JPS6338058A - ウインドシ−ルドワイパのための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はウィンドシールドワイパのための制御装置に係
り、特にウィンドシールドに雨滴等が付着したときこれ
を自動的に払拭するようにウィンドシールドワイパを制
御するに適した制ｉ＃装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種のウィンドシールドワイパのための制御装
置においては、車両のボンネットの上面に圧電素子から
なる雨滴センサを配置して、降雨時に雨滴がボンネット
の上面に落下したとき同ボンネットの上面に生じる振動
を雨滴センサにより検出し、これによってウィンドシー
ルドワイパを自動的に払拭作動させるようにしたものが
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような構成においては、降雨時にお
けるウィンドシールドワイパの自動的払拭作動は確保し
得ても、雨滴センサが雨、日光等に直接さらされている
ため、この雨滴センサの耐久性が悪いという不具合があ
る。これに対しては、ウィンドシールドの内表面に光学
的雨滴センサを配置して上述仁同様にウィンドシールド
ワイパの自動的払拭作動を確保することも考えられるが
、上述の光学的雨滴センサが、通常、発光ダイオードと
ホトトランジスタとの組合せからなるため、雨滴検出領
域が狭いという不具合がある。かかる場合、光学的雨滴
センサの数を増加させると、車両の前方視野が狭くなっ
てしまう。

そこで、本発明は、上述のようなことに対処すべく、イ
メージセンサの機能を有効に活用したウィンドシールド
ワイパのための制御装置を提供しようとするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題の解決゛にあたり、本発明の構成上の特徴は
、第１図に例示するごとく、ウィンドシールド１の外表
面における払拭領域に雨滴１ａが付着したときこの付着
雨滴を払拭すべく作動するウィンドシールドワイパ２に
おいて、ウィンドシールド１の内表面側に配置されて前
記付着雨滴１ａを検出し一連のイメージ検出信号として
発生するイメージセンサ３と、このイメージセンサ３か
ら所定時間経過毎に生じる各一連のイメージ検出信号の
多値を各一連句に平均化し平均化データとして順次設定
する平均化手段４と、前記各平均化データが互いに異な
るときにのみウィンドシールドワイパ２の作動に必要な
出力信号を発生し同ウィンドシールドワイパ２に付与す
る出力信号発生手段５とを設けるようにしたことにある
。

〔作用〕

しかして、このように本発明を構成したことにより、雨
滴１ａがウィンドシールドｌの払拭領域に付着した状態
にあるとき、イメージセンサ３が前記所定時間経過毎、
即ち雨滴１ａの流動に応じ各一連のイメージ検出信号と
して発生し、平均化手段４が同各一連のイメージ検出信
号の多値を各一連句に平均化し平均化データとして順次
設定し、出力信号発生手段５が、前記各平均化データが
互いに異なるときにのみ出力信号を発生しウィンドシー
ルドワイパ２に付与してこれを作動させる。

〔効果〕

このように、イメージセンサ３の検出機能を有効に活用
することにより、前記各平均化データが互いに異なると
きにのみ雨滴１ａの付着と判断してウィンドシールドワ
イパ２を作動させるので、降雨時におけるウィンドシー
ルドワイパ２の作動を常に確保し得る。かかる場合、イ
メージセンサ３がウィンドシールド１の内側にあるので
、同イメージセンサ３がウィンドシールド１の外側にお
ける雨等の外乱環境状態に影響されることなくその耐久
性を十分に維持し得る。また、イメージセンサ３の外形
寸法が小さいにもかかわらず、同イメージセンサ３の検
出領域が広いので、乗員の前方視界を妨げることなく、
前記払拭領域の広範囲に亘り付着する雨滴を検出できる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図は、車両用ウィンドシールドワイパに適用した本発明
に係る制御装置の一例を示しており、前記ウィンドシー
ルドワイパは、当該車両のフロントウィンドシールド１
０の外表面に定めた所定払拭領域に亘り、ワイパブレー
ドをフロントウィンドシールド１０の外表面に沿い往復
摺動させるように構成されている。制御装置は、発光素
子２０ａと、この発光素子２０ａに接続した発光駆動回
路２０ｂとを備えており、発光素子２０ａは、ＧａＡｓ
系の赤外発光ダイオードからなり、フロントウィンドシ
ールド１０の内側にて前記所定払拭領域の一部（以下、
検出領域という）に向けて発光すべく適宜手段により支
持されている。

