JP2005075340A - 車両のワイパ制御システム及びその制御方法 - Google Patents

車両のワイパ制御システム及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】検出した雨水量に応じてワイパの速度を適切に制御できる車両のワイパ制御システム及びその制御方法。
【解決手段】本発明は車両の雨滴感知型ワイパ装置及びその制御方法に関し、雨滴により電気的に導通するように構成した複数のスイッチを含み、前記スイッチが電気的に導通したか否かにより異なる二つの信号を出力する雨滴感知部、前記それぞれのスイッチから信号を受信できるように構成し、前記受信した信号のうち一つを選択し、前記選択した信号を出力する過程を繰り返して実行するマルチプレクサ、前記マルチプレクサから受信する信号のうち前記スイッチが電気的に導通した場合に該当する信号の個数をカウントしてカウント値を算出するカウントレジスタ、及び前記カウントレジスタから前記カウント値を受信し、前記受信したカウント値に基づいてワイパの速度を制御するワイパ制御ユニットを含む。
【選択図】図1

Description

本発明は車両のワイパ制御システム及びその制御方法に関する。
従来の車両用雨滴感知型ワイパ制御システム及びその制御方法では、雨水の屈折率を利用して雨水量を感知する雨滴感知センサを用いる。制御部(ECU)が雨滴感知センサの信号を受信し、制御部はこれに基づいてワイパの速度を調整することによりワイパが雨水量に応じて適切な速度を維持できるようにするものである。
特許文献1には、雨滴検出器からの信号を入力して平均雨滴量を計算し、ワイパを制御する方法が開示されている。このような従来の装置及び方法では、雨水量に応じて適切にワイパを駆動できないという問題がある。特に、ワイパの動きが速すぎるので、ワイパが簡単に故障したりまたは運転者の運転を妨害する短所がある。
特開2003−160026号公報
本発明は、上記従来の問題を解決するためのもので、本発明の目的は検出した雨水量に応じてワイパの速度を適切に制御できる車両のワイパ制御システム及びその制御方法を提供することにある。
雨滴により電気的に導通するように構成した複数のスイッチを含み、前記スイッチが電気的に導通したか否かにより異なる二つの信号を出力する雨滴感知部と、前記各々のスイッチからの信号を受信できるように構成し、前記受信した信号のうち一つを選択し、前記選択した信号を出力する過程を繰り返して実行するマルチプレクサと、前記マルチプレクサから受信する信号のうち前記スイッチが電気的に導通した場合に該当する信号の個数をカウントしてカウント値を算出するカウントレジスタと、前記カウントレジスタから前記カウント値を受信し、前記受信したカウント値に基づいてワイパの速度を制御するワイパ制御ユニットと、を含むことを特徴とする。
前記マルチプレクサにクロック信号を提供するクロック信号提供部をさらに含み、前記マルチプレクサは前記受信したクロック信号に基づいて、前記雨滴感知部から受信した信号のうち前記一つの信号を選択することを特徴とする。
前記マルチプレクサは前記受信したクロック信号に対応して、前記複数のスイッチから受信した信号を順次に出力するように構成することを特徴とする。
前記ワイパの位置を検出して、該当するワイパポジション信号を生成するワイパポジションセンサをさらに含み、前記クロック信号提供部は前記ワイパポジション信号を受信し、前記ワイパが設定した角度分だけ回転した状態で前記クロック信号を出力するように構成することを特徴とする。
前記設定した角度は45°であることを特徴とする。
前記ワイパ制御ユニットは、前記受信したカウント値に基づいて雨滴量レベルを決定し、前記算出した雨滴量レベルに基づいてワイパ速度レベルを決定し、前記ワイパが前記決定した速度レベルで作動するように制御することを特徴とする。
前記ワイパ制御ユニットは、前記ワイパが3回往復運動する間に算出したカウント値の平均値に基づいて前記雨滴量レベルを算出することを特徴とする。
車速を検出して該当する車速信号を出力する車両速度センサをさらに含み、前記ワイパ制御ユニットは前記車速信号を受信し、前記受信した車速信号に基づいて前記ワイパの速度を制御することを特徴とする。
前記ワイパ制御ユニットは、前記車速が設定した速度以上である場合には前記ワイパの速度制御を中止することを特徴とする。
