JP7243480B2

JP7243480B2 - 車載センサ洗浄装置

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Publication number: JP7243480B2
Application number: JP2019117086A
Authority: JP
Inventors: 栄二伊奈; 渓太齋藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2023-03-22
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: DE102020116595A1; CN112124254B; JP2021003910A; US20200406861A1; CN112124254A

Description

本発明は、車載センサ洗浄装置に関するものである。

従来、車両には車載センサと共に車載センサ洗浄装置が設けられたものがある。車載センサ洗浄装置としては、車載センサの洗浄対象面に洗浄液を噴射するノズルと、洗浄対象面を払拭するワイパと、洗浄対象面の汚れを検出する汚れセンサと、汚れセンサからの信号に応じて洗浄液の噴射及びワイパの駆動を制御する制御部とを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。このような車載センサ洗浄装置では、洗浄対象面の汚れに応じて自動的に洗浄対象面を洗浄することができる。

実開平５－１４９６１号公報

しかしながら、上記のような車載センサ洗浄装置では、単に洗浄対象面の汚れに応じて洗浄対象面を洗浄するため、洗浄が必要でない場合も過剰に洗浄してしまうことが考えられる。このことは、ノズルに洗浄液を供給する液体ポンプやワイパを駆動するアクチュエータ等の洗浄アクチュエータを必要以上に駆動させることになり、例えば、消費電力の増大や洗浄アクチュエータの耐久性の低下を招く原因となる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、必要に応じた洗浄を可能とする車載センサ洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決する車載センサ洗浄装置（２０）は、動作することで車載センサ（１１）の洗浄対象面（１２）を洗浄する洗浄アクチュエータ（２２，Ｍ）と、前記洗浄対象面に対する汚れ度合情報が閾値（ＨＬ）に達したことに基づいて前記洗浄アクチュエータを駆動させる制御部（４１）とを備えた車載センサ洗浄装置（２０）であって、前記制御部は、車速情報に応じて前記閾値を変更するものであって、車速が予め設定された基準速度よりも速い場合に、該基準速度以下の場合よりも先に前記汚れ度合情報が前記閾値に達するように前記閾値を変更する車載センサ洗浄装置。

同構成によれば、制御部は、車速情報に応じて閾値を変更するため、車速情報に応じて洗浄アクチュエータを動作させ、必要に応じた洗浄を行うことができる。よって、例えば、低消費電力化や洗浄アクチュエータの耐久性の向上を図ることができる。

一実施形態におけるセンサシステムの模式図。一実施形態における車載センサ洗浄装置の動作を説明するための時間－検出精度特性図。一実施形態における車載センサ洗浄装置の閾値設定処理のフロー図。

以下、センサシステムの一実施形態を図１～図３に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のセンサシステム１０は、車載センサ１１と、車載センサ１１と一体的に設けられて車載センサ１１の洗浄対象面としての光学面１２を洗浄する車載センサ洗浄装置２０とを有する。

本実施形態の車載センサ１１は、例えば赤外線レーザを出射し、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ＬＩＤＡＲであり、レーザが透過可能な光学面１２を有する。車載センサ１１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するものであり、自動ブレーキシステム等に用いることが可能なものである。

車載センサ洗浄装置２０は、車載センサ１１の上方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２２と、ノズルユニット２１に対して洗浄液を供給する液体ポンプ２３とを備える。

ノズルユニット２１は、車載センサ１１の上方に固定される筐体３１と、筐体３１から一部が露出して設けられる可動ノズル３２と、筐体３１の内部に設けられたモータＭとを備える。可動ノズル３２は、エアポンプ２２から供給された空気を光学面１２に向かって噴射する噴射口３２ａを有し、光学面１２と交差する方向に沿った軸Ｌ１中心で回動可能に設けられて噴射口３２ａの向き、すなわち空気の噴射方向を変更可能とされている。モータＭは、可動ノズル３２と駆動連結され、該可動ノズル３２を駆動、すなわち回動させることが可能とされている。なお、本実施形態では、前記エアポンプ２２とモータＭとがそれぞれ洗浄アクチュエータを構成している。また、ノズルユニット２１は、可動ノズル３２の前方側（図１中、紙面手前側）を覆うカバー３３を有し、該カバー３３には一対の液噴射ノズル３４が固定されている。液噴射ノズル３４は、液体ポンプ２３から供給された洗浄液を光学面１２に向かって噴射する液噴射口３４ａを有する。

また、車載センサ洗浄装置２０は、光学面１２に対する汚れ度合情報が閾値ＨＬに達したことに基づいて前記エアポンプ２２及びモータＭを駆動させる制御部４１を備える。制御部４１は、車速情報に応じて前記閾値ＨＬを変更する。

