WO2014010579A1 - 車載カメラの洗浄装置 - Google Patents

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cleaning
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compressed air
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利通 後閑
洋之介 西奥
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Nissan Motor Co Ltd
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    • H04N23/811Camera processing pipelines; Components thereof for suppressing or minimising disturbance in the image signal generation by dust removal, e.g. from surfaces of the image sensor or processing of the image signal output by the electronic image sensor

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning apparatus that cleans an in-vehicle camera that is installed, for example, at the rear of a vehicle and photographs the back of the vehicle.
  • an in-vehicle camera that is mounted behind the host vehicle to capture surrounding images and monitors vehicles traveling behind the host vehicle or obstacles in the vicinity of the vehicle, such as water drops on the lens that becomes the shooting surface in rainy weather, etc. Foreign matter such as mud may adhere, and in such a case, surrounding images cannot be taken clearly. Therefore, for example, a device described in Patent Document 1 is known as a device for cleaning a lens of a vehicle-mounted camera. In the cleaning apparatus disclosed in Patent Document 1, cleaning liquid is sprayed on the lens surface of the camera, and then high-pressure air is sprayed to remove foreign matters attached to the lens.
  • Patent Document 1 has a problem that a large amount of cleaning liquid is consumed because a large amount of cleaning liquid needs to be sprayed onto the lens surface.
  • the present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle camera cleaning device capable of reliably cleaning a lens surface with a small amount of cleaning liquid. There is.
  • the in-vehicle camera cleaning device of the present application is arranged such that the discharge port for discharging the cleaning liquid and compressed air faces the lens surface of the camera, and the cleaning liquid passage for guiding the cleaning liquid to the discharge port, and the compressed air
  • a cleaning liquid having a nozzle having an air passage leading to the discharge port, a cleaning liquid sending means for sending the cleaning liquid to the nozzle via the cleaning liquid pipe, and a compressed air sending means for sending the compressed air to the nozzle via the air pipe Are the front end of the passage and the front end of the air passage disposed close to each other so that when compressed air and cleaning liquid are injected, the compressed air is injected to generate a negative pressure at the front end of the cleaning liquid passage? Or arranged so as to merge.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle camera cleaning device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the in-vehicle camera cleaning device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) shows the cleaning device according to the present embodiment in the camera mounted on the rear part of the vehicle.
  • FIG. 2B is a view of the cleaning device shown in FIG. 2A as viewed from the “A” direction.
  • FIG. 3 is a partially broken perspective view of the camera unit provided in the in-vehicle camera cleaning device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the nozzle tip provided in the in-vehicle camera cleaning device according to one embodiment of the present invention, FIG.
  • FIG. 4A is an exploded view of the nozzle tip, and FIG. These are sectional drawings of the part of the code
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the nozzle tip provided in the in-vehicle camera cleaning device according to the embodiment of the present invention and the camera.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle-mounted camera cleaning device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A illustrates a camera mounted on a rear portion of a vehicle with the cleaning device according to the embodiment.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line DD of the nozzle unit shown in FIG. 6A.
  • FIG. 7 is a timing chart showing processing in a pressure cleaning mode executed by the on-vehicle camera cleaning device according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7A is a timing chart showing driving of the cleaning liquid pump
  • FIG. 7B is a timing chart showing driving of the air pump.
  • FIG. 8 is a timing chart showing air blow mode processing executed by the on-vehicle camera cleaning device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a timing chart showing driving of the cleaning liquid pump.
  • (B) is a timing chart which shows the drive of an air pump.
  • FIG. 9 is a timing chart showing processing in a continuous water injection mode executed by the on-vehicle camera cleaning device according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 9A is a timing chart showing driving of the cleaning liquid pump
  • FIG. 9 (b) is a timing chart showing driving of the air pump.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle camera cleaning device according to an embodiment of the present invention.
  • a cleaning apparatus 100 includes a cleaning liquid storage tank (primary tank) 2 that stores cleaning liquid, and a cleaning liquid pump 3 (cleaning liquid sending means) that sends out the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank 2. ), An air pump 5 (compressed air delivery means) for sending out compressed air, and a nozzle 7 for discharging cleaning liquid, compressed air, or a mixture of cleaning liquid and compressed air toward the lens surface of the camera 1. .
  • the cleaning liquid pipe 4 that guides the cleaning liquid sent out by the cleaning liquid pump 3 to the secondary tank 13 that accumulates the cleaning liquid, and the air that leads the compressed air sent out by the air pump 5 to the nozzle 7 of the nozzle unit 22.
  • a pipe 6 and a control unit (control means) 8 for controlling driving of the cleaning liquid pump 3 and the air pump 5 are provided.
  • FIG. 2A is a perspective view showing a state in which the cleaning device 100 according to the present embodiment is installed in the camera 1 mounted on the rear part of the vehicle
  • FIG. 2B is a cleaning shown in FIG. It is the figure which looked at the apparatus 100 from the "A" direction.
  • a nozzle unit 22 that is fixed to the rear part of the vehicle and cleans the lens surface 1a is provided in the vicinity of the side part of the camera 1 fixed to the rear part of the vehicle.
  • the nozzle unit 22 is provided with a nozzle 7 for ejecting cleaning liquid and compressed air toward the lens surface 1a, and a cap 7d.
  • the nozzle 7 is provided with two discharge ports 10a and 10b for ejecting cleaning liquid and compressed air at the tip thereof. That is, the foreign substance adhering to the lens surface 1a is removed by ejecting cleaning liquid and compressed air from the discharge ports 10a and 10b of the nozzle 7 toward the lens surface 1a.
