WO2019187241A1 - 車載センサ洗浄装置 - Google Patents

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祐史 林
浩平 遠山
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Definitions

  • This disclosure relates to an in-vehicle sensor cleaning device.
  • an injection nozzle is provided in a position near the sensing surface and retracted from a position facing the sensing surface, and the sensing surface is cleaned by injecting air or washer liquid from the injection nozzle. It is like that. Further, in Patent Document 3, a detection unit that detects dirt on the sensing surface is provided, and when it is determined that the sensing surface is dirty based on the detection result of the detection unit, air or washer liquid is injected from the injection nozzle. Cleaning the sensing surface.
  • the control unit is further set with a gas supply threshold for operating the gas supply device so that gas is supplied to the sensing surface before the detection accuracy information becomes equal to or less than the predetermined value. ing.
  • the control unit operates the gas supply device when the detection accuracy information becomes less than the gas supply threshold.
  • the control unit includes the predetermined value indicating that the detection accuracy of the in-vehicle sensor is in an abnormal state based on the detection accuracy information, and the gas supply device before the detection accuracy information becomes equal to or less than the predetermined value.
  • a gas supply threshold for operation is set. When the detection accuracy information is less than the gas supply threshold value, the gas supply device is activated and gas is injected from the gas nozzle toward the sensing surface.
  • the state of the sensing surface can be suitably maintained by operating the gas supply device and injecting gas toward the sensing surface before the abnormal state occurs.
  • it can avoid that sensing is inhibited by liquids, such as a washer liquid, by making the fluid which injects into gas.
  • the sensor system 1 includes an in-vehicle sensor 10 as an in-vehicle sensor and an in-vehicle sensor cleaning that is stacked on the in-vehicle sensor 10 to clean an optical surface 11 as a sensing surface of the in-vehicle sensor 10.
  • Device 20 the in-vehicle sensor 10 as an in-vehicle sensor and an in-vehicle sensor cleaning that is stacked on the in-vehicle sensor 10 to clean an optical surface 11 as a sensing surface of the in-vehicle sensor 10.
  • the in-vehicle sensor 10 emits (emits) an infrared laser, for example, and measures the distance to the object by receiving scattered light reflected from the object (for example, Lidar), and an optical surface 11 that can transmit the laser.
  • the in-vehicle sensor 10 can measure the distance to an object using, for example, an infrared laser, and output the information to an external device to be used for an automatic brake system or the like. That is, the in-vehicle sensor 10 is a sensor that does not require visual recognition by the user (vehicle occupant).
  • the side on which the optical surface 11 faces is assumed to be the front, and the opposite side is assumed to be the rear.
  • the stacking direction of the in-vehicle sensor cleaning device 20 with respect to the in-vehicle sensor 10 will be described as the vertical direction or the vertical direction, and the direction orthogonal to the vertical direction and the front-back direction will be described as the left-right direction.
  • connection portion 33 is provided slightly behind the center of the nozzle unit 21 and is formed in the connection portion 33 by being connected to the air pump 22 via, for example, a hose (not shown).
  • the air supplied from the air pump 22 can be introduced into the flow path.
  • the gas nozzle 32 is provided in the approximate center part of the left-right direction.
  • the gas nozzle 32 includes a cylindrical portion 41 extending in the front-rear direction, and a disk-shaped main body portion provided in front of the cylindrical portion 41 and having a larger diameter than the cylindrical portion 41. 42.
  • the cylindrical portion 41 of the gas nozzle 32 is provided in front of the connecting portion 33 and is supported so as to be rotatable.
  • the main body 42 is integral with the cylindrical portion 41 and is supported so as to be rotatable.
  • the main body 42 has an injection port 42 a that can inject air (gas) supplied from the air pump 22.
  • a nozzle cover 48 is provided in front of the gas nozzle 32 to cover the gas nozzle 32 and suppress exposure to the outside.
  • the nozzle cover 48 is attached to the housing 31 by screws, for example. Note that the nozzle cover 48 may be attached by other methods such as snap-fit.
  • the first motion converter 54 is a so-called reciprocating slider / crank mechanism that converts a circular motion (rotational motion) into a reciprocating linear motion, and includes the second gear 63 and the second gear. 63 and a columnar rod member 64 connected at one end side, and a slider member 65 connected at the other end side of the rod member 64.
  • the second gear 63 is constituted by a spur gear.
  • One end of a rod member 64 constituting the first motion converter 54 is connected to the axial end surface 63 a of the second gear 63 at a position away from the rotation center of the second gear 63. That is, the second gear 63 acts as a crank of the reciprocating slider / crank mechanism.
  • the other end of the rod member 64 is connected to one end of the slider member 65.
  • the slider member 65 is supported by a linear guide member 66 extending in the left-right direction, and can reciprocate linearly along the guide member 66.
  • a tooth portion 65 a is formed on the surface of the slider member 65.
  • the tooth portion 65 a meshes with a pinion gear portion 67 formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 41 of the gas nozzle 32. That is, when the slider member 65 reciprocates linearly, the pinion gear portion 67 rotates and the gas nozzle 32 rotates. At this time, since the slider member 65 reciprocates linearly, when the slider member 65 moves forward, the pinion gear portion 67 and the gas nozzle 32 rotate in one direction, and when the slider member 65 moves backward. The pinion gear portion 67 and the gas nozzle 32 are rotated in the other direction. In this way, the gas nozzle 32 rotates so as to change the direction of its injection port 42 a within a predetermined range covering the entire optical surface 11.
