JPH09508601A - 間欠動作と連続動作でワイパーを作動させる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 間欠動作と連続動作でワイパーを作動させる装置を提案する。この目的で、拭うべきガラス板上の水分の膜または雨量に依存する信号を送出する少なくとも１つのセンサ（１２）と、このセンサ（１２）の信号に依存してワイパーの動作を制御する電子制御装置とが設けられている。評価装置（１４）において、拭き取りインターバル（ＷＰ）ごとのセンサ信号（Ｅ）の個数が制御信号として捕捉される。さらに、制御信号が少なくとも１つの閾値（Ｓ１，Ｓ２）を上回ることおよび／または下回ることに依存して、または制御信号から導出された信号（Ｍ１，Ｍ２）に依存して、切換装置（２１，２２）により間欠動作と連続動作の切り換えが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 間欠動作と連続動作でワイパーを作動させる装置 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の間欠動作と連続動作でワイパーを作動 させる装置に関する。 たとえば雨足が絶えず変化するようなとき、ワイパーの動作を目下の雨足に合 わせるために切り換え装置を何度も繰り返し操作するのは、殊に車両のドライバ にとって煩わしく面倒である。このためすでにドイツ連邦共和国特許公告第４０ １８９０３号公報において、自動的な切換装置が提案されている。この装置の場 合、順次連続する各拭き取り過程の間のインターバルがセンサから送出される信 号の個数に依存して制御され、たとえば所定の期間中に発生した信号に関連づけ られて制御される。所定数の信号よりも上では、ワイパーの連続動作へ切り換え られる。 したがってこの場合、間欠動作と連続動作との間でじかに切り換えが行われて いるわけではなく、それぞれ異なる拭き取り過程の間のインターバルを制御する ことで間接的な切り換えが行われている。このことで著しく手間のかかる制御が 行われることになり、しかも間欠動作と連続動作の切り換えはきわめて不精確に なる。さらに別の問題として、連続動作中に予測され ない”インターバル時間”が存在し、これが連続動作／間欠動作間の移行に対す る基準尺度として関連づけられる可能性のあることが挙げられる。 発明の利点 請求項１に記載の特徴を備えた本発明による装置の有する利点とは、雨の集中 度が著しく精確に検出され、簡単かつ的確な評価装置ならびに間欠動作と連続動 作の切換装置が実現できることである。 従属請求項に記載の構成により、請求項１に記載の装置の有利な実施形態が可 能である。 制御信号を形成するために設定される拭き取りインターバルはワイパーの拭き 取り周期であるとよく、そのため雨の集中度が比較的長い期間にわたり捕捉され るとともに、このような拭き取り周期のための同期信号がエンジン制御用の制御 信号のかたちでそのまま得られることになる。 有利には、センサ信号において水により引き起こされる信号の急激な変化ない し落ち込みが別の評価のためのセンサ信号として用いられる。このような信号の 急激な変化ないし落ち込みは、雨滴が現れることで生じる可能性があるし、セン サ平面の上を通過する湿ったワイパーブレードにより、あるいは表面構造の急速 な変化たとえば（ワイパーによる）著しく強い縞模様によって生じる可能性があ る。 雨の集中度が著しく高いとき、個々の信号の落ち込 みはもはや明瞭には示されないが、そのような落ち込みが多数生じることでセン サ出力信号がほとんど連続的に弱められる。したがって雨の集中度が著しく高い ときに制御信号を形成するために、センサ出力信号の低下を捕捉する手段が設け られており、この手段によってたとえば、下降していくセンサ出力信号が小さい 時間インターバルに分割され、その際、このような小さい時間インターバル中の 信号の下降がそのつど、少なくとも１つ信号の落ち込みとして評価される。 