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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug umfassend wenigstens einen der Erfassung von Umgebungsinformationen dienenden Sensor, der Signale emittiert und/oder Signale empfängt.
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In modernen Kraftfahrzeugen werden zahlreiche Sensoren im Front- und Heckbereich verbaut, die der Emission und/oder dem Empfang von Signalen dienen, um, insbesondere gestützt auf empfangene Signale, Umgebungsinformationen zu erhalten, die für den Betrieb unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme, die fahrzeugseitig verbaut sind, dienen. Zu nennen sind beispielsweise Assistenzsysteme, die der Längs- oder Querführung dienen, wie ein ACC-System (adaptive cruise control), ein Spurwechselassistenzsystem oder Ähnliches. Entscheidend hierbei ist, dass die Sensoren die Signale möglichst störungsfrei emittieren respektive empfangen können. Dies ist jedoch witterungsbedingt mitunter nicht immer gewährleistet. So ist die Sende- und/oder Empfangsmöglichkeit solcher Sensoren beispielsweise bei Sprühnebel oder Schnee, wenn also die Sensoren mit Wasser, Schnee oder Eis belegt sind, mitunter eingeschränkt. In solchen Fällen können die Sensoren Informationen nicht immer eindeutig erfassen respektive zur Verfügung stellen, woraus resultiert, dass auch die zugeordneten Fahrerassistenzsysteme nicht zufriedenstellend arbeiten können respektive nicht aktiv sind.
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Soweit Sensoren in respektive hinter der Frontscheibe verbaut sind, wird ihr Sichtfeld durch die Scheibenwischer freigehalten. Häufig sind jedoch Sensoren, insbesondere Abstandssensoren, in der Frontschürze, im Kühlergrill oder in der Heckschürze oder auch an anderen Stellen verbaut, wo eine solche Reinigung nicht möglich ist. Zwar ist es bekannt, eine Art Enteisungsfunktion dadurch zu realisieren, dass den Sensoren Heizdrähte zugeordnet sind. Jedoch kann hierüber bei starkem Schneefall respektive großer Kälte ein Zusetzen der Sensoren nicht unbedingt vermieden werden, wie solche Sensoren auch bei starker Regen, wenn sich also eine hinreichend dicke Wasserschicht auf den Sensoren ausbildet, nicht helfen.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das eine verbesserte Reinigungsmöglichkeit für solche Sensoren aufweist.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor in einem drehbaren Gehäuse aufgenommen ist, dem ein bei Gehäusedrehung das Gehäuse außenseitig reinigender Abstreifer zugeordnet ist.
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Die Erfindung sieht vorteilhaft vor, den selbstverständlich positionsfest angeordneten Sensor in einem bei Bedarf drehbaren Gehäuse anzuordnen, das heißt, dass das Gehäuse relativ zum feststehenden Sensor gedreht werden kann. Dem Gehäuse ist nun ein Abstreifer zugeordnet, der an der Gehäuseaußenseite angreift und bei einer Gehäusedrehung eine mechanische Gehäusereinigung vornimmt. Wasser, Schnee oder auch sich bildendes Eis kann über den Abstreifer ohne weiteres bei Gehäuserotation entfernt werden, so dass sichergestellt ist, dass die „Sicht” des im Gehäuse angeordneten Sensors stets einwandfrei respektive nahezu vollkommen unbeeinträchtigt ist.
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Das Gehäuse ist vorteilhafterweise ein Zylinder, der sich um seine Zylinderachse dreht. Denkbar ist aber auch ein mehreckiges Gehäuse mit ebenen Flächen, beispielsweise ein vier-, sechs- oder achteckiges Gehäuse.
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Das Gehäuse selbst ist bevorzugt aus Kunststoff, was eine sehr einfache Herstellung ermöglicht. Darüber hinaus kann die Gehäusewanddicke über den Formgebungsprozess sehr einfach so eingestellt werden, dass das Gehäuse selbst keinerlei Beeinflussung der gesendeten/empfangenen Signale erwirkt, das heißt, dass es ohne weiteres auf die Signalwellenlänge angepasst werden kann.
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Der Abstreifer liegt bevorzugt unter Vorspannung am Gehäuse an, so dass er stets mit hinreichendem Druck auf die Gehäuseaußenseite drückt und etwaige Verschmutzungen auch sicher abstreifen kann. Bevorzugt weist der Abstreifer einen elastischen Abstreiferabschnitt auf, der sich der entsprechenden Gehäuseform ohne weiteres anpassen kann, jedoch noch hinreichend steif ist, um fest anhaftende Beläge abzustreifen. Wie auch das Gehäuse ist der Abstreifer bevorzugt aus Kunststoff gefertigt und gegebenenfalls mit einer Metalleinlage verstärkt. Sofern der Kunststoff-Abstreifer aus hartem und weichem Kunststoff besteht, ist er ohne weiteres in einem 2K-Verfahren herstellbar.
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Zur Gehäusedrehung ist bevorzugt eine das Gehäuse antreibende Antriebsvorrichtung vorgesehen, die über eine entsprechende Steuerungseinrichtung angesteuert wird. Eine solche Antriebsvorrichtung ist zweckmäßigerweise ein möglichst einfach gehaltener und klein bauend ausgeführte Elektromotor, der mit dem Gehäuse verbunden ist. Das Gehäuse sitzt beispielsweise direkt auf der Motorenabtriebswelle, so dass eine separate Gehäuselagerung, gegebenenfalls abgesehen von einer einfachen Abstützung, nicht erforderlich ist.
