WO2014010578A1

WO2014010578A1 - 車載カメラの洗浄装置及び車載カメラの洗浄方法

Info

Publication number: WO2014010578A1
Application number: PCT/JP2013/068715
Authority: WO
Inventors: 利通後閑
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JP6090318B2; EP2873572B1; BR112015000243A2; JPWO2014010578A1; MX2015000272A; RU2569981C1; MY154116A; EP2873572A1; MX340630B; EP2873572A4; BR112015000243B1; US9505382B2; CN104470771B; CN104470771A; US20150203077A1

Abstract

　カメラ（１）のレンズ面（１ａ）を洗浄するノズル（７）を設け、該ノズル（７）は、洗浄液を吐出口（１０ａ），（１０ｂ）へ導く洗浄液通路（１１ａ），（１１ｂ）、及び圧縮空気を吐出口（１０ａ），（１０ｂ）へ導く空気通路（１２）を備える。また、洗浄液通路の先端部と空気通路の先端部は、互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置されている。そして、レンズ面（１ａ）を洗浄する際には、吐出口より圧縮空気を断続的に噴射し、圧縮空気の噴射により生じる負圧にて洗浄液を吸引して吐出口より洗浄液を断続的に噴射してレンズ面（１ａ）を洗浄する。

Description

車載カメラの洗浄装置及び車載カメラの洗浄方法

　本発明は、例えば車両の後部に設置して該車両の後方を撮影する車載カメラを洗浄する洗浄装置及び車載カメラの洗浄方法に関する。

　例えば、自車両の後方に搭載して周囲映像を撮像し、自車両後方を走行する車両や周囲に存在する障害物を監視する車載カメラは、雨天時等には撮影面となるレンズに水滴や泥等の異物が付着する場合があり、このような場合には、周囲映像を鮮明に撮影することができない。そこで、車載カメラのレンズを洗浄する装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。該特許文献１に開示された洗浄装置では、カメラのレンズ面に洗浄液を吹き付け、その後、高圧空気を吹き付けてレンズに付着した異物を除去するようにしている。

特開２００１－１７１４９１号公報

　しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、レンズ面に多量の洗浄液を吹き付ける必要があるので、多量の洗浄液が消費されるという問題がある。

　本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、少ない洗浄液で確実にレンズ面を洗浄することが可能な車載カメラの洗浄装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本願の車載カメラの洗浄装置は、洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口がカメラのレンズ面に向くように配置され、洗浄液を吐出口へ導く洗浄液通路、及び圧縮空気を吐出口へ導く空気通路を有したノズルと、洗浄液配管を介して洗浄液をノズルに送出する洗浄液送出手段と、空気配管を介して圧縮空気をノズルに送出する圧縮空気送出手段とを有し、洗浄液送出手段を駆動させ、且つ、圧縮空気送出手段を断続的に複数回駆動させることにより、吐出口より洗浄液と圧縮空気を噴射してレンズ面を洗浄する。

　また本願の車載カメラの洗浄装置は、洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口が車両に搭載されたカメラのレンズ面を向くように配置されたノズルで、洗浄液を吐出口へ導く洗浄液通路の先端部、及び圧縮空気を吐出口へ導く空気通路の先端部が、互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置されたノズルであって、洗浄液を送出し、且つ、圧縮空気を断続的に複数回送出して、吐出口より洗浄液と圧縮空気を噴射する連続注水モードでの洗浄を行う。

図１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示す斜視図であり、図２（ａ）は、車両の後部に搭載されるカメラに、本実施形態に係る洗浄装置を設置した状態を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す洗浄装置を「Ａ」方向から見た図である。図３は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるカメラユニットの一部破断斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるノズル先端部の断面図であり、図４（ａ）は、ノズル先端部の分解図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す符号Ｐ１の部分の断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるノズル先端部とカメラとの配置関係を示す説明図である。図６は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示す図であり、図６（ａ）は、車両の後部に搭載されるカメラに、本実施形態に係る洗浄装置を設置した状態を示す斜視図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すノズルユニットのＤ－Ｄ線での断面図である。図７は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の、制御部の詳細な構成を示すブロック図である。図８は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の処理手順を示すフローチャートである。図９は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行される加圧洗浄モードの処理を示すタイミングチャートであり、図９（ａ）は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図９（ｂ）は空気ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。図１０は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行されるエアブローモードの処理を示すタイミングチャートであり、図１０（ａ）は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図１０（ｂ）は空気ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。図１１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行される連続注水モードの処理を示すタイミングチャートであり、図１１（ａ）は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図１１（ｂ）は空気ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る洗浄装置１００は、洗浄液を蓄積する洗浄液貯留タンク（一次タンク）２と、該洗浄液貯留タンク２に蓄積された洗浄液を送り出す洗浄液ポンプ３（洗浄液送出手段）と、圧縮空気を送り出す空気ポンプ５（圧縮空気送出手段）と、カメラ１のレンズ面に向けて洗浄液、圧縮空気、或いは洗浄液と圧縮空気との混合を吐出するノズル７と、を備えている。

