JP2002340829A - 窓ガラス表面雨量を測る雨滴センサー - Google Patents
窓ガラス表面雨量を測る雨滴センサーInfo
- Publication number
- JP2002340829A JP2002340829A JP2001125351A JP2001125351A JP2002340829A JP 2002340829 A JP2002340829 A JP 2002340829A JP 2001125351 A JP2001125351 A JP 2001125351A JP 2001125351 A JP2001125351 A JP 2001125351A JP 2002340829 A JP2002340829 A JP 2002340829A
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- rainfall
- rain water
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Abstract
(57)【要約】
【課題】自動車窓ガラスのワイパーを自動化するための
信頼性、耐久性の高い実用的な雨滴センサーを実現し、
より操作性、安全性の高い自動車の生産を可能とする。 【解決手段】直接にワイパー払拭領域内の残存雨水を電
気的2次元的に測って、これを入力値とする制御の方式
を取らず、ワイパー払拭領域外に、窓表面の（流入雨水
量）−（散逸雨水量）に相当する平衡残存雨水量を電気
的3次元的に測れる雨滴センサーを設け、このセンサー
出力を入力値とする制御方式を採る。低いが高さのある
線状の陽極と陰極を狭い間隔で相対させることにより、
窓面上で量的平衡にある雨水相当量を両極間の溝に保持
することができ、従って窓表面雨量の電気的3次元的計
測が可能となる。
信頼性、耐久性の高い実用的な雨滴センサーを実現し、
より操作性、安全性の高い自動車の生産を可能とする。 【解決手段】直接にワイパー払拭領域内の残存雨水を電
気的2次元的に測って、これを入力値とする制御の方式
を取らず、ワイパー払拭領域外に、窓表面の（流入雨水
量）−（散逸雨水量）に相当する平衡残存雨水量を電気
的3次元的に測れる雨滴センサーを設け、このセンサー
出力を入力値とする制御方式を採る。低いが高さのある
線状の陽極と陰極を狭い間隔で相対させることにより、
窓面上で量的平衡にある雨水相当量を両極間の溝に保持
することができ、従って窓表面雨量の電気的3次元的計
測が可能となる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】降雨時に自動車や電車などの
高速移動交通体の前面ガラス窓に付着する雨水を払拭す
るワイパーの動作を、窓面上雨量をリアルタイムに電気
的に間接的に検出することにより、自動制御可能とする
技術。
高速移動交通体の前面ガラス窓に付着する雨水を払拭す
るワイパーの動作を、窓面上雨量をリアルタイムに電気
的に間接的に検出することにより、自動制御可能とする
技術。
【０００２】
【従来の技術】自動車のワイパーは、多くの装備が自動
化されている最近の自動車にあって、自動化の程度が低
い。即ち、降雨を視認してからワイパーのスイッチを入
れ、また降雨の程度を感覚的に判断してワイパーの払拭
頻度をセットする、といった具合である。
化されている最近の自動車にあって、自動化の程度が低
い。即ち、降雨を視認してからワイパーのスイッチを入
れ、また降雨の程度を感覚的に判断してワイパーの払拭
頻度をセットする、といった具合である。
【０００３】従来ワイパーを自動化しようとする試みが
なされてきた（実新公告：平2-26062、実新公開：昭62-
163755）が、それらは前面ガラスのワイパー払拭領域内
に薄膜の櫛歯状の雨滴センサー電極を貼り付けて、時々
のワイパーの雨滴払拭効果と降雨結果をフィードバック
しながら自動制御しようとするものであるが、未だに広
く実用化されていないのは、雨滴センサー電極の耐久性
の確保が難しいとか、何よりワイパー払拭領域内の雨滴
センサーが運転者の視界を妨げる、などの問題が解決さ
れていないからだと思われる。この方式での雨滴センサ
ーは雨滴の２次元的な拡がりを測っている。
なされてきた（実新公告：平2-26062、実新公開：昭62-
