光学式センサ汚損防止装置
【課題】汚れ防止のために光学式センサの前方に発生させるガスの流量を、汚損物サイズに応じて変化させることが可能な光学式センサ汚損防止装置を提供すること。
【解決手段】光学式センサ１０の前方にガス流ＳＢを発生させるガス流発生手段３０を備える構成とし、光学式センサ１０の前方を飛来する汚損物Ｐの大きさを検出する汚損物サイズ検出手段１０を設ける。検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、ガス流発生手段３０によるガス流ＳＢの流量を変化させるガス量調節手段２０，３０を備える構成とする。そして、汚損物Ｐのサイズが大きい場合に、ガス流ＳＢの流量を増加することで、汚損物Ｐが光学式センサ１０に付着することを防止する。
【解決手段】光学式センサ１０の前方にガス流ＳＢを発生させるガス流発生手段３０を備える構成とし、光学式センサ１０の前方を飛来する汚損物Ｐの大きさを検出する汚損物サイズ検出手段１０を設ける。検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、ガス流発生手段３０によるガス流ＳＢの流量を変化させるガス量調節手段２０，３０を備える構成とする。そして、汚損物Ｐのサイズが大きい場合に、ガス流ＳＢの流量を増加することで、汚損物Ｐが光学式センサ１０に付着することを防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式センサの受光面に汚損物が付着することを防止する光学式センサ汚損防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などでは、進行方向の前方に存在する物体を検出するためレーダ装置を搭載しているものが知られている。下記特許文献１に記載の車両用物体検知手段の水滴付着抑制装置は、物体検知手段である光学式センサの検知部の前方側に流れる空気流を形成し、光学式センサへの雨滴の付着を防止している。これにより、光学式センサの雨滴による汚損を防止することで、検出精度が低下することを予防している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７４２９９号公報
【特許文献２】実開昭６２−１１２９６０号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２６号公報
【特許文献４】特開２００８−２８８７２０号公報
【特許文献５】特開２００１−１４２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、光学式センサに向かって飛来する汚損物のサイズを考慮していないため、例えば、汚損物のサイズが大きい場合に、光学式センサの汚れを防止するために流すガスの流量が不足してしまい、汚損物の付着を防止することができないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、光学式センサの前方に発生させるガス流の流量を、汚損物のサイズに応じて変化させることが可能な光学式センサの汚損防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光学式センサへの汚損物の付着を防止する光学式センサ汚損防止装置において、光学式センサの前方にガス流を発生させるガス流発生手段と、光学式センサの前方を飛来する汚損物の大きさを検出する汚損物サイズ検出手段と、当該汚損物サイズ検出手段によって検出された汚損物の大きさに応じて、ガス流発生手段によるガス流の流量を変化させるガス量調節手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような光学式センサ汚損防止装置は、汚損物サイズ検出手段によって汚損物の大きさを検出し、検出された汚損物の大きさに応じて、ガス流発生手段によるガス流量を変化させることができる。これにより、光学式センサに向かって飛来する汚損物のサイズに応じて、ガス流量を変化させることで、汚損物の流れ方向を変更し、汚損物が光学式センサの受光部に付着することが防止できる。その結果、汚損物が付着することで発生する検出精度の低下を防止することができ、光学式センサの性能を維持することができる。汚損物サイズが大きい場合にガス量を増加させることで、充分なガス量を確保し、確実に汚損物を除去することができる。
【０００８】
ここで、ガス量調節手段は、汚損物のサイズが大きい場合に、汚損物のサイズが小さい場合と比較して、ガス流の流量を増加させることが好適である。このように、サイズの大きい汚損物が光学式センサへ飛来しても、ガス流を強めることで、光学式センサを避けるように汚損物の流れ方向を変化させ、汚損物Ｐの付着を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学式センサ汚損防止装置によれば、光学式センサへ飛来する汚損物のサイズを検出し、汚損物のサイズに応じてガス量を変化させることができるので、ガス量の不足を防止して、光学式センサへの汚損物の付着を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図２】図１の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図４】図３の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図６】図５の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図８】図７の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。光学式センサ汚損防止装置１０は、例えば、車両に搭載された光学式センサ１０の汚損を防止するものである。光学式センサ１０としては、自車両周辺の環境情報を取得するためのカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダなどが挙げられる。自車両周辺の環境情報を取得するカメラは、例えば、自車両の前面に設けられ、自車両前方の対象物（他車両、歩行者など）を検出する。また、光学式センサ１０の前面側には、汚損物Ｐの光学式センサ１０への付着を防止するためガード１１が設けられている。ガード１１は、例えば、光を透過する透明板によって構成することができる。
【００１３】
本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１は、光学式センサ１０から出力された信号を入力するコントローラ２０と、光学式センサ１０の前方に空気流を発生させるエアー噴出機構３０とを備えている。コントローラ２０は、光学式センサ１０およびエアー噴出機構３０と電気的に接続されている。
【００１４】
コントローラ２０は、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭおよびＲＡＭ、入力信号回路、出力通信回路、電源回路などにより構成されている。コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号を入力して、対象物の大きさ、位置など対象物に関する情報を演算する。コントローラ２０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回路で接続されることにより、車両制御を司る他のＥＣＵ（電子制御ユニット）と相互にデータ交換が可能な構成とされている。光学式センサ１０によって検出された対象物に関する情報は、他のＥＣＵへ出力されて車両制御に利用される。
【００１５】
エアー噴出機構３０は、空気を昇圧するためのエアーポンプ３１、噴出される空気流の流量を制御する流量制御弁３２、および空気流を噴出させるノズル３３Ａ，Ｂを有する。これらのエアーポンプ３１、流量制御弁３２、およびノズル３３Ａ，Ｂは、配管によって接続されている。エアー噴出機構３０は、光学式センサ１０の前面側に空気流を形成し、光学式センサ１０へ飛来する汚損物Ｐの付着を防止するためのものである。汚損物Ｐとしては、ちり、埃、雨滴、泥、などがある。汚損物Ｐは、光学式センサ１０に付着して、センサの性能低下を引き起こす可能性があるものである。エアー噴出機構３０は、光学式センサ１０の前方に空気流を発生させる本発明のガス流発生手段に相当する。
【００１６】
