JPH07502232A - 特に乗物フロントガラス用の自動制御浄化構造 - 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】 特に乗物フロントガラス用の自動制御浄化構造本発明は、全体的に、自動車のフ ロントガラスのようなガラス表面からの可視性の邪魔となる雨、雪、又は泥のよ うな異物の除去を意図する自動制御浄化構造に関し、さらに詳細には、このよう な異物の存在を検出するために弾性波を使用するこの種の構造に関する。

発明の背景 ガラス表面上の異物の存在を検出するための他の方法か公知である。多くの場合 において、ガラス材料内の波（光波、弾性波、又は他の波）の伝達は、ガラスが 位置する媒質の変態によって顕著に影響されることが理解されることは有利であ る。このように、自動車用のフロントガラスの場合において、ガラスの厚さ内の 多重反射による光波の伝達は、フロントガラスの一つの境界表面の表面状態の関 数として多少減衰させられる。

仏閣特許第２６４８０９６号は、この減衰原理を利用する光検出手段を使用する 自動浄化装置を提案している。

この原理は、しばしば提案される弾性波及び超音波検出装置の場合において依然 として認められている。

強国特許第４０３３９７５号は、例えば、送信器から所定距離に配置された検出 器において受信される超音波信号の振幅の変化を検出するものである。

振幅変化による類似の検出原理は、送信及び受信の関係が同一の変換器によって 影響されることを開示する仏閣特許第９１０５７８４号に使用されている。

日本国特願昭５９−１９２６５１号において、それは、異物の存在の検出を可能 にする検出器によって受信される超音波信号のさらなるパルスの存在である。こ のようなさらなるパルスは、異物の存在がさらなる波の伝達路を形成することか ら起こる。

それでも、超音波検出装置を使用全る上述された公知の構造は、通常１からｌｏ ＯＭＨｚの単位の比較的高い周波数で作動する欠点を有し、また、このような周 波数は連続波又はパルス形状で発せられ、処理回路は高い周波数で作動可能でな ければならない。これは、この適用にとって、例えば、ＭＯＳ又はＣＭＯ３技術 のような進歩的でない技術の助力で形成されるような安価な回路を使用しようと することを妨げる。現在、このような回路を得る高い費用が、使用者にとって快 適性と安全性の見地から非常に有利であるこのような自動制御浄化構造の使用の 実現を妨げることが容易に理解される。

このように、本発明の目的は、超音波検出器を使用し、前述の欠点のないガラス 表面からの異物を除去を意図する自動制御浄化構造を得ることである。

本発明のもう一つの目的は、その検出器が比較的低い周波数で機能する浄化構造 を得ることである。

本発明のさらにもう一つの目的は、その費用が従来技術の装置より安い浄化構造 を得ることである。

発明の要約 このような目的は、所定周波数及び送信器と受信器との間の所定距離に対して、 送信器によって発せられる信号と受信器によって受け取られる信号との間の位相 差が、特に、ガラス表面上の異物の存在の関数として変化することを観察する結 果として達成することができる。この現象は、１００キロヘルツの単位で発せら れた信号周波数で観察される。

本発明の特徴は、添付請求の範囲において定義されている。

本発明の他の目的、特徴、及び利点は、その実施例の以下の記述を読むことでよ り明確に理解され、この実施例の記述は、添付図面に関する単なる例として意図 されている。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の主な構造の概略を示している。

図２は、フロントガラス上の圧電変換器組立体を示す部分断面である。

図３は、その電極が設けられた圧電ペレットを示している。

図４は、フロントガラスワイパーモータ用制御回路の概略ブロックを示している 。

好適な実施例の記述 以下の本発明の記述は、自動車のフロントガラスからの泥、雨、雷等の水分を含 む異物の除去にとっての適用の骨格内で達成される。

同時に、本発明はこの適用に限定されるものではなく、超音波信号を伝達可能な 材料から形成された薄いシート部材にとっての任意の他の浄化方法の適用の骨格 内で有利に使用可能であることは、自明である。