  • FIG. 3 is a partially broken perspective view of the nozzle unit 22 shown in FIG.
  • the nozzle 7 provided on the tip side of the nozzle unit 22 is provided with an air passage 12 for introducing compressed air at the center thereof, and a cleaning liquid is introduced on both the left and right sides of the air passage 12.
  • Cleaning liquid passages 11a and 11b are provided.
  • the tips of the air passage 12 and the cleaning liquid passages 11a and 11b are bent substantially at right angles so as to face the lens surface 1a of the camera 1.
  • a secondary tank 13 for temporarily accumulating the cleaning liquid is provided upstream of the cleaning liquid passages 11a and 11b.
  • a plug 13 a for connecting the cleaning liquid pipe 4 and a plug 13 b for connecting the air pipe 6 are provided on the side of the secondary tank 13, and the plug 13 b is connected to the secondary tank 13. It is connected to the air passage 12 through a flow path provided below. That is, the compressed air introduced into the nozzle unit 22 via the plug 13b is directly introduced into the air passage 12.
  • the plug 13a is connected to the secondary tank 13, and the cleaning liquid supplied via the plug 13a flows into the interior from above the secondary tank 13.
  • the pipe connected from the plug 13a to the secondary tank 13 faces the vertical direction as indicated by reference numeral 23 in FIG. Details of the pipe 23 will be described later.
  • the bottom of the secondary tank 13 is connected to the two cleaning liquid passages 11a and 11b, and is further provided at a position higher than the discharge ports 10a and 10b. Therefore, the compressed air sent out from the air pump 5 shown in FIG. 1 is introduced into the air passage 12 of the nozzle 7 via the air pipe 6, while the cleaning liquid sent out from the cleaning liquid pump 3 is sent to the secondary tank. After being accumulated in 13, the cleaning liquid passages 11a and 11b of the two systems are introduced. Further, the volume of the secondary tank 13 is smaller than that of the cleaning liquid storage tank 2 shown in FIG.
  • FIG. 4B is an explanatory diagram showing the detailed configuration of the nozzle tip, and shows a cross-sectional view of the portion indicated by reference numeral P1 shown in FIG.
  • the tip of the nozzle 7 is provided with an air passage 12 at the center, and two cleaning liquid passages 11 a and 11 b are provided so as to sandwich the air passage 12. That is, the cleaning liquid passage in the present embodiment is composed of two systems of cleaning liquid passages 11 a and 11 b provided so as to sandwich the air passage 12.
  • the cleaning liquid passages 11a and 11b are connected to the front end portions 15a and 15b, respectively. At this time, the flow passage areas of the front end portions 15a and 15b are made smaller than the flow passage areas of the cleaning liquid passages 11a and 11b. Therefore, the flow rate of the cleaning liquid flowing through the cleaning liquid passages 11a and 11b increases in the tip portions 15a and 15b.
  • the tip of the air passage 12 is branched into two tip portions 14a (first tip portion) and 14b (second tip portion). At this time, the flow passage areas of the tip portions 14 a and 14 b are made smaller than the flow passage area of the air passage 12. Therefore, the flow rate of the compressed air flowing through the air passage 12 increases when passing through the tip portions 14a and 14b.
  • tip part 14a of the air path 12 merge, and form the combined flow path 16a (1st combined flow path), and this front-end
  • the tip portion 15b of the other cleaning liquid passage 11b and the other tip portion 14b of the air passage 12 merge to form a joining passage 16b (second joining passage), and this tip is the discharge port 10b (FIG. 2B). See).
  • the combined flow path 16a and the combined flow path 16b are directed in the direction of spreading toward the distal end side.
  • the compressed air is injected at a higher flow rate, and further, When the compressed air is injected, the secondary tank 13 and the cleaning liquid passages 11a and 11b become negative pressure, and the cleaning liquid accumulated in the secondary tank 13 is sucked. For this reason, the compressed air and the cleaning liquid are ejected from the discharge ports 10a and 10b via the two combined flow paths 16a and 16b, and are sprayed onto the lens surface 1a. At this time, the liquid in which the cleaning liquid and the compressed air are mixed is ejected in the spreading direction as shown in FIG. 5, and the entire lens surface 1a can be cleaned.
  • the ejection surface 7a at the tip of the nozzle 7 is configured to protrude forward from the surrounding side surface (nozzle tip surface) 7b. Therefore, it is possible to prevent the cleaning liquid sprayed from the discharge ports 10 a and 10 b from adhering to the side surface 7 b of the nozzle 7. Specifically, it is possible to prevent the cleaning liquid from adhering to the regions indicated by reference numerals P2 and P3 in FIG.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line DD of the nozzle unit 22 shown in FIG.
  • a slight gap is provided between the bottom surface 7 c of the nozzle 7 and the top surface 1 b of the housing of the camera 1.
  • the width of the gap is configured to become narrower toward the back side.
  • a supply port 13c for supplying a cleaning liquid into the secondary tank 13 is provided at the upper part of the secondary tank 13 provided on the upstream side of the nozzle 7.
  • the supply port 13c is provided with a pipe 23 that faces in the vertical direction.
  • the pipe 23 is connected to the plug 13a shown in FIG.
  • a check valve 24 is provided on the upper surface of the secondary tank 13.
  • the check valve 24 is, for example, an umbrella valve, and when the pressure in the secondary tank 13 becomes negative, the valve is released and outside air is introduced from the vent hole 25 so that the pressure in the secondary tank 13 is reduced. When positive pressure is reached, the valve is closed to prevent release to the outside air. Therefore, when the secondary tank 13 becomes negative pressure, external air flows into the secondary tank 13, and the cleaning liquid can be prevented from flowing through the cleaning liquid pipe 4. That is, the secondary tank 13 includes a check valve that prevents the air from flowing out from the secondary tank 13 to the outside and opens the air inflow into the secondary tank 13 from the outside.
