KR20200040013A - 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량 - Google Patents

센서 직접세척 장치 및 자율주행차량 Download PDF

Info

Publication number
KR20200040013A
KR20200040013A KR1020180119712A KR20180119712A KR20200040013A KR 20200040013 A KR20200040013 A KR 20200040013A KR 1020180119712 A KR1020180119712 A KR 1020180119712A KR 20180119712 A KR20180119712 A KR 20180119712A KR 20200040013 A KR20200040013 A KR 20200040013A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
cleaning device
link
frame
rack bar
Prior art date
Application number
KR1020180119712A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102552085B1 (ko
Inventor
남근형
김동하
박은수
조태웅
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180119712A priority Critical patent/KR102552085B1/ko
Priority to US16/423,517 priority patent/US11203326B2/en
Priority to DE102019116717.5A priority patent/DE102019116717A1/de
Priority to CN201910544349.4A priority patent/CN111002950B/zh
Publication of KR20200040013A publication Critical patent/KR20200040013A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102552085B1 publication Critical patent/KR102552085B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B60S1/566—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens including wiping devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B60S1/60—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens for signalling devices, e.g. reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/16—Means for transmitting drive
    • B60S1/18—Means for transmitting drive mechanically
    • B60S1/26—Means for transmitting drive mechanically by toothed gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/06—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive
    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/46—Cleaning windscreens, windows or optical devices using liquid; Windscreen washers
    • B60S1/48—Liquid supply therefor
    • B60S1/52—Arrangement of nozzles; Liquid spreading means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
    • B60S1/34—Wiper arms; Mountings therefor
    • B60S1/3402—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns
    • B60S1/3404—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns the wiper blades being moved substantially parallel with themselves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
    • B60S1/34—Wiper arms; Mountings therefor
    • B60S1/3402—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns
    • B60S1/3409—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns the wiper arms consisting of two or more articulated elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/50—Magnetic or electromagnetic sensors
    • B60W2420/52—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2422/00—Indexing codes relating to the special location or mounting of sensors
    • B60W2422/90—Indexing codes relating to the special location or mounting of sensors on bumper, e.g. collision sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S2007/4975—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen
    • G01S2007/4977—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen including means to prevent or remove the obstruction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93275—Sensor installation details in the bumper area
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4039—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of sensor or antenna obstruction, e.g. dirt- or ice-coating
    • G01S7/4043—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of sensor or antenna obstruction, e.g. dirt- or ice-coating including means to prevent or remove the obstruction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 자율주행차량(100)에 적용된 센서 직접세척 장치(1)는 모터(11)의 동력을 이용한 랙 바 세트(15)의 반대방향 직선이동이 발생되는 구동유닛(10), 상기 랙 바 세트(15)의 반대방향 직선이동에 의한 절곡 프레임(23)의 접힘과 펼침의 전개 움직임으로 센서(1-1)의 표면 이물질 제거를 위한 상하방향 이동이 발생되는 이동유닛(20)을 포함함으로써 센서(1-1)의 이물질에 대한 직접적인 세척으로 센서성능 최적유지가 가능하고, 특히 주정차 상황과 험로 운행 상황 및 비/눈의 악천후 운행 환경과 같이 센서 오염도가 높은 조건에서도 깨끗한 센서 표면으로 자율주행 작동에 필수적인 센서성능을 유지시켜주는 특징이 구현된다.

Description

센서 직접세척 장치 및 자율주행차량{Sensor Direct Cleaning Device and Autonomous Vehicle Thereof}
본 발명은 센서 세척 장치에 관한 것으로, 특히 센서의 노출된 외부표면에 에 묻은 이물질(즉, 센서 성능저하를 가져오는 오염물질)을 직접적인 세척으로 제거할 수 있는 센서 직접세척 장치가 적용된 자율주행차량에 관한 것이다.
최근 들어 빠르게 기술 개발이 이루어지고 있는 자율주행차량은 전후 및 좌우 방향을 포함한 자차 주변부 물체 인식에 대해 GPS(위성항법장치)(Global Positioning System)와 함께 다수의 센서를 활용한다.
일례로 다수의 센서는 동작을 위한 노출 여부로 레이더(RADAR)와 라이다(LiDAR: Light Detection And Ranging)로 구별된다. 상기 레이더는 비노출 타입 센서로서, 전자기파 송수신으로 물체까지의 정확한 거리와 관측지점에 대한 물체의 상대 속도를 정확히 측정해 차량으로 제공한다. 반면 상기 라이다는 노출 타입 센서로서, 빛을 보낸 뒤 반사돼 들어오는 신호를 계산해 범위 내에 있는 물체의 형태를 3D(3차원)로 인식함으로써 GPS와 레이더 등과 연동해 차량의 위치를 파악하고 진행 방향과 앞차와의 거리 등을 계산한다.
그러므로 상기 레이더와 라이다는 전파나 조사광이 간섭받지 않는 차량 범퍼의 안쪽부위로 설치되어 외부 오염원으로부터 안정적인 보호가 이루어지는 센서보호 구조를 적용한다.
특히 센서보호구조 측면에서, 상기 라이다는 노출 상태에서 동작 가능한 센서 특성상 라이다 조사광 영역만 개방공간으로 형성하는 노출최소화방식을 적용하고, 반면 상기 레이더는 가린 상태에서 동작 가능한 센서 특성상 열선이 구비된 전방보호커버로 노출차단방식을 적용한다.
국내공개특허 10-2004-0082162(2004.09.24)
하지만 상기 라이다는 센서 특성상 구조적으로 상기 레이더의 직접오염방지 및 결빙 방지 효과에 못 미치고 있다.
특히 상기 라이다의 외부노출 보호구조는 라이다 조사 광 영역의 개방공간으로 인해 외부노출상태를 형성함으로써 개방공간은 라이다 쪽으로 외무 오염물질을 유입시키는 통로로 작용된다. 특히 상기 개방공간을 통한 외부오염물질 유입은 주정차 상황과 험로 운행 상황 및 비/눈의 악천후 운행 환경에서 더욱 심화됨으로써 라이다 오염 및 파손이 가속화될 수밖에 없다.
