JP4483631B2 - ワイパ駆動制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両等の移動体のフロントウインドに付着した雨滴を検出し、その検出結果に基づきワイパの駆動を制御するワイパ駆動制御装置に関する。

近年、フロントウインドに付着した雨滴を検出し、その検出結果に基づきワイパを自動的に駆動させて雨滴を払拭するワイパ駆動制御装置を備える自動車が実用化されている。このような装置の搭載により、運転者が自ら降雨状況を判断してワイパを駆動する煩わしさ、すなわち車両の運転時における運転者の負荷も大きく低減されるようになる。図１４〜図１６に、こうしたワイパ駆動制御装置の一例として、特許文献１に記載されている装置をもとにその概要を示す。

図１４に示されるように、この装置は、自動車のフロントウインド１０を払拭するワイパ（ワイパブレード）４１をはじめ、該ワイパ４１を駆動する駆動部（モータ）４０、該駆動部４０を通じたワイパ４１の駆動態様を判断制御する判断・制御部１３０、そして照度センサ１２０ａおよび雨滴センサ１２０ｂ等を備えている。これらセンサのうち、照度センサ１２０ａは、フロントウインド１０を介して入射される光の照度を検出するセンサであり、雨滴センサ１２０ｂは、フロントウインド１０上に付着する雨滴Ｗを検出するセンサである。そして同装置において、これらセンサ１２０ａおよび１２０ｂによる検出信号は判断・制御部１３０に入力され、図示しないワイパスイッチによってこのワイパ駆動制御装置によるワイパ４１の駆動が選択されている場合には、該判断・制御部１３０による判断・制御のもとに、駆動部４０を介してワイパ４１の駆動態様が制御される。なお、上記照度センサ１２０ａは、図１５に示されるように、その前面にルーバー１２１を備えており、このルーパー１２１を通じて設定された所定の設定角度θにて入射される光の光量に対応して上記検出信号、すなわち照度信号を出力する。

図１６は、このようなワイパ駆動制御装置の電気的な構成をブロック図として示したものであり、次にこれら図１４〜図１６を参照して、同装置の動作を簡単に説明する。
このワイパ駆動制御装置では、こうした構成のもと、上記ワイパ４１の駆動制御に際しては、まず、判断・制御部１３０によって、雨滴センサ１２０ｂから取り込まれる雨滴検出信号に基づき、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着しているか否かが判断される。そして、雨滴Ｗの付着が確認されると次に、照度センサ１２０ａから取り込まれる照度信号に基づき、夜間であるか否かが判断される。このとき、夜間であると判断される場合にはさらに、同照度信号に基づき、入射された光が雨滴Ｗによって屈折された光であるか否かが判断される。すなわち、先の図１４に光路Ｌとして示すように、例えば街灯等、車外の光源１００から発せられてフロントウインド１０上に付着している雨滴Ｗにより屈折されつつ車内の運転者のアイポイントＥへ到達する光の光量が所定量以上であるか否かが上記判断・制御部１３０を通じて判断される。そして所定量以上の光量であると判断される場合、すなわち、先の光路Ｌをたどって運転者のアイポイントＥに到達する光により、その視界が妨げられる状況にあると判断される場合、現在ワイパ４１が作動中でなければ、運転者の視界を妨げる雨滴を払拭すべく、判断・制御部１３０から駆動部４０にワイパ駆動信号が出力される。またこのとき、ワイパ４１が作動中であれば、これら判断・制御部１３０および駆動部４０を通じて、ワイパ４１の所定時間毎の間欠駆動が行われる。
特開平９−１０９８４０号公報

このように、上記従来のワイパ駆動制御装置にあっては、照度センサ１２０ａを通じて検出される所定角度からフロントウインド１０に入射する光の光量に基づいてワイパ４１の駆動を制御するようにしている。このため、上記特許文献１の「発明の効果」の欄にも記載されているように、フロントウインド１０として例えば撥水処理を施したものが装備された車両が夜間街路等の下を走行した場合でも、水滴により光が乱反射することによる煩わしさ、すなわち雨滴反射による煩わしさを運転者が受けることはなくなる。ただし、この従来のワイパ駆動制御装置では、上記雨滴反射による煩わしさの解消を意図して積極的にワイパを駆動するようにしていることから、逆に、この目障りなワイパの駆動による煩わしさが運転者にとって無視できないものとなる。すなわち、雨滴反射による煩わしさが解消されてもワイパの駆動による煩わしさが残るといった、いわば相反する煩わしさが生じることとなる。このため結局は、上記従来のワイパ駆動制御装置を車両に搭載したとしても、運転者にとって必ずしも良好な運転環境が得られるとは限らず、ワイパ駆動制御装置として未だ改善の余地を残すものとなっている。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、降雨時のワイパ駆動を制御するにあたり、雨滴反射による煩わしさの解消およびワイパの駆動による煩わしさの解消といった相反する要求に対してその好適な両立を図ることにより、より良好な運転環境を実現することのできるワイパ駆動制御装置を提供することを目的とする。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明、あるいは請求項７に記載の発明では、移動体のフロントウインドに付着する雨滴をセンサにて検出しつつ、該検出される雨滴の量に応じて前記フロントウインドに設けられたワイパブレードの駆動を制御するワイパ駆動制御装置として、前記センサにより前記フロントウインドへの雨滴の付着が検出されている条件の下に、車室内から前記フロントウインドの所定領域を撮像する撮像装置が撮像した画像情報から抽出される雨滴の輪郭の輝度変化に基づき同フロントウインドに付着した雨滴に起因して光が乱反射する現象である雨滴反射の有無、あるいはその度合いを監視し、雨滴反射なしと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパブレードを間欠駆動制御する、あるいは雨滴反射の度合いが小さいと判断されるほどワイパブレードの駆動間隔をより長い時間に設定してワイパブレードを間欠駆動制御する制御手段を備えることとした。

