JP2008195396A - Moisture detection system and its use - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a capacitive sensor system wherein it is necessary to have a sufficient capacity capable of detecting capacity changes, the problem of a resistant sensor system wherein a resisting element is probably deteriorated in exposure with weather, and the problem of an ultrasonic sensor system and an optical sensor system wherein location of the sensor system is not optimum. <P>SOLUTION: This moisture detecting system includes a conductor mounted on a substrate. The conductor has a resonance frequency to be fluctuated as a function of moisture quantity on the substrate adjacent to the conductor. An oscillator outputs an oscillator signal at a predetermined amplitude and a predetermined frequency. A resonator circuit is connected to the substrate, and outputs a resonator signal having an amplitude related to the resonance frequency of the conductor in response to the oscillator signal and the resonance frequency of the conductor. A filter circuit rectifies the resonator signal for filtering, and an analog/digital converter outputs a digitalized signal. A controller operates the system related to the substrate in response to the digital signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

（発明の分野）
本発明は基板上の水分検出に関し、特に、輸送機関ウィンドシールド上の水分検出に関する。 (Field of Invention)
The present invention relates to moisture detection on a substrate, and more particularly to moisture detection on a transport windshield.

（従来技術の説明）
従来、輸送機関のウィンドシールド上の水分検出は４つの基本的方法で遂行されている。すなわち、容量性センサシステム、抵抗性センサシステム、超音波センサシステムおよび光センサシステムである。 (Description of prior art)
Conventionally, moisture detection on a windshield of a transportation vehicle is performed by four basic methods. That is, a capacitive sensor system, a resistive sensor system, an ultrasonic sensor system, and an optical sensor system.

容量性センサシステムはウィンドシールド上に形成されたキャパシタを含んでいる。ウィンドシールド上の水分に応答して、キャパシタの容量が変化する。変化する容量を検出しその関数としてウィンドシールドワイパの動作を制御するために感知回路が接続される。容量性水分センサの例としてブシュールの米国特許第５，６６８，４７８号、ネッツァの第５，６８２，７８８号、ネッツァの第５，８０１，３０７号、およびホフスタインの第６，０９４，９８１号が含まれる。   The capacitive sensor system includes a capacitor formed on the windshield. In response to moisture on the windshield, the capacitance of the capacitor changes. A sensing circuit is connected to detect the changing capacitance and control the operation of the windshield wiper as a function thereof. Examples of capacitive moisture sensors include Bushur US Pat. No. 5,668,478, Netza 5,682,788, Netza 5,801,307, and Hofstein 6,094,981. included.

抵抗測定システムはウィンドシールドまたは、従来のホイップアンテナ等の、輸送機関の他の部分上に間隔をとって配置される２つの導電素子を含んでいる。導電素子に接続された回路が抵抗素子を橋絡する水分に応答してその抵抗変化を測定し、抵抗変化の関数としてウィンドシールドワイパの動作を制御する。抵抗測定システムの例としてシュロダーの米国特許第５，６５９，２９４号、シュロダーの第５，５９８，１４６号、ウエバーの第５，７８０，７１８号、バンダムの第５，７８０，７１９号、ウエバーの第５，７８３，７４３号、およびペツォルドの第５，９００，８２１号が含まれる。   The resistance measurement system includes two conductive elements spaced apart on other parts of the transport, such as a windshield or a conventional whip antenna. A circuit connected to the conductive element measures its resistance change in response to moisture bridging the resistance element and controls the operation of the windshield wiper as a function of the resistance change. Examples of resistance measurement systems include Schroder US Pat. No. 5,659,294, Schroder No. 5,598,146, Weber No. 5,780,718, Bandam No. 5,780,719, No. 5,783,743, and Petrold 5,900,821.

超音波センサシステムはシートの第１面へ向けて超音波信号を発し反射超音波信号をシートの第２面上で受信するトランスデューサを含んでいる。反射信号の変動はシートの第２面上における異質物体の存否を決定するのに利用される。超音波センサシステムの例としてソーラ等の米国特許第５，８１８，３４１号および欧州出願第ＥＰ０６３８８２２号が含まれる。   The ultrasonic sensor system includes a transducer that emits an ultrasonic signal toward the first side of the sheet and receives a reflected ultrasonic signal on the second side of the sheet. The variation of the reflected signal is used to determine the presence or absence of a foreign object on the second surface of the sheet. Examples of ultrasonic sensor systems include Solar et al. US Pat. No. 5,818,341 and European Application No. EP0638822.

光センサシステムは光源からのウィンドシールドで反射される光を検出するように配置された光検出器を含んでいる。ウィンドシールド上の水分の存在に応答して、光センサにより検出される光の量は光源からの光の反射が変化するために変化し、光センサの出力に変化を生じる。検出回路が入射光の変化に応答して光検出器の出力変化を検出し、その変化の関数としてウィンドシールドワイパを作動させる。光検出システムの例としてピエンカ等の米国特許第５，６９４，０１２号、ゼットラーの第５，９９０，６４７号、ピエンカ等の第６，０５２，１９６号、ポンジアナの第６，０６６，９３３号、クーリング等の第６，０８４，５１９号、ホフスタインの第６，２０７，９６７号、テダーの第５，６６１，３０３号、リナムの第６，２５０，１４８号、ブラウン等の第６，２１８，７４１号、およびネルソンの第６，２３２，６０３号が含まれる。   The photosensor system includes a photodetector arranged to detect light reflected by the windshield from the light source. In response to the presence of moisture on the windshield, the amount of light detected by the light sensor changes due to changes in the reflection of light from the light source, causing a change in the output of the light sensor. A detection circuit detects a change in the output of the photodetector in response to a change in incident light and activates the windshield wiper as a function of the change. Examples of light detection systems include Pienka et al., US Pat. No. 5,694,012, Zettler et al., 5,990,647, Pienka et al., 6,052,196, Pondiana, 6,066,933, No. 6,084,519 for cooling, No. 6,207,967 for Hofstein, No. 5,661,303 for Tedder, No. 6,250,148 for Linham, No. 6,218,741 for Brown et al. And Nelson 6,232,603.

容量性センサシステムの問題点として、ウィンドシールド上の雨の存在に応答して適切な検出回路により容量変化を検出できるような十分な容量を有するキャパシタを形成する必要性が含まれる。容量性センサシステムのもう一つの問題点はキャパシタを形成する金属膜の加熱または冷却により容量が変化して使用中にキャパシタの容量が変化することである。   Problems with capacitive sensor systems include the need to form a capacitor with sufficient capacitance so that a change in capacitance can be detected by an appropriate detection circuit in response to the presence of rain on the windshield. Another problem of the capacitive sensor system is that the capacitance of the capacitor changes during use due to the capacitance changing due to heating or cooling of the metal film forming the capacitor.

抵抗性センサシステムの問題点として、ウィンドシールドの外面に形成された抵抗素子を有する必要性が含まれ、抵抗素子は天候に曝されて劣化する可能性がある。さらに、抵抗性センサシステムの抵抗素子は温度変化による抵抗変化の影響も受ける。   Problems with resistive sensor systems include the need to have resistive elements formed on the outer surface of the windshield, which can be exposed to the weather and deteriorate. Furthermore, the resistive element of the resistive sensor system is also affected by a resistance change due to a temperature change.

