CN114728631A - 用于清洁光学系统的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁车辆的至少一个光学系统(5)的清洁装置(2)，包括圆筒(3)，该圆筒包括界定室(32)的圆筒体(31)、能够在室(32)中移动的活塞(33)以及连接到活塞(33)的杆(34)，杆(34)的一端部从圆筒体(31)伸出，所述杆(34)包括设置在杆(34)的该端部的至少一个清洁流体喷射元件(36)，杆(34)包括至少一个清洁流体流通通道(35)，该通道将室(32)连接到所述至少一个喷射元件(36)，其特征在于，清洁装置(2)包括根据活塞(33)的位置被激活的开关(4)。

Description

用于清洁光学系统的装置

技术领域

本发明涉及用于清洁车辆的装置领域，更具体地，涉及用于清洁布置在车辆中的光学系统的装置。

背景技术

随着汽车市场创新的进展，近年来车辆中存在的光学系统(例如传感器)的数量显著增加。因此，清洁这种光学系统的需要很快被感受到。

众所周知，在光学系统附近设置清洁装置，该清洁装置具有圆筒，该圆筒包括从圆筒体伸出的杆，该杆通过位于杆伸出端的喷射元件将清洁流体喷射到光学系统上。该装置例如在按钮激活之后被激活。然后，杆从圆筒体中伸出，喷射元件行进一段距离，直到停止在最大位置，清洁流体在该操作的整个持续时间内被喷射。因此，在杆的运动过程中，清洁流体的射流扫过光学系统的光学表面所在的区域，从而清洁该区域。

由这种清洁装置引起的问题是，后者被编程为在一定时间段内喷射清洁流体，例如根据车辆的运动速度，后者被故意加长以覆盖不同的喷射情况。因此，不可忽略的量的清洁流体没有喷到光学系统上，并导致光学系统长期浪费。

发明内容

本发明旨在通过提出一种用于清洁车辆的至少一个光学系统的清洁装置来克服这个问题，该清洁装置包括圆筒，该圆筒包括界定室的圆筒体、能够在室中移动的活塞和连接到活塞的杆，杆的一端部从圆筒体中伸出，所述杆包括设置在杆的该端部的至少一个清洁流体喷射元件，该杆包括至少一个清洁流体流通通道，该通道将室连接到所述至少一个喷射元件，其特征在于，清洁装置包括根据活塞的位置被激活的开关。

圆筒体配置成允许杆从其中伸出。活塞位于杆的与包括喷射元件的端部相对的端部上。由于活塞连接到杆的端部，因此活塞的运动导致杆从圆筒体中伸出，而且一旦光学系统的清洁已经完成，杆还返回到圆筒体中。清洁流体流通通道穿过杆以及活塞通向室。因此，清洁流体流通通道从室延伸到喷射元件，当清洁装置被激活时，室和喷射元件填充有清洁流体。

开关通过活塞而被激活。因此，开关布置成部分位于活塞上以及圆筒体的靠近活塞通道的区域上。因此，根据活塞和圆筒体之间的相互作用，开关被激活。换句话说，开关的激活使得可以确定活塞在圆筒体内的精确位置。开关可以例如在电或磁相互作用之后被激活。激活被理解为实现常开或常闭开关，电路适用于所使用的开关类型。

根据本发明的一个特征，开关包括与圆筒体成一体的至少两个电端子和由活塞承载的接触构件，开关配置成当所述至少两个电端子通过接触构件电接触时被激活。这是清洁装置的第一实施例。两个电端子是部分在圆筒体内延伸的电路的一部分。两个电气端子之间的电路中断，因此阻止电流流动。因此，只要两个电端子之间的电路断开，也就是说在接触构件和两个电端子之间没有接触时，开关就不起作用。

接触构件抵靠活塞布置，并且包括导电表面。接触构件具有适于同时接触两个电端子的尺寸。因此，在两个电端子和接触构件接触时，接触构件在两个电端子之间产生导电桥，从而闭合电路。然后开关被激活。