나아가 상기 라이다 오염 및 파손은 자율주행 작동에 치명적인 영향을 끼침으로써 자율주행차량의 운행을 불가 상태로 빠뜨릴 수도 있다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 광 조사가 이루어지는 외부노출 센서에 묻은 이물질을 직접적인 세척으로 제거해줌으로써 센서성능을 항상 최적으로 유지할 수 있고, 특히 주정차 상황과 험로 운행 상황 및 비/눈의 악천후 운행 환경과 같이 센서 오염도가 높은 조건에서도 깨끗한 센서 표면으로 자율주행 작동에 필수적인 센서성능을 유지시켜주는 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서 직접세척 장치는 구동유닛의 동력으로 접힘과 펼침의 전개 움직임이 이루어지고, 상기 전개 움직임에 의한 상하방향 이동이 센서의 표면에 묻은 이물질을 제거해 주는 이동유닛;이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 구동유닛은 동력을 발생하는 모터, 상기 모터의 동력을 회전력으로 전환하는 기어세트, 상기 이동유닛의 접힘과 펼침이 이루어지도록 상기 기어세트의 회전력을 직선이동으로 전환하는 랙 바 세트로 구성된다. 상기 랙 바 세트는 랙 기어를 매개로 맞물린 상기 기어세트의 회전으로 상기 직선이동이 서로 반대방향으로 이루어지는 어퍼 랙 바와 로어 랙 바의 쌍으로 구성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 이동유닛은 상기 접힘시 상기 센서의 위쪽으로 위치되는 반면 상기 펼침시 상기 센서의 아래쪽으로 위치되며, 상기 전개는 상기 센서의 전체를 감싸는 사각 프레임의 형상으로 형성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 이동유닛은 상기 어퍼 랙 바에 연결되어 함께 이동되는 우측 연결 프레임, 상기 로어 랙 바에 연결되어 함께 이동되는 좌측 연결 프레임으로 구분되어 상기 랙 바 세트의 이동방향으로 함께 이동되는 연결 프레임, 상기 우측 연결 프레임과 상기 좌측 연결 프레임의 각각에 연결되어 상기 센서가 노출되는 사각 테두리를 형성하는 절곡 프레임, 상기 절곡 프레임의 자유단과 결합된 와이퍼 프레임으로 구성된다.
바람직한 실시예로서, 상기 절곡 프레임은 상기 우측 연결 프레임과 상기 좌측 연결 프레임의 각각에 연결된 인터 링크, 상기 인터 링크와 상기 와이퍼 프레임의 각각에 연결된 관절 링크로 구성된다. 상기 관절 링크는 상기 인터 링크와 회전 축을 매개로 연결된 제1 링크, 상기 제1 링크와 힌지 핀을 매개로 연결되면서 연결 핀을 매개로 상기 와이퍼 프레임에 고정된 제2 링크로 구분된다.
바람직한 실시예로서, 상기 회전 축은 상기 좌측 연결 프레임과 상기 우측 연결 프레임의 직선이동방향에 따라 상기 인터 링크를 시계방향이나 반시계방향으로 움직여주는 회전중심으로 작용한다. 상기 인터 링크의 시계방향이나 반시계방향 움직임은 상기 힌지 핀을 매개로 상기 제1 링크와 상기 제2 링크에 상기 전개 움직임을 형성시켜준다. 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 상기 전개 움직임은 상기 와이퍼 프레임에 상기 상하방향 이동을 형성시켜준다.
바람직한 실시예로서, 상기 와이퍼 프레임은 상기 센서의 표면에 밀착된 와이퍼를 구비한다. 상기 센서의 표면에는 상기 센서의 위쪽에서 아래쪽으로 워셔액이 분사되고, 상기 워셔액은 상기 구동유닛에 위치되는 워셔액 노즐을 통해 분사된다.
바람직한 실시예로서, 상기 센서는 광 조사 센서 또는 전자기파 송수신 센서이다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자율주행차량은 모터의 동력을 이용한 랙 바 세트의 반대방향 직선이동이 발생되는 구동유닛, 상기 랙 바 세트의 반대방향 직선이동에 의한 절곡 프레임의 접힘과 펼침의 전개 움직임으로 상하방향 이동이 발생되는 이동유닛을 갖춘 센서 직접세척 장치; 상기 센서 직접세척 장치가 구비된 프론트 범퍼; 상기 프론트 범퍼에서 외부 노출되어 상기 상하방향 이동으로 표면 이물질이 제거되는 라이다; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 센서 직접세척 장치는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 상하방향 이동의 전환을 상기 구동유닛의 정역회전 제어로 구현한다. 상기 컨트롤러는 상기 구동유닛으로 제어신호 출력과 연계된 데이터 맵을 구비하고, 상기 데이터 맵은 주행거리, 대기온도, 설정시간, 워셔액 분사 시간, 주/정차 시간, 험로 운행, 악천후 운행에 대한 테이블 구축이 이루어진다. 상기 컨트롤러는 상기 컨트롤러로 신호를 보내는 수동 버튼과 자동 버튼으로 구분된 조작버튼과 연계된다.
바람직한 실시예로서, 상기 센서 직접세척 장치는 워셔액 분사 장치와 연계되고, 상기 워셔액 분사 장치는 상기 이동유닛에 구비된 와이퍼로 세척되는 상기 라이다의 표면으로 워셔액을 분사한다.
이러한 본 발명의 자율주행차량은 센서 직접세척 장치를 적용함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 조사 광으로 인해 외부 노출이 필요한 외부노출 센서에 대한 오염 문제가 근본적으로 해소된다. 둘째, 센서 표면의 이물질을 직접적으로 세척하여 최적센서성능이 유지됨으로써 센서 오염도가 높은 주정차 상황과 험로 운행 상황 및 비/눈의 악천후 운행 환경에서도 센서 문제를 발생시키지 않는다. 셋째, 외부노출 센서인 고가의 라이다에 대한 오염 및 파손 방지로 교체 및 수리에 따른 비용 절감이 가능하다. 넷째, 광 조사 센서인 라이다의 오염을 해소함으로써 중요성이 부각되고 있는 자율주행차량의 안정적인 센서 정보 확보가 가능하다. 다섯째, 라이다 센서 사용이 불가피한 자율주행차량이 핵심 기능 수행에 대한 문제없는 운행을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 구동유닛 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 이동유닛 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이동유닛의 펼쳐진 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 와이퍼 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 하방향 이동 동작이며, 도 7은 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치의 상방향 이동 동작이고, 도 8은 본 발명에 따른 센서 직접세척 장치가 적용된 자율주행차량의 예이며, 도 9는 본 발명에 따른 자율주행차량에서 센서 직접세척 장치의 작동 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 센서 직접세척 장치(1)는 구동유닛(10), 이동유닛(20), 와이퍼(30), 컨트롤러(40) 및 워셔액이 분사되는 워셔액 유닛(60)을 포함한다.
