JP6439589B2 - 車載光学センサ洗浄システム及び車載光学センサ洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、車載光学センサ洗浄システム及び車載光学センサ洗浄方法に関するものである。

近年、車両の前部や後部に車載光学センサを設け、該車載光学センサにて撮像された画像等を利用することが広く行われている。そして、このような車載光学センサのセンシング面（レンズや保護ガラス）は、泥などの異物が付着する虞があるため、センシング面に向けてノズルの噴射口から高圧の水（水／圧縮空気）や空気を噴射して異物を除去する車載光学センサ洗浄システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７１４９１号公報

しかしながら、上記のような車載光学センサ洗浄システムでは、圧縮空気発生ユニットを用いているものの、どのように高圧の洗浄液（水）を噴射するかは具体的に示されておらず、より洗浄効果を高めるために、より高圧で洗浄液を噴射する技術が求められている。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、洗浄液と空気が混合された気液混合流体をより高圧で噴射することができる車載光学センサ洗浄システム及び車載光学センサ洗浄方法を提供することにある。

上記課題を解決する車載光学センサ洗浄システムは、洗浄液を送給するウォッシャポンプと、シリンダ内の空気が圧縮された状態で排気弁が開動作されて空気を排出するエアポンプと、前記ウォッシャポンプからの洗浄液と前記エアポンプからの空気が混合された気液混合流体を車載光学センサのセンシング面に向けて噴射する噴射口を有するノズル部材とを備え、前記センシング面に付着した異物を除去する車載光学センサ洗浄システムであって、前記噴射口を塞ぐように前記ノズル部材の内部に洗浄液を貯留させ、その状態で前記ノズル部材に空気を送給することで、前記気液混合流体を噴射させるように前記ウォッシャポンプ及び前記エアポンプを制御する制御部を有する。

同構成によれば、制御部によってウォッシャポンプ及びエアポンプが制御されて、噴射口を塞ぐようにノズル部材の内部に洗浄液が貯留され、その状態でノズル部材に空気が送給されることで、洗浄液と空気が混合された気液混合流体が噴射される。このようにすると、ノズル部材の内部に空気が送給される際には、洗浄液が噴射口を塞ぐように留まっていることでその空気圧が瞬間的に更に高められ、その高圧によって洗浄液が押されつつ空気と混ざり合って噴射口から噴射される。よって、気液混合流体をより高圧で噴射することができ、ひいてはより効果的にセンシング面を洗浄することができる。

上記車載光学センサ洗浄システムにおいて、前記制御部は、前記気液混合流体を噴射した後に、空気のみを噴射させるように前記エアポンプを制御することが好ましい。
同構成によれば、制御部によってエアポンプが制御されて、気液混合流体が噴射された後に、空気のみが噴射される。よって、気液混合流体の噴射によってセンシング面に付着した洗浄液を空気のみの噴射により吹き飛ばすことができる。

上記車載光学センサ洗浄システムにおいて、前記ノズル部材は、シリンダハウジング内に収容されつつ前後進可能に設けられ、先端部に前記噴射口が設けられ、前記空気の送給圧によって付勢されて前進することが好ましい。

同構成によれば、ノズル部材は、シリンダハウジング内に収容されつつ前後進可能に設けられ、先端部に前記噴射口が設けられ、前記空気の送給圧によって付勢されて前進するため、空気が送給されていない状態では先端部が突出していない状態とすることができ、非洗浄時の意匠性を向上させることができる。

上記課題を解決する車載光学センサ洗浄方法は、洗浄液と空気が混合された気液混合流体を車載光学センサのセンシング面に向けて噴射する噴射口を有するノズル部材によって、前記センシング面に付着した異物を除去する車載光学センサ洗浄方法であって、前記噴射口を塞ぐように前記ノズル部材の内部に洗浄液を貯留させ、その状態で前記ノズル部材に空気を送給することで、前記気液混合流体を噴射させる。

同方法によれば、噴射口を塞ぐようにノズル部材の内部に洗浄液が貯留され、その状態でノズル部材に空気が送給されることで、洗浄液と空気が混合された気液混合流体が噴射される。このようにすると、ノズル部材の内部に空気が送給される際には、洗浄液が噴射口を塞ぐように留まっていることでその空気圧が瞬間的に更に高められ、その高圧によって洗浄液が押されつつ空気と混ざり合って噴射口から噴射される。よって、気液混合流体をより高圧で噴射することができ、ひいてはより効果的にセンシング面を洗浄することができる。

本発明の車載光学センサ洗浄システム及び車載光学センサ洗浄方法では、洗浄液と空気が混合された気液混合流体をより高圧で噴射することができる車載光学センサ洗浄システム及び車載光学センサ洗浄方法を提供することができる。

