JP6964194B2 - センサをきれいにするためのシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月２７日に出願された米国特許出願第１５／８５５，３２７号の継続出願であり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、センサをきれいにするためのシステムに関する。

自動車、トラック、オートバイ、バス、ボート、飛行機、ヘリコプター、芝刈り機、レクリエーション用車両、遊園地車両、農機具、建設機械、トラム、ゴルフカート、電車、トロリーなど、様々な種類の車両は、車両の環境内の物体を検出するために、様々な種類のセンサを装備し得る。例えば、自律走行車などの車両は、かかるＬＩＤＡＲ、レーダ、ソーナ、カメラ、または車両の環境からのデータをスキャンおよび記録する他のかかる画像センサを含み得る。これらのセンサのうちの１つ以上からのセンサデータを使用して、物体およびそれらのそれぞれの特性（位置、形状、向き、速度など）を検出し得る。

しかしながら、これらの車両は、雨、雪、汚れ、結露などの環境要素にさらされることが多く、これらのセンサ上に異物および汚染物質の蓄積を引き起こし得る。典型的に、センサは、センサの内部センサ構成要素を異物および汚染物質から保護するためのカバーを含むが、時間が経過すると、カバー自体が汚れ得る。したがって、内部センサ構成要素によって送信および受信された信号が異物および汚染物質によって遮断されるため、センサ構成要素の機能が妨げられ得る。

本技術は、一般に、センサをきれいにするためのシステムに関する。システムは、エアナイフ（つまり、除去デバイス）と、センサカバーと、センサモータと、を含み得る。センサカバーは、１つ以上のセンサを収容するように構成され得る。モータは、センサカバーを回転させ得る。エアナイフは、センサモータがセンサカバーを回転させながら、センサカバーに対して流体の加圧された流れを提供することによって、センサカバーから異物を取り除くように構成され得る。

いくつかの実施形態では、エアナイフは、流体の加圧された流れを受け取るための入力部と、センサカバーに対して流体の加圧された流れを提供するための出力部と、を含み得る。

いくつかの実施形態では、システムは、ブロワを含み得、ブロワは、流体の加圧された流れをエアナイフの入力部に提供する。いくつかの例では、ヒータは、エアナイフとブロワとの間に配設され得、ヒータは、流体の加圧された流れを加熱する。

いくつかの実施形態では、システムは、センサカバー上に洗浄液を発射するように構成されたノズルを含み得る。いくつかの例では、ポンプは、ノズルに洗浄液を提供し得る。特定の例では、ノズルは、ポンプに導管を介して接続され得る。いくつかの実施形態では、ポンプは、エアナイフに洗浄液を提供し得る。

いくつかの実施形態では、エアナイフは、動作中にエアナイフが１つ以上のセンサの動作領域の外側にあるように、位置付けられているように構成され得る。特定の例では、エアナイフは、センサカバー内の１つ以上のセンサの動作領域の外側に位置付けられ得る。いくつかの実施形態では、エアナイフは、車両の本体内の１つ以上のセンサの動作領域の外側に位置付けられている。

いくつかの例では、エアナイフは、出力チャネルを含み得、複数のセグメントは、出力チャネルの部分を分離する。特定の実施形態では、複数のセグメントの各々は、出力チャネルに沿って位置付けられたシェルフおよびセパレータストリップから形成されている。いくつかの例では、シェルフは、地面に対して下向きに角度が付けられている。いくつかの実施形態では、シェルフは、各シェルフがセンサカバーの部分に対して角度が付けられるように輪郭付けられている。

いくつかの実施形態では、システムは、監視センサを含み得、監視センサは、センサカバーに対する流体の加圧された流れによって引き起こされる抗力を検出するように構成されている。

いくつかの例では、システムは、監視センサを含み得、監視センサは、センサモータの速度を調整して、抗力を相殺するように構成されている。

いくつかの例では、複数のセグメントの各々は、出力チャネルに位置付けられたセパレータストリップから形成されている。いくつかの例では、セパレータストリップは、エアナイフの面に対して下向きに角度が付けられている。

いくつかの例では、複数のシェルフは、エアナイフ内に位置付けられている。いくつかの例では、加圧流体流れが、過半の速度成分がエアナイフの面に対して下向きに角度が付けられた状態で複数のシェルフを出るように、複数のシェルフが輪郭付けられている。

いくつかの実施形態では、システムは、第２のエアナイフを含み得る。

いくつかの例では、エアナイフは、センサカバーに対して、流体の加圧された流れを、地面に対して下向きの方向に提供することによって、センサカバーをきれいにするように構成され得る。

