JP2001180446A - ワイパ自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 まばらな雨や少量の雨であってもそれを的確
に検知してワイパを制御するワイパ自動制御装置を提供
する。 【解決手段】 マイコン２１は、センサ部１の出力信号
を取り込んで予め設定されたしきい値と比較し、出力信
号がしきい値以下のときはワイパモータ４を駆動し、そ
のワイパモータ４によってワイパがセンサ部近傍まで移
動したときにセンサ部１の出力信号を所定時間の間取り
込んで第１の出力値を算出し、ワイパがセンサ部上を通
過したときは再びセンサ部１の出力信号を前記所定時間
の間取り込んで第２の出力値を算出し、この第２の出力
値と第１の出力値の差を演算してワイパによる雨の拭き
取り量を算出し、かつ、その拭き取り量と予め設定され
た基準値と比較し、その比較結果に基づいてワイパモー
タ４を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車に備
えられたワイパを雨量に応じて制御するワイパ自動制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特開昭５９−１１８５５１
号公報に開示された従来のワイパ自動制御装置の概略構
成を示すブロック図、図６はセンサ部の取付位置を示す
自動車の斜視図である。図中に示すセンサ部１は、発光
素子１ａと受光素子１ｂとからなり、自動車のワイパの
払拭エリア内に入るようにフロントガラスの内面に設置
されている（図６参照）。発光素子１ａは照射光がフロ
ントガラス内において複数回繰り返し全反射するよう
に、受光素子１ｂは最後に反射した光を受光できるよう
にそれぞれ取付角度が設定されている。

【０００３】マイコン２は、受光素子１ｂからの電気信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２ａを有
し、そのデジタル信号が予め設定されたスレショルド値
を越えると所定時間経過後にワイパモータ４を１回のみ
駆動する。その後は、デジタル信号がスレショルド値を
越える毎にワイパモータ４を駆動する。自動停止スイッ
チ５は、ワイパモータ４が駆動を開始すると連動してオ
ンし、ワイパが停止位置に復帰したときオフする。

【０００４】前記のように構成された従来のワイパ自動
制御装置においては、自動車の走行中にセンサ部１の発
光素子１ａが自動車のフロントガラス内に光を照射して
その光を繰り返し全反射させ、受光素子１ｂがその光を
受光し電気信号に変換してマイコン２に出力する。この
時、マイコン２は、その電気信号をデジタル信号に変換
してスレショルド値と比較し、デジタル信号がスレショ
ルド値を越えたときは、センサ部上のフロントガラスに
付着した雨滴により、センサ部１の受光素子１ｂが全反
射の光を受光していないと判断して時間の測定を開始す
る。測定時間が所定時間経過したときはワイパモータ４
を１回のみ駆動してワイパを作動させる。

【０００５】その後は、デジタル信号がスレショルド値
を越える毎にワイパモータ４を駆動し、デジタル信号が
スレショルド値以下になったときは雨が止んだと判断し
てワイパモータ４の駆動を停止する。この時、ワイパが
停止位置に復帰していないときは自動停止スイッチ５の
オンによりワイパモータ４が駆動を継続し、ワイパが停
止位置に復帰したとき停止する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のワイパ
自動制御装置では、センサ部上のフロントガラス面に付
着した水滴のみで雨を検知しているため、まばらな雨や
少量の雨の場合、ワイパがなかなか作動しないなど不規
則な動きになることがあった。

【０００７】本発明は、前記の課題を鑑みてなされたも
ので、まばらな雨や少量の雨であってもそれを的確に検
知してワイパを制御すると共に、ワイパゴムの劣化を検
知できるワイパ自動制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ワイパ自動制御装置は、透明板の内面に装着され、該透
明板内に光を照射して全反射させる発光素子、及び透明
板内の光を受光し電気信号に変換する受光素子を有する
センサ部を備えたワイパ自動制御装置において、電源が
投入されると前記センサ部の出力信号を取り込んで予め
設定されたしきい値と比較し、前記出力信号がしきい値
以下のときは透明板の外面に設けられたワイパを駆動す
るワイパ駆動手段と、駆動したワイパが前記センサ部近
傍まで移動したときにセンサ部の出力信号を所定時間の
間取り込んで第１の出力値を算出し、ワイパが前記セン
サ部上を通過したときは再びセンサ部の出力信号を前記
所定時間の間取り込んで第２の出力値を算出する出力演
算手段と、前記第２の出力値と第１の出力値の差を演算
してワイパによる雨の拭き取り量を算出し、かつ、その
拭き取り量と予め設定された基準値と比較し、その比較
結果に基づいてワイパを前記ワイパ駆動手段を介して制
御するワイパ制御手段とを備えたものである。

