JP2009012581A - ワイパー制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に加速度が作用してウインドシールドへの付着雨滴量が急変しても、それに適合した払拭モードへ高い応答性で切替え可能なワイパー制御装置を提供する。
【解決手段】マイクロコンピュータ５０に自動車の加速度を検出する加速度判定部５３を備え、判定された加速度に応じて第１閾値あるいは第２閾値を変更している。詳しくは、自動車の加速中においては第２閾値を減少させ、減速中においては第１閾値を増大させている。これにより、自動車の加速あるいは減速に起因するフロントウインドシールドへの付着雨滴量の急激な変化に対して、素早くモードアップあるいはモードダウンできるワイパー制御装置１を実現することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、ウインドシールドガラスに付着した雨滴を検出する雨滴センサの検出結果に基づいて、ウインドシールドガラスを払拭するワイパーを駆動制御するワイパー制御装置に関するものであり、自動車等に用いて好適である。

ワイパー制御装置は、たとえば自動車等に搭載され、運転者の操作によりワイパー操作スイッチが自動制御モード（Ａｕｔｏモード）に切替えられると、ワイパー制御装置は、雨滴を検出する雨滴センサの検出結果に基づいて払拭モードを設定するとともに、この払拭モードでワイパーに払拭動作をさせるべく駆動制御する。

降雨状態に変化が無く且つ車両が停止しているときおよび一様速度で走行中のときは、雨滴センサの雨滴検出領域への雨滴付着度合い、たとえば、単位時間当たりにおける付着雨滴数は一定の状態になっている。車両に加速度が作用しているとき、たとえば、停止状態から発進したとき、走行中に加速したとき、走行中に減速したとき等は、雨滴センサの検出領域への雨滴付着度合いが変化する。たとえば、加速したときは雨滴付着度合いが急激に増大する。一方、減速したときは雨滴付着度合いが急激に減少する。この雨滴センサからの検出信号変化に対応して、ワイパー制御装置は、加速度作用前の払拭モードから、加速度作用中の雨滴付着度合いに適応した払拭モードに切替える。しかしながら、切替えられるまでに時間がかかるため、運転者が、ワイパーの払拭動作に対して違和感を覚えることがある。

この問題を解決するために、従来のワイパー制御装置では、車両の加速度を検出する加速度検出手段を備え、定速時と加速度作用時とで雨滴検出方法を切替えている。すなわち定速時には平均付着雨滴量に基づいて払拭モードを選択し、加速度作用時には付着雨滴量（一発付着量）に基づいて払拭モードを選択している（特許文献１参照）。

また、別の従来のワイパー制御装置では、払拭モード選択時に参照するデータマップを、定速時用の他に、加速度作用時用として加速度の大きさ別に複数種類用意している。そして、加速度作用時には、検出された加速度の大きさに対応したデータマップを参照して払拭モードを選定している（特許文献２参照）。
特開２００６−２１６２３号公報 特開２００４−３３８５２４号公報

上述した従来のワイパー制御装置のうち、特開２００６−２１６２３号公報に開示されたものにおいては、加速度作用時における払拭モードの切替え応答性が十分速いとは言えない。また、特開２００４−３３８５２４号公報に開示されるものにおいては、あらゆる加速度作用状況に対応することは困難である。さらに、加速度作用状況を細分化し、それに対応してデータマップを増やすことは、制御装置におけるデータマップ記憶手段を増設する必要が生じコスト上昇を伴うことになる。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、車両に加速度が作用したときにおけるウインドシールドガラスへの付着雨滴量の急激な変動に対して、それに適合した払拭モードへ高い応答性で切替え可能なワイパー制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成する為、以下の技術的手段を採用する。

本発明の請求項１に記載のワイパー制御装置は、ワイパーと、ワイパーを動かすワイパー駆動装置と、ウインドシールド上におけるワイパーの払拭範囲内に設定された検出領域に付着した雨滴量に応じた雨滴信号を出力する雨滴センサと、雨滴センサからの雨滴信号が入力されて雨滴信号に基づいてワイパー駆動装置を制御するコントローラとを備え、コントローラは、ワイパーの往復払拭動作間隔時間であるワイパー停止期間中に検出された雨滴信号を積分して雨滴量を測定し、雨滴量に基づいて次回の往復払拭動作間隔時間である払拭モードを決定し、コントローラは、雨滴量が第１閾値よりも小さいときにはワイパーの往復払拭動作間隔時間がより長い払拭モードへ切替えるモードダウンを行い、雨滴量が第２閾値よりも大きいときにはワイパーの往復払拭動作間隔時間がより短い払拭モードへ切替えるモードアップを行い、雨滴量が第１閾値以上且つ第２閾値以下であるときにはその時点で選択されている払拭モードを維持するようなワイパー制御装置であって、コントローラは、車両の加速度を検出する加速度検出手段を備え、コントローラは、加速度の絶対値の大きさに対応して第１閾値および第２閾値の少なくとも一方を変更することを特徴としている。

