CN118144731A - 控制传感器清洁系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制传感器清洁系统的方法。提出了用于安装于车辆的环境传感器的传感器清洁系统。控制传感器清洁系统的方法包括：分析车辆的行驶环境；当确定出行驶环境为预定的设置环境时，指示传感器清洁系统于环境传感器形成空气帘。

Description

控制传感器清洁系统的方法

技术领域

本发明涉及传感器清洁系统。更具体地，本发明涉及用于安装于车辆的环境传感器的传感器清洁系统。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本发明有关的背景技术信息，并不构成现有技术。

近来，车辆配备有驾驶员辅助系统，其辅助车辆的驾驶员确保在各种驾驶情况下安全驾驶。此外，正在积极开展无需驾驶员干预的自行驾驶车辆的自动驾驶车辆的研发。

在驾驶员辅助系统或自动驾驶车辆中，车辆上安装了各种类型的可以以各种方式感知周围环境的环境传感器。安装于车辆的环境传感器的示例可以包括雷达、激光雷达、摄像机等。

由于这些传感器位于车辆外部，它们的感测区域可能容易受到诸如灰尘、雨或雪的异物的污染。为了保持传感器性能，这些传感器应保持一定水平以上的清洁度。为此，车辆配备有可以在感测区域受到污染时清洁传感器的传感器清洁系统。

发明内容

本发明致力于解决相关技术中出现的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种能够保护环境传感器并使其保持清洁的控制传感器清洁系统的方法。

本发明的目的不限于上述目的，本领域的普通技术人员可以从以下描述中清楚地理解未提及的其他目的。

本发明描述了能够实现上述目的的特征和如下的本发明的独特功能的性能。

本发明提供了一种控制传感器清洁系统的方法。所述方法包括以下步骤：由控制器执行分析车辆的行驶环境；当确定出行驶环境为预定的设置环境时，指示传感器清洁系统于环境传感器形成空气帘。

控制传感器清洁系统的方法可以保护环境传感器并且使其保持清洁。

本发明的效果不限于上述效果，本领域普通技术人员可以从以下描述中清楚地理解未提及的其他效果。

附图说明

当结合所附附图时，应从以下详细描述中更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，其中：

图1是示出本发明的一个实施方案中的空气清洁系统的配置的示意图；

图2是示意性地示出车辆的示意图；

图3是示出根据本发明的实施方案的传感器清洁系统的喷嘴的示意图；

图4是根据本发明的实施方案的传感器清洁系统的控制流程图；

图5是示出根据本发明的一些实施方案的传感器清洁系统的控制器的通信配置的示意图；

图6是根据本发明的一些实施方案的传感器清洁系统的控制流程图；

图7是根据本发明的一些实施方案的传感器清洁系统的控制流程图。

具体实施方式

本发明的实施方案中的具体结构或功能描述仅用于描述本发明的实施方案。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应解释为仅限于本文中阐述的实施方案，而应解释为覆盖落入本发明的理念和技术范围内的修改实施方案、等同实施方案或替代实施方案。

在本发明中，尽管术语“第一”、“第二”等可以用于在本文中描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离根据本发明的概念的权利范围的情况下，第一元件可以称为第二元件。同样，第二元件也可以称为第一元件。

应当理解，当一个元件称为“接合”或“连接”至另一个元件时，其可以直接接合或连接至另一个元件，或者其间可以存在中间元件。相反，应该理解，当一个元件称为“直接接合”或“直接连接”至另一个元件时，不存在干预元件。解释元件之间关系的其他表达方式(例如“在......之间”、“直接在......之间”、“相邻”或“直接相邻”)也应以同样的方式进行解释。当将本发明的组件、装置或元件等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被视为“配置为”满足该目的或执行该操作或功能。

在整个附图中，使用相同的附图标记表示相同或相似的组件。在本文中使用的术语仅用于描述具体的实施方案的目的，并且不旨在进行限制。在本发明中，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。应进一步理解，当在该说明书中使用术语“包括”、“包含”、“具有”等时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组合，但是不排除存在或添加一个或更多个其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

在下文中，参考所附附图详细描述本发明。

如上所述，为了保持感测车辆的周围环境的环境传感器的性能，需要定期清洁传感器的表面。例如，环境传感器可能受到固体(例如，灰尘或沙子)的污染，并且可能由于降水期间的诸如雨滴或雪的液体而变脏。

