JP2020032837A - 車載センサカバーの洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサカバーの外表面に付着した汚れ物質を、その汚れ物質の種類に拘わらず適切に除去する。【解決手段】センサカバー２５の洗浄装置３０は、複数種類の噴射部（洗浄液噴射部３１、圧縮空気噴射部３６）と、それらの噴射部の作動を制御する制御装置５０とを備える。複数種類の噴射部は、洗浄媒体の種類（洗浄液、圧縮空気）毎に設けられ、かつ同洗浄媒体をセンサカバー２５の外表面２８に噴射する。制御装置５０は、ＧＰＳによる車両１０の位置情報を取得し、同位置情報と、少なくともインターネット４６を介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報とに基づき、車両１０の周囲の気象状態を予測する。制御装置５０は、予測した気象状態に応じた種類の洗浄媒体を選択し、複数種類の噴射部のうち、選択した種類の洗浄媒体を噴射対象とするものを作動させて、同洗浄媒体をセンサカバー２５の外表面２８に噴射させる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されたセンサカバーの外表面に付着した汚れ物質を除去する車載センサカバーの洗浄装置に関する。

車両の周辺の状況を検出するために、ミリ波レーダ装置、赤外線センサ等の光学センサが車両に搭載される傾向にある。ミリ波レーダ装置は、ミリ波を車外へ向けて送信し、先行車両、歩行者等を含む車外の対象物に当たって反射されたミリ波を受信する。赤外線センサは、赤外線を車外へ向けて送信し、車外の対象物に当たって反射された赤外線を受信する。これらのミリ波及び赤外線は、車両と上記対象物との距離や相対速度の検出に用いられる。上記光学センサがそれぞれむき出しの状態で配置されると、それらが車両の外方からは見えてしまい、見栄えが損なわれる。そのため、ミリ波レーダ装置を隠し、かつミリ波を透過するセンサカバーがミリ波の送信方向におけるミリ波レーダ装置の前方に配置される。また、赤外線センサを隠し、かつ赤外線を透過するセンサカバーが、赤外線の送信方向における赤外線センサの前方に配置される。

上記センサカバーの厚み方向における両面のうち、車外に露出する外表面に粉塵等の汚れ物質が付着すると、ミリ波や赤外線の透過が汚れ物質によって妨げられ、光学センサの検出性能が低下する。そのため、センサカバーの外表面に洗浄液、圧縮空気等の洗浄媒体を噴射することにより、汚れ物質を除去する洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２２４０３２号公報

ところが、上記特許文献１を含め、従来の洗浄装置では、センサカバーに付着する汚れ物質の種類に拘わらず同一種類の洗浄媒体を噴射している。そのため、汚れ物質の種類によっては、これをセンサカバーから除去できなかったり、汚れ物質が一度除去された後に再付着したりするおそれがある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサカバーの外表面に付着した汚れ物質を、その汚れ物質の種類に拘わらず適切に除去することのできる車載センサカバーの洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決する車載センサカバーの洗浄装置は、車両に組み込まれた光学センサを覆うセンサカバーの厚み方向における両面のうち、車外に露出する外表面に付着した汚れ物質を、少なくとも洗浄液及び圧縮空気を含む複数種類の洗浄媒体を用いて除去する車載センサカバーの洗浄装置であって、前記洗浄媒体の種類毎に設けられ、かつ同洗浄媒体を前記センサカバーの外表面に噴射する噴射部と、ＧＰＳによる前記車両の位置情報を取得し、同位置情報と、少なくともインターネットを介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報とに基づき、前記車両の周囲の気象状態を予測し、予測した気象状態に応じた種類の前記洗浄媒体を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、選択した種類の洗浄媒体を噴射対象とするものを作動させて、同洗浄媒体を前記センサカバーの外表面に噴射させる制御装置とを備えている。

上記の構成によれば、制御装置は、ＧＰＳによる車両の位置情報を取得する。制御装置は、取得した位置情報と、少なくともインターネットを介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報とに基づき、車両の周囲の気象状態を予測する。制御装置は、予測した気象状態に応じた種類の洗浄媒体を選択し、複数種類の噴射部のうち、選択した種類の洗浄媒体を噴射対象とするものを作動させる。作動した噴射部からは、洗浄媒体が、センサカバーの厚み方向における両面のうち、車外に露出する外表面に噴射される。このように、複数種類の噴射部のうち、作動の対象となるものが、車両の周囲の予測された気象状態に応じて切り替えられる。

従って、センサカバーに付着する汚れ物質の種類に拘わらず同一種類の洗浄媒体が噴射される従来技術とは異なり、汚れ物質の種類に対応した種類の洗浄媒体によって、表現を変えると、汚れ物質を除去するのに適した種類の洗浄媒体によって、その汚れ物質をセンサカバーの外表面から除去することが可能である。その結果、センサカバーの外表面に付着した汚れ物質を、その汚れ物質の種類に拘わらず適切に除去することが可能となる。

