JP3938081B2 - 雨滴検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、降雨状態に応じてワイパを自動制御するため、ウィンドシールドに付着した雨滴を検出する雨滴検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、雨滴検出装置は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）等の発光素子とフォトダイオード（以下、ＰＤ）等の受光素子とを用いて、所定の短い制御周期毎に、ウィンドシールドに向かって光を発光させてその反射光を受光し、受光素子からの出力値を雨滴付着が無い場合の出力値と比較し、その低下率から雨滴付着量を判定しており、発光された光が反射されるウィンドシールド上のエリアが、雨滴が検出される検出エリアとなっている。
【０００３】
しかし、発光素子の照射範囲は狭いものであり、また、運転者の視界の妨げにならないよう装置の体格も限られるため、検出エリアは狭い範囲に限られており、雨滴が検出されるか否かは、この限られた検出エリアに雨滴が付着するか否かという偶発的な要因に依存することになる。
【０００４】
このように従来の雨滴検出装置は、検出エリアが限られており、しかも、短い制御周期毎に雨滴付着量を判定して払拭モードを決定するため、ユーザが一定雨量と感じている場合であっても、風向き等の自然要因により雨滴付着量が一時的に大きく変動した場合や降雨量の短時間的な変動により、制御周期内の雨滴付着量の変動に伴ってワイパの払拭モードが短時間で大きく変動することとなり、かかる払拭モードのばらつきは、ユーザにとって煩わしく払拭フィーリングが良くないという問題があった。
【０００５】
この問題に対処するため、下記特許文献１に示す雨滴感応式オートワイパ制御装置は、閾値を２つ設けて、低い閾値を越えても高い閾値を越えなければ間欠モードを変更しないこととし、払拭間隔の安定化を図っている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６６１１７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１のオートワイパ制御装置においても、やはり短い制御周期毎に雨滴付着量を判定して払拭モードを決定しているため、雨滴付着量が高低２つの閾値をまたいで変動した場合には、払拭モードがばらつく現象が発生し、払拭フィーリングを阻害するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した問題を解決するものであり、払拭モードのばらつきを低減可能な雨滴検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の雨滴検出装置は、ウィンドシールドに向かって光を発光する発光素子と、前記ウィンドシールドにより反射された光を受光して受光量に応じた電気信号を出力する受光素子とを有し、制御周期毎に前記発光素子から光を発光させて、所定の比較値に対する前記受光素子からの出力値の低下率を演算し、前記低下率と予め設定された目標低下率とに基づいて、前記ウィンドシールドを払拭するワイパの払拭モードを決定する雨滴検出装置であって、所定時間内に出現した払拭モード毎の前記低下率の平均値を演算し、前記低下率と前記目標低下率とに基づいて決定された払拭モードについて、ばらつきが検出されない場合には、前記決定された払拭モードによる払拭信号を出力し、ばらつきが検出された場合には、前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードを選択して、当該選択された払拭モードによる払拭信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、制御周期毎に演算される現状の低下率と目標低下率とによって決定された払拭モードについて、ばらつきが検出された場合には、その払拭モードではなく、所定期間に亘る低下率の平均値が目標低下率に適合する払拭モードで払拭が行われるので、払拭モードのばらつきを低減できる。
【００１１】
ここで、前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードとして、前記平均値が前記目標低下率の範囲内であって、かつ、前記平均値が最小の払拭モードを選択することが好ましい。
【００１２】
これによれば、目標低下率に適合する払拭モードの内、低下率の平均値が最小の払拭モードで払拭されるので、前方の視認性が向上される。
【００１３】
さらに、前記平均値が最小の払拭モードが複数存在する場合には、払拭間隔が最短の払拭モードを選択することが好ましい。
【００１４】
これによれば、目標低下率に適合し、かつ、低下率の平均値が最小の払拭モードの内、払拭間隔が最短の払拭モードで払拭されるので、前方の視認性がより向上される。
【００１５】
但し、ユーザの好みに合わせて、調整可能としても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すワイパ自動制御装置は、雨滴検出装置６とワイパ駆動装置３とから構成されている。雨滴検出装置６は、雨滴検出の対象物であるフロントウィンドシールド（以下、フロントウィンド）１に付着した雨滴を検出するためのものであり、ワイパ駆動装置３は、フロントウィンド１に雨滴が付着している場合にフロントウィンド１に配設されたワイパ２を駆動するためのものである。ワイパ自動制御装置への電源供給は、バッテリ３０からイグニッションスイッチ３１を介して行われ、雨滴検出装置６内のＣＰＵ１２、ワイパ駆動装置３内のワイパモータ４等に配電される。
【００１８】
ワイパ駆動装置３は、ワイパ２を駆動するためのワイパモータ４と、ワイパモータ駆動回路５と、ワイパスイッチ７とを備えている。ワイパスイッチ７は、停止（ＯＦＦ）、オートモード（ＡＵＴＯ）、低速作動（Ｌｏ）、及び、高速作動（Ｈｉ）の４つの作動位置を有しており、オートモードが選択されたとき、ワイパ２はワイパ自動制御装置により自動制御される。なお、ワイパスイッチ７は、少なくとも雨滴検知装置６を作動させるためのスイッチを有しておればよく、上記４つの動作位置を全て有する必要はない。
【００１９】
また、ワイパ駆動装置３には、雨滴検出装置６の制御目標となる目標低下率を設定するための感度設定手段（以下、感度ボリューム）５０が設けられている。
【００２０】
雨滴検出装置６には、フロントウィンド１上の雨滴を光学的に検出するための発光素子（発光ダイオード、以下、ＬＥＤ）８と受光素子（フォトダイオード、以下、ＰＤ）９が装着されている。そして、ＬＥＤ８にはＬＥＤ駆動回路１３が接続されており、ＰＤ９には検波・増幅回路１４が接続されている。なお、ＬＥＤ８及びＰＤ９は複数個装着される場合もある。
【００２１】
また、雨滴検出装置６には、図１に示すように、ＬＥＤ８の発光タイミング及び駆動電流を制御するＣＰＵ１２が設けられている。雨滴検出時においてＣＰＵ１２は、ＬＥＤ８をパルス駆動させるための駆動電流をＬＥＤ駆動回路１３に流し、ＬＥＤ８を発光させて光（赤外線または可視光）をフロントウィンド１に入射する。この光はフロントウィンド１で反射されてＰＤ９により受光され、電気信号に変換される。この電気信号は検波・増幅回路１４を経てＣＰＵ１２に出力される。
【００２２】
ＣＰＵ１２は、所定の比較値に対するＰＤ９からの出力値（厳密には、ＰＤ９に接続された検波・増幅回路１４の出力値）の低下率（以下、現状低下率とも言う。）を演算・記憶する。そして、ＣＰＵ１２は、演算した現状低下率と、感度ボリューム５０により設定された目標低下率とを比較して雨滴付着量を判定し、判定結果に基づいて払拭信号をワイパモータ駆動回路５に送信する。ＣＰＵ１２はこれらの発光制御から判定（判定結果によっては払拭信号の送信）までの処理を所定の制御周期で繰り返すように構成されている。また、ＣＰＵ１２は、演算した現状低下率に基づいて、所定時間内に出現した払拭モード毎の低下率の平均値（以下、平均低下率とも言う。）を演算する。なお、ＣＰＵ１２には、目標低下率や所定の処理手順等が記憶されるＲＡＭ２４及びＲＯＭ２５が設けられている。
