JP2020001601A - 車両用洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】洗浄対象へ洗浄液を噴射して洗浄する際の洗浄性能が、走行風の影響によって低下することを抑制する。【解決手段】ウォッシャ装置90は、車両のうち走行風を受ける位置に設けられた洗浄対象の車載センサ66へ向けてノズル92から洗浄液を噴射する。洗浄制御ECU76は、車両のウインドシールドを払拭するためのワイパブレードが連結されたワイパアームを回動させるワイパモータ18の負荷を表す情報、及び、ワイパアーム又はワイパブレードの負荷を表す情報の少なくとも一方に基づいて、車両が受ける走行風を推定し、推定した走行風に応じてウォッシャ装置90のノズル92からの洗浄液の噴射を制御する。【選択図】図1
Description
本発明は車両用洗浄装置に関する。
特許文献1には、フロントウインドシールドの運転席側及び助手席側のワイパ払拭範囲へ洗浄液を噴射供給するにあたり、運転者側の噴射は目標着水点に着水させ、助手席側の噴射は目標着水点の周囲に拡散して広い範囲に着水させる技術が提案されている。
ところで、車両の運転支援や自動運転を実現するためには、例えばカメラやレーダなどの各種のセンサを車両に搭載する必要がある。しかし、これらの車載センサの表面やその前方に存在するカバーやガラス(センシング面)に泥等の汚れや水滴等の付着物が付着すると、車載センサの検知能力が低下する虞がある。このため、車載センサの表面やセンシング面に付着物が付着した等の場合に、車載センサへ向けてノズルから洗浄液を噴射し、車載センサを洗浄する洗浄装置を車両に搭載することが考えられる。
しかしながら、車両が走行中で走行風を受けている場合には、走行風の影響により、ノズルから噴射した洗浄液の着水位置にずれが生じることで、車載センサを洗浄する性能が低下するという課題がある。特に、車載センサの表面やセンシング面は、フロントウインドシールドと比較して非常に面積が小さく、洗浄液の着水位置の僅かなずれが洗浄性能の大幅な低下を招くという問題がある。
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、洗浄対象へ洗浄液を噴射して洗浄する際の洗浄性能が、走行風の影響によって低下することを抑制できる車両用洗浄装置を得ることが目的である。
本発明の第1の態様に係る車両用洗浄装置は、車両のうち走行風を受ける位置に設けられた洗浄対象へ向けてノズルから洗浄液を噴射する洗浄部と、前記車両のウインドシールドを払拭するためのワイパブレードが連結されたワイパアームを回動させる駆動源の負荷を表す第1情報、及び、前記ワイパアーム又は前記ワイパブレードの負荷を表す第2情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が受ける走行風を推定する走行風推定部と、前記走行風推定部によって推定された走行風に応じて前記洗浄部からの洗浄液の噴射を制御する制御部と、を含んでいる。
本発明の第1の態様では、車両のうち走行風を受ける位置に洗浄対象が設けられ、洗浄部は洗浄対象へ向けて洗浄液を噴射する。ここで、洗浄部から噴射された洗浄液が受ける走行風と、車両のワイパが受ける走行風と、には相関がある。これに基づき、走行風推定部は、車両のウインドシールドを払拭するためのワイパブレードが連結されたワイパアームを回動させる駆動源の負荷を表す第1情報、及び、ワイパアーム又はワイパブレードの負荷を表す第2情報の少なくとも一方に基づいて、車両が受ける走行風を推定する。
そして、制御部は、走行風推定部によって推定された走行風に応じて洗浄部からの洗浄液の噴射を制御する。これにより、洗浄部から噴射された洗浄液の着水位置が、走行風の影響でずれることが抑制されるように、洗浄液の噴射が制御される。従って、本発明の第1の態様によれば、洗浄対象へ洗浄液を噴射して洗浄する際の洗浄性能が、走行風の影響によって低下することを抑制することができる。
本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様において、前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って前記洗浄部からの洗浄液の噴射を強くする。
走行風が大きくなると、洗浄部から噴射された洗浄液の着水位置が走行風から受ける影響も大きくなる。これに対し、本発明の第2の態様では、推定された走行風が大きくなるに従って洗浄部からの洗浄液の噴射を強くすることで、走行風が大きい場合にも洗浄部から噴射された洗浄液の着水位置がずれることを抑制することができるので、洗浄対象へ洗浄液を噴射して洗浄対象を洗浄する際の洗浄性能が、走行風の影響によって低下することを抑制することができる。
本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様又は第2の態様において、前記走行風推定部は、車速検出部によって検出された前記車両の速度、加速度検出部によって検出された前記車両の加速度、及び、環境状況取得部によって取得された前記車両の環境状況の少なくとも1つも用いて、前記走行風の推定を行う。
車両の速度、車両の加速度及び車両の環境状況は車両の走行風と相関がある。このため、これらの情報の少なくとも1つも用いて走行風の推定を行うことで、第1情報及び第2情報の少なくとも一方のみに基づいて走行風を推定する場合よりも、走行風の推定精度の変動を小さくすることができる。
