JP2008128902A - 雨滴検出装置と雨滴検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる雨滴検出装置を提供する。
【解決手段】雨滴検出装置１は、検出対象１１の反射光を反射光検出値Ｍ１として検出する反射光検出手段３と、環境温度Ｔ１を温度検出値Ｍ３として検出する温度検出手段６と、反射光判定値ＭＳ１と温度とを組み合わせて記憶しておく記憶手段７と、反射光検出値Ｍ１を反射光判定値ＭＳ１と比較して雨滴の付着有無を判定する第１判定手段８と、雨滴無しと判定された第１判定時ｔ１に温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧと温度判定値ＭＧＳを比較判定する第２判定手段８と、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいと判定された際に第１判定時ｔ１の反射光検出値Ｍ１によって反射光判定値ＭＳ１を更新する制御手段８とを備え、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下と判定された際に反射光判定値ＭＳ１を更新しないように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、雨滴を検出する雨滴検出装置と雨滴検出方法に関するものである。

ウインドシールドに付着した雨滴を払拭するワイパを自動制御するワイパ自動制御装置では、雨滴検出装置が利用されている。雨滴検出装置として、ウインドシールドが反射した発光素子の光を、プリズム等の光路系部品によって受光素子へ導き、この受光量を受光素子が検出することによって雨滴の有無を検出する雨滴検出装置が知られている。この雨滴検出装置では、ウインドシールドへの雨滴の付着状態に応じて受光素子の受光量が変化することを利用して、受光素子の検出値によって雨滴の付着有無を判定している。

発光素子が発する光の光量と受光素子の検出値が、周辺温度に応じて変動するため、この温度変動による雨滴検出精度の低下の抑制を図っている（特許文献１を参照）。具体的に、雨滴の付着が無い時における受光素子の検出値と周辺温度とを対応させ、データとして予め記憶させておく。そして、周辺温度に対応する判定値をデータから読み出し、判定値と検出値を比較することによって雨滴の付着有無を判定する。

また、特許文献１では、エンジンが作動している時であって雨滴の付着が無い時において、受光素子の検出値を周辺温度と対応させて判定値を更新する構成を、即ち、学習させる構成を開示している。この学習を行うことによって、経時的な変動を含めて温度変動による雨滴検出精度の低下の抑制を図っている。尚、一般に、この周辺温度として発光素子の周辺温度を利用している。
特開平２００１−３４９９６１号公報

エンジン始動時から所定時間においては、上記従来技術による雨滴検出装置が雨滴の付着有無を誤検出する恐れがあることを、本発明者は見出した。例えば、雨滴がウインドシールドに付着した状態で朝一のエンジン始動を行う時に、雨滴がウインドシールドに付着していないと誤検出してワイパが作動しなかったりする恐れがあることを、本発明者は見出した。反対に、雨滴がウインドシールドに付着しない状態で朝一のエンジン始動を行う時に、雨滴がウインドシールドに付着していると誤検出してワイパが作動したりする恐れがあることも、本発明者は見出している。

特許文献１に記載されていないが、イグニッションスイッチをオンすることによって発光素子が点灯し、ウインドシールドの照射を発光素子が開始する。この開始から、発光素子の点灯により発光素子の周辺温度が上昇し、この開始から約２分間、急激に上昇する。また、周辺温度は、約１５分程度で安定する。

周辺温度の上昇に比較してプリズム等の光路系部品の温度変動が小さいため、周辺温度上昇の間、周辺温度と光路系部品の温度との相対的関係が変動する。また、周辺温度が安定している時と周辺温度が上昇している時では、周辺温度と光路系部品温度との相対的関係が変わる。また、ウインドシールドが反射した発光素子の光を光路系部品が受光素子へ導く導光率が、温度によって変動する。

これらの結果、周辺温度が安定している時に更新した判定値と、周辺温度が上昇している時に受光素子が出力した検出値とを比較することによって雨滴の付着有無を判定すれば、雨滴の付着有無を誤検出する恐れが生じる。即ち、エンジン始動時から所定の時間内において、つまり、発光素子の照射開始から所定時間内において、上記従来技術による雨滴検出装置が雨滴の付着有無を誤検出する恐れがある。