【００２３】
また、雨滴検出装置６には、プリズム２３（図２参照）の結露を防止するためのヒータ２０とヒータ回路２１とプリズム温度センサ２２とが設けられており、ＣＰＵ１２は、プリズム温度センサ２２からの温度信号に応じてヒータ回路２１にヒータ制御信号を送り、ヒータ２０への通電を制御している。また、ＣＰＵ１２は、温度検出部１０により検出された周囲の環境温度データに応じて、低下率に対して必要に応じて温度補正を行うこともある。この温度検出部１０は、プリズム温度センサ２２の代わりに、ヒータ回路２１へのヒータ制御信号を発生するのに利用される場合もあり、その場合にはプリズム温度センサ２２は装着されなくても良いし、検出精度をより向上させるために、両方あっても良い。また、ヒータ回路２１及びヒータ２０が装着されない場合もある。
【００２４】
さらに図２に示すように、雨滴検出装置６には、ＬＥＤ８及びＰＤ９を支持するベース部１７と、前述したＬＥＤ駆動回路１３と検波・増幅回路１４とを有する回路基板１５とが設けられている。これらのＬＥＤ８、ＰＤ９、ベース部１７、及び、回路基板１５はセンサケース１６内に収納され、さらにカバー１１で覆われて、ワイパ２の払拭範囲でフロントウィンド１の車室内側壁面（以下、内壁面と言う。）１ｂで運転者の視界を妨げない部位に、光を透過する透明接着剤１８を用いて取り付けられたプリズム２３を介して、固定されている。そして、ＬＥＤ８及びＰＤ９は、それぞれフロントウィンド１に対して斜め方向から向き合うように配置されている。
【００２５】
なお、本実施形態では、ＬＥＤ８等が収納されたセンサケース１６をプリズム２３を介して固定したが、この固定方法は一例であり、他にフロントウィンド１の内壁面１ｂに固定された金具を介して固定する等、種々の方法を採り得る。但し、この固定方法は本発明には直接関係が無いため、本実施形態ではプリズム２３を介した固定の例で説明する。
【００２６】
フロントウィンド１の内壁面１ｂには、透過部材であるプリズム２３が、上述したように透明接着剤１８を用いて接着され、ＬＥＤ８及びＰＤ９とフロントウィンド１との間に配置されている。プリズム２３は、ＬＥＤ８からの光が確実にＰＤ９に入射するようにＬＥＤ８の光を屈折させるとともに、車室外からの日射や街路灯などの光がＰＤ９に入射することを防止するためのものである。プリズム２３には、中央部に板状の反射部２３ａが形成され、その両側に断面が三角形状の突出部が形成され、各突出部にはそれぞれＬＥＤ８、ＰＤ９と対向する面にレンズが形成されている。これにより、ＬＥＤ８から発光された光は、図２図示矢印で示すように、プリズム２３を経由してフロントウィンド１の車室外側壁面（以下、外壁面と言う。）１ａで全反射され、次いで反射部２３ａで全反射され、再度フロントウィンド１の外壁面１ａで全反射された後、ＰＤ９に入射される。
【００２７】
なお、プリズム２３とＰＤ９との間には、プリズム２３では防ぎ切れない日射の影響を打ち消すため、ＰＤ９への可視光の入射を遮断する可視光カットフィルタ１９が設置されている。但し、この可視光カットフィルタ１９は必要に応じて設置すればよく、設置されない場合もある。
【００２８】
図２で説明したように、ＬＥＤ８からの光が反射される反射エリア（すなわち雨滴が検出される検出エリア）はフロントウィンド１の外壁面１ａに形成され、この検出エリアに雨滴Ｒが付着すると、図２に示すようにその部分では光が全反射せずに外部に散乱してしまう。したがって、雨滴付着無しの場合のＰＤ９からの出力値を記憶しておいて比較値として用いれば、その比較値に対して雨滴付着後のＰＤ９からの出力値は低下するため、雨滴を検出できることとなる。
【００２９】
次に、上記のように構成された雨滴検出装置６の動作について説明するが、それに先立って、図３に示す従来処理について説明する。なお、ワイパスイッチ７はオートモードに設定されているものとする。
【００３０】
雨滴検出装置６は、所定の制御周期内において、ＬＥＤ８を発光させ、検波・増幅回路１４を経て出力されたＰＤ９からの出力値と、所定の比較値とを比較し、所定の比較値に対するＰＤ９からの出力値の低下率（以下、現状低下率とも言う。）を演算する（ステップＳ１０１）。ここで、所定の比較値としては、雨滴付着が無いときのＰＤ９からの出力値を所定の手続きを経て記憶しておいて、その値を用いるものとする。
【００３１】
次に、雨滴検出装置６は、感度ボリューム５０により設定された感度に応じた目標低下率を設定し（ステップＳ１０２）、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定し（ステップＳ１０３）、払拭信号をワイパ駆動装置（以下、ワイパ制御装置とも言う。）３に出力する。ここで、目標低下率はある幅を持って設定され、現状低下率が目標低下率の範囲内であれば、現状の払拭モードが維持され、現状低下率が目標低下率を下回れば、払拭間隔が大きくなる払拭モードが選択され、現状低下率が目標低下率を上回れば、払拭間隔が短くなる払拭モードが選択される。
【００３２】
払拭モードを選定後、雨滴検出装置６は、その払拭モードによる払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ１０４）、次の処理へ移行する（ステップＳ１０５）。
【００３３】
このように、従来処理では、雨滴付着が検出された場合、雨滴付着により発生した現状低下率に応じて払拭モードを決定し、払拭信号をワイパ制御装置３に出力する。本実施形態の雨滴検出装置６では、かかる従来処理と並行して払拭モード毎の平均低下率の演算を実施し、払拭モードのばらつきが検出されない場合は、従来処理により払拭モードを選択するが、払拭モードのばらつきを検出した場合には、平均低下率を用いた処理により払拭モードを選択する。以下、本実施形態の雨滴検出装置６の動作について、図４〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
まず、雨滴検出装置６は、上述したように現状低下率を演算し（ステップＳ２０１）、感度ボリューム５０により設定された感度に応じた目標低下率を設定し（ステップＳ２０２）、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ２０３）。
【００３５】
次に、雨滴検出装置６は、払拭モードのばらつきを所定のばらつき条件により検出する（ステップＳ２０４）。すなわち、払拭モードが所定のばらつき条件を満たすときは、ばらつき有り、所定のばらつき条件を満たさないときは、ばらつき無しとする。ここで、所定のばらつき条件としては、例えば一定時間内に払拭モードが２種類以上出現したこととし、この一定時間は、例えば３〜１０秒のような比較的長い時間に設定し、少なくとも数回の払拭が行われる時間とする。また、この時間（払拭モードが２種類以上出現したか否かを見る時間）を雨量により変化させることとし、例えば雨量が多い場合にはこの時間を短くし、雨量が少ない場合にはこの時間を長くすることとすれば、この時間を現状の払拭モードに合わせて数回程度の払拭が行われる時間に最適化することができる。
【００３６】
払拭モードが所定のばらつき条件を満たさないとき（すなわち、払拭モードのばらつきが検出されないとき）、雨滴検出装置６は、ステップＳ２０４で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ２０５）、次の処理へ移行する（ステップＳ２０７）。
【００３７】
一方、払拭モードが所定のばらつき条件を満たすとき（すなわち、払拭モードのばらつきが検出されたとき）、雨滴検出装置６は、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ２０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ２０７）。
【００３８】