本発明の第4の態様は、本発明の第3の態様において、前記走行風推定部は、前記第1情報及び前記第2情報の少なくとも一方に基づいて推定した走行風の第1の推定値の確からしさを、前記車両の速度、前記車両の加速度及び前記車両の環境状況の少なくとも1つを用いて検定するか、走行風の前記第1の推定値を、前記車両の速度、前記車両の加速度及び前記車両の環境状況の少なくとも1つに基づいて推定した走行風の第2の推定値で補正することで、前記走行風の推定を行う。
これにより、前記第1情報及び前記第2情報の少なくとも一方に基づいて推定した走行風の第1の推定値に比較的大きな誤差が含まれていた場合に、当該誤差の影響により洗浄液の噴射制御に比較的大きな制御誤差が加わることを抑制することができる。
本発明の第5の態様は、本発明の第3の態様において、前記環境状況取得部は、前記車両の環境状況としての前記車両の現在地の風の情報を含む情報を路側システムから受信する。
これにより、車両の現在地の風を検出するためのセンサ等を設ける必要が無くなるので、車両用洗浄装置の構成を簡略化することができる。
本発明の第6の態様は、本発明の第1の態様〜本発明の第5の態様の何れかにおいて、前記洗浄部は、前記洗浄対象に洗浄液を噴射するノズルと、該ノズルへ洗浄液を供給するウォッシャポンプと、を含み、前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って、前記ウォッシャポンプの駆動電圧を高くする。
これにより、推定された走行風が大きくなるに従って、ノズルからの洗浄液の噴射圧が大きくなるので、ノズルから噴射された洗浄液の着水位置が、走行風の影響でずれることを抑制することができる。
本発明の第7の態様は、本発明の第1の態様〜本発明の第5の態様の何れかにおいて、前記洗浄部は、前記洗浄対象に洗浄液を噴射するノズルと、該ノズルへ洗浄液を供給するウォッシャポンプと、を含み、前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って、前記ウォッシャポンプの駆動時間を長くする。
これにより、推定された走行風が大きくなるに従って、ノズルからの洗浄液の噴射時間が長くなるので、ノズルから噴射された洗浄液のうち目標着水位置に着水する洗浄液の液量を多くすることができる。
本発明の第8の態様は、本発明の第1の態様〜本発明の第7の態様の何れかにおいて、前記洗浄対象への付着物の付着を検出する検出部を更に含み、前記制御部は、前記検出部によって前記洗浄対象への付着物の付着が検出された場合に、前記洗浄部から洗浄液を噴射させる。
これにより、洗浄対象を付着物の付着が検出されていない状態に保つことができる。また、洗浄対象への付着物の付着が検出されたか否かに拘わらず一律に洗浄液を噴射させる場合と比較して、洗浄対象への付着物の付着が検出されていない状況で洗浄液の噴射を余剰に行わせることを抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1に示す車載システム60はバス62を含み、バス62には互いに異なる制御を行う複数のECU及び複数のセンサユニットが各々接続されている。なお、図1は車載システム60のうち本発明に関係する一部のみ示している。
バス62に接続されている複数のECUにはADAS(先進運転支援システム:Advanced Driver Assistance System)−ECU(エレクトロニックコントロールユニット:Electronic Control Unit)64及び洗浄制御ECU76が含まれており、バス62に接続されている複数のセンサユニットには、車両56の速度を検出する車速センサ70、車両56の加速度を検出する加速度センサ72及びウインドシールドガラス(後述するフロントウインドシールドガラス12)に付着した雨滴を検出するレインセンサ74が含まれている。
ADAS−ECU64は、車両56(図2参照)に各々搭載された複数の車載センサ66及び環境状況受信部68が接続されている。車載センサ66には、車両56の周囲を撮影するカメラ、車両56の周囲に赤外域等のレーザ光をパルス状に照射し物体に反射されて帰ってくるまでの時間から距離を計測するライダ(LIDAR:Light Detection and Ranging又はLaser Imaging Detection and Ranging)、及び、車両56の周囲をミリ波等の短波長の電波を照射し物体に反射されて帰ってくる電波を検出することで物体までの距離と方向を検出するレーダ、の少なくとも1種類のセンサが複数含まれている。なお、図2には、車両56の前端部に設けられ車両56の前方を検出範囲とする車載センサ66の一例を示す。
環境状況受信部68は、路側の情報提供システムから、車両56の現在地の風の情報を含む車両56の環境状況を表す情報(例えば、天候、気温、湿度、風速、風向等)を受信する。ADAS−ECU64は、複数の車載センサ66から検出情報を取得すると共に、環境状況受信部68から各種の情報を取得し、取得した情報に基づいて車両56の周囲の状況を認識し、車両56を自動的に走行させる自動運転処理又は運転者による運転を支援する運転支援処理を行う。