超音波センサシステムおよび光センサシステムの問題点として、超音波センサシステムのトランスデューサおよび光センサシステムの光送信器および光受信器を輸送機関内部に配置してウィンドシールド上の適切な位置における水分の存在を検出する必要性が含まれる。しかしながら、超音波センサシステムや光センサシステムをウィンドシールド上の適切な位置に配置すると、しばしばウィンドシールドを介したドライバの視界が一部遮られたり、ウィンドシールド上の水分の存在を検出するための最適位置とはとても言えない位置にこのようなセンサシステムが配置される。さらに、水分を検出する光センサの感度は光送信器から光受信器までの光伝播経路内のウィンドシールドの色や濃淡により弱められることがある。   The problem with ultrasonic sensor systems and optical sensor systems is the presence of moisture at the appropriate location on the windshield by placing the transducer of the ultrasonic sensor system and the optical transmitter and receiver of the optical sensor system inside the transport. The need to detect is included. However, when the ultrasonic sensor system or the optical sensor system is arranged at an appropriate position on the windshield, the driver's field of view through the windshield is often obstructed or the presence of moisture on the windshield is detected. Such a sensor system is arranged at a position that cannot be said to be the optimum position. Furthermore, the sensitivity of the optical sensor that detects moisture may be weakened by the color and shading of the windshield in the light propagation path from the optical transmitter to the optical receiver.

したがって、本発明の目的はウィンドシールド等の基板上に搭載された本質的に不可視の小型センサ、センサを刺激する回路、および基板上の水分の存在、特に、基板上の水分の量によるセンサの共振周波数の変化を検出する検出回路を有する水分検出システムを提供することにより前記問題点およびその他の問題点を克服することである。センサの共振周波数の変化を検出することにより基板上の水分の存在を検出する方法を提供することも本発明の目的である。当業者ならば下記の詳細な説明を読んで理解すれば他の目的も自明であろう。   Accordingly, the object of the present invention is to provide an invisible small sensor mounted on a substrate such as a windshield, a circuit for stimulating the sensor, and the presence of moisture on the substrate, in particular the sensor due to the amount of moisture on the substrate. To overcome the above and other problems by providing a moisture detection system having a detection circuit that detects a change in resonance frequency. It is also an object of the present invention to provide a method for detecting the presence of moisture on a substrate by detecting changes in the resonant frequency of the sensor. Other objects will be apparent to those of ordinary skill in the art upon reading and understanding the following detailed description.

（発明の概要）
したがって、我々はウィンドシールド等の基板上に搭載された導電体を含む水分検出システムを発明した。導電体はそれに隣接する基板上の水分の関数として変動する共振周波数を有する。発振器が予め定められた振幅および予め定められた周波数で発振器信号を出力する。共振器回路が導電体に接続されており発振器信号に応答して導電体の共振周波数に関連する振幅を有する共振器信号を出力する。フィルタ回路が共振器信号に応答して整流されフィルタリングされた信号を出力する。アナログ／デジタルコンバータが整流されフィルタリングされた信号に応答してそれに関連するデジタル信号を出力する。最後に、コントローラがデジタル信号に応答してシステムをデジタル信号に従って作動させる。 (Summary of Invention)
Therefore, we have invented a moisture detection system that includes a conductor mounted on a substrate such as a windshield. The conductor has a resonant frequency that varies as a function of moisture on the substrate adjacent to it. An oscillator outputs an oscillator signal with a predetermined amplitude and a predetermined frequency. A resonator circuit is connected to the conductor and outputs a resonator signal having an amplitude related to the resonant frequency of the conductor in response to the oscillator signal. A filter circuit outputs a rectified and filtered signal in response to the resonator signal. An analog / digital converter responds to the rectified and filtered signal and outputs an associated digital signal. Finally, the controller operates the system according to the digital signal in response to the digital signal.

好ましくは、このシステムはワイパシステムであり、それはコントローラに応答して基板上の水分の量および／または基板上に水分が受け入れられる割合の関数として、いつワイパシステムが基板から水分を拭き取るかを調節する。   Preferably, the system is a wiper system that responds to the controller to adjust when the wiper system wipes moisture from the substrate as a function of the amount of moisture on the substrate and / or the rate at which moisture is accepted on the substrate. To do.

基板は間に導電体が挟まれた複数の積層ガラス板を有する輸送機関ウィンドシールドとすることができる。予め定められた周波数は、好ましくは、３００−７００ｋＨｚであり、より好ましくは、４００−６００ｋＨｚである。   The substrate can be a transport windshield having a plurality of laminated glass plates with a conductor sandwiched therebetween. The predetermined frequency is preferably 300 to 700 kHz, and more preferably 400 to 600 kHz.

共振器回路は導電体および基準電圧間に並列接続されたキャパシタおよびインダクタを有するタンク回路を含むことができ、抵抗が発振器およびタンク回路の導電体側間に接続されている。フィルタ回路は共振器からアナログ／デジタルコンバータへ向けて電流を伝導するように接続されたダイオード、およびアナログ／デジタルコンバータに隣接するダイオードの端部および基準電圧間に接続されたキャパシタを含むことができる。   The resonator circuit may include a tank circuit having a capacitor and an inductor connected in parallel between a conductor and a reference voltage, with a resistor connected between the oscillator and the conductor side of the tank circuit. The filter circuit may include a diode connected to conduct current from the resonator to the analog / digital converter, and a capacitor connected between the end of the diode adjacent to the analog / digital converter and a reference voltage. .

我々は輸送機関ウィンドシールド等の基板上の水分を検出する水分検出器も発明した。水分検出器は基板上に配置されて電流を伝導する手段を含んでいる。伝導手段はそれに隣接する基板上の水分の関数として変化する共振周波数を有する。発振器は所望の周波数および第１の振幅を有する発振器信号を伝導手段に出力する。発振器信号に応答する手段が伝導手段の共振周波数に関連する第２の振幅を有する共振器信号を出力する。第２の振幅は第１の振幅よりも大きくても小さくてもよい。最後に、水分検出器は共振器信号に応答して第２の振幅に関連する値を有する制御信号を出力する手段を含んでいる。   We have also invented a moisture detector that detects moisture on a substrate such as a windshield for transportation. The moisture detector includes means disposed on the substrate for conducting current. The conducting means has a resonant frequency that varies as a function of moisture on the substrate adjacent to it. The oscillator outputs an oscillator signal having a desired frequency and a first amplitude to the conducting means. The means responsive to the oscillator signal outputs a resonator signal having a second amplitude related to the resonant frequency of the conducting means. The second amplitude may be larger or smaller than the first amplitude. Finally, the moisture detector includes means for outputting a control signal having a value related to the second amplitude in response to the resonator signal.

好ましくは、基板はその上に作動関係に配置されたワイパシステムを含んでいる。ワイパシステムは制御信号に応答し基板上の水分量および／または基板上に水分が受け入れられる割合に基づいて基板を拭く。   Preferably, the substrate includes a wiper system disposed thereon in operative relationship. The wiper system wipes the substrate in response to the control signal based on the amount of moisture on the substrate and / or the rate at which moisture is accepted on the substrate.

伝導手段は、導電材料のラインまたはシート、あるいは導電粒子の分散等の、基板上に配置された一つ以上の導電体から形成することができる。基板は本質的に電気的および磁気的に非伝導性のガラス等の材料の複数のシートを含むことができ、それらは伝導手段を挟んで互いに積層されている。   The conducting means can be formed from one or more conductors disposed on the substrate, such as a line or sheet of conductive material, or a dispersion of conductive particles. The substrate may comprise a plurality of sheets of material such as glass that are essentially electrically and magnetically non-conductive, which are laminated together with conductive means in between.

