JP2024037533A - 降雪センサ及び融雪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境に適した検出条件を設定できる降雪センサを提供する。【解決手段】一形態にかかる降雪センサは、光を照射する投光部と、ターゲットで反射した前記光を検出する受光部と、を有するターゲット検出部と、気温を検出する温度検出部と、前記ターゲット検出部におけるターゲット検出の検出結果に基づき、ターゲット検出の感度を調整する制御部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、降雪情報を検出する降雪センサ及び融雪装置に関する。

積雪が多く見られる地方では、融雪装置を用いて生活に必要な道路や歩道を雪害から守ることが行われている。こうした融雪装置において、降雪を検出する降雪センサを用いて積雪をもたらす降雪現象が生じた時に自動で融雪装置を運転させる技術が求められている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－９７１５２号公報

こうした機器の制御に用いられる降雪センサには、コスト的に安価、検出精度が高い、検出不能になる現象が殆ど見られないという利点から、温度センサによる気温の検出と、光を照射して雪片による反射光を受光するターゲット検出部を用いて、一定時間当りの雪片数を検出する構造が用いられている。

降雪センサにおいて、ターゲット検出部のみでは検出物が雪片かどうかを判断することができないため、外気温検出部により降雪となり得る環境であるかどうかを判断し、雨との誤検出を防止する。また、降雪現象における雪片の大きさ、落下速度、落下方向は、風などの環境条件により様々な影響を受けるため、ターゲット検出部の設定・設計と相性の悪い環境下では、適切に雪片を検出できないこともある。より確実に雪片検出するためには検出設定値を高精度に設定することが解決策ではあるが、ノイズや外乱の影響を受けやすくなるとともに、部品の寿命、省エネ性の低下をまねく。

本発明は、環境に適した検出条件を設定できる降雪センサ及び融雪装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる降雪センサは、光を照射する投光部と、ターゲットで反射した前記光を検出する受光部と、を有するターゲット検出部と、気温を検出する温度検出部と、前記ターゲット検出部におけるターゲット検出の検出結果に基づき、ターゲット検出の感度を調整する制御部と、を備える。

本発明によれば環境に適した検出条件を設定できる降雪センサを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態にかかる融雪装置の構成を示す説明図。 同融雪装置の降雪センサの構成を示す断面図。 同降雪センサの検出処理の検出条件を示す説明図。 同融雪装置の降雪センサの検出処理のフローチャート。 本発明の第２実施形態にかかる融雪装置の降雪センサの検出処理を示す説明図。 同降雪センサの測距センサにおける、検出距離と電圧変位との関係を示す説明図。 同降雪センサの検出処理における電圧差閾値とターゲット検出の検出結果の関係を示す説明図。 同降雪センサの検出処理のフローチャート。

以下、本発明の一実施形態に係る融雪装置１００及び降雪センサ１について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は第１実施形態に係る融雪装置１００の説明図である。図２は降雪センサ１の内部構成を側方から見た断面図である。図３は検出処理のフローチャートであり、図４は、検出処理における検出条件を示す説明図である。

図１に示すように、融雪装置１００は、降雪センサ１と、融雪機器２と、制御装置３と、を備える。融雪装置１００は、例えば融雪対象箇所の雪を溶かす装置である。

降雪センサ１は、ケーシング１０と、制御基板１１と、温度検出部である第１の温度センサ１２と、ターゲット検出部１３と、ヒータ１４と、複数のケーブル１５ａ、１５ｂと、第２の温度センサ１６と、を備える。降雪センサ１は、例えば屋外に設けられ、対象エリアＡｓの降雪情報を検出し融雪機器２の運転信号を制御装置３に送る。また、降雪センサ１は、融雪機器２を運転する制御装置３から電源供給を受ける。降雪センサ１はさらに、遠隔操作を行うリモコン４を備えていてもよい。

ケーシング１０は、ポール１７と、カバー１８と、仕切プレート１９ａ，１９ｂと、を備える。

ポール１７は上下が開口する円筒状に構成される。ポール１７は下部の開口にアンテナマストが差し込まれ、アンテナマスト上に接続されることで、降雪センサ１を設置場所に支持する。

カバー１８は、例えば合成樹脂材料で形成され、屋根部１８ａと、フランジ部１８ｂと、を一体に有する。カバー１８は下側に開口し、フランジ部１８ｂにポール１７の上端部が挿入され、周縁が水密に接着されることで接合される。

