JP2015182750A - ワイパー制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前方障害物の有無に応じてワイパーを適切なタイミングで作動させることが可能なワイパー制御装置を提供する。
【解決手段】ワイパー制御装置３は、フロントガラス１外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出する雨滴状態検出部３２と、自車両Ｖの前方障害物を検出するミリ波レーダ１３と、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴状態を示すパラメータの値がワイパー作動判定値を超えた場合に、ワイパー１１を自動的に作動させるワイパー制御部３５と、を有し、ワイパー制御部３５は、ミリ波レーダ１３によって障害物が検出された場合には、ミリ波レーダ１３によって障害物が検出されなかった場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ワイパー制御装置に係わり、特に、ワイパーを自動的に制御するワイパー制御装置に関する。

従来から、フロントガラス外面に付着した雨滴量などを検出して、ワイパーの作動タイミングや払拭速度などを自動的に制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、ワイパーを自動的に制御する技術に関して、自車両が障害物と衝突する可能性がある場合に、障害物が存在する方向にワイパーを自動的に作動させて、ドライバに警報することが開示されている。その他にも、本発明に関連する技術が特許文献２に開示されている。

特開２００９−１０７４９４号公報 特開２００８−１５５７０８号公報

ところで、雨天時において前方に障害物が存在する場合には、フロントガラスに付着した雨滴により前方障害物の視認性が悪化することを抑制するために、ワイパーを速やかに自動的に作動させて、雨滴を早期に払拭することが望ましいと考えられる。これに対して、前方に障害物が存在しない場合には、そのようにワイパーを速やかに作動させなくてもよいと考えられる。ドライバによっては、ワイパーを自動的に作動させると煩わしさを感じる場合があることから、雨天時にワイパーを速やかに作動させることが最良であるとは限らないのである。なお、特許文献１及び２のいずれにも、前方障害物の有無に応じてワイパーの作動タイミングを制御することについては何ら開示されていない。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、前方障害物の有無に応じてワイパーを適切なタイミングで作動させることが可能なワイパー制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両のワイパーを自動的に制御するワイパー制御装置であって、フロントガラス外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出する雨滴検出手段と、自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、雨滴検出手段によって検出された雨滴状態を示すパラメータの値がワイパー作動判定値を超えた場合に、ワイパーを自動的に作動させるワイパー制御手段と、を有し、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくする、ことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ワイパー制御手段が、ワイパーを作動させるか否かを判定するために雨滴状態を示すパラメータに対して用いるワイパー作動判定値を、前方障害物が存在する場合に前方障害物が存在しない場合よりも小さくするので、雨天時に前方障害物が存在する場合に、ワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭して、フロントガラスに付着した雨滴による前方障害物の視認性の悪化を適切に抑制することができる。つまり、前方障害物の視認性を早期に確保することができる。
また、本発明においては、前方障害物が存在する場合にのみ、ワイパーの作動タイミングを早めるようにワイパー作動判定値を小さくするので、つまりワイパーの作動タイミングを無駄に早めるようなことはしないので、ワイパーを自動的に作動させた場合にドライバに与える煩わしさを適切に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、更に、雨滴検出手段によって検出された雨滴状態に基づいて、フロントガラスを通したドライバの有効視野を推定する有効視野推定手段を有し、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって検出された障害物が有効視野外に位置する場合には、障害物検出手段によって検出された障害物が有効視野内に位置する場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくする。
このように構成された本発明においては、前方障害物が有効視野外に位置する場合に、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりもワイパー作動判定値を小さくするので、雨天時に前方障害物が有効視野外に位置する場合に、ワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭して、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保することができる。

本発明において、好ましくは、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすると共に、ワイパーを作動させたときの払拭速度を速くする制御及び／又は間欠時間を短くする制御を行う。
このように構成された本発明においては、前方障害物が検出されて、ワイパー作動判定値を小さくする場合に、ワイパーを作動させたときの払拭速度を速くする制御及び／又は間欠時間を短くする制御を行うので、フロントガラスに付着した雨滴を効果的に払拭して、前方障害物の視認性を確実に確保することができる。

