JP2009090804A - ワイパー制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】降雨状態の変化を的確に検出してワイパーの制御に反映できるようにする。
【解決手段】
車両のウインドシールドガラスＧに付着した雨滴を検出し、検出結果に基づいてワイパーを制御するワイパー制御装置において、ワイパーが払拭した水の量を算出するワイパー水測定部３０と、ワイパーを駆動するワイパーモータのオン／オフ信号に基づいて、ワイパーの実動作時間を求めるワイパー動作時間測定部４０と、ワイパーの実動作時間とワイパーの基準動作時間とを比較して、ワイパーの遅延時間を求める遅延時間算出部６０と、ワイパーの遅延時間とワイパーが払拭した水の量とに基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断する動作変更判断部７０とを備えて、降雨状態の変化をワイパーの遅延時間とワイパーが払拭した水の量とにより捉えて、降雨状態の変化に応じた適切なワイパーの制御を行えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、降雨状態を的確に検出してワイパーを制御する車両用ワイパー制御装置に関する。

ワイパーを制御する車両用ワイパー制御装置に採用される雨滴センサとして、例えば光学方式を用いた雨滴センサがある。
光学方式を用いる従来の雨滴センサでは、発光素子から発せられた光を検知面で反射させ、反射した光を受光素子で受光して雨滴の検出を行う。具体的には、検知面に水等が付着していると検知面における光の反射条件が変化して受光素子での光の受光量が変化するので、受光素子の受光量の変化を捉えて、検知面に付着した雨滴の検出を行う。

受光量の変化を捉えて検知面に付着した雨滴の検出を行う方法は、種々提案されており、例えば基準値との比較により雨滴を検出する方法（特許文献１）や、受光素子の出力の積算により雨滴を検出する方法（特許文献２）がある。
特開昭６１−３７５６０号公報 特開平０４−３４９０５３号公報

しかし、雨滴センサは、取り付け位置の問題や雨滴の検出面積が小さいことなどにより、安定した検出結果が得られにくい。
そのため、同じような降雨状態であっても雨滴センサの出力値が異なることがあり、雨滴センサによる検出結果をそのままワイパーの動作制御に反映させると、ワイパーの適切な制御を行えないことがある。よって、雨滴センサによる検出結果を所定時間モニタして検出結果の妥当性を判断した上でワイパーの動作制御をする必要があり、検出結果をワイパーの制御にフィードバックするのに時間を要することになる。
この場合、降雨状態の急激な変化を検出してワイパーの制御に反映させることが困難となり、例えば、強い降雨状態のもとでワイパーを高速で動作させている際に車両がトンネル内に突入しても、ワイパーの払拭速度の高速から低速への切り替えや、ワイパーのオフが即座に行われないこととなり、運転者がワイパーの動作に不愉快を感じることがある。

本発明は、降雨状態の変化を的確に検出してワイパーの動作制御に反映させることのできるワイパー制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両のウインドシールドガラスに付着した雨滴を検出し、検出結果に基づいてワイパーの動作を制御するワイパー制御装置において、ワイパーを駆動するワイパーモータのオン／オフ信号に基づいて、ワイパーの実動作時間を求めるワイパー動作時間測定部と、ワイパーの基準動作時間とワイパーの実動作時間とを比較して、ワイパーの遅延時間を求める遅延時間算出部と、ワイパーの遅延時間に基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断するワイパー動作変更判断部とを備える構成とした。

本発明によれば、ワイパーを駆動するワイパーモータのオン／オフ信号に基づいて求めたワイパーの実動作時間と、ワイパーの基準動作時間との比較により、ワイパーの遅延時間が算出され、算出された遅延時間に基づいて、ワイパーの動作の変更の要否が判断される。
ウインドシールドガラスが雨などの水により十分濡れているときには、水が潤滑剤として作用してワイパーの払拭速度が速くなる傾向があるが、水の量が減少すると、ワイパーとウインドシールドガラスとの摩擦が増大してワイパーの払拭動作が遅くなる傾向がある。そのため、降雨状態の変化などによりウインドシールドガラスに付着する水の量が減少すると、減少量に応じてワイパーの実動作時間が延びて基準動作時間との差が大きくなり、ワイパーの遅延時間が増大する。
よって、ワイパーの遅延時間に基づいて、降雨状態の変化などに起因するウインドシールドガラスに付着する水の量の変化を捉えて、ワイパーの動作を停止する、遅くするなどのワイパー動作の変更の要否を判断することで、降雨状態の変化に応じたワイパーの的確な制御を行うことができる。
さらに、短時間で求めることのできるワイパーの遅延時間に基づいて、ワイパー動作を即座に調整できるので、運転者がワイパーの動作に不愉快を感じることを防止できる。