（ａ）は、一実施形態の車両の概略構成図。（ｂ）は、一実施形態のディスプレイの模式図。 一実施形態における車載光学センサユニットの断面図。 一実施形態における車載光学センサユニットの斜視図。 一実施形態における車載光学センサユニットの正面図。 一実施形態における車載光学センサユニットの背面図。 一実施形態における車載光学センサ取付ブラケットの断面斜視図。 一実施形態における車載光学センサ取付ブラケットの下方の断面図。 一実施形態における車載光学センサ取付ブラケットの上方の断面図。 （ａ）は、ピストンユニットの分解斜視図。（ｂ）は、導入側ハウジング部材の分解斜視図。（ｃ）は、ノズルユニットの分解斜視図。（ｄ）は、ノズルユニットの斜視図。 一実施形態における非洗浄位置の状態のノズルユニットの断面図。 一実施形態におけるノズルユニットの動作を説明するための断面図。 一実施形態におけるエアポンプの断面図。 （ａ）及び（ｂ）はエアポンプの動作を説明するための一部拡大断面図。 一実施形態におけるウォッシャポンプ及びエアポンプの動作タイムチャート。

以下、車両の一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
図１（ａ）に示すように、車両１の後方には、バックドア２が設けられ、該バックドア２には、車載光学センサユニット３が設けられている。本実施形態の車載光学センサユニット３は、車両１の幅方向の中心線Ｃよりもやや運転席側（右側）にずれて固定されている。

図２〜図５に示すように、車載光学センサユニット３は、車載光学センサとしての車載カメラ５と、車載光学センサ洗浄装置としてのノズルユニット６と、車載光学センサ取付ブラケット７とを備える。

図２に示すように、車載カメラ５は、図示しない撮像素子が内部に収容された略立方体形状の本体部５ａと該本体部５ａの一つの面に設けられたセンシング面（外部撮像面）としてのレンズ５ｂとを有する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、車載カメラ５は、例えば、変速装置のシフトレバーＳＬをリバース位置に操作すると、車両１の後方の撮像画像を車内のディスプレイＤＳＰに送信して表示させる。尚、車載カメラ５は、車両１の後方における斜め下方を撮像すべくレンズ５ｂ側が斜め下方を向くように車載光学センサ取付ブラケット７を介してバックドア２に固定されることになる。

図２、図９（ｄ）、図１０及び図１１に示すように、ノズルユニット６は、全体の外形が略円柱形状に形成され、非洗浄位置（図２及び図１０参照）から洗浄位置（図１１参照）に移動した状態で外部に突出して前記レンズ５ｂ（図２参照）に向けて噴射口８から流体を噴射するノズル部材９を有したユニットである。

そして、図２に示すように、車載光学センサ取付ブラケット７は、前記レンズ５ｂが外部に露出するように前記車載カメラ５を収容するセンサ収容部７ａと、前記ノズルユニット６を収容するノズル収容部７ｂと、車両固定部７ｃとが一体成形されてなるものである。

詳述すると、本実施形態の車載光学センサ取付ブラケット７は、略立方体形状の車載カメラ５を収容するためのセンサ収容部７ａが内部に形成される四角筒部７ｄと、略円柱形状のノズルユニット６を収容するためのノズル収容部７ｂが内部に形成される円筒部７ｅとを有し、それらは側壁同士が接合された態様で並設されている。詳しくは、四角筒部７ｄは、先端側に車載カメラ５のレンズ５ｂを外部に露出させる円形の露出用口７ｆが形成され、基端側は開放されて車載カメラ５が挿入可能とされている。円筒部７ｅは、先端側に前記ノズル部材９を出没可能とするノズル用口７ｇが前記露出用口７ｆの一部と連続するように形成され、基端側は開放されてノズルユニット６が挿入可能とされている。又、円筒部７ｅは、先端側ほど四角筒部７ｄに近づくように四角筒部７ｄに対して傾斜した状態で配置されている。又、円筒部７ｅ（ノズル収容部７ｂ）は、四角筒部７ｄ（センサ収容部７ａ）に対して、車両１の幅方向の運転席側（右側）に配置されている（図１（ａ）参照）。

そして、図２及び図５に示すように、前記センサ収容部７ａに収容された車載カメラ５は、その後端と係合する固定部材１１がねじ１２によって車載光学センサ取付ブラケット７に固定されることでセンサ収容部７ａからの抜け止めがなされ、車載光学センサ取付ブラケット７に固定されている。

又、ノズル収容部７ｂに収容されたノズルユニット６は、その外形から突出する固定部１３がねじ１４によって車載光学センサ取付ブラケット７に固定されてノズル収容部７ｂからの抜け止めがなされている。

又、図２に示すように、本実施形態の車載光学センサ取付ブラケット７には、非洗浄位置にある前記ノズル部材９の前記噴射口８と対応した位置に、（噴射口８から漏れた）洗浄液が流入可能なスペースとなる液逃がし部７ｊ，７ｋが形成されている。本実施形態の液逃がし部７ｊ，７ｋは、前記噴射口８と対応した位置で前記センサ収容部７ａと前記ノズル収容部７ｂとが連通される（仕切る壁が形成されていない）ことでセンサ収容部７ａとノズル収容部７ｂの両方に形成されている。即ち、非洗浄位置にあるノズル部材９の噴射口８から洗浄液が漏れた場合、洗浄液はセンサ収容部７ａとノズル収容部７ｂとの両方に形成された液逃がし部７ｊ，７ｋに流入することが可能とされている。

又、図６及び図７に示すように、前記液逃がし部７ｊ，７ｋには、前記露出用口７ｆ（レンズ５ｂ）側と異なる方向側であって本実施形態では重力方向側（下側）に開口する排出口７ｍ，７ｎが形成されている。本実施形態の排出口７ｍ，７ｎは、センサ収容部７ａ側の液逃がし部７ｊに対応した排出口７ｍと、ノズル収容部７ｂ側の液逃がし部７ｋに対応した排出口７ｎとを有している。