図１を参照すると、全体的な参照番号１によって示されたフロントガラスワイパ ーを作動するための標準構造を見ることができる。

この構造１は、作動時において、単一層のフロントガラス８の扇形の部分６を掃 除するようなモータ４に機械的に連結されたフロントガラスワイパー２を具備し ている。モータ４に接続された駆動手段ｌＯは、このようなモータを作動及び／ 又は停止状態とすることを可能にする。

本発明によるフロントガラスワイパーの自動的な作動は、フロントガラスの表面 部分６に当接する電子音検出手段１２ａ及び１２ｂの助力により制御回路１４か らもたらされ、その機能及び構造は図２から４に関して述べられる。

図２及び３を参照すると、変換器１２ａ、１２ｂの電極の形状と共にフロントガ ラス８上の変換器１２ａ及び１２ｂの位置をそれぞれ見ることができる。

送信器又は受信器のいずれかに使用される変換器は同一のものである。変換器１ ２ａ、１２ｂは、減衰手段２２と共に圧電素子１６及び電極１８．２０を具備し ている。それらは、図２に一筆で表された薄い接着フィルム２４によってフロン トガラス８の内側表面に固定されている。二つの変換器１２ａ、１２ｂは、距離 ｄだけ離され、この値の決定は次に説明される。

変換器１２ａ、１２ｂは、ＰＺＴ、ニオブ酸リチウム、チタン酸鉛等のような圧 電材料のペレット形状に作られる。各変換器１２ａ。

１２ｂは、一方でフロントガラス８に接触するその全体表面上に、また他方で反 対側表面の一部分（図３）上に広がる第１電極１８（例えばマイナス）を具備す る。これらの変換器１２ａ、１２ｂは、それぞれ、第１電極１８から絶縁された 第２電極２０（プラス）を具備し、この第２電極が前記反対側表面の第１電極１ ８によって含まれていない部分を含んでいる。

これらの電極は、金属又は合金にッケル、銀等）のメッキ又は蝕刻のような公知 の手段により形成される。減衰手段２２は、圧電素子１６上に適当な方法で取り 付けられる。このような減衰手段２２の役目は、一方で機械的な振動エネルギを 所望の方向（すなわち、フロントガラス方向）に限定し、また他方で変換器によ って送信及び／又は受信される信号の反射された干渉振動を弱めることである。

このような減衰手段２２の構造及び組立体の情報は、１９８４年５月発行の雑誌 Ｊ、Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ａｍ、のＶｏｌ、７５．　Ｎｒ、５の１６２９頁以降の Ｙ、Ｂａｒ−Ｃｏｈｅｎ等の記事及び仏閣特許出願番号第９１０５７８４号のそ れぞれに見出すことができる。

図４は、本発明の浄化構造の制御回路１４の概略ブロック図を示している。この 回路１４は、所望の周波数（以下参照）を有する断続的な信号用の発生器２６を 具備している。この発生器２６は、一方で送信用変換器１２ａに、他方で位相検 出回路３０の入力部２８に接続されている。変換器１２ｂによって提供される信 号を入力として受け取る増幅器３２が、位相検出回路３０の第２人力部３４へ増 幅された信号を提供する。比較回路３６は、前記位相検出回路３０の出力信号を 第１入力部３８で受け取る。その第２人力部４ｏは、敷居値を設定するための手 段４２へ接続されている。比較回路の出力は、フロントガラスワイパーモータ４ の駆動手段１０を制御する。

この構造の作動原理は以下の通りである。前述したように、与えられたフロント ガラスには、信号の周波数（ｆ）及び送信器と受信器との間の距離（ｄ）の相互 関係が存在するために、発せられた信号と受け取られた信号との間の位相差がフ ロントガラスの表面状態の関数としてかなり変化する。この周波数は１００から １５０キロヘルツの単位であり、距離ｄはｌＯから２０ミリメートルの単位であ る。この寸法が明確化のために図面においてかなり誇張されていることが注記さ れる。周波数及び距離の正確な値は、フロントガラスの構造（材料、単−又は多 重層等）と、その厚さと、さらに変換器の構造に依存する。関係（ｆ）／　（ｄ ）の決定は、経験的な方法で得られる。このために、１００から１５０キロヘル ツの範囲を網羅する色々な周波数を利用可能な発生器と、距離ｄの調整手段とを 有することが必要である。このような位相差は、発せられた波と受信器によって 検出された結果の波との間に存在するものである。

