JP5244836B2 - ワイパ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイパ制御装置に関する。

従来、ウィンドシールドに付着した雨滴を検出する雨滴センサの検出結果に基づき、ウィンドシールドを払拭するワイパの駆動を制御するワイパ制御装置が公知である。
ところで、トンネルなどの一時的な降雨遮断環境を通過する場合、運転者の良好な視界を確保するために、トンネル出口において、トンネル進入前と同程度以上の頻度でワイパを駆動することが好ましい。例えば、特許文献１では、トンネルへの進入を検出した場合、同一雨量に対する払拭頻度を高く設定している。また例えば、特許文献２では、トンネルへの進入を検出した場合、雨滴検出感度を高く設定している。これにより、特許文献１および特許文献２では、トンネル出口において、素早く払拭頻度を高めている。

特許第４２５９９１６号公報 特開２００７−１２５９４０号公報

しかしながら、特許文献１、２のように構成した場合、トンネル内において、先行車両の巻き上げ等による降雨ではない被水に対してワイパが過敏に作動する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、降雨遮断環境内にてワイパが過敏に作動することなく、降雨遮断環境からの退出時におけるワイパの駆動を適切に制御するワイパ制御装置を提供することにある。

請求項１に記載のワイパ制御装置は、ワイパと、ワイパ駆動部と、雨滴センサと、制御部と、を備える。ワイパは、ウィンドシールドに付着した雨滴を払拭する。ワイパ駆動部は、ワイパを駆動するものであって、例えばモータ等によって構成される。雨滴センサは、ウィンドシールド上の検出領域に付着した雨滴量に応じた雨滴信号を出力する。制御部は、雨滴センサから出力された雨滴信号に基づいてワイパ駆動部を制御する。

制御部は、進入判断手段と、動作情報記憶手段と、退出判断手段と、復帰手段と、を有する。進入判断手段は、車両の上方及び前方の照度に基づき、車両が降雨遮断環境に進入したか否かを判断する。降雨遮断環境は、例えばトンネルであるが、トンネルに限らず降雨を遮断可能な道路上の構造物が含まれるものとする。動作情報記憶手段は、進入判断手段により降雨遮断環境に進入したと判断された場合、車両が降雨遮断環境に進入したときのワイパの払拭動作に関する進入時払拭動作情報を記憶する。退出判断手段は、車両が降雨遮断環境から退出したか否かを判断する。復帰手段は、退出判断手段により車両が降雨遮断環境から退出したと判断された場合、動作情報記憶手段に記憶された進入時払拭動作情報に基づいてワイパの駆動を制御する。

すなわち、降雨遮断環境から退出した場合、降雨遮断環境に進入する前の進入前払拭動作情報に基づいてワイパを駆動する。これにより、降雨遮断環境から退出したとき、進入前払拭動作情報に基づいてワイパを素早く駆動することができる。また、降雨遮断環境内において雨滴に対する感度を変更する必要がないので、降雨遮断環境内にてワイパが過敏に作動することなく、降雨遮断環境からの退出時におけるワイパの駆動を適切に制御することができる。

ところで、雨量が多い場合、降雨遮断環境からの退出時において、降雨遮断環境に進入する前の払拭動作への素早い復帰が特に要求される。そこで、以下のように構成することができる。
請求項１に記載の発明では、動作情報記憶手段は、車両が降雨遮断環境に進入したときのワイパの払拭動作が高速作動である場合、進入時払拭動作情報を記憶する。高速作動とは、所定の払拭頻度以上で払拭動作がなされている場合であり、例えば、払拭動作が、オフ、間歇、Ｌｏ連続、Ｈｉ連続、といった具合に段階的に規定されている場合、所定の段階以上の払拭動作である場合を「高速作動である」ものとする。ワイパの払拭動作が高速作動である場合の進入時払拭動作情報を記憶することにより、降雨遮断環境から退出したとき、降雨遮断環境への進入前の高速作動である進入時払拭動作情報に基づいてワイパを駆動することにより、ワイパが動作不足となるのを防ぐことができる。