各評価インターバルごとのセンサ信号を捕捉するために、好適には計数装置が 設けられている。 各拭き取り周期ごとの信号の落ち込み回数は著しく変動する可能性がある。そ こで連続動作と間欠動作の間で絶えず移り変わりが生じるのを回避する目的で、 評価装置は設定可能な個数の順次連続する制御信号から平均値を形成する装置を 有しており、その際、それらの平均値によって実効制御信号が形成される。この ような平均値形成は好適には各拭き取りインターバル後に行われ、たとえばこの 場合、先行する５つの拭き取りインターバルに関して１つの平均値が形成される 。 しかしながら、評価装置が雨の集中度の変化に対しあまりにも緩慢に応答しな いようにする目的で、平均値形成にあたり先行する複数の拭き取りインターバル からの制御信号の各々が、まえもって設定可能な重み 付け係数と結合され、その際に好適には、かなり以前の拭き取り周期については 弱められて評価される。 連続動作と間欠動作との間で絶えず切り換えが行われるのを回避するためのさ らに別の有利な構成によれば、間欠動作と連続動作の切り換えのためのスイッチ ングヒステリシスを形成するために２つの閾値が設定されている。その際、いっ そう快適な実施形態においては、連続動作から間欠動作への移行に対する第１の 実効制御信号と、間欠動作から連続動作への移行に対する第２の実効制御信号を 形成するために、少なくとも部分的にそれぞれ異なる重み付け係数を設定するこ とができる。この構成によれば、雨の状況によって必要とされているときには、 連続動作への迅速な移行ならびにその動作モードでの保持が保証されることにな る。 窓ガラスを拭き取る際に、それぞれ異なる拭き取り速度による種々の連続動作 状態の設定されていることが多い。このような種々の連続動作状態間の切り換え に対応するよう、本発明を拡張することもできる。この場合、第１の連続動作と それよりも高い拭き取り速度による第２の連続動作の切り換えのために、少なく とも１つのさらに別の閾値が設定される。その際に有利であるのは、第１の連続 動作と第２の連続動作の切り換えに対するスイッチングヒステリシスを形成する ために、２つの別の閾値を設定することである。 また、信号の落ち込みの深さを評価する手段を設けることで、さらに洗練され た構成を実現することもできる。それらの信号の落ち込みの深さは、好適には制 御信号に対する重み付け係数として設定することができる。 図面 図面には本発明の実施例が示されており、以下の説明でこれについて詳細に説 明する。 図１は本発明による実施例のブロック回路図であり、図２は雨の強度ＲＩ、各 拭き取り周期ごとに捕捉された落ち込み、および各動作状態間の切換過程の関係 を説明するための信号ダイアグラムであり、図３は雨の強度が僅かなときの状態 を説明するための信号ダイアグラムであり、図４は雨の強度が中程度のときの状 態を説明するための信号ダイアグラムであり、図５は雨の強度が大きいときの状 態を説明するための信号ダイアグラムであり、さらに図６は重み付けられた平均 値形成を説明するための信号ダイアグラムである。 実施例の説明 図１に示されている実施例によれば、通常のようにワイパーモータ１０により 駆動されるワイパー１１は図示されていないガラス板たとえば車両のフロントガ ラスまたはリアガラスの上を動く。このガラス板にレインセンサ１２が配置され ており、これはたとえばドイツ連邦共和国特許出願第２３５４１００号明細書あ るいはドイツ連邦共和国特許出願公開第４１０２１４６号公報により公知のもの である。この種のレインセンサの場合にはたとえば、光源から当射される光がガ ラス板外面で反射し、それが光測定装置により捕捉される。ガラス板における塵 埃や雨滴によって反射が弱められ、これにより光測定装置における信号が弱めら れることになる。 レインセンサ１２の出力信号は、図示のスイッチング位置にある切換装置１３ を介して評価装置１４へ導かれ、そこにおいてレインセンサ１２の信号の急激な 変化ないし落ち込みが後置接続された計数装置１５のための計数信号に変換され る。