CN112124254B - 车载传感器清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种车载传感器清洗装置，包括清洗致动器(22、M)，上述清洗致动器对清洗对象表面(12)和车载传感器(11)进行清洗，通过使致动器工作来清洗清洗对象表面；以及控制器(41)，上述控制器在清洗对象表面的结垢程度信息达到结垢阈值(HL)时驱动清洗致动器。控制器(41)构造成根据车辆速度信息来改变结垢阈值。

Description

车载传感器清洗装置

技术领域

本公开涉及一种车载传感器清洗装置。

背景技术

通常，一些车辆配备有车载传感器清洗装置和车载传感器。作为车载传感器清洗装置，该装置包括喷嘴、雨刮器、传感器和控制器。

具体而言，日本专利申请公开第1993-14961号公开了一种车载传感器清洗装置，包括：喷嘴，上述喷嘴将清洗液喷射到车载传感器中的待清洗的对象表面上；雨刮器，上述雨刮器擦拭对象表面；结垢检测传感器，上述结垢检测传感器对对象表面上的结垢进行检测；以及控制器，上述控制器响应于从结垢检测传感器发送的信号，来对清洗液的喷射和雨刮器的驱动进行控制。根据这种车载传感器清洗装置，该装置能够根据对象表面上的结垢程度来自动地清洗对象表面。

然而，根据如上所述的车载传感器清洗装置，该装置仅根据对象表面上的结垢程度来清洗对象表面。因此，即使实际上不需要清洗，该装置也可能会过度地清洗对象表面。在这种情况下，该装置通常超出需要地驱动向喷嘴供给清洗液的液体泵和驱动雨刮器的致动器等清洗致动器，从而导致电力消耗增加和清洗致动器的耐久性降低。

发明内容

本公开提供一种车载传感器清洗装置，能够根据需要来清洗车辆的传感器。

本公开提供一种车载传感器清洗装置，包括：清洗致动器(22、M)，上述清洗致动器对车载传感器(11)的清洗对象表面(12)进行清洗，通过使致动器工作来清洗清洗对象表面；以及控制器(41)，上述控制器在清洗对象表面的结垢程度信息达到结垢阈值(HL)时驱动清洗致动器。控制器(41)构造成根据车辆速度信息来改变结垢阈值。

根据该构造，控制器根据车辆速度信息来改变结垢阈值，从而可以根据需要来执行传感器清洗。因此，该装置可以实现低电力消耗，并且可以提高清洗致动器的耐久性。

附图说明

在附图中：

图1是示出根据本公开的实施方式的传感器系统的示意图；

图2是示出用于说明根据实施方式的车载传感器清洗装置的工作的时间检测精度特性的图；

图3是示出车载传感器清洗装置的阈值设定处理的流程图。

具体实施方式

参照图1至图3，将描述传感器系统的实施方式。

如图1所示，根据本实施方式的传感器系统10设置有：车载传感器11；以及与车载传感器11一体的车载传感器清洗装置20。车载传感器清洗装置构造成对作为车载传感器11的清洗对象表面的光学表面进行清洗。

根据本实施方式的车载传感器11用作例如激光雷达(即激光检测和测距)，在该激光雷达中，发射红外激光并接收在物体处反射的散射光以测量到物体的距离，并且包括供激光穿过的光学表面12。车载传感器11使用红外激光测量到物体的距离，并将测量信息输出到外部设备。车载传感器11可以用于自动制动系统。

车载传感器清洗装置20设置有：喷嘴单元21，上述喷嘴单元21叠置在车载传感器11上方；空气泵22，上述空气泵22向喷嘴单元21供给空气；以及液体泵23，上述液体泵23向喷嘴单元21供给清洗液。

喷嘴单元21设置有：壳体31，上述壳体31固定到车载传感器11上方；可动喷嘴32，上述可动喷嘴32设置成喷嘴的一部分从壳体21露出；以及电动机M，上述电动机M配置于壳体31内。可动喷嘴32包括喷射端口32a，该喷射端口32a将从空气泵22供给的空气朝向光学表面12喷射。可动喷嘴32构造成能相对于沿着与光学表面12正交的方向的旋转轴线L1旋转，从而改变喷射端口32a的方向、即空气喷射的方向。电动机M与可动喷嘴32驱动联接，以能够驱动可动喷嘴32、即，使可动喷嘴旋转。根据本实施方式，空气泵33和电动机M分别构成清洗致动器。喷嘴单元21包括盖33，上述盖33覆盖固定有一对液体喷射喷嘴34的可动喷嘴32的前侧(图1中的纸上观察时的前侧)。液体喷射喷嘴34包括液体喷射端口34a，上述液体喷射端口34a将从液体泵23供给的清洗液喷射到光学表面12。

