JPH055698B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、車両のフロントガラス等に付着し
た雨滴を検出しワイパの駆動を制御するワイパ制
御装置に関する。

≪従来技術とその問題点≫ 従来のワイパ制御装置としては、例えば実開昭
53−129036や、特公昭40−24319等に示されるも
のがあり、基本的には第１図に示すような構成と
なつている。

同図に示すワイパ制御装置は、光センサ１によ
つてフロントガラス表面に雨滴が付着しているか
否かを検出し、この検出信号S₁を増幅回路２で増
幅した後比較回路３へ供給し、この比較回路３に
おいて基準値発生回路４から供給される基準信号
S₃と、上記増幅された検出信号S₂との電圧レベル
の比較を行ない、検出信号S₂のレベルが基準信号
S₃のレベルより低い場合にはワイパ駆動回路５へ
ワイパ駆動信号S₄を供給し、ワイパブレード（図
示略）の往復駆動を行なわせる構成となつてい
る。

上記光センサ１は、第２図に示す如く、フロン
トガラス６の裏面に取付けられたホルダ１ａ内に
所定の角度を有して配設された発光素子１ｂと受
光素子１ｃで構成されており、発光素子１ｂから
の光Ltがフロントガラス６の表面で反射した反
射光Lrを受光素子１ｃで受光する構成となつて
いる。

そして、フロントガラス表面が乾燥している状
態では、上記発光素子１ｂから走光された光Lt
はフロントガラス６表面で全反射されてその殆ど
が受光素子１ｃに受光される。他方、同図に示す
如く、フロントガラス６表面に雨粒７が付着した
場合には、フロントガラス６表面の屈折率の変化
によつて、発光素子１ｂからの光Ltの一部が外
部に漏れ、この漏洩光Ldの分だけ受光素子１ｃ
に入射する反射光Lrの強度が低下することとな
る。

上記の如く、従来のワイパ制御装置は、光セン
サ１からの検出信号のレベルが、所定の基準レベ
ル以下となつたことによつて、雨滴の検出を行な
う構成となつていた。

しかしながら、上記従来のワイパ制御装置にあ
つては、上記基準レベルが一定値に制定されてお
り、しかも、ワイパブレードでフロントガラス表
面を払拭した後の水膜による反射光Lr減少分、
発光素子１ｂ、受光素子１ｃ、増幅回路２等の経
時的な特性変動分等による誤動作を生じないよう
に、基準レベルを所定の許容幅を有して設定して
あるため、小雨や濃霧あるいは霧雨等の天候下で
は、微小雨滴がフロントガラスに付着しても、こ
れによる反射光Lrの減少分は上記許容幅内に含
まれてしまうこととなり、ワイパの駆動が行なわ
れない。このため、実際には、フロントガラス表
面に微小な水滴が付着して前方視界が妨げられて
いるにもかかわらず、ワイパの駆動が行なわれな
いこととなる。

≪発明の目的≫ 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、小雨や霧雨あるい
は濃霧等の天候下にあつても、精度良く微小な水
滴の付着を検出し、適切なワイパ駆動を行なうこ
とのできるワイパ制御装置を提供することにあ
る。

≪発明の構成≫ 本発明は、上記目的を達成するために第３図に
示すフレーム対応図の如く構成され、乗り物のウ
インドシールド近傍に配置された発光素子ａと、 前記ウインドシールド近傍に配置され、前記発
光手段からウインドシールドを透過または反射し
た光のレベルを検出する受光素子ｂと、 該受光素子によつて検出された受光レベルと基
準値とを比較する第１の比較手段ｃと、 前記受光レベルが前記基準値よりも低い状態が
所定時間継続した場合、ワイパを駆動する駆動手
段ｄと、 前記受光レベルを所定時間毎に所定回数サンプ
リングし、平均受光レベルを算出する算出手段ｅ
と、 該算出手段により算出した新平均受光レベルと
前記算出手段により所定時間前に算出された旧平
均受光レベルとを比較する第２の比較手段ｆと、 第２の比較手段による比較の結果、前記新平均
受光レベルが前記旧平均受光レベルより大きい場
合、前記基準値を前記新平均受光レベルに変更す
る基準値変更手段ｇと、 を有することを特徴とする。