屋根部１８ａは、例えば光透過性の合成樹脂材料で構成され下側に開口する半球のドーム状に構成される。屋根部１８ａの正面部の中央には矩形の窓部１８ｃが形成されている。窓部１８ｃは平板状に構成され、ターゲット検出部１３の光を透過可能に構成される。具体的には光透過性の材料で周りの部分の屋根部１８ａよりも薄く、例えば１ｍｍ程度の厚さに構成されている。外面は上から降った雪が堆積せずに落下しやすい曲面形状を構成する。

屋根部１８ａの内壁には、制御基板１１の周縁を挟持する溝部１８ｅが形成されている。

仕切プレート１９ａ、１９ｂは、例えば合成樹脂材料で形成され、円形板状の外形を有する。仕切プレート１９ａ，１９ｂはポール１７の軸と直交する面に沿って配され、ポール１７内の空間を塞ぎ、収容部を上下方向に仕切る。

上部の仕切プレート１９ａは、カバー１８とポール１７との接続部分に設けられ、ポール１７の上端の開口１７ａを覆う。仕切プレート１９ａは、ケーシング１０内の空間を上側の第１室２０ａと、下側の第２室２０ｂと、に仕切るとともに、センサの落下を防止する。

仕切プレート１９ｂは、ポール１７の内部空間において軸方向中途部に設けられる。仕切プレート１９ｂは、ポール１７内の空間を、制御基板１１を収容する第２室２０ｂと、第２室２０ｂの下側に形成される第３室２０ｃとに仕切る。

制御基板１１は各種の処理回路を有する回路基板であり、ケーシング１０内に立設されている。制御基板１１は、周縁部の一部がカバー１８の内壁に形成された溝部１８ｅに差し込まれ、支持される。

制御基板１１には、記憶部２１やセンサ制御部２５、温度センサ１２等の各種制御機器が搭載される。

記憶部２１は、例えばＲＡＭ，ＲＯＭを備え、各種の設定値や演算式を記憶する。例えば記憶部２１は、降雪情報として、ターゲット検出部１３から送られた距離や温度センサ１２から送られた温度等の情報を記憶する。

温度センサ１２は第２室２０ｂに設けられる。温度センサ１２は例えば温度検出素子を備える。温度センサ１２は、制御基板１１上に搭載される。温度情報を検出し、検出した信号をセンサ制御部２５に送る。

ターゲット検出部１３は、例えば光電効果を利用した光電センサ、あるいは三角測量法を利用した測距センサなどが用いられる。例えば本実施形態において、ターゲット検出部１３は、光を照射し、ターゲットで反射した光を検出し、ターゲットまでの距離に応じた電圧を出力する、反射型の測距センサである。ターゲット検出部１３は、センサケース２２と、センサケース２２に搭載された投光部２３と、受光部２４と、を備える。ターゲット検出部１３は、制御基板１１上にねじ等で締結され、窓部１８ｃに対向する位置に配される。ターゲット検出部１３は、制御基板１１に設けられるセンサ制御部２５に接続される。

例えばターゲット検出部１３は、検出対象エリアＡｓに配されるターゲット（対象物）までの距離を測定する。例えば検出対象エリアＡｓは、投光部２３及び受光部２４から前方に拡がる円錐状の照射領域Ａから一定距離以内の領域である不感帯Ａｒを除くエリアに設定される。

投光部２３は、光を照射するエミッタを備える。例えば投光部２３は、不可視光としてのパルス赤外光を所定のサンプリング周期で一定時間毎に円錐状に照射する。不可視光は例えば波長８００－１２００ｎｍの不可視光領域の近赤外線である。

受光部２４は、ターゲットで反射した反射光を受光する検出素子を備える。例えば受光部２４は複数の検出素子がアレイ状に配列される。降下する雪片の検出において検出距離の誤差を低減するために、例えば投光部２３と受光部２４とは水平に並んで配置されていてもよい。

センサ制御部２５は例えばＣＰＵや各種の処理回路、及び変換回路等を備える。センサ制御部２５は、受光部２４や温度センサ１２から送られる情報や予め記憶部２１に記憶された各種プログラムに従って、降雪センサ１や融雪機器２の動作を制御する。

センサ制御部２５は、ターゲット検出部１３に接続され、所定の条件で投光部２３からパルス赤外光を照射させるとともに、受光部２４で検出される信号に基づき、対象エリアＡｓに存在するターゲットまでの距離を測定し、測定情報を検出する。