少なくともフロントウインドへの雨滴の付着が検出されている状態では、良好な視界の確保のために、たとえ煩わしくともワイパブレードは駆動されることが望ましい。ただし前述のように、この駆動頻度が高くなれば、運転者にとっては逆に目障りと感ずるようになる。一方、たとえフロントウインドに雨滴が付着していても、例えば夜間等、外部からの光の入射がなければ上記雨滴反射は生じない。このため、こうした条件下では運転者が雨滴反射を煩わしく感ずることもない。しかし、このような夜間等であれ、街灯や対向車等からの光の入射があれば、フロントウインドに付着した雨滴に起因して上記雨滴反射が生じ、運転者を煩わすこととなる。

そこで、これらのワイパ駆動制御装置のように、フロントウインドへの雨滴の付着が検出されている条件下でワイパブレードの間欠駆動を行うに際し、まずは上記画像情報から抽出される雨滴の輪郭の輝度変化に基づいて上記雨滴反射の有無あるいはその度合いを監視し、その結果に応じて、雨滴反射なしと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔よりも長い時間に設定する、あるいは雨滴反射の度合いが小さいと判断されるほどワイパブレードの駆動間隔をより長い時間に設定する。

すなわち、雨滴反射の有無あるいはその度合いに応じてワイパブレードの間欠駆動間隔を積極的に変化させて、同ワイパブレードの間欠駆動を行うこととすれば、雨滴反射が生じているとき、あるいは雨滴反射の度合いが大きいときには比較的短い駆動間隔にてワイパブレードが間欠駆動されることから、該雨滴反射による煩わしさは自ずと解消される。また雨滴反射が生じていないときには、あるいは雨滴反射の度合いが小さいときには、比較的長い駆動間隔にてワイパブレードが間欠駆動されることから、ワイパブレードの駆動による煩わしさも大きく緩和されるようになる。すなわち、雨滴反射による煩わしさの解消およびワイパブレードの駆動による煩わしさの解消といった相反する要求に対してその好適な両立が図られることとなり、降雨時における、より良好な運転環境が実現されるようになる。

なお、前述した特許文献１に記載の装置でもワイパブレードの間欠駆動が行われるとはいえ、この装置は、上記雨滴反射の有無、あるいはその度合いに応じてその間欠駆動間隔を可変とする構成ではないため、このような相反する要求を満たすべくしてその両立を図ることも難しい。

また、そもそも、上述の雨滴反射による煩わしさおよびワイパの駆動による煩わしさのいずれを優先して解消するかについての判断は、車両等を運転する運転者にとって、小雨と判断される場合にもっとも難しく、運転者はその判断に迷う。すなわち、判断を迷うこと自体が運転者にとって煩わしくさえある。

そこで、ワイパ駆動制御装置としてのこのような構成において、例えば請求項２に記載の発明によるように、あるいは請求項８に記載の発明によるように、前記センサにより検出される雨滴の量が所定の閾値を下回ることを条件に、すなわち「小雨」と判断されることを条件に、前記雨滴反射の有無の監視に基づく、あるいは前記雨滴反射の度合いの監視に基づくワイパブレードの間欠駆動制御を実行することとすれば、運転者が雨滴反射による煩わしさおよびワイパの駆動による煩わしさのいずれを優先して解消するかについての判断に迷う上記「小雨」の場合であっても、好適にワイパブレードの間欠駆動制御が実行されるようになる。このため、車両等を運転する運転者の負担をより低減することができるようになるとともに、ワイパ駆動制御装置としての負荷も併せて低減されるようになる。

また、フロントウインド上に付着した雨滴はいわゆる凸レンズとして作用する。そのため、例えば街灯等の車外の光源から発せられた光が、フロントウインド上に付着している雨滴により屈折されつつ車内の運転者のアイポイントへ到達する場合、フロントウインド上に付着している雨滴の輪郭は、その下方の一部が明るくなる傾向にある。すなわち、このような状態にある雨滴が撮像装置を通じて撮像される場合、雨滴の輪郭は、その下方の一部の輝度が他の部分よりも高くなる傾向となる。

したがって、上記請求項１または２に記載の構成、あるいは上記請求項７または８に記載の構成において、請求項３に記載の発明によるように、あるいは請求項９に記載の発明によるように、前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサを、上記撮像装置とし、前記制御手段は、この撮像装置を通じて撮像される画像情報から抽出される上記雨滴の輪郭に基づいて、前記雨滴の有無および雨滴の量を判断するとともに前記雨滴反射の有無あるいはその度合いを監視することとすれば、特に夜間において、雨滴反射の有無あるいはその度合いを容易に監視することができるようになる。

また一方、上記請求項１または２に記載の構成、あるいは上記請求項７または８に記載の構成において、請求項４に記載の発明、あるいは請求項１０に記載の発明では、前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサを、車室内から前記フロントウインドに光を照射する発光素子とこのフロントウインドに照射された光の反射光を受光する受光素子とを備えてこの受光素子による反射光の受光量に基づき雨滴の有無および雨滴の量を検
出する光反射式のセンサとする。そして前記制御手段は、上記撮像装置を備えるとともに、この撮像装置を通じて撮像される画像情報から抽出される上記雨滴の輪郭の輝度変化に基づき前記雨滴反射の有無あるいはその度合いを監視し、前記センサによる検出結果に基づいて前記雨滴の有無および雨滴の量を判断することとする。

ワイパ駆動制御装置としてのこのような構成によれば、光反射式のセンサのセンサ出力に基づいて雨滴の有無および雨滴の量が検出されるとともに、撮像装置を通じて撮像される画像情報から抽出される上記雨滴の輪郭の輝度変化に基づいて雨滴反射の有無あるいはその度合いが監視されるため、ワイパ駆動制御装置としての駆動制御にかかる処理の自由度をより高めることができるようになる。

