JP2023106832A - 制御装置、制御方法及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータの融雪性能を発揮させる。【解決手段】ヒータ（３０）が通電されているときに検出される電圧値及び電流値に基づいて、ヒータ（３０）の抵抗値を演算するとともに、演算した抵抗値に基づいて、ヒータ（３０）の温度（Ｔｈ）を演算する温度演算部（４２）と、ヒータ（３０）を通電する加熱制御を実行するとともに、加熱制御の実行中に演算される温度（Ｔｈ）が所定の閾値温度（Ｔｖ）に達すると、ヒータ（３０）の通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行するヒータ制御部（４３）と、車両（１０）が所定速度（Ｖｈ）以上で走行する高速走行中に、過加熱防止制御が実行されると、閾値温度（Ｔｖ）を高温側に補正する閾値補正を実行する閾値補正部（４４）とを備えた。【選択図】図２

Description

本開示は、制御装置、制御方法及び、プログラムに関し、特に、融雪を行うヒータの制御に好適な技術に関するものである。

車両には、車両の周囲の物標にミリ波帯の電波を照射し、その反射波を受信することにより、車両に対する物標の相対位置や相対速度を検出するミリ波レーダが搭載される場合がある。このようなミリ波レーダは、例えば、フロントバンパ、フロントグリル、エンブレム等といった車両の前面を形成する電波透過性を有する部材（以下、前面部材という）の後方に配置される。

ミリ波レーダの電波を透過させる前面部材に水分を含んだ湿雪が付着すると、電波の透過性に影響が生じ、ミリ波レーダの性能を低下させる要因となる。このため、例えば、特許文献１には、前面部材にヒータを設け、ヒータによって前面部材を加熱することにより、前面部材の融雪を行うようにした装置が開示されている。

特開２０１９－１６６８８８号公報

ヒータを通電して融雪を行う際に、ヒータの熱劣化を防止するには、ヒータ温度が所定の閾値温度に達した場合に、ヒータを通電状態（ＯＮ状態）から非通電状態（ＯＦＦ状態）に切り替えることが望まれる。このような切り替え制御を行うには、ヒータ温度を取得する必要がある。ヒータ温度は、例えば、サーミスタ等の温度センサで直接的に取得することもできるが、ヒータの抵抗値の温度依存性に基づいて演算することもできる。

具体的には、ヒータがＯＮ状態のときに電圧・電流検出回路によって検出したヒータの電流値・電圧値に基づき、ヒータの抵抗値を演算するとともに、演算した抵抗値と温度との関係に基づいてヒータ温度を演算することがきる。ヒータ温度を抵抗値から演算すれば、温度センサが不要となり、コストの削減や装置の簡素化を図ることが可能になる。

しかしながら、ヒータの電熱線の抵抗値や抵抗温度係数には製造上のばらつきが存在し、電圧・電流検出回路の回路素子の抵抗値や抵抗温度係数にも製造上のばらつきが存在する。このため、これら抵抗値や抵抗温度係数のばらつきの組み合わせによっては、ヒータ温度を実際の温度よりも高温側に誤って演算してしまう場合がある。ヒータ温度が高温側に誤って演算されると、車両の高速走行時など、走行風によってヒータの実際の温度が閾値温度よりも低く抑えられる状況であっても、演算されるヒータ温度が閾値温度に達するようになる。その結果、ヒータがＯＮ状態からＯＦＦ状態に頻繁に切り替えられるようになり、ヒータが融雪性能を十分に発揮できなくなるといった課題がある。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本開示の目的の一つは、ヒータの融雪性能を効果的に発揮させることにある。

本開示の装置は、
車両（１０）の外面の一部を形成する部材（ＦＰ）の、少なくとも、前記車両（１０）に搭載されたレーダ（２０）の電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材（ＦＰ）の融雪を行うヒータ（３０）の制御装置（４０）であって、
前記ヒータ（３０）が通電されているときに検出される該ヒータ（３０）の電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータ（３０）の抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータ（３０）の温度（Ｔｈ）を演算する温度演算部（４２）と、
前記ヒータ（３０）を通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に前記温度演算部（４２）により演算される前記温度（Ｔｈ）が所定の閾値温度（Ｔｖ）に達すると、前記ヒータ（３０）の通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行するヒータ制御部（４３）と、
前記車両（１０）が所定速度（Ｖｈ）以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度（Ｔｖ）を高温側に補正する閾値補正を実行する閾値補正部（４４）と、を備えることを特徴とする。

本開示の方法は、
車両（１０）の外面の一部を形成する部材（ＦＰ）の、少なくとも、前記車両（１０）に搭載されたレーダ（２０）の電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材（ＦＰ）の融雪を行うヒータ（３０）の制御方法であって、
前記ヒータ（３０）が通電されているときに検出される該ヒータ（３０）の電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータ（３０）の抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータ（３０）の温度（Ｔｈ）を演算し、
前記ヒータ（３０）を通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に演算される前記温度（Ｔｈ）が所定の閾値温度（Ｔｖ）に達すると、前記ヒータ（３０）の通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行し、
前記車両（１０）が所定速度（Ｖｈ）以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度（Ｔｖ）を高温側に補正する閾値補正を実行することを特徴とする。

