JP2014015164A - ワイパー制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリーの消費を抑制しつつ、積雪によるワイパーアームの損傷の防止を図る。
【解決手段】車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重に応じた信号を出力する積雪センサ１１を備え、積雪センサ１１より出力される積雪による荷重に応じた信号に基づいて前記積雪による荷重が予め定められた期間以上、基準値を超過しているか否かを判定し、前記積雪による荷重が予め定められた期間以上、基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイパー制御装置に関するものである。

自動車を寒冷地の夜間等に屋外に駐車する場合、ウィンドガラスに霜等が凍結状態で付着することがあるが、その場合運転開始時に凍結した霜等を除去しなければ、前方視界不良で運転できないという課題がある。ところが、凍結した霜等の除去がことのほか難しく、お湯を掛けて霜を溶かしてもすぐに再凍結してしまうという課題ある。

そこで、ウィンドガラス面への水滴の付着を検知する水滴センサと、ウィンドガラス面の温度を検知する温度センサを備え、水滴センサおよび温度センサからの情報によりウィンドガラス面への凍結可能性を判定し、凍結可能性有りと判定された場合にワイパーブレードを間欠動作させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２８６５８４号公報

ところで、積雪の多い日には、駐車時にワイパーアームを立てている自動車を多く見かける。雪は積もった直後は、フンワリとしており重さもさほどではないが、時間が経つと密度が増して重くなる。したがって、積雪の多い日には、車両駐車時にワイパーアームを立てておかないと、積雪の重みでワイパーアームに大きな荷重がかかり、ワイパーアームが折損してしまう可能性が高くなる。積雪の多い日に、多くの駐車車両がワイパーアームを立てているのは、このようなワイパーアームの折損の防止や、ワイパーブレードの凍結による損傷を防止するためである。しかし、車両駐車時にワイパーアームを立てておくのを忘れてしまうと、積雪によりワイパーアームが折損してしまう可能性が高くなる。

上記特許文献１に記載された装置は、ウィンドガラス面への水滴の付着を検出する水滴センサやウィンドガラス面の温度を検知する温度センサからの情報からウィンドガラス面への凍結可能性を判定しているが、水滴センサおよび温度センサからの情報では、ワイパーアームの損傷の根本原因であるワイパーアームにかかる積雪の有無を判定するのは困難である。このため、車両上に雪が積もってなくても、ウィンドガラス面に付着した水滴が凍結しただけでワイパーを間欠動作させてしまい、バッテリーを浪費してしまうという課題がある。

本発明は上記課題に鑑みたもので、バッテリーの消費を抑制しつつ、積雪によるワイパーアームの損傷の防止を図る。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号を出力する積雪荷重検出手段と、積雪による荷重に応じた信号に基づいて積雪による荷重が予め定められた基準値を超過しているか否かを判定する積雪荷重判定手段と、積雪による荷重が予め定められた基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示するワイパー動作指示手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号に基づいて積雪による荷重が予め定められた基準値を超過しているか否かを判定し、積雪による荷重が予め定められた基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示するので、バッテリーの消費を抑制しつつ、積雪によるワイパーアームの損傷の防止を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るワイパー制御装置の構成を示す図である。 本実施形態に係る車両のワイパーアームと積雪センサを模式的に示した図である。 制御部のフローチャートである。

本発明の一実施形態に係るワイパー制御装置の構成を図１に示す。本ワイパー制御装置１は、プラグインハイブリッド車両に搭載されている。このプラグインハイブリッド車両は、走行用の動力源としてエンジンおよびモータを備え、充電設備を用いてモータに電力を供給するバッテリーを充電することが可能となっている。

本ワイパー制御装置１は、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重を検出する積雪センサ１１を備え、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じて車両のフロントガラスに設けられたワイパーを制御することによりワイパー損傷防止を図るワイパー損傷防止機能を有している。

ワイパー制御装置１は、ユーザ操作部１０、積雪センサ１１、充電制御部１２、通信部１３、ワイパーモータ１４、ヒータ１５および制御部１６を備えている。

ユーザ操作部１０は、車両のステアリングコラムから延びるように設けられたワイパーレバー、ワイパーレバーの軸周りに回動自在に設けられた回転ノブ等の各種操作部（いずれも図示せず）を有しており、ユーザの操作部に対する操作に応じた操作信号を制御部１６へ出力する。

また、本実施形態におけるユーザ操作部１０は、上記したワイパー損傷防止機能の有効または無効を設定するための操作ボタンを有している。この操作ボタンは、車両のダッシュボード等に設けられている。

積雪センサ１１は、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重を検出するものである。車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号が積雪センサ１１から出力されるようになっている。

