JPH07108655B2

JPH07108655B2 - ウインドシ−ルド・ワイパ−制御システム

Info

Publication number: JPH07108655B2
Application number: JP57502447A
Authority: JP
Inventors: カ−ンズ・ロバ−ト・ダブリユ; カ−ンズ・テイモシ−・ビ−
Original assignee: Individual
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Priority date: 1982-07-12
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPS59501353A; EP0113341A4; WO1984000450A1; EP0113341B1; DE3276736D1; EP0113341A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、モータの速度および作動を制御するためのモ
ータ制御装置に関し、特に車両のウインドシールド・ワ
イパー制御システムのモータの速度および作動を制御す
るための制御システムに関する。

従来、間欠ウインドシールド・ワイパー制御システムと
して、米国特許第3,351,836号明細書に開示されている
ように、雨が少量な時のウインドとワイパーの摩擦が大
きいためのワイパーがある期間だけ停止する間欠動作
と、雨が多量な時のウインドとワイパーの摩擦が小さい
ためにワイパーが慣性力で動いて停止しない連続動作
と、を自動的に切換できるものはある。しかし、これ
は、雨が多量である時に連続動作に切換えることが出来
るだけであって、間欠動作において、更に雨量に応じて
自動的に間欠動作の停止期間を変更することが出来るも
のではない。

従来技術の上記欠点に鑑みて、本発明は、間欠型ウイン
ドシールド・ワイパー制御システムにおいて、ウインド
シールドの湿り度に応じて自動的に間欠動作の停止期間
を変更することが出来るので、ワイパーブレードの速度
が種種の条件が変わっても変化しないようなウインドシ
ールド・ワイパーの定速度運転を提供するものである。
詳しく述べると、ワイパー・ブレードの下向行程におけ
るワイパーモータの速度は一定に制御される。このこと
は、ウインドシールド上の水分が停止期間を飛越すこと
を要求しているとき、各払拭サイクルの終りにおける停
止期間は、飛越されるか、変更されるという、払拭サイ
クルの時間を水分に応じて変化させる本発明の原理を考
慮すると重要なことである。この飛越し、あるいは停止
期間の変更を行なうためには停止期間に入る際ワイパー
モータの速度を一定にする必要がある。

本発明のシステムの全体的な目的は、乗物の安全性を改
善することにある。本目的は、適度なコストの材料、労
力およびエネルギにより達成されるものである。今日使
用されている平均的な自動車のウインドシールド・ワイ
パーは旧式であり、摩耗し、騒音を発生する。運転者は
水気の多い道路および地面にさしかかるときこのような
ワイパーを作動させるが、このワイパーは運転者の注意
を散らし、あるいは更に睡眠効果すら生じてさせ、また
単にウインドシールド・ガラスを通しての視認度を一部
確保するに過ぎない。

本発明の目的は、唯１つのコンデンサにより構成される
ソリッド・ステート集積回路技術によって製造すること
ができる制御装置の提供にある。システムにコンデンサ
を挿入するための労働コストはコンデンサ自体のコスト
を上回るため、この目的は価値のある設計上の目的を達
するものである。

本発明の他の目的は、投入されると、ワイパーの作動の
不測の遅れを生じることなく即時に始動する制御装置の
提供にある。

本発明の更に他の目的は、本出願人のこれまでの研究の
改善技術の提供にある。本出願人のこれまでの研究によ
れば、ワイパー作動サイクル間に停止期間が設けられる
が、雨滴数が増えると、間欠滴動作が変わらないワイパ
ー作動モードであるため視界を狭めることで不充分であ
るが、停止即ち休止時間が自動的に短縮することにあ
る。このため、運転者が入力することなくワイパーの連
続的な動作の可能性を維持しながら、ワイパーの摩耗が
少なくなり、運転者の注意を散漫にすることも減り、騒
音も減る。この目的は、車両の製造におけるバラ付き、
ワイパー・ゴムの摩耗およびウインドシールド・ガラス
面上の汚れを補償しながら、運転者が更に容易にシステ
ムをその必要に見合った作動点に調整することができる
ように、計器パネル上の１つのつまみによる停止時間の
調整と関連してワイパー速度を変更することにより強化
される。

本発明の更に他の目的は、前述の計器パネルの単一のつ
まみによって、ワイパー速度を連続的に増加させる間停
止時間を最大値から零まで連続的に調整し、次いで今日
の３ブラシ型DCモータの高速時の低トルク性能まで停止
時間なしにワイパー作動速度を増加し続けるも、モータ
自体からフィードバック信号を受取ってこの信号をフィ
ードバック・ループに用いてモータの性能を強化するこ
とによりモータ性能の速度／トルク特性を改善する制御
装置の提供にある。

本発明の更に他の目的は、制御されるブレーキとしてソ
リッド・ステート・スイッチを用いることにより、連続
的な休止期間中ワイパー位置の変動を最小限度に抑え、
かつワイパー・モータを停止させるときこの同じソリッ
ド・ステート・スイッチを用いてモータに逆方向の電流
を流させる制御装置の提供にある。

本発明の目的は、運転者の視界を妨げることもなく、あ
るいはワイパーの動作が必要でないとき、車両の流線と
干渉しないようにワイパー・ブレードの引込みおよび／
またはガラス面から離れた停止位置を提供し、また更に
この目的のため開発された機械的な機械を用いて逆方向
にモータを駆動する間モータの全トルク性能を以ってワ
イパーを低速で前記の場所に駆動する制御装置の提供に
ある。

本発明の目的は、視界を妨げるガラス上に水分の線条を
残すオフ位置に計器パネルの制御が置かれるとき、モー
タの回転を瞬間的に逆転させることなく前記の停止特性
を達成する制御装置の提供にある。本発明によれば、制
御がオフ位置に置かれた後に、ワイパーがその作動サイ
クルにおいて正方向にガラスを払拭し続け、ガラス上の
停止位置に達すると同時に、モータの回転が逆転されて
ワイパーが単一のモータで駆動されるスイッチによって
引込め場所、即ちガラス面から離れた場所へ移動する。
この目的を達成するならば、大量生産品において非常に
重要な安全性を増進しかつコストを低減する。

本発明の目的は、本出願人のこれまでに研究した洗浄払
拭技術に上記の特徴を組み合せ、最小限度の共用可能な
構成要素によって上記の問題を解決することにある。

本発明の他の目的は、モータの２個のブラシの各々から
２つのフィードバック・ループを用いることにより、変
動する負荷条件下で３ブラシ型モータの速度を調整する
制御装置の提供にある。

本発明の他の目的は、モータが停止時間の始めにおいて
急に消勢され、停止時間の終りにおいて「ソフトな」始
動を生じるため徐々に付勢される、モータの間欠的動作
のための制御装置の提供にある。

本発明の他の目的は、ウインドシールド・ガラスの乾燥
の程度に従って払拭サイクル間の停止時間を変更するた
め、良好な停止位置にある間自動的に自らを調整する制
御装置の提供にある。

本発明の他の目的は、RCタイミング回路の容量成分の状
態と無関係な付勢と同時に「瞬間的な始動」を特徴とす
るモータの間欠動作のための制御装置の提供にあり、本
目的は、間欠的な停止位置が初期作動サイクルの間横切
られるまでコンデンサを開回路することにより達成され
る。

本発明の他の目的は、電界効果トランジスタ（FET）の
１つのゲートの使用によりモータ作動粗電流が確保さ
れ、また前記FETにおける第２ゲートの使用によりこの
粗電流における微小な変動が自動的に確保される３ブラ
シ型DCモータの速度調整のための制御装置の提供にあ
る。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明のウインドシールド・ワイパー制御シス
テムの第１の実施例の回路図である。

第１図に示される間欠型のウインドシールド・システム
において、参照番号10は自動車におけるウインドシール
ド・ワイパーを、払拭サイクルにおいて駆動するように
接続された永久磁石３ブラシ型DCモータを示す。このモ
ータ10は、アーマチュアの反対側に１対のブラシ11,12
と第３のブラシ13を有する。もしモータ10がブラシ11と
12の間で付勢されるならば、このモータ10はブラシ11と
13の間で付勢されるときよりも遅い速度で回転すること
になる。第１図に示されるように、ブラシ11は電源Ｂ＋
と結線されている。高速用のブラシ13は、エミッタが接
地されているトランジスタ20のコレクタに接続されてい
る。トランジスタ20のベースは、固定抵抗32と可変抵抗
31を介してブラシ11に接続され、また抵抗33およびダイ
オード34を介してブラシ12に接続されている。モータ10
が自動車のウインドシールド・ワイパーを駆動すると
き、このモータ10はまたモータ駆動スイッチ50を作動さ
せる。各払拭サイクルの間、モータ駆動スイッチ50の電
極53は、電源Ｂ＋に接続された作動接点51と係合する。
モータ10によってワイパー・ブレードが払拭サイクルの
終りにある「停止位置」にくる毎に、スイッチ50の電極
53は作動接点51から離脱して設置された停止接点52と係
合する。このスイッチ50の電極53は、キャパシタ40と抵
抗35の直列回路を介してトランジスタ20のベースに接続
されている。

作動時、第１図に示される回路はモータ10を付勢して、
各払拭サイクルの終りにおける停止期間の間、停止する
ように間欠的にウインドシールド・ワイパーを駆動す
る。各払拭サイクルの終りに、スイッチ50の電極53は作
動接点51から離脱して停止接点52と係合し、これと同時
にモータ10が消勢されて停止させられる。ある停止期間
の後、回路はモータ10を再び付勢して次ぎの払拭サイク
ル中もウインドシールド・ワイパーを駆動する。ワイパ
ー・ブレードが払拭サイクルの終りに達し電極53が作動
接点51から離脱して停止接点52と係合するとき、電極53
はモータ10が所定の角度回転する間中、停止接点52と係
合する状態を維持する。電極53が停止接点52と係合する
モータ10のこの回転角度はθ領域と呼ばれる。

