CN107801261B - 窗玻璃加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的窗玻璃加热装置设置有：窗加热器；窗加热器控制单元，其基于对操作开关的操作来控制窗加热器的工作；摄像装置加热器；以及摄像装置加热器控制单元，其控制向摄像装置加热器的电力供应以对摄像装置成像窗区域进行除雾。摄像装置加热器控制单元被配置成获取作为关于窗加热器的工作的工作信息的窗加热器工作信息，并且当基于窗加热器工作信息估计出摄像装置加热器可能被从窗加热器施加至摄像装置加热器的热过加热时限制向摄像装置加热器的电力供应。

Description

窗玻璃加热装置
技术领域
本发明涉及通过对窗玻璃进行加热来防止或去除车辆的窗玻璃的雾的窗玻璃加热装置。
背景技术
已知一种通过对窗玻璃进行加热来防止或去除车辆的窗玻璃的雾(下文称为除雾)的窗玻璃加热装置(例如，参见第2004-189026号日本专利申请公布(JP 2004-189026A))。窗玻璃加热装置向埋置于窗玻璃中的电加热线供应电力并且当用户对操作开关进行操作时对整个窗玻璃进行加热。
发明内容
近年来，已知包括用于检测车辆前面的对象(诸如其他车辆和行人的障碍物)的摄像装置的车辆。这样的摄像装置从车辆内部经由窗玻璃(前玻璃)对车辆外部进行成像。
当窗玻璃有雾时，驾驶员对操作开关进行操作以去除雾。然而，即使去除了驾驶员的视角区域中的雾，雾仍可能留在摄像装置成像窗区域中，该摄像装置成像窗区域是窗玻璃的包括在摄像装置的成像区域中的一部分。例如，这样的问题可能在驾驶员将操作开关返回关闭(OFF)状态较短时间之后出现。在这种情况下，可能无法很好地检测车辆前面的对象。
这样的问题可以通过提供以下加热器来解决，该加热器在摄像装置侧对窗玻璃的摄像装置成像窗区域从摄像装置侧(车辆内部侧)定期地进行加热，以对摄像装置成像窗区域进行除雾。根据该配置，即使用户将操作开关关断了较短时间之后，摄像装置成像窗区域也可以在没有操作该操作开关的情况下总是保持在已除雾状态。
然而，由于设置在摄像装置侧的加热器(下文称为摄像装置加热器)需要设置在窗玻璃附近，因此摄像装置加热器可以被来自电加热线加热的窗玻璃的辐射热以及从摄像装置加热器生成的热过加热。在这种情况下，例如，存在构成摄像装置加热器的构件会变形并且严重影响摄像装置的感测功能的担忧。
本发明提供了一种可以通过防止摄像装置加热器被过加热来适当地保持摄像装置的功能的窗玻璃加热装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的窗玻璃加热装置，其包括：窗加热器，该窗加热器对车辆的窗玻璃的全部区域进行加热以对窗玻璃进行除雾；窗加热器控制单元，该窗加热器控制单元基于对操作开关的操作来控制窗加热器的工作；摄像装置加热器，该摄像装置加热器是对摄像装置成像窗区域进行加热的电加热器，该摄像装置成像窗区域是窗玻璃的包括在摄像装置的成像区域中的一部分，该摄像装置从车辆内部经由窗玻璃对车辆外部进行成像；以及摄像装置加热器控制单元，该摄像装置加热器控制单元控制向摄像装置加热器的电力供应以对摄像装置成像窗区域进行除雾，其中，摄像装置加热器控制单元被配置成获取作为关于窗加热器的工作的工作信息的窗加热器工作信息，并且在基于窗加热器工作信息估计出摄像装置加热器可能被从窗加热器施加至摄像装置加热器的热过加热时，限制向摄像装置加热器的电力供应。
在这种情况下，窗加热器可以是除冰装置，该除冰装置包括设置在窗玻璃的全部区域上的电加热线，并且该除冰装置通过从电加热线产生的热对窗玻璃进行除雾。
在根据本发明的该方面的窗玻璃加热装置中，窗加热器控制单元可以基于对操作开关的操作来控制窗加热器的工作。窗加热器可以对车辆的窗玻璃的全部区域进行加热以对窗玻璃进行除雾。包括设置在窗玻璃的全部区域中的电加热线并且通过从电加热线产生的热等对窗玻璃进行除雾的除冰装置可以用作窗加热器。设置有电加热线的“窗玻璃的全部区域”是以下区域：一片窗玻璃可以几乎作为整体被加热而不需要包括窗玻璃的实质上不需要除雾的端部。
经由窗玻璃对车辆外部进行成像的摄像装置(其感测对象等)可以设置在车辆内部。当摄像装置的成像区域中的窗玻璃有雾时，无法很好地进行成像。
因此，窗玻璃加热装置可以包括摄像装置加热器。摄像装置加热器是电加热器并且可以对摄像装置成像窗区域进行加热，该摄像装置成像窗区域是窗玻璃的包括在摄像装置的成像区域中的一部分。摄像装置加热器控制单元可以控制向摄像装置加热器的电力供应，以使得对摄像装置成像窗区域进行除雾。
由于摄像装置加热器需要设置在窗玻璃附近以对摄像装置成像窗区域进行除雾，因此存在摄像装置加热器会被从被加热的窗玻璃接收的热和窗玻璃产生的热过加热的担忧。
摄像装置加热器控制单元可以获取作为关于窗加热器的工作的工作信息的窗加热器工作信息，并且在基于窗加热器工作信息估计出摄像装置加热器可能被从窗加热器施加至摄像装置加热器的热过加热时，可以限制向摄像装置加热器的电力供应。例如，摄像装置加热器控制单元可以基于窗加热器工作信息来确定是否满足估计出摄像装置加热器可能被过加热的过加热条件，并且当满足过加热条件时，可以限制向摄像装置加热器的电力供应。当限制向摄像装置加热器的电力供应时，例如，摄像装置加热器控制单元可以禁止向摄像装置加热器的电力供应(停止电力供应)，或者可以减小所供应的电量以使得从摄像装置加热器产生的热量小于在正常状态下(当未估计出可能发生过加热时)的热量。
因此，可以防止摄像装置加热器被过加热，并且可以将摄像装置加热器保持在正常状态下。当估计出摄像装置加热器可能被过加热时，摄像装置成像窗区域的温度高，因而，对摄像装置成像窗区域进行除雾。因此，即使限制向摄像装置加热器的电力供应，摄像装置成像窗区域也不会有雾。因此，能够适当地保持摄像装置的感测功能。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取包括用于确定窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且基于窗加热器工作信息来在窗加热器工作的时间段内限制向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的该方面，在窗加热器工作的时间段内限制向摄像装置加热器的电力供应。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取包括指示窗加热器的工作停止之后过去的时间的信息的窗加热器工作信息，并且基于窗加热器工作信息来在从停止窗加热器的工作起过去的时间未达到设置时间的时间段内限制向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的该方面，在窗加热器工作的时间段内以及在窗加热器的工作停止之后过去的时间未达到设置时间的时间段内限制向摄像装置加热器的电力供应。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成控制向摄像装置加热器的电力供应。以使得在点火开关接通的时间段内交替地重复向摄像装置加热器供应电力的电力供应时间段和不向摄像装置加热器供应电力的非电力供应时间段，并且摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取包括用于确定窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且将对摄像装置加热器的电力供应时间段设置为在窗加热器工作时比在窗加热器不工作时更短。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取窗加热器的工作时间作为窗加热器工作时间，并且将对摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着工作时间变得越长而越短。
在本发明的该方面，摄像装置加热器控制单元控制向摄像装置加热器的电力供应，以使得在点火开关接通的时间段内交替地重复向摄像装置加热器供应电力的电力供应时间段和不向摄像装置加热器供应电力的非电力供应时间段。因此，摄像装置成像窗区域被除雾。在这种情况下，可以例如基于测量的时间来切换摄像装置加热器的电力供应时间段和非电力供应时间段，或者可以计算对摄像装置加热器的估计温度并且可以基于估计温度来切换两个时间段以使得估计温度保持在预定范围内，或者可以任意地设置两个时间段。点火开关不限于启动作为车辆的驱动源的引擎的开关，而是可以是当其接通时启动车辆系统而当其关断时停止车辆系统的开关。
摄像装置加热器控制单元将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为在窗加热器工作时比在窗加热器不工作时更短。因此，可以防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取指示对窗玻璃进行加热的加热装置的工作状态的加热工作信息，并且将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着加热装置工作的时间变得越长而越短。
