隨著車輛智能化程度持續(xù)提升，車載攝像頭及激光雷達(dá)的搭載數(shù)量呈持續(xù)增長態(tài)勢(shì)，廣泛分布于車輛周身及車頂區(qū)域。

然而在復(fù)雜多變的天氣下，尤其在沙塵高發(fā)區(qū)域，車載攝像頭表面易附著粉塵、水滴等污染物。當(dāng)攝像頭表面臟污覆蓋率超過15%時(shí)，其感知功能易出現(xiàn)性能降級(jí)，甚至完全失效，直接對(duì)車輛行駛安全構(gòu)成嚴(yán)重隱患。

針對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)前車載感知設(shè)備自清潔系統(tǒng)的核心技術(shù)路線，是通過高壓氣體與清潔水的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像頭及激光雷達(dá)表面污染物的高效清除。

KAUTEX Allegro產(chǎn)品線為此提供了全鏈路系統(tǒng)解決方案，涵蓋多項(xiàng)關(guān)鍵核心部件：在氣體清潔環(huán)節(jié)，系統(tǒng)搭載鼓風(fēng)機(jī)與高壓氣泵，為污染物清除提供穩(wěn)定高壓氣源；在水清潔環(huán)節(jié)，通過整合高壓水泵、清洗介質(zhì)存儲(chǔ)水壺、介質(zhì)余量實(shí)時(shí)探測(cè)液位傳感器、介質(zhì)輸送管路及精準(zhǔn)噴射噴嘴，構(gòu)建清潔水“存儲(chǔ)-探測(cè)-輸送-噴射”的完整鏈路；此外，為保障各部件間的高效協(xié)同運(yùn)行，系統(tǒng)還配置了分配閥與專用控制器，最終構(gòu)建起閉環(huán)式清潔控制體系。

車載攝像頭清潔系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

在蓋世汽車2025第五屆智能商用車創(chuàng)新大會(huì)上，考泰斯中國區(qū)技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人何麗中對(duì)輔助駕駛系統(tǒng)清潔系統(tǒng)Allegro的動(dòng)態(tài)測(cè)試進(jìn)行了詳盡闡釋。他提到，為驗(yàn)證清洗系統(tǒng)的有效性，考泰斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)首先開展了靜態(tài)條件下的清洗功能驗(yàn)證，確認(rèn)基本參數(shù)達(dá)標(biāo)。但車輛的安全性能最終需在實(shí)際行駛場(chǎng)景中體現(xiàn)，因此，動(dòng)態(tài)條件下清洗系統(tǒng)對(duì)傳感器性能的影響也極為重要。

何麗中 | 考泰斯中國區(qū)技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人

車輛行駛過程中常面臨強(qiáng)逆風(fēng)環(huán)境，如何能確保清潔系統(tǒng)在不同行駛場(chǎng)景下，均能達(dá)到理想清潔效果？為此，考泰斯做了大量實(shí)驗(yàn)。

以激光雷達(dá)的靜態(tài)清潔測(cè)試為例：當(dāng)車頂與側(cè)面激光雷達(dá)表面被臟污完全覆蓋（覆蓋率100%）時(shí)，設(shè)定0.7秒為一個(gè)清洗周期，耗水量約16.3毫升，可將臟污覆蓋率降至3.4%，滿足激光雷達(dá)行駛中的正常使用需求。

針對(duì)側(cè)面激光雷達(dá)，經(jīng)約0.9秒清洗周期（耗水量19毫升），臟污覆蓋率可降至4.3%。這一系列靜態(tài)測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)在靜止?fàn)顟B(tài)下清潔效果顯著，可實(shí)現(xiàn)“臟污覆蓋率小于5%、清洗時(shí)間小于1秒”的目標(biāo)。

然而，當(dāng)測(cè)試場(chǎng)景切換至高速行駛狀態(tài)（車速120公里/小時(shí)），采用與靜態(tài)測(cè)試相同的激光雷達(dá)及清洗參數(shù)時(shí)，問題逐漸顯現(xiàn)：清洗系統(tǒng)運(yùn)行1.5-1.8秒后，車頂激光雷達(dá)表面臟污覆蓋率仍高達(dá)24%，殘留污染物較多；側(cè)面激光雷達(dá)經(jīng)8秒清洗后，臟污覆蓋率仍達(dá)29%，且車輛左右兩側(cè)激光雷達(dá)的污染物殘留差異明顯。

