JP2023142668A - 曇り止めシステム - Google Patents

Abstract

【課題】窓の曇りを抑制するために、ヒータから出力を行うとともに、ヒータの出力を適切に制御することのできる曇り止めシステムを提供する。【解決手段】車両１の窓６に設定された所定の視野領域Ｒを介して車外ＳＰ２を撮影する撮影装置１０のための曇り止めシステムＸであって、視野領域を加熱するヒータ３１と、ヒータに供給電圧の電圧パルスを所定のデューティ比でもって印加することによって、ヒータを加熱して視野領域が曇ることを防止する制御装置２６と、を有し、制御装置は、供給電圧の電圧値を取得し、電圧パルスのデューティ比を設定する。【選択図】図７

Description

本発明は、車両の窓の曇りを抑制するための曇り止めシステムに関する。

従来、車内空間から窓を介して車外空間を撮影する撮影装置を備えた車両が知られている。このような車両には、窓の曇りによって撮像装置による撮像が阻害されることを防止するため、窓の曇りを抑制するための曇り止めシステムが設けられることがある。この曇り止めシステムは、窓の曇りを抑制する曇り止め装置（例えば、窓を加熱する加熱装置）と、この曇り止め装置を制御する制御装置と、を備えている。

例えば、特許文献１には、透光性の窓部材を通して移動体の周辺環境を監視可能な監視装置と、窓部材のうち監視装置の監視領域内の部位を加熱するための加熱装置と、加熱装置の駆動制御を行う制御装置と、を備えた移動体が開示されている。

加熱装置は電熱線を備えている。加熱装置の電熱線に、バッテリの電力に基づく電流がドライバにより供給されることによって、窓部材のうち監視装置の監視領域内の部位が加熱される。

特開２０２０－１５２３２４号公報

バッテリから電熱線（ヒータ）に供給される電圧は、バッテリからの電力を用いて駆動する他の装置（例えば、ワイパーや、ヘッドライト等）の駆動状態に応じて変化し得る。そのため、電熱線以外の他の装置の駆動状態に応じて、電熱線に供給される電力が過不足し、十分な曇り止めの効果が得られない虞や、電熱線に供給される電力が過剰となり、熱害が発生する虞がある。

本発明は、以上の背景に鑑み、窓の曇りを抑制するために、ヒータから出力を行うとともに、ヒータの出力を適切に制御することのできる曇り止めシステムを提供することを課題とする。窓の曇りを抑制することで、撮影装置の撮影結果に基づく車両の走行制御を実行できない場面を減らし、延いては、交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両（１）の窓（６）に設定された所定の視野領域（Ｒ）を介して車外（ＳＰ２）を撮影する撮影装置（１０）のための曇り止めシステム（Ｘ）であって、前記視野領域を加熱するヒータ（３１）と、前記ヒータに供給電圧の電圧パルスを所定のデューティ比でもって印加することによって、前記ヒータを加熱して前記視野領域が曇ることを防止する制御装置（２６）と、を有し、前記制御装置は、前記供給電圧の電圧値を取得し、前記供給電圧の前記電圧値に基づいて前記電圧パルスの前記デューティ比を設定する。

この態様によれば、供給電圧の電圧値に基づいて、電圧パルスのデューティ比が設定されるため、ヒータの出力を適切な値に設定できる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、前記供給電圧の前記電圧値が低くなるにしたがって、前記電圧パルスの前記デューティ比を高くなるように設定する。

この態様によれば、ヒータから出力される熱が不足することや、過剰となることが防止できる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、前記視野領域における曇りを防止するために前記ヒータから出力すべき目標出力を取得し、前記目標出力及び前記供給電圧の前記電圧値に基づいて前記電圧パルスの前記デューティ比を設定する。

この態様によれば、デューティ比をヒータから出力すべき目標出力に合致するように設定できる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、前記車両の走行時の気象情報と、前記車両の自車速とを取得し、取得した前記気象情報と、前記車両の前記自車速とに基づいて、前記目標出力を取得する。

この態様によれば、窓が結露しやすい気象条件や、走行風によって窓が冷やされる度合いに基づいて、目標出力が設定されるため、気象条件や自車速に基づかない場合に比べて、ヒータの出力を適切な値に設定できる。

上記の態様において、好ましくは、前記車両に対する日射量を検出する日射量センサ（４４）を備え、前記制御装置は、前記日射量センサから前記日射量を前記車両の走行時の前記気象情報として取得する。

