CN114901525A - 传感器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器单元，其搭载于车辆，其具备左前LiDAR、壳体(121)以及左前传感器清洁器，所述壳体(121)收纳左前LiDAR，所述左前传感器清洁器安装于壳体(121)。左前传感器清洁器具有向与左前LiDAR对应的透明盖(125)(清洗对象面)喷射空气的气体喷嘴(131、132)、和向透明盖(125)喷射清洗液的液体喷嘴(133)。气体喷嘴(131、132)配置在液体喷嘴(133)的上方。来自气体喷嘴(131、132)的空气的喷射方向是与水平方向平行的方向或比水平方向向下的方向，来自液体喷嘴(133)的清洗液的喷射方向是比水平方向向上的方向。

Description

传感器单元
技术领域
本发明涉以及传感器单元。
背景技术
近年来尝试开发可自动驾驶的车辆。在实现自动驾驶时，例如要求利用LiDAR或摄像头等传感器取得车辆外部的信息。在专利文献1中公开了如下的结构：在搭载于车辆的传感器系统中，多个LiDAR内置于灯单元中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2018/051909号说明书
发明内容
发明所有解决的技术问题
在专利文献1记载的传感器系统中，对于清洗介质从用于防止污染传感器或去除污垢的清洁器喷射的喷射方向有改善的余地。
因此，本发明的目的在于，提供一种具备对搭载于传感器单元的LiDAR能有效地清洗的清洁器的传感器单元。
另外，在专利文献1所述的单元中，有时在单元上搭载具有喷嘴的清洁器，该喷嘴向传感器面喷射清洗介质以防止污染传感器面或去除污垢。对于喷嘴相对于传感器单元的安装结构有改善的余地。
因此，本发明的目的在于，提供一种传感器单元，该传感器单元能够将多个喷嘴相对于壳体容易地安装和定位。
另外，在专利文献1记载的单元中，有时将多种传感器一体化。当从多种传感器中的一个传感器射出的光被其他传感器接收时，可能对该其他传感器的感测产生不利影响。
因此，本发明的目的在于，提供一种传感器单元，即使在搭载了多种传感器的情况下，也能够抑制对各个传感器的感测的影响。
为了实现上述目的，本发明一个方式的传感器单元搭载于车辆，其中，具备：LiDAR；壳体，其收纳所述LiDAR；清洁器，其安装于所述壳体，并具有向与所述LiDAR对应的第一清洗对象面喷射空气的第一喷嘴、和向所述第一清洗对象面喷射清洗液的第二喷嘴；所述第一喷嘴配置在所述第二喷嘴的上方，来自所述第一喷嘴的所述空气的喷射方向是与水平方向平行的方向或比所述水平方向向下的方向，来自所述第二喷嘴的所述清洗液的喷射方向是比所述水平方向向上的方向。
为了实现上述目的，本发明另一方式的传感器单元搭载于车辆，其中，具备：LiDAR；壳体，其收纳所述LiDAR；清洁器，其安装于所述壳体，具有向与所述LiDAR对应的第一清洗对象面喷射空气的第一喷嘴和向所述第一清洗对象面喷射清洗液的第二喷嘴；保持部件，其安装于所述壳体，并保持所述第一喷嘴和所述第二喷嘴；所述保持部件构成为分别将来自所述第一喷嘴的所述空气的喷射方向和来自所述第二喷嘴的所述清洗液的喷射方向定位。
为了实现上述目的，本发明再一方式的传感器单元搭载于车辆，其中，具备：LiDAR；摄像头，其具有受光部；壳体，其收纳所述LiDAR以及所述摄像头；所述摄像头具有透明盖，该透明盖配置在所述壳体的构成车辆外观的外观设计面的外部与所述受光部之间，并具有切断红外线的红外线截止滤光功能。
发明效果
根据本发明，能够提供一种传感器单元，该传感器单元具有清洁器，该清洁器能够有效地清洗搭载于传感器单元的LiDAR。
另外，根据本发明，能够提供一种传感器单元，该传感器单元能够将多个喷嘴相对于壳体容易地安装和定位。
另外，根据本发明，能够提供一种传感器单元，该传感器单元即使在搭载了多种传感器的情况下，也能够抑制对各个传感器的感测的影响。
附图说明
图1是搭载有传感器系统的车辆的俯视图。
图2是装入传感器系统的车辆系统的框图。
图3是清洁单元的框图。
图4是本发明实施方式的传感器单元的立体图。
图5是从前方观察传感器单元的分解立体图。
图6是构成传感器单元的收纳部件的分解立体图。
图7是从后方观察传感器单元的分解立体图。
图8是组装图7所示的部件的状态的图。
图9是传感器单元的主视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。需要注意的是，为了便于说明，对与在实施方式的说明中已说明的部件具有相同的参照标记的部件省略说明。另外，为了便于说明，本附图所示的各个部件的尺寸有时与实际的各个部件的尺寸不同。