具体地，在主动式自动驾驶车辆中，基于周围环境信息(例如，由环境传感器识别的交通信号灯、行人、道路类型、建筑物或者周围车辆)执行车辆驾驶。如果环境传感器的表面被污染，则无法识别周围环境，并且无法实现主动式自动驾驶。因此，车辆的传感器清洁系统有助于环境传感器清晰地识别周围环境而不会变形，并且去除传感器表面的污染物来执行实现驾驶的重要功能。

可以利用清洗液或高压空气来清洁环境传感器。在利用清洗液的情况下，可以利用清洗液清洁传感器，并且可以通过吹风去除传感器上的水分。在利用高压空气的情况下，仅通过吹高压空气从传感器表面去除异物。或者，可以利用高压空气和清洗液的组合来执行清洁。

参考图1和图2描述采用后者空气清洁方法的传感器清洁系统通过喷射压缩空气来清洁环境传感器。在传感器清洁系统中，空气清洁系统1配置为利用压缩空气清洁环境传感器2。空气清洁系统1通过将压缩空气喷射到环境传感器2a、2b、2c(统称为“2”)的表面来执行清洁。环境传感器2可以包括诸如激光雷达L、雷达或摄像机的感测装置，并且可以设置于车辆V的前部FR、后部RR、侧面或车顶R。

更具体地，通过设置在车辆“V”中的空气过滤器4过滤的空气引入压缩机6中。通过将压缩机6压缩的空气喷射到环境传感器2的表面来去除环境传感器2上的异物。尽管环境传感器2包括多个环境传感器2a、2b和2c，在附图和说明书中示出了三个环境传感器，但本发明不限于该数量，数量可以增加或减少。

此外，空气清洁系统1包括空气罐8。空气罐8可以充有通过压缩机6压缩的空气或者充有通过外部装置的空气，充入空气罐8中的空气可以用于清洁环境传感器2。

空气清洁系统1的控制器10配置为以预设间隔或者在预设条件下(例如，当检测到环境传感器2的污染时)操作阀12，例如，电磁阀。从而，压缩空气从压缩机6或空气罐8喷射至每个环境传感器2，使得环境传感器2通过压缩空气进行清洁。阀12可以设置有或集成有分配器14，以通过设置在多个环境传感器2的每个中的喷嘴16(16a、16b、16c)来分配压缩空气。

尽管有诸如空气清洁系统1的传感器清洁系统，但在某些条件下可能无法正确执行清洁。

某些条件的示例可以包括由于低温或在降水(例如，雪或雨)期间导致环境传感器2中的水分(液体)冻结的情况。在这种情况下，利用高压空气或清洗液的传感器清洁系统应多次运行，这消耗大量的能量并且可能难以立即去除水分。

更成问题的是在车辆行驶时与环境传感器2相撞的具有强光吸引性的昆虫、趋光性昆虫。当昆虫在车辆行驶时飞入撞击并粘到环境传感器2时，即使利用传感器清洁系统，通常也难以将其去除。在这种情况下，由于环境传感器2具有高污染水平，传感器清洁系统应多次运行，能耗较高。在一些情况下，甚至不能去除昆虫，而可能会粘到车辆上。

因此，本发明在于提供一种控制传感器清洁系统的方法，其可以保护环境传感器并保持其清洁，为前述清洁困难的情况做准备。

如图3所示，根据本发明的实施方案，控制器10配置为在满足预设条件时于环境传感器2的感测部分S1形成由高压空气组成的空气帘。更具体地，控制器10可以基于车辆V当前行驶的行驶环境，通过阀12的操作由喷嘴16形成空气帘。

参考图4，由控制器10分析行驶的车辆V的行驶环境(操作S400)。在操作S410中，控制器10可以确定行驶环境是否与设置环境一致。可以基于车辆“V”行驶的地点的地形特征、气象特征和时间特征中的至少一种来确定行驶环境。换言之，设置环境可以与车辆“V”行驶的地点的地形特征、气象特征和时间特征相关。关于地形特征，例如，可以确定昆虫更频繁地出现在诸如城郊、乡村和高原(例如，山区)的区域，而不是在城市区域。作为另一示例，关于气象特征，可以确定由于在下雨和外部空气温度较低时存在冻结的概率而需要额外的操作来保护环境传感器2。此外，作为时间特征，可以确定在日落与日出之间昆虫造成的损失很大。响应于确定出行驶环境与设置环境一致，控制器10可以在操作S420中操作空气帘，以保护环境传感器2。在操作空气帘时，在操作S430中，控制器10可以确定行驶环境是否仍然对应于设置环境。如果行驶环境对应于设置环境，则控制器10保持操作空气帘(操作S420)。否则，控制器10移至操作S440并停止空气帘。

