JP2015068805A - レーザレーダ装置 - Google Patents

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智史 廣田
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Abstract

【課題】適切なタイミングでワイパー動作を制御する。【解決手段】投光部は、車両の車内よりガラス面を介して、車外の所定の照射領域にパルス状の光を投光し、受光部は、投光部に対して略水平方向に所定の距離の位置に設置され、ガラス面から所定範囲における物体によって投光部により投光された光が反射されることによる反射波を、ガラス面を介して受光する。そして、制御部は、受光部により検出される受光レベルに基づいて、物体の量が所定レベル以上である場合、ワイパーの急速動作を指令し、ワイパー動作制御部は、物体の量が所定レベル以上であることが検出されてから、ワイパーの作動を開始させるまでの待ち時間が経過した後に、ワイパーを急速動作させる制御を行う。本技術は、例えば、レーザレーダ装置に適用できる。【選択図】図１１

Description

本開示は、レーザレーダ装置に関し、特に、適切なタイミングでワイパー動作を制御することができるようにしたレーザレーダ装置に関する。
従来、車両に搭載されたレーダ装置が、走行方向や追い越し車線などの車両、または物体の距離を検知して、検知された距離に応じて車両の動作を制御する技術が一般に普及してきている。
レーダ装置の原理は、投光部より光を監視領域に投光し、監視領域内の物体により反射される反射光を受光し、投光したタイミングと、受光したタイミングとから物体までの距離を求めるというものである。例えば、特許文献１には、検知実行範囲を適宜設定することで、検知すべき範囲内に存在する物標に関する物標情報を効率良く求めることが可能な車載レーザレーダ装置が開示されている。
また、近年、車両のガラス面に付着した雨滴の反射光のレベルに基づいて雨滴の量を検出し、一定量を超えた雨滴が検出されると自動的にワイパーを動作させるオートワイパー機能を備えるレインセンサが車両に搭載されている。また、レインセンサとして、雨滴の反射光のレベルを検出する他、風防であるフロントガラス表面に付着した水滴をカメラ画像などで検出して、ワイパーを自動的に制御する技術が開発されている。
特開２０１２−２４２２１８号公報
しかしながら、上述したようなレインセンサでは、雨滴がガラス面に付着するまでは雨滴を検出することができない構成であるため、ワイパーの動作を開始させるタイミングが遅れてしまうことがあった。このため、例えば、トラックが横を通過して大量の水を跳ね上げた場合に、効果的に水を拭くように制御することは困難であった。また、大量の水でガラス面が一様に濡れると雨滴を検出することができないことや、検出が遅延することが発生していた。そこで、例えば、ガラス面に衝突する雨滴を事前に検出し、適切なタイミングでワイパー動作を制御することが求められている。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、適切なタイミングでワイパー動作を制御することができるようにするものである。
本開示の一側面のレーザレーダ装置は、車両の車内よりガラス面を介して、車外の所定の照射領域にパルス状の光を投光する投光部と、前記投光部に対して略水平方向に所定の距離の位置に設置され、前記ガラス面から所定範囲における物体によって前記投光部により投光された光が反射されることによる反射波を、前記ガラス面を介して受光する受光部と、前記受光部により検出される受光レベルに基づいて、前記物体の量が所定レベル以上である場合、前記ガラス面を拭くワイパーの急速動作を指令する制御部と、前記物体の量が所定レベル以上であることが検出されてから、前記ワイパーの作動を開始させるまでの待ち時間が経過した後に、前記ワイパーを急速動作させる制御を行うワイパー動作制御部とを備える。
本開示の一側面においては、投光部により、車両の車内よりガラス面を介して、車外の所定の照射領域にパルス状の光が投光され、投光部に対して略水平方向に所定の距離の位置に設置される受光部により、ガラス面から所定範囲における物体によって投光部により投光された光が反射されることによる反射波が、ガラス面を介して受光される。そして、制御部により、受光部により検出される受光レベルに基づいて、物体の量が所定レベル以上である場合、ワイパーの急速動作が指令され、ワイパー動作制御部により、物体の量が所定レベル以上であることが検出されてから、ワイパーの作動を開始させるまでの待ち時間が経過した後に、ワイパーを急速動作させる制御が行われる。
本開示の一側面によれば、適切なタイミングでワイパー動作を制御することができる。
本発明のレーザレーダを適用した車両の外観構成例を示す図である。 図１のレーザレーダ装置を前方上部から見た時の外観斜視図である。 レーザレーダ装置を前方上部から見た時の外観斜視図である。 図２のレーザレーダ装置の図中向かって左側面の断面図である。 レーザレーダ装置の正面図である。 投光部、受光部、および雨滴センサの配置を示す上面図である。 投光部、受光部、および雨滴センサの配置を示す右側面拡大図である。 投光部、受光部、および雨滴センサの配置を示す右側面拡大図である。 図２のレーザレーダ装置を搭載する車両のシステム構成を説明する機能ブロック図である。 図２のレーザレーダ装置の機能を実現する構成例を説明する機能ブロック図である。 雨滴センサの構成例について説明する機能ブロック図である。 雨滴センサの検出範囲について説明する図である。 雨滴検出ワイパー制御処理を説明するフローチャートである。 雨滴検出処理を説明するフローチャートである。 雨滴と判断することについて説明する図である。 動作開始判定処理を説明するフローチャートである。 動作レベル判定処理を説明するフローチャートである。 動作停止判定処理を説明するフローチャートである。 急速動作処理を説明するフローチャートである。 間歇時間調整処理を説明するフローチャートである。 雨量評価処理を説明するフローチャートである。 ワイパー動作制御処理を説明するフローチャートである。 汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
［レーザレーダ装置の構成例］
図１は、本発明のレーザレーダ装置を搭載した車両の外観構成例を示す図である。図１の車両１１は、フロントガラス２１の内側（車内）であって、図示せぬルームミラーの裏側の位置に、レーザレーダ装置２２を搭載している。レーザレーダ装置２２は、車両１１の前方の監視領域に対して光を投光し、監視領域内に存在する物体により反射されてくる反射光を受光する。そして、レーザレーダ装置２２は、光を投光したタイミングと、反射光を受光したタイミングとから物体までの距離を測定する。尚、図１においては、レーザレーダ装置２２は、フロントガラス２１の内側であって図示せぬルームミラーの裏側の位置に搭載される例について示されているが、車内であって光が外部に投光受光可能なガラス面の内側であれば、フロントガラス２１の内側に限らず、リアガラスやサイドガラスの内側に設置されるようにしてもよいものである。
図２乃至図８は、レーザレーダ装置２２の構成例を示した図である。より詳細には、図２は、レーザレーダ装置２２を前方上部から見た時の外観斜視図であり、図３は、図２のレーザレーダ装置２２におけるカバー４１を外したときの投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３の配置を示す斜視図である。また、図４は、図２のレーザレーダ装置２２の図２に対して向かって左側面の断面図である。さらに、図５は、図３の雨滴センサ５３を正面とした、雨滴センサ５３の周辺の拡大図であり、図６は、図３の投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３の配置を示す上面図である。また、図７，図８は、それぞれ図３の投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３の配置を示す図の、図３の右側面からの拡大図、および左側面からの拡大図である。
レーザレーダ装置２２の外観構成は、カバー４１により投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３が覆われており、それぞれの投光部５１の投光用の開口部、受光部５２の受光用の開口部、および雨滴センサ５３の雨滴検知用の開口部のみが開いた構成とされる。レーザレーダ装置２２の監視領域は、図２の図中手前方向であり、このため、投光部５１は、図中手前方向に対して光を発生して投光し、受光部５２は、投光部５１により投光された光のうち、図中手前方向に対して存在する物体により反射される反射光を受光する。また、図３で示されるように、投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３は、基板７１を介して電気的に接続されている。さらに、投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３は、フレーム７２により固定されており、車両の振動などにより、相互の位置関係が変化しない構成とされている。
