KR20240035266A - 자동차용 센서 세척 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 자동차용 센서 세척 장치는 자동차의 주행중에 자동차 외부의 물체를 감지하고 물체와의 거리를 인식하는 센서부와 상기 센서부를 보호하는 커버부를 구비하는 센서유닛; 및 상기 커버부의 일부에 설치되어 유체 분사를 통해 상기 센서부를 세척하는 세척유닛;을 포함하고, 상기 세척유닛은 상기 센서부에 대해 회전 이동 및 직선 이동하면서 상시 센서부를 세척하여 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화할 수 있다.
Description
본 발명은 자동차용 센서 세척 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세척유닛이 라이다, 카메라, 레이더 등과 같은 센서부에 대해 회전 이동 및 직선 이동하면서 센서부를 세척함에 따라 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화하고 세척유닛의 간소화를 통해 제조비용과 유지보수 비용을 절감할 수 있는 자동차용 센서 세척 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 실내 중앙 전방에 설치된 룸미러와 사이드미러를 이용하여 차선 변경을 하고 있는데, 이때 운전자는 진행방향의 사이드미러를 주시하며 차선 변경시 사각지대에서 주행하던 차량 또는 전방에 운행하는 차량과 사고를 일으키는 경우가 빈번하게 발생하는 문제가 있다.
또한, 차량 주·정차시 기존의 사이드미러는 외부에 돌출된 상태에서 접히도록 되어있어, 사이드미러의 물리적 충격에 의해 파손되고 있다.
이에 최근 들어, 외장 카메라 렌즈를 통해 차량의 외부 상황을 화면으로 표시하도록 구성되는 CMS(camera mirror system)이 각광을 받고 있다.
이처럼, CMS 시스템을 도입한 차량의 경우, 차량의 외측으로 돌출되어 있는 외장 카메라를 통해 차량의 외부 상황을 촬영하고, 차량 내부에 위치하는 디스플레이부에 외장 카메라에 촬영된 영상을 표시하도록 구성된다.
특히 최근에 자동차 기술발전에 따라 전기차의 폭발적인 확대 보급이 증가하였고, 전기차와 같은 고출력 차량과 고급차량은 첨단운전자보조시스템(ADAS)을 장착한 차량이 대부분이다.
차량은 인간에게 공간적인 빠른 이동성을 제공하는 수단으로 기계 장치의 발전에서 전자 장치가 결합되는 방향으로 발전되어 왔다. 차량에 탑재되는 전자 장치는 초기에는 차량 제어에 사용되었지만 점진적으로 텔레매틱스, 멀티미디어 서비스, 인터넷 서비스를 제공하고 있으며 궁극적으로 지능형 자동차의 자율 주행 자동차 기술로 발전되고 있다.
자율주행이란 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여, 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 것을 말한다.
자율주행차는 차량에 설치된 각종의 센서(LiDAR, Radar, GPS, 카메라 센서, 초음파 센서 등)들로부터 감지되는 센서 데이터에 기초하여 운전자의 개입이 없이 주행 가능한 차량을 의미한다. 이러한 자율주행차의 상용화를 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
최근 자율주행 기술의 발달에 따라 국제자동차기술협회는 자율주행기능을 6단계로 나누고 있다.
레벨0은 자율주행기능을 갖지 않는 단계다.
레벨1은 자동 브레이크, 차선이탈경고, 속도 조절 등의 운전자 보조 장치에 의해 수행되는 기능을 갖는 단계이다.
레벨2는 운전자가 손을 놓고 별다른 간섭 없이 앞차와 간격을 유지하고 방향과 속도를 스스로 컨트롤 하는 크루즈 컨트롤 등의 기능을 갖는 단계이다.
레벨 3은 운전자의 개입 없이 앞차를 추월하거나 장애물을 피할 수 있는 기능을 갖는 단계이다.
레벨 4는 운전자 탑승 없이 무인으로 주행이 가능한 수준이며 주행을 모두 컨트롤 하고 도로 등의 환경을 인식하며 비상상황 발생시 대처까지 가능한 단계다.
레벨 5는 마지막 단계로 무인으로 주행이 가능하며 목적지를 입력시 자동으로 주행이 가능한 단계이다.