この対策として、周辺温度検出用の温度センサに対して、光路系部品温度検出用の温度センサを追加して、上述の学習を行うように雨滴検出装置を構成することが考えられるが、構成が複雑化するという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、構成を複雑化しないで、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる雨滴検出装置および雨滴検出方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の雨滴検出装置は、検出対象に光を照射する発光手段と、発光手段の照射によって検出対象が反射した反射光を反射光検出値として検出する反射光検出手段と、発光手段が置かれた環境温度を温度検出値として検出する温度検出手段と、反射光判定値と温度とを組み合わせてデータとして記憶しておく記憶手段と、データにおいて温度検出値に対応する反射光判定値を記憶手段から読み出し、反射光検出値を反射光判定値と比較して検出対象に雨滴が付着しているか否かを判定する第１判定手段と、雨滴の付着が無いと判定された第１判定時に温度検出値の上昇率を第１判定時から判定時間の間の上昇率として算出する第１算出手段と、上昇率を温度判定値と比較判定する第２判定手段と、上昇率が温度判定値より大きいと判定された第２判定時に、第１判定時の温度検出値に対応する反射光判定値を第１判定時の反射光検出値によって更新して記憶手段に記憶させる制御手段とを備え、上昇率が温度判定値以下であると判定された第３判定時に反射光判定値を更新しないように制御手段が構成され、発光手段の照射開始時から所定時間内において雨滴の付着有無を第１判定手段が判定するように構成されていることを特徴とする。

この構成では、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を検出し、温度検出値の上昇率が温度判定値より大きいと判定された場合に、第１判定時の温度検出値に対応する反射光判定値を第１判定時の温度検出値によって更新する。ここで、発光手段の照射開始から所定時間内においては、環境温度の上昇率が大きい。即ち、反射光判定値の更新後において、温度検出値の上昇率が大きい状態における反射光検出値を、温度検出値の上昇率が温度判定値より大きい状態において更新された反射光判定値と比較することによって雨滴の付着有無を判定できる。このため、温度検出値の上昇率が大きい状態において、経時的な変動を含めて温度変動による雨滴検出精度の低下を抑えることができる。

また、この構成では、温度検出値の上昇率が温度判定値以下であると判定された場合に反射光判定値を更新しない。これにより、温度検出値の上昇率が大きい状態における反射光検出値を、温度検出値の上昇率が温度判定値以下である状態において更新された反射光判定値と比較することによって雨滴の付着有無を判定してしまうことを防止できる。即ち、誤判定してしまうことを防止できる。

これらの結果、新たに部品を追加することなく、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる。

また、この構成では、温度検出値の上昇率を第１判定時から判定時間の間の上昇率として算出する。このため、この判定時間以上を、上昇率を温度判定値と比較判定するために必要とする。これに対して、この構成では、時間を必要とする上昇率の判定より前に、雨滴の付着有無を判定するため、雨滴の付着有無の判定に不要な時間を必要としない。即ち、雨滴の付着有無を早く検出できる。

以上の構成により、構成を複雑化しないで、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる。

請求項２に記載の雨滴検出装置は、発光手段が発する光の所定割合の基準光を基準光検出値として検出する基準光検出手段と、基準光検出値に対する反射光検出値の比率である光量比を算出する第２算出手段とを備え、反射光判定値に代えて光量比判定値をデータとして記憶しておくように記憶手段が構成され、データにおいて温度検出値に対応する光量比判定値を記憶手段から読み出し、反射光検出値に代えて光量比を光量比判定値と比較して雨滴の付着有無を判定するように第１判定手段が構成され、第２判定時に第１判定時の温度検出値に対応する光量比判定値を第１判定時の光量比によって更新して記憶手段に記憶させるように制御手段が構成され、第３判定時に光量比判定値を更新しないように制御手段が構成されていることを特徴とする。

この構成では、反射光検出値に代えて光量比判定値をデータとして予め記憶しておき、反射光検出値に代えて光量比を光量比判定値と比較することによって雨滴の付着有無を判定する。ここで、反射光検出値の温度特性と基準光検出値の温度特性が原理上同じになるため、基準光検出値に対する反射光検出値の光量比の温度特性は、反射光検出値の温度特性より小さくなる。これにより、反射光検出値より温度特性が小さい光量比を、光量比判定値と比較することによって雨滴の付着有無を判定できる。即ち、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無をより正確に検出できる。

請求項３に記載の雨滴検出装置は、照射開始時から第３判定時に対応する第１判定時までの時間が所定時間内であることを特徴とする。この構成では、照射開始時から第３判定時に対応する第１判定時まで、温度検出値の上昇率が温度判定値より大きい状態におけるデータと比較することによって雨滴の付着有無を判定する。第３判定時に対応する第１判定時までは、温度検出値の上昇率が大きいため、上述の効果を有効に発揮できる。

