DE102016200835B4

DE102016200835B4 - Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung und selbstfahrendes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016200835B4
Application number: DE102016200835.8A
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Wakatsuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: JP6172181B2; DE102016200835A1; JP2016155497A; US10065610B2; US20160244028A1

Abstract

Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung (10), die aufweist:
einen Vorrichtungskörper (24), an dem ein Sensor (30) montiert ist, der einen Erfassungsabschnitt (30A) enthält, der Umgebungsinformationen erfasst; und
einen Wischmechanismus (26), der ein fremdes Objekt, das an einem Ort des Vorrichtungskörpers (24) anhaftet, wegwischt, wobei der Ort dem Erfassungsabschnitt (30A) gegenüberliegt, wobei
der Wischmechanismus (26) enthält:
eine Drehwelle (32), die derart angeordnet ist, dass sie in Bezug auf den Vorrichtungskörper (24) drehbar ist;
einen Wischer (36), der an der Drehwelle (32) befestigt ist, an eine Oberfläche des Ortes des Vorrichtungskörpers (24), der dem Erfassungsabschnitt (30A) gegenüberliegt, anstößt und aufgrund einer Drehung der Drehwelle (32) entlang einer Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) schwingt, wobei der Wischer (36) einen Wischerarm (36A) und ein Wischerblatt (36B) aufweist; und
eine Düse (38), die Reinigungsflüssigkeit auf die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) aufbringt,
die Drehwelle (32) sich vertikal durch den Vorrichtungskörper (24) erstreckt,
ein oberer Endabschnitt der Drehwelle (32) vertikal oberhalb des Vorrichtungskörpers (24) angeordnet ist,
der obere Endabschnitt der Drehwelle (32) an dem Wischerarm (36A) befestigt ist,
ein oberer Endabschnitt des Wischerblatts (36B) an einem führenden Endabschnitt des Wischerarms (36A) befestigt ist,
das Wischerblatt (36B) sich abwärts entlang der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) erstreckt, und
das Wischerblatt (36B) in Richtung der zu einer Drehrichtung des Wischerblatts (36B) gegenüberliegenden Seite fortschreitend von dem oberen Endabschnitt des Wischerblatts (36B) in Richtung eines unteren Endabschnitts des Wischerblatts (36B) gekrümmt ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung und ein selbstfahrendes Fahrzeug.
Stand der Technik
Die US 2010 / 0 020 306 A1 beschreibt einen Aufbau, bei dem ein LIDAR-System (Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung), an dem ein Sensor montiert ist, der einen Photonendetektor (Erfassungsabschnitt) zum Erfassen von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs enthält, an dem Dach eines Fahrzeugs angeordnet ist.
Die DE 295 14 364 U1 , die WO 2012/061 376 A2 , die DE 10 2013 213 415 A1 , die DE 10 2005 049 566 B4 , die US 2008 / 0 072 393 A1 , die nachveröffentlichte WO 2016 / 069 395 A1 und die WO 2016 / 116 568 A1 offenbaren jeweils eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung, die aufweist: einen Vorrichtungskörper, an dem ein Sensor montiert ist, der einen Erfassungsabschnitt enthält, der Umgebungsinformationen erfasst; und einen Wischmechanismus, der ein fremdes Objekt, das an einem Ort des Vorrichtungskörpers anhaftet, wegwischt, wobei der Ort dem Erfassungsabschnitt gegenüberliegt, und wobei der Wischmechanismus enthält: eine Drehwelle, die derart angeordnet ist, dass sie in Bezug auf den Vorrichtungskörper drehbar ist; einen Wischer, der an der Drehwelle befestigt ist, an eine Oberfläche des Ortes des Vorrichtungskörpers, der dem Erfassungsabschnitt gegenüberliegt, anstößt und aufgrund einer Drehung der Drehwelle entlang des Vorrichtungskörpers schwingt; und eine Düse, die Reinigungsflüssigkeit auf eine Oberfläche des Vorrichtungskörpers aufbringt.
Weiterhin wird noch auf die DE 32 43 173 A1 und die DE 10 2013 005 676 A1 verwiesen.
Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung wird jedoch Wind und Regen ausgesetzt, so dass der Vorrichtungskörper manchmal schmutzig wird und sich die Erfassungsgenauigkeit des Sensors verringert. Dementsprechend besteht Bedarf nach einer Verbesserung hinsichtlich des Problems, die Erfassungsgenauigkeit des Sensors aufrechtzuerhalten.