本開示のプログラムは、
車両（１０）の外面の一部を形成する部材（ＦＰ）の、少なくとも、前記車両（１０）に搭載されたレーダ（２０）の電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材（ＦＰ）の融雪を行うヒータ（３０）の制御装置（４０）のコンピュータに、
前記ヒータ（３０）が通電されているときに検出される該ヒータ（３０）の電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータ（３０）の抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータ（３０）の温度（Ｔｈ）を演算し、
前記ヒータ（３０）を通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に演算される前記温度（Ｔｈ）が所定の閾値温度（Ｔｖ）に達すると、前記ヒータ（３０）の通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行し、
前記車両（１０）が所定速度（Ｖｈ）以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度（Ｔｖ）を高温側に補正する閾値補正を実行する処理を実施させることを特徴とする。

以上の構成によれば、車両（１０）の高速走行により、ヒータ（３０）の温度上昇が抑えられるような状況で、過加熱防止制御が実行された場合には、過加熱防止制御の実行判定に用いる閾値温度（Ｔｖ）を高温側に補正する閾値補正を実行する。これにより、必要のない過加熱防止制御の実行が抑止されるようになり、ヒータ（３０）の融雪性能を効果的に発揮させることが可能になる。

本開示の他の態様において、
前記閾値補正部（４４）は、前記車両（１０）が所定速度（Ｖｈ）以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が所定時間内に所定の複数回以上実行された場合に、前記閾値補正を実行する。

本態様によれば、過加熱防止制御が所定の複数回以上実行された場合に閾値補正を実行することで、例えば、ヒータ推定温度（Ｔｈ）が何らかの要因で偶発的に閾値温度（Ｔｖ）に達してしまった場合に、不必要な閾値補正の実行を効果的に防止することができる。

本開示の他の態様において、
前記閾値補正部（４４）は、補正後の閾値温度（Ｔｖｃ）が前記ヒータ（３０）の耐熱温度（Ｔｍ）を超えないように前記閾値補正を実行する。

本態様によれば、閾値補正を実行した後、加熱制御によってヒータ（３０）が耐熱温度（Ｔｍ）を超えて加熱されることを防止でき、ヒータ（３０）の熱劣化を効果的に抑止することが可能になる。

本開示の他の態様において、
前記ヒータ制御部（４３）は、
前記車両（１０）の周囲の外気温（Ｔ）が、水分を含んだ湿雪が降る所定の温度範囲にあり、且つ、前記車両（１０）のフロントガラス（１１）を払拭するワイパ装置（１２）が作動する場合に、前記加熱制御を実行する。

本態様によれば、車両（１０）に雪が付着しやすい環境条件で加熱制御を実行することで、レーダ（２０）の性能低下を確実に防止することができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る車両を前方から視た模式図である。 本実施形態に係る制御装置の模式的な機能ブロック図である。 抵抗値とヒータ温度との関係を説明するグラフである。 本実施形態の加熱制御、過加熱防止制御及び、閾値補正の具体的な流れを説明するタイミングチャートである。 本実施形態に係る加熱制御及び、過加熱防止制御のルーチンを説明するフローチャートである。 本実施形態に係る閾値補正のルーチンを説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本実施形態に係る制御装置、制御方法及び、プログラムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［概略構成］
図１は、本実施形態に係る車両１０を前方から視た模式図である。車両１０は、フロントガラス１１を備えている。フロントガラス１１には、フロントガラス１１の外面を払拭するためのワイパ装置１２が設けられている。

車両１０の前部には、車幅方向に延びるフロントバンパ１３が取り付けられている。また、車両１０の前部のフロントバンパ１３よりも上方には、左右のヘッドライト１６Ｌ，１６Ｒが設けられている。車両１０の前部のうち、左右のヘッドライト１３Ｌ，１３Ｒの間には、走行風を取り込むためのフロントグリル１４が設けられている。フロントグリル１４の車幅方向の略中央には、装飾部品としてのエンブレム１５が設けられている。

車両１０には、車両１０の前方領域に存在する物標を検出するミリ波レーダ２０が搭載されている。ミリ波レーダ２０は、ミリ波帯の電波を照射し、照射範囲内に存在する物標によって反射された反射波を受信する。ミリ波レーダ２０は、照射したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及び、ミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、車両１０と物標との相対位置（方向、距離）及び、相対速度を取得する。ミリ波レーダ２０によって取得される物標の相対位置や相対速度は、例えば、車両１０の運転支援制御に用いられる。運転支援制御としては、追従制御（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）、車線維持制御（ＬＴＡ：Lane Tracing Asist）、車線変更制御（ＬＣＡ：Lane Change Assist）等が挙げられる。

ミリ波レーダ２０は、図示例ではエンブレム１５の後方に配置されている。ミリ波レーダ２０は、フロントバンパ１３、フロントグリル１４、エンブレム１５等といった車両１０の前面を構成する樹脂部材（以下、これらを単に前面部材ＦＰと称する）の後方に配置することができる。本実施形態において、これら前面部材ＦＰは、ミリ波レーダ２０から照射されるミリ波を透過させる電波透過性の部材で形成されている。

ミリ波レーダ２０から照射されるミリ波は、前面部材ＦＰを透過して物標に到達し、物標によって反射される反射波は、前面部材ＦＰを透過してミリ波レーダ２０に受信される。このため、前面部材ＦＰに水分を含んだ湿雪が付着又は堆積すると、電波の透過性に影響が生じ、ミリ波レーダ２０の性能を低下させる要因となる。本実施形態において、前面部材ＦＰには、前面部材ＦＰを加熱することにより、前面部品ＦＰの融雪を行うヒータ３０が設けられている。

