JP7211321B2

JP7211321B2 - ウィンドウガラス加熱装置

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Publication number: JP7211321B2
Application number: JP2019183897A
Authority: JP
Inventors: 英幸村里; 隆宏安達; 聡史川崎; 聖巳永野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-10-04
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2039-10-04
Also published as: CN112616210B; US20210105870A1; CN112616210A; US11778697B2; JP2021059187A

Description

本発明は、車両のフロントウィンドウガラスを加熱することによって、フロントウィンドウガラスの曇りを防止又は除去するための、ウィンドウガラス加熱装置に関する。

従来から、車速が高いほどフロントウィンドウガラス（以下、単に、「フロントガラス」と称呼する。）に当たる走行風の強さが強くなるから、車速が高いほどフロントガラスが単位時間あたりに冷却される熱量が増大すると考えられている。

このため、従来のウィンドウガラス加熱装置（以下、「従来装置」と称呼される。）は、車速が高いほどウィンドウガラスを加熱するためのヒータの出力（発熱量（消費電力））が増大するように、ヒータに供給する電力の量を制御する。これにより、従来装置は、走行風の強さに依らず、フロントガラスのうち「車載カメラの撮像範囲に対応する特定部分」の曇りを効果的に防止又は除去することができると考えられていた。

特開２０１８－３４５２２号公報

先行車が存在する場合にフロントガラスに当たる走行風の強さは、先行車が存在していない場合の当該走行風の強さよりも弱くなる。換言すると、フロントガラスが単位時間あたりに冷却される熱量は、先行車が存在するか否かによって大きく異なる。

ところが、従来装置は、先行車が走行風に及ぼす影響を考慮せず、車速に基づいてヒータに供給する電力の量を制御している。即ち、従来装置は、先行車によってフロントガラスに当たる走行風の強さが弱くなっている場合であっても、先行車が存在しない場合と同様にヒータに供給する電力の量を制御している。その結果、従来装置によれば、先行車が存在する場合にヒータの出力が過剰になり、電力が無駄に消費されたり、車載カメラ及びカメラ固定部材等が過剰に加熱されたりする、虞があった。

本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力を適切に制御することができるウィンドウガラス加熱装置を提供することにある。以下、本発明のウィンドウガラス加熱装置は「本発明加熱装置」と称呼される場合がある。

本発明加熱装置は、車両（１０）のフロントウィンドウガラス（ＦＧ）の特定部分（ＦＧＣ）を通して前記車両の内部から前記車両の外部を撮像することにより、前記車両の運転支援に利用される前方画像データを取得する車載カメラ（２０）と、
前記車両の車速を検出する車速センサ（６２）と、
前記車両に搭載された電力源から供給される電力の量に応じた熱を発生して前記特定部分を加熱するように配設されたヒータ（６０）と、
前記検出された車速と、少なくとも前記前方画像データから得られる前記車両の前方を走行する先行車（ＯＶ）についての情報と、に基づいて前記ヒータに供給される電力の量を制御する（ステップ５４５）制御ユニット（６０）と、
を備える。

本発明加熱装置によれば、先行車の影響によって走行風によるフロントウィンドウガラスの冷却量が減少した場合、そのウィンドウガラスの冷却量の減少分、ヒータに供給される電力の量を減少させることができる。従って、本発明加熱装置は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力を適切に制御できる。

本発明加熱装置の一態様において、
前記制御ユニットは、
前記先行車についての情報として、前記先行車が前記車両の前記フロントウィンドウガラスに当たる走行風の強さを低減させる程度に相関を有する走行風影響パラメータを取得し（ステップ５１５、ステップ６１０）、
前記車速が高いほど前記ヒータに供給される電力の量を大きくするとともに、前記走行風影響パラメータに基づいて推定される走行風の強さを低減させる程度が大きいほど前記ヒータに供給される電力の量を小さくする（ステップ５４５）、
ように構成される。

先行車の影響によって、走行風の強さが小さくなるほど、走行風によるフロントウィンドウガラスの冷却量が減少する。そこで、上記一態様は、走行風影響パラメータから推定される走行風の強さを低減させる程度が大きいほどヒータに供給される電力の量を小さくする。その結果、上記一態様は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力をより適切に制御できる。

本発明加熱装置の一態様において、
前記走行風影響パラメータは、前記先行車の大きさを評価するためのパラメータである大きさ評価パラメータを含み、
前記制御ユニットは、
前記大きさ評価パラメータが大きくなるほど、前記走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する（ステップ５３０、ステップ５５０）ように構成される。

走行風の強さは、先行車の大きさ評価パラメータが大きくなるほど小さくなる傾向を有する。そこで、上記一態様は、大きさ評価パラメータが大きくなるほど、走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する。その結果、上記一態様は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力をより適切に制御できる。