另外，在本发明的实施方式(以下称为本实施方式)的说明中，为了便于说明，适当地言及“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设定的相对的方向。在此，“上下方向”是包括“上方向”和“下方向”的方向。“前后方向”是包括“前方向”和“后方向”的方向。“左右方向”是包括“左方向”和“右方向”的方向。
图1是搭载有本实施方式的传感器系统100的车辆1的俯视图。图2是装入传感器系统100的车辆系统2的框图。车辆1具备传感器系统100。在本实施方式中，车辆1是能够以自动驾驶模式行驶的自动车。
首先，参照图2说明车辆1的车辆系统2。
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、HMI8(Human Machine Interface：人机界面)、GPS 9(Global Positioning System：全球定位系统)、无线通信部10、地图信息存储部11。此外，车辆系统2具备转向致动器12、转向装置13、制动致动器14、制动装置15、加速致动器16、加速装置17。另外，在车辆系统2的车辆控制部3上可通信地连接有具有清洁器控制部113和传感器控制部115的传感器系统100。
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：中央处理器)等处理器、存储有各种车辆控制程序的ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、临时存储各种车辆控制数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)构成。处理器构成为在RAM上展开从ROM中存储的各种车辆控制程序指定的程序，并与RAM协作来执行各种处理。车辆控制部3构成为控制车辆1的行驶。
内部传感器5是能够取得本车辆的信息的传感器。内部传感器5例如是加速度传感器、速度传感器、车轮速度传感器以及陀螺仪传感器等的至少一种。内部传感器5构成为取得包含车辆1的行驶状态的本车辆的信息，并将该信息输出到车辆控制部3。内部传感器5也可以具备检测驾驶员是否坐在驾驶座上的就座传感器、检测驾驶员的脸部方向的脸部朝向传感器、检测车内是否有人的人感传感器等。
外部传感器6是能够取得本车辆的外部信息的传感器。外部传感器例如是摄像头、雷达、LiDAR等的至少一种。外部传感器6构成为取得包含车辆1的周边环境(其他车、步行者、道路形状、交通标志、障碍物等)的本车辆的外部信息，并将该信息输出到车辆控制部3以及传感器控制部115。或者，外部传感器6可以具备检测天气状态的天气传感器、检测车辆1的周围环境的照度的照度传感器等。例如，摄像头是包含CCD(Charge-Coupled Device：电荷耦合器件)、CMOS(互补型MOS：互补型金属氧化物半导体)等摄像元件的摄像头。摄像头是检测可见光的摄像头或检测红外线的红外摄像头。雷达是毫米波雷达、微波雷达或激光雷达等。LiDAR是Light Detection and Ranging(光探测与测距)或Laser ImagingDetection and Ranging(激光成像探测与测距)的缩写。LiDAR通常是向其前方射出非可见光，基于出射光和返回光取得到物体的距离、物体的方向、物体的形状、物体的材质、物体的颜色等信息的传感器。
灯7是设置在车辆1的前部的前照灯或位置灯、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、向步行者或其他车辆的驾驶员告知本车辆状况的各种灯等的至少一种。
HMI8由接受来自驾驶员的输入操作的输入部和向驾驶员输出行进信息等的输出部构成。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。
GPS9构成为取得车辆1的当前位置信息并将该所取得的当前位置信息输出到车辆控制部3。无线通信部10构成为从其他车接收处于车辆1周围的其他车的行驶信息的同时，将车辆1的行驶信息发送给其他车(车车间通信)。另外，无线通信部10构成为从信号机或标识灯等基础设施接收基础设施信息的同时，将车辆1的行驶信息发送给基础设施(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，构成为将地图信息输出到车辆控制部3。