前記ワイパ制御ユニットは、それぞれ異なるワイパの速度に該当する複数のワイパ速度レベルのうち初期ワイパ速度レベルを設定する段階、前記受信したカウント値に基づいて複数の雨滴量レベルのうち現在の雨滴量レベルを設定する段階、及び前記設定した雨滴量レベルと前記初期ワイパ速度レベルに基づいてワイパの速度を制御する段階を含む制御ロジックを実行するようにプログラムしたことを特徴とする。
本発明による車両の雨滴感知型ワイパ装置及びその制御方法によれば、従来の光屈折を利用するのではなく、ワイパで拭き取る雨水量を感知する方法によりワイパ速度を決定することで、雨水量を正確に感知することができ、したがって雨水量に応じてワイパの速度が正確かつ自動的に調節でき、雨天時に運転者の便宜性を向上する効果がある。
これとともに、規定速度以上である場合には、ワイパの自動的速度変化がかえって安全運転を妨害することになるので、ワイパの自動速度変化機能を中止させ、運転者の手動操作状態とおりのみワイパが作動するので、運転者の安全性を向上する効果がある。
以下、本発明の好ましい実施例について説明する。
図1に示すように、本発明の実施例による車両のワイパ制御システム(wipercontrol system)は、雨滴量を感知して該当する信号を出力する雨滴感知部10を含む。雨滴感知部10は、ワイパ90に取り付けた複数のスイッチを含む。各スイッチは入力ピンと出力ピンを含む。本実施例では、このようなスイッチ数が16個であるが、スイッチの数はこれに限定されるものではない。
スイッチの入力ピンと出力ピンの間に雨水が存在すれば、入力ピンと出力ピンは電気的に連結される。入力ピンと出力ピンが電気的に連結されると、該当スイッチはHigh信号を出力し、入力ピンと出力ピンを電気的に連結しなければ、該当スイッチはLow信号を出力する。したがって、雨水量により雨滴感知部10から出力するHigh信号の個数が異なることになる。
マルチプレクサ20は雨滴感知部10に連結する。マルチプレクサ20は通常のマルチプレクサとすることができる。つまり、マルチプレクサ20は複数の入力端から入力する入力値のいずれか一つを出力端に連結させる回路とすることができる。マルチプレクサ20は、雨滴感知部10のスイッチの数に該当する入力端と一つの出力端を有する。
本実施例で、マルチプレクサ20は16個の入力端を有し、各入力端は雨滴感知部10のスイッチに各々連結する。マルチプレクサ20は、雨滴感知部10から入力する16個の信号のいずれか一つを選択し、選択した信号を出力端を通じて出力する。つまり、本発明の実施例では、マルチプレクサ20は16:1のマルチプレクサとすることができる。
この時、入力信号の選択はクロック信号提供部50から入力するクロック信号に基づいて実行する。クロック信号提供部50は4つの端子を通じてマルチプレクサ20に連結する。
クロック信号提供部50は、4ビットのクロック信号をマルチプレクサ20に提供する。例えば本発明の実施例におけるクロック信号提供部50は、別途のクロック信号をつくるのではなく、車両のECU(electronic control unit)の下位4ビットを利用してクロック信号を生成するのが好ましい。
したがって、マルチプレクサ20は4ビットのクロック信号に基づいて16個の入力信号のいずれか一つを選択する。結局、マルチプレクサ20は、クロック信号提供部50から順次に入力するクロック信号により16個の入力信号を順次に出力する。
カウントレジスタ30は、マルチプレクサ20から出力する信号を受信できるようにマルチプレクサ20に連結する。
クロック信号提供部50は、ワイパ90の位置を検出するワイパポジションセンサ60から同期信号を受信し、同期信号の受信に対応して前記クロック信号をマルチプレクサ20に出力する。つまり、クロック信号の提供時点はワイパポジションセンサ60から受信する同期信号により決定する。
この時、ワイパポジションセンサ60は、ワイパ90の位置が最初位置から設定した角度(例えば45°)分回転した瞬間に同期信号をクロック信号提供部50に出力する。
ワイパが初期状態(または完全に回転した状態)及び90°回転した状態では、ワイパ90周囲にワイパ90による雨水のふきのこしがある可能性が大きく正確な雨滴量を検出できないため、ワイパ90が45°回転した状態で雨滴量が検出するものである。
カウントレジスタ30はマルチプレクサ20から入力する信号を順次に受信し、受信した信号のうちHigh信号の個数をカウントする。この時、High信号の個数は雨滴量に比例する。結局、カウントレジスタ30は、雨滴感知部10の16個のスイッチのうち電気的に連結したスイッチ(つまり、ターンオンしたスイッチ)の個数をカウントする。そして、カウントレジスタ30はカウント値をワイパ制御部70に出力する。