これらの信号の落ち込みは雨足すなわち雨の強度ＲＩに対する尺度であって 、このような信号の落ち込みはたとえば以下の理由による。すなわち、 １．雨滴の発生による落ち込み。この場合、落ち込みの深さは雨滴の大きさに対 するおおまかな尺度である。 ２．センサ面の上を通り過ぎる（湿った）ワイパーブレードにより引き起こされ る落ち込み。 ３．急速に変化する表面構造（たとえばワイパーにより生じる著しく強い縞模様 ）。 その際、最低の深さ以上の各々の信号の落ち込みが計数装置１５のための計数 信号として準備処理される。この計数装置１５は、ワイパーモータ１０のための 電子制御装置により同期がとられており、つまり各拭き取り周期のはじめに計数 装置１５がリセットされ、これにより各計数周期の終了時に計数装置１５におい て、各拭き取り周期ＷＰごとの落ち込みＥの回数ｎに対応する計数値が生じるこ とになる。この計数値Ｎは制御値Ｎとして後で用いられる。 図３〜図５には、雨の強度ＲＩが僅かな場合、中程度の場合および大きい場合 の状態がそれぞれ示されている。図３に示されているように雨の強度が僅かな場 合には、１つの拭き取り周期ＷＰ中にレインセンサ１２の有効信号ＮＳの４つの 落ち込みが検出される。２つの比較的小さい落ち込みは雨滴により引き起こされ たものであるのに対し、２つの著しく大きな落ち込みはレインセンサ１２の上を 通過したワイパーによって引き起こされたものである。両方のワイパー通過後の 比較的長い期間にわたる信号の上昇は、前述の縞模様が弱くなっていくことで生 じる。これらの状態の場合、図２に示されているようにして間欠動作が行われる 。 図４には、雨の強度が中程度の場合の状態が示されており、この場合には１つ の拭き取り周期ＷＰ中に６つの落ち込みが検出される。この雨の強度までは図２ に示されているようにして間欠動作を行うことができるし、あるいは段階１の連 続動作を行うことができる。この場合、左側のハッチングされた領域として、各 拭き取り周期ごとに４〜６回の落ち込みの間のこのような領域が表されている。 図５には雨の強度が高い場合の状態が示されており、この場合には各拭き取り 周期ごとに１８個の落ち込みが検出される。ワイパーがセンサの上を２回通過す る間、レインセンサの有効信号ＮＳは短期間（急峻な勾配で）元の状態に戻り、 雨が現れればただちに再び弱められるようになる。このような雨足であると信号 は連続的に弱められ、個々の落ち込みはほとんど検出できない。たとえば各拭き 取り周期ごとの落ち込みの個数ｎが９個よりも多ければ、スイッチング段１７に おいて雨の強度の高いことが検出され、出力信号が形成される。この場合、スイ ッチング段１７により切換装置１３の切り換えが行われ、レインセンサ１２の有 効信号が今度は第２の評価装置１８へ供給される。そこでは信号が小さい期間Δ ｔに分割され、個々のインターバルΔｔ内の信号の減少ΔＮが落ち込みとして計 数される。その際、信号減衰の勾配は、結果として生じる落ち込みの個数に対す る関数である。それらは第２の評価装置１８において拭き取り周期ごとに合計さ れる。この場合、このような合計は基本的に計数装置１５においても行うことは できる。このように雨の強度が高いときには常に連続動作であって、しかもこれ は図２に示されているように段階２の連続動作であって、つまりこの段階は段階 １よりも高い拭き取り速度 のときである。 次に、制御信号ｎは２つの平均値形成段１９，２０へ供給される。つまり、各 拭き取り周期ごとの落ち込み回数は図６に示されているように著しく変動する可 能性がある（測定点として塗りつぶされた方形を有する特性曲線ｎ）。このこと はとりわけ、測定区間において雨滴が時間的に偶然に生じたためであるし、たと えばそのつど異なる水量を窓ガラスにもたらす強風のように雨の条件が変化する こと、あるいは前方を走行中の車両から水が吹きかけられることによる。