CN111301351A - 流路切换盒及车辆用清洗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在简单地向车辆安装的车辆用清洗系统中使用的流路切换盒。流路切换盒(20，30)，具有：壳体(31)，其具有流入口(50)和多个排出口(51～53)；腔室(32)，其与流入口(50)连接；以及多个电磁阀(40)，其设置在壳体(31)中并且具有能够相对于固定件(63)移动的可动件(62)。多个电磁阀(40)各自的入口(61a)与腔室(32)连接，各自的出口(61b)与排出口(51～53)连接，并且多个电磁阀(40)被设置为能够彼此独立地切换允许和不允许流体从出口(61b)的排出。多个电磁阀(40)被以可动件(62)的移动方向彼此平行的方式配置。

Description

流路切换盒及车辆用清洗系统
技术领域
本发明涉及流路切换盒及车辆用清洗系统。
背景技术
近年，开始在车辆搭载摄像机。将摄像机获取到的信息向控制本车辆的车辆用ECU等输出。专利文献1等已知一种能够用清洗液来清洗这种摄像机的车辆用清洗器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-171491号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
车辆上搭载有多个摄像机、传感器。考虑用上述的车辆用清洗器来清洗该多个摄像机、传感器。在该情况下，考虑集成为包含多个车辆用清洗器的车辆用清洗系统，并搭载于车辆。
然而，在实现这种车辆用清洗系统时，需要从储存有清洗液的箱体向各清洗单元输送流体。在将配管构成为从共用的管路向各清洗单元分叉的情况下，需要多个电磁阀。在将多个电磁阀设置在车辆的不同的多个位置的情况下，当向车辆搭载车辆用清洗系统时，搭载作业会变得复杂。
因此，本发明提供一种容易简单地向车辆安装的车辆用清洗系统以及其中使用的流路切换盒。
用于解决问题的技术手段
本发明的一个方面涉及的流路切换盒具有：壳体，所述壳体具有流入口和多个排出口；腔室，所述腔室与所述流入口连接；以及多个电磁阀，所述电磁阀设置在所述壳体中并且具有固定件和能够相对于所述固定件移动的可动件，多个所述电磁阀各自的入口与所述腔室连接，各自的出口与所述排出口连接，并且多个所述电磁阀被设置为能够彼此独立地切换允许和不允许流体从所述排出口的排出，多个所述电磁阀被以所述可动件的移动方向彼此平行的方式配置。
本发明的一个方面涉及的车辆用清洗器系统，具有：权利要求1所述的流路切换盒；多个清洗器，多个所述清洗器与各所述排出口连接；以及箱体，所述箱体与所述流入口连接，并且储存清洗液。
发明效果
根据本发明，提供了一种容易简单地向车辆安装的车辆用清洗系统以及其中使用的流路切换盒。
附图说明
图1是搭载有清洗系统的车辆的俯视图。
图2是车辆系统的框图。
图3是清洗系统的框图。
图4是第二流路切换盒的立体图。
图5是第一电磁阀的剖视图。
符号说明
1 车辆
2 车辆系统
3 车辆控制部
20 第一流路切换盒
30 第二流路切换盒
31 壳体
32 腔室
33 第一出口
34 第二出口
35 第三出口
40 电磁阀
41 第一电磁阀
42 第二电磁阀
43 第三电磁阀
50 流入口
51 第一排出口
52 第二排出口
53 第三排出口
61 缸体
61a 入口
61b 出口
62 柱塞(可动件)
63 线圈(固定件)
64 磁轭
65 弹簧
66 密封部
67 支承座
100 车辆用清洗系统
101～109b 清洗器
111 前箱体
112 前泵
113 后箱体
114 后泵
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。此外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，对与已经说明的部件具有相同的附图标号的部件，省略其说明。另外，对于本附图所示的各部件的尺寸，有时为了说明的便利而与各部件的实际尺寸不同。
另外，在本实施方式的说明中，为了便于说明，适当使用“左右方向”、“前后方向”、“上下方向”。这些方向是针对图1所示的车辆1而设定的相对性的方向。此处，“上下方向”是包含“上方向”和“下方向”的方向。“前后方向”是包含“前方向”和“后方向”的方向。“左右方向”是包含“左方向”和“右方向”的方向。