参考图5，控制器10配置为与车辆V内外的各种装置进行通信。在示出示例中，控制器10配置为与导航装置20、车速传感器30、通信模块40、温度传感器50和环境传感器2进行通信。然而，控制器10可以配置为通过已知方法以及示出的组件与其它组件进行通信。

在一些实施方案中，导航装置20配置为利用全球定位系统(GPS)向控制器10发送车辆V当前所在的地点的区域或地形信息。导航装置20可以是直接安装于车辆V的装置，或者可以是尽管导航装置未直接安装于车辆V但与车辆V通信连接的装置。

在一些实施方案中，车速传感器30配置为向控制器10发送车辆V的当前车速信息。由于昆虫尸体的数量和昆虫粘到环境传感器上的程度可能因车速而异，因此考虑车速。车速传感器30可以是内置在车辆V中的传感器，或者可以是利用GPS等的单独的传感器。

在一些实施方案中，控制器10配置为可以通过通信模块40访问诸如网络的信息系统。控制器10可以从信息系统获取实时天气信息、天气预报信息、日出或日落时间等。此外，控制器10可以从信息系统获取关于当前行驶的车辆V所在的地点的道路信息。道路信息可以包括诸如相应位置的路灯的亮度和附近建筑物的亮度的信息。

在一些实施方案中，控制器10可以与温度传感器50通信。温度传感器50配置为测量车辆V的外部空气温度和内部空气温度。同样，温度传感器50也可以内置在车辆V中或者可以是可以分离但可与控制器10通信的温度传感器50。控制器10可以至少部分地基于温度传感器50的测量信息来确定冻结的概率。

参考图6，根据本发明的实施方案，在操作S600中，控制器10分析行驶环境。在操作S610中，基于分析的行驶环境，控制器10确定行驶环境是否为昆虫栖息地环境。可以通过昆虫在车辆V当前行驶的道路附近飞行的概率来评估昆虫栖息地环境。例如，考虑到时间特征，控制器10确定昆虫栖息地环境出现在日落之后和日出之前。作为另一示例，控制器10可以考虑地形特征确定是否是昆虫的栖息地环境。

当确定出行驶环境是昆虫栖息地环境时，在操作S620中，控制器10打开阀12以将压缩空气喷射到环境传感器2上，从而形成空气帘。当昆虫撞击车辆时，形成的空气帘可以针对环境传感器2主要地形成屏障。

控制器10可以进一步调节空气帘的强度、操作方法等。在一些实施方案中，控制器10可以根据车速调节空气帘。控制器10可以基于来自车速传感器30的车速信息来调节空气帘的流量。随着车速增大，昆虫的碰撞附着量增大。因此，控制器10配置为在车速增大时增大空气帘的流量或重复次数。例如，可以通过调节阀12的打开程度控制供应的压缩空气的流量或空气帘的流量。此外，空气帘的重复次数可以表示在将空气帘的形成和停止作为一个循环时，每个循环的重复次数。

在另一实施方案中，控制器10配置为根据亮度调节空气帘。可以基于地形特征、时间特征或气象特征来确定周围环境的黑暗程度，可以基于黑暗程度调节空气帘的流量或重复次数。关于昆虫的趋光特性，控制器10可以通过确定车辆V本身的光源相对于车辆V行驶的周围环境的亮度来控制空气帘的流量。至于周围的黑暗，可以考虑根据日落时间的路灯的数量和黑暗程度。在实施方案中，在夜间的情况下，因为与昆虫碰撞的概率很高，可以将空气帘的流量设置为更高。

在操作S630中，控制器10连续地或离散地确定行驶的车辆V的当前行驶环境是否为昆虫栖息地环境。当车辆V仍处于昆虫栖息地环境中时，过程返回至操作S620。当确定出在昆虫栖息地环境以外时，控制器10配置成停止空气帘(操作S640)。