上記車載センサカバーの洗浄装置において、前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で灰が降ると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものを作動させて、圧縮空気のみを前記センサカバーの外表面に噴射させることが好ましい。

ここで、車両の周囲で、火山灰等の灰が降る場合に、複数種類の噴射部のうち、仮に、洗浄液を噴射対象とするものから洗浄液が噴射されると、その洗浄液によって灰をセンサカバーから除去することが可能である。しかし、センサカバーの外表面に洗浄液が残った場合、その洗浄液に新たに灰が付着するおそれがある。

この点、上記の構成によれば、制御装置により、気象状態として、車両の周囲で灰が降ることが予測されると、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気が選択される。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものが作動させられて、圧縮空気のみがセンサカバーの外表面に噴射される。

従って、センサカバーの外表面に洗浄液が残って同外表面が濡れることが起こらない。そのため、灰がセンサカバーの外表面から除去された後に、新たに灰が同外表面に付着することが起こりにくい。

上記車載センサカバーの洗浄装置において、前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で黄砂が浮遊すると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気及び洗浄液を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものと、洗浄液を噴射対象とするものとをそれぞれ作動させて、圧縮空気及び洗浄液を前記センサカバーの外表面に噴射させることが好ましい。

上記の構成によれば、制御装置により、気象状態として、車両の周囲で黄砂が浮遊することが予測されると、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気及び洗浄液が選択される。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものと、洗浄液を噴射対象とするものとがそれぞれ作動させられる。圧縮空気及び洗浄液がセンサカバーの外表面に噴射され、センサカバーの外表面から黄砂が除去される。

上記車載センサカバーの洗浄装置において、圧縮空気を噴射対象とする噴射部により圧縮される前の空気を加熱する加熱部がさらに設けられており、前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲の気温が、零度以下に設定されたしきい値よりも低くなると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、前記加熱部と、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものとをそれぞれ作動させて、昇温した圧縮空気を前記センサカバーの外表面に噴射させることが好ましい。

上記の構成によれば、制御装置により、気象状態として、車両の周囲の気温が、零度以下に設定されたしきい値よりも低くなることが予測されると、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気が選択される。加熱部と、複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものとがそれぞれ作動させられる。圧縮空気を噴射対象とする噴射部からは、昇温した圧縮空気がセンサカバーの外表面に噴射される。センサカバーの外表面が暖められ、同外表面の氷結が抑制される。

上記車載センサカバーの洗浄装置において、前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で雨が降ると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものの作動を制御することで、圧縮空気の噴射及び噴射停止を一定の時間をおいて行わせることが好ましい。

上記の構成によれば、制御装置により、気象状態として、車両の周囲で雨が降ることが予測されると、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気が選択される。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものの作動が制御されることで、圧縮空気の噴射及び噴射停止が一定の時間をおいて行われる。すなわち、圧縮空気が間欠的に噴射される。従って、雨が降って水滴がセンサカバーの外表面に付着しても、その水滴は、上記のように一定の時間をおいて噴射及び噴射停止（間欠噴射）される圧縮空気により吹き飛ばされる。

上記車載センサカバーの洗浄装置において、前記制御装置は、インターネットを介して提供される気象情報に加え、前記車両と周辺車両との間で行われる車車間通信により、空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報を取得し、両気象情報と、ＧＰＳによる前記車両の位置情報とに基づき、前記車両の周囲の気象状態を予測することが好ましい。

上記の構成によれば、制御装置では、ＧＰＳによる車両の位置情報が取得される。また、インターネットを介して提供される気象情報に加え、車両と周辺車両との間で行われる車車間通信により、空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報が取得される。両気象情報と、車両の位置情報とに基づき、車両の周囲の気象状態が予測される。従って、車車間通信による気象情報が加わる分、より多くの気象情報に基づき車両の周囲の気象状態を予測することが可能となり、より高い精度での予測が可能となる。

上記車載センサカバーの洗浄装置によれば、センサカバーの外表面に付着した汚れ物質を、その汚れ物質の種類に拘わらず適切に除去することができる。

車載センサカバーの洗浄装置を具体化した一実施形態を示す図であり、同洗浄装置が搭載された車両前部を車両前方から見た部分正面図。 一実施形態における車載センサカバーの洗浄装置と、同装置が組み込まれた車両前部とを示す部分側断面図。 一実施形態において制御装置によって行われる「センサカバーの洗浄処理」を示すフローチャート。 同じく「センサカバーの洗浄処理」を示すフローチャート。

