JPH11170982A - 水滴感応式ワイパ制御装置 - Google Patents
水滴感応式ワイパ制御装置Info
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- JPH11170982A JPH11170982A JP9347749A JP34774997A JPH11170982A JP H11170982 A JPH11170982 A JP H11170982A JP 9347749 A JP9347749 A JP 9347749A JP 34774997 A JP34774997 A JP 34774997A JP H11170982 A JPH11170982 A JP H11170982A
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Abstract
ずに、ウインドガラスに付着した水滴の状況に迅速に対
応してワイパを駆動する。 【解決手段】 ウインドガラスの内面側において全反射
するようにウインドガラス内に光を導く発光手段7とウ
インドガラス内において反射した光を受光する受光手段
8とからウインドガラスの表面側に付着した水滴量の程
度を検出してワイパを駆動する水滴感応式ワイパ制御装
置において、受光手段8の出力信号S1の信号持続時間
が所定時間以上の場合にワイパを駆動するワイパ駆動手
段18を設けた。
Description
子を用いてウインドガラスの表面側に付着した水滴量の
程度を検出してワイパを駆動する水滴感応式ワイパ制御
装置に関する。
は、特開平2−67945号公報に記載のように、投光
手段(発光手段)と検出手段(受光手段)とを、ウイン
ドガラスの内側に対向離間し且つウインドガラスの外側
面を払拭するワイパの払拭領域内に位置して配設し、ワ
イパの作動前と作動後における検出手段からの出力信号
の出力レベルを基にウインドガラスの外側面に水滴が付
着しているか否かを判断してワイパを作動するものが知
られている。
水滴感応式ワイパ制御装置においては、検出手段からの
出力信号がある所定レベルに達した時にワイパを駆動す
るので、木陰、建物やトンネルなどによって変化する外
部光(特にパルス光)がノイズ光として検出手段に入射
し、ワイパを駆動させる可能性があるという問題点を有
している。また、VICS、自動車電話、その他無線機
器や自動車のイグニッションコイルなどにより発生する
電磁波などがノイズとして検出手段に作用し、ワイパを
駆動させるという問題点を有している。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、変化する外部光や電磁波ノイズなどの影響を受
けずにウインドガラスに付着した水滴の状況に迅速に対
応してワイパを駆動することができる水滴感応式ワイパ
制御装置を提供しようとするものである。
発明は、ウインドガラスの内面側において全反射するよ
うに前記ウインドガラス内に光を導く発光手段と前記ウ
インドガラス内において反射した光を受光する受光手段
とから前記ウインドガラスの表面側に付着した水滴量の
程度を検出してワイパを駆動する水滴感応式ワイパ制御
装置において、前記受光手段の出力信号の信号持続時間
が所定時間以上の場合にワイパを駆動するワイパ駆動手
段を設けたものである。
図面に基づいて説明する。ここで、図1は本発明に係る
水滴感応式ワイパ制御装置を適用した自動車前部の斜視
図、図2はレインセンサの構成図、図3は回折格子の作
用説明図、図4は本発明に係る水滴感応式ワイパ制御装
置の構成図、図5と図6は同じくタイミングチャートで
ある。
ス1の室内側面で外側面を払拭するワイパ9の払拭領域
内にレインセンサ2を接着剤(接着テープ)3にて取付
けている。接着剤(接着テープ)3は、フロントガラス
1の屈折率(1.48)とほぼ等しい屈折率を有するも
のを選定した。なお、フロントガラス1には、SiO2を
主成分とする5mm厚のソーダライムガラス基板を用い
た。
ラス基板4の表面にレーザ光によって形成した回折格子
5,6を備えている。また、接着剤3はガラス基板4の
全面に塗布することで、レインセンサ2とフロントガラ
ス1とを密着している。
ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)など
