JP2003306127A

JP2003306127A - ワイパー制御方法、およびワイパー制御装置

Info

Publication number: JP2003306127A
Application number: JP2002112136A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kokuryo; 一人國領; Naoji Nagao; 直次長尾; Satoshi Furusawa; 聡古澤
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-28
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP4065713B2

Abstract

(57)【要約】【課題】様々な降雨状況を識別し、それぞれの降雨状
況に応じてワイパー動作を適切に制御するワイパー制御
方法、およびワイパー制御装置を提供する。【解決手段】検出部２８は、Ａ／Ｄコンバータ２７か
らの出力信号に基づいて、所定時間あたりに検知面に付
着する雨滴の付着量を検出し、検知面に付着した雨滴の
大きさを推定する。判断部２９は、検出部２８が検出し
た雨滴の付着量と、推定した雨滴の大きさとに基づいて
降雨状況を推定し、ワイパーの払拭動作を的確に制御す
る。ここで、雨滴の付着量として、検知面への雨滴の付
着個数が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイパー制御方
法、およびワイパー制御装置に関する。特に、様々な降
雨状況を識別し、それぞれの降雨状況に応じてワイパー
払拭動作を適切に制御することができるワイパー制御方
法、およびワイパー制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例として、光学方式を用いて降雨を
検出する装置が数多く提案されている（例えば、特開平
１０−１８６０５９号）。この装置は、例えば、発光素
子から発せられた光をウィンドシールドガラスに導入さ
せ、前記ウィンドシールドガラスの検知面にて反射さ
せ、この反射した光を受光素子で受光して雨滴の検出を
行う。このような検出装置を用いてワイパーの動作を制
御するためには、一定の基準にしたがってワイパーの払
拭動作を制御する必要がある。

【０００３】理想的には、ドライバーが払拭したいタイ
ミングおよび速度で払拭するように制御するのがよい。
しかしながら、「払拭したいタイミングおよび速度」
は、個々のドライバーの感性にしたがう部分が多く、主
観的で個人差が大きい。したがって、これに基づいて一
律の基準を設定することは非常に困難である。

【０００４】これに対して、ウィンドシールドガラスへ
の雨滴の付着、あるいは付着個数は、客観的な事象とし
て捕らえることができるので、絶対的な判断基準の一つ
となり得る。例えば、本発明者らは、特開２００１−１
８０４４７公報において、検知面への雨滴の動的な付着
を捕らえることができる技術を開示している。この技術
によれば、検知面の汚れ，温度変化による受光素子の特
性変化等が発生した場合にも、精度良く雨滴の付着を検
出可能である。

【０００５】また、検出された雨滴の付着個数（または
付着量）を判断基準として、例えば以下の制御を行うこ
とができる。所定時間あたりの雨滴の付着個数が多けれ
ばワイパーの間欠時間を短くし、個数が少なければ間欠
時間を長くする。同様に、個数が多ければ払拭速度を速
くし、個数が少なければ払拭速度を遅くする。このよう
な制御によれば、降雨が強くなるにつれて、より頻繁
に、より高速でワイパーの払拭動作を行うことができ
る。したがって、降雨の増加に対する応答性がよく、特
に、雨の降り始め等において有用である。しかしなが
ら、以下の不都合を生じることがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】高密度の雨滴がウィン
ドシールドガラスに付着する場合には、検出される雨滴
の付着個数が非常に多くなる。例えば、霧雨が付着する
場合、先行車の巻き上げ水が付着する場合、または大粒
径の雨粒がウィンドシールドガラスに衝突して弾け、多
数の小雨滴が発生する場合である。付着個数の観点から
見ると、これらの場合は大雨の場合と区別できない。し
たがって、上記の制御によれば、強い雨が降っていない
にもかかわらず、大雨と同様のワイパー払拭動作を行っ
てしまうことになる。このような状況では、雨滴の付着
個数に基づいてワイパーの制御を行った場合、不必要な
払拭を発生させてしまうことがある。

【０００７】次に、大粒の雨が少量降っている場合に
は、検出される雨滴の付着個数は少なくなる。この降雨
状況においては、比較的短い時間でドライバーの視界が
悪くなるため、短い間欠時間での払拭が必要とされる。
しかしながら、上記の制御によればワイパーの払拭速度
が遅くなり、間欠時間が長くなってしまうことになる。
このような状況では、雨滴の付着個数に基づいてワイパ
ーの制御を行った場合、必要な払拭を得られないことが
ある。

【０００８】そこで本発明は、様々な降雨状況を識別
し、識別したそれぞれの降雨状況に応じて適切な払拭速
度，間欠時間等となるようにワイパー動作を制御するワ
イパー制御方法、およびワイパー制御装置の提供を目的
とする。

【０００９】また、ハードウェア資源をあまり必要とせ
ずに、上記の制御を行うワイパー制御方法、およびワイ
パー制御装置を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定時間あた
りに検知面に付着する雨滴の付着量を検出し、検知面に
付着した雨滴の大きさを推定し、検出した雨滴の付着量
と、推定した雨滴の大きさとに基づいて降雨状況を推定
し、ワイパーの払拭動作を的確に制御する。ここで、雨
滴の付着量として、検知面への雨滴の付着個数を用いる
と好適である。

【００１１】本発明者らの分析により、ウィンドシール
ドガラスへの雨滴の付着量と、付着した雨滴の大きさと
に基づいて、ウィンドシールドガラスへの雨滴の付着状
況を判別し、降雨状況を推定できるという知見を得た。
すなわち、検知面へ付着した雨滴の量と大きさとに基づ
いて、雨滴が、ウィンドシールドガラス上に、どの程度
の大きさで付着しているのか、どの程度の量付着してい
るのか判別する。

【００１２】ここで、ウィンドシールドガラスに付着し
た雨滴の付着量と推定される雨滴の大きさとの概念的な
関係を図１に示す。雨滴の付着量が多く、雨滴の大きさ
が比較的大きい場合には、大きい雨滴が多量に付着して
いると判別される（図１中のＡ）。雨滴の付着量が多
く、雨滴の大きさが比較的小さい場合には、小さい雨滴
が多量に付着していると判別される（図１中のＢ）。雨
滴の付着量が少なく、雨滴の大きさが比較的大きい場合
には、大きい雨滴が少量付着していると判別される（図
１中のＣ）。雨滴の付着量が少なく、雨滴の大きさが比
較的小さい場合には、小さい雨滴が少量付着していると
判別される（図１中のＤ）。

【００１３】そして、例えば、大きい雨滴が多量に付着
していると判別される場合には、強い雨が連続して降っ
ていると推定できる。小さい雨滴が多量に付着している
と判別される場合には、高密度の弱い雨が降っていると
推定できる。大きい雨滴が少量付着していると判別され
る場合には、大粒の雨がまばらに降っていると推定でき
る。小さい雨滴が少量付着していると判別される場合に
は、弱い雨がまばらに降っていると推定できる。本発明
は、このような知見に基づくものである。

【００１４】当然のことながら、それぞれの降雨状況に
即して適切な払拭速度，間欠時間でワイパーを動作させ
ることが望ましい。本発明によれば、より細かく降雨状
況を推定できるので、降雨状況に即して、より適切なワ
イパー動作を実現することができる。

【００１５】具体的には、本発明は、発光素子から発せ
られた光を、車両のウィンドシールドガラスのワイパー
払拭領域の一部に設けられた検知面で反射させ、前記反
射光を受光素子で受光して前記検知面の状態を検出する
ことにより、前記ワイパーを制御する方法であって、
（ａ）前記受光素子の出力信号から遅れ信号を生成し、
前記受光素子の出力信号と前記遅れ信号との差分を求
め、前記差分の発生を検出することにより、前記検知面
への雨滴の動的な付着を検出し、（ｂ）前記検出された
雨滴の動的な付着を用いて、前記ワイパーの払拭動作を
決定し、（ｃ）前記受光素子からの信号に基づいて、前
記検知面に付着した雨滴の大きさを推定し、（ｄ）前記
推定された雨滴の大きさに基づいて、前記決定されたワ
イパーの払拭動作を調整する制御を行う、ワイパー制御
方法を含む。

【００１６】さらに、上記方法の発明は、装置の発明と
しても成立する。また、上記発明は、ワイパーの制御装
置やコンピュータやマイクロコンピュータに所定の機能
を実現させるプログラムまたはそのプログラムを記録し
た記録媒体としても成立する。

【００１７】また、本明細書における手段は、ハードウ
ェア、ソフトウェアまたはハードウェアおよびソフトウ
ェアの組み合わせにより実現可能である。ハードウェア
およびソフトウェアの組み合わせによる実行は、例え
ば、所定のプログラムを有するコンピュータにおける実
行が該当する。

【００１８】そして、１つの手段が有する機能が２つ以
上のハードウェア、ソフトウェアまたはハードウェアお
よびソフトウェアの組み合わせにより実現されても、２
つ以上の手段の機能が１つのハードウェア、ソフトウェ
アまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ
により実現されても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下の項
目にしたがって順次説明していく。・本発明に用い得る光学機構・ワイパー制御装置の構成・検出部の処理・判断部の処理・検知面への雨滴の付着の検出方法・付着した雨滴の大きさの推定方法

【００２０】（本発明に用い得る光学機構）まず、本発
明に用い得る基本的な光学機構について説明する（図２
を参照）。

【００２１】図２に示すように、例えばＬＥＤ等の発光
素子１０から発せられた光は、プリズムガラス１１等を
通じて、水滴の検出を行うべき透明性基板であるガラス
基板（ウィンドシールドガラス）２に導かれる。導かれ
た光は、検出対象面３にて全反射し、前記プリズムガラ
ス１１を通じて、例えばフォトダイオード等の受光素子
１２に入射する。

【００２２】この図のワイパー制御装置では、水滴等の
付着のない状態で、受光素子には最大の出力が発生する
ように配置構成されている。このとき、検出面に水滴等
の付着１３があると、受光素子の出力は低下する。