当车辆1以自动驾驶模式行驶时，车辆控制部3根据行驶状态信息、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。转向致动器12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。制动致动器14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控制制动装置15。加速致动器16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。这样，在自动驾驶模式下，车辆1的行驶由车辆系统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。如上所述，在手动驾驶模式下，由于转向控制信号、加速控制信号以及制动控制信号通过驾驶员的手动操作而生成，所以车辆1的行驶由驾驶员控制。
接着，说明车辆1的驾驶模式。驾驶模式由自动驾驶模式和手动驾驶模式构成。自动驾驶模式由完全自动驾驶模式、高度驾驶支援模式和驾驶支援模式构成。在完全自动驾驶模式下，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制以及加速控制的全部行驶控制，并且驾驶员处于不能够驾驶车辆1的状态。在高度驾驶支援模式下，车辆系统2自动地进行转向控制、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，但不驾驶车辆1。在驾驶支援模式下，车辆系统2自动地进行转向控制、制动控制以及加速控制中的一部分行驶控制的同时，在车辆系统2的驾驶支援下，驾驶员驾驶车辆1。另一方面，在手动驾驶模式下，车辆系统2不自动地进行行驶控制，并且在没有车辆系统2的驾驶支援的情况下，驾驶员驾驶车辆1。
另外，也可以通过操作驾驶模式切换开关来切换车辆1的驾驶模式。此时，车辆控制部3根据驾驶员对驾驶模式切换开关的操作，在4个驾驶模式(完全自动驾驶模式、高度驾驶支援模式、驾驶支援模式、手动驾驶模式)之间切换车辆1的驾驶模式。另外，车辆1的驾驶模式也可以基于关于自动驾驶车能够行驶的可行驶区间或禁止自动驾驶车行驶的禁止行驶区间的信息或关于外部天气状态的信息而自动地切换。此时，车辆控制部3基于这些信息来切换车辆1的驾驶模式。此外，车辆1的驾驶模式也可以通过使用就座传感器或脸部朝向传感器等而自动地切换。在这种情况下，车辆控制部3基于来自就座传感器或脸部朝向传感器的输出信号切换车辆1的驾驶模式。
返回图1，车辆1作为外部传感器6具有右前LiDAR6fr、左前LiDAR6fl、右后LiDAR6br、左后LiDAR6bl、右前摄像头6gr、左前摄像头6gl、右后摄像头6cr和左后摄像头6cl。右前LiDAR6fr、右前摄像头6gr、左前LiDAR6fl以及左前摄像头6gl构成为取得车辆1前方的信息。右后LiDAR6br、右后摄像头6cr、左后LiDAR6bl以及左后摄像头6cl构成为取得车辆1后方的信息。
需要注意的是，在图1所示的例子中，LiDAR和摄像头在车辆1的前部和后部分别设置2组，但是，例如也可以在车辆1的前部的中央部和后部的中央部分别设置1组。另外，外部传感器6设置在车辆1的前部和后部，但是也可以例如设置在车辆1的左右侧部。另外，右前LiDAR6fr、右前摄像头6gr、左前LiDAR6fl和左前摄像头6gl设置在车辆1的前部，右后LiDAR6br、右后摄像头6cr、左后LiDAR6bl和左后摄像头6cl设置在车辆1的后部，但本发明不限于此。例如，右前LiDAR6fr、右前摄像头6gr、左前LiDAR6fl、左前摄像头6gl、右后LiDAR6br、右后摄像头6cr、左后LiDAR6bl和左后摄像头6cl可以一起配置在车辆1的顶棚部。
车辆1作为灯7具有右前照灯7r和左前照灯7l。右前照灯7r设置在车辆1的前部中的右部，左前照灯71设置在车辆1的前部中的左部。
车辆1具有前窗1f和后窗1b。
搭载于车辆1的传感器系统100具备去除附着在对象物上的水滴、泥土、尘埃等异物、或者防止异物向对象物附着的清洁单元110(在图3中详细叙述)。例如，在本实施方式中，清洁单元110具有能够清洗前窗1f的前窗清洗器(以下称为前WW)101、能够清洗后窗1b的后窗清洗器(以下称为后WW)102。清洁单元110具有右前传感器清洁器(以下称为右前SC)103和左前传感器清洁器(以下称为左前SC)104，所述右前传感器清洁器103能够清洗右前LiDAR6fr以及右前摄像头6gr，所述左前传感器清洁器104能够清洗左前LiDAR6fl以及左前摄像头6gl。清洁单元110具有右后传感器清洁器(以下称为右后SC)105和左后传感器清洁器(以下称为左后SC)105，所述右后传感器清洁器105能够清洗右后LiDAR6br和右后摄像头6cr，所述左后传感器清洁器106能够清洗左后LiDAR6b1和左后摄像头6cl。清洁单元110具有右前照灯清洁器(以下称为右HC)107和左前照灯清洁器(以下称为左HC)108，所述右前照灯清洁器107能够清洗右前照灯7r，所述左前照灯清洁器108能够清洗左前照灯71。各个清洁器101～108具有一个以上的喷嘴，从喷嘴朝向对象物喷射清洗液、空气等清洗介质。
