KR20200044187A

KR20200044187A - 커버순환방식 센서보호 장치 및 자율주행차량

Info

Publication number: KR20200044187A
Application number: KR1020180119714A
Authority: KR
Inventors: 정휘성; 이정호; 서재웅; 윤병규; 서상혁; 김선민
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-04-29
Also published as: US20200108802A1; US11673534B2; KR102552086B1; DE102019214890A1; CN111002951A

Abstract

본 발명의 자율주행차량에 적용된 커버순환방식 센서보호 장치(1)는 센서 셔터(1-1)를 포함하고, 상기 센서 셔터(1-1)는 이물질 오염된 전면부를 깨끗한 전면부로 위치 교한하도록 액추에이터(20)로 회전되는 센서커버(10), 상기 센서(50)가 위치되는 개방공간을 형성한 센서 하우징(40)에 결합되어 상기 센서커버(10)에 묻은 상기 이물질을 제거하는 와이퍼(30)로 구성됨으로써 눈/비의 환경조건에서도 자율주행 안전성확보를 위한 센서 성능이 유지되고, 특히 커버 투과성 확보를 위한 이물질 제거에 열선을 사용하지 않음으로써 커버재질제약 및 열선온도제약이 함께 해소되는 특징을 갖는다.

Description

커버순환방식 센서보호 장치 및 자율주행차량{Cover Circulation type Sensor Protection Device and Autonomous Vehicle Thereof}

본 발명은 센서보호 장치에 관한 것으로, 특히 열선 적용 없이 이물질 오염이 없는 커버 사용이 가능한 순환커버방식 센서보호 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 센서를 활용한다.

일례로 상기 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.

나아가 상기 레이더는 열선 적용 레이더 투과 커버를 적용함으로써 외부오염원을 차단하면서 동시에 레이더 사용불가 상황을 가져오는 동절기 폭설 및 결빙으로부터 보호된다.

그러므로 자율주행차량은 오염원에 의한 오염 및 파손으로부터 레이더가 보호됨으로써 안정적인 자율주행 운행이 구현된다.

국내공개특허 10-2004-0082162(2004.09.24)

하지만 자율주행차량은 눈/비/결빙의 악천후 환경조건에서도 운행이 방해 받지 않고 자율주행 안전성을 확보하기 위한 레이더 보호성능 강화가 요구되고 있다.

일례로 레이더에 대한 보호성능 강화 요구는, 일반 제상용 열선 소재는 저항체로 고주파 레이더 파의 투과 성능에 악영향을 끼치므로 열선 적용 레이더 투과 커버의 재질적인 제약 해소의 요구, 레이더커버의 레이더 성능에 악영향을 주지 않으면서 결빙을 해소할 수 있는 열선온도 제약 해소의 요구를 들 수 있다.

일례로 외부 노출이 필요한 라이다에 대한 보호성능 강화 요구는, 외부노출로 인한 오염방지 및 오염제거가 가능한 클린 기술 적용의 요구를 들 수 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 오염된 커버가 깨끗한 커버로 교체되는 커버순환구조로 커버 투과성을 항상 최적으로 유지함으로써 눈/비의 환경조건에서 자율주행 안전성확보를 위한 센서 성능이 유지되고, 특히 커버 투과성 확보를 위한 이물질 제거에 열선을 사용하지 않음으로써 커버재질제약 및 열선온도제약이 함께 해소되는 커버순환방식 센서보호 장치 및 자율주행차량의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 센서보호 장치는 센서의 성능이 이물질로 인해 저하되지 않도록 상기 센서의 전면부에서 이물질을 위치 교환시켜 주는 센서 셔터; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 위치 교환은 순환구조로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 센서 셔터는 상기 센서의 전면부에서 상기 이물질을 상기 위치 교환하는 센서커버, 상기 센서커버가 상기 위치 교환되도록 동력을 발생시키는 액추에이터로 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 센서커버는 회전축을 매개로 상기 액추에이터와 결합되고, 상기 액추에이터의 동력에 의한 상기 회전축의 회전으로 상기 위치 교환이 이루어진다. 상기 센서커버는 제1 커버와 제2 커버로 구분되고, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버는 상기 센서의 전면부에 어느 하나만 위치된다. 상기 제1 커버는 상기 위치 교환으로 상기 센서의 아래쪽으로 들어가고, 상기 제2 커버는 상기 위치 교환으로 상기 센서의 위쪽으로 들어간다.

