用于车辆的装置的制作方法

本公开涉及提供具有除霜功能的弹出式洗涤器喷嘴的示例性装置和方法。

背景技术：

例如，车辆可包括各种摄像头和传感器，诸如雷达和红外传感器。为了使摄像头和传感器正常工作，它们需要保持清洁且没有灰尘、泥土或其他类碎片。保持摄像头和传感器清洁对自主车辆应用尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的装置，以至少实现在寒冷条件下防止洗涤器喷嘴结冰，保持车辆的摄像头和传感器等部件清洁。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于车辆的装置，其包括：壳体；柱塞，柱塞可在位于壳体内的缩回位置和将流体喷射到车辆部件上的延伸位置之间移动；以及安装用于与柱塞一起移动的加热器。

根据本实用新型的一个实施例，柱塞包括喷嘴，且其中，柱塞包括流体入口和在喷嘴处的流体出口。

根据本实用新型的一个实施例，柱塞包括从流体入口延伸到流体出口的内部流体通道，且其中，加热器定位成围绕内部流体通道的至少一部分。

根据本实用新型的一个实施例，柱塞包括位于流体入口的远端处的头部，且其中，头部构造成当柱塞处于缩回位置时与车辆外表面齐平。

根据本实用新型的一个实施例，车辆部件是摄像头和/或传感器。

根据本实用新型的一个实施例，用于车辆的装置包括将柱塞偏置到缩回位置的弹性构件。

根据本实用新型的一个实施例，加热器包括加热元件线。

根据本实用新型的一个实施例，柱塞包括具有从流体入口延伸到流体出口的内部流动路径的主体，且其中，加热元件线围绕内部流动路径的至少一部分，且其中，柱塞包括具有定位在流体入口和流体出口之间的出口管的主体，且其中，加热元件线缠绕在出口管上。

根据本实用新型的一个实施例，壳体包括流体入口以将冲洗液供应到柱塞流体入口，且其中，柱塞包括流体出口，流体出口包括喷嘴。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于车辆的装置，其包括：壳体；安装在壳体内的柱塞，柱塞包括主体，主体具有在流体入口和流体出口处的喷嘴之间延伸的内部通道，其中，柱塞可在缩回位置和延伸位置之间移动以将流体从喷嘴喷射出；以及围绕内部通道的至少一部分的加热器。

根据本实用新型的一个实施例，壳体包括入口管以将冲洗液供应到柱塞的流体入口，并且包括形成内部通道的出口管，其中，加热器包括缠绕在出口管上的加热元件。

根据本实用新型的一个实施例，主体在一端处具有支脚且在相对端处具有头部，并且包括位于支脚和头部之间以将柱塞偏置到缩回位置的弹性构件，且其中，壳体的一端为封闭的以限定储液室，并且在相对端处是打开的以允许头部围绕壳体的相对端延伸到车辆外表面的外部，且其中，在处于缩回位置时头部与车辆外表面齐平。

根据本实用新型的一个实施例，装置包括提供车辆外表面的自主车辆，且其中，喷嘴构造成朝向车辆摄像头和传感器中的至少一个喷射流体。

根据本实用新型的另一方面，提供一种方法，包括：将加热器元件和具有在流体入口和流体出口之间延伸的内部通道的主体模制在一起以形成柱塞，柱塞构造成将流体从流体出口喷射出。

根据本实用新型的一个实施例，方法包括模制用于加热器元件的连接线和作为柱塞的一部分在流体出口处的喷嘴。

一种根据本公开的示例性方面的装置除了其他部件之外包括壳体和柱塞，柱塞可在位于壳体内的缩回位置和将流体喷射到车辆部件上的延伸位置之间移动。安装加热器以与柱塞一起移动。

