JP2020121605A - カメラ清浄装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの光学系の汚れをより確実に清浄する。【解決手段】カメラ清浄装置１０は空気取入れ口１２とカメラ１３と流路１４とを有する。空気取入れ口１２は移動体１１の内燃機関室ＥＲに位置する。カメラ１３を移動体１１に搭載する。流路１４は空気取入れ口１２からカメラ１３の光学系まで流体を流動させる。カメラ清浄装置１０は、さらに、コンプレッサ、動力源、クラッチ、圧力センサ、圧力調整弁、インターフェース、および制御部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、カメラ清浄装置および制御方法に関するものである。

近年、車両などの移動体において、運転を支援するためにカメラが設けられている。カメラが撮像した映像が適切に用いられるためには、カメラの光学系が清浄であることが望ましい。一方で、移動体に設けられるカメラの光学系の最外表面は移動体の外部に位置することが一般的である。そのため、泥、埃、および水滴などにより光学系の最外表面に汚れが発生しうる。そこで、空気の吹付けにより光学系の表面を清浄することが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００１−１７１４９１号公報

しかし、吹付ける空気によっては、光学系の最外表面が汚れたままとなることがある。

従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、カメラの光学系の汚れをより確実に清浄するカメラ清浄装置および制御方法の提供をすることにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点によるカメラ清浄装置は、
移動体の内燃機関室に位置する空気取入れ口と、
前記移動体に搭載されるカメラと、
前記空気取入れ口から前記カメラの光学系まで流体を流動させる流路と、を備える。

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、本開示の第４の観点による制御方法は、
移動体における内燃機関が設けられる内燃機関室に位置する空気取入れ口と、前記移動体に搭載されるカメラと、前記空気取入れ口から前記カメラの光学系まで流体を流動させる流路と、前記内燃機関に基づく動力源に駆動され前記空気取入れ口から取込んだ流体を圧縮するコンプレッサと、前記動力源から前記コンプレッサへの動力の伝達の接続および切断を切替えるクラッチとを有するカメラ清浄装置における前記クラッチを伝達および切断のいずれかに切替える制御方法であって、
前記内燃機関の情報を取得し、
前記内燃機関の情報に基づいて、前記クラッチを接続および切断のいずれかに切替える。

上記のように構成された本開示によれば、カメラの光学系の汚れがより確実に清浄され得る。

本実施形態に係るカメラ清浄装置の構成要素の、移動体における搭載位置を示す配置図である。 図１のカメラ清浄装置の概略構成を示す模式図である。 図２の制御部が実行するカメラ清浄処理を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態に係るカメラ清浄装置の概略構成を示す模式図である。 図２のカメラ清浄装置の変形例を示す模式図である。

以下、本発明を適用した固定構造の実施形態について、図面を参照して説明する。

本開示の第１の実施形態に係るカメラ清浄装置１０は、図１に示すように、例えば、移動体１１に搭載される。

移動体１１は、例えば車両、船舶、および航空機等を含んでよい。車両は、例えば自動車、産業車両、鉄道車両、生活車両、および滑走路を走行する固定翼機等を含んでよい。自動車は、例えば乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含んでよい。産業車両は、例えば農業および建設向けの産業車両等を含んでよい。産業車両は、例えばフォークリフトおよびゴルフカート等を含んでよい。農業向けの産業車両は、例えばトラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機等を含んでよい。建設向けの産業車両は、例えばブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラ等を含んでよい。車両は、人力で走行するものを含んでよい。車両の分類は、上述した例に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよい。複数の分類に同じ車両が含まれてよい。船舶は、例えばマリンジェット、ボート、およびタンカー等を含んでよい。航空機は、例えば固定翼機および回転翼機等を含んでよい。

カメラ清浄装置１０は、空気取入れ口１２、カメラ１３、および流路１４を有する。なお、図２に示すように、カメラ清浄装置１０は、さらに、コンプレッサ１５、動力源１６、クラッチ１７、圧力センサ１８、圧力調整弁１９、インターフェース２０、および制御部２１を有してよい。

