JPH01502104A - 自動車用ワイパーシステム - 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】 自動車用ワイパーシステム この発明は、請求の範囲１の前提部分に記載した特徴を有する自動車用ワイパー システムに関するものである。

新しい自動車用ワイパーシステムでは、例えば連続動作、間欠動作、ワイプ・洗 浄動作のような異なった動作モードが動作スイッチによって選択できる。これら の異なった動作モードを実行するために、回路を備えた制御装置が必要であり、 この回路は時間に依存したスイッチング信号および／または制御信号を出力する 。例えば時間に依存したスイッチング信号は間欠動作の時間間隔を決定する。別 の時間に依存したスイッチング信号はワイプ・洗浄動作中の洗浄後のワイプ期間 を決定する。一般にそのようなスイッチング信号の取る時間はできるだけ一定で あり、周囲環境によって影響されないようにされるべきである。

もしもワイパーがその駐留位置の外部で阻止されて予め定められた時間内にその 駐留位置に到達しないならばワイパーモータがオフにされるワイパーシステムは すでに知られている。この阻止防止保護を行うためにもまた時間に依存する制御 信号が必要であり、それは回路中で発生される。経験上知られているように、こ のような応用において制御信号に必要な期間を決定することには問題がある。何 故ならばワイプサイクルの周期は環境の影響に依存するからである。経験では全 ての時間に依存するスイッチングおよび制御信号が高度に一定の周波数のタイミ ング信号から導出されたワイパーシステムは常に満足すべきものではない。

したがって、この発明の目的は、あらゆる動作モードにおいて任意に、安全にワ イパーシステムが動作するようなワイパーシステムを容易な手段によって提供す ることである。

この発明によれば、この目的は、請求の範囲１の特徴部分に記載した構成によっ て達成される。

すなわち、この発明は、ある種のスイッチングおよび制御信号によってとられる 時間の正確度に関する限り特別の要求がなされるから、これらの信号は高度に一 定なタイミング信号から導出されなければならないという考えに基づいている。

しかしながら、他のスイッチングおよび制御信号によってとられる時間は可変で なければならず、例えば電圧に依存しなければならない。したがって、この発明 によれば、ある区域内で一定周波数を有するタイミング信号または可変周波数を 有するタイミング信号は動作の選択されたモードに応じて発生されなければなら ない。これらのタイミング信号から時間に依存したスイッチングおよび制御信号 が導出される。一定から可変タイミング周波数までの変化はまた電気モータの動 作状態または電気モータが制御されるスイッチング素子の制御またはスイッチン グ状態に依存することができる。

この発明の基本的なアイディアは種々の方法で実行されることができる。例えば ２個のタイミング発振器が回路に割当てられ、それらは通常集積技術によって構 成される。その一方のタイミング発振器は一定周波数のタイミング信号を出力し 、その他方のタイミング発振器は可変周波数のタイミング信号を出力する。動作 の選択されたモードに応じて一方または他方の発振器のタイミング信号が発生さ れる。しかしながら、そのような回路は時間決定部品を有する２個の発振器が必 要であるから容易に製作することはできない。余分のスペースが必要であること を別にしても、２個の時間決定のためのキャパシタが集積回路チップ上に必要で あるという欠点があり、このようなキャパシタは多くは集積されることができず 、追加の部品として印刷回路板上にハンダ付けされなければならない。

それ故１個の発振器だけが回路中に集積されて、そのタイミング周波数が入力値 によって変化されることができるような別のものが望ましい。最も容易な場合に は、これはいわゆる電圧により制御される発振器であり、一方の場合にはこの発 振器に一定電圧が導かれ、他方の場合には自動車のバッテリー電圧に依存した可 変電圧が導かれる′。このような方法ではタイミング信号の可変タイミング周波 数を発生させるためにチップ上にはほんの少しのスペースしか必要でなく、少な くとも低周波数のタイミング信号の場合には回路中に集積させることができない 時間決定キャパシタは１個で充分である。