充電制御部１２は、走行用の動力源として使用するモータに電力を供給するためのバッテリーを充電するための充電設備と通信を行い、モータに電力を供給するためのバッテリーの充電制御を行う。なお、バッテリーの充電が開始されると、充電制御部１２から制御部１６へバッテリーの充電が開始されたことが通知され、バッテリーの充電が停止されると、充電制御部１２から制御部１６へバッテリーの充電が停止されたことが通知されるようになっている。

通信部１３は、無線通信回線を介して通信ネットワークに接続するためのものである。本ワイパー制御装置１は、ＧＰＳ受信機（図示せず）を用いて自車の位置を特定するとともに、通信部１３を介して通信ネットワークに接続されたサーバにアクセスし、自車が位置する地域の気象情報を取得することが可能となっている。

ワイパーモータ１４は、車両のワイパーアームを駆動するものである。制御部１６からの指示に応じてワイパーモータ１４が回転することで、ワイパーアームが往復動作するようになっている。

ヒータ１５は、制御部１６からの指示に応じて発熱するもので、車両のフロントガラスに貼り付けられている。ヒータ１５の発熱によりフロントガラスが加熱されることで、フロントガラスに凍り付いた雪を溶かすことが可能となる。

制御部１６は、ＣＰＵ、メモリ１６ａ、Ｉ／Ｏ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵはメモリ１６ａに記憶されたプログラムに従って各種処理を実施する。

制御部１６の処理としては、車両のステアリングコラムから延びるように設けられたワイパーレバーの位置に基づいてワイパーの動作開始が指示されたことを判定すると、ワイパーモータ１４を回転させてワイパー動作を開始させ、ワイパーレバーの位置に基づいてワイパーの動作停止が指示されたことを判定すると、ワイパーモータ１４の回転を停止させてワイパー動作を終了するワイパー制御処理等がある。

図２に、本実施形態における車両のワイパーアーム２０と積雪センサ１１を模式的に示す。なお、この図には、ワイパーアーム２０が停止位置で停止した状態が示されている。

ワイパーアーム２０の先端部には、ワイパーブレード２１が取り付けられている。このワイパーブレード２１は、金属製のワイパーブレード本体２１ａと、ゴム材質のワイパーゴム２１ｂにより構成されている。

ワイパーモータ１４の回転に応じてワイパーアーム２０の付け根に位置する回転軸Ａを回転中心としてワイパーアーム２０が往復動作すると、ワイパーアーム２０の先端に取り付けられたワイパーブレード２１が円弧状に往復移動してフロントウィンドの雨滴や積雪が払拭される。

本実施形態におけるワイパーアーム２０の付け根の近くには、突起部２０ａが設けられている。また、この突起部２０ａの近くに位置する車両のボディーに圧力センサにより構成される積雪センサ１１が取り付けられている。

ワイパーブレード２１等への雪積の重みでワイパーアーム２０とワイパーブレード２１の接合部が図２中に示されている停止位置より下方向に変位すると、ワイパーアーム２０に設けられた突起部２０ａにより積雪センサ１１の受圧部１１ａが押圧され、積雪センサ１１からワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重に応じた信号が出力されるようになっている。

また、ワイパーアーム２０が往復動作して、ワイパーブレード２１によりウィンドガラス面の積雪が払拭され、ワイパーアーム２０に積雪による荷重がかからなくなると、突起部２０ａによる積雪センサ１１の受圧部１１ａへの押圧がなくなるようになっている。

図３に、制御部１６のフローチャートを示す。本ワイパー制御装置１は、車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、前述したワイパーレバーの位置に応じてワイパー動作の開始および停止等を行うワイパー制御処理を実施する。また、車両のイグニッションスイッチがオフ状態になると、図３に示す処理を実施する。

まず、ワイパー損傷防止機能が有効設定となっているか否かを判定する（Ｓ１００）。ワイパー損傷防止機能が有効設定となっているか否かについては、ワイパー損傷防止機能の有効または無効を設定するための操作ボタンの状態に基づいて判定することができる。

ここで、ワイパー損傷防止機能が無効設定となっている場合、Ｓ１００の判定はＮＯとなり、Ｓ１００の判定を繰り返し実施する。したがって、ワイパー動作は行われない。

また、ワイパー損傷防止機能が有効設定となっている場合、Ｓ１００の判定はＹＥＳとなり、次に、積雪による荷重が予め定められた基準値を超過しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。本実施形態では、積雪センサ１１より出力される信号に基づいて車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた期間（例えば、５秒）以上、予め定められた基準値を超えているか否かを判定する。

ここで、例えば、積雪量が少なく、車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超えていない場合、Ｓ１０２の判定はＮＯとなり、Ｓ１００の判定へ戻る。