図１に示すように、空気取入れ口１２は、移動体１１における内燃機関室ＥＲ内に位置する。内燃機関室ＥＲとは、移動体１１内で内燃機関が配置される空間である。空気取入れ口１２は、エアクリーナを有してよい。図２に示すように、カメラ清浄装置１０用の空気取入れ口１２は、内燃機関２２に空気を供給するための空気取入れ口と共用してよい。共用する構成においては、流路１４に分岐弁２３が設けられていてよい。空気取入れ口１２から分岐弁２３までの間の流路１４の部分は、内燃機関２２に空気を供給するための吸気路と共用されている。分岐弁２３は、開閉することにより、流路１４のカメラ１３側の端部への流体の流動および遮断を切替える。分岐弁２３は、制御部２１の制御に基づいて開閉することにより流動および遮断を切替える。

カメラ１３は、移動体１１の任意の位置において、移動体１１の周囲の風景を撮像可能に搭載されている。例えば、図１に示すように、カメラ１３は、移動体１１の後方に設けられてもよいし、前方または左右に設けられてもよい。さらには、複数のカメラ１３が移動体１１に設けられてもよい。

流路１４は、例えば、管状であり、空気取入れ口１２からカメラ１３の光学系近傍まで延在している。流路１４は、空気取入れ口１２に流入する空気などの流体をカメラ１３の光学系の近傍まで流動させうる。なお、カメラ１３の光学系とは、カメラ１３の光学系の中で最も外側に設けられるレンズまたはカバーガラスなどの光学素子を意味する。

コンプレッサ１５は、流路１４に設けられる。コンプレッサ１５は、後述するように、内燃機関２２に基づく動力源１６に駆動されることにより、空気取入れ口１２から取込んだ流体を圧縮して、カメラ１３のレンズ側に流動させる。

動力源１６は、例えば、タービンである。動力源１６は、エキゾーストマニホールド２４およびマフラー２５の間の内燃機関２２の排気路２６に設けられている。動力源１６は、内燃機関２２の排気流により回転することにより、排気流を、コンプレッサ１５を駆動するための動力に変換する。

クラッチ１７は、例えば、電磁クラッチである。クラッチ１７は、動力源１６からコンプレッサ１５への動力の伝達および切断を切替える。クラッチ１７は、制御部２１の制御に基づいて、伝達および切断を切替える。

圧力センサ１８は、コンプレッサ１５の下流、すなわちコンプレッサ１５よりもカメラ１３側の端部に設けられている。圧力センサ１８は、設置位置における流路１４内の流体の圧力を検出する。圧力センサ１８は、検出した圧力をインターフェース２０に通知する。

圧力調整弁１９は、コンプレッサ１５の下流、すなわちコンプレッサ１５よりもカメラ１３側の端部に設けられている。圧力調整弁１９は、流路１４から噴出する流体の圧力を調整する。圧力調整弁１９は、制御部２１の制御に基づいて弁の開度を変えることにより圧力を調整する。

インターフェース２０は、多様な機器から情報を取得する。また、インターフェース２０は、多様な機器に情報または指令を通知する。インターフェース２０は、例えば、圧力センサ１８から圧力値を取得する。また、インターフェース２０は、例えば、エンジンＥＣＵから、内燃機関２２の異常発生、および内燃機関室ＥＲの温度などの内燃機関２２の情報を取得する。

制御部２１は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサの少なくともいずれかを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部２１は、１つまたは複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ ａ Ｐａｃｋａｇｅ）の少なくともいずれかを含んでもよい。制御部２１は、カメラ清浄装置１０の各構成要素の動作を制御する。

制御部２１は、例えば、インターフェース２０が取得する内燃機関２２の情報および圧力センサ１８から取得する圧力値の少なくとも一方に基づいて、クラッチ１７を伝達および切断のいずれかに切替える。さらに、制御部２１は、例えば、インターフェース２０が取得する内燃機関２２の情報および圧力センサ１８から取得する圧力値の少なくとも一方に基づいて、分岐弁２３の開閉を切替えてよい。

クラッチ１７の切替えに関して、制御部２１は、内燃機関室ＥＲの温度、または空気取入れ口１２を共有する構成においては吸気温度を内燃機関２２の情報として用いて、流路１４におけるカメラ１３の光学系側の端部の流路１４内の温度を推定する。温度推定は、流路１４における既知の温度勾配やコンプレッサ１５の設計値などに基づいて、行われる。なお、制御部２１は、流路１４の光学系側の端部の流路１４内の温度を直接検出する温度センサから温度を取得してもよい。制御部２１は、推定した温度または検出した温度が温度閾値以上である場合に、クラッチ１７を伝達に切替える。温度閾値は、カメラ１３の光学系を凍結させない温度、例えば５℃に定められる。さらに、制御部２１は、推定した温度または検出した温度が温度閾値以上である場合に、分岐弁２３を開いてよい。