在前述装置的另一个非限制性实施例中，柱塞包括喷嘴。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，柱塞包括流体入口和在喷嘴处的流体出口。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，柱塞包括从流体入口延伸到流体出口的内部流体通道，且其中，加热器定位成围绕内部流体通道的至少一部分。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，柱塞包括位于流体入口的远端处的头部，且其中，头部构造成当柱塞处于缩回位置时与车辆外表面齐平。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，车辆部件是摄像头和/或传感器。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，装置包括将柱塞偏置到缩回位置的弹性构件。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，加热器包括加热元件线。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，柱塞包括具有从流体入口延伸到流体出口的内部流动路径的主体，且其中，加热元件线围绕内部流动路径的至少一部分。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，柱塞包括具有位于流体入口和流体出口之间的出口管的主体，且其中，加热元件线缠绕在出口管上。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，壳体包括流体入口以将冲洗液供应到柱塞流体入口，且其中，柱塞包括流体出口，流体出口包括喷嘴。

一种根据本公开的另一个示例性方面的装置除了其他部件还包括壳体和安装在壳体内的柱塞。柱塞包括主体，主体具有在流体入口和流体出口处的喷嘴之间延伸的内部通道。柱塞可在缩回位置和延伸位置之间移动以将流体喷射出喷嘴。加热器围绕内部通道的至少一部分。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，加热器包括围绕内部通道的加热元件线。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，壳体包括入口管以将冲洗液供应到柱塞的流体入口，并且包括形成内部通道的出口管，其中，加热器包括缠绕在出口管上的加热元件。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，主体在一端处具有支脚且在相对端处具有头部，并且包括定位在支脚和头部之间的弹性构件以将柱塞偏置到缩回位置。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，壳体的一端是封闭的以限定储液室且在相对端处是打开的以允许头部围绕壳体的相对端延伸到车辆外表面的外部，且其中，头部通常在处于缩回位置时与车辆外表面齐平。

在前述任一装置的另一非限制性实施例中，自主车辆提供车辆外表面，且其中，喷嘴构造成朝向车辆摄像头和传感器中的至少一个喷射流体。

一种根据本公开的另一示例性方面的方法除了其他步骤之外包括以下步骤：将加热器元件和具有在流体入口和流体出口之间延伸的内部通道的主体模制在一起以形成柱塞，柱塞构造成将流体从流体出口喷射出。

在前述方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括模制用于加热器元件的连接线和作为柱塞的一部分的流体出口处的喷嘴。

在前述任一方法的另一个非限制性实施例中，模制步骤包括插入模制工艺。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的用于车辆的装置能够在寒冷条件下防止洗涤器喷嘴结冰，保持车辆的摄像头和传感器等部件清洁。

包括其各个方面或者各个单独特征中的任何一个的前面的段落、权利要求或者以下描述和附图的实施例、示例和替代方案可独立地或者以任何组合方式进行。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。

根据下面的详细描述，本实用新型的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随详细描述的附图可简要描述如下。

附图说明

图1示意性地说明包括多个摄像头和传感器的车辆。

图2A示意性地说明处于车辆上的缩回位置的弹出式洗涤器喷嘴。

图2B是处于展开位置的图2A的弹出式洗涤器喷嘴。

图3是处于缩回位置的弹出式洗涤器喷嘴的侧视图。

图4示出弹出式洗涤器喷嘴的加热器的一个示例。

图5示出弹出式洗涤器喷嘴的出口管的一个示例。

图6A示出图3的弹出式洗涤器喷嘴的柱塞。

图6B示出图6A的柱塞的喷嘴的一个示例。

图7示出处于缩回位置的弹出式洗涤器喷嘴，其中加热器处于活动状态。

图8示出喷射车辆部件的处于延伸展开位置的弹出式洗涤器喷嘴。

具体实施方式

本公开详述用于车辆的提供具有除霜功能的弹出式洗涤器喷嘴的示例性装置和方法。在该详细描述的以下段落中将更详细地讨论这些和其他特征。

图1示出车辆10，在车辆10上的不同位置处包括多个摄像头12和多个传感器14。例如，传感器14可包括雷达、激光雷达近红外和红外传感器。摄像头12和传感器14用于各种车辆应用，诸如停车辅助、防撞、倒车观察等。在一个示例中，车辆10包括自主车辆。

