JP6086088B2 - Wiper control device - Google Patents
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Description
本発明は、ワイパー制御装置に係わり、特に、ワイパーを自動的に制御するワイパー制御装置に関する。 The present invention relates to a wiper control device, and more particularly to a wiper control device that automatically controls a wiper.
従来から、フロントガラス外面に付着した雨滴量などを検出して、ワイパーの作動タイミングや払拭速度などを自動的に制御する技術が知られている。例えば、特許文献1には、ワイパーを自動的に制御する技術に関して、自車両が障害物と衝突する可能性がある場合に、障害物が存在する方向にワイパーを自動的に作動させて、ドライバに警報することが開示されている。その他にも、本発明に関連する技術が特許文献2に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for automatically controlling the operation timing of a wiper, the wiping speed, and the like by detecting the amount of raindrops attached to the outer surface of a windshield is known. For example,
ところで、雨天時において前方に障害物が存在する場合には、フロントガラスに付着した雨滴により前方障害物の視認性が悪化することを抑制するために、ワイパーを速やかに自動的に作動させて、雨滴を早期に払拭することが望ましいと考えられる。これに対して、前方に障害物が存在しない場合には、そのようにワイパーを速やかに作動させなくてもよいと考えられる。ドライバによっては、ワイパーを自動的に作動させると煩わしさを感じる場合があることから、雨天時にワイパーを速やかに作動させることが最良であるとは限らないのである。なお、特許文献1及び2のいずれにも、前方障害物の有無に応じてワイパーの作動タイミングを制御することについては何ら開示されていない。
By the way, when there is an obstacle ahead in rainy weather, in order to suppress the deterioration of the visibility of the front obstacle due to raindrops attached to the windshield, It is considered desirable to wipe off raindrops early. On the other hand, when there is no obstacle ahead, it is considered that the wiper does not have to be operated quickly. Depending on the driver, it may be annoying to automatically operate the wiper, so it is not always best to operate the wiper quickly in the rain. Note that neither
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、前方障害物の有無に応じてワイパーを適切なタイミングで作動させることが可能なワイパー制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a wiper control device capable of operating a wiper at an appropriate timing according to the presence or absence of a front obstacle. Objective.
上記の目的を達成するために、本発明は、車両のワイパーを自動的に制御するワイパー制御装置であって、フロントガラス外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出する雨滴検出手段と、自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、雨滴検出手段によって検出された雨滴状態を示すパラメータの値がワイパー作動判定値を超えた場合に、ワイパーを自動的に作動させるワイパー制御手段と、を有し、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくする、ことを特徴とする。
このように構成された本発明においては、ワイパー制御手段が、ワイパーを作動させるか否かを判定するために雨滴状態を示すパラメータに対して用いるワイパー作動判定値を、前方障害物が存在する場合に前方障害物が存在しない場合よりも小さくするので、雨天時に前方障害物が存在する場合に、ワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭して、フロントガラスに付着した雨滴による前方障害物の視認性の悪化を適切に抑制することができる。つまり、前方障害物の視認性を早期に確保することができる。
また、本発明においては、前方障害物が存在する場合にのみ、ワイパーの作動タイミングを早めるようにワイパー作動判定値を小さくするので、つまりワイパーの作動タイミングを無駄に早めるようなことはしないので、ワイパーを自動的に作動させた場合にドライバに与える煩わしさを適切に抑制することができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a wiper control device for automatically controlling a wiper of a vehicle, comprising a raindrop detection means for detecting a raindrop state of raindrops attached to an outer surface of a windshield, and a front side of the host vehicle. Obstacle detection means for detecting the obstacle of the vehicle, and wiper control means for automatically operating the wiper when the value of the parameter indicating the raindrop state detected by the raindrop detection means exceeds the wiper operation determination value. The wiper control means has a smaller wiper operation determination value when an obstacle is detected by the obstacle detection means than when no obstacle is detected by the obstacle detection means. And
In the present invention configured as described above, the wiper control means uses the wiper operation determination value used for the parameter indicating the raindrop state in order to determine whether or not to operate the wiper when the front obstacle exists. When there is a front obstacle in the rain, the wiper is quickly activated to wipe out the raindrop and the front obstacle is visually recognized by the raindrop attached to the windshield. Sexual deterioration can be appropriately suppressed. That is, the visibility of the front obstacle can be secured early.
Further, in the present invention, only when there is a forward obstacle, the wiper operation determination value is reduced so as to advance the operation timing of the wiper, that is, the operation timing of the wiper is not wasted earlier. The troublesomeness given to the driver when the wiper is automatically operated can be appropriately suppressed.
本発明において、好ましくは、更に、雨滴検出手段によって検出された雨滴状態に基づいて、フロントガラスを通したドライバの有効視野を推定する有効視野推定手段を有し、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって検出された障害物が有効視野外に位置する場合には、障害物検出手段によって検出された障害物が有効視野内に位置する場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくする。
このように構成された本発明においては、前方障害物が有効視野外に位置する場合に、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりもワイパー作動判定値を小さくするので、雨天時に前方障害物が有効視野外に位置する場合に、ワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭して、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保することができる。
In the present invention, preferably, it further has an effective visual field estimating means for estimating an effective visual field of the driver through the windshield based on the raindrop state detected by the raindrop detecting means, and the wiper control means is configured to detect an obstacle. When the obstacle detected by the means is located outside the effective visual field, the wiper operation determination value is made smaller than when the obstacle detected by the obstacle detection means is located within the effective visual field.