　更に、洗浄液ポンプ３にて送出される洗浄液を、該洗浄液を蓄積する二次タンク１３に導く洗浄液配管４と、空気ポンプ５にて送出される圧縮空気を、ノズルユニット２２のノズル７に導く空気配管６と、洗浄液ポンプ３及び空気ポンプ５の駆動を制御する制御部（制御手段）８と、を備えている。

　図２（ａ）は、車両の後部に搭載されるカメラ１に、本実施形態に係る洗浄装置１００を設置した状態を示す斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す洗浄装置１００を「Ａ」方向から見た図である。図２（ａ）に示すように、車両後部に固定されたカメラ１の側部近傍には、やはり車両後部に固定されてレンズ面１ａを洗浄するノズルユニット２２が設けられている。ノズルユニット２２には、レンズ面１ａに向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出するノズル７、及びキャップ７ｄが設けられている。ノズル７は、図２（ｂ）に示すように、その先端部に洗浄液及び圧縮空気を噴出する２個の吐出口１０ａ，１０ｂが設けられている。即ち、ノズル７の吐出口１０ａ，１０ｂよりレンズ面１ａに向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出することにより、レンズ面１ａに付着した異物を除去する構成とされている。

　図３は、図２（ａ）に示すノズルユニット２２の一部破断斜視図である。図３に示すように、ノズルユニット２２の先端側に設けられるノズル７には、その中央部に圧縮空気を導入する空気通路１２が設けられ、該空気通路１２の左右両側には、洗浄液を導入する洗浄液通路１１ａ，１１ｂが設けられている。また、空気通路１２、及び洗浄液通路１１ａ，１１ｂの先端はカメラ１のレンズ面１ａを向くように、略直角に屈曲している。

　更に、洗浄液通路１１ａ，１１ｂの上流側には、洗浄液を一時的に蓄積する二次タンク１３が設けられている。該二次タンク１３の側部には、洗浄液配管４を接続するためのプラグ１３ａ、及び空気配管６を接続するためのプラグ１３ｂが設けられており、このうちプラグ１３ｂは、二次タンク１３の下方に設けられた流路を介して空気通路１２に接続されている。即ち、プラグ１３ｂを経由してノズルユニット２２内に導入される圧縮空気は直接空気通路１２に導入される。

　また、プラグ１３ａは、二次タンク１３に接続されており、該プラグ１３ａを経由して供給される洗浄液は、二次タンク１３の上方から内部に流入する。この際、プラグ１３ａから二次タンク１３に接続される配管は、図６（ｂ）の符号２３に示すように、鉛直方向を向いている。この配管２３の詳細については後述する。

　また、図３に示すように、二次タンク１３の底部は、２系統の洗浄液通路１１ａ，１１ｂに接続されて、更に、吐出口１０ａ，１０ｂよりも高い位置に設けられる。従って、図１に示した空気ポンプ５より送出される圧縮空気は、空気配管６を経由してノズル７の空気通路１２に導入され、一方、洗浄液ポンプ３より送出される洗浄液は、二次タンク１３に蓄積された後に、２系統の洗浄液通路１１ａ，１１ｂに導入されることになる。更に、二次タンク１３は、図１に示した洗浄液貯留タンク２よりも容積が小さくされている。

　図４（ｂ）は、ノズル先端部の詳細な構成を示す説明図であり、図４（ａ）に示す符号Ｐ１の部分の断面図を示している。図４（ｂ）に示すように、ノズル７の先端部は中央に空気通路１２が設けられ、該空気通路１２を挟むように、２つの洗浄液通路１１ａ，１１ｂが設けられている。すなわち、本実施形態での洗浄液通路は、該空気通路１２を挟むように設けられた２系統の洗浄液通路１１ａ，１１ｂから構成されている。

　各洗浄液通路１１ａ，１１ｂは、それぞれ先端部１５ａ，１５ｂに接続されており、この際、先端部１５ａ，１５ｂの流路面積は洗浄液通路１１ａ，１１ｂの流路面積よりも小さくされている。従って、洗浄液通路１１ａ，１１ｂを流れる洗浄液は、先端部１５ａ，１５ｂ内で流速が速くなる。

　一方、空気通路１２の先端は、２つの先端部１４ａ（第１先端部），１４ｂ（第２先端部）に分岐している。この際、先端部１４ａ，１４ｂの流路面積は、空気通路１２の流路面積よりも小さくされている。従って、空気通路１２を流れる圧縮空気は、先端部１４ａ，１４ｂを通過する際に流速が速くなる。

　そして、一方の洗浄液通路１１ａの先端部１５ａと、空気通路１２の一方の先端部１４ａが合流して合流路１６ａ（第１合流路）を形成し、この先端が吐出口１０ａ（図２（ｂ）参照）とされている。また、他方の洗浄液通路１１ｂの先端部１５ｂと空気通路１２の他方の先端部１４ｂが合流して合流路１６ｂ（第２合流路）を形成し、この先端が吐出口１０ｂ（図２（ｂ）参照）とされている。この際、合流路１６ａと合流路１６ｂは、先端側に向けて互いに広がる方向を向いている。

