CN111661002A - 起雾抑制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种起雾抑制装置及其控制方法，对起雾抑制功能适当地进行控制。抑制运输设备的车窗(2)的起雾的起雾抑制装置(1)具有：获取机构(51)，其获取所述运输设备的外部温度(Tout)；加热机构(20)，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构(40)不同，对所述车窗(2)进行加热；以及控制机构(30)，在所述运输设备的外部温度(Tout)为规定温度(T0)以下且存在针对所述空调机构(40)的工作要求时，所述控制机构(30)对所述加热机构(20)进行控制以对所述车窗(2)进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制车窗起雾的技术。
背景技术
在搭载于车辆的空调单元中，为了抑制车窗的起雾而设置有从前车窗的下方沿着车窗吹送暖风的除霜器，但有时由于外部气温、车辆的行驶状态与车室内温度之间的关系而无法有效地抑制起雾。因此，提出了在车窗设置用于抑制起雾的加热器并在外部气温为规定温度以下且行驶速度为规定车速以上的情况下对加热器通电而使其发热的起雾抑制功能(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-36592号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在外部气温为规定温度以下且行驶速度为规定车速以上的情况下，并不一定总是需要上述起雾抑制功能，因此，根据不同条件而有可能在不需要的时机使加热器工作。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，实现适当地对起雾抑制功能进行控制使其不进行不必要的加热的技术。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题并实现目的，本发明是一种起雾抑制装置，其抑制运输设备的车窗的起雾，所述起雾抑制装置具有：获取机构，其获取所述运输设备的外部温度；加热机构，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构不同，对所述车窗进行加热；以及控制机构，在所述运输设备的外部温度为规定温度以下且存在针对所述空调机构的工作要求时，所述控制机构对所述加热机构进行控制以对所述车窗进行加热。
发明效果
根据本发明，能够适当地对起雾抑制功能进行控制使其不进行不必要的加热。
附图说明
图1中的(a)是表示包括本实施方式的起雾抑制装置在内的车窗周边的结构的剖视图，图1中的(b)是其示意图。
图2中的(a)是透过车窗从车外侧观察本实施方式的起雾抑制装置时的俯视图，图2中的(b)是从车内侧观察时的俯视图。
图3是实现本实施方式的起雾抑制控制的功能框图。
图4是对本实施方式的起雾抑制控制进行说明的时序图。
图5是表示本实施方式的起雾抑制控制处理的流程图。
附图标记说明
1：起雾抑制装置；2：车窗(前车窗)；2a：车窗面板面(车窗玻璃面)；2b：间隙；3：托架；3a：托架主体部；4：罩构件；4a：前端部；5：空间部；6：侧壁部；7：底面部；7a：第一底面部；7b：第二底面部；7c：前端部；8：防止检测精度降低的结构(漫反射防止加工)；10：外界检测装置(摄像机)；11：透镜部；12：传感器部；13：拍摄部；14：摄像机主体部；20：加热装置(加热器)；30：控制装置；31：存储器；32：运算处理部(CPU)；33：接口电路；40：空调装置；51：外部气温传感器；52：内部气温传感器。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。此外，以下的实施方式并非对权利要求范围所涉及的发明进行限定，另外，在实施方式中说明的特征的组合未必全部都是发明所必须的。也可以对实施方式中说明的多个特征中的两个以上的特征任意地进行组合。另外，对相同或者同样的构成标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[结构的说明]