【０００９】請求項２は、前記出力演算手段は、ワイパ
が駆動したとき時間の測定を開始し、該測定時間が予め
設定された時間ｔ１に達したときはワイパが前記センサ
部近傍に達したと判断してそのセンサ部の出力信号を所
定時間ｔ２の間取り込んで第１の出力値を算出すると共
に、再び時間の測定を開始し、該測定時間が予め設定さ
れた時間ｔ３に達したときはワイパがセンサ部上を通過
したと判断してそのセンサ部の出力信号を前記時間ｔ２
の間取り込んで第２の出力値を算出することを要旨とす
るものである。

【００１０】請求項３は、前記センサ部の出力信号が前
記しきい値以下になったときその出力信号に基づいてセ
ンサ部上の透明板に付着した雨の付着量を算出し、前記
ワイパ制御手段により拭き取り量が算出されたときは前
記付着量と比較し、その付着量より拭き取り量が少ない
ときはワイパゴムが劣化している旨を表示するワイパゴ
ム監視手段を設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態に係るワイパ自動制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。なお、図５で説明した従来例と同一又は相
当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００１２】図１に示すワイパ自動制御装置のマイコン
２１は、電源が投入されるとセンサ部１の出力信号を取
り込んで予め設定されたしきい値と比較し、その出力信
号がしきい値以下のときはワイパモータ４を駆動して、
例えば自動車のフロントガラスの外面に設けられたワイ
パを作動させるワイパ駆動手段２１ａと、そのワイパが
センサ部１の近傍まで移動したときにセンサ部１の出力
信号を所定時間の間取り込んで第１の出力値を演算し、
ワイパがセンサ部１を通過したときは再びセンサ部１の
出力信号を前記所定時間の間取り込んで第２の出力値を
演算する出力演算手段２１ｂと、第２の出力値と第１の
出力値の差を演算してワイパによる雨の拭き取り量を算
出し、かつ、その拭き取り量と予め設定された基準値と
を比較し、その比較結果に基づいてワイパモータ４をワ
イパ駆動手段２１ａを介して制御するワイパ制御手段２
１ｃとを備えている。

【００１３】前記マイコン２１には、時間ｔ１，ｔ２及
びｔ３がそれぞれ設定されており、時間ｔ１はワイパが
停止位置からセンサ部１の近傍まで移動するのに要する
時間で、１回目の出力信号を取り込むタイミングを計る
ために設定されている。その時間ｔ１の測定開始のタイ
ミングは、ワイパモータ４に連動して自動停止スイッチ
５がオンしたときである。時間ｔ２は１回目と２回目の
出力信号をそれぞれ取り込んでいるときの時間幅であ
り、時間ｔ３はワイパがセンサ部１上を通過するのに要
する時間で、２回目の出力信号を取り込むタイミングを
計るために設定されている。

【００１４】また、マイコン２１には、基準値１と基準
値２とが設定されており、前述した雨の拭き取り量が基
準値１を越えていた場合にその拭き取り量と基準値２と
を比較し、拭き取り量が基準値２を越えているときはワ
イパモータ４の駆動信号のレベルを「Ｈｉ」、即ちワイ
パを高速で作動させる信号を出力し、拭き取り量が基準
値２以下のときは駆動信号のレベルを「Ｌｏ」にして通
常の速度でワイパを作動させる。

【００１５】なお、センサ部１は、雨の量が多くなるに
つれ出力信号のレベルが低下するようになっている。こ
れは、発光素子１ａからガラス内に照射された光が雨に
よって全反射せず、受光素子１ｂに達する光量が減少す
るからである。

【００１６】次に、図２、図３及び図４に基づいて動作
を説明する。図２はワイパ自動制御装置のマイコンの動
作を示すフローチャート、図３はワイパ通過時のセンサ
部の出力の変化を示す図、図４はワイパの動作領域の概
略を示す図である。

【００１７】例えば自動車のキー操作によって電源が本
装置に印加されると、センサ部１の発光素子１ａが自動
車のフロントガラス内に光を照射し、受光素子１ｂがそ
のガラス内を全反射した光を受光して電気信号に変換す
る。この時、マイコン２１は、センサ部１の出力信号を
取り込んで予め設定されたしきい値と比較する（Ｓ
１）。その出力信号がしきい値を越えているときはワイ
パの停止状態を保持し（Ｓ２）、出力信号がしきい値以
下になったときはセンサ部上に雨の水滴が付着したと判
断してワイパモータ４を駆動しワイパを作動させる（Ｓ
３）。この時、自動停止スイッチ５がワイパモータ４の
駆動に連動してオンし、ワイパがフロントガラス面を摺
動しながら雨を掻き集める。

