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JP4016498B2 - ワイパ制御装置 - Google Patents

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JP4016498B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や列車等の車両、航空機や船舶等に採用されるワイパ制御装置に係り、特に雨滴センサを用いてなるワイパ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、自動車用ワイパ制御装置としては、図6に示すように、当該自動車のフロントウインドシールドCにその内壁側から助手席側扇状払拭領域(図6にて符号W1参照)の一部に対応して雨滴センサ10を装着したものがある。
このものにおいては、雨滴がフロントウインドシールドCに滴下すると(図7(a)にて符号U参照)、雨滴センサ10は、この滴下した雨滴を光学的に検出し検出出力を発生する(図7(a)参照)。
【0003】
そして、当該検出出力に応じて雨適量が算出され(図7(b)参照)、この算出された雨量(以下、算出雨量という)に応じ運転席側及び助手席側の両ワイパが払拭作動を行う。
ここで、助手席側ワイパは、雨滴センサ10による雨滴に応じて払拭作動を開始すると、助手席側ワイパは、その払拭領域の一端1a(図6参照)から雨滴センサ10に対応する位置(以下、雨滴センサ位置1bという)を経て払拭領域の他端1cで折り返し、再び、雨滴センサ位置1bを経て払拭領域の一端1aに戻ることになる。このため、助手席側ワイパの1回の払拭周期F(図7(a)参照)で、助手席側ワイパは、雨滴センサ位置1bを2回通過することになる。
【0004】
また、助手席側ワイパが雨滴センサ位置1bに到達するとき、そのブレードには、払拭領域全体で、掻き集めてきた多量の雨滴が付着している。このため、雨滴センサ10の検出出力は、上記多量の雨滴に基づきピーク状になる(図7(a)にて符号P参照)。これにより、雨滴センサ10の検出出力は、助手席側ワイパの1払拭周期Fで、2回ピーク状になる。
【0005】
このピーク状検出出力に基づき両ワイパが駆動された場合、その駆動に対して実際の雨適量が正確に反映されないため、両ワイパが誤動作することになる。
例えば、雨上がりのとき、両ワイパが、助手席側ワイパでもって掻き集めた多量の雨滴に基づき駆動されると、両ワイパが、停止しなくなる現象が生じる。
このため、図7(a)(b)に示すように、雨滴センサ10の検出範囲に対してセンサ無効期間Kが設けられ、このセンサ無効期間K以外の期間Sにおける雨滴センサ10の検出出力に応じて両ワイパが駆動される。
【0006】
具体的には、助手席側ワイパがその払拭領域のうち他端1cから雨滴センサ位置1bを経てその一端1a側の位置1k(図6参照)迄の間を通過するときには、雨滴センサ10からの検出出力が両ワイパの駆動に使用されず、助手席側ワイパがその払拭領域のうち位置1kから一端1a迄の間を通過するときの雨滴センサ10からの検出出力だけが両ワイパの駆動に使用されている。
【0007】
なお、図7(a)に示す符号Jは、雨滴センサ位置1bを助手席側ワイパが通過後に生じた水膜を検出した検出出力を示す。当該水膜を示す検出出力も正確な両ワイパの駆動の妨げになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ワイパ駆動装置では、上述した如く、雨滴センサの検出範囲に対してセンサ無効期間Kが設けられている。このため、センサ無効期間K以外の期間Sのみという短い期間における雨滴センサからの検出出力に応じて両ワイパが駆動されることになる。よって、両ワイパが実際の雨滴量に応じた応答性の良い払拭作動を行うことができない。従って、実際の雨量がワイパの払拭作動に正確に反映されないという不具合がある。
【0009】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、雨滴センサの検出範囲にセンサ無効期間を設けることなく、ワイパが払拭領域のうち雨滴センサに対応する位置に到達したときの雨滴センサの検出出力を利用してワイパを円滑に払拭作動し得るワイパ装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明においては、