기존의 차량에 설치된 각종의 센서(LiDAR, Radar, GPS, 카메라 센서, 초음파 센서 등)나 CMS 또는 ADAS가 설치되지 않는 자동차나 자율주행차의 경우 센서가 오염되는 경우가 없어 헤드램프와 같은 등화장치만 세척하면 되었다.
그러나, 현재 거의 모든 자동차에 적용되고 있을 뿐만아니라 자율주행차에 필수적으로 설치되는 각종의 센서(LiDAR, Radar, GPS, 카메라 센서, 초음파 센서 등)는 센서가 먼지, 벌레, 또는 진흙과 같은 오염 물질에 의해 오염되거나 기온차에 의해 습기 등이 발생된 경우 운전자나 자율주행차 운행시스템이 주행중 시야확보가 이루어지지 않아 사고발생에 따른 안정성 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.
이에 따라 현재 고급 자동차와 자율주행차에는 필수적으로 설치되는 각종의 센서(LiDAR, Radar, GPS, 카메라 센서, 초음파 센서 등)를 세척하기 위한 자동차용 센서 세척 장치가 설치되고 있다.
하지만, 종래 자동차용 센서 세척 장치는 1개의 설치로 센서를 완벽하게 세척할 수 없고 미세척 영역(세척 데드존)이 발생함에 따라 자동차, 특히 자율주행차의 안정성과 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 자동차용 센서 세척 장치는 세척 데드존을 최소화하기 위해 2개 이상의 유체 분사를 위한 노즐 구멍을 확보해야 함에 따라 오리피스 형성에 많은 시간과 비용이 소모되고, 종국적으로 구조와 형상이 복잡하여 자동차용 센서 세척 장치의 제조비용과 제조시간을 증가시키는 문제이 있엇다.
더욱이, 종래 자동차용 센서 세척 장치는 구조와 형상이 복잡함에 따라 컴팩트화를 도모할 수 없어 공간활용도가 저하되고, 설치비용과 설치시간이 증가하는 문제점이 있었다.
게다가, 종래 자동차용 센서 세척 장치는 미세척 영역이 증가함에 따라 센서의 클리닝 효과 감소에 따라 자율주행차나 자동차의 주행 안정성이 저하되고, 소비자의 불만을 초래하며 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세척유닛이 자동차나 자율주행차의 라이다, 카메라, 레이더, 초음파 등과 같은 센서부에 대해 노즐부가 회전 이동 및 직선 이동하면서 센서부를 세척함에 따라 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화하고, 센서부의 신속하고 정확한 클리닝을 통해 자율주행차나 자동차의 주행 안정성을 향상하고, 세척유닛의 간소화를 통해 제조비용과 유지보수 비용을 절감하여 안전성과 신뢰성을 극대화할 수 있는 자동차용 센서 세척 장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 자동차용 센서 세척 장치는 자동차의 주행중에 자동차 외부의 물체를 감지하고 물체와의 거리를 인식하는 센서부와 상기 센서부를 보호하는 커버부를 구비하는 센서유닛; 및 상기 커버부의 일부에 설치되어 유체 분사를 통해 상기 센서부를 세척하는 세척유닛;을 포함하고, 상기 세척유닛은 상기 센서부에 대해 회전 이동 및 직선 이동하면서 상시 센서부를 세척할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 세척유닛은 상기 커버부의 상부 또는 하부에 회전 가능하게 배치되는 회전 가이드부; 상기 회전 가이드부를 회전 이동시키는 회전 구동부; 및 상기 회전 구동부의 일부와 연통되고 상기 회전 가이드부와 연동하여 회전 이동하도록 상기 회전 가이드부의 일부에 결합 배치되어 상기 센서부를 세척하는 클리닝부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 세척유닛은 상시 센서부의 종류와 오염도에 따라 상기 세척유닛의 회전 이동 각도와 직선 이동 거리를 조절하고, 주행중인 자동차의 속도와 상기 센서부에 분사되는 유체의 압력과 분사시간을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 회전 가이드부는 본체부; 상기 본체부의 중심 일부에 함입 형성되는 안착부; 및 상기 본체부의 외주면에 반경방향으로 돌출 형성되어 상기 클리닝부가 결합되는 브릿지부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 회전 가이드부는 상기 안착부에서 상기 브릿지부까지 오목하게 연장 형성되는 그루브부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 회전 구동부는 베이스부; 상기 베이스부의 일부에 관통 결합 설치되는 제1 회전축부; 상기 제1 회전축부의 일단에 결합되어 상기 제1 회전축부의 회전 동력을 발생시키는 모터부; 상기 제1 회전축부의 타단에 결합되어 상기 제1 회전축부와 연동하여 회전하는 제1 기어부; 상기 제1 회전축부와 높이방향으로 평행하면서 이격하도록 일단이 상기 베이스부의 일부에 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 안착부에 회전 가능하게 결합되는 제2 회전축부; 및 상기 제1 기어부와 치합하도록 상기 제2 회전축부에 설치되어 상기 제1 기어부와 연동하여 회전하는 제2 기어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 회전 구동부는 상기 모터부의 구동에 따라 상기 회전 가이드부가 회전 이동할 때에도 상기 클리닝부에 유체를 공급하도록 일측이 유체 저장부와 연통되고, 타측이 상기 제2 회전축부를 관통하여 상기 클리닝부와 연통되도록 연장 형성되는 유로부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 클리닝부는 일부가 개방 형성되는 개방부를 구비하고 상기 브릿지부에 결합되는 하우징부; 상기 하우징부의 내부에 상기 유로부와 연통하도록 배치되는 피팅부; 및 상기 하우징부의 내부에 상기 개방부로 