本発明加熱装置の一態様において、
前記走行風影響パラメータは、前記先行車との車間距離を含み、
前記制御ユニットは、
前記先行車との車間距離が短くなるほど、前記走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する（ステップ５３０、ステップ５５０）ように構成される。

走行風の強さは、先行車との車間距離が短くなるほど小さくなる傾向を有する。そこで、上記一態様は、先行車との車間距離が短くなるほど、走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する。その結果、上記一態様は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力をより適切に制御できる。

本発明加熱装置の一態様において、
前記走行風影響パラメータは、前記先行車とのラップ率を含み、
前記制御ユニットは、
前記先行車とのラップ率が大きくなるほど、前記走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する（ステップ５３０、ステップ５５０）ように構成される。

走行風の強さは、先行車とのラップ率が大きくなるほど小さくなる傾向を有する。そこで、上記一態様は、先行車とのラップ率が大きくなるほど、走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する。その結果、上記一態様は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力をより適切に制御できる。

本発明加熱装置の一態様において、
前記走行風影響パラメータは、前記先行車の台数を含み、
前記制御ユニットは、
前記先行車の台数が多くなるほど、前記走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する（ステップ５３０、ステップ５５０）ように構成された、

走行風の強さは、先行車の台数が多くなるほど小さくなる傾向を有する。そこで、上記一態様は、先行車の台数が多くなるほど、走行風の強さを低減させる程度を大きく推定する。その結果、上記一態様は、先行車が存在する場合であっても、ヒータの出力をより適切に制御できる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は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。

図１は本発明の実施形態に係るウィンドウガラス加熱装置（本加熱装置）を備えた車両の正面図である。図２は本加熱装置を備えた車両の車載カメラ近傍部分の側面図である。図３は本加熱装置の概略回路ブロック図である。図４Ａは、本加熱装置の作動の概要を説明するための図である。図４Ｂは、本加熱装置の作動の概要を説明するための図である。図５は制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを表すフローチャートである。図６は制御ＥＣＵのＣＰＵが実行するルーチンを表すフローチャートである。

＜構成＞
本発明の実施形態に係るウィンドウガラス加熱装置（以下、「本加熱装置」と称呼する。）は、図１に示した車両１０に搭載されている。車両１０は、駆動源として内燃機関を備えた車両である。車両１０は、電気自動車であってもよく、ハイブリッド車両であってもよい。

（車載カメラ）
車両１０は車載カメラ２０を備える。車載カメラ２０は、フロントウィンドウガラスＦＧ（以下、「フロントガラスＦＧ」と称呼する。）の車幅方向の中央部且つ上部の近傍であって、且つ、車両１０の室内（車室内）に配設されている。なお、車載カメラ２０の配設位置は、これに限定されない。車載カメラ２０は、所定時間が経過する毎に、フロントガラスＦＧを通して車両１０の外部（物体を含む車両外部の風景）を撮像し、画像データ（前方画像データ）を生成する。画像データは運転支援に利用される。

車載カメラ２０は、カメラ収容ケース２１に固定されている。カメラ収容ケース２１は、略直方体のケースであり、車載カメラ２０を保持している。

図２に示したように、カメラ収容ケース２１は、ブラケット２２によってフロントガラスＦＧに固定される。その結果、車載カメラ２０は、フロントガラスＦＧの近傍の車両１０の室内に配置される。

カメラ収容ケース２１は平面状のフード部２１ａを備えている。フード部２１ａは、カメラ収容ケース２１が車両１０に取り付けられた状態において、車載カメラ２０の下方且つ前方に延在する。従って、フード部２１ａは、その表面がフロントガラスＦＧと斜めに対向している。フード部２１ａの裏面には、ヒータ３０が取り付けられている。

ヒータ３０は、電熱線３１を含む。ヒータ３０に電力が供給されると、電熱線３１が発熱する。ヒータ３０は、電熱線３１が発生した熱によりフード部２１ａを加熱し、フード部２１ａからの輻射熱によりフロントガラスＦＧの所定の部分（特定部分）である撮像ガラス部ＦＧＣを加熱する。撮像ガラス部ＦＧＣは、車載カメラ２０の撮像範囲に対応するフロントガラスＦＧの一部分である。

ヒータ３０によって発生した熱が撮像ガラス部ＦＧＣを加熱することにより、撮像ガラス部ＦＧＣが水分によって曇っている場合には、その曇りが除去され、撮像ガラス部ＦＧＣが曇っていない場合には、その撮像ガラス部ＦＧＣに曇りが生じることが防止される。

図３に示したように、車両１０は、車載カメラ２０及びヒータ３０の他に、電源装置４０、リレー５０及び制御ＥＣＵ６０等を更に備える。

なお、本明細書において、「ＥＣＵ」は、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置（Electric Control Unit）を示す。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びインターフェースＩ／Ｆ等を含む。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。あるＥＣＵは、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して、図示しない他のＥＣＵと相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。

