車載車輛視覺和清潔系統的製作方法

2023-09-16 15:52:15 1

本發明涉及一種車載車輛視覺和清潔系統，包括傳感器單元、清潔流體源、清潔流體迴路或至少清潔流體導管、清潔流體泵、至少一個清潔流體噴嘴，該傳感器單元安裝在車體上。

現代車輛，特別地汽車，主要地所謂的suv設置有外部視野攝影機以提高駕駛員視覺並改善安全性。而且，這些汽車常常配備有傳感器，這些傳感器檢測由於盲角，駕駛員在後視鏡中看不到的並且不被後視鏡覆蓋的從後面接近和駛過的汽車。

在現有技術中，後視攝影機通常集成到後保險杆、或後擋板或車輛的在汽車牌照附近的汽車行李廂蓋中。由於在車體處的位置，攝像機鏡頭或保護鏡頭蓋或傳感器暴露於車輛環境以及在車輛工作期間積聚在鏡頭或鏡頭蓋或傳感器蓋上的汙垢和碎片、泥、鹽霧等。特別地，如果攝像機和/或傳感器集成在車輛的後保險槓或後擋板中，則它們特別地暴露於汙垢和泥霧。

因此，通常已知提供用於清潔鏡頭和傳感器的外部清洗系統。

在本領域中已提出各種清潔概念，以便防止汙垢和碎片在攝像機鏡頭上的堆積或者實現提高的清潔結果。

正常地，清潔流體噴嘴和噴嘴組件安裝在車輛上鄰近攝像機或傳感器，並且定位成使得來自噴嘴的液體可以直接噴射到待清潔的表面上。如在一開始已經提及的，待清潔表面可能是鏡頭蓋、鏡頭圓蓋或傳感器表面。

通常，這樣的系統的問題在於傳感器或視覺裝置的外部視角應該儘可能地寬。例如，現代廣角後視系統有利地至少覆蓋後保險槓的一部分，使得可以容易地向駕駛員提供駐車距離指示。對於這樣的廣角鏡頭系統和對於非常靠近鏡頭或鏡頭蓋的噴嘴的要求在某種程度上與後視攝影機衝突，可能發生的是，噴嘴也被傳感器單元的視角覆蓋。如果在車廂內的屏幕上將顯示可見圖像，則噴嘴可能是光學上分散注意力的。

噴嘴的非常靠近傳感器的非隱藏布置的又另一缺點在於這樣的布置從美學觀點上也不是非常令人愉快的。

通常，已知在本領域中出於美學原因以隱藏方式在機動車輛處設置前照燈清潔系統和擋風玻璃清潔系統。

例如，ep1616762a2公開了一種包括噴霧嘴的前照燈清潔系統，該前照燈清潔系統在靜止位置隱藏地布置在機動車輛的保險槓中，並且可以藉助於致動器定位在清潔位置中。噴霧嘴布置在支架上，該支架可樞轉地固定到車輛的車體並且在靜止位置樞轉到車體上，並且可以通過呈液壓旋轉驅動器的形式的致動器樞轉出到清潔位置。

這樣的布置要求相對大的安裝空間。這樣的空間例如在保險槓的中空內部可得到，然而，在汽車的行李箱蓋或後擋板處的安裝空間可能更受限並且因此這樣的前照燈清潔裝置的設計不適於清潔車輛上的安全傳感器或攝影機。

技術實現要素：

因此，當前發明的目的是提供一種車載車輛視覺和清潔系統，其中清潔流體噴嘴可以非常靠近傳感器單元放置而不會削弱傳感器的外部視野，並且該系統設計簡單且易於操作。

而且，當前發明的目的是提供這樣一種車載車輛視覺和清潔系統，該系統在不會削弱車輛的外觀方面從美學觀點上也是令人愉快的。

這些和其他目的通過獨立權利要求1的主題實現。本發明的有利的實施方式可以從從屬權利要求導出。

根據本發明，提供一種車載車輛視覺和清潔系統。該系統包括：

-安裝在車體中的傳感器單元，

-清潔流體源，

-清潔流體迴路或清潔流體導管，

-清潔流體泵，

-噴嘴載體，

-附接到該噴嘴載體的至少一個清潔流體噴嘴，其中該噴嘴載體設計為轉動臂，該轉動臂在致動後可以從為靜止位置的後傾位置翻轉到為工作位置的升高位置，其中該轉動臂在其靜止位置至少部分地符合或至少部分地包圍傳感器單元。