請求項１に記載の発明では、復帰手段は、退出判断手段により車両が降雨遮断環境から退出したと判断されてから所定時間が経過していない場合、動作情報記憶手段に記憶された進入時払拭動作情報に基づいてワイパ駆動部を制御する。ここで、車両が降雨遮断環境から退出してから所定時間が経過した後は、進入時払拭動作情報に基づく制御を行わないようにすれば、降雨遮断環境から退出したときの雨量が降雨遮断環境に進入する前の雨量よりも少なくなっていた場合、ワイパが過剰に作動するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態によるワイパ制御装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるワイパ制御装置の車両搭載状態を概念的に示す模式図である。 本発明の一実施形態によるレインライトセンサを示す断面図である。 本発明の一実施形態によるレインライトセンサの出力特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるワイパ制御処理のメインフローを説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態によるトンネル出口制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態による払拭レベル記憶処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態による払拭レベル復帰処理を説明するフローチャートである。 トンネル通過時におけるワイパ制御処理を説明する説明図であり、（ａ）は本発明の一実施形態によるワイパ制御処理を説明する図であり、（ｂ）は参考例によるワイパ制御処理を説明する図である。

以下、本発明によるワイパ制御装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態によるワイパ制御装置を図１〜図３に示す。ワイパ制御装置は、雨滴センサとしてのレインライトセンサ１、車速検出部２、ワイパスイッチ３、制御部４、ワイパ駆動部としてのワイパモータ６等を備える。
レインライトセンサ１は、車両のフロントウィンドシールド１０に付着した雨滴量を検出するものである。レインライトセンサ１は、例えば図２に示すように、運転者の視界を妨げないように、フロントウィンドシールド１０の上方であって、車室内側に設けられる。

図３に示すように、レインライトセンサ１は、光学式である。レインライトセンサ１は、発光素子１４からの出射光をプリズム１６によってフロントウィンドシールド１０に導くとともに、フロントウィンドシールド１０によって反射された反射光をプリズム１６によって受光素子１５が受光するように構成されている。本実施形態の発光素子１４はＬＥＤであり、受光素子１５はフォトダイオードである。回路基板１３は、発光素子１４、受光素子１５、およびその他の処理回路や出力回路を構成するための電子部品が実装されている。ベース１２およびカバー１１は、上述した回路基板１３やプリズム１６等を保持しつつ収容する。

レインライトセンサ１では、フロントウィンドシールド１０の外側表面に雨滴（図３中において記号「Ｒ」で示す。）が付着していなければ、発光素子１４からの出射光は、フロントウィンドシールド１０により略全反射される。一方、フロントウィンドシールド１０の外側表面に雨滴Ｒが付着していると、図３中に破線で示すように、出射光は、フロントウィンドシールド１０を透過する。

したがって、フロントウィンドシールド１０における出射光の反射領域における雨滴Ｒの付着領域の割合が増加するほど、フロントウィンドシールド１０を透過する出射光が増加する。その結果、レインライトセンサ１は、例えば図４に示すように、雨滴付着割合が大きくなるほど、受光素子の受光量であるセンサ出力が低下する。このようにレインライトセンサ１は、雨滴量に応じて変化するセンサ特性を有している。したがって、レインライトセンサ１から出力される信号（以下、「雨滴信号」という。）に基づいてフロントウィンドシールド１０に付着した雨滴量を検出することができる。
車速検出部２は、車両の速度を検出する速度センサを有し、速度センサの検出信号に基づいて車両の走行速度を算出して出力する。

図２に示すように、ワイパスイッチ３は、制御部４に対して、ワイパ７の動作停止（ＯＦＦ）、オートモード（ＡＵＴＯ）、マニュアルモード（Ｉｎｔ、Ｌｏ、Ｈｉ）の各動作モードを示すモード信号を出力するモードスイッチ３１を有する。また、ワイパスイッチ３は、オートモードが選択されたとき、雨滴量に対するワイパ７の払拭レベルを変更する感度信号を出力する感度ボリュームスイッチ３２を有している。なお、本実施形態における払拭レベルとして、「ＯＦＦ」、「Ｉｎｔ」、「Ｌｏ連続」、「Ｈｉ連続」の４段階の払拭頻度が設定されている。

制御部４は、マイクロコンピュータであり、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）や書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）等のメモリを含む記憶装置、入力回路、出力回路、および電源回路等から構成される。制御部４は、レインライトセンサ１、車速検出部２、ワイパスイッチ３からの信号に基づいてワイパ７の払拭レベルを決定する。また、決定された払拭レベルにてワイパ７を駆動すべく、ワイパモータドライバ５からワイパモータ６へと駆動信号を出力する。これにより、ワイパモータ６が駆動され、ワイパ７による払拭動作が行われる。なお、本実施形態では、制御部４にワイパモータドライバ５が含まれるように構成されているが、制御部４とワイパモータドライバ５とは独立した構成であってもよい。

ここで、ワイパスイッチ３においてオートモードが選択されたときに制御部４において実行されるワイパ制御処理を図５〜図８に基づいて説明する。なお、図５はワイパ制御処理のメインフローであり、図６はトンネル出口処理を説明するサブフローであり、図７は払拭レベル記憶処理を説明するサブフローであり、図８は払拭レベル復帰処理を説明するサブフローである。