図６及び図７に示すように、センサ収容部７ａ側の排出口７ｍにおける前記車載カメラ５の先端側の内部縁には、車載カメラ５と車載光学センサ取付ブラケット７との間隙（即ち液逃がし部７ｊ）を拡大するとともに、液逃がし部７ｊに漏れた洗浄液を排出口７ｍに導くための傾斜面７ｐが形成されている。

又、図３に示すように、センサ収容部７ａ側の排出口７ｍにおける前記車載カメラ５の先端側の外部縁の両端には、液逃がし部７ｊ内で排出口７ｍに導かれた洗浄液を該排出口７ｍからセンサ収容部７ａの外部に排水し易くするための傾斜面７ｑが、配設された状態で重力方向にほぼ沿うように形成されている。

又、図８に示すように、ノズル収容部７ｂの上部には、後述する凸状の被周り止め部１５（図９（ｄ）参照）が嵌って周方向に係合する溝である周り止め部１６が形成されている。

そして、前記車両固定部７ｃは、四角筒部７ｄ及び円筒部７ｅの基端部からフランジ状に突出して形成され、その固定孔７ｒを貫通する図示しない固定ピンによって車両１に対して固定されることになる。

図２、図９〜図１１に示すように、ノズルユニット６は、長尺筒状のシリンダハウジング２１、ピストンユニット２８、及び導入側ハウジング部材２２等を備える。
図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、シリンダハウジング２１は、長尺筒状に形成され、その外周面には、前記周り止め部１６（図８参照）に嵌って周方向に係合する前記被周り止め部１５が凸設されている。又、シリンダハウジング２１の外周には円筒状の弾性部材Ｒが外嵌され、シリンダハウジング２１は弾性部材Ｒを介してノズル収容部７ｂの内面に押圧接触されつつ収容されることになる。又、シリンダハウジング２１の先端部には、径方向内側に延びて後述するスプリングホルダ２３（図２、図９（ａ）及び図９（ｃ）参照）と係合するホルダ支持部２１ａが形成されている。

図９（ａ）及び図１０に示すように、ピストンユニット２８は、前記ノズル部材９と、圧縮コイルばね２７等を備える。ノズル部材９は、長尺筒状の筒状部２４ａと該筒状部２４ａの先端部から径方向外側の一方に膨出されその先端に前記噴射口８が形成されたノズル部２４ｂとを有するピストンノズル部材２４と、該ピストンノズル部材２４の基端側に固定されるフランジ部材２５とを有する。尚、本実施形態では、ノズル部材９のピストンノズル部材２４における先端側の内部（噴射口８の内部）は、洗浄液及び空気を導入可能な共用導入室Ｄを構成している。フランジ部材２５は、前記筒状部２４ａの基端部に外嵌されて嵌着される外嵌筒部２５ａと外嵌筒部２５ａの基端部から径方向外側に突出する基端フランジ部２５ｂとを有する。

図１０に示すように、基端フランジ部２５ｂには、径方向外側に開口したパッキン嵌着凹部２５ｃが全周に形成されている。そして、パッキン嵌着凹部２５ｃにはリップパッキン２６が嵌着されている。リップパッキン２６は、パッキン嵌着凹部２５ｃに嵌着される環状の嵌着部２６ａと、嵌着部２６ａの径方向外側端部から軸方向の一方（基端方向）に延びるリップ部２６ｂと、リップ部２６ｂの先端側の外周面から断面円弧状に突出して前記シリンダハウジング２１の内周面に摺接する環状の摺接部２６ｃとを有する。又、本実施形態のパッキン嵌着凹部２５ｃには、軸方向に凹設された抜け止め溝２５ｄが形成されている。本実施形態の抜け止め溝２５ｄは、パッキン嵌着凹部２５ｃにおける軸方向両端面に（一対）形成され、それぞれパッキン嵌着凹部２５ｃに沿って環状に凹設されている。そして、リップパッキン２６の前記嵌着部２６ａには、抜け止め溝２５ｄに嵌る抜け止め突起２６ｅが（一対）形成されている。

ノズル部材９は、前記筒状部２４ａに外嵌されて該筒状部２４ａの軸方向の摺動を許容し軸周りの相対回動を規制するスプリングホルダ２３と、筒状部２４ａに外嵌されると共に前記スプリングホルダ２３と前記基端フランジ部２５ｂとの間に圧縮された状態で保持される圧縮コイルばね２７とが組み付けられてピストンユニット２８を構成する。即ち、ピストンユニット２８は、ピストンノズル部材２４の筒状部２４ａの基端側からスプリングホルダ２３及び圧縮コイルばね２７が外嵌され、その状態で筒状部２４ａの基端部にフランジ部材２５の外嵌筒部２５ａが嵌着されて構成されている。