詳述すると、制御部４１には、車載センサ１１と、エアポンプ２２と、液体ポンプ２３と、モータＭと、車速センサ４２と、ワイパ装置４３と、レインセンサ４４とが、直接又は間接的に、電気的に接続されている。なお、ワイパ装置４３は、レインセンサ４４が検出した雨量情報や図示しないワイパスイッチの操作によって駆動し、例えばフロントガラスを払拭する。制御部４１には、車載センサ１１から受光強度等の情報を元にした検出精度情報が入力され、制御部４１は、その検出精度情報を光学面１２の汚れ度合情報として用いる。なお、検出精度情報は、「１００」が最大で最も検出精度が高く光学面１２が最も汚れていないことを示すデータである。そして、制御部４１は、検出精度情報が閾値ＨＬに達したこと、具体的には閾値ＨＬ以下となったことに基づいてエアポンプ２２及びモータＭを駆動させる。また、制御部４１は、検出精度情報が液噴射閾値Ｌに達したこと、具体的には液噴射閾値Ｌ以下となったことに基づいて液体ポンプ２３を駆動させる。また、制御部４１は、洗浄を開始した後に検出精度情報が洗浄終了閾値ＨＨ以上となったことに基づいて洗浄を終了する。

そして、本実施形態の制御部４１は、車速センサ４２から入力される車速情報、及びワイパ装置４３から入力される天候情報に応じて閾値ＨＬを変更する。詳しくは、制御部４１は、車速が予め設定された基準速度よりも速い場合、基準速度以下の場合よりも先に検出精度情報が達するように、閾値ＨＬを大きな値とする。また、制御部４１は、雨が多く降っていると予想されるほど、閾値ＨＬを大きな値とする。すなわち、制御部４１は、ワイパ装置４３が高速駆動の場合、低速駆動の場合よりも先に検出精度情報が達するように、閾値ＨＬを低速駆動の場合よりも大きな値とする。また、制御部４１は、ワイパ装置４３が低速駆動の場合、ワイパ装置４３が停止状態の場合よりも先に検出精度情報が達するように閾値ＨＬを停止状態の場合よりも大きな値とする。

具体的には、図３に示すように、制御部４１は、例えば、走行時や走行準備状態等に閾値ＨＬを設定するための閾値設定処理を繰り返し行う。すなわち、制御部４１は、ステップＳ１において、車速が予め設定された基準速度よりも速いか否かを判定し、速いと判定するとステップＳ２に移行し、速くないと判定すると後述するステップＳ３に移行する。

制御部４１は、ステップＳ２において、ワイパ装置４３が停止状態か否かを判定し、停止状態であると判定すると、ステップＳ４に移行し、停止状態でないと判定すると、ステップＳ５に移行する。そして、制御部４１は、ステップＳ４において、閾値ＨＬを「６５」に設定して処理を終了する。

また、制御部４１は、ステップＳ５において、ワイパ装置４３が低速駆動であるか否かを判定し、低速駆動であると判定すると、ステップＳ６に移行し、低速駆動でない、すなわち高速駆動であると判定すると、ステップＳ７に移行する。そして、制御部４１は、ステップＳ６において、閾値ＨＬを「７５」に設定して処理を終了する。また、制御部４１は、ステップＳ７において、閾値ＨＬを「８０」に設定して処理を終了する。

一方、ステップＳ１において、車速が基準速度よりも速くないと判定された場合、制御部４１は、ステップＳ３において、ワイパ装置４３が停止状態か否かを判定し、停止状態であると判定すると、ステップＳ８に移行し、停止状態でないと判定すると、ステップＳ９に移行する。そして、制御部４１は、ステップＳ８において、閾値ＨＬを「６０」に設定して処理を終了する。

また、制御部４１は、ステップＳ９において、ワイパ装置４３が低速駆動であるか否かを判定し、低速駆動であると判定すると、ステップＳ１０に移行し、低速駆動でない、すなわち高速駆動であると判定すると、ステップＳ１１に移行する。そして、制御部４１は、ステップＳ１０において、閾値ＨＬを「７０」に設定して処理を終了する。また、制御部４１は、ステップＳ１１において、閾値ＨＬを「７５」に設定して処理を終了する。

また、上記した閾値ＨＬは、車速情報及び天候情報に関わらず、常に前記液噴射閾値Ｌよりも先に検出精度情報が達するように液噴射閾値Ｌよりも大きな値に設定される。また、上記した閾値ＨＬは、車速情報及び天候情報に関わらず、常に前記洗浄終了閾値ＨＨよりも小さな値に設定される。具体的には、例えば、前記液噴射閾値Ｌは「５０」に設定され、前記洗浄終了閾値ＨＨは「８５」に設定され、前記閾値ＨＬは上記したように「６０」～「８０」に設定される。

