JP5227255B2

JP5227255B2 - ワイパ装置

Info

Publication number: JP5227255B2
Application number: JP2009118843A
Authority: JP
Inventors: 雅直山崎; 寛勝片岡
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Niles Co Ltd
Current assignee: Subaru Corp; Niles Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP2010264916A

Description

本発明は、ウインドウガラスを払拭するワイパの動作を自動制御するオートモードを備えたワイパ装置に関する。

従来より、オートモードを備えたワイパ装置としては、例えば、ウインドウガラスに対する水滴の付着状態をレインセンサで検出し、このレインセンサの検出結果に基づいてワイパ制御を行う水滴感応式ワイパ装置が知られている。この種のワイパ装置に用いられるレインセンサは、一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子と、フォトダイオード（ＦＤ）等の受光素子とを備えて構成されている。そして、レインセンサは、オートモードの選択時に、発光素子からウインドウガラスに向けて出射した光の反射光を受光素子で受光することにより、ウインドウガラスの表面側に付着した水滴量を検出する。

ところで、ＬＥＤやＬＤ等の発光素子は、一般に、高温となるにつれて発光効率が低下する。従って、レインセンサにおいては、発光素子に供給する駆動電流を、温度情報等に基づいてフィードバック制御する等の対策が必要となる。

その一方で、例えば、発光素子に過剰な駆動電流を供給した場合、レインセンサの内部素子等の破損を招く虞がある。そこで、例えば、特許文献１には、ワイパ装置のオートモード選択時におけるフェールセーフの１つとして、発光素子への駆動電流の値が周囲温度に換算して高温設定温度を超える値まで異常上昇している場合には発光素子への駆動電流の供給を停止し、これに伴い、オートモードでのワイパの駆動を停止する技術が開示されている。

特開平１１−１８３３７０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、レインセンサのフェールが判定されたときワイパを停止する構成では、例えば、雨天走行中に、何らかの要因でレインセンサ内の周囲温度が上昇する等してフェールが判定された場合等に、ドライバの意図に反してワイパの動作が停止されてしまう虞がある。

これに対処し、最低限のワイパの動作を保証すべく、例えば、自動制御中にレインセンサのフェールが判定された際には予め設定された一定の動作パターンに従ってワイパを動作させることも考えられる。しかしながら、このような構成を採用すると、例えば、雨天時にオートモードを選択したままイグニッションオフして降車した乗員が、炎天下の車内に再び乗車してイグニッションオンした場合等に、高温な車室内温度に起因してレインセンサのフェール判定がなされ、ワイパが誤動作して乗員に違和感を与える虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、レインセンサのフェールが判定された場合にも乗員に違和感を与えることなく、適切なワイパの動作制御を行うことができるワイパ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるワイパ装置は、ヘッドライトに対する点灯制御のモードとして、デイタイムランニングモードにて走行可能状態であるとき、車速が設定車速未満である場合にヘッドライトを消灯し、車速が設定車速以上である場合に前記ヘッドライトをデイタイムランニングモードにて点灯させる点灯制御手段を備えた車両に適用され、ウインドウガラスに対する水滴の付着状態を検出するレインセンサと、オートモードの選択時に、前記水滴の付着状態に応じた可変の動作パターンでワイパの動作制御を行うワイパ制御手段と、予め設定された温度条件に基づいて前記レインセンサのフェール判定を行うフェール判定手段と、を備え、前記ワイパ制御手段は、前記オートモードの選択時に前記フェール判定手段によってフェールが判定されているとき、車速が設定車速未満である場合に前記ワイパの動作を禁止し、車速が設定車速以上である場合に予め設定された固定の動作パターンで前記ワイパを動作させるものであり、前記オートモードの選択時に前記フェール判定手段によってフェールが判定されているときの前記ワイパ制御に供する前記設定車速を、前記デイタイムランニングモードで走行可能時に前記ヘッドライトの点灯制御に供する前記設定車速と一致させたものである。

本発明のワイパ装置によれば、レインセンサのフェールが判定された場合にも乗員に違和感を与えることなく、適切なワイパの動作制御を行うことができる。

ワイパ装置の概略構成図レインセンサの概略構成図ワイパ制御ルーチンを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はワイパ装置の概略構成図、図２はレインセンサの概略構成図、図３はワイパ制御ルーチンを示すフローチャートである。

図１に示すワイパ装置１は、車両のウインドウガラス（例えば、フロントガラス）１００に付着する雨滴等の水滴を払拭するワイパブレード５ａを備えた一対のワイパ５を有して構成されている。各ワイパ５は、ワイパモータ６によって扇状に揺動してウインドウガラス１００を払拭する。

