DE102018222716A1

DE102018222716A1 - Fotografiervorrichtung für fahrzeug und heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102018222716A1
Application number: DE102018222716.0A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Oikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2038-12-22
Also published as: JP6939536B2; CN109969136B; CN109969136A; DE102018222716B4; JP2019116150A; US10953853B2; US20190193684A1

Abstract

Ein Fotoapparat für ein Fahrzeug umfasst einen Fotoapparat (30), eine Heizeinrichtung (41a, 43b) und eine Steuervorrichtung (100). Der Fotoapparat ist innerhalb eines Fahrzeugs so angeordnet, dass er einer Scheibe (85) des Fahrzeugs gegenüberliegt und ist dazu aufgebaut, Fotografielicht zu empfangen, das durch die Scheibe fällt. Die Heizeinrichtung ist im Fahrzeug so angeordnet, dass sie der Scheibe gegenüberliegt. Die Heizeinrichtung erzeugt an die Scheibe abgegebene Wärme, wenn eine Spannung einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs an die Heizeinrichtung angelegt wird. Die Steuervorrichtung ändert die Spannungsanlegezeit, die ein Zeitabschnitt zum Anlegen der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung ist, derart, dass eine Gesamtwärmemenge, die von der Heizeinrichtung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt (T) erzeugt wird, mit einer vorab festgelegten Menge zusammenfällt, die zumindest basierend auf einer Außenlufttemperatur (Tair) bestimmt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fotografiervorrichtung für ein Fahrzeug und eine Heizvorrichtung, die beispielsweise hinter einer Frontscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sind.
Erläuterung des Stands der Technik
Eine Kamera kann hinter einer Frontscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sein. Die Kamera wandelt reflektiertes Licht (ein Objektbild), das von einem Objekt (beispielsweise einem Fahrzeug) reflektiert wurde, das sich vor dem Fahrzeug befindet, durch eine Bildaufnahmevorrichtung in Bilddaten (ein elektrisches Signal) um und überträgt die Bilddaten in eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs.
Gelegentlich kann bei geringen Außenlufttemperaturen (d.h. der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs) Taukondensation auf der Frontscheibe auftreten, wenn eine Luftheizvorrichtung innerhalb des Fahrzeugs verwendet wird. Zudem können Eis und/oder Reif außen an der Frontscheibe anhaften, wenn die Außenlufttemperatur niedrig ist. Wenn ein solches Phänomen auf der Frontscheibe auftritt, können Daten, die von der Bildaufnahmevorrichtung der Kamera erzeugt werden, Daten sein, die ein unscharfes Objektbild zeigen, oder die Bildaufnahmevorrichtung kann dabei versagen, ein Objekt vor dem Fahrzeug aufzunehmen.
Daher wird eine Heizung, die einen Heizdraht und einen beheizten Abschnitt umfasst, wobei die Heizung an der Frontscheibe befestigt ist und vom Heizdraht aufgenommene Wärme an diese als Abstrahlwärme abgibt, hinter der Frontscheibe des Fahrzeugs (d.h. im Fahrzeug) angebracht, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017-185896 ( JP 2017-185 896 A ) offenbart ist.
Diese Heizung ist über elektrische Versorgungsleitungen mit einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs verbunden. Wenn der Strom von der elektrischen Stromquelle der Heizung zugeführt wird, erzeugt die Heizung Wärme. Der beheizte Abschnitt wird durch die Wärme geheizt, die von der Heizung erzeugt wird, und die Abstrahlwärme, die vom beheizten Abschnitt erzeugt wird, wird an die Frontscheibe übertragen. Wenn die Temperatur der Heizung einen Wert erreicht, der innerhalb eines festgelegten Temperaturbereichs liegt, wird die Temperatur der Frontscheibe gleich groß wie oder größer als die Taupunkttemperatur. Folglich verschwindet die auf der Frontscheibe auftretende Taukondensation. Zudem verschwinden Eis und Reif, die an der Außenseite der Frontscheibe anhaften.
Daher kann das Risiko verringert werden, dass die Bildaufnahmevorrichtung ein unscharfes Objekt aufnimmt oder dabei versagt, ein Bild eines Objekts aufzunehmen, wenn die Frontscheibe durch die Heizung und den beheizten Abschnitt aufgeheizt wird.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die Außenlufttemperatur weist eine Korrelation mit der Temperatur der Frontscheibe auf, die durch die Heizung aufgeheizt wird. Daher kann die Wärmemenge, die von der Heizung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt zu erzeugen ist, die benötigt wird, um die Temperatur der Heizung auf einen Wert innerhalb des vorab festgelegten Temperaturbereichs zu bringen, auf der Grundlage der Außenlufttemperatur berechnet werden.
Dann kann ein Zeitabschnitt zum Anlegen von Spannung an die Heizung auf der Grundlage der Wärmemenge berechnet werden, die von der Heizung zu erzeugen ist.
Die Heizung empfängt jedoch Elektrizität von der elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs. Weil Elektrizität der Stromquelle an verschiedene elektronische Vorrichtungen zugeführt wird, die im Fahrzeug montiert sind, verändert sich die Größe der Spannung, die von der elektrischen Stromquelle an die Heizung abgegeben wird. Daher kann die tatsächlich durch die Heizung erzeugte Wärmemenge abhängig von der Höhe der Spannung der elektrischen Stromquelle die von der Heizung zu erzeugende Wärmemenge deutlich übersteigen, wenn der Zeitabschnitt zum Aufbringen von Spannung auf die Heizung nur basierend auf der von der Heizung zu erzeugenden Wärmemenge gesteuert wird. In diesem Fall kann eine Verformung einer Komponente auftreten, die nahe der Heizung angeordnet ist, weil die Temperatur der Heizung zu hoch wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend erläuterte Problem zu bewältigen. Daher löst die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen Fotoapparat für ein Fahrzeug und eine Heizvorrichtung zu schaffen, die veranlassen kann, dass eine erzeugte Wärmemenge, die von einer Heizeinrichtung (beispielsweise einer Heizung) während einer bestimmten Zeit erzeugt wird, selbst dann ungefähr zu einer Sollwärmeerzeugungsmenge (beispielsweise einer erzeugten Wärmemenge, die auf der Grundlage einer Außenlufttemperatur bestimmt wird) passt, wenn sich eine Spannung einer elektrischen Stromquelle ändert, die Elektrizität an die Heizeinrichtung abgibt.
Um die Aufgabe zu lösen, umfasst der Fotoapparat für das Fahrzeug nach der vorliegenden Erfindung Folgendes:

Einen Fotoapparat (30), der innerhalb eines Fahrzeugs so angeordnet ist, dass er einer Scheibe (85) des Fahrzeugs gegenüberliegt und dazu aufgebaut ist, Fotografielicht bzw. Fotobeleuchtungslicht aufzunehmen, das durch die Scheibe fällt;
eine Heizeinrichtung (41a, 43b), die im Fahrzeug so angeordnet ist, dass sie dem Fenster gegenüberliegt, wobei die Heizeinrichtung Wärme erzeugt, die auf das Fenster wirkt, wenn Spannung einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs an die Heizeinrichtung abgegeben wird; und
eine Steuervorrichtung (100), die eine Zeit des Aufbringens der Spannung, die ein Zeitabschnitt zum Aufbringen der Spannung der elektrischen Stromquelle auf die Heizeinrichtung ist, so ändert, dass eine Gesamtwärmemenge, die von der Heizeinrichtung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt (T) erzeugt wird, mit einer vorab festgelegten Menge zusammenfällt, die zumindest auf der Grundlage einer Außenlufttemperatur (Tair) bestimmt wird.

Um die Aufgabe zu lösen, umfasst die Heizvorrichtung (95) nach der vorliegenden Erfindung, die innerhalb eines Fahrzeugs so angeordnet ist, dass sie zusammen mit einem Fotoapparat einem Fenster des Fahrzeugs gegenüberliegt, Folgendes:

eine Heizeinrichtung (41a, 43b), die Wärme erzeugt, die an die Scheibe abgegeben wird, wenn eine Spannung einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs auf die Heizeinrichtung wirkt; und
eine Steuereinrichtung (100), die die Spannungsanlegezeit, die ein Zeitabschnitt zum Aufbringen der Spannung der elektrischen Stromquelle auf die Heizeinrichtung ist, so ändert, dass eine Gesamtwärmemenge, die von der Heizeinrichtung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt (T) erzeugt wird, mit einer vorab festgelegten Menge zusammenfällt, die zumindest basierend auf einer Außenlufttemperatur bestimmt wird.

Das vorstehend erwähnte „Zusammenfallen mit einer vorab festgelegten Menge“ umfasst sowohl „vollständiges Zusammenfallen mit einer vorab festgelegten Menge“ als auch „ungefähres Zusammenfallen mit einer vorab festgelegten Menge“.
Nach diesem Aspekt ändert die Steuervorrichtung die Spannungsanlegezeit, die der Zeitabschnitt zum Anlegen der Spannung an die Heizeinrichtung ist, derart, dass die Heizeinrichtung die vorab festgelegte Wärmemenge für den vorab festgelegten Zeitabschnitt unabhängig von der Größe der Spannung der elektrischen Stromquelle erzeugt. Daher ist es möglich, die Wärmemenge, die von der Heizeinrichtung während des vorab festgelegten Zeitabschnitts erzeugt wird, dazu zu bringen, ungefähr mit einer Sollwärmemenge (d.h. einer Wärmemenge, die auf der Grundlage der Außenlufttemperatur bestimmt wird) zusammenzufallen.
In einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Steuervorrichtung dazu aufgebaut, die Spannungsanlegezeit zu verkürzen, wenn die Spannung der elektrischen Stromquelle höher wird.
Nach diesem Aspekt wird die Spannungsanlegezeit kurz, wenn die Spannung der elektrischen Stromquelle hoch ist, und wenn die Spannung gering ist, wird die Spannungsanlegezeit lang. Zudem ist der Fluktuationsbereich der Spannung während der Spannungsanlegezeit nicht zu groß, wenn die Spannungsanlegezeit nicht so lang ist. Daher kann die Heizeinrichtung die vorab festgelegte Wärmemenge in dem vorab festgelegten Zeitabschnitt unabhängig von der Größe der Spannung erzeugen, wenn die Spannungsanlegezeit nicht so lang ist.
In einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst der Fotoapparat für ein Fahrzeug weiterhin Folgendes:

Einen Außenlufttemperaturdetektor (101), der die Außenlufttemperatur erfasst, die eine Temperatur außerhalb des Fahrzeugs ist; und
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (131), der eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.

Die Steuervorrichtung ist dazu aufgebaut, Folgendes zu tun:

Berechnen einer Gesamtwärmemenge (E(t), die von der Heizeinrichtung ab dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem die elektrische Stromquelle damit beginnt, die Spannung an die Heizeinrichtung anzulegen, auf der Grundlage der Spannung der elektrischen Stromquelle; und
Stoppen des Anlegens der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung, wenn die berechnete Gesamtwärmemenge eine Sollwärmeerzeugungsmenge (Et) erreicht, die basierend auf der erfassten Außenlufttemperatur und der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.

Nach diesem Aspekt beendet die Steuervorrichtung das Anlegen der Spannung an die Heizeinrichtung, wenn die Gesamtwärmemenge, die von der Heizeinrichtung erzeugt wird, die Sollwärmeerzeugungsmenge erreicht. Daher kann die Heizeinrichtung die vorab festgelegte Wärmemenge für den vorab festgelegten Zeitabschnitt erzeugen.
In einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung umfasst der Fotoapparat für ein Fahrzeug weiterhin eine Spannungsabschätzung 106, die einen abgeschätzten Spannungswert (Vp), der ein abgeschätzter Wert der Spannung der elektrischen Stromquelle ist, auf der Grundlage einer Größe der Spannung (Vc), die von der elektrischen Stromquelle an den Fotoapparat angelegt wird, und eines Maximalwerts (Vrmax) einer Spannungsabfallgröße erhält, die zwischen der elektrischen Stromquelle und dem Fotoapparat auftreten kann.
Die Steuervorrichtung ist dazu aufgebaut, die Spannungsanlegezeit, die der Zeitabschnitt zum Anlegen der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung ist, auf der Grundlage des abgeschätzten Spannungswerts zu ändern.
Nach diesem Aspekt wird eine Wahrscheinlichkeit höher, dass die Heizeinrichtung die vorab festgelegte Wärmemenge im vorab festgelegten Zeitabschnitt erzeugt.
In der vorstehend erläuterten Beschreibung wurden Namen und Bezüge, die in der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen verwendet werden, mit Klammern versehen den Elementen der vorliegenden Erfindung hinzugefügt, um die Erfindung verständlich zu machen. Diese Namen und Bezugszeichen sollten jedoch nicht verwendet werden, um das Gebiet der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Andere Aufgaben, andere Merkmale und entsprechende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verstanden, die mit Bezug auf die nachstehenden Figuren erläutert wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fotoapparats für ein Fahrzeug und einer Frontscheibe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von vorn gesehen.
2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Fotoapparats für ein Fahrzeug von oben gesehen.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Fotoapparats für ein Fahrzeug von oben gesehen.
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Lichtabschirm- und Heizeinheit von unten gesehen.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Lichtabschirm- und Heizeinheit von unten gesehen.
7 ist eine schematische Ansicht eines beheizten Abschnitts, eines Heizmoduls, eines Sicherungsmoduls und eines Kabelmoduls von unten gesehen.
8a ist eine Schnittansicht der an einer Position geschnittenen Lichtabschirm- und Heizeinheit, die durch die Sicherung geht.
8b ist eine Schnittansicht der an einer Position geschnittenen Lichtabschirm- und Heizeinheit, die durch eine Dichtung geht.
9 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung.
10 ist ein Programm, das eine Verarbeitung zeigt, die von einer Steuervorrichtung ausgeführt wird.
11 ist ein Schaubild, das ein Tastverhältnis zeigt, wenn einer Heizung Elektrizität zugeführt wird.
12 ist ein Programm, das eine Verarbeitung durch die Steuervorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

GENAUE ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird ein Fotoapparat für ein Fahrzeug (der eine Heizvorrichtung umfasst) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
(Aufbau)
Wie in 1 gezeigt wird, ist ein Fotoapparat 10 für ein Fahrzeug (der nachstehend als ein „Fotoapparat 10“ bezeichnet wird) gemäß der Ausführungsform hinter einer Frontscheibe 85 eines Fahrzeugs vorgesehen (d.h. im Fahrzeug vorgesehen). Die Frontscheibe 85 ist aus durchsichtigem Glas hergestellt. Die Frontscheibe 85 kann neben Glas aus einem anderen Material (beispielsweise Kunstharz) hergestellt sein, solange sie durchsichtig ist. Wie in 2 gezeigt wird, ist die Frontscheibe 85 relativ zur Fahrzeugkarosserie so geneigt, dass die Frontscheibe 85 allmählich hin zur Vorderseite des Fahrzeugs verläuft, wenn sie sich vom oberen Ende derselben dem unteren Ende annähert.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Lichtabschirmlage 86, die im Wesentlichen T-Form aufweist, an einem oberen Kantenabschnitt und seiner Umgebung der hinteren Fläche (d.h. einer Fläche auf der Fahrzeuginnenseite) der Frontscheibe 85 angebracht. Am mittleren Abschnitt der Lichtabschirmlage 86 ist ein sich nach vorn erstreckender Abschnitt 86a gebildet, der sich nach vorn und schräg nach unten erstreckt. Ein Lichtdurchlassloch 86b mit einer im Wesentlichen trapezartigen Form ist in der Umgebung des vorderen Endes des sich nach vorn erstreckenden Abschnitts 86a geformt. Ein Abschnitt der Frontscheibe 85, der dem Lichtdurchlassloch 86b gegenüberliegt, ist ein Lichtdurchlassabschnitt 85a. Der Fotoapparat 10 ist hinter der Frontscheibe 85 (d.h. im Fahrzeug) so vorgesehen, dass er dem Lichtdurchlassabschnitt 85a gegenüberliegt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt wird, umfasst der Fotoapparat 10 einen Halter 20, eine Kameraeinheit 30, eine Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 und eine Abdeckung 50 als Hauptkomponenten.
Der Halter 20 ist aus einem Hartkunstharz hergestellt. Ein Lagerabschnitt 21, der im Wesentlichen ein trapezförmiges Durchgangsloch ist, wird im Halter 20 geformt. Zudem sind zahlreiche Klebeflächen 22 auf der oberen Fläche der Halters 20 gebildet.
Die Kameraeinheit 30 umfasst ein Gehäuse 31 und eine Bildaufnahmeeinheit 32. Das Gehäuse 31 ist ein einstückig gegossenes bzw. gefertigtes Produkt, das aus Kunstharz hergestellt ist, und bildet die Außenform der Kameraeinheit 30. Eine Abdeckungsmontageaussparung 31a, die in einer Draufsicht im Wesentlichen eine trapezartige Form aufweist, ist auf der oberen Fläche des Gehäuses 31 gebildet. Die Bildaufnahmeeinheit 32 ist an der hinteren Endfläche der Abdeckungsmontageaussparung 31a befestigt. Wie in 2 gezeigt wird, umfasst die Bildaufnahmeeinheit 32 ein Objektiv 32a und eine Bildaufnahmevorrichtung 32b, die unmittelbar hinter dem Objektiv 32a positioniert ist. Die Bildaufnahmevorrichtung 32b ist eine Vorrichtung vom Facettenaugentyp. Die Bildaufnahmevorrichtung 32b nimmt reflektiertes Licht (Fotografielicht) auf, das von einem vor der Kameraeinheit 30 angeordneten Hindernis zurückgeworfen wird und durch das Objektiv 32a geht. Der obere Abschnitt der Kameraeinheit 30 greift in den Halter 20 ein und wird vom Halter 20 gestützt. Man bemerke, dass ein Thermistor bzw. wärmeabhängiger Widerstand 30a (s. 9), der die Temperatur Tc der Kameraeinheit 30 erfassen kann, in der Kameraeinheit 30 vorgesehen ist.
Die Lichtabschirm- und Heizeinheit 40, die in den 4 bis 8 (insbesondere in 5) gezeigt ist, weist als Hauptkomponenten eine Lichtabschirmhaube 41, ein doppelseitiges Klebeband 42, ein Heizmodul 43, ein Sicherungsmodul 44, einen Wärmeisolator 45 und ein Kabelmodul 46 auf.
Die Lichtabschirmhaube 41 ist ein einstückig gefertigtes bzw. gespritztes Produkt, das aus einem harten Kunstharz hergestellt ist. Die Lichtabschirmhaube 41 umfasst einen beheizten Abschnitt 41a und Seitenwandabschnitte 41b. Der beheizte Abschnitt 41a ist eine Platte, die eine gleichseitige Dreiecksform aufweist, (d.h., der beheizte Abschnitt 41a in der Frontansicht weist eine gleichseitige Dreiecksform auf). Der beheizte Abschnitt 41a ist mit Bezug auf die Mittellinie L1 achssymmetrisch, die sich in der Richtung von vorn nach hinten bzw. Längsrichtung erstreckt. Die Seitenwandabschnitte 41b sind ein Paar Flanschabschnitte, die jeweils von linken und rechten Seitenkantenabschnitten des beheizten Abschnitts 41a nach oben hervorstehen. Die Höhe jedes Seitenwandabschnitts 41b steigt allmählich von seinem vorderen Ende zu seinem hinteren Ende an.
Das Heizmodul 43 umfasst eine PET-Lage 43a und eine Heizung 43b.
Die PET-Lage 43a ist aus PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt. Die Außenform der PET-Lage 43a besitzt im Wesentlichen dieselbe Form wie jene des beheizten Abschnitts 41a. Das heißt, die PET-Lage 43a ist ein gleichseitiges Dreieck, das achssymmetrisch zur Mittellinie L1 ist. Die PET-Lage 43a weist gute Isoliereigenschaften auf.
Die Heizung 43b ist ein aus Metall (beispielsweise Messing) hergestellter Heizdraht, der Wärme erzeugt, wenn elektrischer Strom hindurchgeschickt wird. Die Heizung 43b wird über im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der PET-Lage 43a durch Zickzack-Aufdruck geformt. Beide Endabschnitte der Heizung 43b werden durch zwei Anschlüsse 43c, 43d gebildet, die eine größere Fläche als die anderen Abschnitte der Heizung 43b bilden. Die Anschlüsse 43c, 43d werden auf den oberen und unteren Flächen jeder PET-Lage 43a freigelegt. Der Anschluss 43c ist in der Nähe der hinteren Ecke der PET-Lage 43a vorgesehen, und der Anschluss 43d ist in der Nähe der vorderen rechten Ecke der PET-Lage 43a vorgesehen.
