JP4175266B2 - ワイパ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるワイパ装置に関するものである。

従来より、フロントガラスに付着した雨滴量に応じてワイパを駆動するワイパ装置が知られている。このワイパ装置は、ワイパ、制御回路、赤外線センサなどを備える。赤外線センサは赤外線をフロントガラスに向けて照射して、フロントガラスにて反射された赤外線の受光量を検出する。制御回路は、赤外線センサにて検出した赤外線の受光量によって雨滴量を算出する。そして、制御回路は、ノイズ等の外乱によってワイパが誤動作することを防止するための閾値を有しており、算出した雨滴量が閾値になるとワイパを始動する。

車両がトンネルや橋桁の下などの屋内から屋外へ出るときは、屋内と屋外との明るさの違いから目が慣れるまでに時間がかかるものであり、更に、屋外で雨が降っているような場合には、フロントガラスに付着する雨滴によって視界も悪くなる。このように車両が屋内から屋外へ出るときに雨が降っているような状況においては、一刻も早くワイパを始動させることが好ましい。

しかしながら、上記従来技術に記載されるワイパ装置においては、制御回路は、算出した雨滴量が閾値になるとワイパを始動させるのでワイパの始動が遅れるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両が屋内から屋外へ出るときに雨が降っているような状況においてワイパの応答性を向上させることができるワイパ装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために請求項１に記載のワイパ装置は、車両のワイパを駆動するワイパ駆動手段と、降雨状態に応じた信号を出力する降雨状態検出手段と、車両が屋内から出ることを検出する屋内検出手段と、車両が屋内から出ることが検出された場合は、それ以外の場合に比較して降雨状態に応じた信号の出力からワイパの駆動開始までの時間を短くするようにワイパ駆動手段の動作状態を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

このように、車両が屋内から出ることを検出した場合、ワイパ駆動手段の動作状態を制御する制御手段は、降雨状態に応じた信号の出力からワイパの駆動開始までの時間を短くするので、車両が屋内から屋外へ出るときに雨が降っているような状況においてワイパの応答性を向上させることができる。

尚、降雨状況検出手段としては、請求項２に記載するように、雨滴量を検出するレインセンサを用いることができる。

また、請求項３に記載のワイパ装置では、制御手段は雨適量が所定量になるとワイパ駆動手段を始動させるものであり、車両が屋内から出ることが検出された場合は、所定量を下げることを特徴とするものである。

このように、車両が屋内から出ることが検出された場合、ワイパ駆動手段を始動させるための所定量を下げることによって、即座にワイパ駆動手段を動作させることができる。

また、請求項４に記載のワイパ装置では、制御手段は所定時間継続して所定量以上の雨適量を取得した場合にワイパ駆動手段を始動させるものであり、車両が屋内から出ることが検出された場合は、所定時間を短縮することを特徴とするものである。

このように、車両が屋内から出ることが検出された場合、ワイパ駆動手段を始動させるための所定時間を短縮させることによって、即座にワイパ駆動手段を動作させることができる。

また、請求項５に記載のワイパ装置では、制御手段は、車両が屋内からでることが検出された場合、降雨状態検出手段の検出感度を上げることを特徴とするものである。

このように、車両が屋内から出ることが検出された場合、降雨状態検出手段の検出感度を上げるので、降雨状態を示す信号を出力するタイミングを早めることができるので、ワイパの応答性を向上させることができる。

また、請求項６に記載のワイパ装置では、屋内検出手段は車両が屋内に進入することを検出する手段を兼ねており、制御手段はワイパ駆動手段の車両が屋内に進入する前の動作状態を記憶しておき、車両が屋内からでることが検出された場合、記憶された動作状態を再現させることを特徴とするものである。

通常、トンネルなどの屋内に進入する前と、その屋内から出た時とでは、然程天候は変わりないものである。従って、請求項６に記載のように、車両が屋内からでることが検出された場合は、車両が屋内に進入する前の動作状態を再現することによって、車両が屋内から屋外へ出るときに雨が降っているような状況において適切なワイパ駆動をおこなうことができる。

また、請求項７に記載のワイパ装置では、ワイパ装置はドライバーの指示に応じてワイパ駆動手段の動作状態を制御する手動モードを備え、制御手段は手動モード時の降雨状態に応じた信号とワイパ駆動手段の動作状態とを関連付けて記憶しておき、車両が屋内からでることが検出された場合、降雨状態を示す信号を取得すると降雨状態に対応する動作状態となるようにワイパ駆動手段を制御することを特徴とするものである。