Unter Berücksichtigung des oben Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung und ein selbstfahrendes Fahrzeug zu schaffen, die in der Lage sind, die Erfassungsgenauigkeit eines Sensors aufrechtzuerhalten. Die Aufgabe wird durch eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein selbstfahrendes Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
Eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt enthält einen Vorrichtungskörper, an dem ein Sensor montiert ist, der einen Erfassungsabschnitt enthält, der Umgebungsinformationen erfasst, und einen Wischmechanismus, der ein fremdes Objekt, das an einem Ort des Vorrichtungskörpers, der dem Erfassungsabschnitt gegenüberliegt, anhaftet, wegwischt.
In der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt ist der Sensor, der den Erfassungsabschnitt enthält, der Umgebungsinformationen erfasst, an dem Vorrichtungskörper montiert. Der Wischmechanismus, der den Vorrichtungskörper wischt, ist ebenfalls angeordnet, und der Wischmechanismus wischt ein fremdes Objekt, das an dem Ort des Vorrichtungskörpers, der dem Erfassungsabschnitt gegenüberliegt, anhaftet, weg. Dieses ermöglicht zu verhindern, dass sich die Erfassungsrate von Umgebungsinformationen mittels des Sensors verschlechtert.
In der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung schwingt der Wischer um den Vorrichtungskörper durch Drehen der Drehwelle. Somit können sogar in Fällen, in denen mehrere Sensoren an dem Vorrichtungskörper montiert sind, fremde Objekte, die an Orten, die den Erfassungsabschnitten der Sensoren gegenüberliegen, anhaften, kontinuierlich durch Drehen der Drehwelle einfach weggewischt werden. Außerdem ermöglicht ein Aufbringen von Reinigungsflüssigkeit auf die Oberfläche des Vorrichtungskörpers durch die Düse, dass Schmutz auf dem Vorrichtungskörper effektiv entfernt wird.
Eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt basiert auf dem ersten Aspekt und enthält außerdem eine Aufnahmeschüssel, die Reinigungsflüssigkeit, die durch die Düse auf den Vorrichtungskörper aufgebracht wurde, aufnimmt, und eine Pumpe, die die Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel angesammelt hat, herauspumpt und der Düse die Reinigungsflüssigkeit zuführt.
Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ermöglicht eine Zirkulation der Reinigungsflüssigkeit und eine wiederholte Verwendung derselben.
Ein selbstfahrendes Fahrzeug eines dritten Aspektes enthält die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung nach einem der ersten bis zweiten Aspekte und einen Steuerabschnitt, der eine Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage von Umgebungsinformationen, die von der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung erfasst werden, steuert.
Das selbstfahrende Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt ermöglicht ein Aufrechterhalten der Erfassungsgenauigkeit des Sensors unabhängig von der Umgebung, beispielsweise wetterunabhängig. Dieses ermöglicht eine Aufrechterhaltung des Fahrvermögens des Fahrzeugs.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie es oben erläutert wurde, weist die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt eine vorteilhafte Wirkung dahingehend auf, dass sie ein Aufrechterhalten der Erfassungsgenauigkeit des Sensors ermöglicht.
Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt weist außerdem eine vorteilhafte Wirkung dahingehend auf, dass sie ermöglicht, dass fremde Objekte und Schmutz, die an dem Vorrichtungskörper anhaften, effektiv entfernt werden.
Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt weist eine vorteilhafte Wirkung dahingehend auf, dass sie einen Verbrauch der Reinigungsflüssigkeit verringern kann.
