JP3525575B2 - 雨センサ - Google Patents

雨センサ

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JP3525575B2
JP3525575B2 JP24356195A JP24356195A JP3525575B2 JP 3525575 B2 JP3525575 B2 JP 3525575B2 JP 24356195 A JP24356195 A JP 24356195A JP 24356195 A JP24356195 A JP 24356195A JP 3525575 B2 JP3525575 B2 JP 3525575B2
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昌弘 中園
裕司 中川
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、雨センサに関し、
特に、検知面への異物の付着、残留によっては誤動作せ
ず、雨の降り始めを正確に検知する雨センサに関する。 【0002】 【従来の技術】従来の雨センサとしては、空中に露出し
た相対する雨滴検知用電極を設けて、電極間に雨滴が付
着した際に電極間が短絡することを利用して降雨開始を
判断する抵抗式と、絶縁被膜で被覆した相対向する雨滴
検知用電極を設けて、絶縁被膜表面に雨滴が付着した際
の電極間容量の増加から降雨開始判断を行う静電容量式
が一般的に知られている。 【0003】そして、後者の静電容量式の雨センサとし
ては、CR発振回路を通じて電極間容量の変化を周波数
に変換し、一定値以上の周波数になった際に降雨開始判
断を行うレベル判断型のものと、電極間容量の変化を矩
形のパルス信号に変換し、連続する2パルスのパルス幅
或いは周囲の差分に一定値以上の変化が生じた際に降雨
開始判断を行う逐次比較型のものが、一般的に知られて
いる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
雨センサは、取り付け場所によっては、雨センサの検知
面に、鳥の糞等の異物が付着したり、或いは、結露等に
より水滴が付着、残留したりすることが往々にしてあ
り、抵抗式の雨センサでは電極間が短絡状態となり、ま
た、レベル比較型の雨センサでは、所定の容量値を越え
るため実際の天候状態によらず常に降雨開始信号を出力
するという問題があった。 【0005】また、静電容量式の雨センサの内、逐次比
較型のものには、鳥の糞等異物の付着時のような一過性
の容量変化が生じた場合に雨と判断するという誤動作が
生じるという問題があった。本発明は、上記問題を解決
するためになされたものであり、検知面への異物の付
着、残留によっては誤動作せず、雨の降り始めを正確に
検知する雨センサを提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】以上のような問題を解決
するために提案される本願発明は、以下の構成を備えて
いる。請求項1に記載の雨センサは、所定の閾値以上の
静電容量の変化が一定時間内に所定の回数生じた場合に
降雨開始信号を出力する判定回路を設けており、この判
定回路は、上記検知面の静電容量の変化に基づく発振周
期の入力パルス信号の周期を一周期毎に保存するパルス
周期計測ルーチンと、このパルス周期計測ルーチンによ
って保存されたある周期の始めの時刻を基準として、一
定時間内に保存された周期のなかで最大値と最小値との
差を算出し、その差が所定の容量変化閾値に相当する周
期値以上であれば、検知面に容量変化有りの判断をなす
静電容量変化検出ルーチンと、容量変化有りと判断され
たある時刻から一定時間内に容量変化有りが所定回数判
断された場合に降雨開始を判断する降雨開始判断ルーチ
ンとを実行することを特徴とする。 【0007】 【0008】図9は容量変化の有無を判断する原理を示
す図であり、図10は降雨開始を判断する原理を示す図
である。図9中の曲線Aは、検知部の静電容量の時間変
化を示している。現在時刻をT1とすると、過去Tc以
内すなわち時刻T0からT1の間に所定の閾値Cth以
上の容量変化が生じていれば「容量変化有り」と判断
し、このような判断は一定時間Tc毎に行う。例えば、
図9の例では、次の判断時刻T2では、過去Tc以内に
閾値Cth以上の容量変化が生じていないので容量変化
無しと判断する。 【0009】次に、図10を参照しながら説明すると、
上記の「容量変化有り」という判断が下されたある時刻
(図10(a)に示す時刻t2)を基準にして、一定時