  • each liquid nozzle 35 is configured to protrude forward from the nozzle cover 48 and exposed to the outside.
  • the protrusion amount L ⁇ b> 2 protruding from the optical surface 11 in the surface orthogonal direction is larger than the protrusion amount L ⁇ b> 1 protruding from the optical surface 11 of the gas nozzle 32 in the surface orthogonal direction.
  • the protrusion amount L1 protruding from the optical surface 11 in the surface orthogonal direction is smaller than the protrusion amount L2 protruding from the optical surface 11 of the liquid nozzle 35 in the surface orthogonal direction.
  • step S100 determines whether or not the detection accuracy information is less than the threshold value HH. (Step S103). When the detection accuracy information is not less than the threshold value HH (step S103: NO), the control unit 70 sets the variable a, the variable w, and the variable E to “0” (step S102), and repeats the processing from step S100.
  • step S104 When the detection accuracy information is less than the threshold HL (step S101: YES), or when the detection accuracy information is less than the threshold HH (step S103: YES), the control unit 70 has the detection accuracy information higher than the threshold L. It is determined whether or not (step S104).
  • step S104 When the detection accuracy information is higher than the threshold value L (step S104: YES), the control unit 70 increments the variable a (step S105).
  • the variable a is a count value for counting the number of times less than the threshold HL.
  • step S107 When the variable E is smaller than the specified number K3 (step S107: YES), the control unit 70 drives the air pump 22 as the air cleaning ON and drives the motor 51 to rotate the gas nozzle 32 from the gas nozzle 32. Air is injected (step S108).
  • the control unit 70 maintains the air cleaning ON state in step S108 while the elapsed time from the start of step S108 is less than the specified time A (step S109: NO). That is, the state in which air is ejected from the gas nozzle 32 while the gas nozzle 32 is rotated is continued.
  • step S109 YES
  • the control unit 70 stops the air pump 22 and the motor 51, increments the variable E, and then repeats the process from step S100.
  • step S104 When the detection accuracy information is not higher than the threshold value L (step S104: NO), the control unit 70 increments the variable a and the variable w (step S110).
  • the variable w is a count value for counting the number of times less than the threshold value L.
  • control unit 70 determines whether or not the variable w is larger than the specified number K2 (step 111).
  • the specified number K1 is an arbitrary value and is a value that determines the condition for the variable a. Until the variable w exceeds the value of the specified number K2, execution of steps S112 to S115 described later is stopped. In other words, it is possible to measure the period when it is less than the threshold value L.
  • step S111: NO When the variable w is not larger than the specified number K2 (step S111: NO), the control unit 70 repeats the process from step S100.
  • step S111: YES When the variable w is larger than the specified number K2 (step S111: YES), the control unit 70 determines whether or not the variable E is smaller than the specified number K3 (step S112).
  • step S112 YES
  • the control unit 70 drives the liquid pump 23 with the liquid cleaning ON, and ejects liquid (washer liquid) from the two liquid nozzles 35 (step S113). ).
  • the control unit 70 maintains the liquid cleaning ON state in step S113 while the elapsed time from the start of step S113 is less than the specified time W (step S114: NO). That is, the state in which the liquid is ejected from the two liquid nozzles 35 is continued.
  • step S114 YES
  • the controller 70 stops the liquid pump 23 as liquid cleaning OFF, drives the air pump 22 as air cleaning ON, and drives the motor 51 Is driven and air is ejected from the gas nozzle 32 while rotating the gas nozzle 32 (step S115).
  • the control unit 70 maintains the air cleaning ON state in step S114 while the elapsed time from the start of step S115 is less than the specified time A (step S116: NO). That is, the state in which air is ejected from the gas nozzle 32 while the gas nozzle 32 is rotated is continued.
  • step S116 YES
  • the control unit 70 stops the air pump 22 and the motor 51, increments the variable E, and then repeats the process from step S100.
  • step S112: NO the control unit 70 stops the air pump 22, the liquid pump 23, and the motor 51, and notifies the fact that the cleaning is impossible via the notification unit 72. Inform.
  • the control unit 70 controls the air pump 22, the liquid pump 23, the motor 51, and the notification unit 72 according to the control flow described above. For example, as shown in FIG. 9, when the variable E is “0”, that is, in the unwashed state, a period in which the detection accuracy is less than the threshold HL and higher than the threshold L is a predetermined period (timing T2 ⁇ timing T1). Then, the control unit 70 drives the air pump 22 and drives the motor 51 to inject air from the gas nozzle 32 while rotating the gas nozzle 32. In the example shown in FIG. 9, the detection accuracy becomes equal to or higher than the threshold value HL by performing air injection, that is, air cleaning.
  • the control is performed.
  • the unit 70 repeatedly performs (continues) the air cleaning until the threshold value HL is reached. More specifically, air cleaning is repeatedly performed until the variable E becomes a specified number K3 or more in the control flow described above. When the variable E is equal to or greater than the specified number K3, the cleaning operation is stopped without being performed. In addition, in FIG. 11, it will become more than threshold value HL by performing a total of 4 times of air washing
  • the control unit 70 drives the liquid pump 23 at timing T8 and causes the liquid (washer liquid) to be discharged from the two liquid nozzles 35. ) Liquid washing is performed. Next, the control unit 70 performs air cleaning at timing T9 to remove the liquid adhering to the optical surface 11.
  • the control unit 70 has a threshold L indicating that the detection accuracy of the in-vehicle sensor 10 is in an abnormal state based on the detection accuracy information, and for operating the air pump 22 before the detection accuracy information becomes equal to or less than the threshold L.
