けないようになっている。組み合わされたシステムは、添付の図面を参照して、組み合わされたシステムの動作の異なる各モードを検査することによって説明される。第３Ｂ図、第３Ｃ図、及び第３Ｄ図の模式的接続図に関しては、破線３０によって分離された第３Ｄ図と第３Ｂ図の破線２８の上の部分とが、従来の車輌ワイヤリングハーネス及び間欠払拭システムの構成要素を表し、第３Ｂ図の残りの部分と第３Ｃ図とが従来のハーネスに適合するように接続された水滴感知ワイパ制御システムの模式的な相互接続図を表している。

手動モードの動作（従来の設備）１、ＯＦＦ添付の図面に示すように、ワイパ選択スイ・ノチ３２がＯＦＦ位置にあるとき、導体３４は、導体３６及び３８を通してＤＣ１２Ｖの電源に接続されている。このとき電流がブロッキングダイオード４０を通して流れる。ＯＦＦ位置ではもちろん、ワイパは第５図の２００によって示されるＰＡＲＫ位置にあるように設計されている。システムは更に、導体４２に接続されたＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーコイル４４を有する。このリレーコイル４４は、励磁されたときにワイパが停止位置から移動するための“停止から出る”またはＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーである。ＯＦＦモードでは、導体４２は接続されておらずかつ停止解除リレー４４は励磁されていないが、もしワイパブレードがＰＡＲＫ位置になければ、ワイパモータアセンブリ内に備えられた機械的なカム４６が、ＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーの接触部４８を閉じた状態に保ち、導体５０及び５２を導体３４と接続し、ワイパモータ５４の低速巻線５５を励磁する。これによって、ＰＡＲＫリレーが励磁されモータ５４が回転し、ワイパを充分に後退した位置またはＰＡＲＫ位置に移動させる。カム４６が更に回転すると、ＰＡＲＫリレーは再び開いた状態となりモータを遮断状態にする。

ＯＦＦモードでの組み合わされたシステムの動作は、標準的なシステムまたは間欠ワイパシステムのＯＦＦモードでの動作と等しい。更に、マイクロプロセッサ５６はＯＦＦモードにあるシステムの機能を干渉したり妨害することができないようになっている。このことに関しては、レベル変換器５８が備えられており、導体３４の電圧を感知し、ＡＵＴＯライン６０の出力電圧を低状態（ＯＶ）にセ・ノドする。この状態に関するマイクロプロセツサのソフトウェアは、いかなる場所にあるセンサによって検知された水滴の状態に関する情報が提供されても、マイクロブロセ・ノサがモータを駆動するような命令を発生することを禁止している。

２、手動ＬＯＷ及びＭＩＳＴ模式的接続図に示されるように、ラインく選択スイ・ソチ３２がＬＯＷ位置にあるとき、導体３４及び４２１こｉｔ電流力（流れ、ＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレー４４がＰＡＲＫリレー接触部４８を閉じ、モータ５４の低速巻線５５を導体５０及び５２を通して励磁する。こうして、ウィンドシールドのウィンドシールドワイパが低速で動作する。

ＬＯＷモードでのシステムの動作は、ＯＦＦ位置での動作と同様に、自動水滴感知システムが存在しな０場合の動作とほぼ等しいものである。ＯＦＦ位置にある場合と同様に、導体３４の電圧はライン６０の信号を低状態にし、再びマイクロプロセッサの割り込みを排除し、マイクロプロセッサのこのモードでの故障がラインくの動作に影響を及＋ｒすことのないようにする。

Ｍ　Ｉ　Ｓ　Ｔ動作は、スイッチ３２がＭＩＳＴ位置に保持されている間は、ＬＯＷ速度動作と基本的に等い）。ラインく制御内に備えられた機械的なバネ（図示されていない）が、スイッチが解除されたときにセレクタをＯＦＦにもどす。