ヒータ３０は、例えば電熱線であり、電力が供給されると、電熱線が発熱することにより前面部材ＦＰを加熱する。ヒータ３０は、前面部材ＦＰに埋設されてもよく、或いは、前面部材ＦＰの背面（後面）に取り付けられてもよい。ヒータ３０の発熱による熱が前面部材ＦＰを加熱することにより、前面部材ＦＰに雪が堆積している場合には、その雪を融雪除去することができ、前面部材ＦＰに雪が堆積していない場合には、その前面部材ＦＰに雪が付着することを防止することができる。

図２に示すように、ミリ波レーダ２０は、ヒータ駆動回路２１及び、電圧・電流検出回路２２を備えている。また、車両１０には、ＥＣＵ４０、駆動装置５１、操舵装置５２、制動装置５３、電源装置５４等が搭載されている。

ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主要部として備える。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略である。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム、ルーチン）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。ＥＣＵ４０は、車両１０の各種制御を行う中枢となる制御装置である。このため、ＥＣＵ４０には、駆動装置５１、操舵装置５２、制動装置５３、車速センサ６０、外気温センサ６１、ワイパ装置１２、ワイパスイッチ６２、ミリ波レーダ２０、ヒータ駆動回路２１、電圧・電流検出回路２２等が通信可能に接続されている。

駆動装置５１は、車両１０の駆動輪に伝達する駆動力を発生させる。駆動装置５１としては、例えば、エンジン、電動機が挙げられる。本実施形態において、車両１０は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハブリッド車（ＰＨＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＥＶ）、電気自動車（ＢＥＶ）、エンジン車の何れであってもよい。操舵装置５２は、例えば、電動パワーステアリング装置であって、車両１０の車輪に転舵力を付与する。制動装置５３は、例えば、ディスク式ブレーキ装置であって、車両１０の車輪に制動力を付与する。電源装置５４は、例えば、バッテリやオルタネータであって、車両１０に搭載された電装品、補器類等に電力を供給する。

車速センサ６０は、車両１０の走行速度（車速Ｖ）を検出し、検出した車速ＶをＥＣＵ４０に送信する。車速センサ６０は、車輪速センサであってもよい。外気温センサ６１は、車両１０の周囲の外気温Ｔを検出し、検出した外気温ＴをＥＣＵ４０に送信する。

ワイパスイッチ６２は、ワイパ装置１２を作動するためのスイッチであって、例えば、車両１０の不図示のステアリングコラムに配されている。ワイパスイッチ６２は、例えば、ワイパ装置１２を非作動とする「ＯＦＦ位置」、不図示のレインセンサが雨滴や湿雪等を検知した場合にワイパ装置１２を作動させる「ＡＵＴＯ位置」、ワイパ装置１２を低速で作動させる「ＬＯＷ位置」、ワイパ装置１２を高速で作動させる「ＨＩＧＨＴ位置」といった複数の操作位置に選択的に操作可能に構成されている。

ワイパスイッチ６２は、操作位置に応じた信号をＥＣＵ４０に送信する。ＥＣＵ４０は、受信した信号に応じてワイパ装置１２の作動を制御する。なお、以下では、ワイパスイッチ６２が「ＯＦＦ位置」に操作されているときにＥＣＵ４０に送信する信号を「ワイパＯＦＦ信号」と称する。また、ワイパスイッチ６２が「ＡＵＴＯ位置」、「ＬＯＷ位置」、「ＨＩＧＨＴ位置」の何れかの位置に操作されているときにＥＣＵ４０に送信する信号を、これらを纏めて単に「ワイパＯＮ信号」と称する。

ヒータ駆動回路２１は、不図示のリレーを有する。ヒータ駆動回路２１のリレーは、ＥＣＵ４０からの指示信号に応じて、通電状態と遮断状態とに選択的に切り替わる。以下では、リレーが通電状態の場合をヒータ駆動回路２１の「ＯＮ状態」、リレーが遮断状態の場合をヒータ駆動回路２１の「ＯＦＦ状態」という。ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態のときは、電源装置５４からヒータ３０に電力が供給され、ヒータ３０が発熱する。一方、ヒータ駆動回路２１がＯＦＦ状態のときは、電源装置５４とヒータ３０との接続が遮断され、ヒータ３０には電力が供給されない。

電圧・電流検出回路２２は、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とされているとき、すなわち、ヒータ３０が通電されているときのヒータ３０の電圧値Ｖ・電流値Ｉを検出する。電圧・電流検出回路２２によって検出されるヒータ３０の電圧値Ｖ・電流値Ｉは、ＥＣＵ４０に送信される。

［加熱制御及び、過加熱防止制御］
次に、加熱制御及び、過加熱防止制御について説明する。ＥＣＵ４０は、その機能に着目すると、融雪要求判定部４１、ヒータ温度演算部４２、ヒータ駆動制御部４３、閾値補正部４４を一部の機能要素として有する。これら機能要素は、一体のハードウェアであるＥＣＵ４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部をＥＣＵ４０とは別体のＥＣＵに設けることもできる。また、ＥＣＵ４０の機能要素の一部は、車両１０と通信可能な外部の情報処理装置等に設けることもできる。

