(57)【要約】【課題】  構成の複雑化を生じることなくランプクリーナで噴射する洗浄液量の増大を防止し、規定の洗浄回数を確保する一方で洗浄液タンクの大型化を防止する。【解決手段】  車載バッテリ１５を電源とするクリーナモータ１３を回転してランプ洗浄液を噴射するランプクリーナにおいて、洗浄液を噴射する際のクリーナモータ１３の回転を制御するクリーナ制御手段１を備えており、クリーナ制御手段１（演算回路２０）はバッテリ１５の電圧を検出する電圧検出手段２０１と、検出した電圧により噴射量が増大しないようにクリーナモータ１３の回転時間を制御するタイマ制御手段２０２とを備える。タイマ制御手段２０２はバッテリ電圧が基準電圧よりも大きいときに、当該電圧に応じてタイマ時間を短縮する構成とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載バッテリを電源とするモータを回転してランプの洗浄液を噴射するランプクリーナにおいて、前記洗浄液を噴射する際のモータの回転を制御するクリーナ制御手段を備えており、前記クリーナ制御手段は前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、検出した電圧により噴射量が増大しないように前記モータを回転するタイマ時間を制御するタイマ制御手段とを備えることを特徴とするランプクリーナ。
【請求項２】
前記タイマ制御手段は、検出された電圧が基準電圧よりも大きいときに、当該電圧に応じてタイマ時間を短縮することを特徴とする請求項１に記載のランプクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等の車両のヘッドランプのレンズや前面カバーを清浄するためのランプクリーナに関し、特にモータを駆動源とするポンプを利用して洗浄液をランプに向けて噴射して清浄を行うためのランプクリーナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のヘッドランプはレンズや前面カバー（以下、レンズ等と称する）に泥や塵埃等の異物が付着するとランプ内の光源から出射した光の透過率が低下し、自動車の前方の照明効率が低下したり、異物によって光の散乱が生じて対向車や先行車等を眩惑する要因になる。これを防止するためにランプの前面カバーを洗浄するためのランプクリーナが設けられており、このランプクリーナによって前面カバーでの光の透過率、すなわち配光回復率を法規で規定されている７０％以上を確保している。この種のランプクリーナとして洗浄液をランプのレンズ等に向けて噴射するランプクリーナが提供されている。このランプクリーナは車載バッテリを電源として回転するモータを駆動源とするポンプを設け、洗浄液タンク内に溜めている洗浄液をポンプによって吸い上げ、その吸い上げ圧を利用して噴射ノズルからレンズ等に向けて洗浄液を霧状に噴射させるものである。
【０００３】
このようなランプクリーナでは、１回に噴射する洗浄液の量を管理することが重要であり、液量が余りに少ないと十分な洗浄を行うことができず、噴射量が多過ぎると洗浄液が無駄に消費されることになる。特に、後者の場合には、自動車に規定されている洗浄液タンクの容量、すなわち５０回又は２５回の作動後、洗浄液の残量が１０００ｃｍ3 あることを満たすためには無駄な噴射量の分だけ洗浄液が無駄に消費され、規定のクリーナ回数を満たすことが難しくなり、その一方では洗浄液タンクの容量が大きくなって洗浄液を洗浄タンクに入れたときの重量が重くなり、近年における自動車のエコロジー化で要求されている自動車の総重量の低減を実現する際の障害になる。洗浄液の無駄な噴射を防止するための技術として、タイマを用いてモータの回転時間を管理する技術が提案されている。すなわち、モータを一定時間だけ回転すれば噴射量を一定に管理して配光回復率７０％を確保することができ、洗浄液の無駄な消費を防止することができるとの考えに立脚するものである。
【０００４】