電源装置４０は、図示しない「バッテリ及びオルタネータ」を含む電力源である。電源装置４０は、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフ位置にあるとき、ヒータ３０及び他の車載負荷に電力を供給できない。電源装置４０は、イグニッション・キー・スイッチがオン位置にあるとき、ヒータ３０及び他の車載負荷に電力を供給可能になる。

リレー５０は、制御ＥＣＵ６０からの指示信号（駆動信号）に応じて、導通状態（オン状態）と遮断状態（オフ状態）との間で切り替わる。リレー５０が導通状態にある場合、電源装置４０からヒータ３０に電力が供給される。リレー５０が遮断状態にある場合、電源装置４０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。

制御ＥＣＵ６０は、リレー５０に接続されている。制御ＥＣＵ６０は、リレー５０に指示信号を送信することにより、ヒータ３０への電力供給状態を制御する電力供給制御（「ヒータ３０の電熱線通電制御」とも称呼される。）を実行する。制御ＥＣＵ６０は、ガラス加熱制御ユニット（便宜上、単に「制御ユニット」とも称呼される。）であると言うこともできる。

本例において、制御ＥＣＵ６０は、電力供給制御を行う場合、所定の通電継続時間Ｔonにわたるヒータ３０への電力供給（電熱線３１の通電）と、所定の通電停止時間Ｔoffにわたるヒータ３０への電力供給の停止（電熱線３１の通電の停止）と、を交互に繰り返し行う。なお、通電継続時間Ｔonと通電停止時間Ｔoffとの和は一定時間Ｔに設定されている。

制御ＥＣＵ６０は、通電継続時間Ｔonの長さ及び通電停止時間Ｔoffの長さをそれぞれ変えることによって、電源装置４０からヒータ３０に供給される電力の量を制御する（調整する。）。即ち、制御ＥＣＵ６０は、デューティ比（＝Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff））を変更することにより、ヒータ３０の出力（発熱量（消費電力））を制御することができる。

更に、制御ＥＣＵ６０は、上述の車載カメラ２０に接続されている。制御ＥＣＵ６０は、車載カメラ２０が生成した画像データを受信する。

更に、制御ＥＣＵ６０は、以下に述べる複数のセンサと接続され、それらのセンサの検出信号を受信するようになっている。

レーダセンサ６１は、ミリ波帯の電波を車両１０の前方領域を含む車両１０の周辺領域に放射し、放射範囲内に存在する物標によって反射された電波（即ち、反射波）を受信する。レーダセンサ６１は、送信した電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電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、検出した各物標に対する「レーダセンサ検出情報」を所定時間の経過毎に取得する。レーダセンサ検出情報は、車両１０と物標との相対関係についての情報であり、検出した各物標に対する、車間距離Ｄｆｘ、相対速度及び方位等を含む。

車速センサ６２は、車両１０の車速Ｖｓを示す検出信号を発生する。
外気温センサ６３は、車両１０の周囲の外気温Ｔairを示す検出信号を発生する。
電圧センサ６４は、電源装置４０の出力電圧ＶＢを示す検出信号を発生する。

制御ＥＣＵ６０は、車載カメラ２０から取得した画像データを用いて、車両１０の先行車ＯＶ（図４Ｂ参照。）を認識する処理及び区画線（例えば、白線）の認識処理を行う。先行車ＯＶは車両１０の前方を走行する他車両である。

制御ＥＣＵ６０は、先行車ＯＶを認識した場合、その先行車ＯＶの方位θp、その先行車ＯＶまでの縦距離（車間距離）Ｄｆｘ及び車両１０に対する先行車ＯＶの相対速度Ｖｆｘ等（以下、「カメラセンサ検出情報」と称呼される。）を演算する。なお、車載カメラ２０が処理部（画像処理ＥＣＵ）を備えている場合、その処理部がカメラセンサ検出情報を演算し、演算したカメラセンサ検出情報を制御ＥＣＵ６０に送信してもよい。

制御ＥＣＵ６０は、「レーダセンサ検出情報」及び「カメラセンサ検出情報」に基づいて、先行車ＯＶの物標情報（即ち、以下に述べる情報）を決定（取得）する。
・先行車ＯＶの検出位置（即ち、縦距離Ｄｆｘ（以下、「車間距離Ｄｆｘ」と称呼される。）、横位置Ｄｆｙ）
・先行車ＯＶの相対速度Ｖｆｘ
・先行車ＯＶの幅（先行車ＯＶの左右幅）Ｗ
・先行車ＯＶの高さＨ
・先行車ＯＶと車両１０とのラップ率ＲＰ
なお、先行車ＯＶと車両１０とのラップ率ＲＰは、車両１０と先行車ＯＶとが車両１０の進行方向において重複している領域の幅の、車両１０の幅（左右幅）に対する比率である。