車両に加速度が作用した場合、たとえば停止状態から発進して速度を上昇させている状態を考える。この場合、降雨状態、つまり雨の降り方の強さが変わらなくても、単位時間当たりのフロントウインドシールドへの付着雨滴量が、停止状態の時よりも増大し、雨滴センサの検出領域への付着雨滴量も増大する。ワイパー制御装置は、雨滴センサからの検出信号によりそれを検知してモードアップを実行する。この場合は、早くモードアップさせて、より短いインターバルによるワイパー払拭動作に切替える必要がある。上述の構成において、車両に作用する加速度の絶対値の大きさに対応して第２閾値を変更、つまり減少させれば、雨滴センサによる雨滴量検出開始後モードアップ判定に至る時間が短縮される。すなわち、車両への加速度作用に起因する付着雨滴量増大に対してより短時間で好適な払拭モードに至るようにモードアップ動作を繰り返すことができる。一方、車両が減速している状態においては、降雨状態が変わらなくても、単位時間当たりのフロントウインドシールドへの付着雨滴量が、定速走行状態の時よりも減少し、雨滴センサの検出領域への付着雨滴量も減少する。この場合は、早くモードダウンさせて、より長いインターバルによるワイパー払拭動作に切替える必要がある。ワイパー制御装置は、雨滴センサからの検出信号によりそれを検知してモードダウンを実行する。上述の構成において、車両に作用する加速度の絶対値の大きさに対応して第１閾値を変更、つまり増大させれば、雨滴センサによる雨滴量検出開始後モードダウン判定に至る時間が短縮される。すなわち、車両への加速度作用に起因する付着雨滴量減少に対してより短時間で好適な払拭モードに至るようにモードダウン動作を繰り返すことができる。

以上により、車両に加速度が作用したときにおけるウインドシールドガラスへの付着雨滴量の急激な変動に対して、それに適合した払拭モードへ高い応答性で切替え可能なワイパー制御装置を提供することができる。

本発明の請求項２に記載のワイパー制御装置は、コントローラは、車両の加速時には第２閾値より小さい新第２閾値を算出して、第１閾値と前記新第２閾値とを用いて払拭モードを決定し、コントローラは、車両の減速時には第１閾値より大きい新第１閾値を算出して、新第１閾値と第２閾値とを用いて払拭モードを決定することを特徴としている。

車両の加速中においては、降雨状態が変わらなくても、単位時間当たりのフロントウインドシールドへの付着雨滴量が加速開始前よりも増大し、雨滴センサの検出領域への付着雨滴量も増大する。このため、払拭モードを早くモードアップさせ、より短いインターバルによるワイパー払拭動作に切替える必要がある。上述の構成によれば、車両の加速時には、第２閾値より小さい新第２閾値を算出し、それを払拭モード判定に用いている。つまり、第２閾値を減少させている。これにより、雨滴センサによる雨滴量検出開始後モードアップ判定に至る時間が短縮される。すなわち、車両の加速に起因する付着雨滴量増大に対してより短時間で好適な払拭モードに至るようにモードアップ動作を繰り返すことができる。

車両の減速中においては、降雨状態が変わらなくても、単位時間当たりのフロントウインドシールドへの付着雨滴量が減速開始前よりも減少し、雨滴センサの検出領域への付着雨滴量も減少する。このため、払拭モードを早くモードダウンさせ、より長いインターバルによるワイパー払拭動作に切替える必要がある。上述の構成によれば、車両の減速時には、第１閾値より大きい新第１閾値を算出し、それを払拭モード判定に用いている。つまり、第１閾値を増大させている。これにより、雨滴センサによる雨滴量検出開始後モードダウン判定に至る時間が短縮される。すなわち、車両の減速に起因する付着雨滴量減少に対してより短時間で好適な払拭モードに至るようにモードダウン動作を繰り返すことができる。

以上により、車両に加速度が作用したときにおけるウインドシールドガラスへの付着雨滴量の急激な変動に対して、それに適合した払拭モードへ高い応答性で切替え可能なワイパー制御装置を提供することができる。

本発明の請求項３に記載のワイパー制御装置は、新第１閾値は、第１閾値に１以上の実数である第１係数を乗じて算出され、新第２閾値は第２閾値に０以上１以下の実数である第２係数を乗じて算出されることを特徴としている。

上述の構成によれば、コントローラにおいて容易且つ確実に第１閾値より大きい新第１閾値および第２閾値より小さい新第２閾値をそれぞれ算出することができる。

本発明の請求項４に記載のワイパー制御装置は、コントローラは、加速度の絶対値の大きさに対応して第１係数および第２係数を決定することを特徴としている。

車両に作用する加速度が大きいときほど、フロントウインドシールドに付着する雨滴量の加速度作用前の状態からの変化度合いが大きくなる。したがって、車両に作用する加速度が大きいときほど、より短時間で好適な払拭モードに至らしめる必要がある。

上述の構成によれば、車両に作用する加速度の大きさに対応して、第１係数および第２係数の大きさが調節される。これにより、車両に加速度が作用するときには、常に高い応答性で、付着雨滴量の急激な変動に適合した払拭モードへ切替えることができる。