また、雨滴センサ５３は、例えば、投光部５１からパルス状に投光されるレーザが、フロントガラス２１よりも前方の所定の範囲における雨滴などに反射することによる反射光の受光に基づいて雨滴の量を検出する。そして、雨滴センサ５３は、検出された雨滴の量に基づいて、例えば、図示しないワイパーの駆動を制御する。なお、雨滴センサ５３の構成については、図１１を参照して後述する。尚、この実施例では、投光部５１と受光部５２の間の空間に、雨滴センサ５３を配置する構成としているが、雨滴センサ５３の代わりに、カメラや日射センサなどを前記空間に備えた構成とすることもできる。
さらに、図２，図３，図５，図６で示されるように、投光部５１、受光部５２、および雨滴センサ５３は、進行方向から見て水平方向に対して略一列に配置されているため、レーザレーダ装置２２の縦方向の厚さを薄く構成することが可能となる。結果として、レーザレーダ装置２２は、フロントガラス２１において、ルームミラーとフロントガラス２１との間に設置することが可能となり、ドライバの視界を妨げる領域を最小とすることができるので、視界を広く確保することが可能となる。
また、図２，図３，図６乃至図８で示されるように、雨滴センサ５３が最も前方にせり出して設けられ、次いで投光部５１が前方に設けられ、受光部５２が最も後方に設けられている。このような構成により、投光部５１により投光された光が、受光部５２に直接受光し難くなるので、受光部５２により投光部５１で投光された光が直接受光されることで発生するノイズを低減させることが可能となる。また、雨滴センサ５３の存在する位置が投光部５１と受光部５２との間仕切りとなり、投光部５１により投光された光のうち、フロントガラス２１により反射されて受光部５２に直接受光される光を遮光することが可能となり、結果として、投光部５１から投光された光が受光部５２により直接受光されることで生じるノイズを低減させることが可能となる。
さらに、投光部５１から監視領域を見た時の左側の端部に沿った左側面（図中の右側面）には、遮光壁４２が設けられている。遮光壁４２は、投光部５１が投光した光の、投光部５１から見た監視領域の左側の限界からなる側面（図中の右側面）よりも左方向（図中の右方向）に進もうとする散乱光、または何らかの影響によりフロントガラス２１などに反射して、監視領域の左側の限界からなる側面よりも左側に進もうとする反射光を遮光、または反射する。
また、投光部５１から監視領域を見た時の右側の端部に沿った右側面（図中の左側面）には、遮光壁４４が設けられている。遮光壁４４は、投光部５１が投光した光の、投光部５１から見た監視領域の右側の限界からなる側面（図中の左側面）よりも右方向（図中の左方向）に進もうとする散乱光、または何らかの影響によりフロントガラス２１などに反射して、監視領域の右側の限界からなる側面よりも右側に進もうとする反射光を遮光、または反射する。
さらに、投光部５１から監視領域を見た時の下側の端部の面に沿って、遮光底４３が設けられている。遮光底４３は、投光部５１が投光した光の、投光部５１から見た監視領域の下側の限界となる面に構成されており、投光部５１から投光された光のうち、フロントガラス２１により反射された光を監視領域の存在する方向に反射、または遮光する。すなわち、遮光底４３は、図２の手前方向に対して下方向に傾斜した面から構成されているため、投光部５１より投光された光のうち、フロントガラス２１により反射されて、遮光底４３に入射してくる光が存在しても、監視領域の存在する前方に反射するため、受光部５２がフロントガラス２１により反射された光を直接受光することを防止することができる。
受光部５２から監視領域を見た時の左側の端部に沿った左側面（図中の右側面）には、遮光壁４５が設けられている。遮光壁４５は、受光部５２が監視領域に存在する物体より反射される光の、受光部５２から見た監視領域の左側の限界からなる側面（図中の右側面）よりも左から（図中の右から）受光される恐れのある散乱光、または何らかの影響によりフロントガラス２１などに反射して、監視領域の左側面から受光される可能性のある反射光を遮光する。
また、受光部５２から監視領域を見た時の右側の端部に沿った右側面（図中の左側面）には、遮光壁４７が設けられている。遮光壁４７は、受光部５２が監視領域に存在する物体より反射される光の、受光部５２から見た監視領域の右側の限界からなる側面（図中の左側面）よりも右から（図中の左から）受光される恐れのある散乱光、または何らかの影響によりフロントガラス２１などに反射して、監視領域の右側面から受光される可能性のある反射光を遮光する。
さらに、受光部５２から監視領域を見た時の下側の端部の面に沿って、遮光底４６が設けられている。遮光底４６は、受光部５２から見た監視領域の下側の限界となる面に構成されており、監視領域の存在する方向から入射してくる反射光のみを受光部５２に受光させる。すなわち、遮光底４６は、図２の手前方向に対して下方向に傾斜した面から構成されているため、監視領域に存在する物体から反射されて、遮光底４６に入射してくる光が存在しても、反射させることにより受光部５２で受光させることが可能となる。
すなわち、投光部５１より光を投光する開口部より前面部には、塵取り状に光を遮光、または反射する遮光壁４２，４４、および遮光底４３が設けられることにより、投光部５１より投光された光を、監視領域にのみ確実に投光させるようにすることが可能となる。
また、受光部５２より光を受光する開口部より前面部には、塵取り状に光を遮光する遮光壁４５，４７、および遮光底４６が設けられることにより、投光部５１より投光された光のうち、監視領域に存在する物体によって反射された光のみを確実に受光させるようにすることが可能となる。
結果として、投光部５１より投光された光が、直接受光部５２に受光されてしまうことにより生じるノイズを低減させることが可能となる。
さらに、図２，図４で示されるように、遮光壁４２，４４，４５，４７のフロントガラス２１との当接面４２ａ，４４ａ，４５ａ，４７ａ、および、遮光底４３，４６のフロントガラス２１との当接面４３ａ，４６ａは、いずれもフロントガラス２１に対して略平行する面として構成されている。このため、レーザレーダ装置２２の本体は、フロントガラス２１に対して密着した状態で図示せぬルームミラーの裏側であって、フロントガラス２１の内側に設置することが可能となる。
この結果、遮光壁４２，４４、および遮光底４３は、確実に投光部５１より投光された光を監視領域に対してのみ投光させることが可能となる。同様に、遮光壁４５，４７、および遮光底４６は、投光部５１より投光された光のうち、監視領域に存在する物体から反射される光のみを受光部５２に受光させることが可能となる。そして、これらが組み合わされることにより、投光部５１より投光される光が監視領域にのみ確実に投光され、かつ、受光部５２により監視領域に存在する物体から反射される光のみを受光させることが可能となるので、受光部５２において、投光部５１より投光される光が直接受光されることにより生じてしまうノイズを低減させることが可能となり、適切に物体までの距離を測定することが可能となる。
図６で示されるように、投光部５１には、レーザ光を発生するレーザダイオードＬＤからなる投光回路９２、および投光回路９２により発生されたレーザ光を、複数の方向毎の平行光に変換する投光光学系９１が設けられている。
［レーザレーダ装置を含む車両システムの構成例］
次に、図９を参照して、レーザレーダ装置２２を含めた車両１１（を構成する車両システム）の構成例について説明する。尚、レーザレーダ装置２２の構成については、図１０を参照して詳細に後述するものとし、図９の説明においては、その説明は省略するものとする。
車両１１は、レーザレーダ装置２２、警報出力装置２０１、トランスミッション制御装置２０２、ブレーキ制御装置２０３、ステアリング制御装置２０４、ボディ制御装置２０５、パワートレイン制御装置２０６、シートベルト制御装置２１１、エアバッグ制御装置２１２、ドアロック制御装置２１３、およびパワーシート制御装置２１４を備えている。
警報出力装置２０１は、レーザレーダ装置２２からの警報情報に基づいて、図示せぬディスプレイによる画像、図示せぬスピーカによる音声、または図示せぬ警告ランプの点灯などにより警報情報を出力する。すなわち、例えば、レーザレーダ装置２２により、検視領域内で物体（先行車両、障害物、歩行者等を含む）が検出されて、衝突や接触などの危険が発生する可能性が予見されて、対応する警報情報が供給されると、警報情報に対応する警報を出力することにより、ドライバに危険の発生が予見されていることを図示せぬディスプレイによる画像、図示せぬスピーカによる音声、または図示せぬ警告ランプの点灯などによりドライバに警告する。このような処理により、ドライバは、車両走行時において、衝突などの危険が発生する可能性がある場合、事前に認識することが可能となるので、衝突回避行動や衝撃軽減措置を取ることが可能となる。