ある先行車ＯＶについて、「レーダセンサ検出情報」及び「カメラセンサ検出情報」の両方が検出されている場合、制御ＥＣＵ６０は、これらの情報をフュージョン（統合）することにより先行車ＯＶの最終的な物標情報を決定（取得）する。これに対して、ある先行車ＯＶについて、「レーダセンサ検出情報」及び「カメラセンサ検出情報」の何れか一方のみが検出されている場合、制御ＥＣＵ６０は、その検出できている情報のみに基づいて先行車ＯＶの最終的な物標情報を取得（決定）する。

＜作動の概要＞
図４Ａに示すように、車両１０の前方を走行する他車両（先行車ＯＶ）が存在しない状況において、車両１０が走行している場合、走行風ＷＤ１が車両１０のフロントガラスＦＧに当たる。この走行風ＷＤ１が強くなるほど、走行風ＷＤ１によるフロントガラスＦＧの冷却量（即ち、単位時間あたりにフロントガラスＦＧから持ち去られる熱量）が増大する。

このため、制御ＥＣＵ６０は、走行風ＷＤ１の強さを推定する。より具体的に述べると、制御ＥＣＵ６０は、走行風ＷＤ１の強さを示すパラメータ（本例において、走行風ＷＤ１の風速であり、以下、「推定走行風速Ｖ１」と称呼される。）を車速Ｖｓに基づいて算出し、その推定走行風速Ｖ１を用いて、ヒータ３０に供給される電力の量を制御する。

即ち、推定した推定走行風速Ｖ１が大きくなるほど、フロントガラスＦＧの冷却量が増大することが予想される。このため、制御ＥＣＵ６０は、その冷却量の増大分、ヒータ３０の出力（発熱量（消費電力））が大きくなるように、ヒータ３０に供給される電力の量を制御する。

ここで、制御ＥＣＵ６０は、車両１０の車速Ｖｓに基づいて推定走行風速Ｖ１を決定する。車両１０の前方に先行車ＯＶが存在しない場合、走行風ＷＤ１は車速Ｖｓとの相関が比較的高いので、推定走行風速Ｖ１の推定精度が比較的高い傾向にある。即ち、推定走行風速Ｖ１の実際の走行風速に対する誤差は小さい。

一方、図４Ｂに示すように、先行車ＯＶが存在する状況において、車両１０が走行している場合、走行風ＷＤ１の強さは、車速Ｖｓ以外にも先行車ＯＶの影響を受けて変化する。このため、走行風ＷＤ１の強さと車速Ｖｓとの相関が比較的弱くなる。

従って、車両１０の前方に先行車ＯＶが存在する場合であって、その先行車ＯＶが走行風ＷＤ１に影響を与える場合、車速Ｖｓのみに基づいて推定される推定走行風速Ｖ１の推定精度は、比較的低い傾向にある。具体的には、走行風ＷＤ１は先行車ＯＶに遮られることに起因して弱くなる傾向にあるので、先行車ＯＶの影響が反映されない推定走行風速Ｖ１は、実際の走行風速に比べて大きい値に推定されてしまう傾向にある。

よって、走行風ＷＤ１に影響を与える特定の先行車ＯＶ（以下、単に「特定の先行車ＯＶ」と称呼される。）が存在する場合、推定走行風速Ｖ１に基づいて決定されるヒータ３０の出力は、実際に曇り防止又は除去に必要十分なヒータ３０の出力（適切なヒータ３０の出力）より、過剰になってしまう可能性がある。

以上から、特定の先行車ＯＶが存在する場合に、推定走行風速Ｖ１に基づいてヒータ３０に供給される電力の量が決定されると、ヒータ３０の出力が適切なヒータ３０の出力に対して過剰になってしまう可能性があることが理解される。この場合、ヒータ３０に供給される電力が無駄になってしまったり、車載カメラ２０の温度が過剰に高くなったりしてしまうので、好ましくない。

そこで、制御ＥＣＵ６０は、車両１０の前方の所定の範囲内の先行車ＯＶを認識する。更に、制御ＥＣＵ６０は、認識できた先行車ＯＶに関する物標情報を含む以下の情報を取得する。
・先行車ＯＶの大きさを評価するためのパラメータ（以下、「大きさ評価パラメータ」と称呼される。）
・車両１０と先行車ＯＶとの間の車間距離Ｄｆｘ（先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘ）
・車両１０と先行車ＯＶとのラップ率ＲＰ（先行車ＯＶとのラップ率ＲＰ）

なお、大きさ評価パラメータは、先行車ＯＶの大きさに関連するパラメータであり、本例において、大きさ評価パラメータは、先行車ＯＶの高さＨである。大きさ評価パラメータは、先行車ＯＶの大きさに関連するパラメータであればよい。例えば、大きさ評価パラメータは、先行車ＯＶの高さＨに代えて、先行車ＯＶの幅Ｗ又は先行車ＯＶの面積Ｓ（＝先行車ＯＶの幅Ｗ×高さＨ）であってもよい。