この発明およびさらに有利な開発形態をワイパーシステムの概略的回路によって 以下説明する。

図において、バッテリは１０で、点火スイッチは１１で、ワイパーシステム用動 作スイッチは１２で示され、風防ワイパーは電気モータ１３によって駆動される 。この電気モータ１３は通常よく知られているように２個のスイッチング素子１ ６．１７の接点１４．１５を介して自動車のバッテリＩＯから給電される。スイ ッチング素子１６．１７はこの実施例ではリレーで構成されているが、トランジ スタが使用されてもよい。ワイパー装置の動作モードはスイッチング素子１７を 介して変化され、よく知られているように高いワイプ速度から低いワイプ速度に 変化させることができる。モータ１３の動作回路は他方のスイッチング素子１Ｂ によって切替えられる。モータ１３はよく知られているように端部位置スイッチ １８を備え、それは風防ワイパーの駐留位置において接地電位を与える。しかし ながら、駐留位置以外では２０で示す回路に正電位を与える。さらに動作スイッ チ１２のスイッチング信号はこの回路２ｏに伝送される。この実施例において、 動作スイッチ１２は図示された休止位置から連続動作のための第１のスイッチン グ位置へ切替えられ、それから間欠動作のためのスイッチング位置へ、最後に洗 浄・ワイプ動作のためのスイッチング位置へ切替えられる。この回路２０は動作 スイッチ１２のこれらの信号を評価してスイッチング素子１８．１７を制御する ための時間に依存したスイッチング信号を生成する。今まで説明した特徴は従来 技術の部分である。

この発明においては、時間に依存したスイッチング信号を導出するパルス周波数 は可変または切替え可能である。このために電圧により制御され、周波数決定キ ャパシタ３１を備える発振器３０が回路２０中に集積される。この発振器３０は 制御人力３２を備え、この人力３２の電圧は出力３８から取出されるこの発振器 ３０のタイミング信号の周波数を決定し、出力３８がら時間に依存するスイッチ ングおよび／または制御信号はよく知られた方法で取出され、それ故それ以上の 説明は必要ない。

発振器３０のこの人力３２はダイオード３３および抵抗３４を介して回路の正極 に接続されている。ツェナーダイオード３６はダイオード３３と抵抗３４との接 続点に接続され、ツェナーダイオード３６の他端はトランジスタ３７のコレクタ ・エミツタ路を通って接地点に接続されている。それによってトランジスタ３７ は発振器３０の入力３２に一定電圧があるか可変電圧があるかを決定するスイッ チとして動作する。もしもトランジスタ３７が不導通であれば、発振器３０の入 力３２の抵抗３４とダイオード３３を介して入力３２にバッテリ電圧が与えられ 、このバッテリ電圧は自動車中において９〜１８ボルトの間で変化することがで きる。しかし、もしもトランジスタ３７が導通していれば、発振器８０の入力３ ２における電圧は本質的にツェナーダイオード３６の電圧によって決定され一定 の安定した値に維持される。

トランジスタ３７はオアゲート４０、インバータ４１および２安定トグル段４２ よりなる制御論理装置によって制御される。２安定トグル段４２のセット人力４ ３はワイプ・洗浄動作に切替えられたとき動作スイッチ１２によって制御される 。スイッチング信号はスイッチング素子１６の出力から導体４５によって２安定 トグル段４２のリセット人力４４に送られる。したがって、この導体４５はモー タ１３が電圧に接続されるならば正電位に接続されるが、もしもモータがオンで なければ接地電位に接続される。導体４５上のこの信号はインバータ４１にも与 えられる。

全体として、この回路は次のように動作する。

動作スイッチ１２がオフの間は電気モータ１３は２個のスイッチング素子１８． １７の接点１４．１５を介して短絡され、その駐留位置に停止しており、その位 置において端部位置スイッチ１８は図示の位置を占めて接地点に接続されている 。点火スイッチ１１はがオンにされるとき発振器３０は一定のタイミング周波数 を生成する。何故ならば導体４５の接地電位はインバータ４１で反転されてトラ ンジスタ３７はオアゲート４０を介してオンに切替えられ、そのため発振器３０ の入力３２には一定電圧が生じるからである。動作スイッチがその第１のスイッ チング位置に切替えられると、回路２０はスイッチング素子１６を制御するため のスイッチング信号を出力し、したがって電気モータ１３はバッテリ１０に接続 される。したがって導体４５上には正電位が生じ、その結果トランジスタ３７は 遮断される。そのため発振器３０の人力３２にはバッテリの電圧が存在する。時 間に依存する制御信号が発振器３０の出力信号として出力される。この時間に依 存する制御信号に必要な時間はワイプサイクルに必要な時間よりも少し長い。こ の基準時間スパンはワイパーのモータがその駐留位置を離れるとき常にスタート する。それは端部位置スイッチ１８のスイッチング信号またはワイパーモータ用 の制御信号によって行われる。もしも端部位置スイッチ１８のスイッチング信号 がもはや検出されなければワイパーは阻止されたものと仮定される。すると回路 ２０はスイッチング素子１６がオフに切替えられて電気モータ１３が電源から遮 断されるようにスイッチング信号を出力する。したがってモータはその運動が妨 害された場合に許容できないような高い温度に加熱されることを防止される。発 振器３０のタイミング周　。