かかる場合、発光素子２０ａの発光波長λの中心値は、
水蒸気等により減衰し易い９５０止である。

発光駆動回路２０ｂは、発光素子２０ａから発光させる
べく駆動信号を発生し同発光紫子２０ａに付与する。

また、制御装置は、イメージセンサ３０と、このイメー
ジセンサ３０に接続した信号変換回路４０と、この信号
変換回路４０に接続したマイクロコンピュータ５０と、
このマイクロコンピュータ５０に接続した駆動機構６０
とを備えており、イメージ接続３０は、フロントウィン
ドシールド１０の内側にて前記検出領域に対向し同フロ
ントウィンドシールド１０に平行に発光素子２０ａと共
に前記適宜手段により、乗員の前方視界の邪魔にならな
いように支持されている。このイメージセンサ３０は、
レンズ３１と、光学干渉フィルタ３２と、センサ本体３
２とにより構成されており、レンズ３１は、センサ本体
３３の受光面上に受光像を結ばせるようになっている。

但し、レンズ３１の焦点は、フロントウィンドシールド
１０の前記所定払拭領域の一部上に位置する。

光学干渉フィルタ３２は、レンズ３１の背面に重畳され
て、λ＝９５０ｎｍを中心とする波長領域の光を線して
透過さ′せる。センサ本体３３は、光学干渉フィルタ３
２の背後に並設されて、第１〜第５０の画素部を二次元
的に配列して構成されている。しかして、センサ本体３
３は、その受光面上の受光像を前記第１〜第５０の画素
部から順次第１〜第５０のイメージ検出信号として発生
する。

かかる場合、各イメージ検出信号は、フロントウィンド
シールドＩＯの前記所定払拭領域に雨滴が付着していな
いとき低周波成分のみからなり、同所定払拭領域に雨滴
が付着したときこの付着雨滴の外周縁部分の関係で高周
波成分を含む。

信号変換回路４０は、バイパスフィルタ４１と、このバ
イパスフィルタ４１に接続した比較回路４２とにより構
成されており、バイパスフィルタ４１は、イメージセン
サ３０からの第１〜第５０のイメージ検出信号の周波成
分のうち高周波成分のみを第１〜第５０のフィルタ信号
として発生する。

比較回路４２は、互いに直列接続した雨抵抗４２ａ、４
２ｂと、バイパスフィルタ４１及び両抵抗４２ａ、４２
ｂに接続したコンパレータ４２ｃとにより構成されてお
り、両抵抗４２ａ、４２ｂは、直流電源からの給電電圧
（＋Ｖｃ）を分圧しこの分圧電圧を基準電圧としてその
共通端から発生する。

かかる場合、この基準電圧は、フロントウィンドシール
ド１０に雨滴が付着したことを表す値に相当する。コン
パレータ４２は、両抵抗４２ａ、４２ｂからの基準電圧
がバイパスフィルタ４１からの第１〜第５０のフィルタ
信号の各レベルより高い（又は低い）ときハイレベル（
又はローレベル）にて第１〜第５０の比較信号を発生す
る。

マイクロコンピュータ５０は、そのＲＯＭに予め記憶し
たコンピュータプログラムを、第３図及び第４図に示す
フローチャートに従い、信号変換回路４０との協働によ
り実行し、この実行中において駆動機構６０の制御に必
要な演算処理を行なう。駆動機構６０は、マイクロコン
ピュータ５゜の制御を受けて前記ワイパブレードを駆動
摺動させる。

