雨刮器运动检测装置的制作方法

本申请基于35usc119要求于2016年12月26日提交的日本专利申请no.251110/2016的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种雨刮器运动检测装置。

背景技术：

雨刮器安装在车辆上，以在降雨时擦除附着在窗户的玻璃表面上的雨滴。雨刮器配置为使得能够通过驾驶员的操作逐步地改变运动速度等，但是提出了一种在没有驾驶员的操作的情况下响应于降雨状态的改变而自动控制雨刮器的运动的技术。例如，在玻璃表面上安装雨滴传感器，以检测下雨时附着在玻璃表面上的雨滴的量，并对应于雨滴的量来调整雨刮器的运动速度等(例如，参照日本专利公开no.4-349053a)。

然而，在雨刮器的运动期间，被雨刮器擦除的雨滴在玻璃表面上运动。在一些情况下，虽然下着大雨，但雨滴从雨滴传感器的检测区域被擦除，或者虽然雨量减少，但雨滴集中在检测区域。在这样的情况下，雨滴传感器的检测结果不能准确地反映降雨状态的改变。

因此，提出了一种技术，其中从雨刮器马达输出的脉冲信号被获取以检测雨刮器的运动，并且检测结果被用于确定降雨状态的改变(例如，参考日本专利公开no.2009-090804a)。

技术实现要素：

然而，为了检测雨刮器响应于从雨刮器马达输出的脉冲信号的运动，需要诸如用于将雨刮器马达与装备有用于分析脉冲信号的硬件和软件的装置连接的连接器和线束的部件，导致成本增加。

本发明具有提供一种雨刮器运动检测装置的目的，该雨刮器运动检测装置可以使用简化的配置和降低的成本检测雨刮器的运动。

根据本发明的雨刮器运动检测装置包括光学传感器和运动检测单元，该光学传感器被安装成面向车辆中的玻璃表面并且检测玻璃表面的这样的区域中的照度：沿着玻璃表面往复运动的雨刮器经过所述区域，该运动检测单元别配置为检测降低时间和依据基于降低时间之间的间隔的间隔周期而确定雨刮器的运动，在所述降低时间中，由光学传感器检测到的照度由于雨刮器的经过而暂时减小。

根据本发明，可以检测到由雨刮器经过光学传感器的检测区域而引起的照度的降低时间，并且可以依据基于降低时间之间的间隔的间隔周期而确定雨刮器的运动。在许多情况下，光学传感器被预先安装在车辆中，用于前灯的照明控制。因此，例如，与响应于从雨刮器马达输出的脉冲信号检测雨刮器的运动的情况相比，不需引入特定的部件、硬件和软件。由此，可以使雨刮器运动检测装置简化并且降低成本。此外，依据雨刮器的运动的检测结果，雨刮器的运动可以响应于降雨状态的变化而改变，并且雨刮器的异常可以被检测，从而提高了车辆的安全性和舒适性。

附图说明

图1是示出安装在车辆中的雨刮器的配置和运动的示意图；

图2是示出根据本发明的实施例的雨刮器运动检测装置的框图；

图3是示出传感器单元的配置的平面图；

图4是说明光学传感器的配置的图；

图5a是说明雨滴传感器的配置的图；

图5b是说明通过雨滴传感器的雨滴检测原理的图；

图6是说明雨刮器运动检测装置中的处理的流程图；

图7是示出由雨刮器的运动导致的光学传感器的输出值的改变的示例的曲线图；

图8是说明延迟时间映射的说明图；

图9是示出根据本发明的修改的雨刮器运动检测装置的配置的框图；

图10是示出在雨滴传感器中的光接收元件的输出值的改变的示例的曲线图；

图11是说明雨刮器刮水映射的说明图；

图12是说明校正系数映射的说明图；

图13是说明确定映射的说明图。

具体实施方式

在下文中，将对根据本发明的实施例的雨刮器运动检测装置进行说明。雨刮器运动检测装置检测安装在车辆中的雨刮器的运动。首先，说明安装在车辆中的雨刮器。

图1是示出安装在车辆中的雨刮器的配置和运动的示意图。

如图1所示，车辆中的雨刮器w设置有擦拭玻璃表面的雨刮器臂wa和驱动雨刮器臂wa的雨刮器马达wm。雨刮器臂wa进行往复运动，以便在擦拭玻璃表面的同时从初始位置p1运动到调换位置p2，然后，从调换位置p2返回到初始位置p1。

雨刮器具有多个运动模式。雨刮器的运动速度和间歇时间被设定为取决于运动模式而不同。间歇时间是被设置为从一次往复运动到下一次往复运动、用以将雨刮器的运动设置为“关闭”的时间段的时间。将一次雨刮器的往复运动的时间与之后的间歇时间的组合时间定义为雨刮器的运动的一个周期。

一种运动模式不限于特定的运动模式，但是可以包括例如“间歇驱动模式”、“低速驱动模式”、“高速驱动模式”和“连续驱动模式”，在“间歇驱动模式”中，雨刮器执行低速驱动并且间歇时间相对较长，在“低速驱动模式”中，雨刮器执行低速驱动但是间歇时间相对较短，在“高速驱动模式”中，雨刮器执行高速驱动并且间歇时间也相对较短，在“连续驱动模式”中，雨刮器执行高速驱动并且几乎没有间歇时间。