当加热装置工作时，在从加热装置施加至窗玻璃的热量变得更大的情况下摄像装置加热器的温度变得更高。因此，摄像装置加热器控制单元将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着加热装置工作的时间变得越长而越短。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。例如，摄像装置加热器控制单元可以在考虑加热装置工作的时间的情况下计算摄像装置加热器的估计温度，并且当估计温度高于上限温度时停止向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取指示外部空气温度的外部空气温度信息，并且将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着外部空气温度变得越高而越短。
当外部空气温度变得更高时，摄像装置加热器的温度变得更高。因此，摄像装置加热器控制单元将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着外部空气温度变得越高而越短。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。例如，摄像装置加热器控制单元可以在考虑外部空气温度的情况下计算摄像装置加热器的估计温度，并且当估计温度高于上限温度时停止向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取指示电源电压的电源电压信息，并且将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着电源电压变得越高而越短，该电源电压是向摄像装置加热器供应电力的车载电力供应装置的输出电压。
摄像装置加热器通过被供应来自车载电力供应装置的电力而产生热以对摄像装置成像窗区域进行加热。在这种情况下，当作为车载电力供应装置的输出电压的电源电压变得更高时，流入摄像装置加热器的电流值和从摄像装置加热器产生的热量变得更大。因此，摄像装置加热器控制单元将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着电源电压变得越高而越短。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。例如，摄像装置加热器控制单元可以在考虑电源电压的情况下计算对摄像装置加热器的估计温度，并且当估计温度高于上限温度时停止向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取指示车辆的行驶速度的车辆速度信息，并且将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着行驶速度变得越低而越短。
当车辆行进时，通过行驶风来对窗玻璃进行冷却。因此，当车辆速度变得更高时，窗玻璃的温度变得更低。换言之，当车辆速度变得更低时，被窗玻璃的热增大的摄像装置加热器的温度变得更高。因此，摄像装置加热器控制单元将摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着车辆速度变得越低而越短。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。例如，摄像装置加热器控制单元可以在考虑车辆速度的情况下计算摄像装置加热器的估计温度，并且当估计温度高于上限温度时停止向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成当未获取窗加热器工作信息时禁止向摄像装置加热器的电力供应。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取摄像装置加热器的温度并且控制向摄像装置加热器的电力供应，以使得摄像装置加热器的温度在预定温度范围内。
当未获取窗加热器工作信息时，摄像装置加热器控制单元不能确定窗加热器的工作状态。因此，摄像装置加热器控制单元禁止向摄像装置加热器的电力供应(停止向摄像装置加热器的电力供应)。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成在点火开关接通之后、直到初始等待时间过去为止的预定时间段内禁止向摄像装置加热器的电力供应，将包括用于确定窗加热器在点火开关先前接通的时间段内是否工作的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中，并且基于存储在非易失性存储器中的信息，将点火开关当前接通之后的初始等待时间设置为在窗加热器在点火开关先前接通的时间段内工作时比在窗加热器在点火开关先前接通的时间段内不工作时更长。
即使下一次接通点火开关，也可以保持通过窗加热器的工作而产生的热。因此，摄像装置加热器控制单元被配置成在点火开关接通之后、直到初始等待时间过去为止的预定时间段内禁止向摄像装置加热器的电力供应(停止向摄像装置加热器的电力供应)。
在点火开关先前接通的时间段内在窗加热器工作的情况与窗加热器未工作的情况之间，摄像装置加热器的温度当点火开关当前接通时在窗加热器已工作的情况下比在窗加热器未工作的情况下会更高的可能性更高。
因此，摄像装置加热器控制单元将包括用于确定窗加热器在点火开关先前接通的时间段内是否已工作的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中。然后，当窗加热器在点火开关先前接通的时间段内已工作时，摄像装置加热器控制单元基于存储在非易失性存储器中的信息来将点火开关当前接通之后的初始等待时间设置为比当窗加热器未工作时更长。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成在点火开关接通之后、直到初始等待时间过去为止的预定时间段内禁止向摄像装置加热器的电力供应，将包括指示先前工作时间的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中，并且基于存储在非易失性存储器中的信息，将点火开关当前接通之后的初始等待时间设置为随着先前工作时间变得越长而越长，其中，该先前工作时间是窗加热器在点火开关先前接通的时间段内工作的时间。
根据本发明的一个方面，初始等待时间是基于先前工作时间而确定的，该先前工作时间是窗加热器在点火开关先前接通的时间段内工作的时间的。在这种情况下，摄像装置加热器控制单元将包括指示先前工作时间的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中，并且基于存储在非易失性存储器中的信息，将点火开关当前接通之后的初始等待时间设置为随着先前工作时间变得越长而越长。因此，能够更适当地防止摄像装置加热器被过加热。
根据本发明的一个方面，摄像装置加热器控制单元可以被配置成获取包括用于确定窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且可以包括禁止命令发出单元，该禁止命令发出单元被配置成当基于窗加热器工作信息确定窗加热器未工作并且开始向摄像装置加热器供应电力时，将用于禁止窗加热器的工作的禁止命令输出至窗加热器控制单元。
例如，当在开始向摄像装置加热器供应电力之后开始窗加热器的工作时，存在摄像装置加热器会被过加热的担忧。因此，禁止命令发出单元获取包括用于确定窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且当基于窗加热器工作信息确定窗加热器未工作并且开始向摄像装置加热器供应电力时，将用于禁止窗加热器的工作的禁止命令输出至窗加热器控制单元。因此，能够防止摄像装置加热器被过加热。
在以上描述中，为了容易理解本发明，通过将实施例中所使用的附图标记放入括号中来引用本发明的与实施例对应的元件，但本发明的元件并不限于由括号限定的实施例。
附图说明
下文将参照附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，以及在附图中：
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的窗玻璃加热装置的配置的图；
图2是车辆的正视图；
图3是示出摄像装置和摄像装置加热器的布置的截面图；
图4是示出点火开关的状态、除冰装置的工作状态、摄像装置加热器的工作状态以及禁止标志的设置的时序图；
图5是示出禁止标志设置例程1的流程图；
图6是示出摄像装置加热器控制例程1的流程图；
图7是示出点火开关的状态、除冰装置的工作状态、摄像装置加热器的工作状态以及禁止标志的设置的时序图；
图8是示出禁止标志设置例程2的流程图；
图9是示出点火开关的状态、除冰装置的工作状态、摄像装置加热器的工作状态以及摄像装置加热器的估计温度的变化的时序图；
图10是示出摄像装置加热器控制例程3的流程图；
图11是示出除冰装置工作时间存储例程1的流程图；
图12是示出摄像装置加热器初始等待时间设置例程1的流程图；
图13是示出初始等待时间映射的图；
图14是示出点火开关的状态、除冰装置的工作状态、摄像装置加热器的工作状态的时序图；
图15是示出除冰装置工作历史存储例程的流程图；
图16是示出摄像装置加热器初始等待时间设置例程2的流程图；
图17是示出禁止标志设置例程1的变型示例的流程图；
图18是示出禁止标志设置例程2的变型示例的流程图；
图19是示出摄像装置加热器控制例程3的变型示例的流程图；以及
图20是示出除冰装置工作限制例程的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来描述根据本发明的实施例的窗玻璃加热装置。