また、上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成、あるいは上記請求項７〜１０のいずれか一項に記載の構成において、請求項５に記載の発明、あるいは請求項１１に記載の発明によるように、前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動間隔を長い時間に設定しての同ワイパブレードの間欠駆動制御中、前記雨滴反射あり、あるいは前記雨滴反射の度合いが大きいと判断されることに基づいて前記ワイパブレードを強制駆動することとすれば、たとえワイパブレードの駆動間隔が長い時間に設定されていたとしても、雨滴反射ありと判断されるとすみやかにワイパブレードが駆動され、フロントウインドに付着する雨滴が払拭されることとなる。すなわち、運転者に対するより好適な運転環境が提供されるようになる。

また、上記請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成、あるいは上記請求項７〜１０のいずれか一項に記載の構成において、請求項６に記載の発明、あるいは請求項１２に記載の発明によるように、前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動状態に拘わらず、前記雨滴反射なし、あるいは前記雨滴反射の度合いが小さいと判断されることに基づいて前記ワイパブレードの駆動を強制的に間欠駆動制御に切り換えることとすれば、たとえワイパブレードが連続駆動されていたとしても、雨滴反射なしと判断されるとすみやかにワイパブレードが間欠駆動され、ワイパブレードの駆動頻度が低減されることとなる。すなわち、これによっても、運転者に対するより好適な運転環境が提供されるようになる。

（第１の実施の形態）
以下、この発明にかかるワイパ駆動制御装置の第１の実施の形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態にかかるワイパ駆動制御装置も、その基本的な構成は、先の図１４に例示した構成に準じたものとなっている。ただしこの実施の形態では、以下に詳述するように、撮像装置によりフロントウインドへの雨滴の付着が検出されている条件の下に、同フロントウインドに付着した雨滴に起因して光が乱反射する現象である雨滴反射の有無を監視する。そして雨滴反射なしと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパブレードを間欠駆動制御することで、雨滴反射による煩わしさの解消およびワイパの駆動による煩わしさの解消といった相反する要求に対してその好適な両立を図るようにしている。

図１（ａ）は、この発明にかかるワイパ駆動制御装置の第１の実施の形態についてその概要を示す側面図であり、図１（ｂ）は、撮像装置を中心に図１（ａ）の一部を拡大して示す側面図である。また、図２は、この実施の形態を構成する各構成要素間の電気的な接続態様および信号の流れを示すブロック図である。まず、これら図１および図２を参照しつつ同ワイパ駆動制御装置の構成について説明する。

すなわち、この実施の形態にかかるワイパ駆動装置は、図１および図２に示されるように、大きくは、
・車両のフロントウインド１０と車室内に設けられるルームミラー１３との間に、車室の内側から同フロントウインド１０に当接して設けられるケース１４。
・同ケース１４に画像処理等を行う回路等と共々一体に収容されて、フロントウインド１０の所定領域を車室内から撮像する撮像装置２０。
・同撮像装置２０を通じて撮像される画像情報（画像信号）に基づいて雨滴の有無および雨滴の量を判断するとともに雨滴反射の有無を監視する判断・制御部（制御手段）３０。

・同判断・制御部３０から出力されるワイパ駆動信号に基づきワイパ４１を駆動する駆動部（モータ）４０。
・自動車のフロントウインド１０に付着した雨滴を払拭するワイパ４１。
等々を備えて構成されている。

ここで、この実施の形態では、フロントウインド１０の所定領域を撮像する上記撮像装置２０として、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを採用している。図３に、この実施の形態で採用する撮像装置２０とフロントウインド１０上に付着する雨滴Ｗとの関係を示す。この撮像装置２０は、レンズおよびＣＣＤ等をその内部に備えており、焦点深度は例えば１ｍ程度に設定されている。すなわち、この撮像装置２０には、フロントウインド１０の外側（車外）の風景が結像されることなく、フロントウインド１０上に付着する雨滴Ｗの像が主に結像されるようにしている。また、この撮像装置２０は、こうして得られる画像に基づく上記判断・制御部３０での雨滴反射の検出が可能な程度の十分な分解能を有している。

一方、判断・制御部３０は上述のように、上記撮像装置２０から入力される画像信号に基づいて、大きくは、
（イ）フロントウインド１０に付着する雨滴の有無の判断。
（ロ）フロントウインド１０に付着している雨滴の量の判断。
（ハ）フロントウインド１０上に付着した雨滴に起因して光が乱反射する現象である雨滴反射の有無の監視。
（ニ）センサにより検出される雨滴の量が所定の閾値を下回ることを条件に、すなわち「小雨」であると判断されることを条件に実行する前記雨滴反射の有無の監視に基づくワイパの間欠駆動制御。
等々の処理を実行する。

このうち、上記雨滴の有無の判断（上記（イ）の判断）に際しては、まず、撮像装置２０から入力される上記画像信号に対し、例えばラプラシアンフィルタ等を通じて画像における雨滴Ｗの輪郭を抽出し、該抽出した輪郭をさらに２値化画像に変換する。そして、この２値化画像と、判断・制御部３０自身が内蔵する記憶装置に記憶保持されているマスターパターンとの比較に基づくパターンマッチングを行うことによって、フロントウインド１０に雨滴が付着しているか否かを判断する。

また、上記雨滴の量の判断（上記（ロ）の判断）に際しては、上記（イ）の判断を通じて雨滴であると判断された画素の面積の総和が、車両を運転する運転者の視野に入るフロントウインド１０の面積を占める割合、すなわち、以下の（１）式で示される雨滴付着率Ｒｗを求める。そして、この求めた雨滴付着率Ｒｗに基づいて上記フロントウインド１０に付着している雨滴の量を判断する。ちなみに図４に示すように、車両を運転する運転者の視野に入るフロントウインド１０の面積を視野面積Ｓｏとし、この視野面積Ｓｏ上に占める雨滴Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｎの面積をそれぞれ雨滴面積Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎとすると、単位時間当たりのフロントウインド１０への雨滴付着率Ｒｗは

