JPH06298045A - オートワイパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オートワイパに関し、雨滴を検知するセンサ
の異常発生後フェールセーフ状態に遷移させるまでの判
定時間中にワイパ動作が不安定になるのを防止すること
を目的とする。 【構成】 センサ１１を備えるセンサ部１０からの出力
に応じてワイパモータ部３０に対し、センサ正常時は各
種間欠駆動モードを設定し、センサ異常時はフェールセ
ーフ間欠駆動モードを設定するコントローラ２０を有し
てなり、コントローラ２０はセンサ異常発生後フェール
セーフ間欠駆動モードを設定するか否かの判定時間中、
雨滴が検知されているものと仮想した補間間欠駆動モー
ドを設定するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両のフロントガラス等
を、降雨状況に応じた間欠駆動モードで自動的に払拭す
るオートワイパに関する。車両の運転時における疲労を
軽減すべく、車両の運行に必要な各種操作が自動化され
ている。オートワイパはその一つであり、降雨状況をセ
ンサにより判断しながら、例えば、１．５秒間隔、３秒
間隔、６秒間隔等の間欠駆動を自動的に選択しながらワ
イパ動作を行う。一方、このような自動化装置に対して
は、万一装置異常が発生しても安全サイドに落ち着くよ
うなフェールセーフ機能が必要である。

【０００２】

【従来の技術】後に図に示すように、一般的なオートワ
イパは、雨滴を検知するセンサからの出力を受信して、
該センサの正常時および異常時にそれぞれ第１レベルの
信号および第２レベルの信号を出力し、雨滴を正常に検
知している場合は前記第１レベルおよび第２レベルの中
間レベルの雨滴検知パルスを出力するセンサ部と、この
センサ部の出力を入力とし、雨滴検知パルスの単位時間
当たりの発生頻度に対応する間欠駆動モードでワイパモ
ータ部を制御するコントローラと、を含んでなる。ここ
に上記のフェールセーフ機能を実現すべく、該コントロ
ーラは、第２レベルの信号を一定時間継続して入力した
ことを検知したとき、その一定時間経過後にワイパモー
タ部に対し、フェールセーフ間欠駆動モードを設定する
ようにしている。つまり、センサ部に異常が発生し、一
定時間が経過したら、強制的に特定の間欠駆動モードで
ワイパを再起動する、というものである。この場合、一
定時間が経過するのを待つのは、センサに一時的に落ち
葉等が舞い込んで擬似的なセンサ異常が発生したときに
はフェールセーフにしないようにするためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように一定時間
が経過するのを待つのは、本当のセンサ異常と擬似的か
つ一時的なセンサ異常とを識別するためであり、フェー
ルセーフに入るべきか否かのいわば判定時間である。こ
の場合、その判定時間中はセンサ部からの出力信号は上
記第２レベルに張り付いてしまい、上記雨滴検知パルス
は完全に途絶えてしまう。

【０００４】このためコントローラは無入力状態とな
り、どの間欠駆動モードに設定されるか不定となる、と
いう問題がある。このとき、最悪時にはその判定時間中
はワイパの間欠動作が停止してしまう。激しい降雨時に
おけるこのような間欠動作の停止は急に視界を悪くし好
ましくないし、また、運転者にとっても急にタイミング
が狂わされるのはフィーリングの良いものではない。

【０００５】したがって本発明は、フェールセーフに入
るべきか否かのいわば判定時間中において、ワイパ動作
が不安定になるのを防止することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明に基づくオ
ートワイパの原理構成図である。本図において、１０は
センサ部であり雨滴を検知するセンサ１１を具備する。
センサ部１０の出力側にはコントローラ２０が接続さ
れ、ここで各種の間欠駆動モードを設定する。図では５
つの間欠駆動モード，…を例示している。後段の
ワイパモータ部３０は、設定されたいずれかの間欠駆動
モードでワイパブレード３１を動かす。