In the present invention configured as described above, when the front obstacle is located outside the effective visual field, the wiper operation determination value is made smaller than when the front obstacle is located within the effective visual field. When an object is located outside the effective field of view, the wiper can be actuated quickly to remove raindrops, thereby ensuring early visibility of the front obstacle located outside the effective field of view.
本発明において、好ましくは、ワイパー制御手段は、障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすると共に、ワイパーを作動させたときの払拭速度を速くする制御及び/又は間欠時間を短くする制御を行う。
このように構成された本発明においては、前方障害物が検出されて、ワイパー作動判定値を小さくする場合に、ワイパーを作動させたときの払拭速度を速くする制御及び/又は間欠時間を短くする制御を行うので、フロントガラスに付着した雨滴を効果的に払拭して、前方障害物の視認性を確実に確保することができる。
In the present invention, the wiper control means preferably makes the wiper operation determination value smaller when the obstacle detection means detects the obstacle than when the obstacle detection means detects no obstacle. At the same time, control for increasing the wiping speed when the wiper is operated and / or control for shortening the intermittent time are performed.
In the present invention configured as described above, when a forward obstacle is detected and the wiper operation determination value is decreased, the control for increasing the wiping speed when the wiper is operated and / or the intermittent time is shortened. Since the control is performed, raindrops attached to the windshield can be effectively wiped off, and the visibility of the front obstacle can be reliably ensured.
本発明において、好ましくは、障害物検出手段によって障害物が検出された場合に、フロントガラス上で、且つワイパーの作動範囲に、この障害物に関する警報をヘッドアップディスプレイによって表示させる。
このように構成された本発明においては、ヘッドアップディスプレイは、前方障害物が存在する場合に、フロントガラス上で、且つワイパーの作動範囲に、その前方障害物に関する警報を表示させるが、この場合に、ワイパー制御手段がワイパーを速やかに作動させて雨滴を払拭するので、フロントガラスに付着した雨滴に起因する警報表示の視認性の悪化を適切に抑制することができる。したがって、本発明においては、ワイパーの作動によって、フロントガラスを通した前方視界を確保しつつ、ヘッドアップディスプレイによる警報表示の視認性を確保することができるので、前方障害物の存在をドライバに適切に気付かせることができる。
In the present invention, preferably, when an obstacle is detected by the obstacle detection means, an alarm relating to the obstacle is displayed on the windshield and in the operating range of the wiper by the head-up display.
In the present invention configured as described above, the head-up display displays an alarm regarding the front obstacle on the windshield and in the operating range of the wiper when the front obstacle exists. Moreover, since the wiper control means quickly operates the wiper to wipe away raindrops, it is possible to appropriately suppress the deterioration of the visibility of the alarm display due to the raindrops adhering to the windshield. Therefore, in the present invention, it is possible to ensure the visibility of the alarm display by the head-up display while ensuring the forward view through the windshield by the operation of the wiper, so that the presence of the front obstacle is appropriate for the driver. Can be noticed.
本発明のワイパー制御装置によれば、前方障害物の有無に応じてワイパーを適切なタイミングで作動させることができる。 According to the wiper control device of the present invention, the wiper can be operated at an appropriate timing according to the presence or absence of a front obstacle.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるワイパー制御装置を説明する。 Hereinafter, a wiper control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1〜図3を参照して、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による車両の斜視図であり、図2は、本発明の実施形態による車両の通信系統のブロック図であり、図3は、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の全体構成を示すブロック図である。
また、図1〜図3を用いた説明に際して、それに付随する図4〜図6も参照する。図4は、ヘッドアップディスプレイによる表示を示す説明図であり、図5は、フロントガラスの雨滴検出原理を示す説明図であり、図6は、雨滴付着率と雨滴検出手段の出力との相関関係を示すグラフである。
First, the configuration of a wiper control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a vehicle communication system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a wiper control device according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the whole structure.
In the description using FIGS. 1 to 3, the accompanying FIGS. 4 to 6 are also referred to. FIG. 4 is an explanatory view showing the display by the head-up display, FIG. 5 is an explanatory view showing the principle of detecting raindrops on the windshield, and FIG. 6 is a correlation between the raindrop adhesion rate and the output of the raindrop detecting means. It is a graph which shows.
図1、図2に示すように、自車両Vは、フロントガラス1の外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出可能な雨滴検出手段、及びワイパー11を自動的に作動させるワイパー制御手段としてのレインセンサ2や、自車両V周囲の障害物を検出可能な障害物検出手段としてのミリ波レーダ13などを有しており、本発明の実施形態によるワイパー制御装置3は、そのようなレインセンサ2及びミリ波レーダ13などによって構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the host vehicle V is a raindrop detection unit that can detect the raindrop state of raindrops attached to the outer surface of the
まず、自車両Vの基本的な通信系統について説明する。
図2に示すように、自動車Vは、ボディコントロールモジュール(Body Control Module:以下「BCM」と呼ぶ。)4と、エンジンコントロールモジュール(Engine Control Module:以下「ECM」と呼ぶ。)5と、ヘッドアップディスプレイ(Head-Up Display:以下「HUD」と呼ぶ。)8とを備え、これら各制御機構4、5、8はCAN(Controller Area Network)10によって相互に送受信可能に接続されている。
First, a basic communication system of the host vehicle V will be described.
