JP2009192433A - Raindrop detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a raindrop detector for certainly detecting dripping water. <P>SOLUTION: When the continuously lasting time of a state that a raindrop amount gradient R is more than a raindrop amount gradient threshold value Rs reaches a threshold time Ts, the occurrence of dripping water is determined. Then, a drive signal is output to a wiper motor in order to perform wiping-off operation due to a wiper blade simultaneously with determining the occurrence of dripping water. By this method, the occurrence of dripping water is discriminated from a rainfall to be detected accurately. Then, since the wiping-off operation of the wiper blade is performed simultaneously with the detection, a front window shield is wiped away from above even if the dripping water occurs to well keep the front visual field of a driver. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、雨滴等を検出する雨滴センサの検出結果に基づいてワイパー装置の作動を制御する雨滴検出装置に関するものである。   The present invention relates to a raindrop detection device that controls the operation of a wiper device based on the detection result of a raindrop sensor that detects raindrops and the like.

  .

降雨時あるいは降雨直後に減速した際、車両の屋根に溜まっていた雨水がフロントウィンドシールドへ流れ落ちてくる(以降、垂れ水と表す)場合がある。従来の雨滴検出装置は、雨滴量のみに基づいてワイパー装置の払拭作動を制御する構成であるため、この垂れ水が発生すると雨滴量が増えたものと誤認し、ワイパー装置の払拭モードを上げる(払拭作動間隔時間がより短いモードへ移行させる)ことになる。これにより、ワイパーブレードが実際の降雨状態に対して過剰に高速払拭作動することになり、運転者に違和感を抱かせることになる。   When the vehicle decelerates during or after rain, rainwater collected on the vehicle roof may flow down to the front windshield (hereinafter referred to as dripping water). Since the conventional raindrop detection device is configured to control the wiping operation of the wiper device based only on the amount of raindrop, it is mistakenly recognized that the amount of raindrop has increased when this dripping water is generated, and the wiping mode of the wiper device is increased ( Wiping operation interval time is shifted to a shorter mode). As a result, the wiper blade performs an excessively high-speed wiping operation with respect to the actual rainfall state, which makes the driver feel uncomfortable.

このような問題を解決するために、雨滴検出装置に対して、垂れ水の発生を検知し、且つ過剰な払拭動作を行わずに適切に垂れ水を払拭除去することが望まれる。   In order to solve such a problem, it is desired that the raindrop detection device detects the occurrence of dripping water and appropriately wipes and removes dripping water without performing an excessive wiping operation.

この要求にこたえるために提案された従来の雨滴検出装置として、たとえば、車両の速度変化量を検出する速度変化量センサを備え、この速度変化量センサにより検出された速度変化量が垂れ水を発生させる下限変化量以上である場合にはワイパー装置に払拭動作をさせる構成としたものがある(特許文献1参照)。   As a conventional raindrop detection device proposed to meet this demand, for example, a speed change sensor that detects the speed change amount of a vehicle is provided, and the speed change amount detected by the speed change sensor generates dripping water. If the amount of change is equal to or greater than the lower limit change amount, there is a configuration in which the wiper device performs a wiping operation (see Patent Document 1).

また、上述の要求にこたえるために提案された別の従来の雨滴検出装置として、車両挙動検出手段を備え、この車両挙動検出手段からの車両挙動信号から把握される車速変化量が所定量以上になり且つ所定値以上の雨滴検出信号が入力されると、ワイパー装置を少数回だけ払拭動作させる構成とした、あるいは車速が0になってから一定時間経過するまでに所定値以上の雨滴検出信号が入力されると、ワイパー装置を少数回だけ払拭動作させる構成としたものがある(特許文献2参照)。
特開2000−85537号公報 特開2003−246259号公報
In addition, as another conventional raindrop detection device proposed to meet the above-mentioned requirements, the vehicle behavior detection means is provided, and the vehicle speed change amount grasped from the vehicle behavior signal from the vehicle behavior detection means exceeds a predetermined amount. And when a raindrop detection signal of a predetermined value or more is input, the wiper device is configured to be wiped only a few times, or a raindrop detection signal of a predetermined value or more is obtained until a certain time elapses after the vehicle speed becomes zero. When input, there is a configuration in which the wiper device is configured to perform a wiping operation only a few times (see Patent Document 2).
JP 2000-85537 A JP 2003-246259 A

上述の特許文献1に記載された雨滴検出装置の場合、速度変化量が垂れ水発生の下限変化量以上であっても、降雨状態やそれまでの走行条件によっては必ず垂れ水が発生するとは限らないので、垂れ水が無いのにワイパー装置が払拭動作を行う場合があり得る。   In the case of the raindrop detection device described in the above-mentioned Patent Document 1, even if the speed change amount is equal to or greater than the lower limit change amount of dripping water generation, dripping water is not necessarily generated depending on the rain condition or the traveling conditions up to that time. Since there is no dripping water, the wiper device may perform a wiping operation.

特許文献2に記載された雨滴検出装置の場合、車速変化量が所定量以上になり且つ所定値以上の雨滴検出信号が入力されたときに垂れ水と判定するが、この所定値は、通常の降雨時に検出される雨滴量と区別するために大量の雨滴が付着したときの値に設定する必要がある。したがって、少量の垂れ水を検出することができない。しかし、垂れ水が少量であっても運転者の視界の妨げにはなるので、そのような場合には垂れ水を払拭除去できない。   In the case of the raindrop detection device described in Patent Document 2, it is determined as dripping water when the amount of change in the vehicle speed exceeds a predetermined amount and a raindrop detection signal greater than a predetermined value is input. In order to distinguish from the amount of raindrops detected during rainfall, it is necessary to set the value when a large amount of raindrops are attached. Therefore, a small amount of dripping water cannot be detected. However, even if the amount of dripping water is small, it hinders the driver's view. In such a case, dripping water cannot be wiped off.

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、垂れ水を確実に検出することが可能な雨滴検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a raindrop detection device capable of reliably detecting dripping water.

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。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

本発明の請求項1に記載の雨滴検出装置は、ワイパーブレードを動かしてウィンドシールドに付着した水滴を払拭するワイパー装置と、ウィンドシールド上におけるワイパーブレードの払拭範囲内に設定された検出領域に付着した水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量を算出するとともに算出した雨滴量に基づいてワイパー装置へ駆動信号を出力するコントローラとを備える雨滴検出装置であって、コントローラは、ワイパー装置の払拭周期内において付着水滴量を所定周期ごとに検出する水滴検出手段と、水滴検出手段により検出された各所定の周期間の付着水滴量の変化率である付着量勾配を算出する付着量勾配算出手段と、算出された付着量勾配に基づいてウィンドシールドへの水滴付着状態を判定する判定手段とを備え、判定手段は、算出された付着量勾配の値の遷移状態に基づいて車両の屋根に滞留した雨水等がウィンドシールドに流下した垂れ水現象発生有無を判定し、垂れ水状態発生と判定されると、それまでコントローラにより実行されていたワイパー装置駆動制御を中断し、且つワイパー装置に対して連続する複数回の払拭動作である垂れ水排除動作を実行させるよう駆動信号を出力し、垂れ水排除動作終了後は、中断していたワイパー装置駆動制御を再開することを特徴としている。   The raindrop detection device according to claim 1 of the present invention is attached to a wiper device that moves a wiper blade to wipe off water droplets adhering to the windshield, and a detection region set within a wiper blade wiping range on the windshield. A raindrop sensor that outputs a raindrop signal according to the amount of waterdrop that has been received, and a controller that calculates the raindrop amount when the raindrop signal is input from the raindrop sensor and outputs a drive signal to the wiper device based on the calculated raindrop amount A raindrop detection device, wherein the controller detects the amount of water droplets attached at predetermined intervals within the wiping cycle of the wiper device, and changes in the amount of water droplets attached during each predetermined period detected by the waterdrop detectors An adhesion amount gradient calculating means for calculating an adhesion amount gradient as a rate, and a windshield based on the calculated adhesion amount gradient Determining means for determining the water droplet adhesion state of the water, and whether the dripping water phenomenon occurs when rain water or the like staying on the roof of the vehicle flows down to the windshield based on the transition state of the calculated deposition amount gradient value When it is determined that the dripping water state has occurred, the wiper device drive control that has been executed by the controller is interrupted, and the dripping water removal operation, which is a continuous wiping operation for the wiper device, is performed. A drive signal is output so as to be executed, and after the dripping water removal operation is completed, the wiper device drive control that has been interrupted is resumed.