【０００７】このオートワイパにおいて、万一センサ異
常が発生しても安全サイドに落ち着くようにフェールセ
ーフ機能が必要であり、このためにコントローラ２０内
にはフェールセーフ間欠駆動モードが設定可能である。
通常の間欠駆動モード（，…）から、そのフェール
セーフ間欠駆動モードに遷移するまでに、前述した一定
時間の経過（判定時間）を待つことになるが、この判定
時間中においてコントローラ２０は、補間間欠駆動モー
ドを設定するようにする。つまり、フェールセーフ間欠
駆動モードへの遷移があるまでの間を、擬似的な間欠駆
動モードで埋める。

【０００８】

【作用】従来は上記の判定時間中において最悪の場合、
間欠動作が停止する可能性があり、激しい雨のときは急
に視界が悪くなるという事態を生じることがあったが、
上記の補間間欠駆動モードをその判定時間中に挿入する
ことにより、ワイパはセンサ異常にもかかわらずワイピ
ング動作を継続する。この補間間欠駆動モードは、セン
サ１１より雨滴検知パルスが出力されていると仮想した
状態を作り出すものである。

【０００９】

【実施例】図２は本発明の実施例を示す構成図である。
本図中、本発明の主要部であるコントローラ２０の中核
部はマイコン２１により実現される。すなわち、図１の
中央に示した各種の間欠駆動モードは、マイコン２１に
よるソフト処理で設定される。どの間欠駆動モードを設
定するかはセンサ部１０からの出力に応じて定まる。

【００１０】雨滴を検知するセンサ（発光および受光素
子の対からなる）１１からの出力は、一旦信号発生回路
１２を介してトランジスタ１３および１４に印加され、
所定の出力を形成する。すなわち、センサ１１の正常時
（トランジスタ１３および１４を共にオフとする）およ
び異常時（トランジスタ１３をオン、トランジスタ１４
をオフとする）にそれぞれ第１レベルの信号（電源レベ
ル）および第２レベルの信号（グランドレベル）を出力
し、該雨滴を正常に検知している場合（トランジスタ１
４が雨滴の有無に応じてオン、オフする）は、これら第
１レベルおよび第２レベルの中間レベル（トランジスタ
１３をオフとする）の雨滴検知パルスを出力する。この
ように３値レベルで信号の伝送をすれば信号線の本数が
減らせる。

【００１１】この３値レベルの信号は、コントローラ２
０の一部をなすレベル判別回路２２に入力されていずれ
のレベルか判別され、判別結果がマンコン２１に渡され
る。さらに、マイコン２１は上記の間欠駆動モードのい
ずれかを選択し、ワイパモータ部３０の一部をなすワイ
パドライバ３２を駆動し、さらにワイパモータ３３を正
転または逆転させる。３４は周知のカムスイッチであ
り、ワイパブレード３１に連動し、ワイパオフ時にこれ
を定位置停止させるのに用いられる。また、そのカムス
イッチの出力はコントローラ２０内の入力回路２３を通
してマイコン２１にも伝えられる。

【００１２】図３はマイコン２１の動作例を示すフロー
チャート（その１）、図４はマイコン２１の動作例を示
すフローチャート（その２）である。これらの図のう
ち、本発明のポイントは図３の下方に示すフローＰが付
加されたことである。従来は、このフローＰがなく、フ
ローＱを通してステップＳ１２に至る。まず本発明に最
も関連する流れから説明する。

【００１３】ステップＳ１ではＦＳフラグの“１”また
は“０”を調べる。ＦＳフラグとは、フェールセーフフ
ラグのことであり、今フェールセーフ状態にあるか（Ｆ
Ｓフラグ＝“１”）、正常状態（ＦＳフラグ＝“０”）
にあるかを示す。なお、このＦＳフラグは内部ＲＡＭに
格納され、例えば図１のメモリ４０の一部が利用され
る。

【００１４】ステップＳ２では、今センサ異常状態にあ
るか否か（既述の第２レベルの信号の有無）を調べる。
ステップＳ３では、センサ異常状態のとき、判定カウン
タ（マイコン２１内のカウンタの１つ）を歩進する。こ
の判定カウンタは前述した判定時間（一例としては４
秒）が経過したか否かを調べるためのカウンタである。

