CN116113565A - 清洁装置、清洁装置系统和带有至少包括用于自动驾驶的传感器的感测系统的车辆以及利用清洁装置对传感器表面进行喷雾清洁的方法 - Google Patents

Abstract

一种清洁装置、清洁装置系统和带有至少包括用于自动驾驶的传感器的感测系统的车辆以及利用清洁装置对传感器表面进行喷雾清洁的方法。本发明涉及一种清洁装置(1000)，适于对传感器表面(S101)进行喷雾清洁，该清洁装置(1000)包括喷雾本体(100)，其中，该喷雾本体(100)具有喷雾喷嘴(110)和本体壳体(120)，其中，设置有与液体入口(120L)连接的液体流体连接件(P10L)和与加压空气入口(120A)连接的加压空气流体连接件(P10A)，从而在从加压空气入口(120A)向喷雾喷嘴(110)提供加压空气流的情况下，在液体流体连接件(P10L)处引起抽吸压力，以及液压流路连接到液体流体连接件(P10L)，其中，液压阀(210)设置在液压流路的液体流体管道(LL)中，并且适于选择性地控制以从液体贮存器向液体流体入口(120L)供应液体流体(L)，以及气动流路连接到加压空气流体连接件(P10A)，其中气动阀(220)设置在气动流路的加压空气流体管道(AL)中，适于选择性地控制以从加压装置向加压空气流体入口(120A)供应加压空气流体(A)。根据本发明，提供了：液压阀(210)是双向螺线管液压阀，气动阀(220)是双向螺线管气动阀，以及如果液体流体(L)和加压空气流体(A)由流体连接件(P10L、P10A)供应到喷雾喷嘴(110)，则喷雾喷嘴(110)适于将液体流体(L)和加压空气流体(A)作为气溶胶射流(AJ)形式的混合物从喷雾喷嘴(110)喷出。

Description

清洁装置、清洁装置系统和带有至少包括用于自动驾驶的传感器的感测系统的车辆以及利用清洁装置对传感器表面进行喷雾清洁的方法

技术领域

本发明涉及权利要求1的前序部分所述的清洁装置，该清洁装置适于对传感器表面进行喷雾清洁，该清洁装置包括喷雾本体，其中该喷雾本体具有喷雾喷嘴和本体壳体。本发明还涉及一种清洁装置系统和一种带有感测系统的车辆以及一种利用该清洁装置对传感器表面进行喷雾清洁的方法。

自动或自主驾驶车辆、特别是具有自动驾驶辅助系统(ADAS)的车辆使用各种类型的传感器装置，例如在光学或声学领域、或通常也在使用波检测原理的领域中的传感器装置(如雷达、激光雷达等)。这些和其它传感器装置还包括在视觉或其它电磁波波长区域的各种摄像头。

传感器装置、特别地是摄像头等在概念上具有很高的探测精度，并且适于在ADAS系统中提供安全方面。因此，这些传感器在运行时需要处于良好的条件下，即使车辆的周围环境通常有条件支持碎片或类似物质和/或干燥或潮湿灰尘的颗粒的沉积。这很容易影响或甚至损坏这种传感器装置的功能和操作。

另一方面，传感器表面特别地用作检测窗口，因此必然需要暴露于所述环境的周围条件。因此，该传感器表面无法封装以防止上述碎片的有害沉积，这个问题的一般解决方案是提供一种分配给传感器的自动清洁装置。

在引言中提及的这种清洁装置的一般方面，例如在已公布为DE 198 35 733 A1的早期专利申请中进行了描述。其中公开的清洁装置适于使得主要是镜子玻璃片或照明装置的表面保持清洁。随之公开的一般方案在于使用喷雾本体清洁传感器表面的原理，该喷雾本体具有喷雾喷嘴和本体壳体，该本体壳体限定了混合腔室，该混合腔室具有与液体入口连接的液体流体连接件；并且该混合腔室具有与本体壳体的加压空气入口连接的加压空气流体连接件。本申请的图1中详细描述了所述现有技术的清洁装置。从中显而易见的是，通过这种清洁装置的混合腔室，由于从加压空气入口向喷雾喷嘴提供加压空气流，在液体流体连接件处引起抽吸压力。

在清洁装置中，液压流路与液体流体连接件相连接，该液压流路具有包含在其中的液压阀，并且适于将液体流体从液体贮存器供应到液体流体入口。此外，气动流路与加压空气流连接部相连接，并且适于将加压空气流体从加压装置供应到加压空气流体入口。在DE 198 35733A1中，液压阀形成为止回阀，而气动阀形成为另一可促动阀。

背景技术

因此，虽然这些使用文丘里类型的混合腔室的原理在通用类型的清洁装置中是众所周知的，但很明显，在ADAS的领域中，传感器需要较高的感测精度，以确保车辆中的装置有效运作；这需要对传感器提供更高的护理。

如上所述的传感器装置、且特别地是摄像头装置等提供了暴露于周边环境的表面，这些表面用作检测窗口，但这些表面通常会由少量吸入或沉积不期望的颗粒、物质或类似的碎片而变得模糊。这取决于车辆的使用和操作。

更为明显的是，车辆的传感器可能会受到细小灰尘颗粒或液体溶液的颗粒的沉积所影响，这些颗粒正干燥或甚至烘烤至传感器表面。因此，上述用于清洁传感器表面的文丘里类型的方案是有用的，但需要更大的改进。

此外，已经表明，一旦表面已通过上述喷雾清洁的方式进行了清洁，就必须再次从传感器表面干燥喷雾水含量，以最终为传感器装置提供清洁表面。

此外，尽可能使耗水量保持较低是有益的。

这就是本发明的意义所在，本发明的目的是提供一种清洁方法和清洁装置、清洁系统和使用相应的改进方法的车辆(特别地是商用车辆)，其中，改进了至少一个上述方面。特别是，该装置、系统或方法的目的在于，实现提高清洁流体的选择性供应水平，可以将耗水量保持较低和/或可以实现清洁后进行干燥。