いくつかの実施形態では、システムは、車両を含み得、センサカバーは、車両に取り付けられている。

本技術は、同様の参照番号が以下を含む同様の要素を指す添付図面の図において、限定としてではなく例として例解される。

本開示の態様による、センサおよびエアナイフ構成の図である。 本開示の態様による、センサおよびエアナイフ構成の図である。 本開示の態様による、センサカバーウィンドウを示す。 本開示の態様による、モータに取り付けられたセンサを示す。 本開示による、エアナイフシステムの概略図である。 本開示の態様による、センサから異物を除去するエアナイフの図である。 本開示の態様による、車両と共に、およびセンサの後ろに位置付けられたエアナイフの図である。 本開示の態様による、フルストリームエアナイフの外観図である。 本開示の態様による、フルストリームエアナイフの内観図である。 本開示の態様による、センサに対して傾けられたフルストリームエアナイフの図である。 本開示の態様による、セグメント化されたエアナイフの外観図である。 本開示の態様による、セグメント化されたエアナイフの内観図である。 本開示の態様による、シェルフおよびセパレータストリップを備えたセグメント化されたエアナイフの内観図である。 本開示の態様による、セパレータストリップおよびシェルフを備えたセグメント化されたエアナイフのセグメントの拡大図である。 本開示の態様による、角度の付いたシェルフおよび角度の付いたセパレータストリップを備えたセグメント化されたエアナイフの図である。 本開示の態様による、輪郭付けされたシェルフおよびセパレータストリップを備えたセグメント化されたエアナイフの内観図である。

本技術は、適切な動作を保証するために、センサから異物および汚染物質を取り除くことに関する。車両の外側にあるセンサなどのセンサは、内部センサ構成要素を、異物、および汚れ、雨水、雪、ほこり、氷、結露などの汚染物質から保護するためのカバーを含み得るが、カバー自体は、異物および汚染物質がカバーに蓄積するにつれて、時間の経過とともに汚れ得る。したがって、内部センサ構成要素によって送信および受信された信号が異物および汚染物質によって遮断され得るため、内部センサ構成要素の機能が妨げられ得る。これらの問題に対処するために、エアナイフでカバーに対して流体の流れを付与することにより、センサから異物を取り除き得る。一例として、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、センサ１００のセンサカバー１１５は、第１の方向１３０に回転し得、一方、エアナイフ１２０は、センサカバー１１５に対して加圧流体１２５の流れ（矢印で表される）を付与して、カバーに蓄積した異物を吹き飛ばす。

車両センサは、内部センサ構成要素、内部センサ構成要素を収容するためのカバー、およびカバーウィンドウから構成され得る。カバーウィンドウは、センサカバーの特定の場所に構成され得、内部センサ構成要素は、カバーウィンドウを通して１つ以上の信号を送信および受信し得る。

センサは、センサシャフトを介してモータに取り付けられ得る。これに関して、センサシャフトの第１の端部は、第１のモータに取り付けられ得、センサシャフトの反対側の端部は、センサおよびセンサカバーに接続され得る。第１のモータがセンサシャフトを回転させると、センサカバー、またはセンサ全体も回転し得る。

エアナイフは、ヒータ、ブロワ、ポンプ、およびノズルなどの１つ以上の構成要素から構成されるエアナイフシステムの一部であり得る。これに関して、エアナイフは、一連の導管および相互接続を介して、前述の構成要素の各々に接続され得る。各構成要素は、エアナイフがセンサカバーから異物および汚染物質を除去することを支援し得る。例えば、ブロワは、導管を通してエアナイフに、加圧流体を生成し、および出力し得る。加圧流体は、エアナイフから出力され、センサカバーから汚染物質および異物を除去し得る。

ヒータは、加圧流体がエアナイフに到達する前に、それを温め得る。これに関して、ヒータは、加圧流体を受け取り、それをエアナイフに通す前に加熱するように位置付けられ得る。加圧流体は、エアナイフが、センサカバー上に蓄積された氷、雪、および／または結露など、暖かい流体の影響を受けやすい異物および汚染物質を除去することを支援し得る。

エアナイフシステムは、洗浄部を含み得、洗浄部は、センサカバーに洗浄液を送達して、異物および汚染物質を除去しやすくする、および／またはそうでなければ除去することを支援し得る。これに関して、洗浄選択は、ポンプを通して、水または洗剤などの洗浄液を送り出し得る。ノズルは、ポンプに接続され得、したがって、送り出された洗浄液は、ノズルによって受け取られ、続いてセンサカバー上に発射される。

エアナイフがセンサカバーの表面上にある異物および汚染物質を吹き飛ばしている間、センサカバーは、センサモータによって回転され得る。これに関して、モータがセンサカバーを回転させると、エアナイフは、センサカバーの上部に対して下向きの方向などにセンサカバーに加圧流体を吹き付け得、それによって、センサカバーに対して地面に向けて下向きの力が付与される。下向きの力により、センサカバーの外側にある異物および汚染物質が徐々にカバーの底部に押し出され得る。

エアナイフは、エアナイフによって付与された加圧流体がセンサカバーと十分に接触するように位置付けられ得るが、エアナイフは、センサの動作範囲の外側に留まる。いくつかの例では、エアナイフは、センサハウジング内、および／または車両内に設置され得る。同様に、ノズルもまた、センサの動作範囲（または視野）の外側に位置付けられ得る。