エアー噴出機構３０は、第１ノズル３３Ａおよび第２ノズル３３Ｂを備えている。第１ノズル３３Ａは、光学式センサ１０の受光部の直前で、光学式センサ１０に向かって接近する汚損物Ｐの進行方向に対して直交する空気流ＳＡを形成する。第２ノズル３３Ｂは、光学式センサ１０に向かって接近する汚損物Ｐの進行方向に対して傾斜する空気流ＳＢを形成する。
【００１７】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１は、汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを変更可能な構成とされている。光学式センサ汚損防止装置１は、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、コントローラ２０が汚損物Ｐの大きさに応じて、流量制御弁３２を制御し、ノズル３３Ａ，Ｂから噴出される空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを変化させる。光学式センサ１０は、光学式センサ１０の前方を飛来する汚損物Ｐの大きさ検出する本発明の汚損物サイズ検出手段として機能する。コントローラ２０および流量制御弁３２は、汚損物Ｐの大きさに応じて、ガス流の流量を変化させるガス量調節手段として機能する。
【００１８】
コントローラ２０では、光学式センサ１０からの信号に基づいて汚損物Ｐの大きさを算出する。例えば、コントローラ２０は、正面視における対象物Ｐの面積を演算する。コントローラ２０は、流量制御弁３２に指令信号を送信して、流量制御弁３２のバルブ開度を調整する。汚損物Ｐが大きい場合には、汚損物Ｐが小さい場合と比較して、空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを増加させる。流量制御弁３２は、ノズル３３Ａ，Ｂに対してそれぞれ設けられていてもよく、ノズル３３Ａ，Ｂの両方に共通のものであってもよい。ノズル３３Ａ，Ｂによる空気流のうち一方のみの流量を変化させてもよく、両方の流量を変化させてもよい。
【００１９】
次に、図２のフローチャートを参照して、光学式センサ汚損防止装置１における動作について説明する。ここでは、第２ノズル３３Ｂによって形成される空気流ＳＢの流量ＱＢのみを制御する場合について説明する。まず、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号を入力する（ステップＳ１）。次に、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号に基づいて、光学式センサ１０へ向かって飛来する汚損物Ｐの大きさを算出する（ステップＳ２）。
【００２０】
続いて、コントローラ２０は、記憶部に記憶されたデータを参照して空気流ＳＢの流量制御量を決定する（ステップＳ３）。コントローラ２０は、汚損物Ｐの大きさに比例して空気流ＳＢの流量を増加させるように制御量を決定する。なお、汚損物Ｐの大きさと空気流の流量とが正比例していない場合でもよい。
【００２１】
次に、コントローラ２０は、流量制御弁２３に指令信号を送信し、決定された流量となるように弁開度を制御する。ここでは、第１ノズル３３Ａによる空気流ＳＡの流量ＱＡを一定とし、第２ノズル３３Ｂによる空気流ＳＢの流量ＱＢを変更する。第２ノズル３３Ｂから噴出する空気流ＳＢを強くすることで、汚損物Ｐを吹き飛ばし、汚損物Ｐによる光学式センサ１０の汚損を防止する。
【００２２】
このような光学式センサ汚損防止装置１によれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、エアー噴出機構３０による空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを調整することで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部（ガード１１）に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流（エアカーテン）の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００２３】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図３に示す第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｂが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ワイパの作動状態を検出するワイパ作動検出器４１、および自車両の車速を検出する車輪速センサ４２を備えている点である。これらのワイパ作動検出器４１および車輪速センサ４２は、コントローラ２０に電気的に接続されている。
【００２４】
光学式センサ汚損防止装置１Ｂは、ワイパの作動状況、および自車速を検出し、ワイパの作動状況および自車速に応じて空気流の流量を変更可能な構成とされている。光学式センサ汚損防止装置１Ｂは、汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させると共に、ワイパの作動状態および自車速に応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変化させる。
【００２５】
ワイパ作動検出器４１は、ワイパスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を検知し、ワイパの作動状況を示すワイパ信号をコントローラ２０に送信する。コントローラ２０では、ワイパ作動検出器４１から出力されたワイパ信号に基づいて、ワイパが作動しているか否かを判定する。一般的に、雨が降っている場合には、雨滴、泥などの汚損物Ｐによって、光学式センサ１０が汚損しやすくなる傾向にある。コントローラ２０は、ワイパが作動している場合には、光学式センサ１０が汚損しやすいと判定し、空気流ＳＢの流量ＱＢを増加するように制御する。一方、ワイパが作動していない場合には、光学式センサ１０が汚損しにくいと判定し、空気流ＳＢの流量ＱＢを減少させるように制御する。なお、ワイパ作動検出器４１からの信号に代えて、雨滴を感知する雨滴感知センサからの信号を受信し、光学式センサ１０が汚損しやすい状態であるか否かを判定し、空気流の流量を制御してもよい。また、雨滴感知センサからの信号に基づいて、雨量を推定し、雨の激しさの程度に応じて、空気流の流量を変更する構成としてもよい。
【００２６】
車輪速センサ４２は、自車速を検知し、自車速を示す車速信号をコントローラ２０に送信する。コントローラ２０では、車輪速センサ４２から出力された車速信号に基づいて、自車速を判定する。一般的に、高速で走行する場合には、飛来する汚損物Ｐによって、光学式センサ１０が汚損しやすくなる傾向にある。コントローラ２０は、自車速が速い場合には、自車速が遅い場合と比較して、空気流ＳＢの流量ＱＢを増加するように制御する。
【００２７】
次に、光学式センサ汚損防止装置１Ｂにおける動作について説明する。まず、コントローラ２０は、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と同様に、図２に示す処理を行い汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを制御する。
【００２８】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂでは、図４に示す処理を行う。コントローラ２０は、車輪速センサ４２から出力された車速信号を入力する（ステップＳ１１）。続いて、コントローラ２０は、記憶部に記憶されたデータを参照して空気流ＳＡの流量制御量を決定する（ステップＳ１２）。コントローラ２０は、自車速に比例して空気流ＳＡの流量ＱＡを増加させるように制御量を決定する。なお、自車速と空気流の流量とが正比例していない場合でもよい。
【００２９】
次に、コントローラ２０は、ワイパ作動検知器４１から出力されたワイパ信号を入力する（ステップＳ１３）。続いて、コントローラ２０は、ワイパ作動検知器４１から出力されたワイパ信号に基づいて、ワイパが作動しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。コントローラ２０は、ワイパ信号がＯＮである場合には、ワイパが作動していると判定し、ステップＳ１５に進む。一方、コントローラ２０は、ワイパ信号がＯＦＦである場合には、ワイパが作動していないと判定し、ステップＳ１６に進む。