【００１８】一方、マイコン２１は、自動停止スイッチ
５がオンしたときに時間の測定を開始して時間ｔ１を経
過したかどうかを判定する（Ｓ４，Ｓ５）。測定時間が
その時間ｔ１を経過したとき、即ち、ワイパにより掻き
集められた雨がセンサ部上に達すると判断してセンサ部
１からの出力信号を時間ｔ２の間取り込む（Ｓ６）。ワ
イパにより掻き集められた雨は、図４に示すエリア２
（約2.2 ×10mm^２ ）に付着した雨の水滴を掻き集めた
もので、これは、センサ部上（エリア１：約60mm ^２ ）
のみである従来のものと比べ、雨の検知エリアが約40倍
広くなり広範囲の雨量を観測できる。取り込んだ出力信
号は、図３に示すようにワイパによって掻き集められた
雨の量に応じて低下し、この間のセンサ部１の出力を積
分して第１の出力値Ａを算出する（Ｓ７）。

【００１９】その後、再び時間の測定を開始して時間ｔ
３を経過したかどうかを判定する（Ｓ８，Ｓ９）。測定
時間がその時間ｔ３を経過したときはワイパがセンサ部
上を通過したと判断して、再びセンサ部１からの出力信
号を前記時間ｔ２の間取り込む（Ｓ１０）。この時の出
力信号は、ワイパによってセンサ部上のガラス面の雨が
拭き取られるので図３に示すように急激に上昇し、この
間のセンサ部１の出力を積分して第２の出力値Ｂを算出
する（Ｓ１１）。

【００２０】そして、第２の出力値Ｂと第１の出力値Ａ
の差を演算してワイパによる雨の拭き取り量を算出し
（Ｓ１２）、基準値１と比較する（Ｓ１３）。その拭き
取り量Ｂ−Ａが基準値１以下のときは殆ど雨が降ってい
ないと判断して再びセンサ部１の出力信号を取り込んで
しきい値との比較に入るが（Ｓ１）、拭き取り量Ｂ−Ａ
が基準値１を越えたときは雨が降っていると判断してそ
の拭き取り量Ｂ−Ａと基準値２とを比較する（Ｓ１
４）。拭き取り量Ｂ−Ａが基準値２以下のときは雨量が
少ないと判断してワイパモータ４の駆動信号のレベルを
Ｌｏにし、ワイパを通常の速度で作動させる（Ｓ１
６）。また、拭き取り量Ｂ−Ａが基準値２を越えていた
ときは雨量が多いと判断して前記駆動信号のレベルをＨ
ｉにし、ワイパを高速で作動させる（Ｓ１５）。そし
て、前述したようにセンサ部１の出力信号を取り込んで
第１の基準値との比較に入る（Ｓ１）。

【００２１】以上のように実施の形態１においては、図
３に示すようにワイパが掻き集めた雨量に応じて変化す
るセンサ部１の出力信号とワイパ通過後のセンサ部１の
出力信号をそれぞれ時間ｔ２の間取り込んで第１及び第
２の出力値Ａ，Ｂを算出し、その第２の出力値Ｂから第
１の出力値Ａを減算して得られるワイパによる雨の拭き
取り量に基づいてワイパを制御するようにしたので、ま
ばらな雨や少量の雨であっても確実に検知し、ワイパが
不規則な動きになることなく的確に制御できるという効
果がある。

【００２２】実施の形態２．実施の形態２は、図示して
いないが、前述したマイコン２１に本発明のワイパゴム
監視手段を付加して、ワイパのゴムの劣化を監視するよ
うにしたものである。センサ部１の出力信号が前記しき
い値以下になったときその出力信号に基づいてセンサ部
上のフロントガラスに付着した雨の付着量を算出し、前
記出力信号のしきい値以下による拭き取り量Ｂ−Ａを算
出したときは前記付着量と比較し、その付着量より拭き
取り量Ｂ−Ａが少ないときはワイパゴムが劣化している
と判断して、例えば自動車の計器パネルにその旨を表示
する。

【００２３】このように、拭き取り量Ｂ−Ａが付着量よ
り少ないときワイパゴムの劣化を表示するようにしたの
で、早めにワイパゴムを取り替えることができ、雨天時
の事故防止にもつながるという効果がある。