しかし、自動車においては種々の原因によって車載バッテリの電圧が変動することが多く、また、ランプクリーナのモータは直流モータで構成されているために、電源電圧が変動するとこれに伴って回転速度が変化され、タイマで設定した一定時間におけるモータの回転数が変化されてしまい、モータの回転数と密接な関係のある噴射量も変化してしまうことなる。特に、自動車のエンジンが駆動しているときにはバッテリ充電用のオルタネータが駆動してバッテリに対してバッテリ電圧の１２Ｖ以上の電圧、例えば１４．５Ｖ程度の電圧が印加されることがある。このように、車載バッテリの電圧が上昇するとモータの回転数が増加し、結果として噴射量が増加する。このような問題に対処するため、特許文献１にはモータの回転数を直接管理する技術が提案されている。特許文献１ではモータの回転に伴って発生するパルスを計測し、所定のパルス数を計測したときにモータの回転を停止することでモータの回転数を一定数に制御して噴射量を一定に管理している。
【特許文献１】特開平５−１６２６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術はモータの回転数を一定に保ち、噴射量を一定に保つことができるので極めて有効な技術である。しかし、これを実現するためにはモータの制御系にモータの回転数を計測する手段や、所定の回転数を計測したときにモータの回転を停止させるための手段が必要であるため、これらの手段を構成する機械的部品や電気的部品によって制御系の構成が複雑になるとともに大型化、重量増加が生じてしまう。すなわち、洗浄液タンクの容量を低減して重量の低減を図る面では有効であるが、その一方でランプクリーナの制御系におけるスベースや重量の増加が生じることになり洗浄液タンクの重量低減の効果が失われてしまうことになる。
【０００６】
本発明の目的は機械的、電気的な構成の複雑化を生じることなく噴射量の増大を防止し、これにより規定の洗浄回数を確保する一方で洗浄液タンクの容量がいたずらに大きくなることを防止したランプクリーナを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、車載バッテリを電源とするモータを回転してランプの洗浄液を噴射するランプクリーナにおいて、洗浄液を噴射する際のモータの回転を制御するクリーナ制御手段を備えており、クリーナ制御手段はバッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、検出した電圧により噴射量が増大しないようにモータを回転するタイマ時間を制御するタイマ制御手段とを備えることを特徴とする。特に、本発明において、タイマ制御手段は検出された電圧が基準電圧よりも大きいときに、当該電圧に応じてタイマ時間を短縮する構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電圧検出手段がバッテリ電圧の上昇を検出し、モータの回転速度が速くなったときにはタイマ制御手段がモータの回転時間を短縮することにより噴射する洗浄液が増大することを防止する。これらの電圧検出手段とタイマ制御手段は電気回路で構成することが可能であるので、モータの回転数を検出するための機械的、電気的な付加部品が不要になり構成の複雑化を生じることなく噴射量の無駄な増大が防止でき、規定の洗浄回数を確保する一方で洗浄液タンクの容量を低減することが可能になる。
【実施例１】
【０００９】
次に、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明にかかるランプクリーナを適用した自動車の前部の概略図であり、自動車の左右のヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬの各前面カバーに臨む位置にそれぞれクリーナノズル２が配設され、洗浄液を各前面カバーの表面に噴射できるようになっている。これらクリーナノズル２はホース３を通じて連通された上でクリーナポンプ４に接続されており、クリーナポンプ４は駆動されたときに洗浄液タンク５に溜められた洗浄液を吸い上げてホース内を圧送し、クリーナノズル２から噴射させるようになっている。前記クリーナポンプ４を駆動するための後述するクリーナモータ１３（図２参照）は直流モータで構成されており、クリーナ制御回路１によってその回転が制御されるようになっている。