我々は水分検出方法も発明した。この方法はその上に導電体が配置された基板を提供することを含んでいる。導電体はそれに隣接する基板上に水分が存在しなければ発振器信号により刺激される。この刺激に対する導電体の応答の第１の振幅が決定される。次に、導電体はそれに隣接する基板上に水分が存在する時に発振器信号により刺激される。この刺激に対する導電体の応答の第２の振幅が決定される。導電体に隣接する基板上に水分の追加に応答する導電体の共振周波数の変化により第２の振幅は第１の振幅とは異なる。最後に、第１の振幅と第２の振幅の差が決定され、この差は導電体に隣接する基板上の水分の量に関連している。   We also invented a moisture detection method. The method includes providing a substrate having a conductor disposed thereon. The conductor is stimulated by the oscillator signal if there is no moisture on the substrate adjacent to it. A first amplitude of the conductor's response to this stimulus is determined. The conductor is then stimulated by the oscillator signal when moisture is present on the substrate adjacent to it. A second amplitude of the conductor's response to this stimulus is determined. The second amplitude is different from the first amplitude due to a change in the resonant frequency of the conductor in response to the addition of moisture on the substrate adjacent to the conductor. Finally, the difference between the first amplitude and the second amplitude is determined and this difference is related to the amount of moisture on the substrate adjacent to the conductor.

この方法はこの差に関連する割合で基板から水分を拭き取ることを含むこともできる。   The method can also include wiping moisture from the substrate at a rate related to this difference.

我々は基板、基板上に配置された導電体、導電体を発振器信号で刺激する手段、および発振器信号および導電体に応答して導電体に隣接する基板上の水分量の変化に応答する導電体の共振周波数の変化を検出する手段を含む水分検出システムも発明している。   We are a substrate, a conductor disposed on the substrate, means for stimulating the conductor with an oscillator signal, and a conductor responsive to changes in the amount of moisture on the substrate adjacent to the conductor in response to the oscillator signal and conductor Also invented is a moisture detection system including means for detecting a change in the resonance frequency of the water.

このシステムは基板から水分を拭き取る手段および検出手段に応答して、いつワイピング手段が基板から水分を拭き取るかを制御する手段を含むこともできる。   The system can also include means for controlling when the wiping means wipes moisture from the substrate in response to means for wiping moisture from the substrate and detection means.

最後に、我々はその上に導電体が配置された電気的および磁気的に非伝導性の流体リザーバを含む流体レベル検出システムを発明している。刺激手段は導電体を発振器信号により刺激し、発振器信号および導電体に応答する手段は流体リザーバ内の流体レベルに関連する導電体の共振周波数の変化を検出し、導電体の共振周波数の検出された変化が流体リザーバ内の所望の流体レベルよりも低いレベルに対応する時は制御信号を出力する。   Finally, we have invented a fluid level detection system that includes an electrically and magnetically non-conductive fluid reservoir having a conductor disposed thereon. The stimulating means stimulates the electrical conductor with the oscillator signal, and the means responsive to the oscillator signal and the electrical conductor detects a change in the resonant frequency of the electrical conductor related to the fluid level in the fluid reservoir, and the resonant frequency of the electrical conductor is detected. A control signal is output when the change corresponds to a level lower than the desired fluid level in the fluid reservoir.

（好ましい実施例の詳細な説明）
図１について、ガラス板や輸送機関ウィンドシールド２等の基板、たとえば、光学的に透明な材料のシートまたはパネルはその上に配置されたアンテナ４を含んでいる。アンテナ４は電子回路を導電体６に接続するのに利用される導電性ホイル８に接続された一つ以上の導電体６を含んでいる。図１に示す実施例では、ホイル８はウィンドシールド２の周辺外部に延びている。しかしながら、ホイル８はウィンドシールド２の周辺内に配置することもできるので、これは本発明を制約するものではない。 Detailed Description of the Preferred Embodiment
With reference to FIG. 1, a substrate, such as a glass plate or a transport windshield 2, such as a sheet or panel of optically transparent material, includes an antenna 4 disposed thereon. The antenna 4 includes one or more conductors 6 connected to a conductive foil 8 that is used to connect an electronic circuit to the conductors 6. In the embodiment shown in FIG. 1, the foil 8 extends outside the periphery of the windshield 2. However, since the foil 8 can also be arranged in the periphery of the windshield 2, this does not limit the invention.

図２および引き続き図１について、ウィンドシールド２はプラスチック中間層１４、好ましくはポリビニルブチラル、により一緒に固着されてウィンドシールド２をユニット構造として形成するアウタおよびインナガラス層１０および１２により形成される。しかしながら、層１０および１２はポリカーボネート等の他の透明な剛性材料とすることができる。好ましくは、導電体６はガラス層１０および１２間、より好ましくは、ガラス層１０およびプラスチック中間層１４間に挟まれる。導電体６は導電性ワイヤまたはシート、ラインまたはシートの形のウィンドシールド２の一方の表面に塗布された導電性コーティング、またはラインまたはシートの形のウィンドシールド２の一方の表面に塗布された導電性粒子の分散とすることができる。好ましくは、導電体６は本質的に肉眼では見えない幅および／または厚さを有する。   2 and continuing to FIG. 1, the windshield 2 is formed by outer and inner glass layers 10 and 12 which are secured together by a plastic intermediate layer 14, preferably polyvinyl butyral, to form the windshield 2 as a unit structure. . However, layers 10 and 12 can be other transparent rigid materials such as polycarbonate. Preferably, the conductor 6 is sandwiched between the glass layers 10 and 12, more preferably between the glass layer 10 and the plastic intermediate layer 14. The conductor 6 is a conductive wire or sheet, a conductive coating applied to one surface of the windshield 2 in the form of a line or sheet, or a conductive coating applied to one surface of the windshield 2 in the form of a line or sheet. It is possible to disperse the conductive particles. Preferably, the conductor 6 has a width and / or thickness that is essentially invisible to the naked eye.

好ましくは、導電体６はガラス層１０またはガラス層１２の内向き表面の一方に配置される。しかしながら、導電体６はガラス層１０またはガラス層１２の外向き表面上に配置することができる。   Preferably, the conductor 6 is disposed on one of the inward surfaces of the glass layer 10 or the glass layer 12. However, the conductor 6 can be disposed on the outwardly facing surface of the glass layer 10 or the glass layer 12.

図３および引き続き図１および２について、ホイル８を介してアンテナ４に接続される電子回路はマイクロプロセッサ２０、周波数発生器２２、共振回路２４、フィルタ回路２６、およびアナログ／デジタルコンバータ２８を含んでいる。ウィンドシールドワイパシステム３０はその動作を後述するように制御する一つ以上の制御信号をマイクロプロセッサ２０から受信するように接続されている。   3 and continuing FIGS. 1 and 2, the electronic circuit connected to the antenna 4 via the foil 8 includes a microprocessor 20, a frequency generator 22, a resonant circuit 24, a filter circuit 26, and an analog / digital converter 28. Yes. Windshield wiper system 30 is connected to receive from microprocessor 20 one or more control signals that control its operation as described below.

マイクロプロセッサ２０は、説明を簡単にするために図３には含まれていない、ＲＯＭメモリ、ＲＡＭメモリ、Ｉ／Ｏバッファ、クロック回路、等のある電子的ハードウェアとインターフェイスされている。マイクロプロセッサ２０はそれに接続されたメモリ内に格納されたソフトウェアプログラムの制御下で動作する。このソフトウェアプログラムの制御下で、マイクロプロセッサ２０は予め定められた振幅および予め定められた周波数を有する発振器信号を周波数発生器２２に出力させる。好ましくは、この予め定められた周波数は３００ｋＨｚと７００ｋＨｚの間であり、より好ましくは、４００ｋＨｚと６００ｋＨｚの間である。発振器信号はアンテナ４に接続された共振回路２４に供給される。発振器信号の受信に応答して、共振回路２４はアンテナ４の共振周波数に関連する振幅を有する共振器信号を出力する。   Microprocessor 20 is interfaced with certain electronic hardware such as ROM memory, RAM memory, I / O buffers, clock circuits, etc., not included in FIG. 3 for ease of explanation. The microprocessor 20 operates under the control of a software program stored in a memory connected thereto. Under the control of this software program, the microprocessor 20 causes the frequency generator 22 to output an oscillator signal having a predetermined amplitude and a predetermined frequency. Preferably, this predetermined frequency is between 300 kHz and 700 kHz, more preferably between 400 kHz and 600 kHz. The oscillator signal is supplied to a resonance circuit 24 connected to the antenna 4. In response to receiving the oscillator signal, the resonant circuit 24 outputs a resonator signal having an amplitude related to the resonant frequency of the antenna 4.