トランスミッション制御装置２０２は、ドライバが操作する図示せぬパドルシフトやギアシフトノブに基づいて、図示せぬトランスミッションを制御する。また、トランスミッション制御装置２０２は、レーザレーダ装置２２より供給されてくる情報に基づいて、図示せぬトランスミッションを制御する。先行車に追従するように走行するクルーズコントロールなどが指示されているような場合、トランスミッション制御装置２０２は、例えば、レーザレーダ装置２２により先行車が検出されて、検出された先行車と所定の距離を維持し、先行車との距離に応じた制御情報が供給されると、ブレーキ制御装置２０３、およびパワートレイン制御装置２０６と協働して、車両の速度を加速、または減速させるのに必要とされる状態にトランスミッションを制御する。
このような処理により、所定の距離を維持して先行車に追従するようなクルーズコントロールが指定されている場合、先行車との距離が設定された距離よりも離れたときには、加速に必要なギア比となるようにトランスミッションが制御される。逆に、先行車との距離が設定された距離よりも近づいたときには、ブレーキ制御装置２０３と協働して、減速するようにエンジンブレーキとして必要な状態にトランスミッションが制御される。結果として、先行車と適切な距離が状態を維持したまま走行することが可能となる。
ブレーキ制御装置２０３は、ドライバが操作する図示せぬブレーキペダルの動作に応じてブレーキの動作を制御する。また、ブレーキ制御装置２０３は、レーザレーダ装置２２により供給されてくるブレーキ制御情報に基づいてブレーキの動作を制御する。すなわち、レーザレーダ装置２２により検出された物体（先行車両、障害物、歩行者等を含む）までの距離の情報に基づいて、図示せぬブレーキを制御するブレーキ制御情報が供給されると、ブレーキ制御装置２０３は、ブレーキ制御情報に応じてブレーキの動作を制御する。例えば、ブレーキ制御装置２０３は、レーザレーダ装置２２により物体までの距離の情報に基づいて、先行車との衝突の可能性が高いと判定されるとき、緊急停止をするのに必要なブレーキ制御情報が供給されてくると、図示せぬブレーキを制御して減速、または停止させる。このような処理により、ドライバが衝突に際してパニック状態になるようなことがあっても、衝突が発生する直前に衝撃を軽減、または防止することが可能となる。
ステアリング制御装置２０４は、レーザレーダ装置２２より供給されてくるステアリング制御情報に基づいて、図示せぬステアリングの舵角を制御する。ステアリング制御装置２０４は、レーザレーダ装置２２からの物体までの距離の情報に基づいて、例えば、先行車との衝突の可能性が高いと判定され、緊急ブレーキを動作させるようなブレーキ制御情報が供給されるとき、車両１１の図示せぬステアリングの舵角を読み取り、緊急ブレーキを動作させた際、今現在の車両１１の速度、（図示せぬ加速度センサによる）車体の移動方向などからスピンの可能性を判定し、スピンを防止するようにステアリングの舵角を制御する。このような処理により、緊急ブレーキを動作させても、車両１１のスピンを防止して、安全に停止させることが可能となる。
ボディ制御装置２０５は、図示せぬイグニッションボタンの動作、または、イグニッションキーの操作などに基づいて、車両１１が動作状態であるか否かを判定し、動作状態が検出されたとき、動作開始信号をレーザレーダ装置２２に供給する。また、ボディ制御装置２０５は、レーザレーダ装置２２より供給されるボディ制御情報に基づいて、図示せぬシートベルトの巻き取りを制御するシートベルト制御装置２１１、図示せぬエアバッグの動作を制御するエアバッグ制御装置２１２、図示せぬドアロックを制御するドアロック制御装置２１３、および図示せぬパワーシートを制御するパワーシート制御装置２１４を制御する。ボディ制御装置２０５は、レーザレーダ装置２２からの物体までの距離の情報に基づいて、例えば、先行車との衝突の可能性が高いと判定され、対応するボディ制御情報が供給されてくる場合、ボディ制御情報に基づいて、シートベルト制御装置２１１を制御して、図示せぬシートベルトを巻き取るように制御させると共に、エアバッグ制御装置２１２を制御して、衝突時の適切なタイミングで、図示せぬエアバッグを動作させる。また、このとき、ボディ制御装置２０５は、ドアロック制御装置２１３を制御して、衝突時の適切なタイミングで、車両１１の図示せぬドアロックを施錠すると共に、その後、今現在の車両１１の速度に基づいて、（図示せぬ加速度センサによる）車体の移動がなく、かつ、図示せぬエンジンの停止を検出したとき、ドアロックを開錠させる。さらに、ボディ制御装置２０５は、パワーシート制御装置２１４を制御して、衝突時の適切なタイミングで、図示せぬパワーシートを動作させて、図示せぬエアバッグが動作した際に搭乗者に掛かる衝撃が適切に軽減される位置に動作させると共に、図示せぬエンジンの停止を検出したとき、パワーシートを動作させて、搭乗者が安全に車両１１から避難できるようにする。
このような処理により、衝突が発生しても、図示せぬシートベルト、エアバッグ、およびパワーシートの動作により搭乗者に加えられる負荷を軽減させることが可能になる。また、衝突事故が発生したタイミングにおいては、施錠されることでドアの解放を防止することができるので、ドライバを含めた搭乗者が車両１１のドアが解放されて飛び出されるといったことを防止することが可能になる。さらに、車両１１が停止した後には、開錠されることでドアを解放することができるので、速やかな避難、または救助が可能となる。
パワートレイン制御装置２０６は、レーザレーダ装置２２からのパワートレイン制御情報に基づいて、図示せぬエンジン、またはモータなどのパワートレインの回転速度を制御する。パワートレイン制御装置２０６は、レーザレーダ装置２２からの物体までの距離の情報に基づいて、例えば、先行車との衝突の可能性が高いと判定されて、対応するパワートレイン制御情報が供給された場合、パワートレインの回転速度を減速させて衝突の衝撃を軽減させる。このような処理により、ドライバが衝突に際してパニック状態になるようなことがあっても、衝撃を軽減することが可能となる。
［レーザレーダ装置の構成例］
次に、図１０を参照して、レーザレーダ装置２２の構成例について説明する。
レーザレーダ装置２２は、投光部５１、受光部５２、制御部２３１、物体検出部２３２、周囲状態判定部２３３、外部通知判定部２３４、および結果出力部２３５を備えている。
制御部２３１は、図示せぬ速度計測装置より供給される自車速度、イグニッションボタン、またはイグニッションキーの動作状態に応じた動作開始信号、および図示せぬモーションセンサなどにより検出される車両の動作状態に基づいて走行中であるか否かを示す走行中信号に基づいて投光部５１、および物体検出部２３２の動作を制御する。
また、制御部２３１は、投光部５１に対して投光に必要な電力を充電させることを指示する充電制御信号を発生することにより投光部５１に対して電力の充電を指示し、発光させるタイミングを、発光制御信号を発生することにより制御する。
さらに、制御部２３１は、物体検出部２３２に対して、物体検出の開始を指示する受光測定開始信号、距離インデックスカウントの開始タイミングを示す距離インデックススタート信号、および距離インデックスカウントを供給し、物体検出部２３２の動作を制御する。
物体検出部２３２は、制御部２３１からの受光測定開始信号、距離インデックススタート信号、および距離インデックスカウントに基づいて、受光部５２より供給されてくる受光信号の方向毎の物体の距離を示すピーク情報を生成し、周囲状態判定部２３３に供給する。
周囲状態判定部２３３は、グループ化部２３３ａ、ピークグループリストメモリ２３３ｂ、追跡部２３３ｃ、および高さ検出部２３３ｄを備えている。周囲状態判定部２３３は、グループ化部２３３ａを制御して、方向毎の物体の距離を示すピーク情報を方向と距離に基づいてグループ化し、ピークグループリストを生成して、ピークグループリストメモリ２３３ｂに記憶させる。このピークグループリストは、今回と前回のリストから構成されており、周囲状態判定部２３３は、追跡部２３３ｃ、および高さ検出部２３３ｄを制御して、前回のピークグループリストに基づいて、今回のピークグループリストを完成させる。
外部通知判定部２３４は、周囲状態判定部２３３におけるピークグループリストメモリ２３３ｂに記憶されているピークグループリストを取得して、警報出力装置２０１、トランスミッション制御装置２０２、ブレーキ制御装置２０３、ステアリング制御装置２０４、ボディ制御装置２０５、およびパワートレイン制御装置２０６といった外部装置への通知が必要であるか否かを判定し、判定結果に基づいて結果出力部２３５に対して通知を指示する。
結果出力部２３５は、外部通知判定部２３４からの判定結果に基づいて各種の外部装置に対して各種の通知を出力する。
