CN112440944A - 利用添加剂进行车辆传感器清洁 - Google Patents

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泰勒·D·汉密尔顿
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Abstract

本公开提供了“利用添加剂进行车辆传感器清洁”。一种传感器系统包括：传感器，其包括传感器窗口；喷嘴，其瞄准传感器窗口；供应管线，其用于将流体供应到喷嘴；主贮存器，其用于将流体供应到供应管线；第一阀，其可致动以将流体从第一贮存器喷射到供应管线中；第二阀，其可致动以将流体从第二贮存器喷射到供应管线中；第三阀，其可致动以将流体从第三贮存器喷射到供应管线中；以及计算机，其通信地耦合到传感器和阀。计算机被编程为响应于基于来自传感器的数据确定第一状况而致动第一阀；响应于基于来自传感器的数据确定第二状况而致动第二阀；并且响应于基于来自传感器的数据确定第三状况而致动第三阀。

Description

利用添加剂进行车辆传感器清洁
技术领域
本公开总体上涉及车辆传感器，并且更具体地涉及车辆传感器清洁。
背景技术
诸如自主或半自主车辆的车辆通常包括各种传感器。一些传感器检测车辆的内部状态，例如车轮速度、车轮取向以及发动机和变速器变量。一些传感器检测车辆的位置或取向，这些传感器例如全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，诸如压电系统或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率陀螺仪、环形激光陀螺仪或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。一些传感器检测外部环境，这些传感器例如雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。激光雷达装置通过发射激光脉冲并测量脉冲行进到物体并返回的飞行时间来检测距物体的距离。一些传感器是通信装置，例如车辆对基础设施(V2I)或车辆对车辆(V2V)装置。传感器操作可能受到障碍物(例如，灰尘、雪、昆虫等)以及由环境引起的传感器窗口或透镜的特征劣化的影响。
发明内容
一种传感器系统包括：传感器，其包括传感器窗口；喷嘴，其瞄准所述传感器窗口；供应管线，其定位成将流体供应到所述喷嘴；主贮存器，其定位成将流体供应到所述供应管线；第一贮存器、第二贮存器和第三贮存器，它们都相对于所述主贮存器固定；第一阀，其可致动以将流体从所述第一贮存器喷射到所述供应管线中；第二阀，其可致动以将流体从所述第二贮存器喷射到所述供应管线中；第三阀，其可致动以将流体从所述第三贮存器喷射到所述供应管线中；以及计算机，其通信地耦合到所述传感器和所述阀，其中所述计算机被编程为响应于基于来自所述传感器的数据确定第一状况而致动所述第一阀；响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而致动所述第二阀；并且响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而致动所述第三阀。
所述阀可为电磁阀。
所述第一状况可为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
所述第一状况可为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
所述第二状况可为所述传感器窗口上积冰。
所述第三状况可为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
所述第三状况可为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
所述传感器可为第一传感器；所述传感器窗口可为第一传感器窗口；并且所述喷嘴可为第一喷嘴。所述传感器系统还可包括：第二传感器，其包括第二传感器窗口；第二喷嘴，其瞄准所述第二传感器窗口；以及歧管，其流体地连接到所述供应管线、所述第一喷嘴和所述第二喷嘴。所述歧管可包括歧管阀，所述歧管阀可独立地操作以将流体从所述供应管线分别输出到所述第一喷嘴和所述第二喷嘴。所述计算机还可被编程为响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第一状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第一阀；响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第二状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第二阀；以及响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第三状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第三阀。
一种计算机包括处理器和存储指令的存储器，所述指令可由所述处理器执行以响应于基于来自包括传感器窗口的传感器的数据确定第一状况而致动第一阀以将第一添加剂喷射到被供应到所述传感器窗口的流体；响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而致动第二阀以将第二添加剂喷射到所述流体；并且响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而致动第三阀以将第三添加剂喷射到所述流体。
