JP5876355B2 - ウインドウウォッシャ装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられフロントウインドウガラスにウォッシャ液を噴射するウインドウウォッシャ装置に関し、特にウォッシャ液の粘性増加時にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なものに関する。

自動車等の車両においては、フロントウインドウガラスにウォッシャ液（洗浄液）を噴射するウインドウウォッシャ装置が設けられている。
このようなウインドウッシャ装置に関する従来技術として、例えば特許文献１には、１箇所に設置されたノズルから、フロントウインドウガラス上の所定の３箇所にウォッシャ液を噴射するものが記載されている。
また、特許文献２には、自車両周辺の物体にウォッシャ液が掛かることを防止しつつ車両を洗浄可能とするため、自車両周辺の物体を認識する物体認識手段の認識結果に基いて、ウォッシャ噴射出力を制御することが記載されている。

また、近年はフロントウインドウガラスの内側にステレオカメラ等の撮像装置を設けて、自車両前方の外界状況を認識する外界認識装置が普及している。
このような外界認識装置に関する従来技術として、例えば特許文献３には、ステレオカメラを有する外界認識装置を用いて、雨天走行時における先行車の雨水跳ね上げ状態を判断し、跳ね上げ状態に応じてワイパ装置の払拭速度を制御することが記載されている。

特開平１０−１９４０９１号公報 特開２００８−１３７５４８号公報 特開平 ９− ６６８０３号公報

外界認識装置の撮像装置は、フロンドウインドウガラスの上部における中央部に隣接して配置されることが一般的である。
このような箇所をウインドウウォッシャ装置によって洗浄しようとした場合、ウォッシャ液を勢いよく噴出することができなければ、ウォッシャ液が撮像領域に到達しない場合がある。
しかし、一般的なウォッシャ液は、温度によって粘性が変化し、低温時には粘性が増して流動抵抗が増加し、飛翔距離の低下が問題となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ウォッシャ液の粘性増加時にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、上端部における一部に車室内に設置される撮像装置の画角内に含まれる撮像領域が設けられたウインドウガラスに対してウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、ウォッシャ液を加圧して前記ウォッシャノズルに供給するウォッシャ液供給手段とを備えるウインドウウォッシャ装置であって、前記ウォッシャノズルは、前記撮像領域以外の範囲を主噴射範囲とする第１のノズルと、前記撮像領域を主噴射範囲とする第２のノズルとを有し、前記第１のノズル及び該第１のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路の圧力損失を、前記第２のノズル及び該第２のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路の圧力損失に対して大きくしたことを特徴とするウインドウウォッシャ装置である。
これによれば、低温時等のウォッシャ液の粘性（粘度）増加時に、第１のノズル側の圧力損失が第２のノズル側に対して大きいことにより、第２のノズルから噴射されるウォッシャ液は第１のノズルに対して相対的に多くなる。
これによって、ウォッシャ液の粘性が高くなった場合であっても第２のノズルからの噴出圧力を維持することができ、飛翔距離が安定して撮像領域を適切に洗浄することができる。

請求項２に係る発明は、前記第１のノズルは、ウォッシャ液をシャワー状に拡散して噴射する拡散ノズルであり、前記第２のノズルは、ウォッシャ液を線状に噴射するジェットノズルであることを特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置である。
拡散ノズルは、内部で渦流を形成することによって拡散水流を形成しており、ジェットノズルに対して圧力損失が大きい。
このため、本発明によれば、上述した効果を確実に得ることができる。
また、撮像領域を主噴射領域とする第２のノズルは、ジェットノズルを用いて狭小な範囲に噴射し、その他の領域を主噴射領域とする第１のノズルは拡散ノズルを用いて広汎な範囲に噴射することによって、ウインドウガラス上におけるウォッシャ液の噴射量分布を最適化することができる。

請求項３に係る発明は、前記第１のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路を、前記第２のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路に対して長く形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウインドウウォッシャ装置である。
これによれば、第１のノズル側の供給管路の圧力損失を増加させ、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項４に係る発明は、前記ウォッシャ液供給手段から前記第２のノズルに供給されるウォッシャ液を再加圧する加圧手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のウインドウウォッシャ装置である。
これによれば、第２のノズルに供給されるウォッシャ液を再加圧することによって、粘性が増加した場合であっても、ウォッシャ液の飛翔距離を確保して撮像領域を洗浄することができる。

請求項５に係る発明は、前記加圧手段は、スプリングによって付勢され前記ウォッシャ液を加圧する加圧部材と、前記第２のノズルの非噴射時にエンジンの吸気管負圧を利用して前記加圧部材を加圧方向とは逆方向に駆動する駆動手段とを有することを特徴とする請求項４に記載のウインドウウォッシャ装置である。
これによれば、エンジンからほぼ常時供給される吸気管負圧を用いて、簡単な構成によって上述した効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ウォッシャ液の粘性増加時にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供することができる。

本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１の構成を示す模式図である。 本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例２に設けられるウォッシャ液の再加圧装置の構成を示す模式図である。