图3是传感器系统100具备的清洁单元110的框图。除了清洁器101～108以外，清洁单元110还具有罐111、泵112、清洁器控制部113。
前WW101、后WW 102、右前SC103、左前SC104、右后SC105、左后SC106、右HC107、左HC108经由泵112与罐111连接。泵112吸入储存在罐111中的清洗液并移送到前WW101、后WW102、右前SC103、左前SC104、右后SC105、左后SC106、右HC107、左HC 108。
在各个清洁器101～108中设有使喷嘴处于打开状态而使清洗液喷射到清洗对象物的致动器(省略图示)。设置于各个清洁器101～108的致动器与清洁器控制部113电连接。另外，泵112也与清洁器控制部113电连接。清洁器101～108、泵112等的动作由清洁器控制部113控制。另外，清洁器控制部113与车辆控制部3电连接。由清洁器控制部113取得的信息和由车辆控制部3取得的信息在相互间进行接收发送。需要注意的是，在本实施方式中，车辆控制部3和清洁器控制部113作为独立的结构而设置，但车辆控制部3和清洁器控制部113也可以一体构成。
图4是表示本实施方式的传感器单元的立体图。图5是从前方观察传感器单元的分解立体图。图6是收纳在传感器单元的壳体内的收纳部件的分解立体图。图7是从后方观察传感器单元的分解立体图。图8是示出组装图7所示的各个部材的状态的图。
本实施方式的传感器单元构成为LiDAR、摄像头等传感器和清洗传感器的清洁器一体化的单元。在以下所示的示例中，对在传感器系统100中包含的多个传感器单元中设置在车辆1的左前部的左前传感器单元120fl进行说明。需要注意的是，如图1所示，车辆1除了设置在车辆1的左前部的左前传感器单元120fl以外，还具有设置在车辆1的右前部的右前传感器单元120fr、设置在右后部的右后传感器单元120br、设置在左后部的左后传感器单元120bl。关于右前传感器单元120fr、右后传感器单元120br和左后传感器单元120bl，由于与左前传感器单元120fl的构成相同，因此省略说明。
如图4以及图5所示，左前传感器单元120fl具备壳体121、左前LiDAR6fl、左前摄像头6gl、左前LiDAR清洁器104A和左前摄像头清洁器104B。左前LiDAR清洁器104A和左前摄像头清洁器104B是构成左前SC104的清洁器。
壳体121例如是合成树脂制，形成为大致箱形形状。壳体121具有前壳121A、安装在前壳121A的后部的后壳121B、安装在前壳121A的左侧部的板121C。
在前壳121A的前面124(构成车辆外观的外观设计面)形成有上部开口部122和下部开口部123。上部开口部122在设于前面124的凹部124a形成。下部开口部123在设于前面124的凹部124b形成。上部开口部122形成在下部开口部123的上方。另外，在前壳121A的左侧部形成有侧部开口部127。板121C以覆盖该侧部开口部127的方式安装于前壳121A。
上部开口部122形成为包含收纳在壳体121内的左前LiDAR6fl的前面区域的大小。上部开口部122形成为在左右方向上横向更长的矩形。例如，上部开口部122形成为左右方向的宽度随着从上方向下方而变窄的横向更长的梯形。下部开口部123形成为包含收纳在壳体121内的左前摄像头6g1的前面区域的大小。下部开口部123例如形成为圆形。
在通过将前壳121A和后壳121B和板121C组合而形成的空间内收纳有左前LiDAR6fl和左前摄像头6gl。在空间内，左前LiDAR6fl配置在左前摄像头6gl的上方。
在形成于前壳121A的凹部124a的上部开口部122，以无间隙地覆盖该上部开口部122的方式安装有透明盖125。透明盖125例如由透明或半透明的合成树脂形成。透明盖125形成为在左右方向上横向更长的矩形。例如，透明盖125形成为左右方向的宽度随着从上方朝向下方而变窄的横长的梯形。另外，透明盖125以相对于与收纳在壳体121内的左前LiDAR6fl的光轴正交的面倾斜的方向延伸的方式被安装。透明盖125以随着从上方朝向下方向壳体121的里侧(后侧)进入的方式倾斜安装。透明盖125安装为通过覆盖上部开口部122，也覆盖左前LiDAR6fl的前面区域。透明盖125通过以覆盖左前LiDAR6fl的前面区域的方式被安装，从而构成为左前传感器单元120fl的与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面的一例。
