JP7196811B2

JP7196811B2 - 結露防止制御装置

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Publication number: JP7196811B2
Application number: JP2019184661A
Authority: JP
Inventors: 広樹齋藤; 秀行若宮; 正樹猪飼; 敬昌花井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2039-10-07
Also published as: JP2021059226A

Description

本発明は、結露防止制御装置に関する。

自動運転車両や予防安全支援車両には、撮像カメラやＬｉＤＡＲやミリ波レーダ等のセンサが搭載されている。このような車載センサは光や電波といった外からの入出力を受け、自動運転車両や予防安全支援車両の運動を制御している。また、車載センサと外部の検出対象物との間には、センサケース窓やフロントガラスなど、電磁波を透過する電磁波透過物体が介在している。

ところで、この電磁波透過物体の表面に曇り、すなわち結露が発生した場合、車載センサが授受する電磁波の入出力値に乱れが生じることとなる。そのため、安心した車両運動のための制御を複雑にしていた。

このような問題を解決する技術として特許文献１が知られている。特許文献１には、車両のフロントガラス越しに車室内から車室外を撮像するカメラを備える車両において、フロントガラスを加熱する結露防止制御装置が開示されている。この結露防止制御装置は、次の（ｉ）乃至（ｉｉｉ）の何れか１つを満たす場合に、フロントガラスに埋設された電熱線に電流を供給する。すなわち、（ｉ）車室内カメラまたはナビゲーション装置から取得した情報に基づいて、車両が高速道路に合流する手前の道路構造物（標識、料金所）の存在を検出した場合、(ii)所定車速以上、または（ｉｉｉ）車室内温度と外気温との温度差が所定値以上である場合に、当該電熱線に電流を供給する。

特開２０１８－１４０６６７号公報

一般に、ヒータの単位時間当たりの発熱量並びに電磁化透過物体への伝熱量には限界があることから、結露が実際に生じる前からヒータを作動させることが必要となる。特許文献１は、高速道路等の高速走行時は結露する可能性が高いと判断し、高速道路への侵入前に予めヒータを作動するものである。この技術では、高速運転の最中、実際には結露しない場合であってもヒータを作動させることになる。このようなケースでは、無駄にエネルギーを消費することとなる。

本発明は、電磁波透過物体が将来結露するか否かを精度良く予測し、将来結露が予測された場合に限ってヒータを作動させることで、無駄なエネルギー消費を回避することを目的とする。

本発明の第１の観点において、次の結露防止制御装置が提供される。車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置であって、前記結露防止制御装置は、車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、前記現在位置から所定距離先の前記走行経路の位置もしくはその近傍位置の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部と、前記電磁波透過物体が前記位置において結露するか否かを前記気象情報に基づいて判別する結露判別部と、前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露すると判別したときには前記位置よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露しないと判別したときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部と、を備える。

本発明の第２の観点において、次の結露防止制御装置が提供される。車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置であって、前記結露防止制御装置は、前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、前記走行経路の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部と、取得された前記気象情報に基づいて前記走行経路中において前記電磁波透過物体が結露する結露区間を判別する結露区間判別部と、前記結露区間判別部が結露区間を判別したときには前記結露区間よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が前記結露区間を判別していないときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部と、を備える。

第１の観点によれば、車両の現在位置から所定距離先の走行経路の位置もしくはその近傍位置の露点温度に関わる気象情報に基づいて前記電磁波透過物体が結露するか否かを判別する。結露すると判別した場合には、車両の現在位置から所定距離先の走行経路の位置よりも手前の位置からヒータを作動させる。このように、電磁波透過物体が将来結露する位置を精度良く予測し、将来結露が予測された場合に限ってヒータを作動させることで、無駄なエネルギー消費を回避することができる。

第２の観点によれば、車両の走行経路の露点温度に関わる気象情報に基づいて電磁波透過物体が結露する結露区間を判別する。結露区間を判別したときには、結露区間よりも手前の位置から電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させる。このように、電磁波透過物体が将来結露する結露区間を精度良く予測し、結露区間を判別した場合に限ってヒータを作動させるため、無駄なエネルギー消費を回避することができる。

本発明の第一実施形態に係る結露防止制御装置を備える車両の一例を示す構成図である。本発明の第一実施形態に係る結露防止制御装置の一例の構成を示すブロック図である。本発明の第一実施形態における、プロセッサが実行する処理を示すフローチャートである。本発明の第二実施形態に係る結露防止制御装置の一例の構成を示すブロック図である。本発明の第二実施形態における、プロセッサが実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施の形態に限定される訳ではない。