As shown in FIG. 2, the automobile V includes a body control module (hereinafter referred to as “BCM”) 4, an engine control module (hereinafter referred to as “ECM”) 5, and a head. An up display (Head-Up Display: hereinafter referred to as “HUD”) 8 is provided, and these
図2、図3に示すように、BCM4は、ワイパー11やレインセンサ2などの複数の装置を総合制御可能に構成され、マイクロコンピュータ(以下「マイコン」と呼ぶ。)12などを備えている。ワイパー11は、ドライバがワイパースイッチ(図示せず)を手動操作することによってオートモード制御などの各モード制御を実行可能に構成されている。
マイコン12は、制御処理や演算処理を行うCPUと、各種プログラムや制御係数などの各種データを保存するための読み取り専用メモリ(ROM)と、ECM5や複数のセンサなどから出力された各種データを書き込み可能なメモリ(RAM)と、電源回路などを含んで構成され(何れも図示せず)、後述するマイコン30から出力された制御信号を変換し、ワイパー11へ送信する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the BCM 4 is configured to be capable of comprehensive control of a plurality of devices such as the
The
ECM5は、複数のセンサ出力に基づいて、エンジンの点火機構、燃料噴射装置、吸排気系統、動弁機構、始動制御などを制御可能に構成されている(何れも図示せず)。このECM5は、ECU(Electronic Control Unit)40を備え、ミリ波(例えば、76GHz)を進行方向前方に照射して反射電波を受信可能なミリ波レーダ13、及び、ドライバに対して運転を支援するための情報をフロントガラス1に表示させるHUD8などに電気的に接続されている。
The
図1に示すように、ミリ波レーダ13は、自車両Vの前方の障害物(例えば他車両や歩行者など)を検出可能なレーダ手段であり、例えば、自車両Vのフロントバンパーのエンブレムなどの後側において前方へ向けて取り付けられる。このミリ波レーダ13は、障害物からの反射光を受光可能な受光器(図示せず)を備え、水平方向へ所定角度(例えば、0.1°)毎にスキャン可能に構成されている。なお、ミリ波レーダ13の代わりに、上述した機能を有する種々のレーダを採用可能である。
As shown in FIG. 1, the
図4に示すように、HUD8は、ミリ波レーダ13によって前方障害物が検出された場合に、その前方障害物に関する警報(符号61参照)をフロントガラス1に表示させる。図4では、HUD8によって「歩行者注意」という警報が表示された場合を例示している。また、HUD8は、フロントガラス1上でのワイパー11の作動範囲62(つまりワイパー11によりフロントガラス1に付着した雨滴を払拭可能な範囲)に、このような警報を表示させる。
As shown in FIG. 4, when a front obstacle is detected by the
図2に示すように、CAN10は、CANバス10aによって各制御機構4、5、8を多重通信可能に接続し、フレーム(図示せず)単位でデータを送信するマルチマスター方式によってバスアクセス制御している。各フレームには、フレーム毎にアービトレーションIDと自車両Vの型式に対応した車両IDが予め設定されており、アービトレーションIDが小さい程、フレームをCANバス10aに流すための優先順位が高くされている。
各制御機構4、5、8や各種センサから出力された通信信号は、フレームのデータフィールドに格納されてCANバス10aを介して夫々の送信先へ送信される。
As shown in FIG. 2, the
Communication signals output from the
次に、レインセンサ2について説明する。
図1〜図3に示すように、レインセンサ2は、ルームミラーの前方且つフロントガラス1の外面上端部分に設定された雨滴検出領域に対向した位置に着脱可能に装備されている。このレインセンサ2は、複数組(例えば、4組)の雨滴検出部20と、マイクロコンピュータ(以下「マイコン」と呼ぶ。)30などを備えている。
Next, the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図3、図5に示すように、雨滴検出部20は、投光部22と、この投光部22を制御する投光部制御部23と、平行光レンズ24と、集光レンズ25と、受光部26と、この受光部26を制御する受光部制御部27などを備えている。なお、4組の雨滴検出部20は同じ構成であるため、1組の雨滴検出部20について主に説明する。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
投光部22は、発光素子(例えば、LED)によって形成され、赤外線αをフロントガラス1内面の雨滴検出領域に対応した部分へ照射可能に構成されている。
投光部制御部23は、マイコン30からの制御信号に基づいて投光部22の作動タイミングや赤外線αの照射量(強度)などを制御可能に構成されている。
図5に示すように、平行光レンズ24は、投光部22側の面が凸状且つフロントガラス1側の面が平面状に形成され、投光部22から照射された赤外線αの進行方向を拡散方向から平行方向に変更している。この平行光レンズ24は、フロントガラス1外面に雨滴Wが付着していないとき、赤外線αがフロントガラス1の外側境界面から全反射されるように傾斜角度などが設定されている。
The
The light projecting
As shown in FIG. 5, the parallel