以下、本発明にかかるワイパー制御装置の実施の形態について、自動車に搭載されたワイパー制御装置１に適用した場合を例に図１〜図５を参照して説明する。

ワイパー制御装置１は、自動車１００に搭載され、ワイパーコントロールスイッチ３０の操作ポジションに応じて、フロントウインドシールド１０１に付着した雨滴を払拭するワイパー装置１０の作動制御を行うものである。特に、ワイパーコントロールスイッチ５０において自動制御（ＡＵＴＯモード）ポジションが選択されると、雨滴センサ２０によりフロントウインドシールド１０１に付着した雨滴量を検出し、その判定結果に基づいてワイパー装置１０の作動制御を行う。

先ず、ワイパー制御装置１の全体構成について説明する。

ワイパー制御装置１は、図１に示すように、雨滴センサ２０、ワイパー装置１０、ワイパーコントロールスイッチ３０、自動車１００の走行速度を検出する速度センサ６０、ワイパーコントロールスイッチ３０からの信号、雨滴センサ２０からの信号および速度センサ６０からの信号に基づいてワイパー装置１０を駆動するコントローラであるマイクロコンピュータ５０等から構成されている。ワイパー制御装置１は、自動車のイグニションスイッチ（図示せず）を介して自動車のバッテリ（図示せず）から電力が供給されている。

ワイパーおよびそれを駆動するワイパー駆動装置としてのワイパー装置１０は、ワイパーモータ１１と、フロントウインドシールド１０１上において往復払拭動作を行うワイパー１３と、ワイパーモータ１１が発生する駆動トルクを往復運動に変換するとともにワイパー１３に伝達してワイパー１３に往復運動させるリンク機構１２とを備えている。ワイパー１３の往復払拭動作は、マイクロコンピュータ５０内に備えられた払拭モード判定部５１からワイパーモータ１１に対し駆動指示信号が出力されることで実行される。

ワイパーコントロールスイッチ３０は、自動車内の運転席に設置され、ワイパー１３の往復払拭動作の停止（ＯＦＦモード）、自動制御（ＡＵＴＯモード）、低速動作（ＬＯモード）、及び高速動作（ＨＩモード）を、運転者の手動操作等により切替えるスイッチ機能を有している。ワイパーコントロールスイッチ３０は、たとえば４つの作動位置のいずれか１つに回動操作されることで、これら動作モードの１つが選択される。そしてワイパーコントロールスイッチ３０は、上述した４動作モードのうちの１つが選択されると、その選択された動作モードについての情報を後述するマイクロコンピュータ５０（払拭モード判定部５１）へ出力している。

雨滴センサ２０は、図３に示されるように、基本的には、フロントウインドシールド１０１の検出領域Ａｄに向かって例えば赤外光を発光する発光ダイオードなどの発光素子２１と、該発光素子２１から発光されてフロントウインドシールド１０１により反射された光の受光量に応じた出力値を出力するフォトダイオードなどの受光素子２２とを有して構成されている。また、発光素子２１は、図示しない発光素子駆動回路を介してマイクロコンピュータ５０に接続されており、マイクロコンピュータ５０によってその点消灯が制御される。また、受光素子２２は、図示しない検波増幅回路を介してマイクロコンピュータ５０に接続されており、検出した雨滴量に応じた検出信号をマイクロコンピュータ５０に出力している。このように構成されることで、検出領域Ａｄに雨滴が付着していないときにあっては、発光素子２１から発光された赤外光は、図３中の実線矢印で示すように進行し、そのほとんどがフロントウインドシールド１０１によって反射され、受光素子２２で受光される。しかし、検出領域Ａｄに雨滴Ｄが付着しているときにあっては、発光素子２１から発光された赤外光の一部は、検出領域Ａｄに付着した雨滴Ｄを介して図３中の破線矢印で示すように進行しフロントウインドシールド１０１外へ出射する。そのため、受光素子２２により受光される光の量が減少することとなる。このように、検出領域Ａｄに付着する雨滴の量と受光素子２２による受光量に基づき、検出領域Ａｄに付着する雨滴量が光学的に検出されている。本発明の一実施形態による雨滴検出装置１においては、検出領域Ａｄに付着する雨滴量が多いほど雨滴センサ２０の検出信号は小さくなり、検出領域Ａｄに付着する雨滴量が少ないほど雨滴センサ２０の検出信号は大きくなる。

コントローラとしてのマイクロコンピュータ５０は、実際には、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）や書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）等のメモリを含む記憶装置、ＡＤ変換器等の入力回路、出力回路、及び電源回路等の機能を含んで構成される。しかし、ここでは、図２に示すように、雨滴センサ２０から出力される検出信号の変化の大きさに基づきフロントウインドシールド１０１に付着した雨滴量を判定する雨滴量判定部５２、速度センサ６０から出力される検出信号に基づき自動車１００に作用する加速度を検出する加速度判定部５３、雨滴量判定部５２で判定された雨滴量および加速度判定部５３で判定された加速度に基づいてワイパー１３動作に係る払拭モードを判定し、すなわちワイパー１３の往復払拭動作間隔時間を判定し、且つ判定結果に基づいてワイパーモータ１１に駆動信号を出力する払拭モード判定部５１を中心に、概念的に説明する。