【００２３】（ワイパー制御装置の構成）次に、ワイパ
ー制御装置の構成を図３を参照して説明する。図３はワ
イパー制御装置全体の構成を示した図である。便宜上、
ハードウェア部分２０とソフトウェア部分２１とに分け
ている。

【００２４】発光素子１０は、５００Hz以上の周波数
（キャリア周波数）のパルス波形で駆動されているとよ
い。また発光素子１０は温度により発光特性が変化する
ので、実際の発光光量を、モニター用受光素子２３とモ
ニター用検出回路２４を用いてモニターしておくことが
好ましい。さらにモニター結果をフィードバックしなが
ら、発光素子１０を駆動回路２２で駆動することが好ま
しい。

【００２５】受光素子１２に光が入射することによっ
て、出力信号が発生する。このとき信号は、発光素子を
駆動時のキャリア波形を含んでいるので、まず信号検出
回路２５にかけて、実信号のみを取り出す。

【００２６】また通常得られる受光素子では、あまり大
きな出力の信号を得ることができないことが多いので、
受光素子からの信号は増幅回路２６にて増幅されること
が好ましい。

【００２７】続いて当該信号は、Ａ／Ｄコンバータ２７
に入力されて、デジタル変換される。このとき、Ａ／Ｄ
コンバータ２７のダイナミックレンジは、上述した光学
機構の出力から適宜定められるとよい。

【００２８】Ａ／Ｄコンバータ２７の出力信号を検出部
２８に入力する。当該検出部２８は、入力された信号か
ら、所定時間当たりの検知面への雨滴の付着量を検出す
る。また、検出部２８は、入力された信号のゆらぎを検
出し、信号のゆらぎの変化パターンから雨滴の大きさを
推定する。

【００２９】すなわち、検出部２８は、検知面への雨滴
の付着量を検出する手段と、入力された信号のゆらぎを
検出し、信号のゆらぎの変化パターンから雨滴の大きさ
を推定する手段とを有する。

【００３０】また、検出部２８は、検知面への雨滴の動
的な付着を検出し、その付着個数を積算する手段を備え
てもよい。この場合には、積算された付着個数が付着量
として用いられることとなる。さらに、検出部２８は、
受光素子が受光する光量の低下度合による被覆率の変化
に基づいて付着量を検出する手段を備えてもよい。

【００３１】また、例えば、検出部２８が、信号のゆら
ぎの大きさを検出する手段を備えた構成であれば、入力
された信号のゆらぎの大きさを検出することができる。
また、検出部２８が、信号のゆらぎを検出してから当該
信号のゆらぎの大きさが所定の大きさに減衰したことを
検出するまでの時間を検出する手段を備えた構成であれ
ば、入力された信号のゆらぎの長さを検出することがで
きる。

【００３２】また検出部２８は、検出した信号のゆらぎ
の変化パターンから雨滴の大きさを推定する。例えば上
記例で言えば、信号のゆらぎの大きさの変化パターンを
解析したり、信号のゆらぎの長さの変化パターンを解析
して雨滴の大きさを推定する。

【００３３】次に、検出部２８からの出力信号は判断部
２９に入力される。判断部２９は、検出部２８が検出し
た検知面への雨滴の付着量と、検出部２８が推定した雨
滴の大きさとから、検知面への雨滴の付着状況を判別し
て降雨状況を推定し、ワイパー動作を適切に制御する。

【００３４】より具体的には、判断部２９は、検出部２
８が積算した検知面への雨滴の付着個数に基づいてワイ
パーの払拭動作を決定し、この決定した払拭動作を、検
出部２８が推定した雨滴の大きさに基づいて調整する。

【００３５】判断部２９は、自動車制御用コンピュータ
（図示しない）へ制御信号を送信して、自動車制御用コ
ンピュータを介してワイパー動作を制御してもよい。ま
た、ワイパー駆動用モータを直接制御してもよい。

【００３６】なお、上記の検出部２８および判断部２９
は、ソフトウエアにて構成することが可能である。

【００３７】（検出部の処理）次に、検出部２８の処理
について、検知面へ付着した雨滴の付着量の検出処理
と、検知面へ付着した雨滴の大きさの推定処理に分けて
説明する。

【００３８】（付着量の検出処理）検知面への雨滴の付
着量、特に付着個数を検出するためには、後に詳述する
ような、検知面への雨滴の動的な付着を検出する方法を
用いることができる。ここでは、当該方法を用いる検出
部２８の処理について説明する。なお、この方法は、本
発明者らによって特開２００１−１８０４４７公報に開
示されたものである。

【００３９】検出部２８は、Ａ／Ｄコンバータ２７から
の信号を受信して図４に示される処理を行う。なお、Ａ
／Ｄコンバータ２７からの出力は、予めノイズカットフ
ィルタに通され、スパイク性のノイズ等が除去される。

【００４０】・〔ＬＰＦ１〕：量子化ノイズの除去まずノイズカットフィルタからの出力は、さらにデジタ
ルフィルタ１（ＬＰＦ１）に通され量子化ノイズ等が除
去される。なお、フィルタ１からの出力（Ｆ１）は、入
力された信号（ＤIN）に対する、１次遅れ信号と理解さ
れてもよい。

【００４１】・〔ＬＰＦ２〕：遅れ成分の生成フィルタ１からの信号（Ｆ１）を、さらにデジタルフィ
ルタ２（ＬＰＦ２）に入力する。このフィルタ２によ
り、ノイズ除去された信号（Ｆ１）からその遅れ成分と
なる信号（Ｆ２）を発生させることができる。なお、フ
ィルタ２からの出力（Ｆ２）は、入力された信号（ＤI
N）に対する、２次遅れ信号と理解されてもよい。

【００４２】・〔ＨＰＦ〕：差分の生成つづいて、前記フィルタ１と前記フィルタ２からの２つ
の信号を、デジタルフィルタ３（ＨＰＦ）に入力して、
前記Ｆ１とＦ２の差を求めて差分信号を発生させる。例
えば、Ｆ２信号からＦ１信号を差し引けばよい。

【００４３】・〔差分の検出〕：衝突の検出この差分信号の発生を捕らえることで、雨滴等の動的な
付着（衝突）を判断することができる。例えば、差分信
号をＦ２信号からＦ１信号を差し引いた値とすると、前
記差分値が正のとき、検知面に雨滴等の衝突があったと
判断すればよい。逆に、差分信号をＦ１信号からＦ２信
号を差し引いた値とするならば、前記差分値が負のと
き、検知面に水滴等の衝突があったと判断すればよい。

【００４４】検出部２８は、このようにして検出された
雨滴の付着個数を、所定のメモリに積算していく。な
お、雨滴の付着個数は、所定時間ごとに積算されて判断
部２９へ出力される。したがって、判断部２９へ出力さ
れるのは、所定時間あたりの付着個数である。付着個数
が判断部２９へ出力された後は、メモリをクリアし、次
の所定の時間内の付着個数の積算を行うようにする。

【００４５】（閾値法により検出面への雨滴の付着を検
出する方法）なお、検出面への雨滴の付着を検出する他
の方法として、受光素子の出力信号の変化（受光光量の
低下）と基準値との比較によって降雨を検出する周知の
方法（いわゆる閾値法）を用いることができる（例え
ば、特開平１０−１８６０５９号）。

【００４６】さらに、種々のモードに応じて複数の基準
値を設定する方法（特開平１０−１８６０５９号）、順
次基準値を置換更新する方法（特開平２−６８２４８
号）を用いてもよい。

【００４７】上記のような方法においては、受光素子に
入射する光量の変化を一定の閾値と比較することによ
り、雨滴の付着を検出するようにすればよい。

【００４８】（光量の低下度合による検出）また、検知
面へ付着した雨滴の付着量を検出するためには、受光素
子１２が受光する光量の低下度合により、すなわち、Ａ
／Ｄコンバータ２７からの信号のレベルにより付着量の
多少を判定する方法を用いることができる（例えば、特
開平１０−１８６０５９号）。

【００４９】この方法を用いる場合には、検出部２８
は、受光素子１２（またはＡ／Ｄコンバータ２７）から
の信号のレベルを、複数の基準値と比較することによっ
て付着量を検出する処理を行う。

【００５０】（雨滴の大きさの推定処理）次に、検知面
へ付着した雨滴の大きさを推定するためには、後に詳述
するような、雨滴の大きさの推定方法を用いることがで
きる。ここでは、当該方法を用いる検出部２８の処理に
ついて説明する。

【００５１】この雨滴の大きさの推定処理の前提とし
て、検知面に付着した雨滴の動的なゆらぎの変化の諸特
性と、雨滴の大きさとの関係が求められており、所定の
テーブルとしてメモリに記憶されている。検知面に付着
した雨滴の動的なゆらぎの変化の諸特性とは、ゆらぎの
長さ、ゆらぎの大きさ等である。なお、ゆらぎの大きさ
を表すパラメータとしては、ゆらぎ内の増減の変化回
数，増加の変化量，増減の方向が含まれる。

【００５２】検出部２８は、Ａ／Ｄコンバータ２７から
の信号を受信して図５に示される処理を行う。なお、Ａ
／Ｄコンバータ２７からの出力は、予めノイズカットフ
ィルタに通され、スパイク性のノイズ等が除去される。

【００５３】検出部２８は、Ａ／Ｄコンバータ２７から
の信号のゆらぎの長さを検出する。例えば、信号のゆら
ぎを検出してから当該信号のゆらぎの大きさが所定の大
きさに減衰したことを検出するまでの信号のゆらぎの時
間を検出する。信号のゆらぎの長さの検出には、信号の
圧縮率を用いてもよい。

【００５４】検出部２８は、Ａ／Ｄコンバータ２７から
の信号のゆらぎの大きさを検出する。例えば、信号の変
化の回数を検出し、変化の増減方向および変化量等を算
出する。

【００５５】そして、検出部２８は、検出された信号の
ゆらぎの長さ，ゆらぎの大きさに基づいて、上述したテ
ーブルを参照することにより、検知面に付着した雨滴の
大きさを推定する。