首先，参照图1以及图2，对本实施方式的起雾抑制装置的构成要素进行说明。
本实施方式的起雾抑制装置1搭载于汽车、铁路车辆、航空器等所有的运输设备。汽车例如包括具有内燃机的汽车、混合动力汽车、电动汽车等。本实施方式的起雾抑制装置1对安装有获取本车辆的周围区域的信息的外界检测装置10的车窗2的起雾进行抑制。外界检测装置10例如是安装于车辆的前车窗2并透过透明的车窗面板(车窗玻璃)对本车辆的前方进行拍摄的摄像机等拍摄装置、对本车辆的周围的障碍物进行检测的雷达装置(Radar)、光学雷达装置(LiDAR)。在本实施方式中，对将外界检测装置10设为对本车辆的周边进行监视的摄像机的例子进行说明。此外，在本实施方式中，举例示出了将外界检测装置10安装于车辆的前车窗2的构成，但本发明不限于此，也可以应用将外界检测装置10安装于后车窗、侧车窗、其他部位的构成。
本实施方式的摄像机10具有由透镜部11、传感器部12构成的拍摄部13、和进行拍摄部13的拍摄处理以及对拍摄到的数据进行图像处理的摄像机主体部14。透镜部11使透过前车窗2而射入的车辆前方的图像在传感器部12上成像。传感器部12由CMOS等光电转换元件、AD转换电路构成。摄像机主体部14对从传感器部12输出的数字图像信号实施规定的图像处理而生成图像数据。
本实施方式的起雾抑制装置1具有加热装置20和控制装置30，加热装置20抑制或去除供摄像机10所拍摄的光学像透过的前车窗2的起雾，控制装置30对加热装置20的工作(通电)/非工作(非通电)进行控制。加热装置20例如是具有通过通电时的电能而发热的发热元件的加热器。控制装置30控制对发热元件的通电。加热器具有呈四边形且厚度较小的片型的外形，但不限于此，也可以用直接粘贴在前车窗2上的热线、除霜器等代替。
本实施方式的摄像机10和加热器20以被托架3保持的状态安装在前车窗2的车室内侧的车窗面板面(车窗玻璃面)2a上、且安装于车宽方向的中央部的与车顶之间的边界部分的上端部，车室内侧的整体被罩构件4覆盖。图1中的(a)表示未安装罩构件4的状态。在托架3中的从摄像机10朝向前方的空间部5中，在从摄像机10向前方延伸的部位，作为防止摄像机10的外界检测精度降低的结构8而实施有漫反射防止加工。漫反射防止加工例如是使得在车宽方向上延伸的槽部朝向前方呈波状排列而成的形状、褶皱、涂装等。
托架3具有在保持摄像机10和加热器20的同时安装于前车窗2的托架主体部3a，在托架主体部3a中的摄像机10的前方，形成有从摄像机10的拍摄部13的两侧沿着前车窗2朝向前方且朝向车宽方向外侧呈放射状扩展的扇形的空间部5。空间部5由左右的侧壁部6、底面部7和车窗面板面2a构成。左右的侧壁部6形成为如下前端变细的形状：以摄像机10的拍摄部13为中心左右对称地呈放射状延伸，越是远离摄像机10的部分，相对于车窗面板面2a的高度尺寸越小。底面部7包括与左右的侧壁部6连接的第一底面部7a和构成为能够与第一底面部7a分离的四边形的第二底面部7b。第二底面部7b构成为能够相对于第一底面部7a装卸。在第二底面部7b上能够安装摄像机10和加热器20，通过在将托架3安装于前车窗2的状态下卸下第二底面部7b，能够将摄像机10和加热器20从托架3卸下。摄像机10和加热器20安装于第二底面部7b的与车室内侧对置的面上。另外，在第一底面部7a和第二底面部7b中的与前车窗2侧对置的面上实施有漫反射防止加工。这样，摄像机10配置于与实施有漫反射防止加工的底面部7相邻的位置，加热器20配置于实施有漫反射防止加工的部位，因此能够有效地对车窗面板面2a进行加热。