Das selbstfahrende Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt weist eine vorteilhafte Wirkung dahingehend auf, dass die Durchführung einer automatischen Fahrt unabhängig von der Umgebung, beispielsweise den Wetterbedingungen, durchgeführt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, an dem eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform montiert ist, aus der Sicht diagonal von oben;
2 eine perspektivische Ansicht, die eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt, aus der Sicht diagonal von oben;
3 eine vordere Ansicht der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung der 2 aus der Sicht von vorne;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 der 2; und
5 eine Querschnittsansicht entsprechend der 3, die eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Erste beispielhafte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Man beachte, dass in 1 der Pfeil FR die Fahrzeugvorderseite angibt, der Pfeil UP die Fahrzeugoberseite angibt und der Pfeil OUT die Außenseite der Fahrzeugbreitenrichtung eines selbstfahrenden Fahrzeugs angibt, an dem die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung befestigt ist. In der folgenden Erläuterung meint, sofern nicht anders angegeben, ein Bezug auf die Vorne-Hinten-Richtung, Oben-Unten-Richtung und Links-Rechts-Richtung jeweils die Fahrzeug-Vorne-Hinten-Richtung bzw. Fahrzeuglängsrichtung, die Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung bzw. Fahrzeughöhenrichtung und die Fahrzeug-Links-Rechts-Richtung im Hinblick auf die Fahrtrichtung.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 an einer Dachplatte 14 eines selbstfahrenden Fahrzeugs 12 (im Folgenden einfach als Fahrzeug 12 bezeichnet) befestigt. Insbesondere ist eine vordere Säule 16, die entlang der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung verläuft, an einem jeweiligen Abschnitt auf der Seite des Fahrzeugs 12 installiert, an dem die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Eine mittlere Säule 18, die entlang der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung verläuft, ist weiter auf der Fahrzeugrückseite als jede vordere Säule 16 installiert. Eine hintere Säule 20, die entlang der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung verläuft, ist weiter auf der Fahrzeugrückseite als jede mittlere Säule 18 installiert. Ein oberer Endabschnitt der vorderen Säule 16, ein oberer Endabschnitt der mittleren Säule 18 und ein oberer Endabschnitt der hinteren Säule 20 sind über eine Dachseitenschiene 22, die sich entlang der Fahrzeug-Vorne-Hinten-Richtung erstreckt, miteinander gekoppelt. Ein Paar der Dachseitenschienen 22 ist links und rechts angeordnet, und die Dachplatte 14 ist zwischen dem Paar Dachseitenschienen 22 angeordnet. Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 ist an der Dachplatte 14 befestigt.
Man beachte, dass das Fahrzeug 12 eine Steuerung 13 aufweist, die als Steuerabschnitt dient, der eine Fahrt des Fahrzeugs 12 auf der Grundlage der Umgebungsinformationen steuert, die von der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 erfasst werden. Die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 und die Steuerung 13 sind elektrisch miteinander verbunden. Das Fahrzeug 12 ist dadurch derart ausgebildet, dass es mittels der Steuerung 13 fahren kann, ohne dass das Fahrzeug 12 von einem Fahrer gesteuert wird. Man beachte, dass in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Wechsel zwischen einem Fahrmodus, in dem das Fahrzeug 12 auf der Grundlage von Umgebungsinformationen gefahren wird, die von der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 erfasst werden, und einem Fahrmodus durchgeführt werden kann, in dem der Fahrer das Fahrzeug selbst durch Betätigen eines Lenkrades, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, fährt.
Konfiguration der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung
Wie es in den 2 bis 4 dargestellt ist, enthält die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 hauptsächlich einen Vorrichtungskörper 24, einen Wischmechanismus 26, eine Reinigungsflüssigkeitszirkulationsvorrichtung 28 und Heizeinrichtungen 46. Der Vorrichtungskörper 24 weist im Wesentlichen eine kreisförmige Röhrengestalt auf, deren axiale Richtung entlang der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung verläuft, und ist aus einem Material ausgebildet, durch das elektromagnetische Wellen einschließlich Laserlicht und sichtbares Licht dringen. Mehrere Sensoren 30 sind an Seitenabschnitten des Vorrichtungskörpers 24 montiert, und vier der Sensoren 30 sind beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform montiert (drei Sensoren sind in 2 dargestellt).