の発光素子を備えた発光手段7を配置し、他方の回折格
子6の近傍には、フォトダイオード(PD)などの受光
素子を備えた受光手段8を配置している。これら発光手
段7及び受光手段8は、回折格子5,6に密着するよう
に設けてもよい。
表面にレーザ光を照射することで発生するアブレーショ
ン現象により直接形成するのが好ましい。
に形成されている光学素子のことである。その溝のピッ
チは、0.4〜3μm程度の範囲で設計されたものが多
く、用途によって使い分けられている。その主な用途は
分光に用いられるが、単色光を光源に用いた場合は、光
の回折効果により、光を分けたり、曲げたりすることが
できる。また、回折格子としては上記の他に、反射型の
回折格子やスリット状の回折格子、更には屈折率が周期
的に変わる回折格子でもよい。
回折格子に入射させた場合、回折光がある一定の規則に
基づいて発生する現象を用いている。その回折光は、図
3に示すように、入射光に対して一定の角度で1次回折
光が発生する。なお、高次の回折光も発生するが、光量
が少なくなるので1次回折光を主に用いる。
角度の関係は次の数式(1)で表される。すなわち、入
射光の角度をθ0 とし、m次の回折光の角度をθ、入射
光の波長をλ、溝のピッチをd、出射側の屈折率をn、
入射側の媒質の屈折率をn0とすると、以下のように角
度が決定できる。
0=1.0であり、透明板中を進行する光の角度は、回折格
子へ入射させる光の角度を変化させることによって調整
することができる。
り、任意の角度で透明板中に光を導入することができ
る。また適宜、回折格子への入射角度を選択することに
より、導入された光が透明板板中を全反射するように設
定することも可能となる。また、透明板中を全反射して
いる光を同様の原理に基づき、透明板から空気中へ出射
させることも可能である。
るときの入射角、即ち臨界角を求めるには、スネルの法
則を用いて以下の計算を行う。スネルの法則の一般式は
以下に示す数式(2)のようになる。但し、α及びα0
は、屈折率nの物質と屈折率n0の物質との界面の法線
に対する角度である(α:入射角、α0:屈折角)。
8とし、空気の屈折率をn0=1とした場合、ガラス板
内部で全反射する条件は、α0=90°なので、数式
(2)よりα=42.5°を得る。従って、入射角αが
この角度(42.5°)以上であれば、ガラス媒質中で
の全反射が起こる。
で全反射が起こるのは、水の屈折率を1.33とし同様
の計算を行うとα=64.0°となる。従って、入射角
αが、42.5°から64.0°の範囲の角度では、水
が付着してないときはガラス内部で全反射し、水が付着
すると全反射しなくなり、ガラス内部の光は水を介して
外部に漏れることになる。
の入射角度を調整した。ガラス内部反射角度が42.5
°になるための回折格子入射角度を前記数式(1)を用
いて計算した。周期が1020nmのガラス表面に形成
された回折格子で、He−Neレーザの633nmの光
のプラス1次回折光を利用したときは22°となる。
るためには、同様の計算より回折格子の入射角度が45
°となることがわかる。本実施例では、回折格子5にお
いて45°で光を入射させた。このとき全反射した光
は、他の回折格子6から出射した。
場合、回折格子6から出射する光は低減し、全反射点全
体に水滴が付着した場合は約1/50に出力光が低減し
た。即ち、ガラス表面上の水の存在を敏感に感知し、出
射光強度として反映させることが確認できた。また、回
折格子5の入射角度を徐々に大きくしていっても同様な
ことが起こった。
なると、水滴が全反射点に付着しても、出射する光量は
変化しなかった。これは、水が表面に付着しても内部の
全反射の条件が変わらない角度とほぼ一致していた。
は、図4に示すように、フロントガラス1の内面側にお
いて全反射するようにフロントガラス1内に光を導く発
光手段7とフロントガラス1内において反射した光を受
光する受光手段8とからなるレインセンサ2と、受光手
段8の出力信号によりワイパ9を所望の速度で駆動する
ワイパ駆動手段18からなる。
子10と、発光素子10の出力光を検出するPDなどの
受光素子11と、発光素子10から所定周波数で変調し
た光を出力させる駆動回路12と、受光素子11の出力
信号から変調成分に対応する信号を取り出す検出回路1
3とからなる。また、検出回路13の出力信号が駆動回