洗浄制御ECU76は車両用洗浄装置88の一部を構成しており、洗浄制御ECU76はCPU76A、メモリ76B及び不揮発性の記憶部76Cを含んでいる。記憶部76Cには洗浄制御プログラム78が記憶されており、洗浄制御プログラム78は記憶部76Cから読み出されてメモリ76Bに展開され、CPU76Aによって実行される。これにより、洗浄制御ECU76は、後述する走行風推定処理及び洗浄処理を行う。洗浄制御ECU76は走行風推定部、制御部及び検出部の一例である。
洗浄制御ECU76は、ワイパ装置10の駆動源であるワイパモータ18とワイパモータ駆動部80を介して接続されており、更に、ワイパモータ18の出力軸の回転速度及び回転角度を検知する回転位置センサ82と、ワイパモータ18を流れる電流を検出する電流検出部84及びワイパスイッチ86と、が接続されている。
図3に示すように、ワイパ装置10は、車両56に備えられたフロントウインドシールドガラス12を払拭する装置であり、一対のワイパ14,16、ワイパモータ18及びリンク機構20を含んでいる。本実施形態において、ワイパモータ18はブラシ付きのDCモータである。
ワイパ14は、基端部がピボット軸42に固定されたワイパアーム24と、ワイパアーム24の先端部に連結されたワイパブレード28と、を含んでおり、ワイパ16は、基端部がピボット軸44に固定されたワイパアーム26と、ワイパアーム26の先端部に連結されたワイパブレード30と、を含んでいる。ワイパ14,16は、ワイパアーム24,26がピボット軸42,44を中心として回動されると、ワイパブレード28,30がフロントウインドシールドガラス12上を往復移動し、ワイパブレード28,30がフロントウインドシールドガラス12を払拭する。
ワイパモータ18は、主にウォームギアから成る減速機構52により減速された、正逆回転可能な出力軸32を有している。リンク機構20は、クランクアーム34、第1リンクロッド36、一対のピボットレバー38,40、一対のピボット軸42,44及び第2リンクロッド46を含んでいる。
クランクアーム34の一端側はワイパモータ18の出力軸32に固定されており、クランクアーム34の他端側は第1リンクロッド36の一端側に回動可能に連結されている。また、第1リンクロッド36の他端側は、ピボットレバー38に回動可能に連結されている。第2リンクロッド46は、一方の端部が、ピボットレバー38のうちピボット軸42に固定された端部と反対側の端部に回動可能に連結され、他方の端部が、ピボットレバー40のうちピボット軸44に固定された端部と反対側の端部に回動可能に連結されている。
また、ピボット軸42,44は、車体に設けられた図示しないピボットホルダによって回動可能に支持されており、ピボットレバー38,40のうちピボット軸42,44に固定された側の端部は、ピボット軸42,44を介してワイパアーム24,26が各々連結されている。
ワイパ装置10は、ワイパモータ18の出力軸32が所定の回転角度範囲θ1で正逆回転されると、この出力軸32の回転力がリンク機構20を介してワイパアーム24,26に伝達され、ワイパアーム24,26の往復回動に伴ってワイパブレード28,30がフロントウインドシールドガラス12上における下反転位置P2と上反転位置P1との間で往復移動する。回転角度範囲θ1は、ワイパ装置10のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ1=140°である。なお、ワイパブレード28の払拭範囲内に後述するレインセンサ74(レインセンサ74のセンシング面)が配置されている。
本実施形態では、下反転位置P2の下方に格納位置P3が設けられている。ワイパブレード28,30が下反転位置P2にある状態から、出力軸32が回転角度θ2だけ回転することにより、ワイパブレード28,30は格納位置P3へ移動する。回転角度θ2は、ワイパ装置10のリンク機構の構成等によって様々な値をとり得るが、一例としてθ2=10°である。
本実施形態では、図3に示すように、ワイパブレード28,30が格納位置P3に位置された場合には、クランクアーム34と第1リンクロッド36とが直線状を成す構成とされている。クランクアーム34と第1リンクロッド36とが直線状を成すことで、格納位置P3に位置しているワイパブレード28,30には所定の位置保持力が作用し、微小な外力が加わってもワイパブレード28,30が格納位置P3に位置している状態で維持される。なお、回転角度θ2=0°の場合は、下反転位置P2と格納位置P3とは一致し、ワイパブレード28,30は下反転位置P2で停止し、格納される。
洗浄制御ECU76は、回転位置センサ82によって検知されたワイパモータ18の出力軸32の回転速度及び回転角度に基づいて、ワイパブレード28,30のフロントウインドシールドガラス12上での位置及び出力軸32の回転速度を算出し、算出した前記位置に応じて出力軸32の回転速度が変化するようにワイパモータ駆動部80を制御する。また、ワイパモータ駆動部80にて4つの電界効果トランジスタのオンオフを切り替えることで、ワイパモータ18の回転方向を制御している。回転位置センサ82は、ワイパモータ18の減速機構52内に設けられ、出力軸32に連動して回転するセンサマグネットの磁界(磁力)を電流に変換して検出する。
ワイパスイッチ86は、ワイパブレード28,30を、低速で動作させる低速作動位置(LOW)、高速で動作させる高速作動位置(HIGH)、一定周期で間欠的に動作させる間欠作動位置(INT)、レインセンサ74が雨滴を検出した場合に動作させる自動作動位置(AUTO)、停止位置(OFF)に接点を切替可能である。洗浄制御ECU76はワイパスイッチ86の接点位置を検知する。