このようにして、ワイパは、動作シーケンスに基づいてスイッチが解除された後にモメンタリＭＩＳＴ位置、からＯＦＦ位置へ移動し再び停止する。

３、手動ＨＩＧＨ速度ワイパ選択スイッチ３２がＨＩＧＨ位置に動かされたとき、電源が導体３６を通して導体６２に接続される。電流が抵抗６１を流れた後にトランジスタ６４をターンオンし、リレー６８を励磁して接続部７０を閉じ、高速モータ巻線７１を励磁して、モータ５４を高速で回転させる。導体６２の電流は、ダイオード７２及び７４を通してライン４２を流れ、再びＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレー４４を励磁し、モータはウィンドシールド上のワイパを高速で駆動する。もちろん、係合したスイッチ接触部を通してダイオード７２を流れる電流は、導体３４を流れ、レベル変換器５８を駆動し、マイクロプロセッサ５６による割り込みを排除するべくＡＵＴＯ信号を低状態に駆動する。導体３４及び４２に各々配置されたブロッキングダイオード４０及び７４は、水滴感知モードのシステムの動作には必要であることが注意される。ブロッキングダイオード４０及び７４は、モータによって発生させられた導体５２の逆起電力がスイ・ツチを通して流れ、ＰＡＲＫリレーを流れる電流をＯにし、ワイパのブレードがＰＡＲＫ位置から移動するのを妨げることを防止する。

更に、好適な実施例では、モータへ電流を供給するために、スイッチとモータを直接接続する導体６２ではなく、リレー６８を用いている。これは、導体６２によってスイッチとモータを直接接続することによって、ダイオード７２及び７４及び導体４２によって高速巻線からパークリレーへの電流路が形成され、逆起電力の発生によってモータに電流が流れ込む状態を生みだし、一方高速巻線がパークリレーを係合し、ワイパが停止することを不可能にするためである。リレーはまた、モータを高速で回転させるための充分な容量を備えたダイオードよりも十分に低価格であり、かつダイオードの電圧降下は、ワイパの高速動作を許容できないほどに低下させることになる。この状態は運転者を悩ませるだけでなく、更に車輌の安全性を低下させるような、ウィンドシールドワイパがウィンドシールドから水滴を除去する速度を低下させる。リレーはまた、以下に説明されるように自動水滴感知モードで用いられる。

自動水滴感知モード１、ＬＯＷ速度自動水滴感知モードは、間欠ワイパシステムの間欠または遅れ調節手段に対応し、自動制御モードのＡＵＴＯまたはＤＥＬＡＹを参照している。自動水滴感知モードでは、ウィンドシールドに設置された水滴センサによって決定される降雨の発生が検知される。水滴センサはブロック２２によって表されており、マイクロプロセッサ５６に接続されている。マイクロプロセッサシステムには、電源１６ｏ１センサ励起及びデモジュール回路と論理１６２、ポテンショメータ読み取り回路１６４、及び論理によって構成された種々の診断回路デバイス１６６が含まれている。本出願の発明を理解するためには、水滴感知センサの詳しい動作の説明が省略される。水滴感知センサ及びマイクロプロセッサとのインタフェースの動作に関する詳細な説明と、自動水滴感知ワイパ制御システムの構造及び動作に関する情報は、上述された米国特許第４，６２０，１４１号及び第５．０５９，８７７号の明細書に記載されている。本出願の目的のために必要な記述及び記載を完全にするために、そのような詳細な説明を必要とするので、上述された特許明細書はここで言及したことによって本出願の一部とされたい。

図に示されているように、ワイパ選択スイッチ３２をＤＥＬＡＹまたはＡＵＴＯ位置へ配置することによって、電圧１２Ｖがスイッチを通して導体４２に加えられ、ダイオード７４を通して停止解除リレー４４を励磁する。これによって、ライン３４の電圧は、レベル変換器５８から瞬間的に取り除かれ、レベル変換器５８はマイクロプロセッサへのライン６０のＡＵＴＯ信号を高状態（５Ｖ）にセットする。これによって、ワイパ制御スイッチが水滴感知制御またはＡＵＴＯ位置にあるという情報がマイクロプロセッサに与えられる。

