JPH10507427A - 多重化された風防ワイパ制御インターフェイスシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ウインドウワイパ回路において複数の素子、例えば降雨センサ（13）、ワイパ制御スイッチ（26）、ワイパ制御装置（36）を接続する自動車ウインドウワイパインターフェイスシステムおよび方法が示されている。回路における各素子（例えば、13,26,36）は、１つ以上の素子状態、例えば降雨センサの感度またはワイパの動作モード、などに対応する素子信号を発生することができる。インターフェイスシステムおよび方法は、各素子に対して１つの素子信号を発生する。素子および素子状態を表すために選択される多重化波形に応じて、素子信号は複数の素子状態の１つ以上を表すことができる。素子信号は、各素子（例えば、13,26,36）に対して発生され、続いて２つまたは１つの通信路（例えば、ＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4）において受信素子に同時に通信される。

Description

【発明の詳細な説明】 多重化された風防ワイパ制御インターフェイスシステムおよび方法 発明の分野 本発明は自動車ウインドウワイパ制御インターフェイス装置、特にに素子の状 態情報を素子間において伝送するときに必要とされる通信路数の減少を容易にす る多重化されたインターフェイス装置において、ワイパ制御装置、降雨センサ、 およびユーザスイッチをインターフェイスする方法およびシステムに関する。 本発明の背景 風防ワイパ制御の分野において、降雨センサ、ユーザワイパ制御スイッチ、お よびワイパモータおよびワイパブレードの動作を制御するワイパシステム制御装 置を具備することが一般的となっている。典型的に、システムの種々の素子は、 システム内の１つ以上の素子から種々の状態情報を通信または受信するために必 要である。例示によって説明すると、ユーザによって選択されたワイパスイッチ 位置に関する情報は、降雨センサおよびシステム制御装置によって必要とされる 。同様に、ワイパブレード位置情報も制御装置からセンサによって必要とされる 。また、ワイプモード要求並びに診断情報は、降雨センサから制御装置へ通信さ れなければならない。 各素子は通常複数の異なる状態を有し、その１つが受信素子と通信することが できる。種々の素子とインターフェイスする１つの装置は、各素子状態に対して 別々の入力および出力通信路を設けている。しかしながら、そのような別々の通 路を設けることに関連してコストの増加および設計の欠点を生じ、さらに多数の 通信路を使用することに関連して回路の信頼性が減少する。 したがって、限定された数のインターフェイスまたは通信路を使用し、さらに 種々の素子およびそれらに関係する素子の状態によって必要とされる通信要求に 適合させることができるインターフェイスを与える低コストで信頼できる装置が 必要とされている。 本発明の概要 本発明の主目的は、少数の通信路を横切って入力および出力素子状態情報を通 信することを可能にする多重インターフェイス装置を提供することである。 本発明の別の目的は、アナログ多重化、時分割多重化、デューティサイクル多 重化を含む複数の異なる多重化技術を使用する改良されたインターフェイス装置 を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、比較的にコスがト低く、信頼性があり、各素子と 関係する各状態情報の項目のために多数の専用データラインを設ける必要を減少 した設計を提供することである。 本発明の１見地において、自動車で使用する回路における、それぞれ複数の状 態を含む複数の素子間の通信の制御方法が提供され、それにおいて複数の素子の それぞれに対して素子信号を発生し、素子信号は各素子に対する複数の素子状態 の１つ以上に対応し、回路において通信ネットワークを横切って各素子信号を送 信するステップを含む。 本発明の別の見地において、自動車で使用する通信ネットワークが提供され、 それにおいては、それぞれが複数の状態を有し、複数の状態の１つ以上に対応す る関係する素子信号を発生することができる複数の素子、および信号の同時通信 を可能にするために複数の各素子を接続するマルチプレクサが与えられる。 