所述第一状况可为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
所述第一状况可为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
所述第二状况可为所述传感器窗口上积冰。
所述第三状况可为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
所述第三状况可为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
一种传感器系统包括：传感器，其包括传感器窗口；用于用流体清洁所述传感器窗口的装置；用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第一状况而将第一添加剂喷射到所述流体中的装置；用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而将第二添加剂喷射到所述流体中的装置；以及用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而将第三添加剂喷射到所述流体中的装置。
所述传感器可为第一传感器，并且所述传感器窗口可为第一传感器窗口。所述传感器系统还可包括：第二传感器，其包括第二传感器窗口；以及用于将所述流体选择性地引导到所述第一传感器窗口或所述第二传感器窗口的装置。
附图说明
图1是包括传感器组件的示例性车辆的透视图。
图2是用于所述传感器组件的清洁系统的图。
图3是用于所述清洁系统的控制系统的框图。
图4是用于清洁所述传感器组件的示例性过程的过程流程图。
具体实施方式
参考附图，用于车辆30的传感器系统32包括：第一传感器34，其包括第一传感器窗口36；第一喷嘴38，其瞄准第一传感器窗口36；至少一个供应管线40、42、44，其定位成将流体供应到第一喷嘴38；主贮存器46，其定位成将流体供应到供应管线40、42、44；第一贮存器48、第二贮存器50和第三贮存器52，它们都相对于主贮存器46固定；第一阀54，其可致动以将流体从第一贮存器48喷射到供应管线40、42、44中；第二阀56，其可致动以将流体从第二贮存器50喷射到供应管线40、42、44中；第三阀58，其可致动以将流体从第三贮存器52喷射到供应管线40、42、44中；以及计算机60，其通信地耦合到第一传感器34和所述阀。计算机60被编程为：响应于基于来自第一传感器34的数据确定第一状况而致动第一阀54；响应于基于来自第一传感器34的数据确定第二状况而致动第二阀56；并且响应于基于来自第一传感器34的数据确定第三状况而致动第三阀58。
传感器系统32可通过提供可混合到清洗液中的适当添加剂来帮助在不利环境(诸如特别是多虫的环境或寒冷环境)中清洁第一传感器窗口36。所述添加剂可通过仅在满足所述第一状况、所述第二状况或所述第三状况时才进行使用来有效地进行利用。传感器系统32可提供在不维修车辆30的情况下补充第一传感器窗口36上的疏水涂层的高效方式。
参考图1，车辆30可为任何乘用车或商用车，诸如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。
车辆30可为自主车辆。车辆计算机可被编程为完全地或者或在较小程度上独立于人类驾驶员的介入而操作车辆30。所述车辆计算机可被编程为至少部分地基于从第一传感器34、第二传感器62、附加传感器74和其他传感器接收的数据来操作推进系统、转向系统和/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30包括车身64。车辆30可具有一体式构造，其中车辆30的车架和车身64为单个部件。替代地，车辆30可具有非承载式构造，其中所述车架支撑车身64，所述车身64是与所述车架分开的部件。所述车架和车身64可由任何合适的材料形成，例如钢、铝等。
车身64包括部分地限定车辆30的外部的车身面板66。车身面板66可呈现A级表面，例如，暴露在客户的视线之下并且无不美观的瑕疵和缺陷的精制表面。车身面板66包括例如车顶68等。
用于传感器34、62、74的壳体70可附接到车辆30，例如附接到车辆30的车身面板66中的一个，例如车顶68。例如，壳体70可被成形为可附接到车顶68，例如，可具有匹配车顶68的轮廓的形状。壳体70可附接到车顶68，这可为传感器34、62、74提供车辆30周围的区域的无障碍视场。壳体70可由例如塑料或金属形成。
壳体70可包封并限定空腔72。车身面板66中的一个或多个(例如车顶68)可部分地限定空腔72，或者壳体70可完全包封空腔72。壳体70可遮蔽空腔72的内容物使其免受诸如风、雨、碎屑等外部因素的影响。
传感器34、62、74设置在壳体70的空腔72中。传感器34、62、74包括第一传感器34、所述第二传感器62以及可能包括附加传感器74。传感器34、62、74可检测车辆30的位置和/或取向。例如，传感器34、62、74可包括全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，诸如压电系统或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率陀螺仪、环形激光器陀螺仪或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；和磁力计。传感器34、62、74可检测外部世界，例如车辆30周围的物体和/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34、62、74可包括雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(激光雷达)装置以及图像处理传感器(诸如相机)。传感器34、62、74可包括通信装置，例如车辆对基础设施(V2I)或车辆对车辆(V2V)装置。