[第一実施形態]
図１は、本発明の第一実施形態に係る結露防止制御装置を備える車両の一例を示す構成図である。車両１は、車両１のルーフ付近にＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ，ＬａｓｅｒＩｍａｇｉｎｇＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）を備え、車載センサから受信した情報を基に車両制御を行うことが可能な車両である。より詳しくは、車載センサから受信した情報を基に車両１の運転支援や自動運転を行う車両である。車両１の内部には、ＬｉＤＡＲと通信可能な結露防止制御装置２０が備えられる。結露防止制御装置２０は、車両１が備えるナビゲーション装置３０と、車速センサ３１、温度センサ４１、湿度センサ４２から情報を取得する。

次に、車両１が備えるＬｉＤＡＲ１０について説明する。ＬｉＤＡＲ１０の搭載位置は、車両１の上部でも良いし、車両１の前部でも良い。ＬｉＤＡＲ１０は、車載センサである受光素子１２と、受光素子１２を保護するハウジング１７とを備える。ハウジング１７の一部には、光を透過可能な透過窓１１が形成されている。ＬｉＤＡＲ１０は、更に、表面温度センサ１３を備え、透過窓１１の表面温度を計測して、結露防止制御装置に逐次送信する。

受光素子１２は、ＬｉＤＡＲが照射した光の反射光を検出する車載センサである。光１４は、透過窓１１を透過して、受光素子１２に入射する。尚、光１４の伝搬経路には、特に図示しないが、ＬｉＤＡＲ１０の光学系を構成するミラー、ビームスプリッタ、レンズ等の光学素子が存在する。

ＬｉＤＡＲ１０は、受光素子１２の信号に基づいて、測距対象である物標に関する情報を取得する。ＬｉＤＡＲ１０が検出した物標に基づいて、車両１が備える自動運転や運転支援用の制御装置が車両制御を行う。

透過窓１１は、車両１の外部から受光素子１２に向かって入射した光１４を透過させる物体である。透過窓１１は、樹脂やガラス等で構成される。

表面温度センサ１３は、透過窓１１の表面温度を計測する温度センサである。表面温度センサ１３は、透過窓１１の表面付近に配置されても良いし、透過窓１１一部や、透過窓１１の表面に物理的に接触するように配置されても良い。表面温度センサ１３は、ハウジング１７と一体に形成されていても良い。

ヒータ１５は、車両１の外部から受光素子１２に向かって入射した光１４を透過させる透過窓１１の表面を加熱する加熱装置である。ヒータ１５は、例えば電力の供給を受けて発熱する電熱線１６を含む。ヒータ１５を構成する電熱線１６は、透過窓１１の内面や外面の表面に形成されても良いし、透過窓１１の内部に埋設されても良い。

ヒータ１５を構成する電熱線１６は、車両１の外部から受光素子１２に向かって入射した光１４が透過窓１１を透過し、受光素子１２へ向けて伝搬することを妨げないような位置、例えば透過窓１１の端に設けられることが好ましい。尚、ヒータ１５に細い伝熱線や透明な伝熱線を用いる等、車両１の外部から受光素子１２に向かって入射した光１４の伝搬を妨げない場合は、必ずしも透過窓１１の端に設けられなくともよい。ヒータ１５は、ＬｉＤＡＲ１０のユニットとして一体に設けられても良いし、透過窓１１付近に設けられていても良い。

ナビゲーション装置３０は、車両１の走行経路と地図情報データを取得し、結露防止制御装置２０に逐次送信する経路案内装置である。更に、ナビゲーション装置３０は、車速センサ３１から取得した車速や、車両１の舵角情報、車両１のヨーレートセンサや、車両１の走行距離・方位検出部からの車両１の移動データを取得することによって、車両１の現在位置や向きと、走行経路上の到達予想位置を正確に取得する。ナビゲーション装置３０は、車両１の走行経路を選択するために必要な出発地や目的地、出発時間、到着時間が入力され、それらと走行経路を表示するディスプレイを備える。

尚、ナビゲーション装置３０のディスプレイや現在位置取得手段は、ナビゲーション装置３０本体が一体に備えずともよく、ナビゲーション装置３０本体と、スマートフォン等の情報端末等に分離されていてよい。ナビゲーション装置は、走行経路と地図情報データを結露防止制御装置２０に逐次送信する。また、走行経路は逐次更新されている。