この平均低下率を用いた処理を図５に基づいて詳述する。まず、雨滴検出装置６は、一定時間内における払拭モード毎の平均低下率を演算する（ステップＳ３０１）。詳しくは、雨滴検出装置６は、制御周期毎に演算された現状低下率をそのときの払拭モード（すなわち、その現状低下率を実現した払拭モード）毎に記憶しておき、各払拭モード毎に、ある一定時間内の現状低下率の移動平均を演算して、平均低下率とする。したがって、平均低下率は更新されていく。なお、移動平均を用いず、イグニッションスイッチ３１をＯＮしたときから現時点までの現状低下率を、払拭モード毎に平均して、平均低下率とすることとしてもよい。
【００３９】
次に、雨滴検出装置６は、感度ボリューム５０により設定される目標低下率に適合する払拭モードを選択する（ステップＳ３０２）。ここで、図６を用いて説明すると、図６の例では、払拭モードとしてＨｉ、Ｌｏ、及び、間欠時間がａ秒、ｂ秒、ｃ秒、ｄ秒の４種類の間欠モードがあり、間欠時間は、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係にある。そして、現状では、払拭モードは３モードに亘ってばらついているが、平均低下率が目標低下率に適合する払拭モードは間欠ａ秒であるため、間欠ａ秒の払拭モードが選択される。なお、平均低下率が目標低下率に適合する払拭モードとは、平均低下率が目標低下率の範囲内であって、かつ、平均低下率が最小の払拭モードとする。さらに、平均低下率が目標低下率の範囲内であって、かつ、平均低下率が最小の払拭モードが複数存在する場合には、前方の視認性を考慮して、払拭間隔が最短となる払拭モードを選択する。但し、これはユーザの好みに合わせて調節可能としても良い。平均低下率が目標低下率の範囲内にある払拭モードが無いときは、平均低下率が目標低下率に最も近い払拭モードを選択してもよい。雨滴検出装置６は、選択した払拭モードによる払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ３０３）、次の処理へ移行する（ステップＳ３０４）。
【００４０】
このように、雨滴検出装置６においては、各払拭モードによって実現された低下率の平均値を把握し、その平均値が目標低下率に適合する払拭モードを選択するので、目標低下率を実現するための払拭モードを確実に選定できる。しかも、払拭のばらつきが発生した場合のみ平均低下率を用いるので、従来の平均化処理に比べ短時間的な雨量変動に対する払拭モードの変動にも対応可能となる。
【００４１】
すなわち、従来処理から得られた低下率を平均化し、常にその平均化した低下率に応じた払拭モードを選択することにより、払拭モードのばらつきを低減する方法もあるが、この方法は平均化により低下率自体のばらつきを低減しようとするものであるため、平均化による時間遅れが発生し、応答性が悪くなるという問題点がある。本実施形態では、払拭モードがばらついたときのみ、平均値を用いた処理に移行するので、応答性を犠牲にすることがなく、さらに、出現した各払拭モードにより実現された低下率を把握した上で払拭モードを決定するので、低下率自体の平均化よりも、より的確に最適な払拭モードを選択可能となる。
【００４２】
また、雨滴検出装置６においては、感度ボリューム５０によりドライバーが雨滴検出装置の制御目標となる目標低下率を変更することができるので、ドライバーの好みに合わせた感度調整が可能となる。また、例えば車速度が早いほど目標低下率を下げる等、目標低下率を車速度に応じて自動的に変更することとしてもよく、これにより、車速度に応じて自動的に目標低下率が調整されるので、よりドライバーの感覚に合った払拭制御が可能となる。
【００４３】
なお、雨滴検出装置６は、払拭モードのばらつきが検出されなくなった場合には、従来処理による払拭モードの選定に移行するように構成されており、上記実施形態では、払拭モードのばらつきが検出された場合には、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードで１回払拭し、そのときに出現した低下率を使用してばらつきの検出を行い、その結果に応じて従来処理による払拭モードの選定または平均低下率を用いた処理による払拭モードの選定を行うように構成されているが、図７に示すように、払拭モードのばらつきが検出された場合に、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードでＮ回の払拭を実施した後、従来処理による払拭に復帰するように構成してもよい。
【００４４】
以下、図７に基づいて説明する。まず、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ４０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ４０２）。次に、雨滴検出装置６は、フラグＦが１か否かを判定し（ステップＳ４０３）、フラグＦが１でなければ、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ４０４）。一方、フラグＦが１であれば、後述するステップＳ４０８へ移行する。
【００４５】
ステップＳ４０４における払拭モード決定後、雨滴検出装置６は、払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ４０５）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ４０４で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ４０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ４１１）。
【００４６】
一方、払拭モードにばらつきがあるとき、雨滴検出装置６は、フラグＦを１にセットして、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ４０８）。そして、雨滴検出装置６は、その払拭信号をＮ回出力したか否かを判定し（ステップＳ４０９）、Ｎ回出力されていればフラグＦを０にセットして（ステップＳ４１０）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットは行わずに、次の処理へ移行する（ステップＳ４１１）。
【００４７】
ここで、Ｎの値は、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードに応じて決めるものとし、例えば、Ｈｉならば５回、Ｌｏならば７回、間欠０．６秒ならば４回、間欠３．３秒ならば２回、間欠７秒ならば１回というように定める。これにより、払拭モードに関係なく一律に回数を決めた場合に比べ、従来処理に復帰するタイミングを細かく設定でき、雨量変動に対する応答性を改善することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、所定のばらつき条件として、一定時間内に払拭モードが２種類以上出現したことを例に挙げたが、所定のばらつき条件として、一定時間内に払拭モードが２種類以上出現し、かつ、払拭モードが急に大きく変動していないことを条件とし、払拭モードが急に大きく変動した場合には、従来処理による払拭モードの選定を継続するように構成し、または、すでに平均低下率を用いた処理による払拭モードの選定を行っているときは、すぐに従来処理による払拭モードの選定に移行するように構成してもよい。ここで、払拭モードが急に大きく変動するとは、例えば間欠０．６秒以下からＨｉモードに移行した場合というように定める。これによれば、例えば前車の跳ね水を検出した場合等には、平均値によらず現状低下率に応じて払拭間隔が大きく変動することとなり、現状に速やかに対応できることとなる。
【００４９】
以下、図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は払拭モードが急に大きく変動（以下、急変と言う。）した場合を含めて処理手順を示したもので、図８は図４で説明した処理手順に払拭モードが急変した場合の判定及び処理を追加したものであり、図９は図７で説明した処理手順に払拭モードが急変した場合の判定及び処理を追加したものである。
【００５０】
