JPH0331617B2

JPH0331617B2 -

Info

Publication number: JPH0331617B2
Application number: JP60263930A
Authority: JP
Inventors: Ii Gurahamu Donarudo
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1991-05-07
Also published as: JPS61143247A; EP0184310A2; EP0184310A3; CA1222302A; US4567412A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車のウインドウワイパーシステム
の制御回路に関し、さらに詳細には、ウインドウ
に付着する水分の有無に応答して自動的に動作さ
れるウインドウワイパーシステムに関する。

先行技術においては、ウインドウに付着する水
分の有無を指示するための多様なセンサを使用す
るこの種の様々な自動制御ウインドウワイパーシ
ステムが提案されている（たとえば、英国特許出
願第2105184A号。）このようなセンサの１つとし
て、ウインドウの外面の水分の有無によつて大き
く容量を変化させるようにウインドウに取付けら
れる容量性センサがある。このようなセンサは比
較的安価で製造でき、ウインドウのさほど障害と
ならない部分に配置することができる。しかしな
がら、容量性素子自体は受動素子であり、自動ウ
インドウワイパー制御システムに組込まれるべき
完全なセンサを形成するためには品質の良い、低
コストの信頼できる電子回路が必要である。今日
に至るまで、先行技術においてそのような電子回
路は提供されていない。

従つて、自動車のウインドウの電動ワイパーの
制御回路は特許請求の範囲第１項の特徴項に記載
される特徴を有する。

本発明は、発振器がほぼ一定の周波数とデユー
テイサイクルを有する供給電圧レベル及び接地電
圧レベルの方形電圧波を発生するように動作し；
インバータは方形電圧波を反転し、反転方形電圧
波を３つの入力端子を有するANDゲートの第１
の入力端子に印加するように動作し；直列のダイ
オード及びインバータから構成され、第１のコン
デンサ及び運転者により調整可能な第１の抵抗器
がダイオードとインバータとの接続点から接地さ
れるような第１の波変換手段は発振器からAND
ゲートの第２の入力端子に接続されるため、反転
され且つ第１の時間周期だけ遅延された方形電圧
波をANDゲートの第２の入力端子に印加し；ダ
イオード及びそれに後続する２個の直列のインバ
ータから構成され、並列の容量性検出素子及び第
２の低抗器がダイオードと直列のインバータの一
方との接続点から接地されるような第２の波変換
手段は発振器からANDゲートの第３の入力端子
に接続され；容量性検出素子は自動車のウインド
ウのふき取り部分に隣接して配置され、このふき
取り部分の水分の有無に応答して容量を変化させ
るため、２の波変換手段はこの容量に従つて変化
する、すなわち、ウインドウに付着する水分に従
つて変化する第２の時間周期だけ遅延された方形
電圧波をANDゲートの第３の入力端子に印加
し；再トリガ可能単安定マルチバイブレータは
ANDゲートの出力端子に接続され、３つの入力
端子の全てに現われる共通の供給電圧レベルによ
りトリガされたときに、方形電圧波の１サイクル
より長い周期の動作出力を発生し；再トリガ可能
単安定マルチバイブレータの動作出力に応答して
電動ワイパーを動作させ、１回の窓ふきサイクル
を実行される手段が設けられ、これにより、ワイ
パーシステムはウインドウに付着する水分に応答
して自動的に動作され且つ自動車の運転者により
水分に対する感度をさらに調節することが可能で
ある自動車のウインドウの電動ワイパーの制御回
路を提供する。

容量性検出素子は視界をできる限り妨げないよ
うに自動車のウインドウのふき取り部分の下縁部
に配置され、自動制御のために必要に応じてパル
ス式、すなわち間欠的ふき取り並びに連続ふき取
りのワイパー動作の影響を感知する。