ナビゲーション装置３０は、地図情報データを有する。地図情報データは、地図情報データに格納された位置毎に、道路状況、渋滞情報、道路構造物、施設等の種々の情報が関連付けされているデータである。例えば、地図情報データは、所定位置と所定時刻毎の温度情報や湿度情報などの気象情報を含む。道路構造物は、例えば、高速道路、トンネル、ロードヒーティング等の構造物である。また、地図情報データは逐次更新されている。

車速センサ３１は、車両１の速度、すなわち車速を取得するセンサである。車速センサ３１は、車両１の各車輪の車輪速に基づいて車両１の車速を取得して結露防止制御装置２０に逐次送信する。

温度センサ４１は、車両１の車室外の温度を計測し、ヒータ作動部９０に逐次送信する温度センサである。湿度センサ４２は、車両１の車室外の湿度を計測し、ヒータ作動部９０に逐次送信する湿度センサである。温度センサ４１と湿度センサ４２は、所定タイミング毎、例えば所定時刻毎に車両１の車室外の温度情報と湿度情報を、ヒータ作動部９０に逐次送信する。

結露防止制御装置２０は、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）からなる。ＥＣＵは、プロセッサ２１と記憶装置２２を備えるマイクロコンピュータである。ＥＣＵは、記憶装置２２に格納された各種プログラムをプロセッサ２１が実行することで、各種処理を実現する。ＥＣＵは、複数のＥＣＵから構成されていても良い。プロセッサ２１は、受光素子１２、表面温度センサ１３、ナビゲーション装置３０、車速センサ３１から各種情報を取得し、各種プログラムを実行する。より具体的には、プロセッサ２１は、ナビゲーション装置３０から送信された走行経路と、車両１の車速と現在位置に基づいて、所定期間経過後における車両１の走行経路上の位置である到達予想位置を取得する。プロセッサ２１は、車両１の到達予想位置とその時刻の露点温度に関わる気象情報に基づいて、ヒータ１５の作動を制御する。プロセッサ２１がこのような処理を実行することで実現する制御を結露防止制御と省略する場合がある。結露防止制御においてプロセッサ２１が実行する一連の処理ついては、図２と図３を用いて後述する。

図２は、本発明の第一実施形態に係る結露防止制御装置の一例の構成を示すブロック図を示す。プロセッサ２１は、機能として、現在位置取得部５０と、走行経路取得部６０と、気象情報取得部７０と、結露判別部８０と、ヒータ作動部９０とを備える。現在位置取得部５０は、ナビゲーション装置３０から車両１の現在位置を取得する。例えば、現在位置取得部５０は、衛星測位システムから受信したGPS電波信号に基づいて車両１の現在位置を取得する。そして、現在位置取得部５０は、気象情報取得部７０と、ヒータ作動部９０に車両１の現在位置と現在時刻を逐次出力する。

走行経路取得部６０は、ナビゲーション装置３０から送信された走行経路と地図情報データを取得し、その走行経路と地図情報データに基づいて、所定期間経過後における車両１の走行経路上の到達予想位置を取得する。走行経路取得部６０は、車速センサ３１からプロセッサ２１が取得した車両１の車速や、現在位置取得部５０から取得した車両１の現在位置に基づいて、ナビゲーション装置３０から送信された走行経路上において精度のよい到達予想位置を取得する。

気象情報取得部７０は、走行経路取得部６０が取得した到達予想位置とその時刻の露点温度に関わる気象情報を逐次取得する。気象情報は、車両１の到達予想位置ならびにその時刻のデータと、気象を表すデータとが関連付けられているデータである。気象情報は、少なくとも温度情報、湿度情報を含む。尚、気象情報取得部は、走行経路取得部６０が取得した到達予想位置に関連付けられた気象情報が存在しない場合、到達予想位置の近傍位置に関連付けられた気象情報を取得する。尚、気象情報取得部７０は、ナビゲーション装置３０から地図情報データに含まれる気象情報を取得してもよい。

結露判別部８０は、気象情報取得部７０が取得した気象情報に基づいて、車両１の到達予想位置とその時刻の露点温度を計算する。結露判別部８０は、計算した露点温度と表面温度センサ１３が計測した透過窓１１の温度を比較し、透過窓１１が結露するか否かを判別する。そして、その結果をヒータ作動部９０に逐次出力する。

ヒータ作動部９０は、結露判別部８０が結露すると判定した場合には、ヒータ１５を作動させ、結露判別部８０が結露しないと判別した場合には、ヒータ１５を作動させない。尚、ヒータ作動部９０は、図３で後述する処理によって、現在位置取得部５０が取得した車両１の現在位置に基づいて、ヒータ１５が作動した状態からヒータ１５が作動していない状態に制御する。更に、ヒータ作動部９０がヒータ１５を作動させた場合、プロセッサ２１は、表面温度センサ１３が計測した透過窓１１の表面温度を所定の記憶装置に記憶する。