第１図の回路においては、モータ10がブラシ11と13間で
付勢される。ブラシ11〜13間の電圧は、下式によってモ
ータ10の速度を決定する。即ち、 E_11-13＝ｉ・ｒ＋Ｋ上式において、E_11-13はブラシ11と13の間の電圧、ｉは
アーマチュアを流れる電流、ｒはアーマチュアの抵抗、
およびはモータ10の回転速度である。トランジスタ20
が更に導通状態となると、電圧E_11-13は増加し、モータ
10は同じトルク負荷に対して更に速く回転する。即ち、Ｋ＝e_g1 ただし、e_g1はアーマチュアの回転により生じる逆起電
力である。ブラシ13と12の間のアーマチュアの角度と関
連する巻線もまた磁界の存在の下に回転するため、電圧
e_g2がブラシ12と13の間の電動発電機の形態により生成
される。このように、ブラシ12は、アーマチュアが回転
中ブラシ13よりも低い電位にある。トランジスタ20が完
全に導通状態になると、このトランジスタ20のコレクタ
とエミッタ間の飽和電圧V_CE(eat)は非常に小さくなり、
ブラシ13は接地電位に近くなる。このような条件下にお
いては、ブラシ12に生じた電圧はアースに対して負とな
る。この負の電位は接合点60から電流を引き出し、その
結果、加算接合点60における電位が低下し、トランジス
タ20の導通状態を低減する。電源Ｂ＋からの電流は可変
抵抗31および抵抗32を介して加算接合点60に入る。モー
タ駆動スイッチ50は、その電極53を作動接点51と接触さ
せるとき、充電電流はキャパシタ40および抵抗35を経て
流れる。雨が強く降っているときは、ウインドシールド
・ガラスは非常に濡れており、ワイパー・ブレードはウ
インドシールド・ガラス上を非常に容易にスリップす
る。その結果、モータ10がθ領域で停止しようとして
も、アーマチュアと出力ギヤのモーメントはアーマチュ
アとワイパー・ブレードをしてθ領域を通過させ、電極
53は、θ領域で停止する前に停止電極52と係合する位置
を通り越して、作動電極51と係合する位置に戻る。この
ように、第１図のウインドシールド・ワイパー制御シス
テムは、ウインドシールド・ガラスが強い降雨のために
非常に濡れているときは、払拭サイクルは停止期間を飛
越して連続する。ワイパー・ブレードの停止位置からの
上向行程において、蓄積された水分が払拭されるとき、
キャパシタ40が作動接点51を介して充電動作を間断なく
行ない、トランジスタ20は更に導通状態を増加しようと
し、モータ10は停止位置に向かう下向行程の間よりも速
く回転する。この下向行程においては、ほとんど完全に
充電されたキャパシタ40が加算接合点60に対して小さな
電流しか与えず、またモータ10の速度は抵抗33に対する
（可変抵抗31＋抵抗32）の比率によって決まる。下向行
程の終りにおいてワイパー・ブレードがθ領域に接近す
るとき、このことは更に当てはまる。このように、回路
は、水分を反復して良好に感知するために必要なθ領域
に入る均一なモータ速度を達成する。

可変抵抗31の値が小さくなると、電流がこの経路から加
算接合点60に流れ、θ領域への加速が増加する。この抵
抗値を調整することにより、本システムが停止期間を飛
越す点、つまりウインドシールド・ワイパーが間欠動作
から、払拭サイクルの終りの停止期間に停止しない連続
動作に移行する点が、調整可能となる。この点より小さ
い抵抗値では連続動作となり、大きい抵抗値では間欠動
作となる。運動エネルギは速度の二乗で変化するため、
検出可能なワイパー速度を中程度に変化させるだけで製
造上の大きなバラ付きおよびゴムの硬度および摩擦特性
変化を補償することができる。なお、可変抵抗31は手動
で調整される。

モータ駆動スイッチ50が停止位置に達すると、キャパシ
タ40の正の電極は電位Ｂ＋から接地電位に急激に変化す
る。キャパシタ40はその電荷を瞬間的に変化させること
ができないため、キャパシタ40の負の電極もまたその電
位を略々Ｂ−の電位までＢ＋ボルトだけ下げる。加算接
合点60の電位は負となり、トランジスタ20をオフにし、
ワイパー・ブレードがガラス面上を摺動してワイパー・
ブレードとウインドシールド・ガラスの間の摩擦により
モータ10の電極子が持つ運動エネルギを使い尽くすと、
ブラシ13および12の電位は、今度はモータ10の逆起電力
により決定されるため、上昇する。モータ10が停止する
につれて、逆起電力は下がり、ブラシ12と13の電位はＢ
＋へと上昇する。ブラシ12の電位が上がるにつれて、電
流がこのブラシ12からキャパシタ40の右側の電位Ｂ−の
近くまで流れ、キャパシタ40のθ領域における電荷を中
性化しようとするが、ダイオード34はブラシ12からの電
流がキャパシタ40に流れキャパシタ40の電荷を中性化す
ることを阻止する。もしワイパー・ブレードが停止期間
において停止するならば、キャパシタ40の電荷は停止期
間において抵抗31と32を流れる電流によってのみ中性化
される。加算結合点60の電位が充分に正となると、トラ
ンジスタ20は導通状態となり、トルク負荷が小さければ
モータ10が回転を開始する。θ領域から出る際に、モー
タ駆動スイッチ50の電極53が作動接点51と接触し、キャ
パシタ40は再び充電し始めて作動サイクルを繰返す。

抵抗35は抵抗32よりも充分に大きな抵抗値を有し、その
結果、可変抵抗31が零となるとき、加算接合点60はθ領
域全般にわたって充分に正の電位を維持し、そのため例
えばキャパシタ40が各サイクルにおいて充電もしくは放
電中であっても、トランジスタ20は導通状態を連続的に
維持してモータ10が連続的に回転する。本システムが間
欠的な動作から連続的な動作に切換わる変換点は、可変
抵抗31の抵抗値が抵抗32の値の約30％であり、かつ可変
抵抗31と32の抵抗値の和が抵抗35の値より小さい点であ
る。この変換点はウインドシールド・ガラスにおける水
分の量と共に変化し、また水分の感知が生じる点であ
る。理想的には、この変換点はモータ10の低速特性と対
応する。可変抵抗31の抵抗値がこの変換点よりも更に減
少すると、ブラシ12における電位は更に負となり、モー
タ10は更に速く回転する。コレクタ電圧がV_CE(eat)に付
勢されると、モータ10は全速度で回転する。

このように、単一の可変抵抗の制御によって、停止期間
の最長から零までの連続的な範囲にわたってワイパー速
度を徐々に増加させ、次いで連続的な低速度から連続的
な高速度まで連続的にワイパー動作を調整する。

第１図の回路の特徴は、電極53が停止接点52と係合する
θ領域に入ったとき、モータ10の速度が比較的一定にな
るように、ワイパー・ブレードの下向行程の間モータ10
の速度を一定に保つことができることにある。この一定
速度は、トランジスタ20が導通してブラシ13における電
位を接地より少し大きい値にすることによって達成され
る。電機子を回転させることにより発生する逆起電力に
より、ブラシ12における電位は負になり、電流が接合点
60からブラシ12に流れ、トランジスタ20のベース・エミ
ッタ接合点から電流を引き出す。モータ10が負荷が大き
いためにゆっくりと回転すると、ブラシ12の電位はより
少なく負になり、モータ10に大きな速度を与えるべくト
ランジスタ20をより完全に導通させる。モータ10の速度
が早いと、ブラシ12の電位はより大きく負になり、接合
点60からより大きな電流を引き出し、モータ10をよりゆ
っくりと回転させる。このようにして、モータ10の速度
は下向行程の間一定の速度に近づくように調整される。

第２図は、唯１つのキャパシタを有し、２ブラシ型モー
タに対してソリッド・ステート・ブレーキを使用した本
発明の第２の実施例の回路図、第2a図は第２図の回路に
おけるトランジスタ80のベース電圧の時間変化を示すグ
ラフである。

第２図のシステムは、２ブラシ型の永久磁石DCモータ70
を使用し、かつモータ70をθ領域に停止させるために電
気力学的制御を使用する第１に図示されたものの変形例
である。第２図の回路において、第１図のそれと対応す
る構成要素は同じ参照番号が付されている。第１のシス
テムにおけるように、モータ70はウインドシールド・ワ
イパーを駆動し、またモータ駆動スイッチ50を駆動し、
その電極53は、このモータ70が払拭サイクルにわたりワ
イパー・ブレードを駆動するとき作動接点51と係合し、
ワイパー・ブレードがθ領域にあるとき停止接点52と係
合する。モータ70では、ブラシ11が接地されブラシ12が
PNPトランジスタ80のコレクタと接続され、そのエミッ
タは電源Ｂ＋と接続されている。トランジスタ80のベー
スもまた抵抗81を介して電源Ｂ＋と接続され、また抵抗
35とキャパシタ40の直列回路を介してモータ駆動スイッ
チ50の電極53と接続されている。このトランジスタ80の
ベースは可変抵抗31と抵抗32の直列回路を介してモータ
70のブラシ11と接続されている。第２のトランジスタ85
は、そのエミッタがブラシ11と、そのコレクタがブラシ
12とそれぞれ接続されている。抵抗86,87およびツェナ
ー・ダイオード88の直列回路は、ブラシ11からトランジ
スタ80のベースへ接続されている。この抵抗86と87間の
接合点は、トランジスタ85のベースと接続される。

第２図の回路においては、モータ70はブラシ11と12の間
で付勢される。トランジスタ80が完全に導通電圧V
_CE(sat)であるとき、この電圧は非常に小さく、ブラシ1
2は電位Ｂ＋付近にある。トランジスタ80は、接合点82
におけるそのベース電圧が充分に負の状態にあるとき完
全に導通状態にある。ベース電流は接合点82から抵抗32
および31を経てアースに流れ、モータ駆動スイッチ50の
電極53が作動接点51と係合するとき、抵抗35とキャパシ
タ40を流れる電流をアースに放電する。ツェナー・ダイ
オード88のツェナー破壊電圧は、このとき電流が抵抗87
に流れないように電位Ｂ＋を越えないように選定され
る。システムがθ領域に近づき、電極53が作動接点51に
係合するとき、キャパシタ40の負の電極は接地電位で、
正の電極の電位は電圧Ｂ＋より少し低い。これはトラン
ジスタ80の接合点82における電圧降下と抵抗35の電圧降
下によって決まる。抵抗35による電圧降下は、ワイパー
・ブレードがθ領域に向かうとき抵抗35を流れる電流が
少ないため小さい。電極53が停止接点52と係合すると、
キャパシタ40の負の電極は接地電位からＢ＋ボルトだけ
電圧が上昇する。キャパシタにおける電荷は瞬間的に変
化することができないため、正の電極の電位もツェナー
破壊電圧を越えて同量だけ略々電位＋2Bまで上昇する。
このときキャパシタ40に対する中性化電流は抵抗87に流
れて、トランジスタ85を導通状態にさせてモータ70を制
動する。トランジスタ80のベースにおける略々＋2Bの電
位もまたトランジスタ80を非導通状態にさせてモータ70
を消勢する。キャパシタ40から流れる中性化電流のため
の２つの電流路により、ツェナー破壊電圧点をもはや越
えなくなるまで指数的に減衰するカーブが最初短い時間
で生じ、これと同時に停止時間の時定数は抵抗32および
31、ならびに抵抗35の抵抗値に依存する。第2a図は接合
点82において生じる電圧の波形を示している。接合点82
における略々＋2Bの電位が電位＋Ｂよりも小さくなるま
で減衰すると、トランジスタ80は再び導通状態となって
作動サイクルが繰返される。接合点82の電位がツェナー
破壊電位よりも低いときは、制動トランジスタ85は非導
通状態となり、接合点82の電位がツェナー破壊電位より
低く、かつＢ＋より高いときは、両トランジスタ85と80
が非導通状態となる。このように、トランジスタ80が再
び導通状態となると、トランジスタ85は既に非導通状態
となり、トランジスタ80からの電流はモータ70を有効に
付勢する。

抵抗35が抵抗32よりも充分に大きな抵抗値を有し、従っ
て可変抵抗31が零のとき、接合点82は、θ領域にわたっ
てＢ＋よりも充分に低い値を維持する結果、トランジス
タ80は連続的に導通状態を維持し、モータ70は連続的に
付勢され、例えキャパシタ40が各サイクルで充電もしく
は放電中であってもツェナー・ダイオード88は非導通状
態を維持する。