Ｒｗ＝Σ（Ｓｎ／Ｓｏ）・・・（１）

として表される。そして、この雨滴付着率Ｒｗが所定の閾値よりも大きい場合には「小雨でない」と判断し、逆に小さい場合には「小雨である」と判断する。

また、上記雨滴反射の監視（上記（ハ）の監視）に際しては、先の（イ）の判断を通じて抽出される雨滴の輪郭の輝度変化を求める。そして、この求めた輝度変化に基づいてこの雨滴反射の有無を監視する。すなわち、フロントウインド１０に付着した雨滴はいわゆる凸レンズとして作用するため、例えば街灯等の車外の光源から発せられた光が、フロントウインド上に付着している雨滴に起因して乱反射する場合、フロントウインド上に付着している雨滴の輪郭は、その下方の一部が明るくなる傾向にある。したがって、このような雨滴が上記撮像装置２０を通じて撮像されると、雨滴の輪郭は、その下方の一部の輝度が他の部分よりも高くなる傾向となる。そこでここでは、所定値以上の輝度を有する画素数が所定の閾値よりも多い場合には「雨滴反射あり」と判断し、逆に少ない場合には「雨滴反射なし」と判断する。図５（ａ）および（ｂ）に、こうした雨滴反射の有無の別に、撮像装置２０によって撮像される画像の一例を示す。

すなわち、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着しており、これら雨滴Ｗに起因して上述した雨滴反射が発生している場合には、上記撮像される画像は図５（ａ）に模式的に例示するような画像ＩＭＧ１となる。このような状況では、運転者もフロントウインド１０上に付着している雨滴Ｗの存在に容易に気づき、この雨滴Ｗによる乱反射、すなわち雨滴反射が運転者の視界を妨げることとなる。したがってこのような場合には、この雨滴反射による煩わしさを解消すべく、ワイパ４１を駆動させることによってフロントウインド１０上に付着している雨滴Ｗを払拭することが望ましい。

一方、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着していたとしても、車両の前方に光源がない場合、すなわちこの雨滴Ｗによる乱反射が生じない状況では、上記撮像される画像は図５（ｂ）に例示するような画像ＩＭＧ２となる。この場合、運転者はフロントウインド１０上に付着する雨滴Ｗの存在に気づかないことが普通であり、運転者の視界も良好に保たれている。したがってこのような状況では、フロントウインド１０上の雨滴Ｗを払拭するよりも、むしろワイパ４１の駆動を控えることで、ワイパ４１の駆動による煩わしさを解消することが望ましい。

そこで、判断・制御部３０では、上記間欠駆動制御（上記（ニ）の制御）の実行に際し、「雨滴反射なし」と判断されるときのワイパ４１の駆動間隔を「雨滴反射あり」と判断されるときのワイパ４１の駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパ４１の間欠駆動を制御するようにしている。

図６は、このような判断・制御部３０を通じて実行されるワイパ駆動制御についてその処理手順を示すものであり、以下、同図６を併せ参照して、この実施の形態のワイパ駆動制御にかかる処理について詳述する。

この実施の形態のワイパ駆動制御装置にあってはまず、例えば図示しないワイパスイッチによってこのワイパ駆動制御装置によるワイパ４１の駆動が選択されている条件のもとで、ステップＳ１０１の処理として、撮像装置２０によって撮像されるフロントウインド１０の画像が画像信号として判断・制御部３０に取り込まれる。そして、この判断・制御部３０において、上述したラプラシアンフィルタ等による雨滴Ｗの輪郭の抽出が行われ、さらに２値化画像へと変換される。

続くステップＳ１０２の処理においては、先のステップＳ１０１の処理で得られる２値化画像に対するパターンマッチングが行われて、雨滴Ｗの有無が判断される。そして、このパターンマッチングを通じてフロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着していないと判断される場合には、再び先のステップＳ１０１の処理へ移行する。すなわち、フロントウインド１０上に雨滴Ｗの付着が検出されるまで、このステップＳ１０１の処理およびステップＳ１０２の処理が繰返し実行されることとなる。

他方、このステップＳ１０２の処理において、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着していると判断される場合には、続くステップＳ１０３の処理において、小雨であるか否か、すなわち上述した雨滴付着率Ｒｗが所定の閾値よりも小さいか否かが判断される。そして、このステップＳ１０３の処理を通じて、小雨でない、あるいはスプラッシュが発生していると判断される場合には、車両を運転する運転者の視界を確保すべく、判断・制御部３０は、ステップＳ１０４の処理へと移行し、駆動部４０に対して「ワイパ連続駆動」を行うべくワイパ駆動信号を出力する。これにより同駆動部４０は、このワイパ駆動信号に基づいてワイパ４１を連続的に駆動することとなる。

一方、上記ステップＳ１０３の処理を通じて小雨であると判断される場合には、運転にかかる煩わしさを与える雨滴反射の有無を判断すべく、続くステップＳ１０５の処理へと移行して「雨滴反射」の有無を判断する処理が実行される。このステップＳ１０５の処理においては上述のように、撮像装置２０によって得られた画像における雨滴Ｗの輪郭およびその輝度に基づき「雨滴反射」の有無の判断が行われる。そして、所定以上の輝度を有する画素数が所定の閾値よりも多い場合には「雨滴反射あり」と判断され、逆に少ない場合には「雨滴反射なし」と判断される。ここで、雨滴反射があると判断される場合、判断・制御部３０は、ステップＳ１０６の処理として「ワイパ間欠駆動間隔＝短」に設定し、
駆動部４０に対してこの「ワイパ間欠駆動間隔＝短」に対応するワイパ駆動信号を出力する。これにより駆動部４０は、このワイパ駆動信号によって指定された間欠駆動間隔、例えば「０．５秒」間隔をもってワイパ４１を間欠駆動することとなる。

他方、上記ステップＳ１０５の処理において雨滴反射がないと判断される場合、判断・制御部３０は、ステップＳ１０７の処理として「ワイパ間欠駆動間隔＝長」に設定し、駆動部４０に対してこの「ワイパ間欠駆動間隔＝長」に対応するワイパ駆動信号を出力する。これにより駆動部４０は、このワイパ駆動信号によって指定された間欠駆動間隔、例えば「２．０秒」間隔をもってワイパ４１を間欠駆動することとなる。

