车辆用加热器系统、车辆用传感器模块及车辆的制作方法

1.本发明涉及搭载于车辆并对所述车辆的外装部件的预定的部位进行加热而使附着于该部位的雪融化的车辆用加热器系统、具备该车辆用加热器系统的车辆用传感器模块、及具备该车辆用加热器系统的车辆。


背景技术：

2.以往，已知有搭载于车辆并识别存在于所述车辆的周围的物体(其他车辆、行人、路缘石、护栏等)的雷达装置。雷达装置具备例如发送装置、接收装置、控制装置等。发送装置发送电波(毫米波)。该电波从在车辆的外装部件设置的开口部(窗口)向车外传播。并且，该电波由存在于车辆的周围的物体反射，该反射波从所述开口部向外装部件的内部传播。接收装置接收反射波，并输出表示该反射波的信号(反射波信号)。控制装置基于反射波信号，运算(识别)存在于车辆的周围的物体与车辆的相对位置、物体的形状等。
3.在上述的开口部，设置有能够透过电波的罩。在下雪时雪附着于该罩的情况下，从发送装置发送来的电波会由附着于该罩的雪反射。因此，控制装置无法准确地识别物体。于是，提出了例如用于使附着于罩的雪融化而流下的车辆用加热器系统(以下，称为“以往系统”)(例如，参照下述专利文献1)。
4.【现有技术文献】
5.【专利文献】
6.【专利文献1】日本特开2020-030908号公报