このように、車両が屋内からでることが検出された場合は、手動モード時の降雨状態を示す信号と関連付けて記憶されたワイパ駆動手段の動作状態を再現するので、車両が屋内から屋外へ出るときに雨が降っているような状況においてドライバーの好みに合ったワイパ駆動をおこなうことができる。

また、請求項８に示すように、屋内検出手段として車両の上方照度を検出する第１の照度センサと、車両前方の照度を検出する第２の照度センサとを用いることによって、車両が屋内から出ること及び／又は車両が屋内に進入することを検出することができる。

また、請求項９に示すように、屋内検出手段として車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路地図に関する地図データを記憶する地図データ記憶手段とを備えることによっても車両が屋内から出ること及び／又は車両が屋内に進入することを検出することができる。

また、請求項１０に示すように、屋内検出手段として車両の前方を撮像する画像センサを備えることによっても車両が屋内から出ること及び／又は車両が屋内に進入することを検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００の概略構成を示すブロック図である。図２は本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００のフロントガラスＦへの取付け例を示すイメージ図である。図３は本発明の実施の形態における第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０での検出方法を示すイメージ図である。図４は本発明の実施の形態におけるレインセンサ５０での雨滴検出方法を示す説明図である。

図１に示すように、本実施の形態におけるワイパ装置１００は、ワイパスイッチ１０、制御回路２０、第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０、レインセンサ５０、ワイパモータ６０、ワイパ７０、ＲＡＭ８０、ＲＯＭ９０を備える。

ワイパスイッチ１０は、スイッチが選択操作されるとスイッチ毎に対応付けられた機能の実行を示す操作信号を発生し、その操作信号を制御回路９０に出力する。スイッチ毎に対応付けられた機能とは、停止、オートモード、低速動作、及び高速動作などである。なお、上述した停止、低速動作、及び高速動作は、マニュアルモードでの操作信号である。

制御回路２０は、通常のコンピュータとして構成されており、ワイパスイッチ１０から入力されるオートモードの実行を示す操作信号、マニュアルモード（停止、低速動作、及び高速動作）の実行を示す操作信号に応じてワイパモータ６０を制御する。

ワイパスイッチ１０からオートモードの実行を示す操作信号が入力された場合、制御回路２０は、第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０、レインセンサ５０から入力される検出信号などを用いてワイパモータ６０を制御するための駆動信号を算出する。

この駆動信号は、レインセンサ５０から入力される検出信号（雨滴量を示す検出信号）に応じて算出されるものである。例えば、雨滴量を示す検出信号として雨滴量が少ないことを示すものである時は、ワイパモータ６０を低速動作させるような駆動信号であり、また、雨滴量が多いことを示すものである時は、ワイパモータ６０を高速動作させるような駆動信号である。

更に、制御回路２０は、第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０から入力される検出信号などを用いてレインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値を算出する。

ワイパスイッチ１０からマニュアルモード（停止、低速作動、及び高速作動）の実行を示す操作信号が入力された場合、制御回路２０は、停止、低速作動、及び高速作動それぞれに応じてワイパモータ６０を制御するための駆動信号を算出する。

第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０は、車両がトンネルや橋桁の下などの屋内（以下、単に屋内と称する）に進入するか否か、車両が屋内から出るか否か、及び昼間であるか夜間であるかを検出するためのセンサである。

第１の照度センサ３０は、図３に示すように車両上方の照度を検出するフォトダイオードなどからなり、その車両上方の照度を示す検出信号を制御回路２０に出力する。第２の照度センサ４０は、図３に示すように車両前方の照度を検出するフォトダイオードなどからなり、その車両前方の照度を示す検出信号を制御回路２０に出力する。

レインセンサ５０は、降雨状態（雨滴量）を検出するためのセンサである。レインセンサ５０は、図４に示すように、フロントガラスＦに向けて赤外線を出射する出射部５０ａと、フロントガラスＦにより反射された赤外線を受光する受光部５０ｂとを備える。出射部５０ａは、制御回路２０にて算出された電流値に従って赤外線を出射する。