簡要概括，本發明提供了一種車載視覺和清潔系統，其中傳感器單元至少部分地由轉動臂或翻轉臂包圍，該轉動臂或翻轉臂形成噴嘴載體並且在靜止位置與待清潔的傳感器單元的表面大約布置在一個平面中。因此，轉動臂不會在其靜止位置從傳感器單元的該安裝平面伸出並且因此不會幹涉傳感器的視角。

僅在轉動臂升高了的工作位置中，該轉動臂可能布置在傳感器單元的視野內或可能干涉傳感器單元的視野，然而，傳感器單元的暴露表面的清潔周期可能僅耗費幾秒，使得最終清潔動作不會影響傳感器單元的功能。

在當前發明的意義上傳感器單元可以是例如外部視野攝像機或只是用於檢測接近和駛過的汽車或者甚至用於創建車道偏離警告信號的傳感器。

從當前申請的意義上說的傳感器單元可以例如是雷射掃描儀，其可能是自動駕駛所需要的。

從本申請的意義上說的傳感器單元也可以同時設計為外部視野攝影機以及傳感器以向駕駛員產生車道偏離警報或檢測正常在後視鏡中不可見的接近車輛的物體。

根據本發明的傳感器單元可以是利用固態技術的成像裝置，例如與例如用於汽車導航系統、即所謂的衛星導航裝置(單元)的視頻監視顯示器結合的cmos或ccd像素傳感器技術。圖像傳感器單元可以包括具有至少一個鏡頭表面或蓋表面的攝影機鏡頭系統。

從本發明的意義上說的清潔流體噴嘴可以是射流振蕩器、筆狀噴射嘴等。流體噴嘴可以具有可調節的眼球狀噴嘴主體。

從本發明的意義上說的流體噴嘴也可以是噴氣噴嘴，也可以是通過其可以噴射空氣射流，優選地筆狀射流的任何類型的噴嘴。

從當前申請的意義上說的清潔流體可以是液體以及氣體或空氣。

根據本發明的清潔流體泵可以是常規類型的流體泵，特別是具有一個或幾個葉輪的葉輪泵。流體泵可以具有一個或多個流體出口和接收來自清潔流體源的液體清潔流體的至少一個流體入口。

根據當前發明的車載視覺和清潔系統可能從相關聯的前照燈清潔系統或擋風玻璃清潔系統的清潔流體源和清潔流體迴路受益。

從當前申請的意義上說的清潔流體迴路可以包括清潔流體導管或清潔流體軟管以及連接器和閥，即止回閥和/或保壓閥。

從本申請的意義上說的清潔流體迴路不是必須為閉合迴路。本領域技術人員將理解的是，術語「清潔流體迴路」也包括從清潔流體泵到流體噴嘴的單個流體迴路。清潔流體迴路不必必須是並且通常不是閉合環路。

傳感器單元優選地安裝在車體的面板中，該面板可能裝配到車輛的行李箱蓋或後擋板中。本領域技術人員將理解的是，傳感器單元也可以裝配到保險槓或外部後視鏡的殼上。本領域技術人員將理解的是，傳感器單元可以安裝在車體的任何合適的平坦表面中。

傳感器單元優選地包括面板、鏡頭蓋或鏡頭圓頂蓋，這是從當前發明的意義上說待清潔的暴露表面。

具體而言，轉動臂在其靜止位置至少部分地符合或至少部分地包圍傳感器單元的暴露表面，該暴露表面可能具有圓形或矩形橫截面。

本領域技術人員將理解的是，傳感器單元的暴露表面的橫截面對於本發明不是決定性的。在傳感器單元是雷射掃描單元的情況下，例如傳感器單元的可見輪廓可能是矩形的。

優選地，轉動臂部分地或完全地布置在車輛的車體或車身的外面。

符合(conform)傳感器單元意味著轉動臂設計成使得其輪廓幾乎或完全匹配(match,適配)傳感器單元的暴露表面的外輪廓。傳感器單元的暴露表面和處於靜止位置的轉動臂不會伸出在限定傳感器單元的視角的限制的參考面之上。因此傳感器單元甚至可能是具有180°的視角的超廣角鏡頭並且轉動臂不會幹涉傳感器單元的圖像。