以上説明したように、この第１の実施の形態のワイパ駆動制御装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）撮像装置２０によりフロントウインド１０への雨滴Ｗの付着が検出されている条件の下に、雨滴反射の有無を監視し、雨滴反射なしと判断されるときのワイパ４１の駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパ４１の駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパ４１を間欠駆動制御することとした。これにより、雨滴反射が生じているときには比較的短い駆動間隔にてワイパ４１が間欠駆動されることから、雨滴反射による煩わしさは自ずと解消されるようになる。他方、雨滴反射が生じていないときには比較的長い駆動間隔にてワイパ４１が間欠駆動されることから、ワイパ４１の駆動による煩わしさも大きく緩和されるようになる。このためひいては、雨滴反射による煩わしさの解消およびワイパ４１の駆動による煩わしさの解消といった相反する要求に対してその好適な両立を図ることができるようになり、降雨時における、より良好な運転環境を実現することができるようになる。

（２）また、撮像装置２０により検出される雨滴Ｗの量が所定の閾値を下回ること、すなわち「小雨である」ことを条件に、雨滴反射の有無の監視に基づくワイパ４１の間欠駆動制御を実行することとした。これにより、運転者が雨滴反射による煩わしさおよびワイパの駆動による煩わしさのいずれを優先して解消するかについての判断に迷ういわゆる「小雨」の場合であっても、好適にワイパブレードの間欠駆動制御が実行されるようになるため、車両等を運転する運転者の負担を低減することができるようになる。またひいては、ワイパ駆動制御装置としての消費電力の低減を図ることができるようにもなる。

（３）また、フロントウインド１０に付着する雨滴Ｗを検出するセンサとして車室内からフロントウインド１０の所定領域を撮像する撮像装置２０を採用し、この撮像装置２０を通じて撮像される画像信号に基づいて、雨滴の有無および雨滴の量を判断するとともに雨滴反射の有無を監視することとした。これにより、特に夜間においても容易に雨滴反射の有無を監視することができるようになる。

（４）車両のフロントウインド１０と車室内に設けられるルームミラー１３との間に、車室の内側から同フロントウインド１０に当接するケース１４を配設し、同ケース１４内に、フロントウインド１０の所定領域を車室内から撮像する撮像装置２０を、画像処理等を行う回路等と共々一体に収容することとした。これにより、運転者の視界の妨げになることがなく、フロントウインド１０上の雨滴Ｗの付着状況を正確に撮像することができるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかるワイパ駆動制御装置の第２の実施の形態について、図７〜図１０を参照して、先の第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。また、これら図７〜図１０において、先の図１〜図３に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示しており、それら各要素についての重複する説明は割愛する。

まず、図７〜図１０に示されるように、この実施の形態のワイパ駆動制御装置も、基本的には先の図１〜図３に示したワイパ駆動制御装置に準じた構成となっている。すなわち、このワイパ駆動制御装置も、例えば上述した撮像装置２０（図３参照）を備えて構成されており、この撮像装置２０によって撮像される画像に基づいて、上記雨滴反射の監視（上記（ハ）の監視）および上記間欠駆動制御（上記（ニ）の制御）が実行されている。ただし、この実施の形態では、図７（ａ）および（ｂ）に示されるように、撮像装置２０は車室内に備えられるルームミラー１３ａ内に収容されるとともに、同撮像装置２０の他に、フロントウインド１０に当接したかたちで光反射式の雨滴センサ２１が備えられている。したがって、この実施の形態においては、図８に示されるように、判断・制御部３１は、撮像装置２０から出力される画像信号の他に、雨滴センサ２１から出力される雨滴センサ信号を受け取り、この雨滴センサ出力に基づいて雨滴の有無の判断（上記（イ）の判断）および雨滴の量の判断（上記（ロ）の判断）が実行されている。

次に、この雨滴センサ２１の機能について、図９を併せ参照して詳述する。同図９は、この実施の形態で採用する雨滴センサの一例である光反射式の雨滴センサ２１の内部構造を模式的に示したものである。

同図９に示されるように雨滴センサ（光反射式）２１は、大きくは、車室内からフロントウインド１０に赤外光を照射する発光素子２１１と、このフロントウインド１０に照射された赤外光の反射光を受光する受光素子２１２と、同発光素子２１１から照射される赤外光の光路を形成するプリズム２１３とを備えて構成されている。フロントウインド１０上の雨滴Ｗの有無および雨滴Ｗの量（雨量）の検出にあっては、発光素子２１１から赤外光Ｌ１を発し、受光素子２１２で受光される受光量に基づいて行われる。

すなわち、図９に示されるように、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが存在しない場合には、発光素子２１１から発せられる赤外光Ｌ１の大部分がフロントウインド１０の表面で反射し、発せられた赤外光Ｌ１の光量とほぼ同量の光量が受光素子２１２で受光される。他方、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが存在する場合には、雨滴Ｗはいわゆる凸レンズとして作用するため、発光素子２１１から発せられる赤外光Ｌ１の一部が赤外光Ｌ２としてフロントウインド１０を透過する。そして発光素子２１１から発せられる赤外光Ｌ１は、フロントウインド１０を透過する赤外光Ｌ２の光量の分だけその光量が減じられた赤外光Ｌ３として受光素子２１２で受光される。したがって雨滴センサ２１は、フロントウインド１０上に付着した雨滴Ｗの量に応じて受光された赤外光の光量に基づき、この光量に応じた電圧信号を雨滴センサ信号として上記判断・制御部３１へ出力することで、フロントウインド１０上に付着する雨滴の有無および雨滴の量の検出を可能としている。

図１０は、先の判断・制御部３１を通じて実行されるワイパ駆動制御についてその処理手順を示すものであり、以下、同図１０を併せ参照して、この実施の形態のワイパ駆動制御にかかる処理について説明する。