ワイパモータ６を駆動するモータ駆動回路７は、例えば、統合ユニット１０からの制御信号に従ってワイパモータ６へ駆動信号を出力する。この統合ユニット１０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ（何れも図示せず）等を備えたマイクロコンピュータを主体に構成され、入力側には、例えば、ステアリングコラムに配設されたワイパコンビネーションスイッチ１１と、ウインドウガラス１００に対する水滴の付着状態を検出するレインセンサ１２とが接続されている。また、統合ユニット１０には、トランスミッション制御ユニット１５やエンジン制御ユニット１６等がＣＡＮ等の信号線を介して接続され、これらの車載制御ユニット等から、例えば、車速Ｖ、セレクトレバーによるパーキングレンジの選択時にＯＮするＰレンジスイッチ信号、パーキングブレーキの操作時にＯＮするパーキングブレーキスイッチ信号等の各種情報が入力される。

ワイパコンビネーションスイッチ１１には、スイッチポジションとして、例えば、ＯＦＦポジション１１ａ、ＡＵＴＯポジション１１ｂ、ＩＮＴ（間欠）ポジション１１ｃ、ＬＯポジション１１ｄ、ＨＩポジション１１ｅ、及び、ＭＩＳＴポジション１１ｆが設定されている。この中で、各ポジション１１ａ〜１１ｅは、ワイパコンビネーションスイッチ１１に設けられている操作レバーを上下方向に傾倒させることで選択することができる。また、ＭＩＳＴポジション１１ｆは、操作レバーを手前に引く等、上述した５ポジションとは異なる方向へ操作することでＯＮ操作することができる。

図１，２に示すように、レインセンサ１２は、一対の回折格子２１ａ，２１ｂが形成されたガラス基板２１と、ガラス基板２１上の一方の回折格子２１ａの近傍に配設された発光モジュール２２と、他方の回折格子２１ｂの近傍に配設された受光モジュール２３とを備えて構成されている。このレインセンサ１２は、例えば、ウインドウガラス１００の車室側の面上において、ワイパ５の払拭領域に対応する領域内に、ガラス基板２１が透明接着剤２４を介して貼着されることにより保持されている。

発光モジュール２２は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子３１と、発光素子３１に対して駆動電流制御を行う駆動回路３２と、を備えて構成されている。そして、駆動回路３２から供給される駆動電流に応じて所定周波数に変調された光が発光素子３１から出射されると、当該出射光は、回折格子２１ａを介してウインドウガラス１００に入射される。ここで、発光素子３１の光軸は、ウインドウガラス１００に水滴等が付着していない状態において、ウインドウガラス１００に入射した光を当該ウインドウガラス１００内で全反射させる角度に設定されている。

また、発光モジュール２２には、発光素子３１からの出力光の一部を受光するフォトダイオード（ＦＤ）等の受光素子３３と、受光素子３３の出力信号から変調成分に対応する信号を検出する検出回路３４とが設けられている。そして、駆動回路３２は、検出回路３４からの出力信号に基づいて駆動電流をフィードバック制御することにより、発光素子３１からの発光出力を所望値に維持する。

受光モジュール２３は、ウインドウガラス１００内で反射された発光素子３１からの出力光を回折格子２１ｂを介して受光するＰＤ等の受光素子３６と、受光素子３６の出力信号から発光素子３１の駆動回路３２による変調成分に対応する信号を検出する検出回路３７と、検出回路３７の出力信号を増幅する増幅回路３８と、増幅回路３８の出力信号を演算処理して複数種類の出力信号Ｄ（例えば、第１〜第３の出力信号Ｄ１〜Ｄ３）を出力する制御回路３９とを有する。ここで、第１の出力信号Ｄは、例えば、降雨状態が霧雨或いは小雨であるときのように、ウインドウガラス１００に付着する水滴量が比較的少量であるときＨＩレベルとなる。また、第２の出力信号Ｄ２は、例えば、降雨状態が中程度であるときのように、ウインドウガラス１００に付着する水滴量が中程度であるときＨＩレベルとなる。また、第３の出力信号Ｄ３は、例えば、降雨状態が大雨であるときのように、ウインドウガラス１００に付着する水滴量が比較的大量であるときＨＩレベルとなる。

統合ユニット１０は、ワイパ制御手段としての機能を有し、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションに応じた制御信号をモータ駆動回路７に出力する。