如图7所示，根据本发明的实施方案，在操作S700中，控制器10分析行驶环境。具体地，在操作S710中，控制器10确定当前行驶环境是否为降水环境。当确定出当前行驶环境是降水环境时(例如，下雪或下雨时)，在操作S720中，控制器10可以打开阀12，使得在环境传感器2的前方形成空气帘。

在一些实施方案中，控制器10可以根据环境传感器2的污染水平调节空气帘的强度。在此，空气帘的强度可以表示空气帘的流量或重复次数。例如，当环境传感器2是摄像机时，控制器可以通过摄像机图像传感器，根据污染的像素的增加速率来调节空气帘的强度。如果污染的像素的增加速率较快，则可以视为降水增大的情况。因此，控制器10配置为增大空气帘的强度或重复次数。

在另一实施方案中，控制器10可以根据外部空气温度调节空气帘的强度。当车辆V行驶的地点的外部空气温度等于或小于特定温度(例如，低于零)时，控制器10可以指示形成空气帘，以防止环境传感器2冻结。

此外，控制器10在形成空气帘期间连续或离散地确定行驶环境是否在降水环境以外(操作S730)。当确定出车辆V仍处于降水环境中时，控制器10将过程返回至操作S720。相反，当确定出车辆V在降水环境以外时，在操作S740中，控制器10可以指示空气清洁系统1停止空气帘。

如上所述，如果昆虫尸体粘到环境传感器的表面，通常难以或无法用任何系统(例如，空气清洁或清洗液清洁)进行清洁。因此，根据本发明，通过分析车辆的行驶环境，可以在极有可能出现昆虫的区域利用环境传感器前方的空气帘先发制人地形成屏障，从而防止昆虫与环境传感器2发生碰撞。

此外，即使在存在降水或冻结的概率时，也可以提前形成空气帘，以防止可能由于雨滴、雪、冰等而发生的环境传感器的感测能力变差。

尽管本发明是参考在附图中示出的具体实施方案进行描述的，但对于本发明所属领域的普通技术人员的人显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式对本发明进行改变和修改。

Claims (18)

1.一种控制传感器清洁系统的方法，所述方法包括：

由控制器分析车辆的行驶环境；

当确定出行驶环境为预定的设置环境时，由控制器指示传感器清洁系统于环境传感器形成空气帘。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在形成空气帘期间，由控制器确定行驶环境是否是预定的设置环境；

当行驶环境在预定的设置环境以外时，由控制器指示传感器清洁系统停止形成空气帘。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在形成空气帘期间，由控制器确定行驶环境是否是预定的设置环境；

当行驶环境是预定的设置环境时，由控制器指示传感器清洁系统保持形成空气帘。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定行驶环境是否是预定的设置环境是基于车辆所在的地点的地形特征、时间特征或气象特征中的至少一者确定的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，指示传感器清洁系统包括：

指示传感器清洁系统根据车速改变空气帘的强度或频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，指示传感器清洁系统包括：

指示传感器清洁系统根据车辆的行驶环境的亮度来改变空气帘的强度或频率。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

由控制器确定环境传感器的污染水平；

由控制器指示传感器清洁系统根据环境传感器的污染水平来改变空气帘的强度或频率。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

由控制器收集车辆的行驶环境的外部空气温度；

由控制器指示传感器清洁系统根据外部空气温度改变空气帘的强度或频率。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，指示传感器清洁系统形成空气帘进一步包括：

根据行驶环境调节空气帘的强度或频率。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，预定的设置环境包括降水环境。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，根据环境传感器的污染水平调节空气帘的强度或频率。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，根据车辆的行驶环境的外部空气温度调节空气帘的强度或频率。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，将行驶环境是昆虫栖息地环境的情况确定为对应于预定的设置环境。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，根据车速调节空气帘的强度或频率。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，根据车辆的行驶环境的亮度调节空气帘的强度或频率。

16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

由传感器清洁系统的压缩机吸入空气并且产生压缩空气；

由布置在环境传感器周围的喷嘴将压缩空气喷射到环境传感器。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述环境传感器包括安装于车辆的激光雷达、雷达或摄像机的至少一者。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制器配置为：与基于全球定位系统的导航装置、车速传感器、通信模块或者温度传感器中的至少一者进行通信，所述车速传感器配置为测量车速，所述通信模块配置为与基于网络的信息系统通信，所述温度传感器配置为感测车辆的行驶环境的外部空气。