集光レンズ25は、フロントガラス1側の面が凸状且つ受光部26側の面が平面状に形成されている。フロントガラス1の外側境界面から反射した赤外線α又は雨滴Wの外側境界面から反射した赤外線α2は、何れも平行状に進行するため、集光レンズ25は、これら平行状の赤外線α又はα2が受光部26に集中するように赤外線α又はα2の進行方向を平行方向から集束方向に変更している。受光部26は、受光素子(例えば、フォトダイオード)によって構成され、フロントガラス1の外側境界面と雨滴Wの外側境界面から反射された赤外線αとα2を検出可能に構成されている。受光部制御部27は、マイコン30からの制御信号に基づいて受光部26の受光感度や焦点などを制御可能に構成され、受光部26で検出された赤外線α又はα2の検出信号をマイコン30へ出力している。
The condensing
ここで、雨滴検出部20の雨滴検出原理について簡単に説明する。
図5に示すように、フロントガラス1の親水特性と重力との影響によって雨滴Wは扁平状に形成されている。
平行光レンズ24は、投光部22から照射された赤外線αがフロントガラス1と外部空間との平面状外側境界面から全反射するように傾斜角度などが設定されているため、フロントガラス1の外側面に雨滴Wが付着していない部分では、投光部22から照射された赤外線αはフロントガラス1を透過することなくフロントガラス1の外側境界面から全反射される。また、雨滴Wが滴下してフロントガラス1の外側面に扁平状の雨滴Wが付着している部分では、投光部22から照射された赤外線αのうち、一部の赤外線α1がフロントガラス1と雨滴Wを透過するため、残りの赤外線α2(α−α1)が雨滴Wと外部空間との外側境界面から反射される。これにより、雨滴検出部20は、フロントガラス1又は雨滴Wの外側面からの反射光である赤外線α又はα2の反射光量を検出する。
Here, the raindrop detection principle of the
As shown in FIG. 5, the raindrop W is formed in a flat shape due to the influence of the hydrophilic characteristics of the
The parallel
次に、マイコン30について説明する。
マイコン30は、雨滴検出部20で検出された赤外線α又はα2の反射光量に基づいてフロントガラス1の外側面に付着した雨滴量を検出している。
図3に示すように、マイコン30は、雨滴検出処理部31と、雨滴状態検出部32と、オートワイパー判断部33と、有効視野推定部34と、ワイパー制御部35とを備えた制御基板によって構成されている。
Next, the
The
As shown in FIG. 3, the
雨滴検出処理部31では、4組の受光部26で受光した夫々の反射光の出力について平均出力を演算し、この平均出力を負に変換した値であって最小値を零に調整した値を出力xとして設定している。
図6に示すように、フロントガラス1への雨滴Wの付着率は出力xとほぼ比例関係が成立しているため、この相関関係に基づいて、雨滴状態検出部32では、雨滴検出処理部31で設定された出力xを付着率X(%)に変換している。
ここで、出力xから変換された雨滴検出部20の付着率Xは、フロントガラス1における雨滴検出領域に付着した雨滴Wが存在しないとき、付着率0%に設定され、フロントガラス1における雨滴検出領域の全体に雨滴Wが付着したとき、付着率100%になるように設定される。なお、図6において、所定雨滴付着率(例えば、1.0%)以下では、雨滴検出部20の検出精度の関係上、出力xが出力されない。
In the raindrop
As shown in FIG. 6, since the adhesion rate of the raindrops W to the
Here, the adhesion rate X of the
雨滴状態検出部32では、雨滴検出部20の4組の受光部26で受光した夫々の反射光の平均出力の減少傾向(減少幅)に基づいてフロントガラス1に付着した雨滴量と、所定時間(例えば、0.1〜1sec)における付着率Xの変化量dXとを夫々演算している。この雨滴検出部20の出力値に基づいて測定された雨滴量がレインセンサ2が検出した雨滴量に相当し、付着率Xを時間微分した変化量dXが雨滴の付着速度に相当する。
In the raindrop state detection unit 32, the amount of raindrops adhering to the
オートワイパー判断部33は、ユーザーがワイパースイッチを操作してオートモード制御が選択されたか否かを判定する。
The auto
有効視野推定部34は、例えば雨滴状態検出部32によって検出された雨滴付着速度dXに基づいて、フロントガラス1を通したドライバの有効視野を推定する。この有効視野については、詳細は後述する。
The effective visual
ワイパー制御部35は、ドライバが選択したモード制御に応じてワイパー11を制御する基本機能と、オートモード制御が選択されている場合において、雨滴状態検出部32が検出した雨滴状態に基づいてワイパー11を自動的に制御する自動制御機能とを備えている。例えば、ワイパー制御部35は、オートモード制御選択時に、雨滴状態検出部32によって検出された雨滴状態を示すパラメータの1つである付着率Xが、所定の判定値(ワイパー作動判定値)を超えた場合に、ワイパー11を自動的に作動させる、つまりワイパー11の動作を開始させる。また、ワイパー制御部35は、オートモード制御選択時に、雨滴状態検出部32によって検出された雨滴状態に基づいて、ワイパー11の払拭速度及び/又は間欠時間を変化させる制御を行う。なお、本実施形態において、ワイパー制御部35が行う制御内容については、詳細は後述する。
The
次に、図7〜図9を参照して、上述した有効視野について具体的に説明する。 Next, the above-described effective visual field will be specifically described with reference to FIGS.
