JP3775183B2 - ワイパー駆動装置の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨滴等を検出する検出装置（レインセンサー）の検出結果をもとに、ワイパーを制御するワイパー駆動装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から数多く提案されている光学式のレインセンサーにおいて、雨滴等による付着状況の識別方法は以下のようであった。
すなわち、雨滴等の付着のない状況では、発光素子からの光は、ウインドシールドガラス内を全反射していき、受光素子に入射する。雨滴等が付着した状況では、全反射の条件が崩れて、前記受光素子に入射する光量が低下する。この光量低下による受光素子の出力低下を検出し、雨滴等の付着を判断していた。
【０００３】
さらにこのようなレインセンサーを用いたワイパー制御装置では、前記センサーの検出結果を基にして、ワイパーの動作を制御していた。
つまりこれは、ワイパーが動作する直前のレインセンサーの状態によって、ワイパーの動作を制御していることになる。
【０００４】
ところで、特開平１１−５５１４号公報には、雨滴量の増加を検出してワイパーを制御するワイパー自動制御装置が開示されている。この公報には、ワイパー自動制御装置において、ワイパーが雨滴検出部を通過し、（反転位置で反転し、）再度雨滴検出部を通過するまでの間、雨滴量の検出、増加量の算出、積算雨滴量の積算を禁止する、ことが記載されている。
この技術は、雨滴量の増加を積算して、ワイパー作動の判断することを前提としている制御方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで光学式のレインセンサーは、図１に示すように、ワイパーの払拭範囲内に設けられていることが多い。このようなレインセンサーの場合、ワイパーが動作した時には、前記センサーの検知面上をワイパーが通過することになる。このワイパー通過時には、前記受光素子の出力が大きく低下することになる。
基本的にレインセンサーは、受光素子の出力低下を検出し、雨滴が付着したと判断するので、ワイパー通過時の前記受光素子の出力低下を、雨滴と誤って検出してしまうことになる。
【０００６】
そこでこの誤検出をなくすために、ワイパー動作時には、前記レインセンサーの検出を禁止することが行われている。
具体的には、ワイパー動作信号が「ＯＮ」の時には、前記レインセンサーからの検出信号にマスクが掛けられ、検出を禁止した「DISable」状態としている（図６参照のこと）。
【０００７】
上述のような制御では、多くの降雨があるときには、適当な間隔でレインセンサーが雨滴を検出するので、特に問題は発生しなかった。
しかしながらの小雨の場合には、降雨の割にレインセンサーの検知可能な時間が短かいので、的確な制御ができなくなる畏れがある。これは以下のような理由による。
【０００８】
当然ながら、レインセンサーの検知面の面積は、運転者の視界範囲内のウインドシールドの面積よりも、極端に小さい。このため小雨時では、レインセンサーの検知面に雨滴が付着する確率が小さい。まして、レインセンサーの検知可能な時間が短かいと、ウインドシールドの状況を反映した的確な制御が、ますます困難となってしまうことになる。
【０００９】
また、受光素子の出力低下を検出する方式のレインセンサーでは、一旦ワイパーを駆動させると、検知面はワイパーで払拭されることになる。すなわち、付着した雨滴等がワイパーによって払拭され、検知面は初期化された状態となる。
【００１０】
したがって、ワイパー駆動開始の後、検知面に雨滴が付着したとしても、その直後に付着した雨滴は払拭されてしまう。ゆえに、ワイパー駆動開始後に雨滴を検出しても、その検出信号をワイパーの制御に使っても意味のないことになっていた。
【００１１】
そこで本発明は、以上のような状況においても、ワイパーを的確に作動できるワイパー駆動装置の制御方法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、
請求項１の発明として、