マイクロプロセッサ５６は、入力ライン６０のＨＩＧＨ信号を受け取ったときに、ワイパ制御が実際にＡＵＴＯまたは水滴感知位置にあることを検知する。その後にマイクロプロセッサはワイパの単発の動作を命令する。この命令は、マイクロプロセッサの５ＬＯＷ出力に接続された通常は５ｖの導体７６（第３Ｃ図）の信号をＯＶに変化させ、そしてインバータ７８がこの信号を５Ｖまたは高状態の出力に変換することによって完了する。これによって、水滴感知制御ユニット内のダイオード８０、抵抗８２及び連続するライン８４に電圧降下が生ずる。抵抗８６を流れる電流が、キャパシタンス９０を迅速に充電する。トランジスタ９２がターンオンし、リレー９４が励磁され、それによって接続部９６か閉じ、ダイオード４０を通って導体３４に再び電流が流れる。ＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレー４４の接続部４８が閉じ、ワイパブレードがウィンドシールドの上で移動し始める。接触部１０４及びカムスイッチ１０６と共にリレー１０２を通してワッシャモータ１００を駆動させるタイミング回路９８が、ＡＵＴＯモードで励磁されないような値に抵抗値が選択される。

ダイオード４０の下にある導体３４に１２Ｖの電圧が発生することよって、ライン１０８上に対応する電圧が発生し、この電圧によって５ＴＯＰＰＥＤライン１１２上のレベル変換器１１０の出力が低状態（ＯＶ）になる。ライン１１２上の信号は、マイクロプロセッサ内のアルゴリズムに、ワイパモータが実際に動作していることを伝達する。

このフィードバックは、５ＴＯＰＰＥＤラインの信号が低状態にならない限り、有益な診、断情報を提供し、マイクロプロセッサ内のアルゴリズムが診断結果を適切に決定し、ハードウェアのエラーが発生したことを示す。

払拭サイクルが進行中であることを指示する５ＴＯＰＰＥＤライン１１２上のフィードバック信号がマイクロプロセッサに受け取られたとき、マイクロプロセッサは払拭命令を終了させる。しかしこのときまでに、ワイパはウィンドシールド上に存在し、タイミング回路９８のカム（図示されていない）は、ワイパが払拭サイクルの終わりに到着するまでリレー接触部９６を閉じた状態に保つ係合したリレー９４を保持し続ける。この時点でタイミング回路のカムはリレー９４の接触部を解除し、モータアセンブリへの導体３４上の電位をＯに降下させる。一方これによってモータが停止し、レベル変換器１０が５ＴＯＰＰＥＤライン１１２の信号を高状態（５Ｖ）にする。次にマイクロプロセッサはこの情報を払拭間の停止時間を正確にセットするために用い、ワイパブレードが、第５図の２０２に示されるしまいこみ停止位置に留まることになる。

このようにして少ない水滴が存在するときには、マイクロプロセッサは、降雨の密度によって決定される数秒の間隔で、上述された信号の動作を繰り返すことになる。降水量によって、ワイパの動作が払拭間の一時停止を伴わずに一定の低速度で動作するために、マイクロプロセッサは５ＬＯＷライン７６に論理低の信号を送り続ける。このようにして、各払拭サイクルの終わりには、キャパシタンス９０が放電され、次に迅速に再び充電され、払拭サイクルが繰り返される。これによって払拭間には数ｍ秒の遅れが存在するが、それは運転者には知覚できず、ワイパは一定の速度で連続的に移動しているように見える。この遅れは気になるものではないが、導体８８のキャパシタンス９０と直列に新しい抵抗を接続することによって減少させることができる。あるモータでは、ウィンドシールドを横切るワイパの移動と移動との間の一時停止を伴わない滑らかな動作を生み出すために２７０Ωの抵抗が用いられている。

２、ＨＩＧＨ速度での動作大量の降雨がウィンドシールドのセンサによって検知されることにより、ユニットはワイパをＨＩＧＨ速度で動作させる。これは、ウィンドシールドのセンサからの入力がある予め設定された閾値を上回ったとき、ＨＩＧＨ速度での動作が必要であることを指示するマイクロプロセッサ内のアルゴリズムに基づいている。

この状態が発生したとき、マイクロプロセッサ５６はＦＡＳＴライン１１４の電位を低状態（ＯＶ）にする。この信号はレベル変換器１１６によって反転され、抵抗１１８を通過した後に、トランジスタ６４をターンオンさせてリレー６８を励磁し、接触部７Ｏを閉じ、１２Ｖの電圧が導体６３を通してモータの高速度巻線に印加される。もちろん既に述べられたように、ＡＵＴＯまたは水滴感知モードでは、導体４２にはダイオード７４から電流が流れ、リレー４４を励磁し、ワイパをＰＡＲＫ位置から解除するように接触部４８を係合させる。