以下、車載センサカバーの洗浄装置を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の記載においては、車両の前進方向を前方とし、後進方向を後方として説明する。また、上下方向は車両の上下方向を意味し、左右方向は車幅方向であって車両の前進時の左右方向と一致するものとする。

図１及び図２に示すように、車両１０の前部にはエンジンルーム１１が設けられている。エンジンルーム１１の上側には、同エンジンルーム１１を開放及び閉鎖するフード１２が配置されている。エンジンルーム１１の前部には、ラジエータ１３が配置されている。ラジエータ１３は、液冷式エンジン（図示略）を冷却すべく、エンジン冷却水から大気に放熱させる熱交換器であり、ラジエータサポート部材１４によって支持されている。なお、図２では、ラジエータ１３は上部のみが図示されている。

ラジエータ１３の前方にはバンパリインフォースメント１５が配置され、さらに、その前側にはバンパアブソーバ１６が配置されている。これらのバンパリインフォースメント１５及びバンパアブソーバ１６は、フロントバンパ１７における一部の構成部材として用いられている。バンパリインフォースメント１５は、フロントバンパ１７の骨格部材であり、金属材料によって形成されている。バンパアブソーバ１６は、発泡ＰＰ等の弾性材によって形成されている。

車両１０の前部であって、ラジエータ１３よりも前側には、走行風等の外気をラジエータ１３に導くフロントグリル１８が配置されている。ラジエータ１３内のエンジン冷却水は、フロントグリル１８を通過して、ラジエータ１３に前方から導かれた外気との熱交換によって冷却される。このエンジン冷却水の冷却によって、エンジン（図示略）のオーバーヒートが抑制される。また、フロントグリル１８は、車両１０の意匠性を高める役割も有している。

フロントグリル１８の一部は、左右一対のヘッドランプ１９間であって、両ヘッドランプ１９よりも下方に配置されたロアグリル２１によって構成されている。
車両１０の前端部であって、ロアグリル２１よりも高い箇所には、光学センサとしてそれぞれ機能するミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３が配置されている。ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３は、ステー２４を介して上記ラジエータサポート部材１４に取り付けられている。

ミリ波レーダ装置２２は、ミリ波を車外へ向けて送信し、先行車両、歩行者等を含む車外の対象物に当たって反射されたミリ波を受信する。赤外線センサ２３は、赤外線を車外へ向けて送信し、車外の対象物に当たって反射された赤外線を受信する。これらのミリ波及び赤外線は、車両１０と上記対象物との距離や相対速度の検出に用いられる。

なお、ミリ波レーダ装置２２は、雨や霧、雪といった悪天候に強く、光学センサの他の方式と比較して測定可能距離が長いといった特徴を有している。赤外線センサ２３は、ミリ波レーダ装置２２よりも近い距離離れた対象物を検出対象とする。

上記ロアグリル２１の上方となる箇所には、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３を前側から覆う板状のセンサカバー２５が配置されている。センサカバー２５において、少なくともミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の前方となる箇所は、ミリ波及び赤外線の両方の透過性を有している。センサカバー２５において、ミリ波及び赤外線の透過領域から外れた箇所、例えば下部には、車幅方向に延びる開口部２６が形成されている。さらに、センサカバー２５において、上記開口部２６の前方となる箇所には、蓋部２７が形成されている。

センサカバー２５の厚み方向（前後方向）における両面のうち、前側の面は、車外に露出する外表面２８によって構成されている。この外表面２８に粉塵等の汚れ物質が付着すると、その汚れ物質によってミリ波及び赤外線の透過が妨げられ、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の検出性能が低下する。そのため、上記外表面２８に付着した汚れ物質を、複数種類の洗浄媒体を用いて除去する洗浄装置３０が設けられている。洗浄媒体としては、洗浄液及び圧縮空気が用いられている。さらに、本実施形態では、洗浄液として水が用いられている。

洗浄装置３０は、洗浄液を上記外表面２８に噴射する洗浄液噴射部３１と、圧縮空気を上記外表面２８に噴射する圧縮空気噴射部３６とを備えている。
洗浄液噴射部３１は、洗浄液を収容するタンク３２と、タンク３２の側部に設けられて、洗浄液を圧送するポンプ３３と、図２において二点鎖線で示すホース３４を介してポンプ３３の吐出口に接続されたノズル３５とを備えている。ノズル３５は、その噴射口を上方へ向けた状態で上記開口部２６に配置されている。

圧縮空気噴射部３６は、電動モータ３７の駆動により空気を圧縮して吐出するエアポンプ３８と、図２において二点鎖線で示すホース３９を介してエアポンプ３８に接続され、かつエアポンプ３８から吐出された圧縮空気を噴出するノズル４１とを備えている。ノズル４１は、その噴射口を上方へ向けた状態で上記開口部２６に配置されている。