　従って、図１に示す洗浄液ポンプ３より送出された洗浄液が二次タンク１３内に蓄積され、且つ、空気ポンプ５より圧縮空気が送出されると、圧縮空気が流速を高めて噴射され、更に、圧縮空気が噴射されることにより二次タンク１３、及び洗浄液通路１１ａ，１１ｂが負圧となって二次タンク１３に蓄積された洗浄液を吸引する。このため、圧縮空気及び洗浄液が２つの合流路１６ａ，１６ｂを経由して吐出口１０ａ，１０ｂから噴射され、レンズ面１ａに吹き付けられることになる。この際、洗浄液と圧縮空気が混合した液体は図５に示すように、広がる方向に噴射されることになり、レンズ面１ａ全体を洗浄することができる。

　また、図４（ｂ）に示すように、ノズル７の先端部の噴射面７ａは、その周囲の側面（ノズル先端面）７ｂよりも前方に突起した構成とされている。従って、吐出口１０ａ，１０ｂより噴射される洗浄液がノズル７の側面７ｂに付着することを防止できる。具体的には、図５の符号Ｐ２，Ｐ３に示す領域に洗浄液が付着することを防止できる。

　図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すノズルユニット２２のＤ－Ｄ線での断面図である。図６（ｂ）に示すように、ノズル７の底面７ｃと、カメラ１の筐体の上面１ｂとの間には、若干の隙間が設けられている。更に、隙間の幅は、奥側に向かうに連れて狭くなるように構成されている。このような構成により、ノズル７の底面７ｃとカメラ１の筐体の上面１ｂとの間に洗浄液が侵入した場合でも、この洗浄液は表面張力によってノズル７とカメラ１の隙間部分の奥側に徐々に押し出され、カメラ１の正面視の左右側から外部に放出されることになる。つまり、ノズル７の底面７ｃとカメラ１の筐体の上面１ｂとの間に若干の隙間が存在することにより、洗浄液が滞留して固形化する等の問題を回避することができる。

　また、図６（ｂ）に示すように、ノズル７の上流側に設けられる二次タンク１３の上部には、該二次タンク１３内に洗浄液を供給するための供給口１３ｃが設けられ、該供給口１３ｃには、鉛直方向を向く配管２３が設けられている。そして、該配管２３が図３に示したプラグ１３ａに接続される。配管２３が鉛直方向を向くことにより、洗浄液ポンプ３（図１参照）より洗浄液の供給が停止している場合には、管路中に蓄積された洗浄液が不規則に二次タンク１３内に流入することを回避できる。即ち、二次タンク１３内が空になった状態で、振動などに起因して二次タンク１３内に洗浄液が流入することを防止することができる。

　また、二次タンク１３の上面には逆止弁２４が設けられている。逆止弁２４は、例えばアンブレラ弁であり、二次タンク１３内の圧力が負圧になった場合には弁が解放されて通気孔２５から外気が導入され、二次タンク１３内の圧力が正圧になった場合には、弁が閉鎖されて外気への放出を防止する構成とされている。従って、二次タンク１３が負圧となった場合には、二次タンク１３内に外部の空気が流入することになり、洗浄液配管４を経由して洗浄液が流入することを防止できる。即ち、二次タンク１３は、二次タンク１３から外部への空気の流出を阻止し、外部から二次タンク１３内への空気の流入を開放する逆止弁を備える。

　更に、図６（ｂ）に示すように、二次タンク１３の底面１３ｄは前側（図中左側）に向けて下降するように傾斜しており、更に、二次タンク１３の出口配管、及びノズル７に設けられる洗浄液通路１１ａ，１１ｂ、空気通路１２（図３参照）も同様に、前側に向けて下降するように傾斜する構成とされている。このような構成とすることにより、二次タンク１３内に蓄積された洗浄液は一定の場所に滞留することがなく、各部位の傾斜により確実に下流側へと流れることになる。

　次に、図１に示した制御部（制御手段）８の詳細な構成について、図７に示すブロック図を参照して説明する。図７に示すように制御部８は、車両に搭載されるコントロールユニットと接続されて、自車速度情報３１，ワイパースイッチ情報３２，ウォッシャースイッチ情報３３、シフトポジション情報３４，ヘッドライトスイッチ情報３５の各種の車両情報を取得し、更に、カメラ１で撮像される映像であるカメラ映像情報４１を取得する。

　また、該制御部８は、カメラ映像情報４１に基づいてカメラ１のレンズ面１ａに汚れが生じているか否かを判断する汚れ状態判断部５５（汚れ状態判断手段）と、各種の車両情報に基づいてレンズ面１ａの洗浄モード（詳細については後述する）を判断する洗浄動作判断部５１と、を有している。更に、洗浄動作判断部５１にて判断された洗浄モードに基づいて、空気ポンプ５の駆動を制御する空気ポンプ駆動部５２と、洗浄液ポンプ３の駆動を制御する洗浄液ポンプ駆動部５３と、洗浄動作に異常が発生した際に報知信号を出力する報知部５４と、を備えている。また、制御部８は、報知部５４より報知信号が出力された際に、警報が発生していることを報知する警報器６１に接続されている。