本発明のさらに別の見地において、自動車のワイパ回路において第１の素子と 第２の素子との間で通信する方法が提供され、その方法は第１の素子のための第 １の素子信号および第２の素子のための第２の素子信号をコード化し、第１およ び第２の各素子信号が一般的に第１および第２の素子に関係する１つ以上の状態 に対応し、第１および第２の素子信号をそれぞれ通信路を横切って第２および第 １の素子信号に送信し、第１および第２の素子信号を第２および第１の素子にデ コードするステップを含んでいる。 この回路および方法における長所は、それが１素子から単一の通路を介して別 の素子へ素子状態情報を通信する手段を含んでいることである。 別の長所は、この回路および方法によって通路の幾つかの回路設計に関係する 製造コストを減少することが容易になることである。 本発明のこれらのおよびその他の目的および長所は、以下の説明、添付の図面 、および特許請求の範囲によって明白になるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明のウインドウワイパシステムの図である。 図２は、ワイパ制御装置および複数の多重化通路ＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 を示す 図である。 図３は、通信路ＭＵＸ3 におけるセンサからワイパ制御装置への素子信号の変 調を示す図である。 図４は、通信路ＭＵＸ4 におけるワイパ制御装置から降雨センサへの素子信号 の変調を示す図である。 好ましい実施形態の説明 図１は、モータ駆動装置20によって電力を与えられるモータ16によって駆動さ れる１対のワイパ12,14 によってワイプされる風防10を有するシステムを示して いる。モータ16は２速式モータであり、仮想線で示された制御装置24によって作 動する。制御装置24は、入力ポート32において受信されるワイパスイッチ26およ び降雨センサ13によって発生する信号のスイッチングに応答して機能する。制御 装置は、出力ポート34を介して駆動装置20に対して動作命令を送信する。種々の スイッチ装置が考えられるが、本発明の１実施形態を例示するために記載された スイッチ26は５位置スライドスイッチ26ａおよびスライドまたは回転スイッチ26 ｂ（図示されていない）を含んでいる。 スイッチ26ｂは、記号＃１乃至＃５によって示された手動で選択可能な５つの スイッチング位置を有する。これらのスイッチング位置によって、操作者は降雨 センサの５つの感度レベルの１つを選択することができる。スイッチ26は、図１ に示される霧、オフ、自動、低、高、のような全てのスイッチング選択を含むこ とができる。 入力ポート32を介して制御装置24へ与えられるスイッチング信号は、ワイパ制 御装置36によって処理される。 参照文献とされる同時出願の出願（Docket ITT 005 P2）において詳細に説明 されているように、操作者はワイピング中に所望の降雨センサ13の感度レベルを 得ることができる。これを達成するために、操作者は最初にスイッチ26ａにおい て自動の位置を選択する。その後スライドまたは回転スイッチ26ｂは、５つの例 示された位置＃１乃至＃５の１つに設定される。スイッチ26ｂは、スイッチ26ａ および26ｂの設定に対応するアナログ電圧の形態でスイッチ26に素子信号を発生 する。図２のワイパ回路に示されているように、制御装置36は、アナログ電圧を デジタルの値に変換するＡ／Ｄコンバータ62（図２参照）を含んでいる。 本発明によると、ワイパ制御装置36はスイッチ26、並びに洗浄スイッチ41、洗 浄ポンプまたはモータ33、および降雨センサ13との全ての必要な通信を維持する 。 システム８においてＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 、高、Ｂ＋または始動、接地、およ びポンプと記載された８本のラインを使用することが好ましい。Ｂ＋または始動 および接地ラインの機能は自明である。ポンプラインは洗浄ポンプ33を作動し、 高のラインは、操作者が高速度ワイプを所望し、高の位置においてスイッチ26を 設定したことを示す信号を搬送する。 多重化ラインＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 は、それらが接続される素子間に通信路を 設ける。