次に、上記のように構成されたセンサシステム１０の作用について説明する。
例えば、車両の走行時、車載センサ１１が動作することによって車両前方の物体が距離とともに認識される。

そして、例えば、車速が基準速度以下であってワイパ装置４３が低速駆動している状態では、閾値設定処理によって閾値ＨＬは「７０」に設定される。
そして、図２に示すように、例えば、光学面１２に雨滴等の異物が付着することなどによって検出精度情報が低下し、タイミングＴ１で検出精度情報が閾値ＨＬ、すなわち「７０」に達すると、制御部４１によってエアポンプ２２及びモータＭが駆動される。

すると、可動ノズル３２が回動されつつ該可動ノズル３２の噴射口３２ａから空気が噴射され、その空気によって光学面１２が洗浄される。そして、洗浄されることによってタイミングＴ２で検出精度情報が洗浄終了閾値ＨＨ以上となると、制御部４１によってエアポンプ２２及びモータＭの駆動が停止される。

また、例えば、タイミングＴ３で、車速が基準速度よりも速く、ワイパ装置４３が低速駆動している状態となると、閾値設定処理によって閾値ＨＬは「７５」に変更される。
そして、その後、光学面１２に雨滴等の異物が付着することなどによって検出精度情報が低下し、タイミングＴ４で検出精度情報が閾値ＨＬ、すなわち「７５」に達すると、制御部４１によってエアポンプ２２及びモータＭが駆動される。

すると、可動ノズル３２が回動されつつ該可動ノズル３２の噴射口３２ａから空気が噴射され、その空気によって光学面１２が洗浄される。
このようにして、車速情報及び天候情報に応じて閾値ＨＬが変更されながら、検出精度情報に基づいて光学面１２が洗浄される。

また、例えば、検出精度情報が更に低下して、検出精度情報が液噴射閾値Ｌ、すなわち「５０」に達した場合は、制御部４１によって液体ポンプ２３が駆動されて、液噴射ノズル３４の液噴射口３４ａから洗浄液が噴射され、その洗浄液によって光学面が洗浄される。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）制御部４１は、検出精度情報が閾値ＨＬに達したことに基づいてエアポンプ２２及びモータＭを駆動させる。そして、制御部４１は、車速情報に応じて閾値ＨＬを変更するため、車速情報に応じてエアポンプ２２及びモータＭを動作させ、必要に応じた洗浄を行うことができる。具体的には、例えば、車速が基準速度以下の場合であって高い検出精度を維持し続ける必要がないような場合は、閾値ＨＬを下げて、過剰に洗浄してしまうことを抑えることができる。よって、例えば、低消費電力化やエアポンプ２２及びモータＭの耐久性の向上を図ることができる。

（２）光学面１２に洗浄液を噴射させるための液体ポンプ２３を備え、制御部４１は、検出精度情報が液噴射閾値Ｌに達したことに基づいて液体ポンプ２３を動作させるため、検出精度情報が液噴射閾値Ｌに達した際は、洗浄液の噴射によっても光学面１２を洗浄することができる。そして、前記閾値ＨＬは、前記液噴射閾値Ｌよりも先に検出精度情報が達するように設定されるため、光学面１２が汚れた際に、まず空気の噴射で光学面１２を洗浄することができる。これにより、空気の噴射で汚れが落ちるような場合は、消耗剤である洗浄液の消費を抑えることができる。

（３）制御部４１は、車速情報だけでなく天候情報に応じて閾値ＨＬを変更するため、車速情報及び天候情報に応じてエアポンプ２２及びモータＭを動作させてより必要に応じた洗浄を行うことができる。

（４）天候情報は、ワイパ装置４３の駆動情報であるため、例えば、新たに別途、天候情報を取得するための専用のセンサを設ける必要がない。
（５）車載センサ１１からの検出精度情報を光学面１２の汚れ度合情報として用いるため、例えば、新たに別途、汚れ度合情報を取得するための専用のセンサを設ける必要がない。

上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。また、本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、検出精度情報が閾値ＨＬに達したことに基づいて駆動させる洗浄アクチュエータをエアポンプ２２及びモータＭとしたが、これに限定されず、他の洗浄アクチュエータとしてもよい。

例えば、可動ノズル３２を備えておらず噴射口が固定された車載センサ洗浄装置では、洗浄アクチュエータをエアポンプ２２のみとしてもよい。
また、例えば、洗浄アクチュエータとしてエアポンプ２２の他に液体ポンプ２３を加えてもよい。すなわち、制御部４１は、車速情報に応じて前記閾値ＨＬとともに前記液噴射閾値Ｌを変更するようにしてもよい。なお、このような場合、洗浄液と空気を混合して光学面１２に噴射する車載センサ洗浄装置としてもよい。