連続動 作と間欠動作の間を絶えず移り変わるような状況を回避する目的で、制御信号ｎ の個数ｉの算術平均Ｍ１ないしＭ２が、先行する拭き取り周期から形成される： Ｍ１＝（Σｎ_i・ｋ_i）／（Σｋ_i） Ｍ２＝（Σｎ_i・ｈ_i）／（Σｈ_i） ここで、ｉ＝１．．．．５である。 重み付け係数ｋないしｈを用いることで、かなり以前の拭き取り周期からの制 御信号は別の仕方で評価できるようになり、たとえばいっそう小さくなるように して評価されるようになる。この場合、たとえばｉ＝５個の先行の拭き取り周期 が考慮される。 図６には、１０個の拭き取り周期にわたる制御信号Ｎとそれに応じて形成され た平均値Ｍ２とが示されており、それらの平均値Ｍ２はそのつど直前の５個の拭 き取り周期の制御信号から形成されたものである。平 均値Ｍ１ないしＭ２の形成は、やはり拭き取り周期の制御と同期して行われる。 平均値Ｍ１およびＭ２は実効平均値として用いられ、それぞれ２つの閾値段２ １，２２へ供給される。この場合、平均値Ｍ１は間欠動作へ切り換えるための制 御信号として用いられ、この動作モードへの切り換えは、平均値Ｍ１が低い方の 閾値Ｓ１よりも小さくなったときに行われる。その際に第１の閾値段２１は、電 子制御装置１６の間欠動作用入力側Ｉに対する制御信号を発生させる。これに対 し平均値Ｍ２は連続動作（段階１）へ切り換えるための制御信号として用いられ 、この動作モードへの切り換えは、平均値Ｍ２が高い方の閾値Ｓ２よりも大きく なったときに行われる。その際に第２の閾値段２２は、連続動作（段階１）への 切り換えを行わせるため電子制御装置１６の入力側Ｓ１に対する制御信号を発生 させる。このようにして切り換え時のヒステリシスが達成され、これにより両方 の動作モードの間で絶えず頻繁に切り換わってしまうことが効果的に回避される 。 連続動作における段階１と段階２の切り換えも同じようにして行われる。この ためには、図示されていないが２つの別の平均値形成段と２つの別の閾値段が必 要である。このことは破線で略示されている。もちろん基本的に、さらに別の回 路段を設けることも可能である。 また、次のようにしてそれぞれ異なる重み付けを行うことができる。すなわち 、間欠動作から連続動作への移行については、かなり以前の拭き取り周期の制御 信号はいっそう小さく重み付ける一方で、連続動作から間欠動作への移行につい ては、均等な重み付けを行うようにするのである。簡単な実施形態であれば上述 のようなそれぞれ異なる重み付けを省略することも可能であって、その結果とし て平均値形成用にただ１つの回路段しか必要なくなる。たとえばこのようなただ １つの回路段を、連続動作の種々の段階間の移行に対する実効制御信号を形成す るため、平均値形成も行えるように構成できる。さらによりいっそう簡単な実施 例によれば、ヒステリシスをもたせるのを省略して、間欠動作と連続動作との間 の移行に対しただ１つの閾値だけを設定するように構成することもできる。これ と同じことは、連続動作における種々の段階間での移行についてもあてはまる。 たとえば連続動作での２つの段階を省略したならば、間欠動作と連続動作の切 り換えのために第１の評価装置１４であれば十分であり、第２の評価装置１８を 省略できる。 また、いっそう快適な実施形態によれば、信号の落ち込みの深さを雨足を付加 的に評価するために利用できるし、重み付け係数ｈないしｋに対する別の影響量 として利用できる。 電子制御装置１６の少なくとも間欠動作へのスイッチ・インは手動で行えるし 、あるいは自動的にも行え、たとえばレインセンサ１２が雨滴を検出するとただ ちに自動的に行われるようにも構成できる。 図１に示されている装置構成の代案として、両方の評価装置１４，１８をただ １つの評価装置として構成することもできる。この場合、外部の切換装置１３と 外部のスイッチング段１７を省略できる。信号の落ち込みが検出されると、上述 のようにして組み合わせられた評価装置において基本的にそのたびに時間窓がセ ットされる。