移動体のウインドシールド(C)にその内壁側からワイパ(40a、40b)の払拭領域の一部に対応して設置されて、ウインドシールドに付着した雨滴量を光学的に検出する雨滴センサ(10)と、
雨滴センサの検出出力に応じてワイパを払拭領域に亘り繰り返し払拭作動させるように制御する制御手段(32、100、110、120、250、251、260)とを備えたワイパ制御装置であって、
ワイパが払拭領域のうち雨滴センサに対応する位置(以下、センサ位置という)に到達したか否かを判定するセンサ位置判定手段(180)と、
センサ位置判定手段による到達との判定時に雨滴センサが検出した雨滴量と、センサ位置判定手段が前記到達との判定後、再び、到達との判定をしたときに雨滴センサが検出した雨滴量とに応じて雨滴量の変化量を算出する算出手段(210)とを備え、
制御手段は、ワイパの制御を、算出手段による雨滴量の変化量に応じて変化させる。
【0011】
これにより、算出手段でもって算出された雨滴量の変化量は、センサ位置判定手段による到達との判定時のワイパでもってその払拭領域から集めた雨適量と、センサ位置判定手段により、再び、到達との判定時のワイパでもってその払拭領域から集めた雨適量とに応じて雨滴量の変化量に相当することになる。
このことは、センサ無効期間Kも含めた雨滴センサ10の検出範囲の全体に基づき雨滴量の変化量が算出されることを意味する。
【0012】
よって、請求項1に記載の発明によれば、雨適量の変化量は従来よりも正確なものになる。この結果、ワイパが雨滴量の変化量に応じて円滑に払拭作動を行うことになる。従って、ワイパの払拭作動において当該移動体の乗員に、例えば、ぎくしゃく感等の違和感を与えることはない。
また、請求項2に記載の発明においては、
ワイパが払拭領域のうちセンサ位置と異なる位置(以下、非センサ位置という)に到達したか否かを判定する非センサ位置判定手段(150)と、
非センサ位置判定手段による到達との判定時に雨滴センサが検出した雨滴量を、算出手段による雨滴量に加算して雨滴量の変化量として更新する更新手段(230、240)と、
制御手段は、更新手段による更新変化量に応じてワイパの払拭作動の速度を変えるように制御する。
【0013】
これにより、更新手段が、非サンサ位置判定手段による到達との判定時に雨滴センサが検出した雨滴量に、算出手段による雨滴量の変化量を合成し雨滴量の変化量として更新することになる。
このことは、更新手段による更新変化量が、上記請求項1に記載の算出手段による雨滴量の変化量に、非サンサ位置判定手段による到達との判定時に雨滴センサが検出した雨滴量を加算した意味を有することに相当する。
【0014】
よって、更新手段による更新変化量は、上記請求項1に記載の雨滴量の変化量よりも正確なものになる。このため、ワイパが、更新手段による更新変化量に応じ制御されて、請求項1に記載の発明に比べて、より一層円滑に払拭作動を行うこのになる。
ここで、請求項3に記載の発明によれば、更新手段は、
算出手段による雨滴量の変化量に補正係数を掛けて補正変化量として算出する補正手段(230)と、
補正変化量に、非センサ位置判定手段による到達との判定時に雨滴センサが検出する雨滴量を加算して更新変化量を算出する加算手段(240)とを備えるようにしてもよい。
【0015】
これにより、請求項2に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図1は本発明が自動車のフロントウインドシールド用ワイパ制御装置に適用された一例を示している。
当該ワイパ制御装置は、図1に示すように、雨滴センサ10を備えており、この雨滴センサ10は、当該自動車のフロントウインドシールドCにその内壁側から助手席側払拭領域(図6に符号W1参照)の一部に対応して装着されている(図6参照)。これにより、雨滴センサ10は、フロントウインドシールドCに付着した雨滴量を光学的に検出する。
【0017】
ここで、雨滴センサ10の概略につき図2に基づき説明する。