【００１５】ステップＳ４では、該判定カウンタのキャ
リー（Ｃ）が上がらないとき（Ｃ＝“０”）、つまり判
定時間まで経過していないとき、前記のフローＰを通っ
てステップＳ５に至る。ステップＳ５では、センサ部１
０からの雨滴検知パルスを計数するパルスカウンタ（マ
イコン２１内のカウンタの１つ）を動かし、パルス積算
を行う。本来は、このパルスカウンタはステップＳ１３
経由で入力された実際の雨滴検知パルスを計数するが、
本発明により、フローＰを通して、雨滴が検知されてい
るものと仮想したパルスを擬似的にパルスカウンタに与
える。このときのワイパは、既述の補間間欠駆動モード
で動作することになる。

【００１６】本発明に係る部分の説明は以上の如くであ
る。他のステップについては以下に簡単に説明する。ス
テップＳ４では、判定カウンタがキャリーを上げると
（Ｃ＝“１”）、ステップＳ１０でＦＳフラグに“１”
を立てる。このとき前記のフェールセーフ間欠駆動モー
ドが設定される（例えば４秒間欠）。そしてステップＳ
１１で判定カウンタを零にクリアし、次に第２レベル信
号が来るのを待つ。

【００１７】従来はステップＳ１２の前段に、フローＱ
が来るので、判定時間の経過中、ステップＳ１２（ＦＳ
フラグ＝“１”ではない）を下方に進み、ステップＳ１
３に至る。このステップＳ１３では“センサ信号なし”
となる。今、センサ部１０の出力信号が、第２レベルに
張り付いているからである。一方、図３の左側の流れ
（ステップＳ１→Ｓ１５→Ｓ１６→…）について見る
と、このルートは、今、フェールセーフ状態に入ってい
るがその後正常状態に復帰したか否かを判定するルート
である。例えば発光素子の故障であればこれを修復する
場合、あるいは受光素子の表面が泥等で汚れたときにこ
れを洗い流した場合に相当する。正常復帰していれば、
ステップＳ１８でＦＳフラグに再び“０”を立て、判定
カウンタを零にクリアする（ステップＳ１１）。

【００１８】図３の後段に続く図４のフローチャートは
通常のオートワイパ動作、すなわち図１の間欠駆動モー
ド…のいずれかを選択し、ワイパモータ３３を駆動
する。このオートワイパ動作は図５を参照すると理解し
易い。図５はオートワイパ動作を説明するための状態遷
移図であり、横軸にはWiperOperation Time（ＷＯＴ）
をとり、縦軸には雨滴検知パルスを入力とするパルスカ
ウンタのパルス積算値（図３のＳ５参照）をとって示
す。横軸において、ＷＯＴ（時間しきい値）の例えば８
０％位のところにＵＰ（モードアップしきい値）が設定
される。一方、縦軸においては、ＴＨＲ（制御しきい
値）とＤＷＮ（モードダウンしきい値）が設定される。

【００１９】 ＵＰまでの時間内に、パルス積算値が
ＴＨＲを超えたとき（かなり強い雨）は、今の間欠駆動
モードよりも速い間欠モード（例えば６秒間隔→３秒間
隔）にモードアップ（左下りハッチングの領域）する。
これは図４のステップＳ２６である。 時間ＷＯＴを超える長い時間中でも、パルス積算値
がＤＷＮを超えないとき（かなり弱い雨）は、今の間欠
駆動モードよりも遅い間欠モード（例えば３秒間隔→６
秒間隔）にモードダウン（右下りハッチングの領域）す
る。これは図４のステップＳ２３である。

【００２０】 これらモードアップまたはモードダウ
ンのいずれにも該当しないときは、現在の間欠駆動モー
ドをそのまま維持する（ダブルハッチングの領域で示す
モードキープ）。これは図４のステップＳ２４である。
図４に戻ると、ステップＳ１９で、パルス積算値がＴＨ
Ｒ（図５に示す制御しきい値）を超えたか否かを調べ、
超えているときは（Ｙｅｓ）、それが図５のＵＰ（モー
ドアップしきい値）より早い時間内に生じたか（Ｙｅ
ｓ）、遅い時間内に生じたか（Ｎｏ）を判定し、それぞ
れ前述のモードアップ（Ｓ２６）およびモードキープ
（Ｓ２４）へ遷移する。