  • the bottom surface 13d of the secondary tank 13 is inclined so as to descend toward the front side (the left side in the figure), and the outlet pipe and nozzle of the secondary tank 13 Similarly, the cleaning liquid passages 11 a and 11 b and the air passage 12 (see FIG. 3) provided in 7 are inclined so as to descend toward the front side.
  • a pressure cleaning mode in which cleaning liquid and compressed air are jetted to clean the lens surface 1a
  • an air blow mode in which only compressed air is sent out to remove water droplets attached to the lens surface 1a
  • the cleaning liquid are intermittent.
  • Three modes are set, a continuous water injection mode that drops on the lens surface 1a and makes it difficult for dirt to adhere to the lens surface 1a.
  • the pressure washing mode will be described.
  • the cleaning liquid pump 3 is driven for a short time to accumulate the cleaning liquid in the secondary tank 13, and at the same time, the air pump 5 is driven. Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, both the cleaning liquid pump 3 and the air pump 5 are driven at time t0.
  • the cleaning liquid stored in the cleaning liquid storage tank (primary tank) 2 is supplied to the secondary tank 13 via the cleaning liquid pipe 4 at time t0 to t1 (for example, 200 msec).
  • Cleaning fluid accumulates in Times t0 to t1 are set as times when the cleaning liquid is filled in the secondary tank 13 by the cleaning liquid pump 3.
  • the compressed air delivered from the air pump 5 is introduced into the air passage 12 in the nozzle 7 shown in FIG. 3 via the air pipe 6, and then this compressed air is shown in FIG. 4 (b). It is sent from the front end portions 14a and 14b toward the combined flow paths 16a and 16b.
  • the air flow rate is increased at the front end portions 14a and 14b. Therefore, the tip portions 15a and 15b of the cleaning liquid passages 11a and 11b on the downstream side of the combined flow paths 16a and 16b become negative pressure, the cleaning liquid accumulated in the secondary tank 13 is sucked, and the sucked cleaning liquid is washed with the cleaning liquid passage 11a.
  • the cleaning liquid becomes mist from the combined flow paths 16a and 16b and is jetted together with the compressed air. Therefore, the mist-like cleaning liquid can be ejected and sprayed onto the lens surface 1a from the discharge ports 10a and 10b which are the tips of the joint channels 16a and 16b. For this reason, the foreign matter adhering to the lens surface 1a can be removed by the synergistic action of the mist-like cleaning liquid and the air pressure.
  • the air pump 5 compressed air delivery means
  • the cleaning liquid passages 11a and 11a are negatively generated by the compressed air injection.
  • the cleaning liquid supplied to 11b is sucked to eject the cleaning liquid from the discharge ports 10a and 10b, and the lens surface 1a is cleaned with the compressed air and the cleaning liquid thus ejected.
  • the cleaning liquid pump 3 cleaning liquid sending means
  • continuously sending compressed air from the air pump 5 compressed air sending means
  • This pressure cleaning mode is suitable for use in removing foreign matters such as mud adhering to the lens surface 1a.
  • the driving time of the cleaning liquid pump 3 shown in FIG. 7A is set long (for example, 400 msec between t0 and t1), the cleaning liquid accumulated in the secondary tank 13 is pushed out by the pressure of the cleaning liquid pump 3. Since the cleaning liquid can be pressurized and supplied to the cleaning liquid passages 11a and 11b, the lens surface 1a can be cleaned at a high pressure.
  • the air blow mode In the air blow mode, only the air pump 5 is driven in a state where no cleaning liquid is accumulated in the secondary tank 13. Specifically, as shown in FIG. 8A, the cleaning liquid pump 3 is stopped, and as shown in FIG. 8B, the air pump 5 is driven at time t10 to t11 (for example, 2 seconds). Then, the compressed air is jetted from the discharge ports 10a and 10b via the front end portions 14a and 14b of the air passage 12 and the combined channels 16a and 16b, and is blown onto the lens surface 1a. As a result, water droplets attached to the lens surface 1a of the camera 1 can be removed by air pressure.
  • the pipe 23 connected to the secondary tank 13 is substantially vertically oriented as shown in FIG. 6B, and the bottom surface 13d of the secondary tank 13 is located more than the discharge ports 10a and 10b. Since the bottom surface 13d of the secondary tank 13 and the pipe for the cleaning liquid are inclined downward, the cleaning liquid does not remain in the secondary tank 13 and the pipe. For this reason, even when the compressed air is injected and the inside of the secondary tank 13 becomes a negative pressure, it is possible to prevent the cleaning liquid from being introduced into the combined flow paths 16a and 16b, and to prevent the cleaning liquid from being mixed into the compressed air. it can.
  • the compressed air is ejected to remove water droplets attached to the lens surface 1a, it is possible to avoid the problem that the cleaning liquid mixed in the compressed air adheres to the lens surface 1a again. That is, in the air blow mode, the supply of the cleaning liquid by the cleaning liquid pump 3 (cleaning liquid sending means) is stopped, and the compressed air is sent to the air pipe 6 by the air pump 5 (compressed air sending means) in a state where the supply of the cleaning liquid is cut off. In this mode, the lens surface 1a is cleaned by ejecting compressed air from the discharge ports 10a and 10b.
  • the air blow mode is suitable for removing water droplets attached to the lens surface 1a.