ノズル３５，４１は、図１に示すように、車幅方向に並べられた状態で配置されているが、図２では、図示の都合上、上下に並べられた状態で図示されている。
さらに、エアポンプ３８には、電動モータ３７により圧縮される前の空気を加熱する加熱部４２が設けられている。本実施形態では、加熱部４２は、通電により加熱する電気ヒータによって構成されている。

車両１０には、ＧＰＳ受信機４３が設けられている。ＧＰＳは、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略である。ＧＰＳ受信機４３は、ＧＰＳ衛星４４から送信される情報（時報と軌道情報）を受信し、その情報に基づいて、車両１０の位置を計算（測位）する。

車室内の運転席の近傍には、後述する運転モードとして、自動運転モードを選択する際に運転者によって操作される自動運転スイッチ４５が設けられている。
車両１０には、インターネット４６に接続するための通信機能を有する通信装置４７が設けられている。通信装置４７は、インターネット４６を介して提供されている気象情報を、無線通信により取得することが可能である。この気象情報には、空気中を浮遊する粉塵に関する情報が含まれている。また、粉塵には、火山灰等の灰及び黄砂が含まれている。

車両１０には、加減速、制動、操舵等の運転操作を運転者に代わって自動的に行って同車両１０を走行させる自動運転制御装置（以下、単に「制御装置５０」という）が搭載されている。なお、ここでいう自動運転には、指定された目的地まで車両１０を完全に自動で走行させるものが含まれるほか、例えば、車線逸脱防止支援機能、車間制御機能、車線制御機能等のように、車両１０の走行に係る運転操作の一部を担う運転支援を受ける走行も含まれる。

制御装置５０は、車両１０の現在地と道路地図データとを比較しながら、目的地までの経路に従って車両１０を走行させる。また、周辺車両等の他の交通や、信号、標識、道路形状、障害物といった周辺状況を把握し、適切な走行に必要な加減速、制動、操舵等の動作を決定する。そして、決定した動作に応じて、各種アクチュエータを作動させ、車両１０を走行させる。

制御装置５０は、自動運転レベル３に対応する自動運転機能を有している。この自動運転機能を実現するために、自動運転モード及び手動運転モードが運転モードとして設定されている。自動運転モードでは、運転者に代わり、少なくとも上記光学センサ（ミリ波レーダ装置２２、赤外線センサ２３）の検出結果に基づき、運転操作が自動で行なわれる。手動運転モードでは、運転操作が運転者により、ステアリングホイール等を介して手動で行なわれる。

さらに、上記制御装置５０は、センサカバー２５の外表面２８に汚れ物質が付着した場合に、上述した洗浄媒体を用いて汚れ物質を除去することにより同外表面２８を洗浄する。制御装置５０は、上記ＧＰＳ受信機４３、自動運転スイッチ４５、通信装置４７等から入力される情報に基づき、ポンプ３３、エアポンプ３８（電動モータ３７）、加熱部４２等の作動を通じて、センサカバー２５の洗浄処理を行う。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用及び効果について説明する。図３及び図４のフローチャートは、制御装置５０によって行なわれる各種制御のうち、例えば、車両１０のエンジンが始動される毎に実行されて、センサカバー２５の外表面２８を洗浄する「センサカバーの洗浄処理」を示している。この「センサカバーの洗浄処理」は、２種類のカウンタＣ１，Ｃ２に基づいて実行される。これらのカウンタＣ１，Ｃ２は、いずれも洗浄の回数を計測するためのものであり、いずれの初期値（エンジン始動時の値）も「０」である。

制御装置５０は、まずステップ１０１において、光学センサとしてのミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３がそれぞれ正常に動作しているかどうかを判定する。例えば、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３が正常に動作した場合に採り得る計測値の範囲を予め設定しておき、この範囲と実際の計測値とを比較する。実際の計測値が上記範囲に属している場合には正常であると判定し、上記範囲の下限値よりも小さい場合には異常であると判定する。異常と判定される場合としては、例えば、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の少なくとも一方が故障した場合が代表的であるが、そのほかにも、センサカバー２５の外表面２８に汚れ物質が付着している場合も該当する。ミリ波レーダ装置２２から送信されたミリ波が汚れ物質に当たって反射されたり、赤外線センサ２３から送信された赤外線が汚れ物質に当たって反射されたりした場合には、計測値が通常よりも小さくなるからである。

上記ステップ１０１の判定条件が満たされていないと、ステップ１０２においてカウンタＣ１に「１」を加算する。ステップ１０３において、加算後のカウンタＣ１が、予め定められた値、ここでは「３」であるかどうかを判定する。この値は、「３」よりも大きな値に設定されてもよい。