例えばセンサ制御部２５は、温度センサ１２によって検出される温度が一定温度（例えば２．５℃）以下である場合を検出開始条件とし、検出開始条件を満たした場合に、ターゲット検出部１３を作動させ、ターゲット検出部１３の投光部２３よりパルス赤外光を照射させる。また、センサ制御部２５は気温が一定値（例えば３．０℃）まで上昇することを検出終了条件として、検出終了条件を満たした場合に照射を停止する。例えば検出終了条件の温度は検出開始条件の温度よりも低く設定されている。

センサ制御部２５は、第１の温度センサ１２，ターゲット検出部１３、及び第２の温度センサ１６の検出結果に基づいて降雪情報を検出する。例えば、センサ制御部２５は、対象エリアＡｓにおいてターゲットまでの距離が検出された回数や距離の情報に基づき、雪片数（雪片カウント数）を算出する。一例として、センサ制御部２５は、ターゲット検出部１３が所定エリア内においてターゲットまでの距離を検出した回数を雪片数としてカウントすることで、雪片数を算出する。

センサ制御部２５は、温度センサ１２、１６及びターゲット検出部１３の信号を検出し、温度センサ１２，１６により検出される温度と、ターゲット検出部１３の信号から得られる時間あたりの雪片数情報により、降雪状態を判断して、制御装置３へ運転信号を送出する。

そして、センサ制御部２５は雪片数や温度情報に基づいて、融雪機器２の運転条件を満たす場合に、融雪機器２を運転させ、あるいは、融雪機器２の停止条件を満たした場合に融雪機器２を停止させる運転信号を制御装置３に送る。

例えば対象エリアＡｓにおいて一定時間当りの雪片数が所定値を超えた場合に、センサ制御部２５は融雪機器２を運転し、対象エリアＡｓにおいて一定時間当りの雪片数が所定の停止基準数を下回ると、融雪機器２を停止させる信号を、制御装置３の出力基板３５に送る。

なお、運転開始条件として、所定の運転基準雪片数Ｃ１を複数回（例：３回）連続で検出することを条件としてもよい。

センサ制御部２５は、ターゲットの検出状況よって、検出したターゲット数が調整基準以下である場合、あるいは調整基準以下である状態が連続した場合に、検出感度を段階的に上げるように自動調整する。すなわち、降雪センサ１はターゲット検出のサンプリング周期を調整可能に構成される。例えば、ターゲット検出を開始する開始温度以下において、所定の検出時間の間に、ターゲットの検出個数が所定の調整基準数Ｃ０未満である状態が、所定回数または所定時間連続した場合に、サンプリング周期を短くする。また、センサ制御部２５は、ターゲットの検出個数が、設定基準値以上である場合の検出感度を、検出条件として設定する。すなわち、ターゲット検出を開始する開始温度以下において、所定の検出時間の間に、ターゲットの検出個数が所定値Ｃ０以上となった場合に、当該検出時の条件を、環境に適した条件として設定する。なお、設定基準値と調整基準値は同じであってもよく、異なっていてもよい。

また、センサ制御部２５は温度情報に基づいて、ヒータ１４の運転条件を満たす場合に、ヒータ１４を駆動し、あるいは、ヒータ１４の停止条件を満たした場合にヒータ１４を停止させる。

ヒータ１４は、投光部２３及び受光部２４が配列されたセンサケース２２の周りに設けられる。例えばセンサケース２２の上方にヒータ１４が配置される。制御基板１１に固定されるセンサ制御部２５の制御によって、ヒータ１４が運転されて発熱することで、窓部１８ｃに雪が堆積することを防止する。

接続ケーブル１５ａ，１５ｂは、例えば給電線や信号線を有する。一方の接続ケーブル１５ａは一端側が収容部内において制御基板１１に接続され、他端側は収容部外に導出され、制御装置３に接続される。他方の接続ケーブル１５ｂは、一端側が収容部内において制御基板１１に接続され、他端側は収容部外に導出され第２の温度センサ１６に接続される。

第２の温度センサ１６は、融雪対象となる場所、例えば道路に配設され、地温を検出する。第２の温度センサ１６は例えば温度検出素子とセンサケースと、を備える。第２の温度センサ１６は、道路の温度情報を検出し、検出した信号をセンサ制御部２５に送る。