路12にフィードバックされている。
応する信号を検出回路13により取り出し、この信号を
発光素子10の駆動回路12にフィードバックして発光
素子10の発光出力を所望値に制御するので、発光手段
7の周囲温度が変化しても発光素子10の発光出力を所
望値に維持することができる。
15と、受光素子15の出力信号から発光素子10の駆
動回路12による変調成分に対応する信号を取り出す検
出回路16と、検出回路16の出力信号を増幅する増幅
回路17とからなる。
に対応する信号のみを受光素子15の出力信号から取り
出すので、例えば真夏日の強烈な太陽光の下では15万
ルックスになり、一方深夜の暗闇では数ルックスになる
外部光の影響を受けてワイパ制御装置が誤動作すること
がない。
えるノイズ除去回路19と、ノイズ除去回路19の出力
信号から所望な信号を作る制御回路20と、制御回路2
0の出力信号を所望な速度でワイパ9を駆動するワイパ
駆動信号WDにしてワイパ駆動機構部(不図示)へ出力
するワイパ駆動回路21とからなる。
力信号S1の信号持続時間(パルス幅)が所定時間T以
上の場合にのみ、信号S2を出力する。従って、ノイズ
除去回路19は、信号持続時間が所定時間T未満の信号
S1に対しては信号S2を出力しない。
間の短いノイズに対応すべく、例えばワイパ9の駆動周
期(1秒程度)より短く、且つ0.3秒以上とすればよ
い。なお、所定時間Tは、ノイズ除去回路19に備えた
積分回路の時定数(CR)を調整することにより設定で
きる。
ルス幅)である変化する外部光や電磁波ノイズが受光手
段7に作用しても、外部光や電磁波によるノイズ成分は
ノイズ除去回路19により除去され、後段の回路20,
21へ入力することはないので、ノイズによりワイパ9
が駆動することはない。
力信号S2を演算処理して3種の信号(第1出力信号D
1、第2出力信号D2、第3出力信号D3)を出力(オ
ン状態)する。なお、オン状態とは、正論理であればH
レベル(ハイレベル)、負論理であればLレベル(ロウ
レベル)を意味する。
9の出力信号S2を3レベルの設定電圧(電圧レベルの
高い順に第1設定レベルR1、第2設定レベルR2、第
3設定レベルR3とする)と比較する。
ように、フロントガラス1の表面側に水滴がより多く付
着する程、受光素子15の出力信号レベルは低下するの
で、フロントガラス1の表面側に水滴が付着していない
場合の出力信号S2の電圧レベルが一番高く、水滴が多
く付着している場合の出力信号S2の電圧レベルが一番
低くなる。
2が第1設定レベルR1より小さい場合(S2<R1)
は、第1出力信号D1をHレベルにし、出力信号S2が
第2設定レベルR2より小さい場合(S2<R2)は、
第2出力信号D2をHレベルにし、更に出力信号S2が
第3設定レベルR3より小さい場合(S2<R3)は、
第3出力信号D3をHレベルにする。
合は、霧雨又は小雨の降雨状態、第2出力信号D2がH
レベルの場合は、中程度の降雨状態、第3出力信号D3
がHレベルの場合は、大雨の降雨状態に夫々相当する。
トガラス1に付着する水滴量Vの変化に対して、制御回
路20の出力信号を3種(第1出力信号D1、第2出力
信号D2、第3出力信号D3)にした場合の、雨が降り
始めてからワイパ9が駆動を開始し、ワイパ9が駆動し
続け、雨がやむまでの制御回路20の出力信号D1,D
2,D3とワイパ駆動信号WDのオン・オフ状態を示し
ている。なお、図5に示す水滴量Vは、フロントガラス
1に付着する水滴量の変化を表しているので、ノイズ除
去回路19の出力信号S2を反転させたものに相当して
いる。
滴量Vが増加し始める。そして、水滴量Vが第1設定レ
ベルR1に達すると、第1出力信号D1がHレベルにな
り、次いで水滴量Vが増加して第2設定レベルR2に達
すると、第2出力信号D2がHレベルになる。更に、水
滴量Vが増加して第3設定レベルR3に達すると、第3
出力信号D3がHレベルになる。
2,D3が全てHレベルになると、ワイパ駆動回路21
からワイパ駆動信号WDが出力され、ワイパ9が駆動を
開始する。この時、ウインドウォシャー液を所定量だけ
フロントガラス1に噴出した後、又は噴出しながらワイ
パ9の駆動を開始するようにしてもよい。
っても、第2出力信号D2がHレベルである限りワイパ
駆動信号WDは出力し続け、第2出力信号D2がLレベ