請求項４に記載の雨滴検出方法は、検出対象に光を照射する発光手段と、発光手段の照射によって検出対象が反射した反射光を反射光検出値として検出する反射光検出手段と、発光手段が置かれた環境温度を温度検出値として検出する温度検出手段と、反射光判定値と温度とを組み合わせてデータとして記憶しておく記憶手段と、データにおいて温度検出値に対応する反射光判定値を記憶手段から読み出し、反射光検出値を反射光判定値と比較して検出対象に雨滴が付着しているか否かを判定する第１判定手段とを備え、発光手段の照射開始時から所定時間内において雨滴の付着有無を第１判定手段が判定するように構成されている雨滴検出装置による雨滴検出方法であって、雨滴の付着が無いと判定された第１判定時に温度検出値の上昇率を第１判定時から判定時間の上昇率として算出する算出ステップと、上昇率を温度判定値と比較判定する温度判定ステップと、上昇率が温度判定値より大きいと判定された第２判定時に第１判定時の温度検出値に対応する反射光判定値を第１判定時の反射光検出値によって更新して記憶手段に記憶させる更新ステップと、上昇率が温度判定値以下であると判定された第３判定時に反射光判定値を更新しない更新拒否ステップとを備えることを特徴とする。この検出方法により、請求項１に記載の構成と同様の効果を得ることができる。

請求項５に記載の雨滴検出方法は、発光手段が発する光の所定割合の基準光を基準光検出値として検出する基準光検出手段と、基準光検出値に対する反射光検出値の比率である光量比を算出する第２算出手段とを備え、反射光判定値に代えて光量比判定値をデータとして記憶しておくように記憶手段が構成され、データにおいて温度検出値に対応する光量比判定値を記憶手段から読み出し、反射光検出値に代えて光量比を光量比判定値と比較して雨滴の付着有無を判定するように第１判定手段が構成されている雨滴検出装置による雨滴検出方法であって、更新ステップにおいて第１判定時の温度検出値に対応する光量比判定値を第１判定時の光量比によって更新して記憶手段に記憶させ、更新拒否ステップにおいて光量比判定値を更新しないことを特徴とする。この検出方法により、請求項２に記載の構成と同様の効果を得ることができる。

本発明の雨滴検出装置と雨滴検出方法は、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雨滴を検出するために適用される。以下、本発明の一実施形態である雨滴検出装置を、車両用のワイパ自動制御装置に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（構成）
図１において、ワイパ自動制御装置は、雨滴検出装置１とワイパ駆動装置１３を備え、検出対象であるウインドシールド１０のガラス面１１に付着した雨滴を払拭するワイパ１２を駆動する。ワイパ自動制御装置と雨滴検出装置１は、イグニッションスイッチ１４を介してバッテリ１５から電力を供給される。雨滴検出装置１は、発光手段である発光ダイオード２と、反射光検出手段であるフォトダイオード３と、基準光検出手段であるフォトダイオード４と、温度検出手段である温度センサ６と、記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ７と、第１判定手段と第２判定手段と第１算出手段と第２算出手段と制御手段とであるＣＰＵ８とを備える。雨滴検出装置１がガラス面１１の雨滴の付着を検出すると、ワイパ駆動装置１３を作動させてワイパ１２を駆動するようにＣＰＵ８が構成される。

イグニッションスイッチ１４がオンされると、ＣＰＵ８がＬＥＤ駆動回路２１の作動を開始させて発光ダイオード２を点燈する。これにより、発光ダイオード２は、プリズム５を介してガラス面１１を照射する。即ち、イグニッションスイッチ１４がオンされると同時にガラス面１１の照射を発光ダイオード２が開始するように構成される。

フォトダイオード３は、光路Ｐ１に従って、ガラス面１１が反射した発光ダイオード２の発する光をプリズム５を介して受光して反射光検出値Ｍ１を出力する。ガラス面１１の雨滴の付着状態に応じてフォトダイオード３の受光量が変化し、これにより、反射光検出値Ｍ１が変化する。反射光検出値Ｍ１は、増幅回路３１で増幅され、図示しないＡ／Ｄ変換器にてデジタル変換されてＣＰＵ８に入力される。

一方、フォトダイオード４は、光路Ｐ２に従って、発光ダイオード２の発する光の所定割合の基準光をプリズム５を介して受光して基準光検出値Ｍ２を出力する。光路Ｐ２の光がガラス面１１に到達していないため、基準光検出値Ｍ２は、ガラス面１１の雨滴の付着状態の影響を受けない。基準光検出値Ｍ２は、増幅回路４１で増幅され、図示しないＡ／Ｄ変換器にてデジタル変換されてＣＰＵ８に入力される。プリズム５は、透光性樹脂から形成され、発光ダイオード２の発する光が光路Ｐ１に従ってフォトダイオード３に受光されるように、且つ、発光ダイオード２の発する光が光路Ｐ２に従ってフォトダイオード４に受光されるように形成される。

