JP2004286543A - Rain sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly determine rainy by a simple constitution, even in a great amount of rain fall. <P>SOLUTION: This rain sensor 400 includes an amplifier circuit 22 for amplifying a detected voltage V<SB>1</SB>of a photoelectric conversion element (photodiode 21) to be input into a processing circuit (CPU 3), and determines the rain based on a decrease of an output voltage V<SB>3</SB>from a fixed value, for example, 3.0 V, after the output voltage V<SB>3</SB>of the amplifier circuit 22 is set to the fixed value. The amplifier circuit 22 conducts offset amplification. The processing circuit 3 determines the propriety of saturation in the output voltage decrease, and directs the offset amplification in the amplifier circuit 22 to be reset, when determining the saturation in the output voltage decrease. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レインセンサ、詳しくは、車両のフロントガラスなどの内面に装着され、フロントガラスなどの外面に付着した雨を判定する光学式のレインセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
光学式のレインセンサは、LEDなど発光源からの光をプリズム等を介してガラスの内面側より入射し、ガラスの外面(外側界面)で反射させ、その反射光をプリズムにより集光させてフォトダイオードなど光電変換素子で受光している。また、光電変換素子の検出信号は微小電圧であるため、この検出電圧を増幅回路で増幅し、その増幅された出力電圧を演算処理回路に入力している。そして、増幅回路の出力電圧をA/D変換のための一定値例えば3.0Vに設定した後、この一定値からの出力電圧の低下量(低下率)に基づいて雨判定を行っている。
【0003】
センサの雨滴に対する感知性能は、ガラス外面(外側界面)に照射される光の面積(検知面積)によって大きく左右され、この検知面積が大きければ大きいほど雨滴の当る確率が大きくなり、センサは雨滴を感知しやすくなる。
【0004】
しかし、検知面積の拡大化は、センサの体格の大型化を招き、センサの搭載位置がルームミラー付近のため乗員にとって目障りとなり、またセンサのコスト高を招く。
【0005】
そのため、ソフト的に雨判定閾値を上げるなどして、少ない低下率でも良好な雨判定ができるように調整を行っているが、ソフト的な調整もA/Dコンバータの分解能の制約などを受け、感度の向上には限界があり良好な雨判定ができない。
【0006】
そこで、本発明者らは、本発明に先立ち、簡単な構成によってセンサ感度の向上と小型化、低コスト化を両立させることができるレインセンサを提供することを目的として、「光電変換素子の検出電圧を増幅して演算処理回路に入力する増幅回路を備え、この増幅回路の出力電圧を一定値に設定した後、この一定値からの出力電圧の低下量に基づいて雨判定を行うレインセンサにおいて、増幅回路にオフセット増幅を行わせることを特徴とした」レインセンサに係る発明(以下、前提発明という。)をし、特許出願(特願2002−156918)がされている。
【0007】