Die Sensoren 30 sind jeweils auf einer Außenumfangsseite eines inneren Abschnitts des Vorrichtungskörpers 24 auf der Fahrzeugvorderseite, der Fahrzeugrückseite, der linken Fahrzeugseite und der rechten Fahrzeugseite angeordnet, wobei eine Mittellinie CL des Vorrichtungskörpers 24 dazwischen angeordnet ist. Jeder Sensor 30 weist einen Erfassungsabschnitt 30A auf der Außenumfangsseite des Vorrichtungskörpers 24 auf. Die Umgebungsinformationen des Vorrichtungskörpers 24 können mittels der Erfassungsabschnitte 30A erfasst werden. Man beachte, dass ein Millimeterwellenradar, ein Laserradar, eine optische Kamera oder Ähnliches als jeweiliger Sensor 30 verwendet werden kann. In Fällen, in denen ein Millimeterwellenradar verwendet wird, wird der Erfassungsabschnitt durch einen Radiowellensender und einen Radiowellenempfänger ausgebildet. In Fällen, in denen ein Laserradar verwendet wird, wird der Erfassungsabschnitt durch einen Laserlichtemissionsabschnitt und einen Laserlichtempfangsabschnitt ausgebildet. In Fällen, in denen eine optische Kamera verwendet wird, wird der Erfassungsabschnitt durch einen Abschnitt zum Empfangen von sichtbarem Licht ausgebildet.
Wie es in 4 dargestellt ist, enthält der Wischmechanismus 26 hauptsächlich eine Drehwelle 32, Wischer 36 und Düsen 38. Die Drehwelle 32 erstreckt sich in der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung entlang der Mittelachse des Vorrichtungskörpers 24, und ein unterer Endabschnitt der Drehwelle 32 ist mit einer Antriebswelle eines Motors 34 gekoppelt, der weiter unten als der Vorrichtungskörper 24 angeordnet ist. Die Drehwelle 32 wird um die Achse des Vorrichtungskörpers 24 mittels Antrieb des Motors 34 gedreht.
Ein oberer Endabschnitt der Drehwelle 32 erstreckt sich weiter aufwärts als der Vorrichtungskörper 24, und ein Wischerarm 36A jedes Wischers 36 ist an dem oberen Endabschnitt befestigt. Jeder Wischer 36 enthält den Wischerarm 36A und ein Wischerblatt 36B, und der Wischerarm 36A erstreckt sich diagonal abwärts fortschreitend von der Drehwelle 32 in Richtung einer Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24. Ein führender Endabschnitt des Wischerarms 36A ist nach unten gebogen, und das Wischerblatt 36B ist an dem führenden Endabschnitt befestigt.
Das Wischerblatt 36B erstreckt sich in der Fahrzeug-Oben-Unten-Richtung entlang der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24, und ein oberer Endabschnitt des Wischerblattes 36B ist an dem führenden Endabschnitt des Wischerarms 36A befestigt. Ein unterer Endabschnitt des Wischerblattes 36B erstreckt sich so weit wie der untere Endabschnitt des Vorrichtungskörpers 24. Das Wischerblatt 36B stößt von einem oberen Endabschnitt bis zu einem unteren Endabschnitt an die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 an (ein Ort, der den Erfassungsabschnitten 30A gegenüberliegt). Das Wischerblatt 36B schwingt in einem Zustand, in dem es an die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 anstößt, durch Drehen der Drehwelle 32.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist das Wischerblatt 36B in Richtung der zu der Drehrichtung (der Richtung des Pfeiles in 3) gegenüberliegenden Seite fortschreitend von dem oberen Endabschnitt in Richtung des unteren Endabschnitts gekrümmt. Man beachte, dass das Wischerblatt 36B in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform aus einem flexiblen Element wie beispielsweise Gummi ausgebildet ist; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein Wischerblatt kann beispielsweise verwendet werden, das einen an den Vorrichtungskörper 24 anstoßenden Abschnitt aufweist, der eine Bürstenform aufweist.
Wie es in 4 dargestellt ist, sind zwei Düsen 38 an der Drehwelle 32 befestigt. Die Düsen 38 sind weiter oben als der Vorrichtungskörper 24 angeordnet und erstrecken sich aus der Drehwelle 32 in Richtung der Außenumfangsseite des Vorrichtungskörpers 24. Ein Düsenloch 38A ist an einem führenden Kantenabschnitt jeder Düse 38 ausgebildet, und die Reinigungsflüssigkeit kann durch die Düsenlöcher 38A auf die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 getropft (aufgebracht) werden. Man beachte, dass die Düsen 38 zusammen mit den Wischern 36 um die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 schwingen bzw. drehen, wenn sich die Drehwelle 32 dreht. Die Düsen 38 sind mit einer Pumpe 40 der Reinigungsflüssigkeitszirkulationsvorrichtung 28, die unten beschrieben wird, verbunden und sind derart ausgebildet, dass Reinigungsflüssigkeit von der Pumpe 40 zugeführt wird.
