JP2013208993A - ウインドウウォッシャ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行風の影響がある場合にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供する。
【解決手段】上端部における一部に車室内に設置される撮像装置の画角内に含まれる撮像領域１３，１４が設けられたウインドウガラス１０に対してウォッシャ液を噴射するウォッシャノズル１１０，１２０，１３０と、ウォッシャ液を加圧してウォッシャノズルに供給するウォッシャ液供給手段とを備えるウインドウウォッシャ装置を、ウォッシャノズルの少なくとも一部１３０は、撮像領域１４を主噴射範囲とするものであり、ウォッシャノズルよりも車両前方における車体外表面部に設けられ、車両の走行時にウォッシャノズルから撮像領域へのウォッシャ液の飛行経路の少なくとも一部を通過する乱流領域Ｔを形成する乱流発生手段１４０を備える構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられフロントウインドウガラスにウォッシャ液を噴射するウインドウウォッシャ装置に関し、特に走行風の影響がある場合にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なものに関する。

自動車等の車両においては、フロントウインドウガラスにウォッシャ液（洗浄液）を噴射するウインドウウォッシャ装置が設けられている。
このようなウインドウッシャ装置に関する従来技術として、例えば特許文献１には、１箇所に設置されたノズルから、フロントウインドウガラス上の所定の３箇所にウォッシャ液を噴射するものが記載されている。
また、特許文献２には、自車両周辺の物体にウォッシャ液が掛かることを防止しつつ車両を洗浄可能とするため、自車両周辺の物体を認識する物体認識手段の認識結果に基いて、ウォッシャ噴射出力を制御することが記載されている。

また、近年はフロントウインドウガラスの内側にステレオカメラ等の撮像装置を設けて、自車両前方の外界状況を認識する外界認識装置が普及している。
このような外界認識装置に関する従来技術として、例えば特許文献３には、ステレオカメラを有する外界認識装置を用いて、雨天走行時における先行車の雨水跳ね上げ状態を判断し、跳ね上げ状態に応じてワイパ装置の払拭速度を制御することが記載されている。

特開平１０−１９４０９１号公報 特開２００８−１３７５４８号公報 特開平 ９− ６６８０３号公報

外界認識装置の撮像装置は、フロントウインドウガラスの上部における中央部に隣接して配置されることが一般的である。
一般に、フロントバンパからフロンドフード、フロントウインドウガラス付近の大気の状態は、正圧、負圧の領域が混在し、その流速は様々である。
一般的なウォッシャノズルの位置は、大気の状態が流速の遅い位置にあり、このような部分では噴出した水は強い直進性を示す。
しかし、フロントウインドウ上端部付近に位置する撮像装置の近傍においては、大気の流速が速いため、ウォッシャ液はウインドウガラスに張り付くような挙動を示し、撮像装置の直前までウォッシャ液が届きにくいという問題があった。

これに対し、例えばウォッシャポンプの出力を増強してウォッシャ液の初速を高くすることも考えられるが、この場合にはノズル出口の境界層でねじれた流れとなって、撮像領域の周辺では広範囲に水が散らばってしまい、撮像領域を良好に洗浄することはできない。
また、単位時間あたりの噴出量を増やすことも考えられるが、この場合飛行中のウォッシャ液が受ける空気抵抗が増え、気流に流されるため、撮像領域まで到達させることは困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、走行風の影響がある場合にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、上端部における一部に車室内に設置される撮像装置の画角内に含まれる撮像領域が設けられたウインドウガラスに対してウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、ウォッシャ液を加圧して前記ウォッシャノズルに供給するウォッシャ液供給手段とを備えるウインドウウォッシャ装置であって、前記ウォッシャノズルの少なくとも一部は、前記撮像領域を主噴射範囲とするものであり、前記ウォッシャノズルよりも車両前方における車体外表面部に設けられ、車両の走行時に前記ウォッシャノズルから前記撮像領域へのウォッシャ液の飛行経路の少なくとも一部を通過する乱流領域を形成する乱流発生手段を備えることを特徴とするウインドウウォッシャ装置である。
これによれば、ノズルから噴出したウォッシャ液は、圧力変化、流速変化の少ない乱流領域内を通過するため飛翔軌跡が安定化し、比較的小さいポンプ出力によって、走行速度に依存する走行風の影響を低減しつつウォッシャ液を撮像領域に正確に到達させることができる。
さらに、車両前方から飛来する虫等の異物は、乱流領域の上方へ吹き飛ばされることから、撮像領域への異物の衝突、付着を防止することができる。

請求項２に係る発明は、前記乱流発生手段は、車体外表面から突出した突出部を有することを特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置である。
請求項３に係る発明は、前記乱流発生手段は、フロントフードの上面部に形成され、フロントフードの下部に設けられる空間部からフロントフードの上面側へ気流を噴出する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置である。
これらの各発明によれば、上述した効果を簡単な構成によって確実に得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、走行風の影響がある場合にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供することができる。