図５に示すワイパ制御処理は、運転者によってワイパスイッチ３のモードスイッチ３１においてオートモードが選択されたときに実行される。はじめのステップＳ１００（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す）では、各種フラグのリセット等の初期化処理を行う。
Ｓ２００では、レインライトセンサ１から出力される雨滴信号に基づいて雨滴量を検出する。

Ｓ３００では、Ｓ２００にて検出された雨滴量、車速検出部２により検出された車両の走行速度、および、ワイパスイッチ３の感度ボリュームスイッチ３２から出力される感度信号に基づき、払拭レベルを決定する。
Ｓ４００では、トンネル出口制御処理がおこなわれる。トンネル出口制御処理については後述する。

Ｓ５００では、Ｓ３００または後述するＳ４００にて決定された払拭レベルとなるような駆動信号をワイパモータドライバ５に出力し、ワイパモータ６を駆動することにより、ワイパ７による払拭動作を行う。

ここで、トンネル出口制御処理を図６に基づいて説明する。
Ｓ４１０では、トンネル入口フラグがセットされているか否かを判断する。トンネル入口フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、Ｓ４６０へ移行する。トンネル入口フラグがセットされていない場合（Ｓ４１０：ＮＯ）、Ｓ４２０へ移行する。
Ｓ４２０では、トンネル入口フラグをクリアする。

Ｓ４３０では、車両が降雨遮断環境としてのトンネルに進入したか否かを判断する。本実施形態では、レインライトセンサ１が車両の上方および前方の照度を検出可能に構成されており、レインライトセンサ１によって検出される車両の上方および前方の照度が急激に低下した場合、「車両がトンネルに進入した」と判断する。車両がトンネルに進入していないと判断された場合（Ｓ４３０：ＮＯ）、トンネル出口制御処理におけるＳ４４０以降の処理を行わずにトンネル出口制御処理を終了し、図５中のＳ５００へ移行する。車両がトンネルに進入したと判断された場合（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、Ｓ４４０へ移行する。
Ｓ４４０では、払拭レベル記憶処理を行う。

払拭レベル記憶処理を説明するフローチャートを図７に示す。
Ｓ４４１では、Ｓ４３０にて車両がトンネルに進入したと判断されたときの払拭レベルが高速作動であるか否かを判断する。本実施形態における払拭レベルは、上述の通り「ＯＦＦ」、「Ｉｎｔ」、「Ｌｏ連続」、「Ｈｉ連続」の４段階に設定されており、ここでは払拭レベルが「Ｌｏ連続」または「Ｈｉ連続」の連続動作である場合を「高速作動」であるものとする。払拭レベルが高速作動ではない場合（Ｓ４４１：ＮＯ）、すなわち払拭レベルが「ＯＦＦ」または「Ｉｎｔ」である場合、Ｓ４４２の処理を行わず、払拭レベル記憶処理を終了し、図６中のＳ４５０へ移行する。払拭レベルが高速作動である場合（Ｓ４４１：ＹＥＳ）、すなわち払拭レベルが「Ｌｏ連続」または「Ｈｉ連続」である場合、Ｓ４４２へ移行する。

Ｓ４４２では、車両がトンネルに進入したと判断されたときの払拭レベルを記憶するとともに、記憶フラグをセットする。そして、払拭レベル記憶処理を終了し、図６中のＳ４５０へ移行する。なお、Ｓ４４２で記憶される払拭レベルが「進入時払拭動作情報」に対応している。

図６に戻り、払拭レベル記憶処理（Ｓ４４０）に続くＳ４５０では、トンネル入口フラグをセットしてトンネル出口制御処理を終了し、図５中のＳ５００へ移行する。
トンネル入口フラグがセットされていると判断された場合（Ｓ４１０：ＹＥＳ）に移行するＳ４６０では、車両がトンネルから退出したか否かを判断する。本実施形態では、レインライトセンサ１によって検出される車両の上方および前方の照度が急激に上昇した場合、「車両がトンネルから退出した」と判断する。車両がトンネルから退出していないと判断された場合（Ｓ４６０：ＮＯ）、Ｓ４８０へ移行する。車両がトンネルから退出したと判断された場合（Ｓ４６０：ＹＥＳ）、計時を開始し、Ｓ４７０へ移行する。

Ｓ４７０では、トンネル出口フラグをセットする。
車両がトンネルから退出していないと判断された場合（Ｓ４６０：ＮＯ）、および、車両がトンネルから退出したと判断され（Ｓ４６０：ＹＥＳ）トンネル出口フラグがセットされた（Ｓ４７０）場合に移行するＳ４８０では、払拭レベル復帰処理を行う。