바람직한 실시예로서, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 각각에는 상기 센서에 대해 이격 거리를 갖는 커버 레그가 구비되고, 상기 커버 레그는 상기 회전축과 결합 된다.

바람직한 실시예로서, 상기 센서 셔터는 상기 이물질을 상기 위치 교환하면서 제거하도록 상기 센서의 위쪽과 아래쪽으로 각각 위치되도록 상기 센서 하우징에 결합된 와이퍼, 상기 센서가 위치되는 개방공간을 형성하면서 상기 와이퍼가 결합되는 센서 하우징을 더 포함한다.

바람직한 실시예로서, 상기 와이퍼와 상기 센서 하우징의 결합부위로 상기 이물질이 모이는 공간을 형성하는 배출구가 구비된다. 상기 배출구는 상기 센서 하우징의 안쪽 공간으로 위치된다. 상기 배출구는 중앙부가 정점인 곡률형상구조로 형성된다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자율주행차량은 이물질 오염된 전면부를 깨끗한 전면부로 위치 교한하도록 액추에이터로 회전되는 센서커버, 상기 센서가 위치되는 개방공간을 형성한 센서 하우징에 결합되어 상기 센서커버에 묻은 상기 이물질을 제거하는 와이퍼로 구성된 센서보호 장치; 상기 센서보호 장치가 구비된 라디에이터 그릴; 상기 라디에이터 그릴에서 외부 노출되어 상기 센서커버의 위치 교환으로 이물질에 의한 성능저하가 방지되는 레이더; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 라디에이터 그릴에는 상기 센서보호 장치와 결합된 상기 레이더를 외부 노출시켜주는 센서 홀이 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 센서보호 장치는 상기 센서커버의 위치 교환을 상기 액추에이터의 제어로 구현하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 센서감도 및 외기온도에 대한 테이블이 구축된 데이터 맵을 구비하여 상기 액추에이터로 제어신호를 출력한다.

바람직한 실시예로서, 상기 컨트롤러는 조작버튼과 연계되고, 상기 조작버튼은 상기 컨트롤러로 신호를 보내는 수동 버튼과 자동 버튼으로 구분된다.

이러한 본 발명의 자율주행차량은 커버순환방식 센서보호 장치를 적용함으로써 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, 커버 투과성 확보에 열선을 사용하지 않음으로써 커버 재질 및 열선온도의 제약 해소에 대한 고려 없이도 레이더 등에 적용되는 센서보호 장치 개발이 가능하다. 둘째, 열선 작동으로 인한 센서 커버 성능 저하 및 오염을 방지 하여 레이더 성능 확보가 가능하다. 셋째, 주차 후 폭설 및 결빙이 발생하더라도 깨끗한 센서 커버로 대체함으로써 레이더 센서 보호와 함께 자율주행성능 확보가 가능하다. 넷째, 순환커버로 성능을 유지하면서 완전한 비노출 타입으로 레이더 구성이 가능함으로써 각종 위험 환경으로 부터 센서 보호가 가능하다. 다섯째, 자율주행차량이 오염물로 인한 자율주행의 끊김을 최소화 또는 방지함으로써 안정적인 자율주행을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 커버순환방식 센서보호 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 커버순환방식 센서보호 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 2의 A부 확대 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도 2의 B부 확대 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 커버순환방식 센서보호 장치가 적용된 자율주행차량의 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 자율주행차량에서 커버순환방식 센서보호 장치가 내려가는 동작이며, 도 7은 본 발명에 따른 자율주행차량에서 커버순환방식 센서보호 장치가 올라가는 동작이다.