発光素子から発せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受光し、該受光素子の出力低下を検出することによって、検知面における状態を検出する検出装置の判断結果から、ワイパーを制御するワイパー駆動装置の制御方法において、
前記ワイパーが起動してから前記検知面を通過するまでの間に、前記検出装置が液滴を検出した場合は、少なくとも１回のワイパー動作を追加することを特徴とするワイパー駆動装置の制御方法である。
【００１３】
請求項２の発明として、
発光素子から発せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受光し、該受光素子の出力低下を検出することによって、検知面における状態を検出する検出装置の判断結果から、ワイパーを制御するワイパー駆動装置の制御方法において、
前記ワイパーが起動してから前記検知面を通過し、反転位置で反転し、再度前記検知面を通過してから休止位置に戻るまでの間に、前記検出装置が液滴を検出した場合は、少なくとも１回のワイパー動作を追加することを特徴とするワイパー駆動装置の制御方法である。
【００１４】
請求項３の発明として、
請求項１または２いずれかに記載のワイパー駆動装置の制御方法において、
前記追加するワイパー動作は、それに先立つワイパー動作の終了後、所定時間が経過した後に行うワイパー駆動装置の制御方法である。
【００１５】
請求項４の発明として、
請求項１または２いずれかに記載のワイパー駆動装置の制御方法において、
前記ワイパーが起動し前記検知面を通過し始めてから、反転位置で反転し再度前記検知面を通過し終わるまでの時間は、前記検出装置からの検出信号をマスクしているワイパー駆動装置の制御方法である。
【００１６】
本発明は、検出装置の判断結果からワイパーを制御する方法において、
前記ワイパーが起動してから、前記検出面に到達するまでの間に、液滴の検出を行えるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
さらに本発明は、前記ワイパーが、前記検出面を再度通過してから休止位置に戻るまで間に、液滴の検出を行えるようにしたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図を参照しながら、本発明を説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１に、本発明が適用されるワイパー制御装置の概略を示す。
このワイパー制御装置１は、以下のようにして制御している。まず、検知面ＳＳの雨滴等を検知する検知部３と、これを制御する制御部４からなる検出装置３０が、ウインドシールド１０のワイパー払拭エリア２内に設けられている。この検出装置３０の判断結果を用いて、ワイパー制御部５からワイパー駆動回路６に駆動信号が発せられる。ワイパー駆動回路６は、この駆動信号を受けてワイパーモータＭを駆動して、ワイパーブレードを動かしている。
【００２０】
なお、前記ワイパー駆動回路６からは、ワイパーが動作中であることを示す信号が発せられている。このワイパー動作信号は、前記雨滴検出装置３０の制御部４に入力されている。
【００２１】
続いて、レインセンサーを用いたワイパー制御装置の基本的な制御方法を説明する。
検出装置が雨滴を検出すると、検出した雨滴の程度に応じて、検出信号がワイパー制御部に送られる。ワイパー制御部は、ワイパーの動作モードを決定し、ワイパー駆動信号を発生する。ワイパー駆動回路は、この駆動信号を受けて、ワイパーモータを駆動している。
【００２２】
図２に、本発明に用いることができる検出装置の光学系の一例を示す。
この光学系では、発光素子３１から発せられた光が、プリズムガラス７を介してウインドシールド１０に入射され、そしてこの光が検知面ＳＳで反射され、該反射光が受光素子３２で受光されている。そして、前記受光素子の出力低下を検出することによって、検知面の状態を検出している。
【００２３】
図３および図４は、ワイパー位置の関係と、ワイパー動作信号および検出状態を説明する図である。
【００２４】