この前提発明を従来技術(前提発明と異なりオフセット増幅を行なわない技術)と比較して具体的に説明する。例えば、図5に示すように、増幅回路の入力電圧V2を1.5V、増幅回路の出力電圧V3を3Vとした場合の出力電圧の低下量について説明すると、▲1▼従来技術では、図5(A)にグラフで示すように、増幅器増幅率2倍で基準電圧3Vに調整でき、3.0Vからの出力低下量に基づいて雨量判定が行われるのに対し、▲2▼前提発明では、オフセット増幅を用いて、出力電圧低下量を▲1▼に対して2倍に設定する場合、図5(B)にグラフで示すように、オフセット電圧を3.0Vに設定するとともに基準電圧を3Vに調整するために増幅器増幅率を4倍に設定する必要があるが、▲1▼の従来技術と比較して出力電圧低下量が▲1▼に対して2倍になるためセンサ感度を向上させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前提発明には次のような問題があることが判明した。つまり、オフセット量を多くすればする程、大雨量時などに出力低下量が飽和してしまい、雨量検出が不可能となり、的確な雨判定ができなくなることが判明した。このような出力低下量の飽和が発生するケースは、具体的には、雨滴径の大きい雨滴が検知面を直撃したような場合や、同一雨量であっても検知面積を小さくした場合などである。
【0009】
本発明は、上記のような前提発明の問題点を解決し、簡単な構成によって、大雨量時などにも的確な雨判定を行うことができるレインセンサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のレインセンサは、光電変換素子の検出電圧を増幅して演算処理回路に入力する増幅回路を備え、この増幅回路の出力電圧を一定値に設定した後、この一定値からの出力電圧の低下量に基づいて雨判定を行うレインセンサであって、増幅回路にオフセット増幅を行わせるレインセンサにおいて、演算処理回路は、出力電圧低下量が飽和したか否かを判定するとともに、出力電圧低下量の飽和を判定したとき、増幅回路のオフセット増幅をリセットする指示を行なうことを特徴とする。
【0011】
本発明のレインセンサによると、出力電圧低下量が飽和していないときには、オフセット増幅により同一雨量に対する出力電圧の一定値からの低下量が増加するため、センサ感度が向上するようになり、また、大雨量時など出力電圧低下量が飽和したときには、オフセット増幅をリセットすることにより出力電圧低下量が増加しなくなり、的確な雨判定を行うことが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るレインセンサを図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は、一実施形態に係るレインセンサを用いたワイパ制御システムの概念的システム構成図、図2は、レインセンサの回路図、図3は、増幅回路におけるオフセット増幅回路の回路図、図4は、演算処理回路が行なう処理を表すフローチャートをそれぞれ示す。
【0014】
図1において、100は、車両のウインド例えばフロントウインドを表している。ウインドの外面(表面)100a側にはワイパ200が配備されており、ワイパ200はワイパモータ(ワイパ駆動装置)300によって作動され、降雨時にウインド外面100aに付着した雨滴を払拭する動作を行なう。ウインド100の内面(裏面)100bにはレインセンサ400が設置されている。レインセンサ400は、ウインド外面100aにおいてワイパブレード500によって付着雨滴が払拭される領域における雨滴付着状態を検知可能な位置であって、視界の妨げとならない位置に設置されており、また、視界確保などの見地から十分に小型化されている。車両の内部には、乗員によって操作されるワイパスイッチ600が配備されている。ワイパスイッチ600は、少なくとも、レインセンサ400の出力に基づいてワイパ200が自動制御される自動払拭モードを指示するオート指示スイッチAUTOと、ワイパ停止を指示する停止指示スイッチOFFとを有し、その他に、ワイパ200をマニュアル操作する際、ワイパ200が低速で作動する低速払拭モードを指示する低速指示スイッチLO及びワイパ200が高速で作動する高速払拭モードを指示する高速指示スイッチHIを有している。ワイパモータ300、レインセンサ400及びワイパスイッチ600はワイパ駆動回路700に接続されている。
【0015】
図2において、レインセンサ400は、発光部1と受光部2とCPU(マイクロコンピュータ又は演算処理回路ともいう)3を備える。
【0016】
発光部1は、1個のLED(発光源)11を備え、このLED11の発光量は電流制御トランジスタ(発光量制御素子)12によって調整可能とされている。LED11の光はプリズム等を介してガラス100の内面100b側より入射し、ガラス100の外面(外側界面)100aで反射され、その反射光はプリズムにより集光され受光部2のフォトダイオード(光電変換素子)21で受光される。