このように、第２図の装置は可変抵抗31が最大値である
とき、最大停止期間で間欠的動作を生じ、そして可変抵
抗31の抵抗値が減少するにつれて停止期間は連続的に短
くなる。可変抵抗31が零に近づくとき、停止期間は真に
零となり、制動作用もまた零となってモータ70は連続的
に回転する。

第３図はソリッド・ステート・ブレーキを使用した本発
明の第３の実施例の回路図である。

第３図に示される間欠型ウインドシールド・ワーイパー
・制御システムは、３ブラシ型永久磁石モータ10を使用
して第１図のウインドシールド・ワイパー・制御システ
ムと同様なウインドシールド・ワイパー・制御システム
を駆動するが、また第２図のシステムと同様な電動制動
も使用する。第１図の構成要素と対応する第３図のシス
テムにおける構成要素には同じ参照番号を付し、また第
２図のシステムの構成要素と対応する第３図の構成要素
には第２図におけると同じ参照番号を付した。

第３図のシステムにおいては、モータ10の付勢は第１図
を参照して記述したものと同様に抵抗33とダイオード34
と回路をなすように接続されたトランジスタ20により制
御されるようにブラシ13とブラシ11間で行なわれる。ト
ランジスタ20のベースは、第１図および第２図の双方の
回路におけると同様にキャパシタ40と抵抗35の直列回路
を介してモータ駆動スイッチ50の電極53に接続されてい
る。電動制動用のトランジスタ90は、そのエミッタがブ
ラシ11に、またそのコレクタがブラシ12に接続されてい
る。トランジスタ90のベースは抵抗91を介してブラシ11
に、またツェナー・ダイオード98および抵抗97を介して
ポテンショメータ96の片側に接続されている。このポテ
ンショメータ96の反対側は抵抗94を介してブラシ11に接
続されている。ポテンショメータ96の可動接点95は、ト
ランジスタ20のベースと接続された接合点93に接続され
ている。

第３図のシステムの停止時間は、トランジスタ20がオン
する点までキャパシタ40が放電する時間によって決ま
る。この時間はキャパシタ40の放電回路のRC時定数に依
存している。停止期間中、キャパシタ40は抵抗35、摺動
子95と抵抗94の間のポテンショメータ抵抗の部分、そし
て抵抗94を通って放電する。従って、停止時間は、可動
接点95と抵抗94間のポテンショメータ96の抵抗部分＋抵
抗94の抵抗値の合計の抵抗値により決定される。トラン
ジスタ90の制動作用の程度はトランジスタ90のエミッタ
・ベース間の印加電圧によって制御される。この電圧
は、摺動子95と抵抗97間の抵抗値＋抵抗97の所定のツェ
ナー破壊電圧に対する抵抗値に依存する。このツェナー
破壊電圧の値は、第２図の回路におけるように電位Ｂ＋
を越える。接合点93における加算接合点電位は、モータ
10がθ領域に入り電極53が停止接点52と係合するとき、
接地電位に対して負となる。この回路においては、停止
期間の時定数を短くするにつれて、制動作用の程度も小
さくなる。停止期間の時定数を長くするに伴い、制動作
用の程度は大きくなる。摺動子95がポテンショメータ96
の抵抗の上端まで移動されるとき、ベースの接合点93は
特にθ領域全体にわたって、また略々作動サイクル全体
にわたって正の状態を維持し、その結果モータ10が付勢
されて低トルク特性で高速で作動するように抵抗35の値
は抵抗94の値を充分に超える。ポテンショメータ96上の
摺動子95の中間位置においては、トランジスタ90がモー
タ10を制動することなく連続的な作動への転換が生じ
る。抵抗91は、全作動温度範囲においてトランジスタ90
が許容限度を越えて漏れ電流が流れない充分に低い値を
有する。

摺動子95がポテンショメータの抵抗96の下端にある場合
は、制動作用は強く、停止時間は最大値になろうとす
る。摺動子95が下端から連続的に遠ざかるように移動す
るに伴い、制動作用は連続的に強さを減じて停止期間は
短くなる。変換点においては、停止期間は真に零となり
制動作用は全く生じない。このような事象の間、モータ
10の回転速度は徐々に連続的に増加する。この変換点を
越えると、モータ10およびワイパー・ブレードの速度は
与えられたトルク負荷に対するモータ10の最大容量付近
まで増え続ける。

第４図は本発明の第４の実施例の回路図である。第３図
の構成要素と対応する第４図のシステムのそれは同じ参
照番号を付した。

第４図に示された間欠型ウインドシールド・ワイパー・
制御システムは第３図に示されたものと類似するが、ス
イッチ100がオフ位置におかれるとき、モータ10がθ領
域に達するまでモータ10の付勢状態を継続し、ワイパー
・ブレードはθ領域に移動し、次いでモータ10を逆方向
に付勢してワイパー・ブレードをウインドシールドのモ
ールの位置またはそれより下の引込め停止位置（第10図
参照）に移動させるように回路と接続されたオン／オフ
制御スイッチ100を有する。可動電極102が接点101と係
合するオン位置にスイッチ100があるとき、ブラシ11に
対し電位Ｂ＋が与えられ、図示した回路が第３図の回路
と全く同じように作動する。スイッチ100がオフ位置に
移動して電極102が払拭サイクルの中間において接点103
と係合するとき、モータ10は電位Ｂ＋から作動接点51、
モータ駆動スイッチ50の電極53およびオン／オフ・スイ
ッチ100の電極102を経てモータ10のブラシ11に至る接続
によって付勢状態を維持し、ブラシ13は導通状態のトラ
ンジスタ20を介して接地される。ワイパー・ブレードが
θ領域に達し電極53が作動接点51から解除されて停止接
点52と係合するとき、モータ10は、スイッチ100の電極1
02を経てブラシ11に加えられる接地電位および、制動作
用トランジスタ90の付勢が事実上ブラシ12に対して接点
101における電位Ｂ＋を接続することによって逆方向に
付勢される。モータ10がθ領域において逆方向に付勢さ
れると、モータ10は従来の引込め停止機構によってワイ
パー・ブレードを引込め停止位置に駆動する。ワイパー
・ブレードが引込め停止位置に達すると、第６図と関連
して以下に述べるカム機構が停止接点52から電極53を解
除してモータ10を消勢させ、ワイパー・ブレードを引込
め停止位置に停止させる。引込め停止位置にワイパー・
ブレードを駆動するために使用される従来の機構が引込
み停止位置における停止を保証するため動的メカニカル
・ブレーキとして作用するウォーム・ギア駆動機構であ
るため、モータ10を動的に制動する必要がない。

θ領域から引込め停止位置に移動する際、モータ10のア
ーマチュアは停止状態から逆方向に短い距離しか回転し
ないので、システムは運動エネルギを形成するための充
分な時間を持たない。従って、ウォーム・ギア駆動機構
がなくても、θ領域から引込め停止位置に移動する際に
モータ10に働く荷重のために、またワイパー・ブレード
駆動機構はθ領域から引込め停止位置に移動する際に多
くの運動エネルギを形成しないので、モータ10は引込め
停止位置に停止する。

次に、スイッチ100をオン位置に置くと同時に、モータ1
0は通常、モータ駆動スイッチ50の電極53を開路した状
態で始動する。このモータ10は、第６図に示されかつ以
下に説明するカム機構がモータ駆動スイッチ50の全ての
接点を開放状態に維持する間、ワイパー・ブレードが引
込め停止位置からθ領域へ移動し続ける。ワイパー・ブ
レードが払拭サイクルの開始時にθ領域を通過すると、
モータ駆動スイッチ50の電極53が作動接点51と係合す
る。モータ10はこのとき最初の払拭サイクルを完了し、
ワイパー・ブレードをウインドシールド・ガラス面上で
正規の停止位置に予期される停止期間で停止させ、この
過程は既に述べたように繰返されることになる。

制御は、スイッチ100がオフ位置に置かれるとき、作動
サイクル内でブレードが位置する場所の如何に拘らず進
行中の最後のサイクルを完了させる。この最後のサイク
ルにおいて、モータ10が反転される前にキャパシタ40が
再び完全に充電される。この条件下で、モータ10の逆転
駆動電流は最大である。例えば最後のサイクルが最も高
速の連続的な作動モードにあっても、モータ10の逆転駆
動が当然生じる。

ある自動車に対してこのシステムを設計する際、オン／
オフ・スイッチ100を摺動子95の特定の位置と連動させ
ることが望ましい。

第５図は本発明の第５の実施例の回路図である。第５図
に示された間欠型ウインドシールド・ワイパー・システ
ムは第４図のシステムと類似しているが、ウインドシー
ルド洗浄システムと共働して作動するように変形されて
いる。加えて、この回路はスイッチ100が最初にオン位
置に切換えられるとき瞬間的な始動を行なうように修正
されている。第５図の回路においては、対応する構成要
素には同じ参照番号が付されている。第５図の回路にお
いては、ポテンショメメータ96の摺動子95は、トランジ
スタ20のベースに直接接続される代りに、抵抗23とダイ
オード22の直列回路を介してベースに接続されている。
抵抗33は、ベースに直接接続される代りに、抵抗23とダ
イオード22間の接合点に接続されている。加えて、抵抗
21がトランジスタ20のベースを直接設置するために設け
られている。抵抗111と112の直列回路からなる電圧分割
器は、モータ10のブラシ11をモータ駆動スイッチ50の電
極53と接続する。キャパシタ110および抵抗24は、抵抗1
11と112間の接合点からポテンショメータ96の摺動子95
に対して直列に接続されて回路に対するRC時定数を提供
する。洗浄モータ120は、それが付勢されるとき、ウイ
ンドシールド・ガラスに対して洗浄液を噴射するように
構成された洗浄ポンプを駆動するために接続されてい
る。この洗浄モータ120の一方は接地され、他方は洗浄
スイッチ121を介してＢ＋電源に接続されている。この
洗浄モータ120の接地されない側はまた、ダイオード26
を介してポテンショメータ96の摺動子95に接続されてい
る。ダイオード25は分路において抵抗24に接続されてい
る。ダイオード26と25は、洗浄スイッチ121が閉成され
るときこれらダイオード26,25を介してキャパシタ110の
充電を許容するような極性が与えられている。洗浄スイ
ッチ121は洗浄ボタンにより作動され、洗浄ボタンが押
される間のみ閉成されて閉成状態を維持する。この洗浄
スイッチ121は、オン／オフ・スイッチ100がオフで洗浄
スイッチ121が閉成されたとき常に洗浄スイッチ121の閉
成動作がスイッチ100をオフ位置からオン位置に移動さ
せるようにオン／オフ・スイッチ100と連動される。洗
浄ボタンが解除されて洗浄スイッチ121を開成すると
き、オン／オフ・スイッチ100はオン位置を維持する。

