传感器清洁设备的制作方法

本公开总体上涉及车辆传感器，并且更特定地涉及车辆传感器清洁设备。

背景技术：

车辆通常包括传感器。传感器可以提供关于车辆的操作的数据，例如，车轮转速、车轮取向以及发动机和变速器数据(例如，温度、燃料消耗等)。传感器可以检测车辆的位置和/或取向。传感器可以是全球定位系统(gps)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(mems)；陀螺仪，诸如速率、环形激光器或光纤陀螺仪；惯性测量单元(imu)；和/或磁力计。传感器可以检测外部世界，例如，车辆周围的对象和/或特征，诸如其他车辆、道路车道标记、交通灯和/或标志、行人等。传感器可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达)装置、和/或图像处理传感器，诸如相机。

技术实现要素：

一种设备，其包括：基座；圆柱形传感器窗口，其固定到所述基座；以及螺旋清洁构件，其可以在所述基座中的缩回位置与围绕所述传感器窗口延伸的伸出位置之间移动。所述清洁构件包括一个出口，当所述清洁构件处于所述伸出位置时所述一个出口指向所述传感器窗口。

所述清洁构件可以包括多个出口，所述多个出口包括所述一个出口，并且当所述清洁构件处于所述伸出位置时，所述多个出口可以指向所述传感器窗口。清洁构件可以包括管，所述管流体地联接到所述多个出口。所述多个出口可以是第一出口，所述管可以是第一管，并且所述清洁构件可以包括第二管和多个第二出口，所述第二管流体地联接到所述多个第二出口。所述设备还可以包括：第一泵，所述第一泵流体地联接到所述第一管；和第二泵，所述第二泵流体地联接到所述第二管。所述设备还可以包括控制器，所述控制器通信地耦合到所述第一泵和所述第二泵，并且被编程为在所述清洁构件从所述缩回位置移动到所述伸出位置时激活所述第二泵。所述控制器还可以被编程为在所述清洁构件从所述伸出位置移动到所述缩回位置时激活所述第一泵。

清洁构件可以包括第三管和多个第三出口，所述第三管流体地联接到所述多个第三出口，并且所述设备还可以包括空气源，所述空气源设置在所述基座中并且流体地联接到所述第三管。空气源可以是鼓风机或压缩机中的一者。

所述设备还可以包括：第一储集器，所述第一储集器流体地联接到所述第一管并设置在所述基座中；以及第二储集器，所述第二储集器流体地联接到所述第二管并设置在所述基座中。

所述设备还可以包括储集器，所述储集器流体地联接到所述管并设置在所述基座中。

所述清洁构件可以具有至少两整圈的螺旋形状。

所述基座可以包括导轨，并且所述清洁构件当在所述缩回位置和所述伸出位置之间移动时可以与导轨接合。所述导轨可以具有的导程角基本上等于所述清洁构件的导程角。

所述设备还可以包括马达，所述马达可驱动地联接到清洁构件并设置在所述基座中。所述设备还可以包括控制器，所述控制器通信地耦合到所述马达并且被编程为防止所述马达在车辆运动时将所述清洁构件从所述缩回位置移动到所述伸出位置。

所述设备还可以包括控制器，所述控制器通信地耦合到所述马达并且被编程为响应于车辆换出驻车挡而指示所述马达将所述清洁构件从所述伸出位置移动到所述缩回位置。

所述清洁构件可以包括径向向内指向的擦拭器刮片，并且当所述清洁构件处于所述伸出位置时，所述擦拭器刮片可以接触所述传感器窗口。擦拭器刮片可以沿着所述清洁构件伸长。

附图说明

图1是示例车辆的透视图。

图2a是车辆的传感器总成的透视图，其中清洁构件处于缩回位置。

图2b是传感器总成的透视图，其中清洁构件处于部分伸出位置。

图2c是传感器总成的透视图，其中清洁构件处于伸出位置。

图3是沿着图2a中的线3-3的传感器总成的基座的横截面视图。

图4是传感器总成的清洁系统的示意图。

图5是沿着图2c中的线5-5的清洁构件的横截面视图。

图6是用于清洁系统的控制系统的框图。

图7是用于控制清洁系统的示例过程的过程流程图。

具体实施方式

参考附图，一种用于车辆32的设备30，其包括：基座34；圆柱形传感器窗口36，其固定到所述基座34；以及螺旋清洁构件38，其可以在所述基座34中的缩回位置与围绕所述传感器窗口36延伸的伸出位置之间移动。清洁构件38包括至少一个第一出口40，当所述清洁构件38处于所述伸出位置时所述至少一个第一出口40指向所述传感器窗口36。