日射量が少ないほど、日射による窓の温度上昇が小さくなるため、窓が低温になりやすくなり、窓が結露しやすくなる。そのため、日射量が少ないほど、ヒータの出力を上げることが望ましい。この態様によれば、制御装置は、日射量を気象情報として取得し、取得した気象情報に基づいて、ヒータの目標出力を設定するため、窓の曇り易さに応じて、デューティ比を適切な値に設定することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、前記日射量が所定の日射量閾値以上であるときに、前記日射量が前記日射量閾値未満であるときに比べて、前記デューティ比を低く設定する。

日射量が少ないほど、日射による窓の温度上昇が小さくなるため、窓が低温になりやすくなり、窓が結露しやすくなる。そのため、日射量が少ないほど、ヒータの出力を上げることが望ましい。この態様によれば、日射量が日射量閾値未満であり、窓が結露し易いときに、デューティ比を高く設定されるため、窓の結露が防止できる。また、日射量が日射量閾値以上であり、窓が結露し難いときに、デューティ比を低く設定されるため、ヒータからの出力が過剰となることが防止できる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、前記自車速が所定の車速閾値以上であるときに、前記自車速が前記車速閾値未満であるときに比べて、前記デューティ比を高く設定する。

自車速が高いほど、走行風によって窓が冷やされる。そのため、車室内の水蒸気が窓の近傍で凝集しやすくなり、窓が曇りやすくなる。よって、この態様によれば、自車速が車速閾値以上であり、車速閾値未満であるときに比べて、窓が曇り易いときに、デューティ比が高められるため、デューティ比を適切な値に設定することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置は、ネットワーク（Ｎ）を介して、前記気象情報を取得するとよい。

この態様によれば、車両に車両周辺の環境条件を取得するためのセンサを設けることが困難な場合であっても、ヒータの目標出力を設定することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記制御装置が前記ネットワークを介して取得する前記気象情報には、前記車両の走行ルートにおいて予測される風速が含まれるとよい。

車両が走行ルートを走行するときに、車両に吹き付ける風によっても、窓が冷やされる。この態様によれば、制御装置は、走行ルートにおいて予測される風速を取得することによって、車両に吹き付ける風による影響を考慮して、デューティ比を設定することができるため、デューティ比を適切な値に設定することができる。

以上の態様によれば、窓の曇りを抑制するために、ヒータから出力を行うとともに、ヒータの出力を適切に制御することのできる曇り止めシステムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両を示す斜視図 本発明の実施形態に係るフロントカメラとその周辺部を示す斜視図 本発明の実施形態に係る曇り止めシステムを示す機能ブロック図 制御装置のブロック図 本発明の実施形態に係る目標出力マップ 本発明の実施形態に係る出力設定処理を示すフローチャート 出力設定処理において設定されたＰＷＭ制御を行ったときの（Ａ）ヒータの温度の時間変化及びパルス電圧の例と、（Ｂ）（Ａ）よりも供給電圧が低い場合のヒータの温度の時間変化及びパルス電圧の例とを示すグラフ

＜車両＞
まず、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る曇り止めシステムＸが搭載された車両１について説明する。図１、図２の矢印Ｆｒは、車両１の前方を示している。

図１に示すように、車両１は、４輪の車両であって、いわゆる自動車である。車両１は、電動モータのみを駆動源とする電気自動車であってもよく、また、電動モータ及びエンジンを駆動源として備えたハイブリッド車両であってもよい。

車両１は、その外形を形成する車体２を備えている。車体２は車両前後方向に長い形状をなす。車体２の内部には車内空間ＳＰ１が形成されており、車内空間ＳＰ１の前後方向中央部には乗員を収容する車室３が設けられている。車室３には、例えば、複数の前部座席４（運転席、助手席）と、前部座席４の後方に配置される複数の後部座席５と、が設けられている。なお、本実施形態では座席が前後に２列設けられているが、他の実施形態では座席が前後に１列だけ設けられていても良いし、座席が前後に３列以上設けられていても良い。

車体２の前部であって、前部座席４の前方には、フロントウィンドウ６（窓の一例）が設けられている。フロントウィンドウ６は、ガラスによって形成されている。なお、他の実施形態では、フロントウィンドウ６がガラス以外の透明性材料（例えば、透明性樹脂）によって形成されていても良い。車体２の後部には、後部座席５の後方にリアウィンドウ７が設けられている。車体２の両側部には、前部座席４及び後部座席５の側方に複数のサイドドア８が設けられており、各サイドドア８の上部にはサイドウィンドウ９が設けられている。