以下、本発明の実施例を説明する。
図１は、実施例にかかるワイパー制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
図２は、ワイパー制御装置のセンサ部の構成を説明する説明図であり、（ａ）はセンサ部が取り付けられたウインドシールドガラスを断面方向から見た図、（ｂ）はウインドシールドガラスに付着した雨滴の検出原理を説明する説明図である。

実施例にかかるワイパー制御装置１は、雨滴を検出するセンサ部１０と、信号処理部２０と、ワイパー水測定部３０と、ワイパー動作時間測定部４０と、基準動作時間設定部５０と、遅延時間算出部６０と、動作変更判断部７０と、ワイパー制御部８０とを備えて構成される。

センサ部１０は、ＬＥＤからなる発光素子１１と、受光素子１２とから構成され、車両のウインドシールドガラスＧの車室側の面であって、ウインドシールドガラスＧの表面を払拭するワイパーの払拭領域内に設置される。

発光素子１１は、図２の（ａ）に示すように、照射光がウインドシールドガラスＧの表面に対して所定角度θをもって入射するように、制御基板１３上に所定角度傾けて設置されており、受光素子１２は、ウインドシールドガラスＧで反射された光を受光するために、反射された光の光路に整合するように制御基板１３上に所定角度傾けて設置されている。
発光素子１１および受光素子１２とウインドシールドガラスＧとの間にはレンズ１４が介在しており、レンズ１４は、発光素子１１から照射された光をウインドシールドガラスＧに誘導して、ウインドシールドガラスＧの表面に所定の大きさの検知面Ｄを形成すると共に、検知面Ｄで反射した反射光を受光素子１２に誘導する。

発光素子１１には、図示しない発光制御部からパルス信号が入力され、発光素子１１は、パルス信号により規定される所定周期毎に検知面Ｄに向けて光を照射する。そして、各検知面Ｄで反射された光はレンズ１４により集光されたのちに受光素子１２により受光され、受光素子１２は、受光量に応じたレベルの受光信号（電気信号）を生成する。
図２の（ｂ）に示すように、検知面Ｄに雨滴Ｓなどが付着していると、発光素子１１から照射された光は雨滴Ｓにより一部拡散されるので、受光素子１２の受光量が検知面Ｄに付着した雨滴Ｓの量に応じて減少する。したがって、受光素子１２は、検知面Ｄに付着した雨滴Ｓに応じて異なるレベルの出力を与える。この際、検知面Ｄに付着する雨滴の量が多いほど出力値は小さくなるので、受光素子１２の出力値に基づいて、検知面Ｄに付着した雨滴の量を検出できる。

信号処理部２０は、受光素子１２の出力値を電圧値に変換すると共に、変換により得られた電圧値の増幅、デジタル変換を行う。

ワイパー水測定部３０は、デジタル変換後の受光素子１２の出力値に基づいて、ワイパーが払拭した雨滴（水）の量を求める。

ワイパー動作時間測定部４０は、ワイパーを駆動するワイパーモータ（図示せず）から入力されるワイパーモータのオン／オフを表すＡ／Ｓ信号に基づいて、ワイパーが動作している時間（ワイパーの実動作時間）を測定する。

基準動作時間設定部５０は、後記する遅延時間算出部６０において、ワイパー動作時間測定部４０で測定したワイパーの実動作時間（以下、ワイパー動作時間と標記する）の「早い／遅い」を判断するための基準（基準動作時間）を設定する。

遅延時間算出部６０は、基準動作時間設定部５０が設定した基準動作時間と、ワイパー動作時間測定部４０で測定したワイパー動作時間とを比較して、ワイパーの遅延時間を算出する。

動作変更判断部７０は、ワイパーが払拭した水の量と、ワイパーの遅延時間とに基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断する。

ワイパー制御部８０は、図示しないワイパースイッチで指定された動作モードでワイパーを動作させると共に、動作変更判断部７０における判断結果に基づいて、ワイパー動作の変更などを行う。ワイパー動作の制御は、図示しないワイパーモータに駆動信号を出力し、駆動信号に基づきワイパーモータを動作させることで行う。

ワイパー制御装置１の動作を説明する。
図３は、ワイパー制御装置における処理を説明するフローチャートである。
ステップ１０１において、ワイパー動作時間測定部４０は、ワイパーを駆動するワイパーモータから入力されるＡ／Ｓ信号に基づいて、ワイパー動作時間を測定する。