设备30可以清洁传感器窗口36，这可以提高由具有通过传感器窗口36的视野的传感器42收集的数据的质量。设备30可以在车辆32停止时提供传感器窗口36的彻底清洁，并且在车辆32运动时保持在传感器42的视野之外。清洁构件38的螺旋形状允许设备30清洁整个圆柱形传感器窗口36，而不会留下脏区。

参考图1，车辆32可以是任何乘用或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。

车辆32可以是自主车辆。车辆计算机可以被编程为完全地或较小程度地独立于人类驾驶员的干预来操作车辆32。车辆计算机可以被编程为基于从传感器42以及其他传感器接收到的数据来操作推进、制动系统、转向和/或其他车辆系统。出于本公开的目的，自主操作意指车辆计算机在没有人类驾驶员输入的情况下控制推进、制动系统和转向；半自主操作意指车辆计算机控制推进、制动系统和转向中的一者或两者，而人类驾驶员控制其余部分；并且非自主操作意指人类驾驶员控制推进、制动系统和转向。

车辆32包括车身44。车辆32可以是一体式车身构造，其中车辆32的车架和车身44是单个部件。替代地，车辆32可以是车身车架分离式构造，在所述车身车架分离式构造中车架支撑车身44，所述车身44是与车架分开的部件。车架和车身44可由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。车身44包括部分地限定车辆32的外部的车身面板46、48。车身面板46、48可以呈现a级表面，例如，暴露于客户视线的且没有不美观的瑕疵和缺陷的精加工表面。车身面板46、48包括例如车顶48等。

用于支撑传感器42的壳体50可附接到车辆32，例如附接到车辆32的车身面板46、48中的一个，例如车顶48。例如，壳体50可以被成形为可附接到车顶48，例如，可以具有匹配或遵循车顶48的轮廓的形状。壳体50可以附接到车顶48，这可以为传感器42提供车辆32周围区域的无障碍视野。壳体50可由例如塑料或金属形成。

基座34可以安装到壳体50或安装到车身面板46、48中的一个，例如，车顶48。如图1所示，基座34可以从壳体50向上延伸，或者部分地或完全地凹进壳体50内。基座34具有竖直取向的圆柱形形状，即限定基本上竖直的轴线a。基座34的直径大于清洁构件38的直径并且大于传感器窗口36的直径。基座34的高度可以至少与清洁构件38的高度一样大，并且至少与传感器窗口36的高度一样大。

参考图2a，传感器42可以检测外部世界，例如，车辆32周围的对象和/或特征，诸如其他车辆、道路车道标记、交通灯和/或标志、行人等。例如，传感器42可以是雷达传感器、扫描激光测距仪、光检测和测距(激光雷达)装置，或诸如相机的图像处理传感器。特别地，传感器42可以是激光雷达装置。激光雷达装置通过发射激光脉冲并测量脉冲行进至对象并返回的飞行时间来检测距对象的距离。传感器42安装到基座34并且设置在传感器窗口36内部。

传感器窗口36是圆柱形且中空的。传感器窗口36在基座34上居中，即，传感器窗口36限定轴线a。传感器窗口36固定到基座34。传感器窗口36从基座34向上延伸。传感器窗口36具有的外径小于或近似等于清洁构件38的内径。传感器窗口36至少对于传感器42发射的波长的光是透明的，即允许基本上通过。传感器42通过传感器窗口36具有360°的水平视野。