払拭モード判定部５１は、ワイパーコントロールスイッチ３０からの信号を受けて、それに対応した駆動指示信号をワイパーモータ１１へ出力する。すなわち、ワイパーコントロールスイッチ３０において選択されているポジションが、払拭動作の停止（ＯＦＦモード）ポジション、低速動作（ＬＯモード）ポジションおよび高速動作（ＨＩモード）ポジションである場合は、払拭モード判定部５１は、それぞれの払拭モードを実行させるべくワイパーモータ１１を駆動制御する。

ワイパーコントロールスイッチ３０が自動制御（ＡＵＴＯモード）に操作されると、払拭モード判定部５１は、雨滴センサ２０からの検出信号に基づき雨滴量判定部５２により判定された雨滴量、および速度センサ６０からの検出信号に基づいて加速度判定部５３により判定された加速度に基づいて、ワイパー１３による払拭モード、すなわちワイパー１３による往復払拭動作間隔時間を判定し、判定した払拭モードに対応する駆動指示信号をワイパーモータ１１へ出力する。このとき、払拭モード判定部５１により判定される払拭モード、すなわちワイパー１３による往復払拭動作間隔時間は、長い方から順に、７．０秒、３．３秒、１．５秒、０．６秒となっている。以上の４払拭モードは、ワイパー１３の往復払拭動作間の停止時間が運転者により明確に認識される、いわゆる間歇モードである。さらに、上述の４払拭モードに加えて、停止モード、低速モードおよび高速モードも選択される。低速モードと高速モードとはモータ１１の回転速度、すなわちワイパー１３の移動速度が異なっている。低速モードおよび高速モードは、運転者からは連続作動しているように見えるが、実際にはワイパー１３の往復払拭動作間には、先に述べた４つの払拭モードと同様に短い停止時間がある。

次に、ワイパー制御装置１の作動、特にワイパーコントロールスイッチ３０が自動制御（ＡＵＴＯモード）に操作されているときの払拭モード判定部５１における払拭モード判定方法について説明する。

払拭モード判定部５１は、雨滴量判定部５２により判定された雨滴量および加速度判定部５３により判定された自動車１００に作用する加速度に基づいて、払拭モードを判定する。ここで、自動車１００が加速中であるときには加速度は正の値となり、自動車１００が減速中であるときには加速度は負の値となる。自動車１００が停止中、または一定速度で走行中であるときには加速度は０となる。また、加速度の絶対値が大きいほど、車速の上昇度合いまたは下降度合いは大きい。

払拭モード判定部５１は、加速度判定部５３により判定された加速度が０以上であるとき、すなわち、自動車１００が停止中、一定速度で走行中、または加速中であるときには、先ず、加速度に基づいて０以上１以下の実数である第２係数Ｃ２を判定し、続いて第２閾値Ｋ２にこの第２係数Ｃ２を乗じて新第２閾値Ｋ２ｎｅｗを算出する。そして、雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および新第２閾値Ｋ２ｎｅｗとを比較して払拭モードを判定している。ここで、新第２閾値Ｋ２ｎｅｗは、第２閾値Ｋ２より小さく且つ第１閾値Ｋ１より大きい値である。

払拭モード判定部５１は、加速度判定部５３により判定された加速度が０未満であるとき、つまり負であるとき、すなわち、自動車１００が減速中であるときには、先ず、加速度に基づいて１以上の実数である第１係数Ｃ１を判定し、続いて第１閾値Ｋ１にこの第１係数Ｃ１を乗じて新第１閾値Ｋ１ｎｅｗを算出する。そして、雨滴量Ｒと、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗおよび第２閾値Ｋ２とを比較して払拭モードを判定している。ここで、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗは、第１閾値Ｋ１より大きく且つ第２閾値Ｋ２より小さい値である。

以上述べたことを、図４に基づいて説明する。図４において、横軸は加速度判定部５３により判定された加速度を、縦軸は第１係数Ｃ１および第２係数Ｃ２を示している。加速度が、図４中において０から右側、すなわち０または正の領域にあるときは自動車１００が停止中、一定速度で走行中または加速中であり、加速度が０よりも左側、すなわち負の領域にあるときは自動車１００が減速中であることを意味する。

本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１においては、加速度判定部５３により判定された加速度が０以上Ａ以下であるときは、第２係数Ｃ２は、図４に示すように、１である。したがって、加速度が０以上Ａ以下であるときは、新第２閾値Ｋ２ｎｅｗ＝第２閾値Ｋ２である。加速度判定部５３により判定された加速度がＡより大きい場合は、第２係数Ｃ２は、図４に示すように、加速度がＡよりも大きくなるに連れて、１よりも徐々に小さくなるように変化する。したがって、加速度がＡより大きい領域においては、新第２閾値Ｋ２ｎｅｗ＜第２閾値Ｋ２である。ここで、加速度Ｃは、自動車１００が急発進、急加速したときに達成し得る加速度の実勢値に余裕を加えて設定される。