共振回路２４は発振器信号を共振器信号から分離する抵抗Ｒ１を含んでいる。共振回路２４は、抵抗Ｒ１の周波数発生器２２と反対側で、アンテナ４と大地等の基準電圧３４との間に接続されたタンク回路３２も含んでいる。好ましくは、タンク回路３２は発振器信号の予め定められた周波数で共振するように構成されている。タンク回路３２はアンテナ４と基準電圧３４との間に並列接続された抵抗Ｒ２、インダクタＩ１およびキャパシタＣ１を含んでいる。   The resonant circuit 24 includes a resistor R1 that separates the oscillator signal from the resonator signal. The resonant circuit 24 also includes a tank circuit 32 connected between the antenna 4 and a reference voltage 34 such as the ground on the side opposite to the frequency generator 22 of the resistor R1. Preferably, the tank circuit 32 is configured to resonate at a predetermined frequency of the oscillator signal. The tank circuit 32 includes a resistor R2, an inductor I1, and a capacitor C1 connected in parallel between the antenna 4 and the reference voltage 34.

フィルタ回路２６は共振器信号を共振回路２４からアナログ／デジタルコンバータ２８へ向けて伝えるように接続されたダイオードＤ１を含んでいる。キャパシタＣ２および抵抗Ｒ３がダイオードＤ１の共振回路２４とは反対側と基準電圧３４との間に並列接続されている。随意、インダクタＩ２がキャパシタＣ２および抵抗Ｒ３に並列接続される。フィルタ回路２６の出力はアナログ／デジタルコンバータ２８に供給される整流されフィルタリングされた信号である。マイクロプロセッサ２０の制御下で、アナログ／デジタルコンバータ２８は整流されフィルタリングされた信号をサンプリングしてマイクロプロセッサ２０によりサンプリングされる等価デジタル信号へ変換する。   The filter circuit 26 includes a diode D1 connected to transmit the resonator signal from the resonance circuit 24 toward the analog / digital converter 28. A capacitor C2 and a resistor R3 are connected in parallel between the opposite side of the diode D1 from the resonance circuit 24 and the reference voltage 34. Optionally, inductor I2 is connected in parallel with capacitor C2 and resistor R3. The output of the filter circuit 26 is a rectified and filtered signal supplied to the analog / digital converter 28. Under the control of the microprocessor 20, the analog / digital converter 28 samples the rectified and filtered signal and converts it to an equivalent digital signal sampled by the microprocessor 20.

ウィンドシールド２上の水分の存在を検出するために、マイクロプロセッサ２０はウィンドシールド２の外向表面上に水分が存在しなければ、最初に周波数発生器２２に発振器信号を発生させる。次に、マイクロプロセッサ２０はアンテナ４が発振器信号を受信している時にアナログ／デジタルコンバータ２８により出力される第１のデジタル信号をサンプリングすることにより発振器信号に対するアンテナ４の応答を決定する。マイクロプロセッサ２０はこのデジタル信号を将来使用するために格納する。   To detect the presence of moisture on the windshield 2, the microprocessor 20 first causes the frequency generator 22 to generate an oscillator signal if no moisture is present on the outward surface of the windshield 2. Microprocessor 20 then determines the response of antenna 4 to the oscillator signal by sampling the first digital signal output by analog / digital converter 28 when antenna 4 is receiving the oscillator signal. Microprocessor 20 stores this digital signal for future use.

次に、水分、たとえば、水等の凝縮または拡散された液体がウィンドシールド２の外向表面上に存在する時は、マイクロプロセッサ２０はアンテナ４が発振器信号を受信している時にアナログ／デジタルコンバータ２８により出力される第２のデジタル信号をサンプリングする。   Next, when moisture, eg, condensed or diffused liquid, such as water, is present on the outward surface of the windshield 2, the microprocessor 20 causes the analog / digital converter 28 when the antenna 4 is receiving an oscillator signal. The second digital signal output by is sampled.

フィルタ回路２６から出力される整流されフィルタリングされた信号はアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に水分が存在する時は異なる振幅を有することが観察されている。より詳細には、フィルタ回路２６から出力される整流されフィルタリングされた信号はアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の水分の増加と共に限界まで増減する振幅を有する。たとえば、アンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に水分が存在しなければ、整流されフィルタリングされた信号は第１の振幅を有する。しかしながら、水滴状の水分がアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上で受け入れられると、フィルタ回路２６から出力される整流されフィルタリングされた信号は第１の振幅とは異なる第２の振幅を有する。さらに、拡散された水の形の水分がアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上で受け入れられると、フィルタ回路２６から出力される整流されフィルタリングされた信号は第２の振幅とは異なる第３の振幅を有する。   It has been observed that the rectified and filtered signal output from the filter circuit 26 has a different amplitude when moisture is present on the windshield 2 adjacent to the antenna 4. More specifically, the rectified and filtered signal output from the filter circuit 26 has an amplitude that increases or decreases to the limit with increasing moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4. For example, if there is no moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4, the rectified and filtered signal has a first amplitude. However, when water droplets are received on the windshield 2 adjacent to the antenna 4, the rectified and filtered signal output from the filter circuit 26 has a second amplitude that is different from the first amplitude. Further, when moisture in the form of diffused water is received on the windshield 2 adjacent to the antenna 4, the rectified and filtered signal output from the filter circuit 26 has a third amplitude that is different from the second amplitude. Have

この変化する振幅はアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の増加する水分量によるアンテナ４の共振周波数の変化に応答して変化する、発振器信号の予め定められた周波数における、アンテナ４のインピーダンスにより生じる。より詳細には、アンテナ４の共振周波数はアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の増加する水分に応答して増加する。したがって、たとえば、発振器信号の予め定められた周波数がアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に拡散された液体が存在する時のアンテナ４の共振周波数に等しく選定されると、アンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の水分量が無水分から拡散液体まで増加する時にアンテナ４のインピーダンスが減少してフィルタ回路２６により出力される整流されフィルタリングされた信号の振幅が減少する。同様に、たとえば、発振器信号の予め定められた周波数がアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に水分が存在しない時のアンテナ４の共振周波数に等しく選定されると、アンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の水分量が無水分から拡散液体まで増加する時にアンテナ４のインピーダンスが増加してフィルタ回路２６により出力される整流されフィルタリングされた信号の振幅が増加する。したがって、アンテナ４の共振周波数に対する発振器信号の予め定められた周波数の関係に応じて、フィルタ回路２６により出力される整流されフィルタリングされた信号の振幅を増減することができる。   This changing amplitude is caused by the impedance of the antenna 4 at a predetermined frequency of the oscillator signal that changes in response to changes in the resonant frequency of the antenna 4 due to the increased amount of moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4. . More specifically, the resonant frequency of the antenna 4 increases in response to increasing moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4. Thus, for example, if the predetermined frequency of the oscillator signal is selected to be equal to the resonant frequency of the antenna 4 when liquid diffused on the windshield 2 adjacent to the antenna 4 is present, the window adjacent to the antenna 4 is selected. As the amount of moisture on the shield 2 increases from anhydrous to diffusing liquid, the impedance of the antenna 4 decreases and the amplitude of the rectified and filtered signal output by the filter circuit 26 decreases. Similarly, for example, if the predetermined frequency of the oscillator signal is selected to be equal to the resonant frequency of the antenna 4 when no moisture is present on the windshield 2 adjacent to the antenna 4, the windshield 2 adjacent to the antenna 4. As the amount of water above increases from anhydrous to diffusing liquid, the impedance of the antenna 4 increases and the amplitude of the rectified and filtered signal output by the filter circuit 26 increases. Thus, the amplitude of the rectified and filtered signal output by the filter circuit 26 can be increased or decreased according to the predetermined frequency relationship of the oscillator signal to the resonant frequency of the antenna 4.