≪実施例の説明≫ 以下、本発明に係るワイパ制御装置の一実施例
を第４図以下の図面を用いて詳細に説明する。

第４図は本発明の一実施例の構成を示すブロツ
ク図である。なお、同図において第１図に示した
従来例と同一構成部分には、同一符号を付してそ
の説明は省略する。

同図に示す如く、この実施例のワイパ制御装置
は、第２図に示したような構造の光センサ１と、
この光センサ１からの検出信号S₁を増幅する増幅
回路２と、マイクロコンピユータを中心としてイ
ンターフエイス回路やメモリ回路、Ａ／Ｄコンバ
ータ等を備えた制御回路１１と、ワイパ駆動回路
１３等から構成されている。

上記制御回路１１には、前記増幅回路２で増幅
された検出信号S₂および、運転席の所定位置に設
けられたワイパスイツチ１２からのON／OFF信
号S₅を入力しているとともに、ワイパ駆動回路１
３へワイパ駆動信号S₆を出力している。

上記ワイパ駆動回路１３は、制御回路１１から
のワイパ駆動信号S₆によつてトリガされて、ワイ
パモータ１４に所定時間、すなわちワイパブレー
ドを１往復駆動させる時間の間、通電を行なうも
ので、モノステーブルマルチバイブレータ、リレ
ー回路等から構成されている。

次に、第５図は上記制御回路１１内のマイクロ
コンピユータによつて実行される処理の内容を示
すフローチヤートである。

同図に示す処理は、前記ワイパスイツチ１２の
ON操作に伴つてスタートされるものである。す
なわち、雨や雪あるいは濃霧等の天候時に運転者
の視界が妨げられる状態となつた場合に、運転者
がワイパスイツチ１２を手動操作することによつ
てワイパ制御装置に電源が供給されるとともに、
第４図に示す各回路が作動を開始する構成となつ
ている。

上記のようにしてワイパスイツチ１２のON操
作によつて第５図に示す処理が開始されると、ま
ずステツプ(1)の処理が実行されることによつて、
制御回路１１からワイパ駆動回路１３へワイパ駆
動信号S₆が出力され、これに伴つてワイパブレー
ドが１往復駆動される。このとき、パイパブレー
ドは前記光センサ１の前面を２回通過することと
なり、このワイパブレードが光センサ１の前面を
２回通過したか否かをステツプ(2)の処理によつて
判別する。

上記のワイパブレードが２回通過したか否かの
判別処理は、次のようにして行なわれる。すなわ
ち、同図のフローチヤートがスタートすると、こ
れに伴つてマイクロコンピユータでは一定時間τ
（例えばτ＝１ｍsec）毎に前記増幅回路２からの
検出信号S₂の電圧レベルをＡ／Ｄコンバータを介
してサンプリングし、所定のレジスタに格納する
処理が行なわれており、上記ワイパブレード１往
復させる間の検出信号S₂のレベル変化のパターン
に基づいてワイパブレード２回通過する判別す
る。

すなわち、前記光センサ１前面のフロントガラ
ス６表面に雨滴が付着した場合には、検出信号S₂
レベル変化は第６図に示す如く短時間（約10ｍ
sec）の間に所定のレベルだけ低下し、以後その
状態が続くのであるが、これに対し、光センサ１
前面をワイパブレードが通過する場合には、第７
図に示す如く、光センサ１前面をワイパブレード
が通過する短時間（約10ｍsec）の間に、前記検
出信号S₂のレベルが一旦大きく低下した後に若干
回復するという特定のパターを呈する。これは、
光センサ１前面をワイパブレードが通過する場合
には、フロントガラス６の他の部分に付着してい
る雨滴を集めてくるため、このワイパブレードに
よつて集められた雨滴による比較的厚い水膜が光
センサ１前面を通過することとなつて、一旦検出
信号レベルが大きく低下し、ワイパブレードが通
過した後は若干の拭き残しによる薄い水膜が残存
するため、同図に示す如く、検出信号レベルは元
のレベルには戻らず若干の回復がなされるのみと
なる。

従つて、第７図に示すような検出信号レベルの
変化パターンが２回現われた場合にワイパブレー
ドの１往復駆動が終了したと判定することかでき
るのである。

次に、上記ステツプ(2)の実行結果がYESとな
つた場合には、ステツプ(3)において基準値を零
にリセツトする処理が行なわれる。

以上の処理がなされる間の前記検出信号S₂のレ
ベルと上記基準値のレベル変化は第８図に示す
如く、時点t₁において雨滴が光センサ１前面フロ
ントガラスに付着したとすれば、検出信号S₂のレ
ベルは大幅にダウンする。そして、これに伴つて
ワイパブレードが駆動し、光センサ１前面をワイ
パブレードが１回目の通過を行なつた時点t₂で上
記雨滴が拭き取られ、検出信号レベルS₂が回復す
る。そして次に光センサ１前面をワイパブレード
が２回目を通過する時点t₃までの間に、ワイパブ
レードの１回目の通過後に残された水膜が徐々に
乾燥していくため、検出信号S₂のレベルは緩やか
なカーブで上昇する。