フロントガラスＦのレインセンサ５０の検出領域に雨滴Ｓが付着した場合、受光部５０ｂが受ける赤外線の受光量は低下する。従って、レインセンサ５０は、受光部５０ｂにて受光した赤外線の受光量の変化量から雨滴量を検出し、この雨滴量を示す検出信号を制御回路２０へ出力する。雨滴量を示す検出信号を入力された制御回路２０は、雨滴量を示す検出信号とワイパモータ６０を始動させるか否かを判定するための閾値（以下、駆動閾値とも称する）とを比較する。そして、制御回路２０は、雨滴量を示す検出信号が駆動閾値以上になると、その雨滴量を示す検出信号に応じた駆動信号を算出し、その駆動信号をワイパモータ６０へ出力する。

この第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０及びレインセンサ５０は、図２に示すように、センサ部として１つのパッケージにまとめ、車両のフロントガラスＦの車内面に固定しておく。しかしながら、第１の照度センサ３０及び第２の照度センサ４０はレインセンサ５０と別個に設け、例えばダッシュパネルに取り付ける構成であっても良い。

なお、制御回路２０にて算出される電流値には夜間レベルと昼間レベルとがあり、ワイパモータ６０を始動させるか否かを判定するための駆動閾値には通常レベルとトンネルレベルとがある。電流値の夜間レベルは昼間レベルに比べて大きい電流値が設定されている。また、駆動閾値のトンネルレベルは通常レベルに比べて小さな値が設定されている。

ワイパモータ６０は、制御回路２０から入力される駆動信号に基づいてワイパ７０を動作させる。これにより、運転席側及び助手席側のワイパ７０は、フロントガラスＦのそれぞれ対応する扇状払拭領域において払拭動作を行う。

ＲＡＭ８０、制御回路２０の処理時に作業領域として使用される記憶装置であり、車両が屋内に進入する前のワイパ７０の動作などを一時的に記憶する。ＲＯＭ９０には、制御回路２０が実行するためのプログラムなどが記憶されている。

ここで、本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００の動作について説明する。図５は本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００の動作を示すフロー図である。図５に示すワイパ装置１００による動作は、イグニッションスイッチがオンされワイパ装置１００にバッテリーから電源供給されるとスタートする。

ステップＳ１では、制御回路２０は、オートモードであるか否かを判定するためにワイパスイッチ１０からの操作信号を確認する。

ステップＳ２では、制御回路２０は、ステップＳ１にて確認した操作信号にてワイパ動作がオートモードであるか否かを判定する。ワイパスイッチ１０からオートモードを示す操作信号が入力されていれば、ワイパ７０をオートモードで動作させると判断してステップＳ３へ進み、ワイパスイッチ１０から停止、低速作動、及び高速作動を示す操作信号が入力されていればワイパ７０マニュアルモードで動作させると判断してステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、制御回路２０は、入力された操作信号に対応する駆動信号を算出し、その駆動信号をワイパモータ６０へ出力することによって選択操作されたスイッチに対応するワイパ駆動を行う。

ステップＳ３では、制御回路２０は、昼間であるのか、夜間であるか、及び車両がトンネルから出るのかを判定するために第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０から入力される車両上方及び前方の照度を示す検出信号を確認する。

ステップＳ４では、制御回路２０は、第１の照度センサ３０から入力される車両上方の照度を示す検出信号により車両上方の明暗を判定する。制御回路２０は、車両上方が暗の場合は夜間であるか車両が屋内から出るのかを判定する為にステップＳ５へ進み、車両上方が明の場合は昼間であるとみなしてステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、昼間である場合は、夜間や屋内から出る時のように車両のドライバーの視界が悪くなるような可能性は低いので、制御回路２０は、レインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値を昼間レベル設定すると共に、ワイパモータ６０を始動させるか否かを判定するための駆動閾値を通常レベルに設定する。

ステップＳ５では、制御回路２０は、第２の照度センサ３０から入力される車両前方の照度を示す検出信号により車両前方の明暗を判定する。制御回路２０は、車両前方が暗の場合は、車両上方、車両前方共に暗であるので夜間であるとみなしてステップＳ６へ進む。また、制御回路２０は、車両前方が明の場合は、車両上方が暗であり車両前方が明であるので車両が屋内から出るとみなしてステップＳ７へ進む。

ステップＳ６では、夜間の場合車両のドライバーの視界が悪くなり、雨が降っているような場合には一層視界が悪くなるので、ドライバーの視界を確保するためには、雨が降り出すと比較的早めにワイパ７０に払拭動作を行わせる必要がある。従って、制御回路２０は、レインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値を夜間レベルに設定すると共に、駆動閾値を通常レベルに設定する。

レインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値が夜間レベルである場合、昼間レベルの場合よりも出射部５０ａに流す電流値が大きいので、出射部５０ａから出射される赤外線の量も昼間レベルである場合に比べて多くなる。このため、夜間の方が昼間に比べてフロントガラスＦにおける雨滴量の検出領域を拡大することができる。

よって夜間である場合には、レインセンサ５０は昼間に比べて単位時間あたりの検出雨滴量を多くすることができる。この結果、雨滴量の検出感度を高めて、昼間より速く駆動閾値を超える雨滴量を示す検出信号を出力することができる。

ステップＳ７では、車両が屋内から出る場合には屋内と屋外との明るさの違いから目が慣れるまでに時間がかかるものであり、更に、屋外で雨が降っているような場合には、一層視界が悪くなる。従って、ドライバーの視界を確保するためには、極力早期にワイパ７０に払拭動作を行わせることが望ましい。従って、制御回路２０は、レインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値を夜間レベルに設定すると共に、駆動閾値をトンネルレベルに設定する。

レインセンサ５０の出射部５０ａに流す電流値が夜間レベルである場合は、上記のように昼間レベルの場合よりも出射部５０ａに流す電流値が大きいので、出射部５０ａから出射される赤外線の量も昼間レベルである場合に比べて多くなる。このため、車両が屋内から出る時の方が昼間に比べてフロントガラスＦの雨滴量の検出領域を拡大することができる。

また、駆動閾値がトンネルレベルである場合は、トンネルレベルは通常レベルに比べて小さな値が設定されているので、制御回路２０は、車両が屋内から出た時には、夜間や昼間よりも少ない雨滴量で駆動信号をモーワイパ６０へ出力することができる。

このように車両が屋内から出る場合には、レインセンサ５０の検出感度の向上と、検出雨滴量と比較される駆動閾値の低下とが相まって、極力早期にワイパ７０の駆動を開始することができる。なお、単に駆動閾値を低下させるだけでもワイパ７０の駆動開始を早める効果があるので、必ずしても、レインセンサ５０の検出感度の向上を同時に行う必要はない。

ステップＳ９では、雨がふっているか否か、すなわちワイパモータ６０を始動させるか否かを判定するために、制御回路２０は、ステップＳ６乃至ステップＳ８のいずれかにて設定した電流値をレインセンサ５０の出射部５０ａに流すことによって、レインセンサ５０にて雨滴量を検出させ、その雨滴量（雨滴量を示す検出信号）を確認する。

ステップＳ１０では、制御回路２０は、ステップＳ９にて確認した雨滴量を示す検出信号がステップＳ６乃至ステップＳ８のいずれかにて設定した駆動閾値以上であるか否かを判定する。雨滴量を示す検出信号が駆動閾値以上であった場合は、雨がふっておりワイパ７０を始動させる必要があるとみなしてステップＳ１１へ進み、雨滴量を示す検出信号が駆動閾値以上でなかった場合は、雨がふっておらずワイパ７０を始動させる必要がないとみなしてステップＳ１へ戻る。

ステップＳ１１では、制御回路２０は、レインセンサ５０から入力された雨滴量を示す検出信号に応じて駆動信号を算出し、算出した駆動信号をワイパモータ６０へ出力することによってワイパ７０に扇状払拭領域において払拭動作を行わせる。

なお、ステップＳ５にて車両が屋内から出るとみなし、ステップＳ１０にて雨滴量を示す検出信号がステップＳ７にて設定した駆動閾値以上であった場合は、制御回路２０は、ＲＡＭ８０に記憶した、車両が屋内に進入する前のワイパ７０の動作を再現するような駆動信号をワイパモータ６０へ出力するようにしてもよい。

また、マニュアルモード時の雨滴量を示す検出信号と駆動信号とが対応付けられた雨滴量テーブルを図示しないハードディスクなどの書き込み可能な記憶媒体に記憶させておいてもよい。この場合、ステップＳ５にて車両が屋内から出るとみなし、ステップＳ１０にて雨滴量を示す検出信号がステップＳ７にて設定した駆動閾値以上であった場合は、制御回路２０は、レインセンサ５０から入力された雨滴量を示す検出信号とハードディスクに記憶された雨滴量テーブルとを比較する。そして、制御回路２０は、雨滴量テーブルからレインセンサ５０から入力された雨滴量を示す検出信号に対応する駆動信号を抽出し、その駆動信号をワイパモータ６０へ出力する。