ブロッキングダイオード４０及び７４によって、スイッチがＡＵＴＯまたは水滴感知位置にあるときに、モータがＨＩＧＨ速度で回転することが可能になる。モータが高速巻線によって励磁されているとき、モータの低速巻線には２０Ｖ以上の逆起電力が発生し、この逆起電力が導体５２に現れるので、ブロッキングダイオード４０及び７４が必要となる。払拭サイクルのある期間では、タイミング回路９８のカム（図示されていない）が、リレー９４の接触部９６を閉じ、導体４２にこの高い逆起電力が印加される。

ダイオード４０またはダイオード７４の何れかが存在しなければ、この逆起電力は導体４２及びスイッチを通して１２Ｖ人力に直接接続され、モータの高速巻線及び低速巻線を短絡させることになる。このような状態になるとモータの速度が低下し、モータのブラシに修復不可能な損傷を与える大電流が流れるので、このような状態はモータにとって好ましいものではない。ブロッキングダイオードはこのような状態を回避する。

ブロッキングダイオード４０はまた、スイッチがＡＵＴＯ位置にあるという正確な情報をマイクロプロセッサが受け取るために必要である。もしダイオード４０がなければ、導体３４はモータが回転しているとき常に高い電位を有することになる。このような状態では、マイクロプロセッサがＨＩＧＨ速度を選択しているときに、例えば運転者が手動ＬＯＷ速度を選択したことを検知することができない。

ダイオード４０を接続することによって、アルゴリズムを備えたマイクロプロセッサに運転者が水滴感知モードを選択したことを確実に伝達する単一の入力ＡＵＴＯをマイクロプロセッサが備えることになる。

３、定常５ＬＯＷからの解除これまで説明されてきたシステムの動作を注意深く検討することによって、　“ エラー”位置と呼ばれる第５図の２０４によって示されたしまいこみ停止位置の外側のウィンドシールド上でワイパを停止させる時に、低速ライン７６への命令を除去することが可能なことが分かる。ワイパがしまいこみ停止位置２０２から離れた後で、かつワイプカム９３（第３Ｄ図）が接触部９５を係合させる前に、導体７６から命令を除去することができるために、このような状態が起こる。このような状態は常に起こるものではないが、ワイパはウィンドシールド上のエラー位置に停止することがある。もちろん、次のワイパの動作によってワイパはこのエラー位置から移動することになるが、しかし運転者の視界内に一時的にワイパが停止することによって、運転者の注意を散らし運転者を不快にする。

従って、このシステムは払拭カム９３が制御されている間のみに低速命令が除去されるように設計されている。これは、導体７６上の低速命令を除去するときに、ワイパの速度の低下を感知することによって実行される。モータの速度低下を迅速に感知することは、抵抗１２４と接地された抵抗１２６とに並列に接続された抵抗１２０及びキャパシタンス１２２を含む差動回路によって実現される。

このシステムで用いられるアルゴリズムは、ブロック２２４．２２６．２２８及び２３０を含む論理ループを通して定常的な低速払拭２２０から間欠払拭２２０への動作モードの変化を行う第６図に示された模式的な流れ図に描かれたワイパのエラー状態を防止するために用いられる。ブロック２２６の２００ミリ秒の回路遅れの後に、モータがブロック２２８で停止していなければ、ワイパがエラー位置に留まる可能性はなく、所望の休止時間２２２へ前進することになる。もしモータがブロック２２８で停止していたならば、ワイパがポーズサイクル２２２のしまいこみ停止位置に戻るために充分な時間である０、５秒の間にモータがブロック２３０で再スタートする。

水滴感知制御のためのＤＥＬＡＹ自動モードに対応する間欠払拭制御スイッチの遅れ時間の調節手段に関するポテンショメータ１３０（第３Ｂ図）は、水滴感知モード制御の感度の設定に用いられる。この点に関しては、感度調整制御の機械的な位置に比例するソフトウェアの値を発生する感度ポテンショメータリーダーを提供することが好ましい。ポテンショメータの位置の読みは、電源電圧または周囲温度に影響されないことが好ましく、ポテンショメータの設定値の微少な差を検知できる良好な分解能を有することが好ましい。