例えば通信路ＭＵＸ4 は、制御装置36と降雨センサ13との間に多重化通 信路を設ける（図１参照）。 ＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 によって通信する機能または状態は、以下の表Ｉおよび IIに概略的に示されている。 ５つの感度位置＃１乃至＃５は、図１に示されたスイッチ26の種々の位置に対 応していることに注意すべきである。 したがって、スイッチ26ａおよび26ｂ、制御装置36、およびセンサ13はそれぞ れ、例えば特定の素子に関する状態または応答情報を与える関連する複数の異な る素子状態を有することに注意すべきである。記載された実施形態において、１ つの状態のみ（またはＭＵＸ4 の場合における１組の状態）が、それぞれの通信 路において通信される。 例えば、スイッチ26ａが自動位置に設定されるとき、ＭＵＸ1 はスイッチ26ｂ の設定を示す素子電圧信号を搬送する。これは降雨センサ13の感度を制御する。 ＭＵＸ1 はスイッチ26ａの設定に応じて、始動電圧素子信号を示す通信路を与え るか、または電圧素子信号を全く与えない。表Ｉに示されているように、ＭＵＸ 1 は、スイッチ26のスイッチ26ａおよび26ｂと関係する７つの可能な状態の１つ を示す情報を搬送するためにアナログの多重化を使用する。 同様に、ＭＵＸ2 は、スイッチ26ａおよび26ｂと関係する３つの異なるスイッ チング状態の１つを示す情報を搬送する。記載された実施形態において、表Ｉに おける低状態は、始動がオフにされることを示し、高状態は、始動がオンにされ 、洗浄スイッチ41が閉じられるることを示す。中間状態は、始動がオンにされ、 洗浄スイッチ41が開放されることを示す。 ここで表ＩおよびIIを参照すると、ＭＵＸ3 およびＭＵＸ4 は、降雨センサ13 と制御装置24との間の素子状態の通信を処理している。図２に示されているよう に、降雨センサ13は入力回路13ａおよび出力回路13ｂを含み、それぞれ図示され ているように適切なトランジスタ、ダイオード、および抵抗器により構成されて いる。同様に、制御装置24（図２において、図を簡単にするために入力および出 力ポート32および34を除いて示されている）は、図示されているように適切なト ランジスタ、Ａ／Ｄコンバータ62、ダイオード、および抵抗器を有している入力 回路36ａおよび出力回路36ｂを有する。入力および出力回路13ａ、13ｂ、36ａ、 および34ｂは、それぞれ図３および４に示された各パルス幅変調された信号ＭＵ Ｘ3 およびＭＵＸ4 を生成し、受信する。例えば、ＭＵＸ3 はデューティサイク ル多重化を使用し、降雨センサ13から制御装置36へ素子状態の情報信号を搬送す る。表IIに示され、既に説明されたように、異なる７つの素子情報状態の１つが 信号で送信することができる。これらの７つの状態は、種々の降雨状態および／ または降雨センサ13のモードまたはワイパ速度の示唆または要求を報告する。し たがって、例えば“ガラスの取付けの事故が検出された”状態は降雨センサ13お よび通信した対応する素子信号によってＭＵＸ3 を介して制御装置36へ生成する ことができ、それは入力回路36ａによってデコードされ、制御装置36によって使 用される。 図３を参照すると、ＭＵＸ3 における対応する素子信号は、７つの状態の１つ に対応するように変化することができる継続時間ｔ_pwのパルスによって区切られ るデューティサイクル期間Ｔを有することが認められる。 ＭＵＸ4 は、部分的に参照文献とされる米国特許第 5,200,676号明細書におい て使用される２チャンネルの時分割多重化に類似したものを使用する。表Ｉによ って示唆されているように、ＭＵＸ4 は、制御装置36から降雨センサ13へ複数の 制御装置36の状態に関する情報を伝送する。記載された実施形態において、２つ の制御装置36の状態に関する２つの情報が与えられる。その結果、本発明によっ て、２つの連続するパルスの幅の変調を行なう。この実施形態において、２つの 情報は、内側ワイプスイッチ70および駐留スイッチ72によって供給されるワイパ 位置情報を含む。図２に示されているように、これらのスイッチ70および72の状 態は制御装置36によって感知される。スイッチ70、72、および制御装置36はワイ パモータ／制御装置と一体構成にできることに注意すべきである。 図４は、ＭＵＸ4 における制御装置36の素子信号の変調を示している。