(57)【要約】【課題】降雨状況の変化に適切に追従できるワイパー制御方法、およびワイパー制御装置を提供する。【解決手段】払拭状態制御部３２は、検出された雨滴の付着に基づいて、払拭待機時間と払拭速度とによって定義されるワイパーの払拭状態を決定し、ワイパー駆動信号を出力する。ワイパー停止制御部３４は、ワイパーによって集められ検知面を通過する水の量が所定の閾値以上であり、かつ、検知面への雨滴の付着が検出されない場合には、ワイパー駆動信号をマスクするようにする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から発せられた光を、車輛のウィンドシールドガラスのワイパー払拭領域の一部に設けられた検知面で反射させ、前記反射光を受光素子で受光して前記検知面の状態を検出することにより、前記ワイパーの動作を制御する方法であって、
（ａ）前記検知面への雨滴の付着を検出するステップと、
（ｂ）前記検出された雨滴の付着に基づいて、払拭待機時間と払拭速度とによって定義される前記ワイパーの払拭状態を決定するステップと、
（ｃ）前記ワイパーの払拭動作に伴い前記ワイパーのブレードによって運ばれて前記検知面を通過する水の量を検出するステップと、
（ｄ）前記検知面を通過する水の量が所定の閾値以上であり、かつ、前記検知面への雨滴の付着が検出されない場合には、前記ワイパーの払拭を停止させるステップと、を含むワイパー制御方法。
【請求項２】
前記ワイパーの動作は、所定のワイパー駆動信号を介して制御され、
前記ステップ（ｄ）は、前記所定のワイパー駆動信号をマスクすることによって前記ワイパーの払拭を停止させる請求項１に記載のワイパー制御方法。
【請求項３】
発光素子から発せられた光を、車輛のウィンドシールドガラスのワイパー払拭領域の一部に設けられた検知面で反射させ、前記反射光を受光素子で受光して前記検知面の状態を検出することにより、前記ワイパーの動作を制御する装置であって、
前記検知面への雨滴の付着を検出する雨滴検出部と、
前記検出された雨滴の付着に基づいて、払拭待機時間と払拭速度とによって定義される前記ワイパーの払拭状態を決定する払拭状態制御部と、
前記ワイパーの払拭動作に伴い前記ワイパーのブレードによって運ばれて前記検知面を通過する水の量が所定の閾値以上であり、かつ、前記検知面への雨滴の付着が検出されない場合には、前記ワイパーの払拭を停止させるワイパー停止制御部と、を備えるワイパー制御装置。
【請求項４】
前記ワイパー制御装置は、所定のワイパー駆動信号を介して前記ワイパーの動作を制御し、
前記ワイパー停止制御部は、前記所定のワイパー駆動信号をマスクすることによって前記ワイパーの払拭を停止させる請求項３に記載のワイパー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、降雨状況の変化に適切に追従できるワイパー制御方法、およびワイパー制御装置に関し、特に、トンネル進入脱出時などに降雨のウィンドシールドへの付着量が急激に変化した場合に、降雨状況の変化に適切に追従できるワイパー制御方法、およびワイパー制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＥＤ光等をウィンドシールド上に設けられた検知面に入射し、その反射光の光量に基づいてワイパーを制御する装置が知られている。この装置において、上記検知面の面積は、ウィンドシールド全面積に比して非常に小さい。したがって、精度を向上させるためにワイパーが払拭によって運んでくる水量をもとにワイパーの間欠を決定する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の発明は、掃引ワイパーブレードに押しやられた水の壁の大きさが、ワイパーブレードの連続的な掃引行程の間のウィンドスクリーン上の降雨量の正確で信頼性のある測定を与えられるという前提に基づくものである。
【０００４】
しかしながら、水の壁の大きさ  ＝  降雨量というこの前提が、全ての走行シーンにおいて当てはまるわけではない。雨滴を払拭した後のワイパーブレードは、それ自体が濡れており、このブレードに付着した水によっても水の壁が形成される。この壁は、払拭によって集められた水によるものではないが、装置側では区別なく検出されてしまう。また、ウィンドシールド上に供給される水は、降雨だけとは限らない。例えば車輛においては、ワイパーの払拭領域上部（ルーフ等）から水が垂れてくる現象や、払拭によって領域外へふりとばした水が時間をおいて垂れてくる現象が観察される（以下このような垂れてくる水を「垂れ水」と呼ぶ）。
【０００５】
より具体的に説明するために、例として、ある程度大きい粒径の雨が連続して降っており、ワイパーも連続動作している降雨状況で、車輛がトンネルに進入したケースを想定する。この進入時においては、ワイパーブレード自体がかなり濡れている。また、上記のような垂れ水によって相当量の水がウィンドシールドに供給される。この結果、降雨による水の供給がない状況下でもブレードに押しやられた水の壁が形成され続けることとなる。したがって、特許文献１に記載の発明においては、現実の降雨が停止しているにもかかわらず、ワイパーの払拭を継続することとなる。