根据本发明的一个特征，圆筒的主体包括管状部分，该管状部分包括两个端部和分别设置在所述两个端部的两个端壁，所述至少两个电端子由端壁之一承载。活塞沿着圆筒体的管状部分进行纵向运动，活塞的运动基本在圆筒体的每个端壁处停止。圆筒体的端壁之一包括至少一个开口，以允许杆穿出圆筒体。

有利地，电端子布置在包括开口的端壁上，更准确地说，布置在端壁的内表面上，也就是沿活塞方向定向的表面上。因此，当活塞更具体地说是接触构件压靠在两个电端子上时，开关被激活。换句话说，当活塞位于圆筒体的端部并且杆达到其从圆筒体中伸出的最大容量时，开关被激活。因此，当活塞位于圆筒体的一端时，清洁装置的第一实施例可以确定活塞的位置。

根据本发明的一个特征，开关包括由活塞承载的至少一个磁体和由圆筒体承载的至少一个磁传感器，开关配置为当所述至少一个磁体面对所述至少一个磁传感器时被激活。在清洁装置的该第二实施例中，在一方面的磁体和另一方面的磁传感器之间的磁相互作用期间，开关被激活。原理与第一实施例相同，即当活塞靠近圆筒体的特定区域时，开关被激活。像两个电端子一样，磁传感器连接到电路，只要磁体不靠近电传感器，电路就保持打开。因此，当活塞位于圆筒体的一端或位于圆筒体的两个纵向端之间的确定位置时，清洁装置的该第二实施例可以确定活塞的位置。

根据本发明的一个特征，圆筒的主体包括管状部分，该管状部分包括两个端部和分别设置在所述两个端部的两个端壁，所述至少一个磁传感器布置在管状部分中。就形状和尺寸而言，圆筒体具有与上述相同的特征。磁性传感器布置在管状部分中的事实提供了当开关被激活时对活塞位置的更大影响，这与第一实施例不同，在第一实施例中，当活塞位于圆筒体的一端，更具体地说，基本靠着圆筒体的一个端壁时，开关被激活。

根据本发明的一个特征，当磁体面对磁传感器时，开关被激活。换句话说，当穿过磁体中心的第一横向平面与穿过磁传感器中心的第二横向平面重合时，开关被激活。面向磁传感器的磁体通道导致磁传感器处的电路闭合。

根据本发明的一个特征，开关可以包括多个磁传感器，这些磁传感器配置成沿着管状部分布置在多个位置。第二实施例具有在管状部分的基本整个长度上自由定位磁传感器的优点。换句话说，当根据磁传感器的定位选择激活开关时，可以确定活塞相对于圆筒体的位置。定位的这种自由度使得可以标准化根据本发明的清洁装置，并使其适应每种车型的需要，从而具有特定于例如清洁装置要清洁的光学系统的定位或尺寸的活塞挡块。还可以设想，在清洁装置配置成清洁多个光学系统的情况下沿着管状部分布置多个磁传感器。

本发明还包括一种用于清洁车辆的至少一个光学系统的清洁系统，包括至少一个如上所述的清洁装置、清洁流体储器和将清洁流体从储器传送到圆筒的室的泵，泵的运行依赖于开关进行。清洁流体储器和圆筒室可以例如通过清洁流体管道连接，该清洁流体管道特别穿过圆筒体的一个端壁。该泵允许清洁流体从储器流通到圆筒室。用清洁流体填充室在活塞上产生压力，这导致活塞朝向与清洁流体流过的圆筒体的端壁相对的端壁运动。应该注意的是，活塞连接到弹簧，该弹簧随着活塞的运动而压缩。弹簧的阻力小于清洁流体施加在活塞上的压力，因此所述弹簧被压缩。

除了使活塞移动之外，清洁流体还进入活塞杆流通通道。流通通道具有足够小的直径，这有助于增加喷射元件处清洁流体的压力。然后，清洁流体经由流通通道流入或沿着活塞杆流动，直到被喷射元件喷射到光学表面上。根据第一实施例，通过两个电端子和接触构件之间的接触，或者根据第二实施例，通过磁体和磁传感器之间的磁性，受到填充圆筒室的清洁流体的压力的活塞移动，直到开关被激活，从而中断泵的运行。