　次に、洗浄動作判断部５１による判断結果に応じて適宜設定される各種の洗浄モードについて説明する。本実施形態では、洗浄液と圧縮空気を噴射してレンズ面１ａを洗浄する加圧洗浄モードと、圧縮空気のみを送出してレンズ面１ａに付着した水滴を除去するエアブローモード、及び洗浄液を断続的にレンズ面１ａに滴下してレンズ面１ａに汚れが付着し難くする連続注水モードの３つのモードを設定しており、レンズ面１ａの汚れ状態、及び天候状態等の各種条件に応じて、３つのモードのうちのいずれかを適宜選択して実行することにより、カメラ１を効果的に洗浄する。

　初めに、加圧洗浄モードについて説明する。加圧洗浄モードでは、図７に示す洗浄液ポンプ駆動部５３の制御により洗浄液ポンプ３を短時間駆動させて二次タンク１３内に洗浄液を蓄積し、これと同時に空気ポンプ駆動部５２の制御により空気ポンプ５を駆動させる。具体的には、図９（ａ），（ｂ）に示すように、時刻ｔ０にて洗浄液ポンプ３及び空気ポンプ５を共に駆動させる。

　すると、時間ｔ０～ｔ１（例えば、２００ｍｓｅｃ）にて、洗浄液貯留タンク（一次タンク）２に貯留されている洗浄液が洗浄液配管４を経由して二次タンク１３に供給され、該二次タンク１３内に洗浄液が蓄積される。なお、時間ｔ０～ｔ１は、洗浄液ポンプ３により二次タンク１３内に洗浄液を満タンとする時間として設定されている。

　また、空気ポンプ５より送出される圧縮空気は、空気配管６を経由して図３に示したノズル７内の空気通路１２に導入され、その後、この圧縮空気は図４（ｂ）に示した先端部１４ａ，１４ｂから合流路１６ａ，１６ｂに向けて送出される。この際、先端部１４ａ，１４ｂは、空気通路１２よりも流路面積が小さく設定されているので、先端部１４ａ，１４ｂでは空気の流速が速くなる。従って、合流路１６ａ，１６ｂの下流側となる洗浄液通路１１ａ，１１ｂの先端部１５ａ，１５ｂが負圧となり、二次タンク１３内に蓄積された洗浄液が吸引され、吸引された洗浄液は洗浄液通路１１ａ，１１ｂを経由して合流路１６ａ，１６ｂに流入する。即ち、圧縮空気の空気流により、二次タンク１３内の圧力が低下することを利用して、洗浄液通路１１ａ，１１ｂに二次タンク１３からの洗浄液を吸引し、洗浄液を合流路１６ａ，１６ｂに流入させる。

　その結果、合流路１６ａ，１６ｂより洗浄液がミスト状となって圧縮空気と共に噴射される。従って、合流路１６ａ，１６ｂの先端となる吐出口１０ａ，１０ｂから、ミスト状の洗浄液を噴射してレンズ面１ａに吹き付けることができる。このため、レンズ面１ａに付着した異物を、ミスト状の洗浄液と空気圧との相乗作用により除去することができる。

　また、二次タンク１３内の洗浄液が噴射され、図９（ｂ）に示す時刻ｔ２にて洗浄液が全て消費されると、その後のｔ２～ｔ３間は圧縮空気のみが噴射されることになり、この圧縮空気によりレンズ面１ａに付着した水滴を除去することができる。

　つまり、加圧洗浄モードは、空気ポンプ５（圧縮空気送出手段）を駆動させて、吐出口１０ａ，１０ｂより圧縮空気を噴射し、且つ、圧縮空気の噴射により生じる負圧にて洗浄液通路１１ａ，１１ｂに供給される洗浄液を吸引して吐出口１０ａ，１０ｂより洗浄液を噴射し、噴射した圧縮空気及び洗浄液によりレンズ面１ａを洗浄するモードである。洗浄液ポンプ３（洗浄液送出手段）を作動させ、且つ、空気ポンプ５（圧縮空気送出手段）より連続的に圧縮空気を送出することにより吐出口１０ａ，１０ｂより連続的に洗浄液と圧縮空気を噴射する。圧縮空気の噴射により、洗浄液通路が負圧となることで洗浄液がミスト化して噴射されるので、少ない洗浄液で効果的にレンズ面を洗浄することができる。この加圧洗浄モードは、レンズ面１ａに付着した泥等の異物を除去する用途に適している。

　また、図９（ａ）に示した洗浄液ポンプ３の駆動時間を長く設定すれば（例えば、ｔ０～ｔ１間を４００ｍｓｅｃ）、洗浄液ポンプ３の圧力により二次タンク１３内に蓄積された洗浄液を押し出すことができ、洗浄液通路１１ａ，１１ｂに洗浄液を加圧して供給できるので、レンズ面１ａを高圧洗浄することが可能となる。