また、積雪量が多くなり、車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超えると、Ｓ１０２の判定はＹＥＳとなり、次に、ＧＰＳ受信機を用いて自車の位置を特定するとともに、通信部１３を介して通信ネットワークに接続されたサーバにアクセスし、自車が位置する地域の気象情報を取得し、自車が位置する地域の気象状況が降雪となっているか否かを判定する（Ｓ１０４）。

ここで、例えば、自車が位置する地域の気象状況が台風となっており、自車が位置する地域の気象状況が降雪となっていない場合、Ｓ１０４の判定はＮＯとなり、Ｓ１００の判定へ戻る。

また、自車が位置する地域の気象状況が降雪となっている場合には、Ｓ１０４の判定はＹＥＳとなり、次に、走行用の動力源として使用するモータに電力を供給するバッテリーを充電中か否かを判定する（Ｓ１０６）。具体的には、充電制御部１２からバッテリーの充電が開始されたことが通知されている場合には、バッテリーを充電中であると判定し、充電制御部１２からバッテリーの充電が停止されたことが通知されている場合は、バッテリーを充電中でないと判定する。

ここで、バッテリーを充電中の場合、Ｓ１０６の判定はＹＥＳとなり、ヒータ１５に加熱を指示する（Ｓ１０８）。これにより、ヒータ１５は発熱し、凍り付いたワイパーアームとフロントガラスに凍りついた雪が加熱されることで、フロントガラスに凍り付いた雪を効率的に溶かすことが可能となる。

次に、ワイパー動作を指示する（Ｓ１１０）。本実施形態では、ワイパーアーム２０が１回往復動作するように、ワイパーモータ１４を駆動させ、Ｓ１００の判定へ戻る。これにより、ワイパーアーム２０の先端に取り付けられたワイパーブレード２１が１往復してフロントウィンドの雨滴や積雪が払拭されるとともに、ワイパーブレード２１にかかっていた積雪も払い落とされる。

また、Ｓ１０６にてバッテリーを充電中でないと判定された場合には、バッテリー電圧が基準値以上か否かを判定する（Ｓ１１２）。

ここで、バッテリー電圧が基準値未満の場合には、バッテリー上がりを防止するため、Ｓ１１２の判定はＮＯとなり、ワイパー動作指示を行うことなく、Ｓ１００の判定へ戻る。

しかし、バッテリー電圧が基準値以上の場合には、Ｓ１１２の判定はＹＥＳとなり、ワイパー動作指示が行われる（Ｓ１１０）。

上記した処理が繰り返し実施され、積雪量が多くなり、車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超える毎に、ワイパー動作が行われる。

上記した構成によれば、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号に基づいて積雪による荷重が予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超過しているか否かを判定し、積雪による荷重が予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示するので、バッテリーの消費を抑制しつつ、積雪によるワイパーアームの損傷の防止を図ることができる。

また、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号を出力する積雪荷重検出手段としては、積雪によるワイパーアームの停止位置からの変位量に応じた信号を出力する積雪センサ１１として構成することができる。

また、通信部１３を介して車両が位置する地域の気象情報を取得し、当該気象情報に基づいて車両が位置する地域の天候が降雪であるか否かを判定し、車両への積雪による荷重が予め定められた基準値を超過した状態が、予め定められた期間以上継続したと判定され、かつ、車両が位置する地域の天候が降雪であると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示するようになっているので、例えば、台風接近時に、暴風による荷重がワイパーアームにかかったような場合にはワイパーは作動せず、誤動作を防止することが可能である。

また、車両に搭載されたバッテリーの電圧が基準値以上か否かを判定し、車両に搭載されたバッテリーの電圧が基準値未満であると判定された場合、ワイパーを作動させないようにするので、バッテリー残量が低下しているにもかかわらずワイパーを作動させてバッテリー上がりになってしまうといったことを防止することができる。

