CN116176500A - 辅助传感器清洁系统及控制辅助传感器清洁系统的方法 - Google Patents

Abstract

公开一种辅助传感器清洁系统及控制辅助传感器清洁系统的方法，该辅助传感器清洁系统被配置为接收来自辅助传感器清洁系统的协同系统的支持。该辅助传感器清洁系统包括：空气清洁系统，其包括产生压缩空气的压缩机以及存储压缩空气的空气罐。具体地，空气清洁系统被配置为通过使用来自压缩机或空气罐的压缩空气来清洁车辆的环境传感器。该辅助传感器清洁系统还包括：协同系统，其包括产生用于协同系统的压缩空气的协同压缩机以及存储压缩空气的协同空气罐。该辅助传感器清洁系统包括：门，其被设置为选择性地将来自协同系统的压缩空气供应到空气清洁系统；以及集成控制器，被配置为至少部分控制门组的操作。

Description

辅助传感器清洁系统及控制辅助传感器清洁系统的方法

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的传感器清洁系统，并且更具体地，涉及被配置为接收来自辅助传感器清洁系统的协同系统的支持的传感器清洁系统。

背景技术

最近，用于辅助车辆中的驾驶员的驾驶员辅助系统被应用于车辆以确保在各种行驶情形下的安全驾驶。除了驾驶员辅助系统之外，已经对自主车辆进一步积极地进行了研究和开发以在没有驾驶员的干预的情况下自主行驶。

驾驶员辅助系统或自主车辆配备有可以以各种方式检测车辆周围的环境的各种类型的环境传感器。安装在车辆中的环境传感器的示例可包括雷达、激光定位器(激光雷达，lidar)、相机等。

因为这些传感器安装在车辆外部，所以其感测部分可能容易被诸如雨水、雪、灰尘等异物污染。因为传感器需要在一定水平或更高水平保持清洁以确保传感器性能，所以传感器清洁系统安装在车辆中以在感测部分受到污染时清洁传感器。

在该背景技术部分中所公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且因此上述信息可能包含并不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开已致力于解决上述问题，并且本公开的目的是提供一种能够减少施加于传感器清洁系统的负荷的辅助传感器清洁系统。

本公开的目的不限于上述目的，并且本公开所属领域的普通技术人员(在下文中，被称为“本领域技术人员”)可从以下描述中清晰地理解上面未提及的其他目的。

用于实现本公开的上述目的并且执行将在下面描述的本公开的特征功能的本公开的特征如下。

在一个方面，本公开提供了辅助传感器清洁系统。该辅助传感器清洁系统包括：空气清洁系统，包括被配置为产生压缩空气的压缩机以及被配置为存储压缩空气的空气罐。具体地，空气清洁系统被配置为通过使用来自压缩机或空气罐的压缩空气来清洁车辆的环境传感器。该辅助传感器清洁系统还包括设置在车辆中的协同系统。在一个实施例中，协同系统可以是与传感器清洁系统分开的系统。该协同系统可包括：协同压缩机，被配置为产生用于协同系统的压缩空气；以及协同空气罐，被配置为存储由协同压缩机产生的压缩空气。该协同系统还包括：门组，被配置为选择性地将来自协同系统的压缩空气供应到空气清洁系统；以及集成控制器，被配置为至少部分控制门组的操作。

本公开提供了一种用于车辆的传感器清洁系统，特别是能够减少用于空气清洁系统的压缩机的负荷的传感器清洁系统。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域普通技术人员从以下描述中应当清楚地理解上面未提及的其他效果。

下面讨论本公开的其他方面和实施例。

应理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语总体上包括机动车辆。这种机动车辆可包含包括运动型多用途车辆(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种轮船和船只的水上工具、飞机等。这些术语还包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源自除石油之外的资源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源(例如，汽油动力发动机和电动马达)的车辆。

下面讨论本公开的以上和其他特征。

附图说明

现在参考在所附附图中示出的本公开的某些实施例详细描述本公开的上述特征和其他特征，在下文中，所附附图仅通过说明的方式给出，并且因此不限制本公开，并且其中：

图1是根据本公开的一个实施例的空气清洁系统的配置图；

图2是根据本公开的一个实施例的传感器清洁系统的配置图；以及

图3是示出根据本公开的控制传感器清洁系统的方法的流程图。

应当理解，附图不必按比例绘制，其呈现了说明本公开的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所公开的本公开的具体设计特征(例如包括具体尺寸、定向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。