【００３０】
ステップＳ１５では、コントローラ２０は、空気流ＳＡの制御量を補正するための補正係数Ｋに、「補正係数Ｋ＝Ｋ１」を設定し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１６では、コントローラ２０は、補正係数Ｋに、「補正係数Ｋ＝Ｋ２」を設定し、ステップＳ１７に進む。なお、補正係数Ｋは、例えば、Ｋ１＞Ｋ２と設定されている。すわなち、ワイパが作動状態である場合には、空気流ＳＡの流量ＱＡが増加するように補正され、ワイパが作動状態ではない場合には、空気流ＳＡの流量ＱＡが減少するように補正される。
【００３１】
ステップＳ１７では、コントローラ２０は、制御目標となる流量ＱＡ（＝ＱＡ１×Ｋ）を演算する。次に、コントローラ２０は、流量制御弁２３に指令信号を送信し、決定された流量ＱＡとなるように弁開度を制御し、第１ノズル３３Ａによる空気流ＳＡの流量ＱＡを変更する。
【００３２】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００３３】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、車輪速センサ４２によって自車速を検出し、検出された自車速に応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更することができる。これにより、自車速が速い場合に、遅い場合と比較して、空気流ＳＡの流量ＱＡを増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。また、自車速が遅い場合に、速い場合と比較して、空気流ＳＡの流量ＱＡを減少させることで、汚損防止効果を維持しつつ、省エネ（燃費改善）、騒音低減効果との両立を図ることができる。
【００３４】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、ワイパ作動検知器４１によってワイパの作動状態を検出し、ワイパの作動状態に応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳAの流量ＱＡを変更することができる。これにより、ワイパが作動している場合に、空気流ＳAの流量ＱＡを増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。また、ワイパが作動していない場合に、空気流ＳAの流量ＱＡを減少させることで、汚損防止効果を維持しつつ、省エネ（燃費改善）、騒音低減効果との両立を図ることができる。
【００３５】
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図５に示す第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｃが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ウォッシャー機構５０を備えている点、エアー噴出機構３０が第２ノズル３３Ｂを備えていない点である。
【００３６】
光学式センサ汚損防止装置１Ｃのエアー噴出機構３０は、汚損物Ｐの大きさに応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更可能な構成とされている。
【００３７】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１Ｃは、イグニッションスイッチを作動させた際に、起動状態における光学式センサ１０からの入力値に応じて、ウォッシャー機構５０のＯＮ／ＯＦＦを設定可能な構成とされている。
【００３８】
ウォッシャー機構５０は、洗浄液を供給するウォッシャーポンプ５１、および洗浄液を噴射するウォッシャーノズル５２を備えている。ウォッシャーポンプ５１は、コントローラ２０から出力された指令信号に従って作動し、洗浄液をウォッシャーノズル５２へ供給する。ウォッシャーノズル５２は、光学式センサ１０の前面側に設けられ、ガード１１に洗浄液を噴射することで、ガード１１に付着している汚れを除去する。
【００３９】
また、コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３と電気的に接続されている。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すイグニッション信号（以下、「ＩＧ」信号という。）を受信する。コントローラ２０では、受信したＩＧ信号に基づいて、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを検知する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、光学式センサ１０からの入力値Ｇを記憶部に記憶する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１と、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２とを比較し、入力値の減衰量Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。コントローラ２０では、算出された減衰量Ｇ３に基づいて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を制御する。
【００４０】
次に、図６のフローチャートを参照して、光学式センサ汚損防止装置１Ｃにおける動作について説明する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３から出力された信号を入力し（ステップＳ２１）、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すＩＧ信号を受信したか否かを判定する。イグニッションスイッチ４３がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替えられたと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、イグニッションスイッチ４３がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替えられたと判定されなかった場合には、ステップＳ２４に進む。
【００４１】
ステップＳ２３では、コントローラ２０は、記憶部に記憶されている前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１を読み込み、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２４では、コントローラ２０は、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２を記憶部へ格納し、ステップＳ２５に進む。
【００４２】
ステップＳ２５では、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号の減衰値Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。
【００４３】
続くステップＳ２６では、コントローラ２０は、減衰値Ｇ３が所定の判定基準値Ｇ４より大きいか否かを判定する。減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定された場合には、ステップＳ２７に進み、減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定されなかった場合には、ステップＳ２８に進む。
【００４４】
ステップＳ２７では、コントローラ２０は、ウォッシャー機構５０の作動をＯＮ状態とする。コントローラ２０は、指令信号を送信し、ウォッシャーポンプ５１を駆動させて、光学式センサ１０のガード１１に付着している汚れの除去を行い、ステップＳ２８に進む。
【００４５】
ステップＳ２８では、エアー噴出機構駆動制御を実行する。コントローラ２０は、図２に示す処理と同様の処理を行い、汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＡの流量ＱＡを制御する。