以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説
明する。

第１図において、車輪自動車（図示せず）はフ
ロントウインドウ、すなわちウインドシールド１
０を含む。このウインドシールドはこの種のウイ
ンドシールドに通常使用されるサイドイツチ形安
全ガラスから製造され、それと関連して、ワイパ
ー制御装置１４により制御される電動機１２によ
つて駆動される一対のワイパー１１を有する。図
示されるように、ウインドシールド１０の、運転
者側ワイパーの内側窓ふき位置の真上の窓ふき領
域に取付けれる容量性検出素子１５はワイパー制
御装置１４に電気的に接続される。容量性検出素
子１５は自動車の運転者にできる限り不都合をき
たさないようにガラスの下方領域に配置される。

容量性検出素子１５は第４図にさらに詳細に示
されている。容量性検出素子は銅などの導電性材
料から製造される２枚の薄いシート２０，２１を
含み、それらのシートは基板の上に同一平面内で
互いに隣接し、側方に延出し且つ互いに係合する
フインガーがあらゆる箇所で誘電材料により分離
されるように取付けられる。このような容量性検
出素子の構は先行技術では既に知られている。容
量性検出素子１５はウインドシールド１０の外面
又はウインドシールド１０の内部において外側ガ
ラス層と隣接する中央プラスチツク層との間に取
付けられるのが好ましい。容量性検出素子１５が
ガラスの外面に近接しているほど、ガラスの外面
に付着する水分に従つて容量が変化する割合は大
きくなる。しかし、検出素子がガラスの外面に取
付けられる場合には、保護誘電材料層により検出
素子を摩耗又は損傷から保護しなければならな
い。容量性検出素子１５は水分が全くないとき
に、ある所定の容量を有する。しかし、ウインド
ウに水分が付着すると、この容量は大きく変化す
る。容量性検出素子がガラスの外面にある場合、
この変化は100％にも達する。

第２図の回路図は容量性検出素子１５と共にワ
イパー制御装置１４を示す。第２図図において、
方形波発振器は帰還抵抗器３１を伴なうインバー
タ３０と、インバータ３０の入力端子から接地さ
れるコンデンサ３２とから構成される。インバー
タ３０の出力端子は方形波発振器の出力端子であ
り、供給電圧に従つて決定される第１の電圧レベ
ルと、たとえば200Hzの所定周波数及びたとえば
50パーセントのデユーテイサイクルを有する接地
レベルとの間の定常方形波を供給する。この第１
の方形波はインバータ３３を介してANDゲート
３４の一方の入力端子に供給される。

第１の定常方形波は第２の方形波に変換され、
ダイオード３６と、直列の２個のインバータ３
７，３８を介してANDゲート３４の別の入力端
子に供給される。ダイオード３６とインバータ３
７との接続点３９は容量性検出素子１５と、抵抗
器４１とを介して並列に接地される。第１の定常
方形波はさらに第３の方形波に変換され、インバ
ータ４４と直列のダイオード４３を介してAND
ゲート３４の第３の入力端子に供給される。ダイ
オード４３とインバータ４４との接続点４５はコ
ンデンサ４６及び抵抗器４７を介して接地され
る。第２図に示されるように、抵抗器４７は開発
目的のため、すなわち自動車の運転者にシステム
の水分感度を制御する機能を提供するために可変
抵抗形のものであつても良い。

ANDゲート３４の出力は、トリガされたとき
に前述の方形波発振器により発生される。方形波
サイクル周期より長い出力パルス持続時間を有す
る再トリガ可能単安定マルチバイブレータ５０に
供給される。再トリガ可能単安定マルチバイブレ
ータ５０の出力は抵抗器５１を介してエミツタ接
地NPNトランジスタ５２のベースに供給される。
このNPNトランジスタ５２のコレクタは負荷抵
抗器５３を介して自動車の電源に接続される。