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, 센서보호 장치(1)는 센서 셔터(1-1)와 센서(50), 컨트롤러(60) 및 조작버튼(70)을 포함한다. 특히 상기 센서 셔터(1-1)는 이물질 오염된 커버가 깨끗한 커버로 교체되는 커버순환구조로 구성됨으로써 상기 센서보호 장치(1)는 커버순환방식 센서보호 장치로 특정된다.

구체적으로 상기 센서 셔터(1-1)는 센서커버(10)와 액추에이터(20), 와이퍼(30) 및 센서 하우징(40)으로 구성된다.

일례로 상기 센서커버(10)는 회전 축(13)을 매개로 서로 일체화되는 제1 커버(10-1)와 제2 커버(10-2)로 구성된다. 상기 제1 커버(10-1)는 전파투과 재질을 이용하여 센서(50)의 크기를 가리는 크기로 이루어지고 좌우 양쪽으로 커버 레그(11)를 돌출시킨 구조로 이루어진다. 상기 제2 커버(10-2)는 전파투과 재질을 이용하여 센서(50)의 크기를 가리는 크기로 이루어지고 좌우 양쪽으로 커버 레그(11)를 돌출시킨 구조로 이루어진다.

특히 상기 제1 커버(10-1)의 커버 레그(11)의 폭 넓이는 상기 제2 커버(10-2)의 커버 레그(11)의 폭 넓이보다 좁게 형성됨으로써 제1 커버(10-1)와 제2 커버(10-2)가 중첩된 상태로 조립된다. 또한 상기 커버 레그(11)는 센서(50)에 대해 이격 거리를 갖는 길이로 제1,2 커버(10-1,10-2)의 각각에서 돌출된다. 그리고 상기 커버 레그(11)는 사다리꼴 형상을 이루고 자유단 끝부위에 홀이 천공됨으로써 회전축(13)이 끼워진다. 따라서 상기 회전축(13)은 커버 레그(11)의 홀에 끼워져 액추에이터(20)의 하우징을 관통함으로써 제1 커버(10-1)와 제2 커버(10-2)를 일체화시켜 준다. 그러므로 상기 제1 커버(10-1)가 센서(50)와 이격되어 전면을 가린 상태에서 상기 제2 커버(10-2)는 센서(50)의 위쪽이나 아래쪽으로 들어가 센서 하우징(40)으로 위치된다.

일례로 상기 액추에이터(20)는 컨트롤러(60)의 제어로 전원을 공급받고, 모터의 모터 축 회전 또는 솔레노이드 밸브의 밸브 로드 이동으로 회전축(13)을 정회전 또는 역회전시켜준다.

일례로 상기 와이퍼(30)는 센서 하우징(40)에 결합되어져 센서(50)의 위쪽과 아래쪽으로 구비되고, 센서 하우징(40)에 대한 결합부를 이루는 프레임과 센서(50)의 표면에 묻은 이물질을 제거하도록 프레임에 구비된 고무재의 블레이드로 구성된다. 특히 상기 와이퍼(30)는 센서 하우징(40)을 이용해 센서(50)의 위쪽으로 구비된 어퍼 와이퍼(30-1), 센서 하우징(40)을 이용해 센서(50)의 아래쪽으로 구비된 로어 와이퍼(30-2)로 구분된다.

일례로 상기 센서 하우징(40)은 센서(50)의 전면이 외부로 노출되는 개방공간을 형성하고, 상기 개방공간의 위쪽과 아래쪽으로 배수구(41)를 각각 형성한다. 특히 상기 배수구(41)는 이물질이 중력 작용으로 좌우로 밀려나 외부로 배출되기 용이하도록 중앙부가 정점인 곡률형상구조로 형성된다.

구체적으로 상기 센서(50)는 전자기파 송수신 센서인 레이더 또는 광 조사 센서인 라이다이다.

구체적으로 상기 컨트롤러(60)는 액추에이터(20)의 모터 또는 솔레노이드 밸브로 제어 신호를 발생한다. 특히 상기 컨트롤러(60)는 액추에이터(20)의 회전방향을 정/역 회전 또는 이동방향을 전/후 이동으로 제어한다. 더불어 상기 컨트롤러(60)는 데이터 맵(60-1)을 구비하고, 상기 데이터 맵(40-1)은 센서(50)의 성능에 대한 센서감도 및 센서(50)의 주변에 대한 외기온도를 입력정보로 검출 및 확인하고, 이들 입력정보를 테이블로 구축한다. 이 경우 상기 입력정보는 차량에 탑재된 통상적인 센서로 검출한다.