  • a threshold value HL as a gas supply threshold value is set.
  • the air pump 22 is activated and air (gas) is ejected from the gas nozzle 32 toward the optical surface 11.
  • the state of the optical surface 11 can be suitably maintained by operating the air pump 22 and injecting gas toward the optical surface 11 before the abnormal state occurs.
  • the state in which the detection accuracy is abnormal is often a state in which dirt is not easily removed. By injecting air (gas) before becoming abnormal, dirt is easily removed, and as a result, the air pump 22 as a gas supply device can be downsized.
  • the state of the optical surface 11 can be suitably maintained.
  • the air pump 22 is operated for a predetermined time, and when the air pump 22 is operated for a predetermined time, but does not become higher than the threshold value L, the liquid pump 23 is operated and the liquid nozzle 35 is operated. The liquid is ejected toward the optical surface 11. After the optical surface 11 is cleaned with gas, the optical surface 11 can be cleaned with a liquid, and the state of the optical surface 11 can be suitably maintained.
  • the detection accuracy temporarily decreases due to the ejection of the liquid, since the mass is larger than the gas, the foreign matter on the optical surface 11 as the sensing surface can be suitably removed, and the detection accuracy is quickly recovered. You can expect
  • the controller 70 operates the air pump 22 after operating the liquid pump 23, thereby suppressing the liquid from remaining on the optical surface 11 by ejecting gas after ejecting the liquid. Therefore, it is suppressed that the sensing of the vehicle-mounted sensor 10 is obstructed by the liquid.
  • a notification unit 72 is provided, and the notification unit 72 notifies the user when the detection accuracy information does not become higher than the threshold L even if the operation of the air pump 22 and the operation of the liquid pump 23 are repeated a predetermined number of times. It is possible to notify that the object cannot be detected properly. Further, by stopping the operation of the air pump 22 and the liquid pump 23, unnecessary power consumption can be suppressed.
  • the control unit 70 may perform air cleaning.
  • the air pump 22 is operated for a predetermined time when the detection accuracy information is equal to or less than the threshold L, and the liquid pump 23 is operated when the air pump 22 is not higher than the threshold L even if the air pump 22 is operated for a predetermined time.
  • the liquid is ejected from the liquid nozzle 35 toward the optical surface 11, the present invention is not limited to this.
  • the output (for example, voltage) of the air pump 22 as the gas supply device may be increased stepwise, and the liquid may be ejected when the detection accuracy (detection accuracy information) still does not recover.
  • two liquid nozzles 35 are provided.
  • a structure in which one or three or more liquid nozzles are provided may be employed.
  • one gas nozzle 32 is provided, but a plurality of gas nozzles 32 may be used.