本発明において、好ましくは、障害物検出手段によって障害物が検出された場合に、フロントガラス上で、且つワイパーの作動範囲に、この障害物に関する警報をヘッドアップディスプレイによって表示させる。
このように構成された本発明においては、ヘッドアップディスプレイは、前方障害物が存在する場合に、フロントガラス上で、且つワイパーの作動範囲に、その前方障害物に関する警報を表示させるが、この場合に、ワイパー制御手段がワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭するので、フロントガラスに付着した雨滴に起因する警報表示の視認性の悪化を適切に抑制することができる。したがって、本発明においては、ワイパーの作動によって、フロントガラスを通した前方視界を確保しつつ、ヘッドアップディスプレイによる警報表示の視認性を確保することができるので、前方障害物の存在をドライバに適切に気付かせることができる。

本発明のワイパー制御装置によれば、前方障害物の有無に応じてワイパーを適切なタイミングで作動させることができる。

本発明の実施形態による車両の斜視図である。 本発明の実施形態による車両の通信系統のブロック図である。 本発明の実施形態によるワイパー制御装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイによる表示を示す説明図である。 フロントガラスの雨滴検出原理の一例を示す説明図である。 雨滴付着率と雨滴検出手段の出力との相関関係の一例を示すグラフである。 雨滴状態による反応時間を検証する実験の説明図である。 妨害刺激の表示速度ごとの、目標刺激の表示位置（水平角度）と反応時間との関係を示すグラフである。 雨滴付着速度に対して有効視野サイズが対応付けられたマップである。 本発明の実施形態によるワイパー作動制御処理を示すフローチャートである。 有効視野サイズに対してワイパー作動判定値が対応付けられたマップである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるワイパー制御装置を説明する。

まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による車両の通信系統のブロック図であり、図３は、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の全体構成を示すブロック図である。
また、図１〜図３を用いた説明に際して、それに付随する図４〜図６も参照する。図４は、ヘッドアップディスプレイによる表示を示す説明図であり、図５は、フロントガラスの雨滴検出原理を示す説明図であり、図６は、雨滴付着率と雨滴検出手段の出力との相関関係を示すグラフである。

図１、図２に示すように、自車両Ｖは、フロントガラス１の外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出可能な雨滴検出手段、及びワイパー１１を自動的に作動させるワイパー制御手段としてのレインセンサ２や、自車両Ｖ周囲の障害物を検出可能な障害物検出手段としてのミリ波レーダ１３などを有しており、本発明の実施形態によるワイパー制御装置３は、そのようなレインセンサ２及びミリ波レーダ１３などによって構成される。

まず、自車両Ｖの基本的な通信系統について説明する。
図２に示すように、自動車Ｖは、ボディコントロールモジュール（Body Control Module：以下「ＢＣＭ」と呼ぶ。）４と、エンジンコントロールモジュール（Engine Control Module：以下「ＥＣＭ」と呼ぶ。）５と、ヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display：以下「ＨＵＤ」と呼ぶ。）８とを備え、これら各制御機構４、５、８はＣＡＮ（Controller Area Network）１０によって相互に送受信可能に接続されている。

図２、図３に示すように、ＢＣＭ４は、ワイパー１１やレインセンサ２などの複数の装置を総合制御可能に構成され、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と呼ぶ。）１２などを備えている。ワイパー１１は、ドライバがワイパースイッチ（図示せず）を手動操作することによってオートモード制御などの各モード制御を実行可能に構成されている。
マイコン１２は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵと、各種プログラムや制御係数などの各種データを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、ＥＣＭ５や複数のセンサなどから出力された各種データを書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）と、電源回路などを含んで構成され（何れも図示せず）、後述するマイコン３０から出力された制御信号を変換し、ワイパー１１へ送信する。

ＥＣＭ５は、複数のセンサ出力に基づいて、エンジンの点火機構、燃料噴射装置、吸排気系統、動弁機構、始動制御などを制御可能に構成されている（何れも図示せず）。このＥＣＭ５は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備え、ミリ波（例えば、７６ＧＨｚ）を進行方向前方に照射して反射電波を受信可能なミリ波レーダ１３、及び、ドライバに対して運転を支援するための情報をフロントガラス１に表示させるＨＵＤ８などに電気的に接続されている。

図１に示すように、ミリ波レーダ１３は、自車両Ｖの前方の障害物（例えば他車両や歩行者など）を検出可能なレーダ手段であり、例えば、自車両Ｖのフロントバンパーのエンブレムなどの後側において前方へ向けて取り付けられる。このミリ波レーダ１３は、障害物からの反射光を受光可能な受光器（図示せず）を備え、水平方向へ所定角度（例えば、０．１°）毎にスキャン可能に構成されている。なお、ミリ波レーダ１３の代わりに、上述した機能を有する種々のレーダを採用可能である。