エアナイフは、エアナイフから出力される加圧流体が、エアナイフの出力部から出る特定の方向に方向付けられるように構成され得る。これに関して、エアナイフの出力は、加圧流体が出力部の面全体から、または出力部の面にわたって広がる区域で放出されるように構成され得る。セグメントは、１つまたは移動セパレータストリップによって形成され得る。セグメントの数は、セグメント化されたエアナイフ内のセパレータストリップの数に基づき得る。いくつかの例では、セグメント化されたエアナイフのセパレータストリップは、センサカバーに対して下向きに方向付けられ得る。ハウジング内の、角度のついた、またはそうでなければ輪郭付けられた段差またはシェルフは、流体がエアナイフの面から出るときに、流体を下向きに方向付け得る。これに関して、加圧流体は、セグメント化されたエアナイフのセグメントを通って移動するため、セグメント化されたエアナイフを傾ける必要なく、下向きに方向付けられる。

本開示の特定の態様は、特定の種類の車両に関連して特に有用であるが、車両は、自律型および半自律型、ならびに手動で駆動および／または操作される自動車、トラック、オートバイ、バス、ボート、飛行機、ヘリコプター、芝刈り機、レクリエーション用車両、遊園地車両、農機具、建設機械、トラム、ゴルフカート、電車、およびトロリーを含むがこれらに限定されない任意の種類の車両であり得る。さらに、本開示の態様は、ウェアラブルセンサ、電話、ならびに異物および汚染物質にさらされる他のかかる物体など、車両以外の物体に関連して有用であり得る。

本明細書に記載の特徴は、異物および／または汚染物質の蓄積により、センサのカバーが汚れるか、または濡れる場合でも、センサの継続的な使用を可能にし得る。そのようにすることにより、エアナイフは、センサカバーを継続的にきれいにし得るか、またはセンサカバーを必要に応じてきれいにし得るため、センサは、中断することなく、または個人が手動でセンサをきれいにする必要なしに動作を継続し得る。したがって、車両は、雨の中または雪の中の屋外、建設現場やオフロードの場所など、多くの異物および汚染物質を生成する環境において継続的に動作し得る。さらに、本明細書に記載の特徴は、ワイパーなど他の物体が到達することができない、不規則な形状またはファセット面を備えたセンサカバーをきれいにし得る。したがって、本明細書に記載の特徴は、センサのカバーから異物および／または汚染物質を拭き取るためのワイパーの必要性を除去し得、その結果、センサカバーをきれいにする可動部品が少なくなる。加えて、記載された特徴は、センサカバーを拭き取るワイパーブレードによって生成されるような、拭き取りノイズを生成せずにセンサをきれいにし得る。

車両は、他の車両、道路における障害物、交通信号、標識、樹木など、車両の外部の物体を検出するための１つ以上のセンサを含み得る。例えば、図２に示されるように、車両２０１は、図１Ａおよび１Ｂのセンサ１００などのセンサを含み得る。かかるセンサは、レーザ、ソーナ、レーダ、カメラ、および／または画像を捕捉し、車両内のコンピューティングデバイスによって処理され得るデータを記録する任意の他の検出デバイスを含み得る。例えば、ＬＩＤＡＲ、レーダ、カメラ、ソーナなど車両のセンサは、画像を捕捉し、物体、ならびにその特性、例えば、場所、配向、大きさ、形状、種類、移動の方向および速度などを検出し得る。画像は、センサによって捕捉された生の（つまり、未処理の）データ、および／またはカメラセンサによって捕捉された写真および映像を含み得る。画像はまた、処理された生のデータも含み得る。例えば、センサからの生のデータおよび／または前述の特性は、コンピューティングデバイスによる処理のために、記述関数またはベクトルに定量化または配置され得る。画像を分析して、車両の場所を判定し、必要に応じて物体を検出し、それに対応し得る。

センサは、車両の外部または内部の周囲に配置され得る。例えば、ハウジング２３０、２４０、２４２、２５０、２５２は、例えば、１つ以上のＬＩＤＡＲデバイスを含み得る。センサはまた、テールライト／方向指示灯２０４および／またはサイドミラー２０８など典型的な車両構成要素に組み込まれ得る。いくつかの例では、レーザ、レーダ、ソーナ、カメラ、または他のセンサは、マウント２２０に取り付けられたハウジング２２２などルーフに取り付けられ得る。

センサ１００など車両センサは、内部センサ構成要素、内部センサ構成要素を収容するためのカバー、およびカバーウィンドウから構成され得る。カバーウィンドウは、センサカバーの特定の場所に構成され得、内部センサ構成要素は、カバーウィンドウを通して１つ以上の信号を送信および受信し得る。センサのカバーは、様々な形状および大きさで構成され得る。例えば、図３に示されるように、センサカバー１１５は、錐台の形状の側壁３０５を備えたドーム形状部分３１５を有するように構成され得る。センサカバー１１５は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、鋼、プラスチック、ガラス、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリエステルなどの材料で構成され得る。

いくつかの例では、センサカバーは、センサを完全に覆っていない場合がある。これに関して、センサカバーは、内部センサ構成要素の一部分のみを覆い得、一方、内部センサ構成要素の覆われていない部分は、車両２０１などの車両内にあるか、またはセンサの外部の環境に開口し得る。センサカバーは、外部環境への、または車両への１つ以上の開口部を含み得る。