【００５６】（判断部の処理）検出部２８から出力され
た、所定時間あたりの検知面への雨滴の付着量の検出結
果と、検知面へ付着した雨滴の大きさの推定結果とは、
判断部２９に入力される。判断部２９は、これらの入力
に基づいて以下の判断処理を行う。

【００５７】まず、判断部２９は、検出された雨滴の付
着量または付着個数を基準として、ワイパーの払拭間欠
時間および払拭速度を決定する制御を行う。具体的に
は、雨滴の付着量もしくは付着個数が多くなれば、払拭
間欠時間をより短くする。あるいは、払拭速度をより速
くする制御を行う。反対に、雨滴の付着量もしくは付着
個数が少なくなれば、払拭間欠時間をより長くする。あ
るいは、払拭速度をより遅くする制御を行う。

【００５８】そして、判断部２９は、このようにして決
定されたワイパーの払拭間欠時間および払拭速度を、推
定された雨滴の大きさに基づいて調整する。

【００５９】具体的には、推定された雨滴の大きさが所
定の閾値より小さい場合には、ワイパーの払拭間欠時間
を、検出された雨滴の付着量等を基準として決定される
払拭間欠時間より長くする。あるいは、ワイパーの払拭
速度を、検出された雨滴の付着量等を基準として決定さ
れる払拭速度より遅くする制御を行う。反対に、推定さ
れた雨滴の大きさが所定の閾値以上である場合には、ワ
イパーの払拭間欠時間を、検出された雨滴の付着量等を
基準として決定される払拭間欠時間より短くする。ある
いは、ワイパーの払拭速度を、検出された雨滴の付着量
等を基準として決定される払拭速度より速くする制御を
行う。

【００６０】このようなワイパー動作の制御を行うこと
により、ワイパーの払拭動作を、雨滴の付着量を基準と
して決定する場合に比べて、より迅速に降雨状況の変化
に追従させることができ、降雨状況の変化前後の不適切
な払拭動作を減少させることができる。

【００６１】次に、図６を参照して、判断部２９の処理
の一例を説明する。ここで、図６は、判断部の処理を説
明するフローチャートである。なお、この説明において
は、雨滴の付着量の一例である付着個数を用いて説明す
る。

【００６２】判断部２９は、まず検知面への雨滴の付着
個数（積算付着個数）が所定の閾値ｔｈ以上か否か判断
する（ステップ１０１）。付着個数が閾値ｔｈ以上の場
合とは、大雨，霧雨，先行車の巻き上げ水等の高密度の
雨滴により、多数の雨滴がウィンドシールドガラスに付
着している場合を含む。

【００６３】この段階においては、降雨状況が大雨か否
か識別することはできない。すなわち、車両が、高速か
つ連続の払拭を真に必要とする降雨状況に置かれている
のか否か識別することはできない。したがって、判断部
２９は、例えばワイパーの払拭間欠時間を短くする、あ
るいは払拭速度を速くするように制御を仮決定する。

【００６４】付着個数が閾値ｔｈ以上の場合には、次
に、推定された雨滴の大きさが所定の閾値ｔｈ以上か否
か判断する（ステップ１０２）。

【００６５】雨滴の大きさが所定の閾値ｔｈ以上の場合
には、図１に示されるＡに該当することとなる。Ａは、
大きな雨滴がウィンドシールドガラス上に多数付着して
いることを意味するので、車両が大雨の降雨状況下にあ
ることが推定される。したがって、例えば、ワイパーの
払拭速度が高速になるように制御する。

【００６６】このようなワイパー動作の制御を行うこと
により、降雨が急激に強くなった状況を迅速に識別して
これに応答することができ、ドライバーの視界を速やか
に確保することができる。

【００６７】ステップ１０２で雨滴の大きさが所定の閾
値ｔｈ未満の場合には、図１に示されるＢに該当するこ
ととなる。Ｂは、小さな雨滴がウィンドシールドガラス
上に多数付着していることを意味するので、車両は大雨
の降雨状況下にはなく、高密度の弱い雨、例えば霧雨の
降雨状況下にあることが推定される。したがって、例え
ばワイパーの払拭間欠時間を、雨滴の付着量を基準とし
て決定されるものより長いモードに設定するよう制御す
る。

【００６８】このようなワイパー動作の制御を行うこと
により、ウィンドシールドガラス上の雨滴の付着状況を
より正確に識別して適切な払拭頻度を実現することがで
き、無用な払拭動作を防止することができる。

【００６９】次に、ステップ１０１へ戻って、付着個数
が閾値ｔｈ未満の場合には、判断部２９は、例えばワイ
パーの払拭間欠時間を長くする、あるいは払拭速度を遅
くするように制御を仮決定する。そして、次に、推定さ
れた雨滴の大きさが所定の閾値ｔｈ以上か否か判断する
（ステップ１０３）。

【００７０】雨滴の大きさが所定の閾値ｔｈ以上の場合
には、図１に示されるＣに該当することとなる。Ｃは、
大きな雨滴がウィンドシールドガラス上に少数付着して
いることを意味するので、車両が大粒の雨がまばらに降
っている降雨状況下にあることが推定される。したがっ
て、例えばワイパーの間欠時間を、雨滴の付着量を基準
として決定されるものより短いモードに設定するよう制
御する。

【００７１】このようなワイパー動作の制御を行うこと
により、ウィンドシールドガラス上の雨滴の付着状況を
より正確に識別して、必要な払拭動作を実現することが
できる。

【００７２】ステップ１０３で雨滴の大きさが所定の閾
値ｔｈ未満の場合には、図１に示されるＤに該当するこ
ととなる。Ｄは、小さな雨滴がウィンドシールドガラス
上に少数付着していることを意味するので、車両は、弱
い雨の状況下にあることが推定される。したがって、例
えばワイパーの間欠時間を、雨滴の付着量を基準として
決定されるものよりさらに長いモードにするか、または
待機モードに設定するよう制御する。

【００７３】このようなワイパー動作の制御を行うこと
により、降雨が急激に弱くなった状況を迅速に識別して
これに対応することができ、無用な払拭動作を防止する
ことができる。

【００７４】なお、降雨状況の変化に従ってワイパーの
払拭動作を変化させることは有益であるが、上記ステッ
プ１０１〜１０３による一回の処理結果のみに基づいて
ワイパー動作を変更すると不都合が生じる場合がある。
例えば、小さい検知面に起因して、一回の処理では降雨
を捕らえきれない場合がある。あるいは、払拭動作の切
替が短時間内に頻発し、ドライバーに違和感を与えてし
まう。

【００７５】したがって、上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれ
かの結果が複数回連続した場合に、ワイパーの動作を切
り替えるようにすると好適である。

【００７６】（他の実施の形態）次に、他の実施の形態
として、激しい雨の状況であるのか激しい雨の状況でな
いのかを識別し、適切なワイパー動作の制御を行う例に
ついて説明する。具体的には、本実施の形態は、雨滴の
大きさの推定に加えて、ウィンドシールドガラスに対す
る雨滴の当たり方の強さを判別して、激しい雨の状況か
否かを識別する方法である。

【００７７】本実施の形態の前提として、車両が置かれ
た降雨状況にしたがって、ウィンドシールドガラスへの
雨滴の当たり方が異なることが確認された。また、本発
明者らは、ウィンドシールドガラスへの雨滴の当たり方
によって雨滴の付着後の運動量が変化するという知見を
得た。具体的には、ウィンドシールドガラスへの雨滴の
当たり方が強くなればなるほど、付着後の雨滴の運動量
が大きくなるという知見を得た。

【００７８】ここでいう雨滴の運動量とは、後述する信
号のゆらぎの長さと大きさとによって表すことができ
る。ゆらぎの長さとは、雨滴が付着した後、ゆらぎの大
きさが所定の大きさに減衰するまでの時間である。一
方、ゆらぎの大きさは、ゆらぎ内の増減の変化回数，増
加の変化量，増減の方向等のパラメータによって表され
る。

【００７９】具体的に説明すると、雨滴の当たり方が強
くなると、ゆらぎの長さが長くなり、ゆらぎの大きさが
大きくなる。ゆらぎの大きさが大きくなるとは、増減の
変化回数，増加の変化量が多くなり、増減の方向に減少
が現れるというパラメータによって表すことができる。

【００８０】例えば、２つの雨滴の大きさが同一であれ
ば、付着時における信号の減少方向への変化量は同一と
なる。しかし、より大きい運動エネルギーを有する雨滴
においては、付着後の増減の変化回数，増加の変化量が
より多くなり、ゆらぎの長さがより長くなる。このよう
な知見により、雨滴の当たり方の強さと、信号のゆらぎ
の長さと大きさとで特徴づけられる信号のゆらぎの変化
パターンとを関連付けることができる。

【００８１】さらに、大粒の雨滴が強く当たる際の信号
のゆらぎの変化パターンを求めておき、これを基準とし
てテーブル化することができる。検出部２８は、このよ
うなテーブルを用いて、Ａ／Ｄコンバータ２７からの信
号のゆらぎを評価して、雨滴の当たり方の強さを判別す
る。そして、大粒の雨滴が強く当たると判別された場合
には、激しい雨の状況と推定できるので、判断部２９
は、高速かつ連続になるようワイパー動作を制御する。

【００８２】反対に、雨滴が強く当たると判別されない
場合には、激しい雨の状況にはないと推定できる。した
がって、ワイパーが高速かつ連続モードで動作している
場合には、払拭速度および払拭頻度を落とすようにワイ
パー動作を制御する。あるいは、ワイパーが低速もしく
は間欠モードで動作している場合には、高速かつ連続に
ならないようにワイパー動作を制御する。

【００８３】このような方法により、激しい雨の状況か
否かをより正確に識別することができる。また、降雨状
況に応じて、高速かつ連続の払拭動作を適切に実行させ
ることが可能となり、不要な払拭を防止することができ
る。

【００８４】なお、判断部２９は、このようにして判別
された雨滴の当たり方の強さと上述した雨滴の大きさの
推定結果とを合わせて、高速かつ連続の払拭動作の制御
を行ってもよく、雨滴の当たり方のみに基づいて制御を
行ってもよい。