図7は、雨滴状態による反応時間を検証する実験の説明図である。図7に示すように、ディスプレイ50上に車両の進行方向に相当する被験者の注視点51(例えば、数字)を表示し、前方障害物に相当する目標刺激52(例えば、数字)を非定期的に表示し、雨滴に相当する円状の妨害刺激53を所定の条件で表示する。被験者は、注視点51を注視し、目標刺激52を認識した時点で、押しボタン54を押し、目標刺激52の表示から押しボタン54が操作されるまでの反応時間を計測した。この検証実験では、中心視野と周辺視野において雨滴が反応時間に与える影響を検証するために、目標刺激52をディスプレイ50上の種々の位置に表示させると共に、妨害刺激53の表示速度(0、6.7、20.0)を変化させている。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an experiment for verifying the reaction time depending on the raindrop state. As shown in FIG. 7, the subject's gaze point 51 (for example, a number) corresponding to the traveling direction of the vehicle is displayed on the
図8は、妨害刺激53の表示速度ごとの、目標刺激52の表示位置と反応時間との関係を示すグラフである。具体的には、図8は、妨害刺激53の表示速度(0、6.7、20.0)ごとに、目標刺激52の表示位置に相当する水平角度[deg]に対する、目標刺激52の反応時間[sec]を示している。この図の横軸では、中央に中心視野を示し、その両側に左側及び右側の周辺視野を示している。図8に示すように、中心視野では、妨害刺激53の表示速度による反応時間の差は見られないが、周辺視野では、妨害刺激53の表示速度が速くなると、反応時間が長くなることがわかる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the display position of the
このような結果より、雨天時には、フロントガラス1を通したドライバの周辺視野での視認時間が中央視野と比べて長くなることが判明した。これは、人間の視野内に周囲の刺激と異なる特徴を持つ刺激が存在する場合、その刺激が目立ち(ポップアウトする)、人間の注意が引き付けられることにより、そのような刺激がない場合と同等の視認時間が確保される視野の範囲が狭まったからである。つまり、雨天時には、フロントガラス1に付着した雨滴にドライバの注意が引き付けられることにより、フロントガラス1に雨滴が付着していない場合と同等の視認時間が確保される視野の範囲が縮小したのである。
ここで、例えば、視野内の対象物に対する視認時間が所定時間以下となる視野の範囲が、有効視野として定義される。この所定時間には、例えば、中心視野での視認時間よりもある程度長い時間が用いられる。そのように有効視野を定義すると、雨天時には、雨天時でない場合(つまりフロントガラス1に雨滴が付着していない場合)に比して、有効視野が縮小することとなる。
From these results, it was found that in rainy weather, the visual recognition time in the peripheral visual field of the driver through the
Here, for example, the range of the visual field in which the visual recognition time for the object in the visual field is a predetermined time or less is defined as the effective visual field. For this predetermined time, for example, a time longer than the visual recognition time in the central visual field is used. If the effective visual field is defined in this way, the effective visual field is reduced when it is raining, compared to when it is not raining (that is, when raindrops are not attached to the windshield 1).
上述したレインセンサ2のマイコン30内の有効視野推定部34は、フロントガラス1外面に付着した雨滴の雨滴状態に基づいて、このような有効視野を推定する。具体的には、有効視野推定部34は、図9に示すようなマップを参照して、有効視野のサイズを取得する。図9に示すマップは、雨滴付着速度dXに対して有効視野サイズ[mm]が対応付けらており、上述した検証実験などに基づいて事前に作成される。このマップによれば、雨滴付着速度dXが大きくなるほど、小さな有効視野サイズが決定される。有効視野推定部34は、このようなマップを参照して、雨滴状態検出部32によって検出された雨滴付着速度dXに対応する有効視野サイズを取得する。
The effective visual
次に、本実施形態において、レインセンサ2のマイコン30内のワイパー制御部35が行う、ワイパー11を自動的に作動させる制御の概要について説明する。
本実施形態では、ワイパー制御部35は、雨滴状態に基づいてワイパー11を自動的に作動させるか否かを判定するためのワイパー作動判定値(例えば付着率Xに対して適用する判定値)を、前方障害物の有無に応じて変化させる。具体的には、ワイパー制御部35は、前方障害物が存在する場合には、前方障害物が存在しない場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすることで、ワイパー11の作動タイミングを早めるようにする。こうするのは、雨天時において前方に障害物が存在する場合には、フロントガラス1に付着した雨滴により前方障害物の視認性が悪化することを抑制するために、ワイパー11を速やかに作動させて雨滴を払拭することにより、フロントガラス1を通した前方視界を早期に確保することが望ましいからである。
Next, in this embodiment, an outline of control that automatically operates the
In the present embodiment, the
更に、本実施形態では、ワイパー制御部35は、上述した有効視野にも応じて、ワイパー作動判定値を変化させる。具体的には、ワイパー制御部35は、前方障害物が有効視野外に位置する場合には、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりも、ワイパー作動判定値を小さくすることで、ワイパー11の作動タイミングを早めるようにする。こうするのは、前方障害物が有効視野外に位置する場合には、前方障害物に対するドライバの視認が遅れるため、ワイパー11を速やかに作動させて雨滴を払拭することにより、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保すべきだからである。
Further, in the present embodiment, the
以上のように、本実施形態では、ワイパー制御部35は、前方障害物の有無に応じてワイパー作動判定値を変化させると共に、前方障害物が存在する場合に、その前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させる。つまり、ワイパー制御部35は、(1)前方障害物が存在し、且つ前方障害物が有効視野外に位置する場合と、(2)前方障害物が存在し、且つ前方障害物が有効視野内に位置する場合と、(3)前方障害物が存在しない場合とで、異なるワイパー作動判定値を用いる。以下では、(1)の場合に用いるワイパー作動判定値を「第1ワイパー作動判定値」と呼び、(2)の場合に用いるワイパー作動判定値を「第2ワイパー作動判定値」と呼び、(3)の場合に用いるワイパー作動判定値を「第3ワイパー作動判定値」と呼ぶ。これらのワイパー作動判定値の関係は、「第1ワイパー作動判定値<第2ワイパー作動判定値<第3ワイパー作動判定値」である。
例えば、第3ワイパー作動判定値は、一般的にドライバが雨滴状態に応じて手動でワイパー11を作動させるタイミングなどを考慮して設定され、第1ワイパー作動判定値は、そのような第3ワイパー作動判定値から所定値a1を減じた値に設定され、第2ワイパー作動判定値は、そのような第3ワイパー作動判定値から所定値a2(a2<a1)を減じた値に設定される。また、例えば、第1乃至3ワイパー作動判定値は、付着率Xを判定するために、付着率Xに相当する値[%]が用いられる。