このために、感度読み取り回路が提供され、ライン１３２及び１３３の線形な抵抗１３１に関する感度ポテンショメータの調節手段に対応する値を発生する。このシステムは、タイミングキャパシタンスｃ３−組の抵抗Ｒａ及びＲｂ、及び出力ライン１３６を備えた充電回路の比較器１３４を有する。最大放電信号ライン１３８と、比較器１４０と、ポテンショメータ１３０と直列接続された共通ライン１３２に接続された抵抗１４２とを備えた放電回路が提供されている。

はじめに、タイミングキャパシタンスＣｔが充電されていないならば、回路の動作は以下のようになる。感度調整ポテンショメータ１２０を流れる電流は、ライン１３２を通ってキャパシタンスＣｔを充電し、このときのキャパシタンスの電圧Ｖｃａｐは、次の式で表される。

Ｖｃａｐ＝Ｖ　（１−ｅｘｐ　（−Ｔ／Ｒｐｏ　ｔＸＣｔ））ここでＲｐｏｔはポテンショメータの調節点であり、Ｔは時間（秒）を表している。こうして、比較器１３４は、タイミングキャパシタンスの電圧が次の式で表される閾値電圧ｖｔｈに達したことをマイクロプロセッサにライン１３６の信号で知らせる。

Ｖｔ　ｈ＝Ｒｂ／　（Ｒａ＋Ｒｂ）ＸＶ即ち、タイミングキャパシタンスＣｔの電圧が閾値電圧に達する時間は、ｖ＝ｖｔｈを時間について解くことによってめられ、Ｔ＝ＲｐｏｔｘＣｔ　（−Ｉｎ　（１−Ｋ））という式で与えられる。Ｃｔ　（ −Ｉｎ　（１−Ｋ）　）は一定値なので、タイミングキャパシタンスの電圧が閾値電圧に達するまでの時間は、感度ポテンショメータの調節値に比例する。この時間は、電源電圧及び温度によって変化しない。マイクロプロセッサは、この時間を測定することで感度ポテンショメータの調節値を知ることができる。

逆に言えば、マイクロプロセッサはＶｃａｐがｖｔｈに達する時間を測定した後に、導体１３８のＤ　Ｉ　５ＣＨＡＲＧＥ信号を高状態にセットし、比較器１４０のオーブンコレクタがＣｔを放電する。マイクロプロセッサは、この放電のために充分な時間だけ遅れ、次に充電サイクルを再びスタートさせる。このようにして、感度ポテンシヨメータ、感度リード回路、及びマイクロプロセッサからなるシステムは、感度調節の調節値を読み込み、水滴感知ワイパ制御システムを制御するための調節値を与える発振器を形成している。

システムの感度を調節することに加えて、スイッチからの導体１３２は、運転者がＷＡＳＨボタン１５０を押したとき、導体１５１を通してライン３６の入力電圧に直接接続される。これによって、ダイオード１５２．１５４、及びツェナーダイオード１５６を含む洗浄動作ネットワークが動作し、電流がダイオード１５２．１５４、ツェナーダイオード１５６及び抵抗１５８とワイパモータアセンブリと、カム９９を備えたワッシャタイミング回路９８を通して流れ、タイミング回路がタイムアウトするときにウィンドシールド洗浄機能を実行する。この手動機能は、間欠ワイパシステムに関連する他の手動機能と同様に、マイクロプロセッサの割り込みなしに再度実行される。このように、マイクロプロセッサは、ＤＩＳＣＨＡＲＧＥライン１３８が充電ライン１３６を低状態にしないことを監視することで洗浄状態を検知する。ダイオード１５２、ツェナーダイオード１５６、抵抗１５７及び１５８によって、感知リード回路がかなり高いＶｃａｐ　（即ち約５．４Ｖ）の回路によって影響されないことに注意するべきである。第４Ｂ図に示された他の回路は、４．７ｖツエカーダイオード１７０及び抵抗１７２を用いている。回路要素の値は、運転者がＷＡＳＨボタン１５０を押すことなしにこの状態が起こることのないような値に選択されている。更に、５ＬＯＷ命令発生器もまた影響を受けない。

