JPH05131895A - ワイパ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイパ凍結時においてもワイパモータやバッ
テリに過大な負担をかけることがなく、また該ワイパモ
ータにその凍結状態から解放されるように間欠的な駆動
力を付与することを目的とする。 【構成】 ワイパスイッチ作動時においてその後ワイパ
モータのカムスイッチが通常オンとなるまでの時間より
少し長い所定時間だけ該ワイパモータに電源を供給し
（ステップ１６〜１８）、該カムスイッチがオンとなら
ない間は、該ワイパモータへの電源供給が該所定時間の
間隔（例えば０．３秒間隔）で間欠的にオン・オフを繰
返すようにされる（ステップ１９〜２２および１６〜１
８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイパ制御装置に関し、
特にワイパが凍結している場合（駐車中の降雪などによ
って）における、ワイパモータやバッテリの負担を軽減
するようにしたワイパ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より例えば雪が駐車中に降ったよう
な場合には、ワイパが凍結しているおそれがあり、この
ような場合にはワイパモータやバッテリ等に過度の負担
をかけることになる。すなわちこのようにワイパモータ
が凍結して該ワイパモータがロック状態となったときに
は、該ワイパモータに過大な電流が流れ、これにより該
ワイパモータやバッテリ等に大きな負荷をかけることに
なる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる技術的
背景のもとになされたもので、ワイパ凍結時におけるワ
イパへの出力（ワイパモータへの電源供給）を、該ワイ
パモータのカムスイッチが通常オンとなるまでの時間、
すなわち該カムスイッチはワイパアームが停止位置にあ
るときから約１０°動くまでの間はオフ位置にあるが、
更に該ワイパアームが動くとオン位置に切替るもので、
該ワイパアームが正常に作動していれば通常該ワイパモ
ータに電源が供給されてから（ワイパスイッチがオンと
されてから）該カムスイッチがオンとなるまでに約０．
２秒を要するが、該０．２秒より少し長い時間間隔での
間欠出力（例えば０．３秒間隔で交互にオン・オフす
る）として、該カムスイッチがオンとなるまで（該ワイ
パアームが正常に作動するようになるまで）、該ワイパ
モータを間欠的に駆動するようにして、該ワイパモータ
あるいはバッテリに過度の負担をかけないようにしたも
のである。

【０００４】更に本発明では、雨滴径を検知するレイン
センサ（例えば光学式レインセンサ）によって以下に述
べるような特定の信号が検知された場合に降雪状態と判
定し、かかる降雪状態においては特に上記ワイパ凍結の
可能性が高いため、このような降雪状態と判定された場
合には、該ワイパモータへの出力を上述したような間欠
出力として、上記した負担を軽減させるようにする。

【０００５】すなわち一般に、雨滴と雪の径を比べた場
合、それらは極端に異なり、雨滴径は大きくても通常２
〜３mmφ程度であるのに対し、雪の径は通常５mmφ以上
になる。よって通常のレインセンサを用いた雨滴検知装
置を使って雪を検知した場合には、ある特定の信号（以
下に述べるような飽和値付近の信号）の発生頻度が、降
雨時に比して極端に高くなる。

【０００６】図６はこの種のレインセンサ（光学式レイ
ンセンサ）１の構成を例示するもので、発光素子１２を
パルス点灯させる発光部、受光素子１３に生じた受光量
変化を検出する受光部、検出した受光量変化を雨滴信号
に変換する雨滴パルス処理部、および受光量を常に安定
化させるパワーコントロール部により構成される。すな
わち該発光部においては例えばＬＥＤなどの発光素子１
２をＬＥＤ駆動回路１１（その出力波形を１１′として
示す）によりパルス点灯し、該発光素子から検知ビーム
Ｂが放射される。そしてこの検知ビーム中を雨滴が通過
すると、ビームの一部が遮ぎられて雨滴の大きさと個数
に応じて、受光部側の受光素子（例えばフォトダイオー
ド）１３での受光量に変化が生ずる。このように該発光
素子１２からのパルス点灯光を受光素子１３で受光し、
電気信号に変換し、該発光パルスの基本周波数成分のみ
をＬＣ共振回路１４で検出し、プリアンプ１５で増幅す
ると、該検知ビームＢを雨滴が通過するときに生ずる受
光量変化は、該プリアンプ出力の振幅変化（その出力波
形を１５′として示す）として検出できる。そしてこの
プリアンプ出力の振幅変化ΔＶｐは該受光素子での受光
量変化ΔＰ＝πａ² ／Ｓｐ（ただしＳｐは検知ビームＢ
の伝播方向断面積、ａは雨滴の半径）に比例する。