予め組み付けられたピストンユニット２８は、前記シリンダハウジング２１の基端側から挿入されて、前記ノズル部２４ｂがシリンダハウジング２１の先端部から外部に突出し、前記スプリングホルダ２３がシリンダハウジング２１の先端部のホルダ支持部２１ａに係合してそれ以上の移動が規制されて組み付けられる。尚、スプリングホルダ２３は、図９（ａ）及び図１０に示すように、シリンダハウジング２１の先端に形成されたホルダ支持部２１ａより大径の円板部２３ａを有することでシリンダハウジング２１の先端からの抜けが規制され、ホルダ支持部２１ａの内側に嵌り周方向に係合する嵌合部２３ｂを有することでシリンダハウジング２１に対する周り止めがなされる。このように配置されるノズル部材９は、シリンダハウジング２１内に収容されつつ前後進可能とされ、基端フランジ部２５ｂが流体の送給圧によって噴射口８側に付勢されると、圧縮コイルばね２７の付勢力に抗して前進して洗浄位置（図１１参照）に移動し、前記送給圧がなくなると、圧縮コイルばね２７の付勢力によって後進して非洗浄位置に移動することになる。

そして、シリンダハウジング２１の基端部には、導入側ハウジング部材２２が組み付けられる。
図９（ｂ）及び図１０に示すように、導入側ハウジング部材２２は、インレット部材３１と、導入部材３２と、洗浄液側逆止弁３３と、空気側逆止弁３４とを有する。

インレット部材３１は、シリンダハウジング２１の基端部に外嵌されて嵌着される略筒状の外嵌嵌着部３１ａと、外嵌嵌着部３１ａの基端部から軸方向に延びる基端側流路部３１ｂと、外嵌嵌着部３１ａの基端部から内側に延びる内延部３１ｃと、内延部３１ｃから基端側流路部３１ｂとは反対側に延びる筒状のインレット部３１ｄとを有する。基端側流路部３１ｂは、その延びる方向（軸方向）から見て平行線とそれらを繋ぐ円弧からなる小判型の筒状に形成されている。図１０に示すように、内延部３１ｃは、内側ほど基端側流路部３１ｂから遠ざかるように傾斜して形成されている。又、内延部３１ｃは、シリンダハウジング２１の内側において前記基端フランジ部２５ｂとの間にスペースＳＰを形成する。インレット部３１ｄは、前記ノズル部材９の基端側から前記筒状部２４ａの内周面に遊嵌されるべく、外径が筒状部２４ａの内径よりも僅かに小さく設定されている。又、インレット部材３１における外嵌嵌着部３１ａの基端部には、径方向外側に突出して前記ねじ１４によって車載光学センサ取付ブラケット７に固定される前記固定部１３（図５参照）が形成されている。

導入部材３２は、インレット部材３１の基端側流路部３１ｂに外嵌されて嵌着される外嵌嵌着部３２ａと、外嵌嵌着部３１ａの基端側の底部３２ｂから軸方向に平行に延びる筒状の洗浄液導入路３２ｃ及び空気導入路３２ｄとを有する。詳しくは、外嵌嵌着部３２ａは、小判型の筒状の前記基端側流路部３１ｂに対応して（外嵌可能に）小判型の筒状に形成され、底部３２ｂは、小判型の板状に形成されている。又、底部３２ｂにおいて基端側流路部３１ｂの一方の円弧の軸中心となる位置には、空気側貫通部３２ｅが形成され、空気導入路３２ｄは、その空気側貫通部３２ｅと真っ直ぐに連通するように形成されている。又、底部３２ｂにおいて基端側流路部３１ｂの他方の円弧の軸中心となる位置には、洗浄液側貫通部３２ｆが形成され、洗浄液導入路３２ｃは、その洗浄液側貫通部３２ｆの外側（図１０において、空気導入路３２ｄとは反対側）にずれて連通するように形成されている。つまり、洗浄液導入路３２ｃと空気導入路３２ｄとの間隔は、洗浄液ホースＨ１及び空気ホースＨ２を接続するために十分な間隔とされながらも、洗浄液側貫通部３２ｆと空気側貫通部３２ｅとの間隔は狭くされて、インレット部材３１の基端側流路部３１ｂや導入部材３２の外嵌嵌着部３２ａのサイズが小さく抑えられている。そして、洗浄液側逆止弁３３は、洗浄液導入路３２ｃと前記共用導入室Ｄとの間であって、インレット部材３１の基端側流路部３１ｂの内側における前記洗浄液側貫通部３２ｆと連通する位置に設けられている。又、空気側逆止弁３４は、空気導入路３２ｄと前記共用導入室Ｄとの間であって、インレット部材３１の基端側流路部３１ｂの内側における前記空気側貫通部３２ｅと連通する位置に設けられている。本実施形態の洗浄液側逆止弁３３及び空気側逆止弁３４は、下流側（共用導入室Ｄ側）の開口が潰れた形状とされたダックビル型の逆止弁であって、下流側への流体の流れを許容し上流側への流体の流れを阻止する。

そして、図１０に示すように、洗浄液導入路３２ｃには洗浄液ホースＨ１を介してウォッシャポンプＷＰが接続され、空気導入路３２ｄには空気ホースＨ２を介してエアポンプＡＰが接続される。

図１（ａ）に示すように、ウォッシャポンプＷＰは、タンクＴに貯留された流体としての洗浄液を送給可能なものであって、内部の図示しないポンプモータが駆動されると、洗浄液ホースＨ１を介してノズルユニット６（詳しくは洗浄液導入路３２ｃ）に洗浄液が送給（導入）されることになる。