【００２１】パルス積算値がＴＨＲを下まわっている間
（図４のステップＳ１９の結果がＮｏ）は、ステップＳ
２０にてＷＯＴカウンタでワイパブレード３１の間欠時
間を計測する。この計測により該ＷＯＴカウンタよりキ
ャリー（Ｃ）が上がるまでは、図３のフローに従う動作
を行うが、該ＷＯＴカウンタよりキャリー（Ｃ）が上が
ると、つまり図５の時間ＷＯＴを超えたときは、ステッ
プＳ２２にて、パルス積算値が図５のＤＷＮを超えてい
るか（Ｎｏ）、否か（Ｙｅｓ）を判定し、それぞれ既述
のモードキープ（Ｓ２４）およびモードダウン（Ｓ２
３）に至る。

【００２２】いずれかのモード（Ｓ２３，Ｓ２４および
Ｓ２６）に遷移すると、再び次回の間欠駆動モードの選
択動作に入る。そのために、今遷移したモード下でのＷ
ＯＴを改めてＷＯＴカウンタにセットする（ステップＳ
２７）。なお、時間ＵＰはこのＷＯＴカウンタ出力の８
０％（＝ＷＯＴ×０．８）として、設定される。引き続
き、パルスカウンタをクリアし（ステップＳ２８）、図
５のパルス積算値を零からスタートさせる。これと同時
にワイパモータ部３０が作動を開始し（ステップＳ２
９）、図３のステップＳ１に戻る。

【００２３】既述のように本発明はフェールセーフ状態
に遷移させるまでの判定時間中、補間間欠駆動モードを
コントローラ２０にて設定する。この補間間欠駆動モー
ドの間欠時間は、１．５秒でも３秒でも構わないが、好
ましくは、センサ異常になる直前の降雨状況に合わせて
設定されるようにする。このようにすれば現在の降雨状
況に最適なワイパ動作が再現されるし、運転者に対して
も違和感を与えない。

【００２４】このようにして補間間欠駆動モードの間欠
時間を定めるに当り実際には注意すべきことがある。こ
れはセンサ１１より出力される雨滴検知パルスは、瞬間
瞬間で見るとかなりバラツキがあることである。したが
ってセンサ異常が開始する直前の瞬間における検知パル
スが必ずしも現在における降雨状況を代表しているとは
限らない。

【００２５】そこで好ましくは、コントローラ２０は、
直前の所定時間内に発生した雨滴検知パルスの個数を時
間の経過と共に更新しながら、図１のメモリ４０内に記
録する。そしてその雨滴検知パルスの単位時間当りの平
均個数に対応する間欠駆動モードをもって前記の補間間
欠駆動モードとする。図６は補間間欠駆動モードの間欠
時間を定める手順を図解的に示す図である。本図の左側
には、センサ異常が発生する直前の所定時間（例えば４
秒とする）内に、パルスカウンタのパルス積算値として
２０個、２０個および４０個が記録されていたとする。

【００２６】そうすると、図６の右側に表すダミーパル
ス（既述した、雨滴が検知されているものと仮想した場
合のパルス）の個数としては、上記判定時間中の１秒経
過毎の２０を加算するものとする。なお、この１秒毎の
加算は、図３の下側のステップＳ５（パルス積算）にて
実行される。具体例として示した、加算されるパルス個
数の２０は、図６の左側における所定時間（４秒）中の
パルス合計値が８０（＝２０＋２０＋４０）であって、
これを４秒で割って単位時間当りの平均個数を求めた結
果（＝８０／４）に相当する。つまり、判定時間中は直
前のパルス積算値の移動平均値をもって前記のダミーパ
ルスとする。