  • the continuous water injection mode the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid pump 3 into the secondary tank 13, and the air pump 5 is intermittently driven to drop the cleaning liquid onto the lens surface 1a.
  • the cleaning liquid pump 3 is driven at time t20 to t21 to accumulate the cleaning liquid in the secondary tank 13, and then the air pump 5 at time t22.
  • the cleaning liquid is dropped on the lens surface 1a little by little.
  • the cleaning liquid is dropped in small amounts (for example, 0.25 cc) on the lens surface 1a at a time t22 to t23 of 30 msec.
  • the lens surface 1a can be kept wet all the time, and it is possible to prevent the contamination component contained in the water droplets rolled up by the vehicle when it rains. That is, in the continuous water injection mode, the compressed air is intermittently ejected from the discharge ports 10a and 10b a plurality of times, the cleaning liquid is sucked by the negative pressure generated by the injection of the compressed air, and the cleaning liquid is discharged from the discharge ports 10a and 10b to the lens surface 1a. Is a mode for injecting.
  • the continuous water injection mode is suitable for preventing the contamination component from being deposited on the lens surface 1a by keeping the lens surface 1a wet when it rains.
  • Each of the above-described cleaning modes may be set manually by the driver of the vehicle, or the camera 1 detects a dirty state or a weather state, and automatically selects a cleaning mode according to the detection results. You may make it wash
  • the air passage 12 is provided at the tip of the nozzle 7, the cleaning liquid passages 11 a and 11 b are provided in the vicinity of the air passage 12, and the air The tip portions 14a and 14b of the passage 12 and the tip portions 15a and 15b of the cleaning liquid passages 11a and 11b are joined together. Accordingly, by supplying compressed air to the air passage 12 and ejecting it from the tip portions 14a and 14b, the cleaning liquid is sucked in with the negative pressure on the cleaning liquid passages 11a and 11b, and the cleaning liquid and compressed air are collected in the combined flow paths 16a and 16b. And then sprayed onto the lens surface 1a of the camera 1. Accordingly, the cleaning liquid can be made mist, and the amount of cleaning liquid required for cleaning can be reduced.
  • the compressed air and the cleaning liquid are combined at the tip of the nozzle 7.
  • the present invention is not limited to this, and the air passage and the cleaning liquid passage are arranged close to each other.
  • the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid passage may be jetted in a mist form using the negative pressure at this time.
  • the tip portions 14a and 15a and 14b and 15b shown in FIG. 4 (b) do not merge and are jetted in a state where they are close to each other.
  • the present invention can be used for effectively cleaning the lens surface of a camera mounted on a vehicle with a small amount of cleaning liquid.