第５図のシステムにおいて、オン／オフ・スイッチ100
がオン位置に置かれるとき、抵抗111と112の接合点にお
ける電圧は急激に上昇する。キャパシタ110がその電荷
を瞬間的に放電することができないため、キャパシタ11
0の反対側電極の電位が同じだけ上昇し、電流が抵抗2
4、抵抗23、ダイオード22を経てトランジスタ20のベー
スに流れる。この電流は、抵抗94とポテンショメータ96
を流れる電流に加わる。この付加的なサージ電流ならび
にキャパシタ110の両端の分路が、オン／オフ・スイッ
チ100がそのオン位置にあるとき瞬時の始動を保証す
る。第４図のシステムにおけるように、モータ駆動スイ
ッチ50の電極53は始動時に作動接点51と停止接点52の双
方から開放され、最初の作動サイクルのθ領域を経て引
込め停止位置から開放状態を維持する。このように、瞬
時の始動が更に保証される。第５図の装置は、間欠的な
作動の間、キャパシタ110と抵抗24間の接合点における
電圧が２つのダイオード電圧降下によって接地電位に対
して負にはならないように設計されている。さもなけれ
ば、中性化電流がアースから洗浄モータ120を介してキ
ャパシタ110に流れることになる。ダイオード22はトラ
ンジスタ20のベースを過度のベース・エミッタ間逆電圧
から保護する。抵抗21は充分に低い抵抗値を有し、その
結果トランジスタ20の漏洩電流は全温度作動範囲にわた
って特定の値以上は流れない。洗浄スイッチ121が閉成
されるときは常に、洗浄モータ120が付勢されて洗浄ポ
ンプおよび噴霧機構を作動させて洗浄液をウインドシー
ルド・ガラスに対して噴霧する。本システムが連続的な
作動モードにおいて作動し洗浄スイッチ121が閉成され
るようにポテンショメータ96の摺動子95が上端に位置す
るとき、摺動子95における電位は略々Ｂ＋となる。摺動
子95の電位がＢ＋に近づくと、ダオオード22は正方向に
充分にバイアスがかかり、トランジスタ20は充分に導通
し、その結果ワイパー・ブレードはモータ10により最高
速度近い速度で駆動される。もし、洗浄スイッチ121が
閉成されるときに本システムが間欠モードで作動するよ
うに摺動子95の位置が設定されるならば、ワイパー・ブ
レードの速度は同じ最高値に近づくことになる。モータ
駆動スイッチ50の電極53が停止位置における接点52と係
合するとき、充電電流はダイオード26、ダイオード25を
経てキャパシタ110に、また抵抗111からアースに流れる
ことになる。電極53が作動接点51に係合するとき（払拭
サイクルの間）、抵抗111と112間の接合点における電位
が急激に増加する。キャパシタ110と抵抗24間の接合点
における電位はこれと同じ量だけ急激に増加し、キャパ
シタ110は抵抗24を経て略々電位Ｂ＋に放電しようとす
る。しかし、充電量は放電量よりも遥かに大きく、その
結果各サイクルにおいてキャパシタ110の電荷が増加す
る。キャパシタ110の電荷は、洗浄スイッチ121がもはや
閉操作されなくなった後少なくとも１サイクル間は、抵
抗24,23を介してトランジスタ20に流れるベース電流を
維持することになる。このため、間欠的な作動が高速で
連続的になり、その洗浄スイッチ121が閉成される間ウ
インドシールド・ガラスが可及的速やかに清掃され、洗
浄スイッチ121が開成された後少なくとも１サイクル間
は連続作動状態を維持する。オン／オフ・スイッチ100
がオフ位置にあり、かつ洗浄ボタンが押されて洗浄スイ
ッチ121を閉成するとき、オン／オフ・スイッチ100との
連動状態がこのオン／オフ・スイッチ100をオン位置に
移動させ、システムはオン位置におけるオン／オフ・ス
イッチ100について前に述べたと同じ方法で作動する。
システムをオフに切換えて洗浄スイッチ121の閉成後ワ
イパー・ブレードを引込め位置および／またはガラス面
から離れた停止位置に戻すためにオン／オフ・スイッチ
100はオフ位置に手操作で戻されねばならない。

ここで、キャパシタ110の動作を整理する。間欠動作
時、キャパシタ110は、第１図〜第４図においてキャパ
シタ40がスイッチ50の接点51,52と関連して動作するの
と実質的に同じ方法で、スイッチ50の接点51,52と関連
して動作する。間欠動作時、ワイパー・ブレードが払拭
サイクルにあり、かつ停止位置に近づいていると、スイ
ッチ50の電極53は作動接点51と係合し、キャパシタ110
の左側の電極はＢ＋まで充電され、キャパシタ110の右
側の電極はトランジスタ20のベース・エミッタ接合点と
ダイオード22による電圧降下と抵抗23と24による電圧降
下によって決定される。接地よりわずかに高い電位にあ
る。θ領域に入ると、電極53は作動接点51から停止接点
52に移動し、キャパシタ110の左側の電極の電位が、抵
抗111と112からなる電圧分割器によって決まる負の電位
にステップ状に下がる。キャパシタ110の右側の電位も
これに対応してステップ状に変化するが、該電位は２つ
のダイオード25と26によって接地より２つのダイオード
電圧降下分低い電圧に下がるのが防止される。しかしな
がら、それにもかかわらず、キャパシタ110の右側の電
極は負の電圧にステップ状に電位が下がり、この結果ダ
イオード22に逆バイアスがかかり、トランジスタ20は停
止期間の始めにおいてオフする。キャパシタ110はそれ
から、抵抗111、キャパシタ110、抵抗24、ポテンショメ
ータ96の上方部分、抵抗94からなる回路を通じて放電を
開始し、キャパシタ110の右側の電極の電位はキャパシ
タ110が放電するにつれて正になる。充分な電流が流れ
ると、ダイオード22は正方向にバイアスし、トランジス
タ20は導通する。これによってモータ10が付勢され、モ
ータ10はワイパー・ブレードをθ領域外に駆動する。キ
ャパシタ10の右側の電極の電位は従って正の値にステッ
プ状に変化し、トランジスタ20を充分に導通させ、キャ
パシタ110の右側の電極の電位は抵抗24,23、ダイオード
22による電圧降下とトランジスタ20のベース・エミッタ
電圧によって決まる正の値に安定する。このプロセスは
以後、繰返される。

洗浄スイッチ121が閉成され、システムが電極53が停止
接点52と係合するθ領域にあるとき、キャパシタ110
は、洗浄スイッチ121とダイオード25,26を流れる電流に
よって逆方向に充電される。洗浄スイッチ121が閉じ、
電極53が作動接点51と係合する払拭サイクルの間、キャ
パシタ110は放電しようとするが、θ領域におけるキャ
パシタ110の充電は払拭サイクルの間キャパシタ110の放
電より早い。従って、洗浄スイッチ121が閉成されてい
る限り、キャパシタ110は、右側の電極が左側の電極よ
り高く充電された状態に保たれている。キャパシタ110
の逆方向のこの充電のために、トランジスタ20のベース
電流は、洗浄スイッチ121が開いた後少なくとも１サイ
クルの間抵抗24と23を通して維持されている。電極53が
停止接点52と係合するのに応答してトランジスタ20が払
拭サイクルの終りに非導通になる前に、キャパシタ110
のこの逆方向の充電は放電され、キャパシタ110は払拭
サイクルの間左側の電極の電位が右側の電極の電位に対
して正となる正方向に充電されなければならない。

第6a図は、水分を感知するために設けられたプリント回
路の可変抵抗およびモータ駆動さるスイッチ50の接点の
位置を制御するカム機構を示す、第４図または第５図の
実施例において使用可能なモータの出力歯車の概略図、
第6b図は、第6a図のプリント回路の抵抗の第３図または
第４図の回路への接続を示す回路図である。

第４図および第５図のシステムは、第6a図および第6b図
に示されるように、払拭サイクル毎に360゜１回転する
モータの出力歯車106に取付けられたフィルム抵抗105に
より、水分で停止時間を変更できるように設計変更する
ことができる。

このフィルム抵抗105は、出力歯車106上の隣接し同心で
円弧状の２つの経路に沿って存在するように形成され、
一端で互いに接合されている。薄いフィルム抵抗105の
２つの円弧状アームは、ワイパー・ブレードがθ領域に
あるとき常にブラシ107により係合される。このよう
に、フィルム抵抗105の円弧長はこの抵抗の角度と対応
し、このためブラシ107に対するθ領域の角度位置と対
応する。一方のブラシ107は第6b図に示されるようにポ
テンショメータ96の摺動子95に接続され、他方のブラシ
107はポテンショメータ96と抵抗94間の接合点に接続さ
れている。ブラシ107はフィルム抵抗105がアーマチュア
とともに回転するにつれて抵抗フィルム105の係合する
固定位置にある。このため、薄いフィルム抵抗105は摺
動子95と抵抗94を有するポテンショメータ96の接合点と
の間のポテンショメータ96の部分を分路する。第４図お
よび第５図のシステムにおいては、停止時間は抵抗24の
値、抵抗94、そして摺動子95とポテンショメータ96の上
端との間の抵抗に依存するため、停止期間はブラシ107
間の薄いフィルム抵抗105の抵抗に依存し、これは更に
θ領域におけるワイパー・ブレードの最後の停止位置に
依存する。ワイパー・ブレードが１払拭サイクル間にθ
領域へ、更に先へと摺動すればする程、ブラシ107は一
緒に接合される端部にそれだけ接近し、回路内の薄いフ
ィルム抵抗105により生じる分路抵抗の値はそれだけ小
さくなる。雨量が少ないときは、ブラシ107は、モータ
が停止する前に僅かに比較的短い距離だけθ領域内を摺
動し、従って停止期間は長くなる。雨量が多くなると、
ワイパー・ブレードのウインドシールド・ガラス面上の
抵抗は小さくなり、ワイパー・ブレードは更にθ領域内
へ摺動してフィルム抵抗105により生じる抵抗値を小さ
くし、また停止期間を短縮する。雨が比較的強くなる
と、ブラシ107は停止期間を完全に飛越させる程に抵抗
を充分小さくする充分な距離摺動することになる。停止
期間の終りで払拭サイクルが再スタートすると、ワイパ
ー・ブレードはθ領域を通って残りの行程を継続するの
で、ワイパー・ブレードの全揺動角度は一定に保たれ
る。

第１図、第２図および第３図のシステムは、水分の状態
に応じて変形可能な停止期間を提供するように同様に変
形することができる。

第４図および第５図のシステムに対するモータ駆動スイ
ッチ50の接点を位置させるためのカム機構が第6a図に示
されている。モータ駆動スイッチ50の電極53は可撓性
で、また第6a図に示されるようにモータ10の出力歯車10
6の溝109に沿うガイドにより位置決めされる。停止接点
52もまた可撓性で、出力歯車106の溝111に従うガイドに
よって位置決めされる。可撓性を有する電極53および停
止接点52は、第6a図に示された出力歯車106の回転中心
に向かって内側に押圧されるように機械的に付勢されて
いる。連続的および間欠的な作動中、モータ10が正転す
る間、溝111は停止接点52のガイドを溝111の外側部分に
保持するような形状となっている。同様に、溝109は、
この溝の外側部分に電極53のガイドを保持するような形
状となっている。θ領域においては、電極53は溝109に
より停止接点52と係合するように運動させられ、モータ
10が正転する間、θ領域の外側で、電極53の溝109によ
り作動接点51と係合するように移動させられる。