［雨滴センサの構成例］
次に、図１１を参照して、雨滴センサ５３の構成例について説明する。
雨滴センサ５３は、雨滴センサ用受光部５０１、判定処理部５０２、外部通信部５０３、ワイパー動作制御部５０４、および雨滴センサ制御部５０５を備えている。また、車両１１は、図９を参照して説明したボディ制御装置２０５の他、ワイパースイッチ５１１、およびワイパー駆動部５１２を備えている。なお、図１１では、レーザレーダ装置２２を構成する機能ブロックのうち、投光部５１以外の図示は省略されている。
雨滴センサ用受光部５０１は、例えば、受光量が比較的に小さい領域において、その受光量に応じた信号を出力するＡＰＤ（Avalanche Photodiode：アバランシェフォトダイオード）を有して構成される。そして、雨滴センサ用受光部５０１は、投光部５１からパルス状に投光されるレーザの反射波を受光し、受光した光量を示す受光レベルを判定処理部５０２および雨滴センサ制御部５０５に供給する。
判定処理部５０２は、動作開始判定部５２１、動作レベル判定部５２２、および動作停止判定部５２３を有しており、雨滴センサ５３がワイパーを動作させるのに必要となる各種の判定処理を行う。動作開始判定部５２１は、ワイパーの動作を開始させるか否かを判定する動作開始判定処理を行う。動作レベル判定部５２２は、ワイパーの動作モードを動作レベルに基づいて判定する動作レベル判定処理を行う。動作停止判定部５２３は、ワイパーの動作を停止させるか否かを判定する動作停止判定処理を行う。
外部通信部５０３は、雨滴センサ制御部５０５および判定処理部５０２が外部と通信する際の処理を行う。例えば、外部通信部５０３は、ボディ制御装置２０５と通信を行ってワイパースイッチ５１１の状態（オン／オフ）を取得し、雨滴センサ制御部５０５に対して通知する。また、外部通信部５０３は、判定処理部５０２における判定結果を、ボディ制御装置２０５に通知する。
ワイパー動作制御部５０４は、雨滴センサ制御部５０５における処理結果、および、判定処理部５０２における判定結果に基づいて、ワイパー駆動部５１２に対する制御を行って、ワイパーの動作を制御する。
雨滴センサ制御部５０５は、雨滴センサ用受光部５０１から供給される受光レベルに基づいた各種の処理、例えば、後述する図１３の雨滴検出ワイパー制御処理、図１４の雨滴検出処理、および図２１の雨量評価処理を行う。そして、雨滴センサ制御部５０５は、それらの処理による処理結果を判定処理部５０２およびワイパー動作制御部５０４に供給する。
ワイパー駆動部５１２は、ワイパー動作制御部５０４による制御に従って、図示しないワイパーを駆動する。
ワイパースイッチ５１１は、例えば、ワイパーの駆動を手動でオン／オフする際にドライバにより操作される。
図１２を参照して、雨滴センサ５３の検出範囲について説明する。
図１２には、投光部５１により投光されるレーザの照射範囲、および、雨滴センサ５３の雨滴センサ用受光部５０１が反射波を検知することができる検知視野が破線により示されている。そして、照射範囲および検知視野が重なる領域が検出範囲となる。検出範囲は、投光部５１の光軸に対する雨滴センサ用受光部５０１の向きを調整することにより適切に設定することができ、例えば、車両１１のフロントガラス２１より前方の所定範囲（具体的にはフロントガラス２１から数ｃｍから１ｍ程度の範囲）に設定される。
従って、雨滴センサ５３は、フロントガラス２１よりも前方の所定範囲にある雨滴を検出すること、即ち、雨滴がフロントガラス２１に衝突する前に、雨滴を検出することができる。
［レーザレーダ装置による雨滴検出ワイパー制御処理］
次に、図１３のフローチャートを参照して、雨滴センサ５３による雨滴検出ワイパー制御処理について説明する。
例えば、動作開始信号に基づいてイグニッションがオンにされて車両１１が走行可能な状態になると処理が開始され、ステップＳ１１において、雨滴センサ制御部５０５は、車両１１のワイパーを自動的に動作させるオートワイパー機能がオンであるか否かを判定する。
ステップＳ１１において、雨滴センサ制御部５０５が、オートワイパー機能がオンであると判定した場合、処理はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、図１２に示したような検出範囲における雨滴を検出する雨滴検出処理（後述の図１４に示すフローチャートの処理）が行われ、雨滴検出処理の処理後、処理はステップＳ１３に進む。例えば、雨滴検出処理では、雨滴センサ用受光部５０１から出力される受光レベルに基づいて、雨滴の反射波があった場合には、雨滴が検出されたことを示す検出結果が取得される。
ステップＳ１３において、雨滴センサ制御部５０５は、ワイパーが作動中であるか否かを判定する。
ステップＳ１３において、雨滴センサ制御部５０５が、ワイパーが作動中でないと判定した場合、処理はステップＳ１４に進み、雨滴センサ制御部５０５は、ステップＳ１２の雨滴検出処理で取得された検出結果が、雨滴が検出されたことを示しているか否かを判定する。
ステップＳ１４において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴が検出されたことを示していると判定した場合、処理はステップＳ１５に進む。即ち、この場合、ワイパーが作動中でないにもかかわらず、雨滴が検出されたことになる。従って、ステップＳ１５では、ワイパーの動作を開始させるか否かを判定する動作開始判定処理（後述の図１６に示すフローチャートの処理）が行われる。
一方、ステップＳ１３において、雨滴センサ制御部５０５が、ワイパーが作動中であると判定した場合、処理はステップＳ１６に進み、雨滴センサ制御部５０５は、ステップＳ１２の雨滴検出処理で取得された検出結果が、雨滴が検出されたことを示しているか否かを判定する。
ステップＳ１６において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴が検出されたことを示していないと判定した場合、処理はステップＳ１７に進む。即ち、この場合、ワイパーが作動中であるときに、雨滴が検出されなくなったことになる。従って、ステップＳ１７では、ワイパーの動作を停止させるか否かを判定する動作停止判定処理（後述の図１８に示すフローチャートの処理）が行われる。
一方、ステップＳ１６において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴が検出されたと判定した場合、処理はステップＳ１８に進む。即ち、この場合、ワイパーの作動中に、雨滴が検出されたことになる。そこで、ステップＳ１８では、検出範囲において検出された雨滴に基づいて雨量を評価する雨量評価処理（後述の図２１に示すフローチャートの処理）が行われ、雨量評価処理の処理後、処理はステップＳ１９に進む。
ステップＳ１９において、ステップＳ１８の雨量評価処理における雨量の評価結果に基づいて、ワイパーの動作モードを動作レベルに基づいて判定する動作レベル判定処理（後述の図１７に示すフローチャートの処理）が行われる。
そして、ステップＳ１５の動作開始判定処理、ステップＳ１７の動作停止判定処理、および、ステップＳ１９の動作レベル判定処理の処理後、処理はステップＳ２１に進む。また、ステップＳ１１において、雨滴センサ制御部５０５が、オートワイパー機能がオンでないと判定した場合、処理はステップＳ２０に進み、ステップＳ２０において、雨滴センサ制御部５０５が、ワイパーが作動中であると判定した場合にも、処理はステップＳ２１に進む。
ステップＳ２１において、ワイパーの動作を制御するワイパー動作制御処理（後述の図２２に示すフローチャートの処理）が行われ、ワイパー動作制御処理の処理後、処理はステップＳ２２に進む。また、ステップＳ１４で雨滴が検出されていないと判定された場合にも、処理はステップＳ２２に進む。さらに、ステップＳ２０においてワイパーが作動中であるか否かが判定され、ワイパーが作動中でないと判定された場合にも、処理はステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２において、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴検出ワイパー制御処理を終了するか否かを判定し、雨滴検出ワイパー制御処理を終了しないと判定した場合、処理はステップＳ１１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。一方、ステップＳ２２において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴検出ワイパー制御処理を終了すると判定した場合、雨滴検出ワイパー制御処理は終了される。
次に、図１４は、図１３のステップＳ１２で実行される雨滴検出処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ３１において、雨滴センサ制御部５０５は、フロントガラス２１付近の所定範囲に繰り返しパルス状のレーザを投光するように、投光部５１に対する制御を行い、これに応じて、投光部５１は、レーザを投光する。