図１及び図２に示すように、フロントウィンドウ６の上部後方には、フロントカメラ１０（撮影装置の一例）が設けられている。フロントカメラ１０は、車内空間ＳＰ１からフロントウィンドウ６を介して車外空間ＳＰ２（本実施形態では、車両１の前方の空間）を撮像（撮影）する撮像装置である。フロントカメラ１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。フロントカメラ１０は、フロントウィンドウ６を介して前方から入射する光を収束させるレンズ１０Ａと、レンズ１０Ａによって収束された光を電気信号に変換するセンサ（図示せず）と、を含む。

図２に示すように、フロントカメラ１０は、ブラケット１１を介してフロントウィンドウ６の内面に取り付けられている。ブラケット１１は、フロントウィンドウ６の内面に固定される固定枠１２と、固定枠１２から後下側（車内側）に向けて突出するフード１３と、を有する。車両１の前方から見て、固定枠１２は、フロントウィンドウ６の車内側の面にプリントされた黒セラミック６Ａと重なっている。

フード１３は、フロントウィンドウ６の後側（車内側）に設けられている。フード１３は、例えば、車内空間ＳＰ１内の物体において反射された光がフロントウィンドウ６に反射される等によって、車内空間ＳＰ１内の物体がフロントカメラ１０の像に映り込むことを防止するために設置される。フード１３には、フード１３によって反射された光がフロントカメラ１０に入り込むことを防止するための、迷光抑制構造（ＳＬＳ：Ｓｔｒａｙ Ｌｉｇｈｔ Ｓｈｉｅｌｄ）が設けられているとよい。フード１３によって、車外空間ＳＰ２からフロントカメラ１０に入射する光が通過する空間（以下、視野空間Ｓ）の下縁が画定される。フロントカメラ１０は、フロントウィンドウ６のうちフロントカメラ１０の視野空間Ｓ内に位置する部分（以下、視野領域Ｒ）を介して、車外空間ＳＰ２を撮像する。

図３を参照して、車両１は、推進装置１４と、ブレーキ装置１５と、ステアリング装置１６と、ＨＭＩ１７（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と、ナビゲーション装置１８と、加熱装置１９と、外界センサ２２と、車両センサ２３と、制御装置２６と、を備えている。ナビゲーション装置１８、加熱装置１９、車両センサ２３、及び制御装置２６は、車両１のための曇り止めシステムＸを構成している。

推進装置１４は、車両１に駆動力を付与する装置である。推進装置１４は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関及び／又は電動モータを含む。

ブレーキ装置１５は、車両１に制動力を付与する装置である。ブレーキ装置１５は、例えば、ブレーキロータにパッドを押し付けるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに油圧を供給する電動シリンダとを含む。

ステアリング装置１６は、車輪の舵角を変える装置である。ステアリング装置１６は、例えば、車輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構を駆動する電動モータとを含む。

ＨＭＩ１７は、各種情報を乗員に報知するとともに、乗員から入力操作を受け付ける装置である。ＨＭＩ１７は、例えば、車両１の電源状態を切り替えるための電源スイッチ、タッチパネル、音声発生装置（スピーカ）や、音声取得装置（マイク）等を含む。

ナビゲーション装置１８は、車両１の目的地への経路案内等を行う装置である。ナビゲーション装置１８は、乗員から入力操作を受け付ける入力機器を含む。この入力機器は、ＨＭＩ１７の一部によって構成されていても良いし、ＨＭＩ１７とは別個に設けられていても良い。

ナビゲーション装置１８は、車両１が走行する地域の地図情報を記憶している。ナビゲーション装置１８は、人工衛星から受信したＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ信号）に基づいて車両１の現在位置（緯度及び経度）を特定する。ナビゲーション装置１８は、地図情報と車両１の現在位置と乗員が上記入力機器に入力した車両１の目的地とに基づいて、車両１の出発地（例えば、現在位置）から目的地までの走行ルートを設定する。

ナビゲーション装置１８は、インターネット等のネットワークＮを介して、各種のサーバ３０に接続されている。サーバ３０はそれぞれ、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、及び、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を備えたコンピュータである。サーバ３０はそれぞれ、ナビゲーション装置１８からの要求に応じて、対応する情報を提供する。ナビゲーション装置１８が接続するサーバ３０には、ナビゲーション装置１８からの要求に応じて、走行ルートの気象予測情報を提供する気象サーバ３０Ａが含まれているとよい。気象予測情報には、走行ルート上の各地点において予測される天候、気温、及び、風速が含まれる。更に、気象予測情報には、走行ルート上の各地点において予測される日射量や、温度、湿度等が含まれていてもよい。