雨滴センサ10は、センサ本体Bと光学部材Lとを備えている。光学部材Lは、図2にて図示断面形状を有するように、透明樹脂材料により形成されており、この光学部材Lは、プリズム11、入射側平凸レンズ12及び出射側平凸レンズ13により構成されている。プリズム11は、その底壁11aにて、透明性接着剤の透明性接着層14によりフロントウインドシールドCの内壁(上記助手席側払拭領域の一部に対応する部分)に接着されている。
【0018】
センサ本体Bは、図2に示すように、ケース15を備えており、このケース15は、両ケース部材15a、15bをその開口部にて嵌め合わせて構成されている。
センサ本体Bは、ケース15にて収納された赤外線ダイオード16及びフォトダイオード17を備えており、赤外線ダイオード16は、板状基部18によって支持されており、この赤外線ダイオード16は、その発光部にて、入射側平凸レンズ12に向けて位置する。フォトダイオード17は板状基部18に支持されており、このフォトダイオード17は、その受光部にて、出射側平凸レンズ13に向けて位置する。なお、図2にて図示符号19は制御回路基板を示す。
【0019】
ここで、フロントウインドシールドCの外表面に雨滴が付着していないとき、赤外線ダイオード16からの赤外線が、入射側平凸レンズ12を介してプリズム11に入射される。この入射された赤外線は、図2にて矢印Yに示す如く、フロントウインドシールドCの外表面とプリズム11の上壁11bとの間で透明性接着層14を通り全反射による相互反射を繰り返しながら進行する。そして、この進行する赤外線は、出射側平凸レンズ13を通りフォトダイオード17に入射される。
【0020】
一方、フロントウインドシールドCの外表面に雨滴が付着しているとき、プリズム11に入射された赤外線は、フロントウインドシールドCの外表面に付着した雨滴によって、その全反射を損なう。このため、フォトダイオード17に入射される赤外線が減少する。なお、フォトダイオード17に入射された赤外線が雨滴センサ10としての検出出力に相当する。
【0021】
また、当該ワイパ制御装置は、図1に示すように、マイクロコンピュータ20、駆動装置30、運転席側及び助手席側の両ワイパ40a、40b及び開始位置センサ50を備えている。
マイクロコンピュータ20は、図3及び図4に示すフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行する。このマイクロコンピュータ20は、上記コンピュータプログラムの実行中にて、雨滴センサ10からの検出出力とワイパ開始位置センサ50からの信号との双方に応じて駆動装置30の駆動回路31を駆動処理する。
【0022】
駆動装置30は、駆動回路31と共に、ワイパモータ32を備えており、駆動回路31は、マイクロコンピュータ20により制御されて、ワイパモータ32を駆動する。ワイパモータ32は、駆動回路31により駆動されて、両ワイパ40a、40bを、各々対応する軸41a、41b(図1参照)を基準に、揺動させる。
【0023】
これにより、運転席側ワイパ40aは、そのブレードでもって、ワイパモータ32による揺動作動に応じて、当該自動車のフロントウインドシールドCの外表面のうち運転席側扇状払拭領域(図6にて符号W2参照)にて、払拭作動する。また、助手席側ワイパ40bは、そのブレードでもって、ワイパモータ32による揺動作動に応じて、当該自動車のフロントウインドシールドCの外表面のうち助手席側扇状払拭領域(図6にて符号W1参照)にて、払拭作動する。
【0024】
位置センサ50は、助手席側ワイパ40bがその払拭領域の一端1a(図6参照)に到達したとき、この位置を検出し位置信号を発生する。当該払拭領域の一端1aは助手席側ワイパ40bの払拭作動の開始位置に対応する。
このように構成した本実施形態の作動について説明する。
マイクロコンピュータ20は、イグニッションスイッチのオンにて、図3及び図4に示すフローチャートに従い、コンピュータプログラムの実行を開始する。
【0025】
ステップ100で、雨滴センサ10からの検出出力に基づきサンプリングがなされる(図5にて符号U1参照)。