オン／オフスイッチ100がオフ位置におかれ、ワイパー
機構がθ領域にはなく、電極53が作動接点51と係合して
いるとき、モータ10は、作動接点51と電極53を通じてブ
ラシ11にＢ＋の電圧が印加されることにより、正方向に
付勢される。ワイパー・ブレードがθ領域に入ると、電
極53は溝109によって移動させられ、作動接点51と係合
が外れて停止接点52と係合し、ブラシ11に接地電位が加
えられる。このとき、ブラシ12には導通しているトラン
ジスタ90を通じて電圧Ｂ＋が印加される。その結果、モ
ータ10は逆方向に付勢される。

可撓性を有する電極53が回転中心に向けて付勢されるた
め、モータ10が逆回転すると同時に、点Ｘから電極53は
溝109の内側部分109aに追従する。電極53は約180゜の
間、停止接点52と係合し続ける。この180゜の逆回転
中、ワイパーのリンク装置にある引込め停止機構はワイ
パー・ブレードをウインドシールド・ガラスから離れる
引込め停止位置に移動させるように作動する。約180゜
の逆回転後、停止接点52は半径方向内方への付勢によ
り、点Ｚから溝111の内側部分111a内を案内される。停
止接点52が溝111の内側部分111a内を案内されるとき、
停止接点52は電極53から解除され、これによりモータ10
および回路を消勢させる。ワイパー・ブレードは逆方向
に半回転しか回転せず高い負荷トルクを受けるため、シ
ステムの小さなエネルギは急速に散逸され、全システム
が消勢されるため、ワイパー・ブレードは更に僅かに回
転して点Ｙ−Ｙ′に達するまでに停止状態となる。

計器パネル制御スイッチ100がオン位置におかれる次の
状態に達すると同時に、回路が付勢されモータ10は正方
向に回転する。半径方向内方への付勢のため、モータ10
がθ領域を通過するまで停止接点52は溝111の内側部分1
11aに保持されるように案内される。可撓性を有する停
止接点52は、このように、ワイパー・ブレードが最初の
サイクルのθ領域から出る点Ｘ′まで正方向の最初の回
転運動の間可撓性の電極53から解除された状態を維持す
る。このとき、可撓性の電極53は動かない作動接点51と
接触し、既に述べたように作動が継続する。

本発明の利点については、以下の３条件、（１）ポテンショメータ96の摺動子95の位置が一定、天
候状態が変化すること、（２）ポテンショメータ96の摺動子95の位置が変化し天
候状態が一定であることそして（３）ワイパー・ブレードが古くなり、硬化し、そして
摩耗してきたこと、の下で第４図または第５図のシステムの作動を考察する
ことによって更によく理解され得る。

路面が濡れ、ウインドシールド・ガラスが乾燥状態であ
り、自動車がトラックに近接中であるがそれまでの距離
は依然充分であり、ウインドシールド・ガラスは乾燥状
態にあるものと仮定しよう。ポテンショメータ96の摺動
子95は、１秒の払拭サイクルの間で停止時間が約15秒に
なるような位置に配置される。システムの運動エネルギ
は、ブレードがθ領域へ短い距離だけ摺動することによ
り費やされる仕事＋制御される制御作用におけるエネル
ギとして消費される。払拭サイクル運動毎に、システム
の運動エネルギがθ領域に入ると同時にポテンショメー
タ96の摺動子95の位置に従うようにフィルム抵抗105が
閉成される。トラックが近接するに伴って噴霧が増加し
て、その結果停止時間における回路のフィルム抵抗105
の抵抗値が小さくなる。このフィルム抵抗105の値が小
さくなる程、摺動子95における加算電位が小さくなり、
制動作用が減少し、停止時間は短くなる。自動車がトラ
ックに追付き追越しの用意をするとき、噴霧は濃くな
り、回路における摺動フィルム抵抗105の値はθ領域に
おける停止点においては非常に小さくなり、制動がかか
らず、ウインドシールド・ワイパーは連続的に作動する
ことになる。トラックを追抜いた後、フィルム抵抗105
の値は再び高くなり、制動作用の程度は大きくなり、停
止時間は数サイクルの間に15秒に戻る。このように、ウ
インドシールド・ガラスが乾燥状態にあるとき、天候状
態のウインドシールド・ガラスに対する影響は15秒毎に
サンプルされる。ウインドシールド・ガラスの滑り易さ
が増加するにつれて、ウインドシールド・ガラスの状態
は更に頻繁にサンプルされる。自動車がトラックを追抜
く位置に接近すると、ウインドシールド・ガラスの状態
は１秒毎にサンプルされる。このように、サンプル速度
は所望の方向に変化する。

次に、停止時間が７秒、払拭サイクルが１秒であるが、
運転者は視界が酷く妨げられると感じるものと仮定しよ
う。運転者はポテンショメータ96の摺動子95を更に抵抗
94に向かって充分に移動させ、ワイパー速度を５％増加
させる。サンプルにおいて蓄えられた水分の量は上向行
程において５％だけ減少されるが、θ領域に入ると運動
エネルギは10％だけ増加される。ウインドシールド・ワ
イパーが更にθ領域に摺動して加算接合点の電圧を上昇
させると、制動量を減少させて停止時間を例えば４秒ま
で短縮する。運転者の目的は達成された。

次に、ワイパー・ブレードが古くなり、硬化して摩耗し
たワイパー・ブレードを有するものとしよう。この経変
変化および摩耗の主な影響は、ワイパー・ブレードとウ
インドシールド・ガラス間の摩擦係数が小さくなること
である。従って、ブレードはθ領域に更に進入し、停止
時間が更に短くなる。ポテンショメータ96の摺動子95を
抵抗97に向けて運動させることにより、ブレーキの経年
変化および摩耗状態を補償するため、ワイパー・ブレー
ドの速度は低下され、サンプルされる水分は増加し、運
動エネルギは減少し、制動は増加する。同じポテンショ
メータ96の摺動子95の調整は、電圧の変動、モータの速
度・トルク特性、構成要素の公差およびリンク装置の摩
擦量の変動の補償を行うものである。

第１図、第３図、第４図および第５図の間欠型ウインド
シールド・ワイパー・制御システムは、モータ10の３つ
のブラシを用いてトルクを変化させるため下向行程の間
モータの速度を一定に維持して定速度特性を達成する回
路によってモータ10を付勢する。

第7a図は、低速度測定を達成する改善された速度調整電
流を有する簡素化された回路図である。第7a図に示され
るように、駆動電流がブラシ11からアーマチュアの巻線
を経てブラシ13に流れ、この電流の大部分はトランジス
タ20を経てアースに流れる。この電流はブラシ13からポ
テンショメータ130に少量流れ、ここから更に少量の電
流がトランジスタ20のベースを経てアースに流れる。ポ
テンショメータ130からの電流の残部は抵抗33およびブ
ラシ12を経てモータ10のアーマチュアに流れ、ここで磁
界の存在下でアーマチュアの回転により生じるモータの
逆起電力がブラシ13への電流の電位を上昇させ、この電
流はブラシ13からトランジスタ20を経てアースに流れ
る。抵抗33の抵抗値に対するポテンショメータ130の抵
抗値の比率およびモータの特性がモータの設定速度を確
立する。もしモータ10のトルク負荷が増加して速度を減
少させようとするならば、モータ10によって発生する逆
起電力が減少し、従ってブラシ13とブラシ12における電
位は、ブラシ11に加えられる電圧Ｂ＋へと略々同じ量だ
け上昇することになる。トランジスタ20のベース電圧は
約0.7ボルトを維持する。従って、抵抗33に更に小さな
電流が流れる間、ポテンショメータ130には以前よりも
大きな電流が流れる。このように、ベース電流は、
（１）ポテンショメータ130を流れる増加した電流およ
び（２）抵抗33を流れる減少した電流により、２つのフ
ィードバック・ループから増加させられる。過渡的な条
件が安定した後、ブラシ13と12間に生じた電圧は再びト
ランジスタ20のベースに流れ込む電流の制御を支配する
ことになる。第7a図の回路においては、モータ10を駆動
する電流は、ブラシ11と13の間を流れる。従って、ブラ
シ１と13の間の電圧は、モータ速度と、モータ電流に応
じたIR降下に依存する。一方、ブラシ11と12の間のモー
タ電流は非常に少ないので、ブラシ11と13の間の電圧は
IR降下の影響が少なく、従ってモータ速度のよりよき目
安となる。トルク負荷が急激に減少すると、モータ速度
は増加しようとし、ブラシ13における電位を低下させ
（更に負にさせて）、ブラシ12における電位を更に低下
させる。ベース電流は２つのフィードバック・ループか
ら減少させられる。ポテンショメータ130を流れる電流
が減少してベース電流を減少させるが、抵抗33には多く
の電流が流れて、トランジスタ20からベース電流を更に
奪うことになる。

第7b図は、トランジスタ20の代りに電界効果トランジス
タ140を設けた、第7a図の回路と類似の速度制御回路を
示している。電界効果トランジスタの使用にはトランジ
スタに対して２つの利点がある。トランジスタの場合、
ブラシ13における電圧を接地電位に近づけるについては
下限がある。トランジスタにおいては、この電圧は約１
ボルト（V_CE(sat)＝1V）である。また、電流がベースに
流れるMOSFET（金属酸化物半導体電界効果トランジス
タ）においては、導通路はその値がチャネル幅に依存す
る抵抗の経路である。MOSFETを並列につなぐことによ
り、どんなチャネル幅でも、従って低い抵抗値でも可能
となる。最大電流容量が30アンペアである、米国ニュー
ヨーク州シェネクタディのGeneral Electric社製造のM
OSFETは、0.008ΩのR_ON値を有する。このように、ブラ
シ13における電圧は接地電圧から1/4ボルト以内に近づ
くことができる。典型的なウインドシールドのワイパー
・モータにおいては、最大電流は８アンペアであり、そ
のためブラシ13における電圧は前記用途においては1/16
ボルトに近づくことができる。第２の利点は、ゲート
（ベース）が電圧に作動することである（ゲートに対し
て電流は流れない）。このため、MOSFET内の非常に高い
利得を得ることができ、その結果速度の小さな変化は回
路によって補正されることになる。

第7c図は、２重ゲートのエンハンスメント型電界効果ト
ランジスタ179が電界効果トランジスタ140に代り、また
キャパシタ150と抵抗151からなるフィルタ回路が設けら
れた第7b図の速度制御回路の変形例を示している。第7c
図の回路においては、ブラシ11は直列に接続された可変
抵抗175および抵抗176を介して接地され、この可変抵抗
175と抵抗176間の接合点はトランジスタ179のゲートG2
に接続されて粗動作FET電流を確立する。ブラシ13はト
ランジスタ179のドレーンに接続され、そのソースは接
地されている。ブラシ13はまた抵抗177を介してトラン
ジスタ179のゲートG1に接続され、このゲートG1は更に
抵抗178と151の直列回路によりモータ10のブラシ12に接
続されている。ブラシ13はキャパシタ150を介して抵抗1
78と抵抗151間の接合点に接続されている。