인입 또는 인출 가능하게 배치되어 상기 피팅부를 통해 전달된 유체를 상기 센서부에 분사하여 상기 센서부를 세척하는 노즐부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 클리닝부는 상기 하우징의 내부에서 상기 노즐부에 인접하게 배치되어 상기 노즐부를 직선 이동시키는 직선 이송부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 유로부는 상기 제2 회전축에 평행하면서 상기 제2 회전축의 내부를 관통하여 연장 형성되는 수직부; 및 상기 수직부의 선단에서 절곡되어 상기 그루브부에 수용된 상태로 상기 피팅부와 연통하도록 연장 형성되는 수평부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 직선 이송부는 상기 하우징부의 내부에 상기 노즐부에 인접하게 배치되어 상기 제어부의 신호에 의해 회전 동력을 발생시키는 작동부; 일측이 상기 작동부에 결합되어 상기 회전 동력에 의해 회전하는 샤프트부; 상기 샤프트부의 선단에 상기 샤프트부와 연동하여 회전하는 제3 기어부; 및 상기 제3 기어부와 치합하도록 상기 노즐부의 외측면에 소정의 길이로 배치되어 상기 제3 기어부의 회전방향과 회전량에 따라 상기 노즐부를 상기 개방부를 통해 인입시키거나 인출시켜 상기 노즐부의 직선 이동을 수행하는 조절부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 센서 세척 장치의 상기 직선 이송부는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치는 세척유닛이 자동차나 자율주행차의 라이다, 카메라, 레이더, 초음파 등과 같은 센서부에 대해 노즐부가 회전 이동 및 직선 이동하면서 센서부를 세척함에 따라 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치는 세척유닛이 자동차나 자율주행차의 라이다, 카메라, 레이더, 초음파 등과 같은 센서부에 대해 노즐부가 회전 이동 및 직선 이동하면서 센서부를 신속하고 정확한 클리닝을 통해 자율주행차나 자동차의 주행 안정성을 향상하고, 소비자의 만족도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치는 세척유닛의 간소화를 통해 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 세척 장치의 제조비용과 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치는 센서부를 신속하고 정확한 클리닝을 통해 자동차 특히 자율주행차의 안전성과 신뢰성 및 운영효율을 극대화하여 자율주행차의 상용화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 상방 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 측방 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 전방 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 좌측면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 정면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 측방 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 전방 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 좌측면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 정면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 상방 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 측방 사시도를 나타내며, 도 3은 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 전방 사시도를 나타낸다. 도 4는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 좌측면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 정면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치의 노즐부와 직선 이송부의 개념도를 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "반경방향"이란 동일부재에서 중심에서 둘레면을 향하는 방향, 즉 도 1 내지 도 5에서 R축 방향을 의미하고, "원주방향"이란 동일부재에서 둘레면을 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 방향, 즉 도 1 내지 도 5에서 C축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 반경방향과 원주방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 상하방향, 즉 도 1 내지 도 5에서 Z축 방향을 의미한다. 또한, "외부(외측)"란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 둘레면(원주면)을 향하는 방향으로, 즉 둘레면에 가까운 방향을 의미하고, "내부(내측)"란 동일부재에서 상대적으로 둘레면(원주면)에서 중심을 향하는 방향으로, 즉 중심에 가까운 방향을 의미한다. 또한, "원주면(둘레면)"이란 동일부재에서 외곽의 원주방향을 따른 외측면을 의미한다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)는 센서유닛(100)과 세척유닛(200)을 포함한다.