まず図８では、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ５０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ５０２）。次に、雨滴検出装置６は、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３で払拭モードを決定後、雨滴検出装置６は、払拭モードの急変があるか否かを判定し（ステップＳ５０４）、払拭モードの急変がなかったとき、雨滴検出装置６は払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ５０５）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ５０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。
【００５１】
一方、払拭モードの急変があるとき、雨滴検出装置６は、払拭ばらつきの判定（ステップＳ５０５）を行わず、ステップＳ５０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。これにより、払拭モードの急変があるときは、従来処理による払拭モードの選定が継続されることになる。
【００５２】
さらに、ステップＳ５０４で払拭モードの急変がないと判定され、次のステップＳ５０５で払拭モードのばらつきがあると判定されると、雨滴検出装置６は、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。
【００５３】
図９では、まず、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ６０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ６０２）。次に、雨滴検出装置６は、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ６０３）。次に、払拭モードの急変があるか否かを判定し（ステップＳ６０４）、払拭モードの急変がなければ、フラグＦが１か否かを判定する（ステップＳ６０５）。そして、フラグＦが１でなければ、払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ６０６）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５４】
一方、ステップＳ６０４で払拭モードに急変があると判定された場合、フラグＦが１か否かの判定（ステップＳ６０５）及び払拭モードにばらつきがあるか否かの判定（ステップＳ６０６）を実施せず、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）ので、従来処理による払拭モードの選定が継続されることになる。
【００５５】
また、ステップＳ６０４で払拭モードに急変がないと判定され、フラグＦが１か否かの判定で（ステップＳ６０５）フラグＦが１であるとき、フラグＦを１にセットして（ステップＳ６０８）、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ６０９）。そして、雨滴検出装置６は、その払拭信号をＮ回出力したか否かを判定し（ステップＳ６１０）、Ｎ回出力されていればフラグＦを０にセットして（ステップＳ６１１）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットを行わず、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５６】
また、ステップＳ６０４で払拭モードに急変がないと判定され、ステップＳ６０５でフラグＦが１ではないと判定されたとき、雨滴検出装置６は払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ６０６）、ばらつきが無いとき、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５７】
一方、ステップＳ６０６で払拭モードにばらつきがあるとき、雨滴検出装置６は、フラグＦを１にセットして（ステップＳ６０８）、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ６０９）。その後、Ｎ回出力したかどうかをステップＳ６１０で判定し、Ｎ回出力されていなければフラグＦを０にセットして（ステップＳ６１１）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットは行わずに、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）動作は上述したとおりである。
【００５８】
このように、ばらつき条件をどのように定めるか、すなわち、どのような場合を払拭モードのばらつきが検出された場合とするかは任意であり、雨滴検出装置６の動作も種々の流れを採り得る。
【００５９】
また、雨滴検出装置６の構成も種々の構成をとることができる。以下、雨滴検出装置６の他の構成を図１０に基づいて説明する。
【００６０】
図１０に示す雨滴検知装置６は、ＬＥＤ８、ＰＤ９、並びに、ＬＥＤ駆動回路１３（図１）及び検波・増幅回路１４（図１）を有する回路基板１５を備えている。これらＬＥＤ８、ＰＤ９及び回路基板１５は、センサケース１６内に固定配置され、センサケース１６はカバー１１内に固定され、シリコンシート４１を介してフロントウィンド１の内壁面１ｂに密着され、ストッパー４２と固定用金具４３とにより固定されている。この雨滴検知装置６の取付位置は、フロントウィンド１においてワイパ２の作動範囲つまりワイパ払拭範囲内であって、運転者の前方視界を妨げない部位とされる。ＬＥＤ８とＰＤ９との位置関係は、ＬＥＤ８からフロントウィンド１に照射された光がフロントウィンド１で反射されてＰＤ９に入射するようフロントウィンド１に対して斜め方向に向き合うように設定されている。
【００６１】
プリズム２３は、図２図示のプリズム２３と形状は相違しているが、ＬＥＤ８からの光が確実にＰＤ９に入射するようにＬＥＤ８の光を屈折させるとともに、車室外からの日射や街路灯などの外乱光がＰＤ９に入射するのを防止する機能を有している。晴れ時、ＬＥＤ８から出射された光は、図１０図示矢印で示すように、プリズム２３を経由してフロントウィンド１の外壁面１ａで全反射され、ＰＤ９に入射される。一方、雨天時、ＬＥＤ８から出射された光は、フロントウィンド１上に付着した雨滴Ｒによって散乱し外壁面１ａで全反射されなくなり、ＰＤ９の受光量は減少するようになる。
【００６２】
このように、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置を備えたワイパ自動制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置の概略構成図である。
【図３】従来処理のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】平均低下率を用いた処理のフローチャートである。
【図６】平均低下率を用いた払拭モードの選定方法を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…フロントウィンド
２…ワイパ
６…雨滴検出装置
８…発光素子（ＬＥＤ）
９…受光素子（ＰＤ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、降雨状態に応じてワイパを自動制御するため、ウィンドシールドに付着した雨滴を検出する雨滴検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、雨滴検出装置は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）等の発光素子とフォトダイオード（以下、ＰＤ）等の受光素子とを用いて、所定の短い制御周期毎に、ウィンドシールドに向かって光を発光させてその反射光を受光し、受光素子からの出力値を雨滴付着が無い場合の出力値と比較し、その低下率から雨滴付着量を判定しており、発光された光が反射されるウィンドシールド上のエリアが、雨滴が検出される検出エリアとなっている。