技术实现要素：

7.上述以往系统包括电加热器(电热线)、电源装置及控制装置。控制装置在外气温处于预定的温度范围内的情况下，以使得向电加热器供给电力的方式控制电源装置。在此，例如，在下雪时，若车辆进入隧道，则存在外气温(车辆的周围的温度)比较急剧地上升的情况。此时，在外气温超过所述预定的温度范围的上限值的情况下，以往系统的控制装置使向电加热器的电力供给立即停止。在该情况下，假设在罩上残留雪，则在隧道内，车辆用雷达装置的控制装置有可能无法准确地识别物体。另外，若附着于罩的雪未完全融化而作为水滴残留的状态下车辆从隧道出来而外气温急剧下降，则存在该水滴凝固的情况。也就是说，成为在罩附着有冰的状态。在该情况下，车辆用雷达装置的控制装置也有可能无法准确地识别物体。如上所述，若采用以往系统，则存在下雪时车载传感器的性能暂时下降(无法对检测对象的物理量准确地检测)的情况。
8.本发明的目的之一在于，提供能够抑制下雪时的车载传感器的性能下降的车辆用加热器系统。
9.为了解决上述课题，本发明的车辆用加热器系统(20)具备：
10.温度传感器(23)，所述温度传感器(23)检测外气温(t)；
11.电加热器(21)，所述电加热器(21)对作为车辆的外装部件的预定的部位的、配置
与所述温度传感器不同的车载传感器(10)的部位或其周边部(em)进行加热；及
12.控制装置(cpu)，所述控制装置(cpu)基于所述温度传感器的检测结果控制向所述电加热器供给的电力。
13.所述控制装置构成为，
14.在所述外气温为预定的第1温度(t1)以上且为比该第1温度高温的第2温度(t2)以下的情况下开始向所述电加热器的电力供给，在向所述电加热器供给电力的状态下所述外气温超过所述第2温度时，开始所述外气温超过所述第2温度的状态的持续时间(t)的计测，在该持续时间超过预定的阈值(tth)时，停止向所述电加热器的电力供给。
15.如上所述，根据本发明的车辆用加热器系统，在外气温处于预定的温度范围内(下限值以上且上限值以下)时，向电加热器供给电力。也就是说，外装部件的预定的部位或其周边部(以下，简称为“外装部件”)被加热。因而，若在该温度范围内雪附着于外装部件的表面，则该雪在比较短的时间融化而流下。由此，能够抑制车载传感器的功能受损(无法充分发挥性能)的情况。并且，在外装部件被加热的状态下外气温超过上述的上限值且该状态持续的时间超过阈值时，外装部件的加热被停止。也就是说，并不是在外气温超过上限值时立即停止外装部件的加热，而是在一段时间维持外装部件被加热的状态。在此期间，附着于外装部件的雪融化而流下。由此，能够防止在外气温暂时上升并超过所述上限值的情况下在该部位残留雪。也就是说，能够抑制车载传感器的功能受损(无法充分发挥性能)的情况。
16.在本发明的一方案的车辆用加热器系统中，
17.所述电加热器具备电热线(21)，
18.所述电热线组装入覆盖所述车载传感器的罩构件(em)，
19.将从外气温与所述第2温度一致且在所述罩构件的整面附着有雪的状态起、为了利用所述电加热器使所有的雪融化所需的时间或比其更长的时间设定为所述阈值。
20.由此，能够在外气温暂时超过上限值的状态下、使附着于罩构件的所有的雪可靠地融化。
21.在本发明的其他的方案的车辆用加热器系统中，
22.所述车载传感器包括收发电波的天线(112、121)，
23.所述罩构件能够透过所述电波，并安装于在所述外装构件设置的开口部。
24.由此，在下雪时能够抑制雷达装置的性能下降。
25.另外，本发明的一方案是具备上述的车辆用加热器系统的车辆用传感器模块。
26.另外，本发明的其他的方案是具备上述的车辆用加热器系统的车辆。
27.此外，在上述说明中，为了有助于本发明的理解，对与后述的实施方式对应的发明的构成，用括号添加了在该实施方式中使用的附图标记。然而，本发明的各构成要素不限于由所述附图标记规定的实施方式。
附图说明
28.图1是示出应用了本发明的一实施方式的车辆用加热器系统的车辆的前表面的主视图。
29.图2是应用了车辆用加热器系统的雷达模块的框图。
30.图3是加热开始程序的流程图。
31.图4是加热停止程序的流程图。
具体实施方式
32.(概略)
33.如图1及图2所示，雷达模块1除了包括雷达系统10以外，还包括本发明的一实施方式的车辆用加热器系统20(以下，称为“加热器系统20”)。雷达模块1设置于车辆v的前端部。雷达模块1识别存在于车辆v的前方的物体。
34.(具体的构成)
35.雷达系统10具备发送装置11、接收装置12、及雷达控制器13。
36.发送装置11包括发送机111及发送天线112。发送机111是输出预定的信号的信号源。发送天线112配置于在车辆v的前格栅的中央部设置的车标em的后方。车标em由能够透过电波(毫米波)的合成树脂材料构成。车标em嵌入于在车辆v的前格栅设置的开口部。发送天线112将从发送机111输出的信号作为毫米波段的电波而放射(发送)。从发送天线112发送来的毫米波透过车标em而向车身外(前方)传播。该毫米波由物体(立体物)反射。由物体反射后的毫米波(反射波)向车辆v侧传播。并且，该反射波通过车标em而向车身内传播。
37.接收装置12包括接收天线121及放大装置122。接收天线121配置于车标em的后方。接收天线121接收来自物体的反射波，并输出表示该反射波的反射波信号。
38.放大装置122放大反射波信号，并将其向雷达控制器13供给。
39.雷达控制器13控制发送装置11，使毫米波放射(发送)。另外，雷达控制器13从接收装置12取得反射波信号。并且，雷达控制器13运算发送的毫米波与接收的反射波(反射波信号)的相位差、反射波的衰减等级及从发送毫米波起到接收反射波为止的时间等。雷达控制器13基于该运算结果，取得表示车辆v与立体物的距离、车辆v与立体物的相对速度、立体物相对于车辆v的相对位置(方向)等信息。然后，雷达控制器13经由未图示的通信网络(can)向其他的装置(例如，控制车辆v的举动的控制装置(ecu))发送。
40.加热器系统20包括电热线21、电源回路22、外气温传感器23及加热器控制器24。
41.电热线21具有通过被供给电力(流有电流)而发热的发热部。该发热部使用嵌件成形法而被埋入于车标em。通过向电热线21供给电力，能够对车标em进行加热。
42.电源回路22包括将从车辆v的电池供给的电力变换为用于向电热线供给的电力的变换回路221、切断从该变换回路221向电热线21的电力供给的开关回路222等。
43.外气温传感器23配置于车标em的下方。外气温传感器23检测外气温t，并将该检测结果向加热器控制器24供给。
44.加热器控制器24基于从外气温传感器23取得的外气温，控制开关回路222的接通、断开状态。
45.雷达控制器13及加热器控制器24的功能由1个微型计算机mc实现。即，该微型计算机mc包括运算装置(以下，称为“cpu”)、存储装置(ram、rom等)、通信装置等。cpu执行预先存储于存储装置的计算机程序，控制发送装置11、开关回路222等。不过，也可以设置用于分别实现雷达控制器13的功能和加热器控制器24的功能的2个微型计算机。