又、エアポンプＡＰは、圧縮された高圧の空気を瞬間的に排出可能なものであって、駆動されると、空気ホースＨ２を介してノズルユニット６（詳しくは空気導入路３２ｄ）に空気が送給（導入）されることになる。

ここで、図１２に示すように、本実施形態のエアポンプＡＰは、一定の容積の空気を排出する容積型のエアポンプであり、長尺筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１内で往復動可能に設けられるピストン４２と、ピストン４２の復動側（図１２中、左側）に配置され、該ピストン４２を往復駆動するためのモータ部４３とを備える。

又、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、エアポンプＡＰは、シリンダ４１の内外を連通する排気弁口４４を開閉するように開閉動作する排気弁４５と、ピストン４２の内外を連通する吸気弁口４６を開閉するように開閉動作する吸気弁４７とを備える。エアポンプＡＰは、ピストン４２がシリンダ４１内の空間（ポンプ室Ｐ）を狭くするように往動されると、該シリンダ４１内の空気が圧縮され、その後、排気弁４５が開動作されて排気弁口４４から圧縮された空気が排気され、ピストン４２が復動されると、吸気弁４７が開動作されて吸気弁口４６から空気がシリンダ４１内に吸入されるものである。

詳述すると、シリンダ４１は、略有底筒状に形成され、その底部４１ａ（図１３中、右側端部）の中央に中央孔４１ｂが形成され、該中央孔４１ｂの外側の開口が排気弁口４４とされている。シリンダ４１の底部４１ａの外側には、排気弁口４４と連通するバルブ室４８を内部に有する略有底筒状のバルブハウジング４９が固定されている。バルブハウジング４９の底部には、前記バルブ室４８と連通しつつ筒状に突出する空気導出路４９ａが形成され、該空気導出路４９ａには前記空気ホースＨ２が接続されることになる。

排気弁４５は、バルブ室４８の内周面に沿った円板部５１と、該円板部５１の外周縁から軸方向（図１３中、右側）に延びてバルブ室４８内での自身の軸方向の移動を案内する筒部５２と、円板部５１の中央からシリンダ４１の内部側に突出する操作凸部５３とが一体成形された排気弁本体５４、及び操作凸部５３の基端部に外嵌された円盤状のゴム部材５５を有する。前記円板部５１の周方向の一部には、軸方向に貫通する排気連通孔５１ａが形成されている。この排気弁４５は、ピストン４２の往復動方向に沿って移動可能とされ、ゴム部材５５が排気弁口４４と密着する（排気弁口４４を閉塞する）方向の閉動作と、ゴム部材５５が排気弁口４４から離間する（排気弁口４４を開放する）方向の開動作とが可能とされている。そして、排気弁４５は、バルブハウジング４９の底部に支持されたコイルばね５６にてシリンダ４１の内部側（図１３中、左側）に付勢されている。尚、このコイルばね５６は、後述する圧縮された空気のみによって排気弁４５が開動作しないように（ばね定数等が）設定されている。

図１２に示すように、ピストン４２は、外周に外嵌されたシールリング６１を介してシリンダ４１の内周面と摺接する略円板形状のピストン本体部６２と、該ピストン本体部６２の外周側の一部から軸方向に延びる一対の柱部６３と、該柱部６３の先端部を連結するとともにフランジ状に形成される略円盤形状の円盤部６４とを有する。そして、ピストン本体部６２の周方向の一部には軸方向に貫通するピストン連通孔６５が形成され、該ピストン連通孔６５の内側（シリンダ４１の底部４１ａ側）の開口が前記吸気弁口４６とされている。尚、ピストン連通孔６５は、ピストン本体部６２における柱部６３が形成されていない位置（角度）に形成されている。又、円盤部６４においても軸方向に連通する連通部６６が形成されている。

本実施形態の吸気弁４７は、アンブレラ弁であって、円盤状の中央支持部４７ａと、中央支持部４７ａから径方向外側に延びる弾性変形部４７ｂとからなる。そして吸気弁４７は、弾性変形部４７ｂが前記吸気弁口４６を覆うように、中央支持部４７ａが操作部材６７によってピストン本体部６２に固定されている。詳しくは、ピストン本体部６２の中央には円筒状の大径部６２ａが軸方向に凸設され、その大径部６２ａの中央には径が小さい円筒状の小径部６２ｂが更に軸方向に凸設されている。そして、吸気弁４７の中央支持部４７ａは、小径部６２ｂに外嵌されるとともに大径部６２ａと円盤プレート６８との軸方向の間に介在され、小径部６２ｂ及び大径部６２ａの中央孔６２ｃに螺合又は圧入される操作部材６７の頭部６７ａにて円盤プレート６８が固定されることで、（大径部６２ａと円盤プレート６８との間に）挟持される。この操作部材６７は、ピストン４２の往動によって前記排気弁４５の操作凸部５３を押して排気弁４５の開動作を行うものである（図１３（ｂ）参照）。