これまで説明されてきた実施例は、制御ノブがＤＥＬＡＹまたはＡＵＴＯ位置にあるとき常に、ＰＡＲＫ位置ではなく　ＩＮＴＥＲ−ＷＩＰＥ位置にワイパが停止するように動作する。これによって、隠れていたワイパブレードが、ある意識的なスイッチの操作に応答するだけでなく水滴の検知に応答して突然ウィンドシールドを横切る可能性を回避することができる。

これまで説明された実施例の変形実施例では、このシステムは別個の安全解除ボタンを備えている。安全解除ボタンはスイッチがＯＦＦモードにあるときのみ機能し、かっワイパ制御ユニットがＡＵＴＯモードでの後続のシステムの動作中に、ワイパを一度だけＩ　ＮＴＥＲ−ＷＩ　ＰＥ位置に配置する単発の再配置シーケンスを開始する。このように、安全解除ボタンを操作することによって、そのボタンを用いずにシステムをＡＵＴＯモードにした場合と同じ効果が得られる。

システムを遮断し、降雨が感知されない予め決められた時間、例えば１５秒間の後にワイパを停止位置に戻す信号を発生させるために、マイクロプロセッサ内の更なるタイミング回路及びプログラムが使用される。このように、安全解除ボタンに関連する水滴感知モードは、遅れ機能またはポテンショメータを含む感度調整及び従来のソフトウェアを保つ。

上述された変形実施例では、ワイパ制御スイッチがＡＲＭＩＮＤモードの実施中にＯＦＦモードに留まった状態で、パーク位置にワイパを配置するように設備を調整するためにインタフェースの配線を変更することが必要となる。そのような変形実施例が第４Ａ図に示されており、この変形実施例ではダイオード４０及び７４がシステム内のパークリレーの付近にダイオード２４０及び２７４として接続され、新たにＯＦＦ　ＤＥＴＥＣＴレベル変換器２７６が追加されている。

動作中には、全ての手動モードの動作のために、マイクロプロセッサはＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーを電圧が加えられていない状態に保つ。ワイパスイッチのＤＥＬＡＹまたはＡＵＴＯモードは、レベル変換器５８によって検知され、ＯＦＦ　ＤＥＴＥＣＴレベル変換器２７６は、ワイパスイッチがＯＦＦ位置に留まっていることを表示する低状態の信号の入力を待つ。運転者がＡＵＴＯボタンを押すことによって水滴感知モードを選択したとき、マイクロプロセッサはＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーに電圧を加える。この後の動作は、既に説明されたインタフェースの好適な実施例の動作と等しい。水滴を感知せずに約１５分が経過した後に、マイクロプロセッサはＥＸＩＴ　ＰＡＲＫリレーへの電圧の印加を停止し、ワイパは停止位置に戻り、システムの機能が停止する。従って、本発明に基づく自動水滴感知ウィンドシールドワイパ制御システムは、従来の間欠ワイパ制御システムの電気的要素を変更せずに、一体形成された簡単な接続部を従来のワイヤリングハーネスに接続することによって、従来の間欠払拭ウィンドシールドワイパ制御システムに組み込むことができる。このシステムは適合性を有し、わずかな電気的及び機械的な接続を後付は式に改造することのみが必要である。