融雪要求判定部４１は、車両１０の周囲の環境条件が、前面部材ＦＰに湿雪が付着又は堆積しやすい条件になっているか否か、すなわち融雪要求が高いか否かを判定する。一般に、外気温が例えば－５℃～＋５℃の温度下で降る湿雪は、前面部材ＦＰ等の車両１０の外面に付着しやすい特性がある。一方、外気温が例えば－５℃よりも低いときに降る湿度（含水率）が低い乾雪は、車両１０の外面に付着しにくい特性がある。また、ドライバは、水分を含んだ湿雪が降っているときにワイパ装置１２を作動させ、乾雪が降っているときは、フロントガラス１１に雪が付着しにくいため、ワイパ装置１２を作動させないと考えられる。

融雪要求判定部４１は、外気温センサ６１により検出される外気温Ｔが、水分を含んだ湿雪が降りやすい所定の温度範囲（例えば、－５℃～＋５℃）にある第１条件が成立し、且つ、ＥＣＵ４０がワイパスイッチ６２からワイパＯＮ信号を受信する第２条件が成立する場合に、融雪要求を高いと判定する。一方、融雪要求判定部４１は、第１条件及び、第２条件の少なくとも一方が成立しない場合、融雪要求を低い（高くない）と判定する。なお、融雪要求判定部４１は、第１条件が成立する場合に、第２条件が成立しなくても、ミリ波レーダ２０の反射波の受信強度が所定の下限値以下となった場合には、融雪要求を高いと判定してもよい。

ヒータ温度演算部４２は、ヒータ３０の抵抗値の温度依存性に基づき、ヒータ３０の温度（以下、ヒータ推定温度Ｔｈという）を演算する。具体的には、ヒータ温度演算部４２は、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とされているときに、電圧・電流検出回路２２が検出するヒータ３０の電圧値Ｖ・電流値Ｉに基づき、ヒータ３０の抵抗値Ｒを演算する。抵抗値Ｒは、例えば、電圧値Ｖを電流値Ｉで除することにより演算すればよい。また、ヒータ温度演算部４２は、演算したヒータ３０の抵抗値Ｒに基づいて、ヒータ推定温度Ｔｈを演算する。ヒータ推定温度Ｔｈは、抵抗値Ｒが大きくなるほど高い温度として演算される。ヒータ推定温度Ｔｈの演算手法は特に限定されず、予め実験的に求めた抵抗値Ｒとヒータ推定温度Ｔｈとの関係を規定するマップ（データテーブル）を参照することにより演算してもよく、或いは、抵抗値Ｒとヒータ推定温度Ｔｈとの関係式に基づいて演算することもできる。

ヒータ駆動制御部４３は、融雪要求判定部４１により融雪要求が高いと判定されると、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態にしてヒータ３０を通電することにより、ヒータ３０を発熱させる加熱制御を実行する。また、ヒータ駆動制御部４３は、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態とした後、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈが所定の閾値温度Ｔｖに達すると、ヒータ駆動回路２１を所定期間（例えば、数秒間）に亘ってＯＦＦ状態とする過加熱防止制御を実行する。閾値温度Ｔｖは、ヒータ３０の過加熱を防止するための閾値温度であって、ヒータ３０の電熱線の耐熱温度よりも所定温度だけ低い温度で設定される。このように、ヒータ温度Ｔｈが閾値温度Ｔｍに達した場合には、ヒータ駆動回路２１を所定期間に亘ってＯＦＦ状態とし、ヒータ３０の通電を中断する過加熱防止制御を実行することで、ヒータ３０の熱劣化が効果的に防止されるようになる。

ところで、ヒータ３０の電熱線の抵抗値や抵抗温度係数には製造上のばらつきが存在し、電圧・電流検出回路２２の回路素子の抵抗値や抵抗温度係数にも製造上のばらつきが存在する。このため、これら抵抗値や抵抗温度係数のばらつき（ばらつき平均に対するずれ）の組み合わせによっては、ヒータ温度演算部４２がヒータ推定温度Ｔｈを実際のヒータ温度よりも高温側に誤って演算してしまう場合がある。

より詳細を図３に基づいて説明する。図３に示すグラフにおいて、横軸はヒータ温度Ｔａであり、縦軸はヒータ３０の抵抗値と電圧・電流検出回路２２の抵抗値との総和の抵抗値Ｒである。また、Ｔｖは閾値温度、Ｔｍはヒータ３０の耐熱温度、Ｒｓは閾値温度Ｔｖに相当する抵抗値を示している。

図３中に実線で示すラインＬ_Ｍｄは、ヒータ３０及び、電圧・電流検出回路２２に抵抗値ばらつきが殆ど存在しない場合（抵抗値がばらつき平均の略中央にある場合）の抵抗値Ｒとヒータ温度Ｔａとの相関関係を示すラインである。なお、ラインＬ_Ｍｄには、ヒータ３０の抵抗値ばらつきがヒータ推定温度Ｔｈを高く演算させる側（以下、プラス側という）にあり、電圧・電流検出回路２２の抵抗値ばらつきがヒータ推定温度Ｔｈを低く演算させる側（以下、マイナス側という）にあり、これらのばらつきが互いに略相殺される関係にある場合も含まれる。さらに、ラインＬ_Ｍｄには、ヒータ３０の抵抗値ばらつきがマイナス側にあり、電圧・電流検出回路２２の抵抗値ばらつきがプラス側にあり、これらのばらつきが互いに略相殺される関係にある場合も含まれる。