好ましくは、ガラス層１０および１２間に挟まれた導電体６を有するアンテナ４に接続された電子回路は無水分および拡散液体間のウィンドシールド２上の水分変化によるアンテナ４の共振周波数の変化を検出することができる。しかしながら、ウィンドシールド２の表面上の露やミストはそれらを受け入れるウィンドシールド２の表面上に導電体６が配置される時に最も良く検出される。   Preferably, the electronic circuit connected to the antenna 4 having the conductor 6 sandwiched between the glass layers 10 and 12 exhibits a change in the resonance frequency of the antenna 4 due to moisture changes on the windshield 2 between the anhydrous component and the diffusion liquid. Can be detected. However, dew and mist on the surface of the windshield 2 are best detected when the conductor 6 is placed on the surface of the windshield 2 that receives them.

次に、マイクロプロセッサ２０は、アンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に水分が存在しない時にフィルタ回路２６により出力される整流されフィルタリングされた信号に対応する、第１のデジタル信号を水分、たとえば、露、ミストまたは水滴等の凝縮液体、または拡散水等の拡散液体がアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に存在する時にフィルタ回路２６により出力される整流されフィルタリングされた信号に対応する、第２のデジタル信号と比較してアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に存在する水分量を決定する。より詳細には、マイクロプロセッサ２０は第１および第２のデジタル信号の差を取りアンテナ４に隣接するウィンドシールド２上に存在する水分量をそこから決定する。この決定に基づいて、マイクロプロセッサ２０はウィンドシールド２上の水分量に基づいてその動作を制御する制御信号をウィンドシールドワイパシステム３０に出力する。   The microprocessor 20 then converts the first digital signal corresponding to the rectified and filtered signal output by the filter circuit 26 when there is no moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4 to moisture, eg, A second corresponding to a rectified and filtered signal output by the filter circuit 26 when a condensed liquid such as dew, mist or water droplets or a diffusing liquid such as diffusing water is present on the windshield 2 adjacent to the antenna 4; The amount of moisture present on the windshield 2 adjacent to the antenna 4 is determined by comparison with the digital signal. More specifically, the microprocessor 20 takes the difference between the first and second digital signals and determines the amount of moisture present on the windshield 2 adjacent to the antenna 4 therefrom. Based on this determination, the microprocessor 20 outputs a control signal for controlling the operation to the windshield wiper system 30 based on the amount of moisture on the windshield 2.

図４および引き続き前の全ての図を参照して、ウィンドシールドワイパシステム３０はマイクロプロセッサ２０から制御信号を受信するウィンドシールドワイパモータコントロール３６、およびウィンドシールド２上に配置されたウィンドシールドワイパブレード４０に接続されるウィンドシールドワイパモータ３８を含んでいる。前記したように、マイクロプロセッサ２０によりウィンドシールドワイパモータコントロール３６へ供給される制御信号はマイクロプロセッサ２０によりサンプリングされた第１および第２のデジタル信号間の差に関連している。アンテナ４に隣接するウィンドシールド２上の水分量に従ってウィンドシールドワイパシステム３０を制御するために、マイクロプロセッサ２０により処理することができるデジタル差値の数値範囲はウィンドシールドワイパシステム３０の所望の制御に基づいて区分される。たとえば、デジタル差値の範囲が２つの区画に分けられる場合、差値の上部数値範囲に対応する区画はウィンドシールドワイパシステム３０の高速動作に対応し、差値の下部数値範囲はウィンドシールドワイパシステム３０の低速動作に対応する。したがって、第２のデジタル信号の現在のサンプルと第１のデジタル信号との差値が差値の上部数値範囲内であれば、マイクロプロセッサ２０は制御信号を出力しそれによりウィンドシールドワイパモータコントロール３６はウィンドシールドワイパブレード４０を高速で作動させるようにウィンドシールドワイパモータ３８を制御する。同様に、第２のデジタル信号の現在のサンプルと第１のデジタル信号との差値が差値の下部数値範囲内であれば、マイクロプロセッサ２０は制御信号を出力しそれによりウィンドシールドワイパモータコントロール３６はウィンドシールドワイパブレード４０を低速で作動させるようにウィンドシールドワイパモータ３８を制御する。   Referring to FIG. 4 and all subsequent figures, the windshield wiper system 30 includes a windshield wiper motor control 36 that receives control signals from the microprocessor 20 and a windshield wiper blade 40 disposed on the windshield 2. A windshield wiper motor 38 to be connected is included. As described above, the control signal supplied by the microprocessor 20 to the windshield wiper motor control 36 is related to the difference between the first and second digital signals sampled by the microprocessor 20. In order to control the windshield wiper system 30 according to the amount of moisture on the windshield 2 adjacent to the antenna 4, the numerical range of digital difference values that can be processed by the microprocessor 20 depends on the desired control of the windshield wiper system 30. Sorted based on. For example, when the range of the digital difference value is divided into two sections, the section corresponding to the upper numerical range of the difference value corresponds to the high speed operation of the windshield wiper system 30, and the lower numerical range of the difference value is the windshield wiper system. Corresponds to 30 low-speed operations. Therefore, if the difference value between the current sample of the second digital signal and the first digital signal is within the upper numerical range of the difference value, the microprocessor 20 outputs a control signal so that the windshield wiper motor control 36 The windshield wiper motor 38 is controlled to operate the windshield wiper blade 40 at high speed. Similarly, if the difference value between the current sample of the second digital signal and the first digital signal is within the lower numerical range of the difference value, the microprocessor 20 outputs a control signal, thereby causing the windshield wiper motor control 36. Controls the windshield wiper motor 38 to operate the windshield wiper blade 40 at low speed.

ウィンドシールドワイパシステム３０の他のさまざまな動作モードも第２のデジタル信号の現在のサンプルと第１のデジタル信号との差値の関数としてマイクロプロセッサ２０およびウィンドシールドワイパモータコントロール３６により可能とすることができる。これらのモードはウィンドシールドワイパブレード４０が一度ウィンドシールド２を拭く、たとえば、ウィンドシールド２から露やミストを除去するシングルパルスモード、たとえば、ウィンドシールド２上に水滴が定常的に蓄積されるがウィンドシールドワイパシステム３０の低速動作を正当化するのに十分な蓄積ではない連続デューティサイクルパルスモード、およびウィンドシールドワイパブレード４０によるウィンドシールド２の拭き取りがウィンドシールド２上の水分蓄積の量および／または割合の関数として変動する可変デューティサイクルパルスモードを含むことができる。   Various other modes of operation of the windshield wiper system 30 may also be enabled by the microprocessor 20 and the windshield wiper motor control 36 as a function of the difference value between the current sample of the second digital signal and the first digital signal. it can. In these modes, the windshield wiper blade 40 wipes the windshield 2 once. For example, a single pulse mode in which dew and mist are removed from the windshield 2, for example, water droplets are constantly accumulated on the windshield 2 but the windshield 2 The amount and / or rate of moisture accumulation on the windshield 2 when the windshield 2 wipes with a continuous duty cycle pulse mode and the windshield wiper blade 40 is not sufficient to justify the low speed operation of the shield wiper system 30 A variable duty cycle pulse mode that varies as a function of can be included.