【００２４】なお、前述した実施の形態では、本発明の
ワイパ自動制御装置を自動車に用いて説明したが、電車
や船舶、航空機等にも本装置を適用してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、センサ部
の出力信号がしきい値以下のとき透明板の外面に設けら
れたワイパを駆動し、そのワイパがセンサ部近傍まで移
動したときにセンサ部の出力信号を所定時間の間取り込
んで第１の出力値を算出し、ワイパがセンサ部上を通過
したときは再びセンサ部の出力信号を前記所定時間の間
取り込んで第２の出力値を算出し、この第２の出力値と
第１の出力値の差を演算してワイパによる雨の拭き取り
量を算出し、かつ、その拭き取り量と予め設定された基
準値と比較し、その比較結果に基づいてワイパを制御す
るようにしたので、まばらな雨や少量の雨であっても確
実に検知し、ワイパが不規則な動きになることなく的確
に制御できるという効果がある。

【００２６】また、１回目の出力信号の取り込みタイミ
ングと２回目の出力信号の取り込みタイミングを予め設
定された時間（ｔ１とｔ３）に基づいて行うようにして
いるので、雨の拭き取り量の演算データとなる第１及び
第２の出力値を正確に算出でき、このため、まばらな雨
や少量の雨であっても確実に検知し、ワイパが不規則な
動きになることなく的確に制御できるという効果があ
る。

【００２７】さらに、ワイパによる雨の拭き取り量が付
着量より少ないときワイパゴムの劣化を表示するように
したので、早めにワイパゴムを取り替えることができ、
雨天時の事故防止にもつながるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るワイパ自動制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】ワイパ自動制御装置のマイコンの動作を示すフ
ローチャートである。

【図３】ワイパ通過時のセンサ部の出力の変化を示す図
である。

【図４】ワイパの動作領域の概略を示す図である。

【図５】従来のワイパ自動制御装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図６】センサ部の取付位置を示す自動車の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ センサ部 １ａ 発光素子 １ｂ 受光素子 ２ａ Ａ／Ｄ変換回路 ２１ マイコン ２１ａ ワイパ駆動手段 ２１ｂ 出力演算手段 ２１ｃ ワイパ制御手段 ４ ワイパモータ ５ 自動停止スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明板の内面に装着され、該透明板内に
   光を照射して全反射させる発光素子、及び透明板内の光
   を受光し電気信号に変換する受光素子を有するセンサ部
   を備えたワイパ自動制御装置において、 電源が投入されると前記センサ部の出力信号を取り込ん
   で予め設定されたしきい値と比較し、前記出力信号がし
   きい値以下のときは透明板の外面に設けられたワイパを
   駆動するワイパ駆動手段と、 駆動したワイパが前記センサ部近傍まで移動したときに
   センサ部の出力信号を所定時間の間取り込んで第１の出
   力値を算出し、ワイパが前記センサ部上を通過したとき
   は再びセンサ部の出力信号を前記所定時間の間取り込ん
   で第２の出力値を算出する出力演算手段と、 前記第２の出力値と第１の出力値の差を演算してワイパ
   による雨の拭き取り量を算出し、かつ、その拭き取り量
   と予め設定された基準値と比較し、その比較結果に基づ
   いてワイパを前記ワイパ駆動手段を介して制御するワイ
   パ制御手段とを備えたことを特徴とするワイパ自動制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記出力演算手段は、ワイパが駆動した
   とき時間の測定を開始し、該測定時間が予め設定された
   時間ｔ１に達したときはワイパが前記センサ部近傍に達
   したと判断してそのセンサ部の出力信号を所定時間ｔ２
   の間取り込んで第１の出力値を算出すると共に、再び時
   間の測定を開始し、該測定時間が予め設定された時間ｔ
   ３に達したときはワイパがセンサ部上を通過したと判断
   してそのセンサ部の出力信号を前記時間ｔ２の間取り込
   んで第２の出力値を算出することを特徴とする請求項１
   記載のワイパ自動制御装置。
3. 【請求項３】 前記センサ部の出力信号が前記しきい値
   以下になったときその出力信号を取り込んでセンサ部上
   の透明板に付着した雨の付着量を算出し、前記ワイパ制
   御手段により拭き取り量が算出されたときは前記付着量
   と比較し、その付着量より拭き取り量が少ないときはワ
   イパゴムが劣化している旨を表示するワイパゴム監視手
   段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のワイ
   パ自動制御装置。