図３は、プロセッサ２１が実行する処理を示すフローチャートである。プロセッサ２１は、図３に示す一連の処理を実行することで透過窓１１の結露防止制御を実現する。尚、プロセッサ２１は、所定タイミング毎に各処理を実行する。以降、図３において、プロセッサ２１が取得した気象情報が温度情報と湿度情報である場合について説明する。尚、Ｓ１００の処理の開始時点では、ヒータ１５は作動していない。プロセッサ２１は、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ１１０；Ｙｅｓ）と、ヒータ１５が作動している場合（Ｓ１１０；Ｎｏ）で異なる処理を実行する。先ず、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ１１０；Ｙｅｓ）について説明する。

Ｓ１００において、プロセッサ２１は、車両１の車速及び現在位置と、ナビゲーション装置３０から送信された車両１の走行経路と地図情報データを取得する。

次に、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ１１０；Ｙｅｓ）に、プロセッサ２１が実行する処理について説明する。Ｓ１３１において、プロセッサ２１は、車両の現在位置と車速に基づいて、所定期間経過後における走行経路上の到達予想位置を取得する。

所定期間には、次のような第１、第２の所定期間が設定される。第１の所定期間は、ヒータ１５を露点温度まで昇温させるまでに要する時間であり、ヒータ１５のスペックや透過窓１１の材料等に応じて任意に定められる時間である。所定期間は、所定距離先の走行経路の位置に車両１が到達するまでに露点温度以上になるように定められている。所定温度は、例えばヒータ１５の定格温度である。所定期間は、ヒータ１５の定格温度や昇温速度、車両１の外気温、車両１が使用される地域に応じて定められても良い。

第２の所定期間は、第１の所定期間よりも大きな任意の値である。プロセッサ２１が第１の所定期間に替えて第２の所定期間経過後の到達予想位置を取得する。

上記のような所定期間に設定されることで、プロセッサ２１は、車両１の現在位置から所定距離先の走行経路の位置よりも手前の位置からヒータ１５を作動させる。

Ｓ１３２において、プロセッサ２１は、到達予想位置に関わる気象情報を取得する。具体的には、プロセッサ２１は、予想到達位置とその時刻に関連付けられた気象情報を取得する。気象情報は、例えば温度情報と湿度情報である。尚、到達予想位置に関連付けられた気象情報が存在しない場合、プロセッサ２１は、到達予想位置の近傍位置に関連付けられた気象情報を取得しても良い。

Ｓ１３３において、プロセッサ２１は、到達予想位置とその時刻の温度情報と湿度情報に基づいて、到達予想位置とその時刻の露点温度を計算する。

Ｓ１３４において、プロセッサ２１は、到達予想位置とその時刻の露点温度が透過窓１１の表面温度よりも大きいか否かを判別する。プロセッサ２１は、到達予想位置とその時刻の露点温度が透過窓１１の表面温度よりも大きいと判別した場合（Ｓ１３４；Ｙｅｓ）には、Ｓ１３５に進む。Ｓ１３５において、プロセッサ２１はヒータ１５をＯＮにするとともに、透過窓１１の表面温度を所定の記憶装置に記憶する。これにより、プロセッサ２１は、到達予想位置よりも手前の位置でヒータ１５を作動させることができる。

一方で、Ｓ１３４において、プロセッサ２１は、到達予想位置とその時刻の露点温度が透過窓１１の表面温度以下であると判別した場合（Ｓ１３４；Ｎｏ）には、ヒータ１５を作動させない。

Ｓ１３５において、プロセッサ２１がヒータ１５を作動させるタイミングを次のようにしても良い。例えば、Ｓ１３４において、プロセッサ２１が第１の所定期間経過後の到達予想位置とその時刻の露点温度が透過窓１１の表面温度よりも大きいと判別した場合（Ｓ１３４；Ｙｅｓ）には、直ちにヒータ１５をＯＮにする。

尚、Ｓ１３４において、プロセッサ２１が第２の所定期間経過後の到達予想位置とその時刻の露点温度が透過窓１１の表面温度よりも大きいと判別した場合（Ｓ１３４；Ｙｅｓ）には、プロセッサ２１は、第２の所定期間経過後の到達予想位置の時刻から第１の所定期間だけ手前の時刻にヒータ１５をＯＮにしても良い。