ルになった時に、ワイパ駆動回路21はワイパ駆動信号
WDの出力を停止する。
るタイミングでワイパ9が駆動を開始し、第2出力信号
D2がLレベルになるタイミングでワイパ9が駆動を停
止することになる。
1と第3出力信号D3がHレベルになる時の時間差t1
を計測し、この時間差t1の値が所定値T1以下(t1≦
T1)であるときに、ワイパ9を高速で駆動することも
できる。この状態は、いきなり大雨の状態になったこと
を意味している。
1と第2出力信号D2がHレベルになる時の時間差t2
を計測し、この時間差t2の値が所定値T2以下(t2≦
T2)であるときに、ワイパ9を高速で駆動することも
できる。
2と第3出力信号D3がHレベルになる時の時間差t3
を計測し、この時間差t3の値が所定値T3以下(t3≦
T3)であるときに、ワイパ9を高速で駆動することも
できる。
を変更することによって、第2出力信号D2がLレベル
になるタイミングを調整することができ、ワイパ9を停
止する時のワイパ拭き残し量を設定することができる。
1出力信号D1、第2出力信号D2、第3出力信号D
3、第4出力信号D4)にしてワイパ9の駆動を制御す
る場合を説明する。制御回路20では、ノイズ除去回路
19の出力信号S2を4レベルの設定電圧(電圧レベル
の高い順に第1設定レベルR1、第2設定レベルR2、
第3設定レベルR3、第4設定レベルR4とする)と比
較する。
1より小さい場合(S2<R1)は、第1出力信号D1
がHレベルになり、出力信号S2が第2設定レベルR2
より小さい場合(S2<R2)は、第2出力信号D2が
Hレベルになり、出力信号S2が第3設定レベルR3よ
り小さい場合(S2<R3)は、第3出力信号D3がH
レベルになり、更に出力信号S2が第4設定レベルR4
より小さい場合(S2<R4)は、第4出力信号D4が
Hレベルになる。
号D3がHレベルの場合は、上述した降雨状態と同様で
あり、第4出力信号D4がHレベルの場合は、第3出力
信号D3がHレベルの場合に比べ、更に強い雨の降雨状
態に相当する。
トガラス1に付着する水滴量Vの変化に対して、制御回
路20の出力信号を4種(第1出力信号D1、第2出力
信号D2、第3出力信号D3、第4出力信号D4)にし
た場合の、雨が降り始めてからワイパ9が駆動を開始
し、ワイパ9が駆動し続け、雨がやむまでの制御回路2
0の出力信号D1,D2,D3,D4とワイパ駆動信号
WDのオン・オフ状態を示している。なお、図6に示す
水滴量Vも、フロントガラス1に付着した水滴量の変化
を表しているので、図5と同様に、ノイズ除去回路19
の出力信号S2を反転させたものに相当している。
滴量Vが増加し始める。そして、水滴量Vが第1設定レ
ベルR1に達すると、第1出力信号D1がHレベルにな
り、次いで水滴量Vが増加して第2設定レベルR2に達
すると、第2出力信号D2がHレベルになり、水滴量V
が増加して第3設定レベルR3に達すると、第3出力信
号D3がHレベルになる。更に、水滴量Vが増加して第
4設定レベルR4に達すると、第4出力信号D4がHレ
ベルになる。
2,D3が全てHレベルになると、ワイパ駆動回路21
からワイパ駆動信号WDが出力され、ワイパ9が駆動を
開始する。この時、ウインドウォシャー液を所定量だけ
フロントガラス1に噴出した後、又は噴出しながらワイ
パ9の駆動を開始するようにしてもよい。
と、ワイパ9は高速で駆動する。その後、第3出力信号
D3がLレベルになっても、第2出力信号D2がHレベ
ルである限りワイパ駆動信号WDは出力し続け、第2出
力信号D2がLレベルになった時に、ワイパ駆動回路2
1はワイパ駆動信号WDの出力を停止する。
るタイミングでワイパ9が駆動を開始し、第2出力信号
D2がLレベルになるタイミングでワイパ9が駆動を停
止することになる。また、第4出力信号D4がHレベル
になっている間は、ワイパ9を高速で駆動する。
を変更することによって、第2出力信号D2がLレベル
になるタイミングを調整することができ、ワイパ9を停
止する時のワイパ拭き残し量を設定することができる。
装置は、フロントガラス1に限られず、リヤウインドガ
ラスにも適用することができる。
光手段の出力信号の信号持続時間が所定時間以上の場合
にワイパを駆動するワイパ駆動手段を設けたことによ
り、信号持続時間が所定時間未満である変化する外部光
や電磁波ノイズの影響を受けずにウインドガラスに付着