根据本发明的实施例的窗玻璃加热装置是对图2所示的车辆的前窗玻璃FG(下文称为前玻璃FG)进行加热以对前玻璃FG进行除雾的装置。如图1所示，窗玻璃加热装置包括空调ECU 10和摄像装置ECU 50。ECU 10和ECU 50是包括作为主要部分的微计算机的电气控制单元并且被连接以经由控制器区域网络(CAN)向彼此发送信息以及从彼此接收信息。ECU10和ECU 50在未示出的点火开关接通的时间段内执行预定控制处理。在本说明书中，微计算机包括CPU、ROM、RAM、非易失性存储器和接口I/F。CPU被配置成通过执行存储在ROM中的指令(例如程序或例程)来实现各种功能。
空调ECU 10包括控制车辆内部的空气调节的空调控制单元20和控制对前玻璃FG的除雾的除冰装置控制单元30。空调控制单元20连接至对车辆内部进行空气调节的空调装置21。空调控制单元20连接至允许用户执行与空气调节相关联的各种设置的空调操作器22和进行空气调节控制所需的空调传感器23(诸如温度传感器)。空调控制单元20基于通过空调操作器22进行的设置以及来自空调传感器23的检测信号来控制空调装置21的工作。空调装置21还包括要随后描述的除雾器。
除冰装置控制单元30连接至除冰装置40和除冰装置开关45。除冰装置40具有熔化前玻璃FG的表面上的冻冰的功能并且通常用于对前玻璃FG进行除雾。除冰装置40包括埋置在前玻璃FG的全部区域中的电加热线41(被称为除冰装置电加热线41)以及与除冰装置电加热线41串联连接的继电器42(称为除冰装置继电器42)。除冰装置40连接至车辆的电力供应装置100。
电力供应装置100是车载电力供应装置，在该车载电力供应装置中，未示出的车载电池和交流发电机并联连接，并且向包括要随后描述的除冰装置40和摄像装置加热器80的各种车载电气负载供应电力。
除冰装置开关45是由诸如驾驶员的用户操作的并且将操作信号输出至除冰装置控制单元30的操作器。当在点火开关接通的时间段内从除冰装置开关45输入开启(ON)信号时，除冰装置控制单元30接通除冰装置继电器42以向除冰装置电加热线41供应电力。因此，除冰装置电加热线41产生热以对前玻璃FG进行加热。
除冰装置控制单元30包括计时器，并且当从输入操作信号的时间点起过去预定时间时关断除冰装置继电器42以停止向除冰装置电加热线41供应电力。当在预定时间过去之前通过对除冰装置开关45的操作而输入关闭信号时，除冰装置控制单元30也关断除冰装置继电器42以停止向除冰装置电加热线41的电力供应。在点火开关关断的时间段内，除冰装置控制单元30不向除冰装置电加热线41供应电力。
在以下描述中，接通除冰装置继电器42以向除冰装置电加热线41供应电力可以称为操作除冰装置40，关断除冰装置继电器42以切断向除冰装置电加热线41的电力供应可以称为停止除冰装置40的工作，向除冰装置电加热线41供应电力的状态可以称为除冰装置40的工作状态，以及不向除冰装置电加热线41供应电力的状态可以称为除冰装置40的非工作状态或除冰装置40的停止状态。向除冰装置电加热线41供应电力的电力供应时间段可以称为除冰装置40的工作时间段，以及不向除冰装置电加热线41供应电力的非电力供应时间段可以称为除冰装置40的非工作时间段。
摄像装置ECU 50包括图像处理单元60和摄像装置加热器控制单元70。图像处理单元60连接至摄像装置65。如图3所示，摄像装置65经由前玻璃FG从车辆内部对车辆前面的外部场景进行成像，并且将通过成像而获取的图像数据输出至图像处理单元60。图像处理单元60根据从摄像装置65输出的图像数据来检测在车辆前面的对象(例如前方车辆、迎面而来的车辆或行人的障碍物)以及诸如形成在道路上的白线的行车道标记，并且将指示该对象相对于车辆的位置等的信息提供给驾驶支持ECU(未示出)。驾驶支持ECU基于障碍物信息、行车道标记信息等来控制车辆的行驶状态。
如图3所示，在镜头面向车辆前面的情况下，摄像装置65附接至支架66并且固定至前玻璃FG的上部位置。在摄像装置65中，罩(hood)67设置在镜头前面下方以使得来自车身的反射光不进入镜头。罩67包括沿水平方向设置的树脂平板67a(称为罩体67a)以及附接至罩体67a的顶表面的无纺织物67b。电加热线81(称为摄像装置电加热线81)附接至罩体67a的底表面。
罩67被设置成使得罩67的表面(其上附接有无纺织物67b的表面)倾斜地面向前玻璃FG。在前玻璃FG中，用于摄像装置65以进行成像的成像区域中所包括的部分包括在倾斜地面向罩67的表面的部分中。在下文中，倾斜地面向罩67的表面的前玻璃FG的部分被称为摄像装置除雾区域FGC。
摄像装置电加热线81经由继电器82(称为摄像装置加热器继电器82)连接至电力供应装置100。
车辆速度传感器91、外部空气温度传感器92、电压传感器93和摄像装置加热器继电器82连接至摄像装置加热器控制单元70。车辆速度传感器91将指示车辆的行驶速度的速度检测信号输出至摄像装置加热器控制单元70。外部空气温度传感器92将指示车辆周围的外部空气温度的外部空气温度检测信号输出至摄像装置加热器控制单元70。电压传感器93将指示电力供应装置100的输出电压的电源电压检测信号输出至摄像装置加热器控制单元70。
摄像装置加热器控制单元70通过执行要随后描述的摄像装置加热器控制处理以控制摄像装置加热器继电器82的接通和关断来控制向摄像装置电加热线81的电力供应。
罩67通过接通摄像装置加热器继电器82而向摄像装置电加热线81供应电力来产生热，并且对前玻璃FG的摄像装置除雾区域FGC进行加热。对摄像装置除雾区域FGC进行加热的装置是摄像装置加热器80。因此，摄像装置加热器80包括摄像装置电加热线81、摄像装置加热器继电器82和罩67。
摄像装置65的镜头的前方空间是被前玻璃FG、支架66、罩67和摄像装置65包围的密封空间(前侧和上侧被前玻璃FG覆盖、右侧和左侧被支架66覆盖、下侧被罩67覆盖以及后侧被摄像装置65覆盖的密封空间)。
摄像装置加热器控制单元70通过在点火开关接通的时间段内交替地切换向摄像装置加热器80(确切地，摄像装置电加热线81)供应电力的电力供应时间段和不向摄像装置加热器80(或更确切地，摄像装置电加热线81)供应电力的非电力供应时间段来对摄像装置除雾区域FGC进行除雾。摄像装置加热器控制单元70在点火开关关断的时间段内不向摄像装置加热器80供应电力。
在以下描述中，接通摄像装置加热器继电器82以向摄像装置电加热线81供应电力可以称为操作摄像装置加热器80，关断摄像装置加热器继电器82以切断向摄像装置电加热线81的电力供应可以称为停止摄像装置加热器的工作，向摄像装置电加热线81供应电力的状态可以称为摄像装置加热器80的工作状态，以及不向摄像装置电加热线81供应电力的状态可以称为摄像装置加热器80的非工作状态或摄像装置加热器80的停止状态。向摄像装置电加热线81供应电力的电力供应时间段可以被称为摄像装置加热器80的工作时间段，以及不向摄像装置电加热线81供应电力的非电力供应时间段可以称为摄像装置加热器80的非工作时间段。
由于摄像装置加热器80被设置在前玻璃FG附近，因此摄像装置加热器会被从除冰装置40接收的辐射热以及从摄像装置电加热线81产生的热过加热。在这种情况下，罩67可能通过过加热而变形，并且可能无法使用摄像装置65对外部场景进行良好成像。也就是说，图像处理单元60可能不会很好地感测外部场景。
因此，摄像装置加热器控制单元70通过执行以下要描述的摄像装置加热器控制处理来防止摄像装置加热器80被过加热并且保持使用摄像装置65(其包括图像处理单元60)的令人满意的外部感测功能。以下将描述摄像装置加热器控制处理的若干示例。
<摄像装置加热器控制处理1>
首先，将简要描述由摄像装置加热器控制单元70执行的摄像装置加热器控制处理的第一示例(下文称为摄像装置加热器控制处理1)。此处，执行摄像装置加热器控制处理1的摄像装置加热器控制单元70被称为第一摄像装置加热器控制单元71。第一摄像装置加热器控制单元71通过交替地切换摄像装置加热器80工作的工作时间段(电力供应时间段)和摄像装置加热器80不工作的非工作时间段(非电力供应时间段)来对摄像装置除雾区域FGC进行除雾。工作时间段的长度被设置为时间tcon，而非工作时间段的长度被设置为时间tcoff。
当点火开关接通时，第一摄像装置加热器控制单元71将摄像装置加热器80设置为非工作状态，并且将非工作状态保持达非工作时间tcoff。当非工作状态已保持达非工作时间tcoff时，第一摄像装置加热器控制单元71将摄像装置加热器80切换至工作状态并且保持工作状态达工作时间tcon。以这种方式，第一摄像装置加热器控制单元71交替地切换被设置为时间tcoff的非工作时间段和被设置为时间tcon的工作时间段。在下文中，该处理可以被称为基本摄像装置加热器处理。
第一摄像装置加热器控制单元71读取以预定周期从空调ECU 10发送的除冰装置工作状态信号(下文称为除冰装置工作信息)，并且监控除冰装置40的工作状态。在与除冰装置40工作的时间段匹配的时间段以及在除冰装置40的工作结束之后预定时间tdoff过去的时间段内，第一摄像装置加热器控制单元71禁止摄像装置加热器80的工作。
图4是示出点火开关(IG)的状态、除冰装置40的工作状态、摄像装置加热器80的工作状态以及对禁止标志F的切换的时序图。水平轴表示时间。禁止标志F被设置为“1”的时间段是禁止摄像装置加热器80的工作的时间段。在图4中，“开启”表示工作状态，而“关闭”表示非工作状态。