先ず、従来の雨滴検出装置における雨滴検出動作について説明する。従来の雨滴検出装置における雨滴量の検出は、ワイパーブレードの払拭動作中に、ワイパーブレードが雨滴センサの検出領域を通過したときから次にワイパーブレードが雨滴センサの検出領域に達するまでの時間である付着水滴量検出可能時間内において行われている。雨滴量検出は複数回行われて所定回数だけ雨滴量検出するごとにそれらの検出データの平均値を算出し付着雨滴量としている。つまり雨滴量検出はサンプリング周期ごとに行われ、所定回数の平均を取った平均値雨滴量が雨滴量の算出値として表される。このような検出方法によると、付着水滴量から、雨滴センサの検出領域に付着した水が雨滴量および垂れ水のどちらであるのかを正確に識別することは困難である。   First, a raindrop detection operation in a conventional raindrop detection apparatus will be described. The detection of the amount of raindrops in the conventional raindrop detection apparatus is the time from when the wiper blade passes the detection area of the raindrop sensor until the next time the wiper blade reaches the detection area of the raindrop sensor during the wiper blade wiping operation. It is performed within the time when the amount of attached water droplets can be detected. The raindrop amount detection is performed a plurality of times, and every time the raindrop amount is detected a predetermined number of times, the average value of the detected data is calculated and used as the attached raindrop amount. That is, the raindrop amount detection is performed every sampling cycle, and an average raindrop amount obtained by averaging a predetermined number of times is represented as a calculated value of the raindrop amount. According to such a detection method, it is difficult to accurately identify whether the water adhering to the detection area of the raindrop sensor is the amount of raindrops or dripping water from the amount of adhering waterdrops.

そこで、本発明の請求項1に記載の雨滴検出装置においては、垂れ水発生有無の判定を、ウィンドシールドへの付着雨滴量の絶対量ではなく、雨滴量の付着速度である付着量勾配の値の遷移状態に基づいて判定している。この付着量勾配は連続する二つの雨滴量サンプリング周期間の付着量の変化率として算出されるものである。   Therefore, in the raindrop detection apparatus according to claim 1 of the present invention, the determination of the presence or absence of dripping water is not the absolute amount of raindrops adhering to the windshield, but the value of the adhesion amount gradient which is the deposition rate of raindrops. Judgment is made based on the transition state. This adhesion amount gradient is calculated as the rate of change of the adhesion amount between two successive raindrop amount sampling cycles.

以下に、本発明の請求項1に記載の雨滴検出装置における、垂れ水発生判定動作について説明する。   Below, the dripping water generation | occurrence | production determination operation | movement in the raindrop detection apparatus of Claim 1 of this invention is demonstrated.

先ず、通常の降雨状態のときはウィンドシールドへの雨滴付着は間歇的に発生する。ウィンドシールドの雨滴センサの検出領域に雨滴が付着すると、雨滴が付着した瞬間から付着量勾配の値は急激に増大し、且つその値がある時間、つまり雨滴がフロントウィンドシールド面に沿って拡がる時間維持されるが、拡がり終わると直ちに変化率が0になる。また別の雨滴が付着すると、同様に、雨滴が付着した瞬間から付着量勾配の値は急激に増大し、且つその値がしばらく維持されるが、直に変化率が0になる。このように、通常の降雨時においては、付着量勾配の値は、雨滴付着に同期して急に増大するものの直ぐに0に戻る。   First, raindrops adhere to the windshield intermittently during normal rain conditions. When raindrops adhere to the detection area of the windshield raindrop sensor, the value of the deposition amount gradient increases suddenly from the moment the raindrops are attached, and the time during which the raindrops spread along the front windshield surface. It is maintained, but the rate of change becomes zero as soon as it has expanded. When another raindrop adheres, similarly, the value of the adhesion amount gradient increases abruptly from the moment when the raindrop adheres, and the value is maintained for a while, but the rate of change immediately becomes zero. In this way, during normal rain, the value of the adhesion amount gradient suddenly increases in synchronization with raindrop adhesion, but immediately returns to zero.

これに対して、垂れ水がウィンドシールドの雨滴センサの検出領域を流れる時間は、雨滴が付着し拡がる時間に比較して各段に長くなる。このため、垂れ水が発生した場合は、付着量勾配の値は急激に増大し、且つ垂れ水が検出領域を進行する間はその値が維持される。つまり、垂れ水が発生すると付着量勾配の値が急激に増大し、且つその状態が雨滴付着の場合と比べて格段に長い時間持続することになる。したがって、たとえば、付着量勾配の閾値および付着量勾配の値がそれぞれの閾値以上である状態が連続して持続する時間である閾時間を設定すれば、付着量勾配の値が閾値以上である状態の持続時間が閾時間を越えた場合には垂れ水が発生したと判定することにより、垂れ水発生を正確に検出することができる。このようにして垂れ水発生を検出すると、本発明の請求項1に記載の雨滴検出装置においては、それまでコントローラにより実行されていたワイパー装置駆動制御を中断し、且つワイパー装置に対して連続する複数回の払拭動作である垂れ水排除動作を実行させるよう駆動信号を出力し、垂れ水排除動作終了後は、中断していたワイパー装置駆動制御を再開する。したがって、垂れ水発生を正確に検出して即座にそれを排除するように払拭動作を行うことにより、運転者の視界を確実に確保することができる。さらに、垂れ水排除動作終了後は基の払拭動作、つまり降雨状態に適応した払拭動作に復帰するので、運転者に違和感を抱かせることなく払拭動作制御を継続して実行できる。   On the other hand, the time for dripping water to flow through the detection area of the raindrop sensor of the windshield is longer in each stage than the time for raindrops to adhere and spread. For this reason, when dripping water occurs, the value of the adhesion amount gradient increases rapidly, and the value is maintained while dripping water travels through the detection region. That is, when dripping water is generated, the value of the adhesion amount gradient increases rapidly, and the state lasts for a much longer time than in the case of raindrop adhesion. Therefore, for example, if a threshold time, which is a time during which a state in which the threshold value of the adhesion amount gradient and the value of the adhesion amount gradient are equal to or greater than the respective threshold values, is continuously set, is set, When the duration of the time exceeds the threshold time, it is possible to accurately detect the occurrence of dripping water by determining that dripping water has occurred. When the occurrence of dripping water is detected in this manner, in the raindrop detection device according to claim 1 of the present invention, the wiper device drive control that has been executed by the controller is interrupted and continuous with respect to the wiper device. A drive signal is output so as to execute the dripping water elimination operation that is a plurality of wiping operations, and after the dripping water elimination operation ends, the interrupted wiper device drive control is resumed. Accordingly, by performing the wiping operation so as to accurately detect the occurrence of dripping water and immediately eliminate it, the driver's field of view can be reliably ensured. Furthermore, since the wiping operation is returned to the original wiping operation, that is, the wiping operation adapted to the rainy state after the dripping water removal operation is completed, the wiping operation control can be continuously executed without causing the driver to feel uncomfortable.