加熱装置１９はフロントウィンドウ６を加熱することでフロントウィンドウ６の曇りを抑制する装置であり、加熱を行うためのヒータ３１を含む。本実施形態では、ヒータ３１は、フロントウィンドウ６の視野領域Ｒを加熱することで、視野領域Ｒの曇りを抑制する。このように、視野領域Ｒ（すなわち、フロントカメラ１０によって車外空間ＳＰ２を撮像するために要するフロントウィンドウ６の部分）の曇りが抑制されることによって、フロントカメラ１０によって車外空間ＳＰ２が撮像できなくなることが防止される。

ヒータ３１は、電熱線３３によって構成されている。図２に示すように、電熱線３３は、フロントウィンドウ６の内面に固定されており、フロントカメラ１０の視野空間Ｓの外周、具体的には、視野領域Ｒの外縁に沿って配置されている。なお、他の実施形態では、電熱線３３は、フロントウィンドウ６に内蔵されていても良いし、ブラケット１１に固定されていても良い。

外界センサ２２は、車外空間ＳＰ２に存在する物標（車両１の走行路上の障害物、区画線、前走車等）を検出するセンサである。外界センサ２２は、図３に示すように、前述のフロントカメラ１０と、ソナー３８と、窓を介して車両１の左右側方や後方を撮像する車外カメラ３９と、を含む。

車両センサ２３は、車内空間ＳＰ１及び車外空間ＳＰ２の状態、車両１の走行状態等を検出するセンサである。車両センサ２３は、車外空間ＳＰ２の温度（車外空間ＳＰ２の状態の一例：以下、「車外温度」と称する）を検出する車外温度センサ４１と、車内空間ＳＰ１の温度（車内空間ＳＰ１の状態の一例：以下、「車内温度」と称する）を検出する車内温度センサ４２と、車両１（即ち、自車両）の車速を検出する車速センサ４３と、フロントウィンドウ６に対する日射量（以下、「日射量」と称する）を検出する日射量センサ４４と、車外空間ＳＰ２の湿度（以下、「車外湿度」と称する）を検出する車外湿度センサ４５と、を含む。なお、他の実施形態では、日射量センサ４４は、車両１のうちのフロントウィンドウ６以外の部分に対する日射量を検出しても良い。

制御装置２６は、図４に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等のプロセッサ２６Ａと、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等のメモリ２６Ｂと、及び、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の記憶装置２６Ｃとを備えたコンピュータによって構成された電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置２６は、プロセッサ２６Ａがメモリ２６Ｂや記憶装置２６Ｃから必要なデータやアプリケーションソフトウェアを読み取り、当該ソフトウェアにしたがって所定の演算処理を実行することによって、各種処理を実行することができる。制御装置２６は１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。

図３に示すように、制御装置２６は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワーク２１によって車両１の各構成要素に接続されており、車両１の各構成要素を制御する。通信ネットワーク２１は複数のネットワークによって構成されていてもよく、例えば、Ｂ－ＣＡＮ、及び、Ｂ－ＣＡＮに比べて通信速度が速いＦ－ＣＡＮを含んでいてもよい。

車両１にはバッテリ４６が搭載されている。バッテリ４６は、電動モータによる回生によって充電されてもよく、また、ガソリンエンジンに設けられたＡＣＧ（オルタネータ）からの電力によって充電されてもよい。

バッテリ４６は、推進装置１４、ブレーキ装置１５、ＨＭＩ１７，ナビゲーション装置１８、加熱装置１９，外界センサ２２、車両センサ２３、及び、制御装置２６を含む車両１に搭載された各種装置に電力を供給する電圧源として機能する。

バッテリ４６は、図示しない公知の基準電圧回路等を介し、予め定められた供給電圧（例えば、１３．５Ｖ等。基準電圧ともいう）を、車両１に搭載された各種装置に供給する。しかしながら、バッテリ４６やエンジンが冷えている状態で、電動モータ等が駆動すると、供給電圧が低下することがある。また、オルタネータの発電中にバッテリ４６からの配線に断線が生じると、供給電圧が上昇することもある。また、車両１に搭載された各種装置の使用状況、例えば、ワイパやヘッドライトが使用されているときには、それらの装置による電圧降下を補填するように、供給電圧が制御される場合がある。但し、基準電圧回路は必須ではなく、供給電圧はバッテリ４６から直接、各種装置に供給されるか、又は、バッテリ４６から他の電気回路を介して、各種装置に供給されてもよい。

制御装置２６は、機能部として、外界認識部５２と、走行制御部５３と、曇り止め制御部５４と、記憶部５５とを備えている。制御装置２６の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

制御装置２６の外界認識部５２は、外界センサ２２の検出結果に基づいて、車外空間ＳＰ２に存在する物標（車両１の走行路上の障害物、区画線、前走車等）の位置を認識する。例えば、外界認識部５２は、フロントカメラ１０が撮影した画像上の濃度値の変化を解析することで、車両１の前方に存在する物標の位置を認識する。

