CN114643958A - 自清洁车辆传感器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自清洁车辆传感器系统，其包括：至少部分地透光的、尤其是透明的至少一个窗玻璃；布置在窗玻璃后面的至少一个传感器；至少部分地布置在窗玻璃前面的窗玻璃清洁装置，其中至少一个传感器被设立用于检测窗玻璃的污垢，其中车辆传感器系统还包括计算单元，计算单元与至少一个传感器连接，而且计算单元被设立为：借助于由传感器发出的传感器信号来计算在窗玻璃上的污垢的位置并且根据此将有针对性的控制信号输出给窗玻璃清洁装置，其中窗玻璃清洁装置被设立用于发出在其方向方面能有针对性地被改变的通过流体介质形成的清洁射流，其中为了有针对性地除去污垢，根据计算单元的控制信号来规定清洁射流的方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种自清洁车辆传感器系统，其包括：至少部分地透光的、尤其是透明的至少一个窗玻璃；布置在该窗玻璃后面的至少一个传感器；和至少部分地布置在该窗玻璃前面的窗玻璃清洁装置。在此，窗玻璃例如可以在一个区段内部分透光地并且在另一个区段内不透明地来被设计。该窗玻璃的覆盖传感器并且处在传感器的检测范围内的那个区域对于要由传感器检测的信号类型来说都是可透过的。这样，该窗玻璃例如可能会对于可见光来说不透光，并且同时对于不同波长——例如用于激光雷达（LIDAR）技术的波长范围——的电磁波来说可透过。
背景技术
随着未来将光学传感器集成在前灯系统或尾灯系统中或者集成在挡风玻璃/后窗玻璃后面，对清晰视野（清洁、除冰/除霜）的要求明显高于以前，原因在于传感器需要尽可能清晰的视野，以便能够可靠地工作。为了该目的，当前可用的清洁系统例如包括常规的窗玻璃刮水器、清洗器喷嘴、高压清洗器喷嘴或用于气压清洁的装置。
发明内容
本发明的任务在于：能够实现一种经改善的清洁。该任务利用开头提到的类型的自清洁车辆传感器系统来被解决，其中按照本发明该至少一个传感器被设立用于检测窗玻璃的污垢，其中该车辆传感器系统还包括计算单元，该计算单元与该至少一个传感器连接，而且该计算单元被设立为：借助于由传感器发出的传感器信号来计算在该窗玻璃上的污垢的位置并且根据此将有针对性的控制信号输出给窗玻璃清洁装置，其中该窗玻璃清洁装置被设立用于发出在其方向方面能有针对性地被改变的通过流体介质形成的清洁射流，其中为了有针对性地除去污垢，根据该计算单元的控制信号来规定该清洁射流的方向。
以这种方式，可以有针对性地清洁被污染的窗玻璃。通过将清洁射流有针对性地转向到被污染的区域，比在常规的清洁系统的情况下更迅速且更高效地进行清洁。由此确保了：传感器的由于污垢而短期受限的使用能力被迅速排除并且传感器重新完全有使用能力。
尤其可以规定：窗玻璃清洁装置包括用于发出清洁射流的可调喷嘴，其中该喷嘴被设立为根据在该喷嘴中的介质的压力来调节清洁射流，其方式是该喷嘴的出口孔在其方向方面能克服复位元件、尤其是压缩弹簧的力地被改变。
还可以规定：该可调喷嘴可移动地被安置并且被设立为：根据在喷嘴中的介质的工作压力存在与否来在缩回的休息位置与伸出的工作位置之间切换，其中在存在工作压力时，该喷嘴被设立用于发出清洁射流，其中复位元件被设计成弹簧元件并且通过该弹簧元件的预紧来限定高于工作压力的最小调节压力，其中在达到该最小调节压力之后才准许调节该喷嘴的方向。在此，该工作压力例如可以在1巴与3巴之间，尤其是在1巴与2巴之间，而且该调节压力例如可以在3巴与8巴之间。
还可以规定：该自清洁车辆传感器系统具有用于调节喷嘴中的介质的压力的压力调节装置，其中该压力调节装置被设立为：以至少5 Hz的频率以脉冲方式来改变在喷嘴中的介质的压力，使得通过有针对性的脉冲式操控利用调节喷嘴的位置和方向的组件的惯性可以在保持喷嘴的位置和方向的情况下改变所要发出的清洁射流的强度。
还可以规定：同样能借助于控制信号来改变清洁射流的强度，其方式是操纵清洁射流的压力。