구체적으로 상기 조작버튼(70)은 수동 버튼(71)과 자동 버튼(73)으로 구분된다. 상기 수동 버튼(71)은 운전자 누름을 온(ON)으로 누름 해제를 오프(OFF)로 하는 푸시 버튼식으로 온/오프(ON/OFF) 신호를 컨트롤러(60)의 동작 신호로 전달하고, 온(ON)에서 컨트롤러(60)가 액추에이터 제어신호를 출력한다. 상기 자동 버튼(73)은 컨트롤러(60)가 데이터 맵(60-1)과 연계하여 액추에이터 제어신호를 자동으로 출력한다.

도 2는 센서커버(10)와 액추에이터(20), 와이퍼(30), 센서 하우징(40) 및 센서(50)가 조립된 센서보호 장치(1)의 단면도를 나타낸다.

구체적으로 상기 센서커버(10)는 제1,2 커버(10-1,10-2)를 고정한 상태에서 액추에이터(20)의 동력에 의한 회전축(13)의 회전이 발생하면, 센서(50)의 전면을 가린 제1 커버(10-1)(또는 제2 커버(10-2))를 센서(50)의 위쪽이나 아래쪽으로 이동시킴으로써 제2 커버(10-2)(또는 제1 커버(10-1))가 센서(50)의 전면으로 나오게 된다. 즉, 상기 회전축(13)의 회전은 그 회전방향에 따라 제1 커버(10-1) 또는 제2 커버(10-2)가 센서(50)를 벗어난 위치로 위쪽이나 아래쪽으로 젖혀지면서 센서(50)의 전면을 가려주는 위치 전환 움직임을 가능하게 한다. 이를 위해 상기 회전축(13)은 액추에이터(20)의 회전전환부재(21)와 결합된다.

구체적으로 상기 액추에이터(20)는 출력부가 위치된 내부공간으로 회전전환부재(21)를 구비하고, 상기 회전전환부재(21)는 모터 회전을 회전축(13)의 회전으로 전환시키는 회전 기어부재(예, 웜과 웜 힐) 또는 솔레노이드 밸브 이동을 회전축(13)의 회전으로 전환시키는 직선 기어부재(예, 랙과 피니언)로 구성된다. 그러므로 웜 힐 또는 랙은 액추에이터(20)의 출력부에 구비되고, 웜 또는 피니언은 회전축(13)에 구비된다. 이 경우 상기 회전 기어부재 또는 직선 기어부재는 통상적인 회전전환수단이므로 성세 구조는 도시되지 않는다.

구체적으로 상기 와이퍼(30)는 고정 핀(31)을 매개로 하여 어퍼 와이퍼(30-1)와 로어 와이퍼(30-2)의 각각이 센서 하우징(40)에 고정 상태로 결합된다. 그러므로 상기 어퍼 와이퍼(30-1)는 제1 커버(10-1)(또는 제2 커버(10-2))의 이동에 따른 블레이드와 센서커버 표면의 접촉상태에서 이물질을 제거하도록 위치가 고정된 상태를 유지할 수 있다. 또한 상기 로어 와이퍼(30-2)는 제2 커버(10-2)(또는 제1 커버(10-1))의 이동에 따른 블레이드와 센서커버 표면의 접촉상태에서 이물질을 제거하도록 위치가 고정된 상태를 유지할 수 있다.

구체적으로 상기 센서 하우징(40)은 배수구(41)를 어퍼 와이퍼(30-1)의 아래쪽으로 형성된 어퍼 배수구(41-1)와 로어 와이퍼(30-2)의 아래쪽으로 형성된 로어 배수구(41-2)로 구분한다. 이 경우 상기 어퍼/로어 배수구(41-1,41-2)의 각각은 센서 하우징(40)과 일체로 형성될 수 있으나 별도 부품으로 제조한 후 센서 하우징(40)에 용접 또는 볼팅 결합될 수 있다.