센서유닛(100)은 자동차의 주행중에 자동차 외부의 물체를 감지하고 물체와의 거리를 인식하는 센서부(110)와 센서부를 보호하는 커버부(120)를 구비한다.
즉, 센서유닛(100)의 센서부(110)는 바람직하게는 자동차의 주행중에 자동차의 주행상태 등을 감지하기 위해 자동차에 설치되는 카메라(Camera), 레이더(Radar), 라이더(Rider), 초음파 센서 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 필요에 따라 자동차에 설치되는 등화장치에 설치되는 센서일 수 있다.
커버부(120)는 센서부가 외부 이물질에 의해 손상되거나 파손되는 것을 방지하기 위해 센서부를 감싸는 형태로 센서부에 설치되어 센서부를 보호한다.
세척유닛(200)은 커버부의 일부에 설치되어 유체 분사를 통해 센서부를 세척한다. 즉, 본 발명에 의한 세척유닛은 센서부의 와이퍼 세척 방식, 유체 분사 방식, 혼합 방식 중에서 유체 분사 방식을 통해 센서부를 세척한다.
또한, 도 1 내지 도 5에 세척유닛이 센서부의 상부 커버부에 설치되는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 자동차에 장착되는 센서유닛의 위치나 센서의 종류에 따라 센서부의 하부 커버부에 설치될 수 있다.
세척유닛은 센서부에 대해 회전 이동(A) 및 직선 이동(B)하면서 센서부를 세척한다.
즉, 세척유닛은 라이다, 카메라, 레이다, 초음파 등과 같은 센서부에 대해 제어부의 제어에 따라 회전 이동(A) 및 직선 이동(B)하면서 센서부를 세척함에 따라 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화할 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)은 회전 가이드부(210), 회전 구동부(220), 클리닝부(230), 및 제어부(240)를 포함한다.
회전 가이드부(210)는 커버부의 상부 또는 하부에 회전 가능하게 배치된다.
회전 구동부(220)는 회전 가이드부를 회전 이동시킨다.
즉, 회전 구동부는 회전 가이드부의 상부 또는 하부에 배치되어 후술하는 제어부의 제어를 통해 회전 가이드부를 회전 이동시키고, 클리닝부에 공급되는 유체를 전달하는 유로부가 설치된다.
클리닝부(230)는 회전 구동부의 일부와 연통되고, 회전 가이드부와 연동하여 회전 이동하도록 회전 가이드부의 일부에 결합 배치되어 센서부를 세척한다.
즉, 클리닝부가 회전 가이드부에 회전 가이드부와 연동하여 회전 이동하도록 회전 가이드부의 후술하는 브릿지부에 결합 설치되어 회전 구동부를 통해 회전하는 회전 가이드부와 함께 동일한 방향으로 동일한 각도만큼 회전한다.
또한, 클리닝부에 배치되는 노즐부가 후술하는 제어부의 제어를 통해 직선 이송부가 직선 이동하여 유로부를 통해 공급되는 유체로 센서부를 클리닝한다.
제어부(240)는 센서부의 종류와 오염도에 따라 세척유닛의 회전 이동 각도와 직선 이동 거리를 조절하고, 주행중인 자동차의 속도와 센서부에 분사되는 유체의 압력과 분사시간을 제어한다.
즉, 제어부는 센서부의 종류와 오염도에 따라 세척유닛의 회전 가이드부의 회전 이동 각도와 직선 이송부를 통한 노즐부의 직선 이동 거리를 조절한다.