ワイパ制御部70はカウントレジスタ30から入力したカウント値(つまり、雨滴量)に基づいてワイパ90の速度を制御する。
好ましくは、ワイパ制御部70は、ワイパ90が3回往復運動する間に検出するカウンター値の平均値に基づき雨滴量レベルを設定し、設定した雨滴量レベルに応じてワイパの速度を制御するのが好ましい。
ワイパ制御部70はマイクロプロセッサー、メモリ、及び関連ハードウェアとソフトウェアを含み、以下で説明する制御ロジックを実行するようにプログラムする。また、ワイパ制御部70は車両速度センサ80から車両速度信号を受信し、受信した車両速度信号に基づいてワイパ90の駆動を制御する。
車両速度が設定速度(例えば、100km/h)より速い場合、ワイパ制御部70はワイパ90の速度制御を中断する。車両速度が速い状態でワイパ90の作動速度を頻繁に変更すると運転を妨害するおそれがあるためである。
ワイパ制御部70は、カウンターレジスター30から入力するカウント値に応じて雨滴量レベルIを設定し、設定した雨滴量レベルに基づいてワイパ速度レベルCを決定する。
カウンターレジスター30から入力するカウント値が0から16までの17個の値を有することができるので、これに対応して雨滴量レベルIも0から16までの17段階に設定する。雨滴量レベルが0であれば雨水がないものと判断した場合であり、雨滴量レベルが16であれば検出した雨滴量が最も多い場合である。そして、ワイパ速度レベルCは、レベル1からレベル9までの9段階に設定できる。
ワイパ速度レベルを決定すれば、ワイパ制御部70は当該速度レベルに設定した回数分だけワイパが作動するように制御する。設定した回数は速度レベルに比例するように設定するのが好ましく、例えば、設定した回数は表1の通りにすることができる。
Figure 2005075340
図2及び図3を参照して、本発明の実施例による車両のワイパ制御方法について説明する。図面で、Iは雨滴感知センサの導通数、つまり雨滴量レベルを示し、Cはワイパ90の速度レベルを示す。ワイパ制御部70は初期ワイパの速度レベルCを設定する。
まず、ワイパ制御部70は、ワイパ90が現在の制御モード以外の別途モードで作動しているか否かを判断する(S201)。
ステップS201でワイパ90が別途モードで作動しているものと判断すれば、ワイパ制御部70は現在作動中のワイパ速度レベルを初期ワイパ速度レベルCと設定する(S203)。しかし、ステップS201でワイパ90が別途モードで作動していないと判断すれば、ワイパ制御部70はワイパ速度レベル5を初期ワイパ速度レベルCと設定する(S202)。
そして、ワイパ制御部70はカウントレジスタ30からカウント値を受信し(S204)、受信したカウント値に基づいて前記17個の雨滴量レベルのうち該当する雨滴量レベルIを決定する。
ワイパ制御部70はI値が0であるか否かを判断し(S205)、I値が0と判断すればワイパ90の作動を中止させる(S206)。
ステップS205でI値が0でないと判断すれば、ステップS207でI値が1であるか否かを判断する。ステップS207でI値が1と判断すれば、ステップS208でC値が1であるか否かを判断する。
ステップS208でC値が1と判断すれば、ワイパ速度は初期ワイパ速度レベル(レベル1)を維持する(S209)。
ステップS208でC値が1でないと判断すれば、ステップS210でC値が2であるか否かを判断する。ステップS210でC値が2であると判断すれば、ワイパ速度レベルを1段階分下げる。つまり、ワイパ速度レベルは現在のレベル2(C=2)からレベル1となる(S211)。
ステップS210でC値が2でないと判断すれば、ステップS212でC値が3と9の間であるか否かを判断する。ステップS212でC値が3と9の間であると判断すれば、ワイパ速度レベルを2段階分下げる(S213)。
ステップS209、S211、S213の後、ワイパ制御部70はワイパ90が前記表1に示す回数に従って該当ワイパ速度レベルで作動するように制御する(S214)。
ステップS212でC値が3と9の間でないと判断すれば、ワイパ制御部70はエラーメッセージを出力するように制御する(S215)。
ステップS214及びS215の後に、制御ロジックはステップS204にリターンする。