163755）が、それらは前面ガラスのワイパー払拭領域内
に薄膜の櫛歯状の雨滴センサー電極を貼り付けて、時々
のワイパーの雨滴払拭効果と降雨結果をフィードバック
しながら自動制御しようとするものであるが、未だに広
く実用化されていないのは、雨滴センサー電極の耐久性
の確保が難しいとか、何よりワイパー払拭領域内の雨滴
センサーが運転者の視界を妨げる、などの問題が解決さ
れていないからだと思われる。この方式での雨滴センサ
ーは雨滴の２次元的な拡がりを測っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】磨耗損壊や運転者視界
障害が問題とならない自動車用雨滴センサーを提供して
ワイパーを自動化する。
障害が問題とならない自動車用雨滴センサーを提供して
ワイパーを自動化する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前面窓ガラスへの降雨状
態に応じてワイパー払拭頻度を自動制御するために、必
ずしもワイパー払拭領域内で残存雨水を直接的に測定す
る必要はない。ワイパー払拭領域外の窓表面上の雨水膜
厚が測れれば、これを入力値としてワイパーの払拭頻度
を決めればよい。ワイパー払拭領域外の窓表面上の雨水
膜厚は、（窓面への流入雨量）−（窓外への散逸雨量）
によって決まり、ワイパーはこの量の多少に応じて動か
されればよい。即ち、直接にワイパー払拭面の残存雨量
を時々刻々に２次元的にモニターするのではなく、ワイ
パー払拭領域外の窓面での短時間過去の降雨及び散逸の
結果としての窓面平衡雨水膜厚を測る、言わば間接的に
３次元的に雨量をモニターする方法で、窓面降雨量の大
小を測りワイパー動作を制御する方法を採る。ワイパー
払拭領域外に雨滴センサーを置くことにより、ワイパー
ブレードによるセンサー電極の磨耗や破壊を回避でき、
しかも運転者の視界の障害がなくなる。
態に応じてワイパー払拭頻度を自動制御するために、必
ずしもワイパー払拭領域内で残存雨水を直接的に測定す
る必要はない。ワイパー払拭領域外の窓表面上の雨水膜
厚が測れれば、これを入力値としてワイパーの払拭頻度
を決めればよい。ワイパー払拭領域外の窓表面上の雨水
膜厚は、（窓面への流入雨量）−（窓外への散逸雨量）
によって決まり、ワイパーはこの量の多少に応じて動か
されればよい。即ち、直接にワイパー払拭面の残存雨量
を時々刻々に２次元的にモニターするのではなく、ワイ
パー払拭領域外の窓面での短時間過去の降雨及び散逸の
結果としての窓面平衡雨水膜厚を測る、言わば間接的に
３次元的に雨量をモニターする方法で、窓面降雨量の大
小を測りワイパー動作を制御する方法を採る。ワイパー
払拭領域外に雨滴センサーを置くことにより、ワイパー
ブレードによるセンサー電極の磨耗や破壊を回避でき、
しかも運転者の視界の障害がなくなる。
【０００６】ワイパー払拭領域外に置かれる雨滴センサ
ー電極は、３次元的な雨量の総量を測れる構造でなくて
はならないが、これは基本的に現在の平面的な櫛歯の２
次元電極に厚みを持たせることで実現できる。即ち、電
極間の微小の隙間が浅い溝状であれば、その溝部に溜ま
る雨水による導通ブリッジの総量を測ることにより、窓
表面の平均雨水膜厚を相対的に知ることができる。降雨
量や自動車速度に応じて窓面へ流入した雨水は、重力や
風圧や蒸発によって窓面外に散逸するが、この流入量と
散逸量が生み出す時々の平衡値としての窓表面雨量を測
るのである。そして、この窓表面雨水量に見合う頻度で
ワイパーを動かせばよいのである。
ー電極は、３次元的な雨量の総量を測れる構造でなくて
はならないが、これは基本的に現在の平面的な櫛歯の２
次元電極に厚みを持たせることで実現できる。即ち、電
極間の微小の隙間が浅い溝状であれば、その溝部に溜ま
る雨水による導通ブリッジの総量を測ることにより、窓
表面の平均雨水膜厚を相対的に知ることができる。降雨
量や自動車速度に応じて窓面へ流入した雨水は、重力や
風圧や蒸発によって窓面外に散逸するが、この流入量と
散逸量が生み出す時々の平衡値としての窓表面雨量を測
るのである。そして、この窓表面雨水量に見合う頻度で
ワイパーを動かせばよいのである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の雨滴センサーの一例を上方か