ここに 示されているように、記載された実施形態においてパルスサイクルはそれぞれ約 ４ミリ秒および６ミリ秒の継続時間を有することができる２つのパルス期間ｔ₂ 、ｔ₄に分割される。対応するパルス幅はｔ₁およびｔ₃である。２つのパルスは 、表Ｉに示されたデューティサイクル状態を与えるために別々に変調される。制 御装置36は、各スイッチ70、72の設定に対応するようにｔ₃およびｔ₄に対してプ ログラムされ、それによって図４に示された必要とされる２チャンネルの時分割 サイクルの波形を生成する。 本発明の実施形態において使用する１つの適切な降雨センサ13の素子は、部分 的に参照文献とされる米国特許第 5,340,936号明細書において開示されて、記載 された雨滴センサである。 同様に、適切な制御装置36は、上述で参照した米国特許第 5,200,676号明細書 に示されて、記載された制御装置であってもよい。 降雨センサ13、スイッチ25、26ａ、26ｂ、および制御装置36のような複数の素 子間の通信を制御する方法について以下説明する。 システム８が、図１および２において全体的に示されているように構成された 後で、表ＩおよびIIに示された各モードにおける種々の状態は、各装置の降雨セ ンサ13、制御装置36、および／またはスイッチ回路27（図１参照）において決定 されて、プログラムされ、または構成される。 動作中、降雨センサ13、スイッチ26ａおよび26ｂ、制御装置36の素子に対する 降雨センサ素子信号、スイッチ素子信号、および制御装置素子信号はそれぞれ各 素子内に内蔵されたスイッチ発生装置26ｃ、センサ発生装置13ｃ、およびワイパ 発生装置36ｃのような適切な信号発生装置によって発生される。これに関して各 素子信号は、降雨センサ13（ＭＵＸ3）およびスイッチ26ａおよび26ｂ（ＭＵＸ1 およびＭＵＸ2）の場合における１つの状態、および制御装置36（ＭＵＸ4）の 場合における２つの状態に対応することが認識されるべきである。 降雨センサ素子信号および制御装置素子信号は、それぞれ図３および４におい て示された形態をとることができるデューティサイクル多重化信号であることに 注意すべきである。したがって、センサ信号発生装置および関係する出力回路13 ｂは、図３に示された型式のデュアルサイクル信号を発生することができる。図 ４に対して示され、上述されているように、制御装置発生装置36ｃおよび関連す る出力回路36ｂは、２つ以上の状態を表すことができる多重サイクル信号を発生 することができる。ＭＵＸ4 によって構成されるネットワークまたはインターフ ェイスは、ここに記載された多重化信号発生方法を使用することによって制御装 置36に関係する１対の状態を効果的に通信する。 各素子の状態を表す素子信号が発生されるか、またはコード化されると、それ らは通信インターフェイスまたはネットワークＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 において通 信または送信される。したがって、スイッチ26ａおよび26ｂと関係するスイッチ 信号、センサ13からのセンサ信号は、それぞれ通路ＭＵＸ1、ＭＵＸ2、およびＭ ＵＸ3 において通信される。制御装置素子信号は単一の通路ＭＵＸ4 において通 信されることにも注意すべきである。 発生される種々の素子信号は、各多重化ラインＭＵＸ1 乃至ＭＵＸ4 において 継続的および／または同時に通信できることを認識すべきである。さらに、（降 雨センサ13および制御装置36のような）受信素子が高いおよび低い波形を含む各 素子信号をコード化または発生するために各信号発生装置13ｃおよび36ｃ、並び に出力回路13ｂおよび36ｂを使用するだけでなく、これらの素子は、次の解釈お よび／または処理のためにその他の素子から受信される素子信号を高および低の 状態へデコードするために入力回路13ａおよび36ａも使用する。 本発明は効果的に、２つまたは１つのみの通信路を横断する関係する素子と通 信する１つ以上の素子の複数の状態から１つ以上の状態に対する入力または出力 状態情報を選択できるようにする多重インターフェイス構造を提供する。 ここで説明された装置の形態は、本発明の好ましい実施形態を構成しているが 、本発明はこれらの装置の正確な形態に制限されず、添付の特許請求の範囲にお いて定められた本発明の技術的を逸脱せずに変更することができることが理解さ れるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイライト、 リチャード・イー アメリカ合衆国、オハイオ州 45068、ウ ェイネスビル、ローラ・マリー・ドライブ 4611