【0017】
受光部2は、1個のフォトダイオード21を備え、フォトダイオード21は、ガラス外面100aで反射された反射光を受光し、この受光量に比例した電流を発生する。また、受光部2は増幅回路22を備え、この増幅回路22は、フォトダイオード21が発生した電流を検出電圧V として入力し、この検出電圧V を増幅してCPU3のA/Dポートに入力する。増幅回路22は、前段(1段又は複数段)の増幅回路(図示せず)と前段増幅回路の出力端子に接続された図3に示すオフセット増幅回路22Aとから構成される。図3において、演算増幅器OAの非反転入力端子には前段増幅回路の出力電圧V が入力される。また、出力端子と反転入力端子との間には帰還抵抗R が接続され、また、反転入力端子とGNDとの間に抵抗R と第1の半導体スイッチ素子SW1とオフセット用電源Vとからなる直列回路が接続されており、さらに、第1の半導体スイッチ素子SW1とオフセット用電源Vとに対して並列に第2の半導体スイッチ素子SW2が接続されている。したがって、演算増幅器OAの出力電圧Vは、第1の半導体スイッチ素子SW1がオフ状態かつ第2の半導体スイッチ素子SW2がオン状態のとき、下記式(1)で表され、オフセット量(オフセット電圧)は0Vとなり、また、第1の半導体スイッチ素子SW1がオン状態かつ第2の半導体スイッチ素子SW2がオフ状態のとき、下記式(2) で表され、(R /R )V がオフセット量(オフセット電圧)となる。そして、出力電圧V はCPU3のA/Dポートに入力される。なお、第1、第2の半導体スイッチ素子SW1,SW2はCPU3からの制御信号に従ってスイッチング動作をする。
【0018】
=(1+R /R )V (1)
=(1+R /R )V −(R /R )V (2)
次に、CPU3が実行する処理を図4に基づいて説明する。
【0019】
CPU3は、処理を開始するにあたって、車両前方の視界確保を優先するために増幅回路22にオフセット増幅を指示してセンサの感度を高く設定しワイパ200による払拭を優先させており、したがって第1の半導体スイッチ素子SW1はオン状態、第2の半導体スイッチ素子SW2はオフ状態に設定されている。
【0020】
CPU3は、AUTOモードが選択されているか否かを判定し(ステップS1)、AUTOモードが選択されているときのみ、以下に説明するような少雨量時及び大雨量時の処理を行なう。
【0021】
CPU3は、まず、AGC(自動利得調整)を行い、出力電圧V が一定値例えば3.0Vとなるように、増幅回路22の前段増幅回路のゲインや発光部1の電流制御トランジスタ12のベース電圧を制御する(ステップS2)。
【0022】
次に、基準値つまり雨滴が付着していないときの演算増幅器OAの出力信号(出力電圧V)を取り込む(ステップS3)。この基準値の取り込みは、初回の取り込みでは、CPU3内の記憶部に予め記憶しておいた基準値を読み出すようにしてもよいし、あるいは、ワイパ200を強制的に1回払拭動作させ、払拭直後の出力電圧Vを基準値として取り込むようにしてもよい。二回目以降の取り込みでは、払拭直後の出力電圧Vを取り込むことになる。
【0023】
次に、現在の出力信号(出力電圧V)を取り込む(ステップS4)。この取り込みのタイミングは、ワイパ200が払拭動作をした後でウインド100に雨滴が付着している状態のときに設定されている。
【0024】
次に、雨判定を行う(ステップS5)。この雨判定では、基準値に対する出力電圧低下量の割合つまり出力電圧低下率を演算する。
【0025】
次に、出力電圧低下率から払拭モードを選択する(ステップS6)。払拭モードは、ワイパ200を動作させない停止モードを含み、その他に、間欠モード、低速モード、高速モードがある。
【0026】
次に、選択した払拭モードに従ってワイパ200を払拭動作させる(ステップS7)。
【0027】
次に、出力低下量が飽和しているか否か、換言すると、出力電圧Vが0V付近か否かを判定する(ステップS8)。
【0028】
出力低下量が飽和していないと判定した場合は、ステップS1に戻り、AUTOモードが選択されなくなるまで、上述した処理を繰り返し行なう。
【0029】
一方、出力低下量が飽和していると判定した場合は、スプラッシュ判定が有るか否かを判定する(ステップS9)。スプラッシュ判定は、跳ね上げ水等による数回のみの緊急払拭時に下される判定であり、出力電圧低下率やその時間的な変化などを基に判断することができる。
【0030】
スプラッシュ判定が有る、つまり、緊急払拭時であると判定した場合は、ステップS1に戻る。