ら見た図である。複数本の線状の陽極１と同数の陰極2
が、狭い隙間を挟んで相対して配置されている。各々の
線状電極長さは30から50ｍｍ、雨滴センサーの高さ即ち
線の太さは約１ｍｍでよい。図２も同様に本発明の雨滴
センサーの一例である。この場合は、長い線状の陽極3
と、同じ長さの陰極4が狭い隙間を一定に保ちながら渦
巻き状に巻かれている。両電極線を狭い間隔で相対させ
る幾何構造は他にも考えられる。電極に用いられる材質
として、耐蝕耐久性を確保するためには、例えばステン
レスや導電性ポリマーの様な腐蝕に強い材質を選べばよ
い。又、電極や隙間表面の表面祖度も雨水に対する濡れ
性に影響するので、考慮して選ぶのがよい。図１、図２
に示す様な厚さの薄い単純な構造の電極は、若し汚れた
場合でも、容易にブラシなどを用いて清掃できる特徴も
持つ。
ら見た図である。複数本の線状の陽極１と同数の陰極2
が、狭い隙間を挟んで相対して配置されている。各々の
線状電極長さは30から50ｍｍ、雨滴センサーの高さ即ち
線の太さは約１ｍｍでよい。図２も同様に本発明の雨滴
センサーの一例である。この場合は、長い線状の陽極3
と、同じ長さの陰極4が狭い隙間を一定に保ちながら渦
巻き状に巻かれている。両電極線を狭い間隔で相対させ
る幾何構造は他にも考えられる。電極に用いられる材質
として、耐蝕耐久性を確保するためには、例えばステン
レスや導電性ポリマーの様な腐蝕に強い材質を選べばよ
い。又、電極や隙間表面の表面祖度も雨水に対する濡れ
性に影響するので、考慮して選ぶのがよい。図１、図２
に示す様な厚さの薄い単純な構造の電極は、若し汚れた
場合でも、容易にブラシなどを用いて清掃できる特徴も
持つ。
【０００８】図３は、図１に示す本発明の雨滴センサー
をa-aの切断線で切った時の、又は図２に示す雨滴セン
サーをb-bの切断線で切った時の、断面の一例である。
陽極１と陰極２が交互に狭い隙間を持って並んでいる。
この場合の線状電極の断面は半円である。半円の半径
5、隙間6は適切な雨水検出感度が得られる様に選ぶが、
寸法一例として半径5が1.0ｍｍ、隙間6が0.７ｍｍはほ
ど良い。図４は、同様の電極の切断面が台形の場合の例
である。
をa-aの切断線で切った時の、又は図２に示す雨滴セン
サーをb-bの切断線で切った時の、断面の一例である。
陽極１と陰極２が交互に狭い隙間を持って並んでいる。
この場合の線状電極の断面は半円である。半円の半径
5、隙間6は適切な雨水検出感度が得られる様に選ぶが、
寸法一例として半径5が1.0ｍｍ、隙間6が0.７ｍｍはほ
ど良い。図４は、同様の電極の切断面が台形の場合の例
である。
【０００９】図５において、雨滴、雨水9は線状陽極１
と線状陰極２の隙間に溜まり、両極間を導通させるブリ
ッジとなっている。ブリッジの大きさ、即ち隙間にある
雨水の総量に比例して、両極間の抵抗又は電流は変化す
る。この電気的な変化情報を入力として、ワイパーの払
拭動作を制御するシステムを組めば、ワイパーを自動化
できることになる。
と線状陰極２の隙間に溜まり、両極間を導通させるブリ
ッジとなっている。ブリッジの大きさ、即ち隙間にある
雨水の総量に比例して、両極間の抵抗又は電流は変化す
る。この電気的な変化情報を入力として、ワイパーの払
拭動作を制御するシステムを組めば、ワイパーを自動化
できることになる。
【００１０】図6は、窓ガラス面への（流入雨量）−
（散逸雨量）に応じた窓ガラス面上（図右側）、及び雨
滴センサー電極隙間内（図左側）の雨水9の量的変化を
それぞれ表している。(a)は雨の降り始め、(b)はそのま
ま少し時間が経過した後、(c)は通常強度の雨の中に暫
く曝された時、(d)は土砂降りの中にある場合に相当す
る。この図に見るように、雨滴センサー電極隙間内の雨
水量（即ちそれに相当する電気的な測定量）は、窓ガラ
ス表面上にある雨水の量に相応して変化する。
（散逸雨量）に応じた窓ガラス面上（図右側）、及び雨
滴センサー電極隙間内（図左側）の雨水9の量的変化を
それぞれ表している。(a)は雨の降り始め、(b)はそのま
ま少し時間が経過した後、(c)は通常強度の雨の中に暫
く曝された時、(d)は土砂降りの中にある場合に相当す
る。この図に見るように、雨滴センサー電極隙間内の雨
水量（即ちそれに相当する電気的な測定量）は、窓ガラ