本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１の構成を示す模式図である。 車両周辺の気流速度の分布を模式的に示す図である。 図１のウインドウウォッシャ装置におけるボーテックスジェネレータの模式的前面視図である。 実施例１のウインドウウォッシャ装置における乱流領域とウォッシャ液の飛行経路を示す模式図である。 本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例２の構成を示す模式図である。 本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例３の構成を示す模式図である。

本発明は、走行風の影響がある場合にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供する

以下、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１について説明する。
実施例１のウインドウウォッシャ装置は、例えば、乗用車等の自動車のフロントウインドウ部に設けられるものである。
図１は、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１の構成を示す模式図である。
フロントウインドウガラス１０は、キャビンの前方側に設けられ、例えば、２次元曲面を有する合わせガラス等によって形成されている。
図１において、右ハンドル車を車外側から見た状態を示しており、左側が運転席側、右側が助手席側である。なお、左ハンドル車の場合には、左右反転した構成とすればよい。

フロントウインドウガラス１０には、運転席側ワイパ払拭領域１１、助手席側ワイパ払拭領域１２、運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４が設けられている。
運転席側、助手席側のワイパは、それぞれ収納時における運転席側に回動中心を有するワイパアームと、このワイパアームに取付けられたワイパブレードを有し、各払拭領域は、この回動中心と同心の扇形状となる。
運転席側ワイパ払拭領域１１、助手席側ワイパ払拭領域１２は、フロントウインドウガラス１０の上部における車幅方向中央部においては、重複するように配置されている。

運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４は、車室内に配置され、車両前方側の画像を撮像して外界認識を行う外界認識装置における運転席側カメラ、助手席側カメラの画角内に含まれる領域である。
運転席側カメラ、助手席側カメラは、１対のステレオカメラを構成し、外界認識装置は、画像処理によって車両前方の物体を認識するとともに、両者の視差を利用して物体までの距離を算出することができる。
運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４は、フロントウインドウガラス１０の上端部近傍における車幅方向の中央部に、車幅方向に離間して配置されている。

実施例１のウインドウウォッシャ装置１００は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０、ジェットノズル１３０、及び、ウォッシャタンク、ウォッシャポンプ等を有して構成されている。
ウォッシャタンクは、ウォッシャ液が貯留される容器である。
ウォッシャポンプは、ウォッシャタンク内のウォッシャ液を加圧して吐出し、各ノズルに供給するものである。

運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０は、フロントウインドウガラス１０の広範な範囲にわたって、シャワー状にウォッシャ液を噴射するものである。
運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０は、車両のフロントフード上又はカウルトップ部に、車幅方向に離間して形成されている。

上述した運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０のみにおいては、撮像領域、特に助手席側撮像領域１４へのウォッシャ液供給が不十分となる場合がある。
そこで、実施例１においては、以下説明するジェットノズル１３０を設けている。
ジェットノズル１３０は、ウォッシャポンプから圧送されるウォッシャ液を、実質的に線状に、助手席側撮像領域１４が主噴射領域となるように噴射するものである。
ジェットノズル１３０の噴射範囲は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０に対して狭小となっている。
ジェットノズル１３０は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０の間に配置されている。

図１に、走行時に車両の外表面に沿って流れる気流の方向を破線矢印で示す。
ジェットノズル１３０は、助手席側撮像領域１４に対して、この気流方向における上流側に配置されている。
また、ジェットノズル１３０は、車幅方向における位置が、車体の左右中心よりも助手席側であって、助手席側撮像領域１４よりも車幅方向内側に配置されている。

図２は、車両周辺の気流速度の分布を模式的に示す図である。
図２に示すように、車両の周囲に走行によって発生する気流（走行風）の流速は、部位によって様々であり、例えば、ウインドウウォッシャ装置のノズルが設けられるフード後部やカウルトップ部においては流速が遅いので、ノズルから噴出されたウォッシャ液は強い直進性を示すが、フロントウインドウガラスの上部においては、流速が速くなることによって、ウォッシャ液の水流がフロントウインドウガラスに張り付くような挙動を示し、特に高速時においては、上端部に設けられた撮像領域までウォッシャ液を供給することは困難である。
また、フロントフード上の前後方向中央部においては、流速が極低速まで低下したよどみ状態となっている。
このように、ノズルから撮像領域までのウォッシャ液の飛行経路が、様々な流速の範囲を通過すると、軌道が流速の影響を受けて変化し、ウォッシャ液を良好に撮像領域に当てることができない。

そこで、実施例１においては、以下説明するボーテックスジェネレータ１４０を設けて、ジェットノズル１３０と助手席側撮像領域１４との間の主要部分に、走行時に乱流領域Ｔを形成している。
ボーテックスジェネレータ１４０は、図１に示すように、フロントフードＦの前部における車幅方向中央部に設けられ、フロントフードＦの表面から突出して形成されている。

図３は、ボーテックスジェネレータ１４０の模式的前面視図である。
ボーテックスジェネレータ１４０は、フロントフードＦから立設された支柱１４１の上端部から、左右に水平部１４２を突き出させ、さらにこの水平部１４２の両端部から、上下方向に突き出した鉛直部１４３を有するものである。
このような構成によって、ボーテックスジェネレータ１４０には多数のエッジ部（コーナ部）が形成され、これらの各エッジ部は、渦を生じさせて乱流を発生させる起点として機能する。
なお、ボーテックスジェネレータの形状は、このような形状に限らず、走行風が当たることによって下流側に乱流を形成可能なものであれば、他のいかなる形状であってもよい。