在附图中，贯穿附图的几幅图，参考标号是指本公开的相同或等效部件。

具体实施方式

在下文中，现在详细参考本公开的各种实施例，这些实施例的示例在所附附图中示出并且在下面描述。尽管结合实施例描述了本公开，但是应当理解，本描述并不旨在将本公开局限于那些实施例。相反，本公开旨在不仅覆盖实施例，而且覆盖可包括在本公开的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施例。

本公开的实施例中公开的具体结构和功能描述仅用于解释本公开的概念的目的。因此，根据本公开的概念的实施例可以以各种形式执行。此外，本公开不应被解释为局限于在本说明书中公开的实施例。相反，应当理解，本公开包括包含在本公开的精神和范围内的所有修改、等同物以及替换。

同时，本公开中的诸如“第一”和/或“第二”的术语可用于描述各种组成元件，但这些组成元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个组成元件与其他组成元件区分开。例如，在不背离本公开的概念的范围的情况下，第一组成元件可被称为第二组成元件，并且类似地，第二组成元件也可被称为第一组成元件。

当一个组成元件被描述为“耦接”或“连接”至另一组成元件时，应当理解，一个组成元件可直接耦接或连接至另一组成元件，并且在组成元件之间还可存在中间组成元件。当一个组成元件被描述为“直接耦接至”或“直接连接至”另一组成元件时，应当理解，在组成元件之间不存在中间组成元件。用于解释组成元件之间的关系的其他表达(诸如，“在…之间”和“刚好在…之间”或“邻近于”和“直接邻近于”)应当以类似的方式解释。

贯穿说明书，相同的参考标号指示相同的组成元件。同时，在本说明书中使用的术语用于解释实施例，而不是用于限制本公开。除非在本说明书中另外特别说明，否则单数形式也包括复数形式。在本说明书中使用的术语“包括(comprise，includes)”和/或“包括(comprising，including)”旨在指定所提及的组成元件、步骤、操作和/或元件的存在，但不排除一个或多个其他组成元件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。

当本公开的组件、装置、元件等被描述为具有目的或执行操作、功能等时，该组件、装置、或元件在本文中应当被认为是“被配置为”满足该目的或执行该操作或功能。

在下文中，将参考所附附图详细描述本公开。

如上所述，需要周期性地清洁用于检测车辆周围的环境的环境传感器的传感器表面以保持环境传感器的性能。例如，环境传感器可能被异物(诸如灰尘、沙子、雨水、雪等)污染。

环境传感器可以通过使用清洗液、高压空气等来清洁。当使用清洗液来清洁传感器时，传感器上的湿气可通过在传感器上喷射空气来去除。当使用高压空气时，仅高压空气用于从传感器表面去除异物。如果使用清洗液，则需要定期维护，因为清洗液需要定期补充。同时，仅使用高压空气来清洁传感器的方法需要至少5巴或更大的压力的高压空气，并且与使用清洗液的方法相比消耗更大量的空气。因此，在仅使用高压空气的方法的情况下，尽管不需要定期维护，但不可避免地向压缩机施加大量负荷来供应大量的高压空气。

因此，存在压缩机频繁地发生故障的问题。为了消除该问题，清洁传感器需要多个压缩机。然而，将多个压缩机应用于单个传感器清洁系统不是有效的。因此，本公开旨在通过操作与用于车辆中的另一系统的压缩机结合的传感器清洁系统来解决上述问题。

图1是根据本公开的一个实施例的传感器清洁系统的配置图。传感器清洁系统包括被配置为通过使用压缩空气清洁环境传感器的空气清洁系统10。空气清洁系统10通过喷射压缩空气来清洁环境传感器(即，110a、110b和110c，统称为传感器“110”)的表面。环境传感器110包括用于车辆的感测装置，诸如激光定位器、雷达、相机等。环境传感器110可布置在车辆的前部、后部、侧部、车顶等上。

通过喷射的压缩空气清洁传感器。在一个实施例中，可以通过设置在车辆中的空气过滤器120过滤空气，并且将过滤后的空气引入压缩机130中。然后，空气被压缩机130压缩，并且压缩空气被喷射或注射到环境传感器110的表面上，从而从环境传感器110的表面去除异物。环境传感器110可包括多个环境传感器110a、110b、110c。在附图和说明书中示出和描述了三个环境传感器，但是本公开不限于环境传感器的数量，并且环境传感器的数量可以增加或减少。

此外，空气清洁系统10包括空气罐140。空气罐140可填充有被压缩机130压缩的空气或从外部装置供应的空气。存储在空气罐140中的空气可用于清洁环境传感器110。