또한, 제어부는 주행중인 자동차의 속도와 센서부의 종류와 오염도에 따라 센서부에 분사되는 유체의 압력과 분사시간을 실시간으로 변경하여 제어할 수 있다.
이에 따라 센서부가 주행중에 묻은 각종 이물질에 의해 오염되거나, 날씨 등에 따른 환경요인에 의해 시야 확보가 안되는 경우 미세척 영역 없이 센서부를 신속하고 정확하게 세척하여 시야 확보를 통해 자동차와 자율주행차의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 이러한 제어부의 제어는 자동차나 자율주행차의 주행중에 축적된 빅데이터를 이용한 딥러닝을 통해 제어한다.
즉, 제어부는 빅데이터를 활용한 텍스트 딥러닝, 해석 그래프와 비전정보를 통한 이미지 딥러닝을 딥러닝 뉴럴 네트워크(Deep running neural network)와 연동하여 센서부의 종류와 오염도, 주행중인 자동차 속도 등을 판단하고, 회전 이동 각도와 직선 이동 거리를 조절하고, 유체 분사 압력과 분사시간을 조절한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 회전 가이드부(210)는 본체부(211), 안착부(212), 브짓지부(213), 및 그루브부(214)를 포함한다.
본체부(211)는 센서부와 커버부에 대응하는 형상으로 형성되고 회전 가이드부의 외형을 형성한다.
도 1 내지 도 5에 본체부가 원판 형태로 형성되는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 센서부와 커버부가 원기둥 형태로 형성되어 그 단면이 원판 형태로 형성된 것으로 바람직하게는 본체부는 센서부와 커버부의 단면 형상에 대응하는 형상으로 형성된다.
안착부(212)는 본체부의 중심 일부에 함입 형성된다.
즉, 안착부는 본체부의 중심에서 후술하는 제2 회전축부의 타단이 삽입 결합하도록 높이방향으로 함입 형성된다.
브릿지부(213)는 본체부의 외주면에 반경방향으로 돌출 형성되어 클리닝부가 결합된다.
그루브부(214)는 안착부에서 브릿지부까지 오목하게 연장 형성된다.
즉, 그루브부는 안착부의 중심에서 후술하는 클리닝부의 하우징부와 브릿지부를 관통하여 피팅부와 유로부를 연통시키면서 유로부가 회전 가능하게 설치되도록 오목하게 함입 형성된다.
또한, 회전 가이드부가 1개의 원판 형태로 안착부와 브릿지부 및 그루브부가 일체로 합임 형성되거나 돌출 형성됨에 따라 자동차용 세척 장치의 소형화를 도모하고 공간활용도를 극대화하고 설치와 조립시간 감소에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 회전 구동부(220)는 베이스부(221), 제1 회전축부(222), 모터부(223), 제1 기어부(224), 제2 회전축부(225), 제2 기어부(226), 및 유로부(227)를 포함한다.
베이스부(221)는 금속 플레이트 형상으로 형성되어 회전 구동부의 각종 구성이 설치되는 공간을 제공한다.
도 1 내지 도 5에 모터부, 제1 회전축부, 제1 기어부가 설치되는 베이스부와 제2 회전축부, 제2 기어부, 유로부가 설치되는 베이스부가 별개인 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 내구성과 유지보수 편의성을 확보하고 강성을 증가시키기 위해 베이스부는 1개의 금속 플레이트로 형성되는 것이 바람직하다.
제1 회전축부(222)는 베이스부의 일부에 관통 결합 설치된다.
바람직하게는 제1 회전축부는 베이스부의 일측 일부를 상하로 관통하여 회전 가능하게 설치된다. 즉, 제1 회전축부는 후술하는 모터부의 회전과 연동하여 동일한 방향과 각도로 회전한다.
모터부(223)는 제1 회전축부의 일단에 결합되어 제1 회전축부의 회전 동력을 발생시킨다.
즉, 모터부는 제1 회전축부의 상단에 결합되어 제어부의 제어를 통해 회전하여 동력을 발생시킨다. 이러한 모터부는 서보모터로 형성될 수 있다.
제1 기어부(224)는 제1 회전축부의 타단에 결합되어 제1 회전축부와 연동하여 회전한다.
즉, 제1 기어부는 제1 회전축부의 하단에 결합되어 모터부를 통해 회전하는 제1 회전축부와 동일한 방향과 동일한 각도로 연동하여 회전한다.