ステップ１０３の判定条件が満たされていない、すなわち、カウンタＣ１が「１」又は「２」である場合には、ステップ１０４において、洗浄液噴射部３１におけるポンプ３３を作動させて、ノズル３５から洗浄液を噴射させる。ステップ１０５において、圧縮空気噴射部３６におけるエアポンプ３８（電動モータ３７）を作動させて、ノズル４１から圧縮空気を噴射させる。センサカバー２５の外表面２８に汚れ物質が付着している場合には、洗浄液及び圧縮空気が吹き付けられることによって、汚れ物質が除去されて同外表面２８が洗浄される場合がある。ステップ１０５の実行後、ステップ１０１へ戻る。

ステップ１０４，１０５の両処理が行われたにも拘わらず、ステップ１０１の条件が満たされない場合には、ステップ１０２〜１０５の処理が繰り返される。そして、ステップ１０３の判定条件が満たされると、すなわち、カウンタＣ１が「３」であると、図４のステップ１０６へ移行し、運転モードとして手動運転モードを設定する。これは、洗浄液の噴射及び圧縮空気の噴射を２回ずつ行ったが、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の少なくとも一方が正常に作動しない。このことから、センサカバー２５に汚れ物質が強力に付着しているか、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の少なくとも一方が故障している可能性が高く、車両１０の状態が自動運転モードでの運転に適していないからである。ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３のうち故障しているものによって検出された値が自動運転モードに用いられると、自動運転が適正に行われないおそれがある。そのため、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の検出値を利用しない手動運転モードに移行する。

次に、ステップ１０７において、カウンタＣ１，Ｃ２をともに「０」にリセット（初期化）した後、「センサカバーの洗浄処理」における一連の処理を終了する。
これに対し、図３におけるステップ１０１の判定条件が満たされていると、ステップ１０８において、運転者により、自動運転スイッチ４５の操作を通じて自動運転モードが選択されたかどうかを判定する。

ステップ１０８の判定条件が満たされていると、ステップ１０９において、運転モードとして自動運転モードを設定し、満たされていないと、上述したステップ１０６，１０７の処理を実行した後、「センサカバーの洗浄処理」における一連の処理を終了する。

上記ステップ１０９の処理を実行した後、ステップ１１０において、通信装置４７がインターネット４６に接続されているかどうかを判定する。ステップ１１０の判定条件が満たされていると、ステップ１１１へ移行し、満たされていないと、上述したステップ１０６，１０７の処理を実行した後、「センサカバーの洗浄処理」における一連の処理を終了する。ステップ１１１では、インターネット４６を介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報が含まれる気象情報を、通信装置４７を通じて取得する。

引き続き行われる図４のステップ１１２〜１１５では、上記ステップ１１１で取得した気象情報を解析し、その解析結果と、ＧＰＳによる車両１０の位置情報とに基づき、車両１０の周囲の気象状態を予測する。ＧＰＳによる車両１０の位置情報とは、ＧＰＳ受信機４３が、ＧＰＳ衛星４４から送信される情報に基づいて計算（測位）した車両１０の位置情報である。ステップ１１６〜１１９では、予測した気象状態に応じた種類の洗浄媒体を選択し、複数種類の噴射部（この場合、洗浄液噴射部３１、圧縮空気噴射部３６）のうち、決定した種類の洗浄媒体を噴射対象とするものを作動させて、同洗浄媒体をセンサカバー２５の外表面２８に噴射させる。洗浄媒体の選択に際しては、汚れ物質の除去により上記外表面２８に傷を付けにくく、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の検出性能に影響を及ぼしにくいものが選ばれる。

具体的には、ステップ１１２では灰が降る気象状態であるかどうかを判定し、ステップ１１３では、風により黄砂が浮遊する気象状態であるかどうかを判定する。ステップ１１４では、気温が、零度以下に設定されたしきい値（例えば−５℃）よりも低い気象状態であるかどうかを判定し、ステップ１１５では、雨が降る気象状態であるかどうかを判定する。

ステップ１１２の判定条件が満たされていると、ステップ１１６で、気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択する。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とする圧縮空気噴射部３６におけるエアポンプ３８（電動モータ３７）を作動させて、ノズル４１から圧縮空気を噴射させる。この噴射された圧縮空気により、センサカバー２５の外表面２８に付着している灰を除去することが可能である。

ここで、車両１０の周囲で火山灰等の灰が降る場合に、複数種類の噴射部のうち、仮に洗浄液噴射部３１から洗浄液が噴射されると、その洗浄液によって灰をセンサカバー２５から除去することが可能である。しかし、センサカバー２５の外表面２８に洗浄液が残った場合、その洗浄液に新たに灰が付着（再付着）するおそれがある。

この点、エアポンプ３８を作動させて、圧縮空気のみを上記外表面２８に噴射させる本実施形態では、同外表面２８に洗浄液が残って同外表面２８が濡れることが起こらない。そのため、灰が外表面２８から除去された後に、新たに灰が同外表面２８に付着する現象（再付着）を抑制することができる。