制御ＥＣＵ６０は、取得した上記情報に基づいて、認識できた先行車ＯＶの中から特定の先行車ＯＶを判定（認定）する。制御ＥＣＵ６０は、先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが所定の車間距離閾値Ｄｆｘth以下であり、且つ、先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが所定のラップ率閾値ＲＰth以上である場合、その先行車ＯＶを、特定の先行車ＯＶと判定する。

制御ＥＣＵ６０は、先行車ＯＶが走行風ＷＤ１の強さを低減させる程度（先行車ＯＶによる走行風ＷＤ１の減衰度合い）に相関を有する走行風影響パラメータを用いて、推定走行風速Ｖ１を、補正する。走行風影響パラメータは、特定の先行車ＯＶに関する大きさ評価パラメータ、特定の先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆ、特定の先行車ＯＶとのラップ率ＲＰ及び特定の先行車ＯＶの台数Ｎｍの少なくとも一つ（本例において、全部）である。

制御ＥＣＵ６０は、走行風影響パラメータを用いて、推定走行風速Ｖ１を、先行車ＯＶに起因する走行風ＷＤ１への影響が反映されるように補正（推定）する。以下、補正後の推定走行風速は、「補正推定走行風速Ｖ２」と称呼される。

本例において、補正推定走行風速Ｖ２は、推定走行風速Ｖ１に、トータル減衰率αを乗じることにより算出される（即ち、Ｖ２＝α・Ｖ１）。トータル減衰率αは、０より大きく且つ１以下の値である。トータル減衰率αの値は、走行風影響パラメータに基づいて決定される。

ここで、先行車ＯＶが存在する場合、走行風ＷＤ１は次の傾向を有する。
・走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶの大きさ評価パラメータが大きくなるほど弱くなる傾向を有する。換言すると、走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶの大きさ評価パラメータが大きくなるほど走行風ＷＤ１の減衰度合いが大きくなる傾向を有する。
・走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが短くなるほど弱くなる傾向を有する。換言すると、走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが短くなるほど走行風ＷＤ１の減衰度合いが大きくなる傾向を有する。
・走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが大きくなるほど弱くなる傾向を有する。換言すると、走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが大きくなるほど走行風ＷＤ１の減衰度合いが大きくなる傾向を有する。
・走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶの台数Ｎｍが多くなるほど弱くなる傾向を有する。換言すると、走行風ＷＤ１は、特定の先行車ＯＶの台数Ｎｍが多くなるほど走行風ＷＤ１の減衰度合いが大きくなる傾向を有する。

従って、推定走行風速Ｖ１をより精度良く補正するために、トータル減衰率αの値は、走行風影響パラメータに基づいて、以下のように決定される。
・トータル減衰率αの値は、０より大きく且つ１以下の範囲内で、特定の先行車ＯＶの高さＨ（特定の先行車ＯＶの大きさ評価パラメータ）が大きくなるほど小さくなるように決定される。
・トータル減衰率αの値は、０より大きく且つ１以下の範囲内で、特定の先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが短くなるほど小さくなるように決定される。
・トータル減衰率αの値は、０より大きく且つ１以下の範囲内で、特定の先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが大きくなるほど小さくなるように決定される。
・トータル減衰率αの値は、０より大きく且つ１以下の範囲内で、特定の先行車ＯＶの台数Ｎｍが多くなるほど小さくなるように決定される。

補正推定走行風速Ｖ２は、推定走行風速Ｖ１にトータル減衰率α（０＜α≦１）を乗じることにより算出されるので、トータル減衰率αの値が小さくなるほど、補正推定走行風速Ｖ２は小さくなるように算出される。その結果、推定走行風速Ｖ１を実際の走行風速に近くなるように精度良く補正することができる。

更に、このように算出された補正推定走行風速Ｖ２は、推定走行風速Ｖ１以下になる。制御ＥＣＵ６０は、補正推定走行風速Ｖ２を用いて、ヒータ３０に供給される電力の量を制御する。その結果、補正推定走行風速Ｖ２が推定走行風速Ｖ１より小さくなる場合には、ヒータ３０に供給される電力の量は、補正前の推定走行風速Ｖ１に基づいて決定される電力の量より小さくなる。

以上により、制御ＥＣＵ６０は、先行車ＯＶの影響によって走行風ＷＤ１によるフロントガラスＦＧの冷却量が減少した場合、そのフロントガラスＦＧの冷却量の減少分、ヒータ３０の出力を減少（減衰）させることができる。従って、制御ＥＣＵ６０は、先行車ＯＶが存在する場合であっても、ヒータ３０の出力を適切に制御できる。