例えば、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションがＩＮＴポジション１１ｃにセットされると、統合ユニット１０は、間欠モードを実行し、モータ駆動回路７を通じたワイパモータ６の制御により、ワイパ５を間欠動作させる。

また、操作レバーがＬＯポジション１１ｄにセットされると、統合ユニット１０は、低速連続モードを実行し、モータ駆動回路７を通じたワイパモータ６の制御により、ワイパ５を低速で連続動作させる。

また、操作レバーがＨＩポジション１１ｅにセットされると、統合ユニット１０は、高速連続モードを実行し、モータ駆動回路７を通じたワイパモータ６の制御により、ワイパ５を高速で連続動作させる。

また、操作レバーが手前に引かれてＭＩＳＴポジション１１ｆがＯＮされると、統合ユニット１０は、モータ駆動回路７を通じたワイパモータ６の制御により、ＭＩＳＴポジション１１ｆがＯＮ操作される都度にワイパ５を設定回数だけ揺動動作させる。

さらに、操作レバーがＡＵＴＯポジション１１ｂにセットされると、当該ＡＵＴＯポジション１１ｂのセットに連動してレインセンサ１２が起動され、統合ユニット１０は、レインセンサ１２からの信号に基づいてオートモードを実行する。このオートモードが実行されると、統合ユニット１０は、モータ駆動回路７を通じたワイパモータ６の制御により、レインセンサ１２で検出される水滴の付着状態に応じた可変の動作パターンでワイパ５を動作させる。

ここで、オートモード実行中のフェールセーフの１つとして、予め設定された温度範囲外でのレインセンサ１２の動作を禁止するため、レインセンサ１２の発光モジュール２２内には、発光素子３１と駆動回路３２とを電気的に接続または遮断するスイッチ回路３５が併設されている。

このスイッチ回路３５は、例えば、レインセンサ１２内における周囲温度に応じて変動する発光素子３１の駆動電流を計測することで周囲温度Ｔを検出する温度検出部３５ａと、温度検出部３５ａで検出された周囲温度Ｔに基づいてレインセンサ１２のフェール判定を行うフェール判定手段としてのフェール判定部３５ｂと、フェール判定部３５ｂでフェールが判定されたとき駆動回路３２から発光素子３１への通電を遮断するスイッチ部３５ｃとを有して構成されている。

本実施形態において、フェール判定部３５ｂには判定閾値として低温設定温度ＲＬ（例えば、ＲＬ＝−１５℃）と高温設定温度ＲＨ（例えば、ＲＨ＝８０℃）とが設定されており、フェール判定部３５ｂは、周囲温度Ｔが低温設定温度ＲＬ以下或いは高温設定温度ＲＨ以上であるとき、レインセンサ１２のフェールを判定する。

すなわち、周囲温度Ｔが低温設定温度ＲＬ以下となるような環境下において、例えば、降雪があった場合にはウインドウガラス１００に付着した雪は融解されて水滴となることなくそのまま保持されることが予想される。このような場合、ウインドウガラス１００の表面に水滴が付着したときのような反射率の変化が期待できないため、レインセンサ１２は、乗員の視界を遮るウインドウガラス１００への水滴（雪）の付着状態を好適に検出することが困難となる。そこで、フェール判定部３５ｂは、周囲温度Ｔが低温設定温度ＲＬ以下である場合にレインセンサ１２のフェールを判定し、スイッチ部３５ｃを通じて駆動回路３２から発光素子３１への駆動電流の通電を遮断する。

一方、周囲温度Ｔが高温設定温度ＲＨ以上である場合、発光素子３１に供給される駆動電流が増加してレインセンサ１２の内部素子等の破損が懸念される。そこで、フェール判定部３５ｂは、周囲温度Ｔが高温設定温度ＲＨ以上である場合にレインセンサ１２のフェールを判定し、スイッチ部３５ｃを通じて駆動回路３２から発光素子３１への駆動電流の通電を遮断する。

そして、このようなレインセンサ１２のフェールがフェール判定部３５ｂにおいて判定されているとき、統合ユニット１０は、オートモードを中断し、フェールセーフ制御を実行する。このフェールセーフ制御の実行時において、統合ユニット１０は、現在の車速Ｖを参照し、車速Ｖが予め設定された車速Ｖ０（例えば、Ｖ０＝５Ｋｍ／ｈ）未満である場合にワイパ５の動作を禁止する。一方、車速Ｖが設定車速Ｖ０以上である場合、統合ユニット１０は、予め設定された固定の動作パターンでワイパ５を動作させる。この場合の動作パターンは、ワイパ５を低速で動作させる動作パターンであることが望ましく、本実施形態においては、制御を簡素化するため、例えば、間欠モードでの動作パターンがそのまま適用される。