【0031】
一方、スプラッシュ判定が無い、つまり、緊急払拭時でないと判定した場合は、AUTOモードが選択されているか否かを判定し(ステップS10)、AUTOモードが選択されているときのみ、以下に説明するような大雨量時の処理を行なう。
【0032】
まず、オフセット量を0Vに設定する(ステップS11)。つまり、第1の半導体スイッチ素子SW1をオフ、第2の半導体スイッチ素子SW2をオンにスイッチングさせ、オフセット増幅をリセットする。
【0033】
次に、AGC(自動利得調整)を行い、出力電圧V が一定値例えば3.0Vとなるように、増幅回路22の前段増幅回路のゲインや発光部1の電流制御トランジスタ12のベース電圧を制御する(ステップS12)。
【0034】
次に、ステップS3と同様、基準値つまり雨滴が付着していないときの演算増幅器OAの出力信号(出力電圧V)を取り込む(ステップS13)。この基準値は、CPU3内の記憶部に予め記憶されており、この記憶部から読み出される。
【0035】
次に、ステップS4と同様、現在の出力信号(出力電圧V)を取り込む(ステップS14)。
【0036】
次に、ステップS5と同様、雨判定を行う(ステップS15)。
【0037】
次に、ステップ6と同様、出力電圧低下率から払拭モードを選択する(ステップS16)。
【0038】
次に、ステップS7と同様、選択した払拭モードに従ってワイパ200を払拭動作させる(ステップS17)。
【0039】
次に、出力低下量の飽和が解除されたか否かを判定する(ステップS18)。この出力低下量の飽和の解除は、ステップS8における出力低下量の飽和の判定とのハンチングを防止するために、ステップS8における出力低下量の飽和の判定基準となる電圧値よりも大きな電圧値を判定基準とし、ヒステリシス特性をもたせている。
【0040】
出力低下量の飽和が解除されていないと判定した場合は、ステップS10に戻り、AUTOモードが選択されなくなるまで、ステップS11〜S18の処理を繰り返し行なう。
【0041】
一方、出力低下量の飽和が解除されたと判定した場合は、ステップS1に戻る。
【0042】
以上説明したように、本実施形態に係るレインセンサ400は、光電変換素子(フォトダイオード21)の検出電圧V を増幅して演算処理回路(CPU3)に入力する増幅回路22を備え、この増幅回路22の出力電圧V を一定値(例えば3.0V)に設定した後、この一定値3.0Vからの出力電圧V の低下量に基づいて雨判定を行うレインセンサであって、増幅回路22にオフセット増幅を行わせるレインセンサにおいて、演算処理回路3は、出力電圧低下量が飽和したか否かを判定するとともに、出力電圧低下量の飽和を判定したとき、増幅回路22のオフセット増幅をリセットする指示を行なう。
【0043】
本実施形態のレインセンサ400によると、出力電圧低下量が飽和していないときには、オフセット増幅により同一雨量に対する出力電圧Vの一定値3.0Vからの低下量が増加するため、センサ感度が向上するようになり、また、大雨量時など出力電圧低下量が飽和したときには、オフセット増幅をリセットすることにより出力電圧低下量が増加しなくなり、的確な雨判定を行うことが可能になる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によると、簡単な構成によって、大雨量時などにも的確な雨判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るレインセンサを用いたワイパ制御システムの概念的システム構成図である。
【図2】レインセンサの回路図である。
【図3】増幅回路におけるオフセット増幅回路の回路図である。
【図4】演算処理回路が行なう処理を表すフローチャートである。
【図5】前提発明の作用効果の説明図である。
【符号の説明】
400 レインセンサ
3 CPU(演算処理回路)
21 フォトダイオード(光電変換素子)
22 増幅回路
22A オフセット増幅回路
検出電圧
出力電圧
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rain sensor, and more particularly to an optical rain sensor that is attached to an inner surface of a vehicle windshield or the like and determines rain attached to an outer surface of the windshield or the like.