尤其可以规定：窗玻璃的通过该至少一个传感器所检测的区域至少包括为100cm2的面积。
还可以规定：窗玻璃清洁装置被设立为在偏差最大为1cm的情况下检测射到窗玻璃的表面上的在为100cm2的该面积之内的每个点上的清洁射流。
尤其可以规定：窗玻璃清洁装置被设立用于发出两个或更多个在其方向方面可控的清洁射流。
还可以规定：每个清洁射流都分配有喷嘴，其中每个喷嘴都分配有单独的流体供应通道。
尤其可以规定：每个流体供应通道都分配有自己的泵，用于产生清洁射流的射流压力。
还可以规定：该至少一个传感器也被设立用于穿过窗玻璃的环境检测。这意味着：该传感器可以检测车辆周围环境，例如道路走向、交通指示牌、障碍物和/或交通成员。
尤其可以规定：该至少一个传感器包括相机传感器、激光雷达传感器和/或电容传感器。
还可以规定：该自清洁车辆传感器系统具有至少两个传感器，其中第一传感器被设立用于识别窗玻璃的污垢，并且第二传感器被优化用于环境检测。
尤其可以规定：车辆前灯具有灯罩，车辆前灯的光能通过该灯罩向外辐射，其中该至少一个传感器布置在该灯罩后面并且被设立为检测该灯罩的污垢。
附图说明
在下文，本发明依据示例性的并且非限制性的实施方式更详细地被阐述，这些实施方式在附图中阐明。其中：
图1示出了按照本发明的自清洁车辆传感器系统的示意图；
图2示出了窗玻璃清洁装置在第一运行状态下的片段的示意图；
图3示出了根据图2的窗玻璃清洁装置在第二运行状态下的片段的示意图；
图4详细示出了窗玻璃清洁装置的片段以及功能的示意图；以及
图5示出了简单的喷射模式的示例。
在下面的附图中，只要不另作说明，相同的附图标记就表示相同的特征。
具体实施方式
图1示出了按照本发明的自清洁车辆传感器系统1的示意图。该系统1包括：至少部分地透光的、尤其是透明的至少一个窗玻璃2；布置在窗玻璃2后面的至少一个传感器3；和至少部分地布置在窗玻璃2前面的窗玻璃清洁装置4。该至少一个传感器3被设立用于检测窗玻璃2的污垢。该车辆传感器系统1还包括计算单元5，该计算单元与该至少一个传感器3连接，而且该计算单元被设立为：借助于由传感器3发出的传感器信号Sin来计算在该窗玻璃上的污垢的位置并且根据此将有针对性的控制信号Sout输出给窗玻璃清洁装置4。替代地，计算单元5也可以集成在传感器3中。
窗玻璃清洁装置4被设立用于发出在其方向方面能有针对性地被改变的通过流体介质（例如水或含水清洁溶液）形成的清洁射流RS，其中为了有针对性地除去污垢，根据计算单元5的控制信号Sout来规定清洁射流RS的方向。
图2示出了窗玻璃清洁装置4在第一运行状态下的片段的示意图。其中结合图3示出了如下功能原理，根据该功能原理，清洁射流或者喷嘴4a的位置和方向可以根据该清洁射流的介质的压力、尤其是水压来被调节。在此，图3示出了根据图2的窗玻璃清洁装置在第二运行状态下的片段的示意图，在该第二运行状态下，喷嘴载体由于存在的（增加的）水压而在其位置方面被改变并且借此被移动到适合的位置，以便发出清洁射流RS。在这些附图中也描述了该系统的各个组件。窗玻璃清洁装置4具有用于发出清洁射流RS的可调喷嘴4a，其中该喷嘴4a被设立为根据在该喷嘴4a中的介质的压力来调节清洁射流RS，其方式是该喷嘴的出口孔4a'在其方向方面能克服复位元件4b、尤其是压缩弹簧的力地被改变。在此，自清洁车辆传感器系统1优选地被设计为使得清洁射流RS的强度能借助于控制信号Sout来被改变，其方式是操纵清洁射流RS的压力。为此，可以考虑诸如旋转喷嘴、闸门、转盘阀等等的元件。鉴于该教导，本领域技术人员知道可用来实现所提及的清洁射流的适合的组件。水压的增加可影响清洁射流RS的方向。例如，这意味着：在压力低的情况下可以选择“起始位置”或在压力高的情况下可以选择“最终位置”。通过压力曲线（阶梯形，线性）可以产生移动曲线。通过脉冲运行可以保持位置并且有针对性地增加强度。在最终位置，可以任意地增加压力。