【００４６】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｃによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＡの流量ＱＡを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００４７】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｃによれば、光学式センサ１０からの入力値の減衰値Ｇ３に応じて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を決定することができる。これにより、例えば、車両の停止中に光学式センサ１０が汚れてしまった場合に、ウォッシャー機構５０を作動して洗浄を実施することで、光学式センサ１０の性能を回復することができる。また、入力値の減衰が認められない場合には、ウォッシャー機構５０による洗浄を実施しないことで、洗浄液の使用量を削減することができ、洗浄液の補充のための作業頻度を低減することができる。したがって、汚損防止効果を維持しつつ、メンテナンス作業の煩わしさを低減することができる。ウォッシャー機構５０の作動回数の適正化を図ることで、燃費を改善することができる。
【００４８】
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図７に示す第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｄが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ガード回動機構６１、およびガードクリーナ６２を備えている点である。ガード回動機構６１は、コントローラ２０に電気的に接続されている。
【００４９】
光学式センサ汚損防止装置１Ｄのエアー噴出機構３０は、汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更可能な構成とされている。
【００５０】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１Ｄは、イグニッションスイッチを作動させた際に、起動状態における光学式センサ１０からの入力値に応じて、ガード回動機構６１のＯＮ／ＯＦＦを設定可能な構成とされている。
【００５１】
ガード回動機構６１は、コントローラ２０から出力された指令信号に従って作動し、ガード１１を回動させる。ガード１１は、外面が湾曲形状とされ、例えば平面視においてＣ型形状とされている。ガード１１は、所定の軸周りに回動可能とされている。また、ガード１１の正面側には、ガード１１の表面の汚れを除去するための一対のガードクリーナ６２が設けられている。ガードクリーナ６２は、ガード１１の表面に密着して配置され、ガード１１表面の汚れを拭き取り可能な構成とされている。ガード１１は、ガード回動機構６１によって所定の軸周りに回動されることで、ガード１１の表面に付着した汚れが拭き取られる。
【００５２】
また、コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３と電気的に接続されている。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すイグニッション信号（以下、「ＩＧ」信号という。）を受信する。コントローラ２０では、受信したＩＧ信号に基づいて、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを検知する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、光学式センサ１０からの入力値Ｇを記憶部に記憶する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１と、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２とを比較し、入力値の減衰量Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。コントローラ２０では、算出された減衰量Ｇ３に基づいて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を制御する。
【００５３】
図８は、光学式センサ汚損防止装置１Ｄにおける処理を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートが図６に示すフローチャートと違う点は、ステップＳ２７に代えて、ステップＳ３７を実行する点である。光学式センサ汚損防止装置１Ｄでは、ステップＳ２６で、減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定された場合に、ステップＳ３７に進む。
【００５４】
ステップ３７では、コントローラ２０は、ガード回動機構６１を作動させ、ガード１１の汚れ除去を実施する。コントローラ２０は、ガード回動機構６１に指令信号を送信し、を駆動して、ガード１１を所定の軸周りに回転させ、ステップＳ２８に進む。ガード１１の回転することで、ガードクリーナ６２がガード１１表面に付着した汚れを取り除く。
【００５５】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｄによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００５６】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｄによれば、光学式センサ１０からの入力値の減衰値Ｇ３に応じて、ガード回動機構６１の作動の有無を決定することができる。これにより、例えば、車両の停止中に光学式センサ１０が汚れてしまった場合に、ガード回動機構６１を作動してガード１１の汚れを除去することで、光学式センサ１０の性能を回復することができる。また、入力値の減衰が認められない場合には、ガード回動機構６１を作動させないことで、ガードクリーナ６２の長寿命化を図ることができる。したがって、汚損防止効果を維持しつつ、メンテナンス作業の煩わしさを低減することができる。ガード回動機構６１の作動回数の適正化を図ることで、燃費を改善することができる。
【００５７】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、車両に搭載された光学式センサ汚損防止装置について、説明しているが、光学式センサ汚損防止装置は、その他の移動体に搭載され光学式センサの汚損を防止するものでもよく、移動体ではなく、例えば固定構造物に設置された光学式センサの汚損を防止するものに適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、光学式センサ汚損防止装置１が空気流を発生させているが、ガス流は、空気以外の気体でもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、汚損予防の対象である光学式センサ１０を用いて、汚損物Ｐの大きさ検出しているが、光学式センサ１０とは異なる他のセンサを用いて、汚損物Ｐの大きさを検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…光学式センサ汚損防止装置、１０…光学式センサ（汚損物サイズ検出手段）、１１…ガード、２０…コントローラ（ガス量調節手段）、３０…エアー噴出機構（ガス流発生手段）、３１…エアーポンプ、３２…流量制御弁、３３Ａ…第１ノズル、３３Ｂ…第２ノズル、４１…ワイパ作動検出器、４２…車輪速センサ、４３…イグニッションスイッチ、５０…ウォッシャー機構（洗浄手段）、５１…ウォッシャーポンプ、５２…ウォッシャーノズル、６１…ガード回動機構、６２…ガードクリーナ、Ｐ…汚損物、ＳＡ，ＳＢ…空気流。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式センサの受光面に汚損物が付着することを防止する光学式センサ汚損防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などでは、進行方向の前方に存在する物体を検出するためレーダ装置を搭載しているものが知られている。下記特許文献１に記載の車両用物体検知手段の水滴付着抑制装置は、物体検知手段である光学式センサの検知部の前方側に流れる空気流を形成し、光学式センサへの雨滴の付着を防止している。これにより、光学式センサの雨滴による汚損を防止することで、検出精度が低下することを予防している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７４２９９号公報
