JPH11510612A - ウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、測定回路とセンサ信号用評価回路とを有する濡れ状態センサを用いたウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置であって、前記測定回路は光を放射する送信器と、放射された光に対して応動する、センサ信号を供給する受信器とを有し、前記センサ信号用評価回路は差形成器を含む、ウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置に関する。装置の簡単な構成および簡単な処理は次のようにして達成される。すなわち、測定回路が受信器に当たる光の光量を検出するための積分段と比較器段とを有し、この比較器段により、所定の時点から積分された光量が所定のしきい値を越えた場合にトリガ信号を送出可能であり、送信器の光および場合により生じる外部光から成る全光量と、送信器を遮断して検出された外部光とが別々の時間間隔で測定され、評価回路はタイマを有し、積分時間中トリガ信号発生までに発生されたこのタイマの計数値が検出され、全光量に対する値および外部光量に対する値を求めるために、それぞれの計数値の逆数を形成する逆数形成器が設けられており、前記逆数は差形成器に供給可能であり、この差形成器により全光量と外部光量との差から有効光量に対する信号を導出可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 ウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置 従来の技術 本発明は、測定回路とセンサ信号用評価回路とを有する濡れ状態センサを用い たウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置であって、前記測定回路は 光を放射する送信器と、放射された光に対して応動する、センサ信号を供給する 受信器とを有し、前記センサ信号用評価回路は差形成器を含む、ウィンドウガラ スの濡れ状態を検出するための装置に関する。 この種の装置はヨーロッパ特許第０４６０１８０号明細書に記載されている。 この公知の装置では、光受信器の出力信号の走査により、第１の間隔において、 送信器の光および周囲の外部光から成る、到来する光全体が検出され、第１の間 隔に密接に関連する第２の間隔において前記外部光のみが検出される。マイクロ コントローラの形の評価段はアナログ／ディジタル変換器を有する。差動増幅器 内で、有効光を形成するために差分の加算が行われる。この有効光を得るための 装置は比較的コストがかかる。 発明の利点 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を、簡単な手段で有効光の信号を得 てウィンドウガラスの濡れ 状態を確実に検出できるように構成することである。 この課題は請求項１に記載された特徴部分により解決される。すなわち次の構 成により解決される。測定回路が受信器に当たる光の光量を検出するための積分 段と比較器段とを有し、この比較器段により、所定の時点から積分された光量が 所定のしきい値を越えた場合にトリガ信号を送出可能であり、送信器の光および 場合により生じる外部光から成る全光量と、送信器を遮断して検出された外部光 とが別々の時間間隔で測定され、評価回路はタイマを有し、積分時間中トリガ信 号発生までに発生されたこのタイマの計数値が検出され、全光量に対する値およ び外部光量に対する値を求めるために、それぞれの計数値の逆数を形成する逆数 形成器が設けられており、前記逆数は差形成器に供給可能であり、この差形成器 により全光量と外部光量との差から有効光量に対する信号を導出可能である。 積分段、例えば積分時間の開始時に電子スイッチを介して放電可能なコンデン サと、しきい値に達するまでに得られた計数値とを用いて、全光量および外部光 量を別々の間隔で確実に検出することができる。その場合に、積分と共通の測定 装置の使用とにより、障害は抑圧される。前記計数値から逆数を形成し、全光量 に対して得られた値と外部光量に対して得られた値との差から有効光の信号を得 ることにより、有効光の信号を形成するための処理コストも小さくなる。評価回 路のために例えば比較的簡単なマイクロコントローラを使用することができる。 処理段を更に簡単化するために、有利には、全光量は繰り返し測定される。一 方で外部光量は始めに測定し、次には所定の値の変化があった場合にのみ測定し て記憶し、有効光を求めるために記憶された実際の外部光量を使用する。全光量 または全光量に対応する値を検出するために、これを繰り返し測定して、濡れ状 態から生じる情報を確実に検出することができる。この濡れ状態センサではかな り良好な外部光の補償が行われるので、外部光の変化はまれにしか発生しない。 ゆえに、送信器を電子的に制御して測定間隔中は遮断することにより、外部光量 を初めに一度装置の始動の際に検出し、その後は外部光量が所定の値だけ変化し たと検出された場合にのみ外部光量の測定を行うとよい。