レインセンサ74は、例えば、フロントウインドシールドガラス12の車室内側の上部中央付近に設けられる光学センサの一種であり、フロントウインドシールドガラス12の表面に存在する水滴等を検知する。レインセンサ74は、一例として、赤外線の発光素子であるLED、受光素子であるフォトダイオード、赤外線の光路を形成するレンズ及び制御回路を含んでいる。LEDによって車室側から車外へ向けて発せられた赤外線は、フロントウインドシールドガラス12の表面が乾燥している場合にはフロントウインドシールドガラス12で全反射するが、フロントウインドシールドガラス12の表面に水滴が存在する場合には、赤外線の一部が水滴を透過して外部に放出されるため、フロントウインドシールドガラス12での反射量が減少する。その結果、受光素子であるフォトダイオードに入射される赤外線の光量が減少する。制御回路は、かかる光量の減少に基づいて、フロントウインドシールドガラス12の表面に存在する水滴を検知する。なお、本実施形態では、雨滴検出部として赤外線を用いるレインセンサ74を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、赤外線を用いるレインセンサ74とは別に車載カメラを設けてもよい。
洗浄制御ECU76は、ワイパスイッチ86の接点位置が高速作動位置の場合にはワイパモータ18を高速で回転させ、ワイパスイッチ86の接点位置が低速作動位置の場合にはワイパモータ18を低速で回転させる。また、洗浄制御ECU76は、ワイパスイッチ86の接点位置が間欠作動位置の場合、ワイパブレード28,30が上反転位置P1と下反転位置P2との間を往復払拭し、かつ下反転位置P2で所定時間停止するように、ワイパモータ18を間欠的に回転させる。また、洗浄制御ECU76は、ワイパスイッチ86の接点位置が自動作動位置の場合、レインセンサ74が検知した水滴の量に応じて出力される信号によりワイパモータ18の回転速度を制御する。
また図2に示すように、車両56の前端部には、車両56の前端部に設けられた車載センサ66の表面又はセンシング面へ向けて洗浄液を噴射可能なように、洗浄部の一例としてのウォッシャ装置90のノズル92が設けられている。また、フロントウインドシールドガラス12の下端部付近には、フロントウインドシールドガラス12へ向けて洗浄液を噴射するノズル94が設けられている。ノズル92,94は、何れも図1及び図2に示すウォッシャタンク96、ウォッシャポンプ98、モータ100、ホース102,104,106、マルチバルブ108と共にウォッシャ装置90を構成している。
洗浄液を貯留するウォッシャタンク96は車両56のエンジンルームに設けられ、ウォッシャタンク96の底部には、一端がマルチバルブ108に接続され、ウォッシャタンク96内の洗浄液をノズル92に供給するためのウォッシャポンプ98が中間部に設けられたホース102の他端が配設されている。マルチバルブ108とノズル92との間はホース104で接続されており、マルチバルブ108とノズル94との間はホース106で接続されている。マルチバルブ108の出力側にはノズル92,94に対応して個別に開閉制御可能な複数のバルブが設けられている。なお、モータ100を有するウォッシャポンプ98は、ウォッシャタンク96に直接取り付けられていてもよい。その場合、ホース102は一端がウォッシャポンプに接続され、他端がマルチバルブ108に接続される。
洗浄制御ECU76は、ウォッシャポンプ98を駆動するモータ100と電圧変調部110及びウォッシャポンプ駆動部112を介して接続されると共に、マルチバルブ108と接続されている。電圧変調部110は、洗浄制御ECU76から指示された大きさの作動電圧をモータ100に供給する。ウォッシャポンプ駆動部112は、洗浄制御ECU76からモータ100の作動タイミング及び作動時間が指示され、指示された作動タイミングで指示された時間だけモータ100をオンさせる。また、洗浄制御ECU76は、マルチバルブ108のバルブを切り替えることで、ノズル92,94から選択的に洗浄液を噴射させる。
なお、本実施形態では、一方向に速度制御可能に回転するモータ100を用いているが、これに限らない。例えば、正逆方向に速度制御可能に回転するモータを用いてもよい。その場合、正逆方向に速度制御可能に回転するモータを有するウォッシャポンプは、2つのアウトレットを備え、一方のアウトレットはホース102を介してマルチバルブ108に接続され、他方のアウトレットはホースを介して、例えば車両後方に設けられるリヤウインドシールドガラスに洗浄液を供給するリヤノズルに接続される。
次に本実施形態の作用として、まず図4を参照し、車両56のイグニッションスイッチがオンされている間、洗浄制御ECU76によって実行される走行風推定処理について説明する。
走行風推定処理のステップ150において、洗浄制御ECU76は、ワイパ装置10が作動しているか否か判定する。ワイパモータ18の駆動力によってワイパブレード28,30がフロントウインドシールドガラス12上を往復払拭している場合には、ステップ150の判定が肯定されてステップ152へ移行する。
ステップ152において、洗浄制御ECU76は、ワイパブレード28,30が下反転位置P2から上反転位置P1へ移動するOPEN動作の期間、及び、ワイパブレード28,30が上反転位置P1から下反転位置P2へ移動するCLOSE動作の期間の各々における、ワイパモータ18を流れる実効電流値を電流検出部84から取得する。なお、電流検出部84から取得する実効電流値は第1情報の一例である。