特别地，本发明的目的在于，改进文丘里类型的清洁，即协同利用在液体流体连接件处引起所述抽吸压力，并从加压空气入口向喷雾喷嘴提供加压空气流。

发明内容

该目的通过根据权利要求1所述的清洁装置实现。

权利要求1所述的清洁装置从引言中提及的、并且在权利要求1的前序部分中概述的清洁装置开始。

权利要求1的前序部分的清洁装置适于对传感器表面进行喷雾清洁，该清洁装置包括喷雾本体，其中，该喷雾本体具有喷雾喷嘴和本体壳体，其中，设置有与液体入口连接的液体流体连接件和与加压空气入口连接的加压空气流体连接件，从而-在从加压空气入口向喷雾喷嘴提供加压空气流的情况下，在液体流体连接件处引起抽吸压力，以及-液压流路连接到该液体流体连接件，其中，液压阀设置在液压流路的液体流体管道中，并且适于选择性地控制从液体贮存器向液体流体入口供应液体流体，以及-气动流路连接到该加压空气流体连接件，其中，气动阀设置在气动流路的加压空气流体管道中，并且适于选择性地控制从加压装置向加压空气流体入口供应加压空气流体。

根据本发明，在这种清洁装置中：-如果液体流体和加压空气流体由流体连接件供应到喷雾喷嘴、即如果液体流体和加压空气流体都由流体连接件供应到喷雾喷嘴，则该喷雾喷嘴适于将液体流体和加压空气流体作为气溶胶射流形式的混合物、从喷雾喷嘴喷出。

已经认识到，在现有技术中，利用空气和水的流体进行水/空气清洁的各种替代方案通常是已知的；例如，生成清洁射流等的替代物在控制方面已经变得较为复杂。水清洁或水和空气的流体清洁的概念需要使用水泵来生成清洁射流。水滴仍然可能留在传感器上、分别是摄像头表面上。不存在特定的喷雾模式可供从喷嘴输出的喷雾使用。

此外，本发明已经认识到，当液体流体和加压空气流体从喷雾本体混合、并通过喷雾本体的喷雾喷嘴提供给传感器表面来进行喷雾清洁时，将液体流体和加压空气流体进行混合的文丘里类型在这方面是有希望的替代方案。

因此，在某种意义上而言，基于文丘里式的混合，一种雾化文丘里喷嘴利用空气和水操作，以清洁车辆中的传感器/摄像头表面。该喷嘴由于虹吸原理并且通过由于流过孔洞的空气的高压、特别是1.5巴到6巴之间的压力下的流动产生的真空而从贮存器中抽吸水。

与此相关的优点例如在于，该喷嘴可以在虹吸原理下工作，并且液体贮存器可以放置在离喷嘴例如高达50毫米高的位置处，而不需要泵。从喷嘴出口的全锥形喷雾模式是可能的。此外，通过喷嘴出口的设计，该模式具有一定适应能力。例如，取决于喷嘴出口的设计，从喷嘴出口的平喷模式也是可能的。此外，由于雾化的空气和水混合物，可以减小耗水量。在各种操作模式下，也会单独使用空气，并且可以经由螺线管阀通过附加的控制来喷雾空气，该空气会清洁在清洁结束时剩余的水滴。

因此，本发明得出这样的结论，即在较优的方案中，如果液体流体和加压空气流体由流体连接件供应到喷雾喷嘴、即如果液体流体和加压空气流体分别同时由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴，则该喷雾喷嘴适于将液体流体和加压空气流体作为气溶胶射流形式的混合物、从喷雾喷嘴喷出。但尽管如此，当将液压阀设置为双向螺线管阀并且将气动阀设置为双向螺线管气动阀时，取决于该液压阀和气动阀的状态，选择性地提供每种清洁流体也是很有可能的，该清洁流体可以仅仅是加压空气、特别地仅仅是雾化空气或者仅仅是液体流体。

因此，当例如连接到电子控制单元时，螺线管阀的控制有利地得以建立，该螺线管阀可以连接到车辆的中央或非中央控制单元。螺线管阀控制通向喷嘴的流体和空气流体管道。螺线管阀操作可以经由ECU提供。

加压流体和/或水的喷嘴原理可以与加热的流体一起使用，或者可以按要求使用加热的空气来进行清洁。

事实上，本发明得出了这样的结论，可以对正喷雾的流体的混合进行调节，以使得由于流体的内部或外部混合，通过喷雾喷嘴中的喷雾路径来提供气溶胶射流形式的混合物。

因此，与在环境条件下混合的一般现有技术不同，本发明提供了升压混合的概念，用于提供液体和加压空气的气溶胶射流形式的混合物。这特别地用于提供与气动流路相比压力升高的加压空气流体，并且该本体壳体与液压和气动流路进行压密连接。

本发明已经认识到，为了提供气溶胶形式的混合物，以从喷雾喷嘴进行喷雾清洁，必须满足在升压下的良好混合条件，相应地，本发明提供了上述改进的清洁装置。

本发明还涉及根据权利要求18所述的具有本发明清洁装置的清洁装置系统。其中，可以设置有水的远程贮存器装置和用于加压空气的远程贮存器装置，其中，该远程贮存器装置组装到与装置支撑结构分开的系统结构。

本发明还涉及根据权利要求19所述的车辆，该车辆具有感测系统、特别地是ADAS系统，并且该感测系统至少包括用于自动驾驶的传感器和所述清洁装置或所述清洁系统以及装置支撑结构。

该方法的目的通过本发明由根据权利要求20所述的方法来解决，该方法是利用适于对传感器表面进行喷雾清洁的本发明所述清洁装置、来对传感器表面进行喷雾清洁的方法，其中-在从加压空气入口向喷雾喷嘴提供加压空气流的情况下，在液体流体连接件处引起抽吸压力。

根据本发明，提供如下步骤：-通过双向螺线管液压阀、选择性地控制从液体贮存器向液体流体入口供应液体流体，以及-通过双向螺线管气动阀、选择性地控制从加压装置向加压空气流体入口供应加压空气流体。

根据本发明，该方法的进一步特征在于，如果液体流体和加压空气流体由流体连接件供应到喷雾喷嘴、即如果液体流体和加压空气流体特别地分别同时由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴，则该喷雾喷嘴适于将液体流体和加压空气流体作为气溶胶射流形式的混合物、从喷雾喷嘴喷出。