【０００７】次いで雨滴パルス処理部においては、検波
回路１６により該プリアンプ出力の振幅変化ΔＶｐのみ
を抽出し、雨滴パルス信号（該検波回路１６の出力波形
を１６′として示す）とする。この雨滴パルス信号は車
速に対応してそのパルス幅が変化し、車速が１００Km／
ｈ時には数１０KHz のパルス信号となる。そこで車両に
生ずるパルス性ノイズと該雨滴パルス信号とを識別する
ため、雨滴径に対応した該雨滴パルス信号の振幅値ΔＶ
ｐの情報だけを保持して、該雨滴パルス信号をパルス伸
長回路１７により低周波信号（その波形を１７′として
示す）に変換する。ここで該パルス伸長回路１７は増幅
とピーク検波を同時に行ない、それにより上記雨滴パル
ス信号を、上記ΔＶｐに比例する振幅値Ｖｐを有する数
Hzの雨滴信号（上記波形１７′で示される）に変換す
る。またパワーコントロール部では該雨滴パルス処理部
の検波回路出力を常に監視し、該受光素子の受光レベル
が一定になるように発光側の発光パワーすなわち上記発
光素子（ＬＥＤ）に対する駆動電流をフィードバック制
御する。また雪等が該センサの受発光窓部へ付着した場
合のように、上記検知ビームＢが完全に遮断されたまま
になると、雨滴検出ができなくなるため、このような場
合には、そのパワーコントロール出力（このとき上記フ
ィードバック制御によりゲインコントロールされるため
その出力は最大になっている）を、フェイルセーフ回路
１９への制御信号としても利用し、該フェイルセーフ回
路１９からコントローラ（オートワイパコントローラ）
側にフェイルセーフ信号を出力して、ワイパが所定の間
欠時間毎に作動するのを確保するようにされている。

【０００８】一方、上記パルス伸長回路１７から出力さ
れる上記波形１７′で示される雨滴信号も、上記コント
ローラ（オートワイパコントローラ）側に入力されて所
定のしきい値を有するコンパレータによりパルス化さ
れ、上記雨滴信号の振幅値Ｖｐがパルス幅の情報に変換
される。そしてこのパルス幅の情報（雨滴径と個数に対
応する）を該コントローラ内におけるマイコンのソフト
カウンタで読込み、該読込み回数の積算値によって降雨
の度合いが判定される。

【０００９】図７は降雪時と降雨時において、それぞれ
上記レインセンサにおける上記パルス伸長回路からの出
力（コントローラ側へ入力される）波形を示すもので、
降雨時には、図７（Ｂ）に示すように該出力波形の振幅
値がその雨滴径に比例して種々ばらばらの値をとるのに
対し、降雪時には上述したようにその径が雨に比べて極
端に大きくなるため上記検知ビームをほぼ完全に遮ぎる
頻度が高くなり、このために図７（Ａ）に示すように該
パルス伸長回路から出力される出力波形の振幅値が所定
の飽和値付近に達する頻度が極めて高くなり、これによ
り該振幅値がほぼある所定範囲（すなわち上記飽和値近
傍）におさまる頻度が極めて高くなる。