ステップ１１２の判定条件が満たされず、かつステップ１１３の判定条件が満たされている（黄砂浮遊）と、ステップ１１７で、気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気及び洗浄液を選択する。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とする圧縮空気噴射部３６におけるエアポンプ３８（電動モータ３７）と、洗浄液を噴射対象とする洗浄液噴射部３１におけるポンプ３３との両者を作動させる。これらの作動により、ノズル４１から圧縮空気を噴射させるとともに、ノズル３５から洗浄液を噴射させる。これらの噴射された圧縮空気及び洗浄液により、センサカバー２５の外表面２８に付着している黄砂を除去することが可能である。ただし、この場合には、汚れ物質中に含まれる埃が多いと考えられることから、汚れ物質が主として圧縮空気によって除去され、除去しきれない汚れ物質が洗浄液によって補助的に除去されることが望ましい。

また、上記のように、圧縮空気及び洗浄液の両者が噴射されるため、いずれか一方が噴射された場合に比べ、汚れ物質を短時間で除去することが可能である。
ステップ１１２，１１３の判定条件がともに満たされず、かつステップ１１４の判定条件が満たされていると、すなわち、気温が−５℃よりも低いと、ステップ１１８で、気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択する。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とする圧縮空気噴射部３６におけるエアポンプ３８（電動モータ３７）を作動させる。また、このときには加熱部４２も併せて作動させる。これらの作動により、昇温された圧縮空気がノズル４１から噴射される。ここで、空気は、加熱部４２により、＋１５℃以上に昇温されることが望ましい。この噴射された圧縮空気により、センサカバー２５の外表面２８を暖め、水分の付着を阻止し、同外表面２８が氷結するのを抑制することが可能である。

ステップ１１２，１１３，１１４の判定条件がいずれも満たされず、かつステップ１１５の判定条件が満たされている（降雨）と、ステップ１１９で、気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択する。複数種類の噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とする圧縮空気噴射部３６におけるエアポンプ３８（電動モータ３７）の作動を制御する。この制御により、ノズル４１からの圧縮空気の噴射及び噴射停止を一定の時間をおいて行わせる。表現を変えると、ノズル４１から圧縮空気を間欠噴射させる。従って、雨が降って水滴が汚れ物質としてセンサカバー２５の外表面２８に付着しても、その水滴を、上記のように一定の時間をおいて噴射及び噴射停止（間欠噴射）される圧縮空気により吹き飛ばすことが可能である。雨滴が外表面２８に溜まるのを抑制することが可能である。

上記ステップ１１２，１１３，１１４，１１５の判定条件が全て満たされていないと、圧縮空気噴射部３６及び洗浄液噴射部３１による洗浄媒体の噴射を行うことなく、次のステップ１２０へ移行する。また、上記ステップ１１６，１１７，１１８，１１９のいずれかの処理を行った場合にも、ステップ１２０へ移行する。

ステップ１２０では、上述したステップ１０１と同様に、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３がそれぞれ正常に作動しているかどうかを判定する。
ステップ１２０の判定条件が満たされていると、ステップ１０７の処理を実行した後、「センサカバーの洗浄処理」における一連の処理を終了する。従って、運転モードとしては、自動運転モードが維持される。これに対し、ステップ１２０の判定条件が満たされていないと、ステップ１２１においてカウンタＣ２に「１」を加算する。ステップ１２２において、加算後のカウンタＣ２が、予め定められた値、ここでは「３」であるかどうかを判定する。この値は、「３」よりも大きな値に設定されてもよい。

ステップ１２２の判定条件が満たされていない、すなわち、カウンタＣ２が「１」又は「２」である場合には、ステップ１２３において、ポンプ３３を作動させて、ノズル３５から洗浄液を噴射させる。ステップ１２４において、エアポンプ３８（電動モータ３７）を作動させて、ノズル４１から圧縮空気を噴射させる。ステップ１２４の実行後、ステップ１２０へ戻る。センサカバー２５の外表面２８に汚れ物質が付着している場合には、洗浄液及び圧縮空気が吹き付けられることによって、その汚れ物質が除去される場合がある。

従って、例えば、車両１０の自動運転中に、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の少なくとも一方の検出性能が低下しても、その原因が汚れ物質の外表面２８への付着である場合には、上記ステップ１２３，１２４の処理により、検出性能を改善することが可能である。

ステップ１２３，１２４の処理が行われたにも拘わらず、ステップ１２０の条件が満たされない場合、ステップ１２１〜１２４の処理を繰り返す。そして、ステップ１２２の判定条件が満たされると、すなわち、カウンタＣ２が「３」であると、上述したステップ１０６へ移行し、運転モードを手動運転モードに設定する。これは、洗浄液の噴射及び圧縮空気の噴射を２回ずつ行ったが、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３のうち、検出性能が低下したものについて検出性能の改善が見られず、前方監視が不十分となるおそれがあり、自動運転モードでの運転に適していないからである。