好ましくは、マイクロプロセッサ２０はウィンドシールド２上の変動する水分量に応答して２つ以上の前記動作モードをウィンドシールドワイパシステム３０に実施させる２つ以上の異なる制御信号を出力するように構成される。最後に、ウィンドシールド２上に水分が無ければ、マイクロプロセッサ２０はウィンドシールドワイパシステム３０にウィンドシールドワイパブレード４０によるウィンドシールド２の拭き取りを中止させるか開始させないようにする。   Preferably, the microprocessor 20 is configured to output two or more different control signals that cause the windshield wiper system 30 to implement two or more of the modes of operation in response to varying amounts of moisture on the windshield 2. The Finally, if there is no moisture on the windshield 2, the microprocessor 20 causes the windshield wiper system 30 to stop or not start wiping the windshield 2 with the windshield wiper blade 40.

図５ａ−５ｄにアンテナ４のさまざまな異なる実施例が例示されている。図５ａに示すアンテナ４の実施例では、導電体６は蛇行パターンに形成される。図５ｂおよび５ｃでは、３本の平行導電体６が間隔をとって配置されている。図５ｂおよび５ｃに導電体６の延長破線で示すように、導電体６は任意の所望の長さに形成することができる。最後に、図５ｄでは、２本の平行導電体６が間隔をとって配置されている。ここでも、図５ｄにおいて導電体６から延びる破線は導電体６が任意の所望の長さを有することができることを示す。   Various different embodiments of the antenna 4 are illustrated in FIGS. 5a-5d. In the embodiment of the antenna 4 shown in FIG. 5a, the conductors 6 are formed in a serpentine pattern. In FIGS. 5b and 5c, three parallel conductors 6 are spaced apart. The conductor 6 can be formed to any desired length, as shown by the extended dashed line of the conductor 6 in FIGS. 5b and 5c. Finally, in FIG. 5d, two parallel conductors 6 are spaced apart. Again, the dashed line extending from conductor 6 in FIG. 5d indicates that conductor 6 can have any desired length.

本発明には従来技術の水分検出システムに優るいくつかの利点がある。これらの利点にはアンテナ４が本質的におよそ１ｍから肉眼では見えない、アンテナ４をウィンドシールド２の透明または非透明部内に配置できる、アンテナ４がごみに敏感ではない、アンテナ４は匹敵するサイズの従来技術のセンサよりも大きい面積にわたって水分の存在を検出することができる、アンテナ４はさまざまな厚さおよび構成で有用である、および本発明は従来技術の水分検出システムよりもウィンドシールド２上のより小さいサイズの水滴、たとえば、露やミストの存在を検出できることが含まれる。   The present invention has several advantages over prior art moisture detection systems. These advantages are that the antenna 4 is essentially invisible to the naked eye from approximately 1 m, the antenna 4 can be placed in the transparent or non-transparent part of the windshield 2, the antenna 4 is not sensitive to dust, the antenna 4 is of comparable size Can detect the presence of moisture over a larger area than conventional prior art sensors, antenna 4 is useful in a variety of thicknesses and configurations, and the present invention is more on windshield 2 than prior art moisture detection systems The ability to detect the presence of smaller sized water droplets, such as dew and mist.

図６および図３に関して、本発明は輸送機関内の流体のレベル等の一つ以上の流体のレベルを検出するのにも利用することができる。特に、アンテナ４は電気的および磁気的に非伝導性の流体リザーバ４２上に搭載することができる。好ましくは、アンテナ４は流体リザーバ４２の外面上にその下端に隣接して搭載される。しかしながら、これは本発明を制限するものと解釈してはならない。流体リザーバ４２は、図３に示すアンテナ４および電子回路を利用してその流体のレベルを測定することができる、ウィンドシールドウォッシャ流体、ラジエータ流体、または任意の他の流体を受け入れるように構成することができる。   With reference to FIGS. 6 and 3, the present invention may also be utilized to detect one or more fluid levels, such as a fluid level in a transport. In particular, the antenna 4 can be mounted on an electrically and magnetically non-conductive fluid reservoir 42. Preferably, the antenna 4 is mounted on the outer surface of the fluid reservoir 42 adjacent to its lower end. However, this should not be construed as limiting the invention. The fluid reservoir 42 is configured to receive a windshield washer fluid, radiator fluid, or any other fluid that can measure the fluid level utilizing the antenna 4 and electronic circuitry shown in FIG. Can do.

流体リザーバ４２内の流体のレベルを検出するために、流体リザーバ４２内に流体が受け入れられない時に発振器信号がアンテナ４に供給される。この発振器信号に対するアンテナ４の第１の応答が取得され後で使用するために格納される。流体リザーバ内に流体が受け入れられる適切な時に、発振器信号に対するアンテナ４の第２の応答が取得される。各第２の応答が第１の応答と比較される。第２の応答が第１の応答に対して予め定められた関係にあれば、電子回路は適切なインジケータ、たとえば、“ウォッシャ流体チェック”、“ラジエータ流体チェック”等を活性化させる対応する制御信号を出力する。   In order to detect the level of fluid in the fluid reservoir 42, an oscillator signal is provided to the antenna 4 when no fluid is received in the fluid reservoir 42. A first response of the antenna 4 to this oscillator signal is obtained and stored for later use. A second response of the antenna 4 to the oscillator signal is obtained at a suitable time when fluid is received in the fluid reservoir. Each second response is compared to the first response. If the second response is in a predetermined relationship to the first response, the electronic circuit activates an appropriate indicator, eg, “washer fluid check”, “radiator fluid check”, etc., corresponding control signal Is output.

流体リザーバ４２内の流体のレベルが低下するとアンテナ４の第１の応答と第２の応答間の差が減少することが理解される。このようにして、第２の応答が第１の応答に対して流体レベルが予め定められたレベルまで低下することを示す予め定められた関係にあれば、電子回路は制御信号を出力する。アンテナ４の共振周波数の変化の検出を容易にするために、発振器信号の予め定められた周波数は流体リザーバ４２内の流体の存在に応答してアンテナ４のインピーダンス変化を最適化するように選定することができる。ウィンドシールド２上の水分の存在によるアンテナ４の共振周波数の変化についても同様なコメントが適用される。   It will be appreciated that as the level of fluid in the fluid reservoir 42 decreases, the difference between the first response and the second response of the antenna 4 decreases. In this way, if the second response is in a predetermined relationship indicating that the fluid level drops to a predetermined level relative to the first response, the electronic circuit outputs a control signal. In order to facilitate the detection of changes in the resonant frequency of the antenna 4, the predetermined frequency of the oscillator signal is selected to optimize the impedance change of the antenna 4 in response to the presence of fluid in the fluid reservoir 42. be able to. Similar comments apply to changes in the resonant frequency of the antenna 4 due to the presence of moisture on the windshield 2.