Die untere Fläche des doppelseitigen Klebebands 42 ist an der oberen Fläche der PET-Lage 43a so angebracht, dass sie die Heizung 43b abdeckt. Das doppelseitige Klebeband 42 weist im Wesentlichen dieselbe Form auf wie der beheizte Abschnitt 41a und die PET-Lage 43a. Die obere Fläche des doppelseitigen Klebebands 42 ist an der unteren Fläche des beheizten Abschnitts 41a angebracht. Dadurch ist das Heizmodul 43 an der Lichtabschirmhaube 41 befestigt. Das doppelseitige Klebeband 42 weist eine gute thermische Leitfähigkeit auf. Der Umfangskantenabschnitt der PET-Lage 43a überlappt die Umfangskantenabschnitte des doppelseitigen Klebebands 42 und des beheizten Abschnitts 41a.
Das Sicherungsmodul 44 ist integriert mit einem doppelseitigen Klebeband 44a, einer Sicherung 44b und zwei Zuführdrähten 44c, 44d versehen.
Das doppelseitige Klebeband 44a ist ein lagenartiges Teil mit einer in 5 gezeigten Form, und beide Flächen des doppelseitigen Klebebands 44a sind Klebeflächen. Die thermische Leitfähigkeit des doppelseitigen Klebebands 44a ist geringer als jene der Lichtabschirmhaube 41, des doppelseitigen Klebebands 42 und der PET-Lage 43a.
Die Sicherung 44b ist ein strombegrenzendes Element und umfasst ein zylindrisches Isoliergehäuse und ein schmelzbares Metall, das leitfähig ist. Das schmelzbare Metall ist innerhalb des isolierenden Gehäuses vorgesehen und ist am isolierenden Gehäuse befestigt. Das isolierende Gehäuse der Sicherung 44b ist an dem im Wesentlichen mittleren Abschnitt der oberen Fläche des doppelseitigen Klebebands 44a angebracht.
Die zwei Zuführdrähte 44c, 44d sind wie veranschaulicht an der oberen Fläche des doppelseitigen Klebebands 44a angebracht. Ein Ende jedes der beiden Zuführdrähte 44c, 44d ist in dem Isoliergehäuse der Sicherung 44b angeordnet. Das eine Ende des Zuführdrahts 44c ist mit einem Ende des schmelzbaren Metalls verbunden, und das eine Ende des Zuführdrahts 44d ist mit dem anderen Ende des schmelzbaren Metalls verbunden. Andererseits sind Verbindungsenden 44c1, 44d1, die die anderen Enden der beiden Zuführdrähte 44c, 44d sind, beide relativ zum doppelseitigen Klebeband 44a auf der Außenumfangsseite angeordnet.
Die obere Fläche des doppelseitigen Klebebands 44a ist an der unteren Fläche der PET-Lage 43a angebracht. Folglich ist das Sicherungsmodul 44 am Heizmodul 43 befestigt. Wie in 7 gezeigt wird, ist das gesamte Sicherungsmodul 44 relativ zum Außenumfangskantenabschnitt der PET-Lage 43a auf der Innenumfangsseite angeordnet. Die zwei Anschlüsse 43c, 43d des Heizmoduls 43 sind relativ zum doppelseitigen Klebeband 44a auf der Außenumfangsseite angeordnet. Zudem ist wie in 7 gezeigt die Sicherung 44b des Sicherungsmoduls 44 in einer Position angeordnet, die die Position des Schwerpunkts G des beheizten Abschnitts 41a in der Dickenrichtung des beheizten Abschnitts 41a überlappt. Das heißt, dass die Sicherung 44b auf einer geraden Linie angeordnet ist, die sich in der Dickenrichtung des beheizten Abschnitts 41a erstreckt und durch den Schwerpunkt G geht.
Die Sicherung 44b und die Zuführdrähte 44c, 44d (mit Ausnahme der Verbindungsenden 44c1, 44d1) sind mit der unteren Fläche der PET-Lage 43a in Kontakt. Das heißt, die Sicherung 44b und die Zuführdrähte 44c, 44d (mit Ausnahme der Verbindungsenden 44c1, 44d1) und der Abschnitte der Heizung 43b mit Ausnahme der Anschlüsse 43c, 43d sind voneinander durch die dazwischenliegende PET-Lage 43a isoliert. Zudem ist das Verbindungsende 44d1 des Zuführdrahts 44d mit der unteren Fläche des Anschlusses 43d der PET-Lage 43a verlötet (nicht gezeigt).
Der in 5 gezeigte Wärmeisolator 45 ist aus einem Isoliermaterial hergestellt und weist im Wesentlichen dieselbe Form wie der beheizte Abschnitt 41a auf. Das heißt, dass der Wärmeisolator 45 ein gleichseitiges dreieckiges lagenartiges Teil ist. Zwei Durchgangslöcher 45a, 45b sind in der Nähe des Ecks am hinteren Ende des Wärmeisolators 45 gebildet. Die thermische Leitfähigkeit des Wärmeisolators 45 ist geringer als jene der Lichtabschirmhaube 41, des doppelseitigen Klebebands 42, der PET-Lage 43a und des doppelseitigen Klebebands 44a.
Die obere Fläche des Wärmeisolators 45 ist an der unteren Fläche des doppelseitigen Klebebands 44a angebracht. Ein Abschnitt der oberen Fläche des Wärmeisolators 45, der dem doppelseitigen Klebeband 44a nicht gegenüberliegt, berührt die untere Fläche der PET-Lage 43a. Der Umfangsabschnitt des Wärmeisolators 45 berührt einen Abschnitt der Lichtabschirmhaube 41, der auf der Außenumfangsseite gegenüber den Umgebungsabschnitten des beheizten Abschnitts 41a und der PET-Lage 43a angeordnet ist. Zudem sind die Durchgangslöcher 45a, 45b des Wärmeisolators 45 auf der Mittellinie L1 angeordnet, wenn sie in der Dickenrichtung des beheizten Abschnitts 41a gesehen werden. Wenn der Wärmeisolator 45 am doppelseitigen Klebeband 44a befestigt ist, wird das Durchgangsloch 45a unmittelbar unterhalb des Anschlusses 43c der PET-Lage 43a angeordnet, und das Durchgangsloch 45b wird unmittelbar unter dem Verbindungsende 44c1 des Zuführdrahts 44c angeordnet.
Wie in den 5 bis 9 gezeigt wird, ist das Kabelmodul 46 mit einem ersten elektrischen Kabel 60, einem zweiten elektrischen Kabel 63, einem Verbinder 66 (s. 4 und 9), der mit einem Ende des ersten elektrischen Kabels 60 und einem Ende des zweiten elektrischen Kabels 63 verbunden ist, und einem Kabelkanal bzw. einem Schrumpfschlauch 67 versehen.
Das erste elektrische Kabel 60 umfasst einen elektrischen Draht 61, der aus einem Metalldraht mit hoher Leitfähigkeit besteht, und ein Isolier- bzw. Abdeckrohr 62, das die Außenumfangsfläche des elektrischen Drahts 61 mit Ausnahme der Außenumfangsfläche der beiden Endabschnitte desselben abdeckt. In ähnlicher Weise umfasst das zweite elektrische Kabel 63 einen elektrischen Draht 64, der aus einem Metalldraht hergestellt ist, der eine hohe Leitfähigkeit aufweist, und ein Abdeckrohr 65, das die Außenumfangsfläche des elektrischen Drahts 64 mit Ausnahme der Außenumfangsfläche seiner beiden Endabschnitte abdeckt.
Zwei (nicht gezeigte) metallische Kontakte sind im Verbinder 66 vorgesehen. Einer der beiden Kontakte ist eine Anode und der andere ist eine Kathode. Ein Ende des ersten elektrischen Kabels 60 und ein Ende des zweiten elektrischen Kabels 63 sind mit dem Verbinder 66 verbunden. Ein Ende des elektrischen Drahts 61 ist mit einem Kontakt verbunden, der die Anode ist, und ein Ende des elektrischen Drahts 64 ist mit dem anderen Kontakt verbunden, der die Kathode ist.
Zudem werden wie in den 4 und 6 gezeigt Abschnitte des Abdeckrohrs 62 und des Abdeckrohrs 65, die sich von den vorderen und hinteren Endabschnitten derselben unterscheiden, in das einzelne Zusammenhalterohr 67 eingeführt. Das heißt, das Zusammenhalterohr 67 bündelt das Abdeckrohr 62 und das Abdeckrohr 65 so, dass sie sich nicht voneinander trennen.
Wie in 8B gezeigt ist, wird das andere Ende des elektrischen Drahts 61 des ersten elektrischen Kabels 60 in das Durchgangsloch 45a des Wärmeisolators 45 eingeführt, und das andere Ende des elektrischen Drahts 61 ist mit der unteren Fläche des Anschlusses 43c durch ein Lot 70 verbunden. Obwohl dies nicht gezeigt ist, wird das andere Ende des elektrischen Drahts 64 des zweiten elektrischen Kabels 63 in das Durchgangsloch 45b des Wärmeisolators 45 eingeführt. Das andere Ende des elektrischen Drahts 64 und das Verbindungsende 44c1 des Zuführdrahts 44c werden miteinander verlötet.
Wie in den 6, 8A und 8B gezeigt wird, ist eine Dichtung 71, die elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, an der unteren Fläche des Wärmeisolators 45 und einem fixierten Abschnitt 62a (der in den 5 und 8B gezeigt ist) befestigt, der sich in der Nähe des Endes des Abdeckrohrs 62 des ersten elektrischen Kabels 60 auf der Seite des Durchgangslochs 45a befindet. Das Durchgangsloch 45a wird durch diese Dichtung 71 abgedeckt. In ähnlicher Weise ist wie in 6 gezeigt eine Dichtung 72, die elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist, an der unteren Fläche des Wärmeisolators 45 und einem fixierten Abschnitt 65a (der in 5 gezeigt ist) fixiert, der sich in der Nähe des Endes des Abdeckrohrs 65 des zweiten elektrischen Kabels 63 auf der Seite des Durchgangslochs 45b befindet. Das Durchgangsloch 45b wird durch diese Dichtung 72 abgedeckt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, wird die Lichtabschirmhaube 41 der Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 in die Haubenmontageaussparung 31a der Kameraeinheit 30 montiert, und der vordere Abschnitt der Bildaufnahmeeinheit 32 ist direkt oberhalb des hinteren Endabschnitts des beheizten Abschnitts 41a über einem Spalt zwischen den hinteren Endabschnitten der linken und rechten Seitenwandabschnitte 41b angeordnet. Zudem wird die Lichtabschirmhaube 41 der Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 wie in den 2 und 3 gezeigt im Lagerabschnitt 21 des Halters 20 montiert, und die obere Fläche der Abdeckung 50 ist am Halter 20 so befestigt, dass sie die Kameraeinheit 30 und die Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 abdeckt.