根据本发明的一个特征，当开关被激活时，泵的运行被中断。泵电连接到包括发电机、第一开关和第二开关的供电电路。每个开关可以具有断开位置和闭合位置。只有当两个开关都处于闭合位置时，电流才会流动。当清洁系统不工作时，第一开关处于断开位置，第二开关处于闭合位置。第一开关能够切换到闭合位置，例如按照由驾驶车辆的驾驶员执行的手动命令，或者如果与清洁系统相关的光学系统配备有指示在光学系统的光学表面存在需要去除的杂质的检测器，则自动切换到闭合位置。

当第一开关切换到闭合位置时，供电电路完全闭合，因此导致泵运行，这确保了清洁流体从储器到圆筒室的流通。清洁流体使活塞移动，同时被杆的喷射元件喷射到光学系统上。活塞移动，直到使开关激活。开关被激活，然后电路闭合，并向继电器供电，该继电器能够作用在泵的供电电路上，更具体地说，作用在第二开关上，以使其切换到断开位置。

在这种情况下，供电电路被切断，泵停止工作。清洁流体不再对活塞施加压力，并且不再通过喷射元件喷射。由于弹簧不再受到活塞的压力，于是它松弛返回到其初始位置，导致活塞向圆筒体的端壁移动以及喷射元件的伴随移动。后者不再施加任何压力，然后受到活塞的压力，并被压入流通管道中，直到它返回储器。因此，通过开关的激活，防止清洁流体在清洁完光学系统后被喷射而造成不必要的浪费。通常，开关的激活例如能够导致电路和/或开关的断开或闭合，或者导致泵中断的任何其他动作。

本发明还包括一种用于清洁实施如上所述的清洁系统的车辆光学系统的方法，其中：

-泵被投入运行，以使活塞运动并将清洁流体喷射到光学系统上，

-根据活塞的位置激活开关，以及

-当开关被激活时，泵的运行中断。

附图说明

一方面，从下面的描述中，另一方面，从多个示例性实施例中，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显，这些示例性实施例通过参考所附示意图的非限制性指示来提供，在附图中：

图1是包括在用于清洁光学系统的清洁系统内的清洁装置的第一实施例的示意图，该清洁系统是不工作的，

图2是第一实施例的示意图，清洁系统是活动的，清洁装置喷射清洁流体；

图3是当激活清洁装置的开关时第一实施例的示意图；

图4是在激活清洁装置的开关之后的第一实施例的示意图；

图5是包括在清洁系统内用于清洁光学系统的清洁装置的第二实施例的示意图，清洁系统是活动的，清洁装置喷射清洁流体；

图6是当激活清洁装置的开关时第二实施例的示意图。

具体实施方式

图1表示适于清洁光学系统5的清洁系统1。光学系统5可以是各种类型的，并且容易变脏。清洁系统1具有通过在光学系统5上喷射清洁流体来清洁其的功能。这种光学系统例如是倒车雷达、倒车相机或激光雷达型光学系统。

为此，清洁系统1包括清洁装置2。清洁装置2由圆筒3构成，圆筒3包括至少一个圆筒体31，圆筒体31呈管状部分37的形式，其每个端部由端壁封闭。管状部分37基本为圆柱形中空形状。端壁封闭管状部分37的圆柱形的每个端部。因此，端壁的尺寸适于管状部分37的直径。管状部分37和圆筒体31的端壁一起界定称为室32的内部容积。

圆筒3还包括活塞33和杆34。活塞33具有基本圆柱形的形状，其直径基本小于圆筒体31的管状部分37的直径，使得活塞33在室32内平移运动。活塞33位于杆34的一端。杆34具有平行于管状部分37的旋转轴线的主尺寸。杆34能够通过穿过第一端壁381从圆筒体31伸出。这样，第一端壁381具有用于杆34通过的开口。从圆筒体31伸出的杆34的一端部包括喷射元件36。喷射元件36可以例如采取将清洁流体喷射到光学系统5上的喷嘴的形式。喷射元件36相对于杆34定向，以便在光学系统5的方向上喷射清洁流体。为了使清洁流体到达喷射元件36，流通通道35布置在杆34内，并从喷射元件36延伸，以在穿过杆34和活塞33的同时出现在室32中。