発光ダイオード２と、ＬＥＤ駆動回路２１と、フォトダイオード３，４と、増幅回路３１，４１と、温度センサ６と、ＥＥＰＲＯＭ７と、ＣＰＵ８は、回路基板９に実装される。温度センサ６は、発光ダイオード２が置かれた環境温度である回路基板９の基板温度Ｔ１を検出して温度検出値Ｍ３を出力する。温度検出値Ｍ３は、図示しないＡ／Ｄ変換器にてデジタル変換されてＣＰＵ８に入力される。

基準光検出値Ｍ２に対する反射光検出値Ｍ１の比率である光量比ＭＲ（＝Ｍ１／Ｍ２）を算出するように、第２算出手段としてＣＰＵ８が構成される。また、後述する光量比判定値ＭＳと温度とを互いに対応させ、データとして予め記憶しておくように、ＥＥＰＲＯＭ７が構成される。

温度検出値Ｍ３の温度に対応する光量比判定値ＭＳをＥＥＰＲＯＭ７から読み出し、光量比ＭＲを光量比判定値ＭＳと比較することによって、ガラス面１１において雨滴の付着有無を判定するように、第１判定手段としてＣＰＵ８が構成される。具体的に、式（１）に従ってこれらを比較することにより雨滴の付着有無を判定するように、ＣＰＵ８が構成される。

ＭＲ＜０．９８×ＭＳ・・・・（１）
式（１）を満足する場合にガラス面１１に雨滴が付着していると判定し、式（１）を満足しない場合にガラス面１１に雨滴が付着していないと判定する。発光ダイオード２が発する光の光量とフォトダイオード３，４が出力する検出値Ｍ１，Ｍ２が、基板温度Ｔ１に応じて変動するが、式（１）に従って雨滴の付着有無を判定することによって基板温度Ｔ１の変動による雨滴検出精度の低下を抑えることができる。これは、温度検出値Ｍ３の温度に対応する光量比判定値ＭＳと光量比ＭＲを比較判定するためである。また、反射光検出値Ｍ１の温度特性と基準光検出値Ｍ２の温度特性が原理上同じになるため、基準光検出値Ｍ２に対する反射光検出値Ｍ１の光量比ＭＲの温度特性は、反射光検出値Ｍ１の温度特性より小さくなる。これにより雨滴の付着有無をより正確に検出できる。

イグニッションスイッチ１４がオンされると同時にガラス面１１の照射を発光ダイオード２が開始するため、図２に示すように、この開始から、発光ダイオード２の点燈により基板温度Ｔ１が上昇する。尚、図２の縦軸は、温度を示し、横軸は、イグニッションスイッチ１４のオン時をゼロとするオン時からの経過時間を示す。基板温度Ｔ１は、この開始から約２分間急激に上昇し、約１５分程度で安定する。例えば、経過時間がゼロ、即ち、イグニッションスイッチ１４のオン時において、基板温度Ｔ１が２０℃の場合、経過時間が２分において基板温度Ｔ１が約２６℃となり、経過時間が１５分において基板温度Ｔ１が約２８℃となる。

一方、回路基板９と比較してプリズム５が発光ダイオード２と離れているため、基板温度Ｔ１の上昇と比較してプリズム５のプリズム温度Ｔ２の変動が小さい。プリズム温度Ｔ２は、イグニッションスイッチ１４のオン時における基板温度Ｔ１と経過時間が２〜３分まで同等の温度であり、その後、緩やかに変動し、経過時間が１０〜１５分以降から、外気温の影響範囲で変動する。例えば、経過時間が２〜３分まで、プリズム温度Ｔ２が基板温度Ｔ１と同等の２０℃であり、その後、緩やかに変動し、経過時間が１０〜１５分以降から、外気温の影響範囲の２１〜２３℃で変動する。

このため、基板温度Ｔ１の上昇の間、基板温度Ｔ１とプリズム温度Ｔ２との相対的関係、即ち、その温度差ΔＴが大きく変動する。図２に示すように、経過時間がゼロ近傍の温度差ΔＴに比較して、それ以降の、例えば、経過時間が６分近傍の温度差ΔＴが大きくなっている。

ガラス面１１に雨滴の付着が無いとＣＰＵ８が判定した第１判定時ｔ１から判定時間Δｔの間における温度検出値Ｍ３の平均温度勾配を上昇率ＭＧとして算出するように、第１算出手段としてＣＰＵ８が構成される。具体的に、第１判定時ｔ１と判定時間Δｔの間に温度検出値Ｍ３が上昇した上昇分ΔＳを判定時間Δｔで割る以下の式（２）によって算出する。