第一传感器34包括第一传感器窗口36，并且第二传感器62包括第二传感器窗口76，并且附加传感器74可包括相应的附加传感器窗口78。传感器窗口36、76、78保护相应的传感器34、62、74使其免受周围环境的影响。传感器窗口36、76、78为传感器34、62、74中的每一个提供穿过壳体70的视场。传感器窗口36、76、78至少对相应的传感器34、62、74对其敏感的光的波长是透明的。
传感器窗口36、76、78可包括疏水涂层，例如超疏水涂层或标准疏水涂层。所述疏水涂层排斥来自传感器窗口36、76、78的表面的液体，诸如水。换句话说，与没有所述疏水涂层的表面相比，所述疏水涂层提供了增加的液体排斥力。换句话说，具有和不具有疏水涂层的表面之间的表面能量的变化影响液滴与表面之间的接触面积量以及所述液滴的总体三维形状。所述疏水涂层有助于维持传感器窗口36、76、78的清洁度。例如，污垢、残留物和其他污染物可例如利用更少时间和/或更少量的清洁流体从具有所述疏水涂层的传感器窗口36、76、78更容易地移除。所述疏水涂层是沿着每个传感器窗口的表面延伸的疏水材料的薄层，例如200至300纳米。示例性疏水材料包括氧化锰聚苯乙烯(MnO2/PS)纳米复合物、氧化锌聚苯乙烯(ZnO/PS)纳米复合物、沉淀碳酸钙、碳纳米管结构、二氧化硅纳米涂层、氟化硅烷和含氟聚合物涂层。
参考图2，车辆30的清洁系统80包括主贮存器46、主泵104、第一贮存器48、第二贮存器50、第三贮存器52、第一泵82、第二泵84、第三泵86、供应管线40、42、44、歧管88、第一阀54、第二阀56、第三阀58以及包括第一喷嘴38、第二喷嘴90和附加喷嘴92的喷嘴38、90、92。主贮存器46和主泵104连同第一贮存器48和第一泵82、第二贮存器50和第二泵84以及第三贮存器52和第三泵86一起经由供应管线40、42、44和歧管88流体地连接到喷嘴38、90、92(即，流体可从一者流到另一者)。清洁系统80将存储在主贮存器46中的清洗液连同可能的存储在第一贮存器48、第二贮存器50或第三贮存器52中的添加剂一起分配到喷嘴38、90、92，如下所述。“清洗液”是指存储在主贮存器46中的用于清洁的任何液体。所述清洗液可包括溶剂、清洁剂、稀释剂(诸如水)等。
主贮存器46为可用液体(例如，用于窗口清洁的清洗液)填充的储箱。主贮存器46可设置在车辆30的前部，具体地，设置在乘客舱前方的发动机舱室中。主贮存器46可存储仅用于供应到传感器34、62、74或者还用于其他目的(诸如，供应到挡风玻璃)的清洗液。替代地，主贮存器46可设置在壳体70的空腔72中。在任一位置中，主贮存器46定位成将流体供应到供应管线40、42、44。
主泵104可迫使清洗液通过供应管线40、42、44和歧管88到达喷嘴38、90、92，其具有足够压力来使清洗液从喷嘴38、90、92喷出。主泵104流体地连接到主贮存器46。主泵104可附接到主贮存器46或者设置在主贮存器46中。主泵104流体地连接到歧管88，具体地，连接到歧管88的入口94。
供应管线40、42、44定位成将流体供应到喷嘴38、90、92。供应管线40、42、44包括主供应管线40、添加剂供应管线42和喷嘴供应管线44。供应管线40、42、44从主泵104、第一泵82、第二泵84和第三泵86延伸到歧管88(即，延伸到歧管88的入口94)并从歧管88(即，歧管88的出口96)延伸到喷嘴38、90、92。具体地，主供应管线40从主泵104延伸到歧管88；添加剂供应管线42各自从第一泵82、第二泵84或第三泵86中的一者延伸到主供应管线40；并且喷嘴供应管线44各自从歧管88延伸到喷嘴38、90、92中的一个。供应管线40、42、44可为例如柔性管。
歧管88包括入口94、管道98、多个管100和出口96。入口94经由供应管线40、42、44从主泵104接收清洗液，所述清洗液从供应管线40、42、44传递通过管道98到达管100，并且从每个管100通过所述出口96中的一个离开歧管88。歧管88包括多个歧管阀102，并且一个歧管阀102位于每个管100中。歧管阀102可为例如电磁阀。歧管88可将进入入口94的清洗液引导到管100的任何组合，即，可通过独立地打开或关闭所述歧管阀102中的每一个来独立地阻塞或打开所述管100中的每一个。歧管88可设置在壳体70的空腔72中并且相对于壳体70固定。
喷嘴38、90、92包括第一喷嘴38、第二喷嘴90和附加喷嘴92。喷嘴38、90、92中的每一个经由所述喷嘴供应管线44中的一个流体地连接到所述管100中的一个。歧管阀102可独立地操作以将接收在歧管88中的流体从主供应管线40输出到相应的喷嘴供应管线44并因此输出到相应的喷嘴38、90、92。喷嘴38、90、92定位成喷出清洗液以从传感器34、62、74的视场清除障碍物，例如，瞄准传感器窗口36、76、78。第一喷嘴38瞄准第一传感器窗口36，第二喷嘴90瞄准第二传感器窗口76，并且附加喷嘴92瞄准相应的附加传感器74的相应的附加传感器窗口78。离开喷嘴38、90、92的清洗液的压力可能会驱散或洗去可能阻碍传感器34、62、74的视场的障碍物。
第一贮存器48是可用第一添加剂(例如，昆虫去除添加剂)填充的储箱。第一贮存器48相对于主贮存器46固定。第一贮存器48可设置在车辆30的前部，具体地，设置在乘客舱前方的发动机舱室中。替代地，第一贮存器48可设置在壳体70的空腔72中。在任一位置中，第一贮存器48定位成经由添加剂供应管线42中的一个将添加剂供应到主供应管线40。