ワイパー動作時間測定部４０には、ワイパーを駆動するワイパーモータ（図示せず）から、ワイパーモータのオン／オフを表すＡ／Ｓ信号が常時入力される。
ワイパー動作時間測定部４０は、所定時間間隔毎（例えば、１６ｍｓ毎）に、Ａ／Ｓ信号に基づいてワイパーモータのオン／オフを判断し、判断結果に基づいて、ワイパー動作時間を測定する。

図４は、ワイパー動作時間測定部４０に入力するＡ／Ｓ信号の波形を説明する説明図である。
ワイパー動作時間測定部４０に入力するＡ／Ｓ信号の経時的な変化を示す波形は、例えば図４に示すような波形になる。この図において、Ａ／Ｓ信号が「オン」である期間はワイパーモータが動作しており、「オフ」である期間はワイパーモータが停止していることを示している。
ワイパー動作時間測定部４０は、Ａ／Ｓ信号がオンからオフに変わった時点で、Ａ／Ｓ信号がオンであった時間を求め、求めた時間をワイパー動作時間とする。
例えば図４の場合、時刻ｔ１において、Ａ／Ｓ信号がオンからオフに変わっているので、Ａ／Ｓ信号がオンであった時刻ｔ０からｔ１までの時間Ｔ１を、ワイパー動作時間とする。そして、求めたワイパー動作時間を示す動作時間情報を生成し、基準動作時間設定部５０と、遅延時間算出部６０とに出力する。

ちなみに、ワイパー動作時間測定部４０は、Ａ／Ｓ信号がオフになるたびに、Ａ／Ｓ信号がオンであった時間を求めて、動作時間情報を生成する。
よって、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間Ｔ２が、次に生成される動作時間情報において規定されているワイパー動作時間となる。

ステップ１０２において、基準動作時間設定部５０は、後記する遅延時間算出部６０において、ワイパー動作時間の遅延の有無を判断するための基準動作時間を設定する。

図５は、基準動作時間設定部５０における処理を説明するフローチャートである。
図５を参照して、ワイパーの基準動作時間の設定を説明する。
ステップ２０１において、基準動作時間設定部５０は、ワイパー動作時間が測定されたか否かを、動作時間情報がワイパー動作時間測定部４０から入力されたか否かに基づき確認する。
ステップ２０１においてワイパー動作時間が測定されたことが確認された場合、ステップ２０２において、基準動作時間が既に設定されているか否かを確認する。ワイパーが停止状態から初めて駆動されたか否かを確認するためである。

ステップ２０２において基準動作時間が設定されていない場合、すなわちワイパーが停止状態から初めて駆動された場合、ステップ２０３において、今回入力された動作時間情報において規定されているワイパー動作時間（今回のワイパー動作時間）を基準動作時間とする。
ステップ２０２において基準動作時間が既に設定されている場合は、ステップ２０４において、今回のワイパー動作時間と、基準動作時間とを比較して、今回のワイパー動作時間が、既に設定されている基準動作時間よりも短いか否かを確認する。既に設定されている基準動作時間が最小であるか否かを確認するためである。

ステップ２０４において今回のワイパー動作時間が基準動作時間よりも短くない場合は、ステップ２０５において基準動作時間を変更しない。
ステップ２０４において今回のワイパー動作時間が基準動作時間よりも短い場合は、ステップ２０６において今回のワイパー動作時間を新たな基準動作時間とする。
このようにして、基準動作時間設定部５０は、基準動作時間が常に最小となるようにして、ワイパー動作時間の遅延の発生をより迅速に検出できるようにしている。

図３のワイパー制御装置における処理の説明に戻る。
ステップ１０３において、遅延時間算出部６０は、ワイパーの遅延が生じているか否かを確認する。
ワイパーの遅延が生じるとワイパー動作時間が長くなる。よって、遅延時間算出部６０は、ワイパー動作時間が基準動作時間よりも長い場合に、ワイパーの遅延が生じたと判定する。
ステップ１０３においてワイパーの遅延が生じていると確認された場合、ステップ１０４において、遅延時間算出部６０は、ワイパー動作時間から基準動作時間を減算して求めた時間差をワイパーの遅延時間とする。そして、ワイパーの遅延時間に基づいて、図示しない記憶部に記憶された遅延時間マップを参照して、ワイパーの遅延時間の程度（レベル）を特定する。