車両１０が所定の高速度（例えば、５０～６０ｋｍ／ｈ以上）で走行する高速走行中は、前面部材ＦＰに走行風が当たり、ヒータ３０が走行風によって常時冷却されるため、ヒータ温度Ｔａは閾値温度Ｔｖよりも低い温度域でサチュレートすると考えられる。また、ラインＬ_Ｍｄの場合、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈは実際のヒータ温度Ｔａと略等しくなる。よって、ラインＬ_Ｍｄ、車両１０の高速走行中にヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに到達する可能性は極めて低くなる。すなわち、ラインＬ_Ｍｄの場合、車両１０の高速走行中はヒータ駆動回路２１が継続的にＯＮ状態に維持され、加熱制御が継続して実行されることで、ヒータ３０は融雪性能を十分に発揮できるようになる。

図３中に一点鎖線で示すラインＬ_Ｌ１は、ヒータ３０の抵抗値ばらつきがマイナス側にあり、電圧・電流検出回路２２の抵抗値ばらつきもマイナス側にある場合の抵抗値Ｒとヒータ温度Ｔａとの相関関係を示すラインである。また、図３中に一点鎖線で示すラインＬ_Ｌ２は、ヒータ３０又は電圧・電流検出回路２２の何れか一方の抵抗値ばらつきがマイナス側にあり、他方に抵抗値ばらつきが殆ど存在しない場合の抵抗値Ｒとヒータ温度Ｔａとの相関関係を示すラインである。

ラインＬ_Ｌ１及びラインＬ_Ｌ２の場合は、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈは実際のヒータ温度Ｔａよりも低くなる。このため、ラインＬ_Ｌ１及びラインＬ_Ｌ２の場合も、ラインＬ_Ｍｄの場合と同様、車両１０の高速走行中にヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに到達する可能性は極めて低くなり、ヒータ駆動回路２１が継続的にＯＮ状態に維持されることから、ヒータ３０は融雪性能を十分に発揮できるようになる。

図３中に破線で示すラインＬ_Ｈ１は、ヒータ３０の抵抗値ばらつきがプラス側にあり、電圧・電流検出回路２２の抵抗値ばらつきもプラス側にある場合の抵抗値Ｒとヒータ温度Ｔａとの相関関係を示すラインである。また、図３中に破線で示すラインＬ_Ｈ２は、ヒータ３０又は電圧・電流検出回路２２の何れか一方の抵抗値ばらつきがプラス側にあり、他方に抵抗値ばらつきが殆ど存在しない場合の抵抗値Ｒとヒータ温度Ｔａとの相関関係を示すラインである。

ラインＬ_Ｌ１及びラインＬ_Ｌ２の場合は、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈは実際のヒータ温度Ｔａよりも高くなる。このため、特に、抵抗値ばらつきが何れもプラス側のラインＬ_Ｌ１の場合は、車両１０の高速走行中に走行風の冷却効果によって、実際のヒータ温度Ｔａが閾値温度Ｔｖよりも低く抑えられていたとしても、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに容易に到達することになる。その結果、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態とを頻繁に繰り返すことになり、ヒータ３０が融雪性能を十分に発揮できなくなるといった課題がある。

本実施形態のＥＣＵ４０は、このような課題を解決すべく、車両１０の高速走行中に、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態とを繰り返した場合には、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実施する閾値補正部４４を備えている。以下、閾値補正の詳細について説明する。

［閾値補正］
閾値補正部４４は、融雪要求判定部４１により融雪要求が高いと判定され、且つ、ヒータ駆動制御部４３によりヒータ駆動回路２１がＯＮ状態にされると、車速センサ６０の検出結果に基づき、車両１０が所定の高速度Ｖｈ以上で高速走行をしているか否かを判定する。ここで、所定の高速度Ｖｈは、特に限定されないが、通電により発熱するヒータ３０の温度上昇が、走行風の冷却効果によって閾値温度Ｔｖ以下に抑えられる速度を予め実験的に求めることにより設定すればよい。所定の高速度Ｖｈは、例えば、５０～６０ｋｍ／ｈである。なお、車両１０が高速走行中か否か、例えば、ＧＰＳ信号から得られる車両１０の現在位置とナビゲーションシステムの地図データとに基づき、車両１０が高速度Ｖｈ以上の速度で走行可能な道路を走行していることを取得した場合に、高速走行中と判定してもよい。

閾値補正部４４は、ヒータ駆動制御部４３によりヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とされ、且つ、車両１０が所定の高速度Ｖｈ以上で走行中と判定すると、ヒータ温度演算部４２により演算されるヒータ推定温度Ｔｈが所定の閾値温度Ｔｖに達したか否か、すなわち、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられたか否かを判定する。ヒータ駆動回路２１がＯＦＦ状態に切り替えられた場合、閾値補正部４４は、所定時間（例えば、約４分間）が経過するまでに、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えられる切り替え回数Ｎを逐次カウントする。そして、閾値補正部４４は、所定時間が経過するまでにカウントした切り替え回数Ｎが所定の閾値回数Ｎｍ（例えば、２０回）に達すると、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実行する。

