JP4292413B2 - 雨滴検出装置並びにそれを備えたワイパ自動制御装置 - Google Patents
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Description
従来、雨滴検出装置としては、ウインドシールドによって反射させた発光素子の光を受光素子に導くことで、当該受光素子による受光量を検出するものが知られている(例えば特許文献1、2参照)。このような雨滴検出装置では、ウインドシールドへの雨滴の付着状態に応じて受光素子への導光量が変化することに着目し、受光素子の検出結果から雨滴の付着を判定している。
また、本発明の他の目的は、サイズ効率を向上する雨滴検出装置を提供することにある。
従来、雨滴検出装置では、基準光をウインドシールドの内壁側からウインドシールドに確実に入射するために、プリズム等の光学体を設けている。請求項5に記載の発明では、基準光をウインドシールドの内壁側からウインドシールドに入射させる光学体に反射導光部が形成されるので、従来から存在するものを利用して安価に雨滴検出装置の組立性を向上することができる。
請求項6に記載の発明によると、発光素子、第一受光素子及び第二受光素子が実装される基板部と、それに略平行なウインドシールドとの間に反射導光部が設けられるので、雨滴検出装置の体格をコンパクトにすることができる。
なお、本発明の特徴である「受光量の変化率」を注目比とする構成は、第四実施形態に具現化されている。その意味で、第一、第二、及び、第三実施形態は、本発明の基本的な構成を具現化するものである。
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態によるワイパ自動制御装置を図2に示す。ワイパ自動制御装置2は車両に搭載され、車室前面のウインドシールド4に付着した雨滴を払拭するワイパ5を自動制御する。
ワイパ自動制御装置2は、ワイパ駆動装置10及び雨滴検出装置20等から構成されている。ワイパ駆動装置10と雨滴検出装置20とは、車両のイグニションスイッチ6を介して車両のバッテリ7から電力を供給される。
図2に示すように雨滴検出装置20は、発光制御回路22、発光素子24、第一〜第三光路受光素子26〜28、検波・増幅回路29〜31、CPU32並びに記憶部34を備えている。
発光素子24は発光ダイオードからなり、発光制御回路22からの供給電流に従う発光量となるように基準光を発する。ここで発光素子24の発する基準光としては、例えば赤外光等が用いられる。
雨滴検出装置20は、上記要素22,24,26〜32,34に加え、図1及び図3に示す如き基板部40及び光学体50を備えている。
プリズム56は、第一コリメートレンズ52及び反射面54を経由する第一光路L1と、第二コリメートレンズ53を経由する第二光路L2とによって導かれた基準光を内壁8側からウインドシールド4に入射させ、当該ウインドシールド4の外壁9によって反射させる。
まず、初期雨判定について図6のフローチャートに従って説明する。
初期雨判定のステップS11では、各発光素子24を順次発光させて、第一〜第三光路受光素子26〜28の受光量R1,R2,R3をそれぞれ検出する。このとき、発光制御回路22には各発光素子24の発光量の和を設定値とするための制御信号を与え、また各検波・増幅回路29〜31にはそれぞれ信号増幅率を設定値とするための制御信号を与える。その結果、各受光素子26〜28の検出信号をそれぞれ検波・増幅回路29〜31から受信すると、それら検出信号が表す受光量R1,R2,R3を抽出してRAM36に記憶する。
通常雨判定のステップS21では、ワイパ通過直後等の雨滴付着がないタイミングで発光制御回路22と検波・増幅回路29,30とを制御することにより、各発光素子24の発光量(の和)と検波・増幅回路29,30の各信号増幅率とを調整する。尚、本実施形態では、ステップS2の雨滴付着なしの判定後、又はステップS3若しくはS6の実行によるワイパ6の駆動に伴ってステップS21が実行される。そのため、上記調整中に各検波・増幅回路29,30から出力される検出信号は、雨滴がウインドシールド4に付着していない基準時の受光量R1,R2を表すものとして擬制することができる。そこで、本実施形態のステップS21では、第一及び第二光路受光素子26,27の検出信号が表す受光量R1,R2が基準値Rb1,Rb2となるように上記調整を行い、当該基準値Rb1,Rb2を基準時の受光量として設定する。
また、第一実施形態では、ワイパ自動制御処理の初期雨判定に続く通常雨判定を、初期雨判定の場合よりも少ない演算処理量で実現できるので、判定時間が短縮される。
本発明の第二実施形態によるワイパ自動制御処理では、図9に示すように、通常雨判定のステップS31〜S35を初期雨判定のステップS11〜S15と同様に実施する。したがって、第二実施形態では、通常雨判定のステップS33及び初期雨判定のステップS13においてそれぞれ読み出される記憶比Cmが特許請求の範囲に記載の「基準時の注目比」に相当する。また、通常雨判定のステップS32及び初期雨判定のステップS12においてそれぞれ算出される現在比CRが特許請求の範囲に記載の「雨滴検出時の注目比」に相当する。
このような第二実施形態によれば、通常雨判定においても、雨滴の付着判定を比R3/(R1+R2)に基づいて正確に行うことができるので、ワイパスイッチ12によりオートが選択されている間は継続して高精度の判定が実現される。
本発明の第三実施形態によるワイパ自動制御処理では、通常雨判定を図10に示すフローチャートに従って実施する。
具体的に第三実施形態の通常雨判定では、まずステップS41において、初期雨判定のステップS11と同様な処理を実施する。
(1)ステップS41においてRAM36に記憶された第一及び第二光路受光素子26,27の受光量R1,R2が共に0ではない。
(2)ステップS41においてRAM36に記憶された第三光路受光素子28の受光量R3が0である。
(3)発光制御回路22への制御信号の出力が0でない。