センサのカバーは、内部センサ構成要素が信号を送信および受信し得るカバーウィンドウを含み得る。例えば、図１Ａおよび１Ｂにさらに示されるように、センサカバー１１５の側壁全体は、カバーウィンドウとして構成され得、信号がセンサカバー１１５を貫通することを可能にする。側壁全体がカバーウィンドウとして示されているが、いくつかの例では、側壁の一部分または複数部分のみがカバーウィンドウとして構成され得る。カバーウィンドウは、センサカバー１１５と同じ、またはそれとは異なる材料で構成され得る。いくつかの例では、センサカバー１１５全体、またはセンサカバーの大部分は、内部センサ構成要素によって送信および受信される信号が貫通可能であり、それにより、センサカバー１１５全体がカバーウィンドウとして機能することを可能にする。

センサは、センサシャフトを介してモータに取り付けられ得る。例えば、図３にさらに示されるように、センサシャフト３３０は、第１の端部３３２および第２の端部３３４を含み得る。センサシャフト３３０の第１の端部３３２は、センサモータ３２０に取り付けられ得、センサシャフト３３０の第２の端部３３４は、センサ１００およびセンサカバー１１５に接続され得る。これに関して、センサシャフトの第１の端部３３２は、ベルト、ギア、チェーン、摩擦ローラーなどを介してセンサモータ３２０に取り付けられ得る。センサモータ３２０は、センサシャフト３３０を第１の方向１３０に回転させ、センサ１００全体も第１の方向に回転させ得る。いくつかの実施形態では、センサシャフト３３０はまた、センサカバー１１５のみを回転させ得る。センサ１００およびセンサモータ３２０は、各々、車両の内部または外部に位置し得る。

エアナイフは、流体源に取り付けられ得る。例えば、図４の例示的なエアナイフシステム４００に示されるように、ゴム管またはプラスチック管などの導管４１０は、一端でエアナイフ１２０の入力部１２２に接続され得る。導管の他端は、ブロワ４２０に接続され得る。ブロワは、ポンプ、コンプレッサ、または缶詰ガスなど加圧流体の他の源を含み得る。ブロワは、導管４１０を通ってエアナイフ１２０に加圧流体を出力し得る。次いで、エアナイフは、本明細書で説明するように、特定の場所で特定の方向に加圧流体を出力し得る。いくつかの例では、ブロワ４２０は、エアナイフ１２０内に構成され得る。

流体は、加圧することが可能な任意の種類の流体であり得る。例えば、流体は、圧縮および／または加圧され得る。例えば、流体は、空気、ヘリウム、酸素、窒素、二酸化炭素、燃焼機関の排気、または他のかかる流体であり得る。

ヒータを使用して、加圧流体がブロワからエアナイフ１２０に移動するときに、加圧流体を温め得る。例えば、図４の例示的なシステムにさらに示されるように、ヒータ４３０は、導管４１０に取り付けられ得、エアナイフ１２０とブロワ４２０との間に位置付けられ得る。これに関して、加圧流体がブロワ４２０から導管４１０を通ってエアナイフ１２０に向かって移動するとき、ヒータ４３０は加圧流体を加熱し得る。したがって、加圧流体は、加熱され得、エアナイフによって出力されると、加熱された加圧流体は、センサカバーに噴霧され得る。これに関して、センサカバー上に蓄積された氷、雪、および／または結露などの異物および汚染物質は、融解されるだけでなく、吹き飛ばされ得る。いくつかの例では、クーラ（図示せず）を使用して、加圧流体を、エアナイフ１２０によって出力される前に冷却し得る。

洗浄液を使用して、エアナイフが異物および汚染物質を除去することを支援し得る。例えば、ポンプ４５５は、図４に示されるように、洗浄液４５０をノズル４６０またはジェットに送り出し得る。ノズル４６０は、次いで、図４にさらに示されるように、水、不凍液、洗剤、および／または石鹸などの洗浄液４５０をセンサカバー１１５上に付与して、センサカバーからの異物および汚染物質の除去を支援し得る。いくつかの例では、洗浄液４５０は、エアナイフ１２０に送り出され得、したがって、エアナイフ１２０は、加圧流体に加えて洗浄液を出力する。ノズル４６０および／またはエアナイフ１２０によって出力される洗浄液４５０の量、ならびに洗浄液の付与のタイミングは、必要に応じてポンプ４５５を選択的にオンおよびオフにすることによって制御され得る。

エアナイフが異物および汚染物質を吹き飛ばしている間、モータは、センサカバーを回転させ得る。例えば、図５に示すように、センサモータ３２０は、センサカバー１１５を第１の方向１３０に回転させ得る。モータがセンサカバー１１５を回転させると、エアナイフは、センサシャフト３３０の上部に対して下向きの方向などに、センサカバー１１５に加圧流体１２５を吹き付け、センサカバー１１５に対して下向きの力が付与される。これに関して、加圧流体は、エアナイフの面から約２５ｍｍ以上、またはそれ以下から測定して、約８メートル／秒以上、またはそれ以下の速度を有し、センサウィンドウを約４ｍｍ以上、またはそれ以下からきれいにし得る。いくつかの例では、加圧流体は、約８〜１０ＰＳＩ以上、またはそれ以下でエアナイフに流入し得る。