有効光の信号を求める ために、記憶された実際の外部光量が、測定された全光量と差引される。この手 段により計算コストは著しく低減される。なぜなら、外部光量を求めることに対 し、手間のかかる除算、例えば通常のマイクロコントローラでは１回あたり０． ６ｍｓを要するためきわめて時間がかかる除算が回避されるからである。 外部光量の変化を検出するために、例えば逆数形成器と差形成器との間に比較 器を接続し、外部光量の変化をこの比較器を用いて全光量から検出可能なように 構成してもよい。これは全光量の変化を所定の値に関して検出することにより行 われる。外部光量の変化は全光量中にも発生し、そのため外部光量の変化はいず れの場合にも確実に検出される。 外部光量の変化を求めるために、外部光の測定の計数値をコストのかかる除算 について監視し、所定のしきい値を越えた場合にのみ外部光量を検出するための 除算を行ってもよい。 逆数の算出を簡単にするためにさらに有利には、逆数形成器は逆数を10000か ら100000までのオーダーの換算係数により決定するように構成する。 例えばこの換算係数は65535、すなわち１６進法表示でのＦＦＦＦである。こ の係数は通常の１６ビット除算のために有利である。この手段によりそれぞれの 光量に対する小数点以下の数を回避することができる。 例えばウィンドウワイパを降雨時または汚れた場合に自動制御するための濡れ 状態の検出は、光全体の測定を数ｍｓの間隔で行い、タイマの分解能が数μｓで あると有利である。 有効光の信号の簡単な導出のために、さらに有利には評価回路内で外部光量の 変化を計算し、有効光の信号をこの外部光量の変化を全光量から減算することに より形成可能である。前記有効光の信号は実際には有効光成分および外部光成分 から成っている。この場合 に実際の外部光量および先行する外部光量に対する、評価回路内の逆数が利用さ れる。 本発明を以下に実施例に則して図示の参照番号を用いて詳細に説明する。 図１は、ウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置のブロック回路図 である。 図２は、図１に示された測定回路の実施例である。 図１においてはウインドウガラスの濡れ状態を検出するための、濡れ状態セン サを有する装置のブロック回路図が示されている。濡れ状態センサは測定回路Ｍ Ｓを有しており、この測定回路にタイマＴ、逆数形成器ＫＷ、比較器Ｋ、差形成 器Ｄを有する評価装置または評価回路が接続されている。差形成器Ｄは評価回路 ＡＷ内で形成された有効光の信号ＮＬを、例えばワイパ制御部ＷＳＴを介してウ ィンドウワイパを、相応の湿潤性のイベントが生じた場合に制御するために送出 する。 図２においては測定回路ＭＳの実施例が示されている。送信ダイオードＳＤの 形の送信器により、光はウィンドウガラスが入力結合されている光学的経路を介 して受信器Ｅに送出される。受信器の端部に、コンデンサＣがアースされた積分 段として接続されている。コンデンサＣに並列に、アースされたスイッチＳ１が 配置されている。受信器ＥとコンデンサＣとの間、および受信器Ｅとそこに接続 されたスイッチＳ１との間 に比較器段Ｋ１の入力側が接続されており、この比較器段の出力側は、評価回路 ＡＷ例えばマイクロコントローラの入力側１１に接続されている。比較器段Ｋ１ の別の入力側は、評価回路ＡＷの出力側Ａ１に接続されている。評価回路ＡＷの 別の出力側はスイッチＳ１に接続されており、一方評価回路ＡＷの第３の出力側 Ａ３は別のスイッチＳ２に接続され、このスイッチＳ２を介してダイオードＳＤ はアースされている。測定回路ＭＳにより評価回路ＡＷからのスイッチＳ１の制 御部を介してコンデンサＣは放電され、そのため積分時間の開始時には所定の状 態が存在する。別のスイッチＳ２を介して光の送出または遮断のための送信ダイ オードＳＤを制御してもよい。評価回路ＡＷの出力側Ａ１を介して、比較器段Ｋ １のために適切な１つまたは複数のしきい値を予め定めることもできる。この回 路の詳細な個別の実施形態は、併せて行われる特許出願に記載されているので参 照されたい。比較器段Ｋ１の出力信号が所定のしきい値を越えるとただちに積分 時間は終了する。積分時間中タイマＴはパルスをカウントし、その場合にタイマ Ｔの分解能は例えば２μｓである。 タイマＴの計数値は逆数形成器ＫＷに供給される。この逆数形成器は、係数65 535すなわち１６進法表示のＦＦＦＦにより決定された、それぞれの計数値の逆 数を形成する。逆数の算出には例えば１回の除算あた り０．６ｍｓ必要である。換算係数65535を乗算することにより扱いの困難な小 数点以下の数を回避して比較的大きな数値が得られる。相応して特に１６進法系 の複数の桁で表示可能な別の数を換算係数として使用可能である。 比較器Ｋを介して逆数形成器から送出された複数の値、すなわち一方では全光 量に相応し他方では外部光量に相応する値が差形成器Ｄにさらに送出され、この 差形成器は全光量と外部光量との差、またはこれらの光量に対応する値の差を形 成し、有効光の信号ＮＬを送出する。 比較器Ｋは、外部光量の変化を例えば全光量の変化から検出するために、逆数 形成器から送出された値を所定の値と比較する。 