此外，车载传感器清洗装置20设置有控制器41，上述控制器41在光学表面12的结垢程度信息达到阈值HL(即结垢阈值HL)时驱动空气泵22和电动机M。控制器41构造成根据车辆速度信息来改变阈值HL。

具体地，对于控制器41，车载传感器11、空气泵22、液体泵23、电动机M、车辆速度传感器42、雨刮器装置43、雨水传感器44直接地或间接地与控制器41电连接。注意，雨刮器装置43根据雨水传感器44检测到的雨水信息被驱动，或通过未示出的雨刮器开关的工作被驱动，从而擦拭挡风玻璃。控制器41接受基于来自车载传感器11的接收光的强度的信息的检测精度数据，并且使用检测精度数据作为光学表面12的污染程度信息。注意，检测精度数据的最大值被设定为100，这是表示最高检测精度和最低结垢程度的数据。当检测精度数据达到阈值HL、即检测精度数据低于或等于阈值HL时，控制器41驱动空气泵22和电动机M。此外，当检测精度数据达到液体喷射阈值L、即检测精度数据小于或等于阈值L时，控制器41驱动液体泵23。当检测精度数据在开始清洗之后变得大于或等于清洗结束阈值HH时，控制器41终止清洗。

本实施方式的控制器14根据从车辆速度传感器42发送的车辆速度信息和从雨刮器装置43发送的天气信息来改变阈值HL。具体地，当车辆速度高于预定基准速度时，控制器41将阈值HL设定为较大值，使得检测精度数据比车辆速度低于或等于基准速度的情况更早地达到阈值。此外，控制器41将阈值HL设定为更大，使得检测到的降雨量越大，设定的值就越大。换言之，当雨刮器装置43在高速驱动模式下工作时，控制器41将阈值HL改变为大于低速驱动模式的阈值，使得检测精度数据比低速驱动模式的情况更早地达到阈值。当雨刮器装置43在低速驱动模式下工作时，控制器41将阈值HL改变为大于停止模式的阈值，使得检测精度数据比停止模式的情况更早地达到阈值。

具体地，如图3所示，在车辆的行驶状态或车辆的行驶准备状态期间，控制器41反复执行阈值设定处理来设定阈值HL。在步骤S1，控制器41对行驶速度是否高于预定基准速度进行判断，并且当判断为行驶速度高于预定基准速度时，前进到步骤S2，当判断为行驶速度不高于预定基准速度时，前进到步骤S4。

当控制器41在步骤S2判断为雨刮器装置43处于停止状态时，处理前进到步骤S4。当控制器41判断为雨刮器装置43不处于停止状态时，处理前进到步骤S5。控制器41将阈值HL设定为65，并且终止处理。

此外，在步骤S5，控制器41对雨刮器装置43是否处于低速驱动模式进行判断，并且当判断为雨刮器装置43处于低速驱动模式时，前进到步骤S6。当控制器41判断为雨刮器装置43不处于低速驱动模式、即处于高速驱动模式时，处理前进到步骤S7。在步骤S6，控制器41将阈值HL设定为75，并且终止处理。此外，在步骤S7，控制器41将阈值HL设定为80，并且终止处理。

另一方面，在步骤S1，当判断为车辆速度不高于预定基准速度时，控制器41在步骤S3对雨刮器装置是否处于停止状态进行判断，并且当判断为雨刮器装置43处于停止状态时，处理前进到步骤S8，当判断为雨刮器装置43不处于停止状态时，处理前进到步骤S9。然后，在步骤S8，控制器41将阈值HL设定为60，并且终止处理。

在步骤S9，控制器41对雨刮器装置43是否处于低速驱动模式进行判断。当判断为雨刮器装置43处于低速驱动模式时，处理前进到步骤S10，并且当判断为雨刮器装置43不处于低速驱动模式、即处于高速驱动模式时，处理前进到步骤S11。然后，在步骤S10，控制器41将阈值HL设定为70，并且终止处理。此外，在步骤S11，控制器41将阈值设定为75，并且终止处理。