[0002]
[Prior art]
An optical rain sensor receives light from a light emitting source such as an LED from the inner surface side of the glass via a prism, reflects the light from the outer surface (outer interface) of the glass, and condenses the reflected light by the prism. Light is received by a photoelectric conversion element such as a diode. Further, since the detection signal of the photoelectric conversion element is a minute voltage, this detection voltage is amplified by the amplifier circuit, and the amplified output voltage is input to the arithmetic processing circuit. And after setting the output voltage of an amplifier circuit to the fixed value for A / D conversion, for example, 3.0V, rain determination is performed based on the fall amount (decrease rate) of the output voltage from this fixed value.
[0003]
The sensing performance of the sensor for raindrops is greatly affected by the area of light (detection area) irradiated on the outer surface (outer interface) of the glass. The larger the detection area, the greater the probability of raindrops. It becomes easier to detect.
[0004]
However, the enlargement of the detection area leads to an increase in the size of the sensor, and the mounting position of the sensor is obstructive to the occupant because of the vicinity of the rearview mirror, and the cost of the sensor is increased.
[0005]
For this reason, adjustments are made so that a good rain determination can be made even with a small decrease rate by increasing the rain determination threshold in software, but the soft adjustment is also subject to the limitations of the resolution of the A / D converter, etc. There is a limit to the improvement in sensitivity, and good rain judgment is not possible.
[0006]
Therefore, the inventors of the present invention, prior to the present invention, for the purpose of providing a rain sensor capable of achieving both improvement in sensor sensitivity, size reduction, and cost reduction with a simple configuration, “detection of photoelectric conversion elements”. In a rain sensor that includes an amplifier circuit that amplifies the voltage and inputs it to the arithmetic processing circuit, and after setting the output voltage of the amplifier circuit to a constant value, the rain sensor determines rain based on the amount of decrease in the output voltage from the constant value An invention relating to a rain sensor (hereinafter referred to as a premise invention) characterized in that an amplifier circuit performs offset amplification has been filed as a patent application (Japanese Patent Application No. 2002-156918).
[0007]
This prerequisite invention will be specifically described in comparison with the prior art (a technique that does not perform offset amplification unlike the assumption invention). For example, as shown in FIG. 5, the amount of decrease in output voltage when the input voltage V2 of the amplifier circuit is 1.5 V and the output voltage V3 of the amplifier circuit is 3 V will be described. (1) In the prior art, FIG. As shown in the graph of (A), the amplifier amplification factor is doubled and the reference voltage can be adjusted to 3 V, and the rainfall is determined based on the output decrease from 3.0 V. When the output voltage drop amount is set to be twice as large as (1) using the offset amplification, the offset voltage is set to 3.0V and the reference voltage is set to 3V as shown in the graph of FIG. However, it is necessary to set the amplifier amplification factor to 4 times in order to adjust the output voltage. However, compared with the prior art (1), the amount of decrease in output voltage is twice that of (1), so the sensor sensitivity is improved. be able to.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found that the base invention has the following problems. In other words, it has been found that the greater the amount of offset, the more saturated the output drop during heavy rainfall, making it impossible to detect rain and making accurate rain determination. More specifically, the case where the saturation of the output reduction amount occurs is when the raindrop having a large raindrop diameter hits the detection surface directly, or when the detection area is reduced even with the same rainfall. .
[0009]
An object of the present invention is to provide a rain sensor that solves the problems of the premise invention as described above, and that can perform an accurate rain determination even during heavy rainfall with a simple configuration.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The rain sensor of the present invention includes an amplifier circuit that amplifies the detection voltage of the photoelectric conversion element and inputs the amplified voltage to the arithmetic processing circuit. After setting the output voltage of the amplifier circuit to a constant value, the output voltage from the constant value is reduced. In the rain sensor that performs rain determination based on the amount of decrease, and in which the amplifier circuit performs offset amplification, the arithmetic processing circuit determines whether or not the output voltage decrease amount is saturated and the output voltage decrease When the saturation of the quantity is determined, an instruction to reset the offset amplification of the amplifier circuit is given.