  • the configuration is such that the washer liquid as the liquid is ejected from the liquid nozzle 35 and the air as the gas is ejected from the gas nozzle 32, but this is not a limitation.
  • Other gases may be used instead of air.
  • the gas nozzle 32 is configured to rotate (swing), but air (gas) is provided at a required position on the optical surface 11 by being provided at a position retracted (deviated) from the position facing the optical surface 11.
  • a mode other than rotation may be used.
  • Lidar is adopted as the in-vehicle sensor 10, but the present invention is not limited to this.
  • Other in-vehicle sensors other than the in-vehicle sensor 10 a radar using radio waves (for example, millimeter wave radar), an ultrasonic sensor used as a corner sensor, an image sensor) may be employed.

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Abstract

車載センサ洗浄装置は、車載センサのセンシング面を洗浄する。車載センサ洗浄装置は、センシング面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、該気体ノズルに気体を供給する気体供給装置と、該気体供給装置の作動を制御する制御部とを含む。制御部には、車載センサから得られる物体の検出精度情報に基づき車載センサの検出精度が異常状態である旨を示す所定値が設定されている。制御部には、さらに、検出精度情報が所定値以下となる以前に、センシング面に対して気体が供給されるように気体供給装置を作動させるための気体供給閾値が設定されている。制御部は、検出精度情報が気体供給閾値未満となった場合に、気体供給装置を作動させる。

Description

車載センサ洗浄装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１８年３月２８日に出願された日本出願番号２０１８－０６２７４９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車載センサ洗浄装置に関する。
　従来、車両の運転支援装置としての車載センサのセンシング面を洗浄する車載センサ洗浄装置が知られている（例えば特許文献１～３参照）。
　特許文献１の車載センサ洗浄装置では、ワイパ装置を有し、ワイパ装置によってセンシング面上を払拭動作させることで洗浄するようになっている。また、特許文献２の車載センサ洗浄装置では、センシング面と対向配置されるノズルが光学面に沿って移動しながら前記光学面に液体を噴射することで良好な洗浄性能が得られるようになっている。
　特許文献３の車載センサ洗浄装置では、センシング面の近傍であってセンシング面の対向位置から待避された位置に噴射ノズルを設け、噴射ノズルから空気又はウォッシャ液を噴射することでセンシング面を洗浄するようになっている。また、特許文献３では、センシング面の汚れを検出する検出部を備え、検出部による検出結果に基づいてセンシング面が汚れていると判断された場合に前記噴射ノズルから空気又はウォッシャ液を噴射してセンシング面を洗浄している。
実開平５－１４９６１号公報 欧州特許出願公開第３１４１４４１号明細書 実開昭６０－８５２６２号公報
　ところで、上記特許文献１及び２の車載センサ洗浄装置では、いずれもセンシング面の前側（センシング面の対向する位置）に位置して一時的にセンシングを阻害する虞がある。また、特許文献３の車載センサ洗浄装置は、センシング面の対向位置から待避された位置に洗浄ノズルが設けられるため、センシングを阻害することが抑えられている。
　特許文献３の車載センサでは、センシング面の汚れを検出部によって検出し、検出部による検出結果に基づいてセンシング面に汚れていると判断された場合に空気又はウォッシャ液を噴射して洗浄するようになっているが、どの程度の汚れ具合の場合に空気又はウォッシャ液を噴射する洗浄動作を実施するかは不明である。そのため、車載センサによるセンシングの検出精度が著しく低下した場合に空気等による洗浄動作を実施する場合には一時的にセンシング面の状態が悪化してセンシングできない（センサが正常に動作しない）虞があるという課題が見出された。
　本開示の目的は、センシング面の状態を好適に保つ車載センサ洗浄装置を提供することにある。
　本開示の一態様による車載センサ洗浄装置は、車載センサのセンシング面を洗浄する。前記車載センサ洗浄装置は、前記センシング面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、該気体ノズルに気体を供給する気体供給装置と、該気体供給装置の作動を制御する制御部とを含む。前記制御部には、前記車載センサから得られる物体の検出精度情報に基づき前記車載センサの検出精度が異常状態である旨を示す所定値が設定されている。前記制御部には、さらに、前記検出精度情報が前記所定値以下となる以前に、前記センシング面に対して気体が供給されるように前記気体供給装置を作動させるための気体供給閾値が設定されている。前記制御部は、前記検出精度情報が前記気体供給閾値未満となった場合に、前記気体供給装置を作動させる。
　上記態様によれば、制御部には、検出精度情報に基づき車載センサの検出精度が異常状態である旨を示す所定値と、前記検出精度情報が前記所定値以下となる前に気体供給装置を作動させるための気体供給閾値とが設定される。検出精度情報が前記気体供給閾値未満となった場合に気体供給装置が作動されて気体ノズルからセンシング面に向けて気体が噴射される。このように、異常状態となる前に気体供給装置を作動させてセンシング面に向けて気体を噴射させることでセンシング面の状態を好適に保つことができる。また、噴射する流体を気体とすることで、ウォッシャ液等の液体によりセンシングが阻害されるのを回避することができる。