このようにすれば、各ドライバーの嗜好に合致した駆動速度でワイパを駆動することができる。

また、ワイパ７０の誤動作を防止するために所定時間継続して、駆動閾値以上の雨滴量を検出したことをワイパ７０の駆動の条件とする場合がある。このような場合、屋内から出る時に、その所定時間、すなわちワイパ７０の駆動までの遅延時間を短縮するようにしても良い。これによっても、ワイパの駆動開始時間を早めることができる。更に、駆動閾値の低下と遅延時間の短縮を同時に行っても良いことはもちろんである。

また、ＧＰＳ受信機などの車両の位置を検出する位置検出装置と、トンネルや橋桁などの位置データを含む地図データを記憶する地図記憶装置とを備えるようにしてもよい。この場合、位置検出装置にて検出された車両の位置と、地図記憶装置に記憶された地図データに基づいて車両が屋内に進入するか否か、車両が屋内から出るか否かを検出する。

また、ＣＣＤなどの撮像装置からなる画像センサを備えるようにしてもよい。この場合、画像センサにて車両が屋内に進入するか否か、車両が屋内から出るか否かを検出する。

本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００のフロントガラスＦへの取付け例を示すイメージ図である。 本発明の実施の形態における第１の照度センサ３０、第２の照度センサ４０での検出方法を示すイメージ図である。 本発明の実施の形態におけるレインセンサ５０での雨滴検出方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態におけるワイパ装置１００の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１０ ワイパスイッチ、２０ 制御回路、３０ 第１の照度センサ、４０ 第２の照度センサ、５０ レインセンサ、５０ａ 出射部、５０ｂ 受光部５０ｂ、６０ ワイパモータ、７０ ワイパ、８０ ＲＡＭ、９０ ＲＯＭ、１００ ワイパ装置

Claims (10)

1. 車両のワイパを駆動するワイパ駆動手段と、
   降雨状態に応じた信号を出力する降雨状態検出手段と、
   前記車両が屋内から出ることを検出する屋内検出手段と、
   前記車両が屋内から出ることが検出された場合は、それ以外の場合に比較して前記降雨状態に応じた信号の出力からワイパの駆動開始までの時間を短くするように前記ワイパ駆動手段の動作状態を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とするワイパ装置。
2. 前記降雨状態検出手段は、雨滴量を検出するレインセンサからなることを特徴とする請求項１に記載のワイパ装置。
3. 前記制御手段は、前記雨適量が所定量になると前記ワイパ駆動手段を始動させるものであり、前記車両が屋内から出ることが検出された場合は、当該所定量を下げることを特徴とする請求項２に記載のワイパ装置。
4. 前記制御手段は、所定時間継続して所定量以上の雨適量を取得した場合に前記ワイパ駆動手段を始動させるものであり、前記車両が屋内から出ることが検出された場合は、当該所定時間を短縮することを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のワイパ装置。
5. 前記制御手段は、前記車両が屋内からでることが検出された場合、前記降雨状態検出手段の検出感度を上げることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワイパ装置。
6. 前記屋内検出手段は、前記車両が屋内に進入することを検出する手段を兼ねており、前記制御手段は、前記ワイパ駆動手段の前記車両が屋内に進入する前の動作状態を記憶しておき、前記車両が屋内からでることが検出された場合、当該記憶された動作状態を再現させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイパ装置。
7. 前記ワイパ装置は、ドライバーの指示に応じて前記ワイパ駆動手段の動作状態を制御する手動モードを備え、前記制御手段は、当該手動モード時の前記降雨状態に応じた信号と前記ワイパ駆動手段の動作状態とを関連付けて記憶しておき、前記車両が屋内からでることが検出された場合、前記降雨状態を示す信号を取得すると当該降雨状態に対応する動作状態となるように前記ワイパ駆動手段を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイパ装置。
8. 前記屋内検出手段は、前記車両の上方照度を検出する第１の照度センサと、前記車両前方の照度を検出する第２の照度センサとを備ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のワイパ装置。
9. 前記屋内検出手段は、前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、道路地図に関する地図データを記憶する地図データ記憶手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のワイパ装置。
10. 前記屋内検出手段は、前記車両の前方を撮像する画像センサを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のワイパ装置。

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