ステップＳ３２において、雨滴センサ用受光部５０１は、ステップＳ３１で投光されたレーザの反射波を受光して、受光した反射波の受光レベルを、雨滴センサ用受光部５０１および判定処理部５０２に供給する。
ステップＳ３３において、雨滴センサ制御部５０５は、ステップＳ３２で雨滴センサ用受光部５０１から供給された受光レベルが、雨滴による反射波であると判断することが可能な境界を示す値として予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。
ステップＳ３３において、雨滴センサ制御部５０５が、受光レベルが閾値以上でないと判定した場合、処理はステップＳ３４に進む。即ち、この場合、雨滴センサ用受光部５０１は反射波を検出しているが、その受光レベルは、雨滴による反射波を受光したときに検出される受光レベルに到達していないということである。そこで、ステップＳ３４において、雨滴センサ制御部５０５は、ステップＳ３２で雨滴センサ用受光部５０１から供給された受光レベルに基づいて、背景ノイズのレベルを計算する。
一方、ステップＳ３３において、雨滴センサ制御部５０５が、受光レベルが閾値以上であると判定した場合、処理はステップＳ３５に進む。ステップＳ３５において、雨滴センサ制御部５０５は、今回の雨滴検出処理で雨滴センサ用受光部５０１において検出された受光レベルは、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示す受光レベル結果を記憶する。
ステップＳ３６において、雨滴センサ制御部５０５は、車両１１のドライブモードが降雪の中での運転に適したモードである降雪モードに設定されているか否かを判定する。例えば、車両１１では、ドライバが、図示しない操作部を操作して車両１１のドライブモードを設定することができる。ステップＳ３６において、雨滴センサ制御部５０５が、車両１１のドライブモードが降雪モードに設定されていないと判定した場合、処理はステップＳ３７に進む。
ステップＳ３７において、雨滴センサ制御部５０５は、前回の雨滴検出処理における受光レベル結果が、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示しているか否かを判定する。
ステップＳ３７において、雨滴センサ制御部５０５が、前回の雨滴検出処理における受光レベル結果が、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示していないと判定した場合、処理はステップＳ３８に進む。また、ステップＳ３６において、車両１１のドライブモードが降雪モードに設定されていると判定された場合にも、処理はステップＳ３８に進む。
ステップＳ３８において、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴センサ用受光部５０１において検出された受光レベルは、雨滴による反射波によるものであると判断する。これに従い、雨滴検出処理における雨滴の検出結果として、雨滴が検出されたことを示す検出結果が取得される。
一方、ステップＳ３７において、雨滴センサ制御部５０５が、前回の雨滴検出処理における受光レベル結果が、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示していると判定した場合、処理はステップＳ３９に進む。
ステップＳ３９において、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴センサ用受光部５０１において検出された受光レベルは、ダストによる反射波によるものであると判断する。
ステップＳ３４、ステップＳ３８、またはステップＳ３９の処理後、雨滴検出処理は終了し、処理は図１３のステップＳ１３に戻る。なお、ステップＳ３４において、背景ノイズのレベルが計算された場合、または、ステップＳ３９において、受光レベルは、ダストによる反射によるものであると判断された場合、雨滴検出処理における雨滴の検出結果として、雨滴が検出されなかったことを示すことになる。
以上のように、雨滴検出処理では、フロントガラス２１の内側から投光部５１によりパルス状にレーザを繰り返し発光し、雨滴センサ用受光部５０１が、反射波を受光して受光レベルを計測する。
これにより、雨滴センサ５３は、個々の雨粒を検出することができ、例えば、大量の水でガラス面が一様に濡れた状態であっても、雨滴を確実に検出することができる。また、雨滴センサ５３は、雨粒がガラスに付着する前に検出することができ、雨滴の検出が遅延するようなことを回避することができる。
ここで、図１５を参照して、雨滴と判断する処理について説明する。
レーザレーダ方式では、空気中を浮遊するダストや虫からの反射光が検出されることがあり、それらのダストや虫からの反射光が検出されたこのときにワイパーを作動させることは望ましくない。雨滴は重力に従って落下するため、図１５に示すように、１秒間に約4.9ｍ落下する。
従って、レーザレーダ装置２２では、雨滴が落下する方向に沿った検出範囲を調整することにより、１つの雨滴が１回だけ検出されるようにすることができる。そのため、図１４のステップＳ３７において、雨滴センサ制御部５０５が、前回の雨滴検出処理における受光レベル結果が、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示していると判定した場合には、同様の受光レベルが連続して検出されていることより、空気中を浮遊するダストであると判断される。
また、図１４のステップＳ３７において、雨滴センサ制御部５０５が、前回の雨滴検出処理における受光レベル結果が、雨滴による反射波を雨滴センサ用受光部５０１が受光したときに検出される受光レベルであることを示していないと判定した場合には、同様の受光レベルが連続して検出されていないことより、落下する雨滴が１回だけ検出されたと判断される。
ところで、風雪時における個々の雪片はダストと同様に検出される。そこで、車両１１のドライブモードが降雪モードに設定されていると判定された場合には、雨滴センサ制御部５０５は、ダストと判断されることを回避して、雨滴と判断することができる。
また、図１５Ａに示すように、車両１１の車速が０である場合と、車両１１の車速が０でない場合とで、フロントガラス２１に向かってくる雨滴の方向は異なっている。そのため、同一の検出範囲を通過しても、図１５Ｂに示すように、雨滴がフロントガラス２１に衝突する位置が異なることとなる。そこで、雨滴センサ５３では、例えば、雨滴を検出してからワイパーの動作を開始させるまでの時間を、車両１１の車速に基づいて調整することで、雨滴がフロントガラス２１に衝突してから拭くのに適したタイミングで、ワイパーの動作を制御することができる。
次に、図１６は、図１３のステップＳ１５で実行される動作開始判定処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ４１において、動作開始判定部５２１は、例えば、雨滴センサ制御部５０５を介して図示せぬ速度計測装置より供給される自車速度に基づいて、車両１１が停車中であるか否かを判定する。
ステップＳ４１において、図１１の動作開始判定部５２１が、車両１１が停車中でないと判定した場合、つまり車両１１の自車速度が０以上である場合、処理はステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２において、動作開始判定部５２１は、ワイパー動作を開始する際の動作モードを判断するための動作モード判断情報が急速動作レベル以上であるか否かを判定する。ここで、動作モード判断情報は、例えば、図１４を参照して上述した雨滴検出処理において検出される受光レベルに基づいたものである。
ステップＳ４２において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が急速動作レベル以上であると判定した場合、処理はステップＳ４３に進む。ステップＳ４３において、動作開始判定部５２１は、動作開始判定処理における判定結果として、ワイパーの急速動作を開始することを決定する。
一方、ステップＳ４２において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が急速動作レベル以上でない（即ち、急速動作レベル未満である）と判定した場合、処理はステップＳ４４に進む。ステップＳ４４において、動作開始判定部５２１は、動作モード判断情報が動作開始レベル以上であるか否かを判定し、動作モード判断情報が動作開始レベル以上であると判定した場合、処理はステップＳ４５に進む。
ステップＳ４５において、動作開始判定部５２１は、所定時間以上、動作モード判断情報が動作開始レベル以上である状態が継続したか否かを判定し、所定時間以上、動作モード判断情報が動作開始レベル以上である状態が継続したと判定した場合、処理はステップＳ４６に進む。ステップＳ４６において、動作開始判定部５２１は、動作モード判断情報が高速動作レベルであるか否かを判定する。