図１に示すように、融雪機器２は、例えば融雪対象となる場所、例えば道路上に設けられる。例えば地下水を揚水して融雪用水として用いる構造の散水式の場合、融雪機器２として融雪ポンプを備える。融雪機器２は、制御装置３から出力される信号により、融雪対象となる場所、例えば道路上の雪が融雪されるように散水動作を行う。信号は、たとえば融雪ポンプを直接起動する信号（オン信号）である。融雪装置１００は、信号により融雪機器２が運転され、融雪用水を配管に送り、道路上に散水することで、道路上の積雪を融かす。

融雪機器２は、制御装置３から出力される信号に従って、融雪対象となる場所、例えば道路上の雪が融雪されるように散水動作を行う。信号は、融雪ポンプを直接起動する信号（オン信号）である。融雪機器２は、制御装置３から出力される信号により運転され、融雪用水を配管に送り、道路上に散水することで、道路上の積雪を融かす。

制御装置３は、表示部３３と、操作部３４と、出力基板３５と、を備える。制御装置３は、接続ケーブル１５ａを介して、降雪センサ１に対して給電可能及び信号送受信可能に接続される。制御装置３は、降雪センサ１に接続ケーブル１５ａを介して給電（電源供給）するとともに、降雪センサ１から送られる運転信号に従って融雪機器２の動作を制御する。例えば制御装置３は、接続ケーブル１５ａを介して、直流電源、運転信号、０Ｖの、３線で接続される。

表示部３３は例えば温度情報や雪片数等の情報を表示する表示器である。
操作部３４は、電源スイッチや各種操作ボタン等の入力装置を備える。

出力基板３５は、回路基板であり、各種制御機器が搭載されている。出力基板３５は、例えば降雪センサからの運転信号により融雪機器を運転する運転用リレーや降雪センサからの運転信号により電磁弁を開閉する開閉用リレーのＯＮ／ＯＦＦを切替える運転回路と、交流電源を整流して降雪センサに直流を供給する直流電源部と、を有する。制御装置３は、降雪センサ１からの運転信号にしたがって、融雪機器２を運転する。

本実施形態にかかる降雪センサ１の検出感度の自動調整処理について図３及び図４を参照して説明する。本実施形態においては、検出感度として、サンプリング周期を調整する調整処理を説明する。

まず、センサ制御部２５は、ＳＴ１において、検出開始条件を検出する。例えばセンサ制御部２５は、温度センサ１２により検出された温度が運転基準温度Ｔ１（例：２．５℃）以下に低下した場合に、所定の検出開始条件を満たすとして（ＳＴ１）、ターゲット検出を開始する（ＳＴ２）。具体的には、ターゲット検出部１３に通電し、ターゲット検出部１３の情報から時間当りの雪片数を計数する。このときターゲット検出の開始時には予め定めた初期条件のサンプリング周期ｔａ（初期設定値）にて、ターゲット検出を行う。

センサ制御部２５は、ターゲット検出の開始後に、検出結果に応じてサンプリング周期を調整する。例えば、サンプリング周期ｔａでの検出において、所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の調整基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態を検出し（ＳＴ３）、調整基準数Ｃ０未満である状態がｎ回（例：３回）連続するかどうかを判定する（ＳＴ４）。

そして、センサ制御部２５は、所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の調整基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態が、ｎ回（例：３回）連続した場合（ＳＴ４のＹｅｓ）、予め定められた変更範囲内の最短周期ｔｍｉｎでなければ（ＳＴ５のＮ０）、サンプリング周期を短い周期に変更する（ＳＴ６）。

具体的には、センサ制御部２５はターゲット検出部１３へ出力する制御信号（外部トリガ）を変更することで、検出条件の調整を行う。そして、センサ制御部２５は、予め定められた変更範囲内で、最短周期ｔｍｉｎとなるまで（ＳＴ５のＮｏ）、ＳＴ３～ＳＴ６を繰り返し、変更範囲内で段階的に周期を短くする調整を繰り返す。例えばｔａからｔｂ（＜ｔａ１）へ，ｔｂからｔｃ（＜ｔｂ）へ、と周期ｔを段階的に小さくしていくことで、雪片検出の感度を段階的に上げることができる。なお、周期ｔの調整幅、例えばｔａとｔｂの差、あるいはｔｂとｔｃの差分は、固定値でなくてもよく、手動または自動で設定変更可能としてもよい。