Der Verbinder 66 des Kabelmoduls 46 wird durch die hintere Endöffnung der Abdeckung 50 zur Rückseite der Abdeckung 50 gezogen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist der Fotoapparat 10, der auf diese Weise integriert ist, an der fahrzeuginneren Seitenfläche des sich nach vorn erstreckenden Abschnitts 86a der Lichtabschirmlage 86 unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Klebstoffs befestigt, der auf jede Klebefläche 22 des Halters 20 aufgebracht ist. Dann werden der Lagerabschnitt 21 des Halters 20, der beheizte Abschnitt 41a der Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 und die Bildaufnahmeeinheit 32 der Kameraeinheit 30 an Positionen angeordnet, die dem Lichtdurchlassloch 86b der Lichtabschirmlage 86 gegenüberliegen. Demgemäß wird Fotografielicht, das von der Außenseite der Frontscheibe 85 zur Innenseite der Frontscheibe 85 gerichtet ist und durch den Lichtdurchlassabschnitt 85a und das Lichtdurchlassloch 86b der Lichtabschirmlage 86 nach hinten durchgeht, von der Bildaufnahmevorrichtung 32b aufgenommen, nachdem es durch das Objektiv 32a der Bildaufnahmeeinheit 32 geht.
Wie in 9 gezeigt wird, ist das Fahrzeug mit einer (nicht gezeigten, nachstehend als „Steuervorrichtung“ bezeichneten) elektronischen Steuervorrichtung 100 versehen. Die Steuervorrichtung 100 ist eine ECU. ECU ist eine Abkürzung für Electronic Control Unit bzw. elektronische Steuereinheit, und sie ist mit einem Mikrocomputer versehen, der eine CPU und eine Speichervorrichtung wie ROM und RAM umfasst. Die CPU implementiert verschiedene Funktionen durch Ausführen von Befehlen (Programmen), die im ROM gespeichert sind. Ein „Kennfeld zur Berechnung eines Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit (MapLo)“, ein „Kennfeld zur Berechnung eines Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit (MapHi)“ und „erste bis dritte Kennfelder zur Korrektur der Außenlufttemperatur“ sind in der Speichervorrichtung (dem ROM) der Steuervorrichtung 100 gespeichert.
Zudem ist das Fahrzeug mit einem Außenlufttemperatursensor 101, einem Schaltelement 102, einem Relaiselement 110, einer Kamerasteuer-ECU 120, einer Bremssteuer-ECU 130, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 etc. versehen. Die Steuervorrichtung 100, die Kamerasteuer-ECU 120 und die Bremssteuer-ECU 130 sind dazu fähig, Informationen (Signale) miteinander über ein (nicht gezeigtes) CAN auszutauschen bzw. zu senden und zu empfangen.
Der Außenlufttemperatursensor 101 ist in einem Kühlergrill des Fahrzeugs vorgesehen und erfasst eine Temperatur Tair außerhalb des Fahrzeugs. Der Außenlufttemperatursensor 101 ist mit der Steuervorrichtung 100 verbunden.
Das Schaltelement 102 ist ein Halbleiterschaltelement. Der Zustand des Schaltelements 102 wird durch die Steuervorrichtung 100 zwischen einem EIN-Zustand (leitenden Zustand oder verbundenen Zustand) und einem AUS-Zustand (nichtleitenden Zustand oder getrennten Zustand) umgeschaltet. Das Schaltelement 102 kann ein Schalter vom Relaistyp sein.
Der Verbinder 66 der Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 ist mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Verbinder 66a verbunden, der in der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist. Tatsächlich sind der Verbinder 66 und der fahrzeugkarosserieseitige Verbinder 66a integrierte Elemente. In 9 werden jedoch der Verbinder 66 und der fahrzeugkarosserieseitige Verbinder 66a derart gezeichnet, dass der Verbinder 66 und der fahrzeugkarosserieseitige Verbinder 66a in zwei Teile aufgetrennt sind, um die Verbindungsbeziehung einfacher zu verstehen.
Das erste elektrische Kabel 60 ist mit einer Anode einer im Fahrzeug eingebauten elektrischen Stromquelle (d.h., einer elektrischen Zündstromquelle oder Batterie) über den Verbinder 66, den fahrzeugkarosserieseitigen Verbinder 66a, eine elektrische Versorgungsleitung EL1, und einem Zündschalter (IG • SW) verbunden. Eine Kathode der elektrischen Zündstromquelle ist geerdet. Das zweite elektrische Kabel 63 ist mit einem Ende des Schaltelements 102 über den Verbinder 66 und den fahrzeugkarosserieseitigen Verbinder 66a verbunden. Das andere Ende des Schaltelements 102 ist geerdet.
Wenn sich das Schaltelement 102 im AUS-Zustand befindet, wird daher der Heizung 43b keine Elektrizität von der elektrischen Zündquelle zugeführt, so dass die Heizung 43b keine Wärme erzeugt. Wenn sich das Schaltelement 102 im EIN-Zustand befindet, wird der Heizung 43b Elektrizität von der elektrischen Zündstromquelle zugeführt, so dass die Heizung 43b Wärme erzeugt.
Ein Ende EL2S einer elektrischen Versorgungsleitung EL2 ist mit dem Zündschalter (IG • SW) verbunden. Das andere Ende EL2E der elektrischen Versorgungsleitung EL2 ist mit einem Eingangsanschluss P1 eines Relaiselements 110 verbunden. Ein Abgabeanschluss P2 des Relaiselements 110 ist mit einem Ende einer elektrischen Versorgungsleitung EL3 und einer elektrischen Versorgungsleitung EL4 verbunden.
Eine (nicht gezeigte) Stromversorgungsleitung der Kamerasteuer-ECU 120 ist mit dem anderen Ende der elektrischen Versorgungsleitung EL3 verbunden. Eine (nicht gezeigte) Erdungsleitung der Kamerasteuer-ECU 120 ist geerdet. Folglich wird die Kamerasteuer-ECU von der elektrischen Zündstromquelle über das Relaiselement 110 mit Elektrizität versorgt. Zudem ist eine (nicht gezeigte) Stromversorgungsleitung der Kameraeinheit 30 mit dem anderen Ende der elektrischen Versorgungsleitung EL3 verbunden, und eine (nicht gezeigte) Erdleitung der Kameraeinheit 30 ist geerdet. Dadurch wird die Kameraeinheit 30 mit Elektrizität von der elektrischen Zündstromquelle über das Relaiselement 110 versorgt. Die Kamerasteuer-ECU 120 und die Kameraeinheit 30 sind miteinander so verbunden, dass sie dazu fähig sind, einander verschiedene Signale zu senden und voneinander zu empfangen.
Eine (nicht gezeigte) Stromzuführleitung der Bremssteuer-ECU 130 ist mit dem anderen Ende der elektrischen Versorgungsleitung EL4 verbunden. Eine (nicht gezeigte) Erdungsleitung der Bremssteuer-ECU 130 ist geerdet. Deshalb wird der Bremssteuer-ECU 130 von der elektrischen Zündstromquelle Elektrizität über das Relaiselement 110 zugeführt. Die Bremssteuer-ECU 130 ist mit einer (nicht gezeigten) Bremsvorrichtung des Fahrzeugs verbunden und steuert eine Bremskraft des Fahrzeugs mittels der Bremsvorrichtung.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 erzeugt ein Signal passend zur Geschwindigkeit SPD des Fahrzeugs. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 ist mit der Bremssteuer-ECU 130 verbunden. Die Bremssteuer-ECU 130 erfasst (bzw. erhält) die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD auf der Grundlage des Signals, das sie vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 empfängt.
Eine (nicht gezeigte) Stromzuführleitung der Steuervorrichtung 100 ist mit der elektrischen Versorgungsleitung EL1 verbunden. Eine (nicht gezeigte) Stromzuführleitung der Steuervorrichtung 100 kann jedoch mit dem Abgabeanschluss P2 des Relaiselements 110 verbunden sein. Eine (nicht gezeigte) Erdungsleitung der Steuervorrichtung 100 ist geerdet. Folglich wird die Steuervorrichtung 100 mit Strom aus der elektrischen Zündstromquelle versorgt.
Das Relaiselement 110 umfasst einen Widerstand 111, einen Kondensator 112 und einen Schaltabschnitt 113.
Ein Ende des Widerstands 111 ist mit einem Anschluss P4 des Schaltabschnitts 113 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 111 ist mit dem Abgabeanschluss P2 verbunden.
Eine Polplatte des Kondensators 112 ist mit dem Eingangsanschluss P1 und dem Anschluss P3 des Schaltabschnitts 113 verbunden. Die andere Polplatte des Kondensators 112 ist geerdet. Daher wird der Kondensator 112 durch die elektrische Zündstromquelle geladen, während der Zündschalter (IG • SW) geschlossen ist. Der Anschluss P3 ist mit dem Eingangsanschluss P1 verbunden. Der Anschluss P5 ist mit dem Ausgangsanschluss P2 verbunden.
Basierend auf einem Signal der Steuervorrichtung 100 realisiert der Schaltabschnitt 113 selektiv entweder einen Zustand (einen ersten Zustand), in dem der Anschluss P3 und der Anschluss P4 miteinander verbunden sind, oder einen Zustand (einen zweiten Zustand), in dem der Anschluss P3 und der Anschluss P5 miteinander verbunden sind.
Nebenbei bemerkt führt die Steuervorrichtung 100 eine Start- und Stoppsteuerung (die nachstehend als eine SS-Steuerung bezeichnet wird) durch, die automatisch eine (nicht gezeigte) Brennkraftmaschine, die im Fahrzeug montiert ist, passend zum Fahrzustand des Fahrzeugs betreibt und stoppt.