圆筒3还包括弹簧39。弹簧39在室32内从第一端壁381延伸至活塞33。因此，弹簧39在活塞33上施加机械力。在图1中，弹簧39处于其初始位置，完全放松。

除了圆筒3之外，清洁装置2还包括开关，例如电开关。在该第一实施例中，开关被分成两部分：由两个电端子41构成的第一部分和由接触构件42构成的第二部分。电端子41都布置在第一端壁381上，更具体地，布置在第一端壁381的朝向室32的面上。接触构件42本身布置在活塞33的朝向第一端壁381定向的面上。两个电端子41电连接到电路16，这将在后面详细描述。接触构件42覆盖其布置在的活塞33的整个表面。接触构件42可以例如由铝或任何其他导电材料制成。当两个电端子41与接触构件42接触时，开关被激活。在图1中，开关不起作用，两个电端子41和接触构件42彼此远离。

清洁系统1还包括清洁流体储器11。储器11具有允许存储清洁流体的容量，并且例如可以在手动再填充的情况下被接近。储器11连接到清洁流体管道13。管道13配备有泵12，并从储器11延伸到圆筒3，在圆筒3处，管道13穿过圆筒体31的第二端壁382通向室32。

泵12由供电电路15供电，供电电路15的电流由发电机14产生。电路15包括第一开关151和第二开关152。第一开关151可以例如由车辆的使用者手动操作，或者如果光学系统5设置有用于检测杂质的装置，则可以自动操作。正是第一开关151进入闭合位置才允许泵12的供电电路15中的电流流通。在图1中，第一开关151处于断开位置。清洁系统1因此是不工作的。

发电机14也为上述电路16供电。电路16延伸到开关的两个电端子41中的每个，穿过管状部分37的结构和圆筒体31的端壁38。为了使电流在电路16内流动，电路16必须例如通过两个电端子41中的每个之间的导电桥来闭合，这将在后面描述。电路16还包括能够作用于泵12的供电电路15的第二开关152的继电器17。第二开关152在这里处于闭合位置。

图2示出了如上所述的清洁系统1。在图2中，清洁系统1被手动或自动接合。因此，第一开关151切换到闭合位置，并且由发电机14产生的电流可以在供电电路15中流通并供应泵12。后者启动并通过管道13将清洁流体从储器11泵送到圆筒3的室32。清洁流体积聚在室32内，并在活塞33上施加压力，活塞33具有密封件，使得清洁流体不能渗透到活塞33和管状部分37之间。由清洁流体施加在活塞33上的压力迫使其在第一端壁381的方向上运动。所述压力具有比弹簧39施加在活塞33上的力更大的力。因此，弹簧39在活塞33运动的作用下被压缩。活塞33的运动还导致杆34从圆筒体31中伸出。

在使活塞33移动的同时，清洁流体也在流通通道35内流动。后者的小直径允许清洁流体增加其在流通通道出口处的压力，也就是说在喷射元件36处。清洁流体在被喷射元件36喷射之前在整个流通通道35内流通。因此，清洁流体沿着相对于喷射元件36的定位的方向喷射，但也根据杆34的伸出而喷射。光学系统5布置成使得当杆34伸出时，清洁流体必须喷射到其上。

图3是如上所示的清洁系统1的示意图。从时间的角度来看，图3代表了图2的逻辑延续。仍受到清洁流体施加的压力的活塞33继续在圆筒体31内运动，直到它接近第一端壁381。随着电端子41从后者伸出，活塞33与电端子41接触。这里未示出的弹簧被压缩到其最大值。

如上所述，接触构件42由活塞33承载。因此，接触构件42与电端子41接触，该组件形成开关4。正是在这种情况下，后者被激活。具体地，电路16最初在两个电端子41之间被中断，因为后者没有直接相互连接。当接触构件42同时与两个电端子41接触时，接触构件42是导电的，于是电流能够从一个电端子41流到另一个，这导致开关4的激活和电路16的闭合。