払拭レベル復帰処理を説明するフローチャートを図８に示す。
Ｓ４８１では、トンネル出口フラグがセットされているか否かを判断する。トンネル出口フラグがセットされていないと判断された場合（Ｓ４８１：ＮＯ）、すなわち車両がトンネル内にいる場合、払拭レベル復帰処理を終了し、図５中のＳ５００へ移行する。

Ｓ４８２では、車両がトンネルを退出してから所定時間が経過したかを判断する。車両がトンネルを退出してから所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ４８２：ＹＥＳ）、Ｓ４８７へ移行する。車両がトンネルを退出してから所定時間が経過していないと判断された場合（Ｓ４８２：ＮＯ）、Ｓ４８３へ移行する。

Ｓ４８３では、雨が降っていて、かつ、図７中のＳ４４２においてセットされた記憶フラグがセットされているか否かを判断する。雨が降っているか否かの判断は、レインライトセンサ１の雨滴信号に基づいて判断する。雨が降っていない、または、記憶フラグがセットされていない場合（Ｓ４８３：ＮＯ）、払拭レベル復帰処理を終了し、図５中のＳ５００へ移行する。雨が降っていて、かつ、記憶フラグがセットされている場合（Ｓ４８３：ＹＥＳ）、Ｓ４８４へ移行する。

Ｓ４８４では、図５中のＳ３００にて雨滴量、車速、感度信号に基づいて決定された払拭レベルに替えて、図７中のＳ４４２において記憶した車両がトンネルに進入したときの払拭レベルに復帰するとともに、記憶フラグをクリアする。
Ｓ４８５では、図６中のＳ４５０でセットされたトンネル入口フラグをクリアする。
Ｓ４８６では、図６中のＳ４７０でセットされたトンネル出口フラグをクリアし、払拭レベル復帰処理を終了する。

車両がトンネルを退出してから所定時間が経過したと判断された場合（Ｓ４８２：ＹＥＳ）に移行するＳ４８７では、図６中のＳ４５０でセットされたトンネル入口フラグをクリアする。
Ｓ４８８では、図６中のＳ４７０でセットされたトンネル出口フラグをクリアし、払拭レベル復帰処理を終了する。

Ｓ４８４の後に移行したＳ５００では、車両がトンネルに進入したときの払拭レベルにとなるような駆動信号をワイパモータドライバ５に出力する。これにより、ワイパ７は、車両がトンネルに進入したときの払拭レベルでの払拭動作を行う。

ここで、本実施形態による払拭レベル復帰処理による作用を図９に基づいて説明する。図９（ａ）は本実施形態による払拭レベル復帰処理を行った場合を説明する図であり、図９（ｂ）は参考例であって、トンネル出口での応答性を高めるためにトンネル内において雨滴検出感度を高くに設定した場合を説明する図である。

図９（ｂ）に示すように、車両がトンネルに進入したと判断された場合、トンネル内における雨滴検出感度を高く設定している。これにより、車両がトンネルから退出するとワイパの払拭レベルが比較的速やかに上がるものの、払拭レベルは段階的にしか上がらない。また、トンネル内において雨滴検出感度を高く設定しているので、記号Ｅで示す期間において、先行車両の巻き上げ水、ルーフからの垂れ水等の降雨ではない被水に対してワイパが過敏に作動してしまう虞がある。

一方、図９（ａ）に示すように、本実施形態では、車両がトンネルに進入したときの払拭レベルが高速作動である場合（Ｓ４４１：ＹＥＳ）、払拭レベルを記憶する（Ｓ４４２）。そして、車両がトンネルを退出してから所定時間が経過しておらず（Ｓ４８２：ＮＯ）、レインライトセンサ１により雨滴が検出され、かつ、払拭レベルが記憶されている場合（Ｓ４８３：ＹＥＳ）、トンネル進入時の払拭レベルに復帰する（Ｓ４８４）。トンネルを退出してから所定時間の間に、レインライトセンサ１により雨滴が検出されたということは、雨量が比較的多いと推定される。このような場合、トンネル進入時と同等の高速作動、すなわち「Ｌｏ連続」または「Ｈｉ連続」、に速やかに復帰させることができる。また、トンネル内における雨滴検出感度の切り替えが不要であるため、雨滴以外の被水に対するワイパ７の過敏な作動を抑制することができる。