ステップＳ４６において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が高速動作レベルであると判定した場合、処理はステップＳ４７に進む。ステップＳ４７において、動作開始判定部５２１は、動作開始判定処理における判定結果として、ワイパーの高速動作を開始することを決定する。
一方、ステップＳ４６において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が高速動作レベルでないと判定した場合、処理はステップＳ４８に進む。ステップＳ４８において、動作開始判定部５２１は、動作モード判断情報が通常動作レベルであるか否かを判定する。
ステップＳ４８において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が通常動作レベルであると判定した場合、処理はステップＳ４９に進む。ステップＳ４９において、動作開始判定部５２１は、動作開始判定処理における判定結果として、ワイパーの通常動作を開始することを決定する。
一方、ステップＳ４８において、動作開始判定部５２１が、動作モード判断情報が通常動作レベルでないと判定した場合、処理はステップＳ５０に進む。ステップＳ５０において、動作開始判定部５２１は、動作開始判定処理における判定結果として、ワイパーの間歇動作を開始することを決定する。
そして、ステップＳ４３、ステップＳ４７、ステップＳ４９、またはステップＳ５０において、動作開始判定処理における判定結果が決定されると動作開始判断処理は終了し、処理は図１３のステップＳ２１に戻る。
また、ステップＳ４１で車両１１が停車中である（即ち、車両１１の自車速度が０である）と判定された場合、ステップＳ４４で動作モード判断情報が動作開始レベル以上でないと判定された場合、または、ステップＳ４５で所定時間以上、動作モード判断情報が動作開始レベル以上である状態が継続していないと判定された場合にも、動作開始判断処理は終了し、処理は図１３のステップＳ２１に戻る。なお、これらの場合、動作開始判定処理における判定結果は、ワイパーの動作を開始しないことを示すことになる。
以上のように、動作開始判定処理では、動作モード判断情報に基づいて、ワイパー動作を開始する際の動作モード（急速動作、高速動作、通常動作、または間歇動作）を示す判定結果が決定される。
また、人が雑巾でフロントガラス２１を拭こうとしたときには、大量の水が飛散したときと類似する反射光が雨滴センサ用受光部５０１により検出される。そのような状態を検出したときにワイパーの動作を開始させること回避するため、動作開始判定処理では、車両１１の速度が０のときには、ワイパーの動作を開始しないように制御する。
また、動作開始判定処理では、所定時間以上、動作モード判断情報が動作開始レベル以上である状態が継続した場合に、いずれかの動作モードでワイパーの動作を開始するような制御が行われる。一方、動作モード判断情報が動作開始レベル未満である場合、または、所定時間以上、動作モード判断情報が動作開始レベル以上である状態が継続しなかった場合には、ワイパーの動作を開始しないような制御が行われる。
次に、図１７は、図１３のステップＳ１９で実行される動作レベル判定処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ６１において、図１１の動作レベル判定部５２２は、図１３のステップＳ１８における雨量評価処理（後述する図２１のフローチャートの処理）で取得される雨量の評価結果に基づいて、雨量の評価結果が急速動作レベル以上であるか否かを判定する。
ステップＳ６１において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が急速動作レベル以上であると判定した場合、処理はステップＳ６２に進む。ステップＳ６２において、動作レベル判定部５２２は、動作レベル判定処理における判定結果として、ワイパーの急速動作を指令することを決定する。
一方、ステップＳ６１において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が急速動作レベル以上でない（即ち、急速動作レベル未満である）と判定した場合、処理はステップＳ６３に進む。
ステップＳ６３において、動作レベル判定部５２２は、雨量の評価結果が高速動作レベルの範囲内であるか否かを判定する。
ステップＳ６３において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が高速動作レベルの範囲内であると判定した場合、処理はステップＳ６４に進む。ステップＳ６４において、動作レベル判定部５２２は、動作レベル判定処理における判定結果として、ワイパーの高速動作を行うことを決定する。
一方、ステップＳ６３において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が高速動作レベルの範囲内でない（即ち、高速動作レベルの範囲外である）と判定した場合、処理はステップＳ６５に進む。
ステップＳ６５において、動作レベル判定部５２２は、雨量の評価結果が通常動作レベルの範囲内であるか否かを判定する。
ステップＳ６５において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が通常動作レベルの範囲内であると判定した場合、処理はステップＳ６６に進む。ステップＳ６６において、動作レベル判定部５２２は、動作レベル判定処理における判定結果として、ワイパーの通常動作を行うことを決定する。
一方、ステップＳ６５において、動作レベル判定部５２２が、雨量の評価結果が通常動作レベルの範囲内でない（即ち、通常動作レベルの範囲外である）と判定した場合、処理はステップＳ６７に進む。ステップＳ６７において、動作レベル判定部５２２は、動作レベル判定処理における判定結果として、ワイパーの間歇動作を行うことを決定する。
ステップＳ６８において、図１１のワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの間歇動作を行うことが決定されたのに応じて、ワイパーの間歇動作においてワイパーの動作が停止して待機状態となっている時間である間歇時間を調整する間歇時間調整処理（後述の図２０に示すフローチャートの処理）を行う。
そして、ステップＳ６２、ステップＳ６４、またはステップＳ６６において、動作レベル判定処理における判定結果が決定されると動作レベル判定処理は終了し、処理は図１３のステップＳ２１に戻る。または、ステップＳ６７で動作レベル判定処理における判定結果が決定された後、ステップＳ６８の間歇時間調整処理が終了すると動作レベル判定処理は終了し、処理は図１３のステップＳ２１に戻る。
以上のように、動作レベル判定処理では、雨量の評価結果に基づいて、ワイパーの動作モード（急速動作、高速動作、通常動作、または間歇動作）を示す判定結果が決定される。例えば、動作停止判定処理では、短い時間に大量の雨粒からの反射波が検出されたときには、ワイパーに急速動作をさせるための指令を出力することで、例えば、トラックが横を通過して大量の水を跳ね上げた場合に、効果的に水を拭くように制御することができる。
次に、図１８は、図１３のステップＳ１７で実行される動作停止判定処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ７１において、図１１の動作停止判定部５２３は、図１３のステップＳ１２における雨滴検出処理における雨滴の検出結果に基づいて、雨滴の反射が検出されていない期間が所定時間以上となったか否かを判定する。
ステップＳ７１において、動作停止判定部５２３が、雨滴の反射が検出されていない期間が所定時間以上となっていないと判定した場合、処理はステップＳ７２に進む。ステップＳ７２において、動作停止判定部５２３は、動作停止判定処理における判定結果として、現在のワイパーの動作モードで動作を継続することを決定する。
一方、ステップＳ７１において、動作停止判定部５２３が、雨滴の反射が検出されていない期間が所定時間以上となったと判定した場合、処理はステップＳ７３に進み、動作停止判定部５２３は、ワイパーが間歇動作中であるか否かを判定する。
ステップＳ７３において、動作停止判定部５２３が、ワイパーが間歇動作中でないと判定した場合、即ち、現在のワイパーの動作モードが間歇動作以外である場合、処理はステップＳ７４に進む。ステップＳ７４において、動作停止判定部５２３は、動作停止判定処理における判定結果として、ワイパーの間歇動作を行うこと、即ち、ワイパーの動作モードを間歇動作にすることを決定する。
一方、ステップＳ７３において、動作停止判定部５２３が、ワイパーが間歇動作中であると判定した場合、処理はステップＳ７５に進み、動作停止判定部５２３は、ワイパーが間歇動作を行うタイミングである間歇動作タイミングになったか否かを判定する。