优选地，可以规定：窗玻璃2的通过该至少一个传感器3所检测的区域至少包括为100 cm2的面积。尤其可以规定：窗玻璃清洁装置4被设立为在偏差最大为1cm的情况下检测射到窗玻璃2的表面上的在为100cm2的该面积之内的每个点上的清洁射流RS。
在图3中可看出：首先通过水压或马达来使喷嘴载体伸出。清洁喷嘴产生定向的水射流。通过改变水压，可以控制水射流线的射流方向并且因此可以清洁精确限定的区域。使可调元件相对弹簧元件预紧。水压作用于这些元件并且由此这些元件被调节。通过改变水压或通过马达来调节清洁喷嘴的取向。通过弹簧的预紧来限定最小压力，在该最小压力下尚未发生移动并且仅仅喷嘴载体伸出。通过选择弹簧及其弹簧特性曲线，可以使清洁喷嘴对准，有力（该力对应于水射流RS）抵制该弹簧。图4示出了窗玻璃清洁装置4的片段以及功能的示意图。
一般而言，可以通过按照本发明的系统1来激活清洁过程，其方式是借助于传感器3来识别污垢，其中在此将该污垢的位置传送给计算单元5。通过该触发器，可以启动清洁过程，并且将清洁射流RS有针对性地转向到被污染的部位。对于系统1的激活，尤其可以考虑如下途径：
1.手动激活，例如结合挡风玻璃清洁的激活
2.前灯中的传感器基于对光学障碍物的可能的探测而识别污垢或者图像识别算法识别污垢。
图5示出了可通过不同形状的喷嘴开口产生的简单的不同喷射模式的示例。借此，窗玻璃清洁装置4可以被设立用于发出两个或更多个在其方向方面可控的清洁射流RS。
原则上，也可以每个清洁射流RS都分配有喷嘴4a，其中每个喷嘴4a都分配有单独的流体供应通道。尤其可以规定：每个流体供应通道都分配有自己的泵，用于产生清洁射流RS的射流压力。也可以规定：（如图1中可见）该至少一个传感器3也被设立用于穿过窗玻璃2的环境检测。该至少一个传感器3可包括相机传感器、激光雷达传感器和/或电容传感器。
也可以规定：该自清洁车辆传感器系统1具有至少两个传感器，其中第一传感器被设立用于识别窗玻璃的污垢，并且第二传感器被优化用于环境检测。
本发明还可涉及在这些附图中未示出的车辆，该车辆包括按照本发明的自清洁车辆传感器系统1以及与该车辆传感器系统1耦合的车辆前灯，其中车辆前灯具有灯罩，车辆前灯的光能通过该灯罩向外辐射，其中该至少一个传感器3布置在该灯罩后面并且被设立为检测该灯罩的污垢，而且提供清洁射流用于清洁该灯罩。
本发明不限于所示出的实施方式，而是通过权利要求书的整个保护范围来被限定。本发明或实施方式的各个方面也可以予以考虑并且彼此组合。权利要求书中的任何附图标记都示例性的，并且仅用于使权利要求书更易于阅读，而并不对权利要求书进行限制。
Claims (14)
1.一种自清洁车辆传感器系统（1），其包括：
- 至少部分地透光的、尤其是透明的至少一个窗玻璃（2）；
- 布置在所述窗玻璃（2）后面的至少一个传感器（3）；
- 至少部分地布置在所述窗玻璃（2）前面的窗玻璃清洁装置（4），
其特征在于，
所述至少一个传感器（3）被设立用于检测所述窗玻璃（2）的污垢，其中所述车辆传感器系统（1）还包括计算单元（5），所述计算单元与所述至少一个传感器（3）连接，而且所述计算单元被设立为：借助于由所述传感器（3）发出的传感器信号（Sin）来计算在所述窗玻璃上的污垢的位置并且根据此将有针对性的控制信号（Sout）输出给所述窗玻璃清洁装置（4），
其中所述窗玻璃清洁装置（4）被设立用于发出在其方向方面能有针对性地被改变的通过流体介质形成的清洁射流（RS），其中为了有针对性地除去所述污垢，根据所述计算单元（5）的控制信号（Sout）来规定所述清洁射流（RS）的方向。
2.根据权利要求1所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述窗玻璃清洁装置（4）包括用于发出所述清洁射流（RS）的可调喷嘴（4a），其中所述喷嘴（4a）被设立为根据在所述喷嘴（4a）中的介质的压力来调节所述清洁射流（RS），其方式是所述喷嘴的出口孔（4a'）在其方向方面能克服复位元件（4b）、尤其是压缩弹簧的力地被改变。