図４に示すように、ＨＵＤ８は、ミリ波レーダ１３によって前方障害物が検出された場合に、その前方障害物に関する警報（符号６１参照）をフロントガラス１に表示させる。図４では、ＨＵＤ８によって「歩行者注意」という警報が表示された場合を例示している。また、ＨＵＤ８は、フロントガラス１上でのワイパー１１の作動範囲６２（つまりワイパー１１によりフロントガラス１に付着した雨滴を払拭可能な範囲）に、このような警報を表示させる。

図２に示すように、ＣＡＮ１０は、ＣＡＮバス１０ａによって各制御機構４、５、８を多重通信可能に接続し、フレーム（図示せず）単位でデータを送信するマルチマスター方式によってバスアクセス制御している。各フレームには、フレーム毎にアービトレーションＩＤと自車両Ｖの型式に対応した車両ＩＤが予め設定されており、アービトレーションＩＤが小さい程、フレームをＣＡＮバス１０ａに流すための優先順位が高くされている。
各制御機構４、５、８や各種センサから出力された通信信号は、フレームのデータフィールドに格納されてＣＡＮバス１０ａを介して夫々の送信先へ送信される。

次に、レインセンサ２について説明する。
図１〜図３に示すように、レインセンサ２は、ルームミラーの前方且つフロントガラス１の外面上端部分に設定された雨滴検出領域に対向した位置に着脱可能に装備されている。このレインセンサ２は、複数組（例えば、４組）の雨滴検出部２０と、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と呼ぶ。）３０などを備えている。

図３、図５に示すように、雨滴検出部２０は、投光部２２と、この投光部２２を制御する投光部制御部２３と、平行光レンズ２４と、集光レンズ２５と、受光部２６と、この受光部２６を制御する受光部制御部２７などを備えている。なお、４組の雨滴検出部２０は同じ構成であるため、１組の雨滴検出部２０について主に説明する。

投光部２２は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）によって形成され、赤外線αをフロントガラス１内面の雨滴検出領域に対応した部分へ照射可能に構成されている。
投光部制御部２３は、マイコン３０からの制御信号に基づいて投光部２２の作動タイミングや赤外線αの照射量（強度）などを制御可能に構成されている。
図５に示すように、平行光レンズ２４は、投光部２２側の面が凸状且つフロントガラス１側の面が平面状に形成され、投光部２２から照射された赤外線αの進行方向を拡散方向から平行方向に変更している。この平行光レンズ２４は、フロントガラス１外面に雨滴Ｗが付着していないとき、赤外線αがフロントガラス１の外側境界面から全反射されるように傾斜角度などが設定されている。

集光レンズ２５は、フロントガラス１側の面が凸状且つ受光部２６側の面が平面状に形成されている。フロントガラス１の外側境界面から反射した赤外線α又は雨滴Ｗの外側境界面から反射した赤外線α２は、何れも平行状に進行するため、集光レンズ２５は、これら平行状の赤外線α又はα２が受光部２６に集中するように赤外線α又はα２の進行方向を平行方向から集束方向に変更している。受光部２６は、受光素子（例えば、フォトダイオード）によって構成され、フロントガラス１の外側境界面と雨滴Ｗの外側境界面から反射された赤外線αとα２を検出可能に構成されている。受光部制御部２７は、マイコン３０からの制御信号に基づいて受光部２６の受光感度や焦点などを制御可能に構成され、受光部２６で検出された赤外線α又はα２の検出信号をマイコン３０へ出力している。

ここで、雨滴検出部２０の雨滴検出原理について簡単に説明する。
図５に示すように、フロントガラス１の親水特性と重力との影響によって雨滴Ｗは扁平状に形成されている。
平行光レンズ２４は、投光部２２から照射された赤外線αがフロントガラス１と外部空間との平面状外側境界面から全反射するように傾斜角度などが設定されているため、フロントガラス１の外側面に雨滴Ｗが付着していない部分では、投光部２２から照射された赤外線αはフロントガラス１を透過することなくフロントガラス１の外側境界面から全反射される。また、雨滴Ｗが滴下してフロントガラス１の外側面に扁平状の雨滴Ｗが付着している部分では、投光部２２から照射された赤外線αのうち、一部の赤外線α１がフロントガラス１と雨滴Ｗを透過するため、残りの赤外線α２（α−α１）が雨滴Ｗと外部空間との外側境界面から反射される。これにより、雨滴検出部２０は、フロントガラス１又は雨滴Ｗの外側面からの反射光である赤外線α又はα２の反射光量を検出する。