图1是搭载有本实施方式所涉及的车辆用清洗系统100(以下，称为清洗系统100)的车辆1的俯视图。车辆1具备清洗系统100。在本实施方式中，车辆1是能够以自动驾驶模式行驶的汽车。
首先，参照图2对车辆1的车辆系统2进行说明。图2示出车辆系统2的框图。如图2所示，车辆系统2具备：车辆控制部3、内部传感器5、外部传感器6、灯7、HMI 8(Human MachineInterface，人机接口)、GPS 9(Global Positioning System，全球定位系统)、无线通信部10以及地图信息存储部11。而且，车辆系统2具备：转向促动器12、转向装置13、制动促动器14、制动装置15、加速促动器16以及加速装置17。
车辆控制部3由电子控制单元(ECU)构成。车辆控制部3由CPU(CentralProcessing Unit，中央处理单元)等处理器、存储有各种车辆控制程序的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)以及临时存储各种车辆控制数据的RAM(Random Access Memory，随机存储器)构成。处理器构成为将从存储在ROM中的各种车辆控制程序指定出的程序在RAM上展开，并与RAM协作地执行各种处理。车辆控制部3被构成为控制车辆1的行驶。
内部传感器5是能够获取本车辆信息的传感器。内部传感器5例如是加速度传感器、速度传感器、轮速传感器以及陀螺仪传感器等中的至少一个。内部传感器5被构成为获取包含车辆1的行驶状态在内的本车辆信息，并将该信息向车辆控制部3输出。
内部传感器5也可以具备：检测驾驶员是否就座于驾驶座的就座传感器、检测驾驶员的脸的方向的面部朝向传感器以及检测车内是否有人的人体感应传感器等。
外部传感器6是能够获取本车辆的外部的信息的传感器。外部传感器例如是摄像机、雷达、LiDAR等中的至少一个。外部传感器6被构成为获取包含车辆1的周边环境(其他车辆、行人、道路形状、交通标识、障碍物等)在内的本车辆的外部的信息，并将该信息输出到车辆控制部3。或者，外部传感器6也可以具备：检测天气状态的天气传感器、检测车辆1的周边环境的照度的照度传感器等等。
摄像机例如是包含CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)、CMOS(互补MOS；互补金属氧化物半导体)等摄像元件的摄像机。摄像机是检测可见光的摄像机或者检测红外线的红外线摄像机。
雷达是毫米波雷达、微波雷达或激光雷达。
LiDAR是Light Detection and Ranging(光检测和测距)或Laser ImagingDetection and Ranging(激光成像检测与测距)的缩写。LiDAR通常是向前方出射非可见光，根据出射光和返回光，获取到物体的距离、物体的形状、物体的材质、物体的颜色等信息的传感器。
灯7是以下灯中的至少一个，即：设置在车辆1的前部的头灯、位置灯；设置在车辆1的后部的后组合灯；设置在车辆的前部或侧部的转向信号灯；向行人、其他车辆的驾驶员通知本车辆的状况的各种灯；等等。
HMI 8由输入部和输出部构成，该输入部接收来自驾驶员的输入操作，该输出部向驾驶员输出行驶信息等。输入部包含方向盘、加速踏板、制动踏板、切换车辆1的驾驶模式的驾驶模式切换开关等。输出部是显示各种行驶信息的显示器。
GPS 9被构成为获取车辆1的当前位置信息，并将该已获取的当前位置信息输出到车辆控制部3。无线通信部10被构成为从其他车辆接收处于车辆1周围的其他车辆的行驶信息，同时向其他车辆发送车辆1的行驶信息(车车间通信)。另外，无线通信部10被构成为从信号机、标识灯等基础设备接收基础设施信息，并且向基础设备发送车辆1的行驶信息(路车间通信)。地图信息存储部11是存储有地图信息的硬盘驱动器等外部存储装置，且被构成为向车辆控制部3输出地图信息。
在车辆1以自动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3基于行驶状态信息、周边环境信息、当前位置信息、地图信息等，自动地生成转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号中的至少一个。转向促动器12被构成为从车辆控制部3接收转向控制信号，并基于接收到的转向控制信号来控制转向装置13。制动促动器14被构成为从车辆控制部3接收制动控制信号，并基于接收到的制动控制信号来控制制动装置15。加速促动器16被构成为从车辆控制部3接收加速控制信号，并基于接收到的加速控制信号来控制加速装置17。如此，在自动驾驶模式中，车辆1的行驶被车辆系统2自动控制。