【０００６】
一般的に、ワイパーの連続作動はある程度の降雨状況下でないと非常に煩わしく感じられる。上記特許文献１に記載の発明においては、降雨が停止しても間欠の制御が直前の降雨状態の影響を受けるので、連続作動が継続して煩わしく感じる状況が発生しやすいという問題がある。
【０００７】
一方、他の従来技術としては、雨滴の動的な付着を検出する方法（特許文献２）、受光素子出力信号のゆらぎを評価する方法（特許文献３）が本発明者等によって提示されている。また、雨滴を検出する方法の従来例として、基準値との比較により雨滴を検出する方法（いわゆる閾値法）（例えば、特許文献４）、受光素子出力の積算値により雨滴を検出する方法（いわゆる積分法）（例えば、特許文献５）が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
国際公開第９１／０３３９３号パンフレット
【特許文献２】
特開２００１−１８０４４７号公報
【特許文献３】
特開２００２−２７７３８６号公報
【特許文献４】
特開昭６１−３７５６０号公報
【特許文献５】
特開平４−３４９０５３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水の壁の大きさ  ＝  降雨量という上記前提が正しくない場合が発生するという新たな知見に基づくものである。そして、本発明は、降雨状況の変化に適切に追従できるワイパー制御方法、およびワイパー制御装置、特に、トンネル進入脱出時などに降雨のウィンドシールドへの付着量が急激に変化した場合に、降雨状況の変化に適切に追従できるワイパー制御方法、およびワイパー制御装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等の検討により、上記問題点は、ウィンドシールド上への雨自体の付着を認識できない、または微小な付着を分離できない点に起因するとの考察が得られた。つまり、雨滴検出が可能であれば、ワイパーを連続作動から離脱させ停止までスムーズに制御することが可能となる。
【００１１】
具体的には、ワイパーの待機時間（間欠／連続作動を含む）は、差分による雨滴付着周期と付着時の信号のゆらぎにより決定する。この決定において、ワイパーによって集められる水の量は一切参考としない。ワイパーによって集められる水の量は、その間欠状態（連続払拭を含む）を維持することができない付着周期を検出するまでのワイパーによって集められる水の量により降雨の変化点を判断し、停止にまで遷移させるための条件として使用する。
【００１２】
図１を用いて、本発明の基本思想を説明する。図１の下段は、雨滴の付着を基準としたワイパーの払拭状態（停止，間欠払拭，連続払拭を含む）の制御を示す。
【００１３】
図１において、雨滴の付着が検出されている区間は、当該雨滴の付着周期に従って一定の払拭状態（例えば１秒の間欠時間）で払拭を行う。次に、付着が検出できない状況が一定区間発生すると、当該間欠状態と間欠の判定とが異なった状況になっていく、したがって現在の状況に合わせるべく停止に近付く方向へと払拭の頻度を遷移させていく。例えば上記の例では、２秒の間欠時間へダウンする。
【００１４】
これに対して、ワイパーの払拭動作に伴いワイパーブレードによって集められ検知面を通過する水の量（以下「通過水量」という）は、垂れ水等の影響によって払拭の度に大きな値が検出され続けている。
【００１５】
降雨状況の変化の前後におけるウィンドシールドガラスの状態を観察することによって以下の考察が得られた。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
この表１において、降雨があればウィンドシールド上に雨滴の付着があり、付着した雨滴がワイパーに集められて所定の通過水量も検出されるので、ＩＩ，ＩＶのケースは問題がない。ＩＩＩのケースは、雨滴の付着が検出されていないにもかかわらず、通過水量が検出されているが、通過水量の値は所定の閾値以下となり小さいので、誤差の範囲として許容される。というのは、特許文献１にも一部記載されているように、検知面の位置や面積によって付着確率に限界があるためである。
【００１８】
一方、Ｉのケースは、通過水量が所定の閾値以上の大きい値で検出されているにもかかわらず雨滴の付着が検出されていない。通常の降雨状況においてはこのようなケースは考えられない。つまり、通過水量が所定の閾値以上に大きく検出されるということは、相当多量の雨が降っていることを意味し、このような降雨状況で雨滴が検知面に全く付着しないことは考えにくいからである。したがって、このような場合には、通過水量  ＝  降雨量という前提に矛盾が生じ、この通過水量の値は降雨によるものではないと考えるのがむしろ適切である。
【００１９】
したがって、ワイパーによって集められる水の量が所定の閾値以上に大きく検出されている状況下で、降雨の検出（雨の付着）ができなくなったということは、トンネル進入時のように走行の環境が著しく変化したと判断し、いったんワイパー払拭を停止状況とするのが好ましい。
【００２０】