【００１０】このような技術的背景をもとにして本発明
では、該レインセンサからの出力信号（上記パルス伸長
回路からの）のうち、上記飽和値付近の振幅を有する雨
滴パルス信号がある一定時間内に一定個数以上発生すれ
ば降雪状態と判定し、該降雪状態と判定された場合にお
いて該カムスイッチが作動しない場合には、該ワイパモ
ータへの電源供給を上述したような間欠出力として、該
ワイパモータあるいはバッテリの負担を軽減しうるよう
にしたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明によれば、ワイパスイッチ作動時において、
その後ワイパモータのカムスイッチが通常オンとなるま
での時間より少し長い所定時間だけ該ワイパモータに電
源を供給する手段、および該所定時間内に該カムスイッ
チがオンとならない間は、該ワイパモータへの電源供給
を該所定時間の間隔で間欠的にオン・オフする手段をそ
なえることを特徴とするワイパ制御装置が提供される。

【００１２】更に本発明によれば、上記構成のワイパ制
御装置であって、レインセンサで検出された雨滴パルス
の径が所定範囲にあるか否かを判定する手段、および該
判定された径が該所定範囲にある雨滴パルスが所定時間
内に所定個数以上検知された場合に降雪状態と判定する
手段をそなえ、該降雪状態時又は該降雪状態が解除され
てから所定時間以内における該カムスイッチの不作動時
に、上記間欠的な電源供給がなされるようにしたことを
特徴とするワイパ制御装置が提供される。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、該所定時間内に該カムスイ
ッチがオンとならない場合には、ワイパアームが凍結状
態にあるものと判定することができ、かかる状態にある
間は該ワイパスイッチを作動させている限り該ワイパモ
ータへの電源供給を該所定時間の間隔で間欠的にオン・
オフさせるようにすることによって、該ワイパモータや
バッテリに過度の負担をかけることがなく、同時に該ワ
イパモータを間欠的に駆動してその凍結状態を解除させ
るような駆動力を該モータに付与することができる。

【００１４】更に上記構成によれば該降雪状態を確実に
判定することができるとともに、該降雪状態と判定され
たとき又は該降雪状態が解除されてから所定時間以内に
おいて該カムスイッチがオンとならない場合には、上記
間欠的な電源供給がなされるようにされる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の１実施例としてのワイパ制御
装置の回路構成を示すもので、オートワイパコントロー
ラ３に設けられたマイクロコンピュータ３５には、＋Ｂ
電源ライン（すなわちエンジンキーが抜かれた状態でも
それとは関係なくバッテリ電源が直接つながっているラ
イン）の電圧が電源回路３１を介して供給されている。
また上記レインセンサ１から出力される上記雨滴信号お
よびフェイルセーフ信号が上記オートワイパコントロー
ラ３に供給され、これらの各信号がその入力回路３２に
おいて入力処理され（すなわち上記コンパレータによる
パルス化がなされ）た上、該パルス化された雨滴信号の
パルス幅（上述したようにそのパルス幅が雨滴径と雨滴
個数に対応する）をマイクロコンピュータ３５のソフト
カウンタで所定時間間隔毎に読込み積算する。

【００１６】また該マイクロコンピュータ３５にはワイ
パモータ４のカムスイッチ４１（ワイパアームが停止位
置にあるときから約１０°動くまでの間はオフ位置（ア
ース電位）にあり、更に該ワイパアームが動くとオン位
置（イグニッションキー操作時にバッテリ電圧が印加さ
れるイグニッションラインｉＧの電圧側）に切替り、そ
の後該ワイパアームが端部一杯の位置まで動き再び停止
位置まで戻るまでの間は該オン位置を維持し、該ワイパ
アームが停止位置まで戻ったときに再びオフ位置に切替
る）からの信号も入力回路３４を介して入力される。そ
して該マイクロコンピュータ３５は該レインセンサから
の雨滴信号を上述したようにして読込み積算することに
より降雨の度合いを判定するとともに、該カムスイッチ
からの信号によって該ワイパの作動状態（ワイパが作動
中であることあるいは１回動作して停止位置まで戻った
こと）を検出し、フロントワイパ用駆動装置３６を通し
てその時の降雨量に応じて所定の作動間隔毎にワイパモ
ータ４（したがってワイパ）を作動させる。