另一方面，在车辆1以手动驾驶模式行驶的情况下，车辆控制部3根据驾驶员对加速踏板、制动踏板以及方向盘的手动操作，生成转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号。如此，在手动驾驶模式中，由于通过驾驶员的手动操作而生成转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号，所以车辆1的行驶被驾驶员控制。
接着，对车辆1的驾驶模式进行说明。驾驶模式包括自动驾驶模式和手动驾驶模式。自动驾驶模式包括完全自动驾驶模式、高度驾驶辅助模式以及驾驶辅助模式。在完全自动驾驶模式中，车辆系统2自动进行转向控制、制动控制以及加速控制的全部行驶控制，同时驾驶员处于无法驾驶车辆1的状态。在高度驾驶辅助模式中，车辆系统2自动进行转向控制、制动控制以及加速控制的全部行驶控制，并且驾驶员虽然处于能够驾驶车辆1的状态但并不驾驶车辆1。在驾驶辅助模式中，车辆系统2自动进行转向控制、制动控制以及加速控制中的一部分行驶控制，并且驾驶员在车辆系统2的驾驶辅助下驾驶车辆1。
另一方面，在手动驾驶模式中，车辆系统2不自动进行行驶控制，并且驾驶员在没有车辆系统2的驾驶辅助的情况下驾驶车辆1。
另外，车辆1的驾驶模式可以通过操作驾驶模式切换开关来进行切换。该情况下，车辆控制部3根据驾驶员对驾驶模式切换开关的操作，将车辆1的驾驶模式在4个驾驶模式(完全自动驾驶模式、高度驾驶辅助模式、驾驶辅助模式、手动驾驶模式)之间切换。另外，车辆1的驾驶模式也可以根据针对自动驾驶车辆能够行驶的能够行驶区间、针对禁止自动驾驶车辆行驶的行驶禁止区间的信息或针对外部天气状态的信息自动地切换。该情况下，车辆控制部3基于这些信息来切换车辆1的驾驶模式。而且，车辆1的驾驶模式也可以通过使用就座传感器、面部朝向传感器等从而自动地进行切换。该情况下，车辆控制部3基于来自就座传感器、面部朝向传感器的输出信号，切换车辆1的驾驶模式。
回到图1，车辆1中，作为外部传感器6，具有前LiDAR 6f、后LiDAR 6b、右LiDAR 6r、左LiDAR 6l、前摄像机6c、后摄像机6d。前LiDAR 6f被构成为获取车辆1前方的信息。后LiDAR 6b被构成为获取车辆1后方的信息。右LiDAR 6r被构成为获取车辆1右方的信息。左LiDAR 6l被构成为获取车辆1左方的信息。前摄像机6c被构成为获取车辆1前方的信息。后摄像机6d被构成为获取车辆1后方的信息。
此外，在图1所示的例中，示出将前LiDAR 6f设置在车辆1的前部、后LiDAR 6b设置在车辆1的后部、右LiDAR 6r设置在车辆1的右部、左LiDAR 6l设置在车辆1的左部的例子，但是本发明并不被该例限定。例如也可以将前LiDAR、后LiDAR、右LiDAR、左LiDAR集中配置在车辆1的顶棚。
车辆1中，作为灯7，具有右头灯7r和左头灯7l。右头灯7r设置在车辆1的前部中的右部，左头灯7l设置在车辆1的前部中的左部。右头灯7r设置在左头灯7l的右方。
车辆1具有前窗1f和后窗1b。
车辆1具有本发明的实施方式所涉及的清洗系统100。清洗系统100是使用清洗液将附着在清洗对象物上的水滴、泥土、灰尘等异物除去的系统。在本实施方式中，清洗系统100具有前窗清洗器(以下，称为前WW)101、后窗清洗器(以下，称为后WW)102、前LiDAR清洗器(以下，称为前LC)103、后LiDAR清洗器(以下，称为后LC)104、右LiDAR清洗器(以下，称为右LC)105、左LiDAR清洗器(以下，称为左LC)106、右头灯清洗器(以下，称为右HC)107、左头灯清洗器(以下，称为左HC)108、前摄像机清洗器109a以及后摄像机清洗器109b。各个清洗器101～109b具有一个以上的喷嘴，并从喷嘴向清洗对象物排出清洗液(流体)。