此外，如上所述的阈值HL始终被设定为不管车辆速度信息和天气信息如何均大于液体喷射阈值L，使得检测精度数据比液体喷射阈值L更早地达到阈值HL。此外，如上所述的阈值HL被设定为不管车辆速度信息和天气信息如何均小于清洗结束阈值HH。具体地，例如，液体喷射阈值L被设定为50，清洗结束阈值HH被设定为85，并且如上所述的阈值HL被设定为在60到80的范围内。

接下来，将描述如上所述构成的传感器系统10的效果和优点。例如，当车辆运行时，车载传感器11工作，由此识别车辆前方的物体和到该物体的距离。

例如，在车辆速度低于或等于基准速度，并且雨刮器装置43处于低速驱动状态的情况下，通过阈值设定处理将阈值HL设定为70。然后，如图2所示，在诸如雨滴的异物粘附在光学表面12上而导致检测精度数据降低，并且检测精度数据在时刻T1处达到阈值HL即阈值值70的情况下，控制器驱动空气泵22和电动机M。

然后，可动喷嘴32在旋转的同时从可动喷嘴32的喷射端口32a喷射空气，从而使该喷射空气清洗光学表面12。此后，当检测精度数据在时刻T2处变为清洗结束阈值HH以上时，控制器停止空气泵22和电动机M的工作。

此外，例如，在车辆速度在时刻T3处高于基准速度，并且雨刮器装置43处于低速驱动模式的情况下，阈值设定处理将阈值改变为75。此后，当检测精度数据由于诸如雨滴的异物粘附在光学表面12上而降低，并且在时刻T4处达到阈值HL、即75时，控制器41驱动空气泵22和电动机M。

然后，可动喷嘴32在旋转的同时从可动喷嘴32的喷射端口32a喷射空气，从而使该喷射空气清洗光学表面12。因此，基于检测精度数据来清洗光学表面12，同时根据车辆速度信息和天气信息来改变阈值HL。

此外，例如，在检测精度数据进一步降低以达到液体喷射阈值L、即阈值50的情况下，控制器41驱动液体泵23以从液体喷射喷嘴34的液体喷射端口34a喷射清洗液，从而清洗光学表面。

在下文中，将描述本实施方式的效果和优点。

1)当检测精度数据达到阈值HL时，控制器41驱动空气泵22和电动机M。由于控制器41根据车辆速度信息来改变阈值HL，因此，空气泵22和电动机M基于车辆速度信息来工作，并且可以根据需要执行清洗工作。换言之，例如，在车辆速度低于或等于基准速度从而不需要维持高检测精度的情况下，设定为降低阈值HL。因此，可以抑制过度的清洗工作。由此，可以实现装置的低电力消耗，并且可以提高空气泵22和电动机M的耐久性。

2)液体泵23被设置成将清洗液喷射到光学表面12上，由于控制器41在检测精度数据达到液体喷射阈值L时驱动液体泵23，因此，当检测精度数据达到液体喷射阈值L时，可以通过喷射清洗液来清洗光学表面12。由于阈值HL被设定成使得检测精度数据比检测精度数据达到液体喷射阈值L的情况更早地达到阈值HL，因此，当光学表面变为结垢状态时，光学表面12可以首先通过喷射空气来清洗。因此，在结垢可以通过喷射空气来清洗的情况下，可以抑制作为消耗材料的清洗液的消耗。

3)由于控制器41不仅根据车辆速度信息而且根据天气信息来改变阈值HL，因此，空气泵22和电动机M根据车辆速度信息和天气信息来工作，由此可以根据需要在适当的时刻执行清洗工作。

4)由于天气信息是雨刮器装置43的工作状态，因此，不需要专用传感器来获取天气信息。

5)由于从车载传感器11获得的检测精度数据可以用作光学表面12的结垢程度信息，因此，不需要专用传感器来获取结垢程度信息。

如上所述的实施方式可以通过以下方式进行修改。此外，本实施方式和以下变形例可以相互组合，只要它们在技术上是一致的。根据本实施方式，空气泵22和电动机M被构造成根据达到阈值HL的检测精度数据来驱动的清洗致动器。但是并不局限于这种构造，也可以使用其他清洗致动器。

例如，对于未设置可动喷嘴32且喷嘴端口固定的车载传感器清洗装置，可以仅将空气泵22用作清洗致动器。此外，除空气泵22外，还可以使用液体泵23作为清洗致动器。即，控制器41可以构造成根据车辆速度信息来改变液体喷射阈值L和阈值HL。在这种情况下，车载传感器清洗装置可以构造成使得清洗液和空气混合，并且将混合液喷射到光学表面12上。