続いて、上記ステップ１０７の処理を実行した後、「センサカバーの洗浄処理」における一連の処理を終了する。
ここで、車両１０の自動運転の成否は、光学センサ（本実施形態ではミリ波レーダ装置２２、赤外線センサ２３）の検出性能により左右される。そのため、光学センサが検出性能を維持することが重要となってくる。

この点、上述した図３及び図４で示される「センサカバーの洗浄処理」が行われると、ＧＰＳによる車両１０の位置情報が取得される。取得された位置情報と、インターネット４６を介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報とに基づき、車両１０の周囲の気象状態が予測される（ステップ１１２〜１１５）。予測された気象状態に応じた種類の洗浄媒体が選択され（ステップ１１６〜１１９）、複数種類の噴射部のうち、選択された種類の洗浄媒体を噴射対象とするものが作動させられる（ステップ１１６〜１１９）。作動した噴射部からは、洗浄媒体がセンサカバー２５の外表面２８に噴射される。

このように、本実施形態では、複数種類の噴射部のうち、作動の対象となるものが、車両１０の周囲の予測された気象状態に応じて切り替えられる。従って、センサカバー２５に付着する汚れ物質の種類に拘わらず同一種類の洗浄媒体が噴射される従来技術（特許文献１を含む）とは異なり、汚れ物質の種類に対応した種類の洗浄媒体によって、表現を変えると、汚れ物質を除去するのに適した種類の洗浄媒体によって、その汚れ物質をセンサカバー２５の外表面２８から除去することができる。その結果、上記外表面２８から汚れ物質を、その汚れ物質の種類に拘わらず適切に除去することができる。汚れ物質の除去により、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の検出性能を良好に維持することができる。

本実施形態によると、上記以外にも、次の効果が得られる。
・黄砂、火山灰等の鉱物系の粉塵の主成分は、ケイ素等であり、ガラスと同程度の硬度を有する。そのため、ワイパー等の物理的な除去手段で汚れ物質を除去しようとすると、汚れ物質によってセンサカバー２５の外表面２８に傷が付くおそれがある。

この点、本実施形態では、流体（洗浄液、圧縮空気）を噴射するようにしている。汚れ物質の除去のために、センサカバー２５の外表面２８が擦られないため、同外表面２８に傷が付くのを抑制することができる。外表面２８に傷が付くことにより、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の検出性能が損なわれる現象を起こりにくくし、車両１０の自動運転を良好に継続させることが可能となる。

・洗浄媒体の１つとして空気を用い、これをエアポンプ３８によって圧縮して噴射させている。そのため、洗浄媒体として空気以外の流体を用いた場合とは異なり、噴射しても洗浄媒体（この場合、空気）が無くなることがない。

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
＜圧縮空気噴射部３６について＞
・圧縮空気噴射部３６として、エアポンプ３８によって生成された圧縮空気を一旦、図示しないタンクに貯留し、そのタンクからホース３９を介してノズル４１に圧縮空気を供給するようにしてもよい。

この場合、タンクからノズル４１までの圧縮空気の通路の途中に、電磁弁等からなる開閉弁を設ける。そして、開閉弁に対する通電及び通電停止を制御することにより上記通路を開閉し、圧縮空気をノズル４１から噴射させたり、噴射を停止させたりする。

＜光学センサについて＞
・光学センサとして、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３の一方のみが用いられてもよい。

また、光学センサとして、ミリ波レーダ装置２２及び赤外線センサ２３に代えて、又は加えて、別の種類の光学センサが用いられてもよい。該当する光学センサには、カメラが含まれてもよい。

＜加熱部４２について＞
・加熱部４２として、電気ヒータに代え、又は加え、エンジンの冷却水や排気熱が利用されてもよい。要は、加熱部４２は、エアポンプ３８によって圧縮される前の空気を加熱できるものであればよい。

＜洗浄媒体について＞
・洗浄液として、水とは異なる液体が用いられてもよい。
・センサカバー２５の外表面２８に付着した雨滴の除去よりも、同外表面２８に付着した泥の除去を優先させる場合には、圧縮空気に代えて洗浄液（水）を噴射させてもよい。

＜センサカバーの洗浄処理について＞
・図３におけるステップ１０３の判定条件が満たされた場合（Ｃ１＝３）、すなわち、洗浄液の噴射（ステップ１０４）及び圧縮空気の噴射（ステップ１０５）が繰り返されたにも拘わらず検出性能が改善しない場合、その旨や、手動運転モードが設定されることを運転者に報知する処理が追加されてもよい。