本发明的这些和进一步发展的配置在从属权利要求中进一步概述。从属权利要求提供了进一步的实施例和相关联的技术优点。由此，所提出的概念的所述优点甚至得到了更大的改进。对于从属权利要求中的每个特征，都要求独立于本公开的所有其它特征的保护。

优选地，液体流体和加压空气流体可以由流体连接件、选择性地供应到喷雾喷嘴，即取决于液压阀和气动阀的状态，可以单独供应液体流体或单独供应加压空气流体或供应液体流体和加压空气流体。优选地，该液压阀是双向螺线管液压阀，并且该气动阀是双向螺线管气动阀，特别地是其中，-双向螺线管液压阀是2/2阀；和/或-双向螺线管气动阀是2/2阀，或者替代地是3/2阀。

在特别优选的构型中，液体流体和加压空气流体作为气溶胶射流形式的混合物、通过喷雾喷嘴中的喷雾路径喷出，其中，-如果液体流体和加压空气流由流体连接件供应到混合腔室和/或喷雾喷嘴，该混合腔室和/或喷雾喷嘴适于密切混合该液体流体和加压空气流体，其中，-为了作为气溶胶射流形式的混合物通过喷雾喷嘴中的喷雾路径喷出，提供了流体的"腔室和/或喷嘴内部混合"，即-该本体壳体和/或喷雾喷嘴限定了混合腔室或类似的混合区域，其中，该混合腔室和/或喷雾喷嘴提供了流体的内部混合。

因此，进一步构型得出了这样的结论，有益的是提供混合腔室和/或喷雾喷嘴，从而建立流体的内部混合以供喷雾；因此，本发明发现，与加压空气和液体流体离开喷雾喷嘴后的外部混合相比，该加压空气和液体流体的内部混合是有益的。

本发明的这一发现基于这样的认识，即用作喷雾清洁流体的加压空气和液体通常以高纯度提供给喷雾本体，因此非常适用于所述的内部混合原理，即流体在喷雾本体的腔室和/或喷嘴中进行内部间歇混合。基于此，本发明还发现，用于混合的条件和混合腔室和/或喷雾喷嘴在布局和抗压方面的结构设计可以承受较为升高的压力。

尽管优势不大，但在作为气溶胶形式的混合物喷雾的替代构型中，可以提供流体的"腔室和/或喷嘴外部混合"，即-液体流体和加压空气流体由流体连接件、供应到喷雾喷嘴的外部，以提供流体的外部混合。

在特定的优选构型中，与加压空气入口连接的空气流体连接件适于提供与气动流路相比压力升高的加压空气流体，并且该本体壳体与液压和气动流路压密连接。

在特定的优选构型中，升高的压力在1.5至8巴之间。在特定的优选构型中，该液压阀和液体入口适于以0至1.5巴之间的压力加压和/或气动阀和加压空气入口适于以0至8巴之间的压力、特别地以1.5至6巴之间的压力加压。

在特定的优选构型中，该喷雾喷嘴提供由空气帽和液体帽构成的喷雾设置组件，其中，该喷雾设置组件与本体壳体压密连接，用于限定通过其中的喷雾路径，其中，该喷雾设置组件在远侧由挡圈固定。

在特定的优选构型中，为了作为气溶胶射流形式的混合物喷出，提供了流体的"腔室和/或喷嘴外部混合"，即，液体流体和加压空气流体由流体连接件供应到喷雾本体的喷雾喷嘴外部，以提供流体的雾化混合。

在特定的优选构型中，特别地为了提供流体的雾化混合，用于流体的雾化混合的喷雾喷嘴的空气帽和液体帽在喷雾设置组件中调节，以使得该空气帽的远端和液体帽的远端彼此齐平，以形成喷雾喷嘴的最外侧远端。这使得流体的精确加压碰撞能够相互雾化。

在特定的优选构型中，特别地为了提供流体的雾化混合，液体流体在喷出平面内、从中央液体流体连接件中喷出，而加压空气流体在喷出平面内、从外围加压空气流体连接件中喷出，其中，该喷出平面与喷雾喷嘴的远端的最外端共面、特别地齐平。这就使得能够有利地形成射流。

优选地，该喷雾喷嘴适于形成具有特定喷雾模式的气溶胶射流形式的混合物，该特定喷雾模式特别地是这样一种喷雾模式，以使得在传感器表面处存在预定类型的喷雾模式投影，优选地是选自如下的一种或多种喷雾模式投影：整圈或整椭圆、平直或平弯。虽然特别地呈开环或闭环或星形(也类似于呈环形)的不同喷雾模式通常在喷嘴中可用，但已经意识到，在测试各种模式期间，整圈或整椭圆、平直或平弯的喷雾模式为传感器或摄像头表面提供有效清洁。

在特定的优选构型中，提供了一种装置支撑结构，该装置支撑结构具有支架杆和促动器平台，其中，该喷雾本体组装到支架杆，并且该液压阀和气动阀组装到促动器平台，特别地是其中，该阀和本体之间的流路的挠性压力线暴露于周围环境。

在特定的优选构型中，该支架杆固定地连接到促动器平台。

在特定的优选构型中，该支架杆移动地连接到促动器平台，从而能够沿伸长方向促动。

在特定的优选构型中，提供了水的装置和用于加压空气的装置。

为了更完整地理解本发明，现在将参照附图详细描述本发明。该详细描述将说明和描述被认为是本发明优选实施例的内容。当然应该理解，在不偏离本发明的精神的情况下，可以容易地在形式或细节上进行各种修改和改变。因此，本发明可以不限于本文所示和描述的确切形式和细节，也不限于本文公开和下文要求保护的本发明的全部内容。此外，在公开本发明的说明书、附图和权利要求中描述的特征对于单独或组合考虑的本发明可能是必不可少的。特别地，权利要求书中的任何附图标记不应当被解释为限制本发明的范围。措辞“包括”不排除其它元件或步骤。措辞“一”或“一个”不排除复数。措辞“多个”物件也包括数字1(即单个物件)以及其它数字(如2、3、4)等等。

附图说明

附图中：

图1是在介绍中概述的DE 198 35 733A1的现有技术清洁原理，

图2示意性地示出了具有优选清洁系统的车辆，

图3在视图(A)中以部分剖视图并且在视图(B)中以分解视图示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的优选喷雾本体，