【００８５】さらに、ここでいう雨滴の運動エネルギー
は、風の影響および車両の走行速度等によって左右され
る。したがって、降雨が一定である場合に、車両の速度
によって雨滴の当たり方の強さが変化する。

【００８６】したがって、雨滴の当たり方が強くない場
合、すなわち車両の速度が低速か、または停車中と推定
される場合には、ワイパー動作を高速かつ連続にしない
よう制御することもできる。

【００８７】（実施の形態に用いられる方法の説明）以
上において、本発明の実施の形態について説明した。以
下においては、上記実施の形態に用いられた、雨滴の付
着の検出方法、および雨滴の大きさの推定方法について
さらに詳細に説明する。

【００８８】（検知面への雨滴の付着の検出方法）ま
ず、検知面への雨滴の動的な付着を検出する方法につい
て説明する。検知面への雨滴の動的な付着を検出する方
法としては、例えば、本発明者らによって特開２００１
−１８０４４７公報に開示された手法を用いることがで
きる。以下にこの方法を具体的に説明する。

【００８９】本方法の原理を図７を参照して説明する。
図７は、本方法の測定原理を説明する図である。検知面
に水滴が動的に付着した場合（水滴が衝突した場合）の
入力信号モデル例を図７の（ａ）に示す。受光素子１２
からは、その出力信号が入力（ＤIN）されている。この
入力信号（ＤIN）から、その遅れ成分の信号（Ｆ１）を
生成させることができる。さらに、前記遅れ信号（Ｆ
１）から前記入力信号（ＤIN）を差し引いた差分信号
（Δ（Ｆ１−ＤIN））を生成させることができる。図７
の（ｂ）に、前記差分信号を模式的に示した。

【００９０】差分信号（Δ（Ｆ１−ＤIN））では、ｔ₀
からｔ₁の間で正の差分が発生しており、ｔ₁からｔ₃の
間で負の差分が発生している。

【００９１】なお図７の（ａ）では、図中の矢印（↓）
の時点（ｔ₀）から水滴が検知面に衝突し始め、さらに
Δｔの間で水滴がつぶれている状況に対応している。そ
の後の平坦な信号部分は、水滴が広がった様子を表して
いる信号モデルである。

【００９２】この動的付着では差分が発生していること
がわかる。つまり、差分信号の発生を検知することで、
検知面への水滴の衝突を検出することができる。

【００９３】なおここで、前記差分を前記遅れ信号から
前記入力信号を引いた値とすると、前記差分が正のと
き、検知面に水滴の衝突があったと判断することができ
る。ただしこの場合、負の差分の発生は、水滴の衝突検
出には用いないものとする。

【００９４】水滴の動的な付着が判断できると、例え
ば、水滴の付着の有無、あるいは水滴の衝突個数を求め
て、その結果によりワイパーの動作を制御することが可
能になる。

【００９５】もし付着（濡れ）の程度が小さいものであ
ると、受光素子からの信号の低下は小さいものになって
しまう。基準値との比較による判定では、ノイズレベル
と同程度の信号に対しては、閾値を設定することが不可
能となる。つまり、基準値との比較では、付着（濡れ）
の程度が小さいと、水の付着が判別できなくなる。

【００９６】一方本方法では、水滴の動的な付着が判断
できるので、ノイズレベルと区別がつかない程度の小さ
な水滴であっても、水滴の付着が的確に判断できる。つ
まり、小さな水滴の付着であっても、雨滴の付着を検出
することができる。

【００９７】なお以上の説明は、遅れ信号（Ｆ１）から
入力信号モデル（ＤIN）を差し引いた差分信号（Δ（Ｆ
１−ＤIN））の発生にて、判定する場合であった。しか
しさらに、Ｆ１信号から遅れ成分の信号（Ｆ２）を生成
し、Ｆ２とＦ１の差分、例えば（Δ（Ｆ２−Ｆ１））の
発生の検出により、雨滴の動的な付着を判断すること
が、好ましい（図７の（ｃ）参照のこと）。

【００９８】その理由は、以下のようである。すなわ
ち、ＡＤ変換されている入力信号は量子化誤差を含んで
いることと、差分信号を用いたパターン処理は、微小な
差異を捕らえるのに適しているが、一般的にノイズに弱
いからである。

【００９９】差分信号（Δ（Ｆ２−Ｆ１））では、ｔ₀
からｔ₂の間で正の差分が発生しており、ｔ₂からｔ₄の
間で負の差分が発生している。

【０１００】つぎに、本発明の検出部２８における雨滴
等の検出ロジックについて、ステップ毎に説明する（図
４参照のこと）。図４は、雨滴の検出ステップを説明す
る図である。

【０１０１】なおこれに先立って、Ａ／Ｄコンバータ２
７からの出力は、例えば車内外から飛来するスパイク性
のノイズ等を除去するために、予めノイズカットフィル
タを通しておくことが好ましい。このノイズカットはソ
フトウエアで処理することができる。

【０１０２】・〔ＬＰＦ１〕：量子化ノイズの除去まずノイズカットフィルタからの出力は、さらにデジタ
ルフィルタ１（ＬＰＦ１）に通される。このフィルタ１
は、前記Ａ／Ｄコンバータ２７のデジタル変換の際に発
生した量子化誤差や、回路ノイズ等を除去するために用
いられる。なお、フィルタ１からの出力（Ｆ１）は、入
力された信号（ＤIN）に対する、１次遅れ信号と理解さ
れてもよい。

【０１０３】このＬＰＦ１におけるノイズ除去は、以下
のようにして行われる。順次入力される信号の所定のサ
ンプル数の合計を、サンプル数で除して平均化すること
である。なおこのＬＰＦ１においても、ある程度のスパ
イク性ノイズを除去できるように、前記所定のサンプル
数は決められるとよい。

【０１０４】所定のサンプル数は、以下のようにして求
めるとよい。まず、この回路において考えうる最大ノイ
ズを測定し、それに対応するディジット値を設定する。
この最大ノイズを除去できるように、つまり前記ディジ
ット値をあるサンプル数で除したときの値が「０」とな
るように、所定のサンプル数を定めればよい。

【０１０５】また通常のノイズは、入力を順次平均化す
ることで取り除くことができる。なお本発明によるデー
タ処理は、高速処理のために、浮動点処理を行わず、小
数以下を切り捨てて処理することが好ましい。

【０１０６】図８を参照して、平均化処理についてさら
に詳しく説明する。図８は、デジタルフィルタを説明す
る図である。入力されるデータ（Ｄn）があり、平均化
の対象となるデータセルを考える。例えば、平均化の対
象とするサンプル数を「８」とした場合、８個のデータ
セルに順次データが入力される。その合計をサンプル数
８で除して、平均化出力（Ｆ(1)）が出力される。次に
Ｄ9が、データセルに入力され、Ｄ1が払い出される。ま
たその合計をサンプル数で除して、平均化出力（Ｆ
(2)）が出力される。以下同様にして、順次平均化出力
（Ｆ(n)）が出力される。

【０１０７】・〔ＬＰＦ２〕：遅れ成分の生成以上のようにして量子化ノイズ等が除去された信号（Ｆ
１）を、さらにデジタルフィルタ２（ＬＰＦ２）に入力
する。このフィルタ２も、上記フィルタ１と同様に、順
次入力される信号の所定のサンプル数の合計を、サンプ
ル数で除して平均化している。このように入力信号を平
均化することにより、ノイズ除去された信号（Ｆ１）か
らその遅れ成分となる信号（Ｆ２）を発生させることが
できる。なお、フィルタ２からの出力（Ｆ２）は、入力
された信号（ＤIN）に対する、２次遅れ信号と理解され
てもよい。

【０１０８】上述した２段階のフィルタリングは、高周
波成分をカットするローパスフィルタとして理解されて
もよい。またこれは、アナログ回路でも実現可能であ
る。しかし、アナログ回路では、回路定数を簡単に変化
させることが困難なため、デジタルフィルタを用いるこ
とが好ましい。

【０１０９】・〔ＨＰＦ〕：差分の生成つづいて、前記フィルタ１と前記フィルタ２からの２つ
の信号を、デジタルフィルタ３（ＨＰＦ）に入力して、
前記Ｆ１とＦ２の差を求めて差分信号を発生させる。例
えば、Ｆ２信号からＦ１信号を差し引けばよい。差分の
生成を行うフィルタリングは、前記Ｆ１とＦ２の差の高
周波成分を抽出するハイパスフィルタとして理解されて
もよい。

【０１１０】・〔差分の検出〕：衝突の検出この差分信号の発生を捕らえることで、雨滴等の動的な
付着（衝突）を判断することができる。例えば、差分信
号をＦ２信号からＦ１信号を差し引いた値とすると、前
記差分値が正のとき、検知面に雨滴等の衝突があったと
判断すればよい。逆に、差分信号をＦ１信号からＦ２信
号を差し引いた値とするならば、前記差分値が負のと
き、検知面に水滴等の衝突があったと判断すればよい。

【０１１１】なお、量子化ノイズの除去（１次遅れ成分
（ＬＰＦ１））は、ｎ＝８のデータの平均化により行
い、遅れ成分の生成（２次遅れ成分（ＬＰＦ２））は、
ｎ＝４のデータの平均化により行っている。ここで、Ｌ
ＰＦ２のｎ数が少ないのは、ＬＰＦ１でノイズが除去さ
れているためである。

【０１１２】図９には、実際の信号およびその信号を処
理した結果を示した。図９（ａ）のグラフには、実際の
入力信号（ＤIN）、ノイズ等が除去された（１次遅れ）
信号（Ｆ１）、およびその（２次）遅れ信号（Ｆ２）を
示した。さらに図９（ｂ）のグラフには、Ｆ２信号から
Ｆ１信号を差し引いた差分信号を示した。なお横軸は時
間軸である。なお図中、矢印（↓）のタイミングで、雨
滴が検知面に衝突し始めている。図９は、雨滴の衝突時
における信号、および処理した信号を示す図である。