一方、加速度判定部５３により判定された加速度が０未満Ｂ以上（Ｂは負の値）であるときは、第１係数Ｃ１は、図４に示すように、１である。したがって、加速度が０未満Ｂ以上であるときは、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗ＝第１閾値Ｋ１である。加速度判定部５３により判定された加速度がＢより小さい場合は、第１係数Ｃ１は、図４に示すように、加速度がＢよりも小さくなるに連れて、１よりも徐々に大きくなるように変化する。したがって、加速度がＢより小さい領域においては、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗ＞第１閾値Ｋ１である。ここで、加速度Ｄは、自動車１００が急制動時に達成し得る加速度の実勢値に余裕を加えて設定される。

以上をまとめると、加速度がＢ以上Ａ以下のとき、すなわち、停止中、一定速度で走行中、緩い加速中または緩い減速中においては、第１係数Ｃ１＝第２係数Ｃ２＝１となり、払拭モード判定部５１は、雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および第２閾値Ｋ２とを比較して払拭モードを判定している。加速度がＡより大きいとき、つまり加速度合いが大きいときには、第２閾値Ｃ２は０以上１以下の実数となり、払拭モード判定部５１は、雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および第２閾値Ｋ２より小さい新第２閾値Ｋ２ｎｅｗとを比較して払拭モードを判定している。この場合は、第２閾値Ｋ２を小さくすることになり、より少ない雨滴付着量でモードアップすることになる。言い換えると、より短時間でモードアップすることになる。加速度がＢより小さいとき、つまり減速度合いが大きいときには、第１閾値Ｃ１は１より大きい実数となり、払拭モード判定部５１は、雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１より大きい新第１閾値Ｋ１ｎｅｗおよび第２閾値Ｋ２とを比較して払拭モードを判定している。この場合は、第１閾値Ｋ１を大きくすることになり、より多い雨滴付着量でモードダウンすることになる。言い換えると、より長い時間でモードダウンすることになる。

次に、以上のように構成されたワイパー制御装置１のマイクロコンピュータ５０において実行されるワイパー自動制御処理について、図５を参照しつつ説明する。図５は、マイクロコンピュータ５０によって実行されるワイパーモータ駆動制御処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。

自動車の運転者によるワイパーコントロールスイッチ３０の手動操作を通じて上記自動制御（ＡＵＴＯモード）が選択されると、図５に示すワイパー自動制御処理が開始される。同処理が開始されると、マイクロコンピュータ５０は、先ず、ステップ１０１の初期化処理を実行する。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０２において、雨滴量判定を実行する。この判定は、雨滴センサ２０からの検出信号に基づいて実行される。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０３において、自動車１００に作用する加速度判定を行う。この判定は、速度センサ６０からの検出信号に基づいて実行される。速度センサ６０は、たとえば、自動車１００の変速機の駆動軸（プロペラシャフト）の回転速度を検出するものである。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０４において、ステップ１０３で判定した加速度に基づいて第１係数Ｃ１または第２係数Ｃ２の判定を行う。これは、図４に示す加速度と各係数Ｃ１、Ｃ２との関係を参照して算出される。加速度が０以上、つまり、自動車が加速中であるときには、第２閾値Ｋ２を変更するために第２係数Ｃ２が算出される。加速度が０未満、つまり、自動車１００が減速中であるときには、第１閾値Ｋ１を変更するために第１係数Ｃ１が算出される。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０５において、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗまたは新第２閾値Ｋ２ｎｅｗを算出する。新第１閾値Ｋ１ｎｅｗは、第１閾値Ｋ１にステップ１０４で算出した第１係数Ｃ１を乗じて算出される。新第２閾値Ｋ２ｎｅｗは、第２閾値Ｋ２にステップ１０４で算出した第２係数Ｃ２を乗じて算出される。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０６において、払拭モード判定を行う。加速度が０以上、つまり、自動車が加速中であるときには、ステップ１０２で判定した雨滴量と、ステップ１０５で算出した新第２閾値Ｋ２ｎｅｗおよび第１閾値Ｋ１とを比較して判定する。加速度が０未満、つまり、自動車１００が減速中であるときには、ステップ１０２で判定した雨滴量と、ステップ１０５で算出した新第１閾値Ｋ１ｎｅｗおよび第２閾値Ｋ２とを比較して判定する。

続いて、マイクロコンピュータ５０は、ステップ１０７において、ステップ１０６で判定した払拭モードに基づいてワイパーモータ１１を駆動し、ワイパー１３に往復払拭動作を行わせる。

続いて、ステップ１０８において、ＩＧ（イグニッションスイッチ、図示せず）がＯＮである場合は、ステップ１０９において、ワイパーコントロールスイッチ３０がＡＵＴＯモードであるかどうかの判定を行う。ワイパーコントロールスイッチ３０がＡＵＴＯモードであるときは、ステップ１０２以降の制御を繰り返す。一方、ステップ１０８における判定の結果、ＩＧがＯＦＦであるとき、およびステップ１０９における判定の結果、ワイパーコントロールスイッチ３０がＡＵＴＯモードＯＦＦ、つまり他のモードに切替えられたときには、ワイパー自動制御処理が終了される。