图4A、图4B示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的具有优选类型的喷雾模式的喷雾本体的优选第一和第二实施例的部分剖视图，其中，图4A的喷雾本体的第一实施例适于液体流体和加压空气流体的"腔室和/或喷嘴内部混合"，并且其中，图4B的喷雾本体的第二实施例适于液体流体和加压空气流体的"腔室和/或喷嘴外部混合"；

图5A、图5B、图5C示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的优选类型的各种喷雾模式，

图6示意性地示出了根据本发明的实施例的具有优选清洁装置的优选清洁系统，

图7示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的结构图，

图8示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的回路图，

图9示出了如图3所示的根据本发明的实施例的优选清洁装置的优选喷雾本体，

图10示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的第一变型的三维图，

图11示出了根据本发明的实施例的优选清洁装置的第二变型的三维图，

不同部件的进一步细节和优点在下面提供的详细描述中解释。不同附图的元件的标注不应理解为限制性的。本发明的范围由"权利要求书"部分中列举的一项或多项权利要求来限定。

对于相同或等同的项目或具有相同或等同功能的项目，在下文中使用相同的附图标记。因此，对于对应的特征，参照上文描述。

具体实施方式

图1示出了介绍中提及的现有技术的清洁装置。在现有技术的清洁装置中，压缩机6提供加压空气，该加压空气存储在中间容器7中。使促动阀12，中间容器7和止回阀3打开，以使得加压空气沿箭头13的方向、通过流路的臂部8并通过壳体5流向喷嘴头部10。通过加压空气的高速流动，在壳体5的臂部4中产生欠压条件，并且由此来自容器1的液体根据文丘里原理、经受抽吸压力，并与加压空气混合。由此提供了气水混合物11，并从喷嘴10排出，且在较高的压力下冲击到所要清洁的表面。例如，该表面可以是车辆中的照明玻璃、镜子、玻璃窗格或光学系统等。

这种通用的文丘里类型的混合是提供未限定的水液和空气混合物来用于清洁传感器的基础。自动和/或自主车辆使用光学传感器和摄像头。在行驶过程中，这些传感器和摄像头的表面在使用中会被灰尘和污垢或其它种类的碎片所蒙蔽。为了使车辆中的装置有效运行，这些表面需要按要求进行清洁。

本发明的概念适于提供一种利用气溶胶类型的"液体和空气"混合物的改进的喷雾清洁。该液体特别地是水或以水为基础。正如所要求的是，如果液体流体和加压空气流体由流体连接件供应到喷雾喷嘴、即如果液体流体和加压空气流体分别同时由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴，则该喷雾喷嘴适于将液体流体和加压空气流体作为气溶胶射流形式的混合物、从该喷雾喷嘴喷出。这会参照图3和后面的附图进行进一步阐明。

通常，根据本发明的概念，这种利用气溶胶类型的"液体和空气"混合物进行清洁的本发明清洁系统可以设置在车辆V中，该车辆在图2中示意地示出。仅仅作为示例，车辆V意指PKW的形式。尽管如此，根据本发明概述的气溶胶喷雾清洁的概念也特别适用于商用车或其它类型的通用已知类型的车辆。

用于车辆V的以示意形式在图2中示出的清洁装置系统CDS与同样以示意形式在图2中示出的感测系统S相互作用并适于该感测系统。

详细地，车辆V设置有加压空气服务装置V100和车辆气动系统V200，其本身提供压缩机V101或加压容器V102(在下文中也通常表示为加压空气贮存器MQA)。车辆气动系统V200特别地包括具有一个或多个压力弹簧V201的空气压力悬架系统，其例如针对车辆的每个车轮示出。

此外，车辆V本身提供液体贮存器MQL，特别地是用于水或类似液体的液体贮存器。例如，液体贮存器MQL可以用作与车辆的清洁系统V300协同工作的用于玻璃窗格清洁的液体贮存器，该液体贮存器也与图2的车辆V示意性地示出。

如图2在车辆V中详细示出的清洁装置系统CDS的部件分配到例如在下文进一步描述的感测系统S。感测系统S为ADAS(自动驾驶辅助系统)例如提供摄像头或光学传感器或类似的传感器装置(以下称为传感器S100)；传感器S100具有如图2所示的表面S101。

此外，清洁装置系统CDS提供了根据本发明的概念的清洁装置1000，该清洁装置具有指向传感器表面S101的清洁喷雾本体100和承载阀组件200的装置支撑结构500，该阀组件用于操作清洁喷雾本体100，这将参照图6至图11进行进一步阐明。

从图2可以得出，清洁装置1000通过液压流路HFP与水的液体贮存器MQL流动连接，并且还通过加压空气流路AFP与车辆加压空气服务装置V100的加压空气贮存器MQA连接。

图3在视图A中以部分剖视图示出了如上所述清洁装置1000的喷雾本体100，该喷雾本体进而是例如上文以附图2示出的清洁装置系统CDS的一部分。清洁装置1000将在下文通过图6和后续内容进一步阐明。

如图3所示，利用空气和水的传感器表面清洁解决方案是一种进步的方式。根据本发明的概念的解决方案基于改进的空气辅助文丘里喷嘴的概念，其结合了一种利用空气和水的"雾化原理"。从图3中可以得出，提供了一种喷雾喷嘴110A，该喷雾喷嘴能够产生液体L、A的雾化混合，用于作为气溶胶射流形式的混合物、通过喷雾喷嘴110A中的喷雾路径P30喷出。这种构思也提高了清洁效果，由此减少了水和空气的消耗。使用ADAS的自动驾驶车辆，其中，使用摄像头/光学传感器。

目前，如图3的视图A和图3中的分解视图B所示的喷雾本体100包括以下部分。喷雾本体100具有喷雾喷嘴110A和本体壳体120。喷雾喷嘴110A在该实施例中包括喷雾设置组件112。在该实施例中，该喷雾设置组件112更特别地由空气帽112A和液体帽112L构成，该空气帽和液体帽都通过挡圈114、以压密连接的方式一起保持于本体壳体120。该压密连接由喷雾喷嘴110A和本体壳体120之间的喷嘴帽垫片116建立。

