JPS61143247A

JPS61143247A - 自動車のウインドウのワイパー動作制御回路

Info

Publication number: JPS61143247A
Application number: JP60263930A
Authority: JP
Inventors: ドナルド　イー．グラハム
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1986-06-30
Also published as: JPH0331617B2; US4567412A; EP0184310A2; EP0184310A3; CA1222302A

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】本発明は自動車のウィ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、ウィ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ィンドウワイパ
ーシステムに関する。

先行技術においては、ウィ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
な自動制御ウィ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２．１．０５，１．８
４　Ａ号）。このようなセンサの１つとして、ウィンド
ウの外面の水分の有無によって犬きぐ容量を変化させる
ようにウィ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、ウィンドウ
のさほど障害とならない部分に配−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
ウィンドウワイパー制御システムに組込捷れるべき完全
なセンサ盆形成するだめには品質の良い、低コストの信
頼できる成子回路が必要である。Ａｆ日に余るまで、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
。

従って、自動車のウィンドウの電動ワイパーの制御回路
は脣許請求の範囲第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ィサイ
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
ＡＮＩ）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１１ｚ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＠１の彼変侯手段は発振器からＡＮＤゲート
の第２の入力端子に接続されるため、反転され目、つ第
１の時間周期だけ遅延された方杉電１ｆ彼をＡＮＩ’）
ゲートの第２の入力端子に印刀口し；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の抵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の被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ィンド
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、第２
の被変換手段はこの容量に従って変化する、すなわち、
ウィンドウに付着する水分に従って変化する第２の時間
周期だけ遅延きれた方形電圧波をＡＮＤゲートの第３の
入力端子に印刀ｎ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Ｉ張子に接続され、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
周期の動作出力全余生し：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ィンドウに付着す
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
ある自動車のウィ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
車のウィ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の詳細な説明する。

第１図において、車輪自動車（図示せず）はフロントウ
ィンドウ、すなわちウィンドシールド１０を含む。この
ウィンドシールドはこの種のウィンドシールドに通常使
用されるサンドイッ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
動俊１２によって駆動される一対のワイパー１１を有す
る。ｆＸ＋示されるように、ウィンドシールド１０の、
運転者側ワイパーの内側窓ふき位置の直上の窓ふき領域
に取付けら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ィンガーがあらゆる箇所で誘電材
料によシ分離されるように取付けられる。このような容
量性検出素子の構成は先行技術では既に知られている。

容量性検出素子１５はウィンドシールド１０の外面又は
ウィンドシールド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ッ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って容量が
変化する割合は犬きくなる。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、ある所足
の容量を有する。しかし、ウィンドウに水分が付着する
と、と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（Ｘ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図において、方形波発娠器は帰
還抵抗器３１を伴なうインバータ３０と、インバータ３
０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、供給電圧に従って決定される第１の電圧
レベルと、たとえば２００　Ｈｚ　の所定周波数及びた
とえば５０パーセントのチューティ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３７．３８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３７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４
３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　ｌＩ−１開発目的のため、す々わち
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っても良い。

ＡＮＤケート３４の出力は、トリ力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
エミッタ接地ＮＰＮトランジスタ５２のベースに供給さ
れる。との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、方形波のデユーティサイクルが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ＡＮ
Ｄゲート３４の別の入力端子に印加されるインバータ４
４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波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６
０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ケート３４に印加されると
、それに相応して、デユーティサイクルは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吉、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、ｏＴＲ時間遅延
は自動車のウィンドウに付着する水分の量に応答して芥
量性感知累子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１５の容量が小さいことによる短い時間
遅延を示す。第３図かられかるように、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−
亜科線領域の終端を過き′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。従って、ＮＰＮトランジスタ５２けオフ状態のま
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
ウィ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、回路のこの分岐路ケ介
する方形波の通過は遅延される。波形６３の下方の二重
斜線領域かられかるように、それぞれのサイクルには、
ＡＮＤゲート３４０３つの入力端子の全てが高′醒圧状
態となを部分時間があり、従って、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
イ状態のま才である。従って、ＮＰＮトランジスタ５２
はオンされた寸まであり、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けウィンドシー
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がふき椴るごとに減少する。容量が町び増
加する速度は降水量によって異なる。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′＝１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壕での遅延時間だけ停止でれる。

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
ったほぼ直後にトリ力され、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
ィンドシールド１０は乾燥したままになるのでワイパー
１１は再トリガでれない。

以上、詳訓に説明し且つ図面に示した好葦しい実施例（
は本発明の可能な実施例の１つであるにすき゛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
サを便用１７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ィンドウの電動ワ
イパーの概略的なブロック線図、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・・・ウィンドシールド、１１・・・ワイパー、１
２・・・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、３６０．。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、自動車のウィンドウ（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
る自動車のウィンドウ（１０）の電動機（１２）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ューティ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、ウィ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ィ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。