＜具体的作動＞
制御ＥＣＵ６０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）は、イグニッション・キー・スイッチがオン位置にある場合、図５にフローチャートにより示したルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、イグニッション・キー・スイッチがオン位置にある場合に所定のタイミングになると、ＣＰＵは、ステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進む。

ＣＰＵは、ステップ５０５に進むと、ヒータ３０の作動開始条件が成立するか否かを判定する。

ヒータ３０の作動開始条件は、以下に述べる条件１及び条件２の何れもが成立する場合に、成立する。
条件１：外気温センサ６３によって検出される外気温Ｔairが所定の外気温閾値以下である。
なお、外気温閾値は、フロントガラスＦＧに曇りが生じないと推定される温度に基づいて任意の値に決定される。
条件２：ヒータ３０の作動停止状態が所定時間以上にわたって継続している。

ヒータ３０の作動開始条件が成立しない場合、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

これに対して、ヒータ３０の作動開始条件が成立する場合、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ５１０及びステップ５１５の処理を順に行った後、ステップ５２０に進む。

ステップ５１０：ＣＰＵは、車両１０の車速Ｖｓに基づいて走行風ＷＤ１の風速（推定走行風速Ｖ１）を推定する（算出する）。より具体的に述べると、ＣＰＵは、予めＲＯＭに格納されているルックアップテーブルＭａｐＷＤ１（Ｖｓ）に検出された車速Ｖｓを適用することにより、推定走行風速Ｖ１を求める。このテーブルＭａｐＷＤ１（Ｖｓ）は、先行車ＯＶが存在していない場合において、実験により求められる「車速Ｖｓと推定走行風速Ｖ１との関係」を規定するテーブルである。

ステップ５１５：ＣＰＵは、先行車ＯＶの認識処理を実行し、認識できた先行車ＯＶに関する情報（先行車ＯＶの高さＨ、先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘ、先行車ＯＶとのラップ率ＲＰ）を取得する。

ＣＰＵはステップ５２０に進むと、認識できた先行車ＯＶの中に特定の先行車ＯＶ（走行風ＷＤ１に影響を与える先行車ＯＶ）が１台以上存在するか否かを判定する。なお、認識できた先行車ＯＶが特定の先行車ＯＶであるかの判定は、次のように行われる。即ち、ＣＰＵは、先行車ＯＶが下記条件Ａを満たす場合、その先行車ＯＶを特定の先行車ＯＶであると判定する。
条件Ａ：先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが車間距離閾値Ｄｆｘth以下であり、且つ、先行車ＯＶとのラップ率ＲＰがラップ率閾値ＲＰth以上である。なお、車間距離閾値Ｄｆth及びラップ率閾値ＲＰthのそれぞれには、例えば予め実験を行うことによって取得された判定に適切な値が使用される。

特定の先行車ＯＶが１台も存在しない場合（先行車ＯＶが認識できていない場合も含む。）、ＣＰＵはステップ５２０にて「Ｎｏ」と判定して、以下に述べるステップ５２５乃至ステップ５４５の処理を順に実行した後、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ５２５：ＣＰＵはトータル減衰率αの値を「１」に設定する。
ステップ５３０：ＣＰＵは、ステップ５１０にて算出した推定走行風速Ｖ１に、ステップ５２５にて設定したトータル減衰率α（＝１）を乗じることにより、補正推定走行風速Ｖ２を算出する。その結果、推定走行風速Ｖ１は補正されず、補正されていない推定走行風速Ｖ１が、補正推定走行風速Ｖ２として算出される。

ステップ５３５：ＣＰＵは、出力電圧ＶＢ、外気温Ｔair及び補正推定走行風速Ｖ２に基づいて、通電継続時間Ｔonを決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、予めＲＯＭに格納されているルックアップテーブルであるマップＭａｐＢ（ＶＢ，Ｔair，Ｖ２）に、出力電圧ＶＢ、外気温Ｔair及び補正推定走行風速Ｖ２を適用することにより、通電継続時間Ｔonを決定する。

このマップＭａｐＢ（ＶＢ，Ｔair，Ｖ２）によれば、出力電圧ＶＢが大きくなるほど通電継続時間Ｔonが短くなり、外気温Ｔairが高くなるほど通電継続時間Ｔonが短くなり、補正推定走行風速Ｖ２が小さくなるほど通電継続時間Ｔonが短くなる（即ち、補正推定走行風速Ｖ２が小さくなるほど、ステップ５４５にてヒータ３０に供給される電力の量が低減される）。

ステップ５４０：ＣＰＵは、一定時間Ｔから通電継続時間Ｔonを減じることにより、通電停止時間Ｔoffを決定する（即ち、Ｔoff＝Ｔ（固定時間）－Ｔon）。
ステップ５４５：ＣＰＵは、通電継続時間Ｔonにわたりヒータ３０へ電力を供給し、通電停止時間Ｔoffにわたりヒータ３０への電力供給を停止する動作を繰り返し行う。なお、図示しない別のルーチンによって、電力供給制御は、実行開始時点から一定時間（Ｔ（固定時間）に対して、十分に長い時間）の経過後、自動的に終了される。