【０００３】
しかし、発光素子の照射範囲は狭いものであり、また、運転者の視界の妨げにならないよう装置の体格も限られるため、検出エリアは狭い範囲に限られており、雨滴が検出されるか否かは、この限られた検出エリアに雨滴が付着するか否かという偶発的な要因に依存することになる。
【０００４】
このように従来の雨滴検出装置は、検出エリアが限られており、しかも、短い制御周期毎に雨滴付着量を判定して払拭モードを決定するため、ユーザが一定雨量と感じている場合であっても、風向き等の自然要因により雨滴付着量が一時的に大きく変動した場合や降雨量の短時間的な変動により、制御周期内の雨滴付着量の変動に伴ってワイパの払拭モードが短時間で大きく変動することとなり、かかる払拭モードのばらつきは、ユーザにとって煩わしく払拭フィーリングが良くないという問題があった。
【０００５】
この問題に対処するため、下記特許文献１に示す雨滴感応式オートワイパ制御装置は、閾値を２つ設けて、低い閾値を越えても高い閾値を越えなければ間欠モードを変更しないこととし、払拭間隔の安定化を図っている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２６６１１７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１のオートワイパ制御装置においても、やはり短い制御周期毎に雨滴付着量を判定して払拭モードを決定しているため、雨滴付着量が高低２つの閾値をまたいで変動した場合には、払拭モードがばらつく現象が発生し、払拭フィーリングを阻害するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述した問題を解決するものであり、払拭モードのばらつきを低減可能な雨滴検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の雨滴検出装置は、ウィンドシールドに向かって光を発光する発光素子と、前記ウィンドシールドにより反射された光を受光して受光量に応じた電気信号を出力する受光素子とを有し、制御周期毎に前記発光素子から光を発光させて、所定の比較値に対する前記受光素子からの出力値の低下率を演算し、前記低下率と予め設定された目標低下率とに基づいて、前記ウィンドシールドを払拭するワイパの払拭モードを決定する雨滴検出装置であって、所定時間内に出現した払拭モード毎の前記低下率の平均値を演算し、前記低下率と前記目標低下率とに基づいて決定された払拭モードについて、ばらつきが検出されない場合には、前記決定された払拭モードによる払拭信号を出力し、ばらつきが検出された場合には、前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードを選択して、当該選択された払拭モードによる払拭信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
これによれば、制御周期毎に演算される現状の低下率と目標低下率とによって決定された払拭モードについて、ばらつきが検出された場合には、その払拭モードではなく、所定期間に亘る低下率の平均値が目標低下率に適合する払拭モードで払拭が行われるので、払拭モードのばらつきを低減できる。
【００１１】
ここで、前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードとして、前記平均値が前記目標低下率の範囲内であって、かつ、前記平均値が最小の払拭モードを選択することが好ましい。
【００１２】
これによれば、目標低下率に適合する払拭モードの内、低下率の平均値が最小の払拭モードで払拭されるので、前方の視認性が向上される。
【００１３】
さらに、前記平均値が最小の払拭モードが複数存在する場合には、払拭間隔が最短の払拭モードを選択することが好ましい。
【００１４】
これによれば、目標低下率に適合し、かつ、低下率の平均値が最小の払拭モードの内、払拭間隔が最短の払拭モードで払拭されるので、前方の視認性がより向上される。
【００１５】
但し、ユーザの好みに合わせて、調整可能としても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示すワイパ自動制御装置は、雨滴検出装置６とワイパ駆動装置３とから構成されている。雨滴検出装置６は、雨滴検出の対象物であるフロントウィンドシールド（以下、フロントウィンド）１に付着した雨滴を検出するためのものであり、ワイパ駆動装置３は、フロントウィンド１に雨滴が付着している場合にフロントウィンド１に配設されたワイパ２を駆動するためのものである。ワイパ自動制御装置への電源供給は、バッテリ３０からイグニッションスイッチ３１を介して行われ、雨滴検出装置６内のＣＰＵ１２、ワイパ駆動装置３内のワイパモータ４等に配電される。
【００１８】
ワイパ駆動装置３は、ワイパ２を駆動するためのワイパモータ４と、ワイパモータ駆動回路５と、ワイパスイッチ７とを備えている。ワイパスイッチ７は、停止（ＯＦＦ）、オートモード（ＡＵＴＯ）、低速作動（Ｌｏ）、及び、高速作動（Ｈｉ）の４つの作動位置を有しており、オートモードが選択されたとき、ワイパ２はワイパ自動制御装置により自動制御される。なお、ワイパスイッチ７は、少なくとも雨滴検知装置６を作動させるためのスイッチを有しておればよく、上記４つの動作位置を全て有する必要はない。
【００１９】
また、ワイパ駆動装置３には、雨滴検出装置６の制御目標となる目標低下率を設定するための感度設定手段（以下、感度ボリューム）５０が設けられている。
【００２０】
雨滴検出装置６には、フロントウィンド１上の雨滴を光学的に検出するための発光素子（発光ダイオード、以下、ＬＥＤ）８と受光素子（フォトダイオード、以下、ＰＤ）９が装着されている。そして、ＬＥＤ８にはＬＥＤ駆動回路１３が接続されており、ＰＤ９には検波・増幅回路１４が接続されている。なお、ＬＥＤ８及びＰＤ９は複数個装着される場合もある。
【００２１】
また、雨滴検出装置６には、図１に示すように、ＬＥＤ８の発光タイミング及び駆動電流を制御するＣＰＵ１２が設けられている。雨滴検出時においてＣＰＵ１２は、ＬＥＤ８をパルス駆動させるための駆動電流をＬＥＤ駆動回路１３に流し、ＬＥＤ８を発光させて光（赤外線または可視光）をフロントウィンド１に入射する。この光はフロントウィンド１で反射されてＰＤ９により受光され、電気信号に変換される。この電気信号は検波・増幅回路１４を経てＣＰＵ１２に出力される。
【００２２】
ＣＰＵ１２は、所定の比較値に対するＰＤ９からの出力値（厳密には、ＰＤ９に接続された検波・増幅回路１４の出力値）の低下率（以下、現状低下率とも言う。）を演算・記憶する。そして、ＣＰＵ１２は、演算した現状低下率と、感度ボリューム５０により設定された目標低下率とを比較して雨滴付着量を判定し、判定結果に基づいて払拭信号をワイパモータ駆動回路５に送信する。ＣＰＵ１２はこれらの発光制御から判定（判定結果によっては払拭信号の送信）までの処理を所定の制御周期で繰り返すように構成されている。また、ＣＰＵ１２は、演算した現状低下率に基づいて、所定時間内に出現した払拭モード毎の低下率の平均値（以下、平均低下率とも言う。）を演算する。なお、ＣＰＵ１２には、目標低下率や所定の処理手順等が記憶されるＲＡＭ２４及びＲＯＭ２５が設けられている。
【００２３】
また、雨滴検出装置６には、プリズム２３（図２参照）の結露を防止するためのヒータ２０とヒータ回路２１とプリズム温度センサ２２とが設けられており、ＣＰＵ１２は、プリズム温度センサ２２からの温度信号に応じてヒータ回路２１にヒータ制御信号を送り、ヒータ２０への通電を制御している。また、ＣＰＵ１２は、温度検出部１０により検出された周囲の環境温度データに応じて、低下率に対して必要に応じて温度補正を行うこともある。この温度検出部１０は、プリズム温度センサ２２の代わりに、ヒータ回路２１へのヒータ制御信号を発生するのに利用される場合もあり、その場合にはプリズム温度センサ２２は装着されなくても良いし、検出精度をより向上させるために、両方あっても良い。また、ヒータ回路２１及びヒータ２０が装着されない場合もある。