Die Steuervorrichtung 100 schaltet den Schaltabschnitt 113 in den ersten Zustand (den Zustand, in dem der Anschluss P3 mit dem Anschluss P4 verbunden ist), wenn die Brennkraftmaschine arbeitet. Daher wird in diesen Fall Elektrizität, die von der elektrischen Zündstromquelle bereitgestellt wird, „der Kamerasteuer-ECU 120 und der Kameraeinheit 30“ über den Zündschalter (IG • SW), die elektrische Versorgungsleitung EL2, den Widerstand 111 und die elektrische Versorgungsleitung EL 3 zugeführt. In ähnlicher Weise wird Elektrizität, die von der elektrischen Zündstromquelle bereitgestellt wird, an die Bremssteuer-ECU 130 über den Zündschalter (IG • SW), die elektrische Versorgungsleitung EL2, den Widerstand 111 und die elektrische Versorgungsleitung EL4 zugeführt.
Wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine durch die SS-Steuerung gestoppt wird, beendet eine durch die Brennkraftmaschine betriebene Lichtmaschine die Stromerzeugung. Daher wird die Spannung der elektrischen Zündstromquelle niediger, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine endet, als wenn die Brennkraftmaschine arbeitet. Zudem dreht ein Startermotor unter Verwendung von Elektrizität, die aus der elektrischen Zündstromquelle zugeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine, die sich in einem angehaltenen Zustand befindet, durch die SS-Steuerung erneut gestartet wird. Daher wird die Spannung der elektrischen Zündstromquelle noch niedriger, während die Brennkraftmaschine erneut gestartet wird, als dann, wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine beendet ist. Wie vorstehend beschrieben neigt die Spannung der elektrischen Zündstromquelle dazu, zu sinken, so dass der Betrieb der Kameraeinheit 30 dazu neigt, instabil zu werden, wenn die Steuervorrichtung 100 die SS-Steuerung durchführt.
Daher versetzt die Steuervorrichtung 100 den Schaltabschnitt 113 in den zweiten Zustand (den Zustand, in dem der Anschluss P3 mit den Anschluss P5 verbunden ist), wenn die Brennkraftmaschine angehalten ist oder der Betrieb der Brennkraftmaschine automatisch durch die SS-Steuerung gestartet wird. Daher wird in diesem Fall Elektrizität, die im Kondensator 112 gespeichert ist, der „Kamerasteuer-ECU 120 und der Kameraeinheit 30“ über die elektrische Versorgungsleitung EL2 und die elektrische Versorgungsleitung EL3 zugeführt. In ähnlicher Weise wird Elektrizität, die im Kondensator 112 gespeichert ist, der Bremssteuer-ECU 130 über die elektrische Versorgungsleitung EL2 und die elektrische Versorgungsleitung EL4 zugeführt. Folglich wird selbst dann, wenn die Spannung der Zündstromquelle sinkt, Hochspannungselektrizität vom Kondensator 112 an die Kamerasteuer-ECU 120, die Kameraeinheit 30, die Bremssteuer-ECU 130 etc. über den Ausgabeanschluss P2 zugeführt.
Im Übrigen ändert sich die Wärmeerzeugungsmenge der Heizung 43b, wie später beschrieben wird, wenn sich die Spannung der elektrischen Versorgungsleitung EL1 ändert (d.h. die Spannung Vh (die Heizspannung Vh), die im Wesentlichen gleich der Spannung der elektrischen Zündstromquelle ist und an der Heizung 43b anliegt). Daher ist es nötig, die Heizspannung Vh abzuschätzen. Andererseits ist es in der vorliegenden Ausführungsform aufgrund des Aufbaus der elektrischen Schaltung schwierig, eine Spannungsmessvorrichtung in der elektrischen Versorgungsleitung EL1 vorzusehen. Daher ist es unmöglich, die Heizspannung Vh direkt zu messen.
Andererseits ist die Kamerasteuer-ECU 120 dazu aufgebaut, dazu fähig zu sein, eine Spannung Vc von Elektrizität zu erfassen, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird (das Potential der elektrischen Versorgungsleitung EL3). Daher schätzt die Kamerasteuer-ECU 120 auf der Grundlage der Spannung Vc die Heizspannung Vh durch Rechnen ab (insbesondere das Potential der elektrischen Versorgungsleitung EL1, wenn sich das Schaltelement 102 im EIN-Zustand befindet). Dann empfängt die Steuervorrichtung 100 die abgeschätzte Heizspannung Vh von der Kamerasteuer-ECU 120 über Kommunikation, und führt eine Einschaltsteuerung der Heizung 43b auf der Grundlage der empfangenen Heizspannung Vh durch.
Die von der Kamerasteuer-ECU 120 gemessene Spannung wird als Vc definiert, die Spannungsabfallgröße, die vom Widerstand 111 verursacht wird, wenn der Schaltabschnitt 113 den Anschluss P3 mit dem Anschluss P4 verbindet (d.h., wenn sich der Schaltabschnitt 113 im ersten Zustand befindet), wird als Vr definiert, und die Spannung der elektrischen Zündstromquelle wird als Vp definiert. In diesem Fall ist die Spannung Vp der elektrischen Stromquelle, wie in der nachstehenden Gleichung gezeigt, gleich der Summe der Spannung Vc und der Spannungsabfallgröße Vr. $Vp = Vc + Vr$
Die Größe Vr des Spannungsabfalls ist das Produkt des Widerstandswerts des Widerstands 111 und des Werts des Stroms, der durch den Widerstand 111 fließt. Wenn der Stromwert der Kamerasteuer-ECU 120 (der elektrischen Versorgungsleitung EL3) und der Stromwert der Bremssteuer-ECU 130 (der elektrischen Versorgungsleitung EL4) addiert werden, ist der addierte Wert der Stromwert des Widerstands 111. Daher kann die Größe Vr des Spannungsabfalls berechnet werden, wenn der Stromwert der elektrischen Versorgungsleitung EL3 und der elektrischen Versorgungsleitung EL4 erfasst werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Kamerasteuer-ECU 120 den Stromwert der Elektrizität erfassen, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird, die Bremssteuer-ECU 130 kann jedoch den Stromwert der Elektrizität nicht messen, die der Bremssteuer-ECU 130 zugeführt wird. Die elektrische Schaltung der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch so konzipiert, dass die Summe des Stromwerts der elektrischen Versorgungsleitung EL3 und des Stromwerts der elektrischen Versorgungsleitung EL4 (d.h. der Stromwert des Widerstands 111) einen vorab festgelegten Maximalstromwert Imax unabhängig von der Größe der Spannung der elektrischen Zündstromquelle nicht übersteigt. Anders gesagt sind die Kamerasteuer-ECU 120, die Kameraeinheit 30 und die Bremssteuer-ECU 130 so konzipiert, dass der Wert des Stroms, der durch die Kamerasteuer-ECU 120 fließt, der Wert des Stroms, der durch die Kameraeinheit 30 fließt, und der Wert des Stroms, der durch die Bremssteuer-ECU 130 fließt, ihre jeweiligen Maximalstromwerte nicht übersteigt. Die Summe dieser Maximalstromwerte übersteigt den Maximalstromwert Imax nicht.
Daher ist der Maximalstromwert Imax im ROM der Kamerasteuer-ECU 120 gespeichert. Dann berechnet die Kamerasteuer-ECU 120 den Maximalwert Vrmax der Größe Vr des Spannungsabfalls als Produkt des Widerstandswerts des Widerstands 111 mit dem Maximalstromwert Imax (d.h. Widerstandswert des Widerstands 111 mal (•) dem Maximalstromwert Imax), und berechnet die Spannung Vp der elektrischen Zündstromquelle (= die Spannung Vc und der Maximalwert Vrmax) durch Addieren des Maximalwerts Vrmax und der Spannung Vc.
Weil der Maximalstromwert Imax dieser Ausführungsform 0,5 A (Ampere) beträgt, und der Widerstandswert des Widerstands 111 1,0 Ω bzw. Ohm beträgt, berechnet die Kamerasteuer-ECU 120 die Spannung Vp als einen Wert, der um 0,5 V höher als die Spannung Vc ist (= den Maximalwert Vrmax). Weil der tatsächliche Stromwert des Widerstands 111 jedoch gleich groß wie oder kleiner als der Maximalstromwert Imax ist, kann die tatsächliche Spannung der elektrischen Zündstromquelle (d.h. der tatsächliche Wert der Heizspannung Vh) um maximal 0,5 V kleiner als die abgeschätzte Spannung Vp (= die Spannung Vc + der Maximalwert Vrmax) sein. Anders gesagt kann es einen Unterschied zwischen der tatsächlichen Heizspannung Vh und der abgeschätzten Spannung Vp geben. Weil der Maximalstromwert Imax jedoch ein kleiner Wert (0,5 A) ist, ist dieser Unterschied ein kleiner Wert.
Zudem betrachtet die Kamerasteuer-ECU 120 die Spannung Vc, die von der Kamera-Steuer-ECU 120 gemessen wird, als Spannung Vp (= Vh), wenn der Schaltabschnitt 113 den Anschluss P3 mit dem Anschluss P5 verbindet (d.h., wenn sich der Schaltabschnitt 113 im zweiten Zustand befindet). In diesem Fall ist es jedoch wahrscheinlich, dass die tatsächliche Spannung der elektrischen Zündstromquelle (d.h. die Heizspannung Vh) geringer als die Spannung Vc ist, wie aus der vorstehend beschriebenen Erläuterung der SS-Steuerung verständlich ist. Das heißt, unabhängig davon, ob sich der Schaltabschnitt 113 im ersten Zustand oder dem zweiten Zustand befindet, wird die abgeschätzte Spannung Vp zu einem Wert, der höher als die tatsächliche Heizspannung ist.
Die Lichtabschirm- und Heizeinheit 40 und die Steuervorrichtung 100 wie vorstehend beschrieben sind Komponenten der Heizvorrichtung 95.