在形成于前壳121A的凹部124b的下部开口部123，以无间隙地覆盖该下部开口部123的方式安装有透明盖126。透明盖126具有切断红外线的红外线截止滤光功能。透明盖126例如形成为圆形。透明盖126以通过覆盖下部开口部123也覆盖收纳于壳体121内的左前摄像头6gl的前面区域的方式被安装。透明盖126配置在壳体121的构成车辆外观的前壳121A的前面124与左前摄像头6gl的受光部之间。透明盖126通过以覆盖左前摄像头6gl的前面区域的方式被安装，从而构成为左前传感器单元120fl的与左前摄像头6gl对应的清洗对象面。
左前LiDAR清洁器104A是能够通过清洗介质来清洗与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面、即覆盖左前LiDAR6fl的前面区域的透明盖125的清洁器。左前摄像头清洁器104B是能够通过清洗介质来清洗与左前摄像头6gl对应的清洗对象面、即覆盖左前摄像头6gl的前面区域的透明盖126的清洁器。
如图6至图8所示，在收纳于壳体121内的收纳部件150上，除了左前LiDAR清洁器104A和左前摄像头清洁器104B之外，还包含喷嘴保持部件151、LiDAR保持部件152和摄像头保持部件153等。
左前LiDAR清洁器104A具有能够朝向作为与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面的透明盖125喷射空气的气体喷嘴131、132(第一喷嘴的一例)、和能够喷射清洗液的液体喷嘴133(第二喷嘴的一例)。
气体喷嘴131具有用于喷射空气的喷射开口131a。用于使从气体喷嘴131喷射的空气扩散的气体喷嘴头(エアチツプ)134安装在喷射开口131a。气体喷嘴132具有用于喷射空气的喷射开口132a。在喷射开口132a上安装用于使从气体喷嘴132喷射的空气扩散的气体喷嘴头135。
液体喷嘴133具有用于喷射清洗液的喷射开口133a。在液体喷嘴133上连结有用于将清洗液向液体喷嘴133送入的连结部136。在连结部136上形成有开口部136a。在开口部136a上安装用于使从液体喷嘴133喷射的清洗液扩散的液体喷嘴头137。液体喷嘴头137安装在连结部136的开口部136a，通过该连结部136与液体喷嘴133连接，收纳在液体喷嘴133的喷射开口133a内。例如，液体喷嘴133可以是通过使在喷嘴内部流动的流体相互干涉来改变流体的喷射方向的流体式喷嘴(摆动喷射喷嘴)。
喷嘴保持部件151是保持气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133的部件。在喷嘴保持部件151上形成有用于保持气体喷嘴131的保持孔151a、用于保持气体喷嘴132的保持孔151b和用于保持液体喷嘴133的保持孔151c。喷嘴保持部件151例如通过螺丝固定于前壳121A。在前壳121A上形成有用于保持气体喷嘴131的保持槽161、用于保持气体喷嘴132的保持槽162、以及用于保持液体喷嘴133的保持槽163(参照图7)。
通过气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133分别保持在保持孔151a、151b、151c和保持槽161、162、163中，从而各个喷嘴的喷射开口131a、132a、133a以成为规定的方向的方式被定位。在被定位的气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133中，通过将喷嘴保持部件151固定于前壳121A，从而决定相对于作为清洗对象面的透明盖125的来自气体喷嘴131、132的喷射方向和来自液体喷嘴133的清洗液的喷射方向。
左前摄像头清洁器104B具有能够朝向作为与左前摄像头6gl对应的清洗对象面的透明盖126喷射空气的气体喷嘴141(第三喷嘴的一例)。气体喷嘴141具有用于喷射空气的喷射开口141a。在喷射开口141a上安装用于使从气体喷嘴141喷射的空气扩散的气体喷嘴头142。
需要注意的是，在本实施方式中，作为向作为与左前摄像头6gl对应的清洗对象面的透明盖126喷射清洗介质的喷嘴，设置有能够喷射空气的气体喷嘴，但不限于此。例如，作为该喷嘴，也可以设置能够喷射清洗液的液体喷嘴或能够有选择地喷射清洗液和空气的气液喷嘴。
LiDAR保持部件152是保持左前LiDAR6fl的部件。LiDAR保持部件152例如通过螺丝安装于前壳121A。通过LiDAR保持部件152安装于前壳121A，左前LiDAR6fl由LiDAR保持部件152从后侧被保持的同时，相对前壳121A被固定。