ステップS207でI値が1でないと判断すれば、I値が2と4の間であるか否かを判断する(S216)。
ステップS216でI値が2と4の間であると判断すれば、C値が1であるか否かを判断する(S217)。
ステップS217でC値が1であると判断すれば、ワイパ速度レベルは現在の速度段階(レベル1)を維持する(S218)。
ステップS217でC値が1でないと判断すれば、ステップS219でC値が2と9の間であるか否かを判断する。ステップS219でC値が2と9の間であると判断すれば、ワイパ速度レベルを現在の速度より1段階分下げる(S220)。
ステップS218及びS220の後に、ワイパ制御部70はワイパ90が前記表1に示す回数に従って該当ワイパ速度レベルで作動するように制御する(S221)。
ステップS219でC値が2と9の間でないと判断すれば、ワイパ制御部70はエラーメッセージを出力するように制御する(S222)。
ステップS221及びS222の後に、制御ロジックはステップS204にリターンする。
一方、ステップS216でI値が2と4の間ではないと判断すれば、ステップS223でI値が5と12の間であるか否かを判断する。ステップS223でI値が5と12の間であると判断すれば、現在のワイパ速度を維持する(S224)。そして、制御ロジックはステップS204にリターンする。
ステップS223でI値が5と12の間ではないと判断すれば、ステップS225でI値が13と15の間であるか否かを判断する。ステップS225でI値が13と15の間であると判断すれば、ステップS226でC値が1と8の間であるか否かを判断する。
ステップS226でC値が1と8の間であると判断すれば、ステップS227でワイパ速度レベルを1段階分上げる。しかし、ステップS226でC値が1と8の間でないと判断すれば、ステップS228でC値が9であるか否かを判断する。
ステップS228段階でC値が9であると判断すれば、ワイパ速度レベルは初期ワイパ速度レベル(レベル9)を維持する(S229)。
ステップS227及びS229の後に、ワイパ制御部70はワイパ90が前記表1に示す回数に従って該当ワイパ速度レベルで作動するように制御する(S230)。
そして、ステップS228でC値が9でないと判断すれば、ワイパ制御部70はエラーメッセージを出力するように制御する(S231)。
ステップS230及びS231の後に、制御ロジックはステップS204にリターンする。
一方、ステップS225でI値が13と15の間でないと判断すれば、ステップS232段階でI値が16であるか否かを判断する。ステップS232でI値が16でないと判断すれば、制御ロジックはステップS204にリターンする。
ステップS232でI値が16であると判断すれば、S233段階でC値が1と7の間であるか否かを判断する。ステップS233でC値が1と7の間であると判断すれば、ワイパ速度レベルを2段階分上げる(S234)。
ステップS233でC値が1と7の間でないと判断すれば、ステップS235でC値が8であるか否かを判断する。ステップS235でC値が8であると判断すれば、ワイパ速度レベルを1段階分上げる(S236)。
ステップS235でC値が8でないと判断すれば、ステップS237でC値が9であるか否かを判断する。ステップS237でC値が9であると判断すれば、ワイパ速度レベルは初期ワイパ速度レベル(レベル9)を維持する(S238)。
ステップS234、S236、及びS238の後に、ワイパ制御部70はワイパ90が前記表1に示す回数に従って該当ワイパ速度レベルで作動するように制御する(S239)。
一方、ステップS237でC値が9でないと判断すれば、ワイパ制御部70はエラーメッセージを出力するように制御する(S240)。
ステップS239及びS240の後に、制御ロジックはステップS204にリターンする。
一方、前述のように前記雨滴量感知段階では、ワイパ90の3回往復運動により検出した6個の感知値を平均して雨滴量を読み取り、また、前記ワイパ90速度毎のワイパ90の設定時間(回数)はワイパ90の速度が速くなるに従い設定時間(回数)が長くなるように(多くなるように)する。これとともに、前記雨滴量感知段階ではワイパ90速度毎のワイパ90の設定時間(回数)が終了した後、ワイパ90をさらに3回稼動して検出した6個の感知値を平均して雨滴量を判断する。