装置の始動時にまず光全体の測定が行われ、送信ダイオードＳＤがスイッチオ ンされて光が受信器Ｅに送出される。同時に周囲からの外部光も受信器Ｅに達す ることがある。全光量は前述の手段により所定のしきい値に達するまでコンデン サＣにより積分され、評価回路ＡＷ内で有効光の信号形成のために前述のように さらに処理される。その後送信ダイオードＳＤは別のスイッチＳ２を介して遮断 され、そのため外部光のみが受信器Ｅに到達可能である。外部光量は、コンデン サＣがスイッチＳ１を介して放電した後に相応の手段により積分され、前述の手 段により、外部光量の値を 得るためにさらに処理される。続いて例えば６ｍｓの間隔で全光量に対する値の みが求められ、有効光の信号ＮＬは全光量と外部光量との差、またはこれらの光 量に対応する値の差を差形成器Ｄ内で形成することによって求められる。全光量 が比較器Ｋの所定の値を所定の値だけ上回るとただちに、送信ダイオードＳＤは 外部光の測定を行うために遮断される。 この手段により外部光の測定は全光量が変化した場合にのみ行われ、そのため コスト的に不利な、外部光量算出のための除算を回避することができる。さらに 、新たな算出が全光量の変化に基づいて行われるまで、求められた外部光量が記 憶される。 外部光量の変化は選択的に、外部光の測定の際の計数値を、除算を行わずに直 接評価することにより検出してもよい。その際に外部光の測定の計数値が所定の 値だけ変化した場合には外部光量の変化が結論され、この変化は新たに逆数形成 して算出される。 全光量と外部光量との差を形成する代りに、選択的に全光量と外部光量の変化 との差を有効光の信号ＮＬを導出するために形成してもよい。この場合にも付加 的な除算は必要ない。なぜなら外部光量の先行する値と外部光量の実際の値とが 評価回路ＡＷ内に存在するからである。 得られた有効光の信号ＮＬにより別の処理段において感度を外部光量に相応に 適合させてもよいし、また ワイピング動作のトリガを所定の条件のもとで、誤ったワイピング過程を回避す るために阻止してもよい。 上述の手段により構造と処理の点で著しい簡単化が達成される。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 成器により全光量と外部光量との差から有効光量に対す る信号を導出可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．測定回路とセンサ信号用評価回路とを有する濡れ状態センサを用いたウイン ドウガラスの濡れ状態を検出するための装置であって、 前記測定回路は光を放射する送信器と、放射された光に対して応動する、セ ンサ信号を供給する受信器とを有し、 前記センサ信号用評価回路は差形成器を含む、ウィンドウガラスの濡れ状態 を検出するための装置において、 前記測定回路（ＭＳ）が受信器（Ｅ）に当たる光の光量を検出するための積 分段（Ｃ）と比較器段（Ｋ１）とを有し、該比較器段により、所定の時点から積 分された光量が所定のしきい値を越えた場合にトリガ信号を送出可能であり、 送信器（ＳＤ）の光および場合により生じる外部光から成る全光量と、送信 器（ＳＤ）を遮断して検出された外部光とが別々の時間間隔で測定され、 評価回路（ＡＷ）はタイマ（Ｔ）を有し、積分時間中トリガ信号発生までに 発生された該タイマの計数値が検出され、 全光量に対する値および外部光量に対する値を求めるために、それぞれの計 数値の逆数を形成する逆数形成器（ＫＷ）が設けられており、 前記逆数は差形成器（Ｄ）に供給可能であり、該差形成器により全光量と外 部光量との差から有効光量に対する信号（ＮＬ）を導出可能である、ことを特徴 とするウィンドウガラスの濡れ状態を検出するための装置。 ２．全光量は繰り返し測定され、外部光量はまず初めに測定され、次は所定の値 の外部光量の変化があった場合にのみ測定され、 有効光の信号（ＮＬ）を求めるために実際に記憶された外部光量が使用され る、請求項１に記載の装置。 ３．逆数形成器（ＫＷ）と差形成器（Ｄ）との間に比較器（Ｋ）が接続されてお り、 外部光量の変化を該比較器（Ｋ）を用いて全光量から、全光量の変化を所定 の値に関して検出することにより検出可能である、請求項２に記載の装置。 ４．外部光量の変化を検出するために、外部光の測定の計数値は直接に監視され 、しきい値と比較可能である、請求項１または２に記載の装置。 ５．逆数形成器（ＫＷ）は、複数の１６進法の桁のオーダーの換算係数により逆 数決定を行う、請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置。 ６．前記換算係数は65535である、請求項５に記載の装置。 ７．光全体の測定は数ｍｓの間隔で行われ、 タイマ（Ｔ）の分解能は数μｓである、請求項１から６までのいずれか１項 に記載の装置。 ８．評価装置（ＡＷ）内で外部光量の変化を計算可能であり、 有効光の信号（ＮＬ）は外部光量の変化を全光量から減算することにより形 成される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置。