[0011]
According to the rain sensor of the present invention, when the output voltage decrease amount is not saturated, the amount of decrease from the constant value of the output voltage with respect to the same rainfall increases by offset amplification, so that the sensor sensitivity is improved, When the output voltage drop amount is saturated, such as during heavy rain, the output voltage drop amount does not increase by resetting offset amplification, making it possible to perform accurate rain determination.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a rain sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
1 is a conceptual system configuration diagram of a wiper control system using a rain sensor according to an embodiment, FIG. 2 is a circuit diagram of a rain sensor, FIG. 3 is a circuit diagram of an offset amplifier circuit in an amplifier circuit, and FIG. These show the flowchart showing the process which an arithmetic processing circuit performs, respectively.
[0014]
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a vehicle window, for example, a front window. A wiper 200 is provided on the outer surface (front surface) 100a side of the window, and the wiper 200 is operated by a wiper motor (wiper driving device) 300, and performs an operation of wiping raindrops attached to the window outer surface 100a when it rains. A rain sensor 400 is installed on the inner surface (back surface) 100 b of the window 100. The rain sensor 400 is installed at a position where it can detect a raindrop adhesion state in an area where the raindrops are wiped off by the wiper blade 500 on the outer surface 100a of the window, and does not hinder the visibility. From the standpoint of, it is sufficiently downsized. A wiper switch 600 that is operated by an occupant is provided inside the vehicle. The wiper switch 600 includes at least an automatic instruction switch AUTO that instructs an automatic wiping mode in which the wiper 200 is automatically controlled based on the output of the rain sensor 400, a stop instruction switch OFF that instructs the wiper to stop, When the wiper 200 is manually operated, the wiper 200 has a low speed instruction switch LO for instructing a low speed wiping mode in which the wiper 200 operates at a low speed and a high speed instruction switch HI instructing a high speed wiping mode in which the wiper 200 operates at a high speed. The wiper motor 300, the rain sensor 400, and the wiper switch 600 are connected to the wiper drive circuit 700.
[0015]
In FIG. 2, the rain sensor 400 includes a light emitting unit 1, a light receiving unit 2, and a CPU (also referred to as a microcomputer or an arithmetic processing circuit) 3.
[0016]
The light emitting unit 1 includes one LED (light emission source) 11, and the light emission amount of the LED 11 can be adjusted by a current control transistor (light emission amount control element) 12. The light from the LED 11 enters from the inner surface 100b side of the glass 100 via a prism or the like, is reflected by the outer surface (outer interface) 100a of the glass 100, and the reflected light is condensed by the prism and is a photodiode (photoelectric conversion) of the light receiving unit 2. The device 21 receives the light.
[0017]
The light receiving unit 2 includes one photodiode 21, and the photodiode 21 receives the reflected light reflected by the glass outer surface 100a and generates a current proportional to the amount of received light. The light receiving section 2 is provided with an amplifier circuit 22, the amplifier circuit 22 inputs the current photodiode 21 is generated as the detection voltages V 1, the A / D port of CPU3 amplifies the detected voltages V 1 input. The amplifier circuit 22 includes an amplifier circuit (not shown) in the previous stage (one or a plurality of stages) and an offset amplifier circuit 22A shown in FIG. 3 connected to the output terminal of the previous amplifier circuit. 3, the output voltage V 2 of the preamplifier circuit is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OA. Furthermore, between the output terminal and the inverting input terminal is connected a feedback resistor R 2, also a resistor R 1 and the first semiconductor switch element SW1 and the offset power source V 0 between the inverting input terminal and the GND series circuit of is connected, further, the second semiconductor switch element SW2 is connected in parallel with the first semiconductor switch element SW1 and the offset power source V 0. Therefore, the output voltage V 3 of the operational amplifier OA, the first semiconductor switch element SW1 is when the off state and the second semiconductor switch element SW2 is ON is represented by the following formula (1), the offset amount (offset voltage ) Becomes 0V, and when the first semiconductor switch element SW1 is in the on state and the second semiconductor switch element SW2 is in the off state, it is expressed by the following formula (2), and (R 2 / R 1 ) V 0 is This is the offset amount (offset voltage). The output voltage V 3 is input to the A / D port of the CPU 3. The first and second semiconductor switch elements SW1 and SW2 perform a switching operation according to a control signal from the CPU 3.