ステップＳ７５において、動作停止判定部５２３が、間歇動作タイミングになっていないと判定した場合、処理はステップＳ７２に進む。ステップＳ７２において、動作停止判定部５２３は、動作停止判定処理における判定結果として、現在のワイパーの動作モードで動作を継続すること、即ち、ワイパーの間歇動作を継続することを決定する。
一方、ステップＳ７５において、動作停止判定部５２３が、間歇動作タイミングになったと判定した場合、処理はステップＳ７６に進み、動作停止判定部５２３は、雨滴の反射波が検出されたか否かを判定する。
ステップＳ７６において、動作停止判定部５２３が、雨滴の反射波が検出されたと判定した場合、処理はステップＳ７２に進む。ステップＳ７２において、動作停止判定部５２３は、動作停止判定処理における判定結果として、現在のワイパーの動作モードで動作を継続すること、即ち、ワイパーの間歇動作を継続することを決定する。
一方、ステップＳ７６において、動作停止判定部５２３が、雨滴の反射波が検出されていないと判定した場合、処理はステップＳ７７に進む。ステップＳ７７において、動作停止判定部５２３は、動作停止判定処理における判定結果として、ワイパーの動作を停止することを決定する。
そして、ステップＳ７２、ステップＳ７４、またはステップＳ７７において、動作停止判定処理における判定結果が決定された後、動作停止判定処理は終了し、処理は図１３のステップＳ２１に戻る。
次に、図１９は、図１６のステップＳ４３でワイパーの急速動作を開始する判定結果が決定された場合、または、図１７のステップＳ６２でワイパーの急速動作を指令する判定結果が決定された場合において、ワイパー駆動部５１２が行う急速動作処理を説明するフローチャートである。なお、急速動作処理は、図１３の雨滴検出ワイパー制御処理とは別タスクで処理される。
ステップＳ８１において、ワイパー駆動部５１２は、ワイパーを急速に動作させるまでの待ち時間を算出する。例えば、待ち時間は、雨滴がフロントガラス２１に衝突するまでの時間から、ワイパーにより雨滴を拭くまでの時間を減算することにより求められる。なお、このように求められる待ち時間がマイナスとなるときには、ワイパー駆動部５１２は、待ち時間を０とする。
ステップＳ８２において、ワイパー駆動部５１２は、ステップＳ８１で算出した待ち時間が終了したか否かを判定し、待ち時間が終了したと判定されるまで処理を待機する。
ステップＳ８２において、待ち時間が終了したと判定された場合、処理はステップＳ８３に進み、ワイパー駆動部５１２は、ワイパーの駆動を制御して急速動作を行わせ、急速動作処理は終了する。
以上のように、車両１１では、ワイパーを急速動作させる際に、上述したように求められる待ち時間に従ってワイパーの動作を遅延させるような制御が行われる。これにより、適切なタイミングでワイパー動作を制御すること、つまり、フロントガラス２１が濡れた後で拭くようにワイパー動作を制御することができる。さらに、雨滴センサ５３では、車両１１の走行速度とワイパーの動作開始遅れ時間とに基づいて、ワイパーの動作を遅延させること、つまり動作を開始するタイミングを決定することで、最適な動作タイミングでワイパーを動作させることができる。
次に、図２０は、図１７のステップＳ６８で実行される間歇時間調整処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ９１において、ワイパー動作制御部５０４は、図１３のステップＳ１２における雨滴検出処理における雨滴の検出結果に基づいて、雨滴検出処理で検出される雨滴の反射波が急速に増加したか否かを判定する。
ステップＳ９１において、ワイパー動作制御部５０４が、雨滴検出処理で検出される雨滴の反射波が急速に増加したと判定した場合、処理はステップＳ９２に進む。ステップＳ９２において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの間歇動作における間歇時間を、増加した雨滴の反射波に応じた時間に設定する。
一方、ステップＳ９１において、ワイパー動作制御部５０４が、雨滴検出処理で検出される雨滴の反射波が急速に増加していないと判定した場合、処理はステップＳ９３に進み、ワイパー動作制御部５０４は、雨滴検出処理で検出される雨滴の反射波の平均値を計算する。
ステップＳ９４において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの間歇動作における間歇時間を、ステップＳ９３で算出した反射波の平均値に応じた時間に設定する。
そして、ステップＳ９２またはステップＳ９４において、ワイパーの間歇動作における間歇時間が設定された後、間歇時間調整処理は終了する。
次に、図２１は、図１３のステップＳ１８で実行される雨量評価処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ１０１において、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴センサ用受光部５０１から供給される受光レベルの変動量に基づいて、雨滴を計数することができるか否かを判定する。例えば、雨滴センサ制御部５０５は、受光レベルの変動量が多い場合には、雨滴を計数することができると判定する。
ステップＳ１０１において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴を計数することができないと判定した場合、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴センサ用受光部５０１から供給される受光レベルに基づいて、雨滴の反射波の平均で雨量を計算し、算出される雨量を、雨量評価処理における評価結果として取得する。
一方、ステップＳ１０１において、雨滴センサ制御部５０５が、雨滴を計数することができると判定した場合、処理はステップＳ１０３に進み、雨滴センサ制御部５０５は、雨量が所定量よりも多いか否かを判定する。例えば、雨滴センサ制御部５０５は、雨滴の反射波のピークが、所定の閾値よりも大きい場合には、雨量が所定量以上であると判定する。
ステップＳ１０３において、雨滴センサ制御部５０５が、雨量が所定量よりも多いと判定した場合、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４において、雨滴センサ制御部５０５は、所定時間の間に検出した雨滴の個数と、雨滴の反射波の大きさとに応じた雨量を、雨量評価処理における評価結果として取得する。
一方、ステップＳ１０３において、雨滴センサ制御部５０５が、雨量が所定量よりも多くない（即ち、所定量以下である）と判定した場合、処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、雨滴センサ制御部５０５は、ワイパーの間歇動作の間隔を決定する雨量パラメータを計算し、雨量評価処理における評価結果として取得する。
ステップＳ１０２、ステップＳ１０４、またはステップＳ１０５の処理後、処理はステップＳ１０６に進み、雨滴センサ制御部５０５は、車両１１の自車速度に基づいて衝突雨量を補正する。例えば、レーザレーダ装置２２におけるレーザの投受光範囲の厚さが大きい場合には、衝突雨量を補正する必要がある。
ステップＳ１０６の処理後、雨量評価処理は終了し、処理は図１３のステップＳ１９に戻る。
以上のように、雨量評価処理では、雨滴を１個ずつ検出することで、雨滴の大きさに比例する反射波が検出されることより、所定期間（例えば、１秒間）に検出される雨滴の個数と反射光の強度から雨量を計算することができる。また、雨量評価処理では、例えば、雨滴が細かく、雨量が多い場合には平均的に反射波のレベルが高くなることより、反射波の平均レベルから雨量を計算することができる。
次に、図２２は、図１３のステップＳ２１で実行されるワイパー動作制御処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ１１１において、ワイパー動作制御部５０４は、図１３のステップＳ１５の動作開始判定処理における判定結果に従って、ワイパー動作を開始するか否かを判定する。
ステップＳ１１１において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパー動作を開始すると判定した場合、処理はステップＳ１１２に進み、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの急速動作を行うか否かを判定する。例えば、ワイパー動作制御部５０４は、図１６の動作開始判定処理における判定結果がワイパーの急速動作を開始することを示す場合、または、図１７の動作レベル判定処理における判定結果がワイパーの急速動作を指令することを示す場合、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの急速動作を行うと判定する。