Die Reinigungsflüssigkeitszirkulationsvorrichtung 28 enthält hauptsächlich eine Aufnahmeschüssel 44, einen Filter 42 und die Pumpe 40. Die Aufnahmeschüssel 44 ist unterhalb des Vorrichtungskörpers 24 angeordnet und als kreisförmige Röhre mit Boden, die zur Fahrzeugoberseite offen ist, ausgebildet. Die Aufnahmeschüssel 44 weist einen größeren Durchmesser als der Vorrichtungskörper 24 auf und kann Reinigungsflüssigkeit, die entlang der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 herabfließt, aufnehmen.
Der Filter 42 ist innerhalb der Aufnahmeschüssel 44 angeordnet. Der Filter 42 weist im Wesentlichen eine kreisförmige Röhrengestalt auf, und die Mitte und die Außenumfangsseite der Aufnahmeschüssel 44 sind durch den Filter 42 voneinander getrennt. Fremde Objekte in der Reinigungsflüssigkeit werden dadurch von dem Filter 42 aufgefangen, wenn die Reinigungsflüssigkeit durch den Filter 42 fließt, und von der Außenumfangsseite zu der Mitte der Aufnahmeschüssel 44 bewegt.
Die Heizeinrichtungen 46 sind weiter bei der Mitte der Aufnahmeschüssel 44 als der Filter 42 angeordnet. Mehrere Heizeinrichtungen 46 sind entlang des Filters 42 angeordnet, und ein oberer Endabschnitt jeder Heizeinrichtung 46 stößt an eine untere Fläche des Vorrichtungskörpers 24 an. Man beachte, dass die Heizeinrichtungen 46 mittels Leitung aufgeheizt werden und Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, und der Vorrichtungskörper 24 durch die Heizeinrichtungen 46 dadurch aufgeheizt werden, dass diese Heizeinrichtungen 46 aufgeheizt werden.
Die Pumpe 40 ist weiter bei der Mitte der Aufnahmeschüssel 44 als die Heizeinrichtungen 46 angeordnet. Ein Reinigungsflüssigkeitszufuhrpfad 48, der sich in der Oben-Unten-Richtung entlang des mittleren Abschnitts des Vorrichtungskörpers 24 erstreckt, ist mit der Pumpe 40 gekoppelt. Ein oberer Endabschnitt des Reinigungsflüssigkeitszufuhrpfades 48 kommuniziert mit den Düsen 38. Das Reinigungsfluid, das sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, wird nach oben gepumpt, wenn die Pumpe 40 betrieben wird, und die Reinigungsflüssigkeit kann den Düsen 38 über den Reinigungsflüssigkeitszufuhrpfad 48 zugeführt werden.
Betrieb und vorteilhafte Wirkungen
Im Folgenden werden der Betrieb und vorteilhafte Wirkungen des Fahrzeugs 12, das die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform enthält, beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 an dem Fahrzeug 12 angeordnet. Das Fahrzeug 12 kann auf der Grundlage von Umgebungsinformationen, die von den Sensoren 30 der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 erfasst werden, fahren. Insbesondere sind, wie es in 2 dargestellt ist, gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Sensoren 30 jeweils auf der Fahrzeugvorderseite, der Fahrzeugrückseite, der rechten Fahrzeugseite und der linken Fahrzeugseite des Vorrichtungskörpers 24 montiert. Jeder Sensor 30 weist den Erfassungsabschnitt 30A auf. Somit werden in Fällen, in denen der Erfassungsabschnitt 30A ein Elektromagnetwellensensor und Elektromagnetwellenempfänger ist, elektromagnetische Wellen von dem Erfassungsabschnitt (Sender) 30A ausgesendet, die elektromagnetischen Wellen durchdringen den Vorrichtungskörper 24 und treffen auf umgebende Hindernisse, werden dann zurückgestoßen und kehren zu dem Erfassungsabschnitt (Empfänger) 30A zurück. Der Abstand zu den Hindernissen kann durch Empfangen der zurückgekehrten elektromagnetischen Wellen erfasst werden.