参考图2a至图2c，清洁构件38形成螺旋状物，即，遵循围绕轴线旋转同时也沿着轴线前进的曲线的纵长形状。更具体地，清洁构件38形成具有恒定节距的圆形螺旋状物，“圆形”意指半径(即，从轴线到螺旋状物的垂直距离)沿着螺旋状物是恒定的，并且“节距”意指螺旋状物连续圈之间的轴向距离。清洁构件38具有至少两整圈的螺旋形状，即，清洁构件38的螺旋形状围绕轴线a旋转至少720°。如图所示，清洁构件38具有五整圈。清洁构件38的高度(即轴向长度)不大于基座34的高度并且大致等于传感器窗口36的高度。

清洁构件38可以在缩回位置和伸出位置之间移动。如图2a所示，处于缩回位置的清洁构件38设置在基座34中，并且基座34隐藏处于缩回位置的清洁构件38。如图2c所示，处于伸出位置的清洁构件38围绕传感器窗口36延伸。处于伸出位置的清洁构件38在基座34内部具有小于一圈。缩回位置和伸出位置限定清洁构件38的移动范围，并且缩回位置和伸出位置在清洁构件38可以移动时尽可能远离。如图2b所示，清洁构件38可以占据在缩回位置和伸出位置中间的位置。

参考图3，基座34包括导轨52。导轨52定位在基座34内部。导轨52具有螺旋形状，所述螺旋形状具有的导程角基本上等于清洁构件38的导程角。出于本公开的目的，“导程角”被限定为螺旋状物和螺旋状物旋转平面(即正交于螺旋状物轴线的平面)之间的角度。清洁构件38通过沿着导轨52滑动而在缩回位置和伸出位置之间移动，并且因此清洁构件38在缩回位置和伸出位置之间移动时与导轨52接合。导轨52的横截面形状可以是清洁构件38位于其上或其中的搁架或通道。导轨52可以与基座34成一体，即，与基座34形成为单个连续部件，或者导轨52可以是在基座34的内壁上附接到基座34的单独部件。

返回到图2c，替代地或另外地，设备30包括马达54，所述马达54可驱动地联接到清洁构件38。马达54设置在基座34中。例如，马达54可以被定位成例如通过旋转摩擦接触清洁构件38的轮(未示出)来驱动清洁构件38在导轨52中在缩回位置和伸出位置之间滑动。对于另一个示例，导轨52可以不存在，并且马达54可以定位成例如通过致动连接到清洁构件38的线性致动器(未示出)而使清洁构件38轴向地(即，直线竖直地)滑动。

参考图4，设备30包括第一储集器56、第二储集器58、第一泵60、第二泵62、第一供应管线64、第二供应管线66、第一管68、第二管70、第一出口40和第二出口72。第一储集器56、第一泵60和第一出口40经由第一供应管线64和第一管68彼此流体地联接(即，流体可以从一者流动到另一者)。第二储集器58、第二泵62和第二出口72经由第二供应管线66和第二管70彼此流体地联接。第一储集器56和第二储集器58设置在基座34中。储集器56、58是可以填充有液体的罐。具体地，第一储集器56可以填充有水，并且第二储集器58可以填充有清洁剂，可能用水稀释并且可能包括其他添加剂，诸如溶剂。

第一泵60可以以足够的压力迫使水通过第一供应管线64和第一管68，使得水从第一出口40喷射。第二泵62可以以足够的压力迫使清洁剂通过第二供应管线66和第二管70，使得清洁剂从第二出口72喷射。第一泵60附接到第一储集器56或设置在第一储集器56中，并且第二泵62附接到第二储集器58或设置在第二储集器58中。

第一供应管线64从第一泵60延伸到第一管68，并且第二供应管线66从第二泵62延伸到第二管70。供应管线64、66是柔性管，其足够长以便无论清洁构件38是处于缩回位置还是处于伸出位置都具有松弛度。

参考图4和图5，清洁构件38包括第一管68和第二管70。管68、70设置在清洁构件38内部，并且沿着清洁构件38的螺旋形状伸长。第一管68与第一出口40串联流体地联接，并且第二管70与第二出口72串联流体地联接。

清洁构件38包括第一出口40和第二出口72。第一出口40和第二出口72径向向内指向，即定位成朝向轴线a喷射液体。当清洁构件38处于伸出位置时，第一出口40和第二出口72指向传感器窗口36。