一方、トンネル脱出時を考える。あまり長くないトンネルの場合には、その前後の降雨状況は同様である場合が多い。つまり、トンネル進入前に大雨であったならば、脱出後も大雨である。ドライバーの感覚としては、事態の急激な変化時には敏感になるとともに、安全を確保したいという本能が働く。したがって、トンネル脱出時のように、雨によって急激に視界が悪くなるときには、迅速に払拭を行いたいという欲求が支配的となる。
【００２１】
他方で、オートワイパーの制御は、暴風雨などの例外を除いて、雨の降りだし時には払拭頻度が段階的に高くなっていくのが一般的である。このような段階的制御は、ワイパーの動作を人間感覚に合わせるために必要なものである。
【００２２】
これにより、トンネル進入後に、ワイパーの払拭を停止状態にいったん下げてしまうと、トンネル脱出時に降雨状態となった場合に、停止状態から段階的に払拭頻度を上げていくこととなり（例えば、停止→３秒間欠→２秒間欠→１秒間欠）、払拭頻度が降雨状況に適合するまでに時間がかかってしまう。このような制御はドライバーの欲求に合致しない。
【００２３】
したがって、本発明では、センサ内部の間欠（ＷＰ待機時間）は付着周期により決定されるため停止状況とはならないようにする。つまり、ワイパーの払拭を停止させるのは間欠を停止状況にするわけではなく、次の付着周期が確定したタイミングで払拭が再開され、付着がなければ最終的に停止状態に結び付くようにする。
【００２４】
具体的には、ワイパーの払拭は、トンネル進入前の間欠をベースとして、間欠の制御を雨滴の付着に基づいて独立に行い、当該間欠に従って出力される払拭信号をマスクし、見かけ上はワイパーの払拭が停止したようにしておき、トンネル脱出時には、当該独立して決定された間欠状態から降雨状況の追従を開始する。
【００２５】
このような制御により、あまり長くないトンネルにおける通過に際して、払拭→停止→払拭という動作をスムーズに作り出すことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の構成を、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の構成をレイヤ構造で説明するブロック図である。図２において、本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置は、３つの層（Ｌａｙｅｒ）の構成によって表すことができ、それぞれの層間にて、例えばＳＡＰ（サービス・アクセス・ポイント）のような共通インターフェースを介してデータまたは信号が通信されている。第１層にレインセンサ物理層９０と、車輛制御コンピュータまたはワイパーモータ１００とが含まれ、第２層に雨滴検出部２２と、ワイパーによって集められる水の量の検出部２４と、インターフェース２６とが含まれ、第３層に払拭状態制御部３２と、ワイパー停止制御部３４とが含まれる。なお、これらの各部は、ソフトウェアによって実現することができる。
【００２７】
レインセンサ物理層９０は、光学機構と回路とによって構成され、例えば、発光素子からの光を検知面で反射させ、反射光を受光素子で受光する方式の光学機構と、受光素子出力を処理するフィルタ回路，増幅回路，Ａ／Ｄコンバータ等の回路とで構成される。このようなレインセンサの例は、特許文献２および特許文献３に開示されている。
【００２８】
光学機構について図３を用いて説明する。図３は、光学機構の構成を説明する構成図である。図３に示すように、例えばＬＥＤ等の発光素子１０から発せられた光は、プリズムガラス１１等を通じて、水滴の検出を行うべき透明性基板であるガラス基板（ウィンドシールドガラス）２に導かれる。導かれた光は、検出対象面３にて全反射し、前記プリズムガラス１１を通じて、例えばフォトダイオード等の受光素子１２に入射する。この図の光学機構では、水滴等の付着のない状態で、受光素子には最大の出力が発生するように配置構成されている。このとき、検知面に水滴等の付着１３があると、受光素子の出力は低下する。
【００２９】
次に、ウィンドシールドガラス上の検知面の位置について、図４を参照して説明する。ここで、図４は、ウィンドシールドガラス上の検知面およびワイパー制御装置の設置位置を示す図である。図４に示すように、ワイパー制御装置１は、ウィンドシールドガラス２の外面の一部を検知面３とし、自動車のウィンドシールドガラス２の車内側に図示しない接着剤等によって取り付けられている。また、ワイパー制御装置１の設置位置は、設定検知面３が、一方のワイパー５ｂの払拭動作範囲内で、かつ他方のワイパー５ａの払拭動作範囲外に位置するように配置される。
【００３０】
車輛制御コンピュータまたはワイパーモータ１００は、本発明のワイパー制御装置に接続されるものであり、本発明の実施態様に従って適宜選択可能である。車輛制御コンピュータが接続される場合には、車輛制御コンピュータを介してワイパーモータが制御される。ワイパーモータが接続される場合には、ワイパーモータが直接制御される。
【００３１】