次に、ヒータ１５が作動している場合（Ｓ１１０；Ｎｏ）について説明する。ヒータ１５が作動している場合、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が到達予想位置を超えたか否かを判定する（Ｓ１４０，Ｓ１４１）。Ｓ１４１において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が到達予想位置を超えたと判定した場合（Ｓ１４１；Ｙｅｓ）には、車両１の現在位置の気象情報を取得する（Ｓ１４２）。尚、Ｓ１４１において、プロセッサ２１がＳ１４０を実行した時の時刻、すなわち現在時刻が、Ｓ１３１で取得した到達予想位置に車両１が到達するとプロセッサ２１が推定した時刻以降である場合に、車両１の現在位置が到達予想位置を超えたと判定しても良い。

Ｓ１４１において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が到達予想位置を超えていないと判定した場合（Ｓ１４１；Ｎｏ）には、ヒータ１５を作動させたままにする。

Ｓ１４２において、プロセッサ２１は、温度センサ４１と湿度センサ４２に基づいて車両１の現在位置の気象情報を取得する。より具体的には、プロセッサ２１は、車両１の現在位置における車両１外部の温度情報と湿度情報を取得する。次いで、Ｓ１４３において、プロセッサ２１は、Ｓ１４２で取得した温度情報と湿度情報に基づいて、車両１の現在位置の露点温度を計算する。

Ｓ１４４において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度が、Ｓ１３５で記憶された透過窓１１の表面温度以下であると判定した場合（Ｓ１４４；Ｙｅｓ）には、ヒータ１５を作動させずとも透過窓１１が結露することがないと判断できるため、プロセッサ２１はヒータ１５を作動させない、すなわちヒータ１５をＯＦＦにする（Ｓ１４５）。

一方、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度が、Ｓ１３５で記憶された透過窓１１の表面温度よりも大きいと判定した場合（Ｓ１４４；Ｎｏ）には、ヒータ１５をＯＦＦにして暫くすると透過窓１１が結露する虞があるため、継続してヒータ１５を作動させ続ける。

尚、プロセッサ２１は、Ｓ１４４を次のように実行してもよい。Ｓ１４４において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度に所定マージンαを加えた値が透過窓１１の表面温度以下であると判定した場合（Ｓ１４４；Ｙｅｓ）には、透過窓１１が結露する可能性が低いため、プロセッサ２１はヒータ１５をＯＦＦにする（Ｓ１４５）。一方、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度に所定マージンαを加えた値が透過窓１１の表面温度よりも大きいと判定した場合（Ｓ１４４；Ｎｏ）には、透過窓１１が結露する虞があるため、継続してヒータ１５を作動させる。ここで、プロセッサ２１がＳ１４０乃至Ｓ１４４を実行した時点の透過窓１１の表面温度、すなわちヒータ１５が作動している状態の透過窓１１の表面温度を用いる。また、所定マージンαは、Ｓ１３５におけるヒータＯＮとＳ１４５のヒータＯＦＦとの切替制御の回数が多くなることを抑制するために適宜設定される値である。

[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。尚、第一実施形態と重複する説明を適宜省略する。尚、第一実施形態と第二実施形態のハード構成は同様なため、説明を省略する。

図４は、本発明の第二実施形態に係る結露防止制御装置の一例の構成を示すブロック図を示す。プロセッサ２１は、機能として、図２における結露判別部８０に替えて、結露区間判別部８１を備える。適宜、図２と重複する説明を適宜省略する。現在位置取得部５０は、ナビゲーション装置３０から車両１の現在位置を取得する。そして、現在位置取得部５０は、ヒータ作動部９０に車両１の現在位置と現在時刻を逐次出力する。

現在位置取得部５０は、ナビゲーション装置３０から車両１の現在位置を取得し、少なくともヒータ作動部９０に車両１の現在位置と現在時刻を逐次出力する。

走行経路取得部６０は、少なくとも、ナビゲーション装置３０から送信された走行経路と地図情報データを取得する。

気象情報取得部７０は、走行経路取得部６０が取得した走行経路と地図情報データの露点温度に関わる気象情報を逐次取得する。

結露区間判別部８１は、気象情報取得部７０が取得した気象情報に基づいて、走行経路中において結露する結露区間を判別し、結露区間をヒータ作動部９０に逐次出力する。

ヒータ作動部９０は、結露区間判別部８１が結露区間を判別したときには、結露区間よりも手前の位置からヒータ１５を作動させる。一方で、ヒータ作動部９０は、結露区間判別部８１が結露区間を判別していない、もしくは車両１の現在位置が結露区間を超えた場合、ヒータ１５を作動させない。更に、ヒータ作動部９０がヒータ１５を作動させた場合、プロセッサ２１は、表面温度センサ１３が計測した透過窓１１の表面温度を所定の記憶装置に記憶する。