【特許文献２】実開昭６２−１１２９６０号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２６号公報
【特許文献４】特開２００８−２８８７２０号公報
【特許文献５】特開２００１−１４２１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、光学式センサに向かって飛来する汚損物のサイズを考慮していないため、例えば、汚損物のサイズが大きい場合に、光学式センサの汚れを防止するために流すガスの流量が不足してしまい、汚損物の付着を防止することができないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、光学式センサの前方に発生させるガス流の流量を、汚損物のサイズに応じて変化させることが可能な光学式センサの汚損防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光学式センサへの汚損物の付着を防止する光学式センサ汚損防止装置において、光学式センサの前方にガス流を発生させるガス流発生手段と、光学式センサの前方を飛来する汚損物の大きさを検出する汚損物サイズ検出手段と、当該汚損物サイズ検出手段によって検出された汚損物の大きさに応じて、ガス流発生手段によるガス流の流量を変化させるガス量調節手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような光学式センサ汚損防止装置は、汚損物サイズ検出手段によって汚損物の大きさを検出し、検出された汚損物の大きさに応じて、ガス流発生手段によるガス流量を変化させることができる。これにより、光学式センサに向かって飛来する汚損物のサイズに応じて、ガス流量を変化させることで、汚損物の流れ方向を変更し、汚損物が光学式センサの受光部に付着することが防止できる。その結果、汚損物が付着することで発生する検出精度の低下を防止することができ、光学式センサの性能を維持することができる。汚損物サイズが大きい場合にガス量を増加させることで、充分なガス量を確保し、確実に汚損物を除去することができる。
【０００８】
ここで、ガス量調節手段は、汚損物のサイズが大きい場合に、汚損物のサイズが小さい場合と比較して、ガス流の流量を増加させることが好適である。このように、サイズの大きい汚損物が光学式センサへ飛来しても、ガス流を強めることで、光学式センサを避けるように汚損物の流れ方向を変化させ、汚損物Ｐの付着を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学式センサ汚損防止装置によれば、光学式センサへ飛来する汚損物のサイズを検出し、汚損物のサイズに応じてガス量を変化させることができるので、ガス量の不足を防止して、光学式センサへの汚損物の付着を予防することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図２】図１の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図４】図３の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図６】図５の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。
【図８】図７の光学式センサ汚損防止装置における処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。光学式センサ汚損防止装置１０は、例えば、車両に搭載された光学式センサ１０の汚損を防止するものである。光学式センサ１０としては、自車両周辺の環境情報を取得するためのカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダなどが挙げられる。自車両周辺の環境情報を取得するカメラは、例えば、自車両の前面に設けられ、自車両前方の対象物（他車両、歩行者など）を検出する。また、光学式センサ１０の前面側には、汚損物Ｐの光学式センサ１０への付着を防止するためガード１１が設けられている。ガード１１は、例えば、光を透過する透明板によって構成することができる。
【００１３】
本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１は、光学式センサ１０から出力された信号を入力するコントローラ２０と、光学式センサ１０の前方に空気流を発生させるエアー噴出機構３０とを備えている。コントローラ２０は、光学式センサ１０およびエアー噴出機構３０と電気的に接続されている。
【００１４】
コントローラ２０は、演算処理を行うＣＰＵ、記憶部となるＲＯＭおよびＲＡＭ、入力信号回路、出力通信回路、電源回路などにより構成されている。コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号を入力して、対象物の大きさ、位置など対象物に関する情報を演算する。コントローラ２０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回路で接続されることにより、車両制御を司る他のＥＣＵ（電子制御ユニット）と相互にデータ交換が可能な構成とされている。光学式センサ１０によって検出された対象物に関する情報は、他のＥＣＵへ出力されて車両制御に利用される。
【００１５】
エアー噴出機構３０は、空気を昇圧するためのエアーポンプ３１、噴出される空気流の流量を制御する流量制御弁３２、および空気流を噴出させるノズル３３Ａ，Ｂを有する。これらのエアーポンプ３１、流量制御弁３２、およびノズル３３Ａ，Ｂは、配管によって接続されている。エアー噴出機構３０は、光学式センサ１０の前面側に空気流を形成し、光学式センサ１０へ飛来する汚損物Ｐの付着を防止するためのものである。汚損物Ｐとしては、ちり、埃、雨滴、泥、などがある。汚損物Ｐは、光学式センサ１０に付着して、センサの性能低下を引き起こす可能性があるものである。エアー噴出機構３０は、光学式センサ１０の前方に空気流を発生させる本発明のガス流発生手段に相当する。
【００１６】
エアー噴出機構３０は、第１ノズル３３Ａおよび第２ノズル３３Ｂを備えている。第１ノズル３３Ａは、光学式センサ１０の受光部の直前で、光学式センサ１０に向かって接近する汚損物Ｐの進行方向に対して直交する空気流ＳＡを形成する。第２ノズル３３Ｂは、光学式センサ１０に向かって接近する汚損物Ｐの進行方向に対して傾斜する空気流ＳＢを形成する。
【００１７】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１は、汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを変更可能な構成とされている。光学式センサ汚損防止装置１は、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、コントローラ２０が汚損物Ｐの大きさに応じて、流量制御弁３２を制御し、ノズル３３Ａ，Ｂから噴出される空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを変化させる。光学式センサ１０は、光学式センサ１０の前方を飛来する汚損物Ｐの大きさ検出する本発明の汚損物サイズ検出手段として機能する。コントローラ２０および流量制御弁３２は、汚損物Ｐの大きさに応じて、ガス流の流量を変化させるガス量調節手段として機能する。
【００１８】
コントローラ２０では、光学式センサ１０からの信号に基づいて汚損物Ｐの大きさを算出する。例えば、コントローラ２０は、正面視における対象物Ｐの面積を演算する。コントローラ２０は、流量制御弁３２に指令信号を送信して、流量制御弁３２のバルブ開度を調整する。汚損物Ｐが大きい場合には、汚損物Ｐが小さい場合と比較して、空気流ＳＡ，ＳＢの流量ＱＡ，ＱＢを増加させる。流量制御弁３２は、ノズル３３Ａ，Ｂに対してそれぞれ設けられていてもよく、ノズル３３Ａ，Ｂの両方に共通のものであってもよい。ノズル３３Ａ，Ｂによる空気流のうち一方のみの流量を変化させてもよく、両方の流量を変化させてもよい。