第二贮存器50是可用第二添加剂(例如，除冰添加剂)填充的储箱。第二贮存器50相对于主贮存器46固定。第二贮存器50可设置在车辆30的前部，具体地，设置在乘客舱前方的发动机舱室中。替代地，第二贮存器50可设置在壳体70的空腔72中。在任一位置中，第二贮存器50定位成经由添加剂供应管线42中的一个将添加剂供应到主供应管线40。
第三贮存器52是可用第三添加剂(例如，用于传感器窗口36、76、78的疏水涂层)填充的储箱。第三贮存器52相对于主贮存器46固定。第三贮存器52可设置在车辆30的前部，具体地，设置在乘客舱前方的发动机舱室中。替代地，第三贮存器52可设置在壳体70的空腔72中。在任一位置中，第三贮存器52定位成经由添加剂供应管线42中的一个将添加剂供应到主供应管线40。
第一阀54、第二阀56和第三阀58定位成控制通过添加剂供应管线42中的一个的流量，即，控制来自第一贮存器48、第二贮存器50或第三贮存器52中的一个的添加剂是否进入主供应管线40。第一阀54控制从第一贮存器48到主供应管线40的流量，第二阀56控制从第二贮存器50到主供应管线40的流量，并且第三阀58控制从第三贮存器52到主供应管线40的流量。第一阀54、第二阀56和第三阀58各自可在允许流动的打开位置与阻塞通过相应的添加剂供应管线42的流动的关闭位置之间致动。第一阀54、第二阀56和第三阀58是可独立致动的，即，每个阀可被致动而不会致动其他阀。第一阀54、第二阀56和第三阀58可为例如电磁阀。
第一泵82流体地连接到第一贮存器48，例如，附接到第一贮存器48或设置在第一贮存器48中。第二泵84流体地连接到第二贮存器50，例如，附接到第二贮存器50或设置在第二贮存器50中。第三泵86流体地连接到第三贮存器52，例如，附接到第三贮存器52或设置在第三贮存器52中。当第一阀54、第二阀56和第三阀58中的相应阀打开时，第一泵82、第二泵84和第三泵86可迫使液体从第一贮存器48、第二贮存器50和第三贮存器52中的相应贮存器进入主供应管线40中。
参考图3，计算机60是基于微处理器的控制器。计算机60包括处理器、存储器等。计算机60的存储器包括介质，所述介质用于存储可由所述处理器执行的指令以及用于电子地存储数据和/或数据库。
计算机60可通过通信网络106(诸如控制器局域网(CAN)总线、以太网、WiFi、局域互连网(LIN)、车载诊断连接器(OBD-II))和/或通过任何其他有线或无线通信网络传输和接收数据。计算机60可经由通信网络106通信地耦合到传感器34、62、74、主泵104、歧管阀102、第一阀54、第二阀56、第三阀58、第一泵82、第二泵84、第三泵86和其他部件。
图4是示出用于清洁传感器系统32的示例性过程400的过程流程图。计算机60的存储器存储用于执行过程400的步骤的可执行指令。作为过程400的总体概述，计算机60响应于检测到障碍物且未满足第一状况或第二状况的情况下而致动主泵104以喷洒清洗液，响应于检测到障碍物并满足所述第一状况而致动主泵104以及第一泵82和第一阀54，响应于检测到障碍物并满足所述第二状况而致动主泵104以及第二泵84和第二阀56，并且响应于当车辆30停止时满足第三状况而致动主泵104以及第三泵86和第三阀58。如下面更详细描述的，所述第一状况可为检测到昆虫已经撞击传感器窗口36、76、78中的一个，所述第二状况可为传感器窗口36、76、78中的一个上积冰，并且所述第三状况可为传感器窗口36、76、78中的一个上的疏水涂层损失。过程400在车辆30开启时连续运行。
过程400在框405中开始，在框405中，计算机60从传感器34、62、74接收数据。计算机60通过通信网络106接收例如来自传感器34、62、74中的每一个的图像数据。所述数据是传感器34、62、74中的每一个的视场的一系列图像帧。每个图像帧是二维像素矩阵。取决于传感器34、62、74的类型，每个像素具有表示为一个或多个数值的亮度或颜色。例如，如果传感器34、62、74中的一个是单色相机，则每个像素可为0(黑色)与1(白色)之间的光度光强度的无标量值。又例如，如果传感器34、62、74中的一个是全彩相机，则所述像素可为红色、绿色和蓝色中的每一者的值，例如，每个值以8位标度(0至255)或以12位或16位标度表示。图像帧中的位置，即在记录所述图像帧时在相应的传感器34、62、74的视场中的位置，可以像素尺寸或坐标指定，例如，一对有序的像素距离，诸如来自视场的顶部边缘的多个像素和来自视场的左侧边缘的多个像素。替代地，来自传感器34、62、74的数据可为基于事件的视觉，其中每个像素在一定像素感测到运动时独立于其他像素进行记录，因此在围绕经历变化的视场的部分中记录得较广泛，而在保持静态的视场的部分中记录得较少。
接下来，在决策框410中，计算机60确定是否已经发生了障碍物触发。“障碍物触发”是在计算机60中接收到的指示应当清洁传感器窗口36、76、78中的一个的任何数据。例如，计算机60可接收用户命令以执行对传感器窗口36、76、78中的一个或多个或车辆30的另一个部件(诸如挡风玻璃)的清洁。又例如，计算机60可基于从相应的传感器34、62、74接收的数据来确定在传感器窗口36、76、78中的一个上存在碎屑。例如，计算机60可例如根据已知的图像分析技术来确定从相应的传感器34、62、74接收的图像数据中的一组像素与所述图像数据中的其他像素相比没有随着时间而改变，这表明所述传感器34、62、74的视场的一部分已经被覆盖。可使用其他算法，例如经典计算机视觉或机器学习算法(诸如卷积神经网络)。响应于缺乏障碍物触发，过程400前进到决策框440。响应于障碍物触发，过程400前进到决策框415。