この場合、本発明の請求項2に記載の雨滴検出装置のように、判定手段は、算出された付着量勾配の値が所定値を超え、その状態が連続して所定時間に達すると垂れ水状態発生と判定する構成とすれば、確実に垂れ水を検出することが可能となる。   In this case, as in the raindrop detection device according to claim 2 of the present invention, the determination means has a drooping water when the calculated adhesion amount gradient value exceeds a predetermined value and the state continuously reaches a predetermined time. If it is determined that the state has occurred, dripping water can be reliably detected.

さらに、本発明の請求項3に記載の雨滴検出装置のように、所定時間は、通常の降雨状態下において発現し得る付着量勾配の値が所定値を連続して超え続ける時間よりも確実に長い時間として設定されている構成とすれば、大雨状態と垂れ水発生とを正確に判別することができ、垂れ水発生を確実に検出することができる。   Further, as in the raindrop detection device according to claim 3 of the present invention, the predetermined time is more reliably than the time during which the value of the adhesion amount gradient that can be developed under normal rain conditions continuously exceeds the predetermined value. If the configuration is set as a long time, it is possible to accurately determine the heavy rain state and the dripping water generation, and the dripping water generation can be reliably detected.

以下、本発明にかかる雨滴検出装置の一実施の形態について、自動車に搭載された雨滴検出装置1に適用した場合を例に図1〜図5を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a raindrop detection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 by taking as an example a case where the raindrop detection apparatus is applied to a raindrop detection apparatus 1 mounted on an automobile.

雨滴検出装置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、運転席前方のウィンドシールドであるフロントウィンドシールド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30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によりフロントウィンドシールド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。   The raindrop detection device 1 is mounted on the automobile 100 and controls the operation of the wiper device 10 for wiping raindrops attached to the front windshield 101 that is a windshield in front of the driver's seat according to the operation position of the wiper control switch 30. Is. In particular, when the automatic control (AUTO mode) position is selected in the wiper control switch 30, the amount of raindrops attached to the front windshield 101 is detected by the raindrop sensor 20, and the operation control of the wiper device 10 is performed based on the determination result. Do.

先ず、雨滴検出装置1の全体構成について説明する。   First, the overall configuration of the raindrop detection apparatus 1 will be described.

雨滴検出装置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、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からの信号に基づいてワイパー装置10を駆動するコントローラ50等から構成されている。雨滴検出装置1は、自動車100のイグニションスイッチ(図示せず)を介して自動車100のバッテリ(図示せず)から電力が供給されている。   As shown in FIG. 1, the raindrop detection device 1 is a controller that drives the wiper device 10 based on a raindrop sensor 20, a wiper device 10, a wiper control switch 30, a signal from the wiper control switch 30, and a signal from the raindrop sensor 20. 50 or the like. The raindrop detection apparatus 1 is supplied with electric power from a battery (not shown) of the automobile 100 via an ignition switch (not shown) of the automobile 100.

ワイパー装置10は、ワイパーモータ11と、フロントウィンドシールド101上において往復払拭動作を行うワイパーブレード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ブレード13に伝達してワイパーブレード13に往復運動させるリンク機構12とを備えている。ワイパーブレード13の往復払拭動作は、コントローラ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。図1ではコントローラ50とワイパーモータ11が直接接続されている状態を示しているが、中間にワイパーモータ11の駆動装置が存在する場合もある。   The wiper device 10 includes a wiper motor 11, a wiper blade 13 that performs a reciprocating wiping operation on the front windshield 101, and a driving torque generated by the wiper motor 11 is converted into a reciprocating motion and transmitted to the wiper blade 13 to be transmitted to the wiper blade 13. 13 is provided with a link mechanism 12 for reciprocating the same. The reciprocating wiping operation of the wiper blade 13 is executed by outputting a drive instruction signal to the wiper motor 11 from the wiping mode determination unit 51 provided in the controller 50. Although FIG. 1 shows a state in which the controller 50 and the wiper motor 11 are directly connected, there may be a drive device for the wiper motor 11 in the middle.

ワイパーコントロールスイッチ30は、自動車100内の運転席に設置され、ワイパーブレード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り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コントローラ50(払拭モード判定部51)へ出力している。   The wiper control switch 30 is installed at the driver's seat in the automobile 100 and stops the reciprocating wiping operation of the wiper blade 13 (OFF mode), automatic control (AUTO mode), low speed operation (LO mode), and high speed operation (HI mode). ) Is switched by a driver's manual operation or the like. The wiper control switch 30 is rotated to any one of four operating positions, for example, so that one of these operation modes is selected. When one of the four operation modes described above is selected, the wiper control switch 30 outputs information about the selected operation mode to the controller 50 (wiping mode determination unit 51) described later.

雨滴センサ20は、図3に示されるように、基本的には、フロントウィンドシールド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、この発光素子21から発光されてフロントウィンドシールド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。発光素子21および受光素子22とフロントウィンドシールド101との間には、図3に示すように、プリズム23が設置されている。発光素子21から出射された光は、図3中において矢印で示すようにプリズム23内を進行してフロントウィンドシールド101の外表面に達し、そこで反射した光はプリズム23内を進行して受光素子22に入射する。また、発光素子21、受光素子22およびプリズム23は、図3に示すように、ケーシング24内に収容されている。発光素子21は、図示しない発光素子駆動回路を介してコントローラ50に接続されており、コントローラ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コントローラ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コントローラ50に出力している。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ィンドシールド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ィンドシールド101外へ出射するので、受光素子22により受光される光の量が減少する。検出領域Adに付着した雨滴D量が多いほど、フロントウィンドシールド101外へ出射する光量が多くなり、受光素子22により受光される光の量が少なくなる。これにより、受光素子22による受光量に基づいて、検出領域Adに付着する雨滴の量を検出することができる。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。   As shown in FIG. 3, the raindrop sensor 20 basically includes a light emitting element 21 such as a light emitting diode that emits infrared light toward the detection region Ad of the front windshield 101, and the light emitting element 21. And a light receiving element 22 such as a photodiode that outputs an output value corresponding to the amount of light received and reflected by the front windshield 101. As shown in FIG. 3, a prism 23 is installed between the light emitting element 21 and the light receiving element 22 and the front windshield 101. The light emitted from the light emitting element 21 travels through the prism 23 as shown by an arrow in FIG. 3 and reaches the outer surface of the front windshield 101, and the reflected light travels through the prism 23 and travels through the prism 23. 22 is incident. Moreover, the light emitting element 21, the light receiving element 22, and the prism 23 are accommodated in a casing 24 as shown in FIG. The light emitting element 21 is connected to the controller 50 via a light emitting element driving circuit (not shown), and the controller 50 controls the turning on / off of the light emitting element 21. The light receiving element 22 is connected to the controller 50 via a detection amplification circuit (not shown), and outputs a detection signal corresponding to the detected amount of raindrops to the controller 50. When no raindrops are attached to the detection area Ad, the infrared light emitted from the light emitting element 21 travels as shown by the solid line arrow in FIG. And is received by the light receiving element 22. However, when the raindrop D is attached to the detection area Ad, a part of the infrared light emitted from the light emitting element 21 is broken by the broken line in FIG. 3 via the raindrop D attached to the detection area Ad. Since it progresses as indicated by the arrow and exits from the front windshield 101, the amount of light received by the light receiving element 22 is reduced. As the amount of raindrops D attached to the detection area Ad increases, the amount of light emitted to the outside of the front windshield 101 increases, and the amount of light received by the light receiving element 22 decreases. Thereby, the amount of raindrops adhering to the detection area Ad can be detected based on the amount of light received by the light receiving element 22. In the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the detection signal of the raindrop sensor 20 decreases as the amount of raindrops adhering to the detection area Ad increases, and the raindrop sensor 20 decreases as the amount of raindrops adhering to the detection area Ad decreases. The detection signal becomes large.