【００１７】更に該マイクロコンピュータ３５において
は、上記＋Ｂ電源ラインからの電圧が供給されているこ
とにより、上記イグニッションキーが抜かれた状態でも
（すなわち例えば駐車中などにおいてドライバーが車両
から離れていても）、以下に述べるような動作手順によ
って常時降雪状態の判定がなされており、イグニッショ
ンキースイッチ（ＩＧ）２がオンとされたときに（すな
わちドライバーの乗車時などにおいて該スイッチ（Ｉ
Ｇ）２がオンとされてそのオン信号が入力回路３３を介
して該マイクロコンピュータ３５に供給されたとき
に）、上述したような降雪状態と判定されている時又は
該降雪状態が解除されてから所定時間以内においてワイ
パスイッチを作動させても該カムスイッチ４１が作動せ
ず、該ワイパが上記凍結状態にあるものと判定された場
合には、該ワイパモータに対し上記した間欠的な電源供
給がなされる。

【００１８】図４および図５は上記図１に示される装置
によって降雪判定を行うための動作手順をフローチャー
トで例示するもので、ステップ１でスタートし、ステッ
プ２で初期化処理がなされ、ステップ３で上記レインセ
ンサ（パルス伸長回路）からの雨滴パルスのパルス幅情
報の読込み回数の積算がなされる。そしてステップ４で
該雨滴パルスの積算値が例えば４５ミリ秒以上あるか否
か（すなわちセンサ信号の大きさ）が判定される。ここ
で該４５ミリ秒という積算値は、上記レインセンサのパ
ルス伸長回路からの出力波形の振幅値が上記飽和値付近
に達している場合の、上記パルス化された雨滴信号のパ
ルス幅（すなわち雪の場合のパルス幅）に対する時間積
算値であるとする。なお上記の例では該パルス積算値が
４５ミリ秒以上であるか否かによりセンサ信号の大きさ
を判定しているが、その代りに例えば該センサ信号のパ
ルス積算値が、雪の結晶に相当する所定の範囲（例えば
４５ミリ秒以上で５０ミリ秒以下）内にあるか否かを判
定するようにしてもよい。

【００１９】そしてステップ４でイエスとなった場合
（すなわちパルス積算値が所定値以上（例えば４５ミリ
秒以上）あるいは所定範囲内（例えば４５ミリ秒以上で
５０ミリ秒以下）である雨滴パルス（雪の結晶に相当す
る）が検出された場合）には、ステップ５で該検出され
た雨滴パルスの個数がカウントされ、ステップ６で該カ
ウント数が５個以上となったか否かが判定される。

【００２０】そして該ステップ６の判定がノウである間
は、上記ステップ４の判定がノウである場合とともに、
ステップ７に進んで該個数カウント開始後の経過時間が
カウントされ、ステップ８で該経過時間が２秒を経過し
たか否かが判定される。そしてステップ８でイエスとな
った場合（すなわち上記ステップ４でそのパルス積算値
が４５ミリ秒以上と判定された雨滴パルスが５個以上検
出されないうちに２秒経過した場合）には、２秒毎にス
テップ９で雪解除カウンタを＋１だけインクリメント
（カウントアップ）するとともに、ステップ１０で雪フ
ラグを“０”とし（すなわち降雪状態ではなくなった、
換言すれば雪解除の状態となったと判定し）、該ステッ
プ５でカウントした上記個数のカウント値をクリヤす
る。

【００２１】一方、上述した２秒が経過しない間に（２
秒以内に）、上記ステップ６の判定がイエスとなれば
（２秒以内にステップ４でそのパルス積算値が４５ミリ
秒以上と判定された雨滴パルスが５個以上検出された場
合、すなわち降雪状態と判定された場合には）、ステッ
プ１１に進んで雪フラグを“１”とし、更にステップ１
２で雪制御フラグをも“１”とし、またステップ１３で
上記雪解除カウンタのカウント値をクリヤする。