本発明は、特許法に従い、かつ当業者が本発明の新規な原理を応用し、本発明の実施例を必要に応じて組み立てかつ使用するために必要な情報を提供するように充分詳しく説明された。しかし、本発明は異なる装置で実施することも可能であり、本発明の技術的視点を逸脱することなしに種々変形及び変更が可能なことは明らかである。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ウインドシールドの水滴を感知して動作する水滴感知ウインドシールドワイパ制御システムを従来の多機能手動及び自動システムに結合する方法であって、少なくとも１つの手動払拭速度と、ＯＦＦ位置と、所望に応じて、遅れ時間を変更可能な遅れ間欠システムを接続するための少なくとも１つの手段とを備えたウインドシールドワイパ制御システムに供給するための、直流電源と、利用可能なアースとを備えたワイヤリングハーネスを提供する過程と、前記水滴感知ウインドシールドワイパ制御システムを、前記従来の多機能手動及び自動システムの前記ワイヤリングハーネス内の所定の位置に連結する過程と、前記水滴感知ウインドシールドワイパ制御システムの動作が、前記従来の多機能手動及び日動システムの手動位置での従来のワイパシステムの手動動作を妨げないように、前記ワイヤリングハーネスの回路に適合するように接続可能なインタフェース回路手段を提供する過程とを有することを特徴とする結合方法。
２．前記従来のワイパシステムを制御するためのスイッチを取り替える過程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の結合方法。
３．従来のワイパ制御システムを後付け式に改造することが可能な自動水滴感知ワイパ制御システムを備えた一体化された手動及び自動ウインドシールドワイパ制御システムであって、前記従来のワイパ制御システムと、水滴感知自動ワイパ制御システムとを有し、前記従来のワイパ制御システムが、ワイパブレードを備えた１個または複数のウインドシールドワイパを含むワイパの集合と、前記ワイパの集合を駆動するために機械的に接続されると共に、後記多重位置スイッチ手段がＯＦＦ位置にあるとき全ての前記ワイパブレードを停止させ、かつ自らがＯＮ位置にあるとき全ての前記ワイパブレードを停止から解除するブレード停止機構を備えたワイパ駆動モータと、前記ワイパ駆動モータを１個または複数の手動で調節可能なＯＮ走行速度位置で動作させ、かつ１つのＯＦＦ位置を備えた多重位置スイッチ手段と、前記ワイパ駆動モータと、前記多重位置スイッチ手段と、直流電源とを電気的に接続するための複数の導体と、前記ワイパ駆動モータを所望に応じて間欠式のＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥモードで動作させるための間欠払拭導体とを備えたワイヤリングハーネスと、前記従来のワイパ制御システムに関連する回路要素とを備え、前記水滴感知自動ワイパ制御システムが、前記多重位置スイッチ手段と、前記ブレード停止機構を備えた前記ワイパ駆動モータとの間の前記ワイヤリングハーネス内に直接電気的に接続され、かつ前記所望に応じて設けられるＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥモードに代わって前記ワイヤリングハーネスに連結され、前記水滴感知日動ワイパ制御システムが、前記従来のワイパ制御システムが前記ハーネスの変更を必要としないかまたは前記従来のワイパ制御システムの回路要素が前記水滴感知制御システムを適合可能に受け入れるように構成されていることを特徴とする一体化された手動及び自動ウインドシールドワイパ制御システム。
４．前記水滴感知自動ワイパ制御システムが、ＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥ以外の全てのモードでの前記従来のワイパ制御システムの通常の動作を妨げることのないようなインタフェース回路構成要素手段を有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
５．前記水滴感知自動ワイパ制御システムが、マイクロプロセッサコントローラを有し、前記インタフェース回路構成要素手段が、前記マイクロプロセッサが前記ＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥモード以外の前記従来のワイパ制御システムの前記通常の動作を妨げることを防止するための手段を有することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
６．前記インタフェース回路構成要素手段が更に、前記従来のワイパ制御システムの手動動作の間に、マイクロプロセッサ制御入力信号を制御するためのレベル変換手段と、前記レベル変換手段への入力電圧を制御し、かつ前記モータからの逆起電力を制御するためのブロックダイオード手段とを有することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
７．前記インタフェース回路手段が更に、前記多重スイッチに機能的に連結され、前記ワイパ駆動モータを高速動作にすることができ、かつ前記水滴感知自動ワイパ制御システムを手動によって取り消すことができるリレーを有することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