すると、ステップ110で、上記サンプリングによるサンプリングデータ(以下、サンプリングデータS1という)と閾値Kとの比較判定がなされる。当該閾値Kは、両ワイパ40a、40bの払拭作動を開始するか否かの基準値を意味しており、この閾値Kのデータはマイクロコンピュ─タ20のROMに予め記憶されている。
【0026】
しかして、ステップ110で、閾値K<サンプリングデータS1であればYESと判定されて、ステップ120で、駆動回路31の駆動処理がなされる。すると、ワイパモータ32は、駆動回路31により駆動されて、両ワイパ40a、40bを、揺動させる。この結果、運転席側ワイパ40aは、そのブレードでもって、払拭作動を開始する。これと共に、助手席側ワイパ40bは、そのブレードでもって、払拭作動を開始する。
【0027】
そして、ステップ130で、位置センサ50からの位置信号が入力されたか否かの判定がなされる。ここで、位置センサ50からの位置信号が入力されたのであればYESと判定されて、ステップ140で、タイマTのリセット処理がなされる。
その後、ステップ150で、タイマTと時間t1との比較判定がなされる。当該時間t1は、助手席側ワイパ40bがその位置1a(図6参照)から位置1k迄に到達する時間を意味しており、この時間t1のデータはマイクロコンピュ─タ20のROMに予め記憶されている。
【0028】
そこで、ステップ150で、タイマT≧時間t1であれば、YESとの判定がなされて、ステップ160で、雨滴センサ10からの検出出力に基づきサンプリングがなされる。当該サンプリングによるサンプリングデータ(以下、サンプリングデータS2という)は、前回の払拭周期F0(図5参照)にて助手席側ワイパ40bでもって雨滴を払拭された後、雨滴センサ位置1bに付着した雨滴量を示す。
【0029】
ついで、ステップ170で、サンプリンデータS2がマイクロコンピュ─タ20のRAMに記憶される(図5(a)参照)。
その後、ステップ180で、タイマTと時間t2との比較判定がなされる。当該時間t2は、助手席側ワイパ40bがその位置1aから雨滴センサ10の位置1b迄に到達する時刻を意味しており、この時間t2のデータは、マイクロコンピュ─タ20のROMに予め記憶されている。
【0030】
そこで、ステップ180で、タイマT≧時間t2であれば、YESとの判定がなされて、ステップ190で、雨滴センサ10からの検出出力に基づきサンプリングがなされる。
上記サンプリングによるサンプリングデータは、助手席側ワイパ40bのブレードでもって、助手席側扇状払拭領域(図6にて符号W1参照)全体から掻き集めた雨適量を意味している。なお、以下、上記サンプリングデータをサンプリングデータS3という(図5(a)参照)。
【0031】
ついで、ステップ200で、マイクロコンピュ─タ20のRAMからサンプリングデータS4が呼び出される(図5(a)参照)。
サンプリングデータS4は、前回の払拭周期F0(図5(a)参照)にて、雨滴センサ10からの検出出力に基づくデータであり、サンプリングデータS4は助手席側ワイパ40bがその払拭領域の一端1cから雨滴センサ位置1bに到達したとき(図5にて時刻t2)のデータである。
【0032】
そこで、ステップ210で、サンプリングデータS3とサンプリングデータS4との差分データS5(S5=S3−S4)が算出される(図5(a)参照)。
差分データS5は、助手席用ワイパ40bが前回の払拭周期F0にて雨滴センサ位置に到達したときから(時刻t2)その次の払拭周期F1にて雨滴センサ位置に到達したとき(時刻t2)迄の間の助手席側扇状払拭領域全体における雨滴量の変化量を意味する。
【0033】
ついで、ステップ220で、サンプリングデータS4に代わってサンプリングデータS3がマイクロコンピュ─タ20のRAMに記憶される。このことは、図5に後の払拭周期の処理のためになされる。
そして、ステップ230で、差分データS5に補正係数Nを掛けたデータS6(S6=S5×N)が算出される。当該補正係数Nは、差分データS5をサンプリンデータS2の検知内容に合わせるように補正する役割を果たし、この補正係数Nはマイクロコンピュ─タ20のROMに予め記憶されている。
【0034】
その後、ステップ240で、データS6にサンプリングデータS2を足したデータS7(S7=S6+S2)が算出される。当該データS7は差分データS5とサンプリングデータS2との双方の意味内容を有する。