일례로 상기 센서(1-1)는 외부노출 상태에서 동작되어 오염도가 심한 라이다와 같은 외부노출타입 센서이나 이물질이 부착될 수 있는 전파 투과 커버를 적용한 레이더도 포함된다.
일례로 상기 구동유닛(10)은 센서(1-1)를 에워싼 프레임 구조로 구성되고, 컨트롤러(40)의 제어로 동작하여 구동력을 발생하는 와이퍼 모터(즉, 도 2의 모터(11)) 및 감속기(즉, 도 2의 기어세트(13))를 구비한다. 상기 이동유닛(20)은 구동유닛(10)의 동력에 의해 센서(1-1)의 상하 방향으로 움직인다. 상기 와이퍼(30)는 이동유닛(20)과 함께 움직이면서 센서(1-1)의 표면에 묻은 이물질을 직접적으로 제거해준다.
일례로 상기 컨트롤러(40)는 구동유닛(10)의 와이퍼 모터에 대한 제어 신호와 워셔액 유닛(60)의 워셔 모터에 대한 제어 신호를 발생한다. 특히 상기 컨트롤러(40)는 구동유닛(10)의 회전 방향을 정회전(예, 이동유닛(20)의 차량 설치 상태에서 노면에서 올라오는 상방향 이동력 제공) 및 역회전(예, 이동유닛(20)의 차량 설치 상태에서 노면에 다가가는 하방향 이동력 제공)으로 제어한다.
이를 위해 상기 컨트롤러(40)는 데이터 맵(40-1)을 구비하고, 상기 데이터 맵(40-1)은 주행거리, 대기온도, 설정시간, 워셔액 분사 시간, 주/정차 시간, 험로 운행, 악천후 운행 등을 입력정보로 검출 및 확인하고, 상기 입력정보를 테이블로 구축한다. 이 경우 상기 입력정보는 차량에 탑재된 통상적인 센서로 검출한다.
특히 상기 데이터 맵(40-1)은 센서(1-1)의 세척 길이에 맞춰진 모터 정/역회전 동작시간 타이머 설정을 포함한다. 그러므로 컨트롤러(40)는 워셔 모터 제어신호로부터 타이머 경과 시점에서 워셔 모터를 중지시키고, 와이퍼 모터 제어신호로부터 모터 정회전 동작시간 타이머 경과 시점에서 다시 모터 역회전 동작시간 타이머로 전환한 다음 세척시간경과 시 와이퍼 모터를 중지시켜 준다. 이 경우 와이퍼 모터의 타이머 설정은 센서(1-1)의 세척 길이에 맞춰진다.
일례로 상기 조작버튼(50)은 수동 버튼(51)과 자동 버튼(53)으로 구분된다. 상기 수동 버튼(51)은 운전자 누름을 온(ON)으로 누름 해제를 오프(OFF)로 하는 푸시 버튼식으로 온/오프(ON/OFF) 신호를 컨트롤러(40)의 조작 신호로 전달하고, 온(ON)에서 컨트롤러(40)가 모터제어신호(예, 1회 온시 정회전 반면 2회 온시 역회전)를 출력한다. 상기 자동 버튼(53)은 컨트롤러(40)가 데이터 맵(40-1)과 연계하여 모터제어신호를 자동으로 출력하도록 한다.
일례로 상기 워셔액 유닛(60)은 워셔액 탱크(61)와 워셔액 호스(62) 및 워셔액 노즐(63)로 구성된다. 상기 워셔액 탱크(61)는 내부의 워셔액을 펌핑하는 모터를 구비한다. 상기 워셔액 호스(62)는 워셔액 탱크(61)에 연결되어져 모터로 펌핑되는 워셔액이 흐르는 통로로 이용되고, 적어도 2곳의 위치로 워셔액 흐름을 분리하여 준다. 상기 워셔액 노즐(63)은 워셔액 호스(62)의 2가닥 분기라인 끝에 구비되어져 워셔액을 센서(1-1)의 표면으로 분사하여 준다. 그러므로 상기 워셔액 유닛(60)은 통상적인 차량에 적용된 워셔액 시스템과 동일하다.
한편 도 2 내지 도 5는 구동유닛(10)과 이동유닛(20) 및 와이퍼(30)의 상세 구성을 예시한다.
도 2를 참조하면, 상기 구동유닛(10)은 모터(11)와 기어세트(13) 및 랙 바 세트(15)로 구성된다.
구체적으로 상기 모터(11)는 전체 외관을 이루는 하우징의 내부 공간에 위치되고, 컨트롤러(40)의 와이퍼 모터 제어 신호로 정/역회전된다. 상기 모터(11)는 BLDC(Brushless Direct Current) 3상 모터 또는 스텝 모터가 적용될 수 있다. 이 경우 상기 하우징은 결합부품에 볼팅 또는 용접 결합됨으로써 센서 직접세척 장치(1)의 장착 및 고정 부위로 이용된다.
구체적으로 상기 기어세트(13)는 하우징의 내부 공간에 위치되고, 모터기어(13-1)와 구동기어(13-2) 및 종동기어(13-3)로 구성된다. 상기 모터기어(13-1)와 상기 구동기어(13-2)는 웜기어를 구성함으로써 모터(11)의 모터 축에 직접 연결된 모터기어(13-1)는 웜으로 작용하는 반면 모터기어(13-1)와 맞물린 구동기어(13-2)는 웜 휠로 작용한다. 그러므로 모터(11)의 회전방향은 모터기어(13-1)를 거쳐 구동기어(13-2)의 회전 방향으로 전환된다.