輸送機関が多数のアンテナ４を含む場合には、各アンテナ４と図３に示す電子回路との間にマルチプレクサ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）（図示せず）を接続することができる。マイクロプロセッサ２０の制御下で、マルチプレクサは電子回路を各アンテナ４に選択的に接続して各アンテナ４に発振器信号を適切な周波数で供給し、供給された発振器信号に対する各アンテナ４の応答を検出することができる。好ましくは、ソフトウェアプログラムの制御下で、マイクロプロセッサ２０は周波数発生器２２により出力される発振器信号の周波数を調整して特定の流体の存否を検出する各アンテナ４の共振周波数の変化を最適化することができる。   When the transportation system includes a large number of antennas 4, a multiplexer (not shown) can be connected between each antenna 4 and the electronic circuit shown in FIG. Under the control of the microprocessor 20, the multiplexer selectively connects an electronic circuit to each antenna 4 to supply an oscillator signal to each antenna 4 at an appropriate frequency and detects the response of each antenna 4 to the supplied oscillator signal. can do. Preferably, under the control of a software program, the microprocessor 20 adjusts the frequency of the oscillator signal output by the frequency generator 22 to optimize the change in the resonant frequency of each antenna 4 that detects the presence or absence of a particular fluid. be able to.

好ましい実施例に関して本発明を説明してきた。前記した詳細な説明を読んで理解すれば明らかな修正および変更が考えられる。たとえば、ウィンドシールド２上の水分の検出に関して記述してきたが、本発明は他の応用に関して利用される硬質基板またはフレキシブル基板の表面上の水分の検出にも利用することができる。同様に、輸送機関上に搭載された流体リザーバ４２内の流体レベルの検出に関して記述したが、本発明は他の応用で利用される流体リザーバ４２内に受け入れられる流体のレベルを検出するのにも利用することができる。さらに、ウィンドシールドワイパシステム３０の制御に関して説明したが、マイクロプロセッサ２０は輸送機関ヘッドランプシステム、輸送機関ウィンドシールド除湿システムおよび／または基板上の水分の存在の関数として制御したい任意の他の輸送機関または非輸送機関ベースシステムを制御するのにも利用することもできる。さらに、電子回路のさまざまな部品が好ましくは導体により接続されるが、適切な無線周波数（ＲＦ）および／または光信号手段を介して適切な信号を２つ以上のこれらの部品間で運ぶことができる。最後に、マイクロプロセッサ２０は後で検索してディスプレイするために基板上で水分が検出される日および／またはウィンドシールドワイパシステム３０の動作範囲を記録することができる。この情報は、次に、たとえば、一月の降雨日数の決定および／またはウィンドシールドワイパシステム３０のブレード交換時の推定等の情報目的に使用することができる。本発明は添付特許請求の範囲またはそれに対応するものの範囲内に入る限り、このような修正および変更を全て含むものである。   The invention has been described with reference to the preferred embodiment. Obviously, modifications and changes will become apparent upon reading and understanding the foregoing detailed description. For example, although described with respect to detecting moisture on the windshield 2, the present invention can also be used to detect moisture on the surface of a rigid or flexible substrate utilized for other applications. Similarly, although described with respect to detecting the fluid level in a fluid reservoir 42 mounted on a transportation vehicle, the present invention may also be used to detect the level of fluid received in the fluid reservoir 42 utilized in other applications. Can be used. Further, although described with respect to controlling the windshield wiper system 30, the microprocessor 20 may be used as a function of a transport headlamp system, a transport windshield dehumidification system, and / or the presence of moisture on the substrate. Or it can be used to control a non-transport based system. In addition, the various components of the electronic circuit are preferably connected by conductors, but carry the appropriate signal between two or more of these components via appropriate radio frequency (RF) and / or optical signal means. it can. Finally, the microprocessor 20 can record the date on which moisture is detected on the substrate and / or the operating range of the windshield wiper system 30 for later retrieval and display. This information can then be used for information purposes such as, for example, determining the number of rainy days in January and / or estimating when the blades of the windshield wiper system 30 are replaced. The present invention includes all such modifications and changes as long as they fall within the scope of the appended claims or their equivalents.

基板上の水分を検出するのに利用される導電体を含む、ウィンドシールドのガラス板等の、基板の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a substrate, such as a windshield glass plate, including a conductor used to detect moisture on the substrate. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図１に示す導電体を刺激してその応答を検出するのに利用される回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit used for stimulating the conductor shown in FIG. 1 and detecting its response. 図３に示すウィンドシールドワイパシステムの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of the windshield wiper system shown in FIG. 3. 図１に示す導電体の代替実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an alternative embodiment of the conductor shown in FIG. 1. 図１に示す導電体の代替実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an alternative embodiment of the conductor shown in FIG. 1. 図１に示す導電体の代替実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an alternative embodiment of the conductor shown in FIG. 1. 図１に示す導電体の代替実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an alternative embodiment of the conductor shown in FIG. 1. 図１に示す導電体を含む輸送機関用流体リザーバの分離された斜視図である。FIG. 2 is a separated perspective view of a transportation fluid reservoir including the conductor shown in FIG. 1.

Claims (21)