この実施の形態のワイパ駆動制御装置にあってはまず、例えば図示しないワイパスイッチによってこのワイパ駆動制御装置によるワイパ４１の駆動が選択されている条件のもとで、ステップＳ１１１の処理として、フロントウインド１０上に付着する雨滴の量に応じた電圧信号が、雨滴センサ信号として判断・制御部３１によって取り込まれる。そしてこの雨滴センサ信号に基づいて、次のステップＳ１１２の処理として、雨滴Ｗの有無が判断され、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着していないと判断される場合には、再び先のステップＳ１１１の処理へ移行する。すなわち、フロントウインド１０上に雨滴Ｗの付着が検出されるまで、このステップＳ１１１の処理およびステップＳ１１２の処理が繰返し実行されることとなる。

他方、フロントウインド１０上に雨滴Ｗが付着していると判断される場合には、続くステップＳ１１３の処理において、小雨であるか否か、すなわち雨滴センサ２１から出力される雨滴センサ信号が、所定の閾値よりも大きいか否かが判断される。そして、このステップＳ１１３の処理を通じて、小雨でない、あるいはスプラッシュが発生していると判断される場合には、車両を運転する運転者の視界を確保すべく、判断・制御部３１は、ステップＳ１１４の処理へと移行し、駆動部４０に対して「ワイパ連続駆動」を行うべくワイパ駆動信号を出力する。これにより駆動部４０は、このワイパ駆動信号に基づいてワイパ４１を連続的に駆動することとなる。

一方、ステップＳ１１３の処理を通じて小雨であると判断される場合には、運転にかかる煩わしさを与える雨滴反射の有無を判断すべく、続くステップＳ１１５の処理へと移行し、撮像装置２０を通じて得られる画像が画像信号として取り込まれる。そして、続くステップＳ１１６の処理において、ステップＳ１１５の処理で取り込まれた画像における雨滴Ｗの輪郭およびその輝度に基づき「雨滴反射」の有無の判断が行われる。すなわち上述のように、所定以上の輝度を有する画素数が所定の閾値よりも多い場合には「雨滴反射あり」と判断され、逆に少ない場合には「雨滴反射なし」と判断される。ここで、雨滴反射があると判断される場合、判断・制御部３１は、ステップＳ１１７の処理として「ワイパ間欠間隔＝短」に設定し、駆動部４０に対してこの「ワイパ間欠間隔＝短」に対応するワイパ駆動信号を出力する。これにより駆動部４０は、このワイパ駆動信号によって指定された間欠駆動間隔、例えば「０．５秒」間隔をもってワイパ４１を間欠駆動することとなる。

他方、上記ステップＳ１１６の処理において雨滴反射がないと判断される場合、判断・制御部３１は、ステップＳ１１８の処理へとして「ワイパ間欠間隔＝長」と設定し、駆動部４０に対してこの「ワイパ間欠間隔＝長」に対応するワイパ駆動信号を出力する。これにより、駆動部４０は、このワイパ駆動信号によって指定された間欠駆動間隔、例えば「２．０秒」間隔をもって間欠駆動することとなる。

以上説明したように、この第２の実施の形態のワイパ駆動制御装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）撮像装置２０によりフロントウインド１０への雨滴Ｗの付着が検出されている条件の下に、雨滴反射の有無を監視し、雨滴反射なしと判断されるときのワイパ４１の駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパ４１の駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパ４１を間欠駆動制御することとした。これにより、雨滴反射が生じているときには比較的短い駆動間隔にてワイパ４１が間欠駆動されることから、雨滴反射による煩わしさは自ずと解消されるようになる。他方、雨滴反射が生じていないときには比較的長い駆動間隔にてワイパ４１が間欠駆動されることから、ワイパ４１の駆動による煩わしさも大きく緩和されるようになる。このためひいては、雨滴反射による煩わしさの解消およびワイパ４１の駆動による煩わしさの解消といった相反する要求に対してその好適な両立を図ることができるようになり、降雨時における、より良好な運転環境を実現することができるようになる。

（２）また、雨滴センサ２１により検出される雨滴Ｗの量が所定の閾値を下回ること、すなわち「小雨である」ことを条件に、撮像装置２０による雨滴反射の有無の監視に基づくワイパ４１の間欠駆動制御を実行することとした。これにより、運転者が雨滴反射による煩わしさおよびワイパの駆動による煩わしさのいずれを優先して解消するかについての判断に迷ういわゆる「小雨」の場合であっても、好適にワイパブレードの間欠駆動制御が実行されるようになるため、車両等を運転する運転者の負担を低減することができるようになる。またひいては、ワイパ駆動制御装置としての消費電力の低減を図ることができるようにもなる。

（３）また、フロントウインド１０に付着する雨滴Ｗを検出するセンサとして、光反射式の雨滴センサ２１を採用し、この雨滴センサ２１のセンサ出力に基づいて、雨滴の有無および雨滴の量を判断することとした。これにより、雨滴反射にかかる判断は、撮像装置２０により得られる画像に基づき行うこととすればよく、ワイパ駆動制御装置としての駆動制御にかかる処理の自由度をより高めることができるようになる。

（４）車両のルームミラー１３ａ内に、フロントウインド１０の所定領域を車室内から撮像する撮像装置２０を、画像処理等を行う回路等と共々一体に収容することとした。これにより、運転者の視界の妨げになることがなく、フロントウインド１０上の雨滴Ｗの付着状況を正確に撮像することができるようになる。
（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は例えば以下のような形態として実施することもできる。

・上記第１の実施の形態の図１（ａ）および（ｂ）に対応する図として図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、上記フロントウインド１０の所定領域を車室内から撮像する撮像装置２０を、画像処理等を行う回路等と共々、ルームミラー１３ａに一体に収容することとしてもよい。これによっても、運転者の視界の妨げになることがなく、フロントウインド１０上の雨滴Ｗの付着状況を正確に撮像することができるようになる。