次に、マイコン３０について説明する。
マイコン３０は、雨滴検出部２０で検出された赤外線α又はα２の反射光量に基づいてフロントガラス１の外側面に付着した雨滴量を検出している。
図３に示すように、マイコン３０は、雨滴検出処理部３１と、雨滴状態検出部３２と、オートワイパー判断部３３と、有効視野推定部３４と、ワイパー制御部３５とを備えた制御基板によって構成されている。

雨滴検出処理部３１では、４組の受光部２６で受光した夫々の反射光の出力について平均出力を演算し、この平均出力を負に変換した値であって最小値を零に調整した値を出力ｘとして設定している。
図６に示すように、フロントガラス１への雨滴Ｗの付着率は出力ｘとほぼ比例関係が成立しているため、この相関関係に基づいて、雨滴状態検出部３２では、雨滴検出処理部３１で設定された出力ｘを付着率Ｘ（％）に変換している。
ここで、出力ｘから変換された雨滴検出部２０の付着率Ｘは、フロントガラス１における雨滴検出領域に付着した雨滴Ｗが存在しないとき、付着率０％に設定され、フロントガラス１における雨滴検出領域の全体に雨滴Ｗが付着したとき、付着率１００％になるように設定される。なお、図６において、所定雨滴付着率（例えば、１．０％）以下では、雨滴検出部２０の検出精度の関係上、出力ｘが出力されない。

雨滴状態検出部３２では、雨滴検出部２０の４組の受光部２６で受光した夫々の反射光の平均出力の減少傾向（減少幅）に基づいてフロントガラス１に付着した雨滴量と、所定時間（例えば、０．１〜１ｓｅｃ）における付着率Ｘの変化量ｄＸとを夫々演算している。この雨滴検出部２０の出力値に基づいて測定された雨滴量がレインセンサ２が検出した雨滴量に相当し、付着率Ｘを時間微分した変化量ｄＸが雨滴の付着速度に相当する。

オートワイパー判断部３３は、ユーザーがワイパースイッチを操作してオートモード制御が選択されたか否かを判定する。

有効視野推定部３４は、例えば雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴付着速度ｄＸに基づいて、フロントガラス１を通したドライバの有効視野を推定する。この有効視野については、詳細は後述する。

ワイパー制御部３５は、ドライバが選択したモード制御に応じてワイパー１１を制御する基本機能と、オートモード制御が選択されている場合において、雨滴状態検出部３２が検出した雨滴状態に基づいてワイパー１１を自動的に制御する自動制御機能とを備えている。例えば、ワイパー制御部３５は、オートモード制御選択時に、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴状態を示すパラメータの１つである付着率Ｘが、所定の判定値（ワイパー作動判定値）を超えた場合に、ワイパー１１を自動的に作動させる、つまりワイパー１１の動作を開始させる。また、ワイパー制御部３５は、オートモード制御選択時に、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴状態に基づいて、ワイパー１１の払拭速度及び／又は間欠時間を変化させる制御を行う。なお、本実施形態において、ワイパー制御部３５が行う制御内容については、詳細は後述する。

次に、図７〜図９を参照して、上述した有効視野について具体的に説明する。

図７は、雨滴状態による反応時間を検証する実験の説明図である。図７に示すように、ディスプレイ５０上に車両の進行方向に相当する被験者の注視点５１（例えば、数字）を表示し、前方障害物に相当する目標刺激５２（例えば、数字）を非定期的に表示し、雨滴に相当する円状の妨害刺激５３を所定の条件で表示する。被験者は、注視点５１を注視し、目標刺激５２を認識した時点で、押しボタン５４を押し、目標刺激５２の表示から押しボタン５４が操作されるまでの反応時間を計測した。この検証実験では、中心視野と周辺視野において雨滴が反応時間に与える影響を検証するために、目標刺激５２をディスプレイ５０上の種々の位置に表示させると共に、妨害刺激５３の表示速度（０、６．７、２０．０）を変化させている。