送信器と受信機との間を伝播する波は、多重に反射し、異なる軌道をたどり、そ のうちの幾つかが図２のＳによって示されている。

これらの波の幾つかは、水の存在、例えば、その振幅の変化によって影響される 。他の幾つかの波は、例えば、層状のフロントガラスの内部層に伝播された直接 波又は戻り波のように、影響されない。

受は取られた信号は、送信器と受信器との間を伝播する異なる音波のベクトル和 によって測定される。

このベクトル和において、波のこの関係がフロントガラスの外側表面上の水の存 在を確実に感知するような一対の周波数と距離が選択されるように調整される。

図４の概略図を参照すると、発生器２６は、変換器１２ａの電極に与えられる所 望の周波数の連続電気信号を発する。この電極は、は、それが固定されたフロン トガラスに伝達される同じ周波数の弾性振動を発生する。変換器１２ｂは、受は 取った振動を電気信号へ変換し、これが次に増幅され、位相検出器３０へ提供さ れる。このような検出器は、発生器２６によって発せられた信号と増幅器３２か ら出される信号との間に存在する位相差を表す信号をその出力として提供する。

もし、この位相差の値が手段４２によって決定された敷居値を越えるならば（こ の敷居値は周波数と距離ｄの決定による経験的な方法で決定される。）、比較器 ３６の出力は論理状態を変化させ、フロントガラスワイパーモータの駆動装置Ｉ Ｏを作動する。フロントガラスワイパーモータのための２作動又は非作動”の命 令に代えて、類似の位相差を表す信号に依存するモータの速度とすることが可能 であることは明らかである。このように、モータの速度は、フロントガラスの表 面上の汚れ（雨、雪、泥等）の量に直接的に関係付けられる。

本発明は、特定実施例の骨格内で述べられたが、このような例に限定されず、ま たその範囲内から逸脱することなく変更又は変形が可能であることは明らかであ る。

Ｌ　Ｊ 国際調査報告 フロントベージの続き （７２）発明者　アルディティ、マルセル。

スイス国、ツエーハー−１２０３ジュネー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ガラス表面（８）からの水分を含む異物の除去を意図する自動制御浄化構造 であって、前記表面（８）の浄化手段（２，４）と、前記浄化手段の駆動手段（ １０）と、異物の存在を表す検出信号を提供するためのガラス上に配置された超 音波の送信器（１２ａ）及び受信器（１２ｂ）の助力で異物の存在を検出する手 段と、検出信号に応じて前記駆動手段を作動する制御手段（１４）とを具備する 自動制御浄化構造において、送信器によって発せられる信号の周波数（ｆ）及び 送信器と受信器との間に存在する距離（ｄ）は、前記発せられた信号と受信器に より受け取られた信号との間の位相差が、異物の存在において最大となるように 選択され、前記制御手段は、前記位相差を測定する回路を有していることを特徴 とする自動制御浄化構造。
2. ２．送信器によって発せられる前記信号は連続波信号であることを特徴とする請 求項１に記載の自動制御浄化構造。
3. ３．発せられた信号の周波数は１００から１５０キロヘルツの間であり、送信器 と受信器との間の距離は１０から２０ミリメートルの間であることを特徴とする 請求項１又は２に記載の自動制御浄化構造。
4. ４．前記送信器及び前記受信器は圧電変換器であることを特徴とする請求項１か ら３のいずれかに記載の自動制御浄化構造。
5. ５．前記制御手段は、 その出力が前記送信器へ提供される周波数ｆの電気信号の発生器（２６）と、 前記受信器によって提供される信号を増幅する増幅器（３２）と、前記発生器に よって提供される信号と前記増幅器によって提供される信号との間の位相差を測 定する回路（３０）と、前記位相差の値を敷居値（４２）と比較し、前記位相差 が前記敷居値より大きい時には前記駆動手段（１０）を作動する比較回路（３６ ）、とを具備することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動制御 浄化構造。