如图4所示，当点火开关在时间t1接通时，第一摄像装置加热器控制单元71在非工作时间tcoff过去后的时间t2操作摄像装置加热器80，并且在工作时间tcon过去后的时间t3将摄像装置加热器80设置为非工作状态。当除冰装置40的工作在重复基本摄像装置加热器处理的时间t4开始时，第一摄像装置加热器控制单元71在该时间停止摄像装置加热器80的工作。当除冰装置40的工作在时间t5结束时，第一摄像装置加热器控制单元71在从该时间起预定时间tdoff(称为停止设置时间tdoff)过去的时间t6开始摄像装置加热器80的工作，并且重新开始基本摄像装置加热器处理。第一摄像装置加热器控制单元71在点火开关关断的时间t7结束摄像装置加热器控制处理1。
为了执行摄像装置加热器控制处理1，第一摄像装置加热器控制单元71执行图5所示的禁止标志设置例程1和图6所示的摄像装置加热器控制例程1。第一摄像装置加热器控制单元71在点火开关接通时间段内以预定计算周期执行禁止标志设置例程1和摄像装置加热器控制例程1。
<禁止标志设置例程1>
首先，将描述禁止标志设置例程1。当开始禁止标志设置例程时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S11中读取从空调ECU 10发送的除冰装置工作信息，并且在步骤S12中确定除冰装置40是否在工作(除冰装置继电器42是否接通)。当除冰装置40在工作时(在S12中为是)，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S13中将禁止标志F设置为“1”。禁止标志F用“1”指示禁止摄像装置加热器80的工作，而用“0”指示允许摄像装置加热器80的工作。
随后，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S14中确定是否切换除冰装置40的工作状态。也就是说，确定在一个计算周期之前由在步骤S11中读取的除冰装置工作信息所指示的工作状态与由这一次在步骤S11中读取的除冰装置工作信息所指示的工作状态是否不同(工作状态→非工作状态或者非工作状态→工作状态)。
当切换除冰装置40的工作状态时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S15中将除冰装置计时器值td清除为零。当未切换除冰装置40的工作状态时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S16中将除冰装置计时器值加“1”。因此，除冰装置计时器值td在除冰装置40工作时指示除冰装置40的工作持续时间，而在除冰装置40停止时指示停止持续时间。
另一方面，当在步骤S12中确定除冰装置未工作时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S17中确定除冰装置计时器值td是否等于或大于预定停止设置时间tdoff。当除冰装置计时器值td小于停止设置时间tdoff时，第一摄像装置加热器控制单元71执行步骤S13的处理。因此，将禁止标志F设置为“1”。另一方面，当除冰装置计时器值td等于或大于预定停止设置时间tdoff时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S18中将禁止标志F设置为“0”，然后执行步骤S14的处理。
除冰装置计时器值td的初始值(当通过接通点火开关而开始该例程时的初始值)被设置为停止设置时间tdoff。因此，在开始该例程的初始时间，将禁止标志F设置为“0”。
第一摄像装置加热器控制单元71以预定计算周期重复地执行这样的处理，并且根据除冰装置的工作状态来设置禁止标志F。因此，如图4所示，在除冰装置的工作时间段以及在停止除冰装置的工作之后直到停止设置时间tdoff过去的时间段内，禁止标志F被设置为“1”，而在其他时间段内，禁止标志F被设置为“0”。
<摄像装置加热器控制例程1>
以下将描述摄像装置加热器控制例程1。当摄像装置加热器控制例程1开始时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S21中确定摄像装置加热器80在工作(摄像装置加热器继电器82处于开启状态)还是停止(摄像装置加热器继电器82处于关闭状态)。由于摄像装置加热器80在开始该例程时(在图4的时间t4)停止，因此第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S22中确定摄像装置加热器计时器值tc是否等于或大于预定停止设置时间tcoff。将摄像装置加热器计时器值tc的初始值设置为零。
因此，在该例程开始时，步骤S22的确定结果是“否”。在这种情况下，在步骤S25中，第一摄像装置加热器控制单元71确定是否切换摄像装置加热器80的工作状态(工作状态→非工作状态，或者非工作状态→工作状态)。第一摄像装置加热器控制单元71在切换摄像装置加热器80的工作状态时(在S25中为是)，在步骤S26中将摄像装置加热器计时器值tc清除为零，而在不切换摄像装置加热器80的工作状态时(在S25中为否)，在步骤S27中将摄像装置加热器计时器值tc加1。因此，摄像装置加热器计时器值tc当摄像装置加热器80工作时指示摄像装置加热器80的工作持续时间，而当摄像装置加热器80停止时指示停止持续时间。
因此，在开始该例程时，以摄像装置加热器计时器值tc对摄像装置加热器80的停止持续时间进行计数。
第一摄像装置加热器控制单元71重复地执行这些处理，读取禁止标志F，并且当摄像装置加热器计时器值tc达到停止设置时间tcoff时(在S22中为是)，在步骤S23中确定禁止标志F是否为“0”。禁止标志F具有最新值，该最新值是在与该例程并行执行的禁止标志设置例程1中设置的。
当禁止标志F为“0”时(在S23中为是)，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S24中开始已停止的摄像装置加热器80的工作(接通摄像装置加热器继电器82)。因此，向摄像装置电加热线81供应电力(例如，在图4中的时间t2)。另一方面，当禁止标志F是“1”时(在S23中为否)，第一摄像装置加热器控制单元71跳过步骤S24的处理。因此，不向摄像装置电加热线81供应电力。
随后，第一摄像装置加热器控制单元71执行步骤S25的处理。在这种情况下，当在步骤S24中开始摄像装置加热器80的工作时，切换摄像装置加热器80的工作状态，因此，在步骤S26中将摄像装置加热器计时器值tc清除为零。也就是说，开始对工作持续时间进行计数。另一方面，当禁止摄像装置加热器80的工作时，不切换摄像装置加热器80的工作状态，因此，在步骤S27中将摄像装置加热器计时器值tc加“1”。也就是说，保持对停止持续时间的计数。
当开始摄像装置加热器80的工作时，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S28中确定摄像装置加热器计时器值tc是否等于或大于预定工作设置时间tcon。当摄像装置加热器计时器值tc小于工作设置时间tcon时(在步骤S28中为否)，第一摄像装置加热器控制单元71在步骤S29中读取禁止标志F并且确定禁止标志F是否为“1”。当禁止标志F为“0”时，例程转变至步骤S25。因此，保持摄像装置加热器80的工作并且保持对工作持续时间的计数。
另一方面，当摄像装置加热器计时器值tc达到预定工作设置时间tcon时(在S28中为是，例如，在图4中的时间t3)或者当在预定工作设置时间tcon的中间将禁止标志F切换为“1”时(在S29中为是，例如，在图4的时间t4)，第一摄像装置加热器控制单元71执行步骤S30的处理。在S30中，第一摄像装置加热器控制单元71停止摄像装置加热器80的工作(关断摄像装置加热器继电器82)。因此，切断向摄像装置电加热线81的电力供应。随后，第一摄像装置加热器控制单元71执行步骤S25的处理。因此，将摄像装置加热器计时器值tc清除为零(S26)。
第一摄像装置加热器控制单元71以预定计算周期重复地执行禁止标志设置例程1和摄像装置加热器控制例程1。因此，如图4所示，在除冰装置40工作的时间段内以及在除冰装置40的工作结束之后直到停止设置时间tdoff过去为止的时间段内限制摄像装置加热器80的工作。在摄像装置加热器控制例程1中，除步骤S23和S29之外的处理对应于基本摄像装置加热器处理。
在摄像装置加热器控制处理1中，当除冰装置40和摄像装置加热器80两者都工作时，基于摄像装置加热器80可能被从摄像装置电加热线81产生的热和来自除冰装置40的辐射热过加热的估计结果来将摄像装置加热器80保持在停止状态。在摄像装置加热器控制处理1中，当摄像装置加热器80在停止除冰装置40的工作之后的预定时间内工作时，类似地，基于摄像装置加热器80可能被过加热的估计结果来将摄像装置加热器80保持在停止状态。因此，将停止设置时间tdoff设置为估计出摄像装置加热器80可能被过加热的最大时间。
根据上述窗玻璃加热装置，当基于除冰装置4的当前工作状态和工作历史(是否工作和在停止工作之后过去的时间)估计出摄像装置加热器80可能被从除冰装置40施加至摄像装置加热器80的热过加热时，限制摄像装置加热器80的工作。相应地，防止了摄像装置加热器80被过加热。因此，摄像装置加热器80中的上述问题不会发生，并且可以使用摄像装置65经由前玻璃FG对外部场景很好地进行成像(可以很好地感测外部场景)。由于可以在不使用温度传感器的情况下来确定摄像装置加热器80的过加热状态，因此，能够以低成本实现窗玻璃加热装置。