【０１１３】図９から明らかなように、雨滴の衝突に対
応して、この場合正の差分信号（Δ（Ｆ２−Ｆ１））が
発生していることがわかる。

【０１１４】さらに図９に示した結果７より、以下のこ
とが確認される。すなわち、ノイズ等が除去された信号
（Ｆ１）に対して、その遅れ信号（Ｆ２）を生成させた
とき、Ｆ１信号が急に変化している場合にはその遅れ量
が大きくなり、逆にＦ１信号があまり変化しない場合に
は、その遅れ量が小さなものになることである。

【０１１５】さらに、Ｆ２とＦ１の差分Δ（Ｆ２−Ｆ
１）を生成させると、Ｆ１信号が急に変化している場合
には大きな差分が発生し、逆にＦ１信号があまり変化し
ない場合には、ほとんど差分が発生しないことも確認で
きる。

【０１１６】また例えば、発光素子の出力がゆっくりと
シフトしているような場合は、受光素子の出力もシフト
することになる。このような場合、閾値を用いた従来の
検出方法においては、閾値を固定したままでは正確な検
出が困難である。したがって、自ずと複雑な判断ロジッ
クが必要となってくる。

【０１１７】これに対して、本発明による遅れ信号との
差分を検出する方法では、差分をとることにより、シフ
ト量をキャンセルすることができるので、雨滴の衝突に
対応して、的確な検出が可能である。またその判断ロジ
ックも、差分の発生の検出だけでよく、非常にシンプル
である。

【０１１８】つぎに図１０には、小雨が衝突した際の信
号例を示した。図１０は、小雨時における信号を示した
図であり、図１１は、検出装置のノイズレベルを示す図
である。図１０において、矢印（↓）のタイミングで、
雨滴が検知面に衝突している。なお横軸の時間軸は、図
９のそれとは異なっている。さらにこの具体的な検出装
置のノイズレベルは、図１１に示したように、約２５ｍ
Ｖである。

【０１１９】小雨の衝突した場合の信号の変化量は、約
２３ｍＶあるいは約３０ｍＶであり、ノイズレベルと大
差のない小さなものである。しかし、雨滴の衝突に対応
して、正の差分信号が発生していることが確認できた。
つまり本方法では、ノイズレベルの小雨であっても、そ
の衝突を的確に検出することができる。

【０１２０】（付着した雨滴の大きさの推定方法）次
に、雨滴の大きさの推定方法について説明する。本方法
は、検出面に付着した後の水滴等の動きを詳しく分析す
ることによりなされたものである。まず、上述した光学
機構からの信号において、以下のように、その信号ゆら
ぎの検出、その変化パターンの検出、および、付着物の
判断処理について詳しく解析した。

【０１２１】まず大きな雨滴と小さな雨滴の場合を解析
した。大きな雨滴が検出面に付着した場合、付着後の挙
動は図１２（ａ）に示すように、信号パターンが大きく
変動しており、動きが収まるまでに時間を要しているこ
とがわかる。

【０１２２】一方、小さな雨滴の場合（図１２（ｂ））
は、信号パターンの変動は小さく、動きが収まるまでの
時間も短い。

【０１２３】大きな雨滴は、検出面付着後のゆらぎが比
較的大きく、そのゆらぎが収まるまでに比較的長い時間
を要し、一方、小さな雨滴は、検出面付着後のゆらぎが
比較的小さく、そのゆらぎは比較的短い時間で収まる。
この物理現象は自然法則に従って理解できる。例えば、
雨滴のゆらぎを抑える力としては、表面張力、内部摩擦
力、検出面との境界摩擦力などがあり、雨滴の場合、特
に表面張力の影響が大きいと考えることができる。表面
張力は表面積の大きさに反比例する力と捉えることがで
きる。一方、雨滴のゆらぎを維持する力としては、慣性
力、風などの外圧力などがある。慣性力は質量つまり雨
滴の体積に比例する力と捉えることができ、風などの外
圧力は表面積の大きさに比例する力と捉えることができ
る。結局、小さな雨滴は、大きな雨滴に比べ、ゆらぎを
抑える表面張力の影響が大きく働き、かつ、ゆらぎを維
持する慣性力が小さく、外圧力も小さい。結局、小さな
雨滴は大きな雨滴に比べて、そのゆらぎが収まる時間が
短いといえる。

【０１２４】本発明者らは、この点に着目して、信号パ
ターンを認識し、識別することで、検出面の状況に関す
る情報を得ることを考えた。

【０１２５】なおこのようなパターン認識には、通常多
くのハードウエア資源を要してしまう。そこで本方法
は、少ないハードウエア資源でも、信号パターンの認識
を可能とするようにしたものである。

【０１２６】以下に、検出部２８の処理内容の一例につ
いて説明する。大きな雨滴と小さな雨滴の場合を例にし
て、説明する。

【０１２７】まず、信号のゆらぎの長さの変化パターン
を検出し、付着物を判断する処理を説明する。

【０１２８】まず、入力信号に対して予め設定された複
数の値で区分された複数のセグメントを設定しておく。
サンプリング信号の並びにおいて、同一セグメントに属
する信号が連続している部分があれば、それら連続して
いる信号を圧縮して、記憶する。

【０１２９】このとき、予め、想定する検出対象が起こ
す１つのイベント（検出対象が雨滴なら雨滴一滴が検出
面上で起こす変化の始まりから終わり）の所定時間を定
めておくとよい。例えば、圧縮前のサンプリング信号数
（Ｎ₀）と圧縮後のサンプリング信号数（Ｎ）から圧縮
率を求める。この圧縮率から前記雨滴信号の特徴を推定
することができる。ここで圧縮率を、（Ｎ₀−Ｎ）／Ｎ₀
と定義すれば、例えば、圧縮率が大きいときは雨滴が小
さく、一方、圧縮率が小さいときは雨滴が大きい、と推
定すればよい。大きな雨滴であれば、検出面に付着後の
ゆらぎが大きく、図１２（ａ）に示したように信号のゆ
らぎも大きいので、信号の並びにおいて信号があまり圧
縮されない。一方、小さな雨滴であれば、検出面に付着
後のゆらぎが小さく、図１２（ｂ）に示したように信号
のゆらぎも小さく、速やかに一定範囲に収まるので、信
号の並びにおいて信号が効率的に圧縮されるからであ
る。

【０１３０】なお上記の所定時間は、検出を想定する検
出対象物のゆらぎが、収束するのに必要な時間とすれば
よい。

【０１３１】このように信号の圧縮を行うと、保持すべ
きデータ量が圧縮されるのでメモリー資源の使用が少な
くてすむという利点がある。

【０１３２】なお前記圧縮率も算出された数値として扱
うのではなく、取り得る値が決まっているので、ラベル
符号を割り当てて、このラベル符号で扱うことによっ
て、さらにデータ量が圧縮されるのでメモリー資源を節
約することができる。

【０１３３】以上は、圧縮率を利用した信号のゆらぎの
長さの変化パターンから付着物を判断する処理である。

【０１３４】次に、信号のゆらぎの大きさの変化パター
ンを検出し、付着物を判断する処理を説明する。

【０１３５】すなわち、図１２（ａ）に示したように、
大きな雨滴の場合は、信号パターンは大きく変動し、セ
グメントをまたがる変化も多く、また全体として信号レ
ベルの回復の度合が大きい。

【０１３６】一方、小さな雨滴の場合（図１２（ｂ））
は、信号パターンの変動は小さく、セグメントをまたが
る変化が少なく（特に減少することはまれである）、ま
た全体として信号レベルの回復の度合も小さい。

【０１３７】そこで、サンプリングされた信号の並びに
おいて、あるセグメントから他のセグメントに変化する
個所がある場合、所定時間あたりの当該変化の回数と、
増加と減少の方向をメモリーする。予め定められた１つ
のイベントの所定時間内に、上記変化した回数と、増加
と減少の方向とから、前記雨滴信号の特徴量づけを行う
ことができる。

【０１３８】例えば、セグメントをまたがる変化をした
回数が多く、増加と減少が多く混在しており、全体とし
て信号レベルの回復の度合が大きい場合は、大きな雨滴
の場合と推定できる。

【０１３９】一方、セグメントをまたがる変化をした回
数が少なく、増加と減少も少なく、全体として信号レベ
ルの回復の度合が小さい場合は、小さな雨滴と推定でき
る。

【０１４０】以上は、信号のゆらぎの大きさの変化パタ
ーンから付着物を判断する処理である。

【０１４１】さらに、雨滴の付着の瞬間における信号の
減少の度合いも、雨滴の大きさの推定に用いることがで
きる。

【０１４２】図１２（ａ），（ｂ）から明らかなよう
に、減少の度合いが大きいと雨滴も大きく、減少の度合
いが小さいと雨滴も小さいと推定できる。

【０１４３】この場合も、減少の度合いを数値そのもの
で評価するのではなく、入力信号をセグメント化し、評
価すれば、必要なメモリーを少なくすることができる。
なお各セグメントには、ラベル符号を付与しておくとよ
い。

【０１４４】（信号のゆらぎの変化パターンの評価）以
下に、本方法の特徴である信号のゆらぎの変化パターン
の評価について、詳しく説明する。

【０１４５】（セグメント化処理）図１３（ａ）は、雨
滴が検出面に付着した際の信号パターンの典型的な一例
である。

【０１４６】まず、パターンの認識処理に先立って、信
号値に対してセグメントを設けて置く。各セグメントに
は、ラベル符号を付与しておくとよい。

【０１４７】つぎに信号値軸と時間軸のマトリクスにお
いて、各セグメントで区切られたブロック（タイル）を
考える。入力された信号パターンが通過するブロックを
用いて、パターンの認識処理を行う。

【０１４８】（信号のゆらぎの長さの変化パターン）信
号のゆらぎの長さを評価する手段として、データの圧
縮、圧縮率の算出、圧縮率に基づく信号のゆらぎの変化
パターンの評価、付着物の判定について、具体的に説明
する。