例如，对于未设置空气泵22的车载传感器清洗装置，液体泵23可以用作清洗致动器。此外，对于设置有用于擦拭光学表面12的传感器雨刮器和驱动传感器雨刮器的传感器雨刮器驱动装置的车载传感器清洗装置，清洗致动器可以用于传感器雨刮器驱动装置。

根据如上所述的实施方式，使用设置有液体泵23和液体喷射端口34a的车载传感器清洗装置。然而，其并不局限于此。替代地，可以使用不具有液体泵23和液体喷射端口34a的车载传感器清洗装置。

根据如上所述的实施方式，控制器41构造成不仅根据车辆速度信息而且根据天气信息来改变阈值HL。其并不局限于此。控制器41可以不管天气信息如何均改变阈值HL。

根据如上所述的实施方式，基于雨刮器装置43的工作状态来判断天气信息。然而，其并不局限于此。例如，作为替代，专用传感器可以用于获取天气信息。雨刮器装置43构造成根据雨水传感器44检测到的降雨信息或未示出的雨刮器开关的工作状态来工作，并且该工作状态被用作天气信息。然而，其并不局限于此。例如，不管雨刮器装置43的工作状态如何，由雨水传感器44获取的信号均可以用作天气信息。此外，在未设置雨水传感器44的情况下，可以使用响应于雨刮器开关的状态的信号。

根据如上所述的实施方式，车载传感器11的检测精度数据被用作光学表面12的结垢程度信息。例如，作为替代，可以使用用于获取结垢程度信息的专用传感器。

根据如上所述的实施方式，控制器41构造成通过两个步骤来改变用于车辆速度信息的阈值HL，通过三个步骤来改变用于天气信息的阈值HL。然而，其并不局限于此。对于车辆速度信息，车辆速度信息可以使用三个以上步骤，对于天气信息可以使用两个或四个以上步骤，或者对于车辆速度信息和天气信息可以无级地改变阈值HL。

根据如上所述的实施方式，激光雷达用作车载传感器11。然而，也可以使用其他车载传感器。此外，根据如上所述的实施方式，待清洗的对象表面是激光雷达的光学表面12，但是另一待清洗的对象表面可以用于其他车载传感器。

Claims (6)

1.一种车载传感器清洗装置，包括：

清洗致动器(22、M)，所述清洗致动器对车载传感器(11)的清洗对象表面(12)进行清洗，通过使所述清洗致动器工作来清洗所述清洗对象表面；以及

控制器(41)，所述控制器在所述清洗对象表面的结垢程度信息达到结垢阈值(HL)时驱动所述清洗致动器，

其中，

所述控制器(41)构造成根据车辆速度信息来改变所述结垢阈值，并且当车辆速度高于预定基准速度时，所述控制器改变所述结垢阈值，以使所述结垢程度信息比车辆速度低于或等于所述基准速度的情况更早地达到所述结垢阈值。

2.如权利要求1所述的车载传感器清洗装置，其特征在于，

所述清洗致动器包括空气泵(22)，所述空气泵将空气喷射到所述清洗对象表面上。

3.如权利要求2所述的车载传感器清洗装置，其特征在于，还包括：

喷射端口(32a)，所述喷射端口将从所述空气泵供给的空气朝向所述清洗对象表面喷射；以及

可动喷嘴(32)，所述可动喷嘴能够改变所述喷射端口的方向，

其中，

所述清洗致动器包括电动机(M)，所述电动机用于驱动所述可动喷嘴。

4.如权利要求2或3所述的车载传感器清洗装置，其特征在于，还包括液体泵(23)，所述液体泵将清洗液喷射到所述清洗对象表面上，

其中，

所述控制器构造成在所述结垢程度信息达到液体喷射阈值(L)时驱动所述液体泵，

所述结垢阈值被设定成使得所述结垢程度信息比所述结垢程度信息达到所述液体喷射阈值的情况更早地达到所述结垢阈值。

5.如权利要求1至3中任一项所述的车载传感器清洗装置，其特征在于，

所述控制器构造成根据所述车辆速度信息和天气信息来改变所述结垢阈值。

6.如权利要求5所述的车载传感器清洗装置，其特征在于，

所述天气信息是雨刮器装置(43)的驱动模式。