一例として図5に示すように、車両56が走行している場合、車両56の走行に伴う走行風は、OPEN動作においては、ワイパブレード28,30及びワイパアーム24,26の移動を後押しする揚力として作用し、CLOSE動作において、ワイパブレード28,30及びワイパアーム24,26の移動を妨げる抗力として作用する。そして、走行風によってワイパブレード28,30及びワイパアーム24,26に作用する力に応じてワイパモータ18の負荷が変化し、負荷の変化に応じてワイパモータ18を流れる電流が変化する。
このため、洗浄制御ECU76は、OPEN動作の期間におけるワイパモータ18の実効電流を、CLOSE動作の期間におけるワイパモータ18の実効電流で除した、実効電流の比率を演算し、演算した実効電流の比率から、例として図6に示すようなマップを用いて走行風の推定値(第1の走行風推定値)を演算する。走行風の大きさは車両56の速度の自乗に比例することから、図6に示すマップでは、走行風の大きさの変化に対して実効電流の比率の変化が二次曲線を示している。
なお、走行風の推定値の演算には、ワイパモータ18の実効電流の比率に代えてワイパモータ18の最大電流の比率を用いてもよいし、ワイパモータ18の電圧の比率や、消費電力量の比率、ワイパモータ18の駆動におけるデューティ比の積分値の比率等から走行風の推定値を演算することも可能である。
一方、ワイパブレード28,30が下反転位置P2又は格納位置P3(これらの位置を停止位置という)に停止している場合には、ステップ150の判定が否定されてステップ154へ移行する。ワイパブレード28,30が下反転位置P2に停止している場合、洗浄制御ECU76は、以下の位置保持制御を行う。
すなわち、洗浄制御ECU76は、回転位置センサ54によって検出されるワイパブレード28,30の位置が停止位置に一致しているか否かを監視する。ワイパブレード28,30の位置が停止位置に一致している場合、洗浄制御ECU76はワイパモータ18を駆動しない。また、ワイパブレード28,30の位置が停止位置から上方向にずれた場合、洗浄制御ECU76は、ワイパブレード28,30が下方向へ停止位置まで移動するようにワイパモータ18を駆動する。また、ワイパブレード28,30の位置が停止位置から下方向にずれた場合、洗浄制御ECU76は、ワイパブレード28,30が上方向へ停止位置まで移動するようにワイパモータ18を駆動する。この位置保持制御により、ワイパブレード28,30は、走行風などの外力が加わったとしても、停止位置に停止している状態で維持される。
ステップ154において、洗浄制御ECU76は、上述した位置保持制御時と並行して、例えば、位置保持制御でのワイパモータ18の駆動頻度及びワイパモータ18を駆動した際のワイパモータ18の実効電流に基づいて、走行風の推定値(第1の走行風推定値)を演算する。具体的には、ワイパモータ18の駆動頻度が高くなるに従って第1の走行風推定値が大きくなり、ワイパモータ18の実効電流が大きくなるに従って第1の走行風推定値が大きくなるように、第1の走行風推定値を演算することができる。
ステップ152又はステップ154で第1の走行風推定値を演算するとステップ156へ移行し、ステップ156において、洗浄制御ECU76は、車速センサ70から車両56の速度を取得すると共に、加速度センサ72から車両56の加速度を取得し、取得した車両の速度及び加速度に基づいて走行風の推定値(第2の走行風推定値)を演算する。前述のように、走行風の大きさは車両56の速度の自乗に比例するので、車両56の速度から第2の走行風推定値を演算することができる。また、車両56の加速度は、例えば積分して車両56の速度を演算することで、車速センサ70から取得した車両56の速度の確からしさの検定に用いることができる。
次のステップ158において、洗浄制御ECU76は、ステップ152又はステップ154で演算した第1の走行風推定値と、ステップ156で演算した第2の走行風推定値と、の差が所定値以上か否か判定する。ステップ158の判定が否定された場合、第1の走行風推定値の確からしさが比較的高いと判断できるので、ステップ160へ移行し、洗浄制御ECU76は、現在の走行風推定値として第1の走行風推定値を設定し、メモリ76B又は記憶部76Cに記憶させる。
一方、ステップ158の判定が肯定された場合には、第1の走行風推定値に比較的大きな誤差が含まれている可能性もあるので、ステップ162において、洗浄制御ECU76は、現在の走行風推定値として前回の走行風推定値を設定し、メモリ76B又は記憶部76Cに記憶させる。ステップ160又はステップ162の処理を行うとステップ150に戻り、ステップ150以降を繰り返す。この走行風推定処理により、現在の走行風推定値が繰り返し更新設定される。
なお、上述した走行風推定処理では、現在の走行風推定値として第1の走行風推定値を設定しているが、これに限定されるものではなく、第2の走行風推定値を用いて第1の走行風推定値を補正した推定値を現在の走行風推定値として設定してもよい。一例として、第1の走行風推定値をW1、第2の走行風推定値をW2としたときに、
現在の走行風推定値←W1+((W2−W1)÷2) …(1)
上記の(1)式のように、走行風推定値W2,W1の差の二分の一の値を走行風推定値W1に加算した値を、現在の走行風推定値に設定するようにしてもよい。
現在の走行風推定値←W1+((W2−W1)÷2) …(1)