図６は、遅延時間マップを説明する説明図である。
遅延時間マップでは、ワイパーの遅延時間のレベル（ワイパー遅延レベル）と、ワイパーの遅延時間との関係が規定されており、遅延時間に基づきワイパー遅延レベルが特定できるようになっている。例えば、遅延時間が２０ｍｓである場合はワイパー遅延レベルが「１」であり、９０ｍｓである場合は「５」であると特定される。

ワイパー遅延レベルが特定されると、ステップ１０５において、遅延時間算出部６０は、図示しない記憶部に記憶された補正係数マップを参照して、ワイパー動作の停止の要否を判断するための係数（ワイパー停止補正係数）を特定する。
図７は、補正係数マップを説明する説明図である。
補正係数マップでは、ワイパー遅延レベルとワイパー停止補正係数との関係が規定されており、ワイパー遅延レベルに基づいて、ワイパー停止補正係数が特定できるようになっている。例えば、ワイパー遅延レベルが「５」である場合は、ワイパー停止補正係数が「１」であると特定される。

ここで、本実施例では、ワイパー停止補正係数が「３」である場合はウインドシールドガラスＧが乾燥していることを、「２」である場合はウインドシールドガラスＧがほぼ乾燥していることを、「１」である場合はウインドシールドガラスＧが濡れ気味であることを、「０」である場合はウインドシールドガラスＧが濡れていることを、それぞれ示している。
また、基準動作時間からの遅延時間が６４ｍｓ以上（ワイパー遅延レベルが「４」以上）となった場合に、ワイパーの払拭速度に遅延が生じていると判断して、ワイパー停止補正係数を設定し、後記する動作変更判断部７０において、ワイパー停止補正係数に基づいてワイパー動作の停止の要否を判断するようにしている。
なお、この補正係数マップでは、遅延時間のレベルが「３」未満である場合は、ワイパー停止補正係数が「０」となるように設定されている。これは、Ａ／Ｓ信号に基づき求められるワイパー動作時間の誤差が、動作変更判断部７０における判断に影響するのを防止するためである。

ステップ１０６において、ワイパー水測定部３０は、ワイパーが検知面Ｄを通過した際の受光素子１２の出力値から、ワイパーが払拭した水の量を測定する。

図８は、デジタル変換後の受光素子の１２の出力の経時的な変化を示す波形である。
ワイパーがウインドシールドガラスＧの表面に設定した検知面Ｄを通過すると、検知面Ｄに付着した雨滴がワイパーにより払拭されて検知面Ｄでの光の反射条件が大きく変化するので、受光素子１２の出力値はワイパーの通過時に大きく変化する。

図８の場合、符号Ａ、Ｂで示す点線枠内の受光素子１２の出力値の変化が、ワイパーの通過を示している。ここで、ワイパーはウインドシールドガラスＧの払拭領域内を往復移動しているので、符号Ａで示す点線枠内の出力値の変化はワイパーの往路移動に起因する変化であり、符号Ｂで示す点線枠内の出力値の変化はワイパーの復路移動に起因する変化である。

ワイパーは、ウインドシールドガラスＧの表面に付着した雨滴をかき集めながら移動する。そのため、ワイパーが検知面Ｄの上を通過する際の受光素子１２の出力値は、かき集められた水により一旦低下したのち、ワイパーが通過して雨滴の払拭が完了した時点で急激に上昇する。よって、符号ａで示す点の出力値は、かき集められた水が検知面Ｄの上に位置するときの出力値であり、符号ｂで示す点の出力値は、払拭が完了したときの出力値となる。
ここで、点ａにおける出力値と点ｂにおける出力値の差（図中、符号Ｃで示す）が、ワイパーが払拭した水の量にほぼ相当するので、符号ａで示す点の出力値に基づき雨滴の量を求めると、ワイパーが払拭した水の量が判る。

ワイパー水測定部３０は、ワイパーの往路移動の際の受光素子１２の出力値のうち、最も値の小さい出力値（図中、符号ａで示す）を評価値として決定し、決定した評価値と、一回前のワイパーの往路移動の際の評価値とを比較する。
そして、今回の評価値のほうが前回の評価値よりも大きい場合（ワイパーが払拭した水の量が減少した場合）、今回の評価値から前回の評価値を減算して評価値の差を求め、求めた差に基づいて、図示しない記憶部に記憶されたワイパー払拭水マップを参照して、ワイパーが払拭した水の量を特定する。

図９は、ワイパー払拭水マップを説明する説明図である。
ワイパー払拭水マップでは、ワイパー通過時の評価値の変化量と、ワイパーが払拭した水の量の関係が規定されており、ワイパー通過時の評価値の変化量を求めることでワイパーが払拭した水の量の程度（ワイパー水レベル）が特定できるようになっている。例えば、変化量が１００である場合はワイパー水レベルが「３」であり、３００である場合は「９」であると特定される。
ワイパー水測定部３０は、ワイパーが払拭した水の量のワイパー水レベルが特定されると、ワイパー水レベルを示す払拭水情報を生成する。

