JP2018184023A - 車載カメラ洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄液と空気とを噴射して良好に洗浄を行う車載カメラ洗浄装置を簡単に構成する。【解決手段】車載カメラ洗浄装置Ａは、洗浄液貯留部２４と洗浄液ポンプ２６と有する洗浄液供給部Ｌと、エアーポンプ３１で圧縮した空気を空気貯留部３２ａに貯留し、開閉弁３３の開放により送り出すことが可能な圧縮空気供給部Ｍと、制御部２０とを備えている。制御部２０は、洗浄液ポンプ２６の駆動で洗浄液管路２１に洗浄液を充填し、開閉弁３３を閉塞してエアーポンプ３１を駆動して空気貯留部３２ａに圧縮空気を貯留し、この後に、開閉弁３３を開放することで洗浄液管路２１に充填された洗浄液を圧縮空気により複数の洗浄液管路２１の噴射ノズル２２からカメラＣに噴出する。【選択図】図３

Description

本発明は、車載カメラ洗浄装置に関する。

特許文献１の技術は、車載カメラのガラス部分に対して圧縮空気の噴射や、高圧の水の吹き付けにより洗浄を行うものである。

この特許文献１では、明細書と図面との記載から判断すると、圧縮空気発生ユニットの具体構成が不明であるものの、この圧縮空気発生ユニットで発生させた圧縮空気を直接噴出することや、この圧縮空気発生ユニットで発生させた圧縮空気の圧力で水を噴射することが想像できる。

特許文献２の技術は、洗浄液と圧縮空気とを別経路でレンズの近傍に送り、これらを合流してレンズに噴出して洗浄を行うものである。

この特許文献２では、具体構成として洗浄液を一時的に貯留する二次タンクを備えており、空気の噴出時に発生する負圧により二次タンクの洗浄液を吸引して噴出する。これにより洗浄液はミスト状となって圧縮空気とともに噴射される。

特許文献３の技術は、高圧空気と洗浄液とを合流させて噴射ノズルからカメラのレンズに噴出するものである。

この特許文献３では、具体構成として、エアポンプで発生させた高圧空気をノズルからレンズに向けて噴射する際に、電磁弁を開放することによりタンクの洗浄水を高圧空気用通路に合流させ、この洗浄水を微粒子化して噴射口から噴射している。

また、この特許文献３では、エアポンプで発生させた高圧空気をタンクに供給することにより、タンクの位置に拘わらず洗浄水を送り出す構成や、エアポンプで発生させた高圧空気を貯留する高圧空気貯留手段を備えた構成も記載されている。

特開２００１−１７１４９１号公報 特開２０１５−２１４１９９号公報 特開２０１４−３７２３９号公報

乗用車においてバックモニタに表示する映像を撮影するカメラを例に挙げると、このカメラは比較的低い位置に備えられることも多く、レンズ部分に泥等が付着することもあった。このように付着した泥等を取り除くためには水を噴射することが有効である。

このような理由から、特許文献１〜３の何れの技術でも洗浄液と圧縮空気とを組み合わせて洗浄を実現するように構成されている。

しかしながら、空気と洗浄液とを必要としたタイミングで同時に噴射する構成を考えると、空気を圧縮する強力なポンプと、洗浄液に圧力を加える強力なポンプと、圧力に耐え得る電磁弁等を必要とするため、機構的に複雑化する。特に、洗浄液を加圧して送り出す機構を考えると、強力なポンプではなく、蓄圧を可能にするためのアキュムレータや、圧力に耐え得る電磁弁等を必要とするため、部品点数の増大や複雑化の観点から改善の余地がある。