摄像头保持部件153是保持左前摄像头6gl的部件，具有上侧保持部件153a和下侧保持部件153b。上侧保持部件153a通过例如螺丝固定于下侧保持部件153b，从而从上侧保持左前摄像头6gl。下侧保持部件153b通过将上侧保持部件153a螺丝固定于下侧保持部件153b，从而从下侧保持左前摄像头6gl。下侧保持部件153b例如通过螺丝固定安装于前壳121A。通过将下侧保持部件153b安装于前壳121A，左前摄像头6gl相对于前壳121A被固定。
需要注意的是，虽然省略图示，但左前LiDAR清洁器104A和左前摄像头清洁器104B与清洁器控制部113电连接。另外，左前LiDAR清洁器104A的气体喷嘴131、132经由软管与能够送出高压空气的高压空气供给装置或者能够将空气连续地送风的气体鼓风机连接。左前LiDAR清洁器104A的液体喷嘴133经由软管与泵112连接，该泵112能够将罐111内的清洗液移送。与左前LiDAR清洁器104A的气体喷嘴131、132同样，左前摄像头清洁器104B的气体喷嘴141经由软管与高压空气供给装置或气体鼓风机连接。左前LiDAR清洁器104A以及左前摄像头清洁器104B的动作由清洁器控制部113控制。例如，清洁器控制部113基于由传感器控制部115判定的清洗对象面(透明盖125、126)的污染状态信息，使左前LiDAR清洁器104A和左前摄像头清洁器104B作动，清洗该清洗对象面。
另外，左前LiDAR6fl和左前摄像头6gl与传感器控制部115电连接。左前LiDAR6fl以及左前摄像头6gl的动作由传感器控制部115控制。传感器控制部115从左前LiDAR6fl接收由左前LiDAR6fl取得的与车辆周围的对象物相关的距离信息以及方向信息等。另外，传感器控制部115从左前摄像头6gl接收由左前摄像头6gl取得的与车辆周围的对象物相关的图像信息和距离信息等。传感器控制部115基于从左前LiDAR6fl以及左前摄像头6gl接收到的各个信息，判定作为与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面的透明盖125和作为与左前摄像头6gl对应的清洗对象面的透明盖126的污染状态。传感器控制部115既可以设置在壳体121的外部，也可以设置在壳体121内部。
另外，传感器控制部115与清洁器控制部113电连接。由传感器控制部115取得的信息和由清洁器控制部113取得的信息在相互间进行接收发送。另外，传感器控制部115与车辆控制部3电连接。由传感器控制部115取得的信息和由车辆控制部3取得的信息在相互间进行接收发送。在本实施方式中，清洁器控制部113、传感器控制部115和车辆控制部3作为独立的结构设置，但清洁器控制部113、传感器控制部115和车辆控制部3也可以一体地构成。另外，这些控制部中的一部分控制部也可以一体构成。
图9是左前传感器单元120fl的主视图。如图9所示，在前壳121A的右上侧部内设有用于清洗作为与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面的透明盖125的气体喷嘴131、132和液体喷嘴133。气体喷嘴131、132和液体喷嘴133沿着作为横向更长的矩形的透明盖125的右侧短边125a在上下方向上并列。气体喷嘴131、132配置在液体喷嘴133的上方。在图9所示的例子中，气体喷嘴131配置在最上部，气体喷嘴132配置在气体喷嘴131的下侧，液体喷嘴133配置在作为气体喷嘴132的下侧的最下部。需要注意的是，在本实施方式中，作为气体喷嘴设置两个气体喷嘴131和132，但气体喷嘴的数量不限于此。例如，气体喷嘴的数量既可以是1个，也可以是3个以上。另外，液体喷嘴133的数量也可以是2个以上。
气体喷嘴131、132和液体喷嘴133设置为从左前传感器单元120fl的右侧朝向左侧喷射清洗介质(空气和清洗液)。即，气体喷嘴131、132和液体喷嘴133设置为将清洗介质从车辆1的内侧(中央侧)朝向外侧(侧部侧)喷射。
气体喷嘴131设置为使得从气体喷嘴131喷射的空气的喷射方向成为比箭头A所示的水平方向稍向下的方向。气体喷嘴132设置为使得从气体喷嘴132喷射的空气的喷射方向成为箭头B所示的与水平方向平行的方向。液体喷嘴133设置为使得从液体喷嘴133喷射的清洗液的喷射方向成为箭头C所示的比水平方向向上的方向。
另外，在前壳121A的中央下部内设有用于清洗作为与左前摄像头6gl对应的清洗对象面的透明盖126的气体喷嘴141。气体喷嘴141配置在圆形的透明盖126的上侧。气体喷嘴141以从气体喷嘴141喷射的空气的喷射方向如箭头D所示地成为透明盖126的大致中央部的方式设置。需要注意的是，配置气体喷嘴141的位置不限于透明盖126的上侧，也可以是例如透明盖126的侧部(在为左前摄像头6gl的情况下为右侧)。