次に、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すタイミングチャートを参照して、本実施の形態の動作を総括する。図６（ａ）は、雨滴センサ２０の検出信号に基づいて測定された雨滴量の時間推移を、図６（ｂ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて測定された自動車の走行速度の時間推移を、図６（ｃ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて算出された自動車の加速度の時間推移を、図６（ｄ）は、払拭モード判定部５１により判定された払拭モードの時間推移を、それぞれ示すタイミングチャートである。

図６（ａ）〜図６（ｄ）の説明においては、自動車の運転者によるワイパーコントロールスイッチ３０の手動操作を通じて上記ＡＵＴＯモードが選択されており、マイクロコンピュータ５０によるワイパー装置１０の自動制御は既に開始されているものとする。また、自動車は、走行速度Ｖで定速走行しており、加速度は０である。

そうした前提のもと、マイクロコンピュータ５０の雨滴量判定部５２は雨滴センサ２０からの検出信号に基づいて雨滴量Ｒを測定している。同時に、マイクロコンピュータ５０の加速度判定部５３は速度センサ６０からの検出信号に基づいて加速度＝０と判定している。払拭モード判定部５１は、加速度＝０に基づき第２係数Ｃ２＝１を算出し、さらに新第２閾値Ｋ２ｎｅｗ＝第２閾値Ｋ２×１＝第２閾値Ｋ２を算出している。そして、払拭モード判定部５１は、この雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および第２閾値Ｋ２とを比較して、払拭モードとして、図６（ｄ）に示すように、間歇０．６秒モードを選択し、この間歇０．６秒払拭モードでワイパー装置１０を作動させている。このときの降雨状態は、いわゆる小雨であり、降り方も変化無く安定しているものとする。

時刻ｔ１０において、運転者の操作により自動車が加速し、図６（ｂ）に示すように、走行速度が上昇し始めた。このときの加速度は、図６（ｃ）に示すように、加速度Ｅ（＞Ａ）である。

時刻ｔ１１において、マイクロコンピュータ５０の払拭モード判定部５１は、加速度判定部５３により判定された加速度Ｅと、図４に示す加速度と第１係数Ｃ１および第２係数Ｃ２との関係を表すデータマップとを参照して、たとえば、Ｃ２＝０．７を算出し、さらに新第２閾値Ｋ２ｎｅｗ＝０．７×第２閾値を算出している。新第２閾値Ｋ２ｎｅｗは、図６（ａ）に示すように、第２閾値Ｋ２より小さく且つ第１閾値より大きくなっている。時刻ｔ１１以降、払拭モード判定部５１は、雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および新第２閾値Ｋ２ｎｅｗとを比較して、払拭モードを判定する。自動車の加速中においては、降雨状態が変化無い場合でも、雨滴センサ２０の検出領域に単位時間当たりに付着する雨滴量は増加する。すなわち、図６（ａ）に示すように増加する。時刻ｔ１１以降、２回目の雨滴量判定までは、判定された雨滴量Ｒが新第２域値Ｋ２ｎｅｗより小さいので、加速前に選択されていた払拭モードである間歇０．６秒モードが維持される。

時刻ｔ１２において、時刻ｔ１１以降３回目の雨滴量判定の結果、図６（ａ）に示すように、雨滴量Ｒがモードアップ側閾値である新第２域値Ｋ２ｎｅｗを超えた。これにより、払拭モード判定部５１はモードアップを行う。すなわち、図６（ｄ）に示すように、払拭モードをそれまでの間歇０．６秒モードからＬＯモードへモードアップさせる。したがって、ワイパー装置１０は、間歇０．６秒モードより払拭作動間隔時間が短いＬＯモードで払拭動作を行う。払拭作動間隔時間が短くなったため、時刻ｔ１２より後において雨滴量判定部５２により判定される雨滴量Ｒは、図６（ａ）に示すように、一先ず新第２域値Ｋ２ｎｅｗより小さくなり、払拭モードとしてＬＯモードが維持されるが、自動車が加速中であるので、雨滴量Ｒは、図６（ａ）に示すように増加する。

ところで、図６（ａ）中には、従来のワイパー制御装置における雨滴量を二点鎖線で示している。従来のワイパー制御装置においては、自動車の加速中において第２閾値Ｋ２を変更しない。そのために、自動車の加速により雨滴センサ２０の検出領域に単位時間当たりに付着する雨滴量が増加しても、雨滴量が第２閾値Ｋ２を超えるまではモードアップされない。時刻ｔ１３に至って雨滴量が第２閾値Ｋ２を超えて初めてモードアップされる。すなわち、本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１においては、自動車の加速中においては、従来のワイパー制御装置に対して、時間Ｔｘだけ早くに払拭モードをモードアップさせることができる。したがって、自動車の加速開始により運転者がワイパー１３の払拭動作間隔時間が長すぎると感じる前に、払拭モードアップさせることができるので、運転者がワイパー１３の払拭動作に違和感を覚えることを防止し、且つ良好な視界を確保することができる。