制御装置２６の走行制御部５３は、外界認識部５２が認識した物標（車両１の走行路上の障害物、区画線、前走車等）の位置に基づいて、車両１の走行制御を実行する。走行制御部５３が実行する走行制御には、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を構成するための各種の走行制御（ＳＡＥの自動運転レベル１～２に相当する走行制御）が含まれる。他の実施形態では、走行制御部５３が実行する走行制御には、自動運転（ＡＤ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｄｒｉｖｉｎｇ）を実現するための各種の走行制御（ＳＡＥの自動運転レベル３以上に相当する走行制御）が含まれていてもよい。

ＡＤＡＳを実現する各種の走行制御には、例えば、車線維持制御や、前走車追従制御が含まれる。車線維持制御において、走行制御部５３は、区画線によって区画される車線内の基準位置（例えば、車線の幅方向中央）を車両１が走行するように、ステアリング装置１６を制御する。前走車追従制御において、走行制御部５３は、車両１とその前走車との間の車間距離が所定の範囲に維持されるように、推進装置１４及びブレーキ装置１５を制御する。

制御装置２６の曇り止め制御部５４は、フロントウィンドウ６の曇りを抑制すべく、加熱装置１９のヒータ３１を制御する。曇り止め制御部５４は、例えば、車両センサ２３の検出結果等に基づいて、ヒータ３１を制御するとよい。本実施形態では、制御装置２６（曇り止め制御部５４）は、ナビゲーション装置１８に接続して、走行ルート上の各地点の気象予測情報と車両１の位置とを取得し、取得した気象予測情報と、車両センサ２３の検出結果とに基づいて、ヒータ３１をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。本実施形態では、曇り止め制御部５４は、ＰＷＭ制御において、オンとオフとの繰り返すスイッチングにより、オン（Ｈｉｇｈ）のときに供給電圧となり、オフのときに０Ｖとなる一定周期の電圧パルス列を生成してヒータ３１に印加する。ＰＷＭ制御において、曇り止め制御部５４は、電圧パルス１周期当たりのオンが継続される時間の割合、すなわち、デューティ比（Ｄｕｔｙ比）を変更することによって、ヒータ３１からの出力（詳細には、ヒータ３１から発生する単位時間当たりの熱量）を制御する。

制御装置２６の記憶部５５は、メモリ２６Ｂ、及び／又は、記憶装置２６Ｃによって構成されている。記憶部５５は、車両１の制御や、曇り止め制御部５４が行うヒータ３１の制御に必要となる各種情報を記憶している。

記憶部５５が記憶する情報には例えば、ダイナミックマップデータが含まれる。ダイナミックマップデータは、静的情報、準静的情報、準動的情報、及び動的情報を含む。静的情報は、ナビゲーション装置１８が記憶する地図情報よりも高精度な３次元地図情報を含む。準静的情報は、交通規制情報、道路工事情報、広域気象情報を含む。準動的情報は、事故情報、渋滞情報、狭域気象情報を含む。動的情報は、信号情報、周辺車両情報、歩行者情報を含む。制御装置２６は、適宜、ネットワークＮを介して高精度地図サーバ３０Ｂに接続し、記憶装置２６Ｃに保持されたダイナミックマップデータを更新するとよい。

記憶部５５が記憶する情報には、曇り止め制御部５４がヒータ３１を制御するために必要となる各種情報（以下、ヒータ制御情報）が含まれる。

ヒータ制御情報には、ヒータ抵抗値と、目標出力マップ５６が含まれる。ヒータ抵抗値は、ヒータ３１の抵抗値である。目標出力マップ５６は、日射量及び自車速と、ヒータ３１から出力すべき出力値（以下、目標出力）との関係を示すマップである。本実施形態における目標出力マップ５６は、図５に模式的に示されている。但し、記憶部５５は、目標出力マップ５６の代わりに、ヒータ制御情報として、日射量及び自車速等の気象条件と、目標出力との関係を、テーブルや数式等によって記憶していていもよい。

目標出力マップ５６には、自車速が所定の車速閾値以上であり、且つ、日射量が所定の日射量閾値以下であるときには、目標出力は第１出力値になるように記録されている。自車速が車速閾値未満であり、且つ、日射量が日射量閾値未満であるときには、目標出力は第２出力値になるように記録されている。自車速が車速閾値以上であり、且つ、日射量が日射量閾値以上であるときには、目標出力は第２出力値になるように記録されている。自車速が車速閾値未満であり、且つ、日射量が日射量閾値以上であるときには、目標出力は第３出力値になるように記録されている。第１出力値は第２出力値よりも大きく、且つ、第２出力値は第３出力値よりも大きい。