上記の(1)式のように、走行風推定値W2,W1の差の二分の一の値を走行風推定値W1に加算した値を、現在の走行風推定値に設定するようにしてもよい。
次に図7を参照し、車両56のイグニッションスイッチがオンされている間、洗浄制御ECU76によって実行される洗浄処理について説明する。なお、図7に示す洗浄処理は、ウォッシャ装置90が洗浄対象としている車載センサ66が車両56に複数設けられている場合、個々の洗浄対象の車載センサ66に対して各々実行される。
洗浄処理のステップ180において、洗浄制御ECU76は、ADAS−ECU64が洗浄対象の車載センサ66から取得してメモリ等に記憶している検出情報をADAS−ECU64から取得する。例えば洗浄対象の車載センサ66がカメラである場合、その検出情報はカメラによって撮影された画像情報であり、洗浄対象の車載センサ66がライダである場合、その検出情報はライダのセンシング面に分布する複数の受光センサ毎の受光量、受光時刻(物体との距離)を含む情報である。
次のステップ182において、洗浄制御ECU76は、洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合を評価する評価値を演算する。洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合の評価値としては、一例として、洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合(透過率)を全体的に評価する評価値を適用することができる。例えば、洗浄対象の車載センサ66がカメラである場合には、その検出情報である画像全体の平均輝度又は最小輝度を、一例として0〜100の数値範囲内で規格化した値を洗浄対象の汚れ度合の評価値として適用してもよい。また、例えば、洗浄対象の車載センサ66がライダである場合には、その検出情報に含まれる複数の受光センサ毎の受光量の平均値又は最小値を、一例として0〜100の数値範囲内で規格化した値を洗浄対象の汚れ度合の評価値として適用してもよい。
また、評価値の演算は、一つの時刻の検出情報を用いることに限られるものではなく、ADAS−ECU64から以前に取得した検出情報を記憶部76Cに蓄積記憶しておき、今回取得した検出情報を、過去の一つの時刻又は複数の時刻の検出情報と比較し、検出情報の時系列の変化に基づいて洗浄対象の汚れ度合の評価値を算出してもよい。この洗浄対象の汚れ度合の評価値は、洗浄対象への付着物の付着に関する指標の一例である。
ステップ184において、洗浄制御ECU76は、洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合の評価値を所定値と比較することで、洗浄対象の車載センサ66に汚れが有るか否か判定する。なお、上記の所定値は車載センサ66の種類(カメラかライダか)に応じて値を相違させてもよい。洗浄対象の車載センサ66に対応する洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合の評価値が所定値以上(汚れ度合が小さい)の場合には、ステップ184の判定が否定されて洗浄処理を終了する。
また、洗浄対象の車載センサ66の汚れ度合の評価値が所定値未満(汚れ度合が大きい)の場合には、ステップ184の判定が肯定されてステップ186へ移行する。ステップ186において、洗浄制御ECU76は、現在の走行風推定値をメモリ76B又は記憶部76Cから取得する。次のステップ188において、洗浄制御ECU76は、例として図8に示すような走行風と洗浄液の噴射圧との関係を規定するマップを用いて、ステップ186で取得した現在の走行風推定値に対応する洗浄液の噴射圧を算出する。
走行風が大きくなるに従って洗浄液の着水位置のずれが大きくなることから、図8に示すマップでは、走行風推定値の増加に対して洗浄液の噴射圧が線形に増加するように、両者の関係を規定している。但し、走行風推定値と洗浄液の噴射圧との関係は、図8に示す関係に限られるものではなく、例として図9に示すように、走行風推定値の増加に対して洗浄液の噴射圧が段階的に増加するマップを用いてもよい。
また、洗浄対象の車載センサ66が複数存在している場合、個々の車載センサ66が設置されている箇所における走行風の大きさは、車両56の車体の形状等に起因して相違していることがある。このため、洗浄対象の個々の車載センサ66毎に設置箇所における走行風の相違を反映したマップを設け、洗浄液の噴射圧を算出するようにしてもよい。
そしてステップ190において、洗浄制御ECU76は、洗浄対象の車載センサ66へ向けて、ステップ188で算出した噴射圧でノズル92から洗浄液を噴射させ、洗浄処理を終了する。具体的には、洗浄制御ECU76は、ステップ188で算出した噴射圧に応じた大きさの作動電圧がモータ100に供給されるように電圧変調部110へ指示を出力すると共に、モータ62が所定時間オンされるようにウォッシャポンプ駆動部112へ指示を出力し、ノズル92へ洗浄液が供給されるようにマルチバルブ108のバルブの開閉を制御する。
これにより、ノズル92からステップ188で算出した噴射圧で洗浄対象の車載センサ66へ洗浄液が噴射されることで、洗浄対象の車載センサ66が洗浄される。また、走行風推定値が大きくなるに従って、ノズル92から噴射される洗浄液の噴射圧が大きくなるように制御しているので、走行風が大きい場合にも洗浄液の着水位置が洗浄対象の車載センサ66からずれることが抑制され、洗浄対象の車載センサ66を着実に洗浄することができる。また、ワイパモータ18を流れる電流に基づいて走行風を推定するので、風速計を設けて走行風を計測する場合と比較して、車両56の構成が複雑になることを回避することができる。また、車両56に搭載する部品点数を抑制することもできる。