　次に、エアブローモードについて説明する。エアブローモードでは、二次タンク１３内に洗浄液が蓄積されていない状態で、図７に示す空気ポンプ駆動部５２を制御し、空気ポンプ５のみを駆動させる。具体的には、図１０（ａ）に示すように、洗浄液ポンプ３を停止させ、図１０（ｂ）に示すように、空気ポンプ５を時間ｔ１０～ｔ１１（例えば、２秒）で駆動させる。すると、圧縮空気は空気通路１２の先端部１４ａ，１４ｂ、及び合流路１６ａ，１６ｂを経由して吐出口１０ａ，１０ｂより噴射され、レンズ面１ａに吹き付けられる。その結果、カメラ１のレンズ面１ａに付着した水滴を空気圧により除去することができる。

　この際、二次タンク１３に連結される配管２３は、図６（ｂ）に示したようにほぼ鉛直方向を向いており、また、二次タンク１３の底面１３ｄは吐出口１０ａ，１０ｂよりも高い位置に設けられ、且つ、二次タンク１３の底面１３ｄ、及び洗浄液の配管が下方に向いて傾斜しているので、二次タンク１３内、及びその配管に洗浄液は残留していない。このため、圧縮空気が噴射されて二次タンク１３内が負圧となった場合でも、洗浄液が合流路１６ａ，１６ｂ側に導入されることを防止でき、圧縮空気に洗浄液が混入することを防止できる。このため、圧縮空気を噴射してレンズ面１ａに付着した水滴を除去する際に、圧縮空気に混入した洗浄液が再度レンズ面１ａに付着するという問題の発生を回避することができる。即ちエアブローモードは、洗浄液ポンプ３（洗浄液送出手段）による洗浄液の送出を停止し、洗浄液の供給が遮断された状態で空気ポンプ５（圧縮空気送出手段）にて圧縮空気を空気配管６に送出して、吐出口１０ａ，１０ｂより圧縮空気を噴射することによりレンズ面１ａを洗浄するモードである。エアブローモードは、レンズ面１ａに付着した水滴を除去することに適している。

　次に、連続注水モードについて説明する。連続注水モードでは、洗浄液ポンプ駆動部５３の制御により洗浄液ポンプ３から二次タンク１３内に洗浄液を供給し、更に、空気ポンプ駆動部５２の制御により空気ポンプ５を断続的に駆動させることにより、レンズ面１ａに洗浄液を滴下する。具体的には、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、時間ｔ２０～ｔ２１で洗浄液ポンプ３を駆動させて二次タンク１３に洗浄液を蓄積し、その後、時刻ｔ２２にて空気ポンプ５を時間Ｔ１の間に断続的に複数回駆動させることにより、洗浄液を少量ずつレンズ面１ａに滴下する。例えば、時間ｔ２２～ｔ２３を３０ｍｓｅｃとしてレンズ面１ａに少量（例えば、０．２５ｃｃ）ずつ洗浄液を滴下する。

　その結果、レンズ面１ａを常に濡らした状態を保持することができ、雨天時に自車の巻き上げた水滴に含まれる汚れ成分が析出することを防止することができる。即ち、連続注水モードは、圧縮空気を吐出口１０ａ，１０ｂより断続的に複数回噴射し、圧縮空気の噴射により生じる負圧により洗浄液を吸引して、吐出口１０ａ，１０ｂよりレンズ面１ａに洗浄液を噴射するモードである。そして、この連続注水モードは、雨天時にレンズ面１ａを濡らした状態に維持して、レンズ面１ａに汚れ成分が析出することを未然に防止することに適している。

　次に、上述のように構成された本実施形態に係る車載カメラの洗浄装置１００の作用を、図８に示すフローチャートを参照して説明する。図８は、制御部８による処理手順を示しており、所定の演算周期毎に実行される。初めに、ステップＳ１において、制御部８の洗浄動作判断部５１は、自車両情報を取得する。即ち、図７に示した各種の車両情報３０、具体的には、自車速度情報３１，ワイパースイッチ情報３２，ウォッシャースイッチ情報３３，シフトポジション情報３４，及びヘッドライトスイッチ情報３５を取得する。

　ステップＳ２において、制御部８の汚れ状態判断部５５は、カメラ映像情報４１を取得する。

　ステップＳ３において、汚れ状態判断部５５は、カメラ映像に基づいて、レンズ面１ａに汚れが生じているか否かを判断する。汚れが生じているか否かの判断は、撮像した画像に対して所定の画像処理を施し、光が遮断されている部位が存在するか否かを判断することにより行うことができる。また、レンズ面１ａの汚れ判定は、ヘッドライトスイッチ情報３５に基づいて昼夜を判定し、昼か夜かに応じて汚れ判定の条件を変化させても良い。このような処理を行うことにより、より高精度な汚れ判定が可能となる。そして、汚れが生じている場合には（ステップＳ３で「ＹＥＳ」）、ステップＳ４に処理を進め、汚れが生じていない場合には（ステップＳ３で「ＮＯ」）、ステップＳ７に処理を進める。