ＭＧ＝ΔＭ／Δｔ・・・・（２）
温度検出値Ｍ３は、基板温度Ｔ１を表すため、上昇分ΔＳは、図３において第１判定時ｔ１と判定時間Δｔの間に基板温度Ｔ１が上昇した上昇分ΔＴ１を表す。即ち、式（２）は、以下の式（２ａ）を意味する。式（２ａ）において、基板温度Ｔ１の上昇率ＴＧは、上昇率ＭＧに対応する。

ＴＧ＝ΔＴ１／Δｔ・・・・（２ａ）
以上に加えて、ＣＰＵ８は、第２判定手段と制御手段として構成される。即ち、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいか否かを、以下の式（３）によって判定するように、第２判定手段としてＣＰＵ８が構成される。

ＭＧ＞ＭＧＳ・・・・（３）
例えば、Δｔを２分とし、基板温度Ｔ１の上昇率ＴＧの温度判定値が０．２５℃／分となるように、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧの温度判定値ＭＧＳを設定する。

また、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいと判定された第２判定時ｔ２に、第１判定時ｔ１の温度検出値Ｍ３に対応する光量比判定値ＭＳを第１判定時ｔ１の光量比ＭＲによって更新してＥＥＰＲＯＭ７に記憶させるように、制御手段としてＣＰＵ８が構成される。また、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下であると判定された第３判定時ｔ３に、光量比判定値ＭＳを更新しないように、制御手段としてＣＰＵ８が構成される。

（作動）
以下、ＣＰＵ８が制御プログラムにしたがって実施する雨滴検出処理について、図４のフローチャート図に基づいて説明する。

イグニッションスイッチ１４をオンすることによって制御プログラムをスタートし（ステップＳ１）、ＣＰＵ８のＲＡＭを初期化（ステップＳ２）すると共に、ＬＥＤ駆動回路２１の作動を開始させて発光ダイオード２を点燈する。これにより、発光ダイオード２は、プリズム５を介してガラス面１１を照射する。尚、図４においてイグニッションスイッチ１４のオン時が、図２、３において経過時間がゼロ時に対応する。

フォトダイオード３は、光路Ｐ１に従ってガラス面１１が反射した発光ダイオード２の発する光を受光して反射光検出値Ｍ１を出力し、フォトダイオード４は、光路Ｐ２に従って発光ダイオード２の発する光の所定割合の基準光を受光して基準光検出値Ｍ２を出力する。温度センサ６は、発光ダイオード２の点灯によって上昇する基板温度Ｔ１を検出して温度検出値Ｍ３を出力する。ステップＳ３において、フォトダイオード３から反射光検出値Ｍ１を入力し、フォトダイオード４から基準光検出値Ｍ２を入力し、温度センサ６から温度検出値Ｍ３入力する。

ステップＳ３の後、光量比ＭＲ（＝Ｍ１／Ｍ２）を算出し（ステップＳ４）、温度検出値Ｍ３の温度に対応する光量比判定値ＭＳをＥＥＰＲＯＭ７から読み出し（ステップＳ５）、式（１）に従って光量比ＭＲを光量比判定値ＭＳと比較することによって、ガラス面１１において雨滴の付着有無を判定する（ステップＳ６）。

ステップＳ６が「ＹＥＳ」の場合、即ち、式（１）を満足する場合、つまり、ガラス面１１に雨滴が付着していると判定された場合、ワイパ駆動装置１３を作動させてワイパ１２を駆動する（ステップＳ７）。ステップＳ７の後、ステップＳ２へ戻ってステップＳ２−Ｓ６を行う。

ステップＳ６が「ＮＯ」の場合、即ち、式（１）を満足しない場合、つまり、ガラス面１１に雨滴が付着していないと判定された第１判定時ｔ１には、算出ステップであるステップＳ８へ進み、式（２）に従って上昇率ＭＧを算出する。ステップＳ８の後、温度判定ステップであるステップＳ９において、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいか否かを、式（３）によって判定する。

ステップＳ９が「ＹＥＳ」の場合、即ち、式（３）を満足する場合、つまり、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいと判定された第２判定時ｔ２に、更新ステップであるステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０において、第１判定時ｔ１の温度検出値Ｍ３に対応する光量比判定値ＭＳを第１判定時ｔ１の光量比ＭＲによって更新してＥＥＰＲＯＭ７に記憶させ、ステップＳ１０の後、ステップＳ２へ戻ってステップＳ２−Ｓ６を行う。