喷雾喷嘴110A(分别是液体帽112L和/或空气帽112A)在液体流体连接件P10L和加压空气流体连接件P10A的下游限定喷雾路径P30，该喷雾路径通过本体壳体120中相应的液体流体连接件P10L和加压空气流体连接件P10A限定。

该加压空气流体连接件P10A与加压空气入口120A流动连接。液体流体连接件P10L与液体入口120L流动连接。这些入口120A、120L限定在本体壳体120中，用于分别连接到用于加压空气A的流体流管线LA和用于液体L的流体流管线LL，这些管线LA、LL分别引导来自加压空气贮存器MQA的加压空气流A以及来自液体贮存器MQL的液体流L，这已利用图2进行了描述。

如图3的分解视图B所示，喷嘴壳体120由后密封螺钉118和相应的后密封垫圈119闭合。此外，在加压空气入口120A和液体入口120L处示出了相应的入口适配器120AA和120LA，用于连接到气动流路的加压空气流体管道LA和液压流路的液体流体管道LL。

如图3所示的带有喷雾喷嘴110A的本体壳体120通常不限定本体壳体120的从所述液体流体连接件P10L到所述液体入口120L以及从所述加压空气流体连接件P10A到的所述加压空气入口120A的混合腔室P20。在本实施例中省略了混合腔室P20。在特定的优选构型中，为了作为气溶胶射流AJ(图5)形式的混合物喷出，提供了流体的"腔室和/或喷嘴外部混合"，即，液体流体和加压空气流体A、L由流体连接件供应到喷雾本体110的喷雾喷嘴110A的外部，以提供流体的雾化混合。特别地，在该实施例中，可以清楚地看到，为了提供流体的雾化混合，液体流体L在喷出平面M内、从中央液体流体连接件P10L中喷出，而加压空气流体A在喷出平面内、从外围加压空气流体连接件P10A中喷出，其中，该喷出平面与喷雾喷嘴110A的远端的最外端共面、特别地齐平。这就使得能够有利地形成射流。

然而，混合腔室P20通常特别地紧邻于上流喷雾路径P30、位于液体帽112L和空气帽112A之间，由此如果液体流体L和加压空气流体A由所述流体连接件P120A、P120L在上流紧邻于喷雾路径P30供应到该混合腔室P20，即如果液体流体和加压空气流体分别同时由流体连接件共同地供应到喷雾喷嘴，则混合腔室P20适于密切混合液体流体L和加压空气流体A。这会在喷嘴110A内部建立混合腔室P20，如图4A所示，该混合腔室在另一实施例中位于液体帽112L和空气帽112A之间。在这个意义上，在喷雾喷嘴110A中并不提供流体L、A的喷嘴内部混合，而流体的喷嘴内部混合用于作为气溶胶射流形式的"液体和空气"混合物、通过喷雾路径P30喷出。

特别地，在图3的这一优选实施例中，在示意图中的气溶胶射流AJ可以理解为加压空气A和液体L(即，从喷雾喷嘴110A流出的水)的雾化混合物，如果加压空气A和液体L都由流体连接件P10L、P10A供应到喷雾喷嘴110，则该雾化混合物适于将液体流体L和加压空气流体A、作为气溶胶射流AJ形式的混合物从喷雾喷嘴110E喷出。更特别地，当液体流体L和加压空气流体A同时分别由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴110A时，流体作为气溶胶射流AJ形式的混合物、从喷雾喷嘴110A中的喷雾路径P30喷出，或者从空气帽112A流出。

因此，甚至传感器/摄像头表面上诸如污垢、盐、冰和细小灰尘或类似碎片的严重障碍物也必须利用组合成"液体和空气"混合物、以形成气溶胶射流的水和空气自动清洁，这会确保车辆的安全性。这些障碍物也可以单独通过喷水来清洁，并且所喷出的水可以单独通过喷出加压空气来干燥；这可以通过下文由图6至图11进一步描述的阀组件来控制。因此，可以通过喷水来清洁障碍物，并且仍然使得耗水量保持较低。

图4A和图4B以更为示意的视图示出了与图3的喷雾本体100相比、大致相似类型的喷雾本体101、102，该喷雾本体具有不同种类的喷雾喷嘴110I和喷雾喷嘴110E以及本体壳体120，其中对于相同类型的上述特征和功能使用相同的附图标记，并且图3的描述也相应地适用于图4A和图4B。

图4A进一步以示意图示出了用于气溶胶射流AJ的喷雾本体101，该气溶胶射流可以理解为加压空气A和液体L(即，从喷雾喷嘴110I流出的水)的雾化混合物，如果液体流体L和加压空气流体A由流体连接件P10L、P10A供应到喷雾喷嘴110I(即，如果液体流体和加压空气流体都由流体连接件供应到喷雾喷嘴)，则该雾化混合物适于将液体流体L和加压空气流体A作为气溶胶射流AJ形式的混合物、从喷雾喷嘴110I喷出。更特别地，当液体流体L和加压空气流体A同时分别由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴时，流体作为气溶胶射流AJ形式的混合物、从喷雾喷嘴110I中的喷雾路径P30喷出，或者作为混合腔室P20的远侧边界从空气帽112A流出。

在图4A的实施例中，液体流体L和加压空气流体A作为气溶胶射流AJ、通过喷雾喷嘴110I中的喷雾路径P30喷出，其中，如果液体流体L和加压空气流体A都由流体连接件P10L、P10A供应到(即，分别同时共同地供应到)混合腔室P20和/或喷雾喷嘴110I，则该混合腔室P20和/或喷雾喷嘴110I适于密切混合液体流体L和加压空气流体A，其中为了作为气溶胶射流形式的混合物通过喷雾喷嘴1101中的喷雾路径P30喷出，提供流体P10L、P10A的"腔室和/或喷雾喷嘴内部混合"，即本体壳体120和/或喷雾喷嘴1101限定混合腔室P20或类似的混合区域，其中，混合腔室P20和/或喷雾喷嘴1101提供流体的内部混合。

同样在这里，在示意图中的气溶胶射流AJ可以理解为加压空气A和液体L的雾化混合物(即，从喷雾喷嘴110I流出的水)，如果加压空气A和液体L都由流体连接件P10L、P10A供应到喷雾喷嘴110，则该雾化混合物适于将液体流体L和加压空气流体A、作为气溶胶射流AJ形式的混合物从喷雾喷嘴110I喷出。

