(57)【要約】【課題】運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御する技術を提供する。【解決手段】ワイパー制御システムは、吸水ポンプ３００、水量センサ２００、制御装置５００を含む。吸水ポンプ３００は、ワイパー１００によって拭った水滴を吸水ホース１５０を介して吸引可能である。水量センサ２００は、吸水ホース１５０内を通過する水滴の水量を検出する。制御装置５００は、水量センサ２００において検出した水量に応じて、ワイパー１００の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、
前記吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、
前記水量センサにおいて検出した水量に応じて、前記ワイパーの動作を制御する制御装置と、
を備えるワイパー制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のワイパー制御システムであって、
前記ワイパーは、ワイパーゴムで拭った水滴を吸引可能な吸水口を備える、
ワイパー制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のワイパー制御システムであって、
前記水量センサは、赤外線センサであり、
前記赤外線センサは、前記吸水ホース内を通過する水滴に対して赤外線発光部から赤外線を照射し、赤外線受光部において受光した赤外線をもとに赤外線減衰率を計測することによって、単位時間あたりの水量を検出する、
ワイパー制御システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のワイパー制御システムであって、
前記制御装置は、前記ワイパーを１往復させる間に検出した水量と、しきい値とをもとに、前記ワイパーの払拭周期を決定する、
ワイパー制御システム。
【請求項５】
請求項４に記載のワイパー制御システムであって、
前記ワイパーを１往復させる間に検出した水量に対する前記しきい値と、前記ワイパーの払拭周期との関係を記憶する記憶装置をさらに備える、
ワイパー制御システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のワイパー制御システムであって、
前記制御装置は、前記水量センサにおいて検出した水量に応じて、前記吸水ポンプの動作を制御する、
ワイパー制御システム。
【請求項７】
ワイパーを備える車両であって、
前記ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、
前記吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、
前記水量センサにおいて検出した水量に応じて、前記ワイパーの動作を制御する制御装置と、
を備える車両。
【請求項８】
請求項７に記載の車両であって、
前記ワイパーは、ワイパーゴムで拭った水滴を吸引可能な吸水口を備える、
車両。
【請求項９】
請求項７または８に記載の車両であって、
前記水量センサは、赤外線センサであり、
前記赤外線センサは、前記吸水ホース内を通過する水滴に対して赤外線発光部から赤外線を照射し、赤外線受光部において受光した赤外線をもとに赤外線減衰率を計測することによって、単位時間あたりの水量を検出する、
車両。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記ワイパーを１往復させる間に検出した水量と、しきい値とをもとに、前記ワイパーの払拭周期を決定する、
車両。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両であって、
前記ワイパーを１往復させる間に検出した水量に対する前記しきい値と、前記ワイパーの払拭周期との関係を記憶する記憶装置をさらに備える、
車両。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載の車両であって、
前記制御装置は、前記水量センサにおいて検出した水量に応じて、前記吸水ポンプの動作を制御する、
車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワイパー制御技術に関し、特にワイパーの動作を自動で制御するワイパー制御システムおよび車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、降雨走行中の運転者の操作負荷低減を図るために、オートワイパーシステムが使用される。オートワイパーシステムでは、レインセンサでの検知結果をもとに、ワイパーの払拭動作が自動でなされる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０８２５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レインセンサは、一般的に、運転者の視界を妨げないフロントガラス面の上端に搭載される。ガラスが撥水処理されている場合、フロントガラス面の上端に搭載されるレインセンサには雨の水滴が付きにくく、フロントガラス面において水滴が点在して残る。そのため、運転者の視野領域のフロントガラスに付着した水滴分布が正しく検知されず、ワイパーの動作が運転者の感性に合わなくなる。