第7c図の回路のブラシ12における電圧波形は純粋の直流
ではない。むしろ、交流パルスが重畳された直流であ
る。この交流パルスの振幅は一定で、速度とは無関係で
ある。かくして、この交流を除去して、速度を表わす速
度電圧を得るためにフィルタが望まれる。フィルタがFE
Tのゲートに対して平均値を与えることが重要である。
抵抗151の目的は、交流パルスによるフィルタ・キャパ
シタ150の充電を遅くすることである。もしこのキャパ
シタ150の充電が交流パスルの大きさに従って変化する
ならば、この交流パルスの大きさが全ての速度において
同じ値となろうとするため速度信号が失われるであろ
う。このフィルタ・キャパシタ150の他の側をブラシ13
に戻すことにより、フィルタ出力はブラシ13と12間に生
じる電圧出力を更によく反映させられる。

電界効果トランジスタは、内部を流れる電流がゲートと
して知られる電極に印加する制御電圧により発生する電
界を変化させることにより制御されるためにそのように
名付けられている。第7c図の回路において使用される電
界効果トランジスタは、二重ゲートエンハンスメントモ
ード型電界効果トランジスタ（FET）である。エンハン
スメントモード型FETは、ゲート電圧が零の時に電流が
流れないトランジスタである。前述の如く、ゲートG1に
おける電位はモータの電動作用に依存して粗動作FET電
流付近のモータの速度の変動を抑制するが、抵抗176を
有する可変抵抗175はゲートG2に電位を確保し、これが
粗動作FET電流を確保する。

第８図は第７図の速度調整を用い、停止時間が生じた後
に「ソフト」な始動を達成するシステムの回路図であ
る。

第８図の実施例においては、第7a図の速度制御が第１図
に類似する間欠回路において使用される。第８図の回路
においては、第7a図の速度制御回路はダイオード34が抵
抗33と直列に接続されて電流がトランジスタのベースか
らブラシ12に流れることを許容し、固定抵抗32がポテン
ショメータ130と直列に接続された第7a図におけると同
じ方法で３ブラシ型モータ10と接続されている。更に、
回路を間欠的にするために、トランジスタ20のベース
は、第１図の回路におけるモータ駆動スイッチ50と同じ
方法で接地電位、Ｂ＋に接続された電極51、52を有する
モータ駆動スイッチ50の電極53に、抵抗35およびキャパ
シタ40の直列回路により接続されている。この実施例に
おいては、本出願人の米国特許第3,351,836号明細書に
開示された如き従来技術のシステムと比較して、停止の
後、システムが「ソフトに」始動する点において異なる
結果が得られる。本出願人のこの先行特許のシステムに
おいては、トランジスタが迅速に完全にオンに切換わ
り、このトランジスタは飽和状態においてモータを全ト
ルクで駆動する。前述の如く、ウインドシールド・ワイ
パー・制御システムは騒音を生じることが知られてい
る。これらシステムは、緩く連結された多くの個別のリ
ンク部材を有する。このようなシステムが停止位置まで
惰性運動をするとき、この緩い結合部は分解しようとす
る。モータの巻線に完全飽和電流を通電すると全トルク
容量が生じ、これが最初にモータを加速し、次いで更に
遊びがなくなるまで各部を加速する。更に、そのとき駆
動される部材は加速するが、他の緩い結合部は横ゆれを
生じ、従って組立体は次の構成要素と接触し、ここでシ
ステムは次の緩い結合部まで加速して次の部材と衝突す
る。その結果、騒音の多い「ハードな」始動となる。

第８図ａは、連続する払拭サイクルを通じてシステムが
作動するときに第１図のシステムにより生じる波形を示
す。下方の波形はトランジスタ20のベースにおいて生じ
る波形を示し、上方の波形はトランジスタ20のコレク
タ、即ちブラシ13において生じる波形を示している。ト
ランジスタ20のベース電圧が接地電位を経て上昇し、正
になるに伴い、コレクタ電圧が前掲の米国特許第3,351,
836号明細書のシステムにおけると同じようにオフに切
換わろうとする傾向がある。しかし、コレクタ電圧が低
下すると、ポテンショメータ130を流れる電流は減少
し、これはトランジスタ20をオフに切換えようとする。
その結果、モータが徐々に、即ち「ソフトに」始動する
ように、ベースの均衡状態を始動時に再び確立しなけれ
ばならない。「ソフトな」始動においては、アーマチュ
アの両端の電圧は、システムの構成要素間のバックラッ
シュが従来技術のシステムに比して引続き緩やかにかつ
遥かに少ない騒音で閉止されるように、制御された増加
量を以って限られた時間で増加される。第８図に示され
るように、モータはθ領域に入ると同時に急激な消勢が
行なわれ、このとき構成要素は停止位置まで摺動する。
停止期間の終りにおいて、アーマチュアの両端の電圧は
勾配を有し、制御された割合で増加して前述の結果を得
る。

前述の間欠型システムにおいては、回路とモータの双方
が停止期間の終りに有効に消勢されることに注目すべき
である。ワイパーにより行なわれるシステムの運動エネ
ルギのウインドシールド・ガラスに対する仕事への転換
は、このような状態下において生じる。水分の量と共に
変化する停止期間を有するシステムにおいては、摺動抵
抗の値と完全に充電されたキャパシタの和が停止期間を
決定する。このシステムにおいては、停止期間は前の払
拭サイクルの実態に依存する。また、前述の間欠型シス
テムにおいては、キャパシタの充電状態がワイパーの上
向行程における速度制御に先行する。この作用は、下向
行程の終りにおけるθ領域への進入と同時に起こる均一
な運動エネルギの確立と干渉することはない。

第９図のシステムは、上向行程および下向行程の両動作
において更に均一な払拭速度を達成する。このシステム
はまた、「ソフトな」始動をも提供する。RC回路におけ
る抵抗値は一定の状態を維持するが、キャパシタにおけ
る電荷はウインドシールド・ガラスの乾燥程度と共に変
化する。停止期間の長さは、前の払拭サイクルによって
決定される。このシステムにおいては、キャパシタはθ
領域を出る間に、抵抗172を流れる電流によって充電さ
れる。充電の量はθ領域を出る際に横切られるべきθ領
域の大きさに依存する。即ち、もしウインドシールド・
ガラスが濡れた状態であり、システムがθ領域へ遠く摺
動する場合は、θ領域を出る際横切られるべきθ領域の
大きさはこれと対応して小さく、またこの領域を出る際
に充電が行なわれるため、キャパシタの電荷は少なく、
次の停止期間は短くなり、もしウインドシールド・ガラ
スが乾いた状態でシステムがθ領域に対して短い距離し
か摺動しない場合は、θ領域のこれから出るまで横切ら
れるべき量は大きくなり、充電の量は大きく、蓄えられ
る電荷は大きく、次の停止期間は長くなる。θ領域を出
た直後にダイオード161に逆バイアスがかかり、トラン
ジスタ160のベース・エミッタ接合点も有効に逆にバイ
アスがかかり、タイミング・キャパシタ110は完全に
（即ち、所望の程度まで）充電され、それから有効に開
路されるため、払拭サイクルの間トランジスタ20に流れ
るベース電流はタイミング・キャパシタ110の充電状態
によって影響を受けない。

第９図のシステムは第５図のシステムの変形例であり、
第５図の構成要素と対応する第９図のシステムの構成要
素は同じ参照番号を付されている。第９図のシステムに
おいては、ポテンショメータ96および抵抗94が省かれ、
その代りに抵抗23とダイオード22間の接合点が固定抵抗
32および可変抵抗130の直列回路を介してブラシ13と結
合されている。抵抗97は、ツェナー・ダイオード98と、
抵抗23と24間の接合点との間に直接、接続されている。
第５図のシステムのダイオード26と抵抗112は省かれて
いる。その代り、抵抗23と24の接合点は、押しボタンに
より操作されるスイッチ112を介してトランジスタ170の
コレクタに接続され、そのエミッタはモータ10のブラシ
11に接続され、またそのコレクタは抵抗172を介して抵
抗111とキャパシタ110間の接合点に接続されている。モ
ータ10のブラシ11もまた、抵抗171を介してトランジス
タ170のベースに接続され、このトランジスタ170もまた
抵抗163を介してトランジスタ160のコレクタに接続され
ている。トランジスタ160のベースは、抵抗162を介して
抵抗23と24間の接合点に接続されている。ダイオード16
1は、モータ駆動スイッチ50の電極53とキャパシタ110間
の抵抗111と直列に接続されている。トランジスタ160の
エミッタはダイオード161と抵抗111間の接合点に接続さ
れている。洗浄モータ120は、洗浄ボタンにより電位Ｂ
＋と接地電位間で操作されるスイッチ112aと直列をなす
ように別個の回路に接続されている。

ワイパー機構がθ領域に近づき、電極53が作動接点51か
ら停止接点52に移動する前に、キャパシタ110は、左側
の電極の電位が右側の電極の電位に対して正の値になる
ように充電される。θ領域に入ると、電極53は停止接点
52と係合し、キャパシタ110の左側の電極の電位はステ
ップ状に下がる。キャパシタ110は瞬間的に電位を変え
ることができないので、キャパシタ110の右側の電極の
電位もまた対応して下がる。従って、キャパシタ110の
右側の電極の電位はステップ状に負の値になる。この負
の値は抵抗23と24の接合点に伝えられ、θ領域に入る
と、即ち電極53が停止接点52と係合すると、抵抗23と24
の接合点の電位は負になる。この負の電圧はトランジス
タ20を流れる電流を遮断し、モータ10を停止期間の間停
止させるものである。停止期間の間、キャパシタ110は
ブラシ11,13、ポテンショメータ130、抵抗32,23そして
ダイオード25を流れる中性化電流によって放電を開始す
る。キャパシタ110が充分に放電すると、抵抗23と24の
接合点の電位は正の値に上昇し、トランジスタ20は導通
し始め、モータ10を付勢しワイパー機構がθ領域から出
させる。このようにして、ワイパー機構がθ領域を出る
と、抵抗23と24の接合点の電位は正になる。

第９図のシステムにおいては、スイッチ50の電極53はθ
領域に入る間と出る間の両方において停止接点52を介し
て接地される。しかし、抵抗24と23の接合点における電
圧はこのθ領域へ進入と同時に負になり、またこれら出
る際には正となる。従って、トランジスタ160およびト
ランジスタ170は、電極53が設接地位にあり、抵抗24と2
3間の接合点が正となるとき導通状態となる。