又、図１２に示すように、ピストン４２には、往動終端位置で往動規制部７０と当接する往動ダンパー部７１ａと、復動終端位置で復動規制部７２と当接する復動ダンパー部７１ｂとが一体成形されたダンパー部材７１が設けられている。詳しくは、ピストン４２の前記円盤部６４には、軸方向に貫通する固定孔６４ａが周方向に複数形成されている。ダンパー部材７１は、固定孔６４ａ内に収容される軸部７１ｃと、該軸部７１ｃの一端に形成される往動ダンパー部７１ａと、同軸部７１ｃの他端に形成される復動ダンパー部７１ｂとを有する。本実施形態の往動ダンパー部７１ａ及び復動ダンパー部７１ｂは、軸部７１ｃの直径よりも僅かに大きい直径の半球形状に形成され、例えば、往動ダンパー部７１ａを潰しながら固定孔６４ａに通すことで軸部７１ｃが固定孔６４ａ内に配置されて固定されている。そして、シリンダ４１の内面には、ピストン４２の往動終端位置で往動ダンパー部７１ａと当接するように往動規制部７０が内側に張り出し形成されている。又、シリンダ４１の開口部には、該開口部を閉塞するようにモータ部４３のハウジングとしてのエンドハウジング７３が固定され、そのエンドハウジング７３の端面が、ピストン４２の復動終端位置で復動ダンパー部７１ｂと当接する復動規制部７２とされている。

又、ピストン４２の円盤部６４の中央には、ねじ孔６４ｂが形成されている。そして、ねじ孔６４ｂには、モータ部４３の駆動によって回転するねじシャフト７４が螺合され、ねじシャフト７４が回転駆動されると、周り止めがなされたピストン４２がねじ作用によって往復駆動される。詳しくは、モータ部４３は、略有底円筒状のヨークハウジング７５と、該ヨークハウジング７５の開口部（図１２中、右側端部）を閉塞する前記エンドハウジング７３とを有する。又、モータ部４３は、ヨークハウジング７５の内周面に固着されたマグネット７６と、ヨークハウジング７５の軸中心に回転可能に支持された回転軸７７と、回転軸７７に固定された（巻線が巻装された）電機子コア７８及び整流子７９等を有する。そして、回転軸７７には、前記ねじシャフト７４が一体回転可能に連結されている。

ここで、モータ部４３のエンドハウジング７３には、軸方向に貫通してモータ部４３内と前記シリンダ４１におけるピストン４２が収容された空間とを連通する連通孔７３ａが形成されている。又、エンドハウジング７３には、径方向（図１２中、上下方向）に貫通してモータ部４３内と外部空間とを連通する外部連通孔７３ｂが形成されている。これにより、前記吸気弁４７が配置される前記吸気弁口４６は、前記ピストン連通孔６５、前記連通部６６、前記連通孔７３ａ及び外部連通孔７３ｂを介して外部と連通されることになる。

そして、図１（ａ）に示すように、上記のように構成されたエアポンプＡＰ及び前記ウォッシャポンプＷＰは、制御部８１に電気的に接続され、該制御部８１によって駆動制御される。

次に、上記のように構成された車載光学センサ洗浄システム（車載光学センサ洗浄装置）の制御部８１の動作と、その作用について説明する。
まず、ウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰが駆動されていない状態では、ノズルユニット６では、圧縮コイルばね２７の付勢力によってノズル部材９が非洗浄位置に後進した状態（図１０参照）となるため、ノズル部材９は車載光学センサ取付ブラケット７のノズル収容部７ｂ内に収容されて車載光学センサ取付ブラケット７から突出しない状態となり、噴射口８（ノズル部材９の先端部）は車載カメラ５の撮像範囲外に配置される。よって、洗浄しないときであって撮像するときは、噴射口８（ノズル部材９の先端部）が撮像の邪魔になることがない。しかも、ノズル部材９を含むノズルユニット６は、車載光学センサ取付ブラケット７内にスッキリと収納される。

そして、制御部８１は、例えば、車内に設けられたスイッチＳＷ（図１（ａ）参照）が操作された際や、変速装置のシフトレバーＳＬがリバース位置に操作された際等、洗浄を開始する旨の信号が入力されると、前記ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）及び前記エアポンプＡＰ（モータ部４３）を駆動制御して前記噴射口８から流体を噴射させる。

詳しくは、制御部８１は、まず前記噴射口８を塞ぐように前記ノズル部材９の内部の共用導入室Ｄに洗浄液を貯留させ、その状態でノズル部材９に空気を送給することで、洗浄液と空気とが混合された気液混合流体を噴射させるようにウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰを制御する。又、制御部８１は、気液混合流体を噴射した後に、空気のみを噴射させるようにエアポンプＡＰを制御する。

具体的には、図１４に示すように、制御部８１は、まずウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を予め設定された時間Ｔ１だけ駆動する。すると、ウォッシャポンプＷＰからの洗浄液は、洗浄液ホースＨ１を介して洗浄液導入路３２ｃに送給され、洗浄液導入路３２ｃから導入された洗浄液は、洗浄液側逆止弁３３を介してノズル部材９の内部に供給される。このとき、ノズルユニット６は、車載光学センサ取付ブラケット７により噴射口８が共用導入室Ｄよりも重力方向下方側に位置してノズル収容部７ｂに収容固定されているので、ノズル部材９の内部に供給された洗浄液は噴射口８を塞ぐように（噴射口８から僅かに漏れる程度に）共用導入室Ｄに貯留される。尚、この際、洗浄液は、筒状部２４ａとインレット部３１ｄとの遊嵌による隙間から基端フランジ部２５ｂ側のスペースＳＰにも回り込む。