46.(动作)
47.接着，对加热器系统20(加热器控制器24)的动作进行说明。在车辆v被起动(发动
机被启动)后，加热器控制器24以预定的周期从外气温传感器23取得外气温t并识别外气温t及其变化。
48.在所取得的外气温t为下限值t1(例如，－5℃)以上且上限值t2(+5℃)以下的情况下，加热器控制器24控制电源回路22，使其向电热线21供给电力。即，使开关回路222从断开状态转变为接通状态，使车标em加热。此外，在开关回路222已经为接通状态的情况下，加热器控制器24将开关回路222保持为接通状态。
49.另外，在气温t从下限值t1以上的状态转变为比下限值t1低的状态的情况下，加热器控制器24控制电源回路22，使向电热线21的电力供给停止。即，使开关回路222从接通状态转变为断开状态。
50.另外，在外气温t从上限值t2以下的状态转变为比上限值t2高的状态的情况下，加热器控制器24从该时间点起开始外气温t比上限值t2高的状态的持续时间t的计测。并且，在持续时间t超过预定的阈值tth(例如10秒)的情况下，加热器控制器24控制电源回路22，使向电热线21的电力供给停止。即，使开关回路222从接通状态转变为断开状态。此外，在持续时间t超过阈值tth以前的时间点下外气温t转变为上限值t2以下的情况下，加热器控制器24不使向电热线21的电力供给停止。即，加热器控制器24继续对车标em进行加热。
51.此外，将从外气温t与上限值t2一致且在车标em的整面附着有雪的状态起、为了利用电热线21使所有的雪融化所需的时间或比其更长的时间设定为阈值tth。
52.接着，参照图3及图4，具体地说明加热器控制器24(以下，简称为“cpu”)的动作(分别实现车标em的加热开始及停止的加热开始程序p1及加热停止程序p2)。在车辆v被起动(发动机被启动)后，cpu以预定的周期(按每经过预定的微小时间δt)执行加热开始程序p1及加热停止程序p2。在此，在两程序中，使用标志f。标志f表示是否处于车标em被加热的状态(是否处于向电热线21供给电力的状态)。在标志f为“1”时，处于车标em被加热的状态，在标志f为“0”时，处于车标em没有被加热的状态。此外，在车辆v的发动机被起动后，标志f被初始化为“0”。
53.(加热开始程序p1)
54.cpu从步骤100开始加热开始处理的执行，进入步骤101。
55.cpu在进入步骤101后，判定标志f的值是否为“0”。在标志f为“0”的情况下(101：是)，cpu进入步骤102。另一方面，在标志f为“1”的情况下(101：否)，cpu进入步骤106，结束加热开始处理。
56.cpu在进入步骤102后，从外气温传感器23取得外气温t。然后，cpu进入步骤103。
57.cpu在进入步骤103后，判定外气温t“是否为下限值t1以上、且上限值t2以下”。在外气温t“为下限值t1以上、且上限值t2以下”的情况下(103：是)，cpu进入步骤104。另一方面，在外气温t比下限值t1低的情况下、或比上限值t2高的情况下(103：否)，cpu进入步骤106。
58.cpu在进入步骤104后，开始车标em的加热。即，cpu使开关回路222开始向电热线21的电力供给。然后，cpu进入步骤105。
59.cpu在进入步骤105后，将标志f设定为“1”，进入步骤106。
60.(加热停止程序p2)
61.cpu从步骤200开始加热停止处理的执行，进入步骤201。
62.cpu在进入步骤201后，判定标志f的值是否为“1”。在标志f为“1”的情况下(201：是)，cpu进入步骤202。另一方面，在标志f为“0”的情况下(201：否)，cpu进入步骤210，结束加热停止处理。
63.cpu在进入步骤202后，从外气温传感器23取得外气温t。然后，cpu进入步骤203。
64.cpu在进入步骤203后，判定外气温t“是否为下限值t1以上、且上限值t2以下”。在外气温t“为下限值t1以上、且上限值t2以下”的情况下(203：是)，cpu进入步骤204。另一方面，在外气温t比下限值t1低的情况下、或比上限值t2高的情况下(203：否)，cpu进入步骤205。
65.cpu在进入步骤204后，将持续时间t(外气温t超过上限值t2的状态持续的时间)初始化为“0”。然后，cpu进入步骤210，结束加热停止处理。
66.cpu在进入步骤205后，判定外气温t是否比下限值t1低。在外气温t比下限值t1低的情况下(205：是)，cpu进入步骤206。另一方面，在外气温t比上限值t2高的情况下(205：否)，cpu进入步骤208。
67.cpu在进入步骤206后，停止车标em的加热。即，cpu使开关回路222停止向电热线21的电力供给。然后，cpu进入步骤207。
68.cpu在进入步骤207后，将标志f设定为“0”，进入步骤204。
69.cpu在进入步骤208后，更新持续时间t。即，cpu在持续时间t上加上微小时间δt。然后，cpu进入步骤209。
70.cpu在进入步骤209后，判定持续时间t是否超过预定的阈值tth。在持续时间t超过阈值tth的情况下(209：是)，cpu进入步骤206。另一方面，在持续时间t为阈值tth以下的情况下(209：否)，cpu进入步骤210。
71.(效果)
72.如上所述，根据加热器系统20，在外气温t处于预定的温度范围内(下限值t1以上且上限值t2以下)时，车标em被加热。因而，若在该温度范围内雪附着于车标em的表面，则该雪在比较短的时间融化而流下。由此，能够抑制雷达系统10的功能受损(无法充分发挥性能)的情况。在车标em被加热的状态下外气温t超过上限值t2且该状态持续的时间超过阈值tth时，车标em的加热被停止。也就是说，并不是在外气温t超过上限值t2时立即停止车标em的加热，而是在一段时间维持车标em被加热的状态。在此期间，附着于车标em的雪全部融化而流下。由此，能够防止在外气温t暂时上升了的情况下在车标em的表面残留雪。也就是说，能够抑制雷达系统10的功能受损(无法充分发挥性能)的情况。此外，在外气温t处于上述的预定的温度范围内的情况下，雪以稍微融化的状态(含有很多水分的状态)降下来，附着于车标em的可能性高。另一方面，在外气温t比下限值t1低的状态下，降下来的雪几乎不融化，该雪不易附着于车标em，也就是说，在该情况下，即使雪与车标em接触，也不会附着于车标em，立即从车标em脱落。因此，在外气温t比下限值t1低时，立即停止车标em的加热。
73.本发明不限定于上述实施方式，能够如以下所述那样在本发明的范围内采用各种变形例。
74.《变形例1》
75.例如，cpu也可以构成为，检测车辆v的刮水器是否正在工作，且在外气温t处于预定的温度范围内时，执行加热开始程序p1。
76.《变形例2》
77.在上述实施方式中，对雷达模块1应用了加热器系统20，但加热器系统20也可以应用于其他的传感器模块(例如，前照灯用的照度传感器模块)。