在决策框415中，计算机60基于来自传感器34、62、74的检测到障碍物的数据来确定是否满足所述第一状况。所述第一状况可为昆虫对相应的传感器窗口36、76、78的撞击。替代地或更具体地，所述第一状况可为在不致动第一阀54和第一泵82的情况下清洗相应的传感器窗口36、76、78之后在该传感器窗口上存在昆虫，即，在检测到昆虫在相应的传感器窗口36、76、78上之后，计算机60已经执行了下面的框435至少一次。计算机60可通过识别障碍物的类型并确定障碍物的类型是昆虫还是不同类型来确定障碍物是昆虫。计算机60可使用常规图像识别技术来识别障碍物的类型，例如被编程为接受图像作为输入并且输出障碍物的所识别的类型的卷积神经网络。障碍物的类型可包括例如水、冰、污垢、泥土、灰尘、昆虫等。卷积神经网络包括一系列层，其中每个层使用前一层作为输入。每个层包含多个神经元，所述神经元接收由前一层的神经元的子集产生的数据作为输入，并且产生发送给下一层中的神经元的输出。层的类型包括卷积层，所述卷积层计算输入数据的权重和小区域的点积；池化层，其沿着空间维度执行下采样操作；以及全连接层，其基于前一层的所有神经元的输出而产生。卷积神经网络的最后一层为每种潜在的障碍物的类型产生分数，并且最终输出是得分最高的障碍物的类型。如果具有最高分数的障碍物的类型是昆虫，则满足所述第一状况。如果满足所述第一状况，则过程400前进到框420。如果不满足所述第一状况，则过程400前进到决策框425。
在框420中，计算机60致动传感器系统32以用含有所述第一添加剂的清洗液来喷洒相应的传感器窗口36、76、78。计算机60致动主泵104并致动对应于相应的传感器窗口36、76、78的歧管阀102打开，而所述歧管阀102中的其余阀保持关闭，从而将流体引导到对应于传感器窗口36、76、78的喷嘴38、90、92，例如，如果第一传感器窗口36被遮挡，则将流体引导到第一喷嘴38，如果第二传感器窗口76被遮挡，则将流体引导到第二喷嘴90等等。计算机60还致动第一泵82和第一阀54以将第一添加剂混合到被发送到传感器窗口36、76、78的清洗液中。计算机60可混合预设量的第一添加剂，例如，通过致动第一阀54以使其打开持续预设时间，然后致动第一阀54以使其关闭。可通过实验来确定从传感器窗口36、76、78中的一个有效地移除昆虫的最小量来选择所述预设量。在框420之后，过程400前进到决策框455。
在决策框425中，计算机60基于来自传感器34、62、74的检测到障碍物的数据来确定是否满足所述第二状况。所述第二状况可为传感器窗口36、76、78上积冰(例如，霜冻)。计算机60可通过使用来自上面决策框415的障碍物的类型的识别并确定障碍物的类型是冰还是不同类型来确定障碍物是冰。如果满足所述第二状况，则过程400前进到框430。如果不满足所述第二状况，则过程400前进到框435。
在框430中，计算机60致动传感器系统32以用含有所述第二添加剂的清洗液来喷洒相应的传感器窗口36、76、78。计算机60致动主泵104并致动对应于相应的传感器窗口36、76、78的歧管阀102打开，而歧管阀102中的其余阀保持关闭，从而将流体引导到对应于传感器窗口36、76、78的喷嘴38、90、92，例如，如果第一传感器窗口36被遮挡，则将流体引导到第一喷嘴38，如果第二传感器窗口76被遮挡，则将流体引导到第二喷嘴90等等。计算机60还致动第二泵84和第二阀56以将所述第二添加剂混合到被发送到传感器窗口36、76、78的清洗液中。计算机60可混合预设量的第二添加剂，例如，通过致动第二阀56以使其打开持续预设时间，然后致动第二阀56以使其关闭。可通过实验来确定从传感器窗口36、76、78中的一个有效地移除积冰的最小量来选择所述预设量。在框430之后，过程400前进到决策框455。
在框435中，计算机60致动传感器系统32以用不含有任何添加剂的清洗液来喷洒相应的传感器窗口36、76、78。计算机60致动主泵104并致动对应于相应的传感器窗口36、76、78的歧管阀102打开，而歧管阀102中的其余阀保持关闭，从而将流体引导到对应于传感器窗口36、76、78的喷嘴38、90、92，例如，如果第一传感器窗口36被遮挡，则将流体引导到第一喷嘴38，如果第二传感器窗口76被遮挡，则将流体引导到第二喷嘴90等等。计算机60限制致动第一阀54、第二阀56和第三阀58，从而使它们保持关闭。在框435之后，过程400前进到决策框455。
在决策框440中，计算机60基于来自相应的传感器34、62、74的数据来确定传感器窗口36、76、78中的每一个是否满足所述第二状况。所述第三状况为相应的传感器窗口上的疏水涂层损失。计算机60可通过测量传感器窗口上的疏水涂层的量(例如，厚度)的代理(proxy)并确定该代理是否已经越过阈值来确定已经发生了疏水涂层损失。例如，计算机60可确定每个传感器窗口36、76、78的透射雾度是否高于雾度阈值。透射雾度是传递通过透明材料的光的比例，所述光根据ASTM D1003测试标准经受广角散射，即，以与法线成大于2.5°的角度进行散射。又例如，代理可为出现在传感器窗口36、76、78上的水滴的一些方面的测量结果。水滴的测量结果的示例包括变形值、接触角、大小、透明度、分布、发光度梯度等，如美国专利申请第16/253,851号中更详细地公开，该专利申请以引用方式并入本文。如果满足所述第三状况，则过程400前进到决策框445。如果不满足所述第三状况，则过程400前进到决策框455。