本発明は、ウォッシャ液の粘性増加時にもフロントウインドウガラスの内部に配置される撮像装置の周辺部を効果的に洗浄可能なウインドウウォッシャ装置を提供する課題を、撮像領域以外にウォッシャ液を噴射する第１のノズル、撮像領域にウォッシャ液を噴射する第２のノズルを設けるとともに、第１のノズルを拡散ノズルとし、第２のノズルと拡散ノズルよりも圧力損失が小さいジェットノズルとすることによって解決した。

以下、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１について説明する。
実施例１のウインドウウォッシャ装置は、例えば、乗用車等の自動車のフロントウインドウ部に設けられるものである。
図１は、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例１の構成を示す模式図である。
フロントウインドウガラス１０は、キャビンの前方側に設けられ、例えば、２次元曲面を有する合わせガラス等によって形成されている。
図１において、右ハンドル車を車外側から見た状態を示しており、左側が運転席側、右側が助手席側である。なお、左ハンドル車の場合には、左右反転した構成とすればよい。

フロントウインドウガラス１０には、運転席側ワイパ払拭領域１１、助手席側ワイパ払拭領域１２、運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４が設けられている。
運転席側、助手席側のワイパは、それぞれ収納時における運転席側に回動中心を有するワイパアームと、このワイパアームに取付けられたワイパブレードを有し、各払拭領域は、この回動中心と同心の扇形状となる。
運転席側ワイパ払拭領域１１、助手席側ワイパ払拭領域１２は、フロントウインドウガラス１０の上部における車幅方向中央部においては、重複するように配置されている。

運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４は、車室内に配置され、車両前方側の画像を撮像して外界認識を行う外界認識装置における運転席側カメラ、助手席側カメラの画角内に含まれる領域である。
運転席側カメラ、助手席側カメラは、１対のステレオカメラを構成し、外界認識装置は、画像処理によって車両前方の物体を認識するとともに、両者の視差を利用して物体までの距離を算出することができる。
運転席側撮像領域１３、助手席側撮像領域１４は、フロントウインドウガラス１０の上端部近傍における車幅方向の中央部に、車幅方向に離間して配置されている。

実施例１のウインドウウォッシャ装置１００は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０、ジェットノズル１３０、及び、ウォッシャタンク、ウォッシャポンプ等を有して構成されている。
ウォッシャタンクは、ウォッシャ液が貯留される容器である。
ウォッシャポンプは、ウォッシャタンク内のウォッシャ液を加圧して吐出し、各ノズルに供給するものである。

運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０は、フロントウインドウガラス１０の広範な範囲にわたって、シャワー状にウォッシャ液を噴射するものである。
運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０は、車両のフロントフード上又はカウルトップ部に、車幅方向に離間して形成されている。

上述した運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０のみにおいては、撮像領域、特に助手席側撮像領域１４へのウォッシャ液供給が不十分となる場合がある。
そこで、実施例１においては、以下説明するジェットノズル１３０を設けている。
ジェットノズル１３０は、ウォッシャポンプから圧送されるウォッシャ液を、実質的に線状に、助手席側撮像領域１４が主噴射領域となるように噴射するものである。
ジェットノズル１３０の噴射範囲は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０に対して狭小となっている。
ジェットノズル１３０は、運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０の間に配置されている。

また、ウォッシャポンプからウォッシャノズル１３０にウォッシャ液を供給する供給管路は、ウォッシャポンプから運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０にウォッシャ液を供給する供給管路に対して短く形成され、これによって圧力損失も小さくされている。
なお、このような各供給管路は、ウォッシャ液を加温して粘性増加を抑制するため、エンジンや、電動車両の場合にはインバータ等の熱源に沿って配置することが好ましい。

図１に、走行時に車両の外表面に沿って流れる気流の方向を破線矢印で示す。
ジェットノズル１３０は、助手席側撮像領域１４に対して、この気流方向における上流側に配置されている。
また、ジェットノズル１３０は、車幅方向における位置が、車体の左右中心よりも助手席側であって、助手席側撮像領域１４よりも車幅方向内側に配置されている。

上述した運転席側拡散ノズル１１０、助手席側拡散ノズル１２０は、内部で渦流を発生させて拡散水流を形成しているため、低温等によってウォッシャ液の粘性が増加すると、内部での圧力損失が増加して噴射量は減少する。
これに対し、ジェットノズル１３０は、圧力損失が各拡散ノズル１１０，１２０に対して小さく、さらに供給管路も短く形成されていることから、ウォッシャ液の粘性が増加した場合であっても、拡散ノズル１１０，１２０側の圧力損失増大及びパスカルの原理により、噴出圧力を維持でき、飛翔距離も安定する。

以上説明した実施例１によれば、低温等によってウォッシャ液の粘性が増加した場合であっても、ジェットノズル１３０の噴出圧力への影響を抑制することができ、ジェットノズル１３０からのウォッシャ液の飛翔距離を安定化し、助手席側撮像領域１４を適切に洗浄することができる。
また、ウォッシャ液の供給管路をエンジン等の熱源に沿って配置し、ウォッシャ液を加熱することによって、外勤低下時のウォッシャ液の粘性増加を抑制するとともに、温水を噴射することで融雪性能や洗浄性能も向上することができる。