【０００５】
本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示のある態様のワイパー制御システムは、ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、水量センサにおいて検出した水量に応じて、ワイパーの動作を制御する制御装置と、を備える。
【０００７】
本開示の別の態様は、車両である。この車両は、ワイパーを備える車両であって、ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、水量センサにおいて検出した水量に応じて、ワイパーの動作を制御する制御装置と、を備える。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る車両の構成を示す図である。
【図２】図１のワイパーの構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｆ）は、図１の水量センサの処理の概要を示す図である。
【図４】図１の制御装置による処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示を具体的に説明する前に、概要を述べる。本開示の実施例は、車両においてワイパーの動作を制御するワイパー制御システムに関する。ワイパー制御システムでは、レインセンサの代わりに、吸水機能を有するワイパーが使用される。ワイパーにより吸水された水滴の水量が検出され、検出された水量に応じてワイパーの払拭周期が制御される。ガラスに付着した雨滴分布が一様でない撥水処理したガラスに対しても、吸水機能を有するワイパーによって、運転者の視野領域に相当するフロントガラスの広い範囲から水量を正確に検出するので、運転者の感性に合うワイパー動作の制御が可能になる。以下、本開示の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施例は一例であり、本開示はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００１２】
図１は、車両１０００の構成を示す。車両１０００は、フロントガラス１０、ワイパー１００、吸水ホース１５０、水量センサ２００、吸水ポンプ３００、排水口４００、制御装置５００、ワイパー制御装置６００、吸水ポンプ制御装置７００を含む。水量センサ２００は、赤外線発光部２１０、赤外線受光部２２０、計測装置２３０、通信回路２４０を含み、制御装置５００は、通信回路５１０、処理装置５２０、記憶装置５３０を含む。ワイパー制御装置６００は、通信回路６１０、通信回路６１０を含み、吸水ポンプ制御装置７００は、通信回路７１０、駆動回路７２０を含む。
【００１３】
ここで、水量センサ２００、吸水ポンプ３００、制御装置５００は、ワイパー制御システムに含まれてもよい。水量センサ２００、制御装置５００、ワイパー制御装置６００、吸水ポンプ制御装置７００は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車載ネットワークにより接続される。
【００１４】
フロントガラス１０は、車両の前方に配置される。これは、運転者が運転席に着席して前方を見る場合の視野方向に配置されるといえる。フロントガラス１０にはワイパー１００が設けられ、ワイパー１００はワイパー制御装置６００に接続される。ワイパー制御装置６００の駆動回路６２０はワイパー１００を往復動作させ、ワイパー１００の往復動作によってフロントガラス１０上の水滴が払拭される。
【００１５】
ワイパー１００が１往復する期間を「払拭周期」と呼び、駆動回路６２０は、複数段階の払拭周期のいずれかによってワイパー１００を往復動作させる。ここでは、一例として複数段階を「３」段階とする。払拭周期「１」は、払拭周期が最も短い段階であり、ワイパー速度「Ｈｉ」に相当する。フロントガラス１０の面積を１００ｃｍ×１００ｃｍと想定する場合、１時間あたりに１ｍｍの降水があると、フロントガラス１０には１０００ｃｍ３＝１Ｌの水滴が飛来する。このうちの５０％の水滴がフロントガラス１０に付着する場合、５００ｃｍ３の水滴がフロントガラス１０に付着する。払拭周期「１」はこのような水滴を払拭可能なように設定される。
【００１６】