第３図の電圧波形を参照してシステムの動作を
説明する。電圧波形６０は、方形波のデユーテイ
サイクルが50パーセントであると仮定したとき
の、ANDゲート３４の入力端子に印加されるイ
ンバータ３３の出力を示す。これは方形波発振器
の反転出力である。波形６１はANDゲート３４
の別の入力端子に印加されるインバータ４４の出
力を示す。これは、ダイオード４３と、コンデン
サ４６と、抵抗器４７と、インバータ４４とから
構成され、方形波発振器の方形波出力を遅延反転
させるRC時間遅延回路により遅延された方形発
振器の出力である。遅延の持続時間は抵抗器４７
の抵抗により調整されれば良く、通常は第３図の
波形６１の下方の一重の斜線領域により示される
ように各サイクルの中に２つの波形６０及び６１
が高電圧レベルになる時間が存在するように方形
波の周波数の半サイクルより短い時間に設定され
る。これら２つの波形がANDゲート３４に印加
されると、それに相応して、デユーテイサイクル
は50％から抵抗器４７の抵抗器により調整される
それより低いパーセンテージまで低下する。

方形波発振器の出力は遅延されるが、反転はさ
れない形で、ダイオード３６と、容量性検出素子
１５と、抵抗器４１と、インバータ３７，３８と
から構成される時間遅延回路を介してANDゲー
ト３４の最後の入力端子にさらに供給される。イ
ンバータは遅延波形の形成を助けるために必要で
あるが、この分岐路においては反転は望ましくな
いので、２個のインバータ３７，３８は直列接続
して使用される。この分岐路において、可変時間
遅延は自動車のウインドウに付着する水分の量に
応答して容量性感知素子１５の可変容量により発
生される。水分が付着していない場合の容量性検
出素子１５によるこの分岐路の通常の波形は波形
６２として示される。これは、容量性検出素子１
５の容量が小さいことによる短い時間遅延を示
す。第３図からわかるように、波形は波形６０及
び６１の共通高電圧状態を表わす一重の斜線領域
と交差する直前に高電圧から接地レベルまで降下
し、この一重斜線領域の終端を過ぎるまでは接地
状態にとどまる。このように、ANDゲート３４
の３つの入力端子はいかなる時点でも同時に高電
圧状態となることはなく、再トリガ可能単安定マ
ルチバイブレータ５０はトリガされない。従つ
て、NPNトランジスタ５２はオフ状態のままで
あり、電動機１２は動作されない。

しかしながら、容量性検出素子１５に隣接する
自動車のウインドウに水分が付着すると容量は増
加し、第３図の電圧波形６３を発生するために、
回路のこの分岐路を介する方形波の通過は遅延さ
れる。波形６３の下方の二重斜線領域からわかる
ように、それぞれのサイクルには、ANDゲート
３４の３つの入力端子の全てが高電圧状態となを
部分時間があり、従つて、この間に再トリガ可能
単安定マルチバイブレータ５０にはハイ状態のト
リガ入力が供給される。サイクルごとにこのよう
なトリガ入力は１つずつ供給され、再トリガ可能
単安定マルチバイブレータ５０の出力パルス持続
時間は１サイクルより長いので、波形６０，６１
及び６３が現われている限り、再トリガ可能単安
定マルチバイブレータ５０の出力はハイ状態のま
まである。従つて、NPNトランジスタ５２はオ
ンされたままであり、電動機１２を動作させ、そ
れぞれの所定の経路を介してワイパー１１を駆動
する。

上述のようなワイパー制御方式は、実際には、
オフ状態から遅延が徐々に短縮される間欠動作を
介して連続動作に至る動作状態を自動的に選択す
るワイパー制御装置において採用される。容量性
検出素子１５はウインドシールド１０の窓ふき領
域に含まれているので、その容量はワイパー１１
がふき取るごとに減少する。容量が再び増加する
速度は降水量によつて異なる。降水量が少ないと
きは、容量はワイパー１１が内側窓ふき位置に達
しても小さいままであり、電動機１２は、容量性
検出素子１５の付近の水分レベルが次のサイクル
を再びトリガするほど十分に高くなるまでの遅延
時間だけ停止される。これに対し、降水量が多い
場合には、次のサイクルはワイパー１１が容量性
検出素子１５の上方の領域をふき取つたほぼ直後
にトリガされ、ワイパーの動作は連続しているよ
うに見える。当然のことながら、雨が止めば、ウ
インドシールド１０は乾燥したままになるのでワ
イパー１１は再トリガされない。