図８は、妨害刺激５３の表示速度ごとの、目標刺激５２の表示位置と反応時間との関係を示すグラフである。具体的には、図８は、妨害刺激５３の表示速度（０、６．７、２０．０）ごとに、目標刺激５２の表示位置に相当する水平角度［ｄｅｇ］に対する、目標刺激５２の反応時間［ｓｅｃ］を示している。この図の横軸では、中央に中心視野を示し、その両側に左側及び右側の周辺視野を示している。図８に示すように、中心視野では、妨害刺激５３の表示速度による反応時間の差は見られないが、周辺視野では、妨害刺激５３の表示速度が速くなると、反応時間が長くなることがわかる。

このような結果より、雨天時には、フロントガラス１を通したドライバの周辺視野での視認時間が中央視野と比べて長くなることが判明した。これは、人間の視野内に周囲の刺激と異なる特徴を持つ刺激が存在する場合、その刺激が目立ち（ポップアウトする）、人間の注意が引き付けられることにより、そのような刺激がない場合と同等の視認時間が確保される視野の範囲が狭まったからである。つまり、雨天時には、フロントガラス１に付着した雨滴にドライバの注意が引き付けられることにより、フロントガラス１に雨滴が付着していない場合と同等の視認時間が確保される視野の範囲が縮小したのである。
ここで、例えば、視野内の対象物に対する視認時間が所定時間以下となる視野の範囲が、有効視野として定義される。この所定時間には、例えば、中心視野での視認時間よりもある程度長い時間が用いられる。そのように有効視野を定義すると、雨天時には、雨天時でない場合（つまりフロントガラス１に雨滴が付着していない場合）に比して、有効視野が縮小することとなる。

上述したレインセンサ２のマイコン３０内の有効視野推定部３４は、フロントガラス１外面に付着した雨滴の雨滴状態に基づいて、このような有効視野を推定する。具体的には、有効視野推定部３４は、図９に示すようなマップを参照して、有効視野のサイズを取得する。図９に示すマップは、雨滴付着速度ｄＸに対して有効視野サイズ［ｍｍ］が対応付けらており、上述した検証実験などに基づいて事前に作成される。このマップによれば、雨滴付着速度ｄＸが大きくなるほど、小さな有効視野サイズが決定される。有効視野推定部３４は、このようなマップを参照して、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴付着速度ｄＸに対応する有効視野サイズを取得する。

次に、本実施形態において、レインセンサ２のマイコン３０内のワイパー制御部３５が行う、ワイパー１１を自動的に作動させる制御の概要について説明する。
本実施形態では、ワイパー制御部３５は、雨滴状態に基づいてワイパー１１を自動的に作動させるか否かを判定するためのワイパー作動判定値（例えば付着率Ｘに対して適用する判定値）を、前方障害物の有無に応じて変化させる。具体的には、ワイパー制御部３５は、前方障害物が存在する場合には、前方障害物が存在しない場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすることで、ワイパー１１の作動タイミングを早めるようにする。こうするのは、雨天時において前方に障害物が存在する場合には、フロントガラス１に付着した雨滴により前方障害物の視認性が悪化することを抑制するために、ワイパー１１を速やかに作動させて雨滴を払拭することにより、フロントガラス１を通した前方視界を早期に確保することが望ましいからである。

更に、本実施形態では、ワイパー制御部３５は、上述した有効視野にも応じて、ワイパー作動判定値を変化させる。具体的には、ワイパー制御部３５は、前方障害物が有効視野外に位置する場合には、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすることで、ワイパー１１の作動タイミングを早めるようにする。こうするのは、前方障害物が有効視野外に位置する場合には、前方障害物に対するドライバの視認が遅れるため、ワイパー１１を速やかに作動させて雨滴を払拭することにより、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保すべきだからである。