＜出力設定処理＞
車両１が始動した後、車両１が停止するまでの間、制御装置２６の曇り止め制御部５４は、所定時間ごとに、出力設定処理を実行し、ヒータ３１をＰＷＭ制御のためのデューティ比を決定する。以下、図６を参照して、出力設定処理の詳細について説明する。但し、以下では、機能部である曇り止め制御部５４が各種処理を実行するように説明を行うが、これは、制御装置２６のプロセッサ２６Ａがソフトウェアにしたがって所定の処理を実行することによって、曇り止め制御部５４として各種処理を実行することを意味する。

出力設定処理の最初にステップＳＴ１において、曇り止め制御部５４は、供給電圧の電圧値を取得する。供給電圧の取得が完了すると、曇り止め制御部５４はステップＳＴ２を実行する。

曇り止め制御部５４はステップＳＴ２において、車速センサ４３から自車速を取得する。自車速の取得が完了すると、曇り止め制御部５４はステップＳＴ３を実行する。

曇り止め制御部５４はステップＳＴ３において、日射量センサ４４から日射量を取得する。日射量の取得が完了すると、曇り止め制御部５４はステップＳＴ４を実行する。

曇り止め制御部５４はステップＳＴ４において、ステップＳＴ２において取得した自車速と、ステップＳＴ４において取得した日射量とに基づいて、目標出力マップ５６を参照して、目標出力を取得する。目標出力の取得が完了すると、曇り止め制御部５４はステップＳＴ５を実行する。

曇り止め制御部５４はステップＳＴ５において、記憶部５５からヒータ抵抗値を取得する。その後、ヒータ抵抗値と、ステップＳＴ１において取得した供給電圧との積を算出し、最大出力を算出する。最大出力の算出が完了すると、曇り止め制御部５４はステップＳＴ６を実行する。

曇り止め制御部５４はステップＳＴ６において、ステップＳＴ４において取得した目標出力を、ステップＳＴ５において取得した最大出力によって割ることによって、デューティ比を決定する。但し、目標出力が最大出力よりも大きい場合には、曇り止め制御部５４はデューティ比を１に設定するか、又は、１に十分近い値に設定するとよい。デューティ比の取得が完了すると、曇り止め制御部５４は、出力設定処理を終える。

曇り止め制御部５４は、出力設定処理において取得したデューティ比に基づいて、ヒータ３１にパルス電圧を印加することによって、ＰＷＭ制御を行う。曇り止め制御部５４は、出力設定処理を終えた後、所定時間が経過したときに、再度、出力設定処理を行って、ＰＷＭ制御のためのデューティ比を更新するとよい。

＜効果＞
次に、このように構成した曇り止めシステムＸの効果について説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）にはそれぞれ、ヒータ３１の抵抗値と目標出力とがそれぞれ等しく、且つ、供給電圧が異なる場合の、ヒータ３１の温度変化と、曇り止め制御部５４によって印加されるパルス電圧とが示されている。

図７（Ａ）には、図７（Ｂ）の場合に比べて供給電圧が大きい場合が示されている。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）ではそれぞれ目標出力が同じであるため、ステップＳＴ６において、図７（Ａ）の場合のデューティ比（ＯＮとなる時間の割合）が、図７（Ｂ）に比べて小さくなるように設定される。このように、供給電圧に基づいてデューティ比が設定されることによって、デューティ比を適切な値に設定することが可能である。また、供給電圧が大きくなるにしたがって、デューティ比が小さくなるように設定されるため、供給電圧が変動する場合であっても、ヒータ３１から出力される熱が不足することや、過剰となることが防止できる。

本実施形態では、デューティ比は、目標出力を供給電圧に基づく最大出力によって割ることによって、デューティ比が決定され、１周期でヒータ３１から出力される単位時間当たりの熱が目標出力に等しくなるように設定される。よって、供給電圧が変動する場合であっても、ヒータ３１から出力すべき目標出力に合致するようにデューティ比が設定されるため、ヒータ３１から出力される熱が不足することや、過剰となることがより確実に防止できる。

日射量が少ないほど、フロントウィンドウ６を含む窓の日射による温度上昇が小さくなるため、窓に設けられたガラスが低温になりやすくなり、窓が結露しやすくなる。そのため、日射量が少ないほど、ヒータの出力を上げることが望ましい。本実施形態では、図５に示すように、日射量が日射量閾値未満の場合には、日射量が日射量閾値以上の場合に比べて、目標出力は高くなるように設定される。このように、曇り止め制御部５４は、日射量を気象情報として取得し、取得した日射量に基づいて、ヒータ３１の目標出力を設定するため、フロントウィンドウ６の曇り易さに応じて、デューティ比を適切な値に設定することができる。