【０１４９】入力された信号パターンが通過したセグメ
ントが時間軸方向に連続しているときは、先頭のセグメ
ントに後続のセグメントを積み重ねていく。このこと
は、同一セグメントで連続するタイルを先頭のタイルに
積み重ねると理解されても良い。このようにして、信号
の並びにおいて、同一セグメントに属する信号が連続し
ている部分があれば、それら連続している信号を圧縮す
る。図１３（ｂ）に、これをモデル化した図を示す。

【０１５０】例えばこの図では、時間軸上で１６セグメ
ントあったサンプリング信号が６セグメントのサンプリ
ング信号に圧縮されたことになる。

【０１５１】つぎに、圧縮率を求める方法について説明
する。

【０１５２】図１３（ａ）の信号パターンでは、上述し
たように、時間軸上で１６セグメントのサンプリング信
号が６セグメントのサンプリング信号に圧縮されてい
る。

【０１５３】ここで、雨滴の付着時の現象を考えること
にする。雨滴の付着した瞬間に、信号の急激な減少が観
察される。

【０１５４】そこで、急激な信号の減少をイベントの開
始とし、それから所定の時間内における圧縮を考えても
よい。例えば図１３の場合、所定時間を１〜Ｆまで１５
セグメントの期間とすれば、それが５セグメントのサン
プリング信号に圧縮されたことになる。つまり、圧縮率
は、（１５−５）／１５＝０．６７となる。

【０１５５】図１４に、小さな雨滴の場合の信号パター
ンと、その信号をセグメント化処理した例を示す。ま
た、図１５には、大きな雨滴の場合の信号パターンと、
その信号をセグメント化処理した例を示す。

【０１５６】図１４の例では、時間軸上で１５セグメン
トのサンプリング信号が２セグメントのサンプリング信
号に圧縮されたことになる。つまり、圧縮率は、（１５
−２）／１５＝０．８７となる。

【０１５７】図１５の例では、時間軸上で１５セグメン
トのサンプリング信号が６セグメントのサンプリング信
号に圧縮されたことになる。つまり、圧縮率は、（１５
−６）／１５＝０．６となる。

【０１５８】続いて、上述のようにして求めた圧縮率か
ら、検出された雨滴信号に関する特徴は以下のようであ
る。

【０１５９】上述した図１４と図１５の比較から明らか
なように、大きな雨滴が検出面に付着した場合、その動
きが収まるまでに時間を要しており、信号の圧縮率は比
較的小さい。一方、小さな雨滴の場合は、その動きが収
まるまでの時間が短いので、信号の圧縮率は比較的大き
い。

【０１６０】例えば、表１に示すようなテーブルを用い
て各雨滴信号に対して、雨滴の特徴と関連づければよ
い。

【０１６１】

【表１】前記圧縮率から、上記表１に基づき、各雨滴の大きさを
推定することができる。さらに具体的な雨滴の大きさを
求めるには、具体的な測定方法において実験的に換算係
数を求めるとよい。

【０１６２】（付着後における信号のゆらぎの大きさの
変化パターン）次に、信号のゆらぎの大きさの変化パタ
ーンを評価する手段として、セグメントをまたがる信号
の変化の回数の検出、変化増減方向および変化量の算
出、変化方向および変化量に基づく信号のゆらぎの変化
パターンの評価、付着物の判定について、具体的に説明
する。

【０１６３】図１３（ａ）に示したように、入力信号
は、時間軸上の第６，第７，第８、および第Ｅ番目のセ
グメントのサンプリング信号において、先行するセグメ
ントのサンプリング信号よりその信号値が１セグメント
増加している。つまり信号値のセグメントをまたがる変
化回数は、４回で、変化量は４セグメント増加してい
る。また変化の増減の方向は、増加のみで４回である。

【０１６４】同様に図１４では、信号値のセグメントを
またがる変化回数が１回で、変化量は増加が１セグメン
トである。また変化の増減の方向は、増加のみで１回で
ある。

【０１６５】また図１５では、信号値のセグメントをま
たがる変化回数が５回で、変化量は増加が４セグメント
で、減少が１セグメントである。また変化の増減の方向
は、増加が４回で、減少が１回である。

【０１６６】信号値のセグメントをまたがる変化回数が
多いことは、雨滴が大きいと推定され、逆に変化回数が
少ないことは、雨滴が小さいと推定される。

【０１６７】その変化量において、増加が大きいことは
雨滴が大きいと推定され、逆に増加が小さいことは雨滴
が小さいと推定される。

【０１６８】またその変化の増減の方向において、減少
が存在することは、雨滴が大きいと推定され、減少が存
在しないことは、雨滴が大きくないと推定される。

【０１６９】以上のような基本的な性質を踏まえて、表
２に示したテーブルに基づき、付着後の信号パターンの
変化量から、雨滴の大きさを推定することができる。さ
らに、具体的に雨滴の大きさを推定するには、具体的な
測定方法において実験的に換算係数を求めるとよい。

【０１７０】

【表２】

【０１７１】（付着時における信号の変化量）さらに、
雨滴の付着時に関して、信号パターンの変化量の評価に
ついて説明する。

【０１７２】図１４では、時間軸上で第１セグメントの
サンプリング信号から第２セグメントのサンプリング信
号において、その信号値が２セグメント低下している。

【０１７３】同じく図１５では、時間軸上で第１セグメ
ントのサンプリング信号から第２セグメントのサンプリ
ング信号において、その信号値が５セグメント低下して
いる。

【０１７４】雨滴の付着時の入力信号について、信号値
のセグメントをまたがる変化量（低下量）と雨滴の大き
さを、表３に示した対応テーブルに基づいて、推定する
ことができる。さらに、具体的に雨滴の大きさを推定す
るには、具体的な測定方法において実験的に換算係数を
求めるとよい。

【０１７５】

【表３】なお、付着時および付着後における信号の変化回数を求
める構成では、上述したデータ圧縮において圧縮された
サンプリング信号のセグメント数を別に求める必要がな
くなる。

【０１７６】すなわち、付着時の信号低下を変化回数に
含めて、付着後における信号の変化回数との合計が、圧
縮後のサンプリング信号のセグメント数に相当するから
である。表４に図１３〜１５における変化回数と圧縮後
のサンプリング信号のセグメント数を示した。この変化
回数の数値を、上述した圧縮率の算出に利用することが
できる。

【０１７７】

【表４】 ―――――――――――――――――――――――― 例変化回数圧縮後のサンプリング信号のセグメント数 ―――――――――――――――――――――――― 図１３５回５セグメント図１４２回２セグメント図１５６回６セグメント ――――――――――――――――――――――――

【０１７８】（信号のゆらぎの長さおよび大きさの変化
パターンを組み合わせた例）以下に、上記の圧縮率を用
いた信号のゆらぎの長さに基づく評価、および、上記の
信号の変化方向と変化量を用いた信号のゆらぎの大きさ
に基づく評価の双方を用いた検出装置について説明す
る。この検出装置では、図３に示したハードウエアから
の信号を、図１６に示すステップを実現するソフトウエ
アにて制御し、検出動作を行っている。

【０１７９】ウインドシールドに設けられた検出装置の
検出面に、小粒・中粒・大粒の雨滴が付着したときの信
号パターンの実例を、図１７〜図１９にそれぞれ示す。
まず、縦軸は出力電圧を示しており、１ドットが４．８
８mVに相当する。横軸は時間軸を示しており、１ドット
が０．５mSecに相当する。

【０１８０】なお、小粒の雨滴は付着時の雨滴径で約７
mmの場合の例であり、中粒の雨滴は付着時の雨滴径で約
９mmの場合の例であり、大粒の雨滴は同じく雨滴径で約
１１mmの場合の例である。

【０１８１】図１７〜図１９に示した例では、図示しや
すくするために、横軸である時間軸は５０ドット（２５
mSec）単位にセグメント化している。また縦軸である出
力電圧は、２０ドット（９７．６mV）単位にセグメント
化している。この信号チャートから各特徴量を求め、そ
れを表５にまとめた。

【０１８２】

【表５】 ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 雨滴圧縮率変化回数増加の変化量増減の方向変化量 ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 小 9/11 ２１増加のみ１中 8/11 ３２増加のみ４大 6/11 ５４増加のみ７ ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 表５から分かるように、雨滴の大きさと圧縮率、さらに
は雨滴の大きさと変化回数、増加の変化量、増減の方
向、変化量から特徴づけられる特徴量には、ある関係が
認められる。

【０１８３】この関係を基にして、算出した圧縮率や特
徴量から、付着した雨滴の大きさを推定することが可能
であることが分かる。

【０１８４】図１６に示したステップのように、圧縮率
や特徴量の評価・判断を行い、その結果に基づいて雨滴
の大きさを推定する。さらに、雨滴の大きさを判断材料
の１つとしてワイパー制御（例えば、間欠時間）を決定
するとよい。

【０１８５】さらに付着した雨滴の「ゆらぎ」という概
念で一元化し、評価することもできる。その傾向は表６
に示したような関係を有している。このゆらぎの大きさ
と長さによって、付着した雨滴の大きさを推定し、ワイ
パー制御に用いてもよい。そのステップの一例を図５に
示す。

【０１８６】

【表６】図５に示したように、圧縮率や特徴量から雨滴のゆらぎ
の大きさを決定し、そのゆらぎの評価・判断を行い、そ
の結果を判断材料の１つとしてワイパー制御（例えば、
間欠時間）を決定するとよい。

【０１８７】例えば、ゆらぎが大きく長いということは
一般に雨粒が大きく、強い雨が降っていることを意味す
るので、その場合は間欠時間をより短くするとか、ワイ
パーの駆動速度を速くするなどの制御を行うとよい。

【０１８８】一方、ゆらぎが小さく短いということは一
般に雨粒が小さく、弱い雨が降っていることを意味する
ので、その場合は間欠時間をより長くするとか、ワイパ
ーの駆動速度を遅くするなどの制御を行うとよい。