加圧流体によって生成される下向きの力に加えて、センサカバー１１５の回転は、異物がセンサカバーから下向きに、および／またはそれから離れるように移動するように、異物に追加の力を生成し得る。

下向きの力により、センサカバーの外側にある異物および汚染物質が徐々にセンサカバーの底部に押し出され得る。例えば、図５にさらに示されるように、汚染物質５１０は、センサカバー１１５および／またはカバーウィンドウ１１７に対して加圧流体１２５を付与するエアナイフ１２０によって生成される下向きの力によって、センサカバーの底部に徐々に押し出され得る。これに関して、汚染物質５１０は、位置５１０Ａから位置５１０Ｂおよび５１０Ｃを通って徐々に移動し得る。汚染物質５１０は、位置５１０Ｄに位置する汚染物質５１０によって示されるように、センサカバー１１５から排出され得る。その結果、センサ１００は、カバーウィンドウ１１７を通して信号５３０を送信し得、信号は、汚染物質５１０によって妨げられることはない。重力は、汚染物質５１０に付与される下向きの力を増幅し得る。エアナイフは、センサカバーに対して下向きの力を生成させるものとして説明されているが、エアナイフは、センサカバーに対して任意の方向に加圧流体を方向付け得る。

エアナイフは、エアナイフの場所がセンサの動作に与える影響を最小限にする位置および距離に位置付けられ得る。例えば、図５にさらに示されるように、エアナイフ１２０は、エアナイフによって付与された加圧流体１２５がセンサカバー１１５と十分に接触するように位置付けられ得るが、センサ１００の動作領域の外側に位置付けられ得る。これに関して、エアナイフ１２０は、センサ１００によって送信および受信される信号５３０がエアナイフ１２０によって遮断されないように位置付けられ得る。図５にさらに示されるように、エアナイフ１２０は、センサ１００が信号５３０を送信する場所の反対側に位置付けられ得る。

ノズル５６０は、センサ１００の動作範囲（または視野）の外側に位置付けられ得る。エアナイフ１２０が係合すると、ノズル５６０は、洗浄液５２０の流れをセンサカバー１１５上に噴霧し得る。次いで、エアナイフ１２０は、センサカバーから異物、汚染物質、および洗浄液を取り除き得る。図５には、単一のエアナイフ１２０およびノズル５６０のみが示されているが、任意の数のエアナイフおよびノズルを使用し得る。

エアナイフは、センサハウジング内、および／または車両内に設置され得る。例えば、図６は、車両２０１のハウジング２３０の拡大側面図を示し、ハウジング内に、センサ１００と比較され得るセンサ６３１が位置付けられている。示されていないが、センサ６３１のセンサカバーは、回転し得る。センサ６３１のエアナイフ１２０は、センサ６３１の背後で、部分的に、ハウジング２３０と共に位置付けられる。エアナイフ１２０の残りの部分は、車両２０１内に位置付けられる。

エアナイフは、金属、プラスチック、または８ＰＳＩ以上またはそれ以下など高圧に耐えることができる他のかかる材料のうちの１つ以上の部品から構成され得る。例えば、エアナイフは、鋼、アルミニウム、マグネシウム、ＡＢＳポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ＰＶＣ、炭素繊維などから構成され得る。

エアナイフは、エアナイフから出力される加圧流体が、特定の方向に方向付けられるように構成され得る。これに関して、エアナイフの入力部で受け取られた加圧流体は、エアナイフの出力に方向付けられ、出力の構成に基づいて、エアナイフから外へ方向付けられ得る。例えば、図７Ａおよび図７Ｂは、エアナイフ１２０と比較され得るフルストリームエアナイフ７０１の外観図および内観図をそれぞれ示す。図７Ａに示されるように、フルストリームエアナイフは、入力部７０２および出力部７０７を含み得る。図７Ｂに示されるように、加圧流体は、入力部７０２から出力チャネル７０８へと内部チャネル（図示せず）を通って案内され得る。出力チャネル７０８は、出力７０７と同じ大きさ、またはほぼ同じ大きさであり得る。したがって、加圧流体が出力チャネル７０８に到達すると、フルストリームエアナイフは、チャネル７０８から出力部７０７の面全体にわたって、加圧流体を流れ７０５として放出し得る。したがって、放出された加圧流体は、出力部７０７の方向に対して垂直に噴霧される。

フルストリームエアナイフは、放出された加圧流体をセンサカバーに対して下向きの方向を有する流れに方向付けることにより、センサカバーに下向きの力を生成させ得る。これに関して、図７Ｃに示されるように、フルストリームエアナイフ７０１を下向きの方向に傾け得る。したがって、図７Ｃにさらに示されるように、加圧流体の流れ７０５は、センサ１００に対して下向きの方向に移動する。