また、この実施例１では自動車のフロントガラスを清浄化するためのウインドウォッシャが設けられており、ランプクリーナはこのウインドウォッシャに関連付けられて動作されるようにも構成されている。ウインドウォッシャはフロントガラスに洗浄液を噴射するためのウォッシャノズル７を配設しており、洗浄液の噴射と同時にワイパー８を駆動してフロントガラスを洗浄する。ウインドウォッシャで用いる清浄液はランプクリーナの清浄液と兼用されており、前記洗浄液タンク５の洗浄液を後述するウォッシャモータを駆動源とするウォッシャポンプ９により吸い上げて噴射させるようになっている。前記自動車の車室内には前記ランプクリーナを動作させるためのワンプッシュ式のクリーナスイッチ６が設けられており、運転者によってオン／オフ操作されるようになっている。また、図１には表れないが、前記ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを点灯するためのヘッドランプスイッチ１１とウインドウォッシャを動作させるためのウォッシャスイッチ１２も設けられている（図２参照）
【００１０】
図２は前記クリーナ制御回路１を含む制御系の回路構成図であり、ヘッドランプ点灯回路及びウォッシャ制御回路と関連付けられた構成とされている。ヘッドランプ点灯回路は、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを点灯／消灯するためのヘッドランプリレー１４を備えており、ヘッドランプスイッチ１１をオンしたときにバッテリ１５をヘッドランプリレー１４に接続することでヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬを点灯する回路である。ウォッシャ制御回路は前記ウォッシャポンプ９の駆動源となるウォッシャモータ１６をイグニッションスイッチ１７を介してバッテリ１５に接続し、かつこのウォッシャモータ１６をウォッシャスイッチ１２を介して接地端子に接続しており、ウォッシャスイッチ１２をオンしたときにウォッシャポンプ９を駆動し、洗浄液タンク５の洗浄液をウォッシャノズル７からフロントガラスに噴射させる回路である。このとき同時にワイパー８を動作させることは言うまでもない。
【００１１】
クリーナ制御回路１は前記したクリーナスイッチ６とクリーナポンプ４の駆動源としてのクリーナモータ１３に加えて、演算回路２０と、タイマ定数回路２１と、クリーナリレー２２を備えた１つのユニットとして構成している。このクリーナ制御回路１は複数の端子を備えている。すなわち、クリーナ制御回路１のＩＧ端子には前記イグニッションスイッチ１７を介してバッテリ１５が接続される。Ｈ端子には前記クリーナスイッチ６の一端が接続される。このクリーナスイッチ６の他端は前記ヘッドランプリレー１４とヘッドランプスイッチ１１の接続点に接続されている。ＦＲＷＡ端子には前記ウォッシャモータ１６とウォッシャスイッチ１２の接続点に接続されている。ＨＤＬＯ端子は前記ヘッドランプリレー１４とヘッドランプスイッチ１２の接続点に接続されている。さらに、前記クリーナリレー２２の出力端子であるＰＢ端子には前記クリーナポンプ４を駆動するクリーナモータ１３が接続され、Ｅ端子は接地されている。
【００１２】
前記演算回路２０はいわゆるマイクロコンピュータ又はカスタムＩＣで構成されており、ＩＧ端子を介してバッテリ電圧（ＶＢＢ）が入力されたときにパワーオンするように構成され、ＦＲＷＡ端子、ＨＤＬＯ端子、Ｈ端子の入力状態、すなわち入力される信号レベルに基づいて予め設定された所要の演算を行い、クリーナリレー２２をオン／オフ制御するように構成されている。特に、演算回路２０は、ＩＧ端子に入力されたバッテリ電圧ＶＢＢを検出する電圧検出手段２０１と、タイマ定数回路２１で設定されるタイマ時間を制御してクリーナリレー２２をオンする時間を制御するタイマ制御手段２０２とを有している。電圧検出手段２０１は検出したバッテリ電圧（ＶＢＢ）を基準電圧（１３Ｖ）と比較する。タイマ制御手段２０２は電圧検出手段２０１で電圧を比較した結果に基づいてクリーナリレー２２をオンする時間を制御するようになっている。電圧検出手段２０１については一般的に使用される電圧検出手段をそのまま利用することができる。タイマ制御手段２０２はここではプログラミング等のソフト的な構成によって実現している。すなわち、タイマ定数回路２１は内蔵した、又は外付けした抵抗とコンデンサによって基準タイマ時間が設定されるようになっており、前記タイマ制御手段２０２はこの基準タイマ時間を参照し、基準タイマ時間、あるいはこれを修正したタイマ時間だけ前記クリーナリレー２２をオン動作させるようになっている。このタイマ制御手段２０２でのタイマ制御は、例えば内部クロックをカウントすることでタイマ時間を計時するように構成される。