ステップＳ９が「ＮＯ」の場合、即ち、式（３）を満足しない場合、つまり、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下であると判定された第３判定時ｔ３に、更新拒否ステップであるステップＳ１１へ進み、光量比判定値ＭＳを更新しない。ステップＳ１１の後に、この制御プログラムを終了する。

以上の構成により、イグニッションスイッチ１４のオン時から、即ち、発光ダイオード２の照射開始からガラス面１１において雨滴の付着有無を検出し、ステップＳ９において温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいと判定された場合に、第１判定時ｔ１の温度検出値Ｍ３に対応する光量比判定値ＭＳを第１判定時ｔ１の光量比ＭＲによって更新する。ここで、発光ダイオード２の照射開始から所定時間内においては、図２，３に示すように、基板温度Ｔ１の上昇率ＴＧ（＝ΔＴ１／Δｔ）が大きい。即ち、光量比判定値ＭＳの更新後において、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが大きい状態における光量比ＭＲを、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きい状態において更新された光量比判定値ＭＳと比較することによって雨滴の付着有無を判定できる。このため、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが大きい状態において、経時的な変動を含めて基板温度Ｔ１の変動による雨滴検出精度の低下を抑えることができる。

また、この構成では、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下であると判定された場合に光量比ＭＲによって光量比判定値ＭＳを更新しない。これにより、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが大きい状態における光量比ＭＲを、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下である状態において更新された光量比判定値ＭＳと比較することによって雨滴の付着有無を判定してしまうことを防止できる。即ち、誤判定してしまうことを防止できる。

これらの結果、プリズム５の温度Ｔ２を検出する温度センサ等を新たに追加することなく、発光ダイオード２の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる。

また、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧを第１判定時ｔ１から判定時間Δｔの間の平均温度勾配として算出する。このため、この判定時間Δｔ以上を、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいか否かを判定するために必要とする。これに対して、判定時間Δｔ以上の時間を必要とするステップＳ８，Ｓ９より前に、ステップ６を行うため、雨滴の付着有無の判定に不要な時間を必要としない。即ち、雨滴の付着有無を早く検出できる。

また、ステップＳ１１の後に、この制御プログラムを終了するため、ステップＳ１１に対応するステップ６の終了時の第１判定時ｔ１において、雨滴の付着有無の判定が終了している。即ち、発光ダイオード２の照射開始時（イグニッションスイッチ１４のオン時）から第３判定時ｔ３に対応する第１判定時ｔ１まで、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きい状態における光量比判定値ＭＳと比較することによって雨滴の付着有無を判定できる。第３判定時ｔ３に対応する第１判定時ｔ１までは、温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧが大きいため、上述の効果を有効に発揮できる。

尚、出荷前において、発光ダイオード２の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を判定できる（ステップＳ６）値として光量比判定値ＭＳを、ＥＥＰＲＯＭ７に予め記憶しておく。

（変形例）
上述の例では、ステップＳ８−Ｓ１１を行っている場合、ステップＳ２−Ｓ７を行わない構成としたが、これに限らない。ステップＳ８−Ｓ１１を行っている場合においても、ステップＳ２−Ｓ７を行なう構成とし、イグニッションスイッチ１４のオン時から例えば３分の経過時点で、ステップＳ２−Ｓ７を強制的に終了する構成とすることも可能である。この構成では、ステップＳ２−Ｓ７を強制的に終了した後においても、ステップＳ８−Ｓ１１が終了するまでステップＳ８−Ｓ１１を行う構成とする。

また、図１に示した雨滴検出装置１からフォトダイオード４と増幅回路４１とを取除く構成とすることが可能である。本変形例では、光量比判定値ＭＳに代えて反射光判定値ＭＳ１をデータとして予めＥＥＰＲＯＭ７に記憶しておき、反射光検出値Ｍ１を反射光判定値ＭＳ１と比較することによって雨滴の付着有無を判定する。

以下、図５のフローチャート図に基づいて、本変形例のＣＰＵ８が制御プログラムにしたがって実施する雨滴検出処理について説明する。

イグニッションスイッチ１４をオンすることによって制御プログラムをスタートし（ステップＳ１）、ＣＰＵ８のＲＡＭを初期化（ステップＳ２）すると共に、ＬＥＤ駆動回路２１の作動を開始させて発光ダイオード２を点灯する。ステップＳ３において、フォトダイオード３から反射光検出値Ｍ１を入力し、温度センサ６から温度検出値Ｍ３入力する。

ステップＳ３の後、温度検出値Ｍ３の温度に対応する反射光判定値ＭＳ１をＥＥＰＲＯＭ７から読み出し（ステップＳ４）、式（１）に従って反射光検出値Ｍ１を反射光判定値ＭＳ１と比較することによって、ガラス面１１において雨滴の付着有無を判定する（ステップＳ５）。したがって、本変形例では、図４に示したステップＳ４が取除かれる。