センサ制御部２５は、所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の調整基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態が、ｎ回（例：３回）連続した場合であって、既に変更範囲内における最短周期ｔｍｉｎであった場合には（ＳＴ５のＹｅｓ）、記憶部に記憶された所定の初期条件としてのサンプリング周期ｔａに戻し（ＳＴ７）、所定時間ｔ１１が経過したら（ＳＴ８）、自動調整を再開する。なお、所定時間ｔ１とｔ１１とは同じ時間でもよく、異なる時間を設定してもよい。

ＳＴ３において、センサ制御部２５は、所定時間内に所定数の雪片数をカウントした場合に（ＳＴ３のＹｅｓ）、当該検出条件をその後の条件として決定し（ＳＴ９）、融雪機器２の運転制御を行う。すなわち、所定の基準時間ｔ１の間に調整基準数Ｃ０以上を検出した場合、当該サンプリング周期を検出条件として決定し、検出処理を継続する。なお、検出条件決定の基準値は調整基準数と同じとしたが、異なっていてもよい。

例えば融雪機器の運転制御として、例えばセンサ制御部２５は、時間あたり雪片数が運転基準雪片数Ｃ１（例：３個／ｍｉｎ）以上であれば、制御装置３への運転信号をＯＮし、時間あたりの雪片数が停止基準雪片数Ｃ２（例：１個／ｍｉｎ）未満であれば制御装置３への運転信号をオフする。運転基準雪片数Ｃ１及び停止基準雪片数Ｃ２はそれぞれ運転基準値及び停止基準値であり、例えば記憶部２１に記憶される。例えばＣ２はＣ１よりも小さい値に設定される。

また、センサ制御部２５は、温度センサ１２によって検出された気温が停止基準温度Ｔ２（例：Ｔ１＋０．５℃、３．０℃）以上に上昇した時点で、ターゲット検出部１３への通電を停止するとともに、制御装置３への運転信号をオフする。

センサ制御部２５は、一例として、温度センサ１２により検出された気温が所定のヒータ運転温度Ｔ３（例：３．０℃）以下に低下した時点で、ヒータ１４に通電し、気温が所定のヒータ停止温度Ｔ４（例：４．０℃）に上昇した時点で、ヒータ１４への通電を停止する。

上記実施形態にかかる降雪センサ１装置によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、ターゲット検出の結果に基づいて、ターゲット検出部の感度を調整することで、環境に応じた最適な条件設定が可能となる。すなわち、サンプリング周期について、検出設定が降雪状況に適さない場合に、長い周期から短い周期へ変更していくことで、適切なサンプリング周期での検出が可能となり、過度な検出精度になることを防止できる。したがって、ノイズや外乱の影響を抑え、部品の寿命を損なわずに、省エネ性も実現出来る。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態の検出条件の自動調整について図５乃至図８を参照して説明する。図５は本発明の第２実施形態にかかる融雪装置の降雪センサの検出処理を示す説明図。図６は降雪センサの測距センサにおける、検出距離と電圧変位との関係を示す説明図である。図７は降雪センサの検出処理における電圧差閾値とターゲット検出の検出結果の関係を示す説明図であり、図８は降雪センサの検出処理のフローチャートである。
なお、本実施形態においてターゲット検出部１３は、図６に示すように、検出距離に応じたアナログ電圧を出力する測距センサである。すなわちターゲット検出部１３の出力電圧の変化が所定の電圧差閾値ΔＶ以上となる場合に、ターゲットが動いた変位距離が所定の変位距離閾値ΔＬ以上であり、この場合に当該ターゲットを雪片としてカウントするものである。本実施形態においてセンサ制御部２５は検出感度として、変位距離閾値ΔＬに対応する電圧差閾値ΔＶを自動調整する。

本実施形態にかかる降雪センサ１について、その他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略する。

センサ制御部２５は例えばＣＰＵや各種の処理回路、及び変換回路等を備える。センサ制御部２５は、受光部２４や温度センサ１２から送られる情報や予め記憶部２１に記憶された各種プログラムに従って、降雪センサ１や融雪機器２の動作を制御する。

センサ制御部２５は、第１の温度センサ１２，ターゲット検出部１３、及び第２の温度センサ１６の検出結果に基づいて降雪情報を検出する。例えばセンサ制御部２５は、ターゲット検出部１３に接続され、所定の条件で投光部２３からパルス赤外光を照射させるとともに、受光部２４で検出される信号に基づき、対象エリアＡｓに存在するターゲットを検出する。