以上で本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その技術的範囲内において本発明の実施例から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により容易に変更され得るであろう。
本発明の実施例による車両のワイパ制御システムの構成を示すブロックダイヤグラムである。 本発明の実施例による車両のワイパ制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例による車両のワイパ制御方法を示すフローチャートである。
符号の説明
10 雨滴感知部
20 マルチプレクサ
30 カウントレジスタ
50 クロック信号提供部
60 ワイパポジションセンサ
70 ワイパ制御部
80 車両速度センサ
90 ワイパ
I 雨滴量レベル
C ワイパ速度レベル

Claims (18)

  1. 雨滴により電気的に導通するように構成した複数のスイッチを含み、
    前記スイッチが電気的に導通したか否かにより異なる二つの信号を出力する雨滴感知部と、
    前記各々のスイッチからの信号を受信できるように構成し、前記受信した信号のうち一つを選択し、前記選択した信号を出力する過程を繰り返して実行するマルチプレクサと、
    前記マルチプレクサから受信する信号のうち前記スイッチが電気的に導通した場合に該当する信号の個数をカウントしてカウント値を算出するカウントレジスタと、
    前記カウントレジスタから前記カウント値を受信し、前記受信したカウント値に基づいてワイパの速度を制御するワイパ制御ユニットと、を含むことを特徴とする車両のワイパ制御システム。
  2. 前記マルチプレクサにクロック信号を提供するクロック信号提供部をさらに含み、前記マルチプレクサは前記受信したクロック信号に基づいて、前記雨滴感知部から受信した信号のうち前記一つの信号を選択することを特徴とする請求項1に記載の車両のワイパ制御システム。
  3. 前記マルチプレクサは前記受信したクロック信号に対応して、前記複数のスイッチから受信した信号を順次に出力するように構成することを特徴とする請求項2に記載の車両のワイパ制御システム。
  4. 前記ワイパの位置を検出して、該当するワイパポジション信号を生成するワイパポジションセンサをさらに含み、
    前記クロック信号提供部は前記ワイパポジション信号を受信し、前記ワイパが設定した角度分だけ回転した状態で前記クロック信号を出力するように構成することを特徴とする請求項2に記載の車両のワイパ制御システム。
  5. 前記設定した角度は45°であることを特徴とする請求項4に記載の車両のワイパ制御システム。
  6. 前記ワイパ制御ユニットは、前記受信したカウント値に基づいて雨滴量レベルを決定し、前記算出した雨滴量レベルに基づいてワイパ速度レベルを決定し、前記ワイパが前記決定した速度レベルで作動するように制御することを特徴とする請求項1に記載の車両のワイパ制御システム。
  7. 前記ワイパ制御ユニットは、前記ワイパが3回往復運動する間に算出したカウント値の平均値に基づいて前記雨滴量レベルを算出することを特徴とする請求項6に記載の車両のワイパ制御システム。
  8. 車速を検出して該当する車速信号を出力する車両速度センサをさらに含み、
    前記ワイパ制御ユニットは前記車速信号を受信し、前記受信した車速信号に基づいて前記ワイパの速度を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両のワイパ制御システム。
  9. 前記ワイパ制御ユニットは、前記車速が設定した速度以上である場合には前記ワイパの速度制御を中止することを特徴とする請求項8に記載の車両のワイパ制御システム。
  10. 前記ワイパ制御ユニットは、それぞれ異なるワイパの速度に該当する複数のワイパ速度レベルのうち初期ワイパ速度レベルを設定する段階、
    前記受信したカウント値に基づいて複数の雨滴量レベルのうち現在の雨滴量レベルを設定する段階、及び
    前記設定した雨滴量レベルと前記初期ワイパ速度レベルに基づいてワイパの速度を制御する段階を含む制御ロジックを実行するようにプログラムしたことを特徴とする請求項1に記載の車両のワイパ制御システム。
  11. それぞれ異なるワイパの速度に該当するワイパ速度レベル1から9までの9個のワイパ速度レベルの中で初期ワイパ速度レベルを設定する段階、
    雨滴量を検出し、それぞれ異なる雨滴量に該当する雨滴量レベル0から16までの17個の雨滴量レベルの中で検出した雨滴量に該当する雨滴量レベルを決定する段階、及び