以上詳述したように、本実施形態では、車両がトンネルに進入したと判断された場合（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、トンネル進入時のワイパ７の払拭レベルを記憶する（Ｓ４４２）。車両がトンネルから退出したと判断された場合（Ｓ４６０：ＹＥＳ）、トンネル進入時の払拭レベルに基づいてワイパ７を駆動する（Ｓ４８４、Ｓ５００）。これにより、車両がトンネルを退出したとき、トンネル進入前の払拭レベルに基づいて素早くワイパ７を駆動することができる。また、トンネル内において雨滴に対する感度を変更する必要がないので、トンネル内にてワイパ７が過敏に作動することなく、トンネル退出時におけるワイパ７の駆動を適切に制御することができる。

また、車両がトンネルに進入したときのワイパの払拭動作が高速作動である場合（Ｓ４４１：ＹＥＳ）、払拭レベルを記憶する（Ｓ４４２）。これにより、トンネルから退出したとき、記憶されたトンネル進入時の高速作動に復帰することにより、ワイパ７が動作不足となることを抑制することができる。

さらに、車両がトンネルから退出してから所定時間が経過していない場合（Ｓ４８２：ＮＯ）、車両がトンネルに進入したときの払拭レベルにてワイパを駆動する。また、車両がトンネルを退出してから所定時間が経過した場合（Ｓ４８２：ＹＥＳ）、車両がトンネルに進入したときの払拭レベルに基づく制御を行わないよう構成している。これにより、トンネルから退出したときの雨量が、トンネル進入前の雨量よりも少なくなっていた場合、ワイパ７が過剰に作動するのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、制御部４が「進入判断手段」、「動作情報記憶手段」、「退出判断手段」、および、「復帰手段」を構成する。また、図６中のＳ４３０が「進入判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４４０が「動作情報記憶手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４６０が「退出判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ４８０が「復帰手段」の機能としての処理に相当する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、レインライトセンサによって検出される前方および上方の照度に基づいてトンネルへの進入およびトンネルからの退出を判断した。他の実施形態では、周知のトンネル検出方法によりトンネルからの退出を判断することができる。例えば、ＧＰＳやジャイロスコープ等によって検出される車両の現在位置情報と、ナビゲーション装置等に予め記憶されたトンネル情報と、に基づいてトンネルからの退出を判断してもよい。また、車載カメラにより撮像された車外の画像情報に対して画像処理を行うことにより、トンネルからの退出の判断、また、雨滴量の検出を行ってもよい。

また、上記実施形態では、トンネル退出から所定時間が経過しておらず、雨が降っており、記憶フラグがオンされていた場合、トンネル進入時の払拭レベルに復帰したが、他の情報を加味して復帰する払拭レベルを決定するように構成してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１：レインライトセンサ（雨滴センサ）、２：車速検出部、３：ワイパスイッチ、４：制御部（進入判断手段、動作情報記憶手段、退出判断手段、復帰手段）、５：ワイパモータドライバ、６：ワイパモータ（ワイパ駆動部）、７：ワイパ、１０：フロントウィンドシールド、１１：カバー、１２：ケース、１３、回路基板、１４：発光素子、１５：受光素子、１６：プリズム、３１：モードスイッチ、３２：感度ボリュームスイッチ

Claims (1)

1. ウィンドシールドに付着した雨滴を払拭するワイパと、
   前記ワイパを駆動するワイパ駆動部と、
   前記ウィンドシールド上の検出領域に付着した雨滴量に応じた雨滴信号を出力する雨滴センサと、
   前記雨滴センサから出力された前記雨滴信号に基づいて前記ワイパ駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   車両の上方及び前方の照度に基づき、前記車両が降雨遮断環境に進入したか否かを判断する進入判断手段と、
   前記進入判断手段により前記降雨遮断環境に進入したと判断された場合、前記車両が前記降雨遮断環境に進入したときの前記ワイパの払拭動作に関する進入時払拭動作情報を記憶する動作情報記憶手段と、
   前記車両が前記降雨遮断環境から退出したか否かを判断する退出判断手段と、
   前記退出判断手段により前記車両が前記降雨遮断環境から退出したと判断された場合、前記動作情報記憶手段に記憶された前記進入時払拭動作情報に基づいて前記ワイパ駆動部を制御する復帰手段と、
   を有し、
   前記動作情報記憶手段は、前記車両が前記降雨遮断環境に進入したときの前記ワイパの払拭動作が高速作動である場合、前記進入時払拭動作情報を記憶し、
   前記復帰手段は、前記退出判断手段により前記車両が前記降雨遮断環境から退出したと判断されてから所定時間が経過していない場合、前記動作情報記憶手段に記憶された前記進入時払拭動作情報に基づいて前記ワイパ駆動部を制御することを特徴とするワイパ制御装置。

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