　ステップＳ３の処理で汚れが生じていると判断された場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４において、洗浄動作判断部５１は、過去の加圧洗浄回数が予め設定した閾値回数（例えば、３回）未満であるか否かを判定する。そして、閾値回数未満である場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５において、洗浄動作判断部５１は、加圧洗浄モードでレンズ面１ａを洗浄する。即ち、空気ポンプ駆動部５２により空気ポンプ５を駆動させ、洗浄液ポンプ駆動部５３により洗浄液ポンプ３を駆動させることにより、ノズル７の吐出口１０ａ，１０ｂより洗浄液、及び圧縮空気を噴射させて、加圧洗浄モードでレンズ面１ａに付着した汚れを洗浄する。

　一方、過去の加圧洗浄回数が閾値回数以上となった場合には（ステップＳ４でＮＯ）、閾値回数だけ加圧洗浄モードによる洗浄を行ったにも拘わらずレンズ面１ａの汚れが除去されないと判断されるので、ステップＳ６において、報知部５４より警報信号を出力する。これにより警報器６１より警報が発せられることになり、レンズ面１ａの汚れが除去されないことを運転者に気づかせることができる。

　また、ステップＳ３の処理にてレンズ面１ａに汚れが生じていないと判断された場合には（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ７において、現在の天候が雨天であるか否かを判断する。この処理は、例えばワイパースイッチ情報３２に基づき、ワイパーが駆動している場合に雨天であると判断する。そして、雨天でないと判断された場合には（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ８に処理を進め、雨天であると判断された場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ１１に処理を進める。

　ステップＳ７の処理で雨天でないと判断された場合には（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ８において、洗浄動作判断部５１は、自車両の速度に応じたエアブロー頻度を求める。具体的には、制御部８が有するメモリ（図示省略）等に車両の速度とエアブローモードによる洗浄の頻度との関係を示すデータを記憶しておき、このデータを参照して図７に示す自車速度情報３１が取得された際に、この自車速度情報に対応するエアブローモードによる洗浄の頻度を設定する。例えば、最も速い車速に対する頻度を最大頻度として２秒間隔とし、車両停止時に対する頻度を最小頻度として２分間隔とし、その間の速度を直線的に補間して頻度を求めるようにする。つまり、車両の速度が速くなるほど、エアブローモードによる洗浄の頻度が大きくなるように設定する。

　更に、ステップＳ９において、洗浄動作判断部５１は、レンズ面１ａに付着する水滴量を検出し、水滴量に応じてエアブローモードによる洗浄の頻度を補正する。具体的には、レンズ面１ａに付着する水滴が標準的な大きさである場合を係数「１」とし、付着する水滴の大きさが標準よりも大きい場合には係数を１以上とし、標準よりも小さい場合には係数を１以下として、エアブローモードによる洗浄の頻度を補正する。

　そして、ステップＳ１０において、洗浄動作判断部５１は、エアブローモードによりレンズ面１ａを洗浄する。具体的には、空気ポンプ駆動部５２に制御指令を出力することにより、空気ポンプ５を駆動させ圧縮空気を送出する。これにより、空気通路１２の先端部１４ａ，１４ｂを介して、吐出口１０ａ，１０ｂより圧縮空気が噴出され、レンズ面１ａに吹き付けることができ、該レンズ面１ａに付着した水滴を除去することができる。このエアブローモードによる洗浄は、設定された頻度に応じて設定される時間間隔で、繰り返して実行される。

　一方、ステップＳ７の処理で雨天であると判断された場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ１１において、洗浄動作判断部５１は、自車両の速度に応じた洗浄液の滴下頻度を求める。具体的には、制御部８が有するメモリ（図示省略）等に車両の速度と連続注水モードによる洗浄の頻度との関係を示すデータを記憶しておき、このデータを参照して図７に示す自車速度情報３１が取得された際に、この自車速度情報に対応する連続注水モードによる洗浄の頻度を設定する。例えば、最も速い速度に対する頻度を最大頻度として１０秒間隔とし、車両停止時に対する頻度を最小頻度として２０秒間隔とし、その間の速度を直線的に補間して頻度を求めるようにする。つまり、車両の速度が速くなるほど、連続注水モードによる洗浄の頻度が大きくなるように設定する。

　更に、ステップＳ１２において、洗浄動作判断部５１は、レンズ面１ａに付着する水滴量を検出し、水滴量に応じて連続注水モードによる洗浄の頻度を補正する。具体的には、レンズ面１ａに付着する水滴が標準的な大きさである場合を係数「１」とし、付着する水滴の大きさが標準よりも大きい場合には係数を１以上とし、標準よりも小さい場合には係数を１以下として、連続注水モードによる洗浄の頻度を補正する。