(Betrieb)
Als Nächstes wird der Betrieb des Fahrzeugs und des Fotoapparats 10 beschrieben. Wenn ein (nicht gezeigter) Zündschlüssel betätigt wird, wird der Zündschalter (IG • SW) und somit wird die Anode der elektrischen Zündstromquelle dazu gebracht, mit der elektrischen Versorgungsleitung EL1, der elektrischen Versorgungsleitung EL2 und der Steuervorrichtung 100 verbunden zu sein. Folglich veranlasst die Kamerasteuereinheit-ECU 120 die Kameraeinheit 30 dazu, das Aufnehmen zu starten. Die Kameraeinheit 30 nimmt Bilddaten unter Verwendung der Bildaufnahmeeinheit 32 jedes Mal auf, wenn ein vorab festgelegter Zeitabschnitt verstreicht.
Genauer gesagt nimmt die Bildaufnahmevorrichtung 32b von der Bildaufnahmeeinheit 32 reflektiertes Licht auf, das durch ein Objekt (beispielsweise ein anderes Fahrzeug) nach hinten reflektiert wird, das vor dem Fahrzeug mit dem Fotoapparat 10 angeordnet ist, und durch den Lichtdurchlassabschnitt 85a der Frontscheibe 85, das Lichtdurchlassloch 86b der Lichtabschirmlage 86 und das Objektiv 32a geht, um Bilddaten zu erzeugen. Die Kameraeinheit 30 überträgt die Bilddaten an die Kamerasteuer-ECU 120. Die Kamerasteuer-ECU 120 verarbeitet die von der Kameraeinheit 30 empfangenen Bilddaten und überträgt sie immer dann, wenn ein vorab festgelegter Zeitabschnitt verstrichen ist, an die Steuervorrichtung 100. Durch Analysieren der aufgenommenen Bilddaten nimmt die Steuervorrichtung 100 Information (Vorwärtsinformation) über ein Objekt (über ein anderes Fahrzeug, ein Hindernis etc.) auf, das sich vor dem Fahrzeug befindet, und steuert das Fahrzeug auf der Grundlage der Vorwärtsinformation.
Beispielsweise führt die Steuervorrichtung 100 basierend auf der Vorwärtsinformation eine „automatische Bremssteuerung, Spurhalteassistenzsteuerung (d.h. Spurverfolgungsunterstützungssteuerung), adaptive Fernlichtsteuerung“ und dergleichen aus, führt einen automatischen (Fahr-)Betrieb aus und gibt einen Alarm aus. Nachstehend wird eine solche Steuerung auf der Grundlage von Vorwärtsinformation als eine Fahrunterstützungssteuerung bezeichnet.
Zudem führen die ECUs die folgenden nachstehend beschriebenen Vorgänge jedes Mal aus, wenn ein vorab festgelegter Zeitabschnitt verstrichen ist, falls jeder der ECUs Elektrizität zugeführt wird.
Die Steuervorrichtung 100 erfasst die Außenlufttemperatur Tair unter Verwendung des Außenlufttemperatursensors 101.
Die Kamerasteuer-ECU 120 erfasst die Temperatur Tc der Kameraeinheit 30 unter Verwendung des Thermistors bzw. wärmeabhängigen Widerstands 30a. Die Kamerasteuer-ECU 120 erfasst eine Spannung Vc der Elektrizität, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird (das Potential der elektrischen Versorgungsleitung EL3), und schätzt die Heizspannung Vh wie vorstehend beschrieben ab.
Die Bremssteuer-ECU 130 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 131.
Diese erfassten Werte werden an die Steuervorrichtung 100 übertragen.
Währenddessen kann Taukondensation am Lichtübertragungsabschnitt 85a der Frontscheibe 85 auftreten, wenn die Außenlufttemperatur (d.h. die Lufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs) gering ist. Taukondensation kann leicht auftreten, wenn eine Luftheizvorrichtung in der Fahrgastzelle verwendet wird. Zudem kann Eis und/oder Reif am Lichtübertragungsabschnitt 85a haften, wenn die Außenlufttemperatur gering ist. Wenn ein solches Phänomen auftritt, können die Bilddaten, die von der Bildaufnahmevorrichtung 32b erzeugt werden, Daten sein, die ein unscharfes Objektbild wiedergeben und/oder die Bildaufnahmeeinheit 32 kann dabei versagen, ein Objekt vor dem Fahrzeug wiederzugeben. In einem solchen Fall kann die Steuervorrichtung 100 dabei versagen, die vorstehend beschriebene Fahrassistenzsteuerung unter Verwendung von Bilddaten exakt durchzuführen. Somit verhindert die Steuervorrichtung 100 das Auftreten einer solchen Situation durch Ausführen des Ablaufs (des Programms), der (das) im Ablaufplan der 10 gezeigt ist. Man bemerke, dass die Steuervorrichtung 100 das Schaltelement 102 in den AUS-Zustand schaltet, unmittelbar nachdem der Zündschlüsselschalter aus einer AUS-Position in eine EIN-Position geändert wird.
Die CPU der Steuervorrichtung 100 (die nachstehend einfach als „CPU“ bezeichnet wird) beginnt die Verarbeitung des in 10 gezeigten Programms ab Schritt 1000 immer dann, wenn ein vorab festgelegter Zeitabschnitt T (s. 11. In der vorliegenden Ausführungsform ist er auf drei Minuten festgelegt) verstrichen ist, und geht dann zu Schritt 1001 weiter. Dann bestimmt die CPU, ob die Außenlufttemperatur Tair, die vom Außenlufttemperatursensor 101 zu einem vorab festgelegten Zeitpunkt tp unmittelbar vor dem Start der Verarbeitung dieses Programms erfasst wurde, kleiner als ein vorab festgelegter Außenlufttemperaturschwellenwert Tath ist. Wenn die Außenlufttemperatur Tair gleich hoch wie oder höher als der vorab festgelegte Außenlufttemperaturschwellenwert Tath ist, sind „eine Wahrscheinlichkeit, dass die Taukondensation auf dem Lichtübertragungsabschnitt 85a auftritt und „eine Wahrscheinlichkeit, dass Eis und/oder Reif am Lichtübertragungsabschnitt 85a anhaften“, äußerst gering. Daher bestimmt die CPU in diesem Fall in Schritt 1001 „NEIN“ und geht zum Schritt 1006 weiter, um das Schaltelement 102 in den AUS-Zustand zu versetzen (d.h., die Zufuhr von Elektrizität an die Heizung 43b zu beenden). Danach geht die CPU direkt zum Schritt 1095 weiter und beendet vorübergehend dieses Programm. Folglich wird das Schaltelement 102 im AUS-Zustand gehalten, so dass die Heizung 43b keine Wärme erzeugt.
Wenn andererseits die Außenlufttemperatur Tair geringer als der vorab festgelegte Außenlufttemperaturschwellenwert Tath ist, bestimmt die CPU in Schritt 1001 „JA“ und geht zu Schritt 1002 weiter, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 zur vorab festgelegten Zeit tp unmittelbar vor dem Beginn der Verarbeitung dieses Programms erfasst wurde, gleich hoch wie oder höher als ein vorab festgelegter Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth ist. Die Steuervorrichtung 100 führt die Fahrunterstützungssteuerung basierend auf den Bildgebungsdaten aus, die von der Kameraeinheit 30 erzeugt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich hoch wie oder höher als der Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD kleiner als der Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth ist, werden daher die Bildgebungsdaten nicht verwendet, so dass es nicht nötig ist, die Heizung 43b mit Energie zu versorgen. Daher bestimmt die CPU in Schritt 1002 „NEIN“, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD kleiner als der Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth ist, und geht über den Schritt 1006 direkt zu Schritt 1095 weiter. Folglich wird das Schaltelement 102 im AUS-Zustand gehalten, so dass die Heizung 43b keine Wärme erzeugt.
Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD gleich hoch wie oder höher als der Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth ist, bestimmt die CPU in Schritt 1002 „JA“ und geht zu Schritt 1003 weiter. Man bemerke, dass Schritt 1002 weggelassen werden kann. Anders gesagt kann der Geschwindigkeitsschwellenwert SPDth „0km/h“ sein. In diesem Fall geht die CPU unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD immer zu Schritt 1003. In Schritt 1003 bestimmt die CPU, ob die Temperatur Tc der Kameraeinheit 30, die vom wärmeabhängigen Widerstand 30a zur vorab festgelegten Zeit tp unmittelbar vor dem Start der Verarbeitung dieses Programms erfasst wird, innerhalb eines vorab festgelegten normalen Temperaturbereichs liegt (d.h. eines Temperaturbereichs, in dem der Betrieb der Kameraeinheit 30 garantiert ist). Wenn die Temperatur Tc der Kameraeinheit nicht im normalen Temperaturbereich liegt, bestimmt die CPU in Schritt 1003 „NEIN“ und geht über den Schritt 1006 direkt zu Schritt 1095 weiter. Folglich erzeugt die Heizung 43b keine Wärme, weil das Schaltelement 102 im AUS-Zustand gehalten wird.
Andererseits bestimmt die CPU in Schritt 1003 „JA“, wenn sich die Temperatur Tc der Kameraeinheit 30 im normalen Temperaturbereich befindet, und geht zu Schritt 1095 weiter, um dieses Programm vorübergehend nach der Ausführung der Verarbeitung der Schritte 1004 und 1005 zu beenden, die nachstehend in dieser Reihenfolge beschrieben werden. Wenn die CPU in allen Schritten 1001 bis 1003 „JA“ bestimmt bzw. urteilt, wird eine vorab festgelegte Steuerstartbedingung erfüllt.