θ領域を出ると、電極53は作動接点51と係合し、作動接
点51に印加されている正電圧はダイオード161を逆方向
にバイアスする。トランジスタ160のエミッタ・ベース
接合点も、ワイパー駆動機構がθ領域外に出るにつれて
キャパシタ110の左側の電極が正の電圧になるために逆
バイアスになる。トランジスタ160のエミッタ・ベース
接合点は逆バイアスであるのでトランジスタ160は導通
せず、従ってトランジスタ170は導通しない。従って、
キャパシタ110の充電電流はトランジスタ170と172を流
れるある漏れ電流を除いて遮断される。この漏れ電流
は、充電電流に比較して時定数に対する影響を無視でき
る程度に小さい。払拭サイクルの間、モータ速度は第7a
図において既述したように制御される。θ領域へ再び進
入すると、停止スイッチ50の電極53は接地され、抵抗17
2と111を流れる漏れ電流は、ダイオード161が導通状態
を確保して抵抗111と接続されたキャパシタ110の側に0.
7ボルトを確保するために充分である。抵抗24と23間の
接合点における電圧は停止期間においては負となる。中
性化電流は、モータ10のブラシ11と13を流れ、ポテンシ
ョメータ130、固定抵抗32、抵抗23、ダイオード25を経
てキャパシタ110に流れる。電荷が中性状態となると、
前記接合点は再び正の状態となって「ソフトな」始動を
生じ、その間キャパシタ110が再び抵抗172を経て充電さ
れる。

洗浄スイッチ112aがオンされるとき、トランジスタ170
からの電流は抵抗24と接続されたキャパシタ110の側と
導通し、またトランジスタ20のベースと導通する。洗浄
スイッチ112aがオフされると、この逆方向の電荷はトラ
ンジスタ20のベース電圧を少なくとも次の停止場所を経
て正に保持し、その結果ワイパー・ブレードは洗浄モー
タ120がオフされた後まで連続的な作動状態に置かれ
る。

スイッチ100がオフ位置に置かれると同時に、進行中の
払拭サイクルが続行する。停止場所においては、アーマ
チュア電流は反転されてトランジスタ90、ブラシ12、モ
ータ10、アーマチュア、ブラシ11および接点102、電極5
3を通ってアースに流れる。ワイパーブレードが引込み
停止位置に達すると同時に、電極53は開路されてトラン
ジスタ90のベース回路を除いて回路を消勢する。しか
し、ツェナー・ダイオード98はベース電流を阻止し、そ
の結果全回路が有効に消勢される。

水分と共に変化する停止時間はθ領域から出る間はキャ
パシタ110の充電量に依存するため、第９図のシステム
ではワイパー位置に応じた可変抵抗は必要ではなく、水
分の感知はウインドシールド・ガラス・ワイパー・モー
タを変更することなく達成可能である。

第９図のシステムは、第6a図に関して前に述べたよう
に、モータの出力歯車106上における薄いフィルム抵抗1
05を用いることにより、θ領域から出る間のキャパシタ
の充電に加えて、RCタイミング回路におけるワイパーに
依存した可変抵抗を使用することができる。ワイパーに
依存した可変抵抗が第９図のシステムと共に使用される
とき、ブラシ107の一方をポテンショメータ130の一端、
即ちポテンショメータ130とブラシ13の間、ブラシ107の
他端をポテンショメータ130の他端、即ちポテンショメ
ータ130と抵抗32の間に接続する。ブラシ107がこのよう
に接続されると、２つのブラシ107間を延びる、フィル
ム抵抗105の部分はポテンショメータ130と並列に接続さ
れ、停止期間の間キャパシタ110に流れ込む中性化電流
の通路に別の可変抵抗を設けたことになる。この構成に
より、前回の払拭サイクルの開始時にスイッチ50がθ領
域に留まる時間と、ワイパー・ブレードがどれ位θ領域
に入り込んだかによって決まるフィルム抵抗107によっ
ても与えられる値に応じて停止期間は変わる。

ウインドシールド・ワイパー機構がθ領域に入り込む距
離は、前回の払拭サイクルの終りにおけるウインドシー
ルド・ガラスの乾燥度に依存し、これは可変抵抗130を
分路するフィルム抵抗105に与えられる抵抗値を決定す
る。これはまた、抵抗130と105を流れる中性化電流がい
かに早くキャパシタ110を中性化し、次の停止期間を開
始させるかを決定する。従って、停止期間の長さは一部
は直前の払拭サイクルの終りにおけるウインドシールド
・ガラスの乾燥度によって決められる。θ領域を出ると
きにキャパシタ110は充電されるが、キャパシタ110の充
電量は、ワイパー・ブレードがθ領域を動くのにどれ位
残っているか、即ちθ領域を出るのにワイパー・ブレー
ドがどれ位動かなければならないかに依存しており、こ
れは前回の払拭サイクルの間のウインドシールド・ガラ
スの乾燥度に依存している。かくして、払拭サイクルＡ
の終りに、キャパシタ110は払拭サイクルＡの間のウイ
ンドシールド・ガラスの乾燥度に応じた量に充電され
る。この充電に続いて、ワイパー機構は払拭サイクル
（Ａ＋１）を行ない、払拭サイクルＡの終りに受けた電
荷に従ってキャパシタ110が充電されワイパー機構は再
び停止期間に入る。かくして、停止期間の長さは一部は
払拭サイクルＡの間のウインドシールド・ガラスの乾燥
度、言い換えると、最後から２番目の払拭サイクルの間
のウインドシールド・ガラスの乾燥度に依存する。

このように、停止期間は一部は直前の払拭サイクルの終
りにおけるウインドシールド・ガラスの乾燥状態によ
り、また一部は最後から２番目の払拭サイクルの終りに
おけるウインドシールド・ガラスの乾燥状態によって決
定される。システムを２つの払拭サイクルにおける乾燥
の程度に依存させることにより、本システムはウインド
シールド・ガラスの乾燥状態の瞬間的な変化による停止
期間の不測の変化の影響を比較的受け難くなっている。
しかし、本システムは、全体的には、水分の状態がキャ
パシタの電荷と、ウインドシールド・ガラスの乾燥の程
度に応じたRCタイミング回路における抵抗値の双方を変
化させるため、水分の状態に対して更に大きな感度を有
するように作られている。

本発明の前記の詳述はその実施態様を当業者に開示する
ことを意図するものであるが、本発明はその要旨から逸
脱することなく種々の方法で実施することができるた
め、本発明はその応用において添付図面に示した各部の
構造および装置に詳細に限定されるべきものでないこと
が理解されるべきである。本発明の構成要素の作用なら
びに機能に関する記述において用いられた用語は記述の
目的のため用いられたものであって限定のためではな
く、また従来技術の要件を越えた特許請求の範囲を限定
することを意図するものではない。

図面の簡単な説明第１図は、その大きさがモータの回転速度と比例し、ま
た間欠的な停止時間の調整および種々の払拭速度を提供
するために使用される正しい極性の信号を生じるため、
３ブラシ型DCモータ内に速度信号を生じさせる方法を特
徴とする本発明の一実施例の概略図、第２図は、唯１つ
のコンデンサを有し、２ブラシ型モータに対してソリッ
ド・ステート・ブレーキを使用する本発明の一実施例の
概略図、第2a図は、このブレーキが停止時間の初めに短
い期間だけコンデンサに以前の貯えられた電流を使用し
てこれを増幅し、そして停止時間の制御を行なうため残
りの電荷が所定の電位から比較的ゆっくりと中性化され
ることを示し、第２図の回路におけるトランジスタ80の
ベース電圧を示す電圧対時間のグラフ、第３図は、ソリ
ッド・ステート・ブレーキが使用される、第１図の装置
の変形例を示す概略図、第４図は、単一のモータで駆勢
される停止スイッチにより達成される、雨滴の線条のな
いガラス面から離れた引込み停止状態という付加的な特
徴を備えた、第３図の装置の変形例の概略図、第５図
は、第４図の特徴に加えて瞬間的な始動および払拭後の
洗浄を特徴とする本発明の一実施例の概略図、第6a図
は、水分を感知するために設けられたプリント回路の可
変抵抗およびモータで駆動されるスイッチの接点の位置
を制御するカム機構を示す、第４図または第５図の実施
例において使用可能なモータの出力歯車の概略図、第6b
図は、第6a図のプリント回路の抵抗の第３図または第４
図の回路への接続を示す回路図、第7a図、第7b図および
第7c図は本発明のモータ速度調整装置の別の実施例を示
す回路図、第８図は第７図の速度調整を行ない停止時間
が生じた後に「ソフトな」始動を達成する本発明による
間欠的モータ制御システムの回路図、第8a図は第８図の
回路において生じる電圧の対時間波形を示し、第９図
は、単一の制御装置で他の開示された実施例の特徴の多
くを達成するために得られた本発明の一実施例の概略
図、第10図は、ワイパー・ブレードの振動領域、θ領
域、引込め停止位置を示す図である。

10,70……モータ 11,12,13……ブラシ 20,80,85,90,170……トランジスタ 31,96,130,175……可変抵抗 21,23,24,32,33,35,81,86,87,91,94,96,97,111,112,16
2,163,172,176,177……抵抗 34,25,22,26,161……ダイオード 40,110,150……キャパシタ 50……モータ駆動スイッチ 51……作動接点 52……停止接点 53……電極 88,98……ツェナーダイオード 95……摺動子 96……ポテンショメータ 100……オン／オフスイッチ 101……オン接点 102……電極 103……オフ接点 105……フィルム抵抗 106……出力歯車 107……ブラシ 109,109a,111,111a……溝 120……洗浄モータ 121……洗浄スイッチ 140……FET