특히 상기 종동기어(13-3)는 대/소 직경 기어의 이중 기어 구조(도시되지 않음)로 이루어지고, 대 직경 기어는 구동기어(13-2)와 맞물려 회전력을 전달받는 반면 소 직경 기어는 어퍼/로어 랙 바(15-1,15-2)의 랙 기어(15a)에 각각 맞물려 어퍼 랙 바(15-1)와 로어 랙 바(15-2)를 서로 반대방향으로 직선 이동시켜 준다.
구체적으로 상기 랙 바 세트(15)는 하우징의 내부 공간에서 종동기어(13-3)와 맞물린 랙 기어(15a)를 각각 형성하고, 어퍼 랙 바(15-1)와 로어 랙 바(15-2)를 쌍으로 하여 종동기어(13-3)와 맞물린 랙 기어(15a)를 매개로 하여 서로 마주보는 간격으로 배열됨으로써 종동기어(13-3)의 회전방향에 따라 서로 반대방향의 직선 이동을 형성한다.
일례로 상기 어퍼 랙 바(15-1)의 우측방향 직선이동(즉, 도 2의 xyz 좌표계의 x(+)방향에서 모터(11)로부터 멀어지는 방향)과 상기 로어 랙 바(15-2)의 좌측방향 직선이동(즉, 도 2의 xyz 좌표계의 x(-)방향에서 모터(11)로부터 멀어지는 방향)은 이동유닛(20)의 상방향 이동을 형성한다. 반면 상기 어퍼 랙 바(15-1)의 좌측방향 직선이동(즉, 도 2의 xyz 좌표계의 x(+)방향에서 모터(11)로 다가가는 방향)과 상기 로어 랙 바(15-2)의 좌측방향 직선이동(즉, 도 2의 xyz 좌표계의 x(+)방향에서 모터(11)로 다가가는 방향)은 이동유닛(20)의 하방향 이동을 형성한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 이동유닛(20)은 연결 프레임(21)과 절곡 프레임(23) 및 와이퍼 프레임(27)으로 구성됨으로써 하방향 이동에 의한 펼침 상태로 사각 프레임(square shape frame)을 형성한다.
구체적으로 상기 연결 프레임(21)은 우측 연결 프레임(21-1)과 좌측 연결 프레임(21-2)으로 구분된다. 상기 우측 연결 프레임(21-1)은 어퍼 랙 바(15-1)의 끝부위에 고정되어 어퍼 랙 바(15-1)와 동일한 방향으로 이동되고, 상기 좌측 연결 프레임(21-2)은 로어 랙 바(15-2)의 끝부위에 고정되어 로어 랙 바(15-2)와 동일한 방향으로 이동된다, 그러므로 상기 우측 연결 프레임(21-1)과 상기 좌측 연결 프레임(21-2)은 이동유닛(20)의 사각 프레임 중 상단 변(square upper side)을 형성한다.
구체적으로 상기 절곡 프레임(23)은 우측 절곡 프레임(23-1)과 좌측 절곡 프레임(23-2)으로 구분된다. 상기 우측 절곡 프레임(23-1)은 한쪽 끝부위가 우측 연결 프레임(21-1)에 연결되면서 반대쪽 끝부위가 와이퍼 프레임(27)에 연결된다. 상기 좌측 절곡 프레임(23-2)은 좌측 연결 프레임(21-2)에 연결되면서 반대쪽 끝부위가 와이퍼 프레임(27)에 연결된다. 그러므로 상기 우측 절곡 프레임(23-1)과 상기 좌측 절곡 프레임(23-2)은 이동유닛(20)의 사각 프레임 중 좌우 양쪽 측변(square left/right side)을 형성한다.
특히 상기 우측 절곡 프레임(23-1)과 상기 좌측 절곡 프레임(23-2)의 각각은 인터 링크(24), 제1,2 링크(25-1,25-2)로 구분된 관절 링크(25), 힌지 핀(25-3), 연결 핀(25-4) 및 회전 축(26)을 구성요소로 한다.
일례로 상기 인터 링크(24)는 예각의 소정 경사각(K)을 갖는 꺾여 진 절곡 구조로 형성된다. 상기 인터 링크(24)는 우측 연결 프레임(21-1)과 핀으로 고정되면서 관절 링크(25)의 제1 링크(25-1)와 회전 축(26)으로 결합되어 우측 연결 프레임(21-1)과 일체화되고 동시에 좌측 연결 프레임(21-2)과 핀으로 고정되면서 관절 링크(25)의 제1 링크(25-1)와 회전 축(26)으로 결합되어 좌측 연결 프레임(21-1)과 일체화된다. 또한 상기 관절 링크(25)의 제1 링크(25-1)와 제2 링크(25-2)로 구분된다. 상기 제1 링크(25-1)는 인터 링크(24)를 매개로 좌/우측 절곡 프레임(23-2,23-1)의 각각에 연결되면서 힌지 핀(25-3)을 매개로 제2 링크(25-2)에 연결되고, 상기 제2 링크(25-2)는 제1 링크(25-1)와 연결된 상태에서 연결 핀(25-4)을 매개로 와이퍼 프레임(27)에 고정되어 일체화된다.
구체적으로 상기 와이퍼 프레임(27)은 와이퍼(30)의 탈장착을 위한 일방향 개방단면구조(예, “⊂”단면구조)로 이루어지고, 전체길이의 좌우 양쪽 끝부위로 각각 제2 링크(25-2)가 연결 핀(25-4)을 매개로 고정된다. 그러므로 상기 와이퍼 프레임(27)은 이동유닛(20)의 사각 프레임 중 하단 변(square lower side)을 형성한다.
구체적으로 상기 힌지 핀(25-3)은 제1.2 링크(25-1,25-2)의 펼침과 접힘이 가능하도록 제1.2 링크(25-1,25-2)의 회전중심으로 작용한다. 상기 연결 핀(25-4)은 제1.2 링크(25-1,25-2)의 펼침과 접힘에 따라 내려가거나 올라가도록 제2 링크(25-2)와 와이퍼 프레임(27)의 고정점으로 작용한다. 상기 회전 축(26)은 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 이동방향으로 잡아당겨지거나 밀려나는 인터 링크(24)의 회전중심으로 작용함으로써 제1.2 링크(25-1,25-2)가 인터 링크(24)의 회전을 통해 펼쳐지거나 접혀지도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 와이퍼(30)는 와이퍼 프레임(27)의 일방향 개방단면구조(예, “⊂”단면구조)에 끼워져 와이퍼 프레임(27)과 결합된다. 특히 상기 와이퍼(30)는 통상적인 와이퍼 구성과 동일하다. 다만 상기 와이퍼(30)는 와이퍼(30)의 상하 이동시 센서(1-1)의 곡률타입 센서커버(1-1A)를 따르는 상하 이동 과정에서 센서커버(1-1A)의 곡률면과 밀착성을 유지하도록 결합부를 이루는 프레임과 세척부를 이루는 블레이드 사이에 탄성체의 플렉시블 연결부를 적용하는 차이가 있다.