【０１８９】ところで上述の説明では、理解を容易にす
るために、信号圧縮については、雨滴等の付着を起点と
して、あるイベントを考えていた。

【０１９０】しかし、実際の検出装置やワイパー制御装
置においては、適当な時間間隔で払拭要求信号を出力す
る必要があるので、雨滴等の付着を起点とはせずに、あ
る一定の時間間隔でデータの圧縮を考えるとよい。具体
的には、５０〜１００mSec単位で処理するとよい。

【０１９１】なおここで、はね上げ水と霧が付着した場
合の信号パターンの例を、図２０と図２１に示す。はね
上げ水とは、例えば対向車が水たまりの水をはね上げ
て、その水がウインドシールドにかかったようなものを
いい、このときは検出面が全面的に濡れるような場合で
ある。

【０１９２】なお、霧は雨滴径で約０．５mm以下の場合
の例である。この２つの例においても、図１７〜図１９
と同様に、時間軸：５０ドット単位、出力電圧：２０ド
ット単位にセグメント化してみた。

【０１９３】まず、はね上げ水の例では、１つのセグメ
ント内で信号が上下しており、このままでは、信号パタ
ーンを正しく評価・分析することはできない。

【０１９４】また、霧の場合は出力軸の変化量が小さい
ので、上記の単位でセグメント化してしまうと、霧の付
着がうまくとらえられていない。

【０１９５】以上の状況から、信号パターンの処理にお
いて、適当なセグメント化の単位があることが分かる。
また、時間セグメントについては、検出装置として適当
な時間間隔で払拭要求信号を出力する必要があることも
考慮する必要がある。

【０１９６】なお上述の説明では、図解するために、上
述した単位でセグメント化を行った。しかし実際には、
ソフトウエアで処理しているので、もっと細かなセグメ
ント化が可能であり、一具体例としては、時間セグメン
トは１ドット（０．５mSec）単位に短くし、出力電圧は
４ドット（１９．５２mV）単位にセグメント化するとよ
い。

【０１９７】このように、時間セグメントを１ドット単
位に短くし、出力電圧は４ドット単位にセグメント化す
れば、このはね上げ水と霧が付着した場合でも、十分に
信号パターンを正しく評価・分析することが可能とな
る。

【０１９８】この検出装置では、具体的には日立製作所
製のＣＰＵ（Ｈ８Ｓ／２１３４，クロックスピード２０
MHz）と４kBのメモリーの、少ないハードウエア資源
で、本発明による雨滴等の検出および推定を可能として
いる。

【０１９９】なお、上記説明において、時間軸上の処理
単位として時間セグメント（例えば１ドット０．５mSec
単位）、信号軸上の処理単位として信号値セグメント
（例えば４ドット１９．５２mV単位）を用いたが、本発
明の技術思想上、必ずしもこれらセグメント単位を用い
る実施形態に限定される必要はない。例えば、時間軸上
の処理単位として１サンプリング周期の任意の整数倍の
時間、信号値軸上の処理単位として１量子化単位の任意
の整数倍の値を用いることも可能である。

【０２００】以上に、本発明の雨滴の大きさの推定方法
を説明してきたが、本発明による方法は、以下のような
形で把握することもできる。

【０２０１】第１例の検出装置は、発光手段から発せら
れた光を透明板に導入し、前記透明板の検出面にて反射
させ、該反射光を受光素子で受光して検出面の状態を検
出する検出装置において、前記受光素子からの信号をサ
ンプリングするサンプリング部と、前記受光素子からの
信号のゆらぎを検出するゆらぎ検出部と、前記ゆらぎ検
出部が検出した前記信号のゆらぎの変化パターンから前
記付着物を判断する判断部を備えることを特徴とする検
出装置である。

【０２０２】上記構成により、検出面上に付着した付着
物を通して得た受光素子の信号の動的なゆらぎによって
間接的に付着物の動的なゆらぎを検出することができ、
さらに、その信号のゆらぎの変化パターンによって間接
的に付着物の物性により決まる付着物のゆらぎの変化パ
ターンを検出し、付着物が何であるか、付着物がどのよ
うな状態であるかを判断することができる。

【０２０３】上記検出装置は以下のように構成すること
ができる。

【０２０４】第２例として、上記第１例の検出装置にお
いて、前記ゆらぎ検出部が、前記信号のゆらぎを検出し
てから当該信号のゆらぎの大きさが所定の大きさに減衰
したことを検出するまでの信号のゆらぎの時間を検出す
る手段を備え、前記判断部が用いる前記信号のゆらぎの
変化パターンを、前記ゆらぎ検出部が検出した前記信号
のゆらぎの時間の変化パターンとすることができる。

【０２０５】上記構成によれば、信号のゆらぎの長さに
よって間接的に付着物のゆらぎの長さを検出することが
できる。例えば、付着物を雨滴とすると、その物性とし
て雨滴が大きいほどゆらぎが長く持続するので、検出し
たゆらぎの長さから雨滴の大きさを推定することができ
る。

【０２０６】次に、第３例として、上記第１例の検出装
置において、前記ゆらぎ検出部が、前記信号のゆらぎの
大きさを検出する手段を備え、前記判断部が用いる前記
信号のゆらぎの変化パターンを、前記ゆらぎ検出部が検
出した前記信号のゆらぎの大きさの変化パターンとする
ことができる。

【０２０７】上記構成によれば、信号のゆらぎの大きさ
によって間接的に付着物のゆらぎの大きさを検出するこ
とができる。例えば、付着物を雨滴とすると、その物性
として雨滴が大きいほどゆらぎが大きいので、検出した
ゆらぎの大きさから雨滴の大きさを推定することができ
る。

【０２０８】さらに、上記検出装置を以下のように構成
することができる。

【０２０９】第４例として、上記第２例の検出装置にお
いて、入力信号に対して予め設定された複数の値で区分
された複数のセグメントが設定されており、前記ゆらぎ
検出部が、前記信号のゆらぎの時間を検出する手段とし
て、前記サンプリングされた信号の並びにおいて、同一
セグメントに属する信号が連続している部分があれば、
それら連続している信号を圧縮する手段と、前記圧縮手
段による圧縮前のサンプリング信号数と圧縮後のサンプ
リング信号数から圧縮率を求める手段を備え、前記判断
部が、前記圧縮率を前記信号のゆらぎの時間の変化パタ
ーンを表わすものとして用い、前記検出面の状態を判断
する構成である。

【０２１０】上記構成により、信号のゆらぎの長さを検
出できる。また、サンプリング信号の並びにおいて、実
質的な変化のない信号部分のデータ量を効果的に削減す
ることができる。さらに、検出処理において必要な信号
部分のデータは圧縮されないので、検出精度を低下させ
ることはない。

【０２１１】また、第５例として、上記第３の検出装置
において、入力信号に対して、予め設定された複数の値
で区分された複数のセグメントが設定されており、前記
ゆらぎ検出部が、前記信号のゆらぎの大きさを検出する
手段として、前記サンプリングされた信号の並びにおい
て、あるセグメントから他のセグメントに変化する個所
がある場合、所定時間あたりの当該変化の回数を求める
手段と、前記変化の増減の方向およびその変化量を求め
る手段を備え、前記判断部が、前記回数、前記方向およ
び変化量を前記信号のゆらぎの大きさの変化パターンを
表わすものとして用い、前記検出面の状態を判断する構
成である。

【０２１２】上記構成により、信号のゆらぎの大きさを
検出することができる。サンプリング信号の並びにおい
て、検出面上の状態の変化を示す実質的な信号変化部分
のみに注目し、当該変化の解析を通じて検出面上の状態
の変化を捉えることができる。

【０２１３】また、上記検出装置の構成を組み合わせる
ことも可能である。

【０２１４】第６例として、上記第１例の検出装置にお
いて、入力信号に対して予め設定された複数の値で区分
された複数のセグメントが設定されており、前記ゆらぎ
検出部が、前記サンプリングされた信号の並びにおい
て、同一セグメントに属する信号が連続している部分が
あれば、それら連続している信号を圧縮する手段と、前
記圧縮手段による圧縮前のサンプリング信号数と圧縮後
のサンプリング信号数から圧縮率を求める手段を備え、
当該圧縮率により前記信号のゆらぎを検出してから当該
信号のゆらぎの大きさが所定の大きさに減衰したことを
検出するまでの信号のゆらぎの時間を検出し、さらに、
前記ゆらぎ検出部が、前記サンプリングされた信号の並
びにおいて、あるセグメントから他のセグメントに変化
する個所がある場合、所定時間あたりの当該変化の回数
を求める手段と、前記変化の増減の方向およびその変化
量を求める手段を備え、当該変化の増減の方向およびそ
の変化量により前記信号のゆらぎの大きさを検出し、前
記判断部が用いる前記信号のゆらぎの変化パターンを、
前記ゆらぎ検出部が検出した前記信号のゆらぎの時間の
変化パターンとし、前記判断部が用いる前記信号のゆら
ぎの変化パターンを、前記ゆらぎ検出部が検出した前記
信号のゆらぎの大きさの変化パターンとする構成であ
る。

【０２１５】上記構成により、信号のゆらぎの長さと信
号のゆらぎの大きさを検出できる。また、サンプリング
信号において、実質的な変化のない信号部分のデータ量
を効果的に削減することができ、検出処理において必要
な信号部分のデータは圧縮されないので、検出精度を低
下させることはない。さらに、サンプリング信号の並び
において、検出面上の状態の変化を示す実質的な信号変
化部分のみに注目し、当該変化の解析を通じて検出面上
の状態の変化を捉えることができる。

【０２１６】なお、第７例として、上記いずれかの検出
装置において、前記受光素子からの信号のノイズを除去
する手段を備える構成とすれば、ノイズの影響を除去
し、精度の高い検出処理を行なうことができる。