・第１の実施の形態の図６に対応する図として図１２に示すように、上記判断・制御部３０では、雨滴反射の有無にかかる判断処理の結果に基づいてワイパ間欠駆動間隔を設定していたが、これを雨滴反射の度合いを判断する判断処理の結果に基づいてワイパ間欠駆動間隔を設定することとしてもよい。すなわち、同図１２に示すように、ステップＳ２０５の処理における雨滴反射の度合いにかかる判断において、上記検出された雨滴の輪郭中、所定以上の輝度を有する画素数が所定の第１の閾値ＲＤ１１よりも多い場合には「雨滴反射の度合い＝大」と判断する。また、上記検出された雨滴の輪郭中、所定以上の輝度を有する画素数が所定の第２の閾値ＲＤ１２よりも少ない場合には、「雨滴反射の度合い＝小」と判断する。さらに、これらいずれでもない場合には、「雨滴反射の度合い＝中」と判断する。ここで、上記各閾値には「第１の閾値ＤＲ１１＞第２の閾値ＲＤ１２」なる関係があるとする。そして、これら「雨滴反射の度合い＝大」に対しては「ワイパ間欠駆動間隔＝短」、「雨滴反射の度合い＝中」に対しては「ワイパ間欠駆動間隔＝中」、「雨滴反射の度合い＝小」に対しては「ワイパ間欠間隔＝長」とそれぞれ設定してワイパ４１の間欠駆動を行うこととする。このように、所定の閾値を複数段階に設けて雨滴反射の度合いを判断することによっても、第１の実施の形態の上記（１）〜（４）の効果と同等もしくはそれに準じた効果を得ることができる。

・また同じく第２の実施の形態の図１０に対応する図として図１３に示すように、上記判断・制御部３１では、雨滴反射の有無にかかる判断処理の結果に基づいてワイパ間欠駆動間隔を設定していたが、これを雨滴反射の度合いを判断する判断処理の結果に基づいてワイパ間欠駆動間隔を設定することとしてもよい。すなわち、同図１３に示すように、ステップＳ２１６の処理における雨滴反射の度合いにかかる判断において、上記検出された雨滴の輪郭中、所定以上の輝度を有する画素数が所定の第１の閾値ＲＤ２１よりも多い場合には「雨滴反射の度合い＝大」と判断する。また、上記検出された雨滴の輪郭中、所定以上の輝度を有する画素数が所定の第２の閾値ＲＤ２２よりも少ない場合には、「雨滴反射の度合い＝小」と判断する。さらに、これらいずれでもない場合には、「雨滴反射の度合い＝中」と判断する。ここで、上記各閾値には「第１の閾値ＤＲ２１＞第２の閾値ＲＤ２２」なる関係があるとする。そして、これら「雨滴反射の度合い＝大」に対しては「ワイパ間欠駆動間隔＝短」、「雨滴反射の度合い＝中」に対しては「ワイパ間欠駆動間隔＝中」、「雨滴反射の度合い＝小」に対しては「ワイパ間欠間隔＝長」とそれぞれ設定してワイパ４１の間欠駆動を行うこととする。このように、所定の閾値を複数段階に設けて雨滴反射の度合いを判断することによっても、第２の実施の形態の上記（１）〜（４）の効果と同等もしくはそれに準じた効果を得ることができる。

・上記各実施の形態においては、雨滴反射の有無にかかる判断処理（ステップＳ１０５の処理（図６）、ステップＳ１１６の処理（図１０））の後、あるいは雨滴反射の度合いにかかる判断処理（ステップＳ２０５の処理（図１２）、ステップＳ２１６の処理（図１３））の後、その判断結果に応じてワイパ間欠駆動間隔を可変設定することとした。しかし、ワイパ４１の駆動間隔を長い時間に設定しての同ワイパ４１の間欠駆動制御中であれ、雨滴反射あり、あるいは雨滴反射の度合いが大きいと判断されることに基づいてこのワイパ４１を強制駆動させることとしてもよい。これにより、運転者に対するより好適な運転環境が提供されるようになる。

・上記各実施の形態においては、雨量にかかる判断処理（ステップＳ１０３（図６）、ステップＳ１１３（図１０）、ステップＳ２０３（図１２）、ステップＳ２１３（図１３））の後、その判断結果に応じてワイパ連続駆動に設定することとした。しかし、ワイパ４１の駆動状態に拘わらず、雨滴反射なし、あるいは雨滴反射の度合いが小さいと判断されることに基づいてこのワイパ４１の駆動を強制的に間欠駆動制御に切り換えることとしてもよい。これによっても、運転者に対するより好適な運転環境が提供されるようになる。

・上記各実施の形態においては、雨滴反射を監視するセンサとして撮像装置２０を採用していたが、センサの種類は撮像装置に限られない。要は、フロントウインド１０上に付着する雨滴Ｗに起因して生じる乱反射を検出することができれば、センサの種類は任意である。

・上記各実施の形態においては、この発明を自動車のフロントウインド１０上に付着する雨滴を払拭するワイパ駆動制御装置に適用していたが、その他、電車、飛行機、船舶などの移動体にもこの発明は同様に適用することができる。

（ａ）は、この発明にかかるワイパ駆動制御装置の第１の実施の形態についてその概要を示す側面図。（ｂ）は、撮像装置を中心に（ａ）の一部を拡大して示す側面図。 同実施の形態について、各構成要素間の電気的な接続態様および信号の流れを示すブロック図。 同実施の形態において雨滴センサとして採用される撮像装置とフロントウインド上に付着する雨滴との関係を模式的に示す平面図。 同実施の形態において、運転者の視界に入るフロントウインドに付着する雨滴の付着態様を示す模式図。 （ａ）および（ｂ）は、雨滴反射の有無の別に、同実施の形態の撮像装置によって撮像される画像の一例。 同実施の形態について、ワイパの駆動制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 （ａ）は、この発明にかかるワイパ駆動制御装置の第２の実施の形態についてその概要を示す側面図。（ｂ）は、撮像装置を中心に（ａ）の一部を拡大して示す側面図。 同実施の形態について、各構成要素間の電気的な接続態様および信号の流れを示すブロック図。 同実施の形態において採用される光反射式の雨滴センサの構造について、その一例および検出原理を模式的に示す正面図。 同実施の形態について、ワイパの駆動制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 上記各実施の形態の変形例として、ワイパ駆動制御装置に採用される撮像装置の他の配設態様について、（ａ）はその概要を示す側面図。（ｂ）は、撮像装置を中心に（ａ）の一部を拡大して示す側面図。 上記各実施の形態のその他の変形例として、ワイパの駆動制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 上記各実施の形態のさらに他の変形例として、ワイパの駆動制御にかかる処理手順を示すフローチャート。 従来のワイパ駆動制御装置の一例において、車外の光源から発せられてフロントウインド上に付着している雨滴により屈折されつつ車内の運転者のアイポイントに到達する光の光路を模式的に示す側面図。 同従来のワイパ駆動制御装置において採用される照度センサについて、その構成およびルーバーによって設定角度θに設定された際の検出可能な範囲を模式的に示す側面図。 同従来のワイパ駆動制御装置の一例について、各構成要素間の電気的な接続態様および信号の流れを示すブロック図。