ステップ１０７において、動作変更判断部７０は、ワイパーの遅延時間と、ワイパーが払拭した水の量とに基づいて、ワイパー動作の停止の要否を判断する。
具体的には、ワイパー水測定部３０が生成した払拭水情報と、遅延時間算出部６０により特定されたワイパー停止補正係数とに基づいて、図示しない記憶部に記憶された判断マップを参照して、ワイパー動作の停止の要否を判断する。

図１０は、判断マップを説明する説明図である。
判断マップでは、ワイパー動作の停止の要否を判断する際の、ワイパーが払拭した水の量（ワイパー水レベル）とワイパー停止補正係数との関係が規定されている。
例えば、ワイパー停止補正係数が０（遅延時間がゼロ）のときは、ワイパー水レベルが２未満の場合にワイパーの停止を決定し、ワイパー停止補正係数が１（遅延時間が短い）のときは、ワイパー水レベルが４未満の場合にワイパーの停止を決定し、ワイパー停止補正係数が３（遅延時間が長い）のときは、ワイパー水レベルが１６未満の場合にワイパーの停止を決定するように、規定されている。
ここで、ウインドシールドガラスＧに付着する水の量が少なくなってワイパーの遅延時間が大きくなるほど、ワイパーの停止の判断が行われ易くなるように設定されている。

これにより、ワイパー制御部８０は、動作変更判断部７０においてワイパーの停止が判断されると、ワイパーを駆動する図示しないワイパーモータへの駆動信号の出力を中止して、ワイパーを停止させることになる。

なお、ワイパー動作の変更（停止）の要否の判断は、例えばワイパーの遅延時間の程度を示すワイパー遅延レベルが「８」以上の場合はワイパーを停止、「４」以上「８」未満の場合は、ワイパーの速度を低下させるなどの制御条件を予め決めたマップを用いて、ワイパーの遅延時間のみに基づいて、判断するようにしても良い。

図１１は、降雨状態が急激に変化して、ウインドシールドガラスに付着する雨滴の量が急激に減少した場合における、ワイパー遅延時間の変化を説明する説明図であり、（ａ）は、降雨状態の変化と、デジタル変換後の受光素子１２の出力値の変化との関係を示す図であり、（ｂ）は、ワイパー動作時間（Ａ／Ｓオン時間）と、ワイパーが払拭する水の量（ワイパー水レベル）との関係を示す図であり、（ｃ）は、基準動作時間と、ワイパーの遅延時間との関係を示す図である。

図１１の（ａ）に示すように、ワイパーの動作中に降雨状態が変化して降雨量が急激に減少すると（時刻ｔ１）、ワイパーによる雨滴の払拭と降雨量の減少とにより、ウインドシールドガラスＧが乾燥し始める。その結果、ウインドシールドガラスＧとワイパーとの間の摩擦が増加して、（ｂ）に示すように、ワイパーの動作時間（Ａ／Ｓオン時間）が時刻ｔ１以降増加して、（ｃ）に示すようにワイパーの遅延時間が増加する。また、時刻ｔ１以降、ウインドシールドガラスＧに付着する雨滴の量が減少するので、ワイパーが払拭する水の量（ワイパー水レベル）が減少すると共に、ワイパーによりかき集められた水のみが測定されるようになる（図１１の（ｂ）参照）。

このように、実施例にかかるワイパー制御装置１は、ワイパーの動作中にワイパーの遅延が発生すると、遅延の発生により降雨状態の変化（降雨量の減少）を検出し、ワイパーの遅延時間の長さにより降雨状態の変化の割合（降雨量の減少割合）を検出する。そして、検出結果に基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断する。よって、降雨状態の変化を的確に検出してワイパー動作の制御に反映させることのできるワイパー制御装置となる。
ちなみに、ワイパーの遅延が発生しない場合には、受光素子１２の出力値に基づいて検知面Ｄに付着した雨滴の量を求め、求めた雨滴の量から推測した降雨状態に基づいてワイパーの動作が行われる。