参考图4，设备30包括空气源74、空气供应管线76、第三管78和第三出口80。空气源74和第三出口80经由空气供应管线76和第三管78彼此流体地联接。空气源74可以将空气通过空气供应管线76和第三管78推送到第三出口80。空气源74通过减少气体的体积或通过迫使另外的气体进入恒定体积来增加气体的压力。空气源74是鼓风机或压缩机中的一者，例如任何合适类型的压缩机，例如：正排量压缩机，诸如往复式、离子液体活塞、旋转螺杆、旋转叶片、滚动活塞、涡旋或隔膜压缩机；动态压缩机，诸如气泡式、离心式、斜式、混流式或轴流式压缩机；或者任何其他合适的类型。

加热器84定位成加热流过空气供应管线76的空气。例如，加热器84可以是电阻加热器，或者加热器84可以从车辆32的其他部件捕获并重新导向废热。流经第三管78和第三出口80的空气因此被加热。

空气供应管线76从空气源74延伸到第三管78。空气供应管线76是柔性管，其足够长以便无论清洁构件38是处于缩回位置还是处于伸出位置都具有松弛度。

参考图4和图5，清洁构件38包括第三管78。第三管78设置在清洁构件38内部，并且沿着清洁构件38的螺旋形状伸长。第三管78与第三出口80串联流体地联接。

清洁构件38包括第三出口80。第三出口80径向向内指向，即定位成朝向轴线a推动空气。当清洁构件38处于伸出位置时，第三出口80指向传感器窗口36。

参考图5，清洁构件38包括擦拭器刮片86。擦拭器刮片86沿着清洁构件38伸长，并遵循清洁构件38的螺旋形状。擦拭器刮片86径向向内，即从清洁构件38朝向轴线a逐渐变细。当清洁构件38处于伸出位置时，擦拭器刮片86接触传感器窗口36。如果，例如，马达54在缩回位置和伸出位置之间轴向移动清洁构件38，则擦拭器刮片86上下擦拭传感器窗口36。

参考图6，设备30包括控制器88。控制器88是基于微处理器的控制器。控制器88包括处理器、存储器等。控制器88的存储器包括介质，所述介质用于存储可由处理器执行的指令以及用于电子地存储数据和/或数据库。

控制器88可以通过通信网络90(诸如控制器局域网(can)总线、以太网、wifi、本地互连网络(lin)、车载诊断连接器(obd-ii)和/或任何其他有线或无线通信网络)传输和接收数据。控制器88可以经由通信网络90通信地耦合到传感器42、马达54、第一泵60、第二泵62、空气源74和其他部件。

图7是示出用于控制清洁构件38的示例性过程700的过程流程图。控制器88的存储器存储用于执行过程700的步骤的可执行指令。作为过程700的总体概述，当传感器窗口36需要清洁并且车辆32处于驻车挡时，控制器88将清洁剂泵送通过清洁件38，同时将清洁构件38移动到伸出位置，然后将水泵送通过清洁构件38，同时将清洁构件38移动到缩回位置。

过程700开始于框705，在框705中，控制器88接收清洁激励。“清洁激励”是指示传感器窗口36应被清洁的任何触发。例如，控制器88可以接收用户命令以执行对传感器42或车辆32的另一个部件(诸如其他传感器或挡风玻璃)的清洁。对于另一个示例，控制器88可以基于从传感器42接收到的数据来确定在传感器窗口36上是否存在碎屑。控制器88可以使用已知算法来确定从传感器42接收到的图像数据中的一系列像素与图像数据中的其余像素相比随时间不变，这表明传感器42的视野的一部分已被覆盖。对于另一个示例，自上次清洁传感器窗口36以来，阈值时间段可能已经过去。阈值时间段可以被选择为足够长以使得传感器窗口36可能需要被清洁。

接下来，在判定框710中，控制器88确定车辆32是否处于驻车挡。例如，控制器88可以检查通过通信网络90从车辆32中的另一个控制器88接收到的状态消息，所述状态消息说明车辆32处于哪个挡位、车辆32的速度等。如果车辆32的挡位不处于驻车挡，或者换出驻车挡，或者在运动中，则过程700前进到框715。如果车辆32处于驻车挡，即静止的，则过程700进行到框720。