以上のように、本実施形態では、ワイパー制御部３５は、前方障害物の有無に応じてワイパー作動判定値を変化させると共に、前方障害物が存在する場合に、その前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させる。つまり、ワイパー制御部３５は、（１）前方障害物が存在し、且つ前方障害物が有効視野外に位置する場合と、（２）前方障害物が存在し、且つ前方障害物が有効視野内に位置する場合と、（３）前方障害物が存在しない場合とで、異なるワイパー作動判定値を用いる。以下では、（１）の場合に用いるワイパー作動判定値を「第１ワイパー作動判定値」と呼び、（２）の場合に用いるワイパー作動判定値を「第２ワイパー作動判定値」と呼び、（３）の場合に用いるワイパー作動判定値を「第３ワイパー作動判定値」と呼ぶ。これらのワイパー作動判定値の関係は、「第１ワイパー作動判定値＜第２ワイパー作動判定値＜第３ワイパー作動判定値」である。
例えば、第３ワイパー作動判定値は、一般的にドライバが雨滴状態に応じて手動でワイパー１１を作動させるタイミングなどを考慮して設定され、第１ワイパー作動判定値は、そのような第３ワイパー作動判定値から所定値ａ１を減じた値に設定され、第２ワイパー作動判定値は、そのような第３ワイパー作動判定値から所定値ａ２（ａ２＜ａ１）を減じた値に設定される。また、例えば、第１乃至３ワイパー作動判定値は、付着率Ｘを判定するために、付着率Ｘに相当する値［％］が用いられる。

次に、図１０を参照して、本発明の実施形態において、ワイパー制御部３５がワイパー１１を自動的に作動させるために行う制御処理について説明する。図１０は、本発明の実施形態によるワイパー作動制御処理を示すフローチャートである。なお、このワイパー作動制御処理は、オートモード制御が選択されている場合にのみ実行される。

まず、ステップＳ１において、ワイパー制御部３５は、雨滴検出部２０によって雨滴が検出されたか否かを判定する。ステップＳ１の判定の結果、雨滴が検出されなかった場合、ワイパー制御部３５は、ステップＳ１の判定を繰り返す。

ステップＳ１の判定の結果、雨滴が検出された場合、ステップＳ２に進み、ワイパー制御部３５は、ミリ波レーダ１３によって前方障害物が検知されたか否かを判定する。具体的には、ミリ波レーダ１３によって、自車両Ｖの前方の障害物の離間距離とこの離間距離を時間微分した相対速度とを検出することによって、自車両Ｖの前方に障害物が検知されたか否か判定する。

ステップＳ２の判定の結果、前方障害物が検知された場合、ステップＳ３に進み、有効視野推定部３４は、フロントガラス１を通したドライバの視野内の有効視野を推定する。具体的には、有効視野推定部３４は、図９に示したようなマップを参照して、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴付着速度ｄＸに対応する有効視野サイズを取得する。

次いで、ステップＳ４に進み、ワイパー制御部３５は、前方障害物が有効視野外に位置するか否かを判定する。具体的には、ワイパー制御部３５は、ミリ波レーダ１３からの検出信号から特定される前方障害物の位置が、有効視野推定部３４によって取得された有効視野サイズに対応する視野の範囲に含まれているか否かを判定する。

ステップＳ４の判定の結果、前方障害物が有効視野外に位置する場合、ステップＳ５に進み、ワイパー制御部３５は、ワイパー作動判定値を、上述した第１乃至第３ワイパー作動判定値の中で最も小さい第１ワイパー作動判定値に設定する。

これに対して、ステップＳ４の判定の結果、前方障害物が有効視野内に位置する場合、ステップＳ６に進み、ワイパー制御部３５は、ワイパー作動判定値を、上述した第１乃至第３ワイパー作動判定値の中で２番目に小さい第２ワイパー作動判定値に設定する。

他方で、ステップＳ２の判定の結果、前方障害物が検知されなかった場合、ステップＳ７に進み、ワイパー制御部３５は、ワイパー作動判定値を、上述した第１乃至第３ワイパー作動判定値の中で最も大きい第３ワイパー作動判定値に設定する。

ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７の後、ステップＳ８に進み、ワイパー制御部３５は、設定されたワイパー作動判定値に基づいて、ワイパー１１を作動させるタイミングであるか否かを判定する。例えば、ワイパー制御部３５は、雨滴状態検出部３２によって検出された雨滴状態を示す付着率Ｘが、ワイパー作動判定値を超えたか否かを判定する。ステップＳ８の判定の結果、ワイパー１１を作動させるタイミングでない場合、ワイパー制御部３５は、ステップＳ８の判定を繰り返す。

これに対して、ステップＳ８の判定の結果、ワイパー１１を作動させるタイミングである場合、ステップＳ９に進み、ワイパー制御部３５は、ワイパー１１を自動的に作動させる、つまりワイパー１１の動作を開始させる。