3.根据权利要求2所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述可调喷嘴（4a）可移动地被安置并且被设立为：根据在所述喷嘴（4a）中的介质的工作压力存在与否来在缩回的休息位置与伸出的工作位置之间切换，其中在存在所述工作压力时，所述喷嘴（4a）被设立用于发出所述清洁射流（RS），其中所述复位元件（4b）被设计成弹簧元件并且通过所述弹簧元件的预紧来限定高于所述工作压力的最小调节压力，其中在达到所述最小调节压力之后才准许调节所述喷嘴（4a）的方向。
4.根据权利要求3所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述自清洁车辆传感器系统（1）具有用于调节所述喷嘴（4a）中的介质的压力的压力调节装置，其中所述压力调节装置被设立为：以至少5 Hz的频率以脉冲方式来改变在所述喷嘴（4a）中的介质的压力，使得通过有针对性的脉冲式操控利用调节所述喷嘴（4a）的位置和方向的组件的惯性能够在保持所述喷嘴（4a）的位置和方向的情况下改变所要发出的清洁射流（RS）的强度。
5.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中同样能借助于所述控制信号（Sout）来改变所述清洁射流（RS）的强度，其方式是操纵所述清洁射流（RS）的压力。
6.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述窗玻璃（2）的通过所述至少一个传感器（3）所检测的区域至少包括为100 cm2的面积。
7.根据权利要求6所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述窗玻璃清洁装置（4）被设立为在偏差最大为1cm的情况下检测射到所述窗玻璃（2）的表面上的在为100cm2的所述面积之内的每个点上的清洁射流（RS）。
8.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述窗玻璃清洁装置（4）被设立用于发出两个或更多个在其方向方面可控的清洁射流（RS）。
9.根据权利要求8所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中每个清洁射流（RS）都分配有喷嘴（4a），其中每个喷嘴（4a）都分配有单独的流体供应通道。
10.根据权利要求9所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中每个流体供应通道都分配有自己的泵，用于产生所述清洁射流（RS）的射流压力。
11.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述至少一个传感器（3）也被设立用于穿过所述窗玻璃（2）的环境检测。
12.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述至少一个传感器（3）包括相机传感器、激光雷达传感器和/或电容传感器。
13.根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1），其中所述自清洁车辆传感器系统（1）具有至少两个传感器，其中第一传感器被设立用于识别所述窗玻璃的污垢，并且第二传感器被优化用于环境检测。
14.一种车辆，其包括根据上述权利要求中任一项所述的自清洁车辆传感器系统（1）以及与所述车辆传感器系统（1）耦合的车辆前灯，其中所述车辆前灯具有灯罩，所述车辆前灯的光能通过所述灯罩向外辐射，其中所述至少一个传感器（3）布置在所述灯罩后面并且被设立为检测所述灯罩的污垢。
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