技术特征：
1.一种车辆用加热器系统，具备：温度传感器，所述温度传感器检测外气温；电加热器，所述电加热器对作为车辆的外装部件的预定部位的、配置与所述温度传感器不同的车载传感器的部位或其周边部进行加热；及控制装置，所述控制装置基于所述温度传感器的检测结果控制向所述电加热器供给的电力，所述控制装置构成为，在所述外气温为预定的第1温度以上且为比该第1温度高温的第2温度以下的情况下开始向所述电加热器的电力供给，在向所述电加热器供给电力的状态下所述外气温超过所述第2温度时，开始所述外气温超过所述第2温度的状态的持续时间的计测，在该持续时间超过预定的阈值时，停止向所述电加热器的电力供给。2.根据权利要求1所述的车辆用加热器系统，所述电加热器具备电热线，所述电热线组装入覆盖所述车载传感器的罩构件，将从外气温与所述第2温度一致且在所述罩构件的整面附着有雪的状态起、为了利用所述电加热器使所有的雪融化所需的时间或比其更长的时间设定为所述阈值。3.根据权利要求2所述的车辆用加热器系统，所述车载传感器包括收发电波的天线，所述罩构件能够透过所述电波，并安装于在所述外装构件设置的开口部。4.一种车辆用传感器模块，具备权利要求1所述的车辆用加热器系统。5.一种车辆，具备权利要求1或2所述的车辆用加热器系统。

技术总结
本发明提供车辆用加热器系统、车辆用传感器模块及车辆。加热器系统(20)具备：温度传感器，检测外气温(T)；电加热器，对作为车辆(V)的外装部件的预定的部位的、配置与温度传感器不同的车载传感器的部位或其周边部进行加热；控制装置，其基于温度传感器的检测结果控制向电加热器供给的电力。控制装置构成为，在外气温(T)为预定的第1温度(T1)以上且为比该第1温度高温的第2温度(T2)以下的情况下开始向电加热器的电力供给，在向电加热器供给电力的状态下外气温(T)超过第2温度(T2)时开始外气温(T)超过第2温度(T2)的状态的持续时间(t)的计测，在该持续时间(t)超过预定的阈值(tth)时停止向电加热器的电力供给。电加热器的电力供给。电加热器的电力供给。


技术研发人员：真下峻行
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/8/5