一方、ステップ５２０の処理を実行する時点で、特定の先行車ＯＶが１台以上存在する場合、ＣＰＵはステップ５２０にて「Ｙｅｓ」と判定して、以下に述べるステップ５５０の処理を順に実行した後、ステップ５３０に進む。

ステップ５５０：ＣＰＵは、特定の先行車ＯＶの走行風影響パラメータ（高さＨ、車間距離Ｄｆｘ、ラップ率ＲＰ及び台数Ｎｍ）のそれぞれを、所定のルックアップテーブルである第１マップＭｐ１乃至第４マップＭｐ４のそれぞれに適用する。これにより、まずＣＰＵは、走行風ＷＤ１の第１減衰率α１乃至第４減衰率α４を算出する。その後、ＣＰＵは、第１減衰率α１乃至第４減衰率α４を乗じること（第１減衰率α１×第２減衰率α２×第３減衰率α３×第４減衰率α４）により、トータル減衰率αを算出する。

なお、特定の先行車ＯＶが１台のみ存在する場合、先行車ＯＶの高さＨ、先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘ及び先行車ＯＶとのラップ率ＲＰのそれぞれには、当該１台の特定の先行車ＯＶに関して取得された値が使用される。一方、特定の先行車ＯＶが２台以上存在する場合、当該２台以上の特定の先行車ＯＶのそれぞれの「高さＨ、車間距離Ｄｆｘ及びラップ率ＲＰ」に基づいて定まる各値が、走行風影響パラメータの「高さＨ、車間距離Ｄｆｘ及びラップ率ＲＰ」に使用される。上記値としては、例えば、重み付き平均値（加重平均値）が挙げられる。例えば、重み付き平均値を算出するときの重み付けは、各特定の先行車ＯＶの走行風ＷＤ１に影響を与える程度に応じて、行われる（例えば、車両１０に近い方の特定の先行車ＯＶに関する値に対する重みが大きくなるように重み付けが行われる。）。

なお、第１マップＭｐ１によれば、第１減衰率α１の値は、０より大きく且つ１より小さい範囲内で、先行車ＯＶの高さＨが大きくなるほど小さくなるように、決定される。
第２マップＭｐ２によれば、第２減衰率α２の値は、０より大きく且つ１より小さい範囲内で、先行車ＯＶとの車間距離Ｄｆｘが短くなるほど小さくなるように、決定される。
第３マップＭｐ３によれば、第３減衰率α３の値は、０より大きく且つ１より小さい範囲内で、先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが大きくなるほど小さくなるように、決定される。
第４マップＭｐ４によれば、第４減衰率α４の値は、０より大きく且つ１より小さい範囲内で、先行車ＯＶとのラップ率ＲＰが大きくなるほど小さくなるように、決定される。

その後、ＣＰＵはステップ５３０に進むと、ステップ５１０にて算出した推定走行風速Ｖ１に、ステップ５５０にて算出したトータル減衰率α（０＜α＜１）を乗じることにより、補正推定走行風速Ｖ２を算出する。その結果、推定走行風速Ｖ１は、トータル減衰率α（０＜α＜１）が小さくなるほどその低減の程度が大きくなるように補正（低減）され、そのように補正（低減）された推定走行風速Ｖ１が、補正推定走行風速Ｖ２として算出される。

その後、ＣＰＵは、ステップ５３５に進むと、マップＭａｐＢに、出力電圧ＶＢ、外気温Ｔair及びステップ５３０にて算出した補正推定走行風速Ｖ２を適用することにより、通電継続時間Ｔonを決定する。その結果、通電継続時間Ｔonは、補正前の推定走行風速Ｖ１をマップＭａｐＢに適用した場合に比べて、短くなる（ステップ５４５にて、ヒータ３０に供給される電力の量が、補正前の推定走行風速Ｖ１をマップＭａｐＢに適用した場合に比べて、低減される。）。その後、ＣＰＵは、既に述べたステップ５３５乃至ステップ５４５の処理を順に実行した後、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上説明したように、本加熱装置は、先行車ＯＶが存在する場合であっても、ヒータ３０の出力を適切に制御することができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、本発明の技術的思想に基づく各種の変形例を採用し得る。

例えば、図５のステップ５５０において、トータル減衰率αは、第１減衰率α１乃至第４減衰率α４のうちの２つ又は３つを乗じることによって、算出されるようにしてもよい。更に、図５のステップ５５０において、トータル減衰率αの算出に代えて、第１減衰率α１乃至第４減衰率α４の何れか一つが、トータル減衰率αに設定されてるようにしてもよい。