次に、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の作用効果について説明する。

本実施形態では、ワイパー制御部３５は、雨滴状態に基づいてワイパー１１を作動させるか否かを判定するためのワイパー作動判定値を、前方障害物が存在する場合に前方障害物が存在しない場合よりも小さくするので、雨天時に前方障害物が存在する場合に、ワイパー１１を速やかに作動させて雨滴を払拭して、フロントガラス１に付着した雨滴による前方障害物の視認性の悪化を適切に抑制することができる。つまり、前方障害物の視認性を早期に確保することができる。

また、本実施形態では、ワイパー制御部３５は、前方障害物が有効視野外に位置する場合に、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりもワイパー作動判定値を小さくするので、雨天時に前方障害物が有効視野外に位置する場合に、ワイパー１１を速やかに作動させて雨滴を払拭して、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保することができる。

このように、本実施形態では、上述したような条件が成立する場合にのみ、ワイパー１１の作動タイミングを早めるようにワイパー作動判定値を小さくするので、つまりワイパー１１の作動タイミングを無駄に早めるようなことはしないので、ワイパー１１を自動的に作動させた場合にドライバに与える煩わしさを適切に抑制することができる。

更に、本実施形態では、ＨＵＤ８は、前方障害物が存在する場合に、フロントガラス１上で、且つワイパー１１の作動範囲６２に、その前方障害物に関する警報を表示させるが（図４参照）、この場合に、ワイパー制御部３５がワイパー１１を速やかに作動させて雨滴を払拭するので、フロントガラス１に付着した雨滴に起因する、警報表示の視認性の悪化を適切に抑制することができる。したがって、ワイパー１１の作動によって、フロントガラス１を通した前方視界を確保しつつ、ＨＵＤ８による警報表示の視認性を確保することができるので、前方障害物の存在をドライバに適切に気付かせることができる。

以下では、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。

上述した実施形態では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させていたが、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を更に変化させてもよい。その場合、１つの例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させると共に、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させる。この例では、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させ、その変化後のワイパー作動判定値を、前方障害物が有効視野外に位置する場合に更に小さくする。他の例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させる代わりに、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させる。この例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かに関わらず、前方障害物が存在する場合に、ワイパー作動判定値を有効視野サイズに応じて変化させる。
具体的には、図１１に示すようなマップを用いて、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変えるとよい。図１１は、有効視野サイズ［ｍｍ］に対して設定すべきワイパー作動判定値が対応付けられたマップを示しており、このマップによれば、有効視野サイズが小さくなるほど、小さな値を有するワイパー作動判定値が決定される。ワイパー制御部３５は、このようなマップを参照して、有効視野推定部３４によって推定された有効視野サイズに対応するワイパー作動判定値を設定する。

上述した実施形態では、種々の条件によって、ワイパー作動判定値を変化させていたが、ワイパー作動判定値を変化させる場合に、ワイパー１１を作動させたときの払拭速度及び／又は間欠時間を変化させてもよい。具体的には、ワイパー制御部３５は、上述した条件に応じて（条件（１）、（２）参照）、ワイパー作動判定値を小さくする場合に、ワイパー１１を作動させたときの払拭速度を速くする制御、及び／又はワイパー１１を作動させたときの間欠時間を短くする制御を行えばよい。これにより、フロントガラス１に付着した雨滴を効果的に払拭して、前方障害物の視認性を適切に確保することができる。