【００２２】このような処理手順がなされた後に、上記
ステップ８の判定がノウとなっている場合とともに、ス
テップ１４に進み上記雪制御フラグが“１”となってい
るか否かが判定される。そしてイエス（このことは現在
あるいは少くともそれ以前の時点で降雪状態であったこ
とを意味する）であれば、ステップ１５に進み、雪フラ
グも“１”であるか否かが判定される。そしてステップ
１５の判定もイエスであれば現在降雪状態であると判定
され、この場合はステップ１７に進んで通常の降雨状態
とは異なる制御（雪検知制御）がなされる。また該ステ
ップ１５の判定がノウの場合には、ステップ１６に進
み、上記雪解除カウンタのカウント値が３以上であるか
否かが判定される。そしてその結果ノウであれば（すな
わち上記降雪状態が解除された後６秒経過していない場
合には）、依然として上記ステップ１７に進み、この場
合も上記降雪状態時と同様の雪検知制御がなされる。一
方、該ステップ１６の判定がイエスとなれば（すなわち
降雪状態解除の状態が６秒以上継続した場合には）、上
記ステップ１４の判定がノウの場合とともにステップ１
８に進んで、上記雪制御フラグを“０”とし、ステップ
１９に進んで上記降雨時になされる、該レインセンサで
検出された降雨量に応じた作動間隔でのオートワイパ制
御がなされる。このようにして、上記雪制御フラグが
“１”とされている間は、上記ステップ１７に示される
ように降雨時とは異なる雪検知制御がなされる。

【００２３】図２および図３は上記図１に示される装置
によってワイパ制御を行うための動作手順をフローチャ
ートで例示するもので、ステップ１でスタートし、ステ
ップ２で初期化処理がなされ、ステップ３でイグニッシ
ョンスイッチ（ＩＧ）がオンとされていないときに（例
えばドライバーが車両から離れているときに）はステッ
プ４に進み、現在降雪フラグが“０”に設定されている
か否かが判定される。

【００２４】そして該降雪フラグが“０”に設定されて
いる場合にはステップ５に進んで雪判定（すなわち上記
図４および図５に示される処理手順によって上記雪制御
フラグが“１”となっていて雪検知制御を行うべき状態
であるか否かの判定）がなされる。そして該ステップ５
での雪判定もノウ（すなわち上記雪制御フラグが
“０”）の場合にはそのままステップ１３に進んで判定
カウンタがクリヤされてステップ３に戻るが、該ステッ
プ５での雪判定がイエス（すなわち上記雪制御フラグが
“１”）となっていれば、ステップ６で判定カウンタを
インクリメントし、ステップ７で該雪判定イエスの状態
が１時間継続したことが検知されれば、ステップ８に進
んで上記降雪フラグが“１”に設定された上、ステップ
１３で該判定カウンタをクリヤしてステップ３に戻る。

【００２５】また上記ステップ４で該降雪フラグが
“１”となっていると判定された場合にはステップ９に
進んで上記雪判定がなされ、該ステップ９での雪判定も
イエス（すなわち上記雪制御フラグが“１”）の場合に
はそのままステップ１３に進んで判定カウンタがクリヤ
されてステップ３に戻るが、該ステップ９での雪判定が
ノウ（すなわち上記雪制御フラグが“０”）となってい
れば、ステップ１０で判定カウンタをインクリメント
し、ステップ１１で該雪判定ノウの状態が３時間継続し
たことが検知されれば（すなわち一旦降雪状態となって
もその後降雪状態でない状態が例えば３時間継続した場
合には）、ステップ１２に進んで上記降雪フラグが
“０”に設定された上、ステップ１３で判定カウンタを
クリヤしてステップ３に戻る。

【００２６】上述したような降雪状態の判定は上記イグ
ニッションスイッチ（ＩＧ）がオンとされる前（例えば
駐車中）に常時なされており、次いで例えば乗車時にお
いて該イグニッションスイッチがオンとされると、ステ
ップ３からステップ１４に進み、ワイパスイッチがオン
とされているか否かが判定される。そして該ステップ１
４の判定がイエス（ワイパスイッチがオン）の場合には
ステップ１５で上記降雪フラグが“１”となっているか
否かが判定され、ノウの場合にはただちにステップ２６
に進んで通常のオートワイパ制御（レインセンサで検出
された降雨量に応じた作動間隔での降雨時における自動
的なワイパ制御）がなされる。