更に、曇り止め制御部５４は、日射量が日射量閾値未満であり、フロントウィンドウ６が結露し易いときに、デューティ比を高く設定する。よって、フロントウィンドウ６の結露を効果的に防止できる。また、日射量が日射量閾値以上であり、フロントウィンドウ６が結露し難いときに、曇り止め制御部５４は、デューティ比を低く設定する。よって、ヒータ３１の性能を担保しながら、ヒータ３１からの出力が過剰となることが防止でき、熱害の発生が防止できる。

自車速が高いほど、走行風によって窓が冷やされる。そのため、車室内の水蒸気が窓の近傍で凝集しやすくなり、窓が曇りやすくなる。本実施形態では、図５に示すように、自車速が車速閾値以上の場合には、自車速が車速閾値未満の場合に比べて、目標出力は高くなるように設定される。このように、曇り止め制御部５４は、取得した自車速に基づいて、ヒータ３１の目標出力を設定するため、フロントウィンドウ６の曇り易さに応じて、デューティ比を適切な値に設定することができる。

また、自車速が車速閾値以上であるときには、曇り止め制御部５４は、車速閾値未満であるときに比べて、デューティ比を高く設定する。そのため、窓が曇り易いときに、デューティ比が高められるため、ヒータ３１の性能を担保しつつ、フロントウィンドウ６の結露を効果的に防止できるとともに、熱害の発生が防止できる。

このように、フロントウィンドウ６の曇りを抑制することで、フロントカメラ１０の撮影結果に基づく車両１の走行制御を実行できない場面を減らすことができる。よって、本発明は、交通の安全性をより一層改善して持続可能な輸送システムの発展に寄与するものである。

＜その他の変形例＞
上記実施形態では、曇り止め制御部５４は、自車速及び日射量に基づく２次元の目標出力マップ５６を参照して、目標出力を取得していたが、目標出力マップ５６はこの態様には限定されない。曇り止め制御部５４は、自車速、日射量以外の、他のパラメータに基づく、３次元の目標出力マップ５６を参照して、目標出力を取得してもよい。自車速、日射量以外の、他のパラメータとしては、例えば、風速等であってもよい。

曇り止め制御部５４は、車両１の現在地における車両１周辺の環境情報、また、車両１の走行ルートにおける車両１周辺の環境情報を、気象サーバ３０ＡからネットワークＮを介して取得し、その環境情報に基づいて、目標出力を算出してもよい。曇り止め制御部５４は、ナビゲーション装置１８を介して、気象サーバ３０Ａによって提供される環境情報を取得してもよく、また、ネットワークＮを介して直接、気象サーバ３０Ａに接続し、気象サーバ３０Ａによって提供される環境情報を取得してもよい。環境情報には、風速や、天候等の気象情報が含まれているとよい。例えば、曇り止め制御部５４は、車両１の走行開始時に、車両１の走行ルートにおける風速を気象情報として取得する。その後、車両１の走行が開始されると、曇り止め制御部５４は、ナビゲーション装置１８から車両１の現在地を取得し、走行開始時に取得した気象情報を参照して、車両１の現在地の風速を予測してもよい。また、曇り止め制御部５４は常時、気象サーバ３０Ａから気象情報を取得し、車両１の現在地の風速を予測してもよい。曇り止め制御部５４は、車両１の現在地において予測される風速に基づいて、目標出力マップ５６を用いて、目標出力を取得するとよい。これにより、走行時に、車両１に吹き付ける風によって、フロントウィンドウ６が冷やされることを考慮して、デューティ比を設定することができるため、デューティ比を適切な値に設定することができる。

その他、曇り止め制御部５４は、気象サーバ３０Ａから、車両１の現在地や走行ルートにおける天候、日射量、温度、湿度等を気象情報として取得し、目標出力マップ５６を用いて、目標出力を設定してもよい。このように、車両周辺の環境条件を、気象サーバ３０Ａから取得し、その環境条件を用いて、目標出力を取得することで、車両１に環境条件を取得するためのセンサを設けることが困難な場合であっても、ヒータ３１の目標出力を設定することができる。

上記実施形態では、曇り止めシステムＸによってフロントウィンドウ６の曇りを抑制しているが、他の実施形態では、曇り止めシステムＸによってリアウィンドウ７やサイドウィンドウ９の曇りを抑制しても良い。言い換えると、上記実施形態では、フロントカメラ１０を撮影装置の一例としているが、他の実施形態では、リアカメラやサイドカメラ（いずれも図示せず）を撮影装置の一例としても良い。