한편 도 6 및 도 7에는 센서(1-1)의 세척을 위해 상하방향으로 이동하는 센서 직접세척 장치(1)의 동작이 예시된다.
도 6은 구동유닛(10)에 의한 이동유닛(20)과 와이퍼(30)의 하방향 이동으로서, 수동 버튼(51) 또는 자동 버튼(53)의 온(ON) 조작으로 컨트롤러(40)가 워셔 모터 제어신호와 와이퍼 모터 제어신호를 각각 출력하여 워셔액 노즐(63)이 센서 커버(1-1A)에 워셔액을 분사함과 더불어 모터(11)가 모터 정회전 동작시간 타이머의 시점에 맞춰 정회전되는 경우로 가정하여 설명된다.
먼저 상기 모터(11)의 정회전은 모터기어(13-1)를 매개로 구동기어(13-2)의 회전으로 전환되고, 상기 구동기어(13-2)의 회전은 대/소 직경 기어의 이중 기어 구조(도시되지 않음)인 종동기어(13-3)의 회전으로 전환된다. 그러면 상기 종동기어(13-3)의 대 직경 기어와 일체화된 소 직경 기어는 어퍼/로어 랙 바(15-1,15-2)의 랙 기어(15a)에 각각 맞물린 상태에서 회전된다. 그 결과 어퍼 랙 바(15-1)와 로어 랙 바(15-2)를 서로 반대방향(즉, 서로 멀어지는 방향)으로 직선 이동시켜 준다.
이어 우측 연결 프레임(21-1)은 어퍼 랙 바(15-1)의 당김 이동으로 인해 잡아 당겨지고 동시에 좌측 연결 프레임(21-2)은 로어 랙 바(15-2)의 당김 이동으로 인해 잡아 당겨진다. 그러면 인터 링크(24)가 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 각각에 연결된 상태에서 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 당김 이동으로 회전 축(26)을 매개로 하여 벌려진다. 즉, 상기 인터 링크(24)가 회전 축(26)을 매개로 하여 시계방향으로 회전된다.
계속해서 제1,2 링크(25-1,25-2)는 인터 링크(24)가 가하는 힘을 받으면서 힌지 핀(25-3)을 매개로 하여 펼쳐짐으로써 와이퍼 블레이드(27)와 함께 하방향 이동을 시작한다. 그러면 와이퍼(20)는 센서(1-1)에 접촉한 상태에서 워셔액으로 젖은 이물질을 제거하면서 와이퍼 블레이드(27)와 함께 하방향 이동한다. 이 경우 상기 와이퍼(20)의 하방향 이동은 제1,2 링크(25-1,25-2)가 완전하게 펼쳐질 때 까지 지속된 후 종료된다.
반면 도 7은 구동유닛(10)에 의한 이동유닛(20)과 와이퍼(30)의 상방향 이동으로서, 컨트롤러(40)가 모터 정회전 동작시간 타이머 경과 후 모터 역회전 동작시간 타이머의 시점에 맞춰 역회전되는 경우로 가정하여 설명된다.
먼저 상기 모터(11)의 역회전은 모터기어(13-1)와 구동기어(13-2)를 거쳐 구동기어(13-2)의 대/소 직경 기어의 회전으로 전환되고, 상기 종동기어(13-3)의 소 직경 기어는 랙 기어(15a)를 통해 어퍼 랙 바(15-1)와 로어 랙 바(15-2)를 서로 반대방향(즉, 서로 다가오는 방향)으로 직선 이동시켜 준다. 그러면 우측 연결 프레임(21-1)은 어퍼 랙 바(15-1)의 밀림 이동으로 인해 밀려나고 동시에 좌측 연결 프레임(21-2)은 로어 랙 바(15-2)의 밀림 이동으로 인해 밀려난다.
이어 인터 링크(24)는 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 각각에 연결된 상태에서 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 밀림 이동으로 회전 축(26)을 매개로 하여 접혀진다. 즉, 상기 인터 링크(24)가 회전 축(26)을 매개로 하여 반시계방향으로 회전된다.
그 결과 제1,2 링크(25-1,25-2)는 인터 링크(24)가 가하는 힘을 받으면서 힌지 핀(25-3)을 매개로 하여 접혀짐으로써 와이퍼 블레이드(27)와 함께 상방향 이동을 시작한다. 그러면 와이퍼(20)는 센서(1-1)에 접촉한 상태에서 워셔액으로 젖은 이물질을 제거하면서 와이퍼 블레이드(27)와 함께 상방향 이동한다. 이 경우 상기 와이퍼(20)의 상방향 이동은 제1,2 링크(25-1,25-2)가 완전하게 접혀질 때 까지 지속된 후 종료된다.
실제적으로 센서(1-1)의 세척을 위한 와이퍼(20)의 동작은 수동 버튼(51)의 오프(OFF) 조작 또는 자동 버튼(53)의 설정 타이머 시간 도달로 인한 센서 직접세척 장치(1)의 동작 중지시까지 반복적으로 지속된다.
한편 도 8은 자율주행차량(100)의 예로서, 상기 자율주행차량(100)은 프론트 범퍼(110)에 라이다(LiDAR: Light Detection And Ranging)(130)를 구비하고, 상기 라이다(130)에 센서 직접세척 장치(1)를 장착한다.