제2 회전축부(225)는 제1 회전축부와 높이방향으로 평행하면서 이격하도록 일단이 베이스부의 일부에 회전 가능하게 결합되고 타단이 안착부에 회전 가능하게 결합된다.
즉, 제2 회전축부는 유로부의 수직부가 삽입 되도록 내부에 공동이 형성된 원통형상으로 형성되고, 제1 회전축부와 높이방향으로 나란히 평행한 상태에서 상단이 베이스부의 하부에 회전 가능하게 삽입 결합되고 하단이 안착부에 회전 가능하게 삽입 결합된다.
제2 기어부(226)는 제1 기어부와 치합하도록 제2 회전축부에 설치되어 제1 기어부와 연동하여 회전한다.
즉, 제2 기어부는 제2 회전축부에 관통 결합되어 제1 기어부와 치합된 상태에서 제1 기어부와 연동하여 동일한 각도로 회전한다.
제2 기어부가 제1 기어부에 의해 회전하면 제2 회전축부가 제2 기어부와 연동하여 동일한 방향과 동일한 각도로 회전하고, 제2 회전축부의 회전과 연동하여 회전 가이드부의 본체부가 제2 회전축부의 회전과 동일한 각도와 방향으로 회전한다.
최종적으로 회전 가이드부의 브짓지부에 결합되는 클리닝부의 하우징부가 본체부와 동일한 각도와 방향으로 연동하여 회전하게 됨에 따라 하우징부의 내부에 설치되는 노즐부가 센서부에 대해 회전 이동하게 된다.
유로부(227)는 모터부의 구동에 따라 회전 가이드부가 회전 이동할 때에도 클리닝부에 유체를 공급하도록 일측이 유체 저장부(10)와 연통되고, 타측이 제2 회전축부를 관통하여 클리닝부와 연통되도록 연장 형성된다.
즉, 유로부는 모터부의 구동에 따라 회전 가이드부의 본체부가 회전 이동할 때에도 손상이나 누출 없이 클리닝부의 노즐부에 유체를 안정적으로 공급하도록 일측이 유체 저장부와 연통하도록 결합된다.
구체적으로 유로부의 일측은 유체 저장부와 연결되고 유로부의 타측은 제2 회전축부를 관통하고 그루브부를 따라 연장 배치된 상태에서 브릿지부와 하우징부를 관통하여 피팅부와 연통하도록 결합되어 유체 저장부에 저장된 유체(물 또는 에어 또는 물과 에어의 혼합 유체)를 노즐부로 안정적으로 전달한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 회전 구동부(220)의 유로부(227)는 수직부(227a) 및 수평부(227b)를 포함한다.
수직부(227a)는 제2 회전축에 평행하면서 제2 회전축의 내부를 관통하여 높이방향을 따라 연장 형성된다.
따라서, 유로부의 수직부가 제2 회전축부를 관통하여 높이방향으로 연장 형성되어 1차적으로 회전 가이드부의 본체부와 함께 원활하게 회전함에 따라 안정적으로 피팅부와 노즐부에 유체 저장부로부터 유체를 공급하여 노즐부에서 센서부에 유체 분사를 통해 센서부를 신속하고 정확하게 세척하고, 제조비용과 설치비용을 절감할 수 있다.
수평부(227b)는 수직부의 선단에서 절곡되어 그루브부에 수용된 상태로 브릿지부와 하우징부를 관통하여 피팅부와 연통하여 결합하도록 반경방향으로 연장 형성된다.
또한, 회전 가이드부의 그루브부에 수평부가 안정적으로 반경방향으로 연장 설치된 상태에서 브릿지부와 하우징부를 관통하여 수평부의 타단이 피팅부와 연통하도록 결합 설치됨에 따라 2차적으로 회전 가이드부의 본체부와 함께 회전함에 따라 안정적으로 피팅부와 노즐부에 유체 저장부로부터 유체를 공급하여 노즐부에서 센서부에 유체 분사를 통해 센서부를 신속하고 정확하게 세척하고, 제조비용과 설치비용을 절감할 수 있다.