エアナイフは、セグメント化され得る。すなわち、エアナイフは、加圧流体が出力されるときに、それを方向付けるための複数の別個の出力部を有し得る。例えば、図８Ａおよび図８Ｂは、セグメント化されたエアナイフ７１１の外観図およびインタビュー図を示す。フルストリームエアナイフ７０１と同様に、セグメント化されたエアナイフ７１１は、図８Ａに示されるように、入力部７１２および出力部７１７を含み得る。図８Ｂに示されるように、加圧流体は、入力部７１２から出力チャネル７１８へと内部チャネル（図示せず）を通って案内され得る。出力チャネル７１８は、加圧流体を出力部７１７において複数のセグメント７１６に方向付け得る。

セグメントは、１つまたは移動セパレータストリップによって形成され得る。セグメントの数は、セグメント化されたエアナイフ内のセパレータストリップの数に基づき得る。例えば、図８Ｂに示されるように、５つのセパレータストリップ７１９は、セグメント化されたエアナイフ７１１の出力チャネル７１８を６つのセグメント７１６に分離し得る。明確にするために、図８Ｂでは、単一のセパレータストリップのみがラベル付けされている。次いで、加圧流体の流れ７１５は、出力部７１７の各セグメント７１６から出力され得る。したがって、セグメント化されたエアナイフ７１１は、出力部７１７の方向に垂直な複数の別個の流れ７１５を放出し得る。

フルストリームエアナイフの場合と同様に、セグメント化されたエアナイフは、センサカバーに対して下向きに並べることによって、放出された加圧流体を、センサカバーに対して下向きの方向を有する流れに方向付けることにより、センサカバーに下向きの力を生成させ得る。しかしながら、セグメント化されたエアナイフ７１１およびフルストリームエアナイフを下方に傾けることにより、それぞれのエアナイフを取り付けるための追加のスペースが必要とされる。さらに、加圧流体の下部（すなわち、エアナイフのセンサカバーからより離れた部分から出力された加圧流体の部分）は、センサカバーまでのより長い距離にわたる加圧流体の分散により、加圧流体の反対側である上部（すなわち、エアナイフのセンサカバーにより近い部分から出力された加圧流体の部分）により生成された下向きの力よりも低い下向きの力をセンサカバーに生成し得る。

エアナイフが必要とするスペースの量を減らす一方で、センサカバーに均一、またはほぼ均一な下向きの力が生成されるように、エアナイフが加圧流体を送達することを可能にするために、シェルフ（本明細書に記載）、およびセグメント化されたセパレータストリップは、センサカバーに対して下向きに方向付けられ得る。これに関して、加圧流体は、セグメント化されたエアナイフのセグメントを通って移動するため、セグメント化されたエアナイフを傾ける必要なく、加圧流体は、下向きに方向付けられる。例えば、エアナイフ７０１、７１１、１２０などと組み合わせて、またはそれらの代わりに使用し得る、角度の付いたシェルフ１００１およびセパレータストリップ９１９を備えたセグメント化されたエアナイフ９１１が図９Ａに示されている。これに関して、セパレータストリップ９１９は、下向きに角度が付けられている。入力部９１２で受け取られた加圧流体は、各セグメント９１６に関連付けられた出力チャネル９２８のそれぞれの部分に押し込まれ得る。

出力チャネルは、セグメント化されたエアナイフを出るときに加圧流体の流れを改善するように構成され得る。これに関して、シェルフは、通常はセグメントから出る加圧空気を遮断し、下向きに方向付け直すように構成され得る。例えば、図９Ｂは、角度の付いたセパレータストリップ９１９を備えたセグメント化されたエアナイフのセグメント９１６の拡大図を例解している。拡大図に見られるように、セグメント９１６は、セパレータストリップ９１９の間に形成される。セグメント９１６の出力チャネル９２８は、シェルフ１００１を含む。シェルフは、シェルフ１００１および他のシェルフ（明確にするためにラベル付けされていない）が、図１０に示される部分１０２２などにおけるように下向きに、または別の方向に輪郭付けられ得、セグメント化されたエアナイフを出るときの加圧流体の方向を制御するように、輪郭付けられ得る。これに関して、シェルフは、加圧流体流れが、セグメント化されたエアナイフの面に対して下向きに角度が付けられた大きな速度成分でシェルフを出るように、輪郭付けられ得る。

加圧流体は、加圧流れ９１５として各セグメントから放出され得る。シェルフ１００１の角度が下向きであるため、各セグメントから放出された加圧流れ９１５は、セグメント化されたエアナイフ９１１を傾ける必要なしに下向きに方向付けられる。シェルフだけでなくセパレータストリップ９１９も、下向きに角度が付けられ、加圧流体もその方向に方向が付けられ得る。シェルフの上の隙間に沿って流路長さが変化するため、シェルフに沿って速度差が形成され得る。したがって、シェルフの上部から出る空気は、下部から出る空気よりも圧力が低下し得る。角度の付いたセパレータストリップ９１９に加えて、シェルフ形状によって生成される速度差により、せん断勾配を生じさせ得、せん断勾配は、加圧流体がセグメント化されたエアナイフを出るときに加圧流体を下向きに曲げる。