殊に連続的に信号が減衰する事例では、信号の落ち込みの深さが生 じたところからは、時間窓内で検出された信号の降下が信号の落ち込みとして計 数される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．拭うべきガラス板上の水分の膜または雨量に依存して信号を送出する少な くとも１つのセンサと、 該センサの信号に依存してワイパーの動作を制御する電子制御装置とが設けら れている、 間欠動作と連続動作でワイパーを作動させる装置において、 拭き取りインターバル（ＷＰ）ごとのセンサ信号（Ｅ）の個数を制御信号とし て捕捉する評価装置（１４）と、 制御信号（ｎ）が少なくとも１つの閾値（Ｓ１，Ｓ２）を上回ることおよび／ または下回ることに依存して、または前記制御信号から導出された信号に依存し て、間欠動作と連続動作の切り換えを行う切換装置（２１，２２）が設けられて いることを特徴とする、 間欠動作と連続動作でワイパーを作動させる装置。 ２．制御信号（ｎ）を形成するためにまえもって設定されている拭き取りイン ターバル（ＷＰ）はワイパーの拭き取り周期である、請求項１記載の装置。 ３．評価に用いられるセンサ信号は、水によって引き起こされるセンサ信号（ ＮＳ）の信号の急激な変化（Ｅ）である、請求項１または２記載の装置。 ４．雨の集中度が著しく高いときに制御信号（ｎ）を形成するために、センサ 信号（ＮＳ）の低下を捕捉 する手段（１８）が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。 ５．前記手段（１８）により時間インターバル（Δｔ）が形成され、該時間イ ンターバル（Δｔ）の間における信号の低下（Δｎ）がそのつど少なくとも１つ の信号の落ち込みとして評価される、請求項４記載の装置。 ６．各評価インターバル（ＷＰ）ごとのセンサ信号（Ｅ）を捕捉するための計 数装置（１５）が設けられている、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。 ７．前記評価装置は、設定可能な個数の順次連続する制御信号（ｎ）から平均 値を形成する装置（１９，２０）を有しており、該平均値（Ｍ１，Ｍ２）によっ て実効制御信号が形成される、請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。 ８．平均値を形成する前記の装置（１９，２０）は、各拭き取りインターバル （ＷＰ）後に制御信号の平均値を形成する、請求項７記載の装置。 ９．平均値の形成にあたり、先行の複数の拭き取りインターバル（ＷＰ）から の制御信号（ｎ）の各々はまえもって設定可能な重み付け係数（ｈ_i，ｋ_i）と結 合される、請求項７または８記載の装置。 10．間欠動作と連続動作の切り換えに対しスイッチングヒステリシスを形成す るために２つの閾値（Ｓ１，Ｓ２）が設定されている、請求項１〜９のいずれか １項記載の装置。 11．連続動作から間欠動作への移行に対する第１の実効制御信号（Ｍ１）と間 欠動作から連続動作への移行に対する第２の実効制御信号（Ｍ２）を形成するた めに、少なくとも部分的にそれぞれ異なる重み付け係数（ｈ_i，ｋ_i）が設定され ている、請求項９または１０記載の装置。 12．第１の連続動作とそれよりも高い拭き取り速度による第２の連続動作との 間で切り換えを行うために少なくとも１つの別の閾値（Ｓ３，Ｓ４）が設定され ている、請求項１〜１１のいずれか１項記載の装置。 13．前記の第１の連続動作と第２の連続動作の切り換えに対しスイッチングヒ ステリシスを形成するために２つの別の閾値（Ｓ３，Ｓ４）が設定されている、 請求項１２記載の装置。 14．信号の落ち込み（Ｅ）の深さを評価する手段が設けられている、請求項１ 〜１３のいずれか１項記載の装置。 15．信号の落ち込み（Ｅ）の深さは制御信号（ｎ）の重み付け係数に関与する 、請求項１４記載の装置。