【００１３】
以上の構成のランプクリーナの動作を説明する。図３（ａ）はクリーナ制御回路１における動作を説明するためのフローチャートである。ここでは、基本的にはＩＧ端子のレベルを検出してイグニッションスイッチ１７がオンされているか否かを判定し（Ｓ１１）、次いでＨＤＬＯ端子のレベルを検出してヘッドランプＨＬＨ，ＲＨＬが点灯しているときに（Ｓ１２）、Ｈ端子のレベルを検出してクリーナスイッチ６がオンされているか否かを判定し（Ｓ１３）、クリーナスイッチ６がオンされているときにクリーナリレー２２をオンしてＰＢ端子の信号でクリーナモータ１３を回転し（Ｓ１４）、クリーナ動作を実行するフローとなっている。
【００１４】
この動作を図４（ａ）のタイミング図を参照して説明する。イグニッションスイッチ１７がオンされると演算回路２０にバッテリ電圧（ＶＢＢ）が印加されるので演算回路２０はパワーオンし、クリーナ制御回路１がクリーナ動作可能な状態になる。タイミングｔ１においてクリーナスイッチ６がオンされると、Ｈ端子にはヘッドランプリレー１４とヘッドランプスイッチ１１との接続点の電圧が入力される。しかし、ヘッドランプスイッチ１１がオフされているときにはＨ端子の電圧はほぼバッテリ１５の電圧であるのでＨ端子は“Ｈ”となり、演算回路２０はクリーナリレー２２をオフのままに保持する。したがってＰＢ端子は“Ｈ”レベルのままであり、クリーナモータ１３は回転されずクリーナ動作を行わない。タイミングｔ２でヘッドランプスイッチ１１がオンされてヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが点灯され、このときにタイミングｔ３でクリーナスイッチ６がオンされるとＨ端子は“Ｌ”になり、演算回路２０はクリーナリレー２２をオンにする。これにより若干の遅れをもってＰＢ端子は“Ｌ”レベルとなり、クリーナモータ１３が回転を開始しクリーナポンプ４を駆動して洗浄液タンク５の洗浄液を噴射し、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬのクリーナ動作を実行する。このクリーナ動作は演算回路２０において設定されている基準タイマ時間に基づいてＴ１時間だけ行われ、タイミングｔ４においてクリーナ動作が停止される。すなわち、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが点灯しているときにのみクリーナスイッチ６のオンによりクリーナ動作を実行することになる。なお、クリーナ動作を行っている間に再度クリーナスイッチ６がオンされてもこれは無視される。
【００１５】
図３（ｂ）はクリーナ制御回路１での他の動作を説明するためのフローチャートである。ここでは、基本的にはＩＧ端子のレベルを検出してイグニッションスイッチ１７がオンされているか否かを判定し（Ｓ２１）、次いでヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが点灯されているか否かを判定し（Ｓ２２）、ヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが点灯されているときにＦＲＷＡ端子のレベルを検出してウォッシャスイッチ１２がオンされているか否かを判定し（Ｓ２３）、ウォッシャスイッチ１２がオンされているときにはクリーナスイッチ６がオンされなくてもクリーナリレー２２をオンしてＰＢ端子の信号でクリーナモータ１３を回転し（Ｓ２４）、クリーナ動作を実行するフローとなっている。
【００１６】
