JP2019001243A - 車両用防曇装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿度センサを用いることなく窓ガラスの曇りを判定可能な防曇装置を提供する。【解決手段】電流が流れると発熱し、電気抵抗が湿度と相関がある部材で形成された発熱体１１１を有し、車両の窓１を加熱するヒータ１１と、発熱体１１１の電気抵抗を測定し、電気抵抗の値に基づいて窓１の曇りを推定する推定部１４、１５とを備える。例えば、発熱体１１１は、カーボンナノチューブで形成されている。例えば、ヒータ１１は、窓１のうちカメラ１００の視界ｖ１に対応する位置に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の窓の曇りを防止する防曇装置に関する。

従来、特許文献１には、車両の窓ガラスの曇りを防止する車両用空調装置が記載されている。この従来技術の車両用空調装置は、湿度センサと演算回路と空調用電子制御装置と室内空調ユニットとを備えている。

湿度センサは、窓ガラスの表面の湿度を検出する。演算回路は、湿度センサの検出値等に基づいて窓ガラス表面の相対湿度を演算する。空調用電子制御装置は、演算回路が演算した窓ガラス表面の相対湿度等に基づいて、窓ガラスに曇りが生じやすいか否かを判定する。

空調用電子制御装置は、窓ガラスに曇りが生じやすいと判定した場合、強制的に窓ガラスの曇りを消すために室内空調ユニットに対して防曇制御を行い、デフロスタ吹出口から窓ガラスに向けて送風させる。

特開２００７−８４４９号公報

この従来技術によると、窓ガラスの曇りを判定するために湿度センサが必要であるため、部品点数が増加したり、窓ガラスの見栄えが悪くなったりするという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、湿度センサを用いることなく窓の曇りを推定可能な防曇装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の車両用防曇装置では、
電気抵抗が湿度と相関がある部材で形成され、電流が流れると発熱する発熱体（１１１）を有し、車両の窓（１）を加熱するヒータ（１１）と、
発熱体（１１１）の電気抵抗を測定し、電気抵抗の値に基づいて窓（１）の曇りを推定する推定部（１４、１５）とを備える。

これにより、湿度センサを用いることなく窓の曇りを推定できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

一実施形態における車両用防曇装置を搭載した車両の要部断面図である。 図１の要部拡大図である。 ヒータの平面図である。 一実施形態における車両用防曇装置の制御装置が実行する制御処理を示すフローチャートである。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。図中、上下前後の矢印は、車両の上下前後方向を示している。

図１に示すように、車両用防曇装置のカメラユニット１０は、車両のフロントガラス１のうち車室内側の面に取り付けられている。カメラユニット１０は、車両のフロントガラス１の上部かつ左右方向の略中央部に取り付けられている。カメラユニット１０は、図示しないバックミラーの近傍に位置している。

図２に示すように、カメラユニット１０は、カメラ１００および筐体１０１を有している。カメラ１００は、車両の前面に配置されたフロントガラス１（前面窓）を介して車両の前方の外部を撮影する。カメラ１００が撮影した画像データは画像処理装置２０に入力される。

画像処理装置２０は、カメラ１００の画像データを処理して、車両前方の物体を検知する。画像処理装置２０の検知結果は、衝突安全制御装置２１に出力される。衝突安全制御装置２１は、画像処理装置２０の検知結果に基づいて車両のブレーキ等を制御して、車両の衝突を防止する。

カメラ１００は、筐体１０１に収容されている。筐体１０１は、カメラユニット１０の外殻を構成する部材である。筐体１０１は、フロントガラス１に対して密着してもよいし、フロントガラス１との間に所定の隙間が設けられていてもよい。

フロントガラス１にはヒータ１１が設けられている。ヒータ１１は、発熱することによってフロントガラス１を加熱し、フロントガラス１の車室内側の面の曇りを晴らしたり、フロントガラス１の車室外側の面の雪や霜を融かしたりする役割を果たす。

ヒータ１１は、透明薄膜状の部材である。ヒータ１１は、フロントガラス１のうち車室内側の面に貼り付けられている。ヒータ１１は、フロントガラス１の内部に埋め込まれていてもよい。

図３に示すように、ヒータ１１は、カーボンナノチューブ１１１とバインダ１１２とを有している。カーボンナノチューブ１１１は、電流が流れると発熱する発熱体である。図３では、図示の都合上、カーボンナノチューブ１１１を破線の直線で示している。