図５は、プロセッサ２１が実行する処理を示すフローチャートである。プロセッサ２１は、図５に示す一連の処理を実行することで透過窓１１の結露防止制御を実現する。図５において図３と同様の処理を行う場合、適宜説明を省略する。尚、Ｓ２００の処理の開始時点では、ヒータ１５が作動していない状態であるものとする。プロセッサ２１は、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ２１０；Ｙｅｓ）と、ヒータ１５が作動している場合（Ｓ２１０；Ｎｏ）で異なる処理を実行する。先ず、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ２１０；Ｙｅｓ）について説明する。

Ｓ２００において、プロセッサ２１は、車両１の車速及び現在位置と、ナビゲーション装置３０から送信された車両１の走行経路と地図情報データを取得する。

次に、ヒータ１５が作動していない場合（Ｓ２１０；Ｙｅｓ）にプロセッサ２１が実行する処理について説明する。Ｓ２３２において、プロセッサ２１は、車両１の走行経路の露点温度に関わる気象情報を取得する。この際、地図情報から気象情報を取得しても良い。

Ｓ２３３において、プロセッサ２１は、取得した走行経路や地図情報データとその時刻の露点温度に関わる気象情報に基づいて、走行経路中において透過窓１２ａが結露する結露区間を判別する。

Ｓ２３４において、プロセッサ２１は、車両１が結露区間に接近したか否かを判別する。プロセッサ２１は、車両１が結露区間に接近したと判別した場合（Ｓ２３４；Ｙｅｓ）には、Ｓ２３５に進む。Ｓ２３５において、プロセッサ２１は、ヒータ１５をＯＮにするとともに、透過窓１１の表面温度を所定の記憶装置に記憶する。例えば、プロセッサ２１が、車両１の現在位置が結露区間に接近したと判別したときには、ヒータ１５を作動させる。これにより、プロセッサ２１は、結露区間よりも手前の位置でヒータ１５を作動させることができる。

一方で、Ｓ２３４において、プロセッサ２１は、車両１が結露区間に接近していないと判別した場合（Ｓ２３４；Ｎｏ）には、ヒータ１５を作動させないままである。また、プロセッサ２１は、結露区間判別部が結露区間を判別していない場合には、透過窓１１が結露する位置を予測できていないため、ヒータ１５を作動させない。

Ｓ２３５において、プロセッサ２１は、次のようにヒータ１５を作動させても良い。例えば、Ｓ２３４において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置から所定期間経過後に結露区間に接近あるいは到達すると判別したときには（Ｓ２３４；Ｙｅｓ）、直ちにヒータ１５をＯＮにする。これにより、プロセッサ２１は、走行経路中において透過窓１１が結露する結露区間よりも手前の位置からヒータ１５を作動させる。

次に、ヒータ１５が作動している場合（Ｓ２１０；Ｎｏ）について説明する。ヒータ１５が作動している場合、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が結露区間を超えたか否かを判定する（Ｓ２４０、Ｓ２４１）。

Ｓ２４１において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が結露区間を超えたと判定した場合（Ｓ２４１；Ｙｅｓ）には、車両１の現在位置の気象情報を取得する（Ｓ２４２）。Ｓ２４２において、プロセッサ２１は、温度センサ４１と湿度センサ４２に基づいて車両１の現在位置の気象情報を取得する。より具体的には、プロセッサ２１は、車両１の現在位置における車両１の外部の温度情報と湿度情報を取得する。次いで、Ｓ２４３において、プロセッサ２１は、Ｓ２４２で取得した温度情報と湿度情報に基づいて、車両１の現在位置の露点温度を計算する。

尚、Ｓ２４１において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置が結露区間を超えていないと判定した場合（Ｓ２４１；Ｎｏ）には、プロセッサ２１は、ヒータ１５を作動させたままにする。

Ｓ２４４において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度が、Ｓ２３５で記憶された透過窓１１
Ｓ２３５で記憶された透過窓１１の表面温度以下であると判定した場合（Ｓ２４４；Ｙｅｓ）には、ヒータ１５を作動させずとも透過窓１１が結露することがないと判断できるため、プロセッサ２１はヒータ１５を作動させない、すなわちヒータ１５をＯＦＦにする（Ｓ２４５）。