<摄像装置加热器控制处理2>
以下将描述摄像装置加热器控制处理的第二示例(下文称为摄像装置加热器控制处理2)。在摄像装置加热器控制处理1中，禁止摄像装置加热器80的工作，以使得除冰装置40的工作和摄像装置加热器80的工作彼此不交叠。另一方面，在摄像装置加热器控制处理2中，当除冰装置40在工作时，根据除冰装置40已工作的时间来将摄像装置加热器80工作的时间设置为较短。在下文中，执行摄像装置加热器控制处理2的摄像装置加热器控制单元70被称为第二摄像装置加热器控制单元72。
例如，如图7所示，当摄像装置加热器80的工作在时间t4开始之后的时间t5检测到除冰装置40的工作开始时，第二摄像装置加热器控制单元72此时不停止摄像装置加热器80的工作，而在时间t5之后的时间t6停止摄像装置加热器80的工作。第二摄像装置加热器控制单元72将摄像装置加热器80的工作时间(即，从时间t4至时间t6的时间)设置为比基本摄像装置加热器处理中设置的工作设置时间tcon短的时间tconlim。此处，基本摄像装置加热器处理中设置的工作设置时间tcon被称为基本工作设置时间tconbase以区别于时间tconlim。由于通过计算而将时间tconlim设置为可变的，因此时间tconlim称为可变工作上限时间tconlim。
第二摄像装置加热器控制单元72使用等式(1)来计算可变工作上限时间。tconlim＝tconbase-C·tdon…(1)此处，C表示预定系数，以及tdon是开始除冰装置40的工作之后的时间，即，除冰装置40的工作持续时间。
当除冰装置40停止时，满足tdon＝0，因此，将可变工作上限时间tconlim设置为与基本工作设置时间tconbase相同的值。另一方面，当除冰装置40工作时，将可变工作上限时间tconlim设置为随着工作持续时间变得越长而越短。也就是说，当除冰装置40工作时，将允许摄像装置加热器80工作的时间设置为比当除冰装置40不工作时更短。随着除冰装置40的工作时间tdon变得越长，将可变工作上限时间tconlim设置为越短。例如，如从等式(1)可以看出，可变工作上限时间tconlim随着除冰装置40的工作时间tdon的增加而变为负值。因此，在可变工作上限时间tconlim变为零的时间，不允许摄像装置加热器80工作。
在用于禁止摄像装置加热器80工作的条件下，摄像装置加热器控制处理2不同于摄像装置加热器控制处理1。因此，当执行摄像装置加热器控制处理2时，第二摄像装置加热器控制单元72以预定计算周期重复地执行不同于禁止标志设置例程1的禁止标志设置例程2(图8)。第二摄像装置加热器控制单元72以预定计算周期重复地执行与禁止标志设置例程2并行的摄像装置加热器控制例程1(图6)。除了禁止标志设置例程1之外，禁止标志设置例程2还包括步骤S31和S32的处理。以下将描述禁止标志设置例程2，其中，在图8中用相同的步骤标记来引用与禁止标志设置例程1共同的处理，并且不重复对上述处理的描述。
<禁止标志设置例程2>
当在步骤S12中确定除冰装置40在工作时，第二摄像装置加热器控制单元72执行步骤S31的处理。第二摄像装置加热器控制单元72在步骤S31中使用等式(1)来计算可变工作上限时间。在这种情况下，可以根据除冰装置计时器值td(在步骤S15和S16中设置的)来计算等式(1)中的除冰装置40的工作持续时间tdon。在这种情况下，当除冰装置40不工作时，将除冰装置40的工作持续时间tdon设置为零，而当除冰装置40工作时，将除冰装置40的工作持续时间tdon设置为与除冰装置计时器值td相同的值。
随后，第二摄像装置加热器控制单元72在步骤S32中确定摄像装置加热器80的工作时间tcon是否等于或大于可变工作上限时间tconlim。可以根据摄像装置加热器计时器值tc来计算摄像装置加热器80的工作时间tcon。在摄像装置加热器控制例程1中的步骤S26和S27中计算摄像装置加热器计时器值tc。在这种情况下，当摄像装置加热器80不工作时，将摄像装置加热器80的工作时间tcon设置为零，而当摄像装置加热器80工作时，将摄像装置加热器的80工作时间tcon设置为与摄像装置加热器计时器值tc相同的值。
当摄像装置加热器80的工作时间tcon小于可变工作上限时间tconlim时(在S32中为否)，第二摄像装置加热器控制单元72在步骤S18中将禁止标志F设置为“0”。另一方面，当摄像装置加热器80的工作时间tcon等于或大于可变工作上限时间tconlim时(在S32中为是)，第二摄像装置加热器控制单元72在步骤S13中将禁止标志F设置为“1”。
因此，当除冰装置40在工作时，可变工作上限时间tconlim随着时间的过去(随着除冰装置40的工作时间变得越长)而变得越短。因此，如图7所示，摄像装置加热器80可以工作的时间随着从作为除冰装置40的工作开始时间点的时间t5开始的时间的过去而变得越短。在摄像装置加热器80的工作时间达到可变工作上限时间tconlim(时间t6)的时间点，摄像装置加热器80的工作停止。
在摄像装置加热器控制处理2中，当摄像装置加热器80的工作时间tcon等于或大于通过等式(1)计算的可变工作上限时间tconlim时，基于摄像装置加热器80可能被过加热的估计结果来将摄像装置加热器80保持在停止状态。在摄像装置加热器控制处理2中，甚至在摄像装置加热器80的工作停止之后的预定时间段内，与摄像装置加热器控制处理1类似，基于摄像装置加热器80可能被过加热的估计结果来将摄像装置加热器80保持在停止状态。
根据执行摄像装置加热器控制处理2的上述窗玻璃加热装置，当基于除冰装置40的当前工作状态和除冰装置40的工作历史而估计出摄像装置加热器80可能被从除冰装置40施加到摄像装置加热器80的热过加热时，限制摄像装置加热器80工作。相应地，防止了摄像装置加热器80被过加热。因此，摄像装置加热器80中的上述问题不会发生，并且可以使用摄像装置65、经由前玻璃FG对外部场景很好地进行成像(可以很好地感测外部场景)。由于可以在不使用温度传感器的情况下来确定摄像装置加热器80的过加热状态，因此能够以低成本实现该窗玻璃加热装置。
<摄像装置加热器控制处理3>
以下将描述摄像装置加热器控制处理的第三示例(下文称为摄像装置加热器控制处理3)。在摄像装置加热器控制处理1和摄像装置加热器控制处理2中，基于除冰装置40的工作时间和停止时间来禁止摄像装置加热器80工作。另一方面，在摄像装置加热器控制处理3中，估计摄像装置加热器80的温度并且控制摄像装置加热器80的工作，以使得估计温度保持在预定温度范围内。在下文中，执行摄像装置加热器控制处理3的摄像装置加热器控制单元70被称为第三摄像装置加热器控制单元73。
例如，如图9所示，第三摄像装置加热器控制单元73控制摄像装置加热器80的工作，以使得对摄像装置加热器80的估计温度(罩67的温度)Tx在下限值Txmin与上限值Txmax的范围内。在该实施例中，将除冰装置40的工作时间、车辆周围的外部空气温度、车辆速度、电源电压以及加热(除雾器)工作状态用作参数来计算摄像装置加热器80的估计温度Tx。
在该实施例中，通过等式(2)来计算估计温度Tx。Tx＝Ti+(ΔTd(t)+ΔTch(t)-ΔTa(t)+ΔTac(t))…(2)此处，Ti表示摄像装置加热器80的初始温度，并且使用外部空气温度。在右侧的第二项或第二项之后的项是指示点火开关接通之后的温度变化的项，其中，ΔTd(t)表示除冰装置工作增加项，ΔTch(t)表示摄像装置加热器工作增加项，ΔTa(t)表示行驶风减少项，以及ΔTac(t)表示加热工作增加项。此处，t表示时间。
ΔTd(t)是摄像装置加热器80的温度增大并且根据除冰装置40的工作时间确定的温度增加量。除冰装置40的工作时间是在点火开关接通之后(当前接通)除冰装置40工作的累积时间。例如，第三摄像装置加热器控制单元73存储其中设置了除冰装置40的工作时间与随着工作时间的增加而增加的ΔTd(t)之间的关系的映射，并且参照该映射来计算ΔTd(t)。在这种情况下，由于每单元时间从除冰装置40产生的热量根据从电力供应装置100输出的电源电压而变化，因此优选的是，随着电源电压变得更高而将ΔTd(t)校正为更高的值(例如，ΔTd(t)乘以根据电源电压的校正系数)。
ΔTch(t)是摄像装置加热器80的温度增大并且根据摄像装置加热器80的工作时间确定的温度增加量。摄像装置加热器80的工作时间是在点火开关接通之后(当前接通)摄像装置加热器80工作的累积时间。例如，第三摄像装置加热器控制单元73存储其中设置了摄像装置加热器80的工作时间与随着工作时间的增加而增加的ΔTch(t)之间的关系的映射，并且参照该映射来计算ΔTch(t)。在这种情况下，由于每单位时间从摄像装置加热器80产生的热量根据从电力供应装置100输出的电源电压而变化，因此优选的是，随着电源电压变得更高而将ΔTch(t)校正为更高值(例如，ΔTch(t)乘以根据电源电压的校正系数)。
ΔTa(t)是摄像装置加热器80的温度通过前玻璃FG由于行驶风而冷却从而减小的并且基于外部空气温度和车辆速度计算的温度减小量。例如，第三摄像装置加热器控制单元73存储其中针对多个外部空气温度中的每个外部空气温度设置了车辆速度与每单位时间减小的温度之间的关系的映射，并且参照该映射来计算作为温度减小量的累积值的ΔTa(t)。在这种情况下，随着车辆速度变得越高，将ΔTa(t)的绝对值设置为越大。