符号の説明

１０…フロントウインド、１３、１３ａ…ルームミラー、１４…ケース、２０…撮像装置（ＣＣＤカメラ）、２１…雨滴センサ（光反射式）、３０、３１、１３０…判断・制御部、４０、１４０…駆動部（モータ）、４１…ワイパ（ワイパブレード）、１００…光源、１２０ａ…照度センサ、１２０ｂ…雨滴センサ、１２１…ルーバー、２１１…発光素子、２１２…受光素子、２１３…プリズム。

Claims (12)

1. 移動体のフロントウインドに付着する雨滴をセンサにて検出しつつ、該検出される雨滴の量に応じて前記フロントウインドに設けられたワイパブレードの駆動を制御するワイパ駆動制御装置であって、
   前記センサにより前記フロントウインドへの雨滴の付着が検出されている条件の下に、車室内から前記フロントウインドの所定領域を撮像する撮像装置が撮像した画像情報から抽出される雨滴の輪郭の輝度変化に基づき同フロントウインドに付着した雨滴に起因して光が乱反射する現象である雨滴反射の有無を監視し、雨滴反射なしと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔を雨滴反射ありと判断されるときのワイパブレードの駆動間隔よりも長い時間に設定してワイパブレードを間欠駆動制御する制御手段を備える
   ことを特徴とするワイパ駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、前記センサにより検出される雨滴の量が所定の閾値を下回ることを条件に、前記雨滴反射の有無の監視に基づくワイパブレードの間欠駆動制御を実行するものである
   請求項１に記載のワイパ駆動制御装置。
3. 前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサが、前記撮像装置であり、前記制御手段は、前記画像情報から抽出される雨滴の輪郭に基づいて、前記雨滴の有無および雨滴の量を判断する
   請求項１または２に記載のワイパ駆動制御装置。
4. 前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサが、車室内から前記フロントウインドに光を照射する発光素子とこのフロントウインドに照射された光の反射光を受光する受光素子とを備えてこの受光素子による反射光の受光量に基づき雨滴の有無および雨滴の量を検出する光反射式のセンサからなり、前記制御手段は、このセンサによる検出結果に基づいて前記雨滴の有無および雨滴の量を判断する
   請求項１または２に記載のワイパ駆動制御装置。
5. 前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動間隔を長い時間に設定しての同ワイパブレー
   ドの間欠駆動制御中、前記雨滴反射ありと判断されることに基づいて前記ワイパブレードを強制駆動する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイパ駆動制御装置。
6. 前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動状態に拘わらず、前記雨滴反射なしと判断されることに基づいて前記ワイパブレードの駆動を強制的に間欠駆動制御に切り換える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイパ駆動制御装置。
7. 移動体のフロントウインドに付着する雨滴をセンサにて検出しつつ、該検出される雨滴の量に応じて前記フロントウインドに設けられたワイパブレードの駆動を制御するワイパ駆動制御装置であって、
   前記センサにより前記フロントウインドへの雨滴の付着が検出されている条件の下に、車室内から前記フロントウインドの所定領域を撮像する撮像装置が撮像した画像情報から抽出される雨滴の輪郭の輝度変化に基づき同フロントウインドに付着した雨滴に起因して光が乱反射する現象である雨滴反射の度合いを監視し、雨滴反射の度合いが小さいと判断されるほどワイパブレードの駆動間隔をより長い時間に設定してワイパブレードを間欠駆動制御する制御手段を備える
   ことを特徴とするワイパ駆動制御装置。
8. 前記制御手段は、前記センサにより検出される雨滴の量が所定の閾値を下回ることを条件に、前記雨滴反射の度合いの監視に基づくワイパブレードの間欠駆動制御を実行するものである
   請求項７に記載のワイパ駆動制御装置。
9. 前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサが、前記撮像装置であり、前記制御手段は、前記画像情報から抽出される雨滴の輪郭に基づいて、前記雨滴の有無および雨滴の量を判断するとともに前記雨滴反射の度合いを監視する
   請求項７または８に記載のワイパ駆動制御装置。
10. 前記フロントウインドに付着する雨滴を検出するセンサが、車室内から前記フロントウインドに光を照射する発光素子とこのフロントウインドに照射された光の反射光を受光する受光素子とを備えてこの受光素子による反射光の受光量に基づき雨滴の有無および雨滴の量を検出する光反射式のセンサからなり、前記制御手段は、このセンサによる検出結果に基づいて前記雨滴の有無および雨滴の量を判断する
    請求項７または８に記載のワイパ駆動制御装置。
11. 前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動間隔を長い時間に設定しての同ワイパブレードの間欠駆動制御中、前記雨滴反射の度合いが大きいと判断されることに基づいて前記ワイパブレードを強制駆動する
    請求項７〜１０のいずれか一項に記載のワイパ駆動制御装置。
12. 前記制御手段は、前記ワイパブレードの駆動状態に拘わらず、前記雨滴反射の度合いが小さいと判断されることに基づいて前記ワイパブレードの駆動を強制的に間欠駆動制御に切り換える
    請求項７〜１０のいずれか一項に記載のワイパ駆動制御装置。

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