구체적으로 상기 센서 직접세척 장치(1)는 도 1 내지 도 7을 통해 기술된 센서 직접세척 장치(1)와 동일하다. 다만 상기 센서 직접세척 장치(1)는 구동유닛(10)의 하우징을 프론트 범퍼(110)의 범퍼 어셈블리(111))에 볼팅 또는 용접 결합하며, 컨트롤러(40)를 차량용 엔진 ECU(Electronic Control Unit)으로 대체하고, 워셔액 유닛(60)을 차량의 와이퍼 시스템과 연계되어 전/후방 윈도우에 워셔액을 분사하는 차량용 워셔액 분사 장치(120)로 대체하며, 센서(1-1)를 라이다(130)로 대체하는 차이가 있다. 또한 상기 센서 직접세척 장치(1)는 수동 버튼(51)과 자동 버튼(53)으로 구분된 조작버튼(50)이 자율주행차량(100)의 운전석 클러스터 또는 조향휠 쪽으로 설치된다.
구체적으로 상기 프론트 범퍼(110)는 범퍼 어셈블리(111)와 범퍼 커버(112)로 구성된다. 특히 상기 범퍼 어셈블리(111)는 라이다(130)가 외부 노출된 상태로 결합되는 센서 홀(111-1)을 뚫어주고, 상기 센서 홀(111-1)의 주변부위로 하우징을 이용하여 센서 직접세척 장치(1)가 결합된다.
도 9를 참조하면, 자율주행차량(100)에서 조작버튼(50)의 조작에 따른 센서 직접세척 장치(1)의 하방향 이동과 상방향 이동을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 수동 버튼(51) 또는 자동 버튼(53)의 조작으로 컨트롤러(40)가 워셔 모터 제어신호로 워셔액 분사 장치(120)를 동작시켜 라이다(130)로 워셔액을 분사하고 동시에 와이퍼 모터 정회전 제어로 센서 직접세척 장치(1)를 하방향 이동시켜 준다.
도 9의 좌측부위로 표현된 센서 직접세척 장치(1)의 하방향 이동을 참조하면, 모터(11)의 정회전이 기어세트(13)를 거쳐 어퍼/로어 랙 바(15-1,15-2)의 직선 당김 이동과 함께 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 당김을 가져옴으로써 회전 축(26)을 매개로 한 인터 링크(24)의 시계방향 회전으로 전환된다. 그러면 인터 링크(24)와 연결된 제1,2 링크(25-1,25-2)의 펼쳐짐은 와이퍼 프레임(27)을 하방향 이동시키고, 와이퍼(20)는 라이다(130)의 표면에서 워셔액으로 젖은 이물질을 제거하면서 와이퍼 프레임(27)과 함께 하방향 이동된다.
또한 도 9의 우측부위로 표현된 센서 직접세척 장치(1)의 상방향 이동을 참조하면, 모터(11)의 역회전이 기어세트(13)를 거쳐 어퍼/로어 랙 바(15-1,15-2)의 직선 밀림 이동과 함께 좌/우측 연결 프레임(21-2,21-1)의 밀림을 가져옴으로써 회전 축(26)을 매개로 한 인터 링크(24)의 반시계방향 회전으로 전환된다. 그러면 인터 링크(24)와 연결된 제1,2 링크(25-1,25-2)의 접혀짐은 와이퍼 프레임(27)을 상방향 이동시키고, 와이퍼(20)는 라이다(130)의 표면에서 워셔액으로 젖은 이물질을 제거하면서 와이퍼 프레임(27)과 함께 상방향 이동된다.
이어 센서 직접세척 장치(1)의 상/하방향 이동이 반복되어 라이다(130)의 표면을 깨끗하게 세척한 후 중지된다. 따라서 도 8의 센서 직접세척 장치(1)의 상/하방향 이동은 도 5와 도 6의 센서 직접세척 장치(1)의 상/하방향 이동과 동일하다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자율주행차량(100)에 적용된 센서 직접세척 장치(1)는 모터(11)의 동력을 이용한 랙 바 세트(15)의 반대방향 직선이동이 발생되는 구동유닛(10), 상기 랙 바 세트(15)의 반대방향 직선이동에 의한 절곡 프레임(23)의 접힘과 펼침의 전개 움직임으로 센서(1-1)의 표면 이물질 제거를 위한 상하방향 이동이 발생되는 이동유닛(20)을 포함함으로써 센서(1-1)의 이물질에 대한 직접적인 세척으로 센서성능 최적유지가 가능하고, 특히 주정차 상황과 험로 운행 상황 및 비/눈의 악천후 운행 환경과 같이 센서 오염도가 높은 조건에서도 깨끗한 센서 표면으로 자율주행 작동에 필수적인 센서성능을 유지시켜준다.
1 : 센서 직접세척 장치
1-1 : 센서 1-1A : 센서커버
10 : 구동유닛 11 : 모터
13 : 기어세트 13-1 : 모터기어
13-2 : 구동기어 13-3 : 종동기어
15 : 랙 바 세트 15-1,15-2 : 어퍼/로어 랙 바
15a : 랙 기어
20 : 이동유닛 21 : 연결 프레임
21-1,21-2 : 좌우측 연결 프레임
23 : 절곡 프레임 23-1,23-2 : 좌우측 절곡 프레임
24 : 인터 링크 25 : 관절 링크
25-1,25-2 : 제1,2 링크 25-3 : 힌지 핀
25-4 : 연결 핀 26 : 회전 축
27 : 와이퍼 프레임 30 : 와이퍼
40 : 컨트롤러 40-1 : 데이터 맵
50 : 조작버튼 51 : 수동 버튼
53 : 자동 버튼
60 : 워셔액 유닛 61 : 워셔액 탱크
62 : 워셔액 호스 63 : 워셔액 노즐
100 : 자율주행차량
110 : 프론트 범퍼 111 : 범퍼 어셈블리
111-1 : 센서 홀 112 : 범퍼 커버
120 : 워셔액 분사 장치
130 : 라이다(LiDAR: Light Detection And Ranging)

Claims (20)

  1. 구동유닛의 동력으로 접힘과 펼침의 전개 움직임이 이루어지고, 상기 전개 움직임에 의한 상하방향 이동이 센서의 표면에 묻은 이물질을 제거해 주는 이동유닛;
    이 포함되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동유닛은 상기 이동유닛의 상기 접힘과 상기 펼침을 위해 모터의 동력으로 반대방향 직선 이동이 이루어지는 어퍼 랙 바와 로어 랙 바의 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 모터와 상기 랙 바 세트는 기어세트를 매개로 연결되고, 상기 기어세트는 상기 모터의 동력을 회전력으로 전환하여 상기 어퍼 랙 바와 상기 로어 랙 바의 반대방향 직선이동으로 전환시켜주는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 어퍼 랙 바와 상기 로어 랙 바의 각각은 랙 기어를 매개로 상기 기어세트와 맞물리는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 이동유닛은 상기 어퍼 랙 바에 연결되어 함께 이동되는 우측 연결 프레임, 상기 로어 랙 바에 연결되어 함께 이동되는 좌측 연결 프레임, 상기 우측 연결 프레임과 상기 좌측 연결 프레임의 각각에 연결되어 상기 센서가 노출되는 사각 테두리를 형성하는 절곡 프레임, 상기 절곡 프레임의 자유단과 결합된 와이퍼 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 절곡 프레임은 상기 우측 연결 프레임과 상기 좌측 연결 프레임의 각각에 연결된 인터 링크, 상기 인터 링크와 상기 와이퍼 프레임의 각각에 연결된 관절 링크로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 관절 링크는 상기 인터 링크와 회전 축을 매개로 연결된 제1 링크, 상기 제1 링크와 힌지 핀을 매개로 연결되면서 연결 핀을 매개로 상기 와이퍼 프레임에 고정된 제2 링크로 구분되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 회전 축은 상기 좌측 연결 프레임과 상기 우측 연결 프레임의 직선이동방향에 따라 상기 인터 링크를 시계방향이나 반시계방향으로 움직여주는 회전중심으로 작용하는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 인터 링크의 시계방향이나 반시계방향 움직임은 상기 힌지 핀을 매개로 상기 제1 링크와 상기 제2 링크에 상기 전개 움직임을 형성시켜주는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 상기 전개 움직임은 상기 와이퍼 프레임에 상기 상하방향 이동을 형성시켜주는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  11. 청구항 5에 있어서, 상기 와이퍼 프레임은 상기 센서의 표면에 밀착된 와이퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  12. 청구항 5에 있어서, 상기 센서의 표면에는 워셔액 노즐을 통한 워셔액이 분사되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 워셔액 노즐은 상기 센서의 위쪽에서 아래쪽으로 상기 워셔액이 분사되도록 상기 구동유닛에 위치되는 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 센서는 광 조사 센서 또는 전자기파 송수신 센서인 것을 특징으로 하는 센서 직접세척 장치.