以上、第三実施形態では、初期雨判定のステップS44において読み出される記憶比Cmが特許請求の範囲に記載の「基準時の注目比」に相当し、初期雨判定のステップS43において算出される現在比CRが特許請求の範囲に記載の「雨滴検出時の注目比」に相当する。
本発明の第四実施形態による自動制御処理では、初期雨判定を図11に示すフローチャートに従って実施する。
具体的に第四実施形態の初期雨判定では、そのステップS51において、各発光素子24を順次発光させて第一〜第三光路受光素子26〜28の受光量R1,R2,R3をそれぞれ検出する。このとき、発光制御回路22には各発光素子24の発光量の和を設定値T1とするための制御信号を与え、また各検波・増幅回路29〜31にはそれぞれ信号増幅率を設定値A1,A2,A3とするための制御信号を与える。その結果、各受光素子26〜28の検出信号をそれぞれ検波・増幅回路29〜31から受信すると、それら検出信号が表す受光量R1,R2,R3を抽出してRAM36に記憶する。
以上、受光量和R1+R2の変化率Δが特許請求の範囲に記載の「第一受光素子の受光量の変化率」に相当し、受光量R3の変化率δが特許請求の範囲に記載の「第二受光素子の受光量の変化率」に相当する。また、初期雨判定のステップS54において読み出される記憶比Cmが特許請求の範囲に記載の「基準時の注目比」に相当し、初期雨判定のステップS53において算出される現在比CRが特許請求の範囲に記載の「雨滴検出時の注目比」に相当する。
尚、以上説明した第四実施形態の初期雨判定については、第二実施形態の通常雨判定や第三実施形態の初期雨判定及び通常雨判定において第一実施形態の初期雨判定に対応する部分に適用することも可能である。
本発明の参考形態によるワイパ自動制御装置の雨滴検出装置は、図13及び図14に示す如き構造を有している。
参考形態の雨滴検出装置100において基板部40の板面42上には、第一実施形態の第一及び第二光路受光素子26,27が実装されていない。その代わりに板面42上には、仮想平面Oを挟む両側に一つずつ配置された受光素子110が実装されている。そこで以下では、受光素子110を第一受光素子110といい、第一実施形態の第三光路受光素子28と同一構成の受光素子を第二受光素子28というものとする。基板部40の一端44側から他端45側に向かうX方向においては、反射面54、第一コリメートレンズ52、発光素子24、第二受光素子28、第二コリメートレンズ53及び第一受光素子110がこの順で並んでいる。尚、図15に示すように本実施形態では、一方の第一受光素子110が検波・増幅回路29に接続され、他方の第一受光素子110が検波・増幅回路30に接続されている。
まず、図17に示す参考形態の初期雨判定では、ステップS61において各発光素子24を順次発光させて、各第一受光素子110の受光量r1,r1と第二受光素子28の受光量r2とをそれぞれ検出する。このとき、発光制御回路22には各発光素子24の発光量の和を設定値とするための制御信号を与え、また各検波・増幅回路29〜31にはそれぞれ信号増幅率を設定値とするための制御信号を与える。その結果、各第一受光素子110及び第二受光素子28の検出信号をそれぞれ検波・増幅回路29〜31から受信すると、それら検出信号が表す受光量r1,r1,r2を抽出してRAM36に記憶する。
ステップS64,S65では、第一実施形態による初期雨判定のステップS14,S15と同様な処理を実施する。
ステップS74では、第一実施形態による通常雨判定のステップS24と同様な処理を実施する。
また、参考形態でも、ワイパ自動制御処理の初期雨判定に続く通常雨判定を、初期雨判定の場合よりも少ない演算処理量で実現できるので、判定時間が短縮される。
またさらに参考形態(上記変形例を含む)では、第四実施形態に準ずる初期雨判定を上記初期雨判定に代えて実施してもよい。この場合、各第一受光素子110の受光量r1,r1の和の単位発光量に対する変化率が上記変化率トとして用いられることとなる。
Claims (7)
- ウインドシールドに付着する雨滴を検出する雨滴検出装置であって、
基準光を発する発光素子と、
前記ウインドシールドによって反射された前記基準光を受ける第一受光素子と、
前記ウインドシールドを経由しない光路によって導かれた前記基準光を受ける第二受光素子と、
前記発光素子の発光量に対する前記第一受光素子の受光量の変化率と、前記発光素子の発光量に対する前記第二受光素子の受光量の変化率との比を注目比としたとき、前記ウインドシールドへの雨滴の付着がない基準時の前記注目比と雨滴検出時の前記注目比との大小関係に基づいて前記ウインドシールドへの雨滴の付着を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする雨滴検出装置。 - 前記判定手段は、検出開始指令を受けて雨滴の付着判定を少なくとも一回実施することを特徴とする請求項1に記載の雨滴検出装置。
- 前記基準時の前記注目比を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1又は2のいずれか一項に記載の雨滴検出装置。
- 前記基準光を反射して前記第二受光素子に導く反射導光部を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の雨滴検出装置。
- 前記基準光を前記ウインドシールドの内壁側から前記ウインドシールドに入射させる光学体を備え、
前記反射導光部は前記光学体に形成されることを特徴とする請求項4に記載の雨滴検出装置。 - 前記ウインドシールドに略平行に設けられ、前記発光素子、前記第一受光素子及び前記第二受光素子が実装される基板部を備え、
前記反射導光部は、前記基板部と前記ウインドシールドとの間に設けられることを特徴とする請求項4又は5に記載の雨滴検出装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の雨滴検出装置と、
前記判定手段が雨滴の付着ありと判定した場合に、前記ウインドシールドを払拭するワイパを駆動する駆動手段と、
を備えることを特徴とするワイパ自動制御装置。
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