在一个实施例中，空气清洁系统10包括控制器150，该控制器150被配置为在每个预设时间段内或在检测到环境传感器110(例如，110a、110b和110c)中的任一个的污染的预设情况下操作阀160(例如，电磁阀)。因此，控制器150将压缩空气从压缩机130或空气罐140喷射到相应的环境传感器110，从而清洁环境传感器110。在一个实施例中，分配器170可以设置在阀160上或与阀160集成，并且通过分别为相应的环境传感器110a、110b、110c设置的喷嘴180a、180b、180c分配压缩空气。

压缩机130具有温度传感器190。由温度传感器190检测的压缩机130的温度被传送到空气清洁系统10的控制器150。控制器150被配置为监测压缩机130的温度，使得压缩机130在运行极限温度以上操作。当压缩机130的温度达到运行极限温度时，控制器150可以控制压缩机130停止压缩机130的运行，直到压缩机130的温度降低为止。

如上所述，当空气清洁系统使用空气清洁方法时，压缩机的运行时间增加并且施加大量负荷以产生大量高压空气。因此，维持空气清洁系统以平稳地清洁传感器同时降低压缩机的负荷是非常重要的。

如图2所示，根据本公开的一个实施例，空气清洁系统10可以与设置在车辆中的另一系统结合操作，以减小压缩机的负荷。在一个实施例中，设置在车辆中的另一系统可以是布置在空气清洁系统10外部并且被配置为与包括在其中的压缩机一起操作的协同系统。在非限制性示例中，协同系统可包括空气悬挂系统。因此，可以设置多个协同系统30。

根据本公开的一个实施例，该协同系统用于降低空气清洁系统10的压缩机130的负荷。具体地，当空气清洁系统10的压缩机130的负荷超过一定水平时，空气清洁系统10可以通过与另一系统协同使用另一系统的资源来降低压缩机130的负荷。在下文中，在本说明书中，这种另一系统被称为协同系统30。该协同系统30是包括协同空气罐320和协同压缩机340的系统。

协同空气罐320被配置为与压缩机130连通。协同空气罐320和压缩机130通过可承受高压的高压软管连接。当压缩机130的负荷是预定负荷或更高负荷时，压缩机130可从协同系统30的协同空气罐320被供应压缩空气。因为协同系统30的协同空气罐320以高于大气压的压力存储空气，所以压缩机130可随着被引入压缩机130中的空气的压力增加而较少地工作，这使得可降低压缩机130的负荷。

协同压缩机340可被配置为向空气罐140供应空气。在高负荷情况下，空气清洁系统10可使用由协同压缩机340产生的高压空气。由协同压缩机340产生的空气可选择性地供应到空气清洁系统10的空气罐140。

在一个实施例中，门组50可被设置为选择性地将来自协同空气罐320或协同压缩机340的空气供应到空气清洁系统10。门组50可以包括单向门520和双向门540。

在本实施例中，门组50的单向门520布置在协同空气罐320与压缩机130之间。作为非限制性示例，单向门520可以是单向阀。然而，只要另一装置可像单向阀一样操作，该装置就可用作单向门520。当单向门520打开时，协同空气罐320中的压缩空气被供应至空气清洁系统10的压缩机130。

在实施例中，双向门540设置在协同压缩机340与空气罐140之间。作为非限制性示例，双向门540可以是双向阀。然而，只要另一装置像双向阀一样操作，该装置就可以用作双向门540。根据双向门540的操作，协同压缩机340可将压缩空气供应至协同空气罐320或供应阀360或者将压缩空气传送至空气罐140。协同系统30中的协同压缩机340可将产生的压缩空气存储在协同空气罐320中，或通过供应阀360供应协同系统30所需的压缩空气。

集成控制器70被配置为集成地控制空气清洁系统10的操作和协同系统30的操作。集成控制器70可被配置为使得空气清洁系统10的控制器150另外具有控制协同系统30的能力。

具体地，集成控制器70确定压缩机130的负荷状态并基于负荷状态控制协同系统30，使得压缩机130可以接收来自协同系统30的支持。此外，集成控制器70可以控制阀160的打开或关闭，并且因此控制通过喷嘴180供应用于清洁环境传感器110的空气。

协同系统30的集成控制器70被配置为控制门组50的操作。如下面详细描述的，集成控制器70可以确定协同压缩机340的负荷状态并且基于该负荷状态来操作门组50中的至少一些。

具体地，集成控制器70被配置为当压缩机130的负荷状态处于预定水平或更高时获得来自协同系统30的支持。此外，集成控制器70被配置为仅当协同压缩机340的负荷水平小于预定值时(即使压缩机130的负荷状态处于预定水平或更高)才从获得来自协同系统30的支持。