以上の通り、本実施例では、車両のウインドシールドガラスに付着した雨滴を検出し、検出結果に基づいてワイパーを制御するワイパー制御装置において、ワイパーが払拭した水の量を算出するワイパー水測定部３０と、ワイパーを駆動するワイパーモータのＡ／Ｓ信号に基づいて、ワイパーの実動作時間を求めるワイパー動作時間測定部４０と、ワイパーの実動作時間とワイパーの基準動作時間との比較により、ワイパーの遅延時間を求める遅延時間算出部６０と、ワイパーの遅延時間とワイパーが払拭した水の量とに基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断する動作変更判断部７０とを備える構成とした。
これにより、ワイパーの遅延時間の発生により、ウインドシールドガラスに付着する水の量の減少を捉えることができ、さらに遅延時間の程度により、水の量の減少の程度を捉えることができる。
また、ウインドシールドガラスに付着する水の量が減少した場合にはワイパーが払拭する水の量が減少するので、ワイパーが払拭する水の量の減少割合と、ワイパーの遅延時間とにより、ウインドシールドガラスに付着する水の量の減少変化をより的確に捉えることができる。
よって、ワイパーの遅延時間とワイパーが払拭する水の量とに基づいて、例えば降雨状態の変化などによるウインドシールドガラスに付着する水の量の変化を捉えて、ワイパーの動作速度を落とす、ワイパーを停止するなどのワイパー動作の変更の要否を判断し、ワイパー動作を即座に調整できるので、運転者がワイパーの動作に不愉快を感じることを防止できる。

特に、ワイパーの遅延時間の程度と、ワイパーが払拭した水の量との関係を規定する判断マップを参照して、ワイパーが払拭した水の量がワイパーの遅延時間に応じて決まる閾値の水の量よりも少ない場合に、動作変更判断部７０が、ワイパー動作の停止を判断する構成とし、ワイパーの遅延時間に応じて決まる閾値が、ワイパーの遅延時間が長くなるほど大きくなるように設定されているものとした。
これにより、ウインドシールドガラスＧに付着する水の量が少なくなってワイパーの遅延時間が大きくなるほど、ワイパーの停止の判断が行われ易くなる。よって、雨が止んだ場合のような降雨状態の変化を的確に捉えて、ワイパーの制御に反映させることができる。

さらに、ワイパー制御装置が、基準動作時間を設定する基準動作時間設定部５０を備え、基準動作時間設定部５０は、ワイパーの実動作時間が、現在設定されている基準動作時間よりも短い場合に、ワイパーの実動作時間を新たな基準動作時間として設定する構成とした。
これにより、基準動作時間は、ワイパーの実際の動作を反映した最も短い時間に設定されるので、ワイパー動作時間の遅延の発生をより迅速に検出できる。

ここで、上記実施例では、車両のウインドシールドガラスに向けて光を照射する光学素子を用いて、ウインドシールドガラスに付着した雨滴の量の測定と、降雨状態の推定を行う構成としたが、雨滴の量の測定と降雨状態の推定を行うことができるものであれば、光学素子を用いた雨滴センサ以外の、例えば超音波を用いた雨滴センサや感圧方式を用いた雨滴センサなども採用可能である。

また、上記実施例では、基準動作時間に対する遅延時間が６４ｍｓ以上（ワイパー遅延レベルが「４」以上）となった場合に、ワイパーの払拭速度に遅延が生じていると判断して、ワイパー停止補正係数を設定し、設定したワイパー停止補正係数に基づき、ワイパー動作の変更の要否を判断する構成とした。
しかし、遅延時間は、ワイパーの動作モード（連続動作、間欠動作）や、車両の走行モード、オートワイパー用の感度ボリュームに応じて、６４ｍｓ以外の時間に変更しても良い。

さらに、上記実施例では、基準動作時間が、基準動作時間設定部５０により常に最小となるように設定される場合を例に挙げて説明をしたが、例えば、過去Ｎ回分のワイパー動作時間の平均値を、基準動作時間として設定することや、過去Ｎ回分のワイパー動作時間に基づいて統計的手法により求めた時間を、基準動作時間として設定するようにしても良い。

また、ワイパーの動作モード毎に異なる基準動作時間を用意しておき、高速連続動作（ＨＩＧＨ連続）、低速連続動作（ＬＯＷ連続）、間欠動作などのワイパーの動作モード毎に、基準動作時間を切り替えて、ワイパーの遅延の有無を判断するようにしても良い。
図１２は、ワイパーの動作モードの経時的な切り替わりと、その際に動作モード毎に有効に設定されている基準動作時間との対応関係を示す図である。この図において、符号「○」は、基準動作時間が有効に設定されていること、符号「×」は、基準動作時間が無効に設定されていることを示している。