いくつかの例では、シェルフおよびセパレータストリップは、センサ１００、６３１、または本明細書に記載の他のセンサのセンサカバーなどのセンサカバーに対して、上向き、左、または右などの様々な方向に方向付けられ得、異物および汚染物質は、センサカバーから下向き以外の方向に吹き飛ばされる必要がある。

エアナイフは、鏡像のほぼ半分から作られてもよく、鏡像のほぼ半分は、それらの合わせ面上で平坦であり得、または合わせ面が一緒に配置されたときに互いに接触するように構成され得る。２つの半分を、例えば糊、溶接、接着剤などを使用して一緒に合わせると、ほぼ閉じた空洞が形成され得る。例えば、図１０は、合わせ面１０１１および１０１２をそれぞれ有する２つの半分１００５および１００６を示す。２つの半分の部分１０１３および１０１４は、一緒に合わせられると、空洞を形成し得る。２つの半分は、エアナイフに一体的に形成されたシェルフ１０２１などのシェルフを含み得る。説明をわかりやすくするために、単一のシェルフだけがラベル付けされている。いくつかの例では、シェルフは、他の構成要素から構成され、各半分内に、または単一の半分のみに位置付けられ得る。

加圧流体が空洞から出得る出口スリット１０１５を作成するために、厚さ０．００２インチ以上、またはそれ以下などのスペーサ材料１０１８の薄片を２つの半分１００５と１００６の間に挟み得る。スペーサ材料は、エアナイフ内に所定の幅およびスペーサ形状を備えた隙間を作成し得る。ポリエステル、プラスチック、または他のかかる材料などスペーサ材料はまた、スペーサの出口縁に沿って所定の数のセパレータストリップ１０１７も含み得、セパレータストリップは、所定の場所に位置付けられている。いくつかの例では、セパレータストリップは、スペーサ材料１０１８以外の材料から形成され得、および／またはエアナイフに一体的に形成され得る。

セグメント化されたエアナイフの出力チャネルは、異物を除去するように設計されているセンサカバーの形状に対して輪郭付けられ得る。これに関して、エアナイフのセグメントは、カバーから異物を確実に除去するように位置付けられ得る。例えば、図１１の回転可能なセンサ１１０１のようなセンサは、センサ１００および６３１と比較され得、丸みを帯びた底部１１１０を備えたセンサカバーを有し得る。エアナイフ１２０、７０１、７１１、９１１などで見られるように、入力部、出力チャネルなどを含む、エアナイフ１１２０の上部セグメント１１３０によって、押し下げられたときに丸みを帯びた底部に移動し得る異物の除去を改善するために、セグメント１１３２および１１３４などの下部セグメントは、センサカバー１１１５の形状に合わせて輪郭付けられ得、センサカバー１１１５は、センサカバー１１５の特徴を含み得る。したがって、異物が丸みを帯びた基部に向かって移動すると、下部セグメント１１３２は、異物をセンサカバー１１１５の最下点に向けて押し込み得、エアナイフ１１２０の他の下部セグメント１１３４は、異物をセンサカバーから吹き飛ばし得る。

いくつかの実施形態では、センサは、センサカバーにおいて加圧流体を吹きつけるエアナイフによって引き起こされる抗力を監視し得る。判定された抗力に基づいて、センサを回転させるモータへの電力を増加または減少させて、センサの一貫したスキャン速度を保証し得る。

いくつかの実施形態では、異物センサは、センサカバーを監視し得る。これに関して、異物センサは、センサカバーを監視して、汚染物質または異物または汚染物質がセンサカバー１１１５上に存在するかどうかを判定し得る。汚染物質または異物の閾値数がセンサカバー上に存在すると判定すると、異物センサは、エアナイフシステム４００を係合する信号を提供し得る。センサカバーに異物がないか、またはセンサカバー１１５上の異物レベルが所定の閾値未満であると判定すると、異物センサは、エアナイフシステム４００に信号を送って係合を解放し得る。特定の例では、異物センサは、エアナイフシステム４００をいつ係合／解放するかを判定し得る、本明細書に記載のコントローラなどのコンピューティングデバイスにデータを提供し得る。

図４に戻って参照すると、エアナイフシステム４００は、エアナイフシステム４００の構成要素の動作を制御し得る、１つ以上のマイクロプロセッサ、プロセッサ、コンピュータデバイスなどを有するコントローラ４８０を含み得る。これに関して、コントローラ４８０は、ポンプ４５５、ヒータ４３０、およびブロワ４２０、ならびに異物センサ４９０などシステムの他の構成要素に接続され得る。係合する信号を受信するか、または異物センサ４９０などのセンサから受信したデータに基づいてシステムが係合すべきであると判定すると、コントローラ４８０は、エアナイフシステム４００の１つ以上の構成要素を係合させ得る。例えば、コントローラ４８０は、図１１に示されるセンサカバー１１１５などのセンサカバーが汚れていると異物センサ４９０が判定すると、ブロワ４２０を係合させて、エアナイフ１２０がセンサカバー上に加圧流体の流れを出力するようにし得る。センサカバーが依然として汚れたままである場合、コントローラは、ポンプ４５５を始動させて、洗浄液４５０をセンサカバー１１１５上に噴霧し得る。センサカバー１１１５から汚れおよび異物が取り除かれると、コントローラ４８０は、エアナイフシステムの構成要素を解放し得る。いくつかの例では、コントローラは、車両の外部に対する周囲温度データを受信して、エアナイフシステム４００の動作中にヒータ４３０を係合させるべきか、または解放すべきかを判定し得る。これに関して、周囲温度が華氏４０度以上、またはそれ以下などの閾値未満である場合、コントローラ４８０は、ブロワ４２０が係合しているときにヒータを係合させ得る。

