Raindrop detector of the actuating device

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による雨滴検出器の作動装置に関する。 ドイツ連邦共和国特許第3314770号明細書からこの種の雨滴検出器が公知である。 この雨滴検出器はワイパ装置を制御する信号を出力する。 センサから出力された信号は、水分又は汚れを伴った場合によっては清掃すべきウインドガラスの濡れ具合に対する尺度量を表す。 雨滴検出器は光学的測定手法に基づくものである。 ビーム源からプリズムを介してウインドガラスへ結合されたビームは、清掃すべきウインドガラス表面に照射される。 水分によって濡れたあるいは汚れたウインドガラス外側表面において所定の角度の下で反射されたビームはウインドガラスを通して導出され、プリズムを通してウインドガラスから出力結合される。 反射されたビームはビームセンサによって検出される。 このビームセンサは後置接続された評価回路部に信号を出力する。 この場合、ビーム源から送出されウインドガラス表面にて反射されたビーム成分だけがビームセンサによって検出される。 このビーム成分はウインドガラス面において全反射の角度の下に出射したものである。 ビームセンサは乱されていない全反射の際に所定レベルの信号を出力する。
このレベルは安定レベルに相応する。 雨滴又は汚れの粒子成分によって全反射ビーム強度が変化した場合には、
出力信号のレベルが変化する。 この信号は閾値と比較される。 閾値を上回った場合にはワイパ装置に対する投入接続信号が出力される。 センサから出力された信号と比較される閾値は、信号レベルの限界値に依存して自動的に追従制御される。 この閾値の追従制御は、電子回路の長期的ドリフト及び温度ドリフトを補償し、ウインドガラス表面の状態を考慮するものである。 このウインドガラス表面の状態は、例えばひっかき傷等によって絶えず変化している。 追従制御に対する範囲は、比較器として接続された増幅器によって処理可能な入力電圧範囲に限定されている。 長期的ドリフト及び温度ドリフトの他に、センサから出力される信号の安定レベルは雨滴検出器をウインドガラスへ取り付ける際の構造的な所与条件に依存する。 電子的及び光学的構成部品の製造の際の製造公差の他にも付加的に、種々異なるウインドガラスの厚さ、種々異なるウインドガラスの分光透過係数並びに例えばウインドガラスへの雨滴検出器の取り付け手法等を考慮しなければならない。 本発明の課題は、センサから出力された信号レベルが、製造及び取付けにほとんど依存することなく取扱の容易な値に設定されることの保証されるような雨滴検出器の作動装置を提供することである。 上記課題は請求の範囲第１項の特徴部分に記載された本発明によって解決される。 発明の利点 本発明による装置は次のような利点を有する。 すなわち、センサから出力された汚れのないウインドガラスに相応する信号のレベルを所定の安定レベルへ制御することにより、雨滴検出器の個々の構成部品の製造公差並びに雨滴検出器取付けの際の許容偏差が広い範囲に亘って補償可能になるという利点を有する。 この広い範囲には数十倍という意味も含まれる。 それにより雨滴検出器は適用条件にほとんど影響を受けずに実現することができる。 ワイパ装置に対するスイッチング信号を得るために安定電位と比較される閾値を追従制御する装置はもはやなくなる。 本発明による装置の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載される。 当該制御は、雨滴検出器がセンサから出力される信号を増幅する手段を有し、この手段の増幅度が可変である場合には特に簡単に実施することができる。 前記雨滴検出器が、ウインドガラスの状態を通して信号の変化がセンサによって検出されるような信号を出力する手段を有している場合には、出力信号の出力を変えることにより当該制御を簡単に実施することができる。 前記雨滴検出器は、光電的ビームセンサを用いることにより特に安価に実現可能である。 このセンサはビーム源から出力された信号を受信する。 本発明による装置は特に自動車での使用に適するものである。 なぜならドライバによるワイパ装置のマニュアル操作が省かれるからである。 雨滴検出器の校正の省略により大量生産におけるコスト利潤が得られる。 次に本発明による装置の実施例を以下に詳細に説明する。 図面 図１及び図２は本発明による雨滴検出器作動装置のブロック回路図である。 図３は本発明の装置において生じる信号レベルを示した図である。 実施例 図１には制御信号11を手段12に出力する回路部10が示されている。 この手段12は信号13を出力する。 この信号