ΔTac(t)是摄像装置加热器80的温度通过由于加热(来自除雾器的热气)而对前玻璃FG的加热从而增大的并且基于加热工作时间计算的温度增加量。例如，第三摄像装置加热器控制单元73存储其中设置了加热工作时间与随着加热工作时间的增加而增加的ΔTac(t)之间的关系的映射，并且参照该映射来计算ΔTac(t)。
<摄像装置加热器控制例程3>
图10示出了摄像装置加热器控制例程3。第三摄像装置加热器控制单元73在点火开关接通的时间段内以预定计算周期来重复地执行摄像装置加热器控制例程3。
当摄像装置加热器控制例程3开始时，第三摄像装置加热器控制单元73在步骤S51中读取从空调ECU 10发送的除冰装置工作信息。随后，第三摄像装置加热器控制单元73在步骤S52中读取估计摄像装置加热器80的温度所需的参数。在该实施例中，第三摄像装置加热器控制单元73读取关于由外部空气温度传感器92检测的外部空气温度的信息、关于由车辆速度传感器91检测的车辆速度的信息、从空调ECU 10发送的加热(除雾器)工作信息和关于由电压传感器93检测的电源电压的信息。
随后，第三摄像装置加热器控制单元73在步骤S53中基于等式(2)来计算对摄像装置加热器80的估计温度Tx。
随后，在步骤S54中，第三摄像装置加热器控制单元73确定摄像装置加热器80是在工作(摄像装置加热器继电器82接通)还是停止(摄像装置加热器继电器82关断)。由于摄像装置加热器80在该例程开始时停止，因此第三摄像装置加热器控制单元73在步骤S55中确定估计温度Tx是否低于第一阈值Txmin。
当估计温度Tx低于下限值Txmin时(在S55中为是)，第三摄像装置加热器控制单元73在步骤S56中开始摄像装置加热器80的工作(接通摄像装置加热器继电器82)，然后暂时结束该例程。另一方面，当估计温度Tx等于或高于下限值Txmin时(在S55中为否)，第三摄像装置加热器控制单元73跳过步骤S56的处理，并且暂时结束该例程。
虽然在流程图中未示出，但是第三摄像装置加热器控制单元73跳过步骤S56的处理以紧接在点火开关接通之后的预定时间tcoff(从图9中的时间t1至时间t2的时间段)内不开始摄像装置加热器80的工作。在这种情况下，重复地执行对摄像装置加热器80的估计温度Tx的计算。
当重复该过程并且在步骤S56中开始摄像装置加热器80的工作时，第三摄像装置加热器控制单元73在计算估计温度Tx之后执行步骤S57的处理。在步骤S57中，第三摄像装置加热器控制单元73确定所计算出的估计温度Tx是否高于上限Txmax。当估计温度Tx不高于上限Txmax时，暂时结束该例程。当重复该处理并且估计温度Tx由于摄像装置加热器80的工作而高于上限值Txmax时(在S57中为是)，第三摄像装置加热器控制单元73估计出存在摄像装置加热器80将被过加热的可能性，并且在步骤S58中停止摄像装置加热器80的工作(关断摄像装置加热器继电器)。以这种方式，限制摄像装置加热器80的工作。
第三摄像装置加热器控制单元73以预定计算周期重复地执行该例程。因此，控制摄像装置加热器80的工作(向摄像装置电加热线81的电力供应)，以使得摄像装置加热器80的估计温度Tx在如图9所示的下限值Txmin与上限值Txmax之间的范围内。在该示例中，当估计温度Tx在时间t3高于上限值Txmax时停止摄像装置加热器80的工作，而当估计温度Tx在时间t4低于下限值Txmin时，重新开始摄像装置加热器80的工作。
当在摄像装置加热器80工作的同时开始除冰装置40的工作时，估计温度Tx的上升梯度从该时间t5开始增大。这是因为除冰装置工作增量项ΔTd(t)在等式(2)中用于计算估计温度Tx。因此，估计温度Tx比除冰装置40不工作时更早地(时间t6)变得高于上限值Txmax。以这种方式，在时间t6停止摄像装置加热器80的工作。因此，将摄像装置加热器80的工作时间限制为更短。
即使在摄像装置加热器80停止(时间t6)之后除冰装置40工作的时间段内，由于从除冰装置40施加至摄像装置加热器80的辐射热的影响，估计温度Tx的下降梯度比除冰装置40不工作时更小(温度缓慢地减小)。随后，估计温度Tx的下降梯度从除冰装置40的工作停止的时间t7起返回至正常梯度。以这种方式，在时间t8，开始摄像装置加热器80的工作。
根据执行摄像装置加热器控制处理3的上述窗玻璃加热装置，除了除冰装置40的工作信息之外，还基于外部空气温度信息、车辆速度信息、加热工作信息和电源电压信息来计算摄像装置加热器80的估计温度Tx，并且控制摄像装置加热器80的工作，以使得估计温度Tx在预定温度范围内。相应地，随着除冰装置的工作时间变得越长、外部空气温度变得越高、车辆速度变得越低、除雾器的工作时间变得越长以及电源电压变得越高，摄像装置加热器80的估计温度Tx被计算为越高。因此，随着除冰装置的工作时间变得越长、外部空气温度变得越高、车辆速度变得越低、除雾器的工作时间变得越长以及电源电压变得越高，摄像装置加热器80的工作时间被限制为越短。因此，防止了摄像装置加热器80被过加热。因此，摄像装置加热器80中的上述问题不会发生，并且可以使用摄像装置65、经由前玻璃FG对外部场景很好地进行成像(可以很好地感测外部场景)。由于可以在没有使用温度传感器的情况下确定摄像装置加热器80的过加热状态，因此，能够以低成本实现该窗玻璃加热装置。
第三摄像装置加热器控制单元73可以基于外部空气温度信息、车辆速度信息、加热工作信息和电源电压信息以及除冰装置40的工作信息中的至少一项来计算摄像装置加热器80的估计温度Tx，并且可以基于估计温度Tx来控制摄像装置加热器80的工作。
以下将描述可以应用于摄像装置加热器控制例程1、2、3的变型示例。
<摄像装置加热器初始等待时间设置处理1>
在摄像装置加热器控制例程1、2和3中，紧接在点火开关接通之后设置禁止摄像装置加热器80工作的非工作时间段。摄像装置加热器初始等待时间设置处理1是将紧接在点火开关接通之后的停止设置时间tcoff设置为可变的处理。
摄像装置加热器控制单元70(其可以是摄像装置加热器控制单元71、72和73中的任一个)执行作为摄像装置加热器初始等待时间设置处理1的、图11所示的除冰装置工作时间存储例程1和图12所示的摄像装置加热器初始等待时间设置例程1。首先，以下将描述除冰装置工作时间存储例程1。摄像装置加热器控制单元70在点火开关接通的时间段内以预定计算周期来重复地执行图11所示的除冰装置工作时间存储例程1。
当除冰装置工作时间存储例程1开始时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S61中读取从空调ECU 10发送的除冰装置工作信息，并且在步骤S62中确定除冰装置40是否在工作(除冰装置继电器是否接通)。当除冰装置40在工作时(在S62中为是)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S63中确定除冰装置40工作是否是紧接在除冰装置40的工作开始之后。也就是说，确定在先前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40未工作以及在当前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40在工作。
当确定除冰装置40工作是紧接在除冰装置40的工作开始之后时(在S63中为是)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S64中将除冰装置开启计时器值tdon清除为零。另一方面，当确定除冰装置40工作不是紧接在除冰装置40的工作开始之后时(在S63中为否)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S65中将除冰装置开启计时器值tdon加“1”。因此，除冰装置开启计时器值tdon指示除冰装置40在工作的时间。
另一方面，当在步骤S62中确定除冰装置40未工作时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S66中确定除冰装置40未工作是否是紧接在除冰装置40的工作停止之后。也就是说，摄像装置加热器控制单元70确定在先前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40在工作以及在当前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40未工作。
当除冰装置40未工作是紧接在除冰装置40的工作停止之后时(在S66中为是)，摄像装置加热器控制单元70将除冰装置开启计时器值tdon存储在非易失性存储器(EEPROM)中并且暂时结束该例程。因此，存储了指示除冰装置40先前工作的时间(除冰装置工作时间)的信息。随后，在除冰装置40的工作停止的时间段内(在S66中为否)跳过步骤S67的处理。
摄像装置加热器控制单元70以预定计算周期来重复地执行除冰装置工作时间存储例程1。因此，每当除冰装置40的工作停止时，在非易失性存储器中存储并更新先前的除冰装置工作时间。即使点火开关关断，也可以将除冰装置工作时间的最新值存储并保持在非易失性构件中。
已以这种方式存储在非易失性存储器中的除冰装置工作时间用于设置紧接在点火开关接通之后禁止摄像装置加热器80的工作的非工作时间段。