ステップＳ１１２において、ワイパー動作制御部５０４がワイパーの急速動作を行うと判定した場合、処理はステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーを急速動作にするようにワイパー駆動部５１２に対する制御を行う。
一方、ステップＳ１１２において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーの急速動作を行わないと判定した場合、処理はステップＳ１１４に進み、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの高速動作を行うか否かを判定する。例えば、図１６の動作開始判定処理における判定結果がワイパーの高速動作を開始することを示す場合、または、図１７の動作レベル判定処理における判定結果がワイパーの高速動作を行うことを示す場合、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの高速動作を行うと判定する。
ステップＳ１１４において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーの高速動作を行うと判定した場合、処理はステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの動作速度を高速にするようにワイパー駆動部５１２に対する制御を行う。
一方、ステップＳ１１４において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーの高速動作を行わないと判定した場合、処理はステップＳ１１６に進み、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの通常動作を行うか否かを判定する。例えば、図１６の動作開始判定処理における判定結果がワイパーの通常動作を開始することを示す場合、または、図１７の動作レベル判定処理における判定結果がワイパーの通常動作を行うことを示す場合、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの通常動作を行うと判定する。
ステップＳ１１６において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーの通常動作を行うと判定した場合、処理はステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの動作速度を通常にするようにワイパー駆動部５１２に対する制御を行う。
一方、ステップＳ１１８において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーの通常動作を行わないと判定した場合、処理はステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーの間歇動作を行うようにワイパー駆動部５１２に対する制御を行う。
ステップＳ１１５、ステップＳ１１７、またはステップＳ１１８の処理後、処理はステップＳ１１９に進み、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーが待機状態であるか否かを判定する。
ステップＳ１１９において、ワイパー動作制御部５０４が、ワイパーが待機状態でないと判定した場合、処理はステップＳ１２０に進む。また、ステップＳ１１３の処理後にも、処理はステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０において、ワイパー動作制御部５０４は、ワイパーが動作中であるか否かを判定し、ワイパーが動作中でないと判定した場合、処理はステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１において、ワイパー駆動部５１２は、ステップＳ１１３、ステップＳ１１５、ステップＳ１１７、またはステップＳ１１８のいずれかにおけるワイパー動作制御部５０４からの制御に従って、ワイパーの動作を開始する。
ステップＳ１２１の処理においてワイパーの動作が開始されると、ワイパー動作制御処理は終了される。また、ステップＳ１１１においてワイパー動作を開始しないと判定された場合、ステップＳ１１９において、ワイパーが待機状態であると判定された場合、または、ステップＳ１２０においてワイパーが動作中であると判定された場合にも、ワイパー動作制御処理は終了される。
以上のように、ワイパー動作制御部５０４は、図１６の動作開始判定処理における判定結果、または、図１７の動作レベル判定処理における判定結果に基づいて、適切な動作モードとなるようにワイパーの動作を制御することができる。
ところで、上述した一連の処理は、その全てをハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
図３８は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)３０２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。
入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。
CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM３０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
１１ 車両
２１ フロントガラス
２２ レーザレーダ装置
４１ カバー
４２ 遮光壁，４２ａ 当接面
４３ 遮光底
４４，４５ 遮光壁，４４ａ，４５ａ 当接面
４６ 遮光底，４６ａ 当接面
４７ 遮光壁
５１ 投光部
５２ 受光部
５３ 雨滴センサ
７１ 基板
７２ フレーム
２０１ 警報出力装置
２０２ トランスミッション制御装置
２０３ ブレーキ制御装置
２０４ ステアリング制御装置
２０５ ボディ制御装置
２０６ パワートレイン制御装置
２１１ シートベルト制御装置
２１２ エアバッグ制御装置
２１３ ドアロック制御装置
２１４ パワーシート制御装置
２３１ 制御部
２３２ 物体検出部
２３３ 周囲状態判定部
２３３ａ グループ化部
２３３ｂ ピークグループリストメモリ
２３３ｃ 追跡部
２３３ｄ 高さ検出部
２３４ 外部通知判定部
２３５ 結果出力部
５０１ 雨滴センサ用受光部
５０２ 判定処理部
５０３ 外部通信部
５０４ ワイパー動作制御部
５０５ 雨滴センサ制御部
５１１ ワイパースイッチ
５１２ ワイパー駆動部
５２１ 動作開始判定部
５２２ 動作レベル判定部
５２３ 動作停止判定部

Claims (5)

  1. 車両の車内よりガラス面を介して、車外の所定の照射領域にパルス状の光を投光する投光部と、
    前記投光部に対して略水平方向に所定の距離の位置に設置され、前記ガラス面から所定範囲における物体によって前記投光部により投光された光が反射されることによる反射波を、前記ガラス面を介して受光する受光部と、
    前記受光部により検出される受光レベルに基づいて、前記物体の量が所定レベル以上である場合、前記ガラス面を拭くワイパーの急速動作を指令する制御部と、
    前記物体の量が所定レベル以上であることが検出されてから、前記ワイパーの作動を開始させるまでの待ち時間が経過した後に、前記ワイパーを急速動作させる制御を行うワイパー動作制御部と
    を備えるレーザレーダ装置。
  2. 前記車両が停車中であると判定された場合に、前記ワイパーが動作を開始することを回避する判定処理を行う動作開始判定部
    をさらに備える請求項１に記載のレーザレーダ装置。
  3. 前記制御部は、前記受光部により検出される受光レベルが、前記投光部により投光された光が雨滴により反射されたことによる反射波であると判断することができる所定の閾値以上であれば、所定の閾値以上である受光レベルを記憶し、パルス状に投光される光による前回の受光レベルが所定の閾値以上でない場合、前記物体が雨滴であると判断する
    請求項１に記載のレーザレーダ装置。
  4. 前記制御部は、前記車両のドライブモードが降雪モードに設定されているとき、前記受光部により検出される受光レベルが、前記投光部により投光された光が雨滴により反射されたことによる反射波であると判断することができる所定の閾値以上である場合、前記物体が雨滴であると判断する
    請求項１に記載のレーザレーダ装置。
  5. 前記制御部は、前記物体が雨滴であると判断した場合、前記受光部により検出される受光レベルに基づいて雨量を評価し、
    前記制御部による雨量の評価結果に基づいて、前記ワイパーの動作レベルを判定する動作レベル判定部
    をさらに備える請求項３または４に記載のレーザレーダ装置。
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