【０２１７】また、前記ノイズを除去する手段に入力さ
れる信号が、予めスパイク性のノイズが除去されている
信号であれば、ノイズ除去の精度が向上する。

【０２１８】前記ノイズを除去する手段の一例として
は、順次入力される信号の所定のサンプル数を平均化し
て行われる手段が挙げられる。

【０２１９】また、上記第１から第３例のいずれかの検
出装置において、検出対象を液滴とすることができる。
例えば、雨滴、水あるいは霧雨のいずれかなどである。

【０２２０】このような雨滴の大きさの推定方法によれ
ば、発光手段から発せられた光を検出面で反射し、該反
射光を受光素子で受光して検出面の状態を検出する検出
装置において、信号のゆらぎの変化パターンを検出し、
当該変化パターンを解析することにより、付着物を検出
することができる。信号のゆらぎの変化パターンとし
て、信号のゆらぎの大きさ、信号のゆらぎの長さを用い
ることができる。

【０２２１】また、信号のゆらぎの時間的な長さを評価
し、受光素子からのサンプリング信号について、信号の
並びにおいて、同一セグメントに属する信号が連続して
いる部分があれば、それら連続している信号を圧縮し、
さらに圧縮率を求めている。この圧縮率は、付着した雨
滴の挙動を反映しているので、より的確に付着した雨滴
の状態を推定することができる。

【０２２２】さらに、信号のゆらぎの大きさを評価し、
前記サンプリング信号について、変化回数、変化の増減
の方向、およびその変化量を求めている。これらのパラ
メータは、付着した雨滴の挙動を反映しているので、よ
り的確に付着した雨滴の状態を推定することができる。

【０２２３】また、さらに、前記サンプリング信号につ
いて、変化回数、変化の増減の方向、およびその変化量
から、一元的に雨滴の大きさに関する特徴量を求めてい
る。この一元的な特徴量も付着した雨滴の挙動を反映し
ているので、より簡単なロジックで検出面の状態を推定
し、ワイパー制御に利用することができる。

【０２２４】さらには付着後の雨滴のゆらぎにて一元的
に雨滴の大きさに推定してもよい。このため、より簡単
なロジックで検出面の状態を推定し、ワイパー制御に利
用することも可能である。

【０２２５】またさらに、簡単なロジックにて検出面の
状態を推定することができるので、高速処理が容易とな
る。またハードウエア資源に関しても、あまり多くを必
要としない検出装置とすることができる。

【０２２６】

【発明の効果】本発明によれば、検知面に付着した雨滴
の付着量と、検知面に付着した雨滴の大きさとに基づい
て降雨状況を推定することができ、それぞれの降雨状況
に即して適切なワイパー動作（払拭速度，間欠時間等）
を実現することができる。

【０２２７】また、本発明によれば、ワイパーの高速払
拭動作が必要か否か判別できる。特に、高密度の雨滴状
況下において、ワイパーの高速払拭動作の必要性を判別
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】雨滴の付着量と雨滴の大きさとの概念的な関係
を示す図である。

【図２】光学機構を説明する図である。

【図３】ワイパー制御装置全体の構成を示した図であ
る。

【図４】雨滴の検出ステップを説明する図である。

【図５】本発明による信号処理のステップを説明する図
である。

【図６】判断部の処理を説明するフローチャートであ
る。

【図７】雨滴検出方法の測定原理を説明する図である。

【図８】デジタルフィルタを説明する図である。

【図９】雨滴の衝突時における信号、および処理した信
号を示す図である。

【図１０】小雨時における信号を示した図である。

【図１１】検出装置のノイズレベルを示す図である。

【図１２】雨粒の大きさの違いによる信号パターンの例
を示す図である。

【図１３】本発明による信号処理をモデル的に説明する
図である。

【図１４】本発明による信号処理をモデル的に説明する
図である。

【図１５】本発明による信号処理をモデル的に説明する
図である。

【図１６】本発明による信号処理のステップを説明する
図である。

【図１７】小粒の雨滴の信号パターンを説明する図であ
る。

【図１８】中粒の雨滴の信号パターンを説明する図であ
る。

【図１９】大粒の雨滴の信号パターンを説明する図であ
る。

【図２０】はね上げ水の信号パターンを説明する図であ
る。

【図２１】霧の信号パターンを説明する図である。

【符号の説明】

２ウィンドシールドガラス３検出対象面１０発光素子１１プリズムガラス１２受光素子１３水滴２０ハードウェア部分２１ソフトウェア部分２２駆動回路２３モニター用受光素子２４モニター用検出回路２５信号検出回路２６増幅回路２７Ａ／Ｄコンバータ２８検出部２９判断部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古澤聡大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号日本板硝子株式会社内Ｆターム(参考） 3D025 AA01 AC01 AG16 AG18 AG42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子から発せられた光を、車両のウィ
ンドシールドガラスのワイパー払拭領域の一部に設けら
れた検知面で反射させ、前記反射光を受光素子で受光し
て前記検知面の状態を検出することにより、前記ワイパ
ーを制御する方法であって、（ａ）前記受光素子の出力信号から遅れ信号を生成し、
前記受光素子の出力信号と前記遅れ信号との差分を求
め、前記差分の発生を検出することにより、前記検知面
への雨滴の動的な付着を検出し、（ｂ）前記検出された雨滴の動的な付着を用いて、前記
ワイパーの払拭動作を決定し、（ｃ）前記受光素子からの信号に基づいて、前記検知面
に付着した雨滴の大きさを推定し、（ｄ）前記推定された雨滴の大きさに基づいて、前記決
定されたワイパーの払拭動作を調整する制御を行う、ワ
イパー制御方法。
【請求項２】前記検知面への雨滴の付着時の光量の低下
割合に基づく前記受光素子からの信号の変化パターンを
評価することにより、前記検知面に付着した雨滴の大き
さを推定する、請求項１に記載のワイパー制御方法。
【請求項３】前記検知面への付着後の雨滴の挙動に基づ
く前記受光素子からの信号のゆらぎの変化パターンを評
価することにより、前記検知面に付着した雨滴の大きさ
を推定する、請求項１または２に記載のワイパー制御方
法。
【請求項４】前記検出された雨滴の動的な付着から所定
時間当たりの雨滴の付着個数を求め、前記求められた雨
滴の付着個数に基づいて前記ワイパーの払拭動作を決定
する請求項１〜３のいずれかに記載のワイパー制御方
法。
【請求項５】前記決定されるワイパーの払拭動作は、ワ
イパーの払拭間欠時間であり、前記推定された雨滴の大
きさに基づいて、前記決定されたワイパーの払拭間欠時
間を調整する制御を行う、請求項４に記載のワイパー制
御方法。
【請求項６】前記決定されるワイパーの払拭動作は、ワ
イパーの払拭速度であり、前記推定された雨滴の大きさ
に基づいて、前記決定されたワイパーの払拭速度を調整
する制御を行う、請求項４に記載のワイパー制御方法。
【請求項７】前記求められた雨滴の付着個数が所定の閾
値以上であり、かつ、前記推定された雨滴の大きさが所
定の閾値以上である場合には、前記ワイパーの払拭速度
を高速に設定する制御を行う、請求項４に記載のワイパ
ー制御方法。
【請求項８】前記求められた雨滴の付着個数が所定の閾
値未満であり、かつ、前記推定された雨滴の大きさが所
定の閾値より小さい場合には、前記ワイパーの払拭動作
を、待機モードに設定する制御を行う、請求項４に記載
のワイパー制御方法。
【請求項９】前記推定された雨滴の大きさが所定の閾値
より小さい場合には、前記ワイパーの払拭間欠時間を、
前記雨滴の付着個数を基準として決定される払拭間欠時
間より長くする制御を行う、請求項５に記載のワイパー
制御方法。
【請求項１０】前記推定された雨滴の大きさが所定の閾
値以上である場合には、前記ワイパーの払拭間欠時間
を、前記雨滴の付着個数を基準として決定される払拭間
欠時間より短くする制御を行う、請求項５に記載のワイ
パー制御方法。
【請求項１１】発光素子から発せられた光を、車両のウ
ィンドシールドガラスのワイパー払拭領域の一部に設け
られた検知面で反射させ、前記反射光を受光素子で受光
して前記検知面の状態を検出することにより、前記ワイ
パーを制御する装置であって、前記受光素子の出力信号
から遅れ信号を生成し、前記受光素子の出力信号と前記
遅れ信号との差分を求め、前記差分の発生を検出するこ
とにより、前記検知面への雨滴の動的な付着を検出する
手段と、前記検出された雨滴の動的な付着を用いて、前
記ワイパーの払拭動作を決定する手段と、前記受光素子
からの信号に基づいて、前記検知面に付着した雨滴の大
きさを推定する手段と、前記推定された雨滴の大きさに
基づいて、前記決定されたワイパーの払拭動作を調整す
る制御を行う制御手段と、を備えるワイパー制御装置。
【請求項１２】前記ワイパーの払拭動作を決定する手段
は、前記検出された雨滴の動的な付着から所定時間当た
りの雨滴の付着個数を求め、前記求められた雨滴の付着
個数に基づいて前記ワイパーの払拭動作を決定する請求
項１１に記載のワイパー制御装置。
【請求項１３】前記決定されるワイパーの払拭動作は、
ワイパーの払拭間欠時間であり、前記制御手段は、前記
推定された雨滴の大きさに基づいて、前記決定されたワ
イパーの払拭間欠時間を調整する制御を行う、請求項１
２に記載のワイパー制御装置。
【請求項１４】前記決定されるワイパーの払拭動作は、
ワイパーの払拭速度であり、前記制御手段は、前記推定
された雨滴の大きさに基づいて、前記決定されたワイパ
ーの払拭速度を調整する制御を行う、請求項１２に記載
のワイパー制御装置。
【請求項１５】前記制御手段は、前記求められた雨滴の
付着個数が所定の閾値以上であり、かつ、前記推定され
た雨滴の大きさが所定の閾値以上である場合には、前記
ワイパーの払拭速度を高速に設定する制御を行う、請求
項１２に記載のワイパー制御装置。
【請求項１６】前記制御手段は、前記求められた雨滴の
付着個数が所定の閾値未満であり、かつ、前記推定され
た雨滴の大きさが所定の閾値より小さい場合には、前記
ワイパーの払拭動作を、待機モードに設定する制御を行
う、請求項１２に記載のワイパー制御装置。