参考图3描述控制空气清洁系统10的方法，如上所述，该空气清洁系统被配置为接收来自协同系统的支持。

如图3所示，在步骤S10中，开始控制空气清洁系统10。

一旦开始控制，集成控制器70就确定空气清洁系统10的空气罐140的空气量是否等于或小于预设的预定值(S12)。可在每个预设循环中检查空气罐140中的空气量。因为当空气罐140中的空气量超过预定值时不需要使用协同系统30的资源，所以首先执行检查空气罐140中的空气量。当空气罐140中的空气量超过预定值时，空气可被自支持(即，从空气清洁系统10的空气罐140供应的空气)。当集成控制器70确定空气罐140中的空气量等于或小于预定值时，集成控制器70确定压缩机130的负荷状态。首先，集成控制器70确定压缩机130的负荷是否等于或高于最大极限值(S14)。在非限制性示例中，最大极限值可以基于压缩机130的温度或压缩机130中的干燥器的容量来确定。当压缩机130的温度超过运行极限温度或干燥器的水分量超过极限容量时，压缩机130不能进一步运行。因此，当压缩机130的温度和干燥器的容量中的至少一个达到极限值时，确定压缩机130的负荷已经达到最大极限。

即使当压缩机130未达到最大极限时，集成控制器70确定压缩机130的负荷是否等于或高于安全极限值(S16)。在实施例中，可以通过将安全裕度应用于因素(即，压缩机130的温度和干燥器的容量中的每一个)来选择安全极限值，并且安全裕度可以根据因素而变化。例如，当相对于压缩机130的温度的运行极限温度为100摄氏度(℃)时，通过应用80％的安全裕度计算的80℃的温度可用作安全极限值。例如，70％的安全裕度可应用于干燥器的容量。当压缩机130的温度和干燥器的容量中的任一个达到预设安全极限值时，确定压缩机130的负荷状态已经达到安全极限。

当压缩机130的负荷未达到安全极限值时，集成控制器70允许压缩机130正常运行(S18)并且结束控制(S20)。

在步骤S14中，当集成控制器70确定压缩机130的负荷等于或高于最大极限值时，集成控制器70确定旨在使用的协同系统30的协同压缩机340的负荷状态。具体地，集成控制器70确定协同压缩机340的负荷是否等于或高于容许值(S24)。在实施例中，可以以与压缩机130的安全极限值相同的方式设置和确定协同压缩机340的容许值。换句话说，为了防止协同压缩机340在协同系统30运行时影响协同系统30的性能，协同压缩机340被配置为仅当协同压缩机340的负荷低于作为安全极限的容许值时辅助空气清洁系统10。具体地，当协同压缩机340的温度和协同压缩机340中的干燥器的容量中的至少一个达到作为用于协同压缩机340的温度和干燥器的容量中的每一个的安全极限的容许值时，协同系统30不辅助空气清洁系统10。因此，当协同压缩机340的负荷等于或高于容许值时，控制结束(S20)。

当压缩机130的负荷等于或高于最大极限值并且协同压缩机340的负荷低于容许值时，集成控制器70允许协同系统30辅助空气清洁系统10。具体地，集成控制器70执行控制，使得通过双向门540将空气从协同压缩机340供应到空气罐140(S34)。

同时，当压缩机130的负荷低于最大极限值但等于或高于安全极限值并且协同压缩机340的负荷低于容许值时，集成控制器70允许协同系统30辅助空气清洁系统10。在这种情况下，集成控制器70打开单向门520，使得协同空气罐320中的空气被供应至压缩机130。

根据本公开，当空气清洁系统的压缩机处于高负荷状态时，空气清洁系统的压缩机通过接收来自车辆中的另一系统的支持来降低负荷，使得空气清洁系统具有更优异的操作性能。

根据本公开，车辆中的可用资源用于防止与空气清洁系统的压缩机的负荷有关的问题，而无需提供多个压缩机，这使得可以改善经济可行性。

上面已经描述的本公开不限于上述实施例和所附附图，并且对于本公开所属领域的普通技术人员应当显而易见的是，在不背离本公开的技术精神的情况下，可以进行各种替代、修改和替换。

已经参考本公开的一些实施例详细描述了本公开。然而，本领域普通技术人员应当理解，在不背离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (20)

1.一种辅助传感器清洁系统，包括：

空气清洁系统，包括被配置为产生压缩空气的压缩机以及被配置为存储所述压缩空气的空气罐，所述空气清洁系统被配置为通过使用来自所述压缩机或所述空气罐的所述压缩空气来清洁车辆的环境传感器；