Schritt 1004: Zunächst bestimmt die CPU, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 131 zur vorab festgelegten Zeit tp erfasst wird, in einem vorab festgelegten Bereich geringer Geschwindigkeit oder in einem vorab festgelegten Bereich hoher Geschwindigkeit enthalten ist. Beispielsweise kann der Bereich geringer Geschwindigkeit auf 0 km/h oder mehr und weniger als 50 km/h festgelegt sein, und der Bereich hoher Geschwindigkeit kann auf 50 km/h oder mehr festgelegt sein.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die im Bereich geringer Geschwindigkeit liegt, wählt die CPU das Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses für geringe Geschwindigkeit (MapLo) als ein Kennfeld (Nachschlagetabelle) zur Berechnung des Tastverhältnisses. Dann berechnet die CPU wie in der nachstehenden Formel gezeigt das Tastverhältnis durch Einsetzen „der Heizspannung Vh, der korrigierten Außenlufttemperatur Toc und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD“ zur vorab festgelegten Zeit tp in dieses Kennfeld als Argumente bzw. Variablen. Die Heizspannung Vh ist eine Spannung, die von der Kamerasteuer-ECU 120 auf der Grundlage der Spannung Vc der Elektrizität abgeschätzt wird, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird (dem Potential der elektrischen Versorgungsleitung EL3). $Tastverhältnis = MaPLo (Vh, Tair, SPD)$
Wie in 11 gezeigt wird, ist das Tastverhältnis ein Verhältnis (in %), das durch die nachstehende Formel dargestellt wird. Hier wird der Zeitabschnitt (die Zeit des Anlegens der Spannung), in dem sich das Schaltelement 102 im EIN-Zustand befindet, als Ton definiert, und der Zeitabschnitt (die Ausschaltzeit für das Anlegen von Spannung), in dem sich das Schaltelement 102 im AUS-Zustand befindet, wird als Toff definiert. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform unter der Annahme, dass Ton + Toff ein Zyklus ΔT ist, der vorab festgelegte Zeitabschnitt T so festgelegt ist, dass er dreimal so lang wie ΔT ist (d.h., T = 3 • ΔT). Je größer das Tastverhältnis wird, desto mehr elektrische Energie wird der Heizung 43b im vorab festgelegten Zeitabschnitt T zugeführt, (d.h., die elektrische Energie, die von der Heizung 43b verbraucht wird, also die gesamte elektrische Energie), und somit wird die Wärmeerzeugungsmenge der Heizung 43b für den vorab festgelegten Zeitabschnitt T (d.h. die gesamte Wärmeerzeugungsmenge [J]) größer. $Tastverhältnis = [Ton/ (Ton + Toff)] \cdot 100 (%)$
Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die im Hochgeschwindigkeitsbereich liegt, wählt die CPU das Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses für hohe Geschwindigkeit (MapHi) als das Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses aus. Dann berechnet die CPU wie in der nachstehenden Formel gezeigt das Tastverhältnis durch Einsetzen von Argumenten bzw. Variablen „der Heizspannung Vh, der Außenlufttemperatur Tair und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD“ in dieses Kennfeld. Die Heizspannung Vh ist wie vorstehend beschrieben eine Spannung, die von der Kamerasteuer-ECU 120 basierend auf der Spannung Vc der Elektrizität (dem Potential der elektrischen Versorgungsleitung EL3) abgeschätzt wird, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird. $Tastverhältnis = MaPHi (Vh, Tair, SPD)$
Nach einem Experiment wurde festgestellt, dass, wenn die Temperatur der Heizung 43b in einem vorab festgelegten Temperaturbereich (nachstehend als „ein geeigneter Temperaturbereich“ bezeichnet) gehalten wird, „das Auftreten von Taukondensation auf dem lichtdurchlässigen Abschnitt 85a und das Anhaften von Eis und Reif etc. am lichtdurchlässigen Abschnitt 85a“ vermieden werden kann. Man bemerke, dass die Temperatur des lichtdurchlässigen Abschnitts 85a bei „einer Temperatur im vorab festgelegten Bereich, die gleich oder höher als die Taupunkttemperatur ist“, gehalten werden kann, wenn die Temperatur der Heizung 43b im geeigneten Temperaturbereich gehalten wird. Es wird angenommen, dass dies der Grund ist, aus dem das Auftreten von Taukondensation und das Anhaften von Eis und Reif vermieden werden kann.
Andererseits hat die Temperatur der Heizung 43b eine starke Korrelation mit der Wärmeerzeugungsmenge, die von der Heizung 43b erzeugt wird, und der Wärmemenge, die für einen vorab festgelegten Zeitabschnitt aus der Heizung 43b entweicht (d.h. dem vorab festgelegten Zeitabschnitt T dieser Ausführungsform). Zudem hat die Wärmemenge, die aus der Heizung 43b entweicht, eine starke Korrelation mit einer Wärmeabstrahlmenge des Lichtübertragungsabschnitts 85a. Die Wärmeübertragungsmenge des Lichtübertragungsabschnitts 85a für einen vorab festgelegten Zeitabschnitt hat eine starke Korrelation mit „der Außenlufttemperatur Tair und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD“. Daher werden „die Heizspannung Vh zur vorab festgelegten Zeit tp, die Außenlufttemperatur Tair zur vorab festgelegten Zeit tp und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zur vorab festgelegten Zeit tp“ als Argumente des Kennfelds (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit und des Kennfelds (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit verwendet.
Das Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit und das Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit können in ein Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses (MapCo(Vh, Tair, SPD)) integriert werden. Wenn es nicht nötig ist, zwischen dem Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit und dem Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit zu unterscheiden, werden diese Kennfelder als ein Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses bezeichnet. Ein Tastverhältnis, das passend zum Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses berechnet wird, ist ein Wert, der einem Sollwert der „Wärmeerzeugungsmenge (zugeführter elektrischer Energie) der Heizung 43b für den vorab festgelegten Zeitabschnitt T“ entspricht, der nötig ist, um die Temperatur der Heizung 43b im geeigneten Temperaturbereich zu halten. Daher wird das Kennfeld zur Berechnung des Tastverhältnisses auf der Grundlage einer Beziehung zwischen den drei Faktoren (d.h. der Heizspannung, der Außenlufttemperatur Tair, der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD) und dem Tastverhältnis erhalten (erzeugt), das zum Halten der Temperatur der Heizung 43b im geeigneten Temperaturbereich (einem Sollwert der gesamten Wärmeerzeugungsmenge, die von der Heizung 43b im vorab festgelegten Zeitabschnitt T zu erzeugen ist) benötigt wird, und im ROM gespeichert. Diese Beziehung wird vorab experimentell erhalten.
Man bemerke, dass die Sollwärmeerzeugungsmenge (der Sollwert der erzeugten Wärmemenge) basierend auf der Außenlufttemperatur Tair und der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD berechnet werden kann, und das Tastverhältnis basierend auf der Sollwärmeerzeugungsmenge und der Heizspannung Vh berechnet werden kann.
Das Tastverhältnis wird kleiner, wenn die Heizspannung Vh höher wird, unabhängig davon, ob das Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit oder das Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit verwendet wird.
Das Tastverhältnis wird kleiner, wenn die Außenlufttemperatur Tair höher wird, unabhängig davon, ob das Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit oder das Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit verwendet wird.
Wenn die Heizspannung Vh und die Außenlufttemperatur Tair jeweils vorab festgelegt konstante Werte sind, ist das Tastverhältnis, das man durch das Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit erhält, größer als das Tastverhältnis, das man durch das Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit erhält. Zudem wird das Tastverhältnis größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD höher wird, unabhängig davon, ob das Kennfeld (MapLo) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei geringer Geschwindigkeit oder das Kennfeld (MapHi) zur Berechnung des Tastverhältnisses bei hoher Geschwindigkeit eingesetzt wird.
Schritt 1005: Die CPU führt die Einschaltsteuerung (Steuerung der erzeugten Wärmemenge) der Heizung 43b über den vorab festgelegten Zeitabschnitt T passend zum Tastverhältnis durch. Das heißt, dass die CPU wie in 11 gezeigt einen Schaltvorgang dreimal wiederholt (s. die Zeiten t0 bis t6 in 11). In jedem der Schaltvorgänge versetzt die CPU das Schaltelement 102 während der Zeit Toff des Stoppens der Spannungsaufbringung, die durch das Tastverhältnis definiert ist, in den AUS-Zustand, und versetzt dann das Schaltelement 102 über die Zeit Ton des Anlegens von Spannung, die durch das Tastverhältnis definiert ist, in den EIN-Zustand. Danach startet die CPU dieses Programm vom Schritt 1000 erneut, wenn der vorab festgelegte Zeitabschnitt T seit der Zeit verstrichen ist, zu der die Verarbeitung des Schritts 1001 gestartet wurde.
Auf diese Weise wird die Gesamtzeit Ton des Anlegens von Spannung im vorab festgelegten Zeitabschnitt T kürzer, falls die Spannung Vp der elektrischen Stromquelle (die Spannung Vh der Heizung 43b) zur vorab festgelegten Zeit Tp höher wird. Zudem ist ein tatsächlicher Fluktuationsbereich der Spannung der elektrischen Stromquelle im vorab festgelegten Zeitabschnitt T nicht so groß, wenn der vorab festgelegte Zeitabschnitt T auf einen Zeitabschnitt festgelegt wird, der nicht so lang ist. Zusätzlich berechnet die Kamerasteuer-ECU 120 die Spannung Vp (= Vh) in Anbetracht der Spannungsabfallgröße Vr. Daher wird die Wärmeerzeugungsmenge, die die Heizung 43b von der Zeit t0 bis zur Zeit t6 erzeugt, unabhängig von der Größe der Spannung Vp (= Vh) zur vorab festgelegten Zeit tp zu einem Wert, der im Wesentlichen gleich der zur Zeit t0 bestimmten Wärmeerzeugungsmenge ist. Zudem wird die abgeschätzte Spannung Vp (= Vh) wie vorstehend beschrieben unabhängig davon, ob der Zustand des Schaltabschnitts 113 sich im ersten Zustand oder im zweiten Zustand befindet, als ein Wert abgeschätzt, der höher als die tatsächliche Spannung der elektrischen Stromquelle ist. Daher übersteigt die Wärmeerzeugungsmenge der Heizung 43b die zur Zeit t0 bestimmte Wärmeerzeugungsmenge in der vorab festgelegten Zeit T nicht sehr stark.
Folglich kann der Fotoapparat für ein Fahrzeug nach der vorliegenden Ausführungsform die Temperatur der Heizung 43b selbst dann im geeigneten Temperaturbereich halten, wenn sich die Spannung der elektrischen Stromquelle ändert. Folglich kann der Fotoapparat für das Fahrzeug die Wahrscheinlichkeit „des Auftretens von Taukondensation auf dem lichtdurchlässigen Abschnitt 85a und das Anhaften von Eis und Reif etc. am Lichtübertragungsabschnitt 85a“ verringern und kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass die Temperatur der Heizung 43b eine zu hohe Temperatur annimmt, die den geeigneten Temperaturbereich beträchtlich überschreitet. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Verformung einer Komponente (beispielsweise der PET-Lage 43a) zu verringern, die in der Nähe der Heizung 43b angeordnet ist.