如上所述，本实施方式的左前传感器单元120fl具备：左前LiDAR6fl；壳体121，其收纳左前LiDAR6fl；左前LiDAR清洁器104A，其安装于壳体121，具有向作为与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面(第一清洗对象面的一例)的透明盖125喷射空气的气体喷嘴131、132、和向透明盖125喷射清洗液的液体喷嘴133。并且，气体喷嘴131、132配置在液体喷嘴133的上方，来自气体喷嘴131、132的空气的喷射方向是与水平方向平行的方向或比水平方向向下的方向，来自液体喷嘴133的清洗液的喷射方向是比水平方向向上的方向。在从喷嘴喷射的清洗介质是空气和清洗液的情况下，在为空气的情况下比为清洗液的情况下更容易受到行驶风和重力等的影响。因此，例如在使清洗介质向规定的点喷射的情况下，与行驶风或重力相反地使清洗液从下方向上方喷射比使空气从下方向上方喷射能够更准确地喷射。因此，如上述结构那样，将喷射空气的气体喷嘴131、132配置在喷射清洗液的液体喷嘴133的上方，通过将从气体喷嘴131、132喷射的空气的喷射方向设为水平或比水平向下的方向，将从液体喷嘴133喷射的清洗液的喷射方向设为比水平向上的方向，能够相对于透明盖125适当地喷射空气。因此，根据左前传感器单元120fl，能够对搭载在左前传感器单元120fl上的左前LiDAR6fl进行有效的清洗。
在本实施方式中，左前传感器单元120fl还具有喷嘴保持部件151，该喷嘴保持部件151安装于壳体121，并保持气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133。而且，喷嘴保持部件151构成为将来自气体喷嘴131、132的空气的喷射方向和来自液体喷嘴133的清洗液的喷射方向分别定位。根据该构成，通过将气体喷嘴131、132和液体喷嘴133分别插通到喷嘴保持部件151的保持孔151a、151b、151c中，并将该喷嘴保持部件151固定于前壳121A，从而能够将各个喷嘴以规定的方向安装。因此，能够容易地将多个喷嘴相对于壳体121安装和定位。
在本实施方式中，喷嘴保持部件151安装于壳体121，使得从气体喷嘴131、132喷射的空气和从液体喷嘴133喷射的清洗液从车辆1的内侧(中央侧)朝向外侧(侧部侧)流动。根据该构成，能够在不对抗行驶风的喷射方向上喷射空气或清洗液，因此能够提高清洗效果。
在本实施方式中，作为与左前LiDAR6fl对应的清洗对象面的透明盖125形成为横向更长的矩形，喷嘴保持部件151以沿着透明盖125的右侧短边125a配置气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133的方式安装于壳体121。在从一个喷嘴喷射清洗介质的情况下，通常，比起上下方向前方能够向更宽的区域喷射清洗介质。因此，如上述构成，通过相对横向更长的矩形的透明盖125沿着短边配置气体喷嘴131、132以及液体喷嘴133，与使这些喷嘴沿着透明盖125的长边配置的情况相比，能够减少搭载于左前传感器单元120fl的喷嘴的数量。
在本实施方式中，沿着透明盖125的右侧短边125a并列有多个气体喷嘴(例如2个气体喷嘴131和132)。根据该构成，由于能够利用多个气体喷嘴清洗透明盖125，所以能够提高空气的清洗效果。因此，能够通过从多个气体喷嘴喷射的空气将仅由从单个气体喷嘴喷射的空气无法清洗的污垢清洗掉，并且能够减少液体喷嘴133的清洗次数，从而能够节约清洗液。
在本实施方式中，还具备配置在左前LiDAR6fl的下方的左前摄像头6gl，左前摄像头清洁器104B具有可对作为与左前摄像头6gl对应的清洗对象面(第二清洗对象面的一例)的透明盖126喷射空气的气体喷嘴141。根据该构成，能够对将左前LiDAR6fl和左前摄像头6gl一体化的左前传感器单元120fl进行有效的清洗。即，通过具备对左前摄像头6gl的透明盖126进行清洗的功能，能够除去附着于透明盖126的污垢或防止污垢向透明盖126的附着。由此，能够抑制污垢对由左前摄像头6gl取得的拍摄图像的不良影响。
在本实施方式中，左前摄像头6gl具有透明盖126，该透明盖126配置在壳体121的构成车辆外观的外观设计面(前面124)和左前摄像头6gl的受光部之间，并具有切断红外线的红外线截止滤光功能。根据该构成，即使在左前LiDAR6fl和左前摄像头6gl接近配置在一个壳体121内的情况下，也能够由透明盖126防止从左前LiDAR6fl射出的红外线的反射光进入左前摄像头6gl的受光部。由此，能够抑制来自左前LiDAR6fl的红外线对左前摄像头6gl取得的摄像图像的不良影响。
