JP2001264457A - 雨滴検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雨滴検出領域に雨滴以外の例えば泥等の異物
が付着した場合でも、誤判断せず、正確に降雨状態を判
断し得る雨滴検出装置を提供することにある。 【解決手段】 例えば光学式の雨滴検出部２９〜３０か
らの雨滴状態を示す信号と圧力検出部（大気圧センサ）
６０からの大気圧力状態を示す信号とを組合せて降雨状
態を判断する制御回路２７を備えた雨滴検出装置２０と
する。これにより、例えば圧力検出部６０が高気圧状態
を検出し降雨状態となる可能性が低いと判断すれば、雨
滴検出部が雨滴有りと判断しても雨以外の異物付着状態
と判断することが可能となり、より正確に降雨状態を判
断できる。この雨滴検出装置２０を例えばワイパ自動制
御装置に適用すれば、実際の降雨状態に対応したワイパ
自動制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、降雨状態を検出す
る雨滴検出装置に関し、特に泥等の異物付着に対して誤
検出することなく降雨状態を検出し得る雨滴検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より雨滴検出装置として、例えば自
動車のワイパ自動制御装置に適用されたものが知られて
いる。このワイパ自動制御装置は、例えば以下の構成の
雨滴検出装置を装着している。この雨滴検出装置は、フ
ロントウィンドシールドの車室内側に設置され、雨滴付
着対象物であるフロントウィンドシールドに向け光を入
射する発光素子と、このフロントウィンドシールドによ
って反射された光を受ける受光素子を有する光学式の雨
滴検出部を備えている。

【０００３】ここで、雨滴検出装置の光の入射、および
反射をするフロントウィンドシールドの雨滴検出領域に
雨滴が付着すると、上述した反射される光の量が雨滴に
より変化する。この変化した光の量を受光素子で検出し
て雨滴を検出しており、この雨滴検出部の信号を制御部
で受けてワイパーブレードが作動するよう制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、雨滴検出装置の光の入射、および反射をするフロン
トウィンドシールドの雨滴検出領域に、雨滴以外の例え
ば泥等の異物が付着した場合でも受光素子２８は変化し
た光の量を感知し、雨滴検出装置は雨滴の場合と同様に
ワイパーブレードが作動するよう制御されてしまう。

【０００５】本発明の目的は、上記点に鑑み、雨滴検出
領域に雨滴以外の例えば泥水等の異物付着があっても、
誤判断せず、正確に降雨状態を判断し得る雨滴検出装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１および請求項２記載の雨滴検
出装置によると、雨滴と大気圧力の両状態から降雨状態
を判断することを特徴としており、降雨状態と相関する
情報（大気圧状態）を補完させることにより、正確に雨
滴の存在を判断し得る雨滴検出装置とすることができ
る。

【０００７】本発明の請求項３記載の雨滴検出装置によ
ると、制御部では、雨滴有りでかつ大気圧力が所定値以
下の場合に降雨状態と判断することを特徴としている。

【０００８】圧力検出部の信号の値が所定の基準値以下
の場合、低気圧状態であり降雨状態であると判断する制
御部とする。これにより、雨滴検出部の検出信号のみに
より降雨状態か否かを判断する場合と比べて、より正確
に雨滴の存在を判断し得る雨滴検出装置とすることがで
きる。

【０００９】本発明の請求項４記載の雨滴検出装置によ
ると、圧力検出部とを雨滴検出部を同一ケース内に備え
たのでコンパクトに一体化可能となり、圧力信号の配線
が短くでき外部信号ノイズの影響を受けることなく圧力
信号は制御部に入力される。よって、正確に大気圧力を
検出でき、正確に雨滴の存在を判断し得る雨滴検出装置
とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】本発明の雨滴検出装置は、例えば車両、船
舶、航空機等のウィンドシールドや住宅の窓等に付着し
た降雨量を検出する雨滴検出装置に関し、特に泥等の異
物付着を雨滴と誤判断することなく、正確に降雨状態を
検出し得る雨滴検出装置に関するものである。

【００１２】上述した雨滴検出装置は、自動車等のウィ
ンドシールドにおいてはワイパーを動かしたり、住宅用
においては窓等を開閉したりするシステムに利用されて
いるものである。