以上のように構成した本実施例において、本発明装置を
作動状態におけば、発光駆動回路２０ｂが駆動信号を発
生し、発光素子２０ａがフロントウィンドシールド１０
の検出領域に向けて発光する。これと同時にマイクロコ
ンピュータ５ｏが第３図のフローチャートに従いコンピ
ュータプログラムの実行をステップ７０にて開始し、ス
テップ７１にて回数データをＬ＝１とし、ステップ７２
にて、画素数データをｊ＝１とセットする。

かかる段階にて、降雨により雨滴Ｓ（第２図参照）がフ
ロントウィンドシールド１０の検出領域に付着すると、
発光素子２０ａからの光が雨滴Ｓにより反射されてレン
ズ３１及び光学干渉フィルタ３２を通りセンサ本体３３
に入射する。すると、イメージセンサ３０が同受光に基
き雨滴を検出し第１〜第５０のイメージ検出信号を順次
発生し、バイパスフィルタ４１がこれら各イメージ検出
信号に応答して第１〜第５０のフィルタ信号を順次発生
し、比較回路４２が同各フィルタ信号のレベル及び前記
基準電圧に応じ第１〜第５０の比較信号を順次発生する
。コンピュータプログラムがステップ７３に進と、マイ
クロコンピュータ５０がステップ７２におけるｊ＝１に
基き比較回路４２から第１比較信号を画素データＤＩと
して取込み、ステップ７４にて、画素数データｊ＝２と
更新し、ステップ７５にて「ＮＯ」と判別する。以後、
各ステップ７３〜７５の循環演算のもとに、マイクロコ
ンピュータ５０が比較回路４２からの第２〜第５０の比
較信号の各画素データＤ２〜Ｄ５０としての取込み及び
画素数データｊの加算更新を行う。かかる場合、前記各
画素データは、これに対応する各比較信号がハイレベル
（又は、ローレベル）のとき「１」　（又は、「０」）
をとる。

ついで、マイクロコンピュータ５０が、ステップ７５ａ
にて各画素データＤ１〜Ｄ５０の平均化を行いこれを平
均化データＢ１としてセットし、ステップ７５ｂにて回
数データＪｌ＝２と加算更新し、ステップ７６にてｌ＝
２に基き「ＮＯ」と判別し、ステップ７６ａにてｔ秒間
（例えば、１秒間）の時間待ちを行う。かかる場合、を
秒間は、フロントウィンドシールド１０の検出領域にお
ける付着雨滴の流動に必要な時間に相当する。以後、各
ステップ７２〜７６ａの循環演算の繰返しのもとに、マ
イクロコンピュータ５０が上述と同様に平均化データＢ
２．Ｂ３を順次演算し、回数データＬを加算更新する。

しかして、ステップ７６における判別がｒＹＥＳ」とな
ると、マイクロコンピュータ５０がコンピュータプログ
ラムを判定処理ルーチン７７（第４図参照）に進め、同
ルーチンの実行をステップ７７ａにて開始し、ステップ
７７ｂにて、ステップ７５ａにおける各平均化データＢ
ｌ、Ｂ２．Ｂ３を加算して加算データＢとセットする。

然るに、上述のごとくフロントウィンドシールド１０の
検出領域における付着雨滴の流動により、Ｂ≠０、Ｂｌ
≠Ｂ２≠Ｂ３が成立するから、マイクロコンピュータ５
０が各ステップ？７ｃ、７７ｄ、？７ｅにて順次「ＮＯ
」と判別し、ステップ７７ｆにてフラグＷ＝１とセット
する。

判定処理ルーチン７７のステップ７７ｈにおける演算終
了後、マイクロコンピュータ５０が、ステップ７８にて
、ステップ７７ｆにおけるフラグＷ＝１に基きｒＹＥｓ
Ｊと判別し、ステップ７８ａにて、前記ウィンドシール
ドワイパの駆動に必要な出力信号を発生し、これに応答
して駆動機構６０が前記ウィンドシールドワイパのワイ
パブレードを払拭作動させて付着雨滴を除去する。なお
、ステップ７８ａにおける演算後、マイクロコンピュー
タ５０は、ステップ７８ｂにて、ステップ７３における
画素データＤ１〜Ｄ５０及びステップ７５ａにおける平
均化データＢ１〜Ｂ３をクリアする。