前WW 101能够清洗前窗1f。后WW 102能够清洗后窗1b。前LC 103能够清洗前LiDAR6f。后LC 104能够清洗后LiDAR 6b。右LC 105能够清洗右LiDAR 6r。左LC 106能够清洗左LiDAR 6l。右HC107能够清洗右头灯7r。左HC 108能够清洗左头灯7l。前摄像机清洗器109a能够清洗前摄像机6c。后摄像机清洗器109b能够清洗后摄像机6d。此外，在以下的说明中，有时将前摄像机清洗器109a和后摄像机清洗器109b统称为摄像机清洗器109。
图3是清洗系统100的框图。清洗系统100除了清洗器101～109b之外，还具有前箱体111、前泵112、后箱体113、后泵114。
前WW 101、前LC 103、右LC 105、左LC 106、右HC 107、左HC 108、前摄像机清洗器109a经由前泵112与前箱体111连接。前泵112将储存在前箱体111中的清洗液向前WW 101、前LC 103、右LC105、左LC 106、右HC 107、左HC 108、摄像机清洗器109输送。
后WW 102和后LC 104以及后摄像机清洗器109b经由后泵114与后箱体113连接。后泵114将储存在后箱体113中的清洗液向后WW102和后LC 104以及后摄像机清洗器109b输送。
如图3所示，前WW 101、前LC 103、右LC 105、左LC 106、右HC 107、左HC 108以及前摄像机清洗器109a这样的多个清洗器与前泵112经由第一流路切换盒20而连接。另外，后WW102、后LC 104以及后摄像机清洗器109b这样的多个清洗器与后泵114经由第二流路切换盒30而连接。
图4是第二流路切换盒30的立体图。需要说明的是，第一流路切换盒20除了电磁阀40的数量不同外，具有与第二流路切换盒30同样的结构。如图4所示，第二流路切换盒30具备壳体31、腔室32以及多个电磁阀40。
壳体31例如是树脂制。壳体31使内部保持为水密。也就是说，壳体31防止水进入内部，另外，防止水向外部漏出。壳体31设有流入口50、第一排出口51、第二排出口52以及第三排出口53。
腔室32使内部保持为水密。腔室32中设置有：与壳体31的流入口50连接的入口；第一出口33、第二出口34以及第三出口35。腔室32的入口从流入口50经由未图示的软管与后泵114连接。从后泵114输送来的清洗液被储存在腔室32的内部。
第一电磁阀41至第三电磁阀43能够互相独立地切换允许和不允许清洗液从该出口排出。第一电磁阀41至第三电磁阀43都具有相同的结构。
图5是第一电磁阀41的剖视图。第一电磁阀41能够对打开状态和关闭状态进行切换，该打开状态允许清洗液从出口排出，该关闭状态不允许排出。第一电磁阀41具备：缸体61，其具有入口61a和出口61b；柱塞62(可动件)，其被设置为能够在缸体61中直线地移动；线圈63(固定件)，其设置在缸体61的外周侧；磁轭64，其覆盖线圈63；以及弹簧65。在柱塞62的前端设置有密封部66。在缸体61中设置有支承座67。通过使密封部66与支承座67紧密贴合，从而将缸体封闭。
在本实施方式中，弹簧65以压缩状态设置在缸体61内。由于弹簧65的弹性恢复力，而将设置在柱塞62的密封部66按压在支承座67。因此，在线圈63不通电的通常状态下，第一电磁阀41成为关闭状态。
当线圈63通电时，柱塞62被线圈63吸引而克服弹簧65的弹性恢复力，密封部66从支承座67离开。由此，电磁阀40成为打开状态。
第一电磁阀41的缸体61的入口61a与腔室32的第一出口33连接。第一电磁阀41的缸体61的出口61b与壳体31的第一排出口51连接。同样地，如图4所示，第二电磁阀42的缸体61的入口61a与腔室32的第二出口34连接。第二电磁阀42的缸体61的出口61b与壳体31的第二排出口52连接。第三电磁阀43的缸体61的入口61a与腔室32的第三出口35连接。第三电磁阀43的缸体61的出口61b与壳体31的第三排出口53连接。
如图4所示，多个电磁阀40配置为各柱塞62的移动方向A、B、C彼此平行。如图5所示，电磁阀40是在柱塞62的移动方向上较长的形状。通过以柱塞62的移动方向彼此平行的方式排列多个电磁阀40，从而能够小型地构成流路切换盒20、30。
此外，由于同样的理由，在将壳体31形成为长方体形状时，优选为将多个排出口51～53设置在单个表面。
清洗系统100被搭载于车辆1，该清洗系统100至少具有：上述的流路切换盒20、30；多个清洗器101～109b，其与流路切换盒20、30的各排出口连接；以及箱体111、113，其与流路切换盒20、30的流入口50连接并储存清洗液。