まず図３で、ワイパーブレード２０の位置と、払拭動作開始からの経過時間ｔの関係を説明する。ワイパーブレードはｔ₁から払拭動作を開始し、ｔ₂で検出装置の検知面を通過する。そしてｔ₃で反転し、ｔ₄で再び検出装置の検知面を通過する。そしてｔ₅に休止位置に戻る。なお、検知面はある面積を有しているので、厳密には通過するのに時間がかかるが、簡単のためにｔ₂，ｔ₄で代表させている。
【００２５】
図４（ａ）はワイパー動作信号を示したものであり、ｔ₁からｔ₅の間「ＯＮ」状態となっている。
【００２６】
図４（ｂ）は検出装置における、検出可能状態を示したものである。すなわち、本発明における検出装置では、ワイパーが動作を始めても、ｔがｔ＜ｔ₂（ｔ≒ｔ_p）までの時間、検出可能（ENAble）となるようにしている。
【００２７】
ｔ₁からｔ₂までの時間を検出可能とするには、次のような制御をすればよい。すなわち、予めワイパーの動作速度に応じて、ワイパー動作開始時から検知面に到達するまでの時間ｔ_pを求めておく。そしてワイパー動作信号が、「ＯＮ」になった瞬間から、時間測定を始めて前記時間ｔ_pの間、検出装置を検出可能（ENAble）とすればよい。
【００２８】
なお前記時間ｔ_pは、ワイパーブレードの動作速度に応じて、変化するのはもちろんのこと、ワイパーブレードの消耗やウインドシールドの表面状態によっても変化する。そこで、理論的に求められる時間ｔ_pに代えて、前記時間ｔ_pに１未満の定数ａを乗じた換算時間ａ・ｔ_pを用いるとよい。
【００２９】
この換算時間ａ・ｔ_pを用いると、諸条件が変化しても、ワイパーブレードが検知面に到達するまでに、必ず検出装置を検出しない状態にすることができる。
したがって、検出可能な時間を増やしながら、ワイパーブレードが検知面を通過する際の影響を、確実に防ぐことができる。
【００３０】
請求項１に対応する本発明の第１実施形態の特徴は、まず、ワイパーが動作を始めた後、ｔがｔ＜ｔ₂までの時間、雨滴の検出を禁止することなしに、可能としていることである。もし、この時間内に液滴を検出した場合には、少なくとも１回のワイパー動作を追加することとした。
【００３１】
なおこの制御方法は、次のような考えに基づいている。
すなわち、ｔ＜ｔ₂までの時間内に液滴を検出した場合は、少なくともワイパー起動時の状況が続いていると考えられるので、少なくとも１回のワイパー動作を追加することにしたのである。
【００３２】
この追加のワイパー動作は、先のワイパー動作と連続して行われてもよいし、所定の時間が経過してから動作させてもよいが、後者がより好ましい。
【００３３】
このような制御方法とすることで、次のような効果がある。
つまり小雨の場合にも、検出装置の検知可能な時間を長くすることができるので、ウインドシールドの状況に応じた的確な制御ができるようになる。
【００３４】
特に小雨時では、検知面に衝突する雨滴の確率がいっそう小さくなる。ところで、雨が上がってしまうときは、従来の制御方法でも状況に応じた的確な制御が可能と思われる。
しかし小雨が続くときに、従来の制御方法では、受光素子からの出力低下が、なかなか払拭要求レベルに達しないことが多い。けれども、ウインドスクリーンはかなり見づらくなっており、運転者の感覚としてはワイパーの払拭を必要としている。
【００３５】
そこでこのような場合、少なくとも１回ワイパー動作を追加すれば、運転者の感覚に合致したワイパー動作とすることができる。
この第１実施形態は、特に小雨が続く場合の制御方法として、有効である。
【００３６】
またｔ＜ｔ₂までの時間内に雨滴を検出しなかった場合は、雨滴の検出待ちの状態とすればよい。
【００３７】
なお、追加的なワイパー動作は、１回とするのが好ましいが、２回以上でもかまわない。
【００３８】
また、ワイパーを所定の時間が経過してから動作させる場合、ワイパーが停止しているときには、通常検出モードで雨滴の検出が行われ、雨滴が検出された場合には、その状況により、新たにワイパーを動作させるか否か、さらには動作速度を決定すればよい。
このように制御すると、第１実施形態の制御方法によって制御している小雨時に、雨が強くなってきた場合にも、問題なく対応することができる。
【００３９】
（第２実施形態）
請求項２に対応する第２実施形態では、ワイパーブレードが動作を始めた後、ｔがｔ₄＜ｔ（ｔ≒ｔ_q）までの時間を、検出可能となるようにしたものである。
【００４０】