一実施形態における車載センサ洗浄装置を備えたセンサシステムの斜視図。 図１のセンサシステムの正面図。 図１の車載センサ洗浄装置の平面図。 図１の車載センサ洗浄装置の平面図。 図１のセンサシステムの平面図。 図５における６－６線に沿った断面図。 図６における７－７線に沿った断面図。 車載センサ洗浄装置のブロック図。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのグラフ。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのグラフ。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのグラフ。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのグラフ。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのグラフ。 車載センサ洗浄装置の制御例を説明するためのフローチャート。
　以下、車載センサ洗浄装置の一実施形態について説明する。
　図１に示すように、本実施形態のセンサシステム１は、車載センサとしての車載センサ１０と、車載センサ１０に積層配置されて車載センサ１０のセンシング面としての光学面１１を洗浄する車載センサ洗浄装置２０とを有する。
　車載センサ１０は、例えば赤外線レーザを出射（発光）し、物体から反射された散乱光を受光することで物体との距離を計測するもの（例えばＬｉｄａｒ）であり、レーザを透過可能な光学面１１を有する。車載センサ１０は、例えば赤外線レーザを用いて物体との距離を計測し、その情報を外部機器に出力して自動ブレーキシステム等に用いることが可能となっている。すなわち、車載センサ１０は、ユーザ（車両搭乗者）が視認を要しないセンサである。以下の説明においては光学面１１が面する側を前方とし、その逆側を後方として説明する。また、特に断わりのない場合、車載センサ１０に対する車載センサ洗浄装置２０の積層方向を上下方向又は鉛直方向とし、上下方向並びに前後方向に直交する方向を左右方向として説明する。
　車載センサ１０の光学面１１は、前方に凸状をなして上下方向から見て湾曲形状をなすような面である。
　図１に示すように、車載センサ洗浄装置２０は、車載センサ１０の上方（鉛直方向上側）に積層配置されるノズルユニット２１と、ノズルユニット２１に対して空気を供給するエアポンプ（気体供給装置）２２と、ノズルユニット２１に対して液体を供給する液体ポンプ（液体供給装置）２３とを有する。
　図３及び図４に示すように、ノズルユニット２１は、筐体３１と、筐体３１から少なくとも一部が前方に突出（露出）するように設けられる気体ノズル３２と、気体ノズル３２とエアポンプ２２との間に設けられる接続部３３と、筐体３１内に収容される駆動部３４と、液体ノズル３５を有する。
　図３及び図４に示すように、接続部３３は、ノズルユニット２１の中央よりやや後方に設けられ、エアポンプ２２と例えばホース（図史略）を介して接続されて接続部３３内に形成される流路にエアポンプ２２から供給される空気を導入可能となっている。
　図１及び図２に示すように、気体ノズル３２は、左右方向の略中央部に設けられる。
　図２及び図３に示すように、気体ノズル３２は、前後方向に延びる円筒部４１と、円筒部４１の前方に設けられて円筒部４１よりも大径の円板（円柱）状の本体部４２とを有する。気体ノズル３２の円筒部４１は、接続部３３の前方に設けられて回動可能に支持されている。本体部４２は、円筒部４１と一体物であり、回動可能に支持されている。本体部４２は、エアポンプ２２から供給される空気（気体）を噴射可能な噴射口４２ａを有する。
　図１及び図２に示すように、気体ノズル３２は、その全体が車載センサ１０（光学面１１）よりも上方に位置している。したがって、気体ノズル３２が光学面１１と対向することが抑えられている。また、気体ノズル３２内には、円筒部４１及び本体部４２に渡って設けられる図示しない流路が形成される。そして、接続部３３内に形成された図示しない流路と気体ノズル３２の流路とは、接続部３３の前方に円筒部４１の後部が対向配置されることで連通されている。このため、エアポンプ２２から供給される気体（空気）は、接続部３３内の流路並びに気体ノズル３２内の流路を通って気体ノズル３２の本体部４２の噴射口４２ａから噴射されるようになっている。ここで、気体ノズル３２の流路は、本体部４２内において屈曲されて略Ｌ字状をなすように構成されて噴射口４２ａ（噴射軸線ＳＬ）が鉛直方向下側を向くようになっている。円筒部４１の後端部には、接続部３３との間がシールされて接続部３３と円筒部４１との間から内部に水等が浸入することが抑えられている。
　図１に示すように、気体ノズル３２の前方には気体ノズル３２を覆って外部への露出を抑えるノズルカバー４８が設けられる。ノズルカバー４８は、例えばネジによって筐体３１に対して取り付けられる。なお、ノズルカバー４８の取り付け方法は、スナップフィット等の他の方法であってもよい。
　図３及び図４に示すように、駆動部３４は、筐体３１内に、モータ５１と、モータ５１の駆動力を伝達する駆動力伝達機構５２とを有する。
　駆動力伝達機構５２は、減速部５３と、第１運動変換部５４と、第２運動変換部５５とを有する。
　減速部５３は、ウォーム６１と、第１ギア６２とを有する。ウォーム６１は、モータ５１の出力軸５１ａに形成されており、第１ギア６２のウォームホイール６２ａと噛合されている。第１ギア６２は、ウォームホイール６２ａと一体構成で該ウォームホイール６２ａと同軸上で一体回転するとともにウォームホイール６２ａよりも小径の平歯車６２ｂを有し、平歯車６２ｂが第１運動変換部５４の第２ギア６３と噛合する。
　図３及び図４に示すように、第１運動変換部５４は、円運動（回転運動）を往復直線運動に変換する所謂往復スライダ・クランク機構であり、前記第２ギア６３と、第２ギア６３と一端側で連結される柱状のロッド部材６４と、ロッド部材６４の他端部側が連結されるスライダ部材６５とを有する。第２ギア６３は、平歯車で構成される。第２ギア６３の軸方向端面６３ａには、第２ギア６３の回転中心から離れた位置において第１運動変換部５４を構成するロッド部材６４の一端部が接続される。つまり、第２ギア６３は、往復スライダ・クランク機構のクランクとして作用する。ロッド部材６４の他端部には、スライダ部材６５の一端部に接続される。スライダ部材６５は、左右方向に延びる直線状のガイド部材６６によって支持されており、ガイド部材６６に沿って往復直線移動が可能となっている。
　上記のように構成された第１運動変換部５４では、第２ギア６３が回転駆動されると、その駆動力がロッド部材６４を介してスライダ部材６５に伝達される。スライダ部材６５は、伝達された駆動力によってガイド部材６６に沿って左右方向に往復直線運動することとなる。
　ここで、前述したように円運動（回転運動）を往復直線運動に変換する場合、第２ギア６３を等速で円運動させた場合には変換後のスライダ部材６５の速度は正弦波（余弦波）と同様に変化することとなる。
　第２運動変換部５５は、往復直線運動を円運動に変換するものであり、本例では例えばラックアンドピニオンが用いられている。より具体的には、第２運動変換部５５は、前記スライダ部材６５と、ピニオンギア部６７とを有する。ここで、スライダ部材６５がラックに相当し、ピニオンギア部６７がピニオンに相当する。すなわち、スライダ部材６５は第１運動変換部５４と第２運動変換部５５との両方（両方の一部）を構成する。