對(duì)比靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)可見，車速對(duì)清洗效果存在顯著的負(fù)面影響，甚至可能導(dǎo)致清洗系統(tǒng)無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)；同時(shí)，車頂與側(cè)面雷達(dá)因安裝位置不同，清洗結(jié)果存在差異——這表明不同位置的傳感器受逆風(fēng)環(huán)境的影響程度各不相同。顯然，高速行駛下的清潔效果已無法滿足整車廠的技術(shù)要求與用戶的安全需求。

動(dòng)態(tài)匹配壓力參數(shù)，破解高速場(chǎng)景清潔難題

對(duì)于這一短板，考泰斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出優(yōu)化方案：根據(jù)不同車速，動(dòng)態(tài)匹配相應(yīng)的清洗壓力參數(shù)。優(yōu)化后的數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)態(tài)測(cè)試中，車頂激光雷達(dá)可在0.9秒清洗周期內(nèi)將臟污覆蓋率降至2.9%，側(cè)面激光雷達(dá)也能在0.98秒內(nèi)降至4.8%。盡管參數(shù)調(diào)整后耗水量略有增加，但總體結(jié)果表明，通過動(dòng)態(tài)適配清洗參數(shù)，自清潔系統(tǒng)能夠滿足車輛在不同動(dòng)態(tài)行駛條件下的傳感器清潔基本要求。

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，以相同初始臟污覆蓋率和清洗參數(shù)開展大量連續(xù)測(cè)試?？梢?，未調(diào)整參數(shù)時(shí)，在0公里/小時(shí)（靜態(tài)）下，僅需約1秒即可使臟污覆蓋率降至目標(biāo)值（小于5%）；而在120公里/小時(shí)（動(dòng)態(tài)）的行駛狀態(tài)下，需等待約2.4秒才能確保臟污覆蓋率低于5%。參數(shù)調(diào)整后，即使在相同的行駛狀態(tài)，只需0.98秒，臟污覆蓋率已開始低于目標(biāo)性能點(diǎn)。

基于上述大量測(cè)試，得出三項(xiàng)核心結(jié)論：一是車速對(duì)清洗效果存在顯著負(fù)面影響，車速越高，達(dá)到目標(biāo)清潔度所需時(shí)間越長；二是傳感器安裝位置不同，清洗效果也存在差異，需針對(duì)性優(yōu)化；三是通過動(dòng)態(tài)調(diào)整清洗參數(shù)，可使系統(tǒng)滿足不同行駛場(chǎng)景下的清潔需求。

雙重測(cè)試驗(yàn)證：模擬仿真+“風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室”

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，盡管當(dāng)前行業(yè)普遍依賴模擬仿真技術(shù)模擬不同工況，但考泰斯不僅依托模擬仿真，更自建風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室以模擬各類動(dòng)態(tài)行駛條件，確保向客戶提供的設(shè)計(jì)方案能實(shí)現(xiàn)“一次評(píng)估通過”，同時(shí)，清洗參數(shù)的自適應(yīng)配置也已成為高級(jí)別多點(diǎn)傳感器清洗場(chǎng)景中的核心需求。

在系統(tǒng)開發(fā)層面，考泰斯負(fù)責(zé)全鏈條研發(fā)，既涵蓋此前提及的高壓水泵、鼓風(fēng)機(jī)、分配閥等機(jī)械部件的內(nèi)部開發(fā)，也包括控制軟件的自主研發(fā)——具體涉及清潔請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)排序、多場(chǎng)景清洗參數(shù)優(yōu)化、系統(tǒng)內(nèi)各執(zhí)行部件的并行協(xié)同控制，以及全流程自診斷功能開發(fā)。在開發(fā)過程中，我們會(huì)運(yùn)用多種專業(yè)軟件輔助設(shè)計(jì)，例如上圖中用于優(yōu)化清潔效果的噴嘴射流模擬軟件。