图4B进一步以示意图示出了用于气溶胶射流AJ的喷雾本体102，该气溶胶射流AJ可以理解为加压空气A和液体L(即，从喷雾喷嘴110E流出的水)的雾化混合物，如果加压空气A和液体L都由流体连接件P10L、P10A供应到喷雾喷嘴110E，则该雾化混合物适于将液体流体L和加压空气流体A、作为气溶胶射流AJ形式的混合物从喷雾喷嘴110E喷出。更特别地，在图4B的替代实施例中，液体流体L和加压空气流体A通过流体L、A的"腔室和/或喷嘴外部混合"、作为气溶胶射流AJ喷出，即液体流体L和加压空气流体A由流体连接件P10L、P10A选择性地供应到喷雾喷嘴110E的外部，以提供流体的外部混合。更特别地，喷雾路径P30提供单独的流体连接件P10L、P10A，以供液体流体L和加压空气流体A由流体连接件P10L、P10A选择性地供应到喷雾喷嘴110E的外部，从而提供流体的外部混合，即如果液体流体和加压空气流体同时分别由流体连接件共同供应到喷雾喷嘴的话。尽管如此，液体流体L和加压空气流体A仍然可以选择性地各自单独供应到外部。

同样在这里，在示意图中的气溶胶射流AJ可以理解为加压空气A和液体L(即，从喷雾喷嘴110E流出的水)的雾化混合物，如果加压空气A和液体L都由流体连接件P10L、P10A供应到喷雾喷嘴110，则该雾化混合物适于将液体流体L和加压空气流体A、作为气溶胶射流AJ形式的混合物从喷雾喷嘴110E喷出。

图5A的细节X限定了气溶胶射流AJ的某种喷雾模式的形式，该喷雾模式以图像视图示出。这里由气溶胶射流AJ形成的喷雾模式PAJ分配有附图标记PAJ，并且可以通过某些措施以各种形式限定。措施例如包括取决于气溶胶射流AJ中优选的模式PAJ、分别选择空气帽112A和液体帽112L。

图5B和图5C示出了各种形式的气溶胶射流模式PAJ，其中，在图5A中以细节X中示出了射流AJ的三维图像视图，并且给出了第一模式PAJ。该气溶胶射流的进一步变化投影以图5B和图5C中按各种形式指示的细节X1、X2、X3示出。例如，1PAJ、2PAJ、3PAJ、4PAJ、5PAJ和6PAJ示出了在图5B和图5C中观察到的各种喷雾模式PAJ。

例如，如图5A的细节X所示的气溶胶射流AJ的投影PAJ是全锥形气溶胶喷雾投影1PAJ的投影PAJ。

例如，如图5B的细节X1所示的气溶胶射流AJ的投影PAJ是中空锥形气溶胶喷雾投影1PAJ的投影1PAJ。

投影2PAJ指示平喷气溶胶射流模式PAJ。

如细节X3所示的其它模式PAJ以投影3PAJ指示为环形中空锥形气溶胶射流模式PAJ，并且由此形成闭环投影3PAJ。在替代方案中，在细节X3中还示出了气溶胶射流模式PAJ的开环投影4PAJ。

此外，通过投影5PAJ，示出了平喷气溶胶射流模式PAJ的弯弓状投影5PAJ。

此外，气溶胶射流模式PAJ的投影6PAJ是星状投影，这表明，与全锥形气溶胶射流模式PAJ1或中空锥形气溶胶射流模式3PAJ不同，这里通过例如在空气帽112A中的特定中空锥形配置形成围绕锥体的幔部的特定六个单独角度分配射流的模式。

虽然在测试各种模式期间、特别地呈开环或闭环或星形(也类似于呈环形)的不同喷雾模式通常在喷嘴中可用，但已经意识到，整圈或整椭圆和/或平直或平弯的喷雾模式为传感器或摄像头表面提供有效清洁。

转向图6，给出了用于清洁装置系统CDS的控制和配置的系统概述。

从中可以观察到，清洁装置系统CDS在车辆V的电子控制单元ECU和/或专门用于控制清洁装置系统CDS的现场ECU之间、嵌入到具有ADAS的图2所示车辆V中；在这两种情况下，为简单起见，这里使用ECU来标记这种控制单元。

此外，在车辆V中，生成用于清洁例如ADAS系统的摄像头表面S101的输入需求，并将该输入需求提供给ECU，该ECU对示意图的插图中相应地由深色指示的清洁装置1000进行控制。清洁装置1000与车辆加压空气服务装置V100以及可能还分别与上文由图2概述的车辆清洁系统V300的水贮存器以及利用图2概述的空气贮存器V101、V102(分别是MQA、MQL)进行流体连接。

此外，如图6示意性地所示，清洁装置1000包括如插图所示的喷雾本体100，以及进一步包括阀组件200，该阀组件包括作为双向螺线管液压阀210的液压阀和作为双向螺线管气动阀220的气动阀。如图6的插图所示，阀组件200和喷雾本体100的两个阀都组装到支撑结构500。

详细地，在图7中，清洁装置1000的所述结构配置与上述图3和图4中概述的喷雾本体100一起示出，该喷雾本体100与如上所示的水的液体贮存器MQL和加压空气贮存器MQA流体连接。在本示例中，水的液体贮存器MQL形成为液体容器，该液体容器虹吸状地放置在喷雾本体100的下面，以使得可以由虹吸管或液体流体管道LL通过虹吸作用获取液体(这里是水)。如图7所示的高度H可以不小于20mm。

该加压空气贮存器在本实施例中包括与环境空气入口401、402连接的空气关闭阀。在接下来的下流中，空气过滤器403和带有压力表405的空气压力调节器404在加压空气流体管道AL中进行连接。这里，加压空气流体管道AL示作不具有阀组件200。

图8进而示出了清洁装置1000的气动示意回路图，其中详细示出了在液体流体管道中的上述双向螺线管液压阀210以及在加压空气流体管道AL中的上述双向螺线管气动阀220，阀组件200的两个阀210、220分别在细节X和细节Y中示出。此外，在气动回路图中示出了压缩机V101形式的加压空气贮存器，这已经利用图2进行了概述。