また、クラッチ１７の切替えに関して、制御部２１は、内燃機関２２の異常発生を内燃機関２２の情報として用いて、内燃機関２２における異常の発生を認定する。制御部２１は、内燃機関２２における異常の発生を認定する場合、クラッチ１７を切断に切替える。さらに、制御部２１は、内燃機関２２における異常の発生を認定する場合、分岐弁２３を閉じてよい。

また、クラッチ１７の切替えに関して、制御部２１は、コンプレッサ１５に昇圧させている状態における圧力センサ１８から取得する圧力値に基づいて、流路１４の排出ノズルに詰りが発生しているか否かを判別する。制御部２１は、圧力値が圧力閾値を超える場合に排出ノズルに詰りが発生していると認定する。圧力閾値は、詰りの発生が考えられる圧力値、例えば、大気圧より高い所定値に定められる。制御部２１は、排出ノズルに詰りが発生していると認定する場合、クラッチ１７を切断に切替える。さらに、制御部２１は、排出ノズルに詰りが発生していると認定する場合、分岐弁２３を閉じてよい。また、制御部２１は、排出ノズルに詰りが発生していると認定する場合、クラッチ１７の切断および分岐弁２３の閉鎖を行うこと無く、あるいは行いながら、ノズル異常発生の警告をインターフェース２０を介してディスプレイなどの外部機器に通知してよい。警告を取得した外部機器は乗員にノズルの異常発生を報知してよい。

また、制御部２１は、圧力センサ１８から取得する圧力値に基づいて、圧力調整弁１９の開度を調整してよもよい。例えば、制御部２１は、圧力値が所定の噴射圧になるように圧力調整弁１９の開度を調整してよい。所定の噴射圧は、大気圧より高く、圧力閾値よりも低い値に定められている。

次に、第１の実施形態において制御部２１が実行する、カメラ洗浄処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。カメラ洗浄処理は、周期的に開始する。

ステップＳ１００において、制御部２１は、内燃機関２２の情報に基づいて、流路１４におけるカメラ１３側の端部の流路１４内の温度が温度閾値以上であるか否かを判別する。端部の流路１４内の温度が温度閾値以上である場合、プロセスはステップＳ１０１に進む。端部の流路１４内の温度が温度閾値以上でない場合、プロセスはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０１では、制御部２１は、内燃機関２２の情報に基づいて、内燃機関２２に異常が発生しているか否かを判別する。内燃機関２２に異常が発生していない場合、プロセスはステップＳ１０２に進む。内燃機関２２に異常が発生している場合、プロセスはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０２では、制御部２１は、クラッチ１７を接続することにより動力の伝達状態に切替える。また、制御部２１は、分岐弁２３を開放する。クラッチ１７の接続および分岐弁２３の開放後、プロセスはステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、制御部２１は、圧力センサ１８の検出した圧力値が圧力閾値を超えるか否かを判別する。当該圧力値が圧力閾値を超える場合、プロセスはステップＳ１０４に進む。当該圧力値が圧力閾値を超えない場合、クラッチ１７を伝達状態、および分岐弁２３を開放にしたまま、カメラ洗浄処理は終了する。

ステップＳ１０４では、制御部２１は、流路１４の排出ノズルに詰りが発生していることを示す警告を生成して外部機器に通知する。警告の通知後、プロセスはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、制御部２１は、クラッチ１７を切断に切替える。また、制御部２１は、分岐弁２３を閉鎖する。クラッチ１７の切断および分岐弁２３の閉鎖後、カメラ洗浄処理は終了する。

以上のような構成の第１の実施形態のカメラ清浄装置１０では、カメラ１３の光学系までの流路１４に空気を取り入れさせうる空気取入れ口１２が、内燃機関室ＥＲ内に位置する。カメラの光学系に吹付ける空気の温度が低い場合、光学系の表面における結露の発生や、凍結が発生しうる。一方で、上述の構成を有するカメラ清浄装置１０は、外気より温度の高い内燃機関室ＥＲに空気取入れ口１２が位置するので、カメラ１３の光学系に吹付けられる空気の温度は比較的高くなり得る。それゆえ、カメラ清浄装置１０では、光学系表面における結露の発生や凍結の可能性を低減し得る。したがって、カメラ清浄装置１０は、カメラ１３の光学系の汚れをより確実に洗浄し得る。