上述した実施形態では、雨滴検出部２０を用いて雨滴状態を検出していたが（図３、図５参照）、雨滴検出部２０に代えて、若しくは雨滴検出部２０に加えて、フロントガラス１における雨滴検出領域を撮影する撮像手段（例えばＣＣＤカメラ）を用いて雨滴状態を検出してもよい。
また、上述した実施形態では、雨滴状態を示すパラメータとして付着率Ｘを例示したが、付着率Ｘ以外にも、雨滴の付着速度（フロントガラス１の所定範囲内に単位時間当たりに付着した雨滴の数）や、雨滴径（フロントガラス１に付着した雨滴のサイズ）や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラスト（フロントガラス１において雨滴が付着した部分と雨滴が付着していない部分との輝度差）などを、雨滴状態を示すパラメータとして用いてもよい。そのような雨滴の付着速度や、雨滴径や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストは、上述した撮像手段を用いて検出可能である。
更に、雨滴の付着速度や、雨滴径や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストによって、ワイパー作動判定値を変化させてもよい。その場合、雨滴の付着速度が速いほど、ワイパー作動判定値を小さくしたり、雨滴径が大きいほど、ワイパー作動判定値を小さくしたり、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストが大きいほど、ワイパー作動判定値を小さくしたりすればよい。加えて、ワイパー作動判定値を、車速や、時間帯（昼／夜）などによって変化させてもよい。このようにして変化させたワイパー作動判定値を、上述した実施形態で示したように、前方障害物の有無、及び前方障害物が有効視野外に位置するか否かに応じて、更に変化させればよい。
なお、上記のような種々のパラメータを用いてワイパー作動判定値を変化させることが可能だが、その場合にも、付着率Ｘを判定可能な値［％］にワイパー作動判定値を設定するとよい。

また、上述した実施形態では、ワイパー作動判定値を変化させる条件に前方障害物を用いていたが、この前方障害物を、ドライバへの警報が必要なものに限定してもよい。つまり、前方障害物が存在しても、それがドライバへの警報が必要なものでなければ（例えば自車両Ｖと接触する可能性がない障害物である場合）、ワイパー作動判定値を変化させなくてもよい。その場合、ドライバへの警報が必要な前方障害物の有無に応じてワイパー作動判定値を変化させると共に、ドライバへの警報が必要な前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させればよい。

上述した実施形態では、レインセンサ２のマイコン３０内のワイパー制御部３５が、ワイパー１１を自動的に作動させる制御を行っていたが、ワイパー制御部３５の代わりに、ＥＣＭ５内のＥＣＵ４０、又はＢＣＭ５内のマイコン１２が、ワイパー１１を自動的に作動させる制御を行ってもよい。その場合、本発明におけるワイパー制御手段が、レインセンサ２ではなく、ＥＣＭ５内のＥＣＵ４０、又はＢＣＭ５内のマイコン１２に設けられることとなる。
また、上述した実施形態では、レインセンサ２のマイコン３０内の有効視野推定部３４が、有効視野を推定していたが、有効視野推定部３４の代わりに、ＥＣＭ５内のＥＣＵ４０、又はＢＣＭ５内のマイコン１２が、有効視野を推定してもよい。その場合、本発明における有効視野推定手段が、レインセンサ２ではなく、ＥＣＭ５内のＥＣＵ４０、又はＢＣＭ５内のマイコン１２に設けられることとなる。

１ フロントガラス
２ レインセンサ
３ ワイパー制御装置
８ ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）
１３ ミリ波レーダ
２０ 雨滴検出部
３０ マイコン
３２ 雨滴状態検出部
３４ 有効視野推定部
３５ ワイパー制御部

Claims (4)

1. 車両のワイパーを自動的に制御するワイパー制御装置であって、
   フロントガラス外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出する雨滴検出手段と、
   自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、
   上記雨滴検出手段によって検出された雨滴状態を示すパラメータの値がワイパー作動判定値を超えた場合に、上記ワイパーを自動的に作動させるワイパー制御手段と、を有し、
   上記ワイパー制御手段は、上記障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、上記障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、上記ワイパー作動判定値を小さくする、ことを特徴とするワイパー制御装置。
2. 更に、上記雨滴検出手段によって検出された雨滴状態に基づいて、上記フロントガラスを通したドライバの有効視野を推定する有効視野推定手段を有し、
   上記ワイパー制御手段は、上記障害物検出手段によって検出された障害物が上記有効視野外に位置する場合には、上記障害物検出手段によって検出された障害物が上記有効視野内に位置する場合よりも、上記ワイパー作動判定値を小さくする、請求項１に記載のワイパー制御装置。
3. 上記ワイパー制御手段は、上記障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、上記障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、上記ワイパー作動判定値を小さくすると共に、上記ワイパーを作動させたときの払拭速度を速くする制御及び／又は間欠時間を短くする制御を行う、請求項１又は２に記載のワイパー制御装置。
4. 上記障害物検出手段によって障害物が検出された場合に、上記フロントガラス上で、且つ上記ワイパーの作動範囲に、この障害物に関する警報をヘッドアップディスプレイによって表示させる、請求項１乃至３の何れか１項に記載のワイパー制御装置。

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