した水滴の状況に迅速に対応してワイパを駆動すること
ができる
した自動車前部の斜視図
図
ミングチャート
ミングチャート
4…ガラス基板、5,6…回折格子、7…発光手段、8
…受光手段、9…ワイパ、10…発光素子、12…駆動
回路、15…受光素子、16…検出回路、17…増幅回
路、18…ワイパ駆動手段、19…ノイズ除去回路、2
0…制御回路、21…ワイパ駆動回路。
Claims (1)
- 【請求項1】 ウインドガラスの内面側において全反射
するように前記ウインドガラス内に光を導く発光手段と
前記ウインドガラス内において反射した光を受光する受
光手段とから前記ウインドガラスの表面側に付着した水
滴量の程度を検出してワイパを駆動する水滴感応式ワイ
パ制御装置において、前記受光手段の出力信号の信号持
続時間が所定時間以上の場合にワイパを駆動するワイパ
駆動手段を設けたことを特徴とする水滴感応式ワイパ制
御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9347749A JPH11170982A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 水滴感応式ワイパ制御装置 |
KR1019980054964A KR19990063055A (ko) | 1997-12-17 | 1998-12-15 | 물방울 감응식 와이퍼 제어장치 |
US09/211,286 US6239570B1 (en) | 1997-12-17 | 1998-12-16 | Wiper controller apparatus of water drop sensitive type |
EP98310361A EP0926026A3 (en) | 1997-12-17 | 1998-12-17 | Wiper controller apparatus of water sensitive type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9347749A JPH11170982A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 水滴感応式ワイパ制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11170982A true JPH11170982A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18392328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9347749A Pending JPH11170982A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 水滴感応式ワイパ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11170982A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027491A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Denso Corp | 雨滴検出装置 |
JP2017111114A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 多面測定レインセンサー |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP9347749A patent/JPH11170982A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027491A (ja) * | 2009-07-23 | 2011-02-10 | Denso Corp | 雨滴検出装置 |
JP2017111114A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 多面測定レインセンサー |
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