用于快速清洁车辆上的外部传感器表面的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了使用多个快速排气阀快速地清洁表面的系统和方法，其中该系统被配置为用于特别地清洁安装到车辆的外部的传感器的大的或圆柱形表面。该系统和方法设想使用多个快速排气阀，这些快速排气阀设置有至少一个喷嘴和至少一个电磁阀，以便有效地将一定剂量的加压空气排放到表面上。压空气排放到表面上。压空气排放到表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速清洁车辆上的外部传感器表面的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年11月12日提交的、名称为“System and A Method for Rapidly Clearing an Exterior Sensor Surface on a Vehicle(用于快速清洁车辆上的外部传感器表面的系统和方法)”的美国临时专利申请No.63/112，812的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及从沿车辆的外部定位的传感器表面有效去除沉积物或碎屑的流体管理系统和方法。

技术介绍

[0004]只要有车辆行驶，为了方便和安全，则需要清洁车辆的表面。例如，在如今的汽车上，具有挡风玻璃、后窗玻璃、前照灯、后部相机、前部相机和大量的附加传感器，它们在被弄脏时无法有效地工作。这些传感器可以遍布整个车辆。几十年来，清洁的主要需求仅限于挡风玻璃、后窗玻璃和前照灯。
[0005]自动驾驶车辆(“AV”)概念的兴起增加了对所有类型的传感器清洁的需求。这种传感器可以包括：相机、红外线雷达、近程雷达和激光雷达，仅举几例。当被碎屑堵塞时，它们通常也不太有效。许多车辆制造商认为这是一个挑战，因此在车辆上增加了多种传感器清洁选项，以允许操作员在舒适的乘员舱中按需清洁面向外部的相机。在一个实施例中，车载计算机系统决定何时需要清洁，并触发独立的清洁事件。这些传感器清洁实施的架构类似于清洁挡风玻璃，但有几个重要的区别。第一是没有刮水器臂的形式对表面的机械清洁。由于在挡风玻璃应用中缺少由刮水器提供的机械清洁/分配，因此清洁流体的均匀分配是现在更优先考虑的问题。第二是这种传感器上待清洁的区域比挡风玻璃小多个数量级。这种现实的结果是需要的清洗流体明显更少。典型的挡风玻璃清洁喷嘴的流量接近1000mL/min，而类似的传感器清洁喷嘴的流量通常小于300mL/min。此外，封装成为重大的挑战，因为嵌入式传感器处于狭窄的区域，并且在光学传感器的情况下，喷嘴无法在传感器的视野内，否则将导致传感器性能下降。
[0006]美国专利公开2014/0060582和US 2017/0036650以及美国专利No.9,992，388通过引用全部并入本文，并说明了用于解决这些目标的各种方法。然而，随着这些紧凑包装和实现了非标准车辆数量，出现了一些挑战。在某些情况下，压缩空气已经被用于吹掉汽车传感器应用中的碎屑。已知一些系统利用电磁阀来管理从空气源到喷嘴的空气分配，以应用到传感器表面来去除碎屑。在一个示例中，如美国公开专利申请2020/0282416所教导的，已知结合了一种类型的快速排气阀，以将封闭体积的压缩空气快速排放到表面上，以用于从表面去除液滴或其他污染物。然而，本公开设想了一种用于从喷嘴组件分配压缩空气和流体以清洁表面的组件。
[0007]这些已知的压缩空气系统由于各种不利于这种系统的市场接受度的因素而受到
限制。例如，有效去除沉积物所需的高空气消耗率是令人望而却步的，因为这些空气计量系统需要多个螺线管或大尺寸、相对昂贵的螺线管来清洁较大的传感器表面，如LIDAR传感器表面。还存在将多个喷嘴结合到设计中的挑战，该设计可以通过相对小的、成本有效的方式定时以不显眼的方式有效地移除碎屑，并且可以从大的或弯曲的表面移除碎屑。