そして、制御部８１は、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を停止させた後に、エアポンプＡＰ（モータ部４３）を駆動する。詳しくは、制御部８１はモータ部４３をまず正転で駆動する（図１４中、時間Ｔ２参照）。すると、回転軸７７と共にねじシャフト７４が正回転することでピストン４２がシリンダ４１内の空間（ポンプ室Ｐ）を狭くするように往動され、該空間（ポンプ室Ｐ）の空気が圧縮されていく。

そして、図１３（ｂ）に示すように、ピストン４２の操作部材６７が排気弁４５の操作凸部５３に到達して該操作凸部５３を押圧することで排気弁４５が開動作され、圧縮された高圧の空気が瞬間的に排気弁口４４及び排気連通孔５１ａを介して空気導出路４９ａから排気（排出）される。すると、エアポンプＡＰからの空気は、空気ホースＨ２を介してノズルユニット６の空気導入路３２ｄに送給され、空気導入路３２ｄから導入された空気は、空気側逆止弁３４を介してノズル部材９の内部に供給され、共用導入室Ｄに貯留された洗浄液と混合されて気液混合流体として噴射口８から噴射される。このとき、流体（空気）の主流はインレット部３１ｄによりノズル部材９の先端側（噴射口８側）に真っ直ぐに向かう。又、流体（空気）の支流は、筒状部２４ａとインレット部３１ｄとの遊嵌による隙間から基端フランジ部２５ｂ側のスペースＳＰにも回り込み、その送給圧によってノズル部材９は前進する（図１１参照）。これにより、ノズル部材９の噴射口８は、図１（ｂ）に示すように、車載カメラ５の撮像範囲中心Ｘに近づくように非洗浄位置（図１０参照）から洗浄位置（図１１参照）に移動する。尚、本実施形態の撮像範囲とは、レンズ５ｂを介して車載カメラ５（その撮像素子）が撮像する範囲であって、ディスプレイＤＳＰに表示される範囲である。又、図１（ｂ）では、ディスプレイＤＳＰに表示された風景と、その撮像範囲内に配置された噴射口８（ノズル部材９の先端部）とを図示しつつ、非洗浄位置であって撮像範囲外に配置された噴射口８（ノズル部材９の先端部）を模式的に２点鎖線で図示している。又、このとき、洗浄液が噴射口８を塞ぐように留まっていることで導入された空気の空気圧が瞬間的に更に高められ、その高圧によって洗浄液が押されつつ空気と混ざり合って噴射口８から噴射される。よって、気液混合流体がより高圧で噴射され、前記レンズ５ｂが良好に洗浄される。

そして、次に制御部８１はモータ部４３を逆転で駆動する（図１４中、時間Ｔ３参照）。すると、回転軸７７と共にねじシャフト７４が逆回転することでピストン４２がシリンダ４１内の空間（ポンプ室Ｐ）を広くするように復動され、空間（ポンプ室Ｐ）が負圧となることで吸気弁４７が開動作されて吸気弁口４６から空気がシリンダ４１内（ポンプ室Ｐ）に吸入される。詳しくは、この空気は、エアポンプＡＰの外部からモータ部４３の外部連通孔７３ｂ、連通孔７３ａ、連通部６６及びピストン連通孔６５（吸気弁口４６）を介してシリンダ４１内（ポンプ室Ｐ）に吸入される。なお、この時、ピストン４２の操作部材６７が排気弁４５の操作凸部５３から離れることで排気弁４５が閉動作され、排気弁口４４が閉塞される。

そして、次に制御部８１は、空気のみを噴射させるべく、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を駆動させることなく、エアポンプＡＰのモータ部４３を上記したように正転で駆動する（図１４中、時間Ｔ４参照）。すると、エアポンプＡＰからの空気は、空気ホースＨ２を介して空気導入路３２ｄに送給され、空気導入路３２ｄから導入された空気は、空気側逆止弁３４を介してノズル部材９の内部に供給され、上記したようにノズル部材９が前進した状態（洗浄位置）とされて、噴射口８から空気のみが噴射される。これにより、気液混合流体の噴射によってレンズ５ｂに付着した洗浄液は、空気のみの噴射により吹き飛ばされることになる。

そして、次に制御部８１は、エアポンプＡＰのモータ部４３を上記したように逆転で駆動して（図１４中、時間Ｔ５参照）、空気がシリンダ４１内（ポンプ室Ｐ）に吸入された状態として制御を終了する。

次に、上記実施形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）制御部８１によってウォッシャポンプＷＰ及びエアポンプＡＰが制御されて、噴射口８を塞ぐようにノズル部材９の内部（共用導入室Ｄ）に洗浄液が貯留され、その状態でノズル部材９に空気が送給されることで、洗浄液と空気が混合された気液混合流体が噴射される。このようにすると、ノズル部材９の内部に空気が送給される際には、洗浄液が噴射口８を塞ぐように留まっていることでその空気圧が瞬間的に更に高められ、その高圧によって洗浄液が押されつつ空気と混ざり合って噴射口８から噴射される。よって、気液混合流体をより高圧で噴射することができ、ひいてはより効果的にレンズ５ｂを洗浄することができる。