Da jedoch die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 an dem Fahrzeugäußeren, das Wind und Regen ausgesetzt ist, angeordnet ist, wird der Vorrichtungskörper 24 manchmal aufgrund von Fremdobjekten oder Ähnlichem, die an dem Vorrichtungskörper 24 anhaften, verschmutzt. In Fällen, in denen fremde Objekte an einem Ort des Vorrichtungskörpers 24 anhaften, der dem Erfassungsabschnitt 30A des Sensors 30 gegenüberliegt, verringert sich manchmal die Erfassungsgenauigkeit des Sensors 30. Wie es in 4 dargestellt ist, schwingen bzw. drehen gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Wischer 36, und fremde Objekte können von der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 durch Antrieb des Motors 34 und Drehen der Drehwelle 32 weggewischt werden. Dieses ermöglicht es zu verhindern, dass sich die Erfassungsrate der Umgebungsinformationen mittels der Sensoren 30 verringert. Damit kann die Erfassungsgenauigkeit der Sensoren 30 aufrechterhalten werden. Aufgrund dessen, dass die Erfassungsgenauigkeit der Sensoren 30 aufrechterhalten werden kann, wird außerdem das Fahrvermögen des Fahrzeugs 12 beibehalten, was eine Durchführung einer automatischen Fahrt unabhängig von der Umgebung wie beispielsweise dem Wetter abhängig macht.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden fremde Objekte kontinuierlich durch Schwingen der Wischer 36 um die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 weggewischt. Dieses ermöglicht, dass fremde Objekte, die an der gesamten Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 anhaften, von einem der Wischer 36 weggewischt werden. Somit kann sogar in Fällen, in denen mehrere Sensoren 30 montiert sind, die Erfassungsgenauigkeit der Erfassungsabschnitte 30A der Sensoren 30 aufrechterhalten werden.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird Reinigungsflüssigkeit durch die Düsen 38 auf den Vorrichtungskörper 24 aufgebracht. Dieses ermöglicht es, dass fremde Objekte und Schmutz effektiver als in Fällen entfernt werden, in denen fremde Objekte nur von den Wischern 36 weggewischt werden, ohne Reinigungsflüssigkeit aufzubringen.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform jedes Wischerblatt 36B gekrümmt. Somit kontaktiert in einem Zustand, in dem die Wischerblätter 36B um den Vorrichtungskörper 24 schwingen bzw. drehen, Reinigungsflüssigkeit, die auf die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 aufgebracht wird, die Wischerblätter 36B und wird nach unten gedrückt. Dieses ermöglicht es, dass Reinigungsflüssigkeit auf die gesamte Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 aufgebracht wird. Dieses ermöglicht es ebenfalls, dass die Reinigungsflüssigkeit effektiv zu der Aufnahmeschüssel 44 geleitet wird.
Wie es in 4 dargestellt ist, enthält die vorliegende beispielhafte Ausführungsform außerdem die Reinigungsflüssigkeitszirkulationsvorrichtung 28. Dieses ermöglicht es, dass Reinigungsflüssigkeit, die über die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 geflossen ist und sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, mittels der Pumpe 40 zu den Düsen 38 nach oben gepumpt wird und erneut durch die Düsenlöcher 38A der Düsen 38 auf den Vorrichtungskörper 24 aufgebracht wird. Das heißt, da die Reinigungsflüssigkeit zirkulieren kann, kann der Verbrauch der Reinigungsflüssigkeit verringert werden. Die Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, fließt durch den Filter 42, und fremde Objekte werden entfernt, wodurch es möglich ist, zu verhindern, dass fremde Objekte erneut an der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 anhaften.
Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform weist außerdem die Heizeinrichtungen 46 auf, die die Reinigungsflüssigkeit und den Vorrichtungskörper 24 heizen. Dieses ermöglicht eine gute Funktion der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 sogar beispielsweise in kalten Gebieten. Insbesondere ermöglicht ein Aufheizen der Reinigungsflüssigkeit, dass verhindert werden kann, dass die Reinigungsflüssigkeit gefriert. Außerdem ermöglicht ein Aufheizen des Vorrichtungskörpers 24 und ein Aufbringen der aufgeheizten Reinigungsflüssigkeit auf die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 ein Schmelzen eines Eisfilmes oder Ähnliches, das an der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 anhaftet, was ein Aufrechterhalten der Erfassungsgenauigkeit der Sensoren 30 ermöglicht. Dieses ermöglicht eine gute Funktion der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 sogar in kalten Gebieten.