雨滴検出部２２は、レインセンサの受光素子出力信号に基づいて雨滴を検出する。雨滴の検出方法としては、本発明者等によって開示された、雨滴の動的な付着を検出する方法（特許文献２）、受光素子出力信号のゆらぎを評価する方法（特許文献３）を用いることができる。また、雨滴の検出方法としては、特許文献４に開示された基準値との比較により雨滴を検出する方法（いわゆる閾値法）、特許文献５に開示された受光素子出力の積算値により雨滴を検出する方法（いわゆる積分法）を用いることもできる。
【００３２】
ワイパーによって集められる水の量の検出部２４は、ワイパーの払拭動作に伴いワイパーブレードによって運ばれて検知面を通過する水の量（通過水量）を検出する。そして、インターフェース２６は、上位層（第３層）からのワイパー駆動信号を、車輛制御コンピュータまたはワイパーモータそれぞれに適合する形式の信号に変換して出力する。
【００３３】
払拭状態制御部３２は、雨滴検出部２２の出力に基づいて、ワイパーの払拭状態を制御する。ワイパーの払拭状態は、例えば、停止状態，間欠払拭状態，低速連続払拭状態，高速連続払拭状態を含む。ワイパーの払拭状態は、払拭待機時間と払拭速度とによって定義される。払拭状態制御部３２は、これらの払拭状態を決定し、所定の払拭待機時間かつ所定の払拭速度のワイパー駆動信号を出力する。
【００３４】
ワイパー停止制御部３４は、ワイパーによって集められる水の量の検出部２４の出力と雨滴検出部２２の出力とに基づいて、ワイパーの払拭を停止させる制御を行う。具体的には、通過水量が所定の閾値以上であるか否か判定し、通過水量が所定の閾値以上であり、かつ雨滴検出部２２によって雨滴が検出されない場合には、払拭状態制御部３２からのワイパー駆動信号をマスクする。一方、この条件に該当しない場合には、ワイパー駆動信号を透過させる。ワイパー駆動信号は、インターフェース２６を介して車輛制御コンピュータまたはワイパーモータ１００へ出力される。
【００３５】
この実施の形態において特徴的なことは、払拭状態制御部３２が雨滴検出部２２の出力に基づいて独立に払拭状態を決定しており、一方で、ワイパー停止制御部３４が雨滴検出部２２の出力と通過水量とに基づいて独立に停止制御を行っていることである。
【００３６】
払拭状態制御部３２は、降雨状態に合わせて、停止状態，間欠払拭状態，低速連続払拭状態，高速連続払拭状態の間で払拭状態を遷移させる（間欠払拭が複数のステップに分かれている場合にはそれぞれのステップ間も遷移する）。これらそれぞれの払拭状態の間を遷移させる際には、一定の予備的な払拭期間または予備的な払拭回数を設けることが好ましい。なぜなら、検知面の設置位置および小さい検知面に起因して、雨滴の付着確率に限界があり、これを補償する必要があるからである。払拭状態は、払拭待機時間と払拭速度とによって段階的に定義される。そして、払拭待機時間はゼロ（すなわち待機時間なし）も含む。例えば、払拭待機時間が長くなれば間欠時間が長くなり、払拭待機時間がゼロになれば連続払拭となる。
【００３７】
ワイパー停止制御部３４は、払拭状態制御部３２の払拭状態とは無関係にワイパー駆動信号をマスクする。したがって、払拭状態に含まれる停止状態とは別に、一時的な停止状態を作り出すことができる。一方、ワイパー駆動信号がマスクされた場合であっても、払拭状態制御部３２は有効に機能しているので、雨滴の検出があればそれに合わせて払拭状態を決定し、所定のワイパー駆動信号を出力することができる。
【００３８】
（払拭状態の制御）
払拭状態の制御について、より具体的に説明する。まず、雨滴検出部２２は、雨滴の検出方法として、雨滴の動的な付着を検出する方法（特許文献２）、受光素子出力信号のゆらぎを評価する方法（特許文献３）を用いる。
【００３９】
本発明者等によって開示された雨滴の動的な付着を検出する方法（特許文献２）は、受光素子からの信号から遅れ信号を生成し、受光素子からの信号と遅れ信号の差分を求め、差分が発生したとき、検知面に水滴の衝突があったと判断するものである。あるいは、受光素子からの信号の１次遅れ信号を生成し、１次遅れ信号から２次遅れ信号を生成し、１次遅れ信号と２次遅れ信号の差分を求め、差分が発生したとき、検知面に水滴の衝突があったと判断するものである。この方法により、雨滴等の動的な付着そのものを捕らえることができる。
【００４０】
したがって、雨滴検出部２２は、検知面へ雨滴が衝突した事象を検出し、雨滴の付着として出力する。
【００４１】
払拭状態制御部３２は、雨滴の付着に基づいて雨滴の付着周期を判断し、これに基づいてワイパーの払拭状態を決定する。例えば、長い付着周期が検出された場合には、長い間欠時間を払拭状態として決定する。そして、付着周期が短くなっていくにしたがって、間欠時間を短くしていく。また、上述したように、付着周期が変わった場合には、一定の予備的な払拭期間または予備的な払拭回数が終了するまで現在の間欠時間を維持し、その後で間欠時間を変更する。
【００４２】
一方、本発明者等の考察により、自然界の雨滴粒径は様々であり、大きくなればなるほど短時間で視界が妨げられやすいことが確認されている。したがって、たとえ同一の付着周期であっても、雨滴の粒径が大きい場合には、より短時間で払拭することが好ましい。したがって、払拭状態制御部３２は、付着周期の他に、付着した雨滴の大きさも加味して払拭状態を決定する。雨滴の大きさを推定する方法を以下に示す。
【００４３】