【００１９】
次に、図２のフローチャートを参照して、光学式センサ汚損防止装置１における動作について説明する。ここでは、第２ノズル３３Ｂによって形成される空気流ＳＢの流量ＱＢのみを制御する場合について説明する。まず、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号を入力する（ステップＳ１）。次に、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号に基づいて、光学式センサ１０へ向かって飛来する汚損物Ｐの大きさを算出する（ステップＳ２）。
【００２０】
続いて、コントローラ２０は、記憶部に記憶されたデータを参照して空気流ＳＢの流量制御量を決定する（ステップＳ３）。コントローラ２０は、汚損物Ｐの大きさに比例して空気流ＳＢの流量を増加させるように制御量を決定する。なお、汚損物Ｐの大きさと空気流の流量とが正比例していない場合でもよい。
【００２１】
次に、コントローラ２０は、流量制御弁２３に指令信号を送信し、決定された流量となるように弁開度を制御する。ここでは、第１ノズル３３Ａによる空気流ＳＡの流量ＱＡを一定とし、第２ノズル３３Ｂによる空気流ＳＢの流量ＱＢを変更する。第２ノズル３３Ｂから噴出する空気流ＳＢを強くすることで、汚損物Ｐを吹き飛ばし、汚損物Ｐによる光学式センサ１０の汚損を防止する。
【００２２】
このような光学式センサ汚損防止装置１によれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、エアー噴出機構３０による空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを調整することで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部（ガード１１）に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流（エアカーテン）の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００２３】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図３に示す第２実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｂが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ワイパの作動状態を検出するワイパ作動検出器４１、および自車両の車速を検出する車輪速センサ４２を備えている点である。これらのワイパ作動検出器４１および車輪速センサ４２は、コントローラ２０に電気的に接続されている。
【００２４】
光学式センサ汚損防止装置１Ｂは、ワイパの作動状況、および自車速を検出し、ワイパの作動状況および自車速に応じて空気流の流量を変更可能な構成とされている。光学式センサ汚損防止装置１Ｂは、汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させると共に、ワイパの作動状態および自車速に応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変化させる。
【００２５】
ワイパ作動検出器４１は、ワイパスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を検知し、ワイパの作動状況を示すワイパ信号をコントローラ２０に送信する。コントローラ２０では、ワイパ作動検出器４１から出力されたワイパ信号に基づいて、ワイパが作動しているか否かを判定する。一般的に、雨が降っている場合には、雨滴、泥などの汚損物Ｐによって、光学式センサ１０が汚損しやすくなる傾向にある。コントローラ２０は、ワイパが作動している場合には、光学式センサ１０が汚損しやすいと判定し、空気流ＳＢの流量ＱＢを増加するように制御する。一方、ワイパが作動していない場合には、光学式センサ１０が汚損しにくいと判定し、空気流ＳＢの流量ＱＢを減少させるように制御する。なお、ワイパ作動検出器４１からの信号に代えて、雨滴を感知する雨滴感知センサからの信号を受信し、光学式センサ１０が汚損しやすい状態であるか否かを判定し、空気流の流量を制御してもよい。また、雨滴感知センサからの信号に基づいて、雨量を推定し、雨の激しさの程度に応じて、空気流の流量を変更する構成としてもよい。
【００２６】
車輪速センサ４２は、自車速を検知し、自車速を示す車速信号をコントローラ２０に送信する。コントローラ２０では、車輪速センサ４２から出力された車速信号に基づいて、自車速を判定する。一般的に、高速で走行する場合には、飛来する汚損物Ｐによって、光学式センサ１０が汚損しやすくなる傾向にある。コントローラ２０は、自車速が速い場合には、自車速が遅い場合と比較して、空気流ＳＢの流量ＱＢを増加するように制御する。
【００２７】
次に、光学式センサ汚損防止装置１Ｂにおける動作について説明する。まず、コントローラ２０は、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と同様に、図２に示す処理を行い汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを制御する。
【００２８】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂでは、図４に示す処理を行う。コントローラ２０は、車輪速センサ４２から出力された車速信号を入力する（ステップＳ１１）。続いて、コントローラ２０は、記憶部に記憶されたデータを参照して空気流ＳＡの流量制御量を決定する（ステップＳ１２）。コントローラ２０は、自車速に比例して空気流ＳＡの流量ＱＡを増加させるように制御量を決定する。なお、自車速と空気流の流量とが正比例していない場合でもよい。
【００２９】
次に、コントローラ２０は、ワイパ作動検知器４１から出力されたワイパ信号を入力する（ステップＳ１３）。続いて、コントローラ２０は、ワイパ作動検知器４１から出力されたワイパ信号に基づいて、ワイパが作動しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。コントローラ２０は、ワイパ信号がＯＮである場合には、ワイパが作動していると判定し、ステップＳ１５に進む。一方、コントローラ２０は、ワイパ信号がＯＦＦである場合には、ワイパが作動していないと判定し、ステップＳ１６に進む。
【００３０】
ステップＳ１５では、コントローラ２０は、空気流ＳＡの制御量を補正するための補正係数Ｋに、「補正係数Ｋ＝Ｋ１」を設定し、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１６では、コントローラ２０は、補正係数Ｋに、「補正係数Ｋ＝Ｋ２」を設定し、ステップＳ１７に進む。なお、補正係数Ｋは、例えば、Ｋ１＞Ｋ２と設定されている。すわなち、ワイパが作動状態である場合には、空気流ＳＡの流量ＱＡが増加するように補正され、ワイパが作動状態ではない場合には、空気流ＳＡの流量ＱＡが減少するように補正される。
【００３１】
ステップＳ１７では、コントローラ２０は、制御目標となる流量ＱＡ（＝ＱＡ１×Ｋ）を演算する。次に、コントローラ２０は、流量制御弁２３に指令信号を送信し、決定された流量ＱＡとなるように弁開度を制御し、第１ノズル３３Ａによる空気流ＳＡの流量ＱＡを変更する。
【００３２】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００３３】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、車輪速センサ４２によって自車速を検出し、検出された自車速に応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更することができる。これにより、自車速が速い場合に、遅い場合と比較して、空気流ＳＡの流量ＱＡを増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。また、自車速が遅い場合に、速い場合と比較して、空気流ＳＡの流量ＱＡを減少させることで、汚損防止効果を維持しつつ、省エネ（燃費改善）、騒音低減効果との両立を図ることができる。