なお、上記ではワイパモータ18を流れる電流に基づいて走行風を推定する(第1の走行風推定値を算出する)態様を説明したが、これに限定されるものではない。ワイパ装置において、ワイパブレードのびびり振動を検出してびびり振動を抑制又は除去することを目的として、ワイパアーム又はワイパブレードに加速度センサを設けることは既に提案されている(例えば特開2018−79804号公報)。ワイパ装置10が、びびり振動の検出を目的としてワイパアーム24,26又はワイパブレード28,30に加速度センサが設けられた構成である場合、この加速度センサの検出情報(第2情報の一例)に基づいて走行風を推定するようにしてもよい。
また、上記ではワイパブレード28,30が停止位置に位置している際に、ワイパアーム24,26及びワイパブレード28,30が走行風を受ける構成を前提とした態様を説明した。しかし、車両によっては、ワイパブレード28,30が停止位置に位置している際に、ワイパアーム24,26及びワイパブレード28,30が車両のボンネットを覆うフードの陰に位置することで、走行風を受けない、又は走行風の影響が抑制される構成も存在する。
このような車両において、ワイパ装置10が作動していない期間に走行風を推定する場合には、まず、ワイパブレード28,30が停止位置から走行風を受ける所定位置まで移動するようにワイパモータ18を駆動する。次に、ワイパブレード28,30が所定位置に位置している状態で、ワイパモータ18を流れる電流等の、走行風の推定に必要な情報を取得する。そして、ワイパブレード28,30が停止位置まで移動するようにワイパモータ18を駆動すると共に、走行風の推定を行うようにしてもよい。
また、上記では走行風の推定に、ワイパモータ18を流れる電流、車両56の速度及び加速度を用いる態様を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、環境状況受信部68が路側の情報提供システムから受信した、車両56の現在地の風の情報(例えば風速や風向)を含む車両56の環境状況を表す情報をADAS−ECU64経由で取得し、取得した環境状況を表す情報も用いて走行風を推定するようにしてもよい。環境状況を表す情報に含まれる車両56の現在地の風の情報は、例えば第1の走行風推定値の確からしさの検定に用いてもよいし、第1の走行風推定値の補正に用いてもよいし、車両56の速度及び加速度と共に第2の走行風推定値の算出に用いてもよい。
また、上記では走行風推定値が大きくなるに従って、ウォッシャポンプ98を駆動するモータ100に供給する作動電圧を高くすることで、ノズル92から噴射される洗浄液の噴射圧を大きくする態様を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図9に示すように、走行風推定値が大きくなるに従って、ウォッシャポンプ98を駆動するモータ100の作動時間を長くすることで、ノズル92からの洗浄液の噴射時間を長くするようにしてもよい。
例えば洗浄対象の車載センサ66が設けられた位置などの局所的な箇所における走行風の大きさには時間的なゆらぎ(経時的な変動)が生じていることが多く、走行風が大きくなると走行風の大きさの時間的なゆらぎの振幅も大きくなってくる影響で、洗浄液の着水位置も時間的なゆらぎ(変動)が生ずる可能性がある。これに対し、走行風推定値が大きくなるに従ってノズル92からの洗浄液の噴射時間を長くすることで、ノズル92から噴射された洗浄液のうち目標着水位置(例えば洗浄対象の車載センサ66のセンシング面の中心部)に着水する洗浄液の液量を多くすることができ、洗浄対象の車載センサ66を着実に洗浄することができる。また、走行風の大きさに応じて、洗浄液の噴射圧及び噴射時間を各々制御するようにしてもよい。
また、上記では、
トリガ(1):洗浄対象の汚れ度合の評価値が所定値未満になった
ことを契機として、洗浄対象の洗浄を行う態様を説明したが、洗浄対象の洗浄を行う契機は、トリガ(1)に限られるものではなく、一例として、
トリガ(2):イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わった
トリガ(3):イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わった
トリガ(4):降雨を検出した
トリガ(5):所定速度以上で所定時間以上の走行が継続した
トリガ(6):車両が緊急事態に陥った
上記のトリガ(2)〜トリガ(6)の少なくとも1つを契機として洗浄対象の洗浄を行うようにしてもよい。
トリガ(1):洗浄対象の汚れ度合の評価値が所定値未満になった
ことを契機として、洗浄対象の洗浄を行う態様を説明したが、洗浄対象の洗浄を行う契機は、トリガ(1)に限られるものではなく、一例として、
トリガ(2):イグニッションスイッチがオフからオンに切り替わった
トリガ(3):イグニッションスイッチがオンからオフに切り替わった
トリガ(4):降雨を検出した
トリガ(5):所定速度以上で所定時間以上の走行が継続した
トリガ(6):車両が緊急事態に陥った