このような理由から、簡単な構成でありながら洗浄液と空気とを噴射して良好に洗浄を行う車載カメラ洗浄装置が求められる。

本発明の特徴は、洗浄液貯留部に貯留された洗浄液を洗浄液ポンプによって複数の洗浄液管路に供給する洗浄液供給部と、
エアーポンプで圧縮した空気を空気貯留部に貯留し、開閉弁の開放により前記空気貯留部に貯留されている圧縮空気を複数の前記洗浄液管路に送り出す圧縮空気供給部と、
前記洗浄液ポンプ、前記エアーポンプ、前記開閉弁の各々を制御する制御部とを備えると共に、
複数の前記洗浄液管路が、カメラに噴射方向を設定した噴射ノズルに連通しており、
前記制御部は、前記洗浄液ポンプの駆動により前記洗浄液管路に洗浄液を充填し、前記開閉弁を閉塞した状態で前記エアーポンプを駆動することにより前記空気貯留部に圧縮空気を貯留し、この後に、前記開閉弁を開放することにより前記洗浄液管路に充填された洗浄液を圧縮空気により複数の前記噴射ノズルからカメラに噴出する制御を行う点にある。

この特徴構成によると、洗浄液管路に洗浄液が充填され、開閉弁を閉塞ポジションに設定した状態で空気貯留部に圧縮空気が貯留される。この後に、開閉弁を開放ポジションに切り換えて洗浄液管路に充填された洗浄液を圧縮空気の圧力により複数の噴射ノズルからカメラに噴出する。これにより複数の噴射ノズルから洗浄液が加圧状態でカメラに噴射され、カメラに泥土が付着した状態であっても洗浄が実現する。特に、この構成では、洗浄液を供給する管路にだけエアーポンプと空気貯留部と開閉弁とを備える構成であるため、洗浄液を高圧で送り出すためのポンプや、洗浄液を供給する管路が高圧に耐える管路等を必要としない。
従って、簡単な構成でありながら洗浄液と空気とを噴射して良好に洗浄を行う車載カメラ洗浄装置が構成された。

他の構成として、前記空気貯留部が、前記エアーポンプと前記開閉弁との間の管路で構成されても良い。

これによると、アキュムレータや蓄圧タンク等の圧縮空気を貯留するための機構を必要とせず、構成の複雑化を招かず低廉化を実現する。

他の構成として、前記洗浄液貯留部が、複数の前記洗浄液管路で構成されても良い。

これによると、洗浄液管路を洗浄液貯留部に用いることにより、洗浄液貯留部としてのタンクを用いずに済む、又は、小型のタンクで済む。

乗用車の平面図である。 乗用車後部の斜視図である。 車載カメラ洗浄装置の構成図である。 車載カメラのレンズと噴射ノズルとの関係を示す斜視図である。 制御部での制御形態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。
〔基本構成〕
図１、図２に示すように、車両の一例としての乗用車の車体Ｂの後端に車載カメラとしてのバックカメラＣを備えている。バックカメラＣは、車体の後方を撮影するため後部のナンバープレートＰ（ライセンスプレート）の上方位置で、ナンバープレートＰを照明する一対のランプ１５と並列する位置に配置されている。このバックカメラＣは動画を撮影するものであるが、設定インターバルで静止画を撮影するものでも良い。

この乗用車では、車体Ｂの後進時にバックカメラＣで撮影された撮影画像を図１に示すモニタ７に表示することにより、車体Ｂの後方の路面等をドライバーが視覚的に確認できるように構成されている。そして、車体Ｂには、バックカメラＣのレンズ１６（図３、図４を参照）を洗浄する車載カメラ洗浄装置Ａが備えられている。

具体構成として、図１、図２に示すように乗用車は車体Ｂの前後位置に車輪１を備え、車体Ｂの後端位置にはハッチバック型の背部ドア２を備えている。また、車体Ｂの前部位置にフロントガラス３を備え、背部ドア２にリヤガラス４を備え、車内の運転座席５の前方にステアリングホイール６とモニタ７が配置されている。

車体Ｂには、フロントガラス３に対応して一対のフロントワイパー８と、一対のフロントウオッシャノズル９を備えている。これと同様にリヤガラス４に対応してリヤワイパー１０を備え、この上方位置にリヤウオッシャノズル１１を備えている。

図３、図４に示すように、バックカメラＣは、 後方下方に撮影領域を設定したレンズ１６と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を内蔵したカメラ本体１７とを備えて構成されている。特に、レンズ１６は広い領域の撮影を可能にするため、その中央部が外方に突出する形状の魚眼レンズを用いている。