フロントページの続き (72)発明者カ−ンズ・ロバ−ト・ダブリユアメリカ合衆国20760メリ−ランド州ゲイザ−ズバ−グ・ルツクアウト・プレイス 9725 (72)発明者カ−ンズ・テイモシ−・ビ− アメリカ合衆国20760メリ−ランド州ゲイザ−ズバ−グ・ルツクアウト・プレイス 9725 (56)参考文献米国特許3582747（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイパーがウインドシールド・ガラス上を
上向き方向に移動する上向行程と下向き方向に移動する
下向行程とを含み、各下向行程の終りに設けたθ領域に
入る払拭サイクルがウインドシールド・ガラス上で繰り
返される間中、ウインドシールド・ワイパーを駆動する
ためのモーター（10）と、増幅装置（20）と、前記モー
ターによって駆動され、作動位置と停止位置とを有し、
そして各払拭サイクルの終りに前記停止位置に移動し、
前記ワイパーが前記θ領域を出て上向行程を始める時に
前記作動位置に移動するスイッチ手段（50）と、前記ス
イッチ手段に応答して前記増幅装置をして前記モーター
を間欠的に付勢して、前記θ領域における相次ぐ払拭サ
イクルの終りにある停止期間の間は前記ワイパーを停止
させ、また前記モータを前記作動位置にて付勢し、そし
て前記スイッチ手段が停止位置に移動する時に停止期間
の間は前記モータの付勢を止める回路手段（40,35）と
を有し、前記停止期間は前記ワイパーが前記θ領域にお
いてウインドシールド・ガラス上をどこまで滑ったかに
よって検知されるウインドシールド・ガラスの乾燥度に
依存することから成る間欠型ウインドシールド・ワイパ
ーシステムにおいて、前記モーターの速度に応答して前記増幅装置の入力に信
号を加え、前記増幅装置をして前記払拭サイクルの下向
行程の間、前記モーターの速度を調整するように制御さ
れた連続的な電流で前記モーターを付勢する回路と、前
記払拭サイクルがθ領域に入る時に前記モーターが一定
速度で動くようにする速度調整手段を含むことを特徴と
する間欠型ウインドシールド・ワイパーシステム。
【請求項２】前記払拭サイクル間の停止時間を前記ウイ
ンドシールド・ガラスの乾燥度に従って変化させる回路
手段（105,107）を有する特許請求の範囲第１項記載の
間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項３】前記スイッチ手段（50）が、次の払拭サイ
クルの開始後まで前記モータの移動領域に対する前記停
止位置に止まり、次いで前記作動位置へ切換わり、前記
回路手段（40,35）は、前記スイッチ手段（50）が前の
払拭サイクルの開始後前記停止位置に止まる時間の長さ
に従って前記停止期間の長さを変化させる特許請求の範
囲第１項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御
システム。
【請求項４】前記モータが３ブラシ型モータであり、前
記増幅器（20）が前記モータのアーマチュアを該モータ
の第１のブラシ（11）と第３のブラシ（13）間で付勢
し、前記速度調整手段（31,32,33）は前記モータの第２
のブラシ（12）から得た信号を前記増幅器（20）の入力
側に加える回路（33,34）を有する特許請求の範囲第１
項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システ
ム。
【請求項５】前記回路手段（35,40）が、前記増幅器（2
0）を第３のブラシ（13）に接続し、第３のブラシ（1
3）から得た信号を前記増幅器（20）の入力側に与える
回路（130,32）を有する特許請求の範囲第４項記載の間
欠型ウインドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項６】前記回路（130,32）が第３のブラシ（13）
と前記増幅器（20）の入力側との間に接続された可変抵
抗（130）を含む特許請求の範囲第５項記載の間欠型ウ
インドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項７】前記第２のブラシ（12）からの信号を用い
る前記回路（33,34）が、前記増幅器（20）の入力側と
第３のブラシ（13）間に接続された抵抗（32）を含む特
許請求の範囲第５項記載の間欠型ウインドシールド・ワ
イパー制御システム。
【請求項８】前記回路手段（40,35）が、前記ワイパー
を前記スイッチ手段（50）でもって各払拭サイクルの終
りにある前記停止位置において停止期間停止させるか、
前記ウインドシールド・ガラスの乾燥度に従って前記停
止期間を飛び越えさせるように前記モータを付勢する特
許請求の範囲第１項記載の間欠型ウインドシールド・ワ
イパー制御システム。
【請求項９】前記回路手段（40,35）が、前記払拭サイ
クルの下向行程の間、調整される前記モータの速度を変
更し、これにより前記モータが各払拭サイクルの終りに
おける停止期間の飛越しを行なうかあるいは行なわない
かの閾値点を変更する手段制御手段（31）を有する特許
請求の範囲第８項記載の間欠型ウインドシールド・ワイ
パー制御システム。
【請求項１０】前記回路手段（40,35）が、前記増幅器
（20）をして前記モータを各払拭サイクルの始めに勾配
のある波形を以って徐々に付勢させる特許請求の範囲第
１項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御シス
テム。
【請求項１１】前記回路手段（40,35）が、前記モータ
の速度を、連続する範囲の両方の端の間の零の停止期間
点から前記の連続する範囲の他方の端にかけて増加させ
ることによって、前記範囲の一方の端における最大値か
ら前記範囲の両方の端の間の零の停止期間まで前記停止
期間の長さを変更するため前記範囲にわたって操作可能
な手動制御手段（95）を有する特許請求の範囲第１項記
載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項１２】前記手動制御手段（95）が、前記範囲の
一方の端からその他方の端にかけて前記モータの速度を
増加させる特許請求の範囲第11項記載の間欠型ウインド
シールド・ワイパー制御システム。
【請求項１３】前記回路手段（40,35）が、前記増幅器
（20）をして前記払拭サイクルの上向行程の間一定に調
整されてない速度で作動させ、前記速度調整手段（31,3
2,33）は、前記サイクルの上向行程の間の前記モータの
一定に調整されてない速度よりも速い速度で前記払拭サ
イクルの下向行程の間前記モータの速度を調整するよう
に制御された連続する電流で前記増幅器（20）をして前
記モータを付勢させる特許請求の範囲第１項記載の間欠
型ウインドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項１４】前記ウインドシールド・ガラスに液体を
供給するように付勢されるポンプ・モータ（120）と、
このポンプ・モータ（120）を作動時に付勢する洗浄制
御手段（121）とを有し、前記回路手段（40,35）は、前
記洗浄制御手段（121）の作動に応答して払拭サイクル
間に停止期間を置かずに複数の払拭サイクルにわたって
前記ワイパーを駆動する手段を有し、前記回路手段（4
0,35）は、キャパシタンス（110）と、前記停止期間の
間該キャパシタンス（110）の電荷を変化させるため前
記停止期間の間該キャパシタンス（110）に接続する抵
抗（111,24,29）と、前記キャパシタンス（110）の片側
における電位に応答して各停止期間の終りにおいて払拭
サイクルを開始させ、払拭サイクルの終りにおいて停止
期間を開始させる、前記増幅器（20）を含む第１の手段
と、前記第１の手段が前記洗浄制御手段（121）の作動
に続く少なくとも最初の払拭サイクルの終りにおいて停
止期間を開始させないように、前記洗浄制御手段（12
1）の作動に応答して前記キャパシタンス（110）の電荷
を変化させる第２の手段（26,25）とを有する特許請求
の範囲第１項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー
制御システム。
【請求項１５】前記第２の手段が、各停止期間の開始時
に前記キャパシタンス（110）が充電されるのと反対の
方向に、前記洗浄制御手段（121）の作動に応答して前
記キャパシタンス（11）を充電する特許請求の範囲第14
項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システ
ム。
【請求項１６】前記キャパシタンス（110）は、前記洗
浄制御手段（121）の作動に応答して充電される逆方向
の充電状態から前記払拭サイクル間の前記キャパシタン
ス（110）の正方向の充電状態へ向けて放電し、前記第
１の手段は、前記キャパシタンス（110）が前記の逆方
向の充電状態から前記正方向の充電状態に切換わる払拭
サイクルの終りにおける停止期間を開始させる特許請求
の範囲第15項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー
制御システム。
【請求項１７】前記第１の手段は、前記キャパシタンス
（110）の前記の片側における電圧に応答して導通およ
び非導通状態にされるトランジスタと、前記の導通およ
び非導通状態の間で変動する前記トランジスタに応答し
て停止期間を開始させ、かつ前記導通および非導通状態
の間で反対方向に変動するトランジスタに応答して払拭
サイクルを開始させる手段とを有する特許請求の範囲第
14項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御シス
テム。
【請求項１８】オフ位置とオン位置を有するオン／オフ
制御手段を更に有し、前記制御装置は、前記オン／オフ
制御手段が前記オン位置にあるとき前記の複数の払拭サ
イクルの後に間欠的に前記ワイパーの駆動を再開する特
許請求の範囲第14項記載の間欠型ウインドシールド・ワ
イパー制御システム。
【請求項１９】オフ位置とオン位置を有するオン／オフ
制御手段と、前記キャパシタンス（110）の前記片側に
おける電位を変化させて、前記オン／オフ制御手段が前
記オン位置に切換えられるとこれに応答して払拭サイク
ルを開始させる第３の手段とを有する特許請求の範囲第
14項記載の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御シス
テム。
【請求項２０】オフ位置とオン位置を有する手動制御手
段（100）を有し、前記回路手段（40,35）は前記モータ
を付勢して前記ワイパーを間欠的に駆動し、前記手段制
御手段（100）が前記オン位置にあるとき連続する払拭
サイクルの終りにおける停止期間の間ワイパーを停止さ
せ、前記手動制御手段（100）が前記オフ位置に切換え
られている間払拭サイクルを完了するように前記ワイパ
ーを駆動し、前記回路手段（40,35）は、前記モータの
アーマチュアの両端に接続された電流路（90）と、連続
する払拭サイクルの終りに前記電流路（90）を閉路して
このような連続する払拭サイクルの終りに前記モータに
電気力学的に制動をかけて停止させ、前記手動制御手段
（100）が前記オン位置にあるとき前記停止期間の終わ
り前に前記電流路（90）を開路する制御手段（96,97,9
1）とを有し、前記手動制御手段（100）は、前記アーマ
チュアを前記電流路（90）に直列に接続して、前記手動
制御手段（100）が前記オフ位置に切換えられて前記ワ
イパーを引込め停止位置へ駆動する間前記の最後の払拭
サイクルの終りに、電流を前記アーマチュア内で逆方向
に流れさせる特許請求の範囲第１項記載の間欠型ウイン
ドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項２１】前記回路手段（40,35）が、前記モータ
によって駆動され、作動位置と停止位置を有し、かつ前
記モータが払拭サイクルの終わりに達するとき前記停止
位置へ移動させられるスイッチ手段（50）を有し、前記
制御手段は、前記手動制御手段（100）が前記オフ位置
にあり、該スイッチ手段（50）が前記停止位置にあると
き、前記スイッチ手段（50）を前記電流路（90）に直列
に接続し、前記スイッチ手段（50）は、前記ワイパーが
前記引込め停止位置に達するとき前記直流回路を開路す
る特許請求の範囲第20項記載の間欠型ウインドシールド
・ワイパー制御システム。
【請求項２２】前記スイッチ手段（50）は、前記作動位
置にある第１の接点（51）と係合し、前記停止位置ある
第２の接点（52）と係合し、前記ワイパーが前記引込め
停止位置に達するとき、前記第１の接点（51）、前記第
２の接点（52）のいずれとも係合しない可動電極を有す
る特許請求の範囲第21項記載の間欠型ウインドシールト
・ワイパー制御システム。
【請求項２３】前記回路手段は、前記ワイパーが前記引
込め停止位置にあるとき、前記手動制御手段（100）が
前記オン位置に移動させるのに応答して前記モータを正
方向に付勢する手段を有し、前記スイッチ手段（50）
は、前記引込め停止位置にある前記ワイパーによって前
記モータが付勢されるとき、前記モータが前記ワイパー
を各払拭サイクルの終わりにおける前記ワイパーの位置
を通り越した前記引込め停止位置から駆動するまで、前
記可動電極（53）が前記第１と第２の接点（51,52）か
ら解除された状態を維持する特許請求の範囲第22項記載
の間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システム。
【請求項２４】前記増幅器（20）が電界効果トランジス
タから成る特許請求の範囲第１項記載の間欠型ウインド
シールド・ワイパー制御システム。
【請求項２５】前記電界効果トランジスタが、制御電極
である第１のゲートと、第２のゲート、前記モータの調
整された速度にわたって粗い制御を行なうために該第２
のゲートに対し独立的に変更可能な信号を与える手段と
を有する特許請求の範囲第24項記載の間欠型ウインドシ
ールド・ワイパー制御システム。
【請求項２６】前記回路手段（40,35）は、払拭サイク
ル間の停止期間の長さを、一部は前記停止期間の直前の
払拭サイクルにおけるウインドシールド・ガラスの乾燥
度に従って変更させ、また一部は前記停止期間から２つ
前の払拭サイクルにおけるウインドシールド・ガラスの
乾燥度に従って変更させる特許請求の範囲第１項記載の
間欠型ウインドシールド・ワイパー制御システム。