雨滴の大きさの推定は、本発明者等によって開示された特許文献３を用いる。この方法は、検知面上に付着した付着物を通して得た受光素子の信号の動的なゆらぎによって間接的に付着物の動的なゆらぎを検出することができ、さらに、その信号のゆらぎの変化パターンによって間接的に付着物の物性により決まる付着物のゆらぎの変化パターンを検出し、付着物が何であるか、付着物がどのような状態であるかを判断することができる方法である。
【００４４】
上記判断に用いる信号のゆらぎの変化パターンを、上記信号のゆらぎの時間の変化パターンとすることができ、信号のゆらぎの長さによって間接的に付着物のゆらぎの長さを検出することができる。例えば、付着物を雨滴とすると、その物性として雨滴が大きいほどゆらぎが長く持続するので、検出したゆらぎの長さから雨滴の大きさを推定することができる。
【００４５】
また、上記判断に用いる信号のゆらぎの変化パターンを、上記信号のゆらぎの大きさの変化パターンとすることができ、信号のゆらぎの大きさによって間接的に付着物のゆらぎの大きさを検出することができる。例えば、付着物を雨滴とすると、その物性として雨滴が大きいほどゆらぎが大きいので、検出したゆらぎの大きさから雨滴の大きさを推定することができる。なお、ゆらぎの大きさを表すパラメータとしては、ゆらぎ内の増減の変化回数，増加の変化量，変化の増減の方向が含まれる。
【００４６】
したがって、雨滴検出部２２は、信号のゆらぎの変化パターンを検出して出力する。具体的には、信号のゆらぎの長さ，信号のゆらぎ内の増減の変化回数，増加の変化量，変化の増減の方向などを出力する。
【００４７】
また、信号のゆらぎの大きさの変化パターンと信号のゆらぎの長さの変化パターンとを含む信号のゆらぎの変化の諸特性と雨滴の大きさとの対応関係を実験的に求めておき、これをテーブルとしてメモリに記憶しておく。そして、払拭状態制御部３２は、このテーブルに基づいて、検出された信号のゆらぎの変化パターンから雨滴の大きさを判断する。
【００４８】
さらに、雨滴の大きさの判断に加えて、払拭状態制御部３２は、ウィンドシールドガラスに対する雨滴の当たり方の強さを判別して、激しい雨の状況か否かを識別し、払拭状態を決定してもよい。本発明者等は、ウィンドシールドガラスへの雨滴の当たり方によって雨滴の付着後の運動量が変化するという知見を得た。具体的には、ウィンドシールドガラスへの雨滴の当たり方が強くなればなるほど、付着後の雨滴の運動量が大きくなるという知見を得た。
【００４９】
ここでいう雨滴の運動量とは、信号のゆらぎの長さと大きさとによって表すことができる。ゆらぎの長さとは、雨滴が付着した後、ゆらぎの大きさが所定の大きさに減衰するまでの時間である。一方、ゆらぎの大きさは、ゆらぎ内の増減の変化回数，増加の変化量，増減の方向等のパラメータによって表される。
【００５０】
具体的に説明すると、雨滴の当たり方が強くなると、ゆらぎの長さが長くなり、ゆらぎの大きさが大きくなる。ゆらぎの大きさが大きくなるとは、増減の変化回数，増加の変化量が多くなり、変化の増減の方向に減少が現れるというパラメータによって表すことができる。
【００５１】
例えば、２つの雨滴の大きさが同一であれば、付着時における信号の減少方向への変化量は同一となる。しかし、より大きい運動エネルギーを有する雨滴においては、付着後の増減の変化回数，増加の変化量がより多くなり、ゆらぎの長さがより長くなる。このような知見により、雨滴の当たり方の強さと、信号のゆらぎの長さと大きさとで特徴づけられる信号のゆらぎの変化パターンとを関連付けることができる。
【００５２】
さらに、雨滴の当たり方と信号のゆらぎの変化パターンとの対応関係を求めておき、これを基準としてテーブル化することができる。払拭状態制御部３２は、このようなテーブルを用いて、雨滴検出部２２からの信号のゆらぎを評価して、雨滴の当たり方の強さを判断する。
【００５３】
（払拭状態の他の決定方法）
例えば、単位時間当たりの雨滴の付着個数または付着の連続性と、付着した雨滴の大きさと、雨滴の当たり方とをパラメータとして用いることにより、降雨状況を詳細に分類することができる。
【００５４】
払拭状態制御部３２は、このような単位時間当たりの雨滴の付着個数または付着の連続性と、付着した雨滴の大きさと、雨滴の当たり方とを含むパラメータを雨滴検出部２２の出力から判断し、これらのパラメータを用いて現在の降雨状況を詳細に区別し、それぞれの降雨状況に対して設定されている払拭状態を選択する。
【００５５】
降雨状態とそれに対応する払拭状態とが設定されたテーブルの例を図５に示す。図５においては、降雨状態が複数のレベルに分けられており、それぞれのレベルに対応する払拭状態が設定されている。払拭状態制御部３２は、上記のパラメータを用いて降雨状況がどのレベルに該当するか判断し、該当するレベルの払拭状態を選択する。あるいは、現在の払拭状態から選択された払拭状態へ向かって払拭状態を段階的に遷移させる。
【００５６】
例えば、ゆらぎが大きく長いということは一般に雨粒が大きく、強い雨が降っていることを意味するので、その場合は間欠時間をより短くするとか、ワイパーの駆動速度を速くするなどの制御を行うとよい。
【００５７】