〔洗浄装置〕
図３、図４に示すように、車載カメラ洗浄装置Ａは、カメラのレンズ１６に向けて噴射方向を設定した一対の噴射ノズル２２を備えている。この車載カメラ洗浄装置Ａでは、前述したフロントウオッシャノズル９とリヤウオッシャノズル１１とに供給されるウオッシャ液を、洗浄液として噴射ノズル２２から噴射することでレンズ１６に付着した泥土等を除去するように構成されている。

尚、噴射ノズル２２は、バックカメラＣに映り込まないようにレンズ１６の側部（左右位置）に配置される（図４）が、バックカメラＣに映り込まないようにレンズ１６の車両高さ方向の側部（上下位置）に配置されても良い。また、前述したようにレンズ１６の中央部が突出する形状であるため、レンズ１６の全面を洗浄できるように、一対の噴射ノズル２２を、レンズ１６を挟んで対向する位置に配置している。

図３に示すように、車載カメラ洗浄装置Ａは、洗浄液供給部Ｌと、圧縮空気供給部Ｍと、洗浄液と圧縮空気とが供給される一対の洗浄液管路２１と、これらの洗浄液管路２１の端部に連通状態で備えた噴射ノズル２２と、制御部２０とを備えている。

洗浄液供給部Ｌは、ウオッシャ液タンク２４（洗浄液貯留部の一例）と、ウオッシャ液供給管２５と、流体ポンプ２６（洗浄液ポンプの一例）と、切換弁２７と、洗浄液供給管２８と、チェック弁２９とを備えている。

チェック弁２９は、洗浄液供給管２８から洗浄液管路２１に供給された洗浄液の逆流を阻止するように逆流防止用の弁体を備えている。

この洗浄液供給部Ｌにおいて、流体ポンプ２６は電動型のアクチュエータの駆動力によりウオッシャ液タンク２４のウオッシャ液をウオッシャ液供給管２５に送り出す。切換弁２７はロータリバルブのように流路を切り換える構造を有し、電動型のアクチュエータの駆動力によりウオッシャ液供給管２５からの洗浄液（ウオッシャ液）をフロントウオッシャノズル９とリヤウオッシャノズル１１と洗浄液供給管２８との何れか１つへの供給を可能にする。

圧縮空気供給部Ｍは、エアーポンプ３１と、空気供給管３２と、開閉弁３３とを備えている。特に、空気供給管３２のうち開閉弁３３を基準にエアーポンプ３１に連通する管路で空気貯留部３２ａが形成され、開閉弁３３を基準に洗浄液管路２１に連通する部位で流路領域３２ｂが形成されている。

エアーポンプ３１は電動型のアクチュエータの駆動力により空気を圧縮して空気供給管３２（空気貯留部３２ａ）に送り出すポンプを備えて構成されている。開閉弁３３は電磁ソレノイドが非通電状態にある場合に閉塞し、電磁ソレノイドに通電することで開放する弁体を備えて構成されている。

制御部２０は、外部からの制御信号が入力すると共に、流体ポンプ２６と、切換弁２７と、エアーポンプ３１と、開閉弁３３とを制御する制御信号を出力する信号系を備えている。また、この制御部２０は、フロントワイパー８とリヤワイパー１０との制御を行うと共に、ウオッシャノズルからのウオッシャ液を噴射する制御を行うＥＣＵとして構成されている。

この車載カメラ洗浄装置Ａでは、図３、図４に示す洗浄液供給管２８と、一対の洗浄液管路２１とに洗浄液（ウオッシャ液）を充填した状態で、空気供給管３２から供給される圧縮空気の圧力によって、洗浄液供給管２８と、一対の洗浄液管路２１とに充填された洗浄液（ウオッシャ液）を噴射ノズル２２から噴射する制御を実現する。

このような制御を可能にするため、洗浄液供給管２８と一対の洗浄液管路２１とに充填された洗浄液（ウオッシャ液）が噴射ノズル２２から漏出しないように、洗浄液供給管２８と一対の洗浄液管路２１との多くの領域が噴射ノズル２２の噴出口より低い位置に配置されている。