Man beachte, dass die Heizeinrichtung 46 normalerweise nicht betrieben werden muss, sondern nur nach Bedarf betrieben werden kann. Die Heizeinrichtung 46 kann derart gesteuert werden, dass sie in Fällen betrieben wird, in denen die Außentemperatur auf unterhalb einer im Voraus eingestellten Temperatur (beispielsweise 0 Grad Celsius) abgefallen ist. Dieses ermöglicht eine Verringerung der Energie, die von der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 10 benötigt wird.
Zweite beispielhafte Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben. Man beachte, dass die Konfiguration, die derjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform ähnelt, dieselben Bezugszeichen aufweist und deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
Wie es in 5 dargestellt ist, ist in einer Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Reinigungsflüssigkeitstank 52 mit der Aufnahmeschüssel 44 über einen Zufuhrpfad 54 verbunden. Reinigungsflüssigkeit wird in dem Reinigungsflüssigkeitstank gespeichert, und ein Endabschnitt des Zufuhrpfades 54 ist mit dem Reinigungsflüssigkeitstank 52 verbunden. Ein anderer Endabschnitt des Zufuhrpfades 54 ist mit der Aufnahmeschüssel 44 verbunden.
Ein Flüssigkeitspegelsensor, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist innerhalb der Aufnahmeschüssel 44 angeordnet, und der Flüssigkeitspegel der Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, kann mittels des Flüssigkeitspegelsensors erfasst werden. Wenn der Flüssigkeitspegel der Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, unterhalb eines im Voraus eingestellten Flüssigkeitspegels abgefallen ist, wird der Aufnahmeschüssel 44 zusätzliche Reinigungsflüssigkeit von dem Reinigungsflüssigkeitstank 52 über den Zufuhrpfad 54 zugeführt.
Betrieb und vorteilhafte Wirkungen
Im Folgenden werden ein Betrieb und vorteilhafte Wirkungen der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beschrieben. In der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 50 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ermöglicht ein Zuführen von zusätzlicher Reinigungsflüssigkeit von dem Reinigungsflüssigkeitstank 52 zu der Aufnahmeschüssel 44, dass die Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung 50 eine längere Zeitdauer als in der ersten beispielhaften Ausführungsform funktioniert, und ermöglicht eine Ausdehnung der Strecke der automatischen Fahrt. Weitere Betriebe ähneln denjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Man beachte, dass in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Flüssigkeitspegel der Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel 44 angesammelt hat, erfasst wird und zusätzliche Reinigungsflüssigkeit von dem Reinigungsflüssigkeitstank 52 zu der Aufnahmeschüssel 44 zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise zusätzliche Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich von dem Reinigungsflüssigkeitstank 52 zu der Aufnahmeschüssel 44 zugeführt werden. Es kann beispielsweise eine feste Menge an zusätzlicher Reinigungsflüssigkeit jedes Mal, wenn eine feste Zeitdauer verstrichen ist, zugeführt werden.
Die erste beispielhafte Ausführungsform und die zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurden oben erläutert; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Konfigurationen beschränkt, und es sind offensichtliche andere Modi als die obigen Konfigurationen innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung möglich. In den obigen beispielhaften Ausführungsformen ist die Aufnahmeschüssel 44 in einer Gestalt ausgebildet, die zur Fahrzeugoberseite offen ist; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Gestalt der Aufnahmeschüssel 44 kann anders sein. Gemäß einem Beispiel kann ein oberer Abschnitt der Aufnahmeschüssel 44 derart bedeckt sein, dass Regenwasser oder Ähnliches nicht in die Aufnahmeschüssel 44 eindringt. In derartigen Fällen ermöglicht die Bereitstellung einer kleinen Lücke zwischen der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 und der Aufnahmeschüssel 44, dass sich Reinigungsflüssigkeit in der Aufnahmeschüssel 44 ansammeln kann, während das Eindringen von Regenwasser verhindert wird.
Die obigen beispielhaften Ausführungsformen enthalten zwei Wischer 36 und zwei Düsen 38; es gibt jedoch keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der Wischer 36 oder der Düsen 38. Es kann beispielsweise nur ein einziger Wischer 36 und eine einzige Düse 38 vorhanden sein.