더욱이, 이처럼, 회전 구동부의 세밀한 구성과 배치를 통해 자동차용 센서 세척 장치의 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고 제조비용과 제조시간 및 설치비용과 설치시간을 감소할 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 클리닝부(230)는 하우징부(231), 피팅부(232), 노즐부(233), 및 직선 이송부(234)를 포함한다.
하우징부(231)는 일부가 개방 형성되는 개방부(231a)를 구비하고 브릿지부에 결합된다.
피팅부(232)는 하우징부의 내부에 유로부와 연통하도록 배치된다. 즉, 피팅부는 하우징부의 내부에 피팅부의 일단이 유로부의 수평부와 연통하도록 결합되고 피팅부의 타단은 노즐부와 연통하도록 결합 설치된다.
노즐부(233)는 하우징부의 내부에 개방부로 인입 또는 인출 가능하게 배치되어 피팅부를 통해 전달된 유체를 센서부에 분사하여 센서부를 세척한다.
직선 이송부(234)는 하우징의 내부에서 상기 노즐부에 인접하게 배치되어 노즐부를 직선 이동시킨다.
즉, 직선 이송부는 하우징부의 내부에서 노즐부에 인접하게 배치되어 제어부의 신호에 따라 작동하여 노즐부가 개방부를 통해 인입 또는 인출되도록 노즐부를 직선 이동시킨다.
도 6에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 클리닝부(230)의 직선 이송부(234)는 작동부(234a), 샤프트부(234b), 제3 기어부(234c), 및 조절부(234d)를 포함할 수 있다.
작동부(234a)는 하우징부의 내부에 노즐부에 인접하게 배치되어 제어부의 신호에 의해 회전 동력을 발생시킨다.
바람직하게는, 작동부는 하우징부의 내부에 노즐부와 인접하게 설치되어 제어부의 신호에 의해 정회전 또는 역회전하거나 회전량을 조절할 수 있는 서보모터로 형성된다.
샤프트부(234b)는 일측이 작동부에 결합되어 회전 동력에 의해 회전한다.
제3 기어부(234c)는 샤프트부의 선단에 샤프트부와 연동하여 회전가능하게 설치된다.
조절부(234d)는 제3 기어부와 치합하도록 노즐부의 외측면에 소정의 길이로 배치되어 제3 기어부의 회전 방향과 회전량에 따라 노즐부를 개방부를 통해 인입시키거나 인출시켜 노즐부의 직선 이동을 수행한다.
제3 기어부와 조절부는 랙피니언으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 자동차용 센서 세척 장치는 세척유닛이 자동차나 자율주행차의 라이다, 카메라, 레이다, 초음파 등과 같은 센서부에 대해 노즐부가 회전 이동 및 직선 이동하면서 센서부를 세척함에 따라 미세척 영역을 최소화하여 센서부의 클리닝 효과를 극대화하고, 센서부를 신속하고 정확한 클리닝을 통해 자율주행차나 자동차의 주행 안정성을 향상하고, 컴팩트화를 통해 공간활용도와 제조비용과 유지보수 비용을 절감하고, 소비자의 만족도를 증대시키며, 자동차 특히 자율주행차의 안전성과 신뢰성 및 운영효율을 극대화하여 자율주행차의 상용화를 도모할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 자동차용 센서 세척 장치(1)의 세척유닛(200)의 클리닝부(230)의 직선 이송부(234')는 공압 또는 유압 실린더로 형성될 수 있다.