对于诸如自主车辆的车辆，摄像头12和传感器14保持清洁是至关重要的。为了确保摄像头12和传感器14的表面没有碎屑，在每个摄像头和传感器位置处将弹出式洗涤器喷嘴16安装到车辆10。图2A示出处于缩回位置的弹出式洗涤器喷嘴16的一个示例，而图2B示出处于延伸或展开位置的喷嘴16，其中流体正喷射在摄像头12和/或传感器14上。在缩回位置，喷嘴16的头部18与车辆的外表面20齐平，使得喷嘴16保持隐藏。这为车辆提供更美观的外观，同时还有助于防止喷嘴16在停用时被损坏。

图3是处于缩回位置的弹出式洗涤器喷嘴16的一个示例。壳体22安装在车辆10内。壳体22具有封闭的第一端24和包括开口28的相对第二端26。柱塞30定位在壳体22的内腔32内且可在缩回位置和延伸或展开位置之间移动。柱塞30包括流体入口34和流体出口36，其中流体入口34接收泵送到内腔32中的流体，且流体可在流体出口36处沿期望方向喷射。

柱塞30包括位于从流体入口34延伸到流体出口36的内部通道40内的主体38。流体可直接在通道40内流动，或者可使用出口管42(图5)来提供通道40。例如，出口管42可模制在主体38内以提供将流体入口34连接到流体出口36的通道40。主体38进一步包括在一端处的支脚44和在相对端处的头部18。弹性构件46用于将柱塞30偏置到缩回位置。在一个示例中，弹性构件46包括在柱塞30的支脚44和头部18之间缩回的螺旋弹簧。

当柱塞30移动到展开或活动位置时，柱塞30的头部18从壳体22中的开口28向外延伸。壳体22包括与流体供应装置50流体连通的入口孔或端口48。在一个示例中，流体供应装置50包括洗涤剂或清洗液。当被激活时，流体供应装置50经由入口管56将流体输送到壳体22，开始填充壳体22的第一端24与柱塞30的支脚44之间的区域52。当泵入加压流体时，压力累积且迫使柱塞30抵抗弹性构件46的偏置力向上移动。弹性构件46压缩且柱塞30通过壳体22中的开口28移动到展开位置以清洁摄像头12或传感器14(图8)。在一个示例中，柱塞30的流体出口36包括喷嘴54，喷嘴54将加压喷雾喷射到摄像头或传感器表面。如图6B所示，喷嘴54从较宽的入口开口54a逐渐变窄到较窄的出口开口54b以增加喷雾的压力。一旦完成清洁循环，流体不再被泵送到壳体22中，压力被释放，弹性构件46将柱塞30返回到缩回位置。

在经受冷操作条件时，弹出式洗涤器喷嘴16内的冲洗液可能会冻结而在清洗循环期间不能喷射。另外，弹出式洗涤器喷嘴16可能被冰覆盖，这会导致弹出式洗涤器喷嘴16卡在缩回位置。移动柱塞30的压力可能不够高而不能穿透冰。这将导致驾驶员不得不去除冰块，以使喷嘴16可以如预期那样操作。但是，在自主车辆中，没有驾驶员去除冰。因此，本主题的弹出式洗涤器喷嘴16包括用于加热流体并融化冰的独特的除霜功能。

在一个示例中，除霜功能包括安装用于与柱塞30(图6A)一起移动的加热器60(图4)。在一个示例中，加热器60包括加热器线元件62，加热器线元件62与连接线64插入成型在柱塞主体38中。在一个示例中，线元件62包括镍铬合金80/20材料(80％的镍、20％的铬)；然而，也可使用其他材料，诸如钨丝。加热器线元件62在围绕内部通道40的位置模制/封装/封闭在柱塞主体38内。在一个示例中，柱塞主体38具有增大/扩大的主体区段，加热器60封闭在该主体区段内。加热器60构造成围绕入口34与出口36之间的内部通道40的相当长的长度，以在整个主体38内提供均匀加热。