技术实现思路

[0008]在一个实施例中，公开了一种用于快速清洁沿车辆的外部的表面的系统，该系统包括至少一个排气阀，其中排气阀包括：壳体，该壳体限定了具有入口端口、剂量端口和出口端口的空腔；与剂量端口连通的剂量腔室；以及阀构件，所述阀构件放置在所述空腔内并被配置为选择性地在入口端口、剂量端口和出口端口之间传递空气压力，其中所述阀构件被配置为在闭合位置和打开位置之间偏置，所述空腔被所述阀构件分成分离的容积，使得所述阀构件在打开位置和闭合位置之间的选择性偏置允许加压空气被储存在剂量腔室内并被控制以通过出口端口被排放。至少一个喷嘴，其与排气阀的出口端口连通，该喷嘴被配置为将加压空气排放到待清洁表面上；以及与排气阀连通的转换阀，其中转换阀被配置为选择性地将加压空气引入所述至少一个排气阀并且选择性地在打开位置和闭合位置之间将阀构件偏置。可以在系统中设置多个排气阀，它们与单个转换阀加压连通，其中每个排气阀与至少一个喷嘴加压连通。待清洁表面可以具有大致圆柱形形状，或者可以是弯曲的或平坦的。待清洁表面的大致圆柱形形状可以包括大约25mm至大约150mm之间的高度和大约50mm至大约300mm的直径。剂量端口可以附接到剂量腔室，该剂量腔室是壳体内连续的单独容积，其中剂量腔室在壳体的空腔内。可选地，剂量端口可以附接到剂量腔室，该剂量腔室是附接到壳体并且在壳体的空腔的外部的单独容积。当阀构件处于闭合位置时，加压空气不能从出口端口被排出，但是可以在入口端口和剂量端口之间敞开地连通，并且当阀构件处于打开位置时，加压空气可以通过出口端口从剂量端口被排出，并且不与入口端口连通。排气阀可以被配置为用于通过转换阀快速排气，以实现阀构件的快速打开，从而将加压空气从剂量腔室释放到出口端口。转换阀可以是3/2电磁阀，使得通过电磁阀实现快速排气。
[0009]在一个实施例中，至少一个回流阀可以与至少一个剂量腔室和加压空气源连通，以允许当阀构件处于闭合位置并且回流阀处于打开位置时，压力从加压空气源快速传递到所述至少一个排气阀的剂量腔室。此外，至少一个回流阀可以在至少一个剂量腔室或至少一个喷嘴与加压液体源之间连通，以允许加压液体的快速转移，从而与所述剂量腔室或所述喷嘴中的加压空气混合。
[0010]在一个实施例中，多个排气阀相对于彼此以串联配置布置。多个排气阀可以包括第一排气阀和至少一个通过管或管腔的系统连接到第一排气阀的后续排气阀，该系统还可以包括在至少一个后续排气阀的至少一个剂量腔室和转换阀之间连通的第一回流阀，使得第一回流阀被配置为当转换阀打开时允许所述剂量腔室通过加压空气源充注加压空气。第二回流阀可以被设置成在至少一个后续排气阀的至少一个入口端口和转换阀之间连通，使得第二回流阀被配置为当电磁阀打开时允许加压空气进入至少一个后续排气阀，以将至少一个后续排气阀的阀构件切换到闭合位置，从而允许至少一个剂量腔室充注加压空气。
[0011]在另一个实施例中，多个排气阀相对于彼此布置成瀑布式配置。瀑布式配置包括第一排气阀和至少一个后续排气阀，使得第一排气阀的剂量腔室与后续排气阀的入口端口
流体连通并且被配置为将加压空气从所述后续排气阀的所述入口端口导向至第一排气阀的所述剂量腔室。该实施例可以包括在第一排气阀的剂量腔室、转换阀、第一排气阀的入口端口之间连通的第一回流阀，以及在至少一个后续排气阀的剂量腔室、至少一个后续排气阀的入口端口之间连通的第二回流阀，其中当转换阀打开时，第一回流阀和第二回流阀允许剂量腔室由空气源充注加压空气。在本文，当转换阀关闭时，剂量腔室内的压力被配置为将多个排气阀的阀构件偏置到打开位置并通过喷嘴和抵靠期望表面排出加压空气。后续排气阀内的加压空气可以被配置为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于快速清洁沿车辆的外部的表面的系统，其包括：至少一个排气阀，其中所述排气阀包括：壳体，其限定了具有入口端口、剂量端口和出口端口的空腔；与所述剂量端口连通的剂量腔室；以及阀构件，所述阀构件放置在所述空腔内并且被配置为选择性地在所述入口端口、所述剂量端口和所述出口端口之间传递空气压力，其中所述阀构件被配置为在闭合位置和打开位置之间偏置，所述空腔被所述阀构件分隔成单独的容积，使得所述阀构件在所述打开位置和闭合位置之间的选择性偏置允许加压空气储存在所述剂量腔室中并且被控制以通过所述出口端口排放；与所述排气阀的出口端口连通的至少一个喷嘴，其被配置为将加压空气排放到待清洁的表面上；以及与所述排气阀连通的转换阀，其中所述转换阀被配置为选择性地将加压空气引入到所述至少一个排气阀，并且使所述阀构件在所述打开位置和闭合位置之间选择性地偏置。