在托架3安装于前车窗2的状态下，在第一底面部7a的位于距摄像机10最远的位置的前端部7c与车窗面板面2a之间形成有沿车宽方向延伸的狭缝状的间隙2b。另外，在罩构件4的前端部4a与车窗面板面2a之间也形成有间隙2c，空间部5的内部与外部(车室内)经由规定的间隙2b、2c而连通，通过空调装置40的鼓风机吹送由空调装置40生成的调和空气等的车室内的空气，从而能够经由间隙2b、2c使空间部5的内外通气。
本实施方式设想仅通过经由与车窗面板面2a之间的间隙2b、2c的通气而无法抑制空间部5的内部的车窗面板面2a的起雾的情况，从而进行使用加热器20的起雾抑制控制。加热器20对与空间部5中的摄像机10的视野范围重叠的车窗面板面2a的区域进行加热。由此，能够减少与摄像机10的视野范围重叠的前车窗2的起雾，防止由于画质的降低等而使外界检测性能降低。
接着，参照图3对实现本实施方式的起雾抑制控制的功能块进行说明。
本实施方式的起雾抑制控制由加热装置20、控制装置30、外部气温传感器51、内部气温传感器52、空调装置40等硬件和用于供控制装置30执行起雾抑制控制的软件程序来实现。
控制装置30具备存储起雾抑制控制的程序的存储器32、读出并执行存储在存储器32中的程序的运算处理部(CPU)31、与其他硬件进行数据的收发的接口电路33等。
外部气温传感器51对与车外的温度相关的信息进行检测，并将检测结果输出至控制装置30。在运输设备为具有内燃机的车辆的情况下，车外的温度例如是发动机的进气温度。内部气温传感器52对与车内的温度相关的信息进行检测，并将检测结果输出至控制装置30。空调装置40对与用户操作(包括基于遥控器等的远程操作)相应的空调装置40的动作状态所相关的信息进行检测，并将检测结果输出至控制装置30。空调装置40的动作状态例如包括与空调(A/C)的开启/关闭、除霜器、内外气切换、温度、湿度、风量、风向等的设定相关的信息。此外，控制装置30也可以使用上述各检测结果进行推定运算来获取与各检测结果相关的信息。另外，控制装置30也可以是内置于摄像机10的摄像机主体部14的构成、与摄像机10分体地通过线束等连接的构成。
接着，参照图4以及图5，对本实施方式的起雾抑制控制处理进行说明。
首先，参照图4的时序图，对本实施方式的起雾抑制控制处理进行说明。
在本实施方式的起雾抑制控制中，控制装置30根据规定条件来切换加热器20的开启/关闭。规定条件是设想为在摄像机前方的空间部5的车窗面板面2a上产生起雾的条件，在规定条件成立的情况下，通过开启加热器20来进行抑制或去除起雾的起雾抑制控制。
在本实施方式的起雾抑制控制中，在控制装置30判定为规定条件成立时，向加热器20输出驱动信号，在第一期间D1内开启加热器20而继续加热，在经过第一期间D1后，停止驱动信号的输出而在第二期间D2内关闭加热器20而中止加热，在经过第二期间D2后，再次输出驱动信号，在第三期间D3内开启加热器20，之后，直到结束条件成立为止以反复进行第二期间D2和第三期间D3为基本的循环而使加热器20间歇地工作(以下，称为加热器控制)。在此，第一期间D1、第二期间D2以及第三期间D3根据规定条件而可变，但第一期间D1被设定为第二期间D2以上的期间，第二期间D2被设定为比第三期间D3长的期间(D1≥D2＞D3)。
在图4中，控制装置30在作为规定条件而判定为外部气温Tout为规定阈值T0以下、且存在基于用户操作的空调装置40的工作要求的情况下，将成为加热器20的工作开始的触发的标志设定为开启。然后，控制装置30在规定条件变为不成立之前将标志保持为开启，在标志被设定为开启的期间内继续加热器控制。由此，对摄像机前方的空间部5的车窗面板面2a进行加热而抑制或去除起雾。此外，也可以代替在条件成立后变为不成立之前被维持为开启的状态的标志，而在条件成立时和不成立时分别输出短时间开启信号作为触发信号。
之后，控制装置30在作为规定条件而判定为外部气温Tout超过规定阈值T0的情况下和/或判定为存在基于用户操作的空调装置40的停止要求的情况下，将标志复位为关闭，停止加热器控制(驱动信号的输出)。