波数はバッテリの電圧に依存するから基準時間スパンもまたバッテリの電圧に依 存する。この依存性はバッテリ電圧が低い場合には、ワイプサイクルの周期が電 気モータに対するバッテリ電圧の減少の場合に増加するのと同じだけ基準時間ス パンが長くなるように選択される。そのため基準時間スパンはいわばバッテリ電 圧に依存してワイプ時間の変化に連続的に適応されることが保証される。したが って事故の場合に電気モータが直ちに遮断されることが確実に行われる。

次に動作スイッチ１２が間欠動作の行われる第２のスイッチング位置にされたと する。このために、まずスイッチング素子ｌＧはモータ１３に電圧を与えるよう に制御される。ワイプサイクル後にスイッチング素子１６は端部位置スイッチ１ ８の信号により回路２０によって周知の方法でオフにされ、そのためモータ１３ は停止する。それから回路２０は２個のワイププロセス間の時間間隔の長さを決 定する時間に依存するスイッチング信号を発生し、スイッチング素子１６は再び オンに切替えられる。回路２０は、ワイプ動作中導体４５が正電位に接続され、 したがってトランジスタ３７が遮断され、一方２つのワイププロセスの間の期間 は導体４５が接地電位に接続され、したがってトランジスタ３７が導通状態にさ れるようにする。

これらのことから、もしもモータが走行中でしかもトランジスタ３７が遮断状態 であれば発振器３０の入力３２においてバッテリ電圧に応じた可変人力値が存在 し、一方、もしもモータが停止すれば、それは２つのワイプサイクルの間の期間 を意味するものであり、トランジスタ３７がオンにされると入力値として一定電 圧が発振器へ導かれる。したがってモータの走行中は発振器３０のタイミング信 号の周波数はバッテリ電圧に依存し、そのため妨害防止の保護は最良のものが保 証される。

しかしながら、ワイプサイクル間の期間中は発振器３０のスイッチング信号の周 波数は一定であり、そのため電圧変化に無関係に期間の長さは所望のように非常 に正確に設定されることができる。

全体として、図示された実施例に関して発振器のタイミング信号の周波数は連続 動作中可変であり、それはバッテリ電圧に依存することが説明された。しかしな がら、別の動作モードでは、すなわち間欠動作中は制御信号の周波数は時々変化 する。すなわちモータが電圧を与えられるとき変化するが、モータが短絡されて いる場合はトランジスタ３７が導通状態であるからモータが電圧を与えられない 中間の期間は一定である。したがってタイミング信号の周波数は一方では動作ス イッチ１２により予め定められた動作モードに依存し、他方では電気モータのス イッチング状態またはこのモータを制御するスイッチング素子１６のスイッチン グ状態に依存する。それにおいて“連続動作′および“間欠動作°の動作モード に関して、可変タイミング周波数は最善の妨害防止保護を行うためにモータ１３ が走行している時間に与えられ、間欠動作中のみモータがオフにされている間は 時間間隔に対する要求の正確性を確保するために固定したタイミング周波数が予 め設定されていることを留意しなければならない。

しかしながら、ワイプ・洗浄動作中はこの原理はもはや維持されない。またモー タの走行中はタイミング信号の一定周波数が所望され、そのためこの動作モード 中は時間依存制御信号は洗浄動作に対して必要とされる。洗浄後ワイプ動作等は 所望のように正確に得られる。したがって妨害防止保護の機能に関するある不正 確性がそれによって意図的に許容される。ワイプ・洗浄動作中、２安定トグル段 ４２は動作スイッチ１２によって設定され、トランジスタ３７は導通状態に切替 えられ、そのためモータ１３の動作に無関係に発振器３ｏの入力３２には一定の 電圧が与えられる。このスイッチング状態は動作スイッチがその休止位置へ戻さ れたとき最初に維持されなければならない。回路２０はスイッチング素子１６を 制御するために制御信号を出力させ、および／または洗浄ポンプ５１を制御する ためにスイッチング素子５０を制御する制御信号を出力する。