특히 상기 어퍼/로어 배수구(41-1,41-2)의 각각은 중앙부가 정점인 곡률형상구조로 형성됨으로써 센서 커버에서 떨어진 이물질(K)이 중력 작용으로 좌우로 밀려나 외부로 배출되기 용이하다. 또한 상기 어퍼 배수구(41-1)에는 제2 커버(10-2)가 지나갈 수 있는 개방 공간이 뚫려지고, 상기 로어 배수구(41-2)에는 제1 커버(10-1)가 지나갈 수 있는 개방 공간이 뚫려진다.

도 3 및 도 4는 제1,2 커버(10-1,10-2)의 이물질(K)이 와이퍼(30)로 제거되어 배출구(41)에 모여진 상태를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 어퍼 와이퍼(30-1)는 제2 커버(10-2)의 이동경로에서 제2 커버(10-2)에 묻은 이물질(K)을 제거하여 어퍼 배수구(41-1)로 모아준다. 도 4를 참조하면, 로어 와이퍼(30-2)는 제1 커버(10-1)의 이동경로에서 제1 커버(10-1)에 묻은 이물질(K)을 제거하여 로어 배수구(41-2)로 모아준다.

한편 도 5 내지 도 7은 센서보호 장치(1)가 적용된 자율주행차량(100)의 예를 나타낸다.

도 5를 침조하면, 상기 자율주행차량(100)은 차량 전면부의 센서설치영역(100-1)에 설치된 센서보호 장치(1)를 구비한다.

구체적으로 상기 센서보호 장치(1)는 도 1 내지 도 4에서 기술된 센서보호 장치(1)와 동일하다. 다만 상기 센서보호 장치(1)는 센서(50)가 레이더(150)로 대체되고, 컨트롤러(60)와 액추에이터(20)는 차량 배터리(130)로부터 전원을 공급받으며, 데이터 맵(60-1)은 차량 탑재센서(140)의 검출정보를 입력으로 처리하는 차이가 있다. 이 경우 상기 차량 탑재센서(140)는 레이더(150)의 성능에 대한 센서감도를 검출하는 판단 값 또는 감도센서 및 차량 주변의 외기온도를 검출하는 온도센서를 포함한다.

구체적으로 상기 센서설치영역(100-1)은 범퍼(120)와 라디에이터 그릴(110)을 포함한다. 상기 라디에이터 그릴(110)은 엔진룸의 라디에이터 쪽으로 외기를 보내주며, 상기 범퍼(120)는 충격 완충을 위한 범퍼 본체와 함께 외관미를 부여하면서 외부 노출 센서인 라이더가 설치되는 범퍼 커버로 이루어진 액티브 범퍼일 수 있다. 특히 상기 라디에이터 그릴(110)은 센서 홀(110-1)을 형성하고, 상기 센서 홀(110-1)은 센서보호 장치(1)가 설치된 상태에서 레이더(150)의 전면에 위치한 센서 커버(10)(즉, 제1 커버(10-1) 또는 제2 커버(10-2))의 외부 노출을 위한 개방공간으로 작용한다.

도 6은 센서보호 장치(1)의 동작으로 센서커버(10)가 반시계방향으로 회전되는 예로서, 이는 상기 센서커버(10) 중 제1 커버(10-1)의 이물질 오염으로 레이더(150)의 성능을 저하시킴으로써 깨끗한 상태를 갖는 제2 커버(10-2)가 교체되는 경우를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 수동버튼(71) 또는 자동버튼(73)의 온(ON) 조작에 의한 컨트롤러(60)의 액추에이터 제어신호 출력은 액추에이터(20)를 동작시켜준다. 이 경우 액추에이터(20)의 동작은 회전전환부재(21)를 매개로 하여 회전축(13)이 반시계 방향으로 회전됨으로 가정한다.