〔制御形態〕
制御部２０は、フロントウオッシャノズル９とリヤウオッシャノズル１１との何れかにウオッシャ液を供給する制御を行う際には、ウオッシャ液供給管２５を供給対象に連通させるように切換弁２７を制御した後に、流体ポンプ２６を駆動する制御を実行する。

また、制御部２０は、バックカメラＣのレンズ１６の洗浄を行う際には、図５に示すタイミングチャートに従う制御を実行する。この制御では、切換弁２７が洗浄液供給管２８に洗浄液（ウオッシャ液）を供給する状態にセットされ、流体ポンプ２６を第１時間Ｔ１だけ駆動することにより、洗浄液供給管２８と一対の洗浄液管路２１とに対して洗浄液（ウオッシャ液）を充填する。このように、洗浄液を充填するために必要な駆動時間として第１時間Ｔ１が予め設定されている。

次に、開閉弁３３を閉塞した状態でエアーポンプ３１を第２時間Ｔ２だけ駆動することにより、空気供給管３２の空気貯留部３２ａに圧縮空気を貯留する。このエアーポンプ３１を駆動する第２時間Ｔ２は、空気供給管３２の空気貯留部３２ａに対して必要とする圧力の圧縮空気を貯留するに必要な時間として予め設定されている。尚、エアーポンプ３１を駆動する制御を流体ポンプ２６の駆動と並行して行うことも可能である。

このように空気供給管３２の空気貯留部３２ａに圧縮空気が貯留された後に開閉弁３３を第３時間Ｔ３だけ開放する。この開放により、一対の洗浄液管路２１に充填された洗浄液（ウオッシャ液）が噴射ノズル２２からレンズ１６に噴射され、レンズ１６の洗浄が実現する。この第３時間Ｔ３は、洗浄液を噴射ノズル２２から噴出するに必要な時間が予め設定されている。

特に、洗浄液が噴射される際には、先ず洗浄液が高圧で噴射ノズル２２から噴射され、この直後に洗浄液の微粒子と圧縮空気とが混じり合ったミストが噴射ノズル２２から噴射される。これにより、レンズ１６に付着した泥土が乾燥して固着していても洗浄液の圧力と水分とで泥土を洗い流すように除去することが可能となる。また、圧縮空気の圧力が洗浄液供給管２８に作用する際にはチェック弁２９が閉塞するため、この圧力が切換弁２７の方向に流れる不都合もない。

この後に、開閉弁３３を閉塞した状態でエアーポンプ３１を第２時間Ｔ２だけ再度駆動することにより、空気供給管３２の空気貯留部３２ａに圧縮空気を貯留し、開閉弁３３を第３時間Ｔ３だけ開放する制御を行うことにより、レンズ１６に付着した洗浄液を圧縮空気により吹き飛ばす制御が行われる。

〔実施形態の作用効果〕
エアーポンプ３１で圧縮空気を生成し、この圧縮空気を直接的に供給する構成では、エアーポンプ３１として圧縮比や高出力の電動モータを必要とする。これに対し、実施形態で説明した構成では、エアーポンプ３１で生成した圧縮空気を空気供給管３２の空気貯留部３２ａに貯留するため、エアーポンプ３１の駆動時間の設定により、圧縮空気の圧力を任意に設定することが可能となり、開閉弁３３を開放することにより任意のタイミングで圧縮空気を供給することも可能となる。

また、実施形態で説明した車載カメラ洗浄装置Ａでは、洗浄液（ウオッシャ液）を高圧で噴射するものであるが、洗浄液に圧力を作用させて噴射するための専用のポンプを必要としない。このため、フロントウオッシャノズル９とリヤウオッシャノズル１１とにウオッシャ液を供給するポンプを流体ポンプ２６として使用することが可能になり、しかも、洗浄液と空気との各々を専用のポンプで圧力を加えて噴出させる構成と比較して、構成が簡単となり装置の低廉化を実現する。