　スライダ部材６５の表面には歯部６５ａが形成される。歯部６５ａは、気体ノズル３２の円筒部４１の外周面に形成されたピニオンギア部６７と噛合する。つまり、スライダ部材６５が往復直線運動すると、ピニオンギア部６７が回転し、気体ノズル３２が回動する。このとき、スライダ部材６５は往復直線運動するものであるため、スライダ部材６５が往動する際にはピニオンギア部６７並びに気体ノズル３２が一方向に回動し、スライダ部材６５が復動する際にはピニオンギア部６７並びに気体ノズル３２が他方向に回動する。このようにして気体ノズル３２は、自身の噴射口４２ａの向きを、光学面１１全体を覆う所定の範囲において変化させるように回動する。
　図１及び図２に示すように、液体ノズル３５は、気体ノズル３２の左右方向両側にそれぞれ１つずつ設けられる。液体ノズル３５は、気体ノズル３２と異なり回動（揺動）不能な構成となっている。液体ノズル３５は、噴射口３５ａを有し、前記エアポンプ２２とは異なる液体ポンプ２３と接続されて液体が噴射口３５ａから噴射可能となっている。ここで、液体ポンプ２３から供給される液体の一例としては、例えば車両のフロントウインドウ等を洗浄するためのウォッシャ液が挙げられる。
　図５～図７に示すように、各液体ノズル３５は、ノズルカバー４８よりも前方に突出して外部に露出するように構成される。液体ノズル３５は、光学面１１から面直交方向に突出する突出量Ｌ２が気体ノズル３２の光学面１１から面直交方向に突出する突出量Ｌ１よりも大きくなっている。換言すると、気体ノズル３２は、光学面１１から面直交方向に突出する突出量Ｌ１が液体ノズル３５の光学面１１から面直交方向に突出する突出量Ｌ２よりも小さくなっている。
　これにより、図６及び図７に示すように、気体ノズル３２の噴射軸線ＳＬを相対的に光学面１１と略平行にできるとともに、液体ノズル３５の噴射軸線ＳＬを相対的に光学面１１に対して所定の角度を有するように傾斜させることができる。
　図８に示すように、本実施形態の車載センサ洗浄装置２０は、制御部７０、記憶部７１並びに報知部７２を備える。報知部７２は、物体の検出が適切にできない旨を例えば音や表示等によってユーザに報知を行うものである。制御部７０は、エアポンプ２２、液体ポンプ２３、モータ５１及び報知部７２と電気的に接続され、各部を制御する。また、制御部７０には、車載センサ１０から得られる物体の検出精度情報が入力されるようになっている。本例の制御部７０は、前記検出精度情報が入力されると予め記憶部７１に記憶された閾値ＨＨ，ＨＬ，Ｌと前記検出精度情報とを比較して比較結果に基づいて複数のモードから適切なモードを選択するようになっている。
　次に、本実施形態の車載センサ洗浄装置２０の制御フローについて説明する。
　図１４に示すように、制御部７０は、変数Ｅが「０」であるか否かを判定する（ステップＳ１００）。ここで、変数Ｅは洗浄済みのフラグであって本例の場合「０」以外は洗浄済みであると判定する。
　変数Ｅが０である場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御部７０は、検出精度情報が閾値ＨＬ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
　検出精度情報が閾値ＨＬ未満でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御部７０は、変数ａ、変数ｗ及び変数Ｅを「０」に設定し（ステップＳ１０２）、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　変数Ｅが０でない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、制御部７０は、検出精度情報が閾値ＨＨ未満であるか否かを判定する。（ステップＳ１０３）。
　検出精度情報が閾値ＨＨ未満でない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部７０は、変数ａ、変数ｗ及び変数Ｅを「０」に設定し（ステップＳ１０２）、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　検出精度情報が閾値ＨＬ未満である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、又は、検出精度情報が閾値ＨＨ未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部７０は、検出精度情報が閾値Ｌよりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
　検出精度情報が閾値Ｌよりも高い場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、制御部７０は、変数ａをインクリメントさせる（ステップＳ１０５）。ここで、変数ａは、閾値ＨＬ未満の回数をカウントするためのカウント値である。
　次いで、制御部７０は、変数ａが規定数Ｋ１よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０６）。規定数Ｋ１は任意の値であり、変数ａ用の条件を決める値である。この規定数Ｋ１の値を変数ａが超えるまでの間、後述のステップＳ１０７～ステップＳ１０９の実行が停止される。つまり、閾値ＨＬ未満となった期間を計測することが可能となる。
　変数ａが規定数Ｋ１よりも大きくない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　変数ａが規定数Ｋ１よりも大きい場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、制御部７０は、変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。規定数Ｋ３は任意の値であり、変数Ｅの条件を決める値である。
　変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さくない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ１００から処理を繰り返す。これにより、洗浄しない停止保持動作が実施される。ここで、変数Ｅは、後述するステップＳ１０８やステップＳ１１５の洗浄後にインクリメントされるものであり、洗浄回数が増えると変数Ｅの値が増えて規定異数Ｋ３以上となり、前述したステップＳ１００から処理を繰り返す停止保持動作が実施される。
　変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さい場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、制御部７０は、エア洗浄ＯＮとしてエアポンプ２２を駆動させるとともにモータ５１を駆動させ、気体ノズル３２を回動させつつ気体ノズル３２から空気を噴射させる（ステップＳ１０８）。