즉, 제어부의 제어신호에 의해 작동하는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 형성되어 소정의 정해진 길이만큼 개방부를 통해 인입 또는 인출될 수 있다. 이에 따라 제조비용을 절감하여 수출증대와 판매활성화를 도모할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
1 : 자동차용 센서 세척 장치
100 : 센서유닛
110 : 센서부
120 : 커버부
200 : 세척유닛
210 : 회전 가이드부
220 : 회전 구동부
230 : 클리닝부
240 : 제어부
100 : 센서유닛
110 : 센서부
120 : 커버부
200 : 세척유닛
210 : 회전 가이드부
220 : 회전 구동부
230 : 클리닝부
240 : 제어부
Claims (12)
- 자동차의 주행중에 자동차 외부의 물체를 감지하고 물체와의 거리를 인식하는 센서부와 상기 센서부를 보호하는 커버부를 구비하는 센서유닛; 및
상기 커버부의 일부에 설치되어 유체 분사를 통해 상기 센서부를 세척하는 세척유닛;을 포함하고,
상기 세척유닛은 상기 센서부에 대해 회전 이동 및 직선 이동하면서 상시 센서부를 세척하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 세척유닛은,
상기 커버부의 상부 또는 하부에 회전 가능하게 배치되는 회전 가이드부;
상기 회전 가이드부를 회전 이동시키는 회전 구동부; 및
상기 회전 구동부의 일부와 연통되고 상기 회전 가이드부와 연동하여 회전 이동하도록 상기 회전 가이드부의 일부에 결합 배치되어 상기 센서부를 세척하는 클리닝부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 세척유닛은,
상시 센서부의 종류와 오염도에 따라 상기 세척유닛의 회전 이동 각도와 직선 이동 거리를 조절하고, 주행중인 자동차의 속도와 상기 센서부에 분사되는 유체의 압력과 분사시간을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 회전 가이드부는,
본체부;
상기 본체부의 중심 일부에 함입 형성되는 안착부; 및
상기 본체부의 외주면에 반경방향으로 돌출 형성되어 상기 클리닝부가 결합되는 브릿지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 회전 가이드부는,
상기 안착부에서 상기 브릿지부까지 오목하게 연장 형성되는 그루브부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 회전 구동부는,
베이스부;
상기 베이스부의 일부에 관통 결합 설치되는 제1 회전축부;
상기 제1 회전축부의 일단에 결합되어 상기 제1 회전축부의 회전 동력을 발생시키는 모터부;
상기 제1 회전축부의 타단에 결합되어 상기 제1 회전축부와 연동하여 회전하는 제1 기어부;
상기 제1 회전축부와 높이방향으로 평행하면서 이격하도록 일단이 상기 베이스부의 일부에 회전 가능하게 결합되고 타단이 상기 안착부에 회전 가능하게 결합되는 제2 회전축부; 및
상기 제1 기어부와 치합하도록 상기 제2 회전축부에 설치되어 상기 제1 기어부와 연동하여 회전하는 제2 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 회전 구동부는,
상기 모터부의 구동에 따라 상기 회전 가이드부가 회전 이동할 때에도 상기 클리닝부에 유체를 공급하도록 일측이 유체 저장부와 연통되고, 타측이 상기 제2 회전축부를 관통하여 상기 클리닝부와 연통되도록 연장 형성되는 유로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 클리닝부는,
일부가 개방 형성되는 개방부를 구비하고 상기 브릿지부에 결합되는 하우징부;
상기 하우징부의 내부에 상기 유로부와 연통하도록 배치되는 피팅부; 및
상기 하우징부의 내부에 상기 개방부로 인입 또는 인출 가능하게 배치되어 상기 피팅부를 통해 전달된 유체를 상기 센서부에 분사하여 상기 센서부를 세척하는 노즐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 클리닝부는,
상기 하우징의 내부에서 상기 노즐부에 인접하게 배치되어 상기 노즐부를 직선 이동시키는 직선 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치. - 제9항에 있어서,
상기 유로부는,
상기 제2 회전축에 평행하면서 상기 제2 회전축의 내부를 관통하여 연장 형성되는 수직부; 및
상기 수직부의 선단에서 절곡되어 상기 그루브부에 수용된 상태로 상기 피팅부와 연통하도록 연장 형성되는 수평부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 직선 이송부는,
상기 하우징부의 내부에 상기 노즐부에 인접하게 배치되어 상기 제어부의 신호에 의해 회전 동력을 발생시키는 작동부;
일측이 상기 작동부에 결합되어 상기 회전 동력에 의해 회전하는 샤프트부;
상기 샤프트부의 선단에 상기 샤프트부와 연동하여 회전하는 제3 기어부; 및
상기 제3 기어부와 치합하도록 상기 노즐부의 외측면에 소정의 길이로 배치되어 상기 제3 기어부의 회전방향과 회전량에 따라 상기 노즐부를 상기 개방부를 통해 인입시키거나 인출시켜 상기 노즐부의 직선 이동을 수행하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치. - 제10항에 있어서,
상기 직선 이송부는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 센서 세척 장치.
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2022
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Patent Citations (5)
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