ｔ₄からｔ₅までの時間を検出可能とするには、次のような制御をすればよい。すなわち、予めワイパーブレードの動作速度に応じて、ワイパー動作開始時から再び検知面を通過し終わるまでの時間ｔ_qを求めておく。そしてワイパー動作信号が、「ＯＮ」になった瞬間から、時間測定を始めて前記時間ｔ_qが経過した後、検出装置を検出可能（ENAble）とすればよい。
【００４１】
なお前記時間ｔ_qも、上述した時間ｔ_pと同様に変化する。そこで、理論的に求められる時間ｔ_qに代えて、前記時間ｔ_qに１を越える定数ｂを乗じた換算時間ｂ・ｔ_qを用いるとよい。
【００４２】
この換算時間ｂ・ｔ_qを用いると、諸条件が変化しても、ワイパーブレードが再び検知面を通過し終わるまで、必ず検出装置を検出しない状態にすることができる。
したがって、検出可能な時間を増やしながら、ワイパーブレードが検知面を通過する際の影響を、確実に防ぐことができる。
【００４３】
第２実施形態の特徴は、ワイパーが動作を始めた後、ｔがｔ₄＜ｔまでの時間、雨滴の検出を可能としていることである。
【００４４】
第２実施形態は、前記ワイパーが起動してからｔがｔ₄＜ｔの時間内に、検出装置が雨滴を検出した場合は、少なくとも１回のワイパー動作を追加することを特徴とするワイパー駆動装置の制御方法である。
【００４５】
この追加するワイパー動作は、先のワイパー動作と連続して行われてもよいし、所定の時間が経過してから動作させてもよいが、後者がより好ましい。
【００４６】
つまり小雨の場合にも、検出装置の検知時間をさらに長くすることができるので、第１実施形態と同様の理由で、ウインドシールドの状況に応じた的確な制御ができるようになる。
【００４７】
またｔ₄＜ｔの時間内に雨滴を検出しなかった場合は、雨滴の検出を待っている状態である通常の検出モードとすればよい。
【００４８】
（第３実施形態）
第３実施形態は、上述した第１実施形態と第２実施形態を、組み合わせた形態である。
第３実施形態の制御方法を、フローチャートを用いて詳しく説明する（図５参照）。
【００４９】
まずスイッチがオンされると、システムの初期化がなされ、雨滴の検出を待っている通常の検出モードとなる。
つぎに検出装置が雨滴を検出すると、検出した雨滴の程度に応じた検出信号がワイパー制御部に送られる。この検出信号を基にワイパー制御部は、ワイパーの動作およびその条件を決定する。
【００５０】
ワイパーが起動されると、払拭動作開始からの経過時間ｔが、ｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔであるかが判断される。経過時間ｔが、ｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔであれば、雨滴の検出が可能な状態としておく。
【００５１】
経過時間ｔが、ｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔでなければ、雨滴の検出を行わず、再度経過時間ｔの判断を行う。ここで、ｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔでないときには、雨滴の検出が禁止されていてもよいし、検出可能であっても検出信号をマスクした状態としてもよい。
【００５２】
このｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔに、雨滴が検出されれば、少なくとも１回のワイパー動作を追加するとよい。
【００５３】
この追加のワイパー動作は、先のワイパー動作と連続して行われてもよいし、所定の時間が経過してから動作させてもよいが、後者がより好ましい。
【００５４】
また追加のワイパー動作において、ｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔに、再び雨滴が検出されれば、さらにもう１回のワイパー動作を追加するとよい。このようにして、小雨の状態が続く場合には、この制御状態が続くことになる。
【００５５】
もし上述したｔ＜ｔ₂あるいはｔ₄＜ｔに、雨滴が検出されなければ、通常の検出モードに戻り、雨滴の検出待ちとすればよい。
【００５６】