　そして、ステップＳ１３において、洗浄動作判断部５１は、連続注水モードによりレンズ面１ａを洗浄する。これにより、吐出口１０ａ，１０ｂより洗浄液が噴出されて、レンズ面１ａに滴下することができ、該レンズ面１ａに汚れが付着することを効果的に防止することができる。この連続注水モードによる洗浄は、設定された頻度に応じて設定される時間間隔で、繰り返して実行される。

　こうして、レンズ面１ａの汚れ状態、及び天候が雨天であるか否かの条件に応じて、各種の洗浄モードを適宜選択し、そのときの条件に適した最適な洗浄モードでカメラ１のレンズ面１ａを洗浄することができるのである。

　なお、上記の処理において、シフトポジション情報３４より現在のシフトポジションを取得し、Ｄレンジ（ドライブレンジ）で、且つ、所定速度（例えば、３０Ｋｍ／ｈ）以上のときにのみ、各洗浄モードによる動作を実行するようにしても良い。

　このようにして本実施形態に係る車載カメラの洗浄装置１００では、ノズル７の先端部に空気通路１２を設け、且つ、該空気通路１２の近傍に洗浄液通路１１ａ，１１ｂを設け、更に、空気通路１２の先端部１４ａ，１４ｂと洗浄液通路１１ａ，１１ｂの先端部１５ａ，１５ｂとをそれぞれ合流させている。従って、洗浄液ポンプ３の駆動により二次タンク１３内に洗浄液が貯留された状態で、空気ポンプ５を断続的に複数回（例えば、４回）駆動させて空気通路１２に圧縮空気を供給する連続注水モードを採用して、先端部１４ａ，１４ｂから圧縮空気を噴射させることにより、洗浄液通路１１ａ，１１ｂ側を負圧として、二次タンク１３より洗浄液を吸引し、合流路１６ａ，１６ｂを経由して洗浄液を断続的に噴射させることができる。洗浄液の粒子を空気の波動により微細化して噴射することにより、少ない洗浄液で効率良くレンズ面１ａを洗浄することができる。

　また、レンズ面１ａを洗浄液で濡らした状態とすることができ、レンズ面１ａに汚れが付着し難くすることができる。更に、二次タンク１３内に貯留されている洗浄液を断続的に注水するので、洗浄に使用する洗浄液量を削減することができる。

　また、天候が雨天時のときに、連続注水モードを採用してレンズ面１ａに洗浄液を噴射すれば、泥や雨水の跳ね上がり等によるレンズ面１ａへの汚れの付着を防止することができる。更に、車両の速度が速くなるほど連続注水の頻度が高まるので、速度に応じた適切な洗浄液の噴射を行うことができる。

　また、洗浄液を遮断した状態で、空気ポンプ５を駆動することにより、エアブローモードによる圧縮空気の噴射が可能となるので、レンズ面１ａに付着した水滴を除去することができる。そして、レンズ面１ａに汚れが生じておらず、且つ、雨天時にエアブローモードを選択することにより、車両の走行時に雨水が跳ね上げられてレンズ面１ａに付着した場合でも、これを確実に除去してカメラ１による鮮明な画像を撮影することが可能となる。更に、車両の速度が速くなるほどエアブローモードによる洗浄の頻度が高まるので、速度に応じた適切な水滴除去が可能となる。

　更に、空気通路１２に圧縮空気を供給して先端部１４ａ，１４ｂから噴射させることにより、洗浄液通路１１ａ，１１ｂ側を負圧として、洗浄液を吸引し、合流路１６ａ，１６ｂにて洗浄液と圧縮空気とを混合させ、その後、レンズ面１ａに噴射する加圧洗浄モードを行うことができる。従って、洗浄液をミスト状とすることができ、洗浄に要する洗浄液量を削減することが可能となる。そして、レンズ面１ａに汚れが生じている場合に且つ洗浄モードでの洗浄を行うので、レンズ面１ａに汚れが生じた際には、即時にこれを洗浄して汚れを除去することができる。

　また、加圧洗浄モードによる洗浄が所定回数行われたにも拘わらず、汚れが除去されない場合には警報を発するので、レンズ面１ａに汚れが付着していることを運転者に気づかせることができる。

　また、本実施形態に係る車載カメラの洗浄装置１００では、加圧洗浄モード、エアブローモード、及び連続注水モードのうちのいずれかを適宜選択して、レンズ面１ａを洗浄するので、運転状況に応じた適切なモードによりレンズ面１ａの洗浄を行うことができる。

　以上、本発明の車載カメラの洗浄装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

　例えば、上述した実施形態では、ノズル７内に１系統の空気通路１２、及び２系統の洗浄液通路を設け、これらを合流させて２系統の合流路１６ａ，１６ｂを形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、１つ以上の空気通路と１つ以上の洗浄液通路が先端部で合流する構成とすることもできる。

　また、上述した実施形態では、ノズル７の先端部で圧縮空気と洗浄液を合流させる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、空気通路と洗浄液通路とを近接して配置し、空気通路から圧縮空気が吐出された際に、このときの負圧を利用して洗浄液通路から供給される洗浄液をミスト状にして噴射する構成とすることも可能である。この場合には、図４（ｂ）に示した各先端部１４ａと１５ａ、及び１４ｂと１５ｂは合流せず、それぞれが近接した状態で噴射することとなる。