払拭周期「２」は、払拭周期「１」よりも払拭周期が長い段階であり、ワイパー速度「Ｌｏ」に相当する。払拭周期が長くなるほど、ワイパー速度が遅くなる。払拭周期「２」は、前述の例において、４０％の水滴がフロントガラス１０に付着する場合、つまり４００ｃｍ３の水滴がフロントガラス１０に付着する場合に、このような水滴を払拭可能なように設定される。払拭周期「３」は、払拭周期が最も長い段階であり、ワイパー速度「ＩＮＴ」に相当する。払拭周期「３」は、前述の例において、１０％の水滴がフロントガラス１０に付着する場合、つまり１００ｃｍ３の水滴がフロントガラス１０に付着する場合に、このような水滴を払拭可能なように設定される。
【００１７】
図２は、ワイパー１００の構成を示す。ワイパー１００は、ワイパーゴム１１０、吸水口１２０と総称される第１吸水口１２０ａから第４吸水口１２０ｄを含む。ワイパー１００に設けられる吸水口１２０の数は「４」に限定されない。ワイパーゴム１１０は、フロントガラス１０に接触しており、ワイパー１００の往復動作によって、フロントガラス１０上の水滴を拭う。吸水口１２０は、ワイパーゴム１１０に接するように配置され、ワイパーゴム１１０で拭った水滴を吸引可能な開口である。吸水口１２０は吸水ホース１５０に接続される。吸水ホース１５０の断面が円形であると仮定する場合、吸水ホース１５０の直径ｄは、払拭周期「１」の場合に水滴を流すようにされる。そのため、５００ｃｍ３＝３．１４×（ｄ／２）２×２ｍ／ｓより、直径ｄは１．８ｃｍとされる。図１に戻る。
【００１８】
吸水ホース１５０は吸水ポンプ３００に接続され、吸水ポンプ３００は吸水ポンプ制御装置７００に接続される。吸水ポンプ制御装置７００の駆動回路７２０は吸水ポンプ３００を吸引動作させ、吸水ポンプ３００の吸引動作により、ワイパー１００によって拭った水滴が吸水ホース１５０を介して吸引される。駆動回路７２０は、吸引動作の速度を調節可能である。吸水ポンプ３００によって吸引された水滴は排水口４００から排水される。
【００１９】
吸水ホース１５０は、ワイパー１００と吸水ポンプ３００との間において水量センサ２００を経由する。水量センサ２００は、例えば、赤外線センサであり、吸水ホース１５０内を通過する水滴の水量を検出する。図３（ａ）−（ｆ）は、水量センサ２００の処理の概要を示す。図３（ａ）のように、吸水ホース１５０には赤外線発光部２１０と赤外線受光部２２０とが互いに対向する位置に取り付けられる。赤外線発光部２１０は、吸水ホース１５０内を通過する水滴に対して赤外線を照射する。赤外線受光部２２０は、赤外線発光部２１０から照射された赤外線を受光する。赤外線受光部２２０は、受光量を定期的に測定し、図２の計測装置２３０に測定結果を出力する。ここで、測定の間隔は払拭周期よりも短くされるので、払拭周期の間に複数回の測定がなされる。
【００２０】
図３（ａ）から図３（ｃ）に向かって、吸水ホース１５０内を通過する水滴の水量が増加する。図２の計測装置２３０は、赤外線受光部２２０から受光量を定期的に受けつける。計測装置２３０は、赤外線発光部２１０における発光量に関する情報を予め保持しており、発光量と受光量とをもとに次のように赤外線減衰率を計算する。
赤外線減衰率＝（発光量−受光量）／発光量
赤外線減衰率の計算も、払拭周期の間に複数回なされる。
【００２１】
図３（ｄ）は図３（ａ）の場合における赤外線減衰率の時間変化を示し、図３（ｅ）は図３（ｂ）の場合における赤外線減衰率の時間変化を示し、図３（ｆ）は図３（ｃ）の場合における赤外線減衰率の時間変化を示す。つまり、水量が増加すると赤外線減衰率も増加する。計測装置２３０は、水量と赤外線減衰率との対応関係を記憶し、対応関係を参照することによって、赤外線減衰率から水量を導出してもよい。以下では、赤外線減衰率と水量を「水量」と総称し、水量は例えば電圧で示される。ここで、水量が増加すれば電圧も増加する。このように、計測装置２３０は、赤外線減衰率の計測によって、単位時間あたりの水量を検出する。図２に戻る。計測装置２３０は、検出した水量の情報を通信回路２４０に出力し、通信回路２４０は、水量の情報が含まれた信号を制御装置５００に送信する。
【００２２】
制御装置５００の通信回路５１０は、水量センサ２００からの信号を受信する。通信回路５１０は、信号に含まれた水量の情報を抽出し、水量の情報を処理装置５２０に出力する。処理装置５２０は、払拭周期よりも短い間隔で、水量の情報を受けつける。処理装置５２０は、払拭周期の間、つまりワイパー１００が往復動作している間にわたって水量を加算する。水量の積算は電圧を加算することによってなされ、その結果は「累積電圧値」と呼ばれる。処理装置５２０は、払拭周期が終了した場合、つまりワイパー１００が停止位置で停止した場合、累積電圧値としきい値との比較を実行する。ここでは、しきい値として、第１しきい値、第２しきい値が規定され、第１しきい値＞第２しきい値である。第１しきい値、第２しきい値はシミュレーション計算等により予め定められる。