なお、この追加的なワイパー動作を、所定の時間が経過してから動作させる場合には、ワイパーが一時的に停止することになる。ワイパーが停止している間は、雨滴を検出できる通常の検出モードとしておくことが好ましい。
【００５７】
少なくとも１回のワイパー動作を追加することが決定されて、所定の時間が経過しているときに、雨滴が検出された場合は、この追加的なワイパー動作をキャンセルして、検出された雨滴の状況により、新たに動作モードを決定するとよい。
【００５８】
（応用形態）
以上の説明では、予め求めておいた時間ｔ_pや時間ｔ_qを用いて制御していた。この方法に代えて、ワイパーアームのピボットに角度センサを設けると、ワイパーの位置を正確に把握することができるので、ワイパー動作時における検出可能時間を、さらに長くすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ワイパー駆動装置の制御方法において、ワイパーが動作を始めた後も、ｔがｔ＜ｔ₂までの時間、さらにはｔ₄＜ｔの時間、雨滴の検出が可能としていることである。これらの時間中に、検出装置が雨滴の検出をした場合には、少なくとも１回のワイパー動作を追加するようにした。
【００６０】
このため、小雨の場合にも、検出装置の検知時間をより長くでき、しかもウインドシールドの状況に応じた、的確なワイパーの制御ができるようになる。
また、この小雨時における本発明による制御方法は、運転者の感覚に合致したワイパー動作となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイパー制御装置の概略を示す図である。
【図２】本発明に用いることができる検出装置の光学系の一例を示す図である。
【図３】ワイパー位置の関係を説明する図である。
【図４】ワイパー動作信号、検出状態とワイパー位置の関係を説明する図である。
【図５】本発明における制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】従来技術におけるワイパー動作信号と検出状態との関係を説明する図である。
【符号の説明】
１：ワイパー制御装置
１０：ウインドシールド
２：ワイパー払拭エリア
２０：ワイパーブレード
３：検知部
３０：検出装置
３１：発光素子
３２：受光素子
ＳＳ：検知面
４：制御部
５：ワイパー制御部
６：ワイパー駆動回路
７：プリズムガラス
Ｍ：ワイパー駆動用モータ
Ｒ：雨滴

Claims (4)

1. 発光素子から発せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受光し、該受光素子の出力低下を検出することによって、検知面における状態を検出する検出装置の判断結果から、ワイパーを制御するワイパー駆動装置の制御方法において、
   前記ワイパーが起動してから前記検知面を通過するまでの間に、前記検出装置が液滴を検出した場合に、少なくとも１回のワイパー動作を追加することを特徴とするワイパー駆動装置の制御方法。
2. 発光素子から発せられた光を検知面で反射させ、該反射光を受光素子で受光し、該受光素子の出力低下を検出することによって、検知面における状態を検出する検出装置の判断結果から、ワイパーを制御するワイパー駆動装置の制御方法において、
   前記ワイパーが起動してから前記検知面を通過し、反転位置で反転し、再度前記検知面を通過してから休止位置に戻るまでの間に、前記検出装置が液滴を検出した場合に、少なくとも１回のワイパー動作を追加することを特徴とするワイパー駆動装置の制御方法。
3. 請求項１または２いずれかに記載のワイパー駆動装置の制御方法において、
   前記追加するワイパー動作は、それに先立つワイパー動作の終了後、所定時間が経過した後に行うワイパー駆動装置の制御方法。
4. 請求項１または２いずれかに記載のワイパー駆動装置の制御方法において、
   前記ワイパーが起動し前記検知面を通過し始めてから、反転位置で反転し再度前記検知面を通過し終わるまでの時間は、前記検出装置からの検出信号をマスクしているワイパー駆動装置の制御方法。

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