　制御部７０は、ステップＳ１０８の開始からの経過時間が規定時間Ａ未満の間（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０８によるエア洗浄ＯＮ状態を維持する。つまり、気体ノズル３２を回動させつつ気体ノズル３２から空気を噴射させる状態を継続する。
　制御部７０は、ステップＳ１０８の開始からの経過時間が規定時間Ａ以上となると（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、エアポンプ２２並びにモータ５１を停止させ、変数Ｅをインクリメントした後、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　検出精度情報が閾値Ｌよりも高くない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、制御部７０は、変数ａ並びに変数ｗをインクリメントさせる（ステップＳ１１０）。ここで、変数ｗは、閾値Ｌ未満の回数をカウントするためのカウント値である。
　次いで、制御部７０は、変数ｗが規定数Ｋ２よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１１）。規定数Ｋ１は任意の値であり、変数ａ用の条件を決める値である。この規定数Ｋ２の値を変数ｗが超えるまでの間、後述のステップＳ１１２～ステップＳ１１５の実行が停止される。つまり、閾値Ｌ未満となった期間を計測することが可能となる。
　変数ｗが規定数Ｋ２よりも大きくない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、制御部７０は、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　変数ｗが規定数Ｋ２よりも大きい場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、制御部７０は、変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
　変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さい場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、制御部７０は、液洗浄ＯＮとして液体ポンプ２３を駆動させ、２つの液体ノズル３５から液体（ウォッシャ液）を噴射させる（ステップＳ１１３）。
　制御部７０は、ステップＳ１１３の開始からの経過時間が規定時間Ｗ未満の間（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１３による液体洗浄ＯＮ状態を維持する。つまり、２つの液体ノズル３５から液体を噴射させる状態を継続する。
　制御部７０は、ステップＳ１１３の開始からの経過時間が規定時間Ｗ以上となると（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、液洗浄ＯＦＦとして液体ポンプ２３を停止させ、エア洗浄ＯＮとしてエアポンプ２２を駆動させるとともにモータ５１を駆動させ、気体ノズル３２を回動させつつ気体ノズル３２から空気を噴射させる（ステップＳ１１５）。
　制御部７０は、ステップＳ１１５の開始からの経過時間が規定時間Ａ未満の間（ステップＳ１１６：ＮＯ）、ステップＳ１１４によるエア洗浄ＯＮ状態を維持する。つまり、気体ノズル３２を回動させつつ気体ノズル３２から空気を噴射させる状態を継続する。
　制御部７０は、ステップＳ１１５の開始からの経過時間が規定時間Ａ以上となると（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、エアポンプ２２並びにモータ５１を停止させ、変数Ｅをインクリメントした後、ステップＳ１００から処理を繰り返す。
　変数Ｅが規定数Ｋ３よりも小さくない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、制御部７０は、エアポンプ２２、液体ポンプ２３及びモータ５１を停止させるとともに、洗浄不可である旨を、報知部７２を介して報知する。
　上述した制御フローに従って制御部７０は、エアポンプ２２、液体ポンプ２３、モータ５１及び報知部７２を制御する。
　例えば、図９に示すように、変数Ｅが「０」である場合、すなわち未洗浄の状態で、検出精度が閾値ＨＬ未満で閾値Ｌよりも高い期間が所定期間（タイミングＴ２－タイミングＴ１）となると、制御部７０は、エアポンプ２２を駆動させるとともにモータ５１を駆動させ、気体ノズル３２を回動させつつ気体ノズル３２から空気を噴射させる。図９に示す例では、空気の噴射、すなわちエア洗浄を実施することで検出精度が閾値ＨＬ以上となる。
　また、図１１に示すように、変数Ｅが「０」でない場合、すなわち１度以上、洗浄が実施された状態で、検出精度が閾値ＨＬ未満で閾値Ｌよりも高い期間が継続する場合、制御部７０は、閾値ＨＬ以上となるまでエア洗浄を繰り返し実施（継続実施）する。より詳しくは、前述した制御フローにおいて変数Ｅが規定数Ｋ３以上となるまでエア洗浄が繰り返し実施される。変数Ｅが規定数Ｋ３以上となると、洗浄動作をせずに停止保持される。なお、図１１ではタイミングＴ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６の計４回のエア洗浄を実施することで閾値ＨＬ以上となる。
　また、図１２に示すように、制御部７０は、タイミングＴ７によるエア洗浄後に検出精度が閾値Ｌ以下である場合、タイミングＴ８において液体ポンプ２３を駆動させ、２つの液体ノズル３５から液体（ウォッシャ液）を噴射させる液洗浄を実施する。次いで、制御部７０は、タイミングＴ９においてエア洗浄を実施して光学面１１に付着した液を除去する。
　また、図１３に示すように、制御部７０は、複数回の洗浄を実施しても検出精度が閾値Ｌ以下である場合のタイミングＴ１０において、報知部７２によって報知するとともに、エアポンプ２２、液体ポンプ２３及びモータ５１を停止させる。
　本実施形態の有利な効果を記載する。
　（１）制御部７０には、検出精度情報に基づき車載センサ１０の検出精度が異常状態である旨を示す閾値Ｌと、検出精度情報が閾値Ｌ以下となる前にエアポンプ２２を作動させるための気体供給閾値としての閾値ＨＬとが設定される。検出精度情報が閾値ＨＬ未満となった場合にエアポンプ２２が作動されて気体ノズル３２から光学面１１に向けて空気（気体）が噴射される。このように、異常状態となる前にエアポンプ２２を作動させて光学面１１に向けて気体を噴射させることで光学面１１の状態を好適に保つことができる。また、検出精度が異常な状態は、自ずと汚れが落ちにくい状態であることが多い。異常となる前に空気（気体）を噴射することで、汚れが落ちやすく、その結果気体供給装置としてのエアポンプ２２を小型化できる。
　（２）空気を噴射する構成とすることで、ワイパ機構といった大型機構を不要にできるとともに、ウォッシャ液といった消耗剤の消費を抑制できる。