例えばセンサ制御部２５は、温度センサ１２によって検出される温度が一定温度（例えば２．５℃）以下である場合を検出開始条件とし、検出開始条件を満たした場合に、ターゲット検出部１３を作動させ、ターゲット検出部１３の投光部２３よりパルス赤外光を照射させる。また、センサ制御部２５は気温が一定値（例えば３．０℃）まで上昇することを検出終了条件として、検出終了条件を満たした場合に照射を停止する。例えば検出終了条件の温度は検出開始条件の温度よりも低く設定されている。

センサ制御部２５は、温度センサ１２、１６及びターゲット検出部１３の信号を検出し、温度センサ１２，１６により検出される温度と、ターゲット検出部１３の信号から得られる時間あたりの雪片数情報により、降雪状態を判断して、制御装置３へ運転信号を送出する。

本実施形態にかかる降雪センサ１において、センサ制御部２５は、ターゲット検出部１３で受光した光に応じた電圧を検出する。そして、ターゲット検出部１３での出力電圧と、直前検出時の出力電圧との変化が、所定の電圧差閾値ΔＶ以上である場合に、雪片としてカウントすることで、雪片数を算出する。

そして、センサ制御部２５は雪片数や温度情報に基づいて、融雪機器２の運転条件を満たす場合に、融雪機器２を運転させ、あるいは、融雪機器２の停止条件を満たした場合に融雪機器２を停止させる運転信号を制御装置３に送る。

例えば対象エリアＡｓにおいて一定時間当りの雪片数が所定値を超えた場合に、センサ制御部２５は融雪機器２を運転し、対象エリアＡｓにおいて一定時間当りの雪片数が所定の停止基準数を下回ると、融雪機器２を停止させる信号を、制御装置３の出力基板３５に送る。

なお、運転開始条件として、所定の運転基準雪片数Ｃ１を複数回（例：３回）連続で検出することを条件としてもよい。

また、センサ制御部２５は、ターゲットの検出状況よって、検出したターゲット数が調整基準数Ｃ０以下である場合、あるいは調整基準数Ｃ０以下である状態が連続した場合に、検出感度として、出力電圧差閾値ΔＶを段階的に下げるように自動調整する。すなわち、ターゲット検出を開始する開始温度以下において、所定の検出時間の間に、ターゲットの検出個数が所定の調整基準数Ｃ０未満である状態が、所定回数または所定時間連続した場合に、ターゲット検出の閾値となる電圧変化の基準値である出力電圧差閾値ΔＶを小さい値に設定する。言い換えると、雪片として検出する基準となるターゲットの変位距離の閾値である検出可能変位距離ΔＬを小さくする。また、センサ制御部２５は、ターゲットの検出個数が、調整基準値以上となる場合に、当該検出感度を、検出条件として設定する。すなわち、ターゲット検出を開始する開始温度以下において、所定の検出時間の間に、ターゲットの検出個数が調整基準数Ｃ０以上となった場合に、当該検出時の電圧差閾値を、環境に適した条件として設定する。なお、検出条件決定の基準値は調整基準値と同じとしたが、異なっていてもよい。

以下、本実施形態にかかる降雪センサ１の検出感度の自動調整処理について図５乃至図８を参照して説明する。本実施形態においては、検出感度として、電圧差閾値ΔＶの値を調整する調整処理を説明する。なお、本実施形態において電圧差閾値ΔＶは検出可能変位距離ΔＬに対応しており、電圧差閾値ΔＶを調整することにより、検出可能変位距離ΔＬが調整される。

まず、センサ制御部２５は、ＳＴ１１において、検出開始条件を検出する。例えばセンサ制御部２５は、温度検出部としての温度センサ１２により検出された温度が運転基準温度Ｔ１（例：２．５℃）以下に低下した場合に、所定の検出開始条件を満たすとして（ＳＴ１１）、ターゲット検出を開始する（ＳＴ１２）。具体的には、ターゲット検出部１３に通電し、ターゲット検出部１３の情報から時間当りの雪片数を計数する。例えばセンサ制御部２５は、ターゲット検出部１３で直前の検出時に検出した出力電圧に対して、所定の電圧差閾値ΔＶ以上の出力電圧の差が生じた場合に、ターゲットに動きがあるとして、雪片として検出する。ターゲット検出の開始時には予め定めた初期設定の電圧差閾値ΔＶ１、検出可能変位距離ΔＬ１、を初期の検出条件として、ターゲット検出を行う。