[0018]
V 3 = (1 + R 2 / R 1 ) V 2 (1)
V 3 = (1 + R 2 / R 1) V 2 - (R 2 / R 1) V 0 (2)
Next, processing executed by the CPU 3 will be described with reference to FIG.
[0019]
When starting the processing, the CPU 3 instructs the amplifier circuit 22 to perform offset amplification in order to prioritize securing the field of view ahead of the vehicle, and sets the sensitivity of the sensor to be high, giving priority to wiping by the wiper 200. The semiconductor switch element SW1 is set to an on state, and the second semiconductor switch element SW2 is set to an off state.
[0020]
The CPU 3 determines whether or not the AUTO mode is selected (step S1), and performs the process at the time of low rainfall and heavy rainfall as described below only when the AUTO mode is selected.
[0021]
First, the CPU 3 performs AGC (automatic gain adjustment) so that the output voltage V 3 becomes a constant value, for example, 3.0 V, the gain of the previous amplifier circuit of the amplifier circuit 22 and the base of the current control transistor 12 of the light emitting unit 1. The voltage is controlled (step S2).
[0022]
Next, a reference value, that is, an output signal (output voltage V 3 ) of the operational amplifier OA when no raindrop is attached is captured (step S3). For the reference value capture, the reference value stored in advance in the storage unit in the CPU 3 may be read out for the first time capture, or the wiper 200 is forcibly wiped once to wipe the reference value. the output voltage V 3 of the immediately may be taken as a reference value. In the second and subsequent incorporation, it will be taking in the output voltage V 3 immediately after wiping.
[0023]
Next, the current output signal (output voltage V 3 ) is captured (step S4). This capture timing is set when raindrops are attached to the window 100 after the wiper 200 performs the wiping operation.
[0024]
Next, rain determination is performed (step S5). In this rain determination, the ratio of the output voltage drop amount to the reference value, that is, the output voltage drop rate is calculated.
[0025]
Next, the wiping mode is selected from the output voltage drop rate (step S6). The wiping mode includes a stop mode in which the wiper 200 is not operated, and there are an intermittent mode, a low speed mode, and a high speed mode.
[0026]
Next, the wiper 200 is wiped according to the selected wiping mode (step S7).
[0027]
Next, whether or not the output reduction amount is saturated, it is determined in other words, the output voltage V 3 whether near 0V (step S8).
[0028]
If it is determined that the output reduction amount is not saturated, the process returns to step S1, and the above-described processing is repeated until the AUTO mode is not selected.
[0029]
On the other hand, if it is determined that the output decrease amount is saturated, it is determined whether or not there is a splash determination (step S9). The splash determination is a determination made at the time of emergency wiping only a few times by splashing water or the like, and can be determined based on the output voltage drop rate or its temporal change.
[0030]
If there is a splash determination, that is, if it is determined that it is an emergency wiping time, the process returns to step S1.
[0031]
On the other hand, when there is no splash determination, that is, when it is determined that the emergency wiping is not performed, it is determined whether or not the AUTO mode is selected (step S10), and only when the AUTO mode is selected will be described below. Such heavy rain treatment is performed.
[0032]
First, the offset amount is set to 0V (step S11). That is, the first semiconductor switch element SW1 is switched off and the second semiconductor switch element SW2 is switched on, and the offset amplification is reset.
[0033]
Next, the AGC (automatic gain control), so that the output voltage V 3 becomes a constant value, for example 3.0 V, the base voltage of the gain and the light emitting portion 1 of the current control transistor 12 of the preamplifier circuit of the amplifier circuit 22 Control (step S12).
[0034]
Next, as in step S3, the reference value, that is, the output signal (output voltage V 3 ) of the operational amplifier OA when no raindrops are attached is captured (step S13). This reference value is stored in advance in a storage unit in the CPU 3, and is read from this storage unit.