制御装置であるコントローラ50は、たとえばマイクロコンピュータを含む電気回路として構成され、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いる。   The controller 50, which is a control device, is configured as an electric circuit including, for example, a microcomputer. Actually, a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a read-only memory (ROM) for storing various programs and data, and writing are possible. It includes functions such as a storage device including a memory such as a random access memory (RAM), an input circuit such as an AD converter, an output circuit, and a power supply circuit.

コントローラ50は、機能的に見て、払拭モード判定部51、雨滴量判定部52、垂れ水判定部53を備えている。雨滴量判定部52は、雨滴センサ20から出力される検出信号に基づいてフロントウィンドシールド101に付着した雨滴量を判定する。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、あるいは雨滴量判定部52からの信号に基づいて、ワイパーブレード13の払拭動作に係る払拭モードを判定し、且つこの判定結果に基づいてワイパーモータ11に対して駆動信号を出力する。つまり、ワイパーコントロールスイッチ30が自動制御(AUTOモード)以外のポジションに操作されている場合は、払拭モード判定部51は操作されたポジションに対応した払拭モードを判定し、その払拭モードを実行させるべくワイパーモータ11に対して駆動信号を出力する。一方、ワイパーコントロールスイッチ30が自動制御(AUTOモード)ポジションに操作されている場合は、払拭モード判定部51は雨滴量判定部52からの信号に基づいてワイパーブレード13の払拭動作に係る払拭モードを判定し、その払拭モードを実行させるべくワイパーモータ11に対して駆動信号を出力する。垂れ水判定部53は、雨滴センサ20から出力される検出信号に基づいて垂れ水発生を判定する。さらに、垂れ水判定部53は、垂れ水発生と判定すると、払拭モード判定部51で実行中のワイパーモータ11に対する駆動信号出力を中断させるとともに、ワイパーモータ11に対して垂れ水除去動作に係る駆動信号を出力してワイパーブレード13に垂れ水払拭動作を行わせる。そして、垂れ水判定部53は、垂れ水除去動作が完了すると、払拭モード判定部51によるワイパーモータ11に対する駆動信号出力を再開させる。   The controller 50 includes a wiping mode determination unit 51, a raindrop amount determination unit 52, and a dripping water determination unit 53 from a functional viewpoint. The raindrop amount determination unit 52 determines the amount of raindrops attached to the front windshield 101 based on the detection signal output from the raindrop sensor 20. The wiping mode determination unit 51 determines a wiping mode related to the wiping operation of the wiper blade 13 based on a signal from the wiper control switch 30 or a signal from the raindrop amount determination unit 52, and based on the determination result, the wiper A drive signal is output to the motor 11. That is, when the wiper control switch 30 is operated to a position other than automatic control (AUTO mode), the wiping mode determination unit 51 determines the wiping mode corresponding to the operated position, and executes the wiping mode. A drive signal is output to the wiper motor 11. On the other hand, when the wiper control switch 30 is operated to the automatic control (AUTO mode) position, the wiping mode determination unit 51 switches the wiping mode related to the wiping operation of the wiper blade 13 based on the signal from the raindrop amount determination unit 52. A determination is made and a drive signal is output to the wiper motor 11 to execute the wiping mode. The dripping water determination unit 53 determines the occurrence of dripping water based on the detection signal output from the raindrop sensor 20. Further, when the dripping water determination unit 53 determines that dripping water is generated, the dripping water determination unit 51 interrupts driving signal output to the wiper motor 11 being executed by the wiping mode determination unit 51, and the wiper motor 11 performs driving related to dripping water removal operation. A signal is output to cause the wiper blade 13 to perform a dripping water wiping operation. And the dripping water determination part 53 will restart the drive signal output with respect to the wiper motor 11 by the wiping mode determination part 51, if dripping water removal operation is completed.

ここで、垂れ水とは、雨滴とは別の水、つまり雨滴と比べて大量の水がフロントウィンドシールド101に流れてくる現象をいう。具体的には自動車が減速した際に、自動車100の屋根に溜まっていた雨水がフロントウィンドシールドへ流れ落ちてくる、あるいは対向車の車輪により跳ね上げられた路上のたまり水がフロントウィンドシールド101に落ちてくる等の現象である。本発明の一実施形態による雨滴検出装置1におけるコントローラ50が備える垂れ水判定部53は、上述した垂れ水現象の発生を検出するためのものである。   Here, dripping water refers to a phenomenon in which water different from raindrops, that is, a larger amount of water flows to the front windshield 101 than raindrops. Specifically, when the automobile decelerates, rainwater collected on the roof of the automobile 100 flows down to the front windshield, or accumulated water on the road splashed by the wheels of the oncoming vehicle falls into the front windshield 101. It is a phenomenon such as coming. The dripping water determination unit 53 provided in the controller 50 in the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is for detecting the occurrence of the dripping water phenomenon described above.

本発明の一実施形態による雨滴検出装置1においては、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、コントローラ50はワイパー装置10の自動制御動作および垂れ水判定動作の2種類の制御動作を同時に並行して開始する。   In the raindrop detection device 1 according to an embodiment of the present invention, when the wiper control switch 30 is operated to automatic control (AUTO mode), the controller 50 has two types of operations, an automatic control operation of the wiper device 10 and a dripping water determination operation. Start control operations simultaneously in parallel.

ワイパー装置10の自動制御動作は、AUTOモード選択時において一般的に実行されているものである。これは、払拭モード判定部51が、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に基づいてワイパーブレード13による払拭モード、すなわちワイパーブレード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へ出力して払拭動作を行わせるものである。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は、停止モード、停止待機モード、ワイパーブレード13による往復払拭動作間隔時間が順次短くなる複数の間歇モード、低速モードおよび高速モードから構成されている。ここで複数の間歇モードは、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1においては、往復払拭動作間隔時間の長い方から順に、例えば、7.0秒、3.3秒、1.5秒、0.6秒となっている。また、低速モードおよび高速モードは、ワイパーコントロールスイッチ30において設定されている低速動作(LOモード)ポジションおよび高速動作(HIモード)ポジションと同じである。   The automatic control operation of the wiper device 10 is generally performed when the AUTO mode is selected. This is because the wiping mode determination unit 51 performs the wiping mode by the wiper blade 13 based on the raindrop amount determined by the raindrop amount determination unit 52 based on the detection signal from the raindrop sensor 20, that is, the reciprocal wiping operation interval time by the wiper blade 13. And a drive instruction signal corresponding to the determined wiping mode is output to the wiper motor 11 to perform the wiping operation. At this time, the wiping mode determined by the wiping mode determination unit 51 includes a stop mode, a stop standby mode, a plurality of intermittent modes in which the reciprocal wiping operation interval time by the wiper blade 13 is sequentially shortened, a low speed mode, and a high speed mode. Yes. Here, in the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the plurality of intermittent modes are, for example, 7.0 seconds, 3.3 seconds, 1.5 seconds, in order from the longer reciprocating wiping operation interval time. 0.6 seconds. The low speed mode and the high speed mode are the same as the low speed operation (LO mode) position and the high speed operation (HI mode) position set in the wiper control switch 30.