在當前發明的轉動臂的設計下，轉動臂不需要集成到車輛的車體中，即轉動臂不以隱藏方式布置。

根據本發明的車載車輛視覺和清潔系統的一個有利實施方式，提供了轉動臂在其升高位置至少覆蓋傳感器單元的暴露表面的一部分，即幹涉傳感器單元的視野，並且在該升高位置，噴嘴暫時布置在暴露表面之上的升高位置。

由於清潔周期將僅耗費若干秒或若干分之一秒，如果例如轉動臂翻轉過傳感器單元的視野以便執行清潔周期，它不會影響傳感器單元的工作。

根據本發明，因為在轉動臂的整個運動期間可以執行清潔動作，不存在轉動臂的特別的工作位置。

替代地，根據本發明的車輛視覺和清潔系統可以設計成使得，例如如果轉動臂處於其最大升高位置，則僅在轉動臂的某一工作位置執行清潔動作。

在根據本發明的車載車輛視覺和清潔系統的一個有利實施方式中，轉動臂可在靜止位置和工作位置之間來回移動。工作位置再次可能是轉動臂的除了靜止位置以外的任何位置。

優選地，轉動臂可在第一和第二後傾靜止位置之間移動，並且優選地也在任一靜止位置圍繞傳感器單元地符合。例如，轉動臂可以從一個靜止位置翻轉到另一靜止位置，並且由此在該運動期間執行清潔動作。

在根據本發明的車輛視覺和清潔系統的一個有利實施方式中，轉動臂鉸接到旋轉驅動器。旋轉驅動器可以是由清潔流體的流體壓力操作的液壓驅動器，即，清潔流體的壓力將被利用以驅動轉動臂並且同時執行清潔動作。這樣的旋轉驅動器例如在ep1616762中公開，其關於旋轉驅動器的內容全部通過引用併入本文。

在根據當前發明的車載車輛視覺和清潔系統的一個優選實施方式中，轉動臂呈環形段的形式，其符合傳感器單元並且可以繞傳感器單元旋轉或可以在清潔周期期間翻轉過傳感器單元。環段可以延續例如90°的圓弧。通過轉動臂的這樣的設計，有利地至少一個噴嘴布置在轉動臂的前端，並且在轉動臂的升高位置，噴嘴將大約布置在傳感器單元的視野的中央。在那種情況下，傳感器單元將包括限定待清潔表面的圓形或圓頂形圓形面板、蓋或視窗。

替代地，轉動臂可以設計為延續大約180°的圓弧的環形段。可以在弧的頂部設置一個噴嘴或者沿著弧的長度設置若干個噴嘴。噴嘴可以是如前面提及的射流噴嘴或噴氣噴嘴。

在根據本發明的車載車輛視覺和清潔系統的一個其他有利實施方式中，轉動臂可以具有碗狀或圓頂狀構造，其在液體上形成一種漩渦效果，從而以較少流體消耗產生更有效的清潔動作。

轉動臂可以包含清潔流體導管或可以限定清潔流體容積。

轉動臂可以包含所謂的激勵軟管，其彎曲並且通過清潔流體的壓力可以膨脹。激勵軟管的膨脹可以被利用以產生轉動臂的旋轉運動。

為該目的，激勵軟管可以由具有形狀記憶的彈性材料製成或者激勵軟管替代地可以包括在軟管上強加90°彎曲的彈簧元件。一旦流體壓力進入激勵軟管，壓力在軟管內部積累會引起軟管膨脹，即，伸展，同時彈簧的彈簧力被克服使得轉動臂可以旋轉到其清潔位置。

替代地，轉動臂可以鉸接到導管和在轉動臂和導管之間的接頭內的彈簧元件並且可以關於垂直以90°保持轉動臂。一旦流體壓力進入轉動臂，壓力積累將引起轉動臂抵抗彈簧的偏置力升高。

附圖說明

在下文中將參照附圖通過示例說明本發明，其中：

圖1示出了根據當前發明的車載視覺和清潔系統的一部分的第一示意性側視圖，其中以虛線示出處於其靜態位置，即其靜止位置的轉動臂，並且以實線示出處於其升高的工作位置的轉動臂；