８．従来のワイパ制御システムを後付け式に改造することによって連結可能な水滴感知ワイパ制御システムを含む、日動車車輌用の一体化された手動及び自動ウインドシールドワイパ制御システムであって、前記従来のワイパ制御システムが、ブレードを有する１個または複数のウインドシールドワイパを備えたワイパの集合と、前記ワイパの集合を駆動するために連結され、かつブレード停止及び停止解除機構を備えたワイパ駆動モータと、前記ワイパ駆動モータを、複数の手動で設定可能なＯＮ走行速度モードと、ＭＩＳＴモードと、ＯＦＦモードと、所望に応じて、ＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥ自動モードで操作するための多重位置スイッチ手段と、前記ワイパ駆動モータと、前記多重位置スイッチと、直流電源とを電気的に接続するため複数の導体を備えたワイヤリングハーネスと、前記従来のワイパ制御システムに関連する回路構成要素とを有し、前記水滴感知自動ワイパ制御システムが、前記ハーネスまたは前記従来の回路構成要素に変更を必要としないように、前記多重位置スイッチ手段と前記ワイパ駆動モータとの間の前記ワイヤリングハーネス内に電気的に接続されたマイクロプロセッサ制御手段と、前記ＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥ以外の全てのモードでの前記従来のワイパ制御システムの前記通常の動作を妨げることのないように、インタフェース回路構成要素手段を更に有し、前記水滴感知自動ワイパ制御システムが、前記所望に応じて設けられるＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥモードを直接置き換えるために接続されることを特徴とする一体化された手動及び自動ウインドシールドワイパ制御システム。
９．前記インタフェース回路構成要素手段が更に、前記従来のワイパ制御システムの手動動作の間に、マイクロプロセッサ制御入力信号を制御するためのレベル変換手段と前記レベル変換手段への入力電圧を制御し、かつ前記モータの逆起電力を制御するためのブロッキングダイオードとを有することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
１０．ＭＯＩＳＴＵＲＥ−ＳＥＮＳＩＮＧモードで動作中に前記ワイパが前記ウインドシールド上のエラー位置で停止することを防止する手段を更に有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
１１．前記ワイパが前記エラー位置で停止することを防止する前記手段がワイパモータ制御アルゴリズムを有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
１２．前記ワイパが前記エラー位置で停止することを防止する前記手段が、接触閉鎖カムと前記モータの前記停止を検知する差動回路とを有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
１３．前記水滴感知システムの感度を調整するための感度調整制御手段を更に有することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
１４．前記水滴感知システムの前記感度を調整するための前記手段が、前記ＰＵＬＳＥ−ＷＩＰＥモードに関連する手動で調整可能な抵抗手段と、前記可変抵抗の調節手段を連続的に監視しかつ前記水滴感知ワイパ制御システムを制御するためにその調節手段を与えるマイクロプロセッサを伴った感度読み取り回路とからなることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
１５．前記水滴感知システムの前記感度を調整するための前記手段が、前記感度調整制御システムの機械的な位置に比例して応答するソフトウェアの値を生み出す前記感度読み取り回路に関連した比例手段を有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
１６．前記水滴感知システムが駆動されたときに、前記ブレードを隠れた位置から見える位置へ移動させる手段を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
１７．前記ワイパを再び配置するため及び前記水滴感知制御システムが駆動されていることを表示するための別個の安全解除制御装置を有することを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
１８．間欠遅れ調節手段を備えたウインドシールド水滴感知自動及び手動ウインドシールドワイパ制御システムであって、水滴に応答する動作モードが前記間欠遅れ調節手段の代わりとなり、かつ手動制御の前記間欠遅れ調節手段に関連する手動で機械的に配置された可変抵抗デバイスを用いた水滴感知自動及び手動ウインドシールドワイパ制御システムの前記水滴感度を調節するためのシステムを含み、マイクロプロセッサ手段と、前記マイクロプロセッサ手段に接続され、前記可変抵抗の位置を連続的に監視し、かつ前記可変抵抗の位置によって前記水滴感知自動及び手動ウインドシールドワイパ制御システムを制御する感度読み取り回路とを有し、前記水滴感知自動及び手動ウインドシールドワイパ制御システムの前記感度を調節する前記手段が、前記感度調節システムの機械的位置に比例するソフトウェアの値を発生する前記感度読み取り回路に関連する比例化手段を有することを特徴とするウインドシールド水滴感知自動及び手動ウインドシールドワイパ制御システム。
１９．前記感度読み取り回路に関連する前記比例化手段が、充電回路を有し、前記充電回路が、タイミングキャパシタンスと、前記タイミングキャパシタンスの充電状態を前記マイクロプロセッサに表示するための出力を発生させるために接続された比較器と前記キャパシタとに並列に接続された互いに並列接続された一対の抵抗と、前記タイミングキャパシタが、前記可変抵抗の前記位置によって決定される閾値に到達したときに発生する前記マイクロプロセッサからの放電信号に基づいて前記タイミングキャパシタンスを放電させるための回路手段を含み、充電動作及び放電動作が前記可変抵抗デバイスの調節手段に比例するデューティーサイクルで繰り返されるようにする放電回路とを有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。