  15. 모터의 동력을 이용한 랙 바 세트의 반대방향 직선이동이 발생되는 구동유닛, 상기 랙 바 세트의 반대방향 직선이동에 의한 절곡 프레임의 접힘과 펼침의 전개 움직임으로 상하방향 이동이 발생되는 이동유닛을 갖춘 센서 직접세척 장치;
    상기 센서 직접세척 장치가 구비된 프론트 범퍼;
    상기 프론트 범퍼에서 외부 노출되어 상기 상하방향 이동으로 표면 이물질이 제거되는 라이다(Light Detection And Ranging);
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 센서 직접세척 장치는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 상하방향 이동의 전환을 상기 구동유닛의 정역회전 제어로 구현하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 구동유닛으로 제어신호 출력과 연계된 데이터 맵을 구비하고, 상기 데이터 맵은 주행거리, 대기온도, 설정시간, 워셔액 분사 시간, 주/정차 시간, 험로 운행, 악천후 운행에 대한 테이블 구축이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 컨트롤러는 조작버튼과 연계되고, 상기 조작버튼은 상기 컨트롤러로 신호를 보내는 수동 버튼과 자동 버튼으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 센서 직접세척 장치는 워셔액 분사 장치와 연계되고, 상기 워셔액 분사 장치는 와이퍼로 세척되는 상기 라이다의 표면으로 워셔액을 분사하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 와이퍼는 상기 이동유닛에 구비되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
KR1020180119712A 2018-10-08 2018-10-08 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량 KR102552085B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119712A KR102552085B1 (ko) 2018-10-08 2018-10-08 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량
US16/423,517 US11203326B2 (en) 2018-10-08 2019-05-28 Sensor cleaning device and autonomous vehicle thereof
DE102019116717.5A DE102019116717A1 (de) 2018-10-08 2019-06-20 Sensorreinigungsvorrichtung und autonomes fahrzeug damit
CN201910544349.4A CN111002950B (zh) 2018-10-08 2019-06-21 传感器清洁装置及其自主车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180119712A KR102552085B1 (ko) 2018-10-08 2018-10-08 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200040013A true KR20200040013A (ko) 2020-04-17
KR102552085B1 KR102552085B1 (ko) 2023-07-06

Family

ID=69886670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180119712A KR102552085B1 (ko) 2018-10-08 2018-10-08 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11203326B2 (ko)
KR (1) KR102552085B1 (ko)
CN (1) CN111002950B (ko)
DE (1) DE102019116717A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102519400B1 (ko) * 2021-11-01 2023-04-10 주식회사 성우하이텍 차량의 자율주행센서 클리닝 시스템 및 그 방법
KR20240035265A (ko) 2022-09-08 2024-03-15 에스엘 주식회사 세척 노즐의 분사 제어 시스템, 장치 및 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102552085B1 (ko) * 2018-10-08 2023-07-06 현대자동차주식회사 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량
KR20230075397A (ko) * 2020-08-25 2023-05-31 엠씨아이 (미러 컨트롤스 인터내셔널) 네덜란드 비.브이. 자동차의 광 감지 장치의 센서 윈도우를 세척하기 위한 모듈식 클리닝 시스템
NL2026335B1 (en) * 2020-08-25 2022-04-29 Mci Mirror Controls Int Netherlands B V Modular cleaning system for cleaning a sensor window of an optical sensing device of a motor vehicle
NL2026339B1 (en) * 2020-08-25 2022-04-29 Mci Mirror Controls Int Netherlands B V Modular cleaning system for cleaning a sensor window of an optical sensing device of a motor vehicle
NL2026336B1 (en) * 2020-08-25 2022-04-29 Mci Mirror Controls Int Netherlands B V Modular cleaning system for cleaning a sensor window of an optical sensing device of a motor vehicle
NL2026337B1 (en) * 2020-08-25 2022-04-29 Mci Mirror Controls Int Netherlands B V Modular cleaning system for cleaning a sensor window of an optical sensing device of a motor vehicle
CN113352994B (zh) * 2021-07-14 2023-05-16 经纬恒润(天津)研究开发有限公司 车用激光雷达安装结构和汽车
DE102022208967A1 (de) * 2022-08-30 2024-02-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lidarvorrichtung und Fahrzeug mit einer Lidarvorrichtung
CN118362980B (zh) * 2024-06-19 2024-08-16 安徽中科星驰自动驾驶技术有限公司 一种用于自动驾驶车辆的测距装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666173U (ja) * 1993-02-19 1994-09-16 株式会社富士通ゼネラル ワイパーユニット機構
KR19990008399U (ko) * 1997-08-02 1999-03-05 홍종만 차량용 리어 뷰 카메라의 청소장치.