【００３４】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｂによれば、ワイパ作動検知器４１によってワイパの作動状態を検出し、ワイパの作動状態に応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳAの流量ＱＡを変更することができる。これにより、ワイパが作動している場合に、空気流ＳAの流量ＱＡを増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。また、ワイパが作動していない場合に、空気流ＳAの流量ＱＡを減少させることで、汚損防止効果を維持しつつ、省エネ（燃費改善）、騒音低減効果との両立を図ることができる。
【００３５】
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図５に示す第３実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｃが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ウォッシャー機構５０を備えている点、エアー噴出機構３０が第２ノズル３３Ｂを備えていない点である。
【００３６】
光学式センサ汚損防止装置１Ｃのエアー噴出機構３０は、汚損物Ｐの大きさに応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更可能な構成とされている。
【００３７】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１Ｃは、イグニッションスイッチを作動させた際に、起動状態における光学式センサ１０からの入力値に応じて、ウォッシャー機構５０のＯＮ／ＯＦＦを設定可能な構成とされている。
【００３８】
ウォッシャー機構５０は、洗浄液を供給するウォッシャーポンプ５１、および洗浄液を噴射するウォッシャーノズル５２を備えている。ウォッシャーポンプ５１は、コントローラ２０から出力された指令信号に従って作動し、洗浄液をウォッシャーノズル５２へ供給する。ウォッシャーノズル５２は、光学式センサ１０の前面側に設けられ、ガード１１に洗浄液を噴射することで、ガード１１に付着している汚れを除去する。
【００３９】
また、コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３と電気的に接続されている。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すイグニッション信号（以下、「ＩＧ」信号という。）を受信する。コントローラ２０では、受信したＩＧ信号に基づいて、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを検知する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、光学式センサ１０からの入力値Ｇを記憶部に記憶する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１と、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２とを比較し、入力値の減衰量Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。コントローラ２０では、算出された減衰量Ｇ３に基づいて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を制御する。
【００４０】
次に、図６のフローチャートを参照して、光学式センサ汚損防止装置１Ｃにおける動作について説明する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３から出力された信号を入力し（ステップＳ２１）、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すＩＧ信号を受信したか否かを判定する。イグニッションスイッチ４３がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替えられたと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、イグニッションスイッチ４３がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り替えられたと判定されなかった場合には、ステップＳ２４に進む。
【００４１】
ステップＳ２３では、コントローラ２０は、記憶部に記憶されている前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１を読み込み、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２４では、コントローラ２０は、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２を記憶部へ格納し、ステップＳ２５に進む。
【００４２】
ステップＳ２５では、コントローラ２０は、光学式センサ１０から出力された信号の減衰値Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。
【００４３】
続くステップＳ２６では、コントローラ２０は、減衰値Ｇ３が所定の判定基準値Ｇ４より大きいか否かを判定する。減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定された場合には、ステップＳ２７に進み、減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定されなかった場合には、ステップＳ２８に進む。
【００４４】
ステップＳ２７では、コントローラ２０は、ウォッシャー機構５０の作動をＯＮ状態とする。コントローラ２０は、指令信号を送信し、ウォッシャーポンプ５１を駆動させて、光学式センサ１０のガード１１に付着している汚れの除去を行い、ステップＳ２８に進む。
【００４５】
ステップＳ２８では、エアー噴出機構駆動制御を実行する。コントローラ２０は、図２に示す処理と同様の処理を行い、汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＡの流量ＱＡを制御する。
【００４６】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｃによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第１ノズル３３Ａから噴出される空気流ＳＡの流量ＱＡを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＡの流量ＱＡを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００４７】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｃによれば、光学式センサ１０からの入力値の減衰値Ｇ３に応じて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を決定することができる。これにより、例えば、車両の停止中に光学式センサ１０が汚れてしまった場合に、ウォッシャー機構５０を作動して洗浄を実施することで、光学式センサ１０の性能を回復することができる。また、入力値の減衰が認められない場合には、ウォッシャー機構５０による洗浄を実施しないことで、洗浄液の使用量を削減することができ、洗浄液の補充のための作業頻度を低減することができる。したがって、汚損防止効果を維持しつつ、メンテナンス作業の煩わしさを低減することができる。ウォッシャー機構５０の作動回数の適正化を図ることで、燃費を改善することができる。
【００４８】
［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置の概略構成図である。図７に示す第４実施形態に係る光学式センサ汚損防止装置１Ｄが、第１実施形態の光学式センサ汚損防止装置１と違う点は、ガード回動機構６１、およびガードクリーナ６２を備えている点である。ガード回動機構６１は、コントローラ２０に電気的に接続されている。