当点火开关接通时，摄像装置加热器控制单元70执行图12所示的摄像装置加热器初始等待时间设置例程1一次。摄像装置加热器控制单元70首先在步骤S71中读取存储在非易失性存储器中的除冰装置工作时间tdon。随后，摄像装置加热器控制单元70在步骤S72中基于除冰装置工作时间tdon来设置初始等待时间tcoff，该初始等待时间tcoff是紧接在点火开关接通之后禁止摄像装置加热器80的工作的停止设置时间tcoff。
摄像装置加热器控制单元70存储具有如图13所示的特征的初始等待时间映射。初始等待时间映射是根据除冰装置工作时间tdon设置初始等待时间tcoff的映射，并且具有将初始等待时间tcoff设置为随着除冰装置工作时间tdon增大而增大的特征。
摄像装置加热器控制单元70在步骤S72中参照初始等待时间映射来设置初始等待时间tcoff。随后，摄像装置加热器控制单元70在步骤S73中将存储在非易失性存储器中的除冰装置工作时间tdon清除并更新为零，并且结束摄像装置加热器初始等待时间设置例程1。
紧接在点火开关接通之后，摄像装置加热器控制单元70使用在步骤S72中设置的初始等待时间tcoff来在初始等待时间tcoff过去的时间段内禁止摄像装置加热器80的工作。预定常数停止设置时间tcoff用于停止摄像装置加热器80的第二时间段或者第二时间段之后的时间段。
当除冰装置40工作时，从除冰装置40产生的热可以在点火开关下一次接通时仍存在。存在摄像装置加热器80的初始温度(当点火开关下一次接通时的温度)将随着除冰装置40的工作时间变得越长而越高的可能性。因此，在摄像装置加热器初始等待时间设置例程1中，如图14所示，基于在点火开关先前接通的时间段(从t1至t6的时间)内除冰装置40的工作时间tdon(从t4至t5的时间)来如上所述那样设置在点火开关当前接通的时间段(从t7至t11的时间)内的初始等待时间tcoff(从t7至t8的时间)。预定为恒定的停止设置时间tcoff用于停止摄像装置加热器80的第二时间段或者第二时间段之后的时间段(从t9至t10的时间)。
因此，通过将在摄像装置加热器初始等待时间设置处理1中设置的初始等待时间tcoff应用于摄像装置加热器控制例程1、2和3中的第一停止设置时间tcoff，能够更适当地防止摄像装置加热器80被过加热。
<摄像装置加热器初始等待时间设置处理2>
在摄像装置加热器初始等待时间设置处理1中，测量除冰装置40的工作时间，并且设置紧接在点火开关下一次接通之后的初始等待时间tcoff，但是当在不测量除冰装置40的工作时间的情况下可以确定除冰装置40是否已工作时，该信息可以在某些程度上有用地用于设置初始等待时间tcoff。在摄像装置加热器初始等待时间设置处理2中，将指示除冰装置40是否已工作的工作历史存储到非易失性存储器中，并且基于工作历史将初始等待时间tcoff设置为两种类型的值。
摄像装置加热器控制单元70(其可以是摄像装置加热器控制单元71、72和73中的任何一个)执行作为摄像装置加热器初始等待时间设置处理2的、图15所示的除冰装置工作历史存储例程以及图16所示的摄像装置加热器初始等待时间设置例程2。首先，以下将描述除冰装置工作历史存储例程。摄像装置加热器控制单元70在点火开关接通的时间段内以预定计算周期来重复地执行图15所示的除冰装置工作历史存储例程。
当除冰装置工作历史存储例程开始时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S81中读取从空调ECU 10发送的除冰装置工作信息，并且在步骤S82中确定除冰装置40的工作是否开始。也就是说，摄像装置加热器控制单元70确定在先前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40未工作以及在当前计算周期中读取的除冰装置工作信息是否指示除冰装置40在工作。当除冰装置40的工作没有开始时(在S82中为否)，暂时结束该例程。
当重复地执行该处理并且检测到除冰装置40的工作开始时(在S82中为是)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S83中将除冰装置工作标志Fd设置为“1”。除冰装置工作标志Fd是指示除冰装置40是否已工作的信息，并且在点火开关接通时的除冰装置工作标志Fd的初始值被设置为“0”。
随后，摄像装置加热器控制单元70在步骤S84中将除冰装置工作标志Fd存储到非易失性存储器中并且结束该例程。因此，当在点火开关接通的同时，即使检测到除冰装置40的工作一次，也将指示除冰装置40的工作历史的除冰装置工作标志Fd存储到非易失性存储器中。
以这种方式存储在非易失性存储器中的除冰装置工作标志Fd用于设置紧接在点火开关下一次接通之后禁止摄像装置加热器80的工作的非工作时间段。
当点火开关接通时，摄像装置加热器控制单元70执行图16所示的摄像装置加热器初始等待时间设置例程2一次。首先，摄像装置加热器控制单元70在步骤S91中读取存储在非易失性存储器中的除冰装置工作标志Fd。随后，摄像装置加热器控制单元70在步骤S92中确定除冰装置工作标志Fd是否为“1”。
当除冰装置工作标志Fd为“1”时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S93中将初始等待时间tcoff设置为第一初始等待时间tcoff1，该初始等待时间tcoff是紧接在点火开关接通之后禁止摄像装置加热器80的工作的停止设置时间tcoff。另一方面，当除冰装置工作标志为“0”时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S94中将初始等待时间tcoff设置为第二初始等待时间tcoff2。将第一初始等待时间tcoff1设置为比第二初始等待时间tcoff2长(tcoff1>tcoff2)。
随后，摄像装置加热器控制单元70在步骤S95中将存储在非易失性存储器中的除冰装置工作标志Fd的值清除并更新为零，并且结束摄像装置加热器初始等待时间设置例程2。
紧接在点火开关接通之后，摄像装置加热器控制单元70使用在步骤S93和S94中设置的初始等待时间tcoff来在初始等待时间tcoff过去的时间段内禁止摄像装置加热器80的工作。预定为恒定的停止设置时间tcoff用于摄像装置加热器80的工作停止的第二时间段或者第二时间段之后的时间段。
因此，通过将摄像装置加热器初始等待时间设置处理2中设置的初始等待时间tcoff应用于摄像装置加热器控制例程1、2和3中的第一停止设置时间tcoff，能够更适当地防止摄像装置加热器80被过加热。
<当通信异常时的处理>
空调ECU 10和摄像装置ECU 50被连接以经由CAN向彼此发送信息以及从彼此接收信息，但是当ECU 10与ECU 50两者之间的通信被切断时，摄像装置加热器控制单元70无法接收除冰装置工作信息。在这种情况下，由于摄像装置加热器控制单元70无法了解除冰装置40的工作状态，因此摄像装置加热器80保持在停止状态下。例如，在禁止标志设置例程1中，如图17所示，仅步骤S10和S19的处理需要被添加到其中。在禁止标志设置例程1的变型示例中，摄像装置加热器控制单元71在步骤S10中确定空调ECU 10与摄像装置ECU 50之间的通信是否正常，并且当ECU 10与ECU 50两者之间的通信被切断时(当摄像装置加热器控制单元71无法接收除冰装置工作信息时)，在步骤S19中将禁止标志F设置为“1”。因此，当ECU 10与ECU 50两者之间的通信被切断时，禁止摄像装置加热器80的工作。
类似地，在禁止标志设置例程2中，如图18(禁止标志设置例程2的变型示例)所示，仅步骤S10和S19的处理需要被添加至其中。
在摄像装置加热器控制例程3中，如图19所示，仅步骤S50和S59的处理需要被添加至其中。在摄像装置加热器控制例程3的变型示例中，摄像装置加热器控制单元73在步骤S50中确定空调ECU 10与摄像装置ECU 50之间的通信是否正常，并且当ECU 10与ECU 50两者之间的通信被切断时(当摄像装置加热器控制单元73无法接收除冰装置工作信息时)，在步骤S59中将摄像装置加热器80保持在停止状态。也就是说，摄像装置加热器80当摄像装置加热器80工作时停止，而当摄像装置加热器80停止时保持停止状态。
因此，即使空调ECU 10与摄像装置ECU 50之间的通信被切断，也能够防止摄像装置加热器80被过加热。
<除冰装置的工作限制>
例如，当在除冰装置40未工作的状态下开始摄像装置加热器80的工作时，可以通过禁止除冰装置40的工作来防止摄像装置加热器80被过加热，即，使除冰装置40即使在除冰装置开关45被操作时也不工作。在这种情况下，例如，摄像装置加热器控制单元70以预定计算周期重复地执行图20所示的除冰装置工作限制例程。除冰装置工作限制例程与摄像装置加热器控制例程1、2和3中的任一个并行执行。
当除冰装置工作限制例程开始时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S101中读取除冰装置工作信息，并且在步骤S102中确定除冰装置40是否在工作。当除冰装置40未工作时，摄像装置加热器控制单元70在步骤S103中确定开始摄像装置加热器80的工作的时间是否到来。当开始摄像装置加热器80的工作的时间未到来时(在S103中为否)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S105中确定停止摄像装置加热器80的工作的时间是否到来。当停止摄像装置加热器80的工作的时间未到来时，摄像装置加热器控制单元70暂时结束除冰装置工作限制例程。