次に、自動車が減速を開始したときにおける本実施の形態の作動について、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すタイミングチャートを参照して説明する。図７（ａ）は、雨滴センサ２０の検出信号に基づいて測定された雨滴量の時間推移を、図７（ｂ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて測定された自動車の走行速度の時間推移を、図７（ｃ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて算出された自動車の加速度の時間推移を、図７（ｄ）は、払拭モード判定部５１により判定された払拭モードの時間推移を、それぞれ示すタイミングチャートである。上述の加速中における作動説明の場合と同様、ワイパーコントロールスイッチ３０はＡＵＴＯモードが選択され、マイクロコンピュータ５０によるワイパー装置１０の自動制御は既に開始されている。自動車は、走行速度Ｖで定速走行しており、加速度は０である。また、降雨状態は、いわゆる小雨であり、降り方も変化無く安定しているものとする。

そうした前提のもと、マイクロコンピュータ５０の雨滴量判定部５２は雨滴センサ２０からの検出信号に基づいて雨滴量Ｒを測定している。同時に、マイクロコンピュータ５０の加速度判定部５３は速度センサ６０からの検出信号に基づいて加速度＝０と判定している。払拭モード判定部５１は、加速度＝０に基づき第２係数Ｃ２＝１を算出し、さらに新第２閾値Ｋ２ｎｅｗ＝第２閾値Ｋ２×１＝第２閾値Ｋ２を算出している。そして、払拭モード判定部５１は、この雨滴量Ｒと、第１閾値Ｋ１および第２閾値Ｋ２とを比較して、払拭モードとして、図７（ｄ）に示すように、間歇０．６秒モードを選択し、この間歇０．６秒払拭モードでワイパー装置１０を作動させている。

時刻ｔ２０において、運転者のブレーキ操作により自動車が減速し、図７（ｂ）に示すように、走行速度が下降し始めた。このときの加速度は、図７（ｃ）に示すように、加速度Ｆ（＜Ｂ）である。

時刻ｔ２１において、マイクロコンピュータ５０の払拭モード判定部５１は、加速度判定部５３により判定された加速度Ｆと、図４に示す加速度と第１係数Ｃ１および第２係数Ｃ２との関係を表すデータマップとを参照して、たとえば、Ｃ１＝１．２を算出し、さらに新第１閾値Ｋ１ｎｅｗ＝１．２×第１閾値を算出している。新第１閾値Ｋ１ｎｅｗは、図７（ａ）に示すように、第１閾値Ｋ１より大きく且つ第２閾値より小さくなっている。時刻ｔ２１以降、払拭モード判定部５１は、雨滴量Ｒと、新第１閾値Ｋ１ｎｅｗおよび第２閾値Ｋ２とを比較して、払拭モードを判定する。自動車の減速中においては、降雨状態が変化無い場合でも、雨滴センサ２０の検出領域に単位時間当たりに付着する雨滴量は減少する。すなわち、図７（ａ）に示すように減少する。時刻ｔ２１以降、２回目の雨滴量判定までは、判定された雨滴量Ｒが新第１域値Ｋ１ｎｅｗより大きいので、減速前に選択されていた払拭モードである間歇０．６秒モードが維持される。

時刻ｔ２２において、時刻ｔ２１以降３回目の雨滴量判定の結果、図７（ａ）に示すように、雨滴量Ｒがモードダウン側閾値である新第１域値Ｋ１ｎｅｗを下回った。これにより、払拭モード判定部５１はモードダウンを行う。すなわち、図７（ｄ）に示すように、払拭モードをそれまでの間歇０．６秒モードから間歇１．５秒モードへモードダウンさせる。したがって、ワイパー装置１０は、間歇０．６秒モードより払拭作動間隔時間が長い間歇１．５秒モードで払拭動作を行う。払拭作動間隔時間が長くなったため、時刻ｔ２２より後において雨滴量判定部５２により判定される雨滴量Ｒは、図６（ａ）に示すように、一先ず新第２域値Ｋ１ｎｅｗより大きくなり、払拭モードとして間歇１．５秒モードが維持されるが、自動車が減速中であるので、雨滴量Ｒは、図７（ａ）に示すように減少する。

ところで、図７（ａ）中には、従来のワイパー制御装置における雨滴量を二点鎖線で示している。従来のワイパー制御装置においては、自動車の減速中において第１閾値Ｋ１を変更しない。そのために、自動車の減速により雨滴センサ２０の検出領域に単位時間当たりに付着する雨滴量が減少しても、雨滴量が第１閾値Ｋ１を下回るまではモードダウンされない。時刻ｔ２３に至って雨滴量が第１閾値Ｋ１を下回って初めてモードダウンされる。すなわち、本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１においては、自動車の減速中においては、従来のワイパー制御装置に対して、時間Ｔｙだけ早くに払拭モードをモードダウンさせることができる。したがって、自動車の減速開始により運転者がワイパー１３の払拭動作間隔時間が短すぎると感じる前に、払拭モードダウンさせることができるので、運転者がワイパー１３の払拭動作に違和感を覚えることを防止することができる。