    前記決定した雨滴量レベルと前記初期ワイパ速度レベルに基づいてワイパの速度を制御するワイパ速度制御段階、を含むことを特徴とする車両のワイパ制御方法。
  12. 前記ワイパ速度制御段階は、前記雨滴量レベルと前記初期速度レベルに基づいて速度レベルを調整し、調整した速度レベルに応じて予め設定した回数だけ該当速度レベルでワイパが作動するように制御することを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  13. 前記ワイパ速度制御段階は、前記決定した雨滴量レベルが、雨滴量が検出できない場合に該当する雨滴量レベルが0である場合には、ワイパを駆動しないように制御することを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  14. 前記ワイパ速度制御段階で、前記検出した雨滴量が前記雨滴量レベル1であれば、前記初期ワイパ速度レベルが前記ワイパ速度レベル1に該当する場合には前記初期ワイパ速度レベルを維持し、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル2に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを1段階分下げ、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル3と9の間である場合には前記ワイパ速度レベルを2段階分下げることを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  15. 前記ワイパ速度制御段階で、前記検出した雨滴量が雨滴量レベル2と4の間であれば、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル1に該当する場合には前記初期ワイパ速度レベルを維持し、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル2と9の間に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを1段階分下げることを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  16. 前記ワイパ速度制御段階で、前記検出した雨滴量が雨滴量レベル5と12の間であれば、前記ワイパ速度レベルを前記初期ワイパ速度レベルに維持することを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  17. 前記ワイパ速度制御段階で、前記検出した雨滴量が雨滴量レベル13と15の間であれば、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル1と8の間に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを1段階分上げ、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル9に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを前記初期ワイパ速度レベルに維持することを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
  18. 前記ワイパ速度制御段階で、前記検出した雨滴量が雨滴量レベル16に該当すれば、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル1と7の間に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを2段階分上げ、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル8に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを1段階分上げ、前記初期ワイパ速度レベルがワイパ速度レベル9に該当する場合には前記ワイパ速度レベルを前記初期ワイパ速度レベルで維持することを特徴とする請求項11に記載の車両のワイパ制御方法。
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