Enthält die elektrische Schaltung die Sicherung 44b nicht, wird selbst dann Elektrizität der elektrischen Zündstromquelle an die Heizung 43b geliefert, wenn die Steuerschaltung 100 das Schaltelement 102 in den AUS-Zustand versetzt, falls ein Kurzschluss (Erdungsfehler) in der elektrischen Schaltung in der „Kurzschluss“-Weise der 9 auftritt. Das heißt, in diesem Fall wird die Elektrizität der elektrischen Zündstromquelle für lange Zeit kontinuierlich der Heizung 43b zugeführt. Daher werden die Heizung 43b, der beheizte Abschnitt 41a und der diesen umgebende Abschnitt außergewöhnlich heiß.
Der Fotoapparat 10 der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch mit der Sicherung 44b versehen, die in der elektrischen Schaltung vorgesehen ist. Das schmelzbare Metall der Sicherung 44b wird durch die Wärme, die von der Heizung 43b über die Zuführdrähte 44c, 44d übertragen wird, und die Wärme aufgeheizt, die vom beheizten Abschnitt 41a übertragen wird.
Wenn ein Kurzschluss in der elektrischen Schaltung in der „Kurzschluss“-Weise der 9 auftritt, weisen die Heizung 43b und der beheizte Abschnitt 41a eine hohe Temperatur auf. Dann wird die Temperatur der Sicherung 44b zu einer Temperatur, die einem vorab festgelegten Wert entspricht oder diesen übersteigt, und somit brennt die Sicherung 44b durch (schmilzt). Dann werden die Heizung 43b, der beheizte Abschnitt 41a und der Umgebungsabschnitt derselben daran gehindert, außergewöhnlich heiß zu werden, da die Elektrizität der Zündstromquelle der Heizung 43b nicht mehr zugeführt wird.
<Modifizierte Ausführungsform>
Beispielsweise kann die CPU der Steuervorrichtung 100 nach der modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das durch den Ablauf der 12 gezeigte Programm jedes Mal ausführen, wenn der vorab festgelegte Zeitabschnitt T verstrichen ist, anstelle des Ablaufplans der 10. Die Schritte 1201, 1202, 1203 und 1206 dieses Ablaufplans sind jeweils gleich wie die Schritte 1001, 1002, 1003 und 1006. Daher werden Beschreibungen dieser Schritte weggelassen.
Wenn die CPU im Schritt 1203 „JA“ bestimmt bzw. urteilt, führt die CPU die Verarbeitung in den nachstehend beschriebenen Schritten 1204 und 1205 aus.
Schritt 1204: Wie in der nachstehenden Gleichung gezeigt setzt die CPU „die Außenlufttemperatur Tair und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD“ zur festgelegten Zeit tp als Argumente, um eine Sollwärmeerzeugungsmenge Et zu berechnen, in ein Kennfeld (eine Wertetabelle) MapEt zur Berechnung einer Sollwärmeerzeugungsmenge ein, das (die) im ROM der Steuervorrichtung 100 gespeichert ist. Die Sollwärmeerzeugungsmenge Et ist ein Sollwert „der Wärmeerzeugungsmenge der Heizung 43b (d.h. der zugeführten elektrischen Energie) für den vorab festgelegten Zeitabschnitt T“, die nötig ist, um die Temperatur der Heizung 43b im geeigneten Temperaturbereich zu halten. $Sollwärmeerzeugungsmenge Et = MaPEt (Tair, SPD)$
Schritt 1205: Die CPU führt die Einschaltsteuerung (Wärmemengenerzeugungssteuerung) der Heizung 43b passend zur Sollwärmeerzeugungsmenge Et aus. Genauer gesagt schaltet die CPU das Schaltelement 102 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand, wodurch sie der Heizung 43b Elektrizität aus der elektrischen Zündstromquelle zuführt, um die Heizung 43b dazu zu veranlassen, Wärme zu erzeugen. Zudem berechnet die CPU auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (1) eine tatsächliche Wärmeerzeugungsmenge (Gesamtwärmemenge, integrierter Wert der Wärmemenge) E(t), die tatsächlich von der Heizung 43b ab der Zeit erzeugt wird, zu der das Schaltelement 102 in den EIN-Zustand wechselt. Es sei angemerkt, dass „t“ die Zeit ist, „R“ der Widerstandswert der Heizung 43b und „V“ die Spannung der Heizung 43b. Die vorstehend erwähnte „Heizspannung Vh, die von der Kamerasteuer-ECU 120 auf der Grundlage der Spannung Vc der Elektrizität abgeschätzt wird, die der Kamerasteuer-ECU 120 zugeführt wird“, wird als „V“ verwendet. $E (t) = \frac{1}{R} \int_{0}^{t} V^{2} (t) d t$
Zudem überwacht die CPU in Schritt 1205, ob die tatsächliche Wärmeerzeugungsmenge E(t), die auf der Grundlage der Gleichung (1) berechnet wird, die Sollwärmeerzeugungsmenge Et erreicht (d.h. gleich groß wie oder höher als diese wird), und schaltet das Schaltelement 102 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand, wenn die tatsächliche Wärmeerzeugungsmenge E(t) die Sollwärmeerzeugungsmenge Et erreicht. Danach startet die CPU dieses Programm erneut von Schritt 1200, wenn der vorab festgelegte Zeitabschnitt T seit der Zeit verstrichen ist, zu der die Verarbeitung des Schritts 1201 begonnen wurde.
Obwohl die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der Ausführungsform und der modifizierten Ausführungsform beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform und modifzierte Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifizierungen können durchgeführt werden, ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und der modifizierten Ausführungsform können das Tastverhältnis und die Sollwärmeerzeugungsmenge Et anhand von Formeln berechnet werden, die die Argumente der Wertetabellen als Variablen enthalten, statt die Wertetabellen zu nutzen.
Die Heizspannung Vh, die im Schritt 1004 der 10 verwendet wird, kann die Spannung zu der Zeit unmittelbar nach dem Umschalten des Schaltelements 102 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand sein. Anders gesagt kann die CPU das Schaltelement 102 zur Zeit t0 in 11 aus dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand schalten und das Tastverhältnis unmittelbar danach bestimmen.
Zudem kann in einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuervorrichtung 100 so aufgebaut sein, dass das Potential (die Spannung) der elektrischen Versorgungsleitung EL1 als die Heizspannung Vh erfassbar ist.
Zudem kann der Fotoapparat für das Fahrzeug an einem Fenster montiert sein, das sich von einer Frontscheibe unterscheidet. Beispielsweise kann ein Fotoapparat für das Fahrzeug an einer Heckscheibe eines Fahrzeugs so montiert sein, dass ein Hindernis, das hinter dem Fahrzeug angeordnet ist, durch diesen Fotoapparat für das Fahrzeug erfasst wird.
Die Sollwärmeerzeugungsmenge (Et) kann auf der Grundlage nur der Außenlufttemperatur Tair berechnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017185896 [0004]
JP 2017185896 A [0004]

Claims

Fotoapparat für ein Fahrzeug mit: einem Fotoapparat, der innerhalb eines Fahrzeugs so angeordnet ist, dass er einer Scheibe des Fahrzeugs gegenüberliegt, und dazu aufgebaut ist, zum Fotografieren durch die Scheibe fallendes Licht aufzunehmen; einer Heizeinrichtung, die innerhalb des Fahrzeugs so angeordnet ist, dass sie der Scheibe gegenüberliegt, wobei die Heizeinrichtung Wärme erzeugt, die an die Scheibe abgegeben wird, wenn eine Spannung einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs an der Heizeinrichtung anliegt; und einer Steuervorrichtung, die die Zeit des Anlegens von Spannung, die ein Zeitabschnitt des Anlegens der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung ist, so ändert, dass eine Gesamtmenge von Wärme, die von der Heizeinrichtung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt erzeugt wird, mit einer vorab festgelegten Menge zusammenfällt, die mindestens basierend auf einer Außenlufttemperatur bestimmt wird.
Fotoapparat für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung dazu aufgebaut ist, die Spannungsanlegezeit zu verkürzen, wenn die Spannung der elektrischen Stromquelle höher wird.
Fotoapparat für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, weiter mit: einem Außenlufttemperaturdetektor, der die Außenlufttemperatur erfasst, die eine Temperatur außerhalb des Fahrzeugs ist; und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, wobei die Steuervorrichtung dazu aufgebaut ist, folgende Schritte durchzuführen: Berechnen einer Gesamtwärmemenge, die von der Heizeinrichtung ab dem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem die elektrische Stromquelle damit beginnt, die auf der Spannung der elektrischen Stromquelle basierende Spannung an die Heizeinrichtung anzulegen; und Stoppen des Anlegens der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung, wenn die berechnete Gesamtwärmemenge eine Sollwärmeerzeugungsmenge erreicht, die auf der Grundlage der erfassten Außenlufttemperatur und der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird.
Fotoapparat für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter mit einer Spannungsabschätzung, die einen abgeschätzten Spannungswert erhält, der ein abgeschätzter Wert der Spannung der elektrischen Stromquelle auf der Grundlage einer Größe der Spannung, die von der elektrischen Stromquelle an den Fotoapparat abgegeben wird, und eines Maximalwerts einer Spannungsabfallgröße ist, die zwischen der elektrischen Stromquelle und dem Fotoapparat auftreten kann, wobei die Steuervorrichtung dazu aufgebaut ist, die Spannungsanlegezeit, die der Zeitabschnitt zum Anlegen der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung ist, basierend auf dem abgeschätzten Spannungswert zu ändern.
Heizvorrichtung, die innerhalb eines Fahrzeugs so angeordnet ist, dass sie zusammen mit einem Fotoapparat einer Scheibe des Fahrzeugs gegenüberliegt, wobei die Heizeinrichtung Folgendes umfasst: eine Heizeinrichtung, die Wärme erzeugt, die an die Scheibe abgegeben wird, wenn die Spannung einer elektrischen Stromquelle des Fahrzeugs an die Heizeinrichtung angelegt wird; und eine Steuervorrichtung, die eine Spannungsanlegezeit, die ein Zeitabschnitt zum Anlegen der Spannung der elektrischen Stromquelle an die Heizeinrichtung ist, so ändert, dass eine von der Heizeinrichtung in einem vorab festgelegten Zeitabschnitt erzeugte Gesamtwärmemenge mit einer vorab festgelegten Menge zusammenfällt, die zumindest basierend auf einer Außenlufttemperatur bestimmt wird.