ス表面上にある雨水の量に相応して変化する。
【００１１】図７は本発明の雨滴センサー11を、例えば
自動車10の前面ガラス12に装着する場合の装着位置の一
例である。ワイパーの払拭領域外で、しかも前面ガラス
上にある雨水の量を代表できる位置でなければならな
い。この様な位置として、自動車内部から見て、同乗者
席の左前面上方が考えられる。或いは、必ずしも窓ガラ
ス面内でなくてもよく、例えば図中で☆印で示したよう
な個所なども雨滴センサーの位置として考え得る。
自動車10の前面ガラス12に装着する場合の装着位置の一
例である。ワイパーの払拭領域外で、しかも前面ガラス
上にある雨水の量を代表できる位置でなければならな
い。この様な位置として、自動車内部から見て、同乗者
席の左前面上方が考えられる。或いは、必ずしも窓ガラ
ス面内でなくてもよく、例えば図中で☆印で示したよう
な個所なども雨滴センサーの位置として考え得る。
【００１２】図8に、制御方式の一例として、雨の降り
始めから2分後までの雨滴センサーの電気的出力の変化
とワイパーの動作の関係を示す。電気的出力に幾つかの
レベルを設定しておく。図８では、ワイパーの払拭頻度
を2（回/秒）から1/10（回/秒）までの7段階を設けてい
る。1/10レベルに到達したところでワイパーが払拭動作
をし、次の1/8レベルに達したところでまた払拭する。
図８では、1/10レベルから1/8レベルまでの間隔が10秒
以上あるので、その間に最初の払拭から10秒後にも1回
払拭動作が入っている。1/8レベルから1/6レベルの間も
同様である。1/2レベルから1/1レベルまでの約33秒間に
は16回の払拭動作がある。雨量が多くなって1/1レベル
を超えてからは、毎秒1回のワイパー払拭動作頻度にな
っている。電気的出力の設定レベルのスパンを感度調整
として変更できるようにしておけば、センサーの状態の
変化、雨水のＰＨ変化、運転者の好みなどに応じて払拭
動作頻度を調節でき、操作性が上がる。制御のアルゴリ
ズムはこの他にも多く考えられる。
始めから2分後までの雨滴センサーの電気的出力の変化
とワイパーの動作の関係を示す。電気的出力に幾つかの
レベルを設定しておく。図８では、ワイパーの払拭頻度
を2（回/秒）から1/10（回/秒）までの7段階を設けてい
る。1/10レベルに到達したところでワイパーが払拭動作
をし、次の1/8レベルに達したところでまた払拭する。
図８では、1/10レベルから1/8レベルまでの間隔が10秒
以上あるので、その間に最初の払拭から10秒後にも1回
払拭動作が入っている。1/8レベルから1/6レベルの間も
同様である。1/2レベルから1/1レベルまでの約33秒間に
は16回の払拭動作がある。雨量が多くなって1/1レベル
を超えてからは、毎秒1回のワイパー払拭動作頻度にな
っている。電気的出力の設定レベルのスパンを感度調整
として変更できるようにしておけば、センサーの状態の
変化、雨水のＰＨ変化、運転者の好みなどに応じて払拭
動作頻度を調節でき、操作性が上がる。制御のアルゴリ
ズムはこの他にも多く考えられる。
【００１３】
【発明の効果】ワイパー動作自動化のための雨滴センサ
ーをワイパー払拭領域外に設けることができるようにな
り、センサーの耐久性が上がる。又、センサーの設置位
置の自由度も上がり、最早センサーが運転者の視界の妨
げとなることはない。
ーをワイパー払拭領域外に設けることができるようにな
り、センサーの耐久性が上がる。又、センサーの設置位
置の自由度も上がり、最早センサーが運転者の視界の妨
げとなることはない。
【００１４】その結果、長期間に亘り信頼性の高い自動
ワイパーの実用化が可能となり、運転者はより運転その
ものに集中できるようになり、安全運転レベル向上が期
待できる。
ワイパーの実用化が可能となり、運転者はより運転その
ものに集中できるようになり、安全運転レベル向上が期
待できる。
【図１】雨滴センサーの電極構成の一例（複数直線型）
【図２】雨滴センサー電極構成の一例（渦巻き型）
【図３】雨滴センサーの電極断面構成の一例（半円型）
【図４】雨滴センサーの電極断面構成の一例（台形型）
【図5】複数直線型雨滴センサーの立体図、雨滴による
電極間ブリッジを示す。
電極間ブリッジを示す。
【図6】電極断面が半円型の雨滴センサーでの雨水量に
応じたブリッジの出来方を、窓表面の雨水膜厚の出来方