13は測定効果に基づくものである。 信号13はセンサ14によって検出される。 このセンサ14はセンサ信号15を信号処理部16に出力する。 この信号処理部16は処理されたセンサ信号17を評価回路部18と制御器19に出力する。 評価回路部18は、ここでは図示されていないワイパ装置の投入接続のためのスイッチング信号21を、処理されたセンサ信号17と所定の閾値21に依存して検出する。 制御器19
は処理されたセンサ信号17と基準信号22に依存して調整信号23を検出する。 この調整信号23は信号処理部16に供給される。 図２には本発明による装置の別の実施例が示されている。 この実施例では図１の実施例と比べて別の制御器30
が示されている。 この制御器30は別の調整信号31を制御回路部10に出力する。 図２に示されている装置の残りの部分は図１に示されている部分と一致しているためそれぞれ同じ符号が付される。 図３には、本発明による装置の実施例において基準レベル41に関して生じた信号のレベル40がプロットされている。 レベル42と43はセンサ信号15又は処理されたセンサ信号17の下方及び上方の限界値である。 これらの限界値は後続の回路部に関連して設定されている。 レベル44
は安定レベルである。 この安定レベルをセンサ信号15又は処理されたセンサ信号17は汚れていないウインドガラスの下での調整状態の中で有する。 レベル45は評価回路部18で生ぜしめられる閾値21に相応する。 次に本発明による装置を図１及び図２に示された実施例のブロック回路図に基づき図３に示されたレベル40と関連させてさらに詳細に説明する。 特にここでは本発明の装置を光電形雨滴検出器に基づいて説明する。 この雨滴検出器は制御回路部10、手段1
2、センサ14、場合により信号処理部16、並びに評価回路部18を有している。 光電形雨滴検出器の他にも本発明による装置は、センサ14と場合によって信号処理回路部
16が設けられているその他の各検出器形式にも適するものである。 例えば、センサ14を有する音響形、容量形又は抵抗形の雨滴検出器が公知である。 音響形雨滴センサは音波を相応の電気出力信号に変換する。 抵抗形雨滴センサではコンダクタンスが湿気によって変化する。 容量形センサでは容量値が、ウインドガラスに湿気又は汚れが生じた場合に変化する。 この容量値はコンデンサの誘電体の変化に相応する。 その他にも手段12から出力される信号を受信するセンサ14を有する雨滴検出器がある。
当該明細書の基礎となっている雨滴検出器10,12,14,16,
18は、そのような測定方法に基づくものである。 この測定方式では手段12がビーム源を有しており、このビーム源は光ビーム13を放出する。 この光ビーム13はビームセンサ14によって受信される。 その他にもさらに別の雨滴検出器10,12,14,16,18が公知である。 この雨滴検出器では手段12が高周波電磁ビームを放出する。 この電磁ビームの周波数は有利にはGHz領域にある。 従ってセンサ14
はマイクロ波センサとして構成される。 図１と図２に示された実施例では手段12が光ビーム13
を出力する。 このビーム13は少なくとも１つのビームセンサ14によって受け取られる。 光区間（この区画にはウインドガラスが含まれている）の構成のここでの詳細な説明は省く。 この区間は例えば冒頭で述べた公知技術において詳細に説明されている。 少なくとも１つのビーム源を有する手段12は、制御回路部10からの制御信号11によって制御され、該手段12からビーム信号13が送出せしめられる。 この制御回路部10は例えばドライバ回路を有している。 このドライバ回路によりビーム源の出力が可変である。 図１に示されている実施例ではビーム出力が予め設定されている。 ビームセンサ14によって受信されるビームは、汚れ又は湿気によるウインドガラスの濡れを通してのビーム結合によって弱められる。 受信されるビーム出力への影響には所要の電気的及び光学的構成素子群の許容偏差も含まれる。 著しい影響にはウインドガラスの厚さ並びにガラス材料の透過係数が含まれる。 さらにウインドガラスへの手段12とセンサ14の光結合の品質並びにそれらの相互間の配置構成により受信可能なビーム出力が著しい度合いで決定される。 本発明ではこれらの影響を制御によって除去することが行われる。 それ故に制御器19又は30が設けられている。 制御器19は調整信号23を、処理されたセンサ信号17
と基準信号22との間の比較に依存して信号処理回路部16