当电路16闭合时，继电器17接着被供应电流，并改变第二开关152的位置。后者然后切换到断开位置，并因此切断供电电路15内的电流通路。这种切断导致泵12停止运行。

在这个精确的时刻，由于清洁流体不再对活塞33施加压力，清洁流体不再由喷射元件36喷射。当活塞33和杆34处于这样的位置时，也就是说开关4被激活，喷射元件36肯定已经将清洁流体喷射到光学系统5上。因此，没有必要继续喷射清洁流体，在这种情况下，清洁流体会被浪费。随着开关4的激活导致清洁流体喷射的停止，清洁流体被保存，并且这都是在确定光学系统5已经在杆34的运动过程中被清洁，如前图所示。

图4仍示出了开关激活后的同一清洁系统1。因此，喷射元件36不再喷射清洁流体，泵12停止，并且室32中存在的清洁流体不再对活塞33施加压力。在没有清洁流体压力的情况下，弹簧39具有最大的力。因此，后者能够放松，以便恢复其如图1所示的初始位置。因此，弹簧39在活塞33上施加压力，并使其在与上述方向相反的方向上移动，也就是说在第二端壁382的方向上移动。

容纳在室32中的清洁流体受到活塞33的运动所施加的压力，然后被迫进入管道13。管道13的直径大于流通通道35的直径。因此，清洁流体自然地在管道13和泵12内流动，而不是在流通通道35内流动。因此，在泵12不工作的情况下，清洁流体返回到其起始点，即储器11。

活塞33的运动也导致开关的去激活，接触构件42由活塞33承载。因此，电路16在两个电端子41之间再次被中断，这导致第二开关152进入闭合位置。在第一开关151同时已经重新打开的情况下，第二开关152的闭合不会导致泵12的重新启动。活塞33继续运动，直到弹簧39恢复其初始形状。

图5表示在启动泵12之后清洁系统1内的清洁装置2的第二实施例。两个实施例之间的唯一区别在于开关的性质和定位。因此，将参考图1的描述来概括介绍清洁系统1，并参考图2的描述来介绍清洁方法在图5所示阶段的进展。

根据清洁装置2的第二实施例，由于磁体43和磁传感器44，开关被分成两部分。

磁体43由活塞33承载。更具体地，磁体43布置在活塞33的与圆筒体31的管状部分37接触或基本接触的部分上。磁体43被穿过磁体43中心的第一横向平面101穿过。横向是指垂直于杆34的方向。磁体43在活塞33的外周部分连接到活塞。

磁传感器44布置在管状部分37周围或内部，尽可能靠近室32。像清洁装置2的第一实施例的电端子一样，磁传感器44也连接到电路16。磁传感器连接到电路16的两端，并保持后者断开。磁传感器44被穿过磁传感器44中心的第二横向平面102穿过。横向是指垂直于杆34的方向。

正如前面已经描述，活塞33在填充圆筒3的室32的清洁流体的压力下在第一端壁381的方向上移动。同时，清洁流体通过喷射元件36喷射到光学系统5上。对于与供电电路15和电路16相关的解释，将参考关于图1至图4的描述，这种描述在加以必要的修正后适用于图5和图6所示的第二实施例。

图6是如上所示的清洁系统1内的清洁装置2的第二实施例的示意图。从时间顺序的角度来看，图6表示紧接在图5所示阶段之后的阶段。因此，活塞33继续其在第一端壁381方向上的运动。活塞33的运动逻辑上导致由其携带的磁体43的运动。

这种运动一直持续到活塞33更准确地说是磁体43与布置在管状部分37内的磁传感器44相对。为了磁体43和磁传感器44彼此面对，穿过磁体43的中心的第一横向平面101和穿过磁传感器44的中心的第二横向平面102必须彼此重合。

当磁体43和磁传感器44彼此面对时，开关4被激活。磁体43的磁容量引起布置在磁传感器44内的导电叶片的吸引，这使得可以闭合电路16。像第一实施例一样，电流随后在电路16中流动，从而给继电器17供电，继电器17断开第二开关152，以便中断供电电路15并停止泵12的运行。因此，开关4的激活导致泵12停止，并因此停止活塞33的运动以及通过喷射元件36喷射清洁流体。如图4所示，活塞33然后通过弹簧39施加在活塞33上的力在相反方向上朝向第二端壁382移动。