　本出願は、２０１２年７月１１日に出願された日本国特許願第２０１２－１５５３５４号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

　本発明は、車両に搭載されるカメラのレンズ面を少ない量の洗浄液で効果的に洗浄することに利用することができる。

　１　カメラ
　１ａ　レンズ面
　１ｂ　上面
　２　洗浄液貯留タンク（一次タンク）
　３　洗浄液ポンプ
　４　洗浄液配管
　５　空気ポンプ
　６　空気配管
　７　ノズル
　７ａ　噴射面
　７ｂ　側面（ノズル先端面）
　７ｃ　底面
　７ｄ　キャップ
　８　制御部
　１０ａ，１０ｂ　吐出口
　１１ａ，１１ｂ　洗浄液通路
　１２　空気通路
　１３　二次タンク
　１３ａ，１３ｂ　プラグ
　１３ｃ　供給口
　１３ｄ　底面
　１４ａ，１４ｂ　先端部
　１５ａ，１５ｂ　先端部
　１６ａ，１６ｂ　合流路
　２２　ノズルユニット
　２３　配管
　２４　逆止弁
　２５　通気孔
　３０　車両情報
　３１　自車速度情報
　３２　ワイパースイッチ情報
　３３　ウォッシャースイッチ情報
　３４　シフトポジション情報
　３５　ヘッドライトスイッチ情報
　４１　カメラ映像情報
　５１　洗浄動作判断部
　５２　空気ポンプ駆動部
　５３　洗浄液ポンプ駆動部
　５４　報知部
　５５　汚れ状態判断部
　６１　警報器
　１００　洗浄装置

Claims

　車両に搭載されるカメラのレンズ面を洗浄する車載カメラの洗浄装置において、
　洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口が前記レンズ面を向くように配置され、前記洗浄液を吐出口へ導く洗浄液通路、及び前記圧縮空気を前記吐出口へ導く空気通路を有し、前記洗浄液通路の先端部と前記空気通路の先端部は、互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置されたノズルと、
　洗浄液配管を介して前記洗浄液を前記ノズルに送出する洗浄液送出手段と、
　空気配管を介して前記圧縮空気を前記ノズルに送出する圧縮空気送出手段と、
　前記洗浄液送出手段、及び前記圧縮空気送出手段を制御する制御手段と、
　を有し、
　前記制御手段は、前記洗浄液送出手段を駆動させ、且つ、前記圧縮空気送出手段を断続的に複数回駆動させて、前記吐出口より前記洗浄液と前記圧縮空気を噴射する連続注水モードでの洗浄を行うこと
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　請求項１に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
　前記制御手段は、前記連続注水モードに加え、
　前記洗浄液送出手段による前記洗浄液の送出を停止し、前記圧縮空気送出手段にて前記圧縮空気を送出して前記吐出口より前記圧縮空気を噴射するエアブローモードでの洗浄を行うこと
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　請求項２に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
　前記制御手段は、前記連続注水モード、前記エアブローモードに加え、
　前記洗浄液送出手段を駆動させ、且つ、前記圧縮空気送出手段より連続的に前記圧縮空気を送出することにより前記吐出口より連続的に前記洗浄液と前記圧縮空気を噴射する加圧洗浄モードでの洗浄を行うこと
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　請求項３に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
　前記レンズ面の汚れ状態を判断する汚れ状態判断手段を更に備え、
　前記制御手段は、前記汚れ状態判断手段にて汚れが生じていると判断された場合には、前記加圧洗浄モードにて前記レンズ面を洗浄すること
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　請求項３に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
　前記レンズ面の汚れ状態を判断する汚れ状態判断手段を更に備え、
　前記制御手段は、車両情報に基づいて天候が雨天であるか否かを判断し、
　前記汚れ状態判断手段にて前記レンズ面に汚れが生じていないと判断され、且つ、雨天であると判断した場合には、前記連続注水モードにて前記レンズ面を洗浄すること
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　請求項３に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
　前記レンズ面の汚れ状態を判断する汚れ状態判断手段を更に備え、
　前記制御手段は、車両情報に基づいて天候が雨天であるか否かを判断し、
　前記汚れ状態判断手段にて前記レンズ面に汚れが生じていないと判断され、且つ、雨天でないと判断した場合には、前記エアブローモードにて前記レンズ面を洗浄すること
を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
　洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口が車両に搭載されたカメラのレンズ面を向くように配置されたノズルであって、前記洗浄液を前記吐出口へ導く洗浄液通路の先端部、及び前記圧縮空気を前記吐出口へ導く空気通路の先端部は、互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置されたノズルに、
　前記洗浄液を送出し、且つ、前記圧縮空気を断続的に複数回送出して、前記吐出口より前記洗浄液と前記圧縮空気を噴射する連続注水モードでの洗浄を行うこと
を特徴とする車載カメラの洗浄方法。