カーボンナノチューブ１１１（ＣＮＴとも呼ばれる）は、中空円筒の構造をした炭素の結晶である。カーボンナノチューブ１１１の直径は、０．７〜７０ｎｍと髪の毛の約数万分の一である。カーボンナノチューブ１１１は、長さが数十μｍ以下のチューブ形状の物質である。

バインダ１１２は、カーボンナノチューブ１１１を保持する保持部である。バインダ１１２の材質は、透明な樹脂である。

例えば、ヒータ１１は、バインダ１１２内にカーボンナノチューブ１１１を分散させた薄膜である。ヒータ１１は、カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤを用いた複数の線分状の発熱線を有していてもよい。カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤの線径は数μｍ程度である。

カーボンナノチューブ１１１は、肉眼では識別できないほど細い部材である。カーボンナノチューブ１１１を用いて形成したワイヤも、肉眼では識別できないほど細い部材である。そのため、ヒータ１１は、肉眼では透明に見える。カーボンナノチューブ１１１は、光りを吸収し、光の散乱を防止できる。

ヒータ１１は、一対の電極１１３ａ、１１３ｂを有している。電極１１３ａ、１１３ｂはカーボンナノチューブ１１１に接続されている。

電極１１３ａ、１１３ｂに車両のバッテリ１２から直流電圧が印加されることによって、カーボンナノチューブ１１１に電流が流れてカーボンナノチューブ１１１が発熱する。電極１１３ａ、１１３ｂは、ヒータ１１の縁部に沿って細長い形状に形成されている。

通電部１３は、バッテリ１２から電極１１３ａ、１１３ｂへの直流電圧の印加と遮断を切り替える。通電部１３は、リレーまたはスイッチを有している。通電部１３の作動は、ヒータ制御装置１４によって制御される。

ヒータ１１は、カメラ１００の視界ｖ１の全範囲と重なるように配置されている。図３では、理解を容易にするために、カメラ１００の視界ｖ１を二点鎖線で示している。ヒータ１１は、カメラ１００の視界ｖ１よりも一回り広い範囲まで配置されている。

ヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂは、カメラ１００の視界ｖ１の外に配置されている。これにより、カメラ１００の視界ｖ１がヒータ１１によって妨げられることを回避している。

ヒータ制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御する。

ヒータ制御装置１４の入力側には、抵抗測定器１５が接続されている。抵抗測定器１５は、ヒータ１１の電気抵抗値を測定する抵抗測定部である。

ヒータ制御装置１４および抵抗測定器１５は、ヒータ１１の電気抵抗値に基づいてフロントガラス１の曇りを推定する推定部である。

抵抗測定器１５は、カーボンナノチューブ１１１に一定電流（微少電流）を流すことによって、カーボンナノチューブ１１１の電気抵抗値を測定する。

カーボンナノチューブ１１１は、その電気抵抗値と湿度とに相関関係がある部材である。したがって、抵抗測定器１５の測定値は、フロントガラス１の表面湿度と相関関係がある。

フロントガラス１の表面相対湿度が高いほどフロントガラス１が曇りやすくなることから、抵抗測定器１５の測定値は、フロントガラス１の曇りと相関関係がある。

そこで、ヒータ制御装置１４には、抵抗測定器１５の測定値と、フロントガラス１が曇る可能性との相関関係が制御マップとして予め記憶されている。

これにより、ヒータ制御装置１４は、抵抗測定器１５の測定値に基づいて、フロントガラス１の曇りを推定できる。

ヒータ制御装置１４は、図４のフローチャートに示す制御処理を実行する。図４のフローチャートは、ヒータ制御装置１４が実行する制御プログラムのサブルーチンを示している。

まず、ステップＳ１１０では、抵抗測定器１５の測定値と、上述の制御マップとに基づいて、フロントガラス１の曇りを推定する。例えば、抵抗測定器１５の測定値と制御マップとに基づいて、フロントガラス１が曇る可能性が高いか否かを判定する。例えば、抵抗測定器１５の測定値と制御マップとに基づいて、フロントガラス１が曇っているか否かを判定する。

ステップＳ１１０にてフロントガラス１が曇る可能性が高い、またはフロントガラス１が曇っていると判定した場合、ステップＳ１２０へ進み、ヒータ１１を発熱させる。具体的には、ヒータ制御装置１４は、車両のバッテリ１２からヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂに直流電圧を印加する。

これにより、フロントガラス１が曇る可能性が高い場合、またはフロントガラス１が曇っている場合、ヒータ１１によってフロントガラス１を加熱してフロントガラス１の曇りを防止したり、フロントガラス１が曇った場合、ヒータ１１によってフロントガラス１を加熱してフロントガラス１の曇りを晴らしたりすることができる。