As described above, in the present embodiment, the
For example, the third wiper operation determination value is generally set in consideration of the timing at which the driver manually operates the
次に、図10を参照して、本発明の実施形態において、ワイパー制御部35がワイパー11を自動的に作動させるために行う制御処理について説明する。図10は、本発明の実施形態によるワイパー作動制御処理を示すフローチャートである。なお、このワイパー作動制御処理は、オートモード制御が選択されている場合にのみ実行される。
Next, with reference to FIG. 10, the control process which the
まず、ステップS1において、ワイパー制御部35は、雨滴検出部20によって雨滴が検出されたか否かを判定する。ステップS1の判定の結果、雨滴が検出されなかった場合、ワイパー制御部35は、ステップS1の判定を繰り返す。
First, in step S <b> 1, the
ステップS1の判定の結果、雨滴が検出された場合、ステップS2に進み、ワイパー制御部35は、ミリ波レーダ13によって前方障害物が検知されたか否かを判定する。具体的には、ミリ波レーダ13によって、自車両Vの前方の障害物の離間距離とこの離間距離を時間微分した相対速度とを検出することによって、自車両Vの前方に障害物が検知されたか否か判定する。
If raindrops are detected as a result of the determination in step S <b> 1, the process proceeds to step S <b> 2 and the
ステップS2の判定の結果、前方障害物が検知された場合、ステップS3に進み、有効視野推定部34は、フロントガラス1を通したドライバの視野内の有効視野を推定する。具体的には、有効視野推定部34は、図9に示したようなマップを参照して、雨滴状態検出部32によって検出された雨滴付着速度dXに対応する有効視野サイズを取得する。
If a front obstacle is detected as a result of the determination in step S2, the process proceeds to step S3, and the effective visual
次いで、ステップS4に進み、ワイパー制御部35は、前方障害物が有効視野外に位置するか否かを判定する。具体的には、ワイパー制御部35は、ミリ波レーダ13からの検出信号から特定される前方障害物の位置が、有効視野推定部34によって取得された有効視野サイズに対応する視野の範囲に含まれているか否かを判定する。
Next, in step S4, the
ステップS4の判定の結果、前方障害物が有効視野外に位置する場合、ステップS5に進み、ワイパー制御部35は、ワイパー作動判定値を、上述した第1乃至第3ワイパー作動判定値の中で最も小さい第1ワイパー作動判定値に設定する。
As a result of the determination in step S4, when the front obstacle is located outside the effective visual field, the process proceeds to step S5, and the
これに対して、ステップS4の判定の結果、前方障害物が有効視野内に位置する場合、ステップS6に進み、ワイパー制御部35は、ワイパー作動判定値を、上述した第1乃至第3ワイパー作動判定値の中で2番目に小さい第2ワイパー作動判定値に設定する。
On the other hand, if the result of the determination in step S4 is that the front obstacle is located within the effective visual field, the process proceeds to step S6, and the
他方で、ステップS2の判定の結果、前方障害物が検知されなかった場合、ステップS7に進み、ワイパー制御部35は、ワイパー作動判定値を、上述した第1乃至第3ワイパー作動判定値の中で最も大きい第3ワイパー作動判定値に設定する。
On the other hand, if the front obstacle is not detected as a result of the determination in step S2, the process proceeds to step S7, and the
ステップS5、S6、S7の後、ステップS8に進み、ワイパー制御部35は、設定されたワイパー作動判定値に基づいて、ワイパー11を作動させるタイミングであるか否かを判定する。例えば、ワイパー制御部35は、雨滴状態検出部32によって検出された雨滴状態を示す付着率Xが、ワイパー作動判定値を超えたか否かを判定する。ステップS8の判定の結果、ワイパー11を作動させるタイミングでない場合、ワイパー制御部35は、ステップS8の判定を繰り返す。
After steps S5, S6, and S7, the process proceeds to step S8, and the
これに対して、ステップS8の判定の結果、ワイパー11を作動させるタイミングである場合、ステップS9に進み、ワイパー制御部35は、ワイパー11を自動的に作動させる、つまりワイパー11の動作を開始させる。
On the other hand, if it is determined in step S8 that it is time to operate the
次に、本発明の実施形態によるワイパー制御装置の作用効果について説明する。 Next, functions and effects of the wiper control device according to the embodiment of the present invention will be described.
本実施形態では、ワイパー制御部35は、雨滴状態に基づいてワイパー11を作動させるか否かを判定するためのワイパー作動判定値を、前方障害物が存在する場合に前方障害物が存在しない場合よりも小さくするので、雨天時に前方障害物が存在する場合に、ワイパー11を速やかに作動させて雨滴を払拭して、フロントガラス1に付着した雨滴による前方障害物の視認性の悪化を適切に抑制することができる。つまり、前方障害物の視認性を早期に確保することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ワイパー制御部35は、前方障害物が有効視野外に位置する場合に、前方障害物が有効視野内に位置する場合よりもワイパー作動判定値を小さくするので、雨天時に前方障害物が有効視野外に位置する場合に、ワイパー11を速やかに作動させて雨滴を払拭して、有効視野外に位置する前方障害物の視認性を早期に確保することができる。
In the present embodiment, the
このように、本実施形態では、上述したような条件が成立する場合にのみ、ワイパー11の作動タイミングを早めるようにワイパー作動判定値を小さくするので、つまりワイパー11の作動タイミングを無駄に早めるようなことはしないので、ワイパー11を自動的に作動させた場合にドライバに与える煩わしさを適切に抑制することができる。
Thus, in the present embodiment, the wiper operation determination value is reduced so as to advance the operation timing of the
更に、本実施形態では、HUD8は、前方障害物が存在する場合に、フロントガラス1上で、且つワイパー11の作動範囲62に、その前方障害物に関する警報を表示させるが(図4参照)、この場合に、ワイパー制御部35がワイパー11を速やかに作動させて雨滴を払拭するので、フロントガラス1に付着した雨滴に起因する、警報表示の視認性の悪化を適切に抑制することができる。したがって、ワイパー11の作動によって、フロントガラス1を通した前方視界を確保しつつ、HUD8による警報表示の視認性を確保することができるので、前方障害物の存在をドライバに適切に気付かせることができる。
Furthermore, in this embodiment, when a front obstacle exists, the
以下では、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。 Below, the further modification of embodiment of this invention is demonstrated.