この場合、上記の報知に加え、手での汚れ物質の除去を、音声等により促してもよい。センサカバー２５の外表面２８が凍結していたり、同表面に汚れ物質が強固に付着していたりすることが原因で、ステップ１０１の判定条件が満たされない場合には、センサカバー２５上の氷や雪を含む汚れ物質を手で除去することで、同判定条件が満たされる場合もあり得るからである。

・図４におけるステップ１１２，１１４，１１５のいずれかの判定条件が満たされる場合、すなわち、汚れ物質を除去するために圧縮空気のみを噴射する場合には、ステップ１２３の処理（洗浄液の噴射）が省略されてもよい。

・車両１０と周辺車両との間で車車間通信が行われ、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報が車車間において、無線通信でやりとりされる場合には、制御装置５０は、インターネット４６を介して提供される気象情報（図３のステップ１１１）に加え、車車間通信によって気象情報を取得してもよい。そして、両気象情報と、ＧＰＳによる車両１０の位置情報とに基づき、車両１０の周囲の気象状態を予測してもよい。

このようにすると、車車間通信による気象情報が加わる分、より多くの気象情報に基づき車両１０の周囲の気象状態を予測することとなり、より高い精度での予測が可能となる。

＜その他＞
・気象状態を直接検出するセンサ、例えば雨滴センサ等が用いられ、その検出値が、気象状態の予測に際し、補助的に用いられてもよい。

・光学センサ（ミリ波レーダ装置２２、赤外線センサ２３）は、車両１０の前端部とは異なる外端部（例えば、後端部）に設置されて、車両１０の周辺の状況を検出するものであってもよい。光学センサの設置箇所の変更に伴い、センサカバー２５の設置箇所も変更される。この場合、センサカバー２５は、厚み方向における一方の面が車外に露出するように配置される。そして、この車外に露出する面が外表面２８となり、洗浄装置３０による洗浄の対象となる。

１０…車両、２２…ミリ波レーダ装置（光学センサ）、２３…赤外線センサ（光学センサ）、２５…センサカバー、２８…外表面、３０…洗浄装置、３１…洗浄液噴射部、３６…圧縮空気噴射部、４２…加熱部、４６…インターネット、５０…制御装置。

Claims (6)

1. 車両に組み込まれた光学センサを覆うセンサカバーの厚み方向における両面のうち、車外に露出する外表面に付着した汚れ物質を、少なくとも洗浄液及び圧縮空気を含む複数種類の洗浄媒体を用いて除去する車載センサカバーの洗浄装置であって、
   前記洗浄媒体の種類毎に設けられ、かつ同洗浄媒体を前記センサカバーの外表面に噴射する噴射部と、
   ＧＰＳによる前記車両の位置情報を取得し、同位置情報と、少なくともインターネットを介して提供され、かつ空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報とに基づき、前記車両の周囲の気象状態を予測し、予測した気象状態に応じた種類の前記洗浄媒体を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、選択した種類の洗浄媒体を噴射対象とするものを作動させて、同洗浄媒体を前記センサカバーの外表面に噴射させる制御装置と
   を備える車載センサカバーの洗浄装置。
2. 前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で灰が降ると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものを作動させて、圧縮空気のみを前記センサカバーの外表面に噴射させる請求項１に記載の車載センサカバーの洗浄装置。
3. 前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で黄砂が浮遊すると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気及び洗浄液を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものと、洗浄液を噴射対象とするものとをそれぞれ作動させて、圧縮空気及び洗浄液を前記センサカバーの外表面に噴射させる請求項１に記載の車載センサカバーの洗浄装置。
4. 圧縮空気を噴射対象とする噴射部により圧縮される前の空気を加熱する加熱部がさらに設けられており、
   前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲の気温が、零度以下に設定されたしきい値よりも低くなると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、前記加熱部と、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものとをそれぞれ作動させて、昇温した圧縮空気を前記センサカバーの外表面に噴射させる請求項１に記載の車載センサカバーの洗浄装置。
5. 前記制御装置は、前記気象状態として、前記車両の周囲で雨が降ると予測した場合、同気象状態に応じた洗浄媒体として圧縮空気を選択し、複数種類の前記噴射部のうち、圧縮空気を噴射対象とするものの作動を制御することで、圧縮空気の噴射及び噴射停止を一定の時間をおいて行わせる請求項１に記載の車載センサカバーの洗浄装置。
6. 前記制御装置は、インターネットを介して提供される気象情報に加え、前記車両と周辺車両との間で行われる車車間通信により、空気中を浮遊する粉塵に関する情報を含む気象情報を取得し、両気象情報と、ＧＰＳによる前記車両の位置情報とに基づき、前記車両の周囲の気象状態を予測する請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載センサカバーの洗浄装置。