驾驶员操作未示出的雨刮器开关来指定运动模式。雨刮器的运动的控制由车载处理器cp执行。车载处理器cp根据由驾驶员指定的运动模式向雨刮器马达wm输出驱动信号，以控制雨刮器的运动速度和间歇时间。雨刮器马达wm响应于驱动信号来操作雨刮器臂wa。车载处理器cp也进行其他车载设施的控制，诸如前灯、导航装置等，但在此省略其说明。

接下来，对雨刮器运动检测装置的配置进行说明。

图2是示出根据本发明的实施例的雨刮器运动检测装置的框图。

如图2所示，雨刮器运动检测装置1设置有通信单元10、传感器单元20、运动检测单元50、运动改变确定单元80和警告单元90。

通信单元10通过有线或无线的方式来与车载处理器cp进行通信。在雨刮器的运动开始和停止时，车载处理器cp将雨刮器的运动开始通知和运动停止通知发送到通信单元10。雨刮器的运动开始通知包括用于使雨刮器运动的运动模式的通知。另外，如之后详细描述的，通信单元10将运动改变确定单元80的确定结果发送给车载处理器cp。

传感器单元20设置有测量照度的光学传感器30和检测雨滴的雨滴传感器40。图3是示出传感器单元20的配置的平面图。图4是说明光学传感器30的配置的图。图5a是说明雨滴传感器40的配置的图。图5b是说明通过雨滴传感器40的雨滴检测原理的图。应当注意，图4和图5a是从玻璃表面g的截面方向观察的图，传感器单元20附接到该玻璃表面g上，但是为了容易理解，光学传感器30和雨滴传感器40被示意性地示出，并且在尺寸上不与图3所示的光学传感器30和雨滴传感器40一致。

如图3所示，传感器单元20在壳体21的内部一体地容纳光学传感器30以及雨滴传感器40。壳体21通过组合板状支架22和穹隆形盖23而形成。如图4所示，光学传感器30设置有从壳体21的外部收集可见光的透镜33、以及分别接收由透镜31收集的可见光的前部光接收元件32和上部光接收元件33。如图5a所示，雨滴传感器40设置有发射红外光的光发射元件41、接收红外光的光接收元件42、以及棱镜43(板状部分43a和导光部分43b，其将在后面描述)。棱镜43将由光发射元件41发射的红外光引导到玻璃表面g上，并将在玻璃表面g上反射的红外光引导到光接收元件42。

如图3所示，传感器单元20被配置为使得使用可见光的光学传感器30和使用红外光的雨滴传感器40容纳在相同的壳体21中。因此，光学传感器30和雨滴传感器40布置在壳体21的内部以便用于彼此的可见光或红外光不会干扰相应的运动。

如图3和图5a所示，雨滴传感器40中的棱镜43具有矩形的板状部分43a和附接在板状部分43a的一个表面上的导光部分43b。尽管在图示被省略，但是仅允许红外光透射的黑色滤光片附接在板状部分43a的表面上，该表面与板状部分43a的附接到导光部分43b的附接表面相对。在壳体21的支架22的中央形成矩形的通孔，并且板状部43a装配到该通孔中。板状部分43a被布置为使得附接到导光部分43b的附接表面面向壳体21的内部，并且其上附接有黑色滤光片的表面暴露于壳体21的外部。雨滴传感器40中的光发射元件41和光接收元件42布置在导光部分43b的正下方。

棱镜43的板状部分43a中的靠近其角落并远离其附接到导光部分43b的附接部段的区域被冲压成具有圆角的矩形。光学传感器30中的透镜31装配在该区域中。如图4所示，前部光接收元件32和上部光接收元件33被布置在透镜31的正下方。透镜31、前部光接收元件32和上部光接收元件33的外围用盖构件34覆盖。由于黑色滤光片附接在雨滴传感器40中的棱镜43上，所以仅红外光透射通过壳体21的内部。可见光透射通过光学传感器30的其中装配有透镜31的部段，但是由于光学传感器30用盖构件34覆盖，所以可见光不会到达雨滴传感器40中的光发射元件41和光接收元件42。

如图4和图5a所示，传感器单元20附接在车辆中的前窗的玻璃表面g上。此时，具有透光性的未图示的粘合片被附接在棱镜43的板状部分43a上。板状部分43a被布置成通过粘合片在车辆的内部与玻璃表面g紧密接触并且被布置为向车辆外部指向。传感器20被布置在一组两个雨刮器中的任意一个雨刮器经过的区域以及驾驶员的视野范围未被阻挡的位置。例如，传感器单元20可以布置在前窗上方并且靠近后视镜。

接下来，将对光学传感器30和雨滴传感器40中的每一个的具体配置进行说明。如图4所示，光学传感器30中的透镜31一体地配置将可见光引导到前部光接收元件32的前部光导光部分31a和将可见光引导到上部光接收元件33的上部光导光部分31b。透镜31使用具有与玻璃表面g的折射率等同的折射率的透镜。

前部光导光部分31a和上部光导光部分31b每个具有与玻璃表面g紧密接触的上表面，该上表面由平坦表面形成。定位在壳体21内部的前部光导光部分31a的下表面由凸表面形成，并且前部光导光部分31a形成凸透镜。前部光导光部分31a的光轴从车辆前侧向入射到玻璃表面g并且在壳体21的内部朝向车辆的后侧传播。另一方面，定位在壳体21内部的上部光导光部分31b的下表面由凹面形成，并且上部光导光部分31b形成凹透镜。当上部光导光部分31b的光轴从车辆的上侧入射到玻璃表面g并进入壳体21的内部时，上部光导光部分31b的光轴在远离前部光导光部分31a的光轴的方向上传播。

前部光接收元件32布置在前部光导光部分31a的光轴上。因此，前部光接收元件32从在车辆的前侧中以圆锥形状形成的视野范围α(°)接收光。上部光接收元件33布置在上部导光部分31b的光轴上。因此，上部光接收元件33从在车辆的上侧中以圆锥形状形成的视野范围β(°)接收光。视野范围α和视野范围β设定为不重叠。前部光接收元件32和上部光接收元件33生成具有根据光接收量的水平的光接收信号(电信号)。也就是说，光学传感器30通过前部光接收元件32和上部光接收元件33来检测车辆前侧中的照度和车辆上侧中的照度。

如图5a所示，雨滴传感器40中的光发射元件41被布置为使得发射的红外光以预定角度入射到玻璃表面g。光接收元件42被布置在反射的红外光的光路上用于接收在玻璃表面g上反射的红外光。脉冲信号从未示出的光发射控制单元输入到光发射元件41。对于由脉冲信号定义的每个预定周期，光发射元件41将光发射到检测面d上。当雨滴s等不附着在检测面d上时，由光发射元件41发射的红外光由棱镜43的导光部分43b引导，并通过板状部分43a到达玻璃表面g，并在玻璃表面g上的预定尺寸中的检测面d上反射。在检测面d上反射的反射光通过板状部分43a传播，并通过板状部分43a被导光部分43b引导到光接收元件42。光接收元件42产生具有根据光接收量的水平的光接收信号(电信号)。

如图5b所示，当雨滴s附着在检测面d上时，由于由光发射元件41发射的光被雨滴s部分地分散，所以光接收元件42的光接收量根据附着在检测面d上的雨滴s的量而减少。因此，光接收元件42提供具有根据附着在检测面d上的雨滴s而不同的水平的输出。此时，随着附着在检测面d上的雨滴的量越大，光接收元件42的输出值越小，因此可以基于光接收元件42的输出值来检测附着在检测面d上的雨滴的量。

应该注意的是，由于在此使用一体地设置有光学传感器30和雨滴传感器40的光学单元20，所以也说明了雨滴传感器40的配置。然而，在本实施例中，将说明仅将光学传感器30的输出值用于雨刮器运动检测装置1的处理的示例。因此，传感器单元20可以被配置为单独使用光学传感器30.

如图4和图5a所示，基板24安装在传感器单元20的壳体21的内部中。虽然在图示中被省略，但是处理器、存储器、通信电路等被布置在基板24上。当处理器执行存储在存储器中的程序时，实现图1所示的雨刮器运动检测装置1的功能配置。存储器还存储雨刮器运动检测装置1的处理所需的信息。应该注意的是，尽管在此在图示中被省略，传感器单元20的处理器可以实现除雨刮器运动检测装置1以外的功能配置。例如，处理器可以基于光学传感器30的输出值来确定前灯照明的必要性。此外，用于实现雨刮器运动检测装置1的功能配置的处理器不一定是安装在传感器20中的基板24上的处理器，而也可以是与其不同的处理器，或者可以由传感器20中的处理器和另外的处理器的组合构成。

图2中的运动检测单元50基于由光学传感器30检测到的照度来检测雨刮器的运动。运动检测单元50使用由光学传感器30中的前部光接收元件32和上部光接收元件33中的前部光接收元件32检测到的照度。当运动检测单元50从车载处理器cp接收雨刮器的运动开始通知时，运动检测单元50检测其中由光学传感器30检测到的照度由于雨刮器的经过而暂时减小的时间(在下文中，称为“降低时间”)。运动检测单元50依据基于检测到的降低时间之间的间隔的间隔周期确定雨刮器的运动。

具体地，运动检测单元50测量在一个降低时间和在从该降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔周期，并计算所测量的间隔周期与雨刮器的基准运动周期之间的差。在间隔周期和基准运动周期之间的差等于或小于阈值的情况下，运动检测单元50确定雨刮器正在运动。

在运动检测单元50确定雨刮器正在运动的情况下，运动检测单元50将所计算的差作为延迟时间输入到运动改变确定单元80。在运动检测单元50不能确定雨刮器正在运动的情况下，运动检测单元50将确定结果输入到警告单元90。

并且，在运动检测单元50从车载处理器cp接收到雨刮器的运动停止通知的情况下，运动检测单元50执行对雨刮器的运动的确定。在运动检测单元50在接收到雨刮器的运动停止通知之后执行对雨刮器的运动的确定的情况下，运动检测单元50将确定结果输入到警告单元90。

当警告单元90从运动检测单元50接收到输入时，警告单元90产生传达雨刷器的异常的警告信号。所产生的警告信号通过通信电路被发送到车载处理器cp。当车载处理器cp接收到警告信号时，车载处理器cp将雨刮器的异常传达给驾驶员。通信的形式不限于特定的形式，但例如灯可以被设置为传送雨刮器的异常以打开灯。替代地，可以在导航装置的显示器上显示雨刮器的异常的通知。另外，雨刮器运动检测装置1本身也可以设置有例如作为警告单元90的灯或者蜂鸣器声音，以通过点亮灯或使蜂鸣器发声来传达异常，而不是将警告信号发送到车载处理器cp。例如，灯或蜂鸣器可以安装在传感器单元20的壳体21中。

运动改变确定单元80基于由运动检测单元50输入的延迟时间来确定将雨刮器运动改变的必要性。运动改变确定单元80将确定结果发送到车载处理器cp。车载处理器cp基于运动改变确定单元80的确定结果来执行雨刮器的运动等的改变。运动的改变可以包括运动速度的改变，运动模式的改变，雨刮器的运动停止等。

在下文中，将对在雨刮器运动检测装置1中执行的处理的细节进行说明。

图6是说明雨刮器运动检测装置1中的处理的流程图。

如图6所示，当从车载处理器cp接收到雨刮器的运动开始通知时(步骤s101)，运动检测单元50开始检测雨刮器的运动的处理。

运动检测单元50参考由在传感器单元20中的光学传感器30的前部光接收元件32输出的照度来检测雨刮器的运动。

图7是示出由雨刮器的运动导致的光学传感器30的输出值的改变的示例的曲线图。图7中的实线表示光学传感器30的输出值。图7中下侧的虚线表示驱动雨刮器时从雨刮器马达wm输出的脉冲信号。当脉冲信号为“开”时，雨刮器执行图1所示的往复运动。当脉冲信号为“关”时，该时间段是往复运动中的间歇时间。

另一方面，通过参考光学传感器30的输出值，其中照度暂时降低的时间(t1、t2、t3、t4)在雨刮器的运动期间间歇地出现且重复。如图1所示，在雨刮器运动时，雨刮器经过光学传感器30的检测区域da。在雨刮器经过时，检测区域da中的光被暂时阻挡，这导致被光学传感器30检测到的照度暂时地降低。当雨刮器继续运动时，其中照度暂时降低的时间间歇地连续。

这里，通过参照雨刮器马达wm的脉冲信号，由脉冲信号的“开”时间ont1和“关”时间offt的组合的时间等于雨刮器的运动周期wt。另一方面，通过参考光学传感器30的输出值，在脉冲信号的“开”时间期间，照度的降低时间出现两次。在雨刮器在初始位置p1和调换位置p2之间往复的时间段期间，雨刮器经过光学传感器30的检测区域da两次。因此，在一次的“开”时间期间，照度的减小时间出现两次。在一个“开”时间ont1中出现的第一降低时间t1与在下一个“开”时间ont2中出现的第一降低时间t3之间的间隔与雨刮器的运动周期wt相同。

也就是说，检测光学传感器30的照度的降低时间，测量降低时间和在从该降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔的周期(间隔周期)，并且确定间隔周期是否对应于雨刮器的运动周期，从而使得可以确定雨刮器是否在运动。

作为具体的处理，在运动检测单元50接收到雨刮器的运动开始通知时(步骤s101)，运动检测单元50基于光学传感器30的输出值检测降低时间，在降低时间中，照度由于雨刮器的经过而暂时降低(步骤s102)。

使光学传感器30的照度降低的因素的示例可以包括除了雨刮器经过以外的因素，诸如，天气的变化、通过隧道的传播等。因此，通过测量实验、模拟等预先求出在雨刮器经过时照度的降低时间(例如，5ms)或照度的降低率(例如，20％)等，其被作为阈值存储在存储器中。运动检测单元50通过将根据需要由光学传感器30输出的照度与阈值比较来执行降低时间的检测。

当运动检测单元50检测到降低时间时(步骤s102：是)，测量关于检测到的降低时间的间隔周期。当运动检测单元50测量第一检测到减小时间与在从该第一检测到的降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔时，接下来运动检测单元50测量第二检测到的降低时间与在从该第二检测到的降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔。这样，运动检测单元50通过依次测量检测到的降低时间与在从该检测到的降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔来执行间隔周期的测量。

在运动检测单元50将测量的间隔周期与基准运动周期比较、并且差等于或小于阈值的情况下(步骤s104：是)，则确定雨刮器正在运动(步骤s105)。基准运动周期是雨刮器的运动周期的基准值。基准运动周期预先通过测量实验、模拟等来确定，其存储在存储器中。由于对于每个运动模式，雨刮器的运动周期不同，所以也对于每个运动模式提供基准运动周期。运动检测单元50从存储器获取与在雨刮器的运动开始通知中指示的运动模式相对应的基准运动周期。用于间隔周期与基准运动周期之间的差的比较的阈值表示基准运动周期与雨刮器的实际运动周期之间的误差的最大允许值。如前所述，根据运动模式，雨刮器的运动速度和间歇时间被预先设定为恒定值。当运动速度和间歇时间总是恒定时，间隔周期变得恒定。然而，雨刮器在玻璃表面g上的实际运动速度不一定是恒定的，结果，在一些情况下，间隔周期也不是恒定的。

作为引起上述的因素，存在由降雨状态导致的玻璃表面g的状态的变化。例如，当降雨变大并且玻璃表面g由于雨滴而充分湿润时，存在玻璃表面g与雨刮臂wa之间的摩擦变得更小并且雨刷的运动速度变得更快的趋势。在这种情况下，降低时间之间的间隔周期变得更短。另一方面，当降雨变得更小并且玻璃表面g上的雨滴的量变得更少时，存在玻璃表面g与雨刮臂wa之间的摩擦增加并且雨刮器的运动速度变得更慢的趋势。在这种情况下，降低时间之间的间隔周期也更长。

这样，玻璃表面g的状态的变化引起间隔周期和基准运动周期之间的误差。然而，雨刮器马达wm的异常也可能导致间隔周期和基准运动周期之间的差的增大。当雨刮器马达wm中发生异常时，雨刮器可能以与在运动模式中设定的运动速度非常不同的速度运动。因此，预先测定以求出由玻璃表面g的状态变化引起的间隔周期的变化的范围，并且间隔周期与基准运动周期的范围之间的差的最大值被设定为阈值。另外，在间隔周期与基准运动周期之间的差等于或小于阈值的情况下，运动检测单元50确定雨刮器正在运动。通过这样的阈值的设定，运动检测单元50不仅确定雨刮器是否正在运动，而且还根据运动模式来确定雨刮器是否正在正常地运动。

另外，除了雨刮器的运动以外的因素引起的间隔周期和基准运动周期之间的差可能各自地等于或小于阈值。此外，在诸如在桥梁之下经过的情况中，其中间隔周期与基准运动周期之间的差等于或小于阈值的状态可能在短时间内连续。因此，可以通过以预定次数(例如，30次)执行在间隔周期的测量与基准运动周期之间的比较来确定雨刮器的运动。在预定次数的比较中，在间隔周期和基准运动周期之间的差全部都等于或小于阈值的情况下，运动检测单元50可以确定雨刮器正在运动。另外，在预定次数中，当间隔周期和基准运动周期之间的差等于或小于阈值的比例为例如大约80％时，运动检测单元50可以确定雨刮器正在运动。

在步骤s105，在确定雨刮器的运动的情况下，在步骤s103处测量的间隔周期表示雨刮器的实际运动周期。也就是说，间隔周期和基准运动周期之间的差表示雨刮器的延迟时间。然而，间隔周期和基准运动周期之间的差表示雨刮器的延迟时间的情况是间隔周期比基准运动周期更长的情况。在一些情况下，取决于玻璃表面g的状态，间隔周期比基准运动周期更短，但是在这种情况下，雨刮器的运动没有发生延迟。因此，在间隔周期比基准运动周期更长的情况下(步骤s106：是)，运动检测单元50将在步骤s105处计算出的差作为延迟时间输出到运动改变确定单元80(步骤s107)。在间隔周期比基准运动周期更短的情况下(步骤s106：否)，运动检测单元50将延迟时间作为零输出到运动改变确定单元80(步骤s108)。

在运动检测单元50中不能确定雨刮器的运动的情况下，即，在步骤s102处未检测到降低时间的情况下，或者在步骤s104处间隔周期并且基准运动周期之间的差超过阈值的情况下，尽管从车载处理器cp接收到雨刮器的运动开始通知，但存在雨刮器没有运动或者没有根据运动模式运动正常运动的可能性。运动检测单元50将确定结果输出到警告单元90。

运动改变确定单元80基于由运动检测单元50输入的延迟时间来确定雨刮器的运动改变(步骤s109)。

如前所述，当降雨变得更小并且玻璃表面g上的雨滴的量变得更少时，存在玻璃表面g与雨刷臂wa之间的摩擦增大并且雨刮器的运动速度变得更慢的趋势。在这种情况下，延迟时间也会变得更长。也就是说，延迟时间的长度成为用于确定雨刮器的停止或雨刮器的速度的降低的基准。

运动变化的具体确定基准不限于特定的一个，而是可以可选地设定。例如，在雨刮器的延迟时间比预定的阈值更长的情况下，雨刮器可能被停止。此外，通过逐步地提供阈值，不仅可以执行雨刮器的停止的确定，而且还可以执行运动模式的变化的确定等。

另外，例如，如图8所示的延迟时间被存储在存储器中，并且运动改变确定单元80可以通过参考延迟时间映射来确定运动模式的改变。

如图8所示，延迟时间映射限定了雨刮器的延迟时间与雨刮器延迟水平之间的关系。雨刮器延迟水平是用于逐步评估雨刮器中的延迟时间的水平的指标。运动改变确定单元80指定由运动检测单元50输入的延迟时间在延迟时间映射中对应于哪个雨刮器延迟水平。例如，运动改变确定单元80在延迟时间是20ms的情况下将雨刮器延迟水平指定为“1”，并且在延迟时间是90ms的情况下将雨刮器延迟水平指定为“5”。运动改变确定单元80例如可以在雨刮器延迟水平对应于“8”或更大的情况下，确定停止雨刮器，在雨刮器延迟水平对应于从“4”到小于“8”的情况下，确定降低雨刮器的速度，并且在雨刮器延迟水平对应于小于“3”的情况下，确定不改变雨刮器的运动。

在确定雨刮器的运动停止或雨刮器的速度改变的情况下，运动改变确定单元80通过通信单元10将确定结果发送到车载处理器cp。车载处理器cp执行停止向雨刮器马达wm输出驱动信号的控制以停止雨刮器。另外，在雨刮器停止时，雨刮器的运动停止通知被发送到雨刮器运动检测装置1中的通信单元10。

运动检测单元50重复从步骤s102到步骤s109的处理，直到接收到雨刮器的运动停止通知(步骤s110：否)。运动检测单元50在接收到雨刮器的运动停止通知时(步骤s110：是)，执行雨刮器中的运动的确定处理持续预定时间(步骤s111)。如雨刮器的运动停止通知中所指示的，这是因为确认雨刮器的运动被正常地停止。该确定的处理与步骤s102至步骤s105类似。在确定雨刮器的运动被停止的情况下(步骤s111：否)，运动检测单元50结束处理。另一方面，在运动检测单元50确定雨刮器正在运动的情况下(步骤s111：是)，由于不管是否从车载处理器cp接收到雨刮器的运动停止通知，雨刮器的运动都不停止，雨刮器马达wm中可能发生异常。在这种情况下，运动检测单元50将确定结果输出到警告单元90。

在步骤s102、s104或s111中，在运动检测单元50将确定结果输出到警告单元90的情况下，警告单元90产生警告信号，该警告信号通过通信单元10被发送到车载处理器cp(步骤s112)。

如上所述，根据实施例的雨刮器运动检测装置1设置有：

(1)光学传感器30，其被安装成面向车辆中的玻璃表面g，并且检测玻璃表面g的这样的区域中的照度，沿着玻璃表面g往复运动的雨刮器经过该区域；以及运动检测单元50，其被配置为检测降低时间并且依据基于降低时间减小时间之间的间隔的间隔周期确定雨刮器的运动，在该降低时间中，由光学传感器30检测到的照度由于雨刮器的经过而暂时降低。

当雨刮器经过光学传感器30的检测区域da时，间歇地出现在其中检测照度暂时降低的降低时间。这个降低时间被检测，并且可以依据基于降低时间之间的间隔从间隔周期确定雨刮器的运动。在许多情况下，光学传感器30被预先安装在车辆中，用于前灯的照明控制。因此，例如，与依据从雨刮器马达wm输出的脉冲信号检测雨刮器的运动的情况相比，不需要引入部件(诸如连接器和线束)、硬件和软件。由此，可以使雨刮器运动检测装置简化并且降低成本。此外，依据雨刮器运动的检测，雨刮器的运动可以响应于降雨状态的变化而改变，并且雨刮器的异常可以被检测到，从而提高了车辆的安全性和舒适性。

(2)运动检测单元50响应于从控制雨刮器的运动的车载处理器cp(控制装置)输入的雨刮器的运动开始通知来确定雨刮器中的运动，并且设置有警告单元90，该警告单元90被配置成在雨刮器的运动未被运动检测单元50确定的情况下传达雨刮器的异常。

在虽然从车载处理器cp输入雨刮器的运动开始通知，但是运动检测单元50不能确定雨刮器的运动的情况下，假定发生了雨刮器马达wm的异常。在这种情况下，驾驶员可以通过输出警告来快速识别雨刮器的异常。

(3)在从车载处理器cp输入了雨刮器的运动停止通知之后，雨刮器的运动被运动检测单元50确定的情况下，提供警告单元90，警告单元90被配置为传达雨刮器的异常。

在虽然从车载处理器cp输入雨刮器的运动停止但是雨刮器正在运动的情况下，假设发生了雨刮器马达wm的异常。在这种情况下，驾驶员可以通过输出警告来快速识别雨刮器的异常。

(4)运动检测单元50基于降低时间与在从该降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔周期来确定雨刮器的运动。

在其中雨刮器在玻璃表面g上往复运动的一次运动周期中，雨刮器经过检测区域da两次。因此，在降低时间与在自该降低时间起的两次降低时间之前的降低时间之间的间隔周期变得等于雨刮器的运动周期。以这种方式，可以基于降低时间之间的间隔周期容易地确定雨刮器的运动。

(5)在间隔周期与基准运动周期之间的差等于或小于阈值的情况下，运动检测单元50确定雨刮器正在运动，并且雨刮器运动检测装置1设置有警报单元90，该警报单元90配置为在间隔周期和基准运动周期之间的差超过阈值的情况下传达雨刮器的异常。

在计算的降低时间之间的间隔周期与基准运动周期之间的差过大的情况下，不是由于由降雨状态的变化导致的延迟，而是很有可能在雨刮器马达wm中发生异常。在这种情况下，驾驶员可以通过输出警告来快速识别雨刮器的异常。

(6)在间隔周期与基准运动周期之间的差等于或小于阈值的情况下，运动检测单元50确定雨刮器正在运动，并且雨刮器运动检测装置1还设置有运动改变确定单元80，该运动检测确定单元80基于间隔周期和基准运动周期之间的差(延迟时间)来确定改变雨刮器的运动的必要性。具体地，运动改变确定单元80在间隔周期和基准运动周期之间的差(延迟时间)比预定时间更长的情况下确定雨刮器的运动的停止。

当玻璃表面g完全被雨滴湿润情况下，由于水作为润滑剂的功能，存在雨刮器的运动速度变快的趋势。另一方面，当雨滴在量上减少时，由于雨刮器与玻璃表面g之间的摩擦增大，存在雨刮器的运动速度变慢的趋势。也就是说，当附着在玻璃表面g上的雨滴的量由于降雨状态等的改变而减小时，间隔时间响应于减小的量而变得更长，以使间隔时间和基准运动周期之间的差更大，从而增大了雨刮器的延迟时间。

因此，通过计算雨刮器的延迟时间，可以确定降雨状态的改变，降雨状态的改变影响要被附着在玻璃表面g上的雨滴的量。通过基于降雨状态的变化来确定雨刮器运动的变化(诸如停止或减慢雨刮器的运动)的必要性，可以执行雨刮器的精确控制。

(7)基准运动周期是根据多个运动模式而预先确定的，所述多个运动模式每个具有不同于彼此的雨刮器的运动速度和间歇时间。从车载处理器cp输入的雨刮器的运动开始通知包括用于使雨刮器运动的运动模式的通知。运动检测单元50计算根据由雨刮器的运动开始通知指示的运动模式的基准运动周期与间隔周期之间的差。

通过根据运动模式预先确定基准运动周期，运动检测单元50可以使用根据运动模式的基准运动周期与间隔周期进行比较，并且可以精确地检测雨刮器的异常或者可以精确地计算延迟时间。

(8)光传感器30设置有检测车辆前方的照度的前部光接收元件32和检测车辆上方的照度的上部光接收元件33，并且运动检测单元50通过检测由前部光接收元件32检测到的照度的降低时间来确定雨刮器的运动。

如前所述，在许多情况下，光学传感器30被预先安装在车辆中，用于前灯的照明控制。用于前灯的照明控制的光学传感器30中的一些光学传感器每个包括前部光接收元件32和上部光接收元件33。通过将两个光接收元件中的仅前部光接收元件32用于雨刮器运动的检测，可以进行快速检测。

[修改1]

在实施例中，只基于依据光学传感器30的输出值计算的雨刮器的延迟时间来确定雨刮器的运动的变化的必要性。在修改1中，将说明一示例，在该示例中，依据雨滴传感器40的输出值求出由雨刮器擦除的雨滴(水)的量，并且通过与延迟时间组合来确定雨刷的运动的改变的必要性。如实施例中所说明的，雨滴传感器40容纳在传感器单元20的壳体21中，以与光学传感器30成一体。

图9是示出根据修改1的雨刮器运动检测装置的配置的框图。根据修改1的雨刮器运动检测装置1除了实施例的配置以外还设置有雨刮器水测量单元70。雨刮器水测量单元70基于雨滴传感器40的光接收元件42的输出值来测量由雨刮器擦除的水的量。

图10是示出在雨滴传感器40中的光接收元件42的输出值的改变的示例的曲线图。

当雨刮器经过设定在玻璃表面g的表面上的雨滴传感器40的检测面d(参照图5b)时，附着在检测面d上的雨滴被雨刮器擦除，使在检测面d上的光的反射条件变化很大。因此，在雨刮器经过时，光接收元件42的输出值变化很大。

在图10的情况下，在代号a和b的每个中指示的虚线框内光接收元件42的输出值的变化示出了雨刮器的经过。如前所述，雨刮器在初始位置p1和调换位置p2之间往复运动。代号a中指示的虚线框内的光接收元件42的输出值的变化是由于从雨刮器的初始位置p1到调换位置p2的运动(向前运动)引起的变化。代号b中指示的虚线框内的光接收元件42的输出值的变化是由于从雨刮器的调换位置p2到初始位置p1的运动(向后运动)引起的变化。

雨刮器在一起刮擦附着在玻璃表面g上的雨滴的同时运动。因此，光接收元件42的输出值，在雨刮器在检测面d上经过时由于被刮擦的水而一度减小，并且在通过雨刮器的经过而完成雨滴的擦拭的点处急剧增加。因此，代号“a”所指示的点中的输出值是当被刮擦的水定位在检测面d上时的输出值。由代号“b”所指示的点中的输出值是当擦拭完成时的输出值。

这里，由于点“a”中的输出值和点“b”中的输出值之间的差(在图中用代号“c”指示)基本上等于由雨刮器擦除的水的量，所以当基于代号“a”所指示的点中的输出值求出雨滴的量时，通过雨刮器擦除的水的量被求出。

雨刮器水测量单元70在雨刮器向前运动时将光接收元件42的输出值中的最小输出值(图中用代号“a”表示)确定为评估值，并将所确定的评估值与在前一次执行的雨刮器向前运动时的评估值比较。

在该次的评估值大于前一次的评估值的情况下(在由雨刮器擦除的水的量减少的情况下)，通过从该次评估值减去前一次评估值来求出评估值的差。基于所求出的差，参考存储在未示出的存储单元中的雨刮器刮水映射，以指定由雨刮器擦除的水的量。

图11是说明雨刮器刮水映射的说明图。

在雨刮器刮水映射中，限定了在雨刮器经过时的评估值的改变量与由雨刮器擦除的水的量之间的关系，并且求出在雨刮器经过时的评估值的改变量使得能够指定由雨刮器擦除的水的量(雨刮器的水的水平)。例如，在改变量为100的情况下，将雨刮器的水的水平指定为“3”，并且在改变量为300的情况下，将雨刮器的水的水平指定为“9”。

在由雨刮器擦除的水的量的雨刮器的水的水平被指定时，雨刮器水测量单元70产生指示雨刮器的水的水平的刮水信息。雨刮器水测量单元70将所产生的刮水信息输出到运动改变确定单元80。

与实施例类似，运动改变确定单元80使用图8中所示的延迟时间映射而依据由运动检测单元50输入的延迟时间指定雨刮器延迟水平。在修改1中，运动改变确定单元80还使用存储在存储器中的校正系数映射来依据雨刮器延迟水平指定雨刮器停止校正系数。

图12是说明校正系数映射的说明图。

校正系数映射限定雨刮器延迟水平和雨刮器停止校正系数之间的关系。雨刮器停止校正系数是用于确定雨刮器运动的停止的必要性的系数。运动改变确定单元80指定在校正系数映射中雨刮器延迟水平对应于哪个雨刮器停止校正系数。例如，在雨刮器延迟水平为“5”的情况下，运动改变确定单元80将雨刮器停止校正系数指定为“1”。

在此，在实施例中，雨刮器停止校正系数为“3”的情况表示玻璃表面g是干的，雨刮器停止校正系数为“2”的情况表示玻璃表面g基本是干的，雨刮器停止校正系数为“1”的情况表示玻璃表面g是稍微湿的，雨刮器停止校正系数为“0”的情况表示玻璃表面g是充分湿的。

在延迟时间等于或大于64ms的情况下(雨刮器延迟水平等于或大于“4”)，确定雨刮器的运动速度产生实质的延迟，以将雨刮器停止校正系数设定为等于或大于“1”。应该注意的是，在校正系数映射中，在延迟时间的水平小于“3”的情况下，雨刮器停止校正系数被设定为变为“0”。这是因为防止光学传感器30中的检测结果的误差影响运动改变确定单元80中的确定。

运动改变确定单元80基于根据延迟时间指定的雨刮器停止校正系数和由雨刮水测量单元70输入的刮水信息确定雨刮器运动的改变的必要性。在这里所示的示例中，运动改变确定单元80确定雨刮器的运动停止的必要性。运动改变确定单元80通过参考存储在存储器中的确定映射来确定雨刮器的运动的停止的必要性。

图13是说明确定映射的说明图。

确定映射针对每个雨刮器停止校正系数限定用于确定雨刮器的运动的停止的雨刮器的水的水平的阈值。

在确定映射中，随着雨刮器停止校正系数越大，用于确定雨刮器的运动的停止的雨刮器的水的水平的阈值被限定为越大。例如，在雨刮器停止校正系数为“0”的情况下，雨刮器的水的水平的阈值为“2”，在雨刮器停止校正系数为“1”的情况下，雨刮器的水的水平的阈值为“4”。在雨刮器停止校正系数为“3”的情况下，雨刮器的水的水平的阈值为“16”。

运动改变确定单元80参照该确定映射来将由通过雨刮器水测量单元70输入的刮水信息指示的雨刮器的水的水平与在指定的雨刮器停止校正系数中限定的阈值比较，该刮水信息。运动改变确定单元80在雨刮器的水的水平小于阈值的情况下确定雨刮器的停止。例如，在雨刮器的水的水平为“3”且雨刮器停止校正系数为“1”的情况下，由于雨刮器的水的水平小于确定映射中所指示的阈值“4”，所以运动改变确定单元80确定雨刮器的运动的停止。

通过这样限定确定映射，减少了附着在玻璃表面g上的水的量，并且随着雨刮器的运动的延迟时间更长(随着停止校正系数更大)，即使待由雨刮器擦除的水的量更大(雨刮器的水的水平更高)，雨刮器的停止也倾向于被容易地确定。

在运动改变确定单元80确定雨刮器的运动的停止的情况下，运动改变确定单元80通过通信单元10将确定结果发送到车载处理器cp。车载处理器cp执行停止向雨刮器马达wm输出驱动信号的控制以停止雨刮器。

这样，在修改1中，除了使用光学传感器30的输出值以外，还使用雨滴传感器40的输出值来确定雨刮器的运动的改变的必要性。由于雨滴传感器40的检测值也反映附着在玻璃表面g上的雨滴的量的变化，即降雨状态的变化，所以使得可以更准确地响应于变化来执行雨刷的控制。该控制可以提高驾驶员的舒适性。

在修改1中，说明了光学传感器30和雨滴传感器40一体地容纳在传感器单元20的壳体21中的情况，但是不限于此，光学传感器30和雨滴传感器40可以被设置为彼此分离。

另外，发射红外光的光学元件被用作检测在玻璃表面g上的雨滴的量的传感器，但是传感器是不限于此。例如，只要可以测量雨滴的量和估计降雨状态，就可以采用使用超声波的雨滴传感器40或使用压敏系统的雨滴传感器40。

[修改2]

在实施例中，运动检测单元50仅使用由光学传感器30中的前部光接收元件32检测到的照度，但是不限于此。可以使用由上部光接收元件33而不是由前部光接收元件32检测到的照度，或者可以使用由前部光接收元件32和上部光接收元件33两者检测到的照度。两个照度的使用方法不限于特定的一个，而是例如仅当从两个照度都检测到降低时间时，才可以确定雨刮器已经运动。通过使用前部光接收元件32和上部光接收元件33两者的检测结果，可以精确地检测雨刮器的运动。

附图标记说明

1雨刮器运动检测装置

10通信单元

20传感器单元

21壳体

22支架

23盖

24基板

30光学传感器

31透镜

31a前部光导光单元

31b上部光导光单元

32前部光接收元件

33上部光接收元件

34盖构件

40雨滴传感器

41光发射元件

42光接收元件

43棱镜

43a板状部分

43b导光部分

50运动检测单元

70雨刮器水测量单元

80运动改变确定单元

90警告单元

da检测区域

d检测面

g玻璃表面

s雨滴

w雨刮器

wa雨刮器臂

wm雨刮器马达

cp车载处理器