次に、本発明を適用したウインドウウォッシャ装置の実施例２について説明する。
なお、上述した実施例１と実質的に同様の箇所には、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例２のウインドウウォッシャ装置は、実施例１のウインドウウォッシャ装置に、以下説明するウォッシャ液の再加圧装置２００を設けたものである。

図２は、再加圧装置の構成を示す模式図である。
再加圧装置２００は、ウォッシャポンプからジェットノズル１３０にウォッシャ液を供給する供給管路２１０の途中に接続されている。
供給管路２１０は、ウォッシャ液の逆流を防止するワンウェイバルブ（逆止弁）２１１と、このワンウェイバルブ２１１よりも下流側から分岐した分岐管２１２を有している。

再加圧装置２００は、円筒状に形成されたシリンダ２２０を有する。
シリンダ２２０内には、分岐管２１２が接続された第１室２２１、及び、エンジンの吸気管負圧が導入される第２室２２２が設けられている。
第１室２２１と第２室２２２との間には、シリンダ２２０に対して相対移動可能なピストン２２３によって区画されている。
ピストン２２３は、スプリング２２４によって第１室２２１側に付勢されている。

第２室２２２に接続される吸気管負圧配管２２５には、図示しない開閉弁であるバキューム弁が設けられている。
このバキューム弁は、例えば外気温が所定値以下である低温状態であり、かつ、ジェットノズル１３０の非噴射時には開かれ、ピストン２２３は、吸気管負圧によって、第２室２２２を狭くする側へ移動している。
そして、低温状態でありかつジェットノズル１３０の噴射時には、バキューム弁は閉じられ、ピストン２２３は、スプリング２２４の付勢力によって、第１室２２１を狭くする方向に移動し、第１室２２１内に貯留されていたウォッシャ液を加圧して吐出する。

以上説明した実施例２によれば、以上説明した実施例１の効果と実質的に同様の効果に加えて、ウォッシャ液の粘性が増加する低温時に、ジェットノズル１３０に供給されるウォッシャ液を再加圧装置２００で再加圧することによって、ジェットノズル１３０の噴出圧力を高め、飛翔距離を安定化させてより精度よく助手席側撮像領域１４を洗浄することができる。
また、エンジンで発生する吸気管負圧を利用するため、構造が簡単で、他に動力源を設ける必要がなく、さらに制御も容易である。
また、助手席側撮像領域１４を強力に洗浄したい場合には、このような再加圧装置をマニュアル操作して噴出力を高めることも可能である。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、ウインドウウォッシャ装置、再加圧装置を構成する各部材の構造、個数、配置等は、上述した各実施例の構成に限定されず、適宜変更することができる。

１０ フロントウインドウガラス １１ 運転席側ワイパ払拭領域
１２ 助手席側ワイパ払拭領域 １３ 運転席側撮像領域
１４ 助手席側撮像領域 １００ ウインドウウォッシャ装置
１１０ 運転席側拡散ノズル １２０ 助手席側拡散ノズル
１３０ ジェットノズル ２００ 再加圧装置
２１０ 供給管路 ２１１ ワンウェイバルブ
２１２ 分岐管 ２２０ シリンダ
２１１ 第１室 ２２２ 第２室
２２３ ピストン ２２４ スプリング
２２５ バキューム管

Claims (5)

1. 上端部における一部に車室内に設置される撮像装置の画角内に含まれる撮像領域が設けられたウインドウガラスに対してウォッシャ液を噴射するウォッシャノズルと、
   ウォッシャ液を加圧して前記ウォッシャノズルに供給するウォッシャ液供給手段と
   を備えるウインドウウォッシャ装置であって、
   前記ウォッシャノズルは、前記撮像領域以外の範囲を主噴射範囲とする第１のノズルと、前記撮像領域を主噴射範囲とする第２のノズルとを有し、
   前記第１のノズル及び該第１のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路の圧力損失を、前記第２のノズル及び該第２のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路の圧力損失に対して大きくしたこと
   を特徴とするウインドウウォッシャ装置。
2. 前記第１のノズルは、ウォッシャ液をシャワー状に拡散して噴射する拡散ノズルであり、
   前記第２のノズルは、ウォッシャ液を線状に噴射するジェットノズルであること
   を特徴とする請求項１に記載のウインドウウォッシャ装置。
3. 前記第１のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路を、前記第２のノズルにウォッシャ液を供給する供給管路に対して長く形成したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウインドウウォッシャ装置。
4. 前記ウォッシャ液供給手段から前記第２のノズルに供給されるウォッシャ液を再加圧する加圧手段を有すること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のウインドウウォッシャ装置。
5. 前記加圧手段は、スプリングによって付勢され前記ウォッシャ液を加圧する加圧部材と、前記第２のノズルの非噴射時にエンジンの吸気管負圧を利用して前記加圧部材を加圧方向とは逆方向に駆動する駆動手段とを有すること
   を特徴とする請求項４に記載のウインドウウォッシャ装置。

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