間Tr以内に所定の回数(N回)の「容量変化有り」判
断が下された場合には、「降雨開始」と判断するが、
「容量変化有り」判断が下された時刻(図10(b)に
示すt2)から時間Tr以内に所定の回数(N回)の
「容量変化有り」判断が下されなかった場合には(M<
N)、時刻(t2+Tr)後に初めて「容量変化有り」
と判断された時刻(時刻ty)を1回目の変化した回数
とし、この時刻tyを基準にして、再び所定時間Tr内
の容量変化の回数を計数する。 【0010】このような降雨開始判定方法により、例え
ば、降雨の場合には、複数の水滴がランダムな時間間隔
をおいて継続的に検知部に付着するため、一定時間Tr
以内に「容量変化有り」の判断が所定の回数以上発生す
るので降雨開始信号が出力される。一方、鳥の糞、ホコ
リなどの異物が検知部表面に付着した場合、雨滴のよう
に複数が継続して付着することはないので所定の回数以
上の「容量変化有り」判断が発生しないので降雨開始信
号は出力されない。 【0011】また、結露のように長い時間に渡って徐々
に水滴が表面に付着する場合や、鳥の糞、ホコリ等の異
物が検知部に残留する場合は、閾値Cth以上の容量変
化が生じる時間が設定値Tcより長いため結露の付着に
より降雨開始信号は出力されない。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、静電容量型の雨センサを例にとり以下に説明する。
図1は本発明の要部である発振回路の回路図であり、図
2は雨センサの構成を示すブロック図、図3は雨センサ
の外観構成を概略的に示す斜視図である。 【0013】また、図4〜図6は判定回路によって処理
されるプログラムのフローチャートである。図1〜図3
を参照して説明すると、この雨センサ1は、櫛歯電極2
a、2bが対向配置して形成された検知面3を有してお
り、この検知面3に雨滴が付着したときに生じる電極2
a、2b間の静電容量の変化により発振回路4の発振周
期の変化を検知して、降雨検知信号を信号線Lより出力
するように構成されている。 【0014】尚、図2中、6は制御回路を示しており、
この制御回路6は、発振回路4と判定回路5とを備えて
構成されている。また、図3中、11は雨センサの取り
付けた窓枠を、13は雨センサ本体(ハウジング)を示
している。発振回路4は検知面3の電極2a、2b間の
静電容量Cと、帰還抵抗R2で決まる時定数に基づくパ
ルス信号を出力しており、電極2a、2b間の静電容量
Cの変化は発振周期に変換されて判定回路5へ伝達され
る。 【0015】このような構成では、雨滴が検知面3上へ
付着すると、検知面3の静電容量Cが増加し、検知面3
の静電容量Cが時間的に変化しない場合は、発振周期と
静電容量値は図7に示したように1対1に対応してい
る。時間的に連続値をとる静電容量値を時間的に不連続
な周期値に変換すると、図8に示すようにパルス幅の分
だけ周期値は時間的に不連続の値を示すが、パルス周期
が静電容量が変化する時間に比べて十分短い場合は、パ
ルス周期値を静電容量の瞬時値として表現することがで
きる。例えば図8中に示す時刻t1における静電容量は
最も新しいパルス周期P0として表れる。 【0016】判定回路5は、発振回路4から入力された
パルス信号の時間的な変化の様子、すなわち、検知面3
の静電容量Cの時間変化の様子から降雨の開始を判断
し、降雨開始信号を出力する。このような判定回路5は
CPUを含んで構成されており、図4に示したパルス周
期計測ルーチン、図5に示した静電容量変化検出ルーチ
ン、図6に示したような降雨開始判断ルーチンを実行す
る。 【0017】パルス周期計測ルーチンは割り込み処理に
よって実行され、入力信号パルスの立ち下がりを検出す
る毎に内部のカウンタの値を保存した後、カウンタをク
リアしてカウント再開する。このようにして入力パルス
信号の周期を1周期毎に保存する(以上、図4のステッ
プ101〜106)。静電容量変化検出ルーチンでは、
パルス周期計測ルーチンによって保存されたある周期の
始めの時刻を基準として一定Pc間に保存された周期の
なかで最大値と最小値の差を計算し、その差△Pが所定
の容量変化閾値Cthに相当する周期値Pth以上であ
れば検知面3に「容量変化有り」という判断を下す。も
しPth以下であれば、検知面3に「容量変化無し」と
判断をする(以上、図5のステップ201〜213)。 【0018】そして、降雨開始判別ルーチンでは、上記
の「容量変化有り」の判断が下されたある時刻から一定
時間Tr内に所定の回数N回「容量変化有り」の判断が
下された場合に「降雨開始」と判断し、降雨開始信号を