在决策框445中，计算机60确定车辆30是否已经停止和/或车辆30是否将停止至少预设持续时间。可选择所述预设持续时间以提供足够的时间来施加和设定附加的疏水涂层，如下文关于框450所述。例如，如果车辆30是自主车辆，则计算机60可例如通过查阅存储在计算机60的存储器中的即将到来的行程的时间表来确定车辆30将要进行的下一次行程是否不会在至少所述预设持续时间内开始。如果车辆30停止或停止了至少所述预设持续时间，则过程400前进到框450。如果车辆30未停止或不会停止至少所述预设持续时间，则过程400前进到决策框455。
在框450中，计算机60致动传感器系统32以用含有所述第三添加剂的清洗液来喷洒满足所述第三状况的传感器窗口36、76、78。计算机60致动主泵104并致动对应于该传感器窗口36、76、78的歧管阀102打开，而歧管阀102中的其余阀保持关闭，从而将流体引导到对应于传感器窗口36、76、78的喷嘴38、90、92，例如，如果第一传感器窗口36已经损失了疏水涂层，则将流体引导到第一喷嘴38，如果第二传感器窗口76已经损失了疏水涂层，则将流体引导到第二喷嘴90等等。计算机60还致动第三泵86和第三阀58以将所述第二添加剂混合到被发送到所述传感器窗口的清洗液中。计算机60可混合预设量的第三添加剂，例如，通过致动第三阀58以使其打开持续预设时间，然后致动所述第三阀58以使其关闭。可通过实验来确定补充疏水涂层的量而选择所述预设量。在框450之后，过程400前进到决策框455。
在决策框455中，计算机60确定车辆30是否开启。如果车辆30开启，则过程400返回到框405以继续监测传感器数据。如果车辆30关闭，则过程400结束。换句话说，过程400在车辆30开启时连续运行。
通常，所描述的计算系统和/或装置可采用多种计算机操作系统中的任一种，包括但决不限于以下版本和/或种类：福特
Figure BDA0002651172290000151
应用程序；AppLink/智能装置连接中间件；Microsoft
Figure BDA0002651172290000152
操作系统；Microsoft
Figure BDA0002651172290000153
操作系统；Unix操作系统(例如，由加利福尼亚州红木海岸的甲骨文公司发布的
Figure BDA0002651172290000154
操作系统)；由纽约州阿蒙克市的国际商业机器公司发布的AIX UNIX操作系统；Linux操作系统；由加利福尼亚州库比蒂诺市的苹果公司发布的Mac OSX和iOS操作系统；由加拿大滑铁卢的黑莓有限公司发布的黑莓操作系统；以及由谷歌公司和开放手机联盟开发的安卓操作系统；或由QNX软件系统公司提供的
Figure BDA0002651172290000161
车载娱乐信息平台。计算装置的示例包括但不限于车载计算机、计算机工作站、服务器、台式机、笔记本、或膝上型计算机或手持计算机、或一些其他计算系统和/或装置。
计算装置通常包括计算机可执行指令，其中所述指令可由诸如以上列出的那些的一个或多个计算装置执行。可由使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解译计算机可执行指令，所述编程语言和/或技术单独地或者组合地包括但不限于JavaTM、C、C++、Matlab、Simulink、Stateflow、Visual Basic、Java Script、Python、Perl、HTML等。这些应用中的一些可以在虚拟机(诸如Java虚拟机、Dalvik虚拟机等)上编译和执行。通常，处理器(例如，微处理器)接收来自例如存储器、计算机可读介质等的指令，并执行这些指令，从而执行一个或多个过程，包括本文所述过程中的一个或多个。可使用各种计算机可读介质来存储和传输此类指令和其他数据。计算装置中的文件通常是存储在诸如存储介质、随机存取存储器等计算机可读介质上的数据的集合。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂态(例如，有形)介质。此类介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可包括例如光盘或磁盘以及其他永久存储器。例如，易失性介质包括通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。此类指令可由一种或多种传输介质传输，该一种或多种传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含耦合到ECU的处理器的系统总线的线。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带，或计算机可从中读取的任何其他介质。
本文所述的数据库、数据存储库或其他数据存储可包括用于存储、存取/访问和检索各种数据的各种机制，包括分层数据库、文件系统中的文件集、专用格式的应用程序数据库、关系型数据库管理系统(RDBMS)、非关系数据库(NoSQL)、图形数据库(GDB)等。每个这样的数据存储通常被包括在采用诸如以上提及中的一种的计算机操作系统的计算装置内，并且以各种方式中的任何一种或多种来经由网络进行访问。文件系统可从计算机操作系统访问，并且可包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行存储过程的语言之外，关系数据库管理系统通常还使用结构化查询语言(SQL)，诸如上文提及的PL/SQL语言。
在一些示例中，系统元件可实施为一个或多个计算装置(例如，服务器、个人计算机等)上的计算机可读指令(例如，软件)，存储在与其相关联的计算机可读介质上(例如，磁盘、存储器等)。计算机程序产品可包括存储在计算机可读介质上的用于执行本文所述功能的此类指令。