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Abstract

 ノズル(7)内に空気通路(12)及び2系統の洗浄液通路(11a),(11b)を設け、更に、空気通路(12)を2系統の先端部(14a),(14b)に分岐させる。そして、洗浄液通路(11a)の先端部と空気通路(12)の先端部(14a)を合流させ、且つ、洗浄液通路(11b)の先端部と空気通路(12)の先端部(14b)を合流させる。従って、空気通路(12)に圧縮空気が供給されると、この空気流により下流側に負圧が生じるので、洗浄液をミスト状にして吸引することができ、ミスト状の洗浄液と圧縮空気を混合してカメラのレンズ面(1a)を洗浄することができる。そして、洗浄液をミスト状とすることにより、使用する洗浄液の量を削減することができる。

Description

車載カメラの洗浄装置
 本発明は、例えば車両の後部に設置して該車両の後方を撮影する車載カメラを洗浄する洗浄装置に関する。
 例えば、自車両の後方に搭載して周囲映像を撮像し、自車両後方を走行する車両や周囲に存在する障害物を監視する車載カメラは、雨天時等には撮影面となるレンズに水滴や泥等の異物が付着する場合があり、このような場合には、周囲映像を鮮明に撮影することができない。そこで、車載カメラのレンズを洗浄する装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。該特許文献1に開示された洗浄装置では、カメラのレンズ面に洗浄液を吹き付け、その後、高圧空気を吹き付けてレンズに付着した異物を除去するようにしている。
特開2001-171491号公報
 しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来例では、レンズ面に多量の洗浄液を吹き付ける必要があるので、多量の洗浄液が消費されるという問題がある。
 本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、少ない洗浄液で確実にレンズ面を洗浄することが可能な車載カメラの洗浄装置を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本願の車載カメラの洗浄装置は、洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口がカメラのレンズ面に向くように配置され、洗浄液を吐出口へ導く洗浄液通路、及び圧縮空気を吐出口へ導く空気通路を有したノズルと、洗浄液配管を介して洗浄液をノズルに送出する洗浄液送出手段と、空気配管を介して圧縮空気をノズルに送出する圧縮空気送出手段とを有し、洗浄液通路の先端部と空気通路の先端部は、圧縮空気及び洗浄液が噴射された際には、その圧縮空気の噴射によって、洗浄液通路の先端部に負圧を発生させるように互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置される。
図1は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示すブロック図である。 図2は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示す斜視図であり、図2(a)は、車両の後部に搭載されるカメラに、本実施形態に係る洗浄装置を設置した状態を示す斜視図、図2(b)は、図2(a)に示す洗浄装置を「A」方向から見た図である。 図3は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるカメラユニットの一部破断斜視図である。 図4は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるノズル先端部の断面図であり、図4(a)は、ノズル先端部の分解図であり、図4(b)は、図4(a)に示す符号P1の部分の断面図である。 図5は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置に設けられるノズル先端部とカメラとの配置関係を示す説明図である。 図6は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示す図であり、図6(a)は、車両の後部に搭載されるカメラに、本実施形態に係る洗浄装置を設置した状態を示す斜視図、図6(b)は、図6(a)に示すノズルユニットのD-D線での断面図である。 図7は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行される加圧洗浄モードの処理を示すタイミングチャートであり、図7(a)は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図7(b)は空気ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。 図8は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行されるエアブローモードの処理を示すタイミングチャートであり、図8(a)は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図8(b)は空気ポンプの駆動を示すタイミングチャートである。 図9は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置で実行される連続注水モードの処理を示すタイミングチャートであり、図9(a)は、洗浄液ポンプの駆動を示すタイミングチャート、図9(b)は空気ポンプの駆動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。図1は、本発明の一実施形態に係る車載カメラの洗浄装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係る洗浄装置100は、洗浄液を蓄積する洗浄液貯留タンク(一次タンク)2と、該洗浄液貯留タンク2に蓄積された洗浄液を送り出す洗浄液ポンプ3(洗浄液送出手段)と、圧縮空気を送り出す空気ポンプ5(圧縮空気送出手段)と、カメラ1のレンズ面に向けて洗浄液、圧縮空気、或いは洗浄液と圧縮空気との混合を吐出するノズル7と、を備えている。
 更に、洗浄液ポンプ3にて送出される洗浄液を、該洗浄液を蓄積する二次タンク13に導く洗浄液配管4と、空気ポンプ5にて送出される圧縮空気を、ノズルユニット22のノズル7に導く空気配管6と、洗浄液ポンプ3及び空気ポンプ5の駆動を制御する制御部(制御手段)8と、を備えている。
