JP2020001601A - 車両用洗浄装置 - Google Patents

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。

特開２００２−７９９１８号公報

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。

車両用洗浄装置を含む車載システムの概略構成を示すブロック図である。 車両の側面図である。 ワイパの概略構成図である。 走行風推定処理の一例を示すフローチャートである。 走行風によりワイパ装置に加わる負荷を説明するためのイメージ図である。 ワイパモータの負荷から走行風を推定するマップの一例を示す線図である。 洗浄処理の一例を示すフローチャートである。 走行風から洗浄液の噴射圧を決定するマップの一例を示す線図である。 走行風から洗浄液の噴射圧を決定するマップの他の例を示す線図である。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。