出力する。また1回目の「容量変化有り」判断がなされ
た時刻から時間Tr以内に所定の回数N回の「容量変化
有り」との判断が下されなかった場合にはTr経過後に
初めて下された「容量変化有り」判断を1回目の変化し
た回数とし、この時刻を基準に再び時間Tr内の容量変
化の回数を計数する(図6のステップ301〜30
8)。 【0019】このように、この本発明の雨センサは、検
知面に、例えば、鳥の糞が付着した場合には、図9に示
したような階段状の増加を示し、「容量変化有り」の判
断が下されるが、その判定は1度しか行われないので
「降雨開始判断」は行われない。また、結露、ホコリの
堆積等が検知部表面に生じた場合は水滴が付着した場合
よりも時間的に緩やかな容量変化を示すので「容量変化
有り」の判定は下されない。 【0020】以上、詳細に説明したとおり、本発明の雨
センサによれば、雨センサに、鳥の糞、虫の飛来等の異
物が付着しても誤動作せず、しかも、結露による水滴や
鳥の糞ホコリ等異物が検知部表面に残留しても誤動作し
ない。さらに、閾値以上の静電容量変化が、所定の時間
内に生じた場合に容量変化有りと判断するように構成し
たので、検知面に異物が付着等した場合と、雨の降り始
めとをより正確に区別し判別できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の要部である発振回路の回路図である。 【図2】本発明の雨センサの構成を示すブロック図であ
る。 【図3】本発明の雨センサの外観構成を概略的に示す斜
視図である。 【図4】判定回路によって実行されるパルス周期計測ル
ーチンのフローチャートである。 【図5】判定回路によって実行される静電容量変化検出
ルーチンのフローチャートである。 【図6】判定回路によって実行される降雨開始判断ルー
チンのフローチャートである。 【図7】検知面における発振周期値と静電容量値との関
係を示す図である。 【図8】発振パルス信号と周期、時刻との関係を示す図
である。 【図9】雨センサの容量変化の有無を判断する原理を示
す図である。 【図10】雨センサにおいて降雨開始を判断する原理を
示す図である。 【符号の説明】 1・・・雨センサ 2a、2b・・・櫛歯電極 3・・・検知面 4・・・発振回路 5・・・判定回路 6・・・制御回路 8・・・電源(DC5V) 9・・・アース部(GND) L・・・信号線 11・・・窓枠 13・・・雨センサ本体(ハウジング) C・・・静電容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−272452(JP,A) 特開 昭61−184449(JP,A) 特開 昭62−138743(JP,A) 実公 平2−49565(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 - 27/24 G01W 1/14

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】櫛歯電極を対向配置して形成された検知面
    を有し、この検知面に雨滴が付着したときに生じる静電
    容量の変化により発振周期の変化を検知して、降雨検知
    信号を出力する構成とした雨センサにおいて、 所定の閾値以上の静電容量の変化が一定時間内に所定の
    回数生じた場合に降雨開始信号を出力する判定回路を設
    けており、 この判定回路は、 上記検知面の静電容量の変化に基づく発振周期の入力パ
    ルス信号の周期を一周期毎に保存するパルス周期計測ル
    ーチンと、 このパルス周期計測ルーチンによって保存されたある周
    期の始めの時刻を基準として、一定時間内に保存された
    周期のなかで最大値と最小値との差を算出し、その差が
    所定の容量変化閾値に相当する周期値以上であれば、検
    知面に容量変化有りの判断をなす静電容量変化検出ルー
    チンと、 容量変化有りと判断されたある時刻から一定時間内に容
    量変化有りが所定回数判断された場合に降雨開始を判断
    する降雨開始判断ルーチンとを実行することを特徴とす
    、雨センサ。
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KR102038858B1 (ko) * 2015-06-30 2019-10-31 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 누출 검지 시스템

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