 図2(a)は、車両の後部に搭載されるカメラ1に、本実施形態に係る洗浄装置100を設置した状態を示す斜視図、図2(b)は、図2(a)に示す洗浄装置100を「A」方向から見た図である。図2(a)に示すように、車両後部に固定されたカメラ1の側部近傍には、やはり車両後部に固定されてレンズ面1aを洗浄するノズルユニット22が設けられている。ノズルユニット22には、レンズ面1aに向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出するノズル7、及びキャップ7dが設けられている。ノズル7は、図2(b)に示すように、その先端部に洗浄液及び圧縮空気を噴出する2個の吐出口10a,10bが設けられている。即ち、ノズル7の吐出口10a,10bよりレンズ面1aに向けて洗浄液及び圧縮空気を噴出することにより、レンズ面1aに付着した異物を除去する構成とされている。
 図3は、図2(a)に示すノズルユニット22の一部破断斜視図である。図3に示すように、ノズルユニット22の先端側に設けられるノズル7には、その中央部に圧縮空気を導入する空気通路12が設けられ、該空気通路12の左右両側には、洗浄液を導入する洗浄液通路11a,11bが設けられている。また、空気通路12、及び洗浄液通路11a,11bの先端はカメラ1のレンズ面1aを向くように、略直角に屈曲している。
 更に、洗浄液通路11a,11bの上流側には、洗浄液を一時的に蓄積する二次タンク13が設けられている。該二次タンク13の側部には、洗浄液配管4を接続するためのプラグ13a、及び空気配管6を接続するためのプラグ13bが設けられており、このうちプラグ13bは、二次タンク13の下方に設けられた流路を介して空気通路12に接続されている。即ち、プラグ13bを経由してノズルユニット22内に導入される圧縮空気は直接空気通路12に導入される。
 また、プラグ13aは、二次タンク13に接続されており、該プラグ13aを経由して供給される洗浄液は、二次タンク13の上方から内部に流入する。この際、プラグ13aから二次タンク13に接続される配管は、図6(b)の符号23に示すように、鉛直方向を向いている。この配管23の詳細については後述する。
 また、図3に示すように、二次タンク13の底部は、2系統の洗浄液通路11a,11bに接続されて、更に、吐出口10a,10bよりも高い位置に設けられる。従って、図1に示した空気ポンプ5より送出される圧縮空気は、空気配管6を経由してノズル7の空気通路12に導入され、一方、洗浄液ポンプ3より送出される洗浄液は、二次タンク13に蓄積された後に、2系統の洗浄液通路11a,11bに導入されることになる。更に、二次タンク13は、図1に示した洗浄液貯留タンク2よりも容積が小さくされている。
 図4(b)は、ノズル先端部の詳細な構成を示す説明図であり、図4(a)に示す符号P1の部分の断面図を示している。図4(b)に示すように、ノズル7の先端部は中央に空気通路12が設けられ、該空気通路12を挟むように、2つの洗浄液通路11a,11bが設けられている。すなわち、本実施形態での洗浄液通路は、該空気通路12を挟むように設けられた2系統の洗浄液通路11a,11bから構成されている。
 各洗浄液通路11a,11bは、それぞれ先端部15a,15bに接続されており、この際、先端部15a,15bの流路面積は洗浄液通路11a,11bの流路面積よりも小さくされている。従って、洗浄液通路11a,11bを流れる洗浄液は、先端部15a,15b内で流速が速くなる。
 一方、空気通路12の先端は、2つの先端部14a(第1先端部),14b(第2先端部)に分岐している。この際、先端部14a,14bの流路面積は、空気通路12の流路面積よりも小さくされている。従って、空気通路12を流れる圧縮空気は、先端部14a,14bを通過する際に流速が速くなる。
 そして、一方の洗浄液通路11aの先端部15aと、空気通路12の一方の先端部14aが合流して合流路16a(第1合流路)を形成し、この先端が吐出口10a(図2(b)参照)とされている。また、他方の洗浄液通路11bの先端部15bと空気通路12の他方の先端部14bが合流して合流路16b(第2合流路)を形成し、この先端が吐出口10b(図2(b)参照)とされている。この際、合流路16aと合流路16bは、先端側に向けて互いに広がる方向を向いている。
 従って、図1に示す洗浄液ポンプ3より送出された洗浄液が二次タンク13内に蓄積され、且つ、空気ポンプ5より圧縮空気が送出されると、圧縮空気が流速を高めて噴射され、更に、圧縮空気が噴射されることにより二次タンク13、及び洗浄液通路11a,11bが負圧となって二次タンク13に蓄積された洗浄液を吸引する。このため、圧縮空気及び洗浄液が2つの合流路16a,16bを経由して吐出口10a,10bから噴射され、レンズ面1aに吹き付けられることになる。この際、洗浄液と圧縮空気が混合した液体は図5に示すように、広がる方向に噴射されることになり、レンズ面1a全体を洗浄することができる。
 また、図4(b)に示すように、ノズル7の先端部の噴射面7aは、その周囲の側面(ノズル先端面)7bよりも前方に突起した構成とされている。従って、吐出口10a,10bより噴射される洗浄液がノズル7の側面7bに付着することを防止できる。具体的には、図5の符号P2,P3に示す領域に洗浄液が付着することを防止できる。
 図6(b)は、図6(a)に示すノズルユニット22のD-D線での断面図である。図6(b)に示すように、ノズル7の底面7cと、カメラ1の筐体の上面1bとの間には、若干の隙間が設けられている。更に、隙間の幅は、奥側に向かうに連れて狭くなるように構成されている。このような構成により、ノズル7の底面7cとカメラ1の筐体の上面1bとの間に洗浄液が侵入した場合でも、この洗浄液は表面張力によってノズル7とカメラ1の隙間部分の奥側に徐々に押し出され、カメラ1の正面視の左右側から外部に放出されることになる。つまり、ノズル7の底面7cとカメラ1の筐体の上面1bとの間に若干の隙間が存在することにより、洗浄液が滞留して固形化する等の問題を回避することができる。
 また、図6(b)に示すように、ノズル7の上流側に設けられる二次タンク13の上部には、該二次タンク13内に洗浄液を供給するための供給口13cが設けられ、該供給口13cには、鉛直方向を向く配管23が設けられている。そして、該配管23が図3に示したプラグ13aに接続される。配管23が鉛直方向を向くことにより、洗浄液ポンプ3(図1参照)より洗浄液の供給が停止している場合には、管路中に蓄積された洗浄液が不規則に二次タンク13内に流入することを回避できる。即ち、二次タンク13内が空になった状態で、振動などに起因して二次タンク13内に洗浄液が流入することを防止することができる。
 また、二次タンク13の上面には逆止弁24が設けられている。逆止弁24は、例えばアンブレラ弁であり、二次タンク13内の圧力が負圧になった場合には弁が解放されて通気孔25から外気が導入され、二次タンク13内の圧力が正圧になった場合には、弁が閉鎖されて外気への放出を防止する構成とされている。従って、二次タンク13が負圧となった場合には、二次タンク13内に外部の空気が流入することになり、洗浄液配管4を経由して洗浄液が流入することを防止できる。即ち、二次タンク13は、二次タンク13から外部への空気の流出を阻止し、外部から二次タンク13内への空気の流入を開放する逆止弁を備える。