圖2是根據本發明的車載視覺和清潔系統的一部分的另一變型的立體圖，其中轉動臂的靜止位置以虛線示出；

圖3是根據圖2的視圖的作為立體圖的車載視覺和清潔系統的又另一實施方式；

圖4a是具有轉動臂的另一設計的車載視覺和清潔系統的又另一實施方式；

圖4b是具有處於其升高/伸展工作位置的轉動臂的根據圖4a的系統；

圖4c是穿過處於其靜止位置的根據圖4a的實施方式的轉動臂的剖面；

圖4d是穿過處於其升高工作位置的圖4a的轉動臂的剖面；

圖5a是根據本發明的車載視覺和清潔系統的一部分的剖面側視圖，其示意性地示出用於轉動臂的驅動機構的一個變型；

圖5b是根據圖5a的系統的前視圖；

圖6a是用於當前發明的系統的替代驅動概念的局部剖面，以及

圖6b是示出根據圖6a的驅動概念的機械原理的更合適的示意圖。

圖1示出了安裝到呈客車形式的車輛的車體的根據本發明的車載視覺和清潔系統1的一部分。用於安裝車載視覺和清潔系統1的裝置未示出，客車的車體也未示出。

車載視覺和清潔系統1包括與旋轉驅動器3鉸接的轉動臂2。旋轉驅動器3設計為液壓操作的旋轉驅動器，即旋轉驅動器3由通過清潔流體泵從清潔流體源提供的清潔流體7的流體壓力驅動。清潔流體源和清潔流體泵兩者都未示出，這些系統是相當常規的。如已提及的，旋轉驅動器3可以連接到客車的清潔流體迴路，該清潔流體迴路已被利用用於汽車的前照燈清潔或擋風玻璃清潔。用於該目的的旋轉驅動器3具有用於附接清潔流體軟管的連接器4。

在圖1中由附圖標記5表示的傳感器單元也僅非常粗略地示出。如圖1所示的傳感器單元5例如是用於客車的自動駕駛的根據需要的雷射掃描單元並且可以具有安裝在附接至汽車的車體的面板中的矩形暴露表面。該面板在根據圖1的實施方式中未示出。在圖1中，示出了轉動臂2的兩個位置：如虛線表示的轉動臂的靜止位置和由實線表示的轉動臂的升高的工作位置。

清潔流體7可以從其噴射的兩個噴嘴6附接到轉動臂2。根據圖1的實施方式的轉動臂2具有一種彎曲或矩形形狀並且可以繞旋轉驅動器3的樞轉軸線8旋轉。

轉動臂2可以在圖1所示的兩個位置之間來迴旋轉，或者替代地轉動臂2可以從圖1中以虛線所示的第一靜止位置到在傳感器單元5的相反側的未示出的第二靜止位置完全翻轉過傳感器單元5。在轉動臂2的旋轉運動期間，可以執行清潔周期，即，從清潔噴嘴6噴射清潔流體7。

由旋轉驅動器3引起的旋轉運動通過經由連接器4傳送到旋轉驅動器3的清潔流體7的流體壓力引起。通常大於2巴的量級的流體壓力對於旋轉轉動臂2並且同時對於提供清潔動作將是足夠的。

如這可以從圖1看到的，處於其靜止位置，即處於其靜態位置的轉動臂2與傳感器單元5，即與傳感器單元5的暴露表面並排布置。在該位置，轉動臂2可以緊緊地符合傳感器單元5，如這參照另一實施方式例如在圖2和圖3中示出。

傳感器單元5的暴露表面可以關於處於其後傾位置的轉動臂2略微升高，然而，處於其後傾位置的轉動臂2也可以與傳感器單元5的暴露表面布置在一個平面中，這在美學方面是相當令人愉快的。

如果轉動臂2相對緊緊地符合傳感器單元5，則這也具有優點：沒有汙垢可以積聚在轉動臂2和傳感器單元5之間的間隙內。

傳感器單元5可以限定參考面，該參考面是向後限制傳感器單元5的視角的最低面。傳感器單元5例如可以具有180°的視角，使得在圖1所示的實施方式中，在轉動臂2的靜態位置或靜止位置，轉動臂不會幹涉傳感器單元5的視野。

圖1示出轉動臂2，其中該轉動臂2帶有附接其的兩個噴嘴，並且帶有具有矩形暴露表面的傳感器單元5，圖2和圖3示出根據本發明的車載視覺和清潔系統1的兩個其他實施方式，其中轉動臂2具有圓弧狀形狀。