加压空气流体管道AL和液体流体管道LL在已由图3指示的喷雾本体100的本体壳体120处、连接到液体入口120L和加压空气入口120A，分别连接到液体适配器120LA和加压空气适配器120AA。再次，在图8的插图的细节Z中示出了喷雾本体100。

图9示出了根据图3所示的本发明实施例的优选清洁装置的优选喷雾本体的实施例；因此，对于对应的特征参照图3的上述描述。从图9的视图(A)和视图(B)中可以观察到，为了提供流体A、L的雾化混合，用于流体的雾化混合的喷雾喷嘴110A的空气帽112A和液体帽112L在喷雾设置组件中调节，以使得该空气帽的远端和液体帽的远端彼此齐平，以形成在喷雾喷嘴110A的平面M处的最外侧远端。这使得流体的精确加压碰撞能够彼此雾化。

图10和图11进一步示出了清洁装置1000的优选实施例的第一和第二变型，其中，第一和第二变型的差异参照附图的其它视图进行了阐明。

图10以侧视图(A)和俯视图(B)示出了第一变型实施例的清洁装置1000，其中，为了简单起见，相同或类似种类或功能的特征再次由相同的附图标记来标示。

清洁装置1000示作与上述ADAS系统的摄像头式传感器S100组合。为了清洁传感器表面S101，将用于对传感器表面S101进行喷雾清洁的10°至50°度的锐利视角a调节为，使得敞开的孔径角β足够大，以利用从喷雾本体100流出的上述气溶胶射流AJ覆盖传感器表面S101。

在这种情况下，喷雾本体100组装到支撑结构500的固定支架杆510，而液压阀和气动阀210、220的阀组件200放置在装置支撑结构的促动器平台520上。

在如图11所示的清洁装置1000的优选实施例的第二变型中，以三维图示出了具有喷雾本体100和装置支撑结构500以及阀组件200的基本相似类型的清洁装置1000。

然而，在这种情况下，支架杆510可以如图11中的视图A所示缩回，并如图11中的视图B所示伸出。例如在图11的视图B中可见的是，进而确定上述的视角a和孔径角β，以提供由气溶胶射流AJ的覆盖，用于清洁ADAS系统的传感器S100的传感器表面S101。

因此，在本实施例中，该支架杆移动地连接到促动器平台510、520，从而在可促动的伸长方向上确定视角a。在本情况下，支架杆520的移动促动可以通过气动或电动驱动装置建立。

附图标记列表(说明书的一部分)

1 液体容器

3 止回阀

4、8 臂部

5壳体

6 压缩机

7 中间容器

10 喷嘴头部

11空气-水混合物

12 促动阀

13 箭头

100、101、102喷雾本体

110、110A、110I、110E用于雾化混合、内部混合以及外部混合的喷雾喷嘴

112 喷雾设置组件

112A 空气帽

112L 液体帽

114 挡圈

116 帽垫圈

120 本体壳体

120A 加压空气入口

120L 液体入口

120LA液体适配器

120AA加压空气适配器

200阀组件

210液压阀，2/2螺线管阀

220气动阀，2/2螺线管阀

401、402 环境空气入口

403 空气过滤器

404 空气压力调节器

405 空气压力调节器的门

500 装置支撑结构

510 支架杆

520 促动器平台

1000 清洁装置

AJ 气溶胶射流

PAJ 气溶胶射流的喷雾模式

H 高度

α视角

β 孔径角

AL 加压空气流体管道

LL 液体流体管道

A 加压空气流体

L液体流体、特别是水

S 感测系统

S100 传感器

S101 传感器表面

P10A、P10L加压空气流体连接件、液体流体连接件

P20 混合腔室

P30 喷雾路径

V 车辆

V100车辆的加压空气服务装置

V101 压缩机

V102 加压容器

MQA 加压空气贮存器

MQL 液体贮存器

V200 车辆气动系统

V201 弹簧

V300 车辆清洁系统

X、X1、X2、X3、Y、Z细节

CDS清洁装置系统。

Claims (20)

1.一种清洁装置(1000)，所述清洁装置适于对传感器表面(S101)进行喷雾清洁，所述清洁装置(1000)包括喷雾本体(100)，其中，所述喷雾本体(100)具有喷雾喷嘴(110)和本体壳体(120)，其中，设置有与液体入口(120L)连接的液体流体连接件(P10L)和与加压空气入口(120A)连接的加压空气流体连接件(P10A)，使得

-在从所述加压空气入口(120A)向所述喷雾喷嘴(110)提供加压空气流时，在所述液体流体连接件(P10L)处引起抽吸压力，并且

-液压流路连接到所述液体流体连接件(P10L)，其中，液压阀(210)设置在所述液压流路的液体流体管道(LL)中，所述液压阀适于选择性地控制以从液体贮存器向所述液体流体入口(120L)供应液体流体(L)，并且

-气动流路连接到所述加压空气流体连接件(P10A)，其中，气动阀(220)设置在所述气动流路的加压空气流体管道(AL)中，所述气动阀适于选择性地控制以从加压装置向所述加压空气流体入口(120A)供应加压空气流体(A)，其特征在于，

-如果所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)由所述流体连接件(P10L、P10A)供应到所述喷雾喷嘴(110)，则所述喷雾喷嘴(110)适于将所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)作为气溶胶射流(AJ)形式的混合物从所述喷雾喷嘴(110)喷出。

2.根据权利要求1所述的清洁装置(1000)，其特征在于，所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)能够由所述流体连接件(P10L、P10A)选择性地供应到所述喷雾喷嘴(110)，取决于所述液压阀(210)和所述气动阀(220)的状态，能够单独供应所述液体流体(L)或单独供应所述加压空气流体(A)或供应所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)。

3.根据权利要求1或2所述的清洁装置(1000)，其特征在于，所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)通过所述喷雾本体(101)的喷雾喷嘴(110I)中的喷雾路径(P30)作为气溶胶射流(AJ)形式的混合物喷出，其中，

-如果所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)由所述流体连接件(P10L、P10A)选择性地供应到混合腔室(P20)和/或所述喷雾喷嘴(110)，则所述混合腔室(P20)和/或所述喷雾喷嘴(110)适于密切混合所述液体流体(L)和加压空气流体(A)，其中，