次に、統合ユニット１０で実行されるワイパ制御について、図３に示すワイパ制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは設定時間毎に繰り返し実行されるもので、ルーチンがスタートすると、統合ユニット１０は、先ず、ステップＳ１０１において、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションがＯＦＦポジション１１ａであるか否かを調べる。そして、ＯＦＦポジション１１ａであると判定した場合、統合ユニット１０は、そのままルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１０１において、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションがＯＦＦポジション１１ａ以外であると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０２に進み、スイッチポジションがＡＵＴＯポジション１１ｂであるか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０２において、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションがＡＵＴＯポジション１１ｂ以外（スイッチポジションがＩＮＴポジション１１ｃ、Ｌｏポジション１１ｄ、Ｈｉポジション１１ｅ、或いは、ＭＩＳＴポジション１１ｆの何れか）であると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０３に進み、現在のポジションに応じた動作パターンに従ってワイパ５を動作させた後、ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１０２において、ワイパコンビネーションスイッチ１１のスイッチポジションがＡＵＴＯポジション１１ｂであると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０４に進み、例えば、レインセンサ１２のスイッチ回路３５内のフェール判定部３５ｂにおいてフェールが判定されているか否かを調べる。

そして、ステップＳ１０４において、フェール判定部３５ｂでフェールが判定されていないと判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０５に進み、レインセンサ１２からの信号に基づいてオートモードでのワイパ５を動作させた後、ルーチンを抜ける。すなわち、レインセンサ１２内の周囲温度Ｔが、低温設定温度ＲＬ≦Ｔ≦高温設定温度ＲＨであり、正常な温度範囲内にあるとの判定がフェール判定部３５ｂにおいてなされているとき、統合ユニット１０は、ステップＳ１０５に進み、レインセンサ１２で検出された水滴量に応じた可変の動作パターンに従ってワイパ５を動作させた後、ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１０４において、フェール判定部３５ｂでフェールが判定されていると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０６に進み、現在の車速Ｖが設定車速Ｖ０未満であるか否かを調べる。すなわち、レインセンサ１２内の周囲温度Ｔが、低温設定温度ＲＬ＞Ｔ、或いは、Ｔ＞高温設定温度ＲＨであり、正常な温度範囲内にない（フェールである）との判定がフェール判定部３５ｂにおいてなされているとき、統合ユニット１０は、ステップＳ１０６に進む。

そして、ステップＳ１０６において、車速Ｖが設定車速Ｖ０未満であると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０７に進み、ワイパ５の停止制御を行った後、ルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ１０６において、車速Ｖが設定車速Ｖ０以上であると判定すると、統合ユニット１０は、ステップＳ１０８に進み、予め設定された固定の動作パターン（例えば、間欠モードでの動作パターン）に従ってワイパ５を動作させた後、ルーチンを抜ける。

このような実施形態によれば、オートモードの選択時において、予め設定された温度条件に基づいてレインセンサ１２のフェールが判定されているとき、車速Ｖが設定車速Ｖ０未満である場合にワイパ５の動作を禁止し、車速Ｖが設定車速Ｖ０以上である場合に予め設定された固定の動作パターンでワイパ５を動作させることにより、フェールが判定された場合にも乗員に違和感を与えることなく、適切なワイパ５の動作制御を行うことができる。

すなわち、オートモードが選択されている設定車速Ｖ０以上での雨天走行中等において、何らかの要因でレインセンサ１２のフェールが判定された場合には、予め設定された固定の動作パターンでワイパ５を動作させることにより、フェールが判定されている場合であっても最低限のワイパ５の動作を保証して、乗員の視界確保を実現することができる。すなわち、例えば、ウインドウガラスに対する水滴（雪等）の付着状態を適正に検出することが困難となる寒冷地走行時等において、レインセンサ１２のフェールが判定された場合にも、最低限のワイパ５の動作を保証して、乗員の視界確保を実現することができる。その一方で、例えば、オートモードを選択したまま降車した乗員が炎天下の車室内に再び乗車した場合、車室内温度に起因してレインセンサ１２のフェールが判定される可能性があるが、このような場合、乗員は車両の走行を開始するまでの間に換気やエアコンの投入等によって室内温度を降下させることが一般的であり、このような室内温度の降下によってレインセンサ１２のフェールは解消することが期待できるので、ワイパ５の誤作動を好適に抑制することができる。