センサ制御部２５は、ターゲット検出の開始後に、検出結果に応じて電圧差の閾値ΔＶを調整する。例えば、初期条件とした電圧差閾値ΔＶ１での検出において、所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態を検出し（ＳＴ１３）、Ｃ０未満である状態がｎ回（例：３回）連続するかどうかを判定する（ＳＴ１４）。

そして、センサ制御部２５は、電圧差閾値ΔＶ１で所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態が、ｎ回（例：３回）連続した場合（ＳＴ１４のＹｅｓ）、予め定められた変更範囲内の最小閾値ΔＶｍｉｎでなければ（ＳＴ１５のＮ０）、電圧差閾値ΔＶを、小さい閾値に、例えばΔＶ１からΔＶ２に、変更する（ＳＴ１６）。

センサ制御部２５は、予め定められた変更範囲内で、最小の閾値ΔＶｍｉｎとなるまで（ＳＴ１５のＮｏ）、ＳＴ１３～ＳＴ１６を繰り返し、変更範囲内で段階的に閾値ΔＶを段階的に小さくする調整を繰り返す。例えば図７にΔＶ１＝０．１５Ｖ、ΔＶ２＝０．１０Ｖ，ΔＶ３＝０．０５Ｖとした場合の、ターゲット検出結果を示すように、ΔＶ１からΔＶ２（＜ΔＶ１）へ，ΔＶ２からΔＶ３（＜ΔＶ２）へ、と電圧差閾値ΔＶを段階的に小さくして、検出可能な変位距離閾値ΔＬを小さくしていくことで、雪片検出の感度を段階的に上げることができる。なお、閾値ΔＶの調整幅、例えばΔＶ１とΔＶ２の差、あるいはΔＶ２とΔＶ３との差は、固定値でなくてもよく、手動または自動で設定変更可能としてもよい。

センサ制御部２５は、ある電圧差閾値で所定の基準時間ｔ１（例：１ｍｉｎ）以内に、ターゲットを検出した個数が所定の基準数Ｃ０（例：３個）未満である状態が、ｎ回（例：３回）連続した場合であって、既に変更範囲内における最短閾値であった場合には（ＳＴ１５のＹｅｓ）、記憶部に記憶された所定の初期条件（初期設定値）に戻し（ＳＴ１７）、所定時間ｔ１１が経過したら（ＳＴ１８）、自動調整を再開する。なお、所定時間ｔ１とｔ１１とは同じ時間でもよく、異なる時間を設定してもよい。

ＳＴ１３において、センサ制御部２５は、所定時間内に所定数の雪片数をカウントした場合に（ＳＴ１３のＹｅｓ）、当該検出条件をその後の条件として決定し（ＳＴ１９）、融雪機器２の運転制御を行う。すなわち、所定の基準時間ｔ１の間に所定の設定基準数Ｃ０以上を検出した場合、当該電圧差閾値ΔＶｎを検出条件として決定し、検出処理を継続する。なお、設定基準値と調整基準値は同じとしたが、異なっていてもよい。

例えば融雪機器の運転制御として、例えばセンサ制御部２５は、時間あたり雪片数が運転基準雪片数Ｃ１（例：３個／ｍｉｎ）以上であれば、制御装置３への運転信号をＯＮし、時間あたりの雪片数が停止基準雪片数Ｃ２（例：１個／ｍｉｎ）未満であれば制御装置３への運転信号をオフする。運転基準雪片数Ｃ１及び停止基準雪片数Ｃ２はそれぞれ運転基準値及び停止基準値であり、例えば記憶部２１に記憶される。例えばＣ２はＣ１よりも小さい値に設定される。

また、センサ制御部２５は、温度センサ１２によって検出された気温が停止基準温度Ｔ２（例：Ｔ１＋０．５℃、３．０℃）以上に上昇した時点で、ターゲット検出部１３への通電を停止するとともに、制御装置３への運転信号をオフする。

センサ制御部２５は、一例として、温度センサ１２により検出された気温が所定のヒータ運転温度Ｔ３（例：３．０℃）以下に低下した時点で、ヒータ１４に通電し、気温が所定のヒータ停止温度Ｔ４（例：４．０℃）に上昇した時点で、ヒータ１４への通電を停止する。