ここで、閾値補正は、一回の補正につき一定の補正量を閾値温度Ｔｖに加算することにより行ってもよく、或いは、切り替え回数Ｎが閾値回数Ｎｍに達するまでの時間が短いほど、大きな補正量を閾値温度Ｔｖに加算することにより行ってもよい。何れの場合も、閾値温度Ｔｖに加算する補正量は、ヒータ３０の耐熱温度Ｔｍを上限値とし、補正後の閾値温度（以下、補正後閾値温度Ｔｖｃ）が耐熱温度Ｔｍを超えない補正量を基準に設定すればよい。

このように、車両１０の高速走行によりヒータ３０の温度上昇が抑えられるような状況で、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態とを繰り返す場合には、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実行する。これにより、ヒータ３０及び電圧・電流検出回路２２の抵抗値のばらつきに起因して、ヒータ推定温度Ｔｈが高温側に演算されて閾値温度Ｔｖを超えることが防止され、その結果、ヒータ温度演算部４２によって演算されるヒータ推定温度Ｔｈは、閾値温度Ｔｖに到達しないようになる。すなわち、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態に維持されるようになる。これにより、ヒータ３０の融雪性能を効果的に発揮させることが可能になる。

次に、図４に示すタイミングチャートに基づいて、本実施形態の加熱制御、過加熱防止制御及び、閾値補正の具体的な流れを説明する。なお、図４に示すタイミングチャートは、ヒータ３０及び電圧・電流検出回路２２の抵抗値ずれ量が何れもプラス側にある場合、或いは、ヒータ３０又は電圧・電流検出回路２２の何れか一方の抵抗値ずれ量がプラス側にあり、他方に抵抗値ずれ量が殆ど存在しない場合の一例である。

時刻ｔ０にて、車両１０のイグニッションスイッチ又はパワースイッチがＯＮされると、融雪要求判定部４１は、外気温センサ６１により検出される外気温Ｔが所定の温度範囲（例えば、－５℃～＋５℃）にある第１条件が成立するか否かを判定する。第１条件が成立する場合、融雪要求判定部４１は、ＥＣＵ４０がワイパスイッチ６２からワイパＯＮ信号を受信する第２条件が成立するか否かを判定する。

時刻ｔ１にて、第２条件が成立すると、融雪要求判定部４１は、融雪要求を高いと判定する。融雪要求判定部４１が融雪要求を高いと判定すると、ヒータ駆動制御部４３はヒータ駆動回路２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替える。すなわち、ヒータ３０を通電する加熱制御を開始する。なお、ワイパ装置１２を作動させるタイミングは、ドライバによって様々であり、降雪状態によっても異なる。このため、第２条件が成立するタイミングは、車両１０の走行開始前又は走行開始後の何れでもよいが、図示例では車両１０の走行開始前に成立したものとする。

時刻ｔ２にて、車両１０が走行を開始し、時刻ｔ３にて車両１０の車速Ｖが所定の高速度Ｖｈ以上となり、時刻ｔ４にて、ヒータ温度演算部４２により演算されるヒータ推定温度Ｔｈが所定の閾値温度Ｔｖに達した場合、ヒータ駆動制御部４３は、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替える過加熱防止制御を開始する。ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わると、閾値補正部４４は、切り替え回数Ｎのカウント値を１とする。

時刻ｔ４から開始した過加熱防止制御は、ヒータ駆動回路２１を所定期間（例えば、数秒間）ＯＦＦ状態にすると終了する。過加熱防止制御の実行中、ヒータ推定温度Ｔｈは次第に低下する。過加熱防止制御を終了した時刻ｔ５にて、融雪要求判定部４１が依然として融雪要求を高いと判定している場合、すなわち、第１条件及び第２条件が何れも成立する場合、ヒータ駆動制御部４３は、ヒータ駆動回路２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えることにより、時刻ｔ５から加熱制御を再開する。以降、ヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに到達した場合は過加熱防止制御を開始し、過加熱防止制御の終了時に融雪要求が高いと判定された場合は加熱制御を再開する処理を繰り返し実行する。

時刻ｔ３にて車速Ｖが所定の高速度Ｖｈ以上となったとき、又は、時刻ｔ４にて切り替え回数Ｎを１とカウントしたときから、所定時間が経過するよりも前に、時刻ｔ６にて切り替え回数Ｎが所定の閾値回数Ｎｍ（例えば、２０回）に達すると、閾値補正部４４は、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実行する。閾値補正を実行した後は、ヒータ駆動制御部４３は、高温側に補正された補正後閾値温度Ｔｖｃに基づき、加熱制御及び、過加熱防止制御を実行することになる。すなわち、時刻ｔ７以降は、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態に維持、又は、ＯＦＦ状態への切り替え頻度を抑えられるようになり、ヒータ３０の融雪性能を効果的に発揮させることが可能になる。

次に、図５に示すフローチャートに基づいて、ＥＣＵ４０のＣＰＵが実行する加熱制御及び、過加熱防止制御のルーチンを説明する。本ルーチンは、車両１０のイグニッションスイッチ又はパワースイッチのＯＮにより開始される。

ステップＳ１００では、ＥＣＵ４０は、外気温センサ６１により検出される外気温Ｔが、水分を含んだ湿雪が降りやすい所定の温度範囲にある第１条件が成立するか否かを判定する。第１条件が成立する場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０はその処理をステップＳ１１０に進める。一方、第１条件が成立しない場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ４０は、ワイパスイッチ６２からワイパＯＮ信号を受信する第２条件が成立するか否かを判定する。第２条件が成立する場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０はその処理をステップＳ１２０に進める。一方、第２条件が成立しない場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