上記ワイパブレードの２回目の通過がなされた
時点t₃においては、再び薄い水膜が残されるた
め、検出信号S₂のレベルは若干の低下を見せた
後、再び自然乾燥するため緩やかなカーブを描い
て上昇していく。このとき、基準値は零にプリ
セツトされる。

以後、検出信号S₂のレベル変化に伴つて、上昇
基準値の補正がなされることとなる。今、時点
t₃から時点tpの間には雨滴が光センサ１前面フロ
ントガラスに付着しないと仮定する。

上記時点t₃においてワイパブレードが２回通過
したことが判定されるとステツプ(2)からステツプ
(3)へ進んだ後、ステツプ(4)の処理によつてカウン
タｉが初期値１にプリセツトされる。そして、ス
テツプ(5)の処理によつて新たな検出信号S₂のレベ
ルデータXiをインプツトし、所定のレジスタに
格納する。

次に、ステツプ(6)の処理によつてインプツトさ
れたレベルデータXiと基準値との大小比較が
行なわれる。このとき、基準値はステツプ(3)に
おいて零にプリセツトされているため、必ず実行
結果がNOとなつて次のステツプ(7)へ進む。この
ステツプ(7)では上記カウンタｉの歩進がなされ
る。

次に、ステツプ(8)では、上記カウンタｉのカウ
ント値がｎに達したか否かの判別が行なわれ、実
行結果がNOであれば、再びステツプ(5)へ戻る。

上記ステツプ(5)〜ステツプ(8)までの処理によつ
てｎ個のレベルデータXi（ｉ＝１〜ｎ）のサンプ
リングがなされることとなる。

上記の如くｎ個のレベルデータがサンプリング
された後、ステツプ(8)からステツプ(9)へ進んで、
ｎ個のレベルデータの平均値を求め、これを新し
い基準値（新）として記憶する。前記平均値
を求める式は以下の如くである。

＝（１／ｎ）・_o 〓ⁱ⁼¹ Xi ……(1) 次にステツプ(10)の処理において、旧（すなわ
ち前記ステツプ(9)で求めた新以前にステツプ(6)
で用いられる基準値を示す）と、前記ステツプ
(9)で求めた新から一定値α（αは、電気ノイズ、
外来光等による検出信号S₂のレベルの変動分を考
慮して定めた値）を減算した値との大小比較を行
なう。

この時点すなわち、第８図においては時点t₄に
おいては、前記旧はステツプ(3)において零に設
定されているため、ステツプ(10)の実行結果は
YESとなり、次にステツプ(12)の処理が行なわれ
て基準値として新−αの値が設定されること
となる。なお、ステツプ(10)の実行結果によつて、
旧の値が新−αの値よりも大である場合に
は、基準値として旧の値が設定されることと
なる（ステツプ(チ)）。

しかる後、再びステツプ(4)に戻り、ｎ個のレベ
ルデータXiのサンプリングが行なわれ、その都
度基準値の値が補正されることとなる。この状
態を第９図に拡大して示す。同図に示す如く、時
点ty−１から時点tyまでの間にサンプリングされ
たレベルデータXiの平均値ｙ（この平均値ｙ
は時点tyで算出される）は、旧、すなわちｙ
−１よりも、一定値αを引いたとしても値が大き
いため、tyから次の時点ty＋１までの間の基準値
ｘは、新、すなわちｙ−αの値に設定され
る。

上記の処理によつて、第８図に示す如く、時点
t₃から時点tpの間に、ワイパブレードの拭き残し
による薄い水膜が乾燥していくのに伴つて、検出
信号S₂のレベルが増大し、これに追従する如く、
時間nτ毎に基準値が補正されていくこととな
る。

次に、時点tpにおいて微小な雨滴が光センサ１
前面フロントガラスに付着したとすれば、第８図
に示す如く、検出信号S₂のレベルは若干低下する
こととなる。このときサンプリングデータXiの
値は基準値以下となるため、第５図に示すフロ
ーチヤート中のステツプ(6)の実行結果がYESと
なり、ステツプ(13)へ進むこととなり、以下、雨滴
判別処理が実行されることとなる。