また、例えば、エアポンプ２２を備えていない車載センサ洗浄装置では、洗浄アクチュエータを液体ポンプ２３として実施してもよい。
また、例えば、光学面１２を払拭するセンサ用ワイパと該センサ用ワイパを駆動するセンサ用ワイパ駆動装置を備えた車載センサ洗浄装置では、洗浄アクチュエータをセンサ用ワイパ駆動装置として実施してもよい。

・上記実施形態では、液体ポンプ２３及び液噴射口３４ａを備えた車載センサ洗浄装置としたが、これに限定されず、液体ポンプ２３及び液噴射口３４ａを備えていない車載センサ洗浄装置としてもよい。

・上記実施形態では、制御部４１は、車速情報だけでなく天候情報に応じて閾値ＨＬを変更するとしたが、これに限定されず、天候情報に関わらず閾値ＨＬを変更するようにしてもよい。

・上記実施形態では、天候情報は、ワイパ装置４３の駆動情報であるとしたが、これに限定されず、例えば、新たに別途、天候情報を取得するための専用のセンサを設けてもよい。また、ワイパ装置４３は、レインセンサ４４が検出した雨量情報や図示しないワイパスイッチの操作によって駆動するものであって、その駆動情報を天候情報とするとしたが、これに限定されず、例えば、ワイパ装置４３の駆動に関わらず、レインセンサ４４から取得した信号を天候情報として用いてもよい。また、例えば、レインセンサ４４を備えていないような場合等、ワイパスイッチの操作に応じた信号を天候情報として用いてもよい。

・上記実施形態では、車載センサ１１からの検出精度情報を光学面１２の汚れ度合情報として用いるとしたが、これに限定されず、例えば、新たに別途、汚れ度合情報を取得するための専用のセンサを設けてもよい。

・上記実施形態では、制御部４１は、車速情報に関して２段階、天候情報に関して３段階で閾値ＨＬを変更するようにしたが、これに限定されず、車速情報に関して３段階以上、天候情報に関して２段階や４段階以上としてもよいし、それぞれ無段階で閾値ＨＬを変更してもよい。

・上記実施形態では、車載センサ１１をＬＩＤＡＲとしたが、これに限定されず、他の車載センサとしてもよい。また、上記実施形態では、洗浄対象面をＬＩＤＡＲの光学面１２としたが、他の車載センサに対する他の洗浄対象面としてもよい。

１１…車載センサ、１２…光学面（洗浄対象面）、２０…車載センサ洗浄装置、２２…エアポンプ（洗浄アクチュエータ）、２３…液体ポンプ、３２…可動ノズル、３２ａ…噴射口、４１…制御部、４３…ワイパ装置、Ｍ…モータ（洗浄アクチュエータ）、ＨＬ…閾値、Ｌ…液噴射閾値。

Claims

動作することで車載センサ（１１）の洗浄対象面（１２）を洗浄する洗浄アクチュエータ（２２，Ｍ）と、前記洗浄対象面に対する汚れ度合情報が閾値（ＨＬ）に達したことに基づいて前記洗浄アクチュエータを駆動させる制御部（４１）とを備えた車載センサ洗浄装置（２０）であって、
前記制御部は、車速情報に応じて前記閾値を変更するものであって、車速が予め設定された基準速度よりも速い場合に、該基準速度以下の場合よりも先に前記汚れ度合情報が前記閾値に達するように前記閾値を変更する車載センサ洗浄装置。
前記洗浄アクチュエータは、前記洗浄対象面に空気を噴射させるためのエアポンプ（２２）を含む請求項１に記載の車載センサ洗浄装置。
前記エアポンプから供給された空気を前記洗浄対象面に向かって噴射する噴射口（３２ａ）を有し、該噴射口の向きを変更可能な可動ノズル（３２）を備え、
前記洗浄アクチュエータは、前記可動ノズルを駆動するためのモータ（Ｍ）を含む請求項２に記載の車載センサ洗浄装置。
前記洗浄対象面に洗浄液を噴射させるための液体ポンプ（２３）を備え、
前記制御部は、前記汚れ度合情報が液噴射閾値（Ｌ）に達したことに基づいて前記液体ポンプを動作させ、
前記閾値は、前記液噴射閾値よりも先に前記汚れ度合情報が達するように設定された請求項２又は請求項３に記載の車載センサ洗浄装置。
前記制御部は、前記車速情報及び天候情報に応じて前記閾値を変更する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車載センサ洗浄装置。
前記天候情報は、ワイパ装置（４３）の駆動情報である請求項５に記載の車載センサ洗浄装置。