In den obigen beispielhaften Ausführungsformen wird eine Konfiguration verwendet, bei der die Düsen 38 zusammen mit den Wischern 36 schwingen bzw. drehen. Die Konfiguration ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der nur die Wischer 36 schwingen bzw. drehen. In derartigen Fällen kann, auch wenn Reinigungsflüssigkeit durch die Düsen 38 auf spezielle Orte des Vorrichtungskörpers 24 aufgebracht wird, Reinigungsflüssigkeit durch Schwingen der Wischer 36 auf die gesamte Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers aufgebracht werden.
In den obigen beispielhaften Ausführungsformen können der Vorrichtungskörper 24 und die Reinigungsflüssigkeit durch die Heizeinrichtungen 46 aufgeheizt werden; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise eine Heizeinrichtung verwendet werden, die nur die Reinigungsflüssigkeit aufheizt. In derartigen Fällen kann die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers 24 durch Aufbringen von aufgeheizter Reinigungsflüssigkeit auf den Vorrichtungskörper 24 aufgewärmt werden. Wenn die Konfiguration nicht in kalten Gebieten verwendet wird, muss sie die Heizeinrichtungen 46 nicht enthalten.
In den obigen beispielhaften Ausführungsformen sind die Sensoren 30 auf der Fahrzeugvorderseite, der Fahrzeugrückseite, der rechten Fahrzeugseite und der linken Fahrzeugseite angeordnet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann beispielsweise ein Aufbau verwendet werden, der drei Sensoren 30 oder weniger enthält. Es kann ebenfalls ein Aufbau verwendet werden, bei dem Umgebungsinformationen erfasst werden, während die Sensoren 30 nicht fixiert sind, sondern schwingen bzw. drehen.

Claims

Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung (10), die aufweist: einen Vorrichtungskörper (24), an dem ein Sensor (30) montiert ist, der einen Erfassungsabschnitt (30A) enthält, der Umgebungsinformationen erfasst; und einen Wischmechanismus (26), der ein fremdes Objekt, das an einem Ort des Vorrichtungskörpers (24) anhaftet, wegwischt, wobei der Ort dem Erfassungsabschnitt (30A) gegenüberliegt, wobei der Wischmechanismus (26) enthält: eine Drehwelle (32), die derart angeordnet ist, dass sie in Bezug auf den Vorrichtungskörper (24) drehbar ist; einen Wischer (36), der an der Drehwelle (32) befestigt ist, an eine Oberfläche des Ortes des Vorrichtungskörpers (24), der dem Erfassungsabschnitt (30A) gegenüberliegt, anstößt und aufgrund einer Drehung der Drehwelle (32) entlang einer Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) schwingt, wobei der Wischer (36) einen Wischerarm (36A) und ein Wischerblatt (36B) aufweist; und eine Düse (38), die Reinigungsflüssigkeit auf die Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) aufbringt, die Drehwelle (32) sich vertikal durch den Vorrichtungskörper (24) erstreckt, ein oberer Endabschnitt der Drehwelle (32) vertikal oberhalb des Vorrichtungskörpers (24) angeordnet ist, der obere Endabschnitt der Drehwelle (32) an dem Wischerarm (36A) befestigt ist, ein oberer Endabschnitt des Wischerblatts (36B) an einem führenden Endabschnitt des Wischerarms (36A) befestigt ist, das Wischerblatt (36B) sich abwärts entlang der Außenumfangsfläche des Vorrichtungskörpers (24) erstreckt, und das Wischerblatt (36B) in Richtung der zu einer Drehrichtung des Wischerblatts (36B) gegenüberliegenden Seite fortschreitend von dem oberen Endabschnitt des Wischerblatts (36B) in Richtung eines unteren Endabschnitts des Wischerblatts (36B) gekrümmt ist.
Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, die außerdem aufweist: eine Aufnahmeschüssel (44), die Reinigungsflüssigkeit, die durch die Düse (38) auf den Vorrichtungskörper (24) aufgebracht wurde, aufnimmt; und eine Pumpe (40), die Reinigungsflüssigkeit, die sich in der Aufnahmeschüssel (44) angesammelt hat, heraufpumpt und der Düse (38) die Reinigungsflüssigkeit zuführt.
Selbstfahrendes Fahrzeug (12), das aufweist: eine Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2; und einen Steuerabschnitt, der eine Fahrt des Fahrzeugs (12) auf der Grundlage von Umgebungsinformationen, die von der Umgebungsinformationserfassungsvorrichtung (10) erfasst werden, steuert.