协同系统，设置在所述车辆中并且包括协同压缩机和协同空气罐，所述协同压缩机被配置为产生用于所述协同系统的压缩空气，所述协同空气罐被配置为存储由所述协同压缩机产生的所述压缩空气；

门组，被配置为选择性地将来自所述协同系统的所述压缩空气供应到所述空气清洁系统；以及

集成控制器，被配置为至少部分控制所述门组的操作。

2.根据权利要求1所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述集成控制器被配置为基于所述压缩机的负荷状态来控制所述门组。

3.根据权利要求2所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述集成控制器被配置为基于所述协同压缩机的负荷状态来控制所述门组。

4.根据权利要求1所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述门组包括单向门，所述单向门被配置为允许或阻断所述压缩空气从所述协同空气罐到所述压缩机的流动。

5.根据权利要求4所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述单向门为单向阀。

6.根据权利要求1所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述门组包括双向门，所述双向门被配置为允许或阻断空气从所述协同压缩机到所述空气罐的流动。

7.根据权利要求6所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述双向门为双向阀。

8.根据权利要求6所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述双向门被配置为在第一位置处允许空气从所述协同压缩机到所述空气罐的流动，并且在第二位置处允许空气从所述协同压缩机到所述协同系统中的流动。

9.根据权利要求8所述的辅助传感器清洁系统，其中，在所述第一位置处阻断空气从所述协同压缩机到所述协同系统中的流动，并且在所述第二位置处阻断空气从所述协同压缩机到所述空气罐的流动。

10.根据权利要求1所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述环境传感器包括暴露于所述车辆的外部的激光定位器、雷达和相机中的至少一个。

11.根据权利要求2所述的辅助传感器清洁系统，其中，所述压缩机的所述负荷状态基于所述压缩机的温度或所述压缩机中的干燥器的容量来确定。

12.一种控制用于车辆的辅助传感器清洁系统的方法，其中，所述辅助传感器清洁系统包括控制器、空气清洁系统和协同系统，所述方法包括以下步骤：

通过所述控制器确定所述空气清洁系统的压缩机的负荷状态是否等于或高于预设的极限值；以及

当所述压缩机的所述负荷状态等于或高于所述极限值时，通过所述控制器控制门组以将来自所述协同系统的压缩空气供应到所述空气清洁系统。

13.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：

在确定所述压缩机的所述负荷状态之前，通过所述控制器确定所述空气清洁系统的空气罐中的空气量是否等于或小于预设的预定值；以及

当所述空气量等于或小于所述预定值时，通过所述控制器确定所述压缩机的所述负荷状态。

14.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：

当所述压缩机的所述负荷状态等于或高于预设的所述极限值时，通过所述控制器确定所述协同系统的协同压缩机的负荷状态是否低于预设的容许值；以及

当所述协同压缩机的所述负荷状态低于所述容许值时，通过所述控制器控制所述门组以将来自所述协同系统的所述压缩空气供应到所述空气清洁系统。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述压缩机的所述负荷状态是否等于或高于预设的所述极限值包括以下步骤：

确定所述压缩机的所述负荷状态是否等于或高于预设的最大极限值；以及

当所述压缩机的所述负荷状态等于或高于所述最大极限值时，执行控制以允许空气从所述协同系统的协同压缩机通过所述门组的双向门到所述空气清洁系统的空气罐的流动。

16.根据权利要求15所述的方法，包括以下步骤：

当所述压缩机的所述负荷状态低于所述最大极限值时，确定所述压缩机的所述负荷状态是否等于或高于安全极限值，所述安全极限值小于所述最大极限值；以及

当所述压缩机的所述负荷状态等于或高于所述安全极限值时，打开所述门组的单向门以将来自所述协同系统的协同空气罐的空气供应至所述压缩机。

17.根据权利要求15所述的方法，包括以下步骤：

当所述压缩机的所述负荷状态等于或高于所述最大极限值并且所述协同压缩机的所述负荷状态低于预设的容许值时，执行控制以允许空气通过所述双向门流动。

18.根据权利要求16所述的方法，包括以下步骤：

当所述压缩机的所述负荷状态低于所述最大极限值且等于或高于所述安全极限值并且所述协同压缩机的所述负荷状态低于预设的容许值时，打开所述单向门。

19.根据权利要求16所述的方法，其中：

所述最大极限值基于所述压缩机的温度或所述压缩机中的干燥器的容量来确定，并且

当所述压缩机的当前温度等于或高于最大极限值或者所述干燥器的当前容量超过最大极限值时，确定所述压缩机的所述负荷状态等于或高于所述最大极限值。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述安全极限值是通过将安全裕度应用于所述最大极限值而设置的值。

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