また、第１の実施形態のカメラ清浄装置１０は、内燃機関２２に基づく動力源１６に駆動され、空気取入れ口１２から取込んだ流体を圧縮するコンプレッサ１５を有する。このような構成により、カメラ清浄装置１０では、モータなどの、比較的大きく且つ電力を用いる駆動源を用いずに、光学系に吹付けるための空気を圧縮し得る。したがって、カメラ清浄装置１０は、電力の消費量を低減し得、また、内燃機関室ＥＲの空間の占有スペースを低減し得る。

また、第１の実施形態のカメラ清浄装置１０は、動力源１６からコンプレッサ１５への動力の伝達および切断を切替えるクラッチ１７を有する。したがって、カメラ清浄装置１０は、カメラ清浄装置１０による内燃機関２２の駆動への影響を切替え可能である。

また、第１の実施形態のカメラ清浄装置１０では、制御部２１は、内燃機関２２の情報に基づいてクラッチ１７を伝達および切断のいずれかに切替える。したがって、カメラ清浄装置１０は、内燃機関２２の状態に基づいてカメラ洗浄を行うべきであるか否かを判別して、コンプレッサ１５の駆動と停止を切替え得る。

また、第１の実施形態のカメラ清浄装置１０は、流路１４における光学系側の端部の流路１４内の温度が閾値以上と認定する場合、クラッチ１７を伝達に切替える。したがって、カメラ清浄装置１０は、カメラ１３の光学系表面における結露の発生や凍結の可能性をいっそう低減し得る。

また、第１の実施形態のカメラ清浄装置１０は、内燃機関２２に異常が発生していると認定する場合、クラッチ１７を切断に切替える。したがって、カメラ清浄装置１０は、内燃機関２２の駆動が不安定である場合に、クラッチ１７を切断に切替えて、内燃機関２２にかかるカメラ清浄装置１０に対する負荷を低減し得る。よって、カメラ清浄装置１０は、内燃機関２２の駆動が不安定である場合に、内燃機関２２の駆動の安定化を優先させ得る。

次に、本開示の第２の実施形態に係るカメラ清浄装置１００について説明する。第２の実施形態では、流路およびコンプレッサの構成において第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。

図４に示すように、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００は、第１の実施形態と同様に、空気取入れ口１２、カメラ１３、流路１４０、コンプレッサ１５０、動力源１６、クラッチ１７、圧力センサ１８、圧力調整弁１９、インターフェース２０、および制御部２１を有する。第２の実施形態における、空気取入れ口１２、カメラ１３、動力源１６、クラッチ１７、圧力センサ１８、圧力調整弁１９、インターフェース２０、および制御部２１の構成は、第１の実施形態と同じである。

第２の実施形態において、流路１４０における、コンプレッサ１５０の下流、すなわちカメラ１３側の端部側に、分岐弁２３０が設けられている。したがって、内燃機関２２に空気を供給するための吸気路と共用される、空気取入れ口１２から分岐弁２３０までの間の流路１４０の部分に、コンプレッサ１５０が設けられている。言い換えると、コンプレッサ１５０は、内燃機関２２の過給機として用いられている。なお、コンプレッサ１５０に対してインタークーラーが設けられる構成においては、分岐弁２３０は、インタークーラーより上流側に設けられている。

以上のような構成の第２の実施形態のカメラ清浄装置１００でも、カメラ１３の光学系までの流路１４０に空気を取り入れさせうる空気取入れ口１２が、内燃機関室ＥＲ内に位置する。したがって、カメラ清浄装置１００も、カメラ１３の光学系の汚れをより確実に洗浄し得る。また、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００も、内燃機関２２に基づく動力源１６に駆動され、空気取入れ口１２から取込んだ流体を圧縮するコンプレッサ１５０を有する。したがって、カメラ清浄装置１０は、電力の消費量を低減し得、また、内燃機関室ＥＲの空間の占有スペースを低減し得る。また、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００も、動力源１６からコンプレッサ１５０への動力の伝達および切断を切替えるクラッチ１７を有する。したがって、カメラ清浄装置１００も、カメラ清浄装置１０による内燃機関２２の駆動への影響を切替え可能である。また、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００でも、制御部２１は、内燃機関２２の情報に基づいてクラッチ１７を伝達および切断のいずれかに切替える。したがって、カメラ清浄装置１００も、カメラ洗浄を行うべきであるか否かを判別して、コンプレッサ１５０の駆動と停止を切替え得る。また、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００も、流路１４０における光学系側の端部の流路１４０内の温度が閾値以上と認定する場合、クラッチ１７を伝達に切替える。したがって、カメラ清浄装置１００も、カメラ１３の光学系表面における結露の発生や凍結の可能性をいっそう低減し得る。また、第２の実施形態のカメラ清浄装置１００も、内燃機関２２に異常が発生していると認定する場合、クラッチ１７を切断に切替える。したがって、カメラ清浄装置１００も、内燃機関２２の駆動が不安定である場合に、内燃機関２２の駆動の安定化を優先させ得る。