一方、垂れ水判定動作は、垂れ水判定部53が雨滴センサ20からの検出信号に基づき垂れ水が発生したかどうかを判定し、垂れ水が発生した場合は、垂れ水判定部53が払拭モード判定部51によるワイパー装置10の自動制御動作を中断させ、直接ワイパーモータ11に駆動信号を出力してワイパーブレード13に払拭動作させ、その後は、元通りモード判定部51によるワイパー装置10の自動制御動作を再開させるものである。   On the other hand, in the dripping water determination operation, the dripping water determination unit 53 determines whether dripping water is generated based on the detection signal from the raindrop sensor 20, and when dripping water is generated, the dripping water determination unit 53 is in the wiping mode. The automatic control operation of the wiper device 10 by the determination unit 51 is interrupted, and a drive signal is directly output to the wiper motor 11 to cause the wiper blade 13 to perform a wiping operation. Thereafter, the automatic determination of the wiper device 10 by the mode determination unit 51 is performed. The operation is resumed.

次に、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1の特徴である、垂れ水判定動作について説明する。   Next, the dripping water determination operation, which is a feature of the raindrop detection device 1 according to the embodiment of the present invention, will be described.

初めに、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1における垂れ水判定原理について説明する。本発明の一実施形態による雨滴検出装置1においては、垂れ水判定部53における雨滴センサ20からの検出信号取り込み周期であるサンプリング周期は、雨滴量判定部52における検出信号取り込みと同様に、数msec.である。垂れ水判定部53では、雨滴センサ20からの検出信号に基づいて算出された雨滴量Sを用いて雨滴量の変化率である雨滴量勾配Rを算出している。ここで、雨滴量勾配Rの算出方法について説明する。第n回目のサンプリング時における雨滴量勾配Rnは、第(n−1)回目のサンプリング時における雨滴量S(n−1)および第n回目の雨滴量Snを用いて、(数1)により算出される。
(数1)
Rn={Sn−S(n−1)}/サンプリング周期
垂れ水検出部53は、雨滴センサ20からの検出信号サンプリング毎に、上述したやり方で雨滴量勾配Rを算出している。フロントウィンドシールド101上の雨滴センサ20の検出領域Adに雨滴が衝突した直後は雨滴がフロントウィンドシールド面に沿って拡がるために雨滴量勾配Rの値が急上昇し、それ以降の複数回のサンプリング中はその状態が連続して持続する。やがて、雨滴量勾配Rは0となる。次にまた雨滴が付着すると、前回と同様にして雨滴量勾配Rが急上昇しその状態がする複数回のサンプリング中続き、また0に戻る。通常の降雨時では、雨滴量勾配Rは、0からステップ状に立ち上がり、その値が複数回のサンプリング中持続し、ステップ状に0へ戻る、というサイクルを繰り返している。雨滴量勾配Rの大きい値が持続される時間は付着雨滴の大きさに対応する。ここで、雨滴量勾配閾値Rsを設定する。通常の降雨状態で発現しうる雨滴量勾配Rの最大値を最大雨滴量勾配Rmaxとすると、雨滴量勾配閾値Rsは、0<Rs<Rmaxである。通常の降雨状態において、雨滴量勾配Rの値が連続して雨滴量勾配閾値Rsを上回り続ける時間、つまりサンプリング回数Nは、付着雨滴の液滴が大きいほど長くなり、大雨状態のときに最長時間である最大サンプリング回数Nmaxとなる。言い換えると、通常降雨状態においては、雨滴量勾配Rの値が連続して雨滴量勾配閾値Rsを上回り続けるサンプリング回数Nは、サンプリング回数Nmax以下である。一方、垂れ水が発生すると、やはり、雨滴量勾配Rの値は0からステップ状に立ち上がり、その値が複数回のサンプリング中持続する。ところで、垂れ水一回あたりの水量は雨滴1個の水量よりもはるかに多い。したがって、垂れ水発生時においては、雨滴量勾配Rの値が連続して雨滴量勾配閾値Rsを上回り続ける時間、つまりサンプリング回数Nは、通常降雨時における最大サンプリング回数Nmaxをはるかに上回る回数となる。そこで、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1においては、最大サンプリング回数Nmaxよりも大きいサンプリング回数であるサンプリング回数閾値Nsを設定し、雨滴量勾配Rの値が連続して雨滴量勾配閾値Rsを上回り続けるサンプリング回数Nがサンプリング回数閾値Nsに達したら、垂れ水発生と判定している。サンプリング回数閾値Nsの大きさは、垂れ水発生と判定する時点における水量を意味する。したがって、サンプリング回数閾値Nsが小さいほど早く垂れ水発生を判定できることになる。さらに、サンプリング回数閾値Nsが小さいほど少量の垂れ水でも検出できることになる。
First, the dripping water determination principle in the raindrop detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described. In the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the sampling cycle, which is the detection signal capture cycle from the raindrop sensor 20 in the dripping water determination unit 53, is several msec, similar to the detection signal capture in the raindrop amount determination unit 52. . It is. The dripping water determination unit 53 calculates a raindrop amount gradient R, which is a change rate of the raindrop amount, using the raindrop amount S calculated based on the detection signal from the raindrop sensor 20. Here, a method of calculating the raindrop amount gradient R will be described. The raindrop amount gradient Rn at the n-th sampling is calculated by (Equation 1) using the raindrop amount S (n−1) and the n-th raindrop amount Sn at the (n−1) th sampling. Is done.
(Equation 1)
Rn = {Sn−S (n−1)} / sampling period The drooping water detection unit 53 calculates the raindrop amount gradient R in the manner described above for each detection signal sampling from the raindrop sensor 20. Immediately after the raindrop collides with the detection area Ad of the raindrop sensor 20 on the front windshield 101, the raindrop spreads along the front windshield surface, so that the value of the raindrop amount gradient R rises rapidly, and the sampling is performed several times thereafter. The state continues continuously. Eventually, the raindrop amount gradient R becomes zero. Next, when raindrops adhere again, the raindrop amount gradient R rises rapidly in the same manner as the previous time and continues during a plurality of samplings in which this state continues, and then returns to zero. During normal rain, the raindrop amount gradient R rises from 0 to a step shape, and the value continues during sampling a plurality of times and returns to 0 in a step shape. The time during which the large value of the raindrop amount gradient R is maintained corresponds to the size of the attached raindrop. Here, the raindrop amount gradient threshold Rs is set. Assuming that the maximum value of the raindrop amount gradient R that can appear in a normal rainfall state is the maximum raindrop amount gradient Rmax, the raindrop amount gradient threshold Rs is 0 <Rs <Rmax. In a normal rainfall state, the time during which the value of the raindrop amount gradient R continues to exceed the raindrop amount gradient threshold value Rs, that is, the number of times of sampling N becomes longer as the attached raindrop droplets become larger, and the longest time in a heavy rain state Is the maximum number of samplings Nmax. In other words, in the normal rainfall state, the number of sampling times N for which the value of the raindrop amount gradient R continues to exceed the raindrop amount gradient threshold value Rs is equal to or less than the sampling number Nmax. On the other hand, when dripping water is generated, the value of the raindrop amount gradient R rises from 0 in a stepped manner, and the value continues during a plurality of samplings. By the way, the amount of water per dripping water is much larger than the amount of water per raindrop. Therefore, when dripping water occurs, the time during which the value of the raindrop amount gradient R continues to exceed the raindrop amount gradient threshold value Rs, that is, the number of times of sampling N is much greater than the maximum number of times of sampling Nmax during normal rain. . Therefore, in the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the sampling frequency threshold value Ns that is a sampling frequency larger than the maximum sampling frequency Nmax is set, and the value of the raindrop amount gradient R is continuously set to the raindrop amount gradient threshold value Rs. If the sampling count N that continues to exceed the threshold reaches the sampling count threshold Ns, it is determined that dripping water has occurred. The magnitude of the sampling frequency threshold Ns means the amount of water at the time when it is determined that dripping water is generated. Therefore, the smaller the sampling number threshold Ns, the faster the drooping water generation can be determined. Furthermore, a smaller amount of dripping water can be detected as the sampling frequency threshold Ns is smaller.