いくつかの例では、コントローラ４８０は、例えば、スイッチ、ボタン、レバーなどの手動操作入力部から信号を受信し得る。受信した信号に応答して、コントローラ４８０は、エアナイフシステム４００を係合し得るか、または解除し得る。

前述の代替例の大部分は、相互に排他的ではなく、様々な組み合わせで実施され、独自の利点を達成し得る。上述した特徴のこれらおよび他の変形ならびに組み合わせは、特許請求の範囲によって定義される主題から逸脱せずに利用され得るため、前述の実施形態の説明は、特許請求の範囲によって定義された主題を限定するものとしてではなく、例示するものとしてみなされるべきである。例として、前述の動作は、上記の正確な順序で実行される必要はない。むしろ、様々なステップを、逆順または同時になど、異なる順序で処理され得る。特に明記されていない限り、ステップは、省略され得る。加えて、本明細書に説明された実施例、ならびに「など」、「含む」などとして表現された語句の提供は、特許請求の範囲の主題を特定の例に限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ、それらの例は、多くの可能性のある実施形態のうちの単なる１つを例示することが意図されている。さらに、異なる図面中の同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を識別することができる。

Claims (18)

1. センサをきれいにするためのシステムであって、前記システムは、
   エアナイフと、
   センサカバーであって、前記センサカバーは、１つ以上のセンサを収容するように構成されている、センサカバーと、
   前記センサカバーを回転させるためのセンサモータと、を含み、
   前記エアナイフは、前記センサモータが前記センサカバーを回転させながら、前記センサカバーに対して流体の加圧された流れを提供することにより、前記センサカバーから異物を取り除くように構成され、
   複数のシェルフが、前記エアナイフ内に位置付けられている、
   システム。
2. 前記エアナイフは、
   前記流体の加圧された流れを受け取るための入力部と、
   前記センサカバーに対して前記流体の加圧された流れを提供するための出力部と、を含む、請求項１に記載のシステム。
3. ブロワをさらに含み、前記ブロワは、前記流体の加圧された流れを前記エアナイフの前記入力部に提供する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記エアナイフと前記ブロワとの間に配設されたヒータをさらに含み、前記ヒータは、前記流体の加圧された流れを加熱する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記センサカバー上に洗浄液を発射するように構成されたノズルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ノズルに前記洗浄液を提供するためのポンプをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記ノズルは、前記ポンプに導管を介して接続されている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記エアナイフに洗浄液を提供するためのポンプをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記エアナイフは、動作中に前記エアナイフが前記１つ以上のセンサの動作領域の外側にあるように位置付けられるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
10. 前記エアナイフは、前記センサカバー内の前記１つ以上のセンサの動作領域の外側に位置付けられている、請求項１に記載のシステム。
11. 前記エアナイフは、車両の本体内の前記１つ以上のセンサの動作領域の外側に位置付けられている、請求項１に記載のシステム。
12. センサをきれいにするためのシステムであって、前記システムは、
    エアナイフと、
    センサカバーであって、前記センサカバーは、１つ以上のセンサを収容するように構成されている、センサカバーと、
    前記センサカバーを回転させるためのセンサモータと、を含み、
    前記エアナイフは、前記センサモータが前記センサカバーを回転させながら、前記センサカバーに対して流体の加圧された流れを提供することにより、前記センサカバーから異物を取り除くように構成され、
    前記エアナイフは、出力チャネルを含み、複数のセグメントが、前記出力チャネルの部分を分離しており、
    前記複数のセグメントの各々が、前記出力チャネルに位置付けられたセパレータストリップから形成されている、
    システム。
13. 前記セパレータストリップは、前記エアナイフの面に対して下向きに角度が付けられている、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記流体の加圧された流れが、過半の速度成分が前記エアナイフの面に対して下向きに角度が付けられた状態で前記複数のシェルフを出るように、前記複数のシェルフは輪郭付けられている、請求項１に記載のシステム。
15. 前記シェルフは、各シェルフが前記センサカバーの部分に対して輪郭付けられるように輪郭付けられている、請求項１に記載のシステム。
16. 第２のエアナイフをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記エアナイフは、前記センサカバーに対して、前記流体の加圧された流れを、前記エアナイフの面に対して実質的に下向きの方向に提供することによって、前記センサカバーをきれいにするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
18. 車両をさらに含み、前記センサカバーは、前記車両に取り付けられている、請求項１に記載のシステム。

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