在附图中，相同的附图标记指示相同的元件。此外，可以改变这些元件中的一些或全部。关于本文描述的介质、过程、系统、方法、启发等，应当理解，虽然此类过程等的步骤已被描述为按照某一有序的顺序发生，但是可以在以与本文所述顺序不同的顺序执行所述步骤的情况下来实践此类过程。还应当理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略本文描述的某些步骤。
除非本文作出相反的明确指示，否则权利要求中使用的所有术语意图给出如本领域技术人员所理解的普通和通常的含义。特定地，除非权利要求相反地叙述明确限制，否则使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应被解读为叙述所指示的要素中的一个或多个。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、顺序或量。本文使用的“基本上”意指尺寸、持续时间、形状或其他形容词可能由于物理缺陷、电源中断、机加工或其他制造中的变化等而与所描述的略有不同。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性用词而不是限制性用词。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可不同于具体描述的其他方式来实践。
根据本发明，提供了一种传感器系统，其具有：传感器，其包括传感器窗口；喷嘴，其瞄准所述传感器窗口；供应管线，其定位成将流体供应到所述喷嘴；主贮存器，其定位成将流体供应到所述供应管线；第一贮存器、第二贮存器和第三贮存器，它们都相对于所述主贮存器固定；第一阀，其可致动以将流体从所述第一贮存器喷射到所述供应管线中；第二阀，其可致动以将流体从所述第二贮存器喷射到所述供应管线中；第三阀，其可致动以将流体从所述第三贮存器喷射到所述供应管线中；以及计算机，其通信地耦合到所述传感器和所述阀，其中所述计算机被编程为响应于基于来自所述传感器的数据确定第一状况而致动所述第一阀；响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而致动所述第二阀；并且响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而致动所述第三阀。
根据一个实施例，所述阀是电磁阀。
根据一个实施例，所述第一状况为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
根据一个实施例，所述第一状况为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
根据一个实施例，所述第二状况为所述传感器窗口上积冰。
根据一个实施例，所述第三状况为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
根据一个实施例，所述第三状况为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
根据一个实施例，所述传感器是第一传感器；所述传感器窗口是第一传感器窗口；并且所述喷嘴是第一喷嘴；所述传感器系统还包括：第二传感器，其包括第二传感器窗口；第二喷嘴，其瞄准所述第二传感器窗口；以及歧管，其流体地连接到所述供应管线、所述第一喷嘴和所述第二喷嘴；其中所述歧管包括歧管阀，所述歧管阀可独立地操作以将流体从所述供应管线分别输出到所述第一喷嘴和所述第二喷嘴。
根据一个实施例，所述计算机还被编程为：响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第一状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第一阀；响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第二状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第二阀；并且响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第三状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第三阀。
根据本发明，提供了一种计算机，其具有处理器和存储指令的存储器，所述指令可由所述处理器执行以：响应于基于来自包括传感器窗口的传感器的数据确定第一状况而致动第一阀以将第一添加剂喷射到被供应到所述传感器窗口的流体；响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而致动第二阀以将第二添加剂喷射到所述流体；并且响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而致动第三阀以将第三添加剂喷射到所述流体。
根据一个实施例，所述第一状况为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
根据一个实施例，所述第一状况为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
根据一个实施例，所述第二状况为所述传感器窗口上积冰。
根据一个实施例，所述第三状况为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
根据一个实施例，所述第三状况为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