また、車両は、充電設備からの給電を受けて車両に搭載されたバッテリーを充電する機能を備えており、充電設備からの給電を受けてバッテリーの充電中であるか否かを判定し、充電設備からの給電を受けてバッテリーの充電中であると判定された場合、ワイパーを作動させたときに払拭されるウィンドガラス面を過熱するヒータ１５に加熱を指示するので、バッテリー上がりになってしまうことなく、より効率的に除雪を行うことが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々なる形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、本ワイパー制御装置１を、バッテリーの充電が可能なプラグインハイブリッド車両に搭載した例を示したが、例えば、電気自動車に搭載するように構成してもよい。また、エンジンを動力源として使用する車両に搭載するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ１０２にて、積雪センサ１１より出力される信号に基づいて車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた期間（例えば、５秒）以上、予め定められた基準値を超えているか否かを判定するようにしたが、車両のワイパーアーム２０にかかる積雪による荷重が、予め定められた基準値を超えているか否かを判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ１０４にて、自車が位置する地域の気象状況が降雪となっているか否かを判定するようにしたが、Ｓ１０４の判定を省略するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ１０６にて、走行用の動力源として使用するモータに電力を供給するバッテリーを充電中か否かを判定し、バッテリーを充電中であると判定した場合に、Ｓ１０８にて、ヒータ１５加熱を指示するようにしたが、Ｓ１０６、Ｓ１０８の処理を省略するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ１１２にて、バッテリー電圧が基準値以上か否かを判定し、バッテリー電圧が基準値未満の場合には、バッテリー上がりを防止するため、ワイパー動作指示を行わないように構成したが、バッテリー電圧が基準値以上か否かに関係なく、ワイパー動作指示を行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、Ｓ１１０にて、ワイパーアーム２０が１回往復動作するように、ワイパーモータ１４を駆動させるように構成したが、ワイパーアーム２０が複数回往復動作するように、ワイパーモータ１４を駆動させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号を出力する例として、雪積の重みでワイパーアーム２０とワイパーブレード２１の接合部が停止位置より下方向に変位し、ワイパーアーム２０に設けられた突起部２０ａにより積雪センサ１１の受圧部１１ａが押圧され、積雪センサ１１からワイパーアームの停止位置からの変位量に応じた信号が出力されるようにした構成を示したが、このような構成例に限定されるものではなく、別の手法を用いて、車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号を出力するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、フロントガラスに設けられたワイパーを制御するワイパー制御装置として説明したが、フロントガラスに設けられたワイパーに限定されるものではない。

なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、積雪センサ１１が積雪荷重検出手段に相当し、Ｓ１０２が積雪荷重判定手段に相当し、Ｓ１１０がワイパー動作指示手段に相当し、通信部１３が通信手段に相当し、Ｓ１０４が降雪判定手段に相当し、Ｓ１１２がバッテリー電圧判定手段に相当し、Ｓ１０６が充電判定手段に相当し、ヒータ１５が加熱手段に相当し、Ｓ１０８が加熱指示手段に相当する。

１ ワイパー制御装置
１０ ユーザ操作部
１１ 積雪センサ
１２ 充電制御部
１３ 通信部
１４ ワイパーモータ
１５ ヒータ
１６ 制御部

Claims (6)

1. 車両のワイパーアームにかかる積雪による荷重に応じた信号を出力する積雪荷重検出手段と、
   前記積雪による荷重に応じた信号に基づいて前記積雪による荷重が予め定められた基準値を超過しているか否かを判定する積雪荷重判定手段と、
   前記積雪による荷重が予め定められた基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示するワイパー動作指示手段と、を備えたことを特徴とするワイパー制御装置。
2. 前記積雪荷重判定手段は、前記積雪による荷重に応じた信号に基づいて前記積雪による荷重が予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超過しているか否かを判定し、
   前記ワイパー動作指示手段は、前記積雪による荷重に応じた信号に基づいて前記積雪による荷重が予め定められた期間以上、予め定められた基準値を超過していると判定された場合、ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示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. 前記積雪荷重検出手段は、前記積雪による前記ワイパーアームの停止位置からの変位量に応じた信号を出力するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のワイパー制御装置。
4. 通信手段を介して前記車両が位置する地域の気象情報を取得し、当該気象情報に基づいて前記車両が位置する地域の天候が降雪であるか否かを判定する降雪判定手段を備え、
   前記ワイパー動作指示手段は、前記車両への積雪による荷重が予め定められた基準値を超過した状態が、予め定められた期間以上継続したと判定され、かつ、前記降雪判定手段により前記車両が位置する地域の天候が降雪であると判定された場合、前記ワイパーを作動させるようにワイパー駆動手段に指示することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のワイパー制御装置。
5. 前記車両に搭載されたバッテリーの電圧が基準値以上か否かを判定するバッテリー電圧判定手段を備え、
   前記バッテリー電圧判定手段により前記車両に搭載されたバッテリーの電圧が基準値未満であると判定された場合、前記ワイパーを作動させないようにすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のワイパー制御装置。
6. 前記車両は、充電設備からの給電を受けて前記車両に搭載されたバッテリーを充電する機能を備えており、
   前記充電設備からの給電を受けてバッテリーの充電中であるか否かを判定する充電判定手段と、
   前記ワイパーを作動させたときに払拭されるウィンドガラス面を過熱する加熱手段と、
   前記充電判定手段により前記充電設備からの給電を受けてバッテリーの充電中であると判定された場合、前記加熱手段に加熱を指示する加熱指示手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のワイパー制御装置。

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