上記ステツプ(13)においては、カウンタｊの値を
ｉ＋１にプリセツトする。次にステツプ(14)におい
て新しいサンプリングデータXj（ｊは今ｉ＋１で
ある）をインプツトして、所定のレジスタに格納
する。

次に、ステツプ(15)において、サンプリングデー
タXiの値が基準値よりも小さいか否かの判別
が行なわれる。このとき、実際にフロントガラス
に雨滴が付着している場合には第８図に示す如
く、サンプリングデータXjの値が基準値より
低い状態が連続することとなり、ステツプ(15)の実
行結果はYESとなり、次のステツプ(16)において
カウンタｊを歩進した後、ステツプ(17)においてカ
ウンタｊの値がｍに達したか否かの判定が行なわ
れる。このｍの値は、例えばｍ＝100に設定され
ており、基準値より低い値のレベルデータXj
がｍ回連続してサンプリングされた場合に“雨滴
付着”と判別する処理が行なわれるのである。

従つて、上記雨滴判別処理が実行されている間
に基準値よりも高いレベルのレベル信号Xjが
サンプリングされた場合には、他のノイズ等の影
響によるレベル低下と判別してステツプ(15)からス
テツプ(7)へ復帰して基準値の補正処理へ移ること
となる。

上記雨滴判別処理において、“雨滴付着”と判
別された場合には、ステツプ(17)からステツプ(1)へ
戻り、ワイパの駆動信号が出力されて、ワイパブ
レードの１往復駆動がなされることとなる。

上記の如く、検出信号S₂のレベル変化に伴つ
て、基準値の補正がなされ、基準値よりも低
いレベルの検出信号S₂が所定時間（mτ100ｍ
sec程度）連続した場合に“雨滴付着”と判別し
て、その都度ワイパブレードの１往復駆動を行な
うこととなり、微小な雨滴が付着をも確実に検出
してワイパブレードが駆動されることとなる。

すなわち、第８図のγで示す如く、従来のワイ
パ制御装置において、一定レベルに設定されてい
た基準値では、時点tpのレベル変化では、“雨滴
付着”と判定されることがなく、小雨や濃霧等の
天候でのワイパ駆動がなされないのであるが、本
実施例のワイパ制御装置にあつては、基準値が
逐次補正されているため、時点tpのレベル変化の
ような微小な雨滴あるいは濃霧等においても確実
に“雨滴付着”と判定することができる。

なお、上記実施例では、フロントガラスに付着
する付着物検出器として反射光式の光センサを用
いているが、この他透過光式光センサあるいはそ
の他のセンサを用いても良いことは明らかであ
る。

≪発明の効果≫ 以上詳細に説明したように、本発明に係るワイ
パ制御装置にあつては、小雨あるいは濃霧、霧雨
等の天候時においても精度良く“雨滴付着”が検
出でき、しかも回路部品の特性変化やノイズ等と
の区別を的確に判断することができ、性能の向上
および安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイパ制御装置の構成を示すブ
ロツク図、第２図は同装置の光センサの構造を示
す断面図、第３図は本発明のクレーム対応図、第
４図は本発明に係るワイパ制御装置の一実施例の
構成を示すブロツク図、第５図は同装置の制御回
路において実行される処理の内容を示すフローチ
ヤート、第６図および第７図は同装置における検
出信号の変動パターンを示す図、第８図は同装置
における検出信号レベルと基準値の変化を示す
図、第９図は第８図の一部を拡大して示す図であ
る。 １……光センサ、１１……制御回路、１３……
ワイパ駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乗り物のウインドシールド近傍に配置された
   発光素子と、 前記ウインドシールド近傍に配置され、前記発
   光手段からウインドシールドを透過または反射し
   た光のレベルを検出する受光素子と、 該受光素子によつて検出された受光レベルと基
   準値とを比較する第１の比較手段と、 前記受光レベルが前記基準値よりも低い状態が
   所定時間継続した場合、ワイパを駆動する駆動手
   段と、 前記受光レベルを所定時間毎に所定回数サンプ
   リングし、平均受光レベルを算出する算出手段
   と、 該算出手段により算出した新平均受光レベルと
   前記算出手段により所定時間前に算出された旧平
   均受光レベルとを比較する第２の比較手段と、 第２の比較手段による比較の結果、前記新平均
   受光レベルが前記旧平均受光レベルより大きい場
   合、前記基準値を前記新平均受光レベルに変更す
   る基準値変更手段と、 を有することを特徴とするワイパ制御装置。