这样，在规定条件成立之后，以在第一期间D1内对车窗面板面2a进行加热，之后在第二期间D2内中止车窗面板面2a的加热的方式使加热器20间歇地工作，由此能够防止摄像机前方的空间部5的车窗面板面2a的过热。另外，通过不使加热器20连续工作，能够降低电池等电源的负荷，将电池的使用设为暂时的使用而能够降低消耗电力。
另外，在第一期间D1内开启加热器20而进行加热之后，在第二期间D2内关闭加热器20而中止加热，之后在第三期间D3内开启加热器20而进行加热。在外部气温Tout降低的状况下且起动空调装置40的情况下，车室内的空气的状态存在某种调整量的可能性较高，通过在这样的状况下使加热器20工作，能够抑制不必要的加热器20的工作，有效地减少摄像机前方的空间部5的车窗面板面2a的起雾。
另外，在本实施方式的起雾抑制控制中，控制装置30将第一期间D1设定为根据外部气温Tout而可变，外部气温Tout越低则第一期间D1越长。这样，在外部气温Tout较低时，第一次的加热时间变长，因此能够使车窗面板面2a的温度一下子上升。
另外，控制装置30将第二期间D2设定为根据外部气温Tout而可变，外部气温Tout越低则第二期间D2(＞D3)越短。这样，当外部气温Tout较低时，第一次的加热时间与第二次的加热时间的间隔变短，因此能够抑制车窗面板面2a的温度的降低。
另外，控制装置30在第一期间D1内开启加热器而进行加热之后，在第二期间D2内关闭加热器而中止加热，之后在第三期间D3内开启加热器而进行加热，之后执行直至结束条件成立为止反复进行第二期间D2和第三期间D3的加热器控制。由此，即使在外部气温Tout降低的情况下，如果是第一期间D1的加热后，由于车窗的温度上升，因此也能够通过比第一期间D1短的第三期间D3的加热来维持温度。另外，通过使第三期间D3比第一期间D1短，能够防止车窗面板面2a的过热。
进一步地，控制装置30将第三期间D3设定为根据外部气温Tout而可变，外部气温Tout越低则第三期间D3(＜D2)越长。这样，当外部气温Tout较低时，通过延长第三期间D3，能够将车窗面板面2a的温度保持在一定温度范围内。
另外，漫反射防止加工设置在摄像机10的拍摄方向上的、与车窗2交叉的底面部7，位于远离摄像机10的位置的前端部7c配置为接近车窗2。这样，由于漫反射防止加工在远离摄像机10的一侧与车窗2接近，因此通过漫反射防止加工将作为摄像机10的视野范围(拍摄区域)的空间部5与车室内的空气分离。与车室内的空气分离的摄像机10的拍摄区域的温度变化迟于车室内的空气的温度变化，因此，通过基于规定条件而进行加热，能够减少摄像机10的拍摄区域的起雾，防止外界检测性能降低。
另外，通过利用罩构件4将漫反射防止加工覆盖，使得相对于车室内的温度变化进一步延迟，因此，通过基于规定条件而进行加热，能够减少摄像机20的拍摄区域的起雾，防止外界检测性能降低。
接着，参照图5的流程图对本实施方式的起雾抑制控制处理的动作顺序进行说明。
另外，通过由控制装置30的CPU31执行存储在存储器32中的与起雾抑制控制处理相关的程序并对起雾抑制装置1的各构成要素进行控制来实现图5的处理。
在S51中，CPU31接受外部气温传感器51的检测结果而获取外部气温Tout。
在S52中，CPU31判定在S51中获取的外部气温Tout是否降低至规定阈值T0以下，在判定为降低至规定阈值T0以下的情况下，进入S53，在判定为没有达到规定阈值T0以下的情况下，返回至S51，反复进行外部气温Tout的获取以及判定。
在S53中，CPU31判定是否存在基于用户操作的空调装置40的工作要求，在判定为存在的情况下，进入S54，在判定为不存在的情况下，返回至S51，反复进行外部气温Tout的获取以及判定、空调装置40的工作要求的判定。
在S54中，CPU31执行使加热器20间歇地工作的加热器控制。
在S55中，CPU31判定是否结束加热器控制，在判定为结束的情况下结束处理，在判定为不结束的情况下，返回至S54，继续加热器控制。CPU31在判定为外部气温Tout超过规定阈值T0的情况下和/或判定为存在基于用户操作的空调装置40的停止要求的情况下或者所判定的状态持续了规定时间以上的情况下，结束加热器控制。