以上説明したように、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1においては、雨滴センサ20からの検出信号により雨滴量勾配Rを算出し、それに基づいて垂れ水発生を判定している。これにより、通常の降雨と垂れ水とを明確に区別しつつ、正確に垂れ水発生を判定することができる。   As described above, in the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the raindrop amount gradient R is calculated based on the detection signal from the raindrop sensor 20, and the occurrence of dripping water is determined based on the raindrop amount gradient R. Thereby, dripping water generation | occurrence | production can be determined correctly, distinguishing normal rain and dripping water clearly.

次に、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1において、垂れ水判定部53で実行されている垂れ水判定処理について、図4のフローチャートに基づいて説明する。   Next, in the raindrop detection apparatus 1 according to one embodiment of the present invention, the dripping water determination process executed by the dripping water determination unit 53 will be described based on the flowchart of FIG.

自動車100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自動制御(AUTOモード)が選択されると、コントローラ50がそれを検知し、雨滴検出装置1の作動が開始され、垂れ水判定部53においては、垂れ水検出処理が開始される。   When automatic control (AUTO mode) is selected through manual operation of the wiper control switch 30 by the driver of the automobile 100, the controller 50 detects it and the operation of the raindrop detection device 1 is started. The dripping water detection process is started.

まず、ステップ301では初期設定がなされ、雨滴量S、雨滴量勾配R、および雨滴センサ20の検出信号取り込みのカウンタNのリセットがなされる。   First, in step 301, initialization is performed, and the raindrop amount S, the raindrop gradient R, and the detection signal capture counter N of the raindrop sensor 20 are reset.

続いてステップ302では、雨滴センサ20の検出信号取り込みのカウンタNを0にする。   Subsequently, at step 302, the detection signal capture counter N of the raindrop sensor 20 is set to zero.

続いてステップ303では、雨滴センサ20からの検出信号に基づいて雨滴量Sの検出を行う。続いてステップ304では、今回検出した雨滴量Sと前回検出した雨滴量である前回雨滴量Sfとに基づいて雨滴量勾配Rを算出する。   Subsequently, in step 303, the raindrop amount S is detected based on the detection signal from the raindrop sensor 20. Subsequently, in step 304, the raindrop amount gradient R is calculated based on the raindrop amount S detected this time and the previous raindrop amount Sf which is the last detected raindrop amount.

続いてステップ305では、雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rs以上であるかどうかを判定する。ステップ305における判定の結果、雨滴量勾配R≧雨滴量勾配閾値Rsではない、すなわち雨滴量勾配R<雨滴量勾配閾値Rsである場合は、ステップ302から処理を繰り返す。ステップ305における判定の結果、雨滴量勾配R≧雨滴量勾配閾値Rsである場合は、続くステップ306へ進み、ステップ306において雨滴センサ20の検出信号取り込みのカウンタNに1を加える。   Subsequently, in step 305, it is determined whether or not the raindrop amount gradient R is equal to or greater than the raindrop amount gradient threshold Rs. As a result of the determination in step 305, if the raindrop amount gradient R ≧ raindrop amount gradient threshold value Rs is not satisfied, that is, the raindrop amount gradient R <raindrop amount gradient threshold value Rs, the processing is repeated from step 302. If the result of determination in step 305 is raindrop amount gradient R ≧ raindrop amount gradient threshold value Rs, the routine proceeds to the subsequent step 306, where 1 is added to the counter N for detecting the detection signal of the raindrop sensor 20.

続いてステップ307において、雨滴センサ20の検出信号取り込みのカウンタNが回数閾値Nsに達したかどうかを判定する。ステップ307における判定の結果、カウンタNが回数閾値Nsに達していない場合は、ステップ303から処理を繰り返す。ステップ307における判定の結果、カウンタNが回数閾値Nsに達した場合は、雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rs以上である状態が所定時間だけ、つまり雨滴センサ20の検出信号取り込みのカウンタが回数閾値Nsになる時間だけ連続して持続されたことになり、垂れ水判定部53は垂れ水発生と判定する。そして、ステップ308へ進み、ステップ308において、ワイパーモータ11駆動信号を出力し、ワイパーモータ11を駆動してワイパーブレード13による払拭動作を所定回数だけ行わせる。ワイパーブレード13による所定回数、たとえば2または3往復の払拭動作が完了したら、垂れ水検出処理が終了する。   Subsequently, at step 307, it is determined whether or not the detection signal capture counter N of the raindrop sensor 20 has reached the number-of-times threshold Ns. If the result of determination in step 307 is that the counter N has not reached the number of times threshold Ns, the processing is repeated from step 303. If the result of determination in step 307 is that the counter N has reached the number-of-times threshold Ns, the state in which the raindrop amount gradient R is equal to or greater than the raindrop amount gradient threshold Rs is the number of times that the detection signal capture counter of the raindrop sensor 20 counts. That is, the drooping water determination unit 53 determines that dripping water is generated. Then, the process proceeds to step 308. In step 308, the wiper motor 11 drive signal is output, and the wiper motor 11 is driven to perform the wiping operation by the wiper blade 13 a predetermined number of times. When the wiper blade 13 completes the wiping operation of a predetermined number of times, for example, two or three reciprocations, the dripping water detection process is ended.

その後は、ステップ301から処理を開始する。   Thereafter, the process starts from step 301.

次に、以上説明した本発明の第1実施形態による雨滴検出装置1の垂れ水判定部53による垂れ水判定動作を、図5に示すような実際の降雨下の走行状態における基づくタイミングチャートに基づいて総括する。図5において、(a)は、自動車100の走行速度の時間推移を、(b)は、雨滴センサ20からの検出信号に基づいて算出された検出領域Adへの付着雨滴量Sの時間推移を、(c)は、検出された雨滴量Sに基づいて算出された雨滴量勾配Rの時間推移を、(d)は、ワイパーブレード13の払拭動作状態の時間推移をそれぞれ示すタイミングチャートである。   Next, the dripping water determination operation by the dripping water determination unit 53 of the raindrop detection device 1 according to the first embodiment of the present invention described above is based on the timing chart based on the actual running state under rain as shown in FIG. To summarize. In FIG. 5, (a) shows the time transition of the traveling speed of the automobile 100, and (b) shows the time transition of the amount of raindrops S attached to the detection area Ad calculated based on the detection signal from the raindrop sensor 20. (C) is a timing chart showing the time transition of the raindrop amount gradient R calculated based on the detected raindrop amount S, and (d) is a timing chart showing the time transition of the wiping operation state of the wiper blade 13.