以上、詳細に説明し且つ図面に示した好ましい
実施例は本発明の可能な実施例の１つであるにす
ぎない。たとえば、当業者には知られている他の
様々な容量性センサを使用しても良く、その他の
同等の変形も当業者には自明であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、制御装置を含む自動車のウインドウ
の電動ワイパーの概略的なブロツク線図、第２図
は、第１図に示されるワイパー制御装置の回路
図、第３図は、第２図の回路の異なる箇所にそれ
ぞれ対応する一連の電圧波形を示す図、及び、第
４図は、第１図のシステムに使用される容量性検
出素子の図である。１０……ウインドシールド、１１……ワイパ
ー、１２……電動機、１４……ワイパー制御装
置、１５……容量性検出素子、３０……インバー
タ、３１……帰還抵抗器、３２……コンデンサ、
３３……インバータ、３４……ANDゲート、３
６……ダイオード、３７，３８……インバータ、
４１……抵抗器、４３……ダイオード、４４……
インバータ、４６……コンデンサ、４７……抵抗
器、５０……再トリガ可能単安定マルチバイブレ
ータ、５２……NPNトランジスタ、５３……負
荷抵抗器。

Claims

【特許請求の範囲】

１発振器と、自動車のウインドウ１０の窓ふき
部分の下縁部に隣接して配置され、前記窓ふき部
分に付着する水分の有無に応答して容量を変化さ
せる容量性検出素子１５と、自動車の運転者が抵
抗値を可変制御することができる可変抵抗器４７
とを具備する自動車のウインドウ１０の電動機１
２により駆動されるワイパー１１の制御回路１４
において、発振器３０〜３２は、ほぼ一定の周波
数とデユーテイサイクルを有する供給電圧レベル
及び接地電圧レベルの方形電圧波を発生するよう
に動作し、制御回路は、３つの入力端子及び１つ
の出力端子を有するANDゲート３４と；方形電
圧波を反転し、反転方形電圧波６０をANDゲー
トの第１の入力端子に印加するインバータ３３
と；直列のダイオート４３及びインバータ４４か
ら構成され、第１のコンデンサ４６及び可変抵抗
器４７がダイオード４３とインバータ４４との接
続点から接地されるような第１の波変換手段であ
つて、発振器からANDゲートの第２の入力端子
に接続されるため、反転され且つ第１の時間周期
だけ遅延された方形電圧波６１を前記第２の入力
端子に印加するものと；ダイオード３６及びそれ
に後続する２個の直列のインバータ３７，３８か
ら構成され、抵抗器４１と並列である容量性検出
素子１５がダイオード３６と直列のインバータの
一方３７との接続点から接地されるような第２の
波変換手段であつて、発振器からANDゲートの
第３の入力端子に接続されるため、容量性検出素
子の前記容量に従つて変化する、すなわち、ウイ
ンドウに付着する水分に従つて変化する第２の時
間周期だけ遅延された方形電圧波６２，６３を
ANDゲートの第３の入力端子に印加するもの
と；ANDゲートの出力端子に接続され、３つの
入力端子の全てに共通の供給電圧レベルが現われ
ることによりトリガされたときに、方形電圧波の
１サイクルより長い周期の動作出力を発生する再
トリガ可能安定マルチバイブレータ５０と；再ト
リガ可能安定マルチバイブレータの動作出力に応
答して電動ワイパーを動作させ、１回の窓ふきサ
イイクルを実行させる手段５２，５３をさらに含
み、これにより、ワイパーシステムはウインドシ
ールドに付着する水分に応答して自動的に動作さ
れ且つ自動車の運転者により水分に対する感度を
さらに調節することが可能であることを特徴とす
る回路。