基板上に搭載された導電体であって、導電体に隣接する基板上の水分量の関数として変動する共振周波数を有する導電体と、
予め定められた振幅および予め定められた周波数で発振器信号を出力する発振器と、
導電体に接続され発振器信号に応答して導電体の共振周波数に関連する振幅を有する共振器信号を出力する共振器回路と、
共振器信号に応答して整流されフィルタリングされた信号を出力するフィルタ回路と、
整流されフィルタリングされた信号に応答して整流されフィルタリングされた信号に関連するデジタル信号を出力するアナログ／デジタルコンバータと、
デジタル信号に応答してシステムをデジタル信号に従って作動させるコントローラと、
を含む水分検出システム。 A conductor mounted on a substrate having a resonant frequency that varies as a function of the amount of moisture on the substrate adjacent to the conductor; and
An oscillator that outputs an oscillator signal at a predetermined amplitude and a predetermined frequency;
A resonator circuit connected to the conductor and outputting a resonator signal having an amplitude related to the resonant frequency of the conductor in response to the oscillator signal;
A filter circuit that outputs a rectified and filtered signal in response to the resonator signal;
An analog to digital converter that outputs a digital signal associated with the rectified and filtered signal in response to the rectified and filtered signal;
A controller for operating the system according to the digital signal in response to the digital signal;
Including moisture detection system. 請求項１に記載のシステムであって、前記システムはワイパシステムであり、それはコントローラに応答してワイパシステムがいつ基板から水分を拭き取るかを基板上の水分量および／または基板上に水分が受け入れられる割合の関数として調節するシステム。   The system of claim 1, wherein the system is a wiper system that is responsive to the controller to determine when the wiper system wipes moisture from the substrate and / or moisture received on the substrate. A system that regulates as a function of the ratio being played. 請求項１に記載のシステムであって、
ワイパシステムは拭き取り手段を含み、かつ、
ワイパシステムはデジタル信号に応答して拭き取り手段に基板の表面から水分を拭き取らせるシステム。 The system of claim 1, comprising:
The wiper system includes wiping means; and
The wiper system is a system that causes the wiping means to wipe off moisture from the surface of the substrate in response to a digital signal. 請求項１に記載のシステムであって、
基板は積層された複数のガラス板を有する輸送機関ウィンドシールドであり、
導電体はガラス板の間に挟まれているシステム。 The system of claim 1, comprising:
The substrate is a transportation windshield having a plurality of laminated glass plates,
A system in which a conductor is sandwiched between glass plates. 請求項１に記載のシステムであって、予め定められた周波数は（ｉ）３００および７００ｋＨｚ間、および（ｉｉ）４００および６００ｋＨｚ間の一方であるシステム。   The system of claim 1, wherein the predetermined frequency is one of (i) between 300 and 700 kHz and (ii) between 400 and 600 kHz. 請求項１に記載のシステムであって、共振器回路は、
導電体および基準電圧間に並列接続されたキャパシタおよびインダクタを有するタンク回路と、
発振器およびタンク回路の導電体側間に接続された抵抗と、
を含むシステム。 The system of claim 1, wherein the resonator circuit comprises:
A tank circuit having a capacitor and an inductor connected in parallel between a conductor and a reference voltage;
A resistor connected between the conductor side of the oscillator and tank circuit;
Including system. 請求項１に記載のシステムであって、フィルタ回路は、
共振器からアナログ／デジタルコンバータへ向けて電流を伝導するように接続されたダイオードと、
アナログ／デジタルコンバータに隣接するダイオードの端部および基準電圧間に接続されたキャパシタと、
を含むシステム。 The system of claim 1, wherein the filter circuit comprises:
A diode connected to conduct current from the resonator to the analog / digital converter;
A capacitor connected between the end of the diode adjacent to the analog / digital converter and a reference voltage;
Including system. 基板上の水分を検出する水分検出器であって、前記水分検出器は、
基板上に配置されて電流を伝導する手段であって、それに隣接する基板上の水分の関数として変化する共振周波数を有する伝導手段と、
予め定められた周波数および第１の振幅を有する発振器信号を伝導手段に出力する発振器と、
発振器信号に応答して伝導手段の共振周波数に関連する第２の振幅を有する共振器信号を出力する手段であって、第２の振幅は第１の振幅とは異なる手段と、
共振器信号に応答してその第２の振幅に関連する値を有する制御信号を出力する手段と、
を含む水分検出器。 A moisture detector for detecting moisture on a substrate, the moisture detector comprising:
Means for conducting current disposed on a substrate having a resonant frequency that varies as a function of moisture on the substrate adjacent thereto;
An oscillator that outputs an oscillator signal having a predetermined frequency and a first amplitude to the conducting means;
Means for outputting a resonator signal having a second amplitude related to the resonant frequency of the conducting means in response to the oscillator signal, wherein the second amplitude is different from the first amplitude;
Means for outputting a control signal having a value related to the second amplitude in response to the resonator signal;
Including moisture detector. 請求項８に記載の水分検出器であって、
基板はそれと動作関係に配置されたワイパシステムを含み、
ワイパシステムは制御信号に応答し基板上の水分量および／または水分が基板上に受け入れられる割合に基づいて基板を拭く水分検出器。 The moisture detector according to claim 8, wherein
The substrate includes a wiper system disposed in operational relation thereto;
A wiper system is a moisture detector that responds to control signals to wipe the substrate based on the amount of moisture on the substrate and / or the rate at which moisture is received on the substrate. 請求項８に記載の水分検出器であって、伝導手段は（ｉ）１またはそれ以上の数の導電性材料、（ｉｉ）１またはそれ以上の数の導電性材料、および（ｉｉｉ）１またはそれ以上の数および／または１またはそれ以上の数の導電性粒子の分散の少なくとも一つを含む水分検出器。   9. The moisture detector of claim 8, wherein the conducting means comprises (i) one or more conductive materials, (ii) one or more conductive materials, and (iii) 1 or A moisture detector comprising at least one of a dispersion of a larger number and / or one or more conductive particles. 請求項８に記載の水分検出器であって、基板は積層された複数枚のガラスを含むウィンドシールドである水分検出器。   The moisture detector according to claim 8, wherein the substrate is a windshield including a plurality of laminated glasses. 請求項１１に記載の水分検出器であって、伝導手段はガラス板間に挟まれている水分検出器。   The moisture detector according to claim 11, wherein the conducting means is sandwiched between glass plates. 請求項８に記載の水分検出器であって、発振器信号に応答する手段は予め定められた周波数で共振するように構成されたタンク回路を含む水分検出器。   9. The moisture detector of claim 8, wherein the means responsive to the oscillator signal includes a tank circuit configured to resonate at a predetermined frequency. 水分検出方法であって、前記方法は、
（ａ）その上に導電体が配置された基板を提供するステップと、
（ｂ）導電体に隣接する基板上に水分が存在しない時に導電体を発振器信号で刺激するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の刺激に対する導電体の第１の振幅を決定するステップと、
（ｄ）導電体に隣接する基板上に水分が存在する時に導電体を発振器信号で刺激するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）の刺激に対する導電体の第２の振幅を決定するステップであって、導電体に隣接するガラス板上の水分の存在に応答する導電体の共振周波数の変化により第２の振幅は第１の振幅とは異なるステップと、
（ｆ）第１の振幅と第２の振幅間の差を決定するステップであって、この差は導電体に隣接する基板上の水分量に関連するステップと、
を含む方法。 A method for detecting moisture, the method comprising:
(A) providing a substrate having a conductor disposed thereon;
(B) stimulating the conductor with an oscillator signal when there is no moisture on the substrate adjacent to the conductor;
(C) determining a first amplitude of the conductor for the stimulus of step (b);
(D) stimulating the conductor with an oscillator signal when moisture is present on the substrate adjacent to the conductor;
(E) determining a second amplitude of the conductor for the stimulus of step (d), the second due to a change in the resonant frequency of the conductor in response to the presence of moisture on the glass plate adjacent to the conductor. The amplitude of is different from the first amplitude,
(F) determining a difference between the first amplitude and the second amplitude, the difference being related to the amount of moisture on the substrate adjacent to the conductor;
Including methods. 請求項１４に記載の方法であって、さらに、この差に関連する割合で基板から水分を拭き取らせるステップを含む方法。   15. The method of claim 14, further comprising the step of wiping moisture from the substrate at a rate related to this difference. 請求項１４に記載の方法であって、基板は積層された複数枚のガラスを含む方法。   15. The method according to claim 14, wherein the substrate comprises a plurality of laminated glasses. 請求項１６に記載の方法であって、導電体は２枚のガラス間に挟まれている方法。   The method according to claim 16, wherein the conductor is sandwiched between two glasses. 請求項１７に記載の方法であって、導電体は１枚のガラス板の表面上に形成される方法。   18. The method according to claim 17, wherein the conductor is formed on the surface of a single glass plate. 基板と、
基板上に配置された導電体と、
導電体を発振器信号で刺激する手段と、
発振器信号および導電体に応答する手段であって、導電体に隣接する基板上の水分量の変化に応答して導電体の共振周波数の変化を検出する手段と、
を含む水分検出システム。 A substrate,
A conductor disposed on a substrate;
Means for stimulating a conductor with an oscillator signal;
Means responsive to the oscillator signal and the conductor for detecting a change in the resonant frequency of the conductor in response to a change in the amount of moisture on the substrate adjacent to the conductor;
Including moisture detection system. 請求項１９に記載のシステムであって、さらに、
基板から水分を拭き取る手段と、
検出手段に応答して拭き取り手段がいつ基板から水分を拭き取るかを制御する手段と、
を含むシステム。 The system of claim 19, further comprising:
Means for wiping moisture from the substrate;
Means for controlling when the wiping means wipes moisture from the substrate in response to the detecting means;
Including system. 流体リザーバと、
流体リザーバ上に配置された導電体と、
導電体を発振器信号で刺激する手段と、
発振器信号および導電体に応答して流体リザーバ内の流体レベルに関連する導電体の共振周波数の変化を検出し、導電体の共振周波数の検出された変化が流体リザーバ内の所望の流体レベルよりも低いレベルに応答する時は制御信号を出力する手段と、
を含む水分検出器。
A fluid reservoir;
A conductor disposed on the fluid reservoir;
Means for stimulating a conductor with an oscillator signal;
Detecting a change in the resonance frequency of the conductor in relation to the fluid level in the fluid reservoir in response to the oscillator signal and the conductor, the detected change in the resonance frequency of the conductor being less than the desired fluid level in the fluid reservoir. Means for outputting a control signal when responding to a low level;
Including moisture detector.

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