図４は、実施例１のウインドウウォッシャ装置における乱流領域Ｔとウォッシャ液Ｗの飛行経路を示す模式図である。
図４に示すように、実施例１においては、車両の走行時に走行風がボーテックスジェネレータ１４０に当たることによって、ボーテックスジェネレータ１４０の後方側に、車両の外表面に沿って延在する乱流領域Ｔが形成される。
ジェットノズル１３０から助手席側撮像領域１４に至るウォッシャ液Ｗの飛行経路は、その主要部分がこの乱流領域Ｔに含まれるようになっている。
乱流領域Ｔ内においては、大気の圧力変化、流速変化が比較的少なく、かつ、流速が比較的低速であることから、ウォッシャ液Ｗは強い直進性を示し、比較的低いウォッシャポンプ出力であっても、ウォッシャ液を精度よく助手席側撮像領域１４に到達させることができ、その周辺部を効果的に洗浄することができる。

次に、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例２について説明する。
なお、上述した実施例１と実質的に同様の箇所には、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、実施例２におけるウインドウウォッシャ装置の構成を示す図である。
実施例２においては、実施例１のボーテックスジェネレータ１４０に代えて、以下説明する乱流形成開口１５０を設けている。

乱流形成開口１５０は、フロントフードＦに、その下方のエンジンルーム内と連通する矩形の開口を形成し、この開口の内部に突出した突起を形成したものである。
このような乱流形成開口１５０を形成すると、走行時にフロントグリル等からのラム圧によって比較的高圧となるエンジンルーム内から、フロントフードＦの上方側に気流が噴出し、これよりも車両後方側に乱流領域が形成される。
以上説明した実施例２によれば、上述した実施例１による効果と実質的に同様の効果に加えて、車両の外部に突出部を持たないことによって、歩行者保護性能も容易に確保することができる。

次に、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例３について説明する。
図６は、実施例３におけるウインドウウォッシャ装置の構成を示す図である。
実施例３においては、実施例２の乱流形成開口１５０に代えて、以下説明する乱流形成開口１６０を設けている。
乱流形成開口１６０は、車両の前後方向に配列された複数の（例えば５つの）円形開口を備えて構成されている。各開口は、エンジンルーム内と連通し、走行時にエンジンルーム内からフロントフードＦの上方へ気流を噴出するようになっている。
以上説明した実施例３においても、上述した実施例１，２による効果と実質的に同様の効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
ウインドウウォッシャ装置を構成する各ノズル類の配置、個数、種類や、乱流形成手段の形状、構成、個数、配置等は、上述した各実施例のものに限らず、適宜変更することができる。
例えば、ボーテックスジェネレータの形状や位置は、実施例１のものに限らず、適宜変更することができる。
また、実施例２、３の乱流形成開口の位置、形状、個数も適宜変更することができる。さらに、乱流形成開口が連通する空間部もエンジンルーム内に限らず、例えばホイルハウス内など、他の空間部であってもよい。
また、各実施例においては、ウォッシャ液の飛行経路の主要部分が乱流領域に含まれる構成としているが、乱流領域は、ウォッシャ液の飛行経路の少なくとも一部が含まれるように形成すれば、一定の効果を得ることは可能である。

１０ フロントウインドウガラス １１ 運転席側ワイパ払拭領域
１２ 助手席側ワイパ払拭領域 １３ 運転席側撮像領域
１４ 助手席側撮像領域 １００ ウインドウウォッシャ装置
１１０ 運転席側拡散ノズル １２０ 助手席側拡散ノズル
１３０ ジェットノズル １４０ ボーテックスジェネレータ
１４１ 支柱 １４２ 水平部
１４３ 鉛直部 １５０，１６０ 乱流形成開口
Ｔ 乱流領域 Ｗ ウォッシャ液
Ｆ フロントフード

Claims (3)

1. 上端部における一部に車室内に設置される撮像装置の画角内に含まれる撮像領域が設けられたウインドウガラスに対してウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、
   ウォッシャ液を加圧して前記ウォッシャノズルに供給するウォッシャ液供給手段と
   を備えるウインドウウォッシャ装置であって、
   前記ウォッシャノズルの少なくとも一部は、前記撮像領域を主噴射範囲とするものであり、
   前記ウォッシャノズルよりも車両前方における車体外表面部に設けられ、車両の走行時に前記ウォッシャノズルから前記撮像領域へのウォッシャ液の飛行経路の少なくとも一部を通過する乱流領域を形成する乱流発生手段を備えること
   を特徴とするウインドウウォッシャ装置。
2. 前記乱流発生手段は、車体外表面から突出した突出部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置。
3. 前記乱流発生手段は、フロントフードの上面部に形成され、フロントフードの下部に設けられる空間部からフロントフードの上面側へ気流を噴出する開口部を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置。

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