【００２７】図７は補間間欠駆動モードの間欠時間を設
定するフローチャート（その１）、図８は同フローチャ
ート（その２）である。これらの図において、ステップ
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ
１９については既に図３および図４に示した対応のステ
ップそのものである。したがってこれらのステップＳ
２，Ｓ３…に、新たにステップＳ３０，Ｓ３１，Ｓ３
２，Ｓ３３，Ｓ３４，Ｓ３５（図７）が加わり、ステッ
プＳ３６（図８）が加わったことになる。

【００２８】ステップＳ３０は、図６の“直前の所定時
間”（例えば４秒）を規定する時間カウンタの動作に相
当し、ステップＳ３１でその４秒が経過したか（Ｙｅ
ｓ）否か（Ｎｏ）を判定する。４秒経過したら、ステッ
プＳ３２にてセンサ信号バッファをクリアし、零に戻
す。このセンサ信号バッファは図１のメモリ４０内に形
成され、雨滴検知パルスの発生を記録する。

【００２９】以上の動作は図６の左側の手順に相当す
る。そして図６の右側の手順は図７のステップＳ３３，
Ｓ３４およびＳ３５に相当する。ステップＳ３３は、図
６の右側の加算タイミングを定め、ステップＳ３４で、
次の加算タイミングに達した（例えば１秒経過）と判断
されると、その都度、パルスカウンタのパルス積算値に
センサ信号バッファの値の１／４を加算する（ステップ
Ｓ３５）。センサ信号バッファの値の、雨滴検知パルス
によるインクリメントは、ステップＳ３６で行われる。

【００３０】なお、図３によれば、フローＰは、ステッ
プＳ５の始めに至るようになっているが、図８によれ
ば、フローＰに当るステップＳ３５の結果を、ステップ
Ｓ５の終りに加算するようにしている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
ンサ異常が発生した場合、コントローラを暴走させるこ
となく、安定な状態で、フェールセーフ状態へ導くこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくオートワイパの原理構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例を示す構成図である。

【図３】マイコンの動作例を示すフローチャート（その
１）である。

【図４】マイコンの動作例を示すフローチャート（その
２）である。

【図５】オートワイパ動作を説明するための状態遷移図
である。

【図６】補間間欠駆動モードの間欠時間を定める手順を
図解的に示す図である。

【図７】補間間欠駆動モードの間欠時間を設定するフロ
ーチャート（その１）である。

【図８】補間間欠駆動モードの間欠時間を設定するフロ
ーチャート（その２）である。

【符号の説明】

１０…センサ部 １１…センサ ２０…コントローラ ３０…ワイパモータ部 ４０…メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雨滴を検知するセンサ（１１）からの出
   力を受信して、該センサの正常時および異常時にそれぞ
   れ第１レベルの信号および第２レベルの信号を出力し、
   該雨滴を正常に検知している場合は前記第１レベルおよ
   び第２レベルの中間レベルの雨滴検知パルスを出力する
   センサ部（１０）と、 前記センサ部の出力を入力とし、前記雨滴検知パルスの
   単位時間当たりの発生頻度に対応する間欠駆動モードで
   ワイパモータ部（３０）を制御するコントローラ（２
   ０）と、を含んでなり、該コントローラは、前記第２レ
   ベルの信号を一定時間継続して入力したことを検知した
   とき、その一定時間経過後に前記ワイパモータ部に対
   し、フェールセーフ間欠駆動モードを設定するようにし
   たオートワイパにおいて、 前記コントローラは、前記第２レベルの信号が入力され
   た後、前記一定時間の継続中、前記雨滴検知パルスが出
   力されていると仮想した補間間欠駆動モードを前記ワイ
   パモータ部に対して設定することを特徴とするオートワ
   イパ。
2. 【請求項２】 前記コントローラ（２０）は、直前の所
   定時間内に発生した前記雨滴検知パルスの個数を時間の
   経過と共に更新しながら記録するメモリ（４０）を備
   え、該雨滴検知パルスの単位時間当たりの平均個数に対
   応する前記間欠駆動モードをもって、前記補間間欠駆動
   モードとする請求項１に記載のオートワイパ。