上述した実施形態では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させていたが、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を更に変化させてもよい。その場合、1つの例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させると共に、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させる。この例では、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させ、その変化後のワイパー作動判定値を、前方障害物が有効視野外に位置する場合に更に小さくする。他の例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させる代わりに、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変化させる。この例では、前方障害物が有効視野外に位置するか否かに関わらず、前方障害物が存在する場合に、ワイパー作動判定値を有効視野サイズに応じて変化させる。
具体的には、図11に示すようなマップを用いて、有効視野サイズに応じてワイパー作動判定値を変えるとよい。図11は、有効視野サイズ[mm]に対して設定すべきワイパー作動判定値が対応付けられたマップを示しており、このマップによれば、有効視野サイズが小さくなるほど、小さな値を有するワイパー作動判定値が決定される。ワイパー制御部35は、このようなマップを参照して、有効視野推定部34によって推定された有効視野サイズに対応するワイパー作動判定値を設定する。
In the above-described embodiment, the wiper operation determination value is changed depending on whether or not the front obstacle is located outside the effective visual field. However, the wiper operation determination value may be further changed according to the effective visual field size. In that case, in one example, the wiper operation determination value is changed depending on whether or not the front obstacle is located outside the effective visual field, and the wiper operation determination value is changed according to the effective visual field size. In this example, the wiper operation determination value is changed according to the effective visual field size, and the wiper operation determination value after the change is further reduced when the front obstacle is located outside the effective visual field. In another example, instead of changing the wiper operation determination value depending on whether or not the front obstacle is located outside the effective visual field, the wiper operation determination value is changed according to the effective visual field size. In this example, regardless of whether or not the front obstacle is located outside the effective visual field, when the front obstacle is present, the wiper operation determination value is changed according to the effective visual field size.
Specifically, the wiper operation determination value may be changed according to the effective visual field size using a map as shown in FIG. FIG. 11 shows a map in which the wiper operation determination value to be set is associated with the effective visual field size [mm]. According to this map, the wiper operation having a smaller value as the effective visual field size becomes smaller. A judgment value is determined. The
上述した実施形態では、種々の条件によって、ワイパー作動判定値を変化させていたが、ワイパー作動判定値を変化させる場合に、ワイパー11を作動させたときの払拭速度及び/又は間欠時間を変化させてもよい。具体的には、ワイパー制御部35は、上述した条件に応じて(条件(1)、(2)参照)、ワイパー作動判定値を小さくする場合に、ワイパー11を作動させたときの払拭速度を速くする制御、及び/又はワイパー11を作動させたときの間欠時間を短くする制御を行えばよい。これにより、フロントガラス1に付着した雨滴を効果的に払拭して、前方障害物の視認性を適切に確保することができる。
In the embodiment described above, the wiper operation determination value is changed according to various conditions. However, when the wiper operation determination value is changed, the wiping speed and / or the intermittent time when the
上述した実施形態では、雨滴検出部20を用いて雨滴状態を検出していたが(図3、図5参照)、雨滴検出部20に代えて、若しくは雨滴検出部20に加えて、フロントガラス1における雨滴検出領域を撮影する撮像手段(例えばCCDカメラ)を用いて雨滴状態を検出してもよい。
また、上述した実施形態では、雨滴状態を示すパラメータとして付着率Xを例示したが、付着率X以外にも、雨滴の付着速度(フロントガラス1の所定範囲内に単位時間当たりに付着した雨滴の数)や、雨滴径(フロントガラス1に付着した雨滴のサイズ)や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラスト(フロントガラス1において雨滴が付着した部分と雨滴が付着していない部分との輝度差)などを、雨滴状態を示すパラメータとして用いてもよい。そのような雨滴の付着速度や、雨滴径や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストは、上述した撮像手段を用いて検出可能である。
更に、雨滴の付着速度や、雨滴径や、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストによって、ワイパー作動判定値を変化させてもよい。その場合、雨滴の付着速度が速いほど、ワイパー作動判定値を小さくしたり、雨滴径が大きいほど、ワイパー作動判定値を小さくしたり、雨滴輝度と外部輝度とのコントラストが大きいほど、ワイパー作動判定値を小さくしたりすればよい。加えて、ワイパー作動判定値を、車速や、時間帯(昼/夜)などによって変化させてもよい。このようにして変化させたワイパー作動判定値を、上述した実施形態で示したように、前方障害物の有無、及び前方障害物が有効視野外に位置するか否かに応じて、更に変化させればよい。
なお、上記のような種々のパラメータを用いてワイパー作動判定値を変化させることが可能だが、その場合にも、付着率Xを判定可能な値[%]にワイパー作動判定値を設定するとよい。
In the embodiment described above, the raindrop state is detected using the raindrop detection unit 20 (see FIGS. 3 and 5), but instead of the
In the above-described embodiment, the adhesion rate X is exemplified as a parameter indicating the raindrop state. However, in addition to the adhesion rate X, the deposition rate of raindrops (the number of raindrops deposited per unit time within a predetermined range of the windshield 1) Number), raindrop diameter (size of raindrops attached to the windshield 1), and contrast between raindrop brightness and external brightness (brightness difference between the raindrop-attached portion and the raindrop-free portion on the windshield 1) May be used as a parameter indicating the raindrop state. Such a deposition rate of raindrops, a raindrop diameter, and a contrast between raindrop brightness and external brightness can be detected using the above-described imaging means.