一方、ゆらぎが小さく短いということは一般に雨粒が小さく、弱い雨が降っていることを意味するので、その場合は間欠時間をより長くするとか、ワイパーの駆動速度を遅くするなどの制御を行うとよい。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の動作を、図６〜８を参照して説明する。図６および７は、本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の動作を説明するフローチャートであり、図８は、検出区間を説明する概念図である。
【００５９】
図６に示すように、払拭状態制御部３２は、まずステップ１２２において、単位検出区間内の雨滴検出部２２の出力を取得する。単位検出区間は、例えば、図８に示すようにワイパーの待機時間Ｔとそれに続くワイパー動作時間（Ａ／Ｓ  ＯＮ）との組み合わせからなる。ワイパー動作時間においては、ワイパーブレードが検知面を通過する時の信号変化は非常に大きいので、ワイパーブレード通過時は検出信号がマスクされる。
【００６０】
次に、ステップ１２４において、払拭状態を決定する。具体的には、現在の払拭状態を認識し、雨滴検出部２２の出力に基づいて必要な払拭状態に遷移する。例えば、停止状態から間欠払拭状態へ遷移する，あるいは低速連続払拭状態から間欠払拭状態へ遷移する。
【００６１】
次に、ステップ１２６において、所定の払拭待機時間ごとに、所定の払拭速度のワイパー（ＷＰ）駆動信号を出力する。
【００６２】
一方、図７に示すように、ワイパー停止制御部３４は、まずステップ１３２において、単位検出区間内の通過水量を取得する。図８においては、検出マスク区間内にワイパーブレードが検知面を通過するので、この区間内に通過水量が検出される。通過水量は、検出マスク区間内の信号変化のピーク値とすることができる。
【００６３】
次に、ステップ１３４において、検出された通過水量が所定の閾値ｔｈ以上か否か判断される。通過水量が所定の閾値ｔｈ以上の場合には、ステップ１３６において、単位検出区間内に雨滴が検出されたか否か判断し、雨滴が検出されなかった場合には、ステップ１３８に進んでワイパー駆動信号をマスクする。一方、ステップ１３４において、検出された通過水量が所定の閾値ｔｈ未満の場合、あるいはステップ１３６において、単位検出区間内に雨滴が検出された場合には、ステップ１４０に進んでワイパー駆動信号を透過させる。
【００６４】
（適用例）
次に、本実施の形態の適用例として、ある程度大きい粒径の雨が連続して降っており、ワイパーも連続動作している降雨状況で、車輛がトンネルを通過するケースについて、図９を用いて説明する。図９は、本発明の適用例を説明する図である。
【００６５】
まず、トンネル進入前においては、雨滴検出部２２が雨滴を検出し続けるので、払拭状態制御部３２は、例えば払拭状態を待機時間１秒の間欠払拭に決定する。そして、この間欠払拭に基づいて、一定の周期でワイパー駆動信号ｓを出力する。次に、トンネル進入によって雨滴が検出されなくなるので、払拭状態制御部３２は、払拭状態をより長い待機時間（２秒）の間欠払拭状態へ遷移させ、ワイパー駆動信号ｓの出力周期が長くなる。なお、この例では、所定の予備払拭を行ってから間欠状態を遷移させている。この後、雨滴が検出されない状態が継続すると、払拭状態が停止状態に遷移することとなる。一方この例においては、払拭状態が２秒の間欠払拭状態にある段階で車輛がトンネルを脱出し、再度雨滴が検出される。払拭状態制御部３２は、払拭状態を２秒の間欠払拭から１秒の間欠払拭へ遷移させる。
【００６６】
一方、ワイパー停止制御部３４は、トンネル進入前においては、通過水量  ≧  閾値ｔｈであることを識別するが、雨滴が検出されているので、ワイパー駆動信号を透過させる。次に、トンネル進入によって雨滴が検出されなくなり、かつワイパーブレードに垂れ水が供給されることによって通過水量  ≧  閾値ｔｈを判断するため、ワイパー停止制御部３４は、ワイパー駆動信号をマスクする。そして、トンネル脱出によって雨滴が再度検出されるので、ワイパー停止制御部３４は、ワイパー駆動信号を透過させる。
【００６７】
このような制御により、受光素子の出力信号だけに基づいて、ウィンドシールドガラスへの雨滴の付着量の急激な変化点を識別することができる。また、払拭状態を間欠払拭状態に維持したままでワイパー駆動信号の出力をストップすることができるため、あまり長くないトンネルでは、通過前後で、払拭→停止→払拭という動作をスムーズに作り出すことができる。
【００６８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態としてポイント値を利用した制御処理を例示する。ここで、図１０は、制御処理の流れを説明するフローチャートであり、図１１は、ワイパー動作信号と通過水量検出タイミングとの関係を説明する図であり、図１２は、通過水量と待機時間とポイント値との関係を説明する図である。
【００６９】
図１０に示すように、ワイパー停止制御部３４は、ワイパーが原点位置に復帰したタイミングで起動し、当該払拭で検出された通過水量をカウンタに積算する（ステップ３０１）。なお、ここでは、実際の通過水量そのものを積算する形式は取らない。通過水量の値としては、実際の通過水量と、ワイパーの待機時間との組み合せによって決定される所定のポイント値が用いられる。以下このポイント値について説明する。