以上説明した、本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１においては、マイクロコンピュータ５０に自動車の加速度を検出する加速度判定部５３を備え、判定された加速度に応じて第１閾値あるいは第２閾値を変更している。詳しくは、自動車の加速中においては第２閾値を減少させ、減速中においては第１閾値を増大させている。これにより、自動車の加速あるいは減速に起因するフロントウインドシールドへの付着雨滴量の急激な変化に対して、素早くモードアップあるいはモードダウンできるワイパー制御装置１を実現することができる。

本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１が自動車１００に搭載された状態を示す模式図である。 本発明の一実施形態によるワイパー制御装置１の全体構成を示すブロック図である。 雨滴センサ２０の構成を説明する断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 加速度判定部５３により判定された加速度と、第１係数Ｃ１および第２係数Ｃ２との関係を示すグラフである。 マイクロコンピュータ５０によって実行されるワイパーモータ駆動制御処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。 （ａ）は、雨滴センサ２０の検出信号に基づいて測定された雨滴量の時間推移を、（ｂ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて測定された自動車の走行速度の時間推移を、（ｃ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて算出された自動車の加速度の時間推移を、（ｄ）は、払拭モード判定部５１により判定された払拭モードの時間推移を、それぞれ示すタイミングチャートである。 （ａ）は、雨滴センサ２０の検出信号に基づいて測定された雨滴量の時間推移を、（ｂ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて測定された自動車の走行速度の時間推移を、（ｃ）は、速度センサ６０の検出信号に基づいて算出された自動車の加速度の時間推移を、（ｄ）は、払拭モード判定部５１により判定された払拭モードの時間推移を、それぞれ示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ ワイパー制御装置
１０ ワイパー装置
１１ ワイパーモータ
１２ 伝達機構
１３ ワイパー
２０ 雨滴センサ
２１ 発光素子
２２ 受光素子
３０ ワイパーコントロールスイッチ
５０ マイクロコンピュータ（コントローラ）
５１ 払拭モード判定部
５２ 雨滴量判定部
５３ 加速度判定部（加速度検出手段）
６０ 速度センサ
１００ 自動車
１０１ フロントウインドシールド（ウインドシールド）
Ａ 払拭領域
Ａｄ 検出領域（所定領域）
Ｃ１ 第１係数
Ｃ２ 第２係数
Ｋ１ 第１閾値
Ｋ２ 第２閾値
Ｋ１ｎｅｗ 新第１閾値
Ｋ２ｎｅｗ 新第２閾値
Ｒ 雨滴量
Ｔ 払拭動作間隔時間

Claims (4)

1. ワイパーと、前記ワイパーを動かすワイパー駆動装置と、ウインドシールド上における前記ワイパーの払拭範囲内に設定された検出領域に付着した雨滴量に応じた雨滴信号を出力する雨滴センサと、前記雨滴センサからの雨滴信号が入力されて前記雨滴信号に基づいて前記ワイパー駆動装置を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記ワイパーの往復払拭動作間隔時間である前記ワイパー停止期間中に検出された前記雨滴信号を積分して雨滴量を測定し、前記雨滴量に基づいて次回の往復払拭動作間隔時間である払拭モードを決定し、
   前記コントローラは、前記雨滴量が第１閾値よりも小さいときには前記ワイパーの往復払拭動作間隔時間がより長い払拭モードへ切替えるモードダウンを行い、前記雨滴量が第２閾値よりも大きいときには前記ワイパーの前記往復払拭動作間隔時間がより短い前記払拭モードへ切替えるモードアップを行い、前記雨滴量が前記第１閾値以上且つ前記第２閾値以下であるときにはその時点で選択されている前記払拭モードを維持するようなワイパー制御装置であって、
   前記コントローラは、車両の加速度を検出する加速度検出手段を備え、
   前記コントローラは、前記加速度の絶対値の大きさに対応して前記第１閾値および前記第２閾値の少なくとも一方を変更することを特徴とするワイパー制御装置。
2. 前記コントローラは、車両の加速時には前記第２閾値より小さい新第２閾値を算出して、前記第１閾値と前記新第２閾値とを用いて前記払拭モードを決定し、
   前記コントローラは、車両の減速時には前記第１閾値より大きい新第１閾値を算出して、前記新第１閾値と前記第２閾値とを用いて前記払拭モードを決定することを特徴とする請求項１に記載のワイパー制御装置。
3. 前記新第１閾値は、前記第１閾値に１以上の実数である第１係数を乗じて算出され、前記新第２閾値は前記第２閾値に０以上１以下の実数である第２係数を乗じて算出されることを特徴とする請求項２に記載のワイパー制御装置。
4. 前記コントローラは、前記加速度の絶対値の大きさに対応して前記第１係数および前記第２係数を決定することを特徴とする請求項３に記載のワイパー制御装置。

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