一方、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度が、Ｓ１３５で記憶された透過窓１１の表面温度よりも大きいと判定した場合（Ｓ２４４；Ｎｏ）には、ヒータ１５をＯＦＦにして暫くすると透過窓１１が結露する虞があるため、継続してヒータ１５を作動させ続ける。

尚、第一実施形態と同様に、Ｓ２４４を次のように実行しても良い。Ｓ２４４において、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度に所定マージンαを加えた値が透過窓１１の表面温度以下であると判定した場合（Ｓ２４４；Ｙｅｓ）には、ヒータ１５を作動させずとも透過窓１１が結露することがないと判断できるため、プロセッサ２１はヒータ１５をＯＦＦにする（Ｓ２４５）。一方、プロセッサ２１は、車両１の現在位置の露点温度に所定マージンαを加えた値が透過窓１１の表面温度よりも大きいと判定した場合（Ｓ２４４；Ｎｏ）には、ヒータ１５をＯＦＦにして暫くすると透過窓１１が結露する虞があるため、継続してヒータ１５を作動させる。ここで、プロセッサ２１がＳ２４０乃至Ｓ２４４を実行した時点の透過窓１１の表面温度、すなわちヒータ１５が作動している状態の透過窓１１の表面温度を用いる。

以上で示した第一実施形態のように、車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置は、次の特徴を有する。前記結露防止制御装置は、車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、前記現在位置から所定距離先の前記走行経路の位置もしくはその近傍位置の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部とを備える。前記結露防止装置は、前記電磁波透過物体が前記位置において結露するか否かを前記気象情報に基づいて判別する結露判別部を備える。前記結露防止制御装置は、前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露すると判別したときには前記位置よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露しないと判別したときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部を備える。

この特徴により、車両の現在位置から所定距離先の走行経路の位置もしくはその近傍位置の露点温度に関わる気象情報に基づいて前記電磁波透過物体が結露するか否かを判別した場合に、車両の現在位置から所定距離先の走行経路の位置よりも手前の位置からヒータを作動させる。従って、電磁波透過物体が将来結露する位置を精度良く予測し、将来結露が予測された場合に限ってヒータを作動させることで、無駄なエネルギー消費を回避することができる。

また、以上で示した第二実施形態のように、車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置は、次の特徴を有する。前記結露防止制御装置は、前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、前記走行経路の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部と、取得された前記気象情報に基づいて前記走行経路中において前記電磁波透過物体が結露する結露区間を判別する結露区間判別部と、を備える。前記結露防止制御装置は、前記結露区間判別部が結露区間を判別したときには前記結露区間よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が前記結露区間を判別していないときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部を備える。

この特徴により、車両の走行経路中において電磁波透過物体が結露する結露区間よりも手前の位置からヒータを作動させるため、将来の結露区間が予測された場合に限ってヒータを作動させる。従って、電磁波透過物体が将来結露する位置を精度良く予測し、無駄なエネルギー消費を回避することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されず、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

（a）上記実施形態では、露点温度に基づいて結露防止制御を実行する例を挙げたが、プロセッサ２１は、必ずしも露点温度を計算する必要はなく、車両１の外部から直接的に露点温度の情報そのものを取得しても良い。また、露点温度の値を適宜補正して、プロセッサ２１はＳ１３２、Ｓ１３３、Ｓ２３３，Ｓ２３４を実行しても良い。例えば、高湿度である可能性が高い道路構造物（トンネル、ロードヒーティング等）や、他車両の電磁波センサの結露判定情報を取得した場合、プロセッサ２１は露点温度を高く補正しても良い。プロセッサ２１が高湿度である可能性が高い道路構造物における温度情報と湿度情報を正確に取得できない場合、その道路構造物が存在することを条件に露点温度を高く補正しても良い。

（ｂ）上記実施形態では、露点温度に基づいて結露防止制御を実行する例を挙げたが、プロセッサ２１は、Ｓ１３４の判別において、露点温度のみで判定した場合Ｓ１３４がＮｏと判別した場合であっても、他車両の電磁波センサの結露判定情報を取得した場合にヒータ１５を作動しても良い。

（ｃ）上記実施形態では、車載センサが車両１のルーフに配置された例を挙げたが、車載センサは何れの位置に配置されても良い。例えば、車両１のボディ外側や内側、例えば車両１の車室内の任意の位置に車載センサが配置されても良い。例えば、車載センサは、サイドミラーや灯火装置に配置されても良い。また、電磁波透過物体は車室内に配置されても良い。電磁波透過物体が車室内に配置されている場合、車両１のフロントガラスは電磁波透過物体の一部となるため、車室内の気温を計測する温度センサ４１を簡易的に表面温度センサ１３としても良いし、温度センサ４１が計測した外気温に基づいて電磁波透過物体の表面温度を推定しても良い。