[0035]
Next, as in step S4, the current output signal (output voltage V 3 ) is captured (step S14).
[0036]
Next, as in step S5, rain determination is performed (step S15).
[0037]
Next, similarly to step 6, the wiping mode is selected from the output voltage drop rate (step S16).
[0038]
Next, similarly to step S7, the wiper 200 is wiped according to the selected wiping mode (step S17).
[0039]
Next, it is determined whether or not the saturation of the output decrease amount has been canceled (step S18). The cancellation of the saturation of the output reduction amount is performed by setting a voltage value larger than the voltage value serving as a criterion for determining the saturation of the output reduction amount in step S8 in order to prevent hunting with the determination of the saturation of the output reduction amount in step S8. As a criterion for judgment, it has hysteresis characteristics.
[0040]
If it is determined that the saturation of the output reduction amount has not been released, the process returns to step S10, and the processes of steps S11 to S18 are repeated until the AUTO mode is not selected.
[0041]
On the other hand, if it is determined that the saturation of the output decrease amount has been released, the process returns to step S1.
[0042]
As described above, a rain sensor 400 according to this embodiment includes an amplifier circuit 22 for input to the arithmetic processing circuit (CPU 3) amplifies the detected voltage V 1 of the photoelectric conversion element (photodiode 21), the amplification after setting the output voltage V 3 of the circuit 22 to a constant value (e.g. 3.0 V), a rain sensor for rain detection based on the amount of decrease in the output voltage V 3 from the constant value 3.0 V, amplification In the rain sensor that causes the circuit 22 to perform offset amplification, the arithmetic processing circuit 3 determines whether or not the output voltage decrease amount is saturated, and when determining that the output voltage decrease amount is saturated, the offset amplification of the amplifier circuit 22 is performed. Instructs to reset.
[0043]
According to a rain sensor 400 of the present embodiment, when the output voltage reduction amount is not saturated, since the amount of decrease in the constant value 3.0V of the output voltage V 3 for the same rainfall by the offset amplifier is increased, improving the sensor sensitivity In addition, when the output voltage drop amount is saturated, such as during heavy rainfall, the output voltage drop amount does not increase by resetting the offset amplification, and an accurate rain determination can be performed.
[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, an accurate rain determination can be performed with a simple configuration even during heavy rainfall.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual system configuration diagram of a wiper control system using a rain sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of a rain sensor.
FIG. 3 is a circuit diagram of an offset amplifier circuit in the amplifier circuit.
FIG. 4 is a flowchart showing processing performed by an arithmetic processing circuit.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the function and effect of the base invention.
[Explanation of symbols]
400 Rain sensor 3 CPU (arithmetic processing circuit)
21 Photodiode (photoelectric conversion element)
22 Amplifier circuit 22A Offset amplifier circuit V 1 Detection voltage V 3 Output voltage

Claims (1)

光電変換素子の検出電圧を増幅して演算処理回路に入力する増幅回路を備え、この増幅回路の出力電圧を一定値に設定した後、この一定値からの出力電圧の低下量に基づいて雨判定を行うレインセンサであって、前記増幅回路にオフセット増幅を行わせるレインセンサにおいて、
前記演算処理回路は、前記出力電圧低下量が飽和したか否かを判定するとともに、前記出力電圧低下量の飽和を判定したとき、前記増幅回路のオフセット増幅をリセットする指示を行なうことを特徴とするレインセンサ。
Amplifying circuit that amplifies the detection voltage of the photoelectric conversion element and inputs it to the arithmetic processing circuit. After setting the output voltage of the amplifier circuit to a constant value, the rain determination is based on the amount of decrease in the output voltage from the constant value. In the rain sensor that performs the offset amplification in the amplification circuit,
The arithmetic processing circuit determines whether or not the output voltage drop amount is saturated, and instructs to reset the offset amplification of the amplifier circuit when the output voltage drop amount is saturated. Rain sensor to do.
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