との対比で示す。
応じたブリッジの出来方を、窓表面の雨水膜厚の出来方
との対比で示す。
【図7】自動車前面ガラスに複数直線型の雨滴センサー
を装着する場合の装着位置を示す図。
を装着する場合の装着位置を示す図。
【図８】本発明の雨滴センサーを用いての、ワイパー自
動制御の一例を示す。
動制御の一例を示す。
1・・・複数直線型雨滴センサーの陽極電極 2・・・複数直線型雨滴センサーの陰極電極 3・・・渦巻き型雨滴センサーの陽極電極 4・・・渦巻き型雨滴センサーの陰極電極 5・・・断面が半円型電極の半径 6・・・断面が半円型電極の電極間間隔 7・・・断面が台形型電極の陽極 8・・・断面が台形型電極の陰極 9・・・雨滴、雨水 10・・・自動車 11・・・雨滴センサー 12・・・自動車前面ガラス窓 ☆・・・雨滴センサーの設置可能位置
Claims (2)
- 【請求項１】低いが高さがあって、僅かな間隙をもって
相対する長い陰陽電極であり、その電極間の溝を渡る雨
滴による導電ブリッジの3次元的総体を電気的に定量的
に測定することにより、単位窓ガラス表面での時々刻々
の（流入雨量）−（散逸雨量）に応じて平衡する窓ガラ
ス表面残存雨量を相対的にモニターできる、窓ガラスの
ワイパー払拭領域外に設けられるべきセンサー。 - 【請求項２】請求項１に記載するセンサーを、ワイパー
払拭領域外に簡単に貼り付け得るプラスチックフィルム
上に形成したもの。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125351A JP2002340829A (ja) | 2001-03-16 | 2001-04-24 | 窓ガラス表面雨量を測る雨滴センサー |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-75442 | 2001-03-16 | ||
| JP2001075442 | 2001-03-16 | ||
| JP2001125351A JP2002340829A (ja) | 2001-03-16 | 2001-04-24 | 窓ガラス表面雨量を測る雨滴センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002340829A true JP2002340829A (ja) | 2002-11-27 |
Family
ID=26611414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001125351A Pending JP2002340829A (ja) | 2001-03-16 | 2001-04-24 | 窓ガラス表面雨量を測る雨滴センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002340829A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261718A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | 自己診断機能付き近接センサ |
| CN105929454A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 中国科学院地球化学研究所 | “双极性波”直流电法勘探方法 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125351A patent/JP2002340829A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261718A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Koyo Electronics Ind Co Ltd | 自己診断機能付き近接センサ |
| CN105929454A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 中国科学院地球化学研究所 | “双极性波”直流电法勘探方法 |
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