【００２４】
さらに図２に示すように、雨滴検出装置６には、ＬＥＤ８及びＰＤ９を支持するベース部１７と、前述したＬＥＤ駆動回路１３と検波・増幅回路１４とを有する回路基板１５とが設けられている。これらのＬＥＤ８、ＰＤ９、ベース部１７、及び、回路基板１５はセンサケース１６内に収納され、さらにカバー１１で覆われて、ワイパ２の払拭範囲でフロントウィンド１の車室内側壁面（以下、内壁面と言う。）１ｂで運転者の視界を妨げない部位に、光を透過する透明接着剤１８を用いて取り付けられたプリズム２３を介して、固定されている。そして、ＬＥＤ８及びＰＤ９は、それぞれフロントウィンド１に対して斜め方向から向き合うように配置されている。
【００２５】
なお、本実施形態では、ＬＥＤ８等が収納されたセンサケース１６をプリズム２３を介して固定したが、この固定方法は一例であり、他にフロントウィンド１の内壁面１ｂに固定された金具を介して固定する等、種々の方法を採り得る。但し、この固定方法は本発明には直接関係が無いため、本実施形態ではプリズム２３を介した固定の例で説明する。
【００２６】
フロントウィンド１の内壁面１ｂには、透過部材であるプリズム２３が、上述したように透明接着剤１８を用いて接着され、ＬＥＤ８及びＰＤ９とフロントウィンド１との間に配置されている。プリズム２３は、ＬＥＤ８からの光が確実にＰＤ９に入射するようにＬＥＤ８の光を屈折させるとともに、車室外からの日射や街路灯などの光がＰＤ９に入射することを防止するためのものである。プリズム２３には、中央部に板状の反射部２３ａが形成され、その両側に断面が三角形状の突出部が形成され、各突出部にはそれぞれＬＥＤ８、ＰＤ９と対向する面にレンズが形成されている。これにより、ＬＥＤ８から発光された光は、図２図示矢印で示すように、プリズム２３を経由してフロントウィンド１の車室外側壁面（以下、外壁面と言う。）１ａで全反射され、次いで反射部２３ａで全反射され、再度フロントウィンド１の外壁面１ａで全反射された後、ＰＤ９に入射される。
【００２７】
なお、プリズム２３とＰＤ９との間には、プリズム２３では防ぎ切れない日射の影響を打ち消すため、ＰＤ９への可視光の入射を遮断する可視光カットフィルタ１９が設置されている。但し、この可視光カットフィルタ１９は必要に応じて設置すればよく、設置されない場合もある。
【００２８】
図２で説明したように、ＬＥＤ８からの光が反射される反射エリア（すなわち雨滴が検出される検出エリア）はフロントウィンド１の外壁面１ａに形成され、この検出エリアに雨滴Ｒが付着すると、図２に示すようにその部分では光が全反射せずに外部に散乱してしまう。したがって、雨滴付着無しの場合のＰＤ９からの出力値を記憶しておいて比較値として用いれば、その比較値に対して雨滴付着後のＰＤ９からの出力値は低下するため、雨滴を検出できることとなる。
【００２９】
次に、上記のように構成された雨滴検出装置６の動作について説明するが、それに先立って、図３に示す従来処理について説明する。なお、ワイパスイッチ７はオートモードに設定されているものとする。
【００３０】
雨滴検出装置６は、所定の制御周期内において、ＬＥＤ８を発光させ、検波・増幅回路１４を経て出力されたＰＤ９からの出力値と、所定の比較値とを比較し、所定の比較値に対するＰＤ９からの出力値の低下率（以下、現状低下率とも言う。）を演算する（ステップＳ１０１）。ここで、所定の比較値としては、雨滴付着が無いときのＰＤ９からの出力値を所定の手続きを経て記憶しておいて、その値を用いるものとする。
【００３１】
次に、雨滴検出装置６は、感度ボリューム５０により設定された感度に応じた目標低下率を設定し（ステップＳ１０２）、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定し（ステップＳ１０３）、払拭信号をワイパ駆動装置（以下、ワイパ制御装置とも言う。）３に出力する。ここで、目標低下率はある幅を持って設定され、現状低下率が目標低下率の範囲内であれば、現状の払拭モードが維持され、現状低下率が目標低下率を下回れば、払拭間隔が大きくなる払拭モードが選択され、現状低下率が目標低下率を上回れば、払拭間隔が短くなる払拭モードが選択される。
【００３２】
払拭モードを選定後、雨滴検出装置６は、その払拭モードによる払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ１０４）、次の処理へ移行する（ステップＳ１０５）。
【００３３】
このように、従来処理では、雨滴付着が検出された場合、雨滴付着により発生した現状低下率に応じて払拭モードを決定し、払拭信号をワイパ制御装置３に出力する。本実施形態の雨滴検出装置６では、かかる従来処理と並行して払拭モード毎の平均低下率の演算を実施し、払拭モードのばらつきが検出されない場合は、従来処理により払拭モードを選択するが、払拭モードのばらつきを検出した場合には、平均低下率を用いた処理により払拭モードを選択する。以下、本実施形態の雨滴検出装置６の動作について、図４〜図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
まず、雨滴検出装置６は、上述したように現状低下率を演算し（ステップＳ２０１）、感度ボリューム５０により設定された感度に応じた目標低下率を設定し（ステップＳ２０２）、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ２０３）。
【００３５】
次に、雨滴検出装置６は、払拭モードのばらつきを所定のばらつき条件により検出する（ステップＳ２０４）。すなわち、払拭モードが所定のばらつき条件を満たすときは、ばらつき有り、所定のばらつき条件を満たさないときは、ばらつき無しとする。ここで、所定のばらつき条件としては、例えば一定時間内に払拭モードが２種類以上出現したこととし、この一定時間は、例えば３〜１０秒のような比較的長い時間に設定し、少なくとも数回の払拭が行われる時間とする。また、この時間（払拭モードが２種類以上出現したか否かを見る時間）を雨量により変化させることとし、例えば雨量が多い場合にはこの時間を短くし、雨量が少ない場合にはこの時間を長くすることとすれば、この時間を現状の払拭モードに合わせて数回程度の払拭が行われる時間に最適化することができる。
【００３６】
払拭モードが所定のばらつき条件を満たさないとき（すなわち、払拭モードのばらつきが検出されないとき）、雨滴検出装置６は、ステップＳ２０４で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ２０５）、次の処理へ移行する（ステップＳ２０７）。
【００３７】
一方、払拭モードが所定のばらつき条件を満たすとき（すなわち、払拭モードのばらつきが検出されたとき）、雨滴検出装置６は、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ２０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ２０７）。
【００３８】
この平均低下率を用いた処理を図５に基づいて詳述する。まず、雨滴検出装置６は、一定時間内における払拭モード毎の平均低下率を演算する（ステップＳ３０１）。詳しくは、雨滴検出装置６は、制御周期毎に演算された現状低下率をそのときの払拭モード（すなわち、その現状低下率を実現した払拭モード）毎に記憶しておき、各払拭モード毎に、ある一定時間内の現状低下率の移動平均を演算して、平均低下率とする。したがって、平均低下率は更新されていく。なお、移動平均を用いず、イグニッションスイッチ３１をＯＮしたときから現時点までの現状低下率を、払拭モード毎に平均して、平均低下率とすることとしてもよい。
【００３９】