KR20040082162A (ko) 2003-03-18 2004-09-24 삼성에스디에스 주식회사 차량 검출 장치에 구비된 센서부의 오염 여부 판별를 위한장치및 그 방법
WO2018135469A1 (ja) * 2017-01-23 2018-07-26 株式会社小糸製作所 車両用クリーナシステムおよび車両用クリーナシステムを備える車両

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8405951B2 (en) * 2010-06-21 2013-03-26 Tessera, Inc. Cleaning mechanism with tandem movement over emitter and collector surfaces
JP6260444B2 (ja) * 2014-05-08 2018-01-17 日産自動車株式会社 カメラ装置及びレンズ洗浄方法
JP6379706B2 (ja) * 2014-06-12 2018-08-29 株式会社デンソー 車載センサ洗浄装置
DE102014117165A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem
JP6728548B2 (ja) * 2015-07-14 2020-07-22 ゲボイデライニグング リッソウスキー ゲーエムベーハー 表面をきれいにするための清掃装置及びその方法
FR3039114B1 (fr) * 2015-07-22 2017-07-28 Valeo Systemes Dessuyage Dispositif de nettoyage d'un capteur pour vehicule automobile
NL2015468B1 (nl) * 2015-09-18 2017-04-19 MCI (Mirror Controls International) Netherlands B V Beweegbare beeldopname inrichting en voertuig voorzien van een dergelijke inrichting.
US20170313288A1 (en) * 2016-04-14 2017-11-02 Ford Global Technologies, Llc Exterior vehicle camera protection and cleaning mechanisms
US10604120B2 (en) * 2016-07-07 2020-03-31 Nio Usa, Inc. Sensor cleaning devices and systems
US10173646B1 (en) * 2017-07-07 2019-01-08 Uber Technologies, Inc. Sequential sensor cleaning system for autonomous vehicle
CN107499285A (zh) * 2017-08-24 2017-12-22 北京欧百拓信息科技发展有限公司 车载环境感知传感器的自动清洁装置
US10843669B2 (en) * 2017-09-28 2020-11-24 Uatc, Llc Sensor control system for autonomous vehicle
US20190106085A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-11 GM Global Technology Operations LLC System and method for automated decontamination of vehicle optical sensor lens covers
US11279324B2 (en) * 2018-09-26 2022-03-22 Waymo Llc Rotary wiper system
US11034336B2 (en) * 2018-10-05 2021-06-15 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems, apparatus, and methods to remove vehicle sensor debris
KR102552085B1 (ko) * 2018-10-08 2023-07-06 현대자동차주식회사 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666173U (ja) * 1993-02-19 1994-09-16 株式会社富士通ゼネラル ワイパーユニット機構
KR19990008399U (ko) * 1997-08-02 1999-03-05 홍종만 차량용 리어 뷰 카메라의 청소장치.
KR20040082162A (ko) 2003-03-18 2004-09-24 삼성에스디에스 주식회사 차량 검출 장치에 구비된 센서부의 오염 여부 판별를 위한장치및 그 방법
WO2018135469A1 (ja) * 2017-01-23 2018-07-26 株式会社小糸製作所 車両用クリーナシステムおよび車両用クリーナシステムを備える車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102519400B1 (ko) * 2021-11-01 2023-04-10 주식회사 성우하이텍 차량의 자율주행센서 클리닝 시스템 및 그 방법
KR20240035265A (ko) 2022-09-08 2024-03-15 에스엘 주식회사 세척 노즐의 분사 제어 시스템, 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN111002950A (zh) 2020-04-14
US11203326B2 (en) 2021-12-21
KR102552085B1 (ko) 2023-07-06
US20200108797A1 (en) 2020-04-09
CN111002950B (zh) 2024-09-06
DE102019116717A1 (de) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200040013A (ko) 센서 직접세척 장치 및 자율주행차량
CN110740908B (zh) 用于清洁物体表面的设备
CN110049904A (zh) 车辆用雨刮器装置及车辆用雨刮器装置的控制方法
CN112248970A (zh) 传感器清洁装置、方法、传感器识别系统和无人驾驶汽车
CN210502618U (zh) 汽车外置感知传感器清洗装置及汽车
CN115593360A (zh) 用于形成车辆顶部的包括可调节的清洁喷嘴的顶部模块
KR102312411B1 (ko) 차량용 무빙 카메라의 렌즈 이물질 세척 장치
EP3421307B1 (fr) Système d'essuyage et de lavage piloté d'une vitre de véhicule, essuie-glace, balai d'essuie-glace et procédé d'équipement d'un véhicule
CN110606052A (zh) 一种车身自动刷洗设备
CN111788092A (zh) 挡风玻璃雨刷器系统和包括该系统的车辆
JP6411810B2 (ja) ワイパ制御装置
KR20210046435A (ko) 오염제거장치
CN105835841A (zh) 智能洗车系统和洗车方法
CN113650584A (zh) 一种清洁装置、感知系统及移动工具
CN211055037U (zh) 一种自清洁车用后视镜
CN203425965U (zh) 一种摆动式喷水装置
CN208006920U (zh) 移动洗车装置和移动洗车机
CN203425947U (zh) 一种摆动式喷水装置
CN215826671U (zh) 一种清洁装置、感知系统及移动工具
CN206336255U (zh) 一种后视镜清洗装置及汽车
JP2007276675A (ja) キャブのワイパー補助装置
CN213109202U (zh) 一种传感器装置及车辆
CN220716933U (zh) 一种车载激光雷达的自动清洗设备
US20230138179A1 (en) Roof module for forming a vehicle roof having a rotatable environment sensor
CN104228777A (zh) 一种可自动清洗的农用车后视镜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant