JPH0961394A

JPH0961394A - 雨センサ

Info

Publication number: JPH0961394A
Application number: JP24356195A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakazono; 昌弘中園; Yuji Nakagawa; 裕司中川; Masatake Uno; 真武宇野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-07
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: JP3525575B2

Abstract

(57)【要約】【課題】検知面への異物の付着、残留によっては誤動作
せず、雨の降り始めを正確に検知する雨センサを提供す
る。【解決手段】櫛歯電極２ａ、２ｂを対向配置して形成さ
れた検知面３を有し、この検知面３に雨滴が付着したと
きに、電極２ａ、２ｂ間の静電容量Ｃの変化により発振
周期の変化を検知して、降雨検知信号を出力する構成と
した雨センサ１において、所定の閾値以上の静電容量Ｃ
の変化が一定時間内に所定の回数生じた場合に降雨開始
信号を出力する制御回路６を設けた構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雨センサに関し、
特に、検知面への異物の付着、残留によっては誤動作せ
ず、雨の降り始めを正確に検知する雨センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の雨センサとしては、空中に露出し
た相対する雨滴検知用電極を設けて、電極間に雨滴が付
着した際に電極間が短絡することを利用して降雨開始を
判断する抵抗式と、絶縁被膜で被覆した相対向する雨滴
検知用電極を設けて、絶縁被膜表面に雨滴が付着した際
の電極間容量の増加から降雨開始判断を行う静電容量式
が一般的に知られている。

【０００３】そして、後者の静電容量式の雨センサとし
ては、ＣＲ発振回路を通じて電極間容量の変化を周波数
に変換し、一定値以上の周波数になった際に降雨開始判
断を行うレベル判断型のものと、電極間容量の変化を矩
形のパルス信号に変換し、連続する２パルスのパルス幅
或いは周囲の差分に一定値以上の変化が生じた際に降雨
開始判断を行う逐次比較型のものが、一般的に知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
雨センサは、取り付け場所によっては、雨センサの検知
面に、鳥の糞等の異物が付着したり、或いは、結露等に
より水滴が付着、残留したりすることが往々にしてあ
り、抵抗式の雨センサでは電極間が短絡状態となり、ま
た、レベル比較型の雨センサでは、所定の容量値を越え
るため実際の天候状態によらず常に降雨開始信号を出力
するという問題があった。

【０００５】また、静電容量式の雨センサの内、逐次比
較型のものには、鳥の糞等異物の付着時のような一過性
の容量変化が生じた場合に雨と判断するという誤動作が
生じるという問題があった。本発明は、上記問題を解決
するためになされたものであり、検知面への異物の付
着、残留によっては誤動作せず、雨の降り始めを正確に
検知する雨センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような問題を解決
するために提案される本願発明は、以下の構成を備えて
いる。請求項１に記載の雨センサは、櫛歯電極を対向配
置して形成された検知面を有し、この検知面に雨滴が付
着したときに生じる静電容量の変化により発振周期の変
化を検知して、降雨検知信号を出力する構成とした雨セ
ンサにおいて、所定の閾値以上の静電容量変化が一定時
間内に所定の回数生じた場合に降雨開始信号を出力する
制御回路を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の雨センサは、請求項１に
記載の雨センサにおいて、所定の閾値以上の静電容量の
変化が、所定の時間内に生じた場合に容量変化有りと判
断することを特徴とする。以下、図９及び図１０を参照
しながら、本願発明に係る雨センサの動作原理を説明す
る。

【０００８】図９は容量変化の有無を判断する原理を示
す図であり、図１０は降雨開始を判断する原理を示す図
である。図９中の曲線Ａは、検知部の静電容量の時間変
化を示している。現在時刻をＴ１とすると、過去Ｔｃ以
内すなわち時刻Ｔ０からＴ１の間に所定の閾値Ｃｔｈ以
上の容量変化が生じていれば「容量変化有り」と判断
し、このような判断は一定時間Ｔｃ毎に行う。例えば、
図９の例では、次の判断時刻Ｔ２では、過去Ｔｃ以内に
閾値Ｃｔｈ以上の容量変化が生じていないので容量変化
無しと判断する。

【０００９】次に、図１０を参照しながら説明すると、
上記の「容量変化有り」という判断が下されたある時刻
（図１０（ａ）に示す時刻ｔ２）を基準にして、一定時
間Ｔｒ以内に所定の回数（Ｎ回）の「容量変化有り」判
断が下された場合には、「降雨開始」と判断するが、
「容量変化有り」判断が下された時刻（図１０（ｂ）に
示すｔ２）から時間Ｔｒ以内に所定の回数（Ｎ回）の
「容量変化有り」判断が下されなかった場合には（Ｍ＜
Ｎ）、時刻（ｔ２＋Ｔｒ）後に初めて「容量変化有り」
と判断された時刻（時刻ｔｙ）を１回目の変化した回数
とし、この時刻ｔｙを基準にして、再び所定時間Ｔｒ内
の容量変化の回数を計数する。

【００１０】このような降雨開始判定方法により、例え
ば、降雨の場合には、複数の水滴がランダムな時間間隔
をおいて継続的に検知部に付着するため、一定時間Ｔｒ
以内に「容量変化有り」の判断が所定の回数以上発生す
るので降雨開始信号が出力される。一方、鳥の糞、ホコ
リなどの異物が検知部表面に付着した場合、雨滴のよう
に複数が継続して付着することはないので所定の回数以
上の「容量変化有り」判断が発生しないので降雨開始信
号は出力されない。

【００１１】また、結露のように長い時間に渡って徐々
に水滴が表面に付着する場合や、鳥の糞、ホコリ等の異
物が検知部に残留する場合は、閾値Ｃｔｈ以上の容量変
化が生じる時間が設定値Ｔｃより長いため結露の付着に
より降雨開始信号は出力されない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、静電容量型の雨センサを例にとり以下に説明する。
図１は本発明の要部である発振回路の回路図であり、図
２は雨センサの構成を示すブロック図、図３は雨センサ
の外観構成を概略的に示す斜視図である。

【００１３】また、図４〜図６は判定回路によって処理
されるプログラムのフローチャートである。図１〜図３
を参照して説明すると、この雨センサ１は、櫛歯電極２
ａ、２ｂが対向配置して形成された検知面３を有してお
り、この検知面３に雨滴が付着したときに生じる電極２
ａ、２ｂ間の静電容量の変化により発振回路４の発振周
期の変化を検知して、降雨検知信号を信号線Ｌより出力
するように構成されている。

【００１４】尚、図２中、６は制御回路を示しており、
この制御回路６は、発振回路４と判定回路５とを備えて
構成されている。また、図３中、１１は雨センサの取り
付けた窓枠を、１３は雨センサ本体（ハウジング）を示
している。発振回路４は検知面３の電極２ａ、２ｂ間の
静電容量Ｃと、帰還抵抗Ｒ２で決まる時定数に基づくパ
ルス信号を出力しており、電極２ａ、２ｂ間の静電容量
Ｃの変化は発振周期に変換されて判定回路５へ伝達され
る。

【００１５】このような構成では、雨滴が検知面３上へ
付着すると、検知面３の静電容量Ｃが増加し、検知面３
の静電容量Ｃが時間的に変化しない場合は、発振周期と
静電容量値は図７に示したように１対１に対応してい
る。時間的に連続値をとる静電容量値を時間的に不連続
な周期値に変換すると、図８に示すようにパルス幅の分
だけ周期値は時間的に不連続の値を示すが、パルス周期
が静電容量が変化する時間に比べて十分短い場合は、パ
ルス周期値を静電容量の瞬時値として表現することがで
きる。例えば図８中に示す時刻ｔ１における静電容量は
最も新しいパルス周期Ｐ０として表れる。

【００１６】判定回路５は、発振回路４から入力された
パルス信号の時間的な変化の様子、すなわち、検知面３
の静電容量Ｃの時間変化の様子から降雨の開始を判断
し、降雨開始信号を出力する。このような判定回路５は
ＣＰＵを含んで構成されており、図４に示したパルス周
期計測ルーチン、図５に示した静電容量変化検出ルーチ
ン、図６に示したような降雨開始判断ルーチンを実行す
る。

【００１７】パルス周期計測ルーチンは割り込み処理に
よって実行され、入力信号パルスの立ち下がりを検出す
る毎に内部のカウンタの値を保存した後、カウンタをク
リアしてカウント再開する。このようにして入力パルス
信号の周期を１周期毎に保存する（以上、図４のステッ
プ１０１〜１０６）。静電容量変化検出ルーチンでは、
パルス周期計測ルーチンによって保存されたある周期の
始めの時刻を基準として一定Ｐｃ間に保存された周期の
なかで最大値と最小値の差を計算し、その差△Ｐが所定
の容量変化閾値Ｃｔｈに相当する周期値Ｐｔｈ以上であ
れば検知面３に「容量変化有り」という判断を下す。も
しＰｔｈ以下であれば、検知面３に「容量変化無し」と
判断をする（以上、図５のステップ２０１〜２１３）。

【００１８】そして、降雨開始判別ルーチンでは、上記
の「容量変化有り」の判断が下されたある時刻から一定
時間Ｔｒ内に所定の回数Ｎ回「容量変化有り」の判断が
下された場合に「降雨開始」と判断し、降雨開始信号を
出力する。また１回目の「容量変化有り」判断がなされ
た時刻から時間Ｔｒ以内に所定の回数Ｎ回の「容量変化
有り」との判断が下されなかった場合にはＴｒ経過後に
初めて下された「容量変化有り」判断を１回目の変化し
た回数とし、この時刻を基準に再び時間Ｔｒ内の容量変
化の回数を計数する（図６のステップ３０１〜３０
８）。

【００１９】このように、この本発明の雨センサは、検
知面に、例えば、鳥の糞が付着した場合には、図９に示
したような階段状の増加を示し、「容量変化有り」の判
断が下されるが、その判定は１度しか行われないので
「降雨開始判断」は行われない。また、結露、ホコリの
堆積等が検知部表面に生じた場合は水滴が付着した場合
よりも時間的に緩やかな容量変化を示すので「容量変化
有り」の判定は下されない。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、請求項１に
記載の雨センサによれば、雨センサに、鳥の糞、虫の飛
来等の異物が付着しても誤動作せず、しかも、結露によ
る水滴や鳥の糞ホコリ等異物が検知部表面に残留しても
誤動作しない。また、請求項２に記載の雨センサでは、
閾値以上の静電容量変化が、所定の時間内に生じた場合
に容量変化有りと判断するように構成したので、検知面
に異物が付着等した場合と、雨の降り始めとをより正確
に区別し判別できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部である発振回路の回路図である。

【図２】本発明の雨センサの構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の雨センサの外観構成を概略的に示す斜
視図である。

【図４】判定回路によって実行されるパルス周期計測ル
ーチンのフローチャートである。

【図５】判定回路によって実行される静電容量変化検出
ルーチンのフローチャートである。

【図６】判定回路によって実行される降雨開始判断ルー
チンのフローチャートである。

【図７】検知面における発振周期値と静電容量値との関
係を示す図である。

【図８】発振パルス信号と周期、時刻との関係を示す図
である。

【図９】雨センサの容量変化の有無を判断する原理を示
す図である。

【図１０】雨センサにおいて降雨開始を判断する原理を
示す図である。

【符号の説明】

１・・・雨センサ２ａ、２ｂ・・・櫛歯電極３・・・検知面４・・・発振回路５・・・判定回路６・・・制御回路８・・・電源（ＤＣ５Ｖ）９・・・アース部（ＧＮＤ）Ｌ・・・信号線１１・・・窓枠１３・・・雨センサ本体（ハウジング）Ｃ・・・静電容量

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、請求項１に
記載の雨センサによれば、雨センサに、鳥の糞、虫の飛
来等の異物が付着しても誤動作せず、しかも、結露によ
る水滴や鳥の糞、ホコリ等異物が検知部表面に残留して
も誤動作しない。また、請求項２に記載の雨センサで
は、閾値以上の静電容量変化が、所定の時間内に生じた
場合に容量変化有りと判断するように構成したので、検
知面に異物が付着等した場合と、雨の降り始めとをより
正確に区別し判別できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】櫛歯電極を対向配置して形成された検知面
を有し、この検知面に雨滴が付着したときに生じる静電
容量の変化により発振周期の変化を検知して、降雨検知
信号を出力する構成とした雨センサにおいて、所定の閾値以上の静電容量の変化が一定時間内に所定の
回数生じた場合に降雨開始信号を出力する制御回路を設
けたことを特徴とする、雨センサ。
【請求項２】所定の閾値以上の静電容量の変化が、所定
の時間内に生じた場合に容量変化有りと判断することを
特徴とする、請求項１記載の雨センサ。