需特別說明的是，相較于傳統(tǒng)風(fēng)窗清洗系統(tǒng)（因產(chǎn)品成熟度高且有雨刮輔助，對(duì)噴嘴目標(biāo)準(zhǔn)確性要求較低），攝像頭與激光雷達(dá)的高壓清洗對(duì)噴嘴目標(biāo)準(zhǔn)確性要求極高，因此對(duì)仿真技術(shù)的需求也更為嚴(yán)苛。

基于此，在測(cè)試環(huán)節(jié)，考泰斯專門投資建設(shè)了內(nèi)部風(fēng)洞測(cè)試平臺(tái)，可精準(zhǔn)模擬溫度、濕度、濺雨、不同車速等復(fù)雜行駛條件，確保各項(xiàng)參數(shù)具備高可靠性，幫助客戶避免在整車上重復(fù)開展動(dòng)態(tài)測(cè)試，大幅提升研發(fā)效率。

Allegro智能清洗系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)，在于智能控制模塊的自適應(yīng)能力：該模塊可實(shí)時(shí)接收傳感器反饋的狀態(tài)信息，包括清潔/污濁狀態(tài)，若傳感器支持，還能獲取污染物種類信息，以此為依據(jù)優(yōu)化清洗策略；同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合當(dāng)前行駛條件（如車速、環(huán)境濕度等），通過控制器精準(zhǔn)操作各執(zhí)行部件，最終實(shí)現(xiàn)“多場(chǎng)景覆蓋、低能耗、輕量化”的清潔效果。

另外，清洗槽由100%可回收材料制成，耐用性是標(biāo)準(zhǔn)擋風(fēng)玻璃清洗泵的6倍，較長的使用壽命進(jìn)一步減少了浪費(fèi)。其清潔過程較為智能，清潔點(diǎn)優(yōu)先順序由軟件控制，因而整體系統(tǒng)重量有所減輕，能耗也得以降低。

今年，考泰斯為某商業(yè)卡車提供的激光雷達(dá)前期研發(fā)項(xiàng)目，便是該系統(tǒng)的典型應(yīng)用案例：左側(cè)為激光雷達(dá)未受污染的正常狀態(tài)，中間是被粉塵完全覆蓋后云點(diǎn)消失的失效狀態(tài)，右側(cè)則是經(jīng)系統(tǒng)清潔后云點(diǎn)恢復(fù)正常的狀態(tài)，直觀體現(xiàn)了系統(tǒng)的清潔效能。

關(guān)于考泰斯

考泰斯是一家傳統(tǒng)的汽車零部件百年企業(yè)，也是行業(yè)百強(qiáng)企業(yè)之一，主要產(chǎn)品線包括傳統(tǒng)汽車使用的燃油箱系統(tǒng)、視野清洗系統(tǒng)、新能源汽車的電池包和汽車自動(dòng)和輔助駕駛用到的攝像頭和激雷達(dá)清洗系統(tǒng)。

自1996年開展視野清洗業(yè)務(wù)以來，考泰斯持續(xù)提供切實(shí)可行且性價(jià)比高的解決方案。主要業(yè)務(wù)包括風(fēng)窗清洗、前大燈清洗、攝像頭和激光雷達(dá)清洗，技術(shù)路線主要是通過高壓的氣或水去除表面的臟污。通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的不斷整合，提供從流體存儲(chǔ)、執(zhí)行、傳輸、清潔操作的全系統(tǒng)。

何麗中談到，當(dāng)前智能駕駛領(lǐng)域中，汽車“大腦”已足夠強(qiáng)大，智能輔助駕駛的決策能力日趨成熟。但我們始終認(rèn)為，智能駕駛汽車不僅需要“聰明的大腦”，更需要“清晰的視野”——考泰斯作為專注于攝像頭、激光雷達(dá)智能自清潔系統(tǒng)的專家級(jí)企業(yè)，致力于為商用車智能駕駛“擦亮眼睛”，筑牢安全行駛的視覺防線。