在框715中，控制器88将清洁构件38移动到或维持在缩回位置。如果清洁构件38尚未处于缩回位置，则控制器88指示马达54将清洁构件38移动到缩回位置。在框715之后，过程700返回到判定框710，以继续监测适当的时间以清洁传感器窗口36。

在框720中，控制器88激活第二泵62，同时指示马达54将清洁构件38从缩回位置移动到伸出位置。因此，清洁构件38在移动到伸出位置时将清洁剂沉积在传感器窗口36上。

接下来，在框725中，控制器88激活第一泵60，同时指示马达54将清洁构件38从伸出位置移动到缩回位置。因此，清洁构件38在移动到缩回位置时喷射水以清除清洁剂并冲洗传感器窗口36。控制器88也可以同时激活空气源74，同时指示马达54将清洁构件38从伸出位置移动到缩回位置。来自空气源74的加热空气可以致使水快速干燥。在框725之后，过程700结束。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意图是描述性而非限制性词语的性质。形容词“第一”、“第二”和“第三”贯穿本文档用作标识符，并且不意图表示重要性或顺序。这里使用的“基本上”是指尺寸、持续时间、形状或其他形容词可能由于物理缺陷、电源中断、机械加工或其他制造中的变化等而与所描述的略有不同。根据上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的方式来实践。

根据本发明，提供了一种设备，其具有基座；圆柱形传感器窗口，其固定到所述基座；以及螺旋清洁构件，其能够在所述基座中的缩回位置与围绕所述传感器窗口延伸的伸出位置之间移动，所述清洁构件包括一个出口，当所述清洁构件处于所述伸出位置时所述一个出口指向所述传感器窗口。

根据一个实施例，所述清洁构件包括多个出口，所述多个出口包括所述一个出口，并且当所述清洁构件处于所述伸出位置时，所述多个出口指向所述传感器窗口。

根据一个实施例，清洁构件包括管，所述管流体地联接到所述多个出口。

根据一个实施例，所述多个出口是第一出口，所述管是第一管，并且所述清洁构件包括第二管和多个第二出口，所述第二管流体地联接到所述多个第二出口。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于：第一泵，所述第一泵流体地联接到所述第一管；和第二泵，所述第二泵流体地联接到所述第二管。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于控制器，所述控制器通信地耦合到所述第一泵和所述第二泵，并且被编程为在所述清洁构件从所述缩回位置移动到所述伸出位置时激活所述第二泵。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为在所述清洁构件从所述伸出位置移动到所述缩回位置时激活所述第一泵。

根据一个实施例，所述清洁构件包括第三管和多个第三出口，所述第三管流体地联接到所述多个第三出口，所述设备还包括空气源，所述空气源设置在所述基座中并且流体地联接到所述第三管。

根据一个实施例，空气源是鼓风机或压缩机中的一者。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于：第一储集器，所述第一储集器流体地联接到所述第一管并设置在所述基座中；以及第二储集器，所述第二储集器流体地联接到所述第二管并设置在所述基座中。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于储集器，所述储集器流体地联接到所述管并且设置在所述基座中。

根据一个实施例，清洁构件具有至少两整圈的螺旋形状。

根据一个实施例，所述基座包括导轨，并且所述清洁构件当在所述缩回位置和所述伸出位置之间移动时与所述导轨接合。

根据一个实施例，所述导轨具有的导程角基本上等于所述清洁构件的导程角。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于马达，所述发达可驱动地联接到所述清洁构件并且设置在所述基座中。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于控制器，所述控制器通信地耦合到所述马达并且被编程为防止所述马达在车辆运动时将所述清洁构件从所述缩回位置移动到所述伸出位置。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于控制器，所述控制器通信地耦合到所述马达并且被编程为响应于车辆换出驻车挡而指示所述马达将所述清洁构件从所述伸出位置移动到所述缩回位置。

根据一个实施例，清洁构件包括径向向内指向的擦拭器刮片，并且当所述清洁构件处于所述伸出位置时，所述擦拭器刮片接触所述传感器窗口。

根据一个实施例，擦拭器刮片沿着所述清洁构件伸长。