【００１３】以下の実施形態では、本発明の雨滴検出装
置を自動車のワイパ自動制御装置に適用し、正確に降雨
状態を検出し得る雨滴検出装置とした例を図１から図５
を用いて説明する。

【００１４】図１は、自動車のワイパ自動制御装置の全
体構成を示すブロック図、図２は、図１に示すワイパ自
動制御装置のワイパスイッチにおける作動モードの一例
を示す作動モード表、図３は、図１に示す雨滴検出装置
の一例を示す断面図である。また、図４は、図１に示す
ワイパ駆動装置１０の制御動作を示すフローチャート、
図５は、図１に示す雨滴検出装置２０の制御動作を示す
フローチャートである。

【００１５】図１に示すように、ワイパ自動制御装置は
ワイパ駆動装置１０、および雨滴検出装置２０から構成
され、ワイパ駆動装置１０は、ワイパスイッチ１１、制
御回路１２、ワイパモータ駆動回路１３、および通信回
路１４から構成され、ワイパモータ１５およびワイパ１
６を駆動する。

【００１６】ワイパスイッチ１１は、図２に示すように
停止（ＯＦＦ）、オートモード（ＡＵＴＯ）、低速作動
（Ｌｏ）、および、高速作動（Ｈｉ）の４つの作動位置
のうちいずれか一つが操作者により選択され、その選択
に応じてスイッチ位置信号を制御回路１２に出力する。

【００１７】そこで、制御回路１２の動作を図４に示す
フローチャートとともに説明する。操作者によりオート
モード（ＡＵＴＯ）が選択されると（ステップ１０
０）、先ず、雨滴検出装置２０を駆動させる（ステップ
１０１）。そこで、雨滴検出装置２０側が雨滴付着対象
物であるフロントウィンドシールド７０への雨滴の有
無、および雨滴の量を検知し、雨滴検出出力として通信
回路１４に送信するため制御回路１２は、この雨滴量を
示す雨滴検出出力に応じた最適なワイパ動作モードを決
定し（ステップ１０２、１０３）、ワイパモータ１５を
駆動する（ステップ１０４）。

【００１８】そこで、フロントウィンドシールドに付着
した雨滴の状況に応じて図２に示す４つのワイパ動作モ
ード（ＯＦＦ、ＩＮＴ（間欠作動）、Ｌｏ、Ｈｉ）が選
択され、ワイパ１５による払拭作動が自動で行われる。
具体的には、ワイパ１６のワイパブレードがフロントウ
ィンドシールドの扇状払拭領域を払拭する。

【００１９】他方、ワイパスイッチ１１がオートモード
にないとき、制御回路１２は操作者が選択するマニュア
ルモード（ＯＦＦ、Ｌｏ、Ｈｉ）に応じた動作モードに
てワイパ１６を駆動制御する。（ステップ１０５〜１０
９）。

【００２０】次に、雨滴検出装置２０は、雨滴付着対象
物であるフロントウィンドシールド７０への雨滴の付着
が有ると判断するのに、雨滴の有無を検出する雨滴検出
部（２０〜３０他）よりの信号と、大気圧力状態を検出
する圧力検出部６０の信号とに基づいて降雨状態を判断
する制御部である制御回路２７を備える構成とした。

【００２１】図１に示す日射センサ２２は、昼夜間で異
なる日射量を検出して雨滴検出部での雨滴判定基準値を
決定し、制御回路２７において雨滴検出部よりの信号に
基づき雨滴を判断するのに用いられ、他のシステムで用
いられているこの種のセンサより信号を得ている。

【００２２】雨滴検出装置２０は、３つの機能を有し制
御回路２７にて、それらの機能を制御している。

【００２３】１つは、フロントウィンドシールド７０上
の雨滴の状態（有無および雨滴量）を光学的に検出する
雨滴検出部であり、発光駆動回路２５、発光素子２６、
受光素子２８、検波回路２９、および増幅回路３０より
構成される。各回路２５、２６、２８〜３０には電源回
路２４より電源供給されており、雨滴検出時には、制御
回路２７が所定の電流を発光素子２６に流して発光さ
せ、受光素子２８よりの検出信号を検波、増幅して制御
回路２７に入力するものである。