【００７０】
図１１（Ａ）に示すように、ワイパーは、動作信号がＯＮの期間（動作期間）に動作し、動作信号がＯＦＦの期間（待機期間）に待機状態となる。図１１では、動作期間はＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３として示され、待機期間はＷ１，Ｗ２，Ｗ３として示される。なお、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のそれぞれは、異なる長さの期間（Ｗ１  ＜  Ｗ２  ＜  Ｗ３）であるとする。図１１（Ｂ）に示されるように、通過水量は、動作期間内の信号から検出される。
【００７１】
ワイパー停止制御部３４は、通過水量が検出されると、当該通過水量が検出された動作期間の直前の待機期間を参照する。そして通過水量の値と待機期間の長さとの組み合せからポイント値を決定する。具体的には、例えば図１２のようなマトリックスを用いて決定する。図１２のマトリックスにおいては、ポイント値は、通過水量の増加に比例して増加し、待機期間の増加に反比例して減少するように配置されている。
【００７２】
一例として、最初の動作期間ＯＰ１内でｔｈ１の水量が得られたとする。ＯＰ１の直前の待機期間はＷ１である。Ｗ１とｔｈ１とを図１２のマトリックスに当てはめることにより、ポイント値６が得られる。このようにして得られた、ポイント値６をカウンタに積算する。例えば、前回のポイントがカウンタに残っていれば、これに積算する。このように構成されたポイント値を利用することにより、待機時間の変化による影響を、検出された通過水量から取り除くことができる。
【００７３】
次に、ワイパー停止制御部３４は、検知面への雨滴の付着が雨滴検出部２２によって検出されたか否か判断する（ステップ３０２）。なお、雨滴付着の検出は、上述したような方法で行われ、検出結果が所定のメモリに格納されているとする。
【００７４】
雨滴の付着が検出された場合には、ポイント値が積算されたカウンタをゼロにクリアする（ステップ３０３）。あるいは、カウンタを指定値にリセットする。
【００７５】
次に、ワイパー停止制御部３４は、カウンタの値が閾値Ｗｔ以上か否か判断する（ステップ３０４）。ここで、カウンタの値が閾値Ｗｔ未満の場合とは、カウンタの積算値（上記の例では６ポイント）自体が閾値Ｗｔよりも小さい場合と、上記のステップ３０３でカウンタがクリアされた場合とを含む。
【００７６】
そして、ステップ３０４において、カウンタの値が閾値Ｗｔ以上の場合には、ワイパーの駆動信号をマスクし（ステップ３０５）、カウンタの値が閾値Ｗｔ未満の場合には、ワイパー駆動信号を透過させる（ステップ３０６）。なお、ステップ３０４において、カウンタの値が閾値Ｗｔ以上の場合とは、通過水量が一定以上であるにもかかわらず、雨滴の付着が検出されない場合を意味する。
【００７７】
この実施の形態によれば、少ないＣＰＵ負荷および少ないメモリ容量を用いて本発明を実施することが可能となる。
【００７８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態は、払拭停止のタイミングを制御するものである。本発明者等の考察により、雨滴の付着が検出されないことを前提にワイパーの払拭を停止させる場合において、払拭をある程度継続させた上で止めることが好ましいケースと、払拭を迅速に停止させることが好ましいケースとがあることが分かった。
【００７９】
例えば、上述したようなトンネル進入時においては、複数回の払拭を行ってから停止させるのが好ましい。一方、微小なまきあげが一時的に少量付着した場合には、１回の払拭で迅速に停止させることが好ましい。さらに、所定量の通過水量が検出された場合に、検知面の付着確率の限界により、当該通過水量が降雨によるものか、あるいは他の要因によるものか判断が困難な状況が生じることがある。このような状況では、払拭を継続させ、本当に降雨によるものでないことを保証してから払拭を停止させることが好ましい。
【００８０】
したがって、本発明の第３の実施の形態においては、通過水量の値にしたがって、付着のない状態を検出してから払拭を停止する（マスクする）までのタイミングを制御するようにした。具体的には、通過水量の値にしたがって、上述したポイント値を調整することによって払拭停止までの払拭回数を制御するようにした。
【００８１】
図１３、１４を用いて具体的に説明する。図１３は、ワイパー待機時間がＴの時の通過水量とポイントとの関係を説明する概念図であり、図１４は、雨滴によるウィンドシールドの被覆率を説明する概念図である。図１３においては、通過水量の値によって、割当てられるポイント値が変更されている。このように、検出された１回の通過水量に割当てるポイント値を変えることによってＷＰ駆動信号をマスクするまでに必要な払拭回数（検出回数）を制御することができる。
【００８２】