-为了作为气溶胶射流形式的混合物通过所述喷雾喷嘴(110)中的喷雾路径(P30)喷出，提供了所述流体(P10L、P10A)的"腔室和/或喷嘴内部混合"，其中

-所述本体壳体(120)和/或所述喷雾喷嘴(110)限定了所述混合腔室(P20)或类似的混合区域，其中，所述混合腔室(P20)和/或所述喷雾喷嘴(110)提供了所述流体的内部混合。

4.根据权利要求1或2所述的清洁装置(1000)，其特征在于，为了作为气溶胶射流形式的混合物喷出，提供所述流体(L、A)的"腔室和/或喷嘴外部混合"，其中

-所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)由所述流体连接件(P10L、P10A)供应到所述喷雾本体(102)的喷雾喷嘴(110E)的外部，以提供所述流体的外部混合。

5.根据权利要求1到4中的一项所述的清洁装置，其特征在于，与所述加压空气入口(P120A)连接的所述加压空气流体连接件(P10L)适于提供与所述气动流路相比升高压力的加压空气流体(A)，并且所述本体壳体(120)与所述液压流路和所述气动流路进行压密连接，特别地其中，所述升高压力是在0至8巴之间、特别地在1.5至6巴之间的压力。

6.根据权利要求1到4中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述液压阀(210)和所述液体入口(120L)适于加压成0到1.5巴，和/或所述气动阀(220)和所述加压空气入口(120A)适于利用在0至8巴之间、特别地在1.5至6巴之间的压力加压。

7.根据权利要求1到5中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述喷雾喷嘴(110)提供由空气帽(112A)和液体帽(112L)构成的喷雾设置组件，其中，所述喷雾设置组件(112)与所述本体壳体(120)压密连接，以用于限定通过其中的喷雾路径(P30)，其中，所述喷雾设置组件(112)在远侧由挡圈(114)固定。

8.根据权利要求1到7中的一项所述的清洁装置(1000)，其特征在于，为了作为气溶胶射流形式的混合物喷出，提供所述流体(L、A)的"腔室和/或喷嘴外部混合"，

-所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)由所述流体连接件(P10L、P10A)供应到所述喷雾本体(100)的喷雾喷嘴(110A)的外部，以提供所述流体的雾化混合。

9.根据权利要求1到8中的一项所述的清洁装置(1000)，其特征在于，用于所述流体的雾化混合的喷雾喷嘴(110A)的空气帽(112A)和液体帽(112L)在喷雾设置组件中被调节，以使得所述空气帽(112A)的远端和所述液体帽(112L)的远端彼此齐平，以形成所述喷雾喷嘴(110A)的最外侧远端。

10.根据权利要求1到9中的一项所述的清洁装置(1000)，其特征在于，所述液体流体(L)在喷出平面内从中央液体流体连接件(P10L)中喷出，并且所述加压空气流体(A)在喷出平面(M)内从外围加压空气流体连接件(P10A)中喷出，其中，所述喷出平面与所述喷雾喷嘴(110A)的远端的最外端共面、特别地齐平。

11.根据权利要求1到10中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述喷雾喷嘴(110)适于形成具有特定喷雾模式的气溶胶射流形式的混合物。

12.根据权利要求1到10中的一项所述的清洁装置，其特征在于，喷雾模式使得在传感器表面(S101)处存在预定类型的喷雾模式投影，优选地是选自如下的一种或多种喷雾模式投影：整圈或整椭圆、平直或平弯。

13.根据权利要求1到12中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述液压阀(210)是双向螺线管液压阀，并且所述气动阀(220)是双向螺线管气动阀，特别地是其中，

-所述双向螺线管液压阀(210)是2/2阀；和/或

-所述双向螺线管气动阀(220)是2/2阀，或者替代地是3/2阀。

14.根据权利要求1到13中的一项所述的清洁装置，其特征在于装置支撑结构(500)，所述装置支撑结构具有支架杆(510)和促动器平台(520)，其中，所述喷雾本体(100)被组装到所述支架杆(510)，并且所述液压阀(210)和所述气动阀(220)被组装到所述促动器平台(520)，特别地是其中，所述阀(210、220)和所述喷雾本体(100)之间的流路的挠性压力线暴露于周围环境。

15.根据权利要求1到14中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述支架杆(510)被固定地连接到所述促动器平台(520)。

16.根据权利要求1到15中的一项所述的清洁装置，其特征在于，所述支架杆被移动地连接到所述促动器平台(520)，使得能够沿伸长方向促动。

17.根据权利要求1到16中的一项所述的清洁装置，其特征在于水的装置和用于加压空气的装置。

18.一种清洁装置系统(CDS)，所述清洁装置系统具有根据权利要求1到17中的一项所述的清洁装置(1000)以及液体(L)的远程装置和用于加压空气(A)的远程装置，其中，所述远程装置被组装到与所述装置支撑结构(500)分开的系统结构。

19.一种车辆(V)，所述车辆具有感测系统、特别地是ADAS系统，所述感测系统至少包括用于自动驾驶的传感器(S100)和根据权利要求1到17中的一项所述的清洁装置(1000)或根据权利要求18所述的清洁装置系统(CDS)。

20.一种利用根据权利要求1到17中的一项所述的清洁装置(1000)对传感器表面进行喷雾清洁的方法，所述清洁装置适于对传感器表面(S101)进行喷雾清洁，其中，

-在从所述加压空气入口向所述喷雾喷嘴(110)提供加压空气流时，在所述液体流体连接件(P10L)处引起抽吸压力，

其特征在于

-提供选择性控制以通过双向螺线管液压阀(210)从液体贮存器向所述液体流体入口(120L)供应液体流体(L)，以及

-提供选择性控制以通过双向螺线管气动阀(220)从加压装置向所述加压空气流体入口(120A)供应加压空气流体，其中，

如果所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)由所述流体连接件(P10L、P10A)供应到所述喷雾喷嘴(110)，则所述喷雾喷嘴(110)适于将所述液体流体(L)和所述加压空气流体(A)作为气溶胶射流(AJ)形式的混合物从所述喷雾喷嘴(110)喷出。

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