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車中で使用する回路における、それぞれ複数の状態を有する複数の素子 間の通信の制御方法において、 前記複数の各素子に対して、前記複数の素子状態の１つ以上に対応する素子 信号を発生し、 同時に、前記回路の通信ネットワークを横切って各素子信号を送信するステ ップを含んでいる方法。 ２．前記送信するステップが、前記複数の素子の１つに一緒に結合される２本以 下の信号ラインを有する通信ネットワークを横切って各素子信号を送信するステ ップを含んでいる請求項１記載の方法。 ３．前記発生するステップがさらに、前記複数の素子の任意の１つに対して前記 複数の状態の２つ以上を同時に表す１つ以上の多重サイクルの素子信号において 発生するステップを含んでいる請求項１記載の方法。 ４．前記発生するステップが、前記複数の素子の１つに対して２つの状態を表す ２つのサイクルの素子信号を発生するステップをさらに含んでいる請求項３記載 の方法。 ５．前記送信するステップが、前記複数の素子のそれぞれに対して結合される１ つ信号路のみを有する通信ネットワークを使用して、前記複数の素子を一緒に接 続するステップをさらに含む請求項２記載の方法。 ６．前記方法が、降雨センサ、ワイパスイッチ、またはワイパ制御装置から本質 的に構成されるグループから選択される複数の素子を与えるステップを含んでい る請求項１記載の方法。 ７．前記発生するステップが、前記素子信号を表す多重波形を選択するステップ を含んでいる請求項１記載の方法。 ８．前記発生するステップが、前記複数の各素子によって発生される素子信号を 表す多重波形を選択するステップを含んでいる請求項１記載の方法。 ９．前記波形が、（ｔｐｗ）／Ｔのデューティサイクルを含み、ここで５msec＜ Ｔ＜１０msecおよびｔｐｗ＜Ｔである請求項８記載の方法。 １０．それぞれが複数の状態を有し、前記複数の状態の１つ以上に対応する関係 する素子信号を発生することができる複数の素子と、 前記信号の同時通信を可能にするために前記複数の素子のそれぞれを結合す るマルチプレクサを含む自動車において使用する通信ネットワーク。 １１．前記マルチプレクサが、前記複数の素子のそれぞれに接続された２つ以下 の通信路を含んでいる請求項１０記載の通信ネットワーク。 １２．前記複数の素子が、１つ以上の降雨センサを含んでいる請求項１０記載の 通信ネットワーク。 １３．前記複数の素子が、１つ以上の制御装置をさらに含んでいる請求項１２記 載の通信ネットワーク。 １４．前記複数の各素子が、前記素子信号を発生する信号発生装置を含んでいる 請求項１０記載の通信ネットワーク。 １５．前記信号発生装置が、複数の状態に対応する多重サイクル信号を発生する ことができる請求項１４記載の通信ネットワーク。 １６．前記複数の状態の１つ以上が、風防ガラス上のワイパ位置に対応する請求 項１０記載の通信ネットワーク。 １７．前記複数の状態の１つ以上が、ワイパスイッチ位置に対応する請求項１０ 記載の通信ネットワーク。 １８．前記信号発生装置が、（ｔｐｗ）／Ｔのデューティサイクルから構成され る予め決められた波形を含む素子信号を発生することができ、ここで５msec＜Ｔ ＜１０msecおよびｔｐｗ＜Ｔである請求項１４記載の通信ネットワーク。 １９．前記予め決められた波形が、前記素子信号によって表される複数の状態の 数に対応する多重サイクルである請求項１８記載の通信ネットワーク。 ２０．自動車のワイパ回路における第１の素子と第２の素子との間の通信方法に おいて、 前記第１の素子のための第１の素子信号と前記第２の素子のための第２の素 子信号とをコード化し、第１および第２の素子信号が一般的に、前記第１および 第２の素子信号と関係する１つ以上の状態に対応し、 単一の通信路を横切って前記第２および第１の素子信号に対して前記第１お よび第２の各素子信号を送信し、 前記第２および第１の素子によって前記第１および第２の素子信号をデコー ドするステップを有する方法。