그러므로 상기 회전축(13)의 반시계 방향 회전은 회전축(13)과 고정된 커버 레그(11)를 매개로 제1 커버(10-1)가 로어 와이퍼(30-2)쪽으로 밀려들어가는 반면 제2 커버(10-2)가 어퍼 와이퍼(30-1)쪽으로 밀려나오게 된다.

따라서 상기 제1 커버(10-1)는 로어 와이퍼(30-2)와 접촉된 상태에서 밀려들어감으로써 제1 커버(10-1)의 표면에 부착된 이물질이 로어 와이퍼(30-2)를 통해 제거된다. 또한 상기 제2 커버(10-2)는 어퍼 와이퍼(30-1)와 접촉된 상태에서 표면 세척되면서 밀려나옴으로써 제1 커버(10-1)를 대체한다.

그 결과 상기 제1 커버(10-1)는 이물질 제거된 깨끗한 표면을 유지한 상태로 센서 하우징(40)의 아래쪽 공간으로 위치되고, 상기 제2 커버(10-2)는 깨끗한 상태로 레이더(150)의 전면으로 위치됨으로써 레이더(150)의 성능을 저하시키지 않게 된다. 그리고 상기 어퍼 와이퍼(30-1)로 제거된 이물질은 어퍼 배수구(41-1)에 모여 진 후 외부로 배출되고, 상기 로어 와이퍼(30-2)로 제거된 이물질은 로어 배수구(41-2)에 모여 진 후 외부로 배출된다.

최종적으로 컨트롤러(60)는 수동버튼(71) 또는 자동버튼(73)의 오프(OFF) 조작으로 액추에이터(20)의 동작을 중지한다. 하지만 상기 컨트롤러(60)는 자동버튼(73)의 조작시 설정된 타이머 시간으로 액추에이터(20)의 동작을 중지할 수 있다.

반면 도 7은 센서보호 장치(1)의 동작으로 센서커버(10)가 시계방향으로 회전되는 예로서, 이는 상기 센서커버(10) 중 제2 커버(10-2)의 이물질 오염으로 레이더(150)의 성능을 저하시킴으로써 깨끗한 상태를 갖는 제1 커버(10-1)가 교체되는 경우를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 수동버튼(71) 또는 자동버튼(73)의 온(ON) 시 컨트롤러(60)에 의한 액추에이터(20)의 동작은 회전축(13)을 시계방향으로 회전시킴으로써 제2 커버(10-2)가 어퍼 와이퍼(30-1)쪽으로 밀려들어가는 반면 제1 커버(10-1)가 로어 와이퍼(30-2)쪽으로 밀려나오게 된다.

따라서 상기 제2 커버(10-2)의 표면에 부착된 이물질이 어퍼 와이퍼(30-1)를 통해 제거되고, 동시에 상기 제1 커버(10-1)는 로어 와이퍼(30-2)와 접촉된 상태에서 표면 세척되면서 밀려나옴으로써 제2 커버(10-2)를 대체한다.

그 결과 센서 하우징(40)의 위쪽 공간으로 위치된 제2 커버(10-1) 대신 제1 커버(10-1)가 레이더(150)의 전면에 위치됨으로써 레이더(150)는 성능 저하 없이 동작된다. 이 경우 상기 어퍼 배수구(41-1)와 상기 로어 배수구(41-2)에 모여진 제거된 이물질은 외부로 배출된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자율주행차량에 적용된 커버순환방식 센서보호 장치(1)는 센서 셔터(1-1)를 포함하고, 상기 센서 셔터(1-1)는 이물질 오염된 전면부를 깨끗한 전면부로 위치 교한하도록 액추에이터(20)로 회전되는 센서커버(10), 상기 센서(50)가 위치되는 개방공간을 형성한 센서 하우징(40)에 결합되어 상기 센서커버(10)에 묻은 상기 이물질을 제거하는 와이퍼(30)로 구성됨으로써 눈/비의 환경조건에서도 자율주행 안전성확보를 위한 센서 성능이 유지되고, 특히 커버 투과성 확보를 위한 이물질 제거에 열선을 사용하지 않음으로써 커버재질제약 및 열선온도제약이 함께 해소된다.