 更に、図6(b)に示すように、二次タンク13の底面13dは前側(図中左側)に向けて下降するように傾斜しており、更に、二次タンク13の出口配管、及びノズル7に設けられる洗浄液通路11a,11b、空気通路12(図3参照)も同様に、前側に向けて下降するように傾斜する構成とされている。このような構成とすることにより、二次タンク13内に蓄積された洗浄液は一定の場所に滞留することがなく、各部位の傾斜により確実に下流側へと流れることになる。
 次に、上述のように構成された本実施形態に係る洗浄装置100の作用について説明する。本実施形態では、洗浄液と圧縮空気を噴射してレンズ面1aを洗浄する加圧洗浄モードと、圧縮空気のみを送出してレンズ面1aに付着した水滴を除去するエアブローモード、及び洗浄液を断続的にレンズ面1aに滴下してレンズ面1aに汚れが付着し難くする連続注水モードの3つのモードを設定している。
 初めに、加圧洗浄モードについて説明する。加圧洗浄モードでは、洗浄液ポンプ3を短時間駆動させて二次タンク13内に洗浄液を蓄積し、これと同時に空気ポンプ5を駆動させる。具体的には、図7(a),(b)に示すように、時刻t0にて洗浄液ポンプ3及び空気ポンプ5を共に駆動させる。
 すると、時間t0~t1(例えば、200msec)にて、洗浄液貯留タンク(一次タンク)2に貯留されている洗浄液が洗浄液配管4を経由して二次タンク13に供給され、該二次タンク13内に洗浄液が蓄積される。なお、時間t0~t1は、洗浄液ポンプ3により二次タンク13内に洗浄液を満タンとする時間として設定されている。
 また、空気ポンプ5より送出される圧縮空気は、空気配管6を経由して図3に示したノズル7内の空気通路12に導入され、その後、この圧縮空気は図4(b)に示した先端部14a,14bから合流路16a,16bに向けて送出される。この際、先端部14a,14bは、空気通路12よりも流路面積が小さく設定されているので、先端部14a,14bでは空気の流速が速くなる。従って、合流路16a,16bの下流側となる洗浄液通路11a,11bの先端部15a,15bが負圧となり、二次タンク13内に蓄積された洗浄液が吸引され、吸引された洗浄液は洗浄液通路11a,11bを経由して合流路16a,16bに流入する。即ち、圧縮空気の空気流により、二次タンク13内の圧力が低下することを利用して、洗浄液通路11a,11bに二次タンク13からの洗浄液を吸引し、洗浄液を合流路16a,16bに流入させる。
 その結果、合流路16a,16bより洗浄液がミスト状となって圧縮空気と共に噴射される。従って、合流路16a,16bの先端となる吐出口10a,10bから、ミスト状の洗浄液を噴射してレンズ面1aに吹き付けることができる。このため、レンズ面1aに付着した異物を、ミスト状の洗浄液と空気圧との相乗作用により除去することができる。
 また、二次タンク13内の洗浄液が噴射され、図7(b)に示す時刻t2にて洗浄液が全て消費されると、その後のt2~t3間は圧縮空気のみが噴射されることになり、この圧縮空気によりレンズ面1aに付着した水滴を除去することができる。
 つまり、加圧洗浄モードは、空気ポンプ5(圧縮空気送出手段)を駆動させて、吐出口10a,10bより圧縮空気を噴射し、且つ、圧縮空気の噴射により生じる負圧にて洗浄液通路11a,11bに供給される洗浄液を吸引して吐出口10a,10bより洗浄液を噴射し、噴射した圧縮空気及び洗浄液によりレンズ面1aを洗浄するモードである。洗浄液ポンプ3(洗浄液送出手段)を作動させ、且つ、空気ポンプ5(圧縮空気送出手段)より連続的に圧縮空気を送出することにより吐出口10a,10bより連続的に洗浄液と圧縮空気を噴射する。圧縮空気の噴射により、洗浄液通路が負圧となることで洗浄液がミスト化して噴射されるので、少ない洗浄液で効果的にレンズ面を洗浄することができる。この加圧洗浄モードは、レンズ面1aに付着した泥等の異物を除去する用途に適している。
 また、図7(a)に示した洗浄液ポンプ3の駆動時間を長く設定すれば(例えば、t0~t1間を400msec)、洗浄液ポンプ3の圧力により二次タンク13内に蓄積された洗浄液を押し出すことができ、洗浄液通路11a,11bに洗浄液を加圧して供給できるので、レンズ面1aを高圧洗浄することが可能となる。
 次に、エアブローモードについて説明する。エアブローモードでは、二次タンク13内に洗浄液が蓄積されていない状態で、空気ポンプ5のみを駆動させる。具体的には、図8(a)に示すように、洗浄液ポンプ3を停止させ、図8(b)に示すように、空気ポンプ5を時間t10~t11(例えば、2秒)で駆動させる。すると、圧縮空気は空気通路12の先端部14a,14b、及び合流路16a,16bを経由して吐出口10a,10bより噴射され、レンズ面1aに吹き付けられる。その結果、カメラ1のレンズ面1aに付着した水滴を空気圧により除去することができる。
 この際、二次タンク13に連結される配管23は、図6(b)に示したようにほぼ鉛直方向を向いており、また、二次タンク13の底面13dは吐出口10a,10bよりも高い位置に設けられ、且つ、二次タンク13の底面13d、及び洗浄液の配管が下方に向いて傾斜しているので、二次タンク13内、及びその配管に洗浄液は残留していない。このため、圧縮空気が噴射されて二次タンク13内が負圧となった場合でも、洗浄液が合流路16a,16b側に導入されることを防止でき、圧縮空気に洗浄液が混入することを防止できる。このため、圧縮空気を噴射してレンズ面1aに付着した水滴を除去する際に、圧縮空気に混入した洗浄液が再度レンズ面1aに付着するという問題の発生を回避することができる。即ちエアブローモードは、洗浄液ポンプ3(洗浄液送出手段)による洗浄液の送出を停止し、洗浄液の供給が遮断された状態で空気ポンプ5(圧縮空気送出手段)にて圧縮空気を空気配管6に送出して、吐出口10a,10bより圧縮空気を噴射することによりレンズ面1aを洗浄するモードである。エアブローモードは、レンズ面1aに付着した水滴を除去することに適している。
 次に、連続注水モードについて説明する。連続注水モードでは、洗浄液ポンプ3から二次タンク13内に洗浄液を供給し、更に、空気ポンプ5を断続的に駆動させることにより、レンズ面1aに洗浄液を滴下する。具体的には、図9(a),(b)に示すように、時間t20~t21で洗浄液ポンプ3を駆動させて二次タンク13に洗浄液を蓄積し、その後、時刻t22にて空気ポンプ5を時間T1の間に断続的に複数回駆動させることにより、洗浄液を少量ずつレンズ面1aに滴下する。例えば、時間t22~t23を30msecとしてレンズ面1aに少量(例えば、0.25cc)ずつ洗浄液を滴下する。
 その結果、レンズ面1aを常に濡らした状態を保持することができ、雨天時に自車の巻き上げた水滴に含まれる汚れ成分が析出することを防止することができる。即ち、連続注水モードは、圧縮空気を吐出口10a,10bより断続的に複数回噴射し、圧縮空気の噴射により生じる負圧により洗浄液を吸引して、吐出口10a,10bよりレンズ面1aに洗浄液を噴射するモードである。そして、この連続注水モードは、雨天時にレンズ面1aを濡らした状態に維持して、レンズ面1aに汚れ成分が析出することを未然に防止することに適している。