ステップＳ５が「ＹＥＳ」の場合、ワイパ１２を駆動し（ステップＳ６）、ステップＳ６の後、ステップＳ２へ戻ってステップＳ２−Ｓ５を行う。

ステップＳ５が「ＮＯ」の場合の第１判定時ｔ１には、算出ステップであるステップＳ７へ進み、式（２）に従って上昇率ＭＧを算出する。ステップＳ７の後、温度判定ステップであるステップＳ８において、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいか否かを、式（３）によって判定する。

ステップＳ８が「ＹＥＳ」の場合の第２判定時ｔ２に、更新ステップであるステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、第１判定時ｔ１の温度検出値Ｍ３に対応する反射光判定値ＭＳ１を第１判定時ｔ１の反射光検出値Ｍ１によって更新してＥＥＰＲＯＭ７に記憶させる。ステップＳ９の後、ステップＳ２へ戻ってステップＳ２−Ｓ５を行う。

ステップＳ８が「ＮＯ」の場合の第３判定時ｔ３に、更新拒否ステップであるステップＳ１０へ進み、反射光判定値ＭＳ１を更新しない。ステップＳ１０の後に、この制御プログラムを終了する。

以上の構成により、上述の効果と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明による雨滴検出装置１は、検出対象であるガラス面１１に光を照射する発光手段である発光ダイオード２と、発光ダイオード２の照射によってガラス面１１が反射した反射光を反射光検出値Ｍ１として検出する反射光検出手段であるフォトダイオード３と、発光ダイオード２が置かれた環境温度である基板温度Ｔ１を温度検出値Ｍ３として検出する温度検出手段である温度センサ６と、反射光判定値ＭＳ１と温度とを組み合わせてデータとして記憶しておく記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ７と、データにおいて温度検出値Ｍ３に対応する反射光判定値ＭＳ１をＥＥＰＲＯＭ７から読み出し、反射光検出値Ｍ１を反射光判定値ＭＳ１と比較してガラス面１１に雨滴が付着しているか否かを判定する第１判定手段であるＣＰＵ８と、雨滴の付着が無いと判定された第１判定時ｔ１に温度検出値Ｍ３の上昇率ＭＧを第１判定時ｔ１から判定時間Δｔの間の上昇率として算出する第１算出手段であるＣＰＵ８と、上昇率ＭＧを温度判定値ＭＧＳと比較判定する第２判定手段であるＣＰＵ８と、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳより大きいと判定された第２判定時ｔ２に第１判定時ｔ１の温度検出値Ｍ３に対応する反射光判定値ＭＳ１を第１判定時ｔ１の反射光検出値Ｍ１によって更新してＥＥＰＲＯＭ７に記憶させる制御手段であるＣＰＵ８とを備え、上昇率ＭＧが温度判定値ＭＧＳ以下であると判定された第３判定時ｔ３に反射光判定値ＭＳ１を更新しないようにＣＰＵ８が構成され、発光ダイオード２の照射開始時から所定時間内において雨滴の付着有無をＣＰＵ８が判定するように構成されている。

これにより、構成を複雑化しないで、発光手段の照射開始から所定時間内において雨滴の付着有無を正確に検出できる雨滴検出装置および雨滴検出方法を提供できる。

尚、上述した例に限らないで、これらの組み合わせや、他の種々の変形例が考えられる。

図１は、本発明の一実施形態による雨滴検出装置１を自動車のワイパ自動制御装置に適用した例を示す構成図である 図２は、回路基板9の基板温度Ｔ１とプリズム５の温度Ｔ２と経過時間の関係を示すグラフである。 図３は、基板温度Ｔ１の上昇率ＴＧ１を説明するためのグラフである。 図４は、雨滴検出装置１による雨滴検出方法を示すフローチャート図である。 図５は、図4の変形例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 雨滴検出装置、２ 発光ダイオード（発光手段）、２１ ＬＥＤ駆動回路
３ フォトダイオード（反射光検出手段）、３１ 増幅回路
４ フォトダイオード（基準光検出手段）、４１ 増幅回路
５ プリズム、６ 温度センサ（温度検出手段）、７ ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
８ ＣＰＵ（第１判定手段、第１算出手段、第２判定手段、第２算出手段、制御手段）
９ 回路基板、１０ ウインドシールド、１１ ガラス面（検出対象）、１２ ワイパ
１３ ワイパ駆動装置、１４ イグニッションスイッチ、１５ バッテリ

Claims (5)