1 : 센서보호 장치 1-1 : 센서 셔터
10 : 센서커버 10-1,10-2 : 제1,2 커버
11 : 커버 레그 13 : 회전축
20 : 액추에이터 21 : 회전전환부재
30 : 와이퍼
30-1 : 어퍼 와이퍼 30-2 : 로어 와이퍼
31 : 고정 핀 40 : 센서 하우징
41 : 배수구 41-1 : 어퍼 배수구
41-2 : 로어 배수구 50 : 센서
60 : 컨트롤러 60-1 : 데이터 맵
70 : 조작버튼 71 : 수동 버튼
73 : 자동 버튼
100 : 자율주행차량 100-1 : 센서설치영역
110 : 라디에이터 그릴 110-1 : 센서 홀
120 : 범퍼 130 : 차량 배터리
140 : 차량 탑재센서 150 : 레이더

Claims

센서의 성능이 이물질로 인해 저하되지 않도록 상기 센서의 전면부에서 이물질을 위치 교환시켜 주는 센서 셔터;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 위치 교환은 순환구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 센서 셔터는 상기 센서의 전면부에서 상기 이물질을 상기 위치 교환하는 센서커버, 상기 센서커버가 상기 위치 교환되도록 동력을 발생시키는 액추에이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 센서커버는 회전축을 매개로 상기 액추에이터와 결합되고, 상기 액추에이터의 동력에 의한 상기 회전축의 회전으로 상기 위치 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 센서커버는 제1 커버와 제2 커버로 구분되고, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버는 상기 센서의 전면부에 어느 하나만 위치되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 제1 커버는 상기 위치 교환으로 상기 센서의 아래쪽으로 들어가고, 상기 제2 커버는 상기 위치 교환으로 상기 센서의 위쪽으로 들어가는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 커버와 상기 제2 커버의 각각에는 상기 센서에 대해 이격 거리를 갖는 커버 레그가 구비되고, 상기 커버 레그는 상기 회전축과 결합되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 센서 셔터는 상기 이물질을 상기 위치 교환하면서 제거하는 와이퍼, 상기 센서가 위치되는 개방공간을 형성하면서 상기 와이퍼가 결합되는 센서 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 와이퍼와 상기 센서 하우징의 결합부위로 배출구가 구비되고, 상기 배출구는 상기 이물질이 모이는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 배출구는 상기 센서 하우징의 안쪽 공간으로 위치되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 배출구는 중앙부가 정점인 곡률형상구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 와이퍼는 상기 센서의 위/아래로 각각 위치되도록 상기 센서 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 센서는 전자기파 송수신 센서인 것을 특징으로 하는 센서보호 장치.
이물질 오염된 전면부를 깨끗한 전면부로 위치 교한하도록 액추에이터로 회전되는 센서커버, 상기 센서가 위치되는 개방공간을 형성한 센서 하우징에 결합되어 상기 센서커버에 묻은 상기 이물질을 제거하는 와이퍼로 구성된 센서보호 장치;
상기 센서보호 장치가 구비된 라디에이터 그릴;
상기 라디에이터 그릴에서 외부 노출되어 상기 센서커버의 위치 교환으로 이물질에 의한 성능저하가 방지되는 레이더;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
청구항 14에 있어서, 상기 라디에이터 그릴에는 센서 홀이 형성되고, 상기 센서 홀은 상기 센서보호 장치와 결합된 상기 레이더를 외부 노출시켜주는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
청구항 14에 있어서, 상기 센서보호 장치는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 센서커버의 위치 교환을 상기 액추에이터의 제어로 구현하는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
청구항 16에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 액추에이터로 제어신호 출력과 연계된 데이터 맵을 구비하고, 상기 데이터 맵은 센서감도 및 외기온도에 대한 테이블 구축이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.
청구항 16에 있어서, 상기 컨트롤러는 조작버튼과 연계되고, 상기 조작버튼은 상기 컨트롤러로 신호를 보내는 수동 버튼과 자동 버튼으로 구분되는 것을 특징으로 하는 자율주행차량.