2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括与单个转换阀加压连通的多个排气阀，其中所述排气阀中的每一个排气阀与至少一个喷嘴加压连通。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述待清洁的表面具有大致圆柱形形状。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述大致圆柱形形状包括大约25mm至大约150mm之间的高度和大约50mm至大约300mm的直径。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述剂量端口附接到剂量腔室，所述剂量腔室是在所述壳体内连续的单独容积，其中所述剂量腔室在所述壳体的空腔内。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述剂量端口附接到剂量腔室，所述剂量腔室是附接到所述壳体并在所述壳体的空腔的外部的单独容积。7.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述阀构件处于所述闭合位置时，加压空气不能从所述出口端口排放，但是能够在所述入口端口和所述剂量端口之间开放地连通，并且当所述阀构件处于所述打开位置时，加压空气能够通过所述出口端口从所述剂量端口排放并且不与所述入口端口连通。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述排气阀被配置为通过所述转换阀快速排气，以实现所述阀构件的快速打开，从而将加压空气从所述剂量腔室释放到所述出口端口。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述转换阀是3/2电磁阀，使得通过所述电磁阀实现快速排气。10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括至少一个回流阀，所述至少一个回流阀与至少一个剂量腔室和加压空气源连通，以允许当所述阀构件处于所述闭合位置并且所述回流阀处于所述打开位置时，压力从所述加压空气源快速传递到所述至少一个排气阀的剂量腔室。11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括至少一个回流阀，所述至少一个回流阀在至少一个剂量腔室或至少一个喷嘴与加压液体源之间连通，以允许加压液体的快速传递，以便与所述剂量腔室或所述喷嘴中的加压空气混合。12.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个排气阀相对于彼此以串联配置布置。13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述多个排气阀包括第一排气阀和至少一个后
续排气阀，所述系统还包括：第一回流阀，其在所述至少一个后续排气阀的至少一个剂量腔室和所述转换阀之间连通，使得所述第一回流阀被配置为当所述转换阀打开时允许所述剂量腔室通过加压空气源充注加压空气；以及第二回流阀，其在所述至少一个后续排气阀的至少一个入口端口和所述转换阀之间连通，使得所述第二回流阀被配置为当所述电磁阀打开时允许加压空气进入所述至少一个后续排气阀，以将所述至少一个后续排气阀的阀构件切换到所述闭合位置，从而允许所述至少一个剂量腔室充...

【专利技术属性】
技术研发人员：扎卡里，
申请(专利权)人：DLH鲍尔斯公司，
类型：发明
国别省市：