ステップＳ１２０では、ＥＣＵ４０は融雪要求を高いと判定する。次いで、ステップＳ１２５では、ＥＣＵ４０は、ヒータ駆動回路２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えることにより、ヒータ３０を通電する加熱制御を開始する。

ステップＳ１３０では、ＥＣＵ４０は、電圧・電流検出回路２２の検出結果に基づき、ヒータ３０の電圧値Ｖ及び、電流値Ｉを取得する。次いで、ステップＳ１４０では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３０で取得して電圧値Ｖ及び、電流値Ｉに基づき、ヒータ３０の抵抗値Ｒを演算する。

ステップＳ１５０では、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３０で演算した抵抗値Ｒに基づき、ヒータ推定温度Ｔｈを演算する。次いで、ステップＳ１６０では、ＥＣＵ４０は、ヒータ推定温度Ｔｈが所定の閾値温度Ｔｖに達したか否かを判定する。ヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに達した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１８０に進める。一方、ヒータ推定温度Ｔｈが閾値温度Ｔｖに達していない場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１７０に進める。

ステップＳ１７０では、ＥＣＵ４０は、第１条件及び、第２条件が何れも成立するか否か、すなわち、融雪要求が依然として高いか否かを判定する。融雪要求を高いと判定した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１２５に戻し、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態に維持、すなわち加熱制御を継続する。一方、融雪要求を低いと判定した場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１７４に進め、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えることにより加熱制御を終了し、その後、本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

ステップＳ１８０では、ＥＣＵ４０は、ヒータ駆動回路２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替えることにより、過加熱防止制御を実行する。ステップＳ１８２では、ＥＣＵ４０は、所定期間が経過したか否かを判定する。所定期間が経過していない場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１８０に戻し、ヒータ駆動回路２１をＯＦＦ状態に維持、すなわち、過加熱防止制御を継続する。一方、所定期間が経過した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１８４に進める。

ステップＳ１８４では、ＥＣＵ４０は、第１条件及び、第２条件が何れも成立するか否か、すなわち、融雪要求が依然として高いか否かを判定する。融雪要求を高いと判定した場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ１２５に戻し、加熱制御を再開する。一方、融雪要求を低いと判定した場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

次に、図６に示すフローチャートに基づいて、ＥＣＵ４０のＣＰＵが実行する閾値補正のルーチンを説明する。本ルーチンは、図５に示す加熱制御及び、過加熱防止制御のルーチンと並行して実行される。具体的には、図５に示すステップＳ１２５にて、ヒータ駆動回路２１がＯＮ状態に切り替わると、ＥＣＵ４０は、図６に示す閾値補正のルーチンを開始する。

ステップＳ２００では、ＥＣＵ４０は、車速センサ６０の検出結果に基づき、車両１０が所定の高速度Ｖｈ以上で高速走行しているか否かを判定する。車両１０が高速度Ｖｈ以上で高速走行している場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ２０５に進める。一方、車両１０が高速走行していない場合（Ｎｏ）、すなわち、車両１０が所定の高速度Ｖｈよりも低速で走行又は停止している場合、ＥＣＵ４０は、本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ４０は、ＥＣＵ内蔵のタイマにより経過時間を計時する。ステップＳ２１０では、ＥＣＵ４０は、ヒータ駆動回路２１がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替えられる切り替え回数Ｎをカウントする。切り替え回数Ｎは、過加熱防止制御の繰り返し回数に相当し、図５のステップＳ１８０の処理を実行した回数をカウントすることにより得ることができる。なお、ステップＳ２０５の計時を開始する処理は、ステップＳ２１０にて、切り替え回数Ｎを１とカウントしたときから開始してもよい。

ステップＳ２２０では、ＥＣＵ４０は、タイマにより計時した経過時間が所定時間に達するよりも前に、切り替え回数Ｎが所定の閾値回数Ｎｍに達したか否かを判定する。切り替え回数Ｎが閾値回数Ｎｍに達したと判定した場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ２３０に進める。一方、切り替え回数Ｎが閾値回数Ｎｍに達していないと判定した場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ２４０に進める。

ステップＳ２２０にて、切り替え回数Ｎが閾値回数Ｎｍに達していると判定した場合（Ｙｅｓ）、ヒータ３０や電圧・電流検出回路２２の抵抗値ばらつきがプラス側にあると推測される。この場合、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２３０に進み、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実行する。次いで、ステップＳ２６０では、経過時間及び、切り替え回数Ｎをリセット（ゼロに設定）し、その後、本ルーチンを一旦終了（リターン）する。

ステップＳ２４０では、経過時間が所定時間に達したか否かを判定する。経過時間が所定時間に達していない場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、その処理をステップＳ２００に戻す。すなわち、車両１０の高速走行中は、所定時間が経過するまで、経過時間の計時及び、切り替え回数Ｎのカウントを継続する。一方、経過時間が所定時間に達した場合（Ｙｅｓ）、ヒータ３０や電圧・電流検出回路２２に抵抗値ばらつきが存在しないか、或いは、抵抗値ばらつきがマイナス側にあると推測される。この場合、ＥＣＵ４０は、閾値補正を実行することなく、その処理をステップＳ２６０に進め、経過時間及び、切り替え回数Ｎをリセットし、その後、本ルーチンを一旦終了（リターン）する。以降、図５に示す加熱制御及び、過加熱防止制御のルーチンが実行される間、ＥＣＵ４０は、上述のステップＳ２００～２６０の処理を繰り返し実行する。