然る後、雨が止むと、上述と同様の演算過程において、
判定処理ルーチン７７の各ステップ７７ｃ、７７ｄ、７
７ｅのいずれかにおける判別が「ＹＥＳＪとなる。する
と、マイクロコンピュータ５０がステップ７７ｇにてフ
ラグＷ＝０とセットし、ステップ７８にてＷ＝０に基き
ｒＮＯＪと判別し、ステップ７８ｂにて上述と同様の演
算を行う。換言すれば、マイクロコンピュータ５ｏがコ
ンピュータプログラムのステップ７８ａへの移行を禁止
することにより出力信号の発生を禁止するので、駆動機
構６０が前記ウィンドシールドワイパの作動を停止させ
る。また、フロントウィンドシールド１０の検出領域に
ゴミ等の固定異物が付着した場合には、この固定異物が
流動するようなことはないため各ステップ７７ｄ、７７
ｅの少なくとも一方における判別がｒＹＥｓＪとなるの
で、前記ウィンドシールドワイパがイメージセンサ３０
の固定異物検出に起因して誤動作することもない。

以上説明したように、イメージセンサ３０の検出機能を
有効に活用することにより、判定処理ルーティン７７に
おいて付着雨滴の流動の有無を判定し、付着雨滴の流動
があるとの判定のときにのみ前記ウィンドシールドワイ
パを作動させるようにしたので、常に降雨時にのみ前記
ウィンドシールドワイパを確実に作動させ得る。かかる
場合、イメージセンサ３０が当該車両の車室内に位置し
ているので、同イメージセンサ３０が、雨、日光等に直
接さらされることもなく、その本来の機能を十分に維持
しつつ長寿命を確保し得る。また、イメージセンサ３０
の外形寸法が小さいにもかかわらず、同イメージセンサ
３０の雨滴検出領域が広いため、乗員の前方視界を妨げ
ることなく必要十分な雨滴検出領域を確保できる。

なお、前記実施例においては、発光素子２０ａからの光
をイメージセンサ３０の検出に利用したが、これに限ら
ず、昼間の場合には、太陽光をイメージセンサ３０の検
出に利用するようにしてもよい。

また、前記実施例においては、車両用ウィンドシールド
ワイパに本発明が適用された例について説明したが、こ
れに代えて、例えば、飛行機、船舶等のウィンドシール
ドワイパに本発明を適用して実施してもよい。

また、本発明の実施にあたっては、イメージセンサ３０
の画素部の数は、５０個に限定することなく、適宜、増
減して実施してもよい。

また、前記実施例においては、ステップ７６における判
定基準を、ｇ’＞ａとしたが、これに限ることなく、例
えば、９＞４、或いは！〉２として実施してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲に記載の発明の構成に対する対
応図、第２図は本発明装置のブロック図、並びに第３図
及び第４図は第２図におけるマイクロコンピュータの作
用を示すフローチャートである。 符号の説明 １０・・・フロントウィンドシールド、３０争台・イメ
ージセンサ、４０・・・信号変換回路、５０・・・マイ
クロコンピュータ、６０・・・駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ウインドシールドの外表面における払拭領域に雨滴が
   付着したときこの付着雨滴を払拭すべく作動するウイン
   ドシールドワイパにおいて、前記ウインドシールドの内
   表面側に配置されて前記付着雨滴を検出しこれを一連の
   イメージ検出信号として発生するイメージセンサと、こ
   のイメージセンサから所定時間経過毎に生じる各一連の
   イメージ検出信号の各値を各一連毎に平均化し平均化デ
   ータとして順次設定する平均化手段と、前記各平均化デ
   ータが互いに異なるときにのみ前記ウインドシールドワ
   イパの作動に必要な出力信号を発生し同ウインドシール
   ドワイパに付与する出力信号発生手段とを設けるように
   したことを特徴とするウインドシールドワイパのための
   制御装置。