この図においては、図示しないワイパースイッチが、停止（ＷＰ停止）→間欠動作→ＬＯＷ連続→ＨＩＧＨ連続→・・・というように順次切り替えられる毎に、有効に設定されている基準動作時間が、切り替えられる様子が示されており、ワイパースイッチが「ＨＩＧＨ連続」を選択している場合には、ＨＩＧＨ連続用基準動作時間ａと、ＬＯＷ連続用基準動作時間ｂと、間欠動作用基準動作時間ｃが、ａ＞ｂ＞ｃの優先順位で有効に設定されており、「間欠動作」を選択している場合には、間欠動作用基準動作時間ｃのみが有効に設定されていることが示されている。

ワイパー動作時間はワイパーの動作モード毎に異なるので、ワイパーの動作モード毎に基準動作時間を切り替えて、ワイパーの遅延の有無を判断するようにすることで、より確実に遅延時間の発生を検知し、ワイパーの的確な制御に反映させることができる。

上記実施例では、動作変更判断部７０が、ワイパーの遅延時間とワイパーが払拭した水の量の両方に基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断する構成としたが、ワイパーの遅延時間のみに基づいて、ワイパー動作の変更の要否を判断するようにしても良い。
この場合、ワイパーの遅延時間の発生によって降雨状態の変化を捉え、遅延時間の程度によって降雨状態の変化の程度を捉えることができるので、例えばワイパーの遅延時間が所定時間（３００ｍｓ）よりも長くなった場合に、ワイパーを停止させることを予め決めておくことなどで、遅延時間に応じたワイパーの適切な制御が可能となる。
よって、短時間で求めることのできるワイパーの遅延時間に基づいて、ワイパー動作を即座に調整できるので、運転者がワイパーの動作に不愉快を感じることを防止できる。
また、降雨状態の変化によるウインドシールドガラスの表面の濡れ状態の変化により、ワイパーの動作時間（払拭時間）が徐々に遅くなるような場合であっても、遅延時間の発生とその程度を正確に捉えて、より適切にワイパーを制御できる。

また、上記実施例では、ワイパー動作時間測定部４０が、Ａ／Ｓ信号に基づいてワイパー動作時間を求める構成としたが、さらに、求めたワイパー動作時間を、バッテリ電圧に応じて補正するようにしても良い。
バッテリ電圧は、エアコンやパワーウインドウなどの車載電装品のオン／オフによる負荷に応じて変動する。例えば、バッテリ電圧が１４Ｖのときに毎分４２回転するワイパーモータの場合、バッテリ電圧が１２Ｖになると、回転数が毎分３６回転まで低下する。
そのため、払拭領域内をワイパーが往復移動する際のワイパーモータの動作時間は、バッテリ電圧が低くなるほど長くなる。よって、バッテリ電圧の変動を考慮せずに、ワイパー動作時間測定部４０がＡ／Ｓ信号に基づいてワイパー動作時間を求めると、バッテリ電圧が低下しているときに、ワイパーの遅延が生じていないにも拘わらずワイパーが遅延していると判断されてしまうことがある。
例えば、ワイパーが往復移動する際のワイパーモータの回転角が３２０度である場合、バッテリ電圧が１４Ｖのときに毎分４２回転するワイパーモータの動作時間は１．２７ｓであるが、バッテリ電圧が１２Ｖに低下すると回転数が毎分３６回転まで低下して動作時間が１．４８２ｓとなるので、０．２１２ｓの遅延が生じていると判断されてしまう。

かかる場合、ワイパー補正時間（Ｔｋ）を下記式（１）から求め、Ａ／Ｓ信号に基づいて測定したワイパーの動作時間（Ｔ）に、ワイパー補正時間（Ｔｋ）を加算して補正することで、下記式（２）に示すバッテリ電圧の変動の影響を除外したワイパー動作時間（Ｔ’）とすることができる。
Ｔｋ＝ΔＶ×ｋ，ΔＶ＝Ｖｓｔｄ−Ｖａｖｅ （１）
Ｔ’＝Ｔ＋Ｔｋ （２）
ここで、ΔＶ：ワイパー動作電圧差、ｋ：ワイパーモータ補正係数、Ｖｓｔｄ：基準電圧、Ｖａｖｅ：ワイパー動作中（Ａ／Ｓ信号がオンである時間）における平均バッテリ電圧である。

ワイパーモータ補正係数（ｋ）は、ワイパーモータの電圧とモータ回転数との関係を示す係数であり、ワイパーモータの特性に応じて決まる。
例えば、バッテリ電圧が１４Ｖのときに毎分４２回転するワイパーモータの動作時間の、バッテリ電圧値が１２Ｖときの回転数が毎分３６回転であり、これら異なる電圧値でワイパーモータを動作させてワイパーを往復移動させた際のワイパー動作時間の差が、２１２ｍｓであるとすると、ワイパー補正係数（ｋ）＝２１２ｍｓ／（１４−１２）Ｖ＝１０６ｍｓ／Ｖとなる。