以上詳述した本実施形態によれば、ヒータ３０を通電する加熱制御の実行中に、ヒータ３０の電圧値Ｖ及び、電流値Ｉに基づいてヒータ３０の抵抗値Ｒを演算するとともに、演算した抵抗値Ｒに基づいてヒータ推定温度Ｔｈを演算する。加熱制御の実行中にヒータ推定温度Ｔｈが所定の閾値温度Ｔｖに達すると、ヒータ３０の通電を所定期間停止させる過加熱防止制御を実行する。そして、車両１０が所定の高速度Ｖｈ以上で走行する高速走行中に、過加熱防止制御が所定時間内に所定回数以上実行された場合には、閾値温度Ｔｖを高温側に補正する閾値補正を実行する。閾値補正を実行した後は、過加熱防止制御が高温側に補正された補正後閾値温度Ｔｖｃに基づいて行われるようになる。

すなわち、車両１０の高速走行によってヒータ３０の温度上昇が抑えられ、ヒータ３０の実際の温度が閾値温度Ｔｖよりも低下しているような状況で、必要のない過加熱防止制御の実行を効果的に防止できるようになる。これにより、加熱制御を継続的に実行できるようになり、ヒータ３０の融雪性能を効果的に発揮させることが可能になる。

以上、本実施形態に係る制御装置、制御方法及び、プログラムについて説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態において、閾値補正は、過加熱防止制御が所定時間内に所定回数以上実行された場合に実行されるものとして説明したが、過加熱防止制御が１回実行された場合に実行するように構成されてもよい。また、レーダセンサは、ミリ波レーダ２０を一例に説明したが、ライダ等の他のレーダセンサにも広く適用することが可能である。また、ヒータ３０は、前面部材ＦＰに設けられるものとしたが、ミリ波レーダ２０が搭載される位置に応じて、前面部材ＦＰ以外の他の部材に設けることも可能である。

１０…車両，１１…フロントガラス，１２…ワイパ装置，１３…フロントバンパ，１４…フロントグリル，１５…エンブレム，２０…ミリ波レーダ，２１…ヒータ駆動回路，２２…電圧・電流検出回路，３０…ヒータ，３１…カメラ，３２…レーダセンサ，４０…ＥＣＵ，４１…融雪要求判定部，４２…ヒータ温度演算部，４３…ヒータ駆動制御部，４４…閾値補正部，６０…車速センサ，６１…外気温センサ，６２…ワイパスイッチ

Claims (6)

1. 車両の外面の一部を形成する部材の、少なくとも、前記車両に搭載されたレーダの電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材の融雪を行うヒータの制御装置であって、
   前記ヒータが通電されているときに検出される該ヒータの電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータの抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータの温度を演算する温度演算部と、
   前記ヒータを通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に前記温度演算部により演算される前記温度が所定の閾値温度に達すると、前記ヒータの通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行するヒータ制御部と、
   前記車両が所定速度以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度を高温側に補正する閾値補正を実行する閾値補正部と、を備える
   ことを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記閾値補正部は、前記車両が所定速度以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が所定時間内に所定の複数回以上実行された場合に、前記閾値補正を実行する
   制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の制御装置であって、
   前記閾値補正部は、補正後の閾値温度が前記ヒータの耐熱温度を超えないように前記閾値補正を実行する
   制御装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の制御装置であって、
   前記ヒータ制御部は、
   前記車両の周囲の外気温が、水分を含んだ湿雪が降る所定の温度範囲にあり、且つ、前記車両のフロントガラスを払拭するワイパ装置が作動する場合に、前記加熱制御を実行する
   制御装置。
5. 車両の外面の一部を形成する部材の、少なくとも、前記車両に搭載されたレーダの電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材の融雪を行うヒータの制御方法であって、
   前記ヒータが通電されているときに検出される該ヒータの電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータの抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータの温度を演算し、
   前記ヒータを通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に演算される前記温度が所定の閾値温度に達すると、前記ヒータの通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行し、
   前記車両が所定速度以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度を高温側に補正する閾値補正を実行する
   ことを特徴とする制御方法。
6. 車両の外面の一部を形成する部材の、少なくとも、前記車両に搭載されたレーダの電波を透過させる部分に設けられており、通電により発熱することにより前記部材の融雪を行うヒータの制御装置のコンピュータに、
   前記ヒータが通電されているときに検出される該ヒータの電圧値及び電流値に基づいて、前記ヒータの抵抗値を演算するとともに、演算した前記抵抗値に基づいて、前記ヒータの温度を演算し、
   前記ヒータを通電する加熱制御を実行するとともに、前記加熱制御の実行中に演算される前記温度が所定の閾値温度に達すると、前記ヒータの通電を所定期間停止する過加熱防止制御を実行し、
   前記車両が所定速度以上で走行する高速走行中に、前記過加熱防止制御が実行されると、前記閾値温度を高温側に補正する閾値補正を実行する処理を実施させる
   ことを特徴とするプログラム。

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