包含以上那样的流路切换盒20、30的清洗系统100与需要将多个电磁阀40分别地搭载在车辆的清洗系统相比，向车辆1搭载时的作业变得容易。
另外，在上述的实施方式中，从后泵114输送来的清洗液暂时被储存在腔室32。因此，例如即使在像将全部的电磁阀40暂时设置成打开状态等而在各电磁阀40和泵之间的管道中产生大的压力变动的情况下，也能够利用腔室32来缓冲该压力变化，能够稳定地从各电磁阀40排出清洗液。
此外，虽然上述第一电磁阀41是常闭型的电磁阀40，但是电磁阀40也可以是常开型的电磁阀40。
此外，在上述的实施方式中，以多个电磁阀40配置在同一平面上的例子进行说明，但是本发明不限于此。也可以是包含被配置在同一平面上的电磁阀40在内的一组单元在与排列面正交的方向上重叠。
另外，流路切换盒可以以电磁阀40的排列面的法线沿车辆的上下方向延伸的方式搭载在车辆。流路切换盒也可以以电磁阀40的排列面的法线沿车辆的左右方向延伸的方式搭载在车辆。流路切换盒也可以以电磁阀40的排列面的法线沿车辆的前后方向延伸的方式搭载在车辆。
在上述的实施方式中，说明了第一流路切换盒20和第二流路切换盒30这两个流路切换盒被搭载于车辆的例子，但是也可以是单一的流路切换盒被搭载于车辆，也可以是3个以上的流路切换盒被搭载于车辆。
<各种变形例>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是并不是说本发明的技术范围被本实施方式的说明做了限定性的解释。本领域技术人员能够理解，本实施方式只是一个例子，在权利要求所记载的发明的范围内能够进行各种实施方式的变更。本发明的技术范围应该基于权利要求的范围所记载的发明的范围及其等同的范围来确定。
在本实施方式中，以车辆的驾驶模式包含完全自动驾驶模式、高度驾驶辅助模式、驾驶辅助模式以及手动驾驶模式的模式的情况进行说明，但是车辆的驾驶模式不应限定于该4个模式。车辆的驾驶模式也可以包含该4个模式中的至少一个。例如，车辆的驾驶模式也可以仅能够执行任一个。
而且，车辆的驾驶模式的区分、表示形态可以根据各国的自动驾驶相关的法令或规则进行适当变更。同样地，本实施方式的说明中所记载的“完全自动驾驶模式”、“高度驾驶辅助模式”、“驾驶辅助模式”的各自的定义仅仅只是一个例子，按照各国的自动驾驶涉及的法令或规则，这些定义可以适当变更。
在上述的实施方式中，以将清洗系统100搭载在能够自动驾驶的车辆的例子进行说明，但是清洗系统100也可以搭载在不能自动驾驶的车辆。
此外，在上述的实施方式中，说明了清洗器101、103、105～109a与前箱体111连接且清洗器102、104、109b与后箱体113连接的例子，但是本发明并不限定于此。
清洗器101～109b也可以连接到单个箱体。清洗器101～109b也可以分别连接到彼此不同的箱体。
或者，清洗器101～109b也可以按照其清洗对象物的种类而连接到共用的箱体。例如，也可以构成为将清洗LiDAR的清洗器103～106连接到共用的第一箱体，将清洗头灯的清洗器107、108连接到与第一箱体不同的第二箱体。
或者，清洗器101～109b也可以按照其清洗对象物的配置位置而连接到共用的箱体。例如，也可以构成为将前WW 101、前LC 103以及前摄像机清洗器109a连接到共用的前箱体，将右LC 105和右HC 107连接到共用的右箱体，将后WW 102、后LC 104以及后摄像机清洗器109b连接到共用的后箱体，将左LC 106和左HC 108连接到共用的左箱体。

Claims (2)

1.一种流路切换盒，其特征在于，具有：
壳体，所述壳体具有流入口和多个排出口；
腔室，所述腔室与所述流入口连接；以及
多个电磁阀，所述电磁阀设置在所述壳体中并且具有固定件和能够相对于所述固定件移动的可动件，
多个所述电磁阀各自的入口与所述腔室连接，各自的出口与所述排出口连接，并且多个所述电磁阀被设置为能够彼此独立地切换允许和不允许流体从所述排出口的排出，
多个所述电磁阀被以所述可动件的移动方向彼此平行的方式配置。
2.一种车辆用清洗系统，具有：
权利要求1所述的流路切换盒；
多个清洗器，多个所述清洗器与各个所述排出口连接；以及
箱体，所述箱体与所述流入口连接，并且储存清洗液。
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