　（３）閾値ＨＬ未満から閾値ＨＬ以上となった場合にエアポンプ２２の作動を停止させることで、無駄な電力消費を抑えることができる。
　（４）閾値ＨＬ以上となるまでエアポンプ２２の作動を継続することで光学面１１の状態を好適に保つことができる。
　（５）検出精度情報が閾値Ｌ以下となった場合にエアポンプ２２を所定時間作動させ、エアポンプ２２を所定時間作動させても閾値Ｌよりも高くならない場合に液体ポンプ２３を作動させて液体ノズル３５から光学面１１に向けて液体が噴射される。気体による光学面１１の洗浄後に、液体による光学面１１の洗浄を実施することができ、光学面１１の状態を好適に保つことができる。また、液体の噴射により一時的に検出精度は低下するが、気体に比べて質量が大きいため、センシング面としての光学面１１上の異物を好適に除去することができ、早急に検出精度を回復させることが期待できる。
　（６）制御部７０は、液体ポンプ２３を作動させた後、エアポンプ２２を作動させることで、液体を噴射した後に気体を噴射して光学面１１に液体が残留することが抑えられる。そのため、車載センサ１０のセンシングが液体によって阻害されることが抑えられる。
　（７）制御部７０は、エアポンプ２２の作動と液体ポンプ２３の作動とを所定回数繰り返し実施することで、光学面１１に付着した異物を除去して光学面１１の状態を好適に保つことができる。
　（８）報知部７２を有し、エアポンプ２２の作動と液体ポンプ２３の作動とを所定回数繰り返しても検出精度情報が閾値Ｌよりも高くならない場合に報知部７２によって報知することでユーザに対して物体の検出が適切にできない旨を知らせることができる。また、エアポンプ２２及び液体ポンプ２３の作動を停止することで、余計な電力消費が抑えられる。
　なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
　・上記実施形態では、エア洗浄並びに液洗浄のいずれも実施していない未洗浄の状態（変数Ｅが「０」である場合）で閾値Ｌ未満となった場合の動作例について言及していないが、例えば図１０に示すように、制御部７０はエア洗浄を実施するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、検出精度情報が閾値Ｌ以下となった場合にエアポンプ２２を所定時間作動させ、エアポンプ２２を所定時間作動させても閾値Ｌよりも高くならない場合に液体ポンプ２３を作動させて液体ノズル３５から光学面１１に向けて液体を噴射することとしたが、これに限らない。例えば、気体供給装置としてのエアポンプ２２の出力（例えば電圧など）を段階的に高くし、それでも検出精度（検出精度情報）が回復しない場合に液体を噴射するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、液体ノズル３５を２つ設ける構成としたが、液体ノズルを１つ又は３つ以上設ける構成を採用してもよい。
　・上記実施形態では、気体ノズル３２を１つ設ける構成としたが、複数設ける構成を採用してもよい。
　・上記実施形態では、一例として、液体ノズル３５から液体としてのウォッシャ液が噴射され、気体ノズル３２から気体としての空気が噴射される構成としたが、これに限らない。空気でなく、他の気体であってもよい。
　・上記実施形態では、気体ノズル３２を回動（揺動）させる構成としたが、光学面１１と対向する位置から待避（逸脱）した位置に設けて光学面１１の必要箇所に空気（気体）を噴射可能であれば、回動以外の態様であってもよい。
　・上記実施形態では、車載センサ洗浄装置２０に報知部７２を備える構成としたが、報知部７２を省略した構成を採用してもよい。また、車載センサ洗浄装置２０から報知部７２を省略した場合に、車両に搭載されるカーオーディオシステムやカーナビゲーションシステムに対して報知する旨の信号を出力するようにし、カーオーディオシステムやカーナビゲーションシステムに接続されるスピーカーやディスプレイ等から報知するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、車載センサ１０としてＬｉｄａｒを採用したが、これに限らない。車載センサ１０以外の他の車載センサ（電波を用いるレーダー（例えばミリ波レーダー）、コーナーセンサとして用いられる超音波センサ、画像センサ）を採用してもよい。
　・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。

Claims (7)

  1. 　車載センサのセンシング面を洗浄する車載センサ洗浄装置であって、
    　前記センシング面に向けて気体を噴射する気体ノズルと、
    　該気体ノズルに気体を供給する気体供給装置と、
    　該気体供給装置の作動を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部には、前記車載センサから得られる物体の検出精度情報に基づき前記車載センサの検出精度が異常状態である旨を示す所定値と、前記検出精度情報が前記所定値以下となる以前に、前記センシング面に対して気体が供給されるように前記気体供給装置を作動させるための気体供給閾値とが設定され、
    　前記制御部は、前記検出精度情報が前記気体供給閾値未満となった場合に、前記気体供給装置を作動させる車載センサ洗浄装置。
  2. 　前記制御部は、前記気体供給装置が作動されて前記検出精度情報が前記気体供給閾値未満から前記気体供給閾値以上となった場合に前記気体供給装置の作動を停止する請求項１に記載の車載センサ洗浄装置。
  3. 　前記制御部は、前記検出精度情報が前記気体供給閾値以上となるまで前記気体供給装置の作動を継続する請求項１又は２に記載の車載センサ洗浄装置。
  4. 　前記センシング面に向けて液体を噴射する液体ノズルと、
    　該液体ノズルに液体を供給する液体供給装置と、をさらに備え、
    　前記制御部は、前記検出精度情報が前記所定値以下となった場合に前記気体供給装置を所定時間作動させ、
    　前記制御部は、前記気体供給装置を所定時間作動させても前記所定値よりも高くならない場合に前記液体供給装置を作動させる請求項１～３の何れか１項に記載の車載センサ洗浄装置。
  5. 　前記制御部は、前記液体供給装置を作動させた後、前記気体供給装置を作動させる請求項４に記載の車載センサ洗浄装置。
  6. 　前記制御部は、前記気体供給装置の作動と前記液体供給装置の作動とを所定回数繰り返し実施する請求項５に記載の車載センサ洗浄装置。
  7. 　物体の検出が適切にできない旨をユーザに対して報知する報知部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記気体供給装置の作動と前記液体供給装置の作動とを所定回数繰り返しても前記検出精度情報が所定値よりも高くならない場合、前記気体供給装置及び前記液体供給装置の作動を停止させ、前記報知部による報知を行う請求項６に記載の車載センサ洗浄装置。
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