ヒータ３０に印加する電圧を調整するための電圧調整回路をリレー５０の上流に設置し、それによりヒータ３０に印加する電圧を調整することによって実施してもよい。この場合、ＣＰＵは、外気温Ｔairと、推定走行風速Ｖ１及び補正推定走行風速Ｖ２の何れかと、から単位時間あたりの目標供給電力量を決定し、その目標供給電力量がヒータ３０に供給されるように、ヒータ３０に印加する電圧を調整する。

例えば、本加熱装置は、図５のフローチャートにより示したルーチンに代えて、図６のフローチャートにより示したルーチンを実行するように構成されてもよい。図６のルーチンは、図５のステップ５２０が以下に述べるステップ６１０に置換された点のみ図５のルーチンと相違する。

ステップ６１０：ＣＰＵは先行車ＯＶが存在するか否かを判定する。即ち、ステップ５１５にて、ＣＰＵが先行車ＯＶを認識できたか否かを判定する。

この場合、図６のステップ５５０にて、トータル減衰率αの値は、認識できた先行車ＯＶに関する走行風影響パラメータに基づいて決定される。なお、図６のステップ５５０にて、車間距離Ｄｆｘが所定の車間距離閾値Ｄｆｘth以上の場合、第２減衰率α２の値は「１」に設定されるようにしてもよい。更に、ラップ率ＲＰが所定のラップ率閾値ＲＰth以下の場合、第３減衰率α３の値は「１」に設定されるようにしてもよい。

１０…車両、２０…車載カメラ、３０…ヒータ、４０…電源装置、５０…リレー、６０…制御ＥＣＵ、６１…レーダセンサ、６２…車速センサ、６３…外気温センサ、６４…電圧センサ、ＦＧ…フロントウィンドウガラス、ＦＧＣ…撮像ガラス部

Claims

車両のフロントウィンドウガラスの特定部分を通して前記車両の内部から前記車両の外部を撮像することにより、前記車両の運転支援に利用される前方画像データを取得する車載カメラと、
前記車両の車速（Ｖｓ）を検出する車速センサと、
前記車両に搭載された電力源から供給される電力の量に応じた熱を発生して前記特定部分を加熱するように配設されたヒータと、
前記電力源の出力電圧（ＶＢ）を示す検出信号を発生する電圧センサ（６４）と、
前記車両の外気温（Ｔair）を示す検出信号を発生する外気温センサ（６３）と、
前記検出された車速と、少なくとも前記前方画像データから得られる前記車両の前方を走行する先行車についての情報と、に基づいて前記ヒータに供給される電力の量を制御する制御ユニットと、
を備えたウィンドウガラス加熱装置において、
前記制御ユニットは、
前記先行車についての情報であって前記先行車が前記車両の前記フロントウィンドウガラスに当たる走行風の強さを低減させる程度に相関を有する走行風影響パラメータとして、前記先行車の大きさを評価するためのパラメータである大きさ評価パラメータと、前記先行車との車間距離と、前記先行車とのラップ率と、前記先行車の台数と、を取得し、
前記検出された車速（Ｖｓ）を予めＲＯＭに格納されているルックアップテーブル（ＭａｐＷＤＶ１（Ｖｓ））に適用することにより推定走行風速（Ｖ１）を決定し、
トータル減衰率（α）の値を、０より大きく且つ１以下の範囲内で、前記先行車の大きさ評価パラメータが大きくなるほど小さくなり、前記先行車との車間距離が短くなるほど小さくなり、前記先行車とのラップ率が大きくなるほど小さくなり、且つ、前記先行車の台数が多くなるほど小さくなるように決定し、
前記推定走行風速（Ｖ１）に前記トータル減衰率（α）を乗じることにより補正推定走行風速（Ｖ２）を算出し、
前記電圧センサから得られた前記出力電圧（ＶＢ）と、前記外気温センサから得られた前記外気温（Ｔair）と、前記算出された補正推定走行風速（Ｖ２）と、を予めＲＯＭに格納されているルックアップテーブル（マップＭａｐＢ（ＶＢ，Ｔair，Ｖ２））に適用することにより、前記出力電圧（ＶＢ）が大きくなるほど短くなり、前記外気温（Ｔair）が高くなるほど短くなり、且つ、前記補正推定走行風速（Ｖ２）が小さくなるほど短くなるように通電継続時間（Ｔon）を決定し、
一定時間（Ｔ）から前記通電継続時間（Ｔon）を減じることにより通電停止時間（Ｔoff）を決定し、
前記通電継続時間（Ｔon）にわたり前記ヒータへ前記電力源から電力を供給し、前記通電停止時間（Ｔoff）にわたり前記ヒータへの前記電力源からの電力供給を停止する動作、を所定の一定時間だけ繰り返し行う、
ように構成された、
ウィンドウガラス加熱装置。