当以预定计算周期重复地执行除冰装置工作限制例程并且开始摄像装置加热器80的工作的时间到来时(在S103中为是)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S104中将除冰装置禁止命令发送到空调ECU 10的除冰装置控制单元30。随后，当停止摄像装置加热器80的工作的时间到来时(在S150中为是)，摄像装置加热器控制单元70在步骤S106中将除冰装置禁止释放命令发送到除冰装置控制单元30。
当除冰装置控制单元30接收从摄像装置ECU 50发送的除冰装置禁止命令时，禁止除冰装置40的工作直到接收到除冰装置禁止释放命令为止。也就是说，即使用户操作除冰装置开关45，除冰装置控制单元也不接受该开关操作。因此，除冰装置40的工作没有开始。因此，在摄像装置加热器80正工作的同时不开始除冰装置40的工作，从而，能够防止摄像装置加热器80被过加热。
虽然上文描述了根据实施例的窗玻璃加热装置，但是本发明不限于该实施例，而是可以在不背离本发明的概念的情况下以各种形式进行变型。
例如，在摄像装置加热器控制处理2中，仅根据除冰装置40的工作持续时间tdon来改变可变工作上限时间tconlim，但是除了除冰装置40的工作持续时间tdon之外，还可以根据外部空气温度、电源电压、车辆速度和加热(除雾器)工作状态中的至少一项来改变可变工作上限时间tconlim。在这种情况下，可以将可变工作上限时间tconlim设置为可变的，以使得其随着外部空气温度变得越高而变得越短，随着电源电压变得越高而变得越短，以及随着车辆速度变得越低而变得越短。
在该实施方式中，当限制摄像装置加热器80的工作时，关断摄像装置加热器继电器82以将所供应的电量设置为零，但是这不需要被执行并且可以例如通过向摄像装置电加热线81供应比在正常状态下(当未估计出存在摄像装置加热器80将被过加热的可能性时)的电力量更小的电力量来限制摄像装置加热器80的热产生。在调节所供应的电量时，可以调节流入摄像装置电加热线81的电流值，或者可以调节摄像装置加热器的电力供应时间比(电力供应时间/(电力供应时间+非电力供应时间))。
该实施例提供了设置在前窗玻璃FG上的窗玻璃加热装置，但是该实施例还可以应用于设置在后窗玻璃上的窗玻璃加热装置。在这种情况下，摄像装置65从车辆内部、经由后窗玻璃对车辆后面的外部场景进行成像。

Claims (15)

1.一种用于车辆的窗玻璃加热装置，其特征在于，包括：
窗加热器，所述窗加热器被配置成对所述车辆的窗玻璃的全部区域进行加热以对所述窗玻璃进行除雾；
窗加热器控制单元，所述窗加热器控制单元被配置成基于对操作开关的操作来控制所述窗加热器；
摄像装置加热器，所述摄像装置加热器是对摄像装置成像窗区域进行加热的电加热器，所述摄像装置成像窗区域是所述窗玻璃的包括在摄像装置的成像区域中的一部分，所述摄像装置从车辆内部经由所述窗玻璃对车辆外部进行成像；以及
摄像装置加热器控制单元，所述摄像装置加热器控制单元被配置成控制向所述摄像装置加热器的电力供应以对所述摄像装置成像窗区域进行除雾，
其中，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取作为关于所述窗加热器的工作的工作信息的窗加热器工作信息，并且在基于所述窗加热器工作信息估计出所述摄像装置加热器可能被从所述窗加热器施加至所述摄像装置加热器的热过加热时，限制向所述摄像装置加热器的电力供应。
2.根据权利要求1所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述窗加热器是除冰装置，所述除冰装置包括设置在所述窗玻璃的全部区域上的电加热线，并且所述除冰装置通过从所述电加热线产生的热对所述窗玻璃进行除雾。
3.根据权利要求1或2所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取包括用于确定所述窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且基于所述窗加热器工作信息来在所述窗加热器工作的时间段内限制向所述摄像装置加热器的电力供应。
4.根据权利要求3所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取包括指示所述窗加热器的工作停止之后过去的时间的信息的窗加热器工作信息，并且基于所述窗加热器工作信息来在从所述窗加热器的工作停止起过去的时间未达到设置时间的时间段内限制向所述摄像装置加热器的电力供应。
5.根据权利要求1或2所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成控制向所述摄像装置加热器的电力供应，以使得在点火开关接通的时间段内交替地重复向所述摄像装置加热器供应电力的电力供应时间段和不向所述摄像装置加热器供应电力的非电力供应时间段，并且
所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取包括用于确定所述窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为在所述窗加热器工作时比在所述窗加热器不工作时更短。
6.根据权利要求5所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取所述窗加热器的工作时间作为所述窗加热器工作信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着所述工作时间变得越长而越短。
7.根据权利要求5所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取指示对所述窗玻璃进行加热的加热装置的工作状态的加热工作信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着所述加热装置工作的时间变得越长而越短。
8.根据权利要求5所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取指示外部空气温度的外部空气温度信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着所述外部空气温度变得越高而越短。
9.根据权利要求5所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取指示电源电压的电源电压信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着所述电源电压变得越高而越短，其中，所述电源电压是向所述摄像装置加热器供应电力的车载电力供应装置的输出电压。
10.根据权利要求5所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取指示所述车辆的行驶速度的车辆速度信息，并且将所述摄像装置加热器的电力供应时间段设置为随着所述行驶速度变得越低而越短。
11.根据权利要求1或2中任一项所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成在未获取所述窗加热器工作信息时禁止向所述摄像装置加热器的电力供应。
12.根据权利要求1或2所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取所述摄像装置加热器的温度并且控制向所述摄像装置加热器的电力供应，以使得所述摄像装置加热器的温度在预定温度范围内。
13.根据权利要求1或2所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成在点火开关接通之后、直到初始等待时间过去为止的预定时间段内禁止向所述摄像装置加热器的电力供应，将包括用于确定所述窗加热器在所述点火开关先前接通的时间段内是否工作的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中，并且基于存储在所述非易失性存储器中的信息，将所述点火开关当前接通之后的所述初始等待时间设置为在所述窗加热器在所述点火开关先前接通的时间段内工作时比在所述窗加热器在所述点火开关先前接通的时间段内不工作时更长。
14.根据权利要求1或2所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成在点火开关接通之后、直到初始等待时间过去为止的预定时间段内禁止向所述摄像装置加热器的电力供应，将包括指示先前工作时间的信息的窗加热器工作信息存储到非易失性存储器中，并且基于存储在所述非易失性存储器中的信息，将所述点火开关当前接通之后的所述初始等待时间设置为随着所述先前工作时间变得越长而越长，所述先前工作时间是所述窗加热器在所述点火开关先前接通的时间段内工作的时间。
15.根据权利要求1或2中任一项所述的窗玻璃加热装置，其特征在于，所述摄像装置加热器控制单元被配置成获取包括用于确定所述窗加热器是否工作的信息的窗加热器工作信息，并且在基于所述窗加热器工作信息确定所述窗加热器未工作并且开始向所述摄像装置加热器供应电力时，将用于禁止所述窗加热器的工作的禁止命令输出至所述窗加热器控制单元。
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