（２）制御部８１によってエアポンプＡＰが制御されて、気液混合流体が噴射された後に、空気のみが噴射される。よって、気液混合流体の噴射によってレンズ５ｂに付着した洗浄液を空気のみの噴射により吹き飛ばすことができる。これにより、洗浄液に基づく歪みが抑えられた撮像画像をディスプレイＤＳＰに表示させることができる。

（３）ノズル部材９は、シリンダハウジング２１内に収容されつつ前後進可能に設けられ、先端部に噴射口８が設けられ、空気の送給圧によって付勢されて前進するため、空気が送給されていない状態では先端部が突出していない状態とすることができ、非洗浄時の意匠性を向上させることができる。又、ノズル部材９は、非洗浄時には車載カメラ５の撮像範囲外の非洗浄位置で撮像の邪魔になることがなく、洗浄時には車載カメラ５の撮像範囲中心Ｘに近い洗浄位置に移動して、レンズ５ｂの正面付近から流体を噴射してレンズ５ｂを効果的に洗浄することが可能となる。

（４）制御部８１は、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を停止させた後に、エアポンプＡＰ（モータ部４３）を駆動させて気液混合流体を噴射させるため、確実に洗浄液が貯留された後に空気が送給されることになり、確実に気液混合流体をより高圧で噴射することができる。

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、制御部８１は、気液混合流体を噴射した後に、空気のみを噴射させるようにエアポンプＡＰを制御するとしたが、これに限定されず、気液混合流体を噴射して（空気のみを噴射せずに）制御を終了するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ノズル部材９は、シリンダハウジング２１内に収容されつつ前後進可能に設けられ、先端部に噴射口８が設けられ、流体（空気）の送給圧によって付勢されて前進するものであるとしたが、これに限定されず、車両１に対して移動不能に設けられ前後進しないノズル部材に変更してもよい。

・上記実施形態では、制御部８１は、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を停止させた後に、エアポンプＡＰ（モータ部４３）の駆動を開始させて気液混合流体を噴射させるとしたが、噴射口８を塞ぐようにノズル部材９の内部（共用導入室Ｄ）に洗浄液が貯留され、その状態でノズル部材９に空気が送給されれば、他の制御に変更してもよい。

例えば、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）を停止させる前にエアポンプＡＰ（モータ部４３）の駆動を開始してもよい。より具体的には、例えば、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）とエアポンプＡＰ（モータ部４３）とを同時に駆動を開始させて、ウォッシャポンプＷＰ（ポンプモータ）の停止後にエアポンプＡＰの操作部材６７が排気弁４５の操作凸部５３を押圧して排気弁４５が開動作されるように制御してもよい。このようにすると、気液混合流体が噴射されるまでの時間を短くすることができる。

上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車載光学センサ洗浄システムにおいて、前記制御部は、前記ウォッシャポンプを停止させた後に、前記エアポンプを駆動させて前記気液混合流体を噴射させることを特徴とする車載光学センサ洗浄システム。

同構成によれば、確実に洗浄液が貯留された後に空気が送給されることになり、確実に気液混合流体をより高圧で噴射することができる。

５…車載カメラ（車載光学センサ）、５ｂ…レンズ（センシング面）、８…噴射口、９…ノズル部材、２１…シリンダハウジング、４１…シリンダ、４５…排気弁、８１…制御部、ＡＰ…エアポンプ、ＷＰ…ウォッシャポンプ。

Claims (4)

1. 洗浄液を送給するウォッシャポンプと、
   シリンダ内の空気が圧縮された状態で排気弁が開動作されて空気を排出するエアポンプと、
   前記ウォッシャポンプからの洗浄液と前記エアポンプからの空気が混合された気液混合流体を車載光学センサのセンシング面に向けて噴射する噴射口を有するノズル部材と
   を備え、前記センシング面に付着した異物を除去する車載光学センサ洗浄システムであって、
   前記噴射口を塞ぐように前記ノズル部材の内部に洗浄液を貯留させ、その状態で前記ノズル部材に空気を送給することで、前記気液混合流体を噴射させるように前記ウォッシャポンプ及び前記エアポンプを制御する制御部を有することを特徴とする車載光学センサ洗浄システム。
2. 請求項１に記載の車載光学センサ洗浄システムにおいて、
   前記制御部は、前記気液混合流体を噴射した後に、空気のみを噴射させるように前記エアポンプを制御することを特徴とする車載光学センサ洗浄システム。
3. 請求項１又は２に記載の車載光学センサ洗浄システムにおいて、
   前記ノズル部材は、シリンダハウジング内に収容されつつ前後進可能に設けられ、先端部に前記噴射口が設けられ、前記空気の送給圧によって付勢されて前進することを特徴とする車載光学センサ洗浄システム。
4. 洗浄液と空気が混合された気液混合流体を車載光学センサのセンシング面に向けて噴射する噴射口を有するノズル部材によって、前記センシング面に付着した異物を除去する車載光学センサ洗浄方法であって、
   前記噴射口を塞ぐように前記ノズル部材の内部に洗浄液を貯留させ、その状態で前記ノズル部材に空気を送給することで、前記気液混合流体を噴射させることを特徴とする車載光学センサ洗浄方法。