図１３は、バッテリ電圧の変動と、ワイパー動作時間（Ａ／Ｓオン時間）および補正後のワイパー動作時間（補正後Ａ／Ｓオン時間）との関係を説明するタイムチャートである。
図中において、符号Ａ、Ｂで示す楕円で囲った領域においてバッテリ電圧が大きく変動している。かかる場合、ワイパー動作時間測定部４０が、測定したワイパー動作時間をバッテリ電圧に応じて補正しない場合、バッテリ電圧の変動によりワイパー動作時間が大きく変動していることが確認できる。一方、ワイパー動作時間を補正した場合には、ワイパー動作時間の変動が認められないことが判る。
これにより、バッテリ電圧の変動による影響を除外できるので、より正確にワイパーの遅延時間の発生の検出と、遅延時間のレベルの特定とを行うことができるので、降雨状態に応じた的確なワイパー制御が可能となる。

実施例にかかるワイパー制御装置のブロック図である。 実施例にかかるワイパー制御装置のセンサ部の構成を説明する説明図である。 実施例にかかるワイパー制御装置における処理を説明するフローチャートである。 Ａ／Ｓ信号の波形を説明する図である。 基準動作時間設定部における処理の詳細を説明するフローチャートである。 遅延時間マップを説明する説明図である。 補正係数マップを説明する説明図である。 デジタル変換後の受光素子の出力を説明する図である。 ワイパー払拭水マップを説明する説明図である。 判断マップを説明する説明図である。 降雨状態の変化とワイパー遅延時間の変化とを説明する説明図 ワイパーの動作モードの経時的な切り替わりと基準動作時間との関係を示す図である。 バッテリ電圧の変動と、補正後のワイパー動作時間との関係を説明するタイムチャートである

符号の説明

１ ワイパー制御装置
１０ センサ部
１１ 発光素子
１２ 受光素子
１３ 制御基板
１４ レンズ
２０ 信号処理部
３０ ワイパー水測定部
４０ ワイパー動作時間測定部
５０ 基準動作時間設定部
６０ 遅延時間算出部
７０ 動作変更判断部
８０ ワイパー制御部
Ｄ 検知面
Ｇ ウインドシールドガラス
Ｓ 雨滴

Claims (7)

1. 車両のウインドシールドガラスに付着した雨滴を検出し、検出結果に基づいてワイパーを制御するワイパー制御装置において、
   ワイパーを駆動するワイパーモータのオン／オフ信号に基づいて、前記ワイパーの実動作時間を求めるワイパー動作時間測定部と、
   前記ワイパーの基準動作時間と前記実動作時間とを比較して、前記ワイパーの遅延時間を求める遅延時間算出部と、
   前記ワイパーの遅延時間に基づいて、前記ワイパーの動作の変更の要否を判断する動作変更判断部と
   を備えることを特徴とするワイパー制御装置。
2. 前記ワイパーが払拭した水の量を測定するワイパー水測定部をさらに備え、
   前記動作変更判断部は、
   前記ワイパーの遅延時間と前記ワイパーが払拭した水の量とに基づいて、前記ワイパー動作の変更の要否を判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイパー制御装置。
3. 前記基準動作時間を設定する基準動作時間設定部をさらに備え、
   前記基準動作時間設定部は、前記ワイパーの実動作時間が現在設定されている基準動作時間よりも短い場合、前記ワイパーの実動作時間を新たな基準動作時間として設定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイパー制御装置。
4. 前記ワイパー動作時間測定部は、
   前記ワイパーモータを駆動するバッテリ電圧に基づいて、前記ワイパーの実動作時間を補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載のワイパー制御装置。
5. 前記基準動作時間は、前記ワイパーの動作モード毎に設定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れか一項に記載のワイパー制御装置。
6. 前記動作変更判断部は、前記ワイパーの遅延時間が所定の閾値の時間よりも長い場合に、前記ワイパーの動作の停止を判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイパー制御装置。
7. 前記動作変更判断部は、前記ワイパーが払拭した水の量が前記ワイパーの遅延時間に応じて決まる閾値の水の量よりも少ない場合に、前記ワイパーの動作の停止を判断し、
   前記閾値は、前記ワイパーの遅延時間が長くなるほど大きくなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイパー制御装置。

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