次に、雨滴検出装置６は、感度ボリューム５０により設定される目標低下率に適合する払拭モードを選択する（ステップＳ３０２）。ここで、図６を用いて説明すると、図６の例では、払拭モードとしてＨｉ、Ｌｏ、及び、間欠時間がａ秒、ｂ秒、ｃ秒、ｄ秒の４種類の間欠モードがあり、間欠時間は、ａ＜ｂ＜ｃ＜ｄの関係にある。そして、現状では、払拭モードは３モードに亘ってばらついているが、平均低下率が目標低下率に適合する払拭モードは間欠ａ秒であるため、間欠ａ秒の払拭モードが選択される。なお、平均低下率が目標低下率に適合する払拭モードとは、平均低下率が目標低下率の範囲内であって、かつ、平均低下率が最小の払拭モードとする。さらに、平均低下率が目標低下率の範囲内であって、かつ、平均低下率が最小の払拭モードが複数存在する場合には、前方の視認性を考慮して、払拭間隔が最短となる払拭モードを選択する。但し、これはユーザの好みに合わせて調節可能としても良い。平均低下率が目標低下率の範囲内にある払拭モードが無いときは、平均低下率が目標低下率に最も近い払拭モードを選択してもよい。雨滴検出装置６は、選択した払拭モードによる払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ３０３）、次の処理へ移行する（ステップＳ３０４）。
【００４０】
このように、雨滴検出装置６においては、各払拭モードによって実現された低下率の平均値を把握し、その平均値が目標低下率に適合する払拭モードを選択するので、目標低下率を実現するための払拭モードを確実に選定できる。しかも、払拭のばらつきが発生した場合のみ平均低下率を用いるので、従来の平均化処理に比べ短時間的な雨量変動に対する払拭モードの変動にも対応可能となる。
【００４１】
すなわち、従来処理から得られた低下率を平均化し、常にその平均化した低下率に応じた払拭モードを選択することにより、払拭モードのばらつきを低減する方法もあるが、この方法は平均化により低下率自体のばらつきを低減しようとするものであるため、平均化による時間遅れが発生し、応答性が悪くなるという問題点がある。本実施形態では、払拭モードがばらついたときのみ、平均値を用いた処理に移行するので、応答性を犠牲にすることがなく、さらに、出現した各払拭モードにより実現された低下率を把握した上で払拭モードを決定するので、低下率自体の平均化よりも、より的確に最適な払拭モードを選択可能となる。
【００４２】
また、雨滴検出装置６においては、感度ボリューム５０によりドライバーが雨滴検出装置の制御目標となる目標低下率を変更することができるので、ドライバーの好みに合わせた感度調整が可能となる。また、例えば車速度が早いほど目標低下率を下げる等、目標低下率を車速度に応じて自動的に変更することとしてもよく、これにより、車速度に応じて自動的に目標低下率が調整されるので、よりドライバーの感覚に合った払拭制御が可能となる。
【００４３】
なお、雨滴検出装置６は、払拭モードのばらつきが検出されなくなった場合には、従来処理による払拭モードの選定に移行するように構成されており、上記実施形態では、払拭モードのばらつきが検出された場合には、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードで１回払拭し、そのときに出現した低下率を使用してばらつきの検出を行い、その結果に応じて従来処理による払拭モードの選定または平均低下率を用いた処理による払拭モードの選定を行うように構成されているが、図７に示すように、払拭モードのばらつきが検出された場合に、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードでＮ回の払拭を実施した後、従来処理による払拭に復帰するように構成してもよい。
【００４４】
以下、図７に基づいて説明する。まず、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ４０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ４０２）。次に、雨滴検出装置６は、フラグＦが１か否かを判定し（ステップＳ４０３）、フラグＦが１でなければ、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ４０４）。一方、フラグＦが１であれば、後述するステップＳ４０８へ移行する。
【００４５】
ステップＳ４０４における払拭モード決定後、雨滴検出装置６は、払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ４０５）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ４０４で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ４０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ４１１）。
【００４６】
一方、払拭モードにばらつきがあるとき、雨滴検出装置６は、フラグＦを１にセットして、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ４０８）。そして、雨滴検出装置６は、その払拭信号をＮ回出力したか否かを判定し（ステップＳ４０９）、Ｎ回出力されていればフラグＦを０にセットして（ステップＳ４１０）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットは行わずに、次の処理へ移行する（ステップＳ４１１）。
【００４７】
ここで、Ｎの値は、平均低下率を用いた処理により選定した払拭モードに応じて決めるものとし、例えば、Ｈｉならば５回、Ｌｏならば７回、間欠０．６秒ならば４回、間欠３．３秒ならば２回、間欠７秒ならば１回というように定める。これにより、払拭モードに関係なく一律に回数を決めた場合に比べ、従来処理に復帰するタイミングを細かく設定でき、雨量変動に対する応答性を改善することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、所定のばらつき条件として、一定時間内に払拭モードが２種類以上出現したことを例に挙げたが、所定のばらつき条件として、一定時間内に払拭モードが２種類以上出現し、かつ、払拭モードが急に大きく変動していないことを条件とし、払拭モードが急に大きく変動した場合には、従来処理による払拭モードの選定を継続するように構成し、または、すでに平均低下率を用いた処理による払拭モードの選定を行っているときは、すぐに従来処理による払拭モードの選定に移行するように構成してもよい。ここで、払拭モードが急に大きく変動するとは、例えば間欠０．６秒以下からＨｉモードに移行した場合というように定める。これによれば、例えば前車の跳ね水を検出した場合等には、平均値によらず現状低下率に応じて払拭間隔が大きく変動することとなり、現状に速やかに対応できることとなる。
【００４９】
以下、図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は払拭モードが急に大きく変動（以下、急変と言う。）した場合を含めて処理手順を示したもので、図８は図４で説明した処理手順に払拭モードが急変した場合の判定及び処理を追加したものであり、図９は図７で説明した処理手順に払拭モードが急変した場合の判定及び処理を追加したものである。
【００５０】
まず図８では、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ５０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ５０２）。次に、雨滴検出装置６は、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３で払拭モードを決定後、雨滴検出装置６は、払拭モードの急変があるか否かを判定し（ステップＳ５０４）、払拭モードの急変がなかったとき、雨滴検出装置６は払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ５０５）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ５０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。
【００５１】