【００４９】
光学式センサ汚損防止装置１Ｄのエアー噴出機構３０は、汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更可能な構成とされている。
【００５０】
ここで、本実施形態の光学式センサ汚損防止装置１Ｄは、イグニッションスイッチを作動させた際に、起動状態における光学式センサ１０からの入力値に応じて、ガード回動機構６１のＯＮ／ＯＦＦを設定可能な構成とされている。
【００５１】
ガード回動機構６１は、コントローラ２０から出力された指令信号に従って作動し、ガード１１を回動させる。ガード１１は、外面が湾曲形状とされ、例えば平面視においてＣ型形状とされている。ガード１１は、所定の軸周りに回動可能とされている。また、ガード１１の正面側には、ガード１１の表面の汚れを除去するための一対のガードクリーナ６２が設けられている。ガードクリーナ６２は、ガード１１の表面に密着して配置され、ガード１１表面の汚れを拭き取り可能な構成とされている。ガード１１は、ガード回動機構６１によって所定の軸周りに回動されることで、ガード１１の表面に付着した汚れが拭き取られる。
【００５２】
また、コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３と電気的に接続されている。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを示すイグニッション信号（以下、「ＩＧ」信号という。）を受信する。コントローラ２０では、受信したＩＧ信号に基づいて、イグニッションスイッチ４３のＯＦＦ状態からＯＮ状態への切り替えを検知する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、光学式センサ１０からの入力値Ｇを記憶部に記憶する。コントローラ２０は、イグニッションスイッチ４３がＯＮ状態へ切り替えられた際に、前回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ１と、今回の起動時における光学式センサ１０からの入力値Ｇ２とを比較し、入力値の減衰量Ｇ３（＝Ｇ２−Ｇ１）を算出する。コントローラ２０では、算出された減衰量Ｇ３に基づいて、ウォッシャー機構５０の作動の有無を制御する。
【００５３】
図８は、光学式センサ汚損防止装置１Ｄにおける処理を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートが図６に示すフローチャートと違う点は、ステップＳ２７に代えて、ステップＳ３７を実行する点である。光学式センサ汚損防止装置１Ｄでは、ステップＳ２６で、減衰値Ｇ３が判定基準値Ｇ４より大きいと判定された場合に、ステップＳ３７に進む。
【００５４】
ステップ３７では、コントローラ２０は、ガード回動機構６１を作動させ、ガード１１の汚れ除去を実施する。コントローラ２０は、ガード回動機構６１に指令信号を送信し、を駆動して、ガード１１を所定の軸周りに回転させ、ステップＳ２８に進む。ガード１１の回転することで、ガードクリーナ６２がガード１１表面に付着した汚れを取り除く。
【００５５】
このような光学式センサ汚損防止装置１Ｄによれば、光学式センサ１０によって汚損物Ｐの大きさを検出し、検出された汚損物Ｐの大きさに応じて、第２ノズル３３Ｂから噴出される空気流ＳＢの流量ＱＢを変更することができる。これにより、光学式センサ１０に向かって飛来する汚損物Ｐの大きさに応じて、空気流ＳＢの流量ＱＢを変化させることで、汚損物Ｐの進行方向を変更し、汚損物Ｐが光学式センサ１０の受光部に付着することが防止される。その結果、光学式センサ１０の汚損を予防し、光学式センサ１０の検出精度の低下を防止することができ、光学式センサ１０の性能を維持することができる。汚損物Ｐのサイズが大きい場合にガス流の流量を増加させることで、充分な流量を確保し、確実に汚損物Ｐを除去することができる。
【００５６】
また、光学式センサ汚損防止装置１Ｄによれば、光学式センサ１０からの入力値の減衰値Ｇ３に応じて、ガード回動機構６１の作動の有無を決定することができる。これにより、例えば、車両の停止中に光学式センサ１０が汚れてしまった場合に、ガード回動機構６１を作動してガード１１の汚れを除去することで、光学式センサ１０の性能を回復することができる。また、入力値の減衰が認められない場合には、ガード回動機構６１を作動させないことで、ガードクリーナ６２の長寿命化を図ることができる。したがって、汚損防止効果を維持しつつ、メンテナンス作業の煩わしさを低減することができる。ガード回動機構６１の作動回数の適正化を図ることで、燃費を改善することができる。
【００５７】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、車両に搭載された光学式センサ汚損防止装置について、説明しているが、光学式センサ汚損防止装置は、その他の移動体に搭載され光学式センサの汚損を防止するものでもよく、移動体ではなく、例えば固定構造物に設置された光学式センサの汚損を防止するものに適用してもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、光学式センサ汚損防止装置１が空気流を発生させているが、ガス流は、空気以外の気体でもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、汚損予防の対象である光学式センサ１０を用いて、汚損物Ｐの大きさ検出しているが、光学式センサ１０とは異なる他のセンサを用いて、汚損物Ｐの大きさを検出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…光学式センサ汚損防止装置、１０…光学式センサ（汚損物サイズ検出手段）、１１…ガード、２０…コントローラ（ガス量調節手段）、３０…エアー噴出機構（ガス流発生手段）、３１…エアーポンプ、３２…流量制御弁、３３Ａ…第１ノズル、３３Ｂ…第２ノズル、４１…ワイパ作動検出器、４２…車輪速センサ、４３…イグニッションスイッチ、５０…ウォッシャー機構（洗浄手段）、５１…ウォッシャーポンプ、５２…ウォッシャーノズル、６１…ガード回動機構、６２…ガードクリーナ、Ｐ…汚損物、ＳＡ，ＳＢ…空気流。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式センサへの汚損物の付着を防止する光学式センサ汚損防止装置において、
前記光学式センサの前方にガス流を発生させるガス流発生手段と、
前記光学式センサの前方を飛来する前記汚損物の大きさを検出する汚損物サイズ検出手段と、
前記汚損物サイズ検出手段によって検出された前記汚損物の大きさに応じて、前記ガス流発生手段によるガス流の流量を変化させるガス量調節手段と、を備える光学式センサ汚損防止装置。
【請求項２】
前記ガス量調節手段は、前記汚損物のサイズが大きい場合に、汚損物のサイズが小さい場合と比較して、前記ガス流の流量を増加させることを特徴とする請求項１記載の光学式センサ汚損防止装置。
【請求項１】
光学式センサへの汚損物の付着を防止する光学式センサ汚損防止装置において、
前記光学式センサの前方にガス流を発生させるガス流発生手段と、
前記光学式センサの前方を飛来する前記汚損物の大きさを検出する汚損物サイズ検出手段と、
前記汚損物サイズ検出手段によって検出された前記汚損物の大きさに応じて、前記ガス流発生手段によるガス流の流量を変化させるガス量調節手段と、を備える光学式センサ汚損防止装置。
【請求項２】
前記ガス量調節手段は、前記汚損物のサイズが大きい場合に、汚損物のサイズが小さい場合と比較して、前記ガス流の流量を増加させることを特徴とする請求項１記載の光学式センサ汚損防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９４３６１（Ｐ２０１１−１９４３６１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６３５５（Ｐ２０１０−６６３５５）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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