Furthermore, the wiper operation determination value may be changed according to the deposition speed of raindrops, the raindrop diameter, and the contrast between the raindrop brightness and the external brightness. In such a case, the faster the raindrop adhesion speed, the smaller the wiper operation determination value, the larger the raindrop diameter, the smaller the wiper operation determination value, or the greater the contrast between raindrop brightness and external brightness, the more wiper operation determination. You can reduce the value. In addition, the wiper operation determination value may be changed depending on the vehicle speed, time zone (day / night), or the like. The wiper operation determination value thus changed is further changed according to the presence or absence of the front obstacle and whether or not the front obstacle is located outside the effective visual field, as shown in the above-described embodiment. Just do it.
Although the wiper operation determination value can be changed using the various parameters as described above, the wiper operation determination value may be set to a value [%] in which the adhesion rate X can be determined.
また、上述した実施形態では、ワイパー作動判定値を変化させる条件に前方障害物を用いていたが、この前方障害物を、ドライバへの警報が必要なものに限定してもよい。つまり、前方障害物が存在しても、それがドライバへの警報が必要なものでなければ(例えば自車両Vと接触する可能性がない障害物である場合)、ワイパー作動判定値を変化させなくてもよい。その場合、ドライバへの警報が必要な前方障害物の有無に応じてワイパー作動判定値を変化させると共に、ドライバへの警報が必要な前方障害物が有効視野外に位置するか否かによってワイパー作動判定値を変化させればよい。 In the above-described embodiment, the front obstacle is used as a condition for changing the wiper operation determination value. However, the front obstacle may be limited to the one that requires a warning to the driver. That is, even if there is a front obstacle, if it does not require a warning to the driver (for example, an obstacle that is not likely to contact the host vehicle V), the wiper operation determination value is changed. It does not have to be. In that case, the wiper operation judgment value is changed according to the presence or absence of a front obstacle that requires a warning to the driver, and the wiper is activated depending on whether or not the front obstacle that needs a warning to the driver is located outside the effective field of view. What is necessary is just to change a judgment value.
上述した実施形態では、レインセンサ2のマイコン30内のワイパー制御部35が、ワイパー11を自動的に作動させる制御を行っていたが、ワイパー制御部35の代わりに、ECM5内のECU40、又はBCM5内のマイコン12が、ワイパー11を自動的に作動させる制御を行ってもよい。その場合、本発明におけるワイパー制御手段が、レインセンサ2ではなく、ECM5内のECU40、又はBCM5内のマイコン12に設けられることとなる。
また、上述した実施形態では、レインセンサ2のマイコン30内の有効視野推定部34が、有効視野を推定していたが、有効視野推定部34の代わりに、ECM5内のECU40、又はBCM5内のマイコン12が、有効視野を推定してもよい。その場合、本発明における有効視野推定手段が、レインセンサ2ではなく、ECM5内のECU40、又はBCM5内のマイコン12に設けられることとなる。
In the embodiment described above, the
In the embodiment described above, the effective visual
1 フロントガラス
2 レインセンサ
3 ワイパー制御装置
8 ヘッドアップディスプレイ(HUD)
13 ミリ波レーダ
20 雨滴検出部
30 マイコン
32 雨滴状態検出部
34 有効視野推定部
35 ワイパー制御部
1
13
Claims (4)
フロントガラス外面に付着した雨滴の雨滴状態を検出する雨滴検出手段と、
自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、
上記雨滴検出手段によって検出された雨滴状態を示すパラメータの値がワイパー作動判定値を超えた場合に、上記ワイパーを自動的に作動させるワイパー制御手段と、を有し、
上記ワイパー制御手段は、上記障害物検出手段によって障害物が検出された場合には、上記障害物検出手段によって障害物が検出されなかった場合よりも、上記ワイパー作動判定値を小さくする、ことを特徴とするワイパー制御装置。 A wiper control device for automatically controlling a wiper of a vehicle,
Raindrop detection means for detecting the raindrop state of raindrops adhering to the outer surface of the windshield;
Obstacle detection means for detecting an obstacle ahead of the host vehicle;
Wiper control means for automatically operating the wiper when the value of the parameter indicating the raindrop state detected by the raindrop detection means exceeds a wiper operation determination value;
The wiper control means makes the wiper operation determination value smaller when an obstacle is detected by the obstacle detection means than when no obstacle is detected by the obstacle detection means. A wiper control device.
上記ワイパー制御手段は、上記障害物検出手段によって検出された障害物が上記有効視野外に位置する場合には、上記障害物検出手段によって検出された障害物が上記有効視野内に位置する場合よりも、上記ワイパー作動判定値を小さくする、請求項1に記載のワイパー制御装置。 Furthermore, it has effective visual field estimation means for estimating the effective visual field of the driver through the windshield based on the raindrop state detected by the raindrop detection means,
When the obstacle detected by the obstacle detection means is located outside the effective visual field, the wiper control means is more effective than when the obstacle detected by the obstacle detection means is located within the effective visual field. The wiper control device according to claim 1, wherein the wiper operation determination value is reduced.
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