 上述した各洗浄モードは、車両の運転者が手動操作で設定しても良いし、カメラ1の汚れ状態や天候の状態を検出し、これらの検出結果に応じて自動で洗浄モードを選択して洗浄するようにしても良い。
 このようにして、本実施形態に係る車載カメラの洗浄装置100では、ノズル7の先端部に空気通路12を設け、且つ、該空気通路12の近傍に洗浄液通路11a,11bを設け、更に、空気通路12の先端部14a,14bと洗浄液通路11a,11bの先端部15a,15bとをそれぞれ合流させている。従って、空気通路12に圧縮空気を供給して先端部14a,14bから噴射させることにより、洗浄液通路11a,11b側を負圧として、洗浄液を吸引し、合流路16a,16bにて洗浄液と圧縮空気とを混合させ、その後、カメラ1のレンズ面1aに噴射することができる。従って、洗浄液をミスト状とすることができ、洗浄に要する洗浄液量を削減することが可能となる。
 また、洗浄液と圧縮空気が合流する合流路16a,16bを2系統設け、且つ、各合流路16a,16bは先端部に向けて互いに広がるように設けられるので、ミスト状とされた洗浄液をカメラ1のレンズ面1a全体に噴射することができ、レンズ面1aをむらなく洗浄することができる。
 更に、図4(b)に示したように、ノズル7の噴射面7aは、側面7bよりも突起しているので、ノズル7の噴射面7aより噴射される洗浄液が側面7bに付着することを防止でき、側面7bに洗浄液が固化して付着するという問題を回避することができる。
 また、図6(b)に示したように、ノズル7の底面7cとカメラ1の筐体の上面1bとの間には若干の隙間をもって配置されるので、この隙間から奥側に入り込んだ洗浄液はより奥側へと押し込まれ、その後左右の隙間から外部へ放出されるので、洗浄液が固化することにより生じる汚れが蓄積されるという問題の発生を回避することができる。
 以上、本発明の車載カメラの洗浄装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
 例えば、上述した実施形態では、ノズル7内に1系統の空気通路12、及び2系統の洗浄液通路を設け、これらを合流させて2系統の合流路16a,16bを形成する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、1つ以上の空気通路と1つ以上の洗浄液通路が先端部で合流する構成とすることもできる。
 また、上述した実施形態では、ノズル7の先端部で圧縮空気と洗浄液を合流させる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、空気通路と洗浄液通路とを近接して配置し、空気通路から圧縮空気が吐出された際に、このときの負圧を利用して洗浄液通路から供給される洗浄液をミスト状にして噴射する構成とすることも可能である。この場合には、図4(b)に示した各先端部14aと15a、及び14bと15bは合流せず、それぞれが近接した状態で噴射することとなる。
 本出願は、2012年7月11日に出願された日本国特許願第2012-155357号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
 本発明は、車両に搭載されるカメラのレンズ面を少ない量の洗浄液で効果的に洗浄することに利用することができる。
 1 カメラ
 1a レンズ面
 1b 上面
 2 洗浄液貯留タンク(一次タンク)
 3 洗浄液ポンプ
 4 洗浄液配管
 5 空気ポンプ
 6 空気配管
 7 ノズル
 7a 噴射面
 7b 側面(ノズル先端面)
 7c 底面
 7d キャップ
 8 制御部
 10a,10b 吐出口
 11a,11b 洗浄液通路
 12 空気通路
 13 二次タンク
 13a,13b プラグ
 13c 供給口
 13d 底面
 14a,14b 先端部
 15a,15b 先端部
 16a,16b 合流路
 22 ノズルユニット
 23 配管
 24 逆止弁
 25 通気孔
 100 洗浄装置

Claims (4)

  1.  車両に搭載されるカメラのレンズ面を洗浄する車載カメラの洗浄装置において、
     洗浄液及び圧縮空気を吐出する吐出口が前記レンズ面に向くように配置され、前記洗浄液を前記吐出口へ導く洗浄液通路、及び前記圧縮空気を前記吐出口へ導く空気通路を有したノズルと、
     洗浄液配管を介して前記洗浄液を前記ノズルに送出する洗浄液送出手段と、
     空気配管を介して前記圧縮空気を前記ノズルに送出する圧縮空気送出手段と、
     を有し、
     前記洗浄液通路の先端部と前記空気通路の先端部は、前記圧縮空気及び前記洗浄液が噴射された際には、前記圧縮空気の噴射によって、前記洗浄液通路の先端部に負圧を発生させるように互いに近接配置されるか、或いは合流するように配置されることを特徴とする車載カメラの洗浄装置。
  2.  請求項1に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
     前記洗浄液通路は、前記空気通路を挟むように設けられた2系統の洗浄液通路から構成されており、
     前記空気通路の先端部は第1先端部と第2先端部の2系統に分岐され、
     一方の洗浄液通路の先端部と前記空気通路の第1先端部が合流して第1合流路を形成し、他方の洗浄液通路の先端部と前記空気通路の第2先端部が合流して第2合流路を形成し、
     前記第1合流路の先端と前記第2合流路の先端は、先端側に向けて互いに広がるように配置されること
    を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
  3.  請求項1または請求項2のいずれかに記載の車載カメラの洗浄装置であって、
     前記ノズルの前記吐出口は、ノズル先端面よりも前方に突起していること
    を特徴とする車載カメラの洗浄装置。
  4.  請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の車載カメラの洗浄装置であって、
     前記ノズルは、前記カメラの筐体との間に所定の隙間をもって設置されることを特徴とする車載カメラの洗浄装置。
PCT/JP2013/068716 2012-07-11 2013-07-09 車載カメラの洗浄装置 Ceased WO2014010579A1 (ja)

Priority Applications (7)

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US14/413,785 US9796361B2 (en) 2012-07-11 2013-07-09 Cleaning device for vehicle-mounted camera
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