この構成では、洗浄液としてウオッシャ液を用いるため、専用の洗浄液を貯留する構成を必要としない。また、一対の噴射ノズル２２を、レンズ１６を挟んで対向する位置関係に配置するため、レンズ１６が魚眼レンズのように中央が突出するものであってもレンズ１６の全面の洗浄を実現する。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）圧縮空気を貯留するアキュムレータを用いる。アキュムレータとしては、圧縮空気を貯留する空間が形成されるため、空気供給管３２を用いる構成より空気の貯留量の増大が可能であり、洗浄時にレンズ１６に空気の噴出時間を長くすることも可能である。

（ｂ）複数の洗浄液管路２１を洗浄液貯留部として構成する、このように構成することにより、ウオッシャ液タンク２４（洗浄液貯留部）を用いずに済む。尚、レンズ１６の洗浄を行うための洗浄液を洗浄液供給管２８に対して外部から洗浄液や水を供給するための供給口を備える構成を採用することも考えられる。

（ｃ）実施形態ではウオッシャ液を洗浄液に用いたが、これに代えて、専用のタンクに洗浄液を貯留し、このようにタンクに貯留した洗浄液を送り出す流体ポンプ２６を備えることによって車載カメラ洗浄装置Ａを構成しても良い。このように構成することにより、レンズ１６に付着する泥土の洗浄に最も良い洗浄液を用いることも可能となる。

（ｄ）サイドミラーや車体Ｂの側部に備えたカメラ等の車載カメラのレンズ１６を洗浄対象とするように車載カメラ洗浄装置Ａを構成する。このように車載カメラ洗浄装置Ａを構成する際に、実施形態に記載したように洗浄液供給部Ｌと、圧縮空気供給部Ｍと、洗浄液と圧縮空気とが混じり合う状態で送ることが可能な一対の洗浄液管路２１と、これらの洗浄液管路２１の端部に連通状態で備えた噴射ノズル２２と、制御部２０を備える構成の採用が可能である。

（ｅ）噴射ノズル２２の数は多いほど洗浄効果を期待できるため、３つ以上の噴射ノズル２２を備える。このように３つ以上の噴射ノズル２２を備える場合には、貯留される圧縮空気の量や圧力を考慮することにより、噴射性能を低下させない程度の数の噴射ノズル２２を用いることは可能である。

本発明は、車載カメラの洗浄装置に利用することができる。

２０ 制御部
２１ 洗浄液管路
２２ 噴射ノズル
２４ ウオッシャ液タンク（洗浄液貯留部）
２６ 流体ポンプ（洗浄液ポンプ）
３１ エアーポンプ
３２ａ 空気貯留部（管路）
３３ 開閉弁
Ａ 洗浄装置（車載カメラ洗浄装置）
Ｃ バックカメラ
Ｌ 洗浄液供給部
Ｍ 圧縮空気供給部

Claims (3)

1. 洗浄液貯留部に貯留された洗浄液を洗浄液ポンプによって複数の洗浄液管路に供給する洗浄液供給部と、
   エアーポンプで圧縮した空気を空気貯留部に貯留し、開閉弁の開放により前記空気貯留部に貯留されている圧縮空気を複数の前記洗浄液管路に送り出す圧縮空気供給部と、
   前記洗浄液ポンプ、前記エアーポンプ、前記開閉弁の各々を制御する制御部とを備えると共に、
   複数の前記洗浄液管路が、カメラに噴射方向を設定した噴射ノズルに連通しており、
   前記制御部は、前記洗浄液ポンプの駆動により前記洗浄液管路に洗浄液を充填し、前記開閉弁を閉塞した状態で前記エアーポンプを駆動することにより前記空気貯留部に圧縮空気を貯留し、この後に、前記開閉弁を開放することにより前記洗浄液管路に充填された洗浄液を圧縮空気により複数の前記噴射ノズルからカメラに噴出する制御を行う車載カメラ洗浄装置。
2. 前記空気貯留部が、前記エアーポンプと前記開閉弁との間の管路で構成されている請求項１に記載の車載カメラ洗浄装置。
3. 前記洗浄液貯留部が、複数の前記洗浄液管路で構成されている請求項１又は２に記載の車載カメラ洗浄装置。

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