【００２４】もう１つは、発光素子２６と受光素子２８
間に設置されるプリズム４２（図３参照）表面の結露を
防止する結露防止部であり、プリズム４２の温度を検出
する温度センサ２３、ヒーター駆動回路３１、およびヒ
ーター３２で構成される。制御回路２７は、プリズム４
２周辺が所定温度になるようにヒーターへの通電状態を
温度センサ２３の温度信号に応じて制御している。

【００２５】もう１つは、日射量に応じて雨滴検出部で
の雨滴判定基準値を決める日射センサ２２、および大気
圧力を検出する大気圧センサ６０の検出信号を制御回路
２７に取込むとともに、上述した雨滴検出部で検出した
受光量を示す検出信号を取込み、これら３つの検出信号
に基づいて降雨状態を的確に判定し、オートモードにお
けるワイパ作動モードを決定するワイパ作動モード指示
部である。

【００２６】制御回路２７内で決定されたワイパ作動モ
ードを指示するワイパ作動指示信号は、通信回路２１を
通してワイパ駆動装置１０に送信される。

【００２７】なお、大気圧センサ６０は雨滴検出装置２
０に内蔵し、日射センサ２２は、他のシステムで用いら
れているこの種のセンサの信号を代用する例を示した
が、大気圧センサ６０においても他のシステムで用いら
れているこの種のセンサの信号を代用し、日射センサ２
２は雨滴検出装置２０に内蔵されてもよい。

【００２８】また、電源回路２４は、バッテリー５０か
らイグニッションキー５１を通じて給電され、制御回路
２７、ヒータ駆動回路３１、発光駆動回路２５等に配電
される。

【００２９】次に、雨滴検出装置２０の実装例の概略を
図４を用いて説明する。

【００３０】雨滴検出装置２０は、フロントウィンドシ
ールド７０の内壁に透明接着層４１によって接着されて
いる。

【００３１】雨滴検出装置２０の雨滴の有無を検出する
雨滴検出部は、ケース２０ａ内に発光素子２６よりの光
を入射側凸レンズ４０を通過しプリズム４２、透明接着
層４１、フロントウィンドシールド７０内を矢印８０の
軌跡で通過させ、出射側凸レンズ４３を経て受光素子２
８で受けることにより構成される。

【００３２】フロントウィンドシールド７０の外壁７０
ａに雨滴または、泥等が付着すると、上述した矢印８０
の軌跡で通過する光が散乱および吸収されるため、雨滴
等の付着無し時と比べ、受光素子２８で受ける光量が減
少する。この光量の減少量を雨滴等の付着量と相対させ
判定している。

【００３３】大気圧力状態を検出する大気圧センサ６０
は、制御回路２７等が実装されたプリント基板４４上に
配置される。

【００３４】このように、雨滴検出装置２０のケース２
０ａ内部に圧力検出部（大気圧セサ６０）を備えたので
コンパクトに一体化可能となり、圧力信号の配線が短く
でき外部信号ノイズの影響を受けることなく圧力信号は
制御部（制御回路２７）に入力される。よって、高精度
に大気圧力を検出でき、より的確に降雨状態を判断し得
る雨滴検出装置とすることができる。

【００３５】次に、雨滴検出装置２０の作動を図４およ
び図５に示すフローチャートを用いて説明する。

【００３６】操作者がワイパスイッチ１１をオートモー
ド（ＡＵＴＯ）を選択すると、図４に示すステップ１０
０、１０１にて、ワイパ駆動装置１０の制御回路１２は
雨滴検出装置２０に対して雨滴検出動作を通信回路１
４、２１を通して制御回路２７に指示を出す。それによ
って雨滴検出装置２０は検出動作を開始し、図５に示す
雨滴検出処理がスタートする。

【００３７】先ず、制御回路２７へ検出信号を取込む信
号入力処理（ステップ２０１）が実行され、増幅回路３
０より受光量、日射センサ２２より車両周辺の日射量、
温度センサよりプリズム４２の周辺温度、および大気圧
センサより大気圧のそれぞれを示す検出情報を取込む。

【００３８】ステップ２０２では、日射センサより周囲
の明るさを検出する信号を得る。この周囲の明るさに応
じて、雨滴検出部よりの信号に基づき雨滴を判断する基
準値を切替えることで正確に雨滴を検出する。