そして、ステップ250で、閾値LとデータS7との比較判定がなされる。当該閾値Lは、両ワイパ40a、40bの払拭作動の速度を上げるか否かの基準値を意味する。
【0035】
しかして、ステップ250で、閾値L<データS7であれば、YESと判定されて、ステップ260で、駆動回路31の速度上昇駆動処理がなされる。よって、ワイパモータ32は、駆動回路31により速度上昇駆動されて、両ワイパ40a、40bの揺動速度を上げる。この結果、両ワイパ40a、40bは、高速で、払拭作動を行う。その後、ステップ130の処理がなされる。
【0036】
一方、ステップ250で、閾値L≧データS7であれば、NOと判定されて、ステップ251で、閾値MとデータS7との比較判定がなされる。当該閾値Mは、両ワイパ40a、40bの払拭作動の停止か否かの基準値を意味する。
しかして、ステップ251で、閾値M>データS7であるならば、YESと判定されて、両ワイパ40a、40bの払拭作動の停止処理がなされる。その後ステップ100の処理がなされる。
【0037】
一方、ステップ251で、閾値M≦データS7であるならば、NOとの判定されて、駆動回路31の速度減少駆動処理がなされる。よって、ワイパモータ32は、駆動回路31により速度減少駆動されて、両ワイパ40a、40bの揺動速度を下げる。この結果、両ワイパ40a、40bは、低速度で、払拭作動を行う。その後、ステップ130の処理がなされる。
【0038】
以上説明したように、データS5は、助手席用ワイパ40bが払拭周期F0にて雨滴センサ位置に到達したときから(時刻t2)その次の払拭周期F1にて雨滴センサ位置に到達したとき(時刻t2)迄の間の助手席側扇状払拭領域全体における雨滴量の変化量を意味する。
また、サンプリンブデータS2は、上述のごとく、払拭周期F0にて助手席側ワイパ40bでもって雨滴を払拭された後、雨滴センサ位置1bに付着した雨滴量を示す。
【0039】
そして、データS6はデータS5にサンプリンブデータS2を加算した意味を有すことになる。このため、本実施形態によれば、雨滴量の変化量を示すデータ(データS6)は従来よりも正確なデータになる。
そして、このデータS6に応じて両ワイパ40a、40bが制御されるため、両ワイパ40a、40bは円滑に払拭作動を行う。よって、両ワイパ40a、40bの払拭作動において当該自動車の乗員に、例えば、ぎくしゃく感等の違和感を与えることはない。
【0040】
また、上述の如く、従来に比べてより雨滴量の正確な変化量が算出されるため、雨滴センサ10の検知部を従来に比べて大きくすることはない。
なお、ステップ110で、閾値K≧サンプリングデータS1であるならば、NOとの判定がなされて、ステップ100の処理がなされる。
さらに、ステップ130で、位置センサ50からの位置信号が入力されないのであれば、NOとの判定がなされて、再度、ステップ130処理がなされる。
【0041】
また、ステップ150で、タイマT<T1であるならば、NOとの判定がなされて、再度、ステップ150処理がなされる。
さらに、ステップ180で、タイマT<T2であるならば、NOとの判定がなされて、再度、ステップ180処理がなされる。
また、本実施形態では、ワイパ制御装置をフロントウインドシールド用ワイパに採用した例について説明したが、これに限らず、リヤウインドシールド用ワイパに採用するようにしてもよい。
【0042】
さらに、本実施形態では、上述の如く、各サンプリングデータS2、S3、S4に基づき雨滴量の変化量を算出し、この変化量に応じて両ワイパ40a、40bを制御した例について説明したが、これに限らず、両サンプリングデータS3、S 4の差分データS5に応じて両ワイパ40a、40bを制御するようにしてもよい。
【0043】
ここで、差分データS5は、上述の如く、助手席用ワイパ40bが拭周期F0にて雨滴センサ位置に到達したときからその次の払拭周期F1にて雨滴センサ位置に到達したとき迄の間の助手席側扇状払拭領域全体における雨滴量の変化量を意味する。このため、この差分データS5は、雨滴量の変化を示すデータとしては、従来よりも、正確なものになる。よって、従来よりも、両ワイパ40a、40bを円滑に払拭作動し得る。