【００２３】
処理装置５２０は、累積電圧値が第１しきい値より大きい場合、ワイパー１００の払拭周期を「１」に決定する。処理装置５２０は、累積電圧値が第１しきい値以下であり、かつ第２しきい値より大きい場合、ワイパー１００の払拭周期を「２」に決定する。処理装置５２０は、累積電圧値が第２しきい値以下である場合、ワイパー１００の払拭周期を「３」に決定する。つまり、処理装置５２０は、ワイパー１００を１往復させる間に検出した水量としきい値とをもとに、ワイパー１００の払拭周期を決定することによって、ワイパー１００の往復動作を制御する。ここで、第１しきい値と第２しきい値と、ワイパー１００の払拭周期との関係は記憶装置５３０に記憶されており、当該関係は処理装置５２０に参照される。
【００２４】
処理装置５２０は、決定した払拭周期の情報を通信回路５１０に出力する。通信回路５１０は、払拭周期の情報が含まれた信号をワイパー制御装置６００に送信する。ワイパー制御装置６００の通信回路６１０は、制御装置５００からの信号を受信する。通信回路６１０は、信号に含まれた払拭周期の情報を抽出し、払拭周期の情報を駆動回路６２０に出力する。駆動回路６２０は、受けつけた払拭周期の情報に合うように、ワイパー１００を往復動作させる。
【００２５】
処理装置５２０は、累積電圧値に応じて、吸水ポンプ３００の動作内容を決定する。例えば、処理装置５２０は、累積電圧値が増加するほど、吸水ポンプ３００において吸水可能な量を増加させる。つまり、処理装置５２０は、水量センサ２００において検出した水量に応じて、吸水ポンプ３００の吸水動作を制御する。処理装置５２０は、動作内容の情報を通信回路５１０に出力する。通信回路５１０は、動作内容の情報が含まれた信号を吸水ポンプ制御装置７００に送信する。吸水ポンプ制御装置７００の通信回路７１０は、制御装置５００からの信号を受信する。通信回路７１０は、信号に含まれた動作内容の情報を抽出し、動作内容の情報を駆動回路７２０に出力する。駆動回路７２０は、受けつけた動作内容の情報に合うように、吸水ポンプ３００を吸水動作させる。
【００２６】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、その他のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２７】
以上の構成によるワイパー制御システムの動作を説明する。図４は、制御装置５００による処理手順を示すフローチャートである。ワイパー１００が往復動作中である場合（Ｓ１０のＹ）、処理装置５２０は、電圧を取得し（Ｓ１２）、電圧を加算する（Ｓ１６）。処理装置５２０は検出フラグを「１」にする（Ｓ１６）。ワイパー１００が往復動作中でない場合（Ｓ１０のＮ）、検出フラグが１であれば（Ｓ１８のＹ）、処理装置５２０は検出フラグを「０」にする（Ｓ２０）。累積電圧値が第１しきい値よりも大きい場合（Ｓ２２のＹ）、処理装置５２０はワイパー１００の払拭周期を「１」に決定する（Ｓ２４）。累積電圧値が第１しきい値よりも大きくなく（Ｓ２２のＮ）、第２しきい値よりも大きい場合（Ｓ２６のＹ）、処理装置５２０はワイパー１００の払拭周期を「２」に決定する（Ｓ２８）。累積電圧値が第２しきい値よりも大きくない場合（Ｓ２６のＮ）、処理装置５２０はワイパー１００の払拭周期を「３」に決定する（Ｓ３０）。検出フラグが１でなけば（Ｓ１８のＮ）、ステップ２０からステップ３０がスキップされる。
【００２８】
本実施例によれば、ワイパーに接続された吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出するので、運転者の視野領域に相当するフロントガラスの広い範囲から水量を正確に検出できる。また、運転者の視野領域に相当するフロントガラスの広い範囲から水量が正確に検出されるので、運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御できる。また、ワイパーに吸水口が備えられるので、ワイパーゴムで拭った水滴を吸水ホースに流すことができる。また、赤外線減衰率を計測するので、水量を検出できる。また、水量としきい値とをもとにワイパーの払拭周期を決定するので、決定の精度を向上できる。また、しきい値とワイパーの払拭周期との関係を記憶装置に記憶するので、処理を簡易にできる。また、水量に応じて吸水ポンプの動作を制御するので、吸水ホースの水量を調節できる。
【００２９】
本開示の一態様は、次の通りである。本開示のある態様のワイパー制御システムは、ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、水量センサにおいて検出した水量に応じて、ワイパーの動作を制御する制御装置と、を備える。
【００３０】