1. 検出対象に光を照射する発光手段と、
   前記発光手段の照射によって前記検出対象が反射した反射光を反射光検出値として検出する反射光検出手段と、
   前記発光手段が置かれた環境温度を温度検出値として検出する温度検出手段と、
   反射光判定値と温度とを組み合わせてデータとして記憶しておく記憶手段と、
   前記データにおいて前記温度検出値に対応する前記反射光判定値を前記記憶手段から読み出し、前記反射光検出値を該反射光判定値と比較して前記検出対象に雨滴が付着しているか否かを判定する第１判定手段と、
   前記雨滴の付着が無いと判定された第１判定時に、前記温度検出値の上昇率を該第１判定時から判定時間の間の上昇率として算出する第１算出手段と、
   前記上昇率を温度判定値と比較判定する第２判定手段と、
   前記上昇率が前記温度判定値より大きいと判定された第２判定時に、前記第１判定時の前記温度検出値に対応する前記反射光判定値を該第１判定時の前記反射光検出値によって更新して前記記憶手段に記憶させる制御手段とを備え、
   前記上昇率が前記温度判定値以下であると判定された第３判定時に、前記反射光判定値を更新しないように前記制御手段が構成され、
   前記発光手段の照射開始時から所定時間内において前記雨滴の付着有無を第１判定手段が判定するように構成されていることを特徴とする雨滴検出装置。
2. 前記発光手段が発する光の所定割合の基準光を基準光検出値として検出する基準光検出手段と、
   前記基準光検出値に対する前記反射光検出値の比率である光量比を算出する第２算出手段とを備え、
   前記反射光判定値に代えて光量比判定値をデータとして記憶しておくように前記記憶手段が構成され、
   前記データにおいて前記温度検出値に対応する前記光量比判定値を前記記憶手段から読み出し、前記反射光検出値に代えて前記光量比を該光量比判定値と比較して前記雨滴の付着有無を判定するように前記第１判定手段が構成され、
   前記第２判定時に、前記第１判定時の前記温度検出値に対応する前記光量比判定値を該第１判定時の前記光量比によって更新して前記記憶手段に記憶させるように前記制御手段が構成され、
   前記第３判定時に、前記光量比判定値を更新しないように前記制御手段が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の雨滴検出装置。
3. 前記照射開始時から、前記第３判定時に対応する前記第１判定時までの時間が前記所定時間内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雨滴検出装置。
4. 検出対象に光を照射する発光手段と、該発光手段の照射によって該検出対象が反射した反射光を反射光検出値として検出する反射光検出手段と、該発光手段が置かれた環境温度を温度検出値として検出する温度検出手段と、反射光判定値と温度とを組み合わせてデータとして記憶しておく記憶手段と、該データにおいて該温度検出値に対応する該反射光判定値を該記憶手段から読み出し、該反射光検出値を該反射光判定値と比較して前記検出対象に雨滴が付着しているか否かを判定する第１判定手段とを備え、該発光手段の照射開始時から所定時間内において該雨滴の付着有無を該第１判定手段が判定するように構成されている雨滴検出装置による雨滴検出方法であって、
   前記雨滴の付着が無いと判定された第１判定時に、前記温度検出値の上昇率を該第１判定時から判定時間の上昇率として算出する算出ステップと、
   前記上昇率を温度判定値と比較判定する温度判定ステップと、
   前記上昇率が前記温度判定値より大きいと判定された第２判定時に、前記第１判定時の前記温度検出値に対応する前記反射光判定値を該第１判定時の前記反射光検出値によって更新して前記記憶手段に記憶させる更新ステップと、
   前記上昇率が前記温度判定値以下であると判定された第３判定時に、前記反射光判定値を更新しない更新拒否ステップとを備えることを特徴とする雨滴検出方法。
5. 前記発光手段が発する光の所定割合の基準光を基準光検出値として検出する基準光検出手段と、該基準光検出値に対する該反射光検出値の比率である光量比を算出する第２算出手段とを備え、前記反射光判定値に代えて光量比判定値をデータとして記憶しておくように前記記憶手段が構成され、該データにおいて前記温度検出値に対応する該光量比判定値を該記憶手段から読み出し、該反射光検出値に代えて該光量比を該光量比判定値と比較して前記雨滴の付着有無を判定するように前記第１判定手段が構成されている前記雨滴検出装置による雨滴検出方法であって、
   前記更新ステップにおいて、前記第１判定時の前記温度検出値に対応する前記光量比判定値を該第１判定時の前記光量比によって更新して前記記憶手段に記憶させ、
   前記更新拒否ステップにおいて、前記光量比判定値を更新しないことを特徴とする請求項４に記載の雨滴検出方法。

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