一方、払拭モードの急変があるとき、雨滴検出装置６は、払拭ばらつきの判定（ステップＳ５０５）を行わず、ステップＳ５０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０６）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。これにより、払拭モードの急変があるときは、従来処理による払拭モードの選定が継続されることになる。
【００５２】
さらに、ステップＳ５０４で払拭モードの急変がないと判定され、次のステップＳ５０５で払拭モードのばらつきがあると判定されると、雨滴検出装置６は、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ５０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ５０８）。
【００５３】
図９では、まず、雨滴検出装置６は、現状低下率を演算し（ステップＳ６０１）、感度ボリューム５０による目標低下率を設定する（ステップＳ６０２）。次に、雨滴検出装置６は、目標低下率と現状低下率とを比較して払拭モードを決定する（ステップＳ６０３）。次に、払拭モードの急変があるか否かを判定し（ステップＳ６０４）、払拭モードの急変がなければ、フラグＦが１か否かを判定する（ステップＳ６０５）。そして、フラグＦが１でなければ、払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ６０６）、ばらつきが無いとき、雨滴検出装置６は、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５４】
一方、ステップＳ６０４で払拭モードに急変があると判定された場合、フラグＦが１か否かの判定（ステップＳ６０５）及び払拭モードにばらつきがあるか否かの判定（ステップＳ６０６）を実施せず、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）ので、従来処理による払拭モードの選定が継続されることになる。
【００５５】
また、ステップＳ６０４で払拭モードに急変がないと判定され、フラグＦが１か否かの判定で（ステップＳ６０５）フラグＦが１であるとき、フラグＦを１にセットして（ステップＳ６０８）、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ６０９）。そして、雨滴検出装置６は、その払拭信号をＮ回出力したか否かを判定し（ステップＳ６１０）、Ｎ回出力されていればフラグＦを０にセットして（ステップＳ６１１）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットを行わず、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５６】
また、ステップＳ６０４で払拭モードに急変がないと判定され、ステップＳ６０５でフラグＦが１ではないと判定されたとき、雨滴検出装置６は払拭モードにばらつきがあるか否かを判定し（ステップＳ６０６）、ばらつきが無いとき、ステップＳ６０３で決定した払拭モードによる払拭信号（すなわち、従来処理による払拭信号）をワイパ制御装置３に出力し（ステップＳ６０７）、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）。
【００５７】
一方、ステップＳ６０６で払拭モードにばらつきがあるとき、雨滴検出装置６は、フラグＦを１にセットして（ステップＳ６０８）、平均低下率を用いた処理による払拭信号をワイパ制御装置３に出力する（ステップＳ６０９）。その後、Ｎ回出力したかどうかをステップＳ６１０で判定し、Ｎ回出力されていなければフラグＦを０にセットして（ステップＳ６１１）、Ｎ回出力されていなければフラグＦのセットは行わずに、次の処理へ移行する（ステップＳ６１２）動作は上述したとおりである。
【００５８】
このように、ばらつき条件をどのように定めるか、すなわち、どのような場合を払拭モードのばらつきが検出された場合とするかは任意であり、雨滴検出装置６の動作も種々の流れを採り得る。
【００５９】
また、雨滴検出装置６の構成も種々の構成をとることができる。以下、雨滴検出装置６の他の構成を図１０に基づいて説明する。
【００６０】
図１０に示す雨滴検知装置６は、ＬＥＤ８、ＰＤ９、並びに、ＬＥＤ駆動回路１３（図１）及び検波・増幅回路１４（図１）を有する回路基板１５を備えている。これらＬＥＤ８、ＰＤ９及び回路基板１５は、センサケース１６内に固定配置され、センサケース１６はカバー１１内に固定され、シリコンシート４１を介してフロントウィンド１の内壁面１ｂに密着され、ストッパー４２と固定用金具４３とにより固定されている。この雨滴検知装置６の取付位置は、フロントウィンド１においてワイパ２の作動範囲つまりワイパ払拭範囲内であって、運転者の前方視界を妨げない部位とされる。ＬＥＤ８とＰＤ９との位置関係は、ＬＥＤ８からフロントウィンド１に照射された光がフロントウィンド１で反射されてＰＤ９に入射するようフロントウィンド１に対して斜め方向に向き合うように設定されている。
【００６１】
プリズム２３は、図２図示のプリズム２３と形状は相違しているが、ＬＥＤ８からの光が確実にＰＤ９に入射するようにＬＥＤ８の光を屈折させるとともに、車室外からの日射や街路灯などの外乱光がＰＤ９に入射するのを防止する機能を有している。晴れ時、ＬＥＤ８から出射された光は、図１０図示矢印で示すように、プリズム２３を経由してフロントウィンド１の外壁面１ａで全反射され、ＰＤ９に入射される。一方、雨天時、ＬＥＤ８から出射された光は、フロントウィンド１上に付着した雨滴Ｒによって散乱し外壁面１ａで全反射されなくなり、ＰＤ９の受光量は減少するようになる。
【００６２】
このように、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置を備えたワイパ自動制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置の概略構成図である。
【図３】従来処理のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】平均低下率を用いた処理のフローチャートである。
【図６】平均低下率を用いた払拭モードの選定方法を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる雨滴検出装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…フロントウィンド
２…ワイパ
６…雨滴検出装置
８…発光素子（ＬＥＤ）
９…受光素子（ＰＤ）
Claims (3)
- ウィンドシールドに向かって光を発光する発光素子と、前記ウィンドシールドにより反射された光を受光して受光量に応じた電気信号を出力する受光素子とを有し、制御周期毎に前記発光素子から光を発光させて、所定の比較値に対する前記受光素子からの出力値の低下率を演算し、前記低下率と予め設定された目標低下率とに基づいて、前記ウィンドシールドを払拭するワイパの払拭モードを決定する雨滴検出装置であって、
所定時間内に出現した払拭モード毎の前記低下率の平均値を演算し、
前記低下率と前記目標低下率とに基づいて決定された払拭モードについて、ばらつきが検出されない場合には、前記決定された払拭モードによる払拭信号を出力し、ばらつきが検出された場合には、前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードを選択して、当該選択された払拭モードによる払拭信号を出力することを特徴とする雨滴検出装置。 - 前記平均値が前記目標低下率に適合する払拭モードとして、前記平均値が前記目標低下率の範囲内であって、かつ、前記平均値が最小の払拭モードを選択することを特徴とする請求項１記載の雨滴検出装置。
- 前記平均値が最小の払拭モードが複数存在する場合には、払拭間隔が最短の払拭モードを選択することを特徴とする請求項２記載の雨滴検出装置。
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