この態様によると、ワイパーに接続された吸水ホース内を通過する水滴の水量に応じて、ワイパーの動作を制御するので、運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御できる。
【００３１】
ワイパー制御システムであって、ワイパーは、ワイパーゴムで拭った水滴を吸引可能な吸水口を備えてもよい。この場合、ワイパーに吸水口が備えられるので、ワイパーゴムで拭った水滴を吸水ホースに流すことができる。
【００３２】
ワイパー制御システムであって、水量センサは、赤外線センサであり、赤外線センサは、吸水ホース内を通過する水滴に対して赤外線発光部から赤外線を照射し、赤外線受光部において受光した赤外線をもとに赤外線減衰率を計測することによって、単位時間あたりの水量を検出してもよい。この場合、赤外線減衰率を計測するので、水量を検出できる。
【００３３】
ワイパー制御システムであって、制御装置は、ワイパーを１往復させる間に検出した水量と、しきい値とをもとに、ワイパーの払拭周期を決定してもよい。この場合、水量としきい値とをもとにワイパーの払拭周期を決定するので、決定の精度を向上できる。
【００３４】
ワイパー制御システムであって、ワイパーを１往復させる間に検出した水量に対するしきい値と、ワイパーの払拭周期との関係を記憶する記憶装置をさらに備えてもよい。この場合、しきい値とワイパーの払拭周期との関係を記憶装置に記憶するので、処理を簡易にできる。
【００３５】
ワイパー制御システムであって、制御装置は、水量センサにおいて検出した水量に応じて、吸水ポンプの動作を制御してもよい。この場合、水量に応じて吸水ポンプの動作を制御するので、吸水ホースの水量を調節できる。
【００３６】
本開示の別の態様は、車両である。この車両は、ワイパーを備える車両であって、ワイパーによって拭った水滴を吸水ホースを介して吸引可能な吸水ポンプと、吸水ホース内を通過する水滴の水量を検出する水量センサと、水量センサにおいて検出した水量に応じて、ワイパーの動作を制御する制御装置と、を備える。
【００３７】
この態様によると、ワイパーに接続された吸水ホース内を通過する水滴の水量に応じて、ワイパーの動作を制御するので、運転者の感性に合うようにワイパーの動作を制御できる。
【００３８】
車両であって、ワイパーは、ワイパーゴムで拭った水滴を吸引可能な吸水口を備えてもよい。この場合、ワイパーに吸水口が備えられるので、ワイパーゴムで拭った水滴を吸水ホースに流すことができる。
【００３９】
車両であって、水量センサは、赤外線センサであり、赤外線センサは、吸水ホース内を通過する水滴に対して赤外線発光部から赤外線を照射し、赤外線受光部において受光した赤外線をもとに赤外線減衰率を計測することによって、単位時間あたりの水量を検出してもよい。この場合、赤外線減衰率を計測するので、水量を検出できる。
【００４０】
車両であって、制御装置は、ワイパーを１往復させる間に検出した水量と、しきい値とをもとに、ワイパーの払拭周期を決定してもよい。この場合、水量としきい値とをもとにワイパーの払拭周期を決定するので、決定の精度を向上できる。
【００４１】
車両であって、ワイパーを１往復させる間に検出した水量に対するしきい値と、ワイパーの払拭周期との関係を記憶する記憶装置をさらに備えてもよい。この場合、しきい値とワイパーの払拭周期との関係を記憶装置に記憶するので、処理を簡易にできる。
【００４２】
車両であって、制御装置は、水量センサにおいて検出した水量に応じて、吸水ポンプの動作を制御してもよい。この場合、水量に応じて吸水ポンプの動作を制御するので、吸水ホースの水量を調節できる。
【００４３】
以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４４】
本実施例において、水量センサ２００は赤外線センサである。しかしながらこれに限らず例えば、水量センサ２００は超音波センサであってもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  フロントガラス、  １００  ワイパー、  １１０  ワイパーゴム、  １２０  吸水口、  １５０  吸水ホース、  ２００  水量センサ、  ２１０  赤外線発光部、  ２２０  赤外線受光部、  ２３０  計測装置、  ２４０  通信回路、  ３００  吸水ポンプ、  ４００  排水口、  ５００  制御装置、  ５１０  通信回路、  ５２０  処理装置、  ５３０  記憶装置、  ６００  ワイパー制御装置、  ６１０  通信回路、  ６２０  駆動回路、  ７００  吸水ポンプ制御装置、  ７１０  通信回路、  ７２０  駆動回路、  １０００  車両。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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