自動車は、図5(a)に示すように、速度V1で走行している。降雨状態はいわゆる小雨で、コントローラ50の払拭モード判定部51は間歇モードを選択しているものとする。そのような状況のもと、時刻t1、t2、t3、t4に、フロントウィンドシールド101の検出領域Adに雨滴が付着し、それに対応して、雨滴センサ20からの検出信号に基づいて算出された雨滴量Sは、図5(b)に示すように、段階的に増加する。つまり、時刻t1から時刻t5までが、雨滴量検出可能時間Taである。また、雨滴量Sの変化率である雨滴量勾配Rは、雨滴が付着したタイミングである時刻t1、t2、t3、t4に、図5(c)に示すように、雨滴量勾配閾値Rsを超えた値に一瞬増大するが直ぐに0に戻る。すなわち、雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rsを超えている時間Teは、カウンタの回数閾値Nsに相当する閾値時間Tsに比べてはるかに短い。したがって、垂れ水判定部53は、垂れ水発生なしと判定する。時刻t5にワイパーブレード13の払拭動作が開始され、時刻t6に終了する。時刻t6から時刻t7までの雨滴量検出可能時間Taにおいても、時刻t1から時刻t5までにおける場合と同様に、フロントウィンドシールド101の検出領域Adに雨滴が付着し、雨滴量S、および雨滴量勾配Rが前回と同様に算出される。   The automobile is traveling at a speed V1 as shown in FIG. It is assumed that the raining state is so-called light rain, and the wiping mode determination unit 51 of the controller 50 selects the intermittent mode. Under such circumstances, raindrops adhered to the detection area Ad of the front windshield 101 at times t1, t2, t3, and t4, and correspondingly calculated based on the detection signal from the raindrop sensor 20. The raindrop amount S increases stepwise as shown in FIG. That is, the raindrop amount detectable time Ta is from time t1 to time t5. Further, the raindrop amount gradient R, which is the rate of change of the raindrop amount S, exceeds the raindrop amount gradient threshold Rs at times t1, t2, t3, and t4, which are the timings when the raindrops are attached, as shown in FIG. The value increases for a moment, but immediately returns to zero. That is, the time Te during which the raindrop amount gradient R exceeds the raindrop amount gradient threshold Rs is much shorter than the threshold time Ts corresponding to the counter frequency threshold Ns. Therefore, the dripping water determination unit 53 determines that no dripping water is generated. The wiping operation of the wiper blade 13 is started at time t5 and is finished at time t6. In the raindrop amount detectable time Ta from the time t6 to the time t7, as in the case from the time t1 to the time t5, the raindrops adhere to the detection area Ad of the front windshield 101, the raindrop amount S, and the raindrop amount gradient. R is calculated as before.

ワイパーブレード13の払拭動作が終了した時刻t8に自動車が速度V1から減速し始め、時刻t9に速度V2になると、時刻t9以降は速度V2で走行を続ける。時刻t8に自動車が減速を開始すると、ほぼ同時に、減速による加速度の作用により自動車100の屋根に留まっていた雨水が自動車100の前方に向かって移動して、フロントウィンドシールド101に流れ落ちる。すなわち、時刻t8以降フロントウィンドシールド101の検出領域Adには雨滴が付着すると同時に、垂れ水が流入する。したがって、雨滴量Sは、図5(b)に示すように、雨滴付着による分(図5(b)中において実線で示す)と、垂れ水による分の合計(図5(b)中において一点鎖線で示す)となる。一方、雨滴量勾配Rは、垂れ水による雨滴量Sが大きいため、図5(c)に示すように、雨滴量勾配閾値Rsを上回り続ける。つまり、雨滴量勾配Rは、垂れ水に起因する分である雨滴量勾配閾値Rsを超え続けほぼフラットな領域と、雨滴付着に起因する短時間スパイク状に立ち上がる部分との合成になる。時刻t10に、雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rsを連続して超えている時間が閾値時間Ts、つまりカウンタの回数閾値Nsに相当する時間に達すると、垂れ水判定部53は垂れ水発生と判定する。垂れ水判定部53は、垂れ水発生と判定すると、時刻10にワイパーモータ11に駆動信号を直接出力してワイパーブレード13に払拭動作を行わせる。時刻t11にワイパーブレード13の払拭動作が終了した時点で、垂れ水判定手段53による垂れ水判定処理は一旦終了し、カウンタNをリセットして再開される。   At the time t8 when the wiping operation of the wiper blade 13 is finished, the automobile starts to decelerate from the speed V1. When the car reaches the speed V2 at the time t9, the vehicle continues to travel at the speed V2 after the time t9. When the automobile starts to decelerate at time t8, almost simultaneously, rainwater staying on the roof of the automobile 100 is moved toward the front of the automobile 100 by the action of acceleration due to the deceleration and flows down to the front windshield 101. That is, after time t8, raindrops adhere to the detection area Ad of the front windshield 101 and dripping water flows in at the same time. Therefore, as shown in FIG. 5 (b), the raindrop amount S is the sum of raindrops (shown by a solid line in FIG. 5 (b)) and drooping water (one point in FIG. 5 (b)). (Shown with a chain line). On the other hand, the raindrop amount gradient R continues to exceed the raindrop amount gradient threshold Rs as shown in FIG. 5C because the raindrop amount S due to dripping water is large. That is, the raindrop amount gradient R is a combination of a substantially flat region that continues to exceed the raindrop amount gradient threshold value Rs, which is the amount caused by dripping water, and a portion that rises like a short-time spike caused by raindrop adhesion. When the time during which the raindrop amount gradient R continuously exceeds the raindrop amount gradient threshold value Rs reaches the threshold time Ts, that is, the time corresponding to the counter frequency threshold value Ns, at time t10, the dripping water determination unit 53 generates dripping water. Is determined. When the dripping water determination unit 53 determines that dripping water is generated, the driving signal is directly output to the wiper motor 11 at time 10 to cause the wiper blade 13 to perform a wiping operation. When the wiping operation of the wiper blade 13 is completed at time t11, the dripping water determination process by the dripping water determination means 53 is once ended, and the counter N is reset and restarted.

以上説明したように、本発明の一実施形態による雨滴検出装置1によれば、雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rs以上である状態が連続して持続する時間が閾値時間Tsに達したときに垂れ水発生と判定している。そして、垂れ水発生と判定すると同時に、ワイパーブレード13による払拭動作を行わせるべくワイパーモータ11に駆動信号を出力している。そして、閾値時間Tsの長さを、通常の降雨状態において雨滴量勾配Rが雨滴量勾配閾値Rsを連続して超えている時間である時間Teの最長時間よりも長く設定している。これにより、垂れ水発生を降雨と区別して正確に検出することができる。そして、検出と同時にワイパーブレード13の払拭動作を行うので、垂れ水が発生しても直ちにフロントウィンドシールド101上から払拭除去して、運転者の前方視界を良好に維持することができる。   As described above, according to the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, when the time during which the raindrop amount gradient R is continuously greater than or equal to the raindrop amount gradient threshold Rs reaches the threshold time Ts. It is determined that dripping water is generated. And simultaneously with determining that dripping water is generated, a drive signal is output to the wiper motor 11 so that the wiper blade 13 can perform the wiping operation. Then, the length of the threshold time Ts is set to be longer than the longest time of the time Te, which is the time during which the raindrop amount gradient R continuously exceeds the raindrop amount gradient threshold Rs in a normal rain condition. Thereby, dripping water generation | occurrence | production can be detected correctly distinguishing from rainfall. Since the wiper blade 13 is wiped at the same time as the detection, even if dripping water is generated, the wiper blade 13 can be wiped and removed immediately from the front windshield 101, and the driver's front view can be maintained well.