【００３９】ステップ２０３では、プリズム４２周辺温
度が所定温度範囲内に収まるようにヒーター３２を通電
制御し、プリズム４２の表面が結露しないようにしてお
く。

【００４０】その上で、フロントウィンドシールド７０
上に例えば泥等の異物が付着した場合の誤判断を防ぐた
めに、大気圧力より低気圧等に相関する雨天判定を行い
（ステップ２０４）、低気圧の状態であると判断したと
きに受光量による雨滴判定を行うようにしている（ステ
ップ２０５）。ここでは、雨天に相関する大気圧力判定
値として、例えば９９．５ＫＰａを用いており、この値
より低いときは雨天に相関する低気圧状態にあると判断
している。

【００４１】そして、ステップ２０４にて雨滴判定の前
提条件が満たされたときには、ステップ２０５にて雨滴
検出部の受光量に応じてワイパ作動指示信号を選択し、
通信回路２１、１４を通して制御回路１２まで送信す
る。ここで、ワイパ作動指示信号は図２に示す４つのワ
イパ作動モード（ＯＦＦ、ＩＮＴ、Ｌｏ、Ｈｉ）のいず
れか１つを示す信号であり、例えば受光量大→停止（Ｏ
ＦＦ）、中→間欠作動（ＩＮＴ）、昭→低速作動（Ｌ
ｏ）、略零か零に近い→高速作動（Ｈｉ）となるように
受光量に対する判定値が実験等に基づいて決定されてい
る。

【００４２】他方、オートモードであってもステップ２
０４で降雨状態にない（高気圧）と判断されたときは、
ワイパ動作の停止を示すワイパ作動指示信号を制御回路
１２まで送信する（ステップ２０６）。

【００４３】そこで、ワイパ駆動装置１０内の制御回路
１２は、雨滴検出装置２０の制御回路２７からのワイパ
作動指示信号を受診すると（ステップ１０２）、その信
号に含まれる指示内容に応じてワイパ作動モードを決定
し（ステップ１０３）、ワイパ１６を駆動制御する（ス
テップ１０４）。

【００４４】なお、オートモードでなくマニュアルモー
ドが選択された場合は、ステップ１０５〜１０９に示す
ように選択されたワイパ作動モード（ＯＦＦ、Ｌｏ、Ｈ
ｉ）で作動するが、このときには雨滴検出装置２０の検
出動作は消費電力を抑えるために停止させている。

【００４５】上述した構成としたことにより、晴天ある
いは高気圧の状態など通常では降雨状態となり得ない状
況では雨滴判定しないようにし、フロントウィンドシー
ルド７０上の例えば泥等の異物付着による誤判断を大幅
に低減できる。このことは本発明の雨滴検出装置のワイ
パ自動制御装置に用いた場合、周辺状況や運転状況にマ
ッチした好感度なワイパ自動制御が実現可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による雨滴検出装置を自動
車のワイパ自動制御装置に適用した例を示すブロック図
である。

【図２】図１に示すワイパ制御装置のワイパスイッチに
おける作動モードの一例を示す作動モード表である。

【図３】図１に示す雨滴検出装置の一例を示す断面図で
ある。

【図４】図１に示すワイパ制御装置の作動を示すフロー
チャート図である。

【図５】図１に示す雨滴検出装置の作動を示すチャート
図である。

【符号の説明】

２０ 雨滴検出装置 ２７ 制御部 ２８ 受光素子 ６０ 圧力検出部（大気圧センサ） ２６ 発光素子 ２６、２８ 雨滴検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉橋 晃 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB05 CC11 EE01 EE02 GG02 HH02 JJ11 JJ12 KK01 NN07 3D025 AA01 AC01 AC02 AD02 AG36 AG40

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雨滴と大気圧力の両状態から降雨状態を
   判断することを特徴とする雨滴検出装置。
2. 【請求項２】 雨滴の有無を検出する雨滴検出部と、大
   気圧力の状態を検出する圧力検出部と、前記雨滴検出部
   および前記圧力検出部の両検出信号に基いて降雨状態を
   判断する制御部とを備えたことを特徴とする雨滴検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、雨滴有りでかつ大気圧力
   が所定値以下の場合に降雨状態と判断するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項２記載の雨滴検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記圧力検出部と前記雨滴検出部とを同
   一ケース内に備えたことを特徴とする請求項２または請
   求項３記載の雨滴検出装置。