在本实施方式中，透明盖126配置在形成于外观设计面(前面124)的凹部124b。根据该构成，以拉入里侧的状态设置覆盖左前摄像头6gl的前面区域的透明盖126，因此即使左前摄像头6gl和左前LiDAR6fl在同一壳体121内接近配置，也能够防止从左前LiDAR6fl射出的红外线直接射入左前摄像头6gl的受光部。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，显然，本发明的技术范围不应由本实施方式的说明来限定地解释。本领域技术人员应理解，本实施方式仅是一例，能够在权利要求书记载的发明的范围内进行各种实施方式的变更。本发明的技术范围应当基于权利要求中记载的发明的范围以及其均等的范围来确定。
在上述实施方式中，说明了将左前传感器单元120fl搭载在可自动驾驶的车辆上的例子，但左前传感器单元120fl也可以搭载于不能自动驾驶的车辆。
另外，在上述实施方式中，在左前传感器单元120fl中，将左前LiDAR6fl配置在上方，将左前摄像头6gl配置在左前LiDAR6fl的下方，但不限于此例。例如，也可以将左前摄像头6gl配置在上方，将左前LiDAR6fl配置在左前摄像头6gl的下方。
另外，从左前LiDAR6fl的液体喷嘴133喷射的清洗液包括水或洗涤剂。分别向前窗、后窗1f、1b、前照灯71、7r、LiDAR6fl、6fr、6bl、6br、摄像头6gl、6gr、6cl、6cr喷射的清洗介质可以不同，也可以相同。
本申请基于2019年12月27日申请的日本专利申请2019-238962号、2019年12月27日申请的日本专利申请2019-238963号以及2019年12月27日申请的日本专利申请2019-238964号，在此作为参照引入其内容。

Claims (13)

1.一种传感器单元，其搭载于车辆，其具备：
LiDAR；
壳体，其收纳所述LiDAR；
清洁器，其安装于所述壳体，具有向与所述LiDAR对应的第一清洗对象面喷射空气的第一喷嘴、和向所述第一清洗对象面喷射清洗液的第二喷嘴；
所述第一喷嘴配置在所述第二喷嘴的上方，
来自所述第一喷嘴的所述空气的喷射方向是与水平方向平行的方向或比所述水平方向向下的方向，
来自所述第二喷嘴的所述清洗液的喷射方向是比所述水平方向向上的方向。
2.如权利要求1所述的传感器单元，其中，
所述第一喷嘴以及所述第二喷嘴以从所述车辆的内侧朝向外侧喷射所述空气以及所述清洗液的方式配置。
3.如权利要求1或2所述的传感器单元，其中，
所述第一清洗对象面是横向更长的矩形，沿着所述第一清洗对象面的短边配置有所述第一喷嘴以及所述第二喷嘴。
4.一种传感器单元，其搭载于车辆，其具备：
LiDAR；
壳体，其收纳所述LiDAR；
清洁器，其安装于所述壳体，具有向与所述LiDAR对应的第一清洗对象面喷射空气的第一喷嘴和向所述第一清洗对象面喷射清洗液的第二喷嘴；
保持保持部件，其安装于所述壳体，并保持保持所述第一喷嘴以及所述第二喷嘴；
所述保持部件构成为分别将来自所述第一喷嘴的所述空气的喷射方向和来自所述第二喷嘴的所述清洗液的喷射方向定位。
5.如权利要求4所述的传感器单元，其中，
所述第一喷嘴以配置在所述第二喷嘴的上方的方式安装于所述保持部件。
6.如权利要求5所述的传感器单元，其中，
所述第一喷嘴以所述空气的喷射方向成为与水平方向平行的方向或比所述水平方向向下的方向的方式安装于所述保持部件，
所述第二喷嘴以所述清洗液的喷射方向成为比所述水平方向向上的方向的方式安装于所述保持部件。
7.如权利要求4～6中任一项所述的传感器单元，其中，
所述保持部件以从所述第一喷嘴喷射的所述空气和从所述第二喷嘴喷射的所述清洗液从所述车辆的内侧朝向外侧流动的方式安装于所述壳体。
8.如权利要求4～7中任一项所述的传感器单元，其中，
所述第一清洗对象面为横向更长的矩形，
所述保持部件以沿着所述第一清洗对象面的短边配置所述第一喷嘴以及所述第二喷嘴的方式安装于所述壳体。
9.如权利要求3或8所述的传感器单元，其中，
所述清洁器包含沿着所述短边并列的多个所述第一喷嘴。
10.如权利要求1～9中任一项所述的传感器单元，其中，
还具备配置在所述LiDAR的下方的摄像头，
所述清洁器还具有第三喷嘴，所述第三喷嘴能够将所述空气以及所述清洁液的至少一方喷射到与所述摄像头对应的第二清洗对象面。
11.一种传感器单元，其搭载于车辆，其具备：
LiDAR；
摄像头，其具有受光部；
壳体，其收纳所述LiDAR以及所述摄像头；
所述摄像头具有透明盖，该透明盖配置在所述壳体的构成车辆外观的外观设计面和所述受光部之间，并具有切断红外线的红外线截止滤光功能。
12.如权利要求11所述的传感器单元，其中，
所述透明盖配置在形成于所述外观设计面的凹部。
13.如权利要求11或12所述的传感器单元，其中，
还具备清洁器，该清洁器具有向所述透明盖喷射清洗介质的喷嘴。
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