【0044】
なお、本実施形態では、フロントウインドシールドCのうち雨滴センサ位置以外の位置としては、図6に示す位置1kを採用した例について説明したが、これに限らず、払拭領域のうち雨滴センサ位置1b(図6参照)とその近傍位置部分との双方以外であればよい。
また、本実施形態では、雨滴センサ10を助手席側扇状払拭領域の一部に対応するように設置した例について説明したが、これに限らず、雨滴センサ10を運転席側扇状払拭領域の一部に対応するように設置するようにしてもよい。
【0045】
さらに、本実施形態では、ワイパ制御装置を、図3、図4及び図5から分かるように、両ワイパが連続的に払拭作動させるワイパシステムに採用した例について説明したが、これに限らず、両ワイパを間欠的に払拭作動をさせるワイパシステムに採用するようにしてもよい。
なお、本発明の実施にあたり、本実施形態のフローチャートにおける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハードロジック構成により実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の雨滴センサの断面図である。
【図3】図1のマイクロコンピュータの作用の一部を示すフローチャートである。
【図4】マイクロコンピュータの作用の残りを示すフローチャートである。
【図5】(a)は雨滴センサの検知信号を示すタイミングチャートであって、(b)及び(c)はワイパ40bの位置を示すタイミングチャートである。
【図6】従来技術及び本発明を説明するためのフロントウインドシールドの正面図である。
【図7】(a)は従来技術の雨滴センサの検出出力を示すタイミングチャートであって、(b)は従来技術の算出雨量を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10…雨滴センサ、20…マイクロコンピュータ、
ワイパ…40a、40b、C…フロントウインドシールド。

Claims (3)

  1. 移動体のウインドシールド(C)にその内壁側からワイパ(40a、40b)の払拭領域の一部に対応して設置されて、前記ウインドシールドに付着した雨滴量を光学的に検出する雨滴センサ(10)と、
    当該雨滴センサの検出出力に応じて前記ワイパを前記払拭領域に亘り繰り返し払拭作動させるように制御する制御手段(32、100、110、120、250、251、260)とを備えたワイパ制御装置であって、
    前記ワイパが前記払拭領域のうち前記雨滴センサに対応する位置(以下、センサ位置という)に到達したか否かを判定するセンサ位置判定手段(180)と、
    当該センサ位置判定手段による到達との判定時に前記雨滴センサが検出した雨滴量と、前記センサ位置判定手段が前記到達との判定後、再び、到達との判定をしたときに前記雨滴センサが検出した雨滴量とに応じて雨滴量の変化量を算出する算出手段(210)とを備え、
    前記制御手段は、前記ワイパの制御を、前記算出手段による前記雨滴量の変化量に応じて変化させるワイパ制御装置。
  2. 前記ワイパが前記払拭領域のうち前記センサ位置と異なる位置(以下、非センサ位置という)に到達したか否かを判定する非センサ位置判定手段(150)と、
    前記非センサ位置判定手段による到達との判定時に前記雨滴センサが検出した雨滴量を、前記算出手段による前記雨滴量に加算して前記雨滴量の変化量として更新する更新手段(230、240)と、
    前記制御手段は、前記更新手段による更新変化量に応じて前記ワイパの払拭作動の速度を変えるように制御することを特徴とする請求項1に記載のワイパ制御装置。
  3. 前記更新手段は、
    前記算出手段による前記雨滴量の変化量に補正係数を掛けて補正変化量として算出する補正手段(230)と、
    前記補正変化量に、前記非センサ位置判定手段による到達との判定時に前記雨滴センサが検出する前記雨滴量を加算して前記更新変化量を算出する加算手段(240)とを備えたことを特徴とする請求項2に記載のワイパ制御装置。
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