へ出力する。 この信号処理回路部16は、センサ14が直接評価可能な信号15を出力する場合には省略することもできる。 信号処理回路部16はセンサ14と集積化して製造されても良い。 この場合はそのように構成されたセンサ構成素子の外部で、当該の処理されたセンサ17信号が生じる。 調整信号23は例えば信号処理回路部16内に設けられている増幅器の増幅率に作用を及ぼす。 それにより、処理されたセンサ信号17は汚れのないウインドガラスにおいて所定の安定レベル44を有する。 この安定レベル44は有利には後続の評価回路部18に適合化される。 この評価回路部18がアナログ構成要素を有している場合には安定レベル44は下方のレベル限界値42と上方のレベル限界値
43との間のほぼ中央に存在し、これらのレベル内で評価回路部18が動作する。 このような手法により一方では、
場合によって設けられる増幅器の過度の制御が回避され、他方では処理されたセンサ信号17の変化の際の最大信号偏移の使用が可能である。 これによりノイズ信号に対する確実性が高められる。 安定レベル44は基準信号22
に関して設定される。 それ故基準信号のレベルは有利には安定レベル44に相応する。 センサ信号15又は処理されたセンサ信号17の供給されている評価回路部18は、当該信号15,17と所定の閾値21
との比較によりスイッチング信号20を求める。 このスイッチング信号20は図には示されていないワイパ装置に供給されるものである。 前記閾値は所定のレベル45を有している。 これは図示の実施例では安定レベル44下方の所定の値である。 ２つのレベル44と45との間の間隔は予め固定的に定めることも可変に維持することも可能である。 ウインドガラスの濡れあるいは湿度を含んだ降雨はセンサ信号15又は処理されたセンサ信号17レベルの低下を引き起こす。 それにより当該レベルは安定レベルから偏移する。 レベル45に設定された閾値21を上回った後は評価回路部18のスイッチング信号20によって投入接続信号が出力される。 図１に示されたセンサ信号15の増幅の追従制御に代わって、図２では別の調整信号31を出力する別の制御器30
による、手段12から出力された信号出力の追従制御が制御回路部10を用いて行われている。 特に前記２つの追従制御を組み合わせることは有利である。 なぜなら信号追従制御範囲がさらに数十倍にも拡大されるからである。 制御器19,30は次のように構成されなければならない。 すなわち調整信号23,31がセンサ信号15又は処理されたセンサ信号17に比して極めて緩慢に変化するように構成されなければならない。 それによりセンサ信号15又は処理されたセンサ信号17の変化（これはウインドガラスの状態変化を表すものである）が制御作用に組み込まれないようにするのである。 本発明による装置の構成によれば当該装置の最初の作動開始の際に校正過程が行われる。 この場合センサ信号
15又は処理されたセンサ信号17の安定レベル44が汚れのないウインドガラスのレベルに相応することが補償される。 後続の動作の中ではセンサ信号15の長期的平均値への制御が行われても良い。 この場合は例えば予め与えられた所定の値を上回る信号変化速度が生じた後での平均値形成が中止される。 この手法により比較的汚れたウインドガラスか又は湿度によって比較的湿っているウインドガラスに当該安定レベル44が対応するようなことが回避される。 校正過程を実施する別の手段は、ワイパ装置の洗浄−
ワイパ動作（拭き取り）−サイクル動作の後数秒してから行うものである。 この手段でも、信号変化速度の最大値を予め設定することが有利である。 それにより雨が降っていないことと場合によって生じ得るぬめりが乾燥されていることが保証される。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−278435（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−27862（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−53382（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−53383（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4916374（ＵＳ，Ａ) 国際公開89／119（ＷＯ，Ａ１) 国際公開83／2093（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl. ⁷ ，ＤＢ名) G01W 1/00 - 1/18 B60S 1/00 - 1/68 G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/17 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)