如上所述，在另一个示例中，在柱塞主体38内模制有出口管42以形成内部通道40。在该构造中，加热器线元件62缠绕在出口管42上且附接有连接线64。在该构造中，喷嘴54在出口端处附接到出口管42。在一个示例中，出口管42、线元件62和喷嘴54全部插入成型在主体38内以形成柱塞30。

在一个示例中，壳体22由黑色尼龙玻璃(glass filled nylon)6制成，柱塞30由高温聚醚醚酮(PEEK)材料制成。PEEK是有机热塑性聚合物，其可用于并入模塑加热器60中。在一个示例中，喷嘴54也由PEEK材料制成。在一个示例中，入口管56由增强的乙烯丙烯二烯单体(M-级)橡胶(EPDM橡胶)制成，出口管由不锈钢制成。

在一个示例中，柱塞30由已经通过添加高传导性陶瓷材料而改性的高温液晶聚合物(LCP)注塑成型。这种材料是有效的，因为它可以承受250摄氏度的连续温度。LCP是良好的电绝缘体和热绝缘体，这对于保持确保加热器60不短路所需的高电阻率同时还显著改进材料的导热性是至关重要的。这种类型的材料还具有高熔融流率且可填充长且复杂的流动路径而翘曲最小。该材料还具有高机械强度、优异的尺寸稳定性和耐有机溶剂性以及提供快速的工艺循环。

在一个示例中，LCP包括以约50％重量或22％体积的量添加的氮化铝(AlN)的添加剂。添加材料的另一个示例是氮化硼。这些添加材料提供具有显著改进的传导性的塑料材料，这将允许来自加热器60的热传递经过柱塞30的整个表面。应理解，虽然所公开的材料是优选的，但是也可使用其他类似的和/或合适的材料。

当激活期间加热器60的温度升高时，导热塑料将加热柱塞30的整个体积，如图7所示。导热材料也会迅速将热量传递到柱塞30的顶盖或头部18以融化掉冰雪。在一个示例中，加热器60构造成将柱塞30加热到约150摄氏度。一旦清洗系统激活且确定需要加热，加热器60将能够在几秒钟内达到150摄氏度。如图8所示，这会快速融化冰并使柱塞30能够移动到展开位置以完成清洗循环。另外，如果由于低温而冻结，热量也能够融化冲洗液。

经由系统控制器66(图1和图4)激活和控制用于每个摄像头12和传感器14的弹出式洗涤器喷嘴16。温度传感器14可用于确定加热器60是否应该被激活以去除冰和雪。

本实用新型提供一种弹出式洗涤器喷嘴，其包括内部加热器，内部加热器将防止喷嘴在寒冷天气条件下结冰。这对于包括多个摄像头和诸如雷达、激光雷达近红外和红外传感器等的传感器的自主车辆尤其重要。自主车辆的摄像头和传感器保持清洁没有碎屑是至关重要的。激活时，喷嘴将冲洗液喷射到摄像头和/或传感器上。在特定的具体温度水平以下激活加热器以防止流体在喷嘴内冻结。当缩回时，加热器也能够融化可能在喷嘴的头部上积聚的冰块。除非激活以提供美观的外观，否则弹出式洗涤器喷嘴可在车辆内收缩使得喷嘴被隐藏起来。在一个示例中，喷嘴16的头部18包括与车辆10的外表面20的材料匹配的一层材料68(图3)。

虽然不同的非限制性实施例所示为具有特定的组件或步骤，但是本实用新型的实施例不限于这些特定的组合。可以使用来自任何非限制性实施例的一些部件或特征与来自任何其它非限制性实施例的特征或部件结合。

应理解，在若干附图中，相同的附图标记标识对应的或相同的元件。应理解，尽管在这些示例性实施例中公开和示出了特定的部件布置，但是其它布置也可以从本公开的教导受益。

前面的描述应解释为说明性的而不是限制性的。本领域的普通技术人员将理解，某些修改可以归入本实用新型的范围内。出于这些原因，应研究以下权利要求以确定本实用新型的真实范围和内容。