【００２７】一方該ステップ１５の判定がイエス（すな
わち上記降雪フラグが“１”）の場合には、ステップ１
６でワイパモータ電源がオンとされ、次いでステップ１
７で上記カムスイッチがオンとなったか否か（上述した
ように通常は、該モータ電源がオンとされてから例えば
０．２秒後にオンとなる）が判定される。そしてイエス
（すなわちワイパモータが正常に作動してカムスイッチ
がオンとなる）の場合には、次いでステップ２３で該カ
ムスイッチがオフとなった（すなわちワイパが１回作動
して停止位置まで戻った）か否かが判定され、該判定も
イエスとなればステップ２４および２５でそれぞれワイ
パスイッチおよびイグニッションスイッチがオフとされ
たか否かが判定され、その何れもノウであればステップ
２６に進んで上記オートワイパ制御がなされる。

【００２８】一方、上記モータ電源がオンとされてか
ら、該ステップ１７の判定がノウ（カムスイッチがオフ
のまま）の状態が例えば上記０．２秒より少し長い０．
３秒間継続したことがステップ１８で判定された場合に
は（すなわちワイパが凍結していると判定された場合に
は）、ステップ１９に進んで該ワイパモータ電源がオフ
とされ、ステップ２０で該電源オフの状態が０．３秒間
継続したことが検出され、しかもそのときワイパスイッ
チおよびイグニッションスイッチの何れもがオフとされ
ていないことがステップ２１およびステップ２２で判定
された場合には、再びステップ１６に進んで上記モータ
電源が再びオンとされ、ステップ１７の判定がイエスと
なる（上記カムスイッチがオンとなる）まで、上記０．
３秒毎に、該ワイパモータ電源のオン・オフ状態が上記
ステップ１６乃至２２のルートを通して交互に繰返され
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、ワイパ凍結時において
もワイパモータやバッテリ等に過大な負担をかけること
がなく、また該ワイパモータを間欠的に駆動してその凍
結状態から解放されるような駆動力を該ワイパモータに
付与することができる。更にまた本発明によれば、降雪
状態を確実に判定することができ、該降雪状態時又は該
降雪状態が解除されてから所定時間以内において該ワイ
パが凍結した状態となっている場合にも、上記と同様の
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例としてのワイパ制御装置の回
路構成を示す図である。

【図２】図１に示される装置によってワイパ制御を行う
ための動作手順をフローチャートで例示する図である。

【図３】図１に示される装置によってワイパ制御を行う
ための動作手順をフローチャートで例示する図である。

【図４】図１に示される装置によって雪判定を行うため
の動作手順をフローチャートで例示する図である。

【図５】図１に示される装置によって雪判定を行うため
の動作手順をフローチャートで例示する図である。

【図６】レインセンサの構成の１具体例を示す図であ
る。

【図７】降雨時と降雪時におけるレインセンサの出力
（雨滴信号）の波形図である。

【符号の説明】

１…レインセンサ ２…イグニッションスイッチ ３…オートワイパコントローラ ４…ワイパモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイパスイッチ作動時において、その後
   ワイパモータのカムスイッチが通常オンとなるまでの時
   間より少し長い所定時間だけ該ワイパモータに電源を供
   給する手段、および該所定時間内に該カムスイッチがオ
   ンとならない間は、該ワイパモータへの電源供給を該所
   定時間の間隔で間欠的にオン・オフする手段をそなえる
   ことを特徴とするワイパ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のワイパ制御装置であっ
   て、レインセンサで検出された雨滴パルスの径が所定範
   囲にあるか否かを判定する手段、および該判定された径
   が該所定範囲にある雨滴パルスが所定時間内に所定個数
   以上検知された場合に降雪状態と判定する手段をそな
   え、該降雪状態時又は該降雪状態が解除されてから所定
   時間以内における該カムスイッチの不作動時に、上記間
   欠的な電源供給がなされるようにしたことを特徴とする
   ワイパ制御装置。