本发明不限于上述的实施方式，可以在本发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。
另外，本发明也可以将与上述实施方式的起雾抑制控制对应的计算机程序、存储有该计算机程序的存储介质提供给搭载于车辆的计算机，由该计算机读出并执行存储于存储介质的程序代码。
[实施方式的总结]
<第一方式>
一种起雾抑制装置1，其抑制运输设备的车窗2的起雾，所述起雾抑制装置具有：
获取机构51，其获取所述运输设备的外部温度Tout；
加热机构20，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构40不同，对所述车窗2进行加热；以及
控制机构30，在所述运输设备的外部温度Tout为规定温度T0以下且存在针对所述空调机构40的工作要求时，所述控制机构30对所述加热机构20进行控制以对所述车窗2进行加热。
根据第一方式，在外部气温降低的状况下且起动空调机构时，室内的空气的状态存在某种调整量的可能性较高，因此，通过在这样的状况下使加热机构工作，能够在抑制不必要的加热机构的工作的基础上有效地降低车窗的起雾。
<第二方式>
在第一方式的基础上，所述控制机构30通过所述加热机构20在第一期间D1内对所述车窗2进行加热，之后在第二期间D2内中止所述车窗2的加热。
根据第二方式，通过间歇地进行加热机构的工作，能够防止车窗的过热。
<第三方式>
在第二方式的基础上，所述第一期间D1能够基于所述外部温度Tout而变更，所述外部温度Tout越低，所述控制机构30使所述第一期间D1越长。
根据第三方式，在外部气温较低时，第一次的加热时间变长，因此能够使车窗的温度一下子上升。
<第四方式>
在第二方式或第三方式的基础上，所述第二期间D2能够基于所述外部温度Tout而变更，
所述外部温度Tout越低，所述控制机构30使所述第二期间D2越短。
根据第四方式，在外部气温较低时，第一次的加热时间与第二次的加热时间的间隔变短，因此能够抑制车窗的温度的降低。
<第五方式>
在第二方式至第四方式中的任一方式的基础上，所述控制机构30通过所述加热机构20在所述第一期间D1内对所述车窗2进行加热，之后在第二期间D2内中止所述车窗2的加热，之后在比所述第一期间D1短的第三期间D3内对所述车窗2进行加热。
根据第五方式，即使在外部气温降低的情况下，如果是第一期间的加热后，由于车窗的温度上升，因此通过比第一期间短的第三期间的加热也能够维持温度。另外，通过设为比第一期间短，能够防止车窗的过热。
<第六方式>
在第五方式的基础上，所述第三期间D3能够基于所述外部温度Tout而变更，所述外部温度Tout越低，所述控制机构30使所述第三期间D3越长。
根据第六方式，在外部气温较低时，通过延长第三期间，能够将车窗的温度保持在一定温度范围内。
<第七方式>
在第一方式至第六方式中的任一方式的基础上，所述加热机构20具备通过电能而发热的加热器。
根据第七方式，通过减少加热机构的工作时机，能够减少对电源的负担。
<第八方式>
在第一方式至第七方式中的任一方式的基础上，所述运输设备具备对所述运输设备的周围进行检测的外界检测机构10，
所述加热机构20对所述外界检测机构10的检测区域、且是与所述车窗2重叠的区域进行加热。
根据第八方式，由于能够通过加热机构对外界检测机构的视野范围进行加热，因此能够减少检测区域的起雾而防止外界检测性能降低。
<第九方式>
在第八方式的基础上，所述外界检测机构10配置为与防止外界检测精度降低的结构8相邻，
所述加热机构20由具有所述结构8的构件7支承。
根据第九方式，由于在配置为与外界检测机构相邻的检测精度降低防止结构上设置加热机构，因此能够有效地对车窗进行加热。
<第十方式>
一种起雾抑制装置1的控制方法，该起雾抑制装置1抑制运输设备的车窗2的起雾，所述起雾抑制装置1具备：