上記実施形態では、曇り止め制御部５４は周期（周波数）が一定の条件で、パルス幅を変更することにより、デューティ比（１周期あたりのＯＮとＯＦＦの比）を変更するＰＷＭ制御を行うように構成されていたが、この態様には限定されない。曇り止め制御部５４は、ＯＮ（又はＯＦＦ）となるパルス幅が一定の条件で、周波数（周期）を変更することにより、デューティ比を変更するＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行うように構成されていてもよい。

上記実施形態では、曇り止め制御部５４は供給電圧の電圧値を取得し、目標出力を最大出力で割ることによって、デューティ比を設定するように構成されていたが、この態様には限定されない。曇り止め制御部５４は供給電圧の電圧値に基づいて、デューティ比の異なる複数のパルスパターンから一つを選択し、選択したパルスパターンに基づいて、電圧パルスを出力するように構成されていてもよい。

例えば、曇り止め制御部５４はデューティ比の異なる２つのパルスパターンから一つを選択し、選択したパルスパターンに基づいて、電圧パルスをヒータ３１に出力するように構成されていてもよい。その場合には、曇り止め制御部５４は、供給電圧を所定の閾値と比較し、供給電圧が閾値よりも小さいときには、閾値以上であるときに選択されるパルスパターンに比べて、デューティ比の小さいパルスパターンを選択するように構成されているとよい。

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。

上記実施形態では、車両１に走行制御部５３がＡＤＡＳやＡＤに係る走行制御を行う例を記載したが、走行制御部５３が走行制御を行うことは、本発明においては必須ではなく、曇り止めシステムＸは、曇り止め制御部５４が設けられた制御装置２６を備え、制御装置２６がヒータ３１の出力制御を行うことにより、フロントウィンドウ６等の窓の曇りが防止される構成であれば、いかなる構成であってもよい。

１ ：車両
６ ：フロントウィンドウ（窓の一例）
１０ ：フロントカメラ（撮像装置の一例）
２６ ：制御装置
３１ ：ヒータ
４３ ：車速センサ
４４ ：日射量センサ
５４ ：曇り止め制御部
Ｒ ：視野領域
ＳＰ２ ：車外空間（車外）
Ｎ ：ネットワーク
Ｘ ：曇り止めシステム

Claims (9)

1. 車両の窓に設定された所定の視野領域を介して車外を撮影する撮影装置のための曇り止めシステムであって、
   前記視野領域を加熱するヒータと、
   前記ヒータに供給電圧の電圧パルスを所定のデューティ比でもって印加することによって、前記ヒータを加熱して前記視野領域が曇ることを防止する制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、前記供給電圧の電圧値を取得し、前記電圧パルスの前記デューティ比を設定する曇り止めシステム。
2. 前記制御装置は、前記供給電圧の前記電圧値が低くなるにしたがって、前記電圧パルスの前記デューティ比を高くなるように設定する請求項１に記載の曇り止めシステム。
3. 前記制御装置は、前記視野領域における曇りを防止するために前記ヒータから出力すべき目標出力を取得し、前記目標出力及び前記供給電圧の前記電圧値に基づいて前記電圧パルスの前記デューティ比を設定する請求項１又は請求項２に記載の曇り止めシステム。
4. 前記制御装置は、前記車両の走行時の気象情報と、前記車両の自車速とを取得し、取得した前記気象情報と、前記車両の前記自車速とに基づいて、前記目標出力を取得する請求項３に記載の曇り止めシステム。
5. 前記車両に対する日射量を検出する日射量センサを備え、
   前記制御装置は、前記日射量センサから前記日射量を前記車両の走行時の前記気象情報として取得する請求項４に記載の曇り止めシステム。
6. 前記制御装置は、前記日射量が所定の日射量閾値以上であるときに、前記日射量が前記日射量閾値未満であるときに比べて、前記デューティ比を低く設定する請求項５に記載の曇り止めシステム。
7. 前記制御装置は、前記自車速が所定の車速閾値以上であるときに、前記自車速が前記車速閾値未満であるときに比べて、前記デューティ比を高く設定する請求項５又は請求項６に記載の曇り止めシステム。
8. 前記制御装置は、ネットワークを介して、前記気象情報を取得する請求項４～請求項７のいずれか１つの項に記載の曇り止めシステム。
9. 前記制御装置が前記ネットワークを介して取得する前記気象情報には、前記車両の走行ルートにおいて予測される風速が含まれる請求項８に記載の曇り止めシステム。

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