また、以上説明した本発明の一実施形態による雨滴検出装置1によれば、雨滴センサ20からの検出信号のみに基づいて垂れ水を検出している。このため、従来の雨滴検出装置における垂れ水検出処理に用いられる自動車100の速度信号あるいは加速度信号が不要であるために、雨滴検出装置1の電気回路構成を簡素化、単純化することができる。   Moreover, according to the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention described above, dripping water is detected based only on the detection signal from the raindrop sensor 20. For this reason, since the speed signal or acceleration signal of the automobile 100 used for the drooping water detection process in the conventional raindrop detection device is unnecessary, the electrical circuit configuration of the raindrop detection device 1 can be simplified and simplified.

なお、以上説明した本発明の一実施形態による雨滴検出装置1を、フロントウィンドシールド101に適用された場合を例に説明したが、雨滴検出装置1が適用される対象をフロントウィンドシールド101に限る必要はなく、たとえばリヤウィンドシールドに適用してもよい。さらに、雨滴検出装置1が装着される対象は自動車でなくてもよい。たとえば、鉄道車両、船舶、航空機等の運転席前方のウィンドシールドに適用すれば、上述の実施形態の場合と同様に、垂れ水を確実に検出し且つ直ちに除去することができるので、良好な視界確保が可能となる   In addition, although the case where the raindrop detection apparatus 1 according to the embodiment of the present invention described above is applied to the front windshield 101 has been described as an example, the target to which the raindrop detection apparatus 1 is applied is limited to the front windshield 101. It is not necessary, and may be applied to, for example, a rear windshield. Furthermore, the target to which the raindrop detection device 1 is attached may not be an automobile. For example, when applied to a windshield in front of a driver's seat of a railway vehicle, ship, aircraft, etc., as in the case of the above-described embodiment, dripping water can be reliably detected and removed immediately, so that a good visibility Can be secured

本発明の一実施形態による雨滴検出装置1が自動車100に搭載された状態を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a state in which a raindrop detection device 1 according to an embodiment of the present invention is mounted on an automobile 100. FIG. 本発明の一実施形態による雨滴検出装置1の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a raindrop detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 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。It is sectional drawing explaining the structure of the raindrop sensor 20, and is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 本発明の一実施形態による雨滴検出装置1の垂れ水判定部53において実行される垂れ水判定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。It is the flowchart which showed the specific process sequence of the dripping water determination process performed in the dripping water determination part 53 of the raindrop detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention. (a)は、雨滴センサの検出領域Adへの雨滴付着量の時間推移を、(b)は、雨滴センサからの検出信号に基づいて算出された雨滴量から判定された払拭モードの時間推移を、(c)は、ワイパーブレードの払拭動作状態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) shows the time transition of the raindrop adhesion amount to the detection area Ad of the raindrop sensor, and (b) shows the time transition of the wiping mode determined from the raindrop amount calculated based on the detection signal from the raindrop sensor. (C) is a timing chart which shows the time transition of the wiping operation state of a wiper blade, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 雨滴検出装置
10 ワイパー装置
11 ワイパーモータ
12 伝達機構
13 ワイパーブレード
20 雨滴センサ
21 発光素子
22 受光素子
23 プリズム
24 ケーシング
30 ワイパーコントロールスイッチ
50 コントローラ
51 払拭モード判定部
52 雨滴量判定部
53 垂れ水判定部
100 自動車
101 フロントウィンドシールド(ウィンドシールド)
A 払拭領域
Ad 検出領域
N カウンタ
Ns カウンタ閾値(閾値)
R 雨滴量勾配(付着量勾配)
Rs 雨滴量勾配閾値(閾値)
S 雨滴量
T 時間
Ts 閾値時間(閾値)
t1〜t13 時刻
V1,V2 走行速度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raindrop detection apparatus 10 Wiper apparatus 11 Wiper motor 12 Transmission mechanism 13 Wiper blade 20 Raindrop sensor 21 Light emitting element 22 Light receiving element 23 Prism 24 Casing 30 Wiper control switch 50 Controller 51 Wiping mode determination part 52 Raindrop amount determination part 53 Dripping water determination part 100 automobile 101 front windshield (windshield)
A wiping area Ad detection area N counter Ns counter threshold (threshold)
R Raindrop gradient (attachment gradient)
Rs Raindrop amount gradient threshold (threshold)
S amount of raindrop T time Ts threshold time (threshold)
t1-t13 Time V1, V2 Traveling speed

Claims (3)

ワイパーブレードを動かしてウィンドシールドに付着した水滴を払拭するワイパー装置と、前記ウィンドシールド上における前記ワイパーブレードの払拭範囲内に設定された検出領域に付着した水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前記雨滴信号が入力されて雨滴量を算出するとともに算出した前記雨滴量に基づいて前記ワイパー装置へ駆動信号を出力するコントローラとを備える雨滴検出装置であって、
前記コントローラは、前記ワイパー装置の払拭周期内において付着水滴量を所定周期ごとに検出する水滴検出手段と、前記水滴検出手段により検出された各所定の周期間の前記付着水滴量の変化率である付着量勾配を算出する付着量勾配算出手段と、算出された前記付着量勾配に基づいて前記ウィンドシールドへの水滴付着状態を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、算出された前記付着量勾配の値の遷移状態に基づいて車両の屋根に滞留した雨水等がウィンドシールドに流下した垂れ水現象発生有無を判定し、前記垂れ水状態発生と判定されると、それまで前記コントローラにより実行されていたワイパー装置駆動制御を中断し、且つ前記ワイパー装置に対して連続する複数回の払拭動作である垂れ水排除動作を実行させるよう前記駆動信号を出力し、前記垂れ水排除動作終了後は、中断していた前記ワイパー装置駆動制御を再開することを特徴とする雨滴検出装置。
A wiper device that moves the wiper blade to wipe off water droplets adhering to the windshield, and a raindrop that outputs a raindrop signal corresponding to the amount of water droplets adhering to the detection area set within the wiper blade wiping range on the windshield A raindrop detection apparatus comprising: a sensor; and a controller that calculates a raindrop amount by inputting the raindrop signal from the raindrop sensor and outputs a drive signal to the wiper device based on the calculated raindrop amount;
The controller is a water droplet detection means for detecting the amount of attached water droplets at predetermined intervals within the wiping cycle of the wiper device, and a rate of change of the amount of attached water droplets during each predetermined period detected by the water droplet detection means. An adhesion amount gradient calculating unit for calculating an adhesion amount gradient; and a determination unit for determining a water droplet adhesion state on the windshield based on the calculated adhesion amount gradient;
The determination means determines whether or not a dripping water phenomenon occurs when rainwater or the like that has accumulated on the roof of the vehicle flows down to a windshield based on the calculated transition state of the adhesion amount gradient, and determines that the dripping water state has occurred When this is done, the wiper device drive control that has been executed by the controller is interrupted, and the drive signal is output to cause the wiper device to execute a dripping water elimination operation that is a plurality of continuous wiping operations. Then, after the dripping water removal operation is completed, the suspended wiper device drive control is resumed.
前記判定手段は、算出された前記付着量勾配の値が所定値を超え、その状態が連続して所定時間に達すると前記垂れ水状態発生と判定することを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。   The said determination means determines the said dripping water state generation | occurrence | production when the value of the calculated said adhesion amount gradient exceeds predetermined value and the state reaches | attains predetermined time continuously. Raindrop detection device. 前記所定時間は、通常の降雨状態下において発現し得る前記付着量勾配の値が前記所定値を連続して超え続ける時間よりも確実に長い時間として設定されていることを特徴とする請求項2に記載の雨滴検出装置。   3. The predetermined time is set as a time that is surely longer than a time during which the value of the adhesion amount gradient that can appear under normal rain conditions continues to exceed the predetermined value. The raindrop detection device described in 1.
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