（ｄ）上記実施形態では、車両１がＬｉＤＡＲ１０を備え、車載センサが受光素子１２である例を挙げたが、本発明をミリ波レーダやカメラに適用しても良い。例えば、車両１がミリ波レーダを備え、車載センサがミリ波レーダから照射された電磁波を取得する車載センサである場合であって、車両１前方の物標を検出または距離の測定を行うように構成されている場合、電磁波透過物体は車両１のエンブレム等を含む。車両１がカメラを備える場合、車載センサは撮像素子（すなわち受光素子１２）であり、電磁波透過物体はカメラ本体のガラス、樹脂等を含む。

（ｅ）上記実施形態で、ヒータ１５による加熱手段が電熱線１６である例を挙げたが、ヒータ１５は、どのような手段で電磁波透過物体を加熱する加熱装置でも良い。例えば、車載センサが車室内に設けられた際に、車室内のエアコンを用いて電磁波透過物体を加熱しても良い。

１ …車両
１０ …ＬｉＤＡＲ
１１ …透過窓（電磁波透過物体）
１２ …受光素子（車載センサ）
１３ …表面温度センサ
１４ …光（電磁波）
１５ …ヒータ
１６ …電熱線
１７ …ハウジング
２０ …結露防止制御装置
２１ …プロセッサ
２２ …記憶装置
３０ …ナビゲーション装置
３１ …車速センサ
４１ …温度センサ
４２ …湿度センサ
５０ …現在位置取得部
６０ …走行経路取得部
７０ …気象情報取得部
８０ …結露判別部
８１ …結露区間判別部
９０ …ヒータ作動部

Claims

車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置であって、
前記結露防止制御装置は、
車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、
前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、
前記現在位置から所定距離先の前記走行経路の位置もしくはその近傍位置の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部と、
前記電磁波透過物体が前記位置において結露するか否かを前記気象情報に基づいて判別する結露判別部と、
前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露すると判別したときには前記位置よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が、前記電磁波透過物体が結露しないと判別したときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部と、
を備えることを特徴とする結露防止制御装置。
前記位置よりも手前の位置は、前記ヒータが作動したときの前記電磁波透過物体の温度が、前記所定距離先の走行経路の位置に前記車両が到達するまでに前記露点温度以上になる位置である
ことを特徴とする、請求項１に記載の結露防止制御装置。
車載センサに向かって車両の外部から入射する電磁波を透過させる電磁波透過物体の結露をヒータ加熱によって防止する結露防止制御装置であって、
前記結露防止制御装置は、
前記車両の走行経路を取得する走行経路取得部と、前記走行経路の露点温度に関わる気象情報を取得する気象情報取得部と、取得された前記気象情報に基づいて前記走行経路中において前記電磁波透過物体が結露する結露区間を判別する結露区間判別部と、前記結露区間判別部が結露区間を判別したときには前記結露区間よりも手前の位置から前記電磁波透過物体を加熱するヒータを作動させ、前記結露判別部が前記結露区間を判別していないときには前記ヒータを作動させないヒータ作動部と、
を備えることを特徴とする結露防止制御装置。
前記結露区間よりも手前の位置は、前記ヒータが作動したときの前記電磁波透過物体の温度が、前記結露区間に前記車両が到達するまでに前記露点温度以上になる位置である
ことを特徴とする、請求項３に記載の結露防止制御装置。
前記電磁波は、光もしくは電波である
ことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の結露防止制御装置。
前記電磁波透過物体は、前記車両のフロントガラスと、前記車載センサに向かって前記車両の外部から入射する電磁波を透過させる透過窓と、前記車両のエンブレムとの少なくとも１つを含む
ことを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の結露防止制御装置。
前記気象情報が少なくとも温度情報と湿度情報とを含み、前記車両の外部の前記温度情報と前記湿度情報とに基づき算出された前記露点温度が前記電磁波透過物体の表面温度よりも高いときに、前記電磁波透過物体の表面が結露すると判別する
ことを特徴とする請求項１乃至６に記載の結露防止制御装置。
前記走行経路において前記車両の外部が高湿度である可能性が高い道路構造物が存在するときに、前記露点温度を低く補正する
ことを特徴とする請求項７に記載の結露防止装置。