通常，在圖中相同或相似的部件用相同的附圖標記表示。

現在參照圖2，根據圖2的實施方式也示出了在虛線中處於其靜止位置並且在實線中處於一個工作位置的轉動臂2。轉動臂2的旋轉運動由箭頭9表示，流體進入方向由箭頭10表示。

在根據圖2的實施方式中，傳感器單元5包括安裝在面板12中的球面鏡頭圓頂11。面板12繼而安裝在車輛的車體中。轉動臂2再次部分地符合傳感器單元5。具體而言，轉動臂2符合保持鏡頭圓頂11的面板12。轉動臂2具有弧狀形狀並且延續四分之一圓(90°)，使得處於其升高位置的轉動臂2的前端定位在鏡頭圓頂11的傳感器上方。此時，噴嘴6附接至轉動臂2。從以實線在圖2所示的轉動臂2的升高位置，噴嘴6處於鏡頭圓頂11的視野，使得可以實現清潔流體7在鏡頭圓頂11上的均勻分配。

再次，轉動臂可以在圖2所示的兩個位置之間翻轉，替代地轉動臂2可以完全翻轉過傳感器單元5。圖3的實施方式與圖2的實施方式的不同僅在於，轉動臂2具有半圓或180°弧的形狀，並且噴嘴安裝在所述弧的頂部。

現在轉到圖4a至4d，示出了根據本發明的車載視覺和清潔系統1的另一實施方式，其中轉動臂2具有碗狀，在其升高位置部分地封閉傳感器單元5，使得可以實現清潔流體的漩渦效應，清潔流體將從在工作位置部分地封閉傳感器單元5的轉動臂2的表面彈回。

根據圖4a至4d的車載視覺和清潔系統1的設計對應於根據圖2和圖3的系統的設計。

圖5a和圖5b示出向轉動臂2提供旋轉運動的原理。圖5a中，以虛線示出轉動臂2處於升高位置，而以實線示出其處於靜止位置。

旋轉驅動器3包括用於清潔流體7的入口13，清潔流體在進入旋轉驅動器3後作用於活塞14上。該活塞14布置在旋轉驅動器3的殼體15內並且由活塞彈簧16偏壓到如圖5a所示的位置。活塞14通過活塞密封件17相對於殼體15密封。活塞密封件17可以是任何類型的適當密封件。

如果清潔流體7進入入口13，則該清潔流體迫使活塞14抵抗活塞彈簧16的偏置力以便一旦彈簧力被克服就延伸。活塞14附接到可動杆18，該可動杆繼而直接或通過附加齒輪附接到轉動臂2。當活塞14延伸時，杆18在殼體15內向前移動，而同時轉動臂2旋轉到工作位置並且噴射傳感器單元，從而從傳感器單元5的暴露表面去除任何汙垢。

當活塞14延伸，即，移到圖5a所示的左手側時，清潔流體7可以進入集成到轉動臂2中或由轉動臂2包含或附接到轉動臂2的清潔流體通道。

圖6a和圖6b示出了替代的驅動概念。如圖6a所示，旋轉驅動器3包括殼體15，在殼體15內布置有激勵軟管19。激勵軟管19在入口13的第一配件20和在轉動臂2的前端處的第二配件21之間延伸。

激勵軟管19可以由具有形狀記憶的彈性材料形成，或者包括彈簧元件22或設計為螺旋彈簧。由於激勵軟管19的形狀記憶特性或者由於彈簧元件29，通過轉動臂2的接頭延伸到旋轉驅動器3的激勵軟管19保持關於垂直呈90°彎曲。一旦流體壓力進入旋轉驅動器3，壓力就在激勵軟管19內積累，從而允許克服激勵軟管19的彈簧力或彈性力並且將轉動臂2翻轉/旋轉到其工作位置。

附圖標記

1車載視覺和清潔系統

2轉動臂

3旋轉驅動器

4連接器

5傳感器單元

6噴嘴

7清潔流體

8樞轉軸線

9箭頭

10箭頭

11鏡頭圓頂

12面板

13入口

14活塞

15殼體

16活塞彈簧

17活塞密封件

18可動杆

19激勵軟管

20第一配件

21第二配件

22彈簧元件