上記のトリガ(2)〜トリガ(6)の少なくとも1つを契機として洗浄対象の洗浄を行うようにしてもよい。
更に、上記では洗浄対象の一例として車載センサ66を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば車両56のヘッドランプやテールランプ、アウタミラーなどのように車載センサが設けられていない部位を洗浄対象としてもよい。
また、上記ではワイパモータ18をブラシ付モータとしたが、これに限定されず、ブレシレスモータであってもよい。また、ウォッシャポンプ98を駆動するモータについてもブラシ付モータでもブラシレスモータでもよい。
10…ワイパ装置、12…フロントウインドシールドガラス、14…ワイパ、16…ワイパ、18…ワイパモータ、24,26…ワイパアーム、28,30…ワイパブレード、56…車両、66…車載センサ、68…環境状況受信部、70…車速センサ、72…加速度センサ、76…洗浄制御ECU、90…ウォッシャ装置、92…ノズル、98…ウォッシャポンプ、100…モータ、110…電圧変調部、112…ウォッシャポンプ駆動部
Claims (8)
- 車両のうち走行風を受ける位置に設けられた洗浄対象へ向けて洗浄液を噴射する洗浄部と、
前記車両のウインドシールドを払拭するためのワイパブレードが連結されたワイパアームを回動させる駆動源の負荷を表す第1情報、及び、前記ワイパアーム又は前記ワイパブレードの負荷を表す第2情報の少なくとも一方に基づいて、前記車両が受ける走行風を推定する走行風推定部と、
前記走行風推定部によって推定された走行風に応じて前記洗浄部からの洗浄液の噴射を制御する制御部と、
を含む車両用洗浄装置。 - 前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って前記洗浄部からの洗浄液の噴射を強くする請求項1記載の車両用洗浄装置。
- 前記走行風推定部は、車速検出部によって検出された前記車両の速度、加速度検出部によって検出された前記車両の加速度、及び、環境状況取得部によって取得された前記車両の環境状況の少なくとも1つも用いて、前記走行風の推定を行う請求項1又は請求項2記載の車両用洗浄装置。
- 前記走行風推定部は、前記第1情報及び前記第2情報の少なくとも一方に基づいて推定した走行風の第1の推定値の確からしさを、前記車両の速度、前記車両の加速度及び前記車両の環境状況の少なくとも1つを用いて検定するか、走行風の前記第1の推定値を、前記車両の速度、前記車両の加速度及び前記車両の環境状況の少なくとも1つに基づいて推定した走行風の第2の推定値で補正することで、前記走行風の推定を行う請求項3記載の車両用洗浄装置。
- 前記環境状況取得部は、前記車両の環境状況としての前記車両の現在地の風の情報を含む情報を路側システムから受信する請求項3記載の車両用洗浄装置。
- 前記洗浄部は、前記洗浄対象に洗浄液を噴射するノズルと、該ノズルへ洗浄液を供給するウォッシャポンプと、を含み、
前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って、前記ウォッシャポンプの駆動電圧を高くする請求項1〜請求項5の何れか1項記載の車両用洗浄装置。 - 前記洗浄部は、前記洗浄対象に洗浄液を噴射するノズルと、該ノズルへ洗浄液を供給するウォッシャポンプと、を含み、
前記制御部は、前記走行風推定部によって推定された走行風が大きくなるに従って、前記ウォッシャポンプの駆動時間を長くする請求項1〜請求項5の何れか1項記載の車両用洗浄装置。 - 前記洗浄対象への付着物の付着を検出する検出部を更に含み、
前記制御部は、前記検出部によって前記洗浄対象への付着物の付着が検出された場合に、前記洗浄部から洗浄液を噴射させる請求項1〜請求項7の何れか1項記載の車両用洗浄装置。
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---|---|---|---|---|
KR20220064704A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 한국공학대학교산학협력단 | Adas에 적용되는 보호렌즈, 보호렌즈 모듈 및 보호렌즈 모듈의 제어방법 |
EP4043299A1 (en) | 2021-02-15 | 2022-08-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cleaning apparatus |
CN115384449A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-25 | 经纬恒润(天津)研究开发有限公司 | 一种雷达清洗方法、装置和雷达设备 |
CN115675372A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-02-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | 应用于车辆的车窗除雨方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2018
- 2018-06-29 JP JP2018124417A patent/JP2020001601A/ja active Pending
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