この動作を図４（ｂ）のタイミング図を参照して説明する。イグニッションスイッチ１７がオンされてＩＧ端子にバッテリ電圧（ＶＢＢ）が印加されているときにタイミングｔ１１においてヘッドランプスイッチ１１がオンされてＨＤＬＯ端子が“Ｌ”レベルになっても、ウォッシャスイッチ１２がオフでＦＲＷＡ端子が“Ｈ”レベルであり、かつクリーナスイッチ６がオフされてＨ端子が“Ｈ”レベルのときには、クリーナモータ１３は回転せず、クリーナ動作は行われない。また、これとは反対にタイミングｔ１２においてウォッシャスイッチ１２がオンされてウォッシャ動作が行われ、同時にＦＲＷＡ端子が“Ｌ”レベルになってもヘッドランプスイッチ１１がオフされてＨＤＬＯ端子が“Ｈ”レベルのときにもクリーナモータ１３は回転しない。なお、ウォッシャ動作はウォッシャスイッチ１２のオンによりウォッシャモータ１６が駆動され、ウォッシャポンプ９により洗浄タンク５内の洗浄液が吸い出されウォッシャノズル７からフロントガラスに噴射される。また、これと同時にワイパー８も同時に動作してフロントガラスを払拭する動作である。
【００１７】
タイミングｔ１３において、ヘッドランプスイッチ１１がオンされてヘッドランプＬＨＬ，ＲＨＬが点灯されているときにウォッシャスイッチ１２がオンされると、ＨＤＬＯ端子とＦＲＷＡ端子が共に“Ｌ”レベルになり、このときクリーナスイッチ６がオフされてＨ端子が１“Ｌ”になっていなくてもクリーナモータ１３が回転され、クリーナ動作が実行される。すなわち、ヘッドランプスイッチ１１がオンされてＨＤＬＯ端子が“Ｌ”レベルのときにウォッシャスイッチ１２がオンされてＦＲＷＡ端子が接地されて“Ｌ”になると演算回路２０はクリーナスイッチ６をオンしなくてもクリーナ動作を実行する。したがって、ヘッドランプ点灯時にウォッシャが動作されるときにはこれと同時にクリーナ動作が実行されることになる。
【００１８】
なお、タイミングｔ１４では、ウォッシャスイッチ１２がオンされている状態のときにヘッドランプスイッチ１１がオンされたときにもクリーナ動作を実行する。また、タイミングｔ１５では、ウォッシャスイッチ１２とヘッドランプスイッチ１１がオンされている状態のときにイグニッションスイッチ１７をオンされたときにもクリーナ動作を実行する。
【００１９】
以上のようにしてクリーナ動作が実行されたときに本発明にかかる洗浄液の無駄な消費を防止する制御が行われる。図５はそのフローチャートである。演算回路２０ではバッテリ電圧が予め設定した基準電圧（ここでは１３Ｖ）のときにクリーナモータ１３が所定数だけ回転してクリーナポンプ４において所定量の洗浄液を噴射するようにクリーナモータ１８の回転時間を基準タイマ時間として設定している。そして、クリーナリレー２２に通電する条件、すなわちクリーナ動作を行う条件が成立したことを確認すると（Ｓ３１）、クリーナモータ１３を回転する制御時間、すなわちタイマ動作時間をタイマ定数回路２１で設定されるタイマ時間に基づいて設定する。このとき、ＩＧ端子に入力されるバッテリ電圧を検出し、検出したバッテリ電圧を基準電圧１３Ｖと比較する（Ｓ３２）。自動車のエンジンが駆動される等してバッテリ電圧が基準電圧よりも上昇したときにはクリーナモータ１３の回転速度はバッテリ電圧の上昇にほぼ比例して増大されてしまうため、演算回路２０によりタイマ時間を基準タイマ時間よりも短縮する制御を行い（Ｓ３３）、この短縮したタイマ時間だけクリーナモータ１３を回転させるようにクリーナリレー２２のオン時間を制御する（Ｓ３４）。
【００２０】
図６はバッテリ電圧とタイマ時間との関係を示す図であり、横軸がバッテリ電圧、縦軸がタイマ時間である。演算回路２０は検出したバッテリ電圧が基準電圧１３Ｖより高くなったときには、当該バッテリ電圧の上昇に反比例するようにタイマ時間を短縮する。すなわち、バッテリ電圧が高くなってクリーナモータ１３の回転速度が高速になった場合でも回転数がほぼ一定数になるように回転時間を短縮する。これにより、同図にも示すように洗浄液の噴射量は増大することなくほぼ一定に保たれる。したがって、バッテリ電圧の上昇にかかわらず洗浄液が無駄に噴射されることはなく、洗浄液を節約して規定の洗浄回数を確保する一方で洗浄液タンクの大型化が防止される。電圧変化に対応してタイマ時間を変化制御する。
【００２１】