例えば、Ｎの帯域においては、最大のポイントが設定されている。例えばこの最大ポイント値を閾値Ｗｔ以上とすることによって１回の検出でワイパーを停止させることができる。例えば図１０のフローにおいては、１回の判断でＷｔ以上となるので、即時にワイパー駆動信号がマスクされることとなる。一方、Ｍの帯域においては最小のポイントが設定されている。この最小ポイントの場合は、複数回積算されてはじめてＷｔに到達するので、複数回の払拭が継続されることとなる。なお、感度ボリウムなどによって感度調整が行われている場合には、これに合わせて閾値Ｗｔを変動させることが好ましい。
【００８３】
図１３のそれぞれの帯域について説明する。Ｎの帯域においての通過水量は、雨滴の付着による通過水量か、ワイパーブレードの濡れによるものか判定できない値として、即時にワイパー駆動信号をマスクする。これは、雨の付着があったとしても非常に微量と判断でき、間欠作動の必要性はないと判定できるためである。
【００８４】
次に、Ｐの帯域においては、当該ワイパー待機時間中では雨滴の付着が発生しないと思われる通過水量の検出であり、数回の払拭が保証され、数回の払拭の間に雨滴の付着がない場合は、降雨が弱まった、または無くなったのが原因と判断される。また、Ｍの帯域においては、停止性よりも継続性が重視され、最大の払拭回数が保証される。この帯域は、一定の降雨であっても付着が検出されにくい通過水量の検出であるため、付着が検出されない状態が長く続いた後にはじめて、降雨によるものでないと判断するのが適切だからである。
【００８５】
次に、Ｑの帯域においては、当該ワイパー待機時間中に雨滴の付着が発生する可能性が高いと思われるだけの通過水量の検出があり、数回の払拭が保証され、数回の間に雨滴の付着がない場合は、降雨が原因でない通過水量と判断される。最後に、Ｌの帯域においては、当該ワイパー待機時間中に雨滴の付着が発生してもよいと思われるだけの通過水量の検出があり、数回の払拭が保証され、数回の間に雨滴の付着がない場合は、降雨が原因でない通過水量と判断される。
【００８６】
図１３においては、待機時間Ｔについての関係を説明した。理想的には、どの待機時間においても上記関係は固定化されると思われる。これは、図１４のグラフが示すように、待機時間が変動した場合であっても、ドライバーが払拭したいと思う被覆率は一定となることが予測されるからである。また、被覆率が一定である場合においては、ウィンドシールド上の雨滴の量は一定であるので、これを集めた通過水量の値も一定になるためである。
【００８７】
しかしながら、降雨量が多い（待機時間が短い）程、Ｌの帯域が大きく取れる。というのは、降雨量が多い場合は被覆量が大きいため、ワイパーがかき集めた水が検知面上を通過する確率が高くなり、逆に、降雨量が少ない場合は被覆量が小さいため、ワイパーがかき集めた水が検知面上を通過する確率も低くなるからである。
【００８８】
以上のように、本発明の第３の実施の形態によれば、降雨状況に合わせて、適切なタイミングでワイパーを停止させることができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワイパーの払拭を降雨状況の変化に適切に追従させることができる。特に、トンネル突入時には、ワイパーの払拭を短時間で停止させることができ、トンネル脱出時には、払拭頻度を短時間で適切なレベルまで上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】雨滴の付着を基準とした払拭状態の制御を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の構成をレイヤ構造で説明するブロック図である。
【図３】光学機構の構成を説明する構成図である。
【図４】ウィンドシールドガラス上の検知面およびワイパー制御装置の設置位置を示す図である。
【図５】降雨状態とそれに対応する払拭状態とが設定されたテーブルの例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るワイパー制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】検出区間を説明する概念図である。
【図９】本発明の適用例を説明する図である。
【図１０】制御処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】ワイパー動作信号と通過水量検出タイミングとの関係を説明する図である。
【図１２】通過水量と待機時間とポイント値との関係を説明する図である。
【図１３】ワイパー待機時間がＴの時の通過水量とポイントとの関係を説明する概念図である。
【図１４】雨滴によるウィンドシールドの被覆率を説明する概念図である。
【符号の説明】
２２  雨滴検出部
２４  ワイパーによって集められる水の量の検出部
２６  インターフェース
３２  払拭状態制御部
３４  ワイパー停止制御部
９０  レインセンサ物理層
１００  車輛制御コンピュータまたはワイパーモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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