また、フェールを判定するための温度条件として、レインセンサ１２の周囲温度Ｔが、当該レインセンサ１２を保護する上で許容される温度の上限値（高温設定温度ＲＨ）を上回ったこと、或いは、ウインドウガラス１００に対する水滴の付着状態をレインセンサ１２によって適正に検出可能な温度の下限値（低温設定温度ＲＬ）を下回ったこと、を設定することにより、レインセンサ１２を好適に保護しつつ、ウインドウガラス１００に対する水滴の付着状態を精度良く検出することができる。

ここで、周囲が明るく、DRL（デイタイムランニングランプ）モードで走行可能状態のとき、自車の車速Ｖが設定車速Ｖ１以上である場合にヘッドライト１７をDRLモードにて点灯させ、設定車速Ｖ１未満である場合にヘッドライト１７を消灯させるモードを含む点灯制御手段としての機能を統合ユニット１０等が備えた車両においては、設定車速Ｖ０と設定車速Ｖ１とを一致させることが望ましい。このように構成することにより、ワイパ５に対する制御とヘッドライト１７に対する制御とを一部共通化して制御の効率化を図ることができる。

なお、上述の実施形態において、統合ユニット１０は、オートモードの選択時にフェール判定部３５ｂによってフェールが判定されているとき、車速Ｖが設定車速Ｖ０未満である場合にワイパ５の動作を禁止する構成について説明したが、当該ワイパ５の動作を禁止するための条件として、例えば、セレクトレバーによるパーキングレンジの選択によってＰレンジスイッチ信号がＯＮされたこと、パーキングブレーキの牽引操作によってパーキングブレーキスイッチ信号がＯＮされたこと等を適宜付加することも可能である。

１ … ワイパ装置
５ … ワイパ
５ａ … ワイパブレード
６ … ワイパモータ
７ … モータ駆動回路
１０ … 統合ユニット（ワイパ制御手段、点灯制御手段）
１１ … ワイパコンビネーションスイッチ
１１ａ … ＯＦＦポジション
１１ｂ … ＡＵＴＯポジション
１１ｃ … ＩＮＴポジション
１１ｄ … ＬＯポジション
１１ｅ … ＨＩポジション
１１ｆ … ＭＩＳＴポジション
１２ … レインセンサ
１５ … トランスミッション制御ユニット
１６ … エンジン制御ユニット
１７ … ヘッドライト
２１ … ガラス基板
２１ａ，２１ｂ … 回折格子
２２ … 発光モジュール
２３ … 受光モジュール
２４ … 透明接着剤
３１ … 発光素子
３２ … 駆動回路
３３ … 受光素子
３４ … 検出回路
３５ … スイッチ回路
３５ａ … 温度検出部
３５ｂ … フェール判定部（フェール判定手段）
３５ｃ … スイッチ部
３６ … 受光素子
３７ … 検出回路
３８ … 増幅回路
３９ … 制御回路
１００ … ウインドウガラス

Claims

ヘッドライトに対する点灯制御のモードとして、デイタイムランニングモードにて走行可能状態であるとき、車速が設定車速未満である場合にヘッドライトを消灯し、車速が設定車速以上である場合に前記ヘッドライトをデイタイムランニングモードにて点灯させる点灯制御手段を備えた車両に適用され、
ウインドウガラスに対する水滴の付着状態を検出するレインセンサと、
オートモードの選択時に、前記水滴の付着状態に応じた可変の動作パターンでワイパの動作制御を行うワイパ制御手段と、
予め設定された温度条件に基づいて前記レインセンサのフェール判定を行うフェール判定手段と、を備え、
前記ワイパ制御手段は、前記オートモードの選択時に前記フェール判定手段によってフェールが判定されているとき、車速が設定車速未満である場合に前記ワイパの動作を禁止し、車速が設定車速以上である場合に予め設定された固定の動作パターンで前記ワイパを動作させるものであり、前記オートモードの選択時に前記フェール判定手段によってフェールが判定されているときの前記ワイパ制御に供する前記設定車速を、前記デイタイムランニングモードで走行可能時に前記ヘッドライトの点灯制御に供する前記設定車速と一致させたことを特徴とするワイパ装置。
前記フェール判定部は、前記レインセンサの周囲温度が、当該レインセンサを保護する上で許容される温度の上限値を上回ったとき、或いは、ウインドウガラスに対する水滴の付着状態を前記レインセンサによって適正に検出可能な温度の下限値を下回ったとき、フェールであることを判定することを特徴とする請求項１記載のワイパ装置。