上記実施形態にかかる降雪センサ１装置によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、ターゲット検出の結果に基づいて、ターゲット検出部の感度を調整することで、環境に応じた最適な条件設定が可能となる。すなわち、電圧差閾値ΔＶについて、検出設定が降雪状況に適さない場合に、高い閾値ΔＶ１から低い閾値ΔＶ２，ΔＶ３、へ変更していくことで、適切な電圧差閾値での検出が可能となり、過度な検出精度になることを防止できる。したがって、ノイズや外乱の影響を抑え、部品の寿命を損なわずに、省エネ性も実現出来る。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば各種設定値や算出の基準値等は適宜変更可能である。また、例えばターゲット検出部１３に適用されるセンサの種類や光の種類について、上記に例示したものに限らず適宜変更可能である。

また、上記実施形態において、融雪装置１００はポンプによって地下水を汲みあげる構成を例示したが、これに限られるものではない。例えば一般給水用配管から融雪揚水を給水するタイプの散水装置や、ヒータ等の加熱装置などの無散水の融雪機器を用いてもよい。たとえば、例えば融雪機器２として一般給水用配管から分岐して給水を融雪用水として用いる構造の散水式の融雪機器を用いる場合、配管に設けられる電動弁や電磁弁を降雪情報に基づいて制御する。この場合、配管に配される電動弁や電磁弁を直接開閉作動させる信号（オン信号）が融雪信号となる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…降雪センサ、２…融雪機器、３…制御装置、４…リモコン、１０…ケーシング、１１…制御基板、１２…温度センサ、１３…ターゲット検出部、１４…ヒータ、１５ａ…接続ケーブル、１５ｂ…接続ケーブル、１６…温度センサ、１７…ポール、１８…カバー、１８ａ…屋根部、１８ｃ…窓部、１８ｅ…溝部、１９ａ、１９ｂ…仕切プレート、２０ａ…第１室、２０ｂ…第２室、２１…記憶部、２２…センサケース、２３…投光部、２４…受光部、２５…センサ制御部、３３…表示部、３４…操作部、３５…出力基板、１００…融雪装置。

Claims (11)

1. 光を照射する投光部と、ターゲットで反射した前記光を検出する受光部と、を有するターゲット検出部と、
   気温を検出する温度検出部と、を備え、
   ターゲット検出のサンプリング周期を調整可能である、降雪センサ。
2. 前記ターゲット検出部におけるターゲット検出の検出結果に基づき、検出したターゲット数が調整基準以下である場合、あるいは調整基準以下である状態が連続した場合に、ターゲット検出のサンプリング周期を短くする、制御部を備える、請求項１に記載の降雪センサ。
3. 前記制御部は、サンプリング周期を、所定の変更範囲内において、段階的に小さくする、請求項２に記載の降雪センサ。
4. 前記制御部は、ターゲットの検出個数が設定基準値以上である場合のサンプリング周期を、検出条件として設定する、請求項２に記載の降雪センサ。
5. 前記変更範囲内における最短のサンプリング周期での検出結果が、前記調整基準以下となった場合には、
   前記サンプリング周期を初期設定値に戻す、請求項３に記載の降雪センサ。
6. 光を照射する投光部と、ターゲットで反射した前記光を検出する受光部と、を有するターゲット検出部と、
   気温を検出する温度検出部と、を備え、
   ターゲット検出の閾値を調整可能である、降雪センサ。
7. 前記ターゲット検出部は、検出距離に応じた電圧を出力する測距センサであり、
   前記ターゲット検出部における出力電圧差または前記ターゲットの変位距離が閾値以上である場合にターゲットとして検出するとともに、検出したターゲット数が調整基準以下である場合、あるいは調整基準以下である状態が連続した場合に、出力電圧差の閾値または変位距離の閾値を小さくする、制御部を備える、請求項６に記載の降雪センサ。
8. 前記制御部は、出力電圧差または変位距離の閾値を、所定の変更範囲内において、段階的に下げる、請求項７に記載の降雪センサ。
9. 前記制御部は、ターゲットの検出個数が、設定基準値以上である場合の閾値を、検出条件として設定する、請求項７に記載の降雪センサ。
10. 前記変更範囲内における最小閾値での検出結果が、前記調整基準以下となった場合には、
    前記閾値を初期設定値に戻す、請求項８に記載の降雪センサ。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の降雪センサと、
    前記降雪センサに接続される融雪機器と、を備える融雪装置。