通常はワイプ・洗浄動作では、動作スイッチ１２がオンである間は洗浄ポンプが 運転されるが、動作スイッチ１２がオフにされた後はワイパーのモータ１３はあ る時間の間はオンの状態に維持され、一方洗浄ポンプのモータは５１は直ちに遮 断される。

できるだけ周囲の環境状態と無関係である必要があるこのいわゆる洗浄後のワイ プ期間中導体４５は正電位に接続され、そのため２安定トグル段４２はそのスイ ッチング状態を維持する。

しかしながら洗浄後のワイプ期間の終了後は２安定トグル段４２は導体４５上の 負のスイッチングスロープによってリセットされる。したがってワイプ・洗浄動 作中、発振器３０のタイミング信号の周波数もワイパーモータが動作電圧に接続 されている時間中は一定である。しかしながら、連続動作または間欠動作中は発 振器３０のタイミング信号の周波数は動作時間中可変である。

最後に回路図は単に基本的なアイディアを概略的に示しただけであり、もちろん 例えば妨害抑制のためにさらに部品を加えた具体的な回路を含むものであること を指摘しておく。

具体的な回路に関して言えば、動作スイッチもまた例えばワイプ速度を変化させ るためおよび間隔の定められた時間を決定するためさらに別のスイッチング位置 を備えていてもよい。

図示された回路では制御導体は障害になる可能性のある動作電流を導く導体に接 続されている。それ故、ある解決方法として、この導体４５はスイッチング素子 １６の制御入力に接続され、切替えはこのスイッチング素子のスイッチング状態 によるのではなく制御状態によって定められるようにすることも可能である。こ の制御導体が端部位置スイッチにおいて信号をピックアップする回路もまた可能 であり、その場合にモータがもしも駐留位置の内側または外側にあるならば実現 できる。この事実から一定から可変タイミング周波数へ変化する対応するスイッ チング信号が出力できる。

この発明では、タイミング周波数はバッテリの電圧に応じて可変である。もちろ ん他の入力値、例えばモータの電流量が代わりに、或いは付加的に考慮に入れら れることも可能である。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ８７００フ２５ Ｓ＾　１９５５６

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）風防ワイパーを駆動するための異なる動作モードにおいて動作スイッチの スイッチング位置に応じて駆動されることのできる電気モータを具備し、この電 気モータは時間に依存したスイッチング信号および／または制御信号をタイミン グ信号から導出する回路のスイッチング信号によって制御されることのできるス イッチング素子を介してバッテリから給電されている自動車用のワイパー装置に おいて、スイッチング信号および／または制御信号は選択された動作モードおよ び／または電気モータの動作状態および／またはスイッチング素子のスイッチン グ状態に応じて一定周波数のタイミング信号または可変周波数のタイミング信号 から導出されることができることを特徴とするワイパー装置。
2. （２）タイミング信号は発振器（３０）の出力（３８）において取出すことがで き、その周波数は入力値、特に入力電圧に応じて変化されることができることを 特徴とする請求の範囲１記載のワイパー装置。
3. （３）入力値として一定または可変電圧がスイッチ（３７）を介して発振器（３ ０）の入力に導かれることを特徴とする請求の範囲２記載のワイパー装置。
4. （４）動作スイッチ（１２）のあるスイッチング位置においてタイミング信号の 周波数は連続的に変化されるが、別のスイッチング位置においては常に一定であ ることを特徴とする請求の範囲１乃至３のいずれか１項記載のワイパー装置。
5. （５）動作スイッチ（１２）のあるスイッチング位置においてタイミング信号の 周波数は連続的に可変であるが、別のスイッチング位置においてはモータ（１３ ）またはスイッチング素子（１６）のスイッチング状態に応じて一定または可変 のいずれかであることを特徴とする請求の範囲１乃至３のいずれか１項記載のワ イパー装置。
6. （６）連続動作中タイミング信号の周波数は可変であるが間欠動作中においては 少なく共時々一定であることを特徴とする請求の範囲５記載のワイパー装置。
7. （７）間欠動作中タイミング信号の周波数はモータの停止されている期間は一定 であるが、モータの走行中は可変であることを特徴とする請求の範囲６記載のワ イパー装置。
8. （８）タイミング信号の周波数で切替えられる電気モータの場合において、タイ ミング信号の周波数は連続動作中および間欠動作中は可変であるが、ワイプ・洗 浄動作中は一定であることを特徴とする請求の範囲７記載のワイパー装置。