根据本发明，提供了一种传感器系统，其具有：传感器，其包括传感器窗口；用于用流体清洁所述传感器窗口的装置；用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第一状况而将第一添加剂喷射到所述流体中的装置；用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而将第二添加剂喷射到所述流体中的装置；以及用于响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而将第三添加剂喷射到所述流体中的装置。
根据一个实施例，所述传感器是第一传感器，所述传感器窗口是第一传感器窗口，所述传感器系统还可包括：第二传感器，其包括第二传感器窗口；以及用于将所述流体选择性地引导到所述第一传感器窗口或所述第二传感器窗口的装置。

Claims (15)

1.一种传感器系统，其包括：
传感器，其包括传感器窗口；
喷嘴，其瞄准所述传感器窗口；
供应管线，其定位成将流体供应到所述喷嘴；
主贮存器，其定位成将流体供应到所述供应管线；
第一贮存器、第二贮存器和第三贮存器，它们都相对于所述主贮存器固定；
第一阀，其可致动以将流体从所述第一贮存器喷射到所述供应管线中；
第二阀，其可致动以将流体从所述第二贮存器喷射到所述供应管线中；
第三阀，其可致动以将流体从所述第三贮存器喷射到所述供应管线中；以及
计算机，其通信地耦合到所述传感器和所述阀，其中所述计算机被编程为：
响应于基于来自所述传感器的数据确定第一状况而致动所述第一阀；
响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况而致动所述第二阀；并且
响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况而致动所述第三阀。
2.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述阀是电磁阀。
3.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一状况为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
4.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一状况为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
5.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述第二状况为所述传感器窗口上积冰。
6.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述第三状况为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
7.如权利要求1所述的传感器系统，其中所述第三状况为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
8.如权利要求1至7中一项所述的传感器系统，其中
所述传感器是第一传感器；
所述传感器窗口是第一传感器窗口；并且
所述喷嘴是第一喷嘴；
所述传感器系统还包括：第二传感器，所述第二传感器包括第二传感器窗口；
第二喷嘴，其瞄准所述第二传感器窗口；以及
歧管，其流体地连接到所述供应管线、所述第一喷嘴和所述第二喷嘴；
其中所述歧管包括歧管阀，所述歧管阀可独立地操作以将流体从所述供应管线分别输出到所述第一喷嘴和所述第二喷嘴。
9.如权利要求8所述的传感器系统，其中所述计算机还被编程为：
响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第一状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第一阀；
响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第二状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第二阀；并且
响应于基于来自所述第二传感器的数据确定所述第三状况，而致动所述歧管阀以将流体引导到所述第二喷嘴并致动所述第三阀。
10.一种计算机，其包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述指令可由所述处理器执行以：
响应于基于来自包括传感器窗口的传感器的数据确定第一状况，而致动第一阀以将第一添加剂喷射到被供应到所述传感器窗口的流体；
响应于基于来自所述传感器的数据确定第二状况，而致动第二阀以将第二添加剂喷射到所述流体；并且
响应于基于来自所述传感器的数据确定第三状况，而致动第三阀以将第三添加剂喷射到所述流体。
11.如权利要求10所述的计算机，其中所述第一状况为昆虫对所述传感器窗口的撞击。
12.如权利要求10所述的计算机，其中所述第一状况为在不致动所述第一阀的情况下清洗所述传感器窗口之后在所述传感器窗口上存在昆虫。
13.如权利要求10所述的计算机，其中所述第二状况是所述传感器窗口上积冰。
14.如权利要求10至13中一项所述的计算机，其中所述第三状况为所述传感器窗口上的疏水涂层损失。
15.如权利要求10所述的计算机，其中所述第三状况为包括所述传感器的车辆停止且所述传感器窗口上的疏水涂层损失这两者。
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