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、第１の実施形態および第２の実施形態において、動力源１６は、タービンであるが、内燃機関２２の駆動に基づいて動力を出力可能な他の動力源であってよい。例えば、図５に示すように、動力源１６は、内燃機関２２の出力そのものであってよい。内燃機関２２の出力は出力軸２７の回転力として出力される。出力軸２７は、例えば、タイミングベルト２８が架渡されるプーリ２９に接続されており、当該タイミングベルト２８に架け渡される出力プーリ３０にクラッチ１７が接続される。このような構成により、内燃機関２２の出力が動力源１６として用いられる。

また、第１の実施形態において、空気取入れ口１２は、内燃機関２２に空気を供給するための空気取入れ口と共用する構成であるが、独立していてもよい。

１０、１００ カメラ清浄装置
１１ 移動体
１２ 空気取入れ口
１３ カメラ
１４、１４０ 流路
１５、１５０ コンプレッサ
１６ 動力源
１７ クラッチ
１８ 圧力センサ
１９ 圧力調整弁
２０ インターフェース
２１ 制御部
２２ 内燃機関
２３、２３０ 分岐弁
２４ エキゾーストマニホールド
２５ マフラー
２６ 排気路
２７ 出力軸
２８ タイミングベルト
２９ プーリ
３０ 出力プーリ

Claims (9)

1. 移動体の内燃機関室に位置する空気取入れ口と、
   前記移動体に搭載されるカメラと、
   前記空気取入れ口から前記カメラの光学系まで流体を流動させる流路と、を備える
   カメラ清浄装置。
2. 請求項１に記載のカメラ清浄装置において、
   前記内燃機関室内の内燃機関に基づく動力源に駆動され、前記空気取入れ口から取込んだ流体を圧縮するコンプレッサを、さらに備える
   カメラ清浄装置。
3. 請求項２に記載のカメラ清浄装置において、
   前記動力源は、前記内燃機関の排気流から変換された動力を用いて前記コンプレッサを駆動する
   カメラ清浄装置。
4. 請求項２に記載のカメラ清浄装置において、
   前記動力源は、前記内燃機関の出力軸の動力を用いて前記コンプレッサを駆動する
   カメラ清浄装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載のカメラ清浄装置において、
   前記動力源から前記コンプレッサへの動力の伝達および切断を切替えるクラッチを、さらに備える
   カメラ清浄装置。
6. 請求項５に記載のカメラ清浄装置において、
   前記内燃機関の情報を取得するインターフェースと、
   前記内燃機関の情報に基づいて、前記クラッチを伝達および切断のいずれかに切替える制御部とを、さらに備える
   カメラ清浄装置。
7. 請求項６に記載のカメラ清浄装置において、
   前記制御部は、前記内燃機関の情報に基づいて、前記流路における前記光学系側の端部の前記流路内の温度が閾値以上と認定する場合、前記クラッチを伝達に切替える
   カメラ清浄装置。
8. 請求項６または７に記載のカメラ清浄装置において、
   前記制御部は、前記内燃機関の情報に基づいて、前記内燃機関に異常が発生していると認定する場合、前記クラッチを切断に切替える
   カメラ清浄装置。
9. 移動体における内燃機関が設けられる内燃機関室に位置する空気取入れ口と、前記移動体に搭載されるカメラと、前記空気取入れ口から前記カメラの光学系まで流体を流動させる流路と、前記内燃機関に基づく動力源に駆動され前記空気取入れ口から取込んだ流体を圧縮するコンプレッサと、前記動力源から前記コンプレッサへの動力の伝達の接続および切断を切替えるクラッチとを有するカメラ清浄装置における前記クラッチを伝達および切断のいずれかに切替える制御方法であって、
   前記内燃機関の情報を取得し、
   前記内燃機関の情報に基づいて、前記クラッチを接続および切断のいずれかに切替える
   制御方法。
   

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