一方、ランプの点灯やエアコンの使用等によってバッテリ電圧が基準電圧よりも低下したときには、プロセッサはタイマ時間を短縮することなく基準タイマ時間を保持する。このときにはクリーナモータ１３の回転数はバッテリ電圧の低下に伴って低減され、洗浄液の噴射量も徐々に低減される。なお、バッテリ電圧は実際には１２Ｖよりも低下することは少なく、また演算回路２０によりバッテリ電圧が１３Ｖのときに設定している基準タイマ時間はヘッドランプの配光回復率７０％を満たすのに十分な時間に設定されているので、バッテリ電圧の低下に伴うクリーナモータ１３の回転数の低下は僅かであり、規定を満たす洗浄を確保することができる。あるいは、バッテリ電圧が低下した場合に、延在回路２０においてタイマ時間を増大することでクリーナモータ１３の回転数を一定数となるように制御し、洗浄液の噴射量を一定量に保持するような制御を行うことも可能である。
【００２２】
このように、クリーナ制御回路１においては、演算回路２０の電圧検出手段２０１がバッテリ電圧の上昇を検出し、このバッテリ電圧の上昇によってクリーナモータ１３の回転速度が速くなったときにはタイマ制御手段２０２においてタイマ時間を短縮し、これに伴ってクリーナモータ１３の回転時間を短縮することにより、クリーナモータ１３の回転数を一定に保持し、クリーナモータ１３を駆動源とするクリーナポンプ４により噴射する洗浄液を一定に保持し、その増大を防止する。そして、これらの電圧検出手段２０１とタイマ制御手段２０２は演算回路２０内での電気回路やソフト（プログラミング）構成によって実現することが可能であるので、従来の技術におけるようなクリーナモータ１３の回転数を検出するための機械的、電気的な付加部品が不要になり構成の複雑化を生じることなく噴射量の無駄な増大が防止でき、規定の洗浄回数を確保する一方で洗浄液タンクの容量を低減することが可能になる。
【００２３】
本発明においてはクリーナモータを回転動作させるための条件として、実施例１の条件に加えて、あるいは代えて、例えば、ウォッシャスイッチをオンした回数に応じてクリーナモータを回転して洗浄液を噴射するようにしてもよい。あるいは、ウォッシャスイッチをダブル操作（連続して２回オン操作する）したときにクリーナモータを回転して洗浄液を噴射するようにしてもよい。
【００２４】
実施例では演算回路で設定する基準タイマ時間を外付けの抵抗ＲとコンデンサＣで決定しているが、タイマ計時を内部クロックをカウントするソフトタイマとして構成し、プログラミングによってカウントするクロック数を制御することによって基準タイマ時間を設定するように構成してもよい。このようにすれば外付けの抵抗やコンデンサを不要にしてクリーナ制御手段の構成をより簡略化することができる。
【００２５】
本発明のランプクリーナは実施例１の構成に限定されるものではない。例えば、洗浄液タンクはウインドウォッシャの洗浄液タンクと独立したタンクとして構成し、あるいはランプクリーナの洗浄動作はウインドウォッシャとは独立して制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のランプクリーナを装備した自動車の概念構成図である。
【図２】ランプクリーナの回路構成図である。
【図３】ランプクリーナのクリーナ動作を説明するフローチャートである。
【図４】ランプクリーナのクリーナ動作のタイミング図である。
【図５】ランプクリーナにおけるタイマ時間制御のフローチャートである。
【図６】ランプクリーナにおけるバッテリ電圧とタイマ時間の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  クリーナ制御回路
２  クリーナノズル
４  クリーナポンプ
５  洗浄液タンク
６  クリーナスイッチ
７  ウォッシャノズル
８  ワイパー
９  ウォッシャポンプ
１１  ヘッドランプスイッチ
１２  ウォッシャスイッチ
１３  クリーナモータ
１４  ヘッドランプリレー
１５  バッテリ
２０  演算回路
２１  タイマ定数回路
２２  クリーナリレー
２０１  電圧検出手段
２０２  タイマ制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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