关于清洁装置2的第二实施例，可以在沿着圆筒体31的管状部分37的多个位置布置磁传感器44。因此，根据所选择的磁传感器44的位置，可以确定活塞33的运动在室32的什么高度被中断。从而，因此也可以确定杆34从圆筒体31中伸出的程度。总之，根据为磁传感器44的布置选择的位置，可以确定喷射元件36喷射清洁流体的作用区域。因此，清洁装置2的第二实施例是可定制的，无论是作为原始设备还是作为改型，这有利于后者的适应，例如根据车辆型号、光学系统5的尺寸或光学系统5相对于清洁系统1的位置。

例如，还可以设想多个磁传感器44布置在圆筒体31的管状部分37内，并联接到电子组件，使得可以确定在哪个磁传感器44处活塞33的运动必须被中断。因此，清洁装置2的第二实施例确保在清洁光学系统5时最大限度地节省清洁流体。

当然，本发明不限于刚刚描述的示例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以对这些示例进行多种修改。

正如刚刚描述的那样，本发明成功地实现了它自己设定的目标，并且使得可以提出一种用于光学系统的清洁装置，该清洁装置包括用于停止喷射清洁流体以便保存清洁流体的开关。在不脱离本发明的情况下，可以实施这里没有描述的变型，只要根据本发明，它们包括根据本发明的清洁装置。

Claims (9)

1.一种用于清洁车辆的至少一个光学系统(5)的清洁装置(2)，包括圆筒(3)，该圆筒包括界定室(32)的圆筒体(31)、能够在室(32)中移动的活塞(33)以及连接到活塞(33)的杆(34)，杆(34)的一端部从圆筒体(31)伸出，所述杆(34)包括设置在杆(34)的该端部的至少一个清洁流体喷射元件(36)，杆(34)包括至少一个清洁流体流通通道(35)，该通道将室(32)连接到所述至少一个喷射元件(36)，其特征在于，清洁装置(2)包括根据活塞(33)的位置被激活的开关(4)。

2.如权利要求1所述的清洁装置(2)，其中，所述开关(4)包括与所述圆筒体(31)成一体的至少两个电端子(41)和由所述活塞(33)承载的接触构件(42)，所述开关(4)配置为当所述至少两个电端子(41)通过所述接触构件(42)电接触时被激活。

3.如权利要求2所述的清洁装置(2)，其中，所述圆筒体(31)包括管状部分(37)，所述管状部分具有两个端部和分别布置在所述两个端部的两个端壁(381、382)，所述至少两个电端子(41)由端壁(381、382)中的一个承载。

4.如权利要求1所述的清洁装置(2)，其中，所述开关(4)包括由所述活塞(33)承载的至少一个磁体(43)和由所述圆筒体(31)承载的至少一个磁传感器(44)，所述开关(4)配置为当所述至少一个磁体(43)面对所述至少一个磁传感器(44)时被激活。

5.如权利要求4所述的清洁装置，其中，所述圆筒体(31)包括管状部分(37)，该管状部分包括两个端部和分别布置在所述两个端部的两个端壁(381、382)，所述至少一个磁传感器(44)布置在管状部分(37)中。

6.如权利要求5所述的清洁装置(2)，其中，所述开关(4)包括多个磁传感器(44)，所述多个磁传感器配置成沿着所述管状部分(37)布置在多个位置。

7.一种用于清洁车辆的至少一个光学系统(5)的清洁系统(1),包括至少一个如前述权利要求中任一项所述的清洁装置(2)、清洁流体储器(11)和将清洁流体从储器(11)输送到圆筒(3)的室(32)的泵(12),泵(12)的运行依赖于开关(4)进行。

8.如前一权利要求所述的清洁系统(1)，其中，在激活所述开关(4)时，所述泵(12)的运行被中断。

9.一种用于清洁实施如权利要求7或8所述的清洁系统(1)的车辆的光学系统(5)的方法，其中：

-泵(12)被投入运行，以便引起活塞H33)的运动并将清洁流体喷射到光学系统(5)上，

-根据活塞(33)的位置激活开关，以及

-当开关(4)被激活时，泵(12)的运行被中断。

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