获取机构51，其获取所述运输设备的外部温度Tout；以及
加热机构20，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构40不同，对所述车窗2进行加热，
所述控制方法具有如下步骤(S54)：
在所述运输设备的外部温度Tout为规定温度T0以下(S52中的“是”)且存在针对所述空调机构40的工作要求的情况下(S53中的“是”)，对所述加热机构20进行控制以对所述车窗2进行加热。
根据第十方式，在外部气温降低的状况下且起动空调机构时，室内的空气的状态存在某种调整量的可能性较高，因此，通过在这样的状况下使加热机构工作，能够在抑制不必要的加热机构的工作的基础上有效地降低车窗的起雾。
Claims (10)
1.一种起雾抑制装置，其抑制运输设备的车窗的起雾，其特征在于，所述起雾抑制装置具有：
获取机构，其获取所述运输设备的外部温度；
加热机构，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构不同，对所述车窗进行加热；以及
控制机构，在所述运输设备的外部温度为规定温度以下且存在针对所述空调机构的工作要求时，所述控制机构对所述加热机构进行控制以对所述车窗进行加热。
2.根据权利要求1所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述控制机构通过所述加热机构在第一期间内对所述车窗进行加热，之后在第二期间内中止所述车窗的加热。
3.根据权利要求2所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述第一期间能够基于所述外部温度而变更，
所述外部温度越低，所述控制机构使所述第一期间越长。
4.根据权利要求2或3所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述第二期间能够基于所述外部温度而变更，
所述外部温度越低，所述控制机构使所述第二期间越短。
5.根据权利要求2或3所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述控制机构通过所述加热机构在所述第一期间内对所述车窗进行加热，之后在第二期间内中止所述车窗的加热，之后在比所述第一期间短的第三期间内对所述车窗进行加热。
6.根据权利要求5所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述第三期间能够基于所述外部温度而变更，
所述外部温度越低，所述控制机构使所述第三期间越长。
7.根据权利要求1～3、6中任一项所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述加热机构具备通过电能而发热的加热器。
8.根据权利要求1～3、6中任一项所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述运输设备具备对所述运输设备的周围进行检测的外界检测机构，
所述加热机构对所述外界检测机构的检测区域、且是与所述车窗重叠的区域进行加热。
9.根据权利要求8所述的起雾抑制装置，其特征在于，
所述外界检测机构配置为与防止外界检测精度降低的结构相邻，
所述加热机构由具有所述结构的构件支承。
10.一种起雾抑制装置的控制方法，该起雾抑制装置抑制运输设备的车窗的起雾，其特征在于，所述起雾抑制装置具备：
获取机构，其获取所述运输设备的外部温度；以及
加热机构，其与设置于所述运输设备的具有鼓风机的空调机构不同，对所述车窗进行加热，
所述控制方法具有如下步骤：
在所述运输设备的外部温度为规定温度以下且存在针对所述空调机构的工作要求时，对所述加热机构进行控制以对所述车窗进行加热。
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