一方、ステップＳ１１０にてフロントガラス１が曇る可能性が高くない、またはフロントガラス１が曇っていないと判定した場合、ステップＳ１３０へ進み、ヒータ１１の発熱を停止させる。具体的には、ヒータ制御装置１４は、ヒータ１１の電極１１３ａ、１１３ｂへの直流電圧の印加を遮断する。

本実施形態では、ヒータ１１の発熱体は、電気抵抗が湿度と相関があるカーボンナノチューブ１１１で形成されており、抵抗測定器１５は、カーボンナノチューブ１１１の電気抵抗を測定し、ヒータ制御装置１４は、カーボンナノチューブ１１１の電気抵抗の値に基づいて窓１の曇りを推定する。

これにより、湿度センサを用いることなく窓の曇りを推定できるので、部品点数を削減できるとともにフロントガラス１の見栄えを向上できる。

具体的には、ヒータ制御装置１４は、カーボンナノチューブ１１１の電気抵抗の値に基づいて、窓１が曇る可能性が高いか否かを判定したり、窓１が曇っているか否かを判定したりすればよい。

本実施形態では、ヒータ１１の発熱体がカーボンナノチューブ１１１であり、ヒータ１１のバインダ１１２が透明な部材であるので、ヒータ１１を透明にできる。

本実施形態では、ヒータ１１は、フロントガラス１のうちカメラ１００の視界ｖ１に対応する位置に配置されているので、カメラ１００の視界ｖ１が曇ることを良好に防止できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態では、ヒータ１１は、フロントガラス１のうちカメラ１００の視界ｖ１よりも一回り広い範囲まで配置されているが、ヒータ１１は、フロントガラス１の全体に配置されていてもよい。これにより、フロントガラス１が曇ることを良好に防止できる。ヒータ１１は透明であるので、ヒータ１１が乗員の視界を妨げることを抑制できる。

（２）上記実施形態では、カメラユニット１０およびヒータ１１は、フロントガラス１に配置されているが、カメラユニット１０およびヒータ１１は、例えばリヤガラス等、フロントガラス１以外の窓に配置されていてもよい。

（３）上記実施形態では、ヒータ１１の発熱体としてカーボンナノチューブ１１１が用いられているが、ヒータ１１の発熱体として金属粒子、カーボン粒子、金属酸化物粒子等の肉眼では識別できない部材が用いられていてもよい。

（４）上記実施形態では、車両の衝突を防止するためにカメラ１００の画像データを利用するが、これに限定されるものではなく、車線逸脱防止や車間距離測定等、種々の用途にカメラ１００の画像データを利用してもよい。

１ フロントガラス（窓）
１１ ヒータ
１４ ヒータ制御装置（推定部）
１５ 抵抗測定器（推定部）
１００ カメラ
１１１ カーボンナノチューブ（発熱体）
１１２ バインダ（保持部）

Claims (7)

1. 電気抵抗が湿度と相関がある部材で形成され、電流が流れると発熱する発熱体（１１１）を有し、車両の窓（１）を加熱するヒータ（１１）と、
   前記発熱体（１１１）の前記電気抵抗を測定し、前記電気抵抗の値に基づいて前記窓（１）の曇りを推定する推定部（１４、１５）とを備える車両用防曇装置。
2. 前記推定部（１４、１５）は、前記電気抵抗の値に基づいて、前記窓（１）が曇る可能性が高いか否かを判定する請求項１に記載の車両用防曇装置。
3. 前記推定部（１４、１５）は、前記電気抵抗の値に基づいて、前記窓（１）が曇っているか否かを判定する請求項１または２に記載の車両用防曇装置。
4. 前記発熱体（１１１）は、カーボンナノチューブで形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用防曇装置。
5. 前記ヒータ（１１）は、前記発熱体（１１１）を保持する保持部（１１２）を有しており、
   前記保持部（１１２）は、透明な部材である請求項４に記載の車両用防曇装置。
6. 前記窓（１）を介して車両の外部を撮影するカメラ（１００）を備え、
   前記ヒータ（１１）は、前記窓（１）のうち前記カメラ（１００）の視界（ｖ１）に対応する位置に配置されている請求項５に記載の車両用防曇装置。
7. 前記窓（１）は、車両の前面に配置された前面窓であり、
   前記ヒータ（１１）は、前記前面窓（１）の全体に配置されている請求項５または６に記載の車両用防曇装置。

Images