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Die Gehäuserotation kann kontinuierlich erfolgen, das heißt, dass mit dem Start des Fahrzeugs oder bei Erfassung entsprechender Umgebungsbedingungen (wenn z. B. über einen Regensensor an der Frontscheibe erfasst wird, dass es regnet oder dass Schnee fällt) die Drehbewegung beginnt und so lange fortgesetzt wird, bis das Fahrzeug abgestellt wird oder der Sensor sich ändernde Witterungsbedingungen erfasst. Es würde dann eine kontinuierliche Reinigung über den Abstreifer erfolgen.
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Besonders bevorzugt ist es aber, wenn die Steuerungseinrichtung die Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit der Qualität der über den Sensor erfassten Signale steuert. Die Steuerungseinrichtung ist also in der Lage, die Qualität der über den Sensor empfangenen Signale zu ermitteln respektive die Sensorsignale dahingehend auszuwerten. Anhand dieses Ermittlungsergebnisses wird also festgestellt, ob sich aufgrund eines Gehäusebelages ein Signalqualitätsverlust eingestellt hat. Dies kann beispielsweise dergestalt erfasst werden, dass die Signalstärke innerhalb eines definierten, üblicherweise relativ kurzen Zeitraums um einen bestimmten Wert, beispielsweise 10%, abgenommen hat oder dergleichen. Ist dies der Fall, steuert die Steuerungseinrichtung die Antriebsvorrichtung an, diese dreht das Gehäuse, der Reinigungsvorgang beginnt. Da der entsprechende Sensor natürlich auch während des Reinigungsvorgangs Signale empfängt, kann durch kontinuierliche weitere Auswertung der Signalqualität der Fortschritt des Reinigungseffektes erfasst werden. Entspricht die Signalqualität wieder der geforderten Mindestqualität, so kann der Reinigungsvorgang beendet werden, er kann aber auch für längere Zeit fortgesetzt werden, beispielsweise bis wiederum ein Regensensor oder dergleichen sich ändernde Witterungsbedingungen sensiert. Da üblicherweise die in Frage kommenden Sensoren sowohl senden als auch empfangen, ist, nachdem die Ansteuerung der Gehäusedrehung in Abhängigkeit der Qualität empfangener Signale erfolgt, sichergestellt, dass eine Sensorreinigung aller betroffenen Sensoren erfolgt. Sind fahrzeugseitig jedoch Sensoren verbaut, die nur senden respektive nur empfangen, so kann, wenn ein empfangender Sensor eine schlechte Signalqualität zeigt, eine Gehäusedrehung sämtlicher Sensorgehäuse angesteuert werden, also auch derjenigen Sensoren, die beispielsweise nur senden.
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Unabhängig davon erfolgt zweckmäßigerweise eine Ansteuerung aller Antriebsvorrichtungen, so dass alle Sensorgehäuse gedreht werden, auch wenn nur ein empfangender Sensor eine schlechtere Signalqualität liefert. Alternativ wäre natürlich auch eine nur individuelle Ansteuerung denkbar, das heißt, dass nur das Sensorgehäuse gereinigt wird, das dem beeinträchtigte Signale sendenden Sensor zugeordnet ist.
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Die Antriebsvorrichtung ist zweckmäßigerweise ein mit dem Gehäuse gekoppelter Elektromotor. Ein solcher ist hinreichend klein auslegbar, da er ja lediglich ein einfaches, leichtes Gehäuse drehen muss, so dass er ohne weiteres auch bei geringem Platzbedarf verbaut werden kann.
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Üblicherweise sind an der Fahrzeugfront respektive dem Fahrzeugheck jeweils mehrere Sensoren mit separaten Gehäusen und separaten zugeordneten Abstreifern vorgesehen. Nun ist es denkbar, jedem Gehäuse eine eigene Antriebsvorrichtung, also einen eigenen Elektromotor zuzuordnen. Denkbar ist es aber auch, zwei oder mehr Gehäuse über eine gemeinsame Antriebsvorrichtung zu drehen. Dies ermöglicht einerseits eine Reduzierung entsprechender benötigter Elektromotoren, andererseits wird eine gleichzeitige Reinigung mehrerer Gehäuse sichergestellt, sollte auch nur ein Gehäuse verschmutzt sein.
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Dabei können mehrere oder alle Antriebsvorrichtungen über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung gesteuert werden, die die Antriebsvorrichtung entweder alle simultan ansteuert, oder individuell, je nachdem, wie das Steuerungsprozedere konzipiert ist.
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Die mehreren Sensoren sind wie bereits ausgeführt im Bereich der Fahrzeugfront oder dem Fahrzeugheck angeordnet, üblicherweise in der Frontrespektive Heckschürze. Bei den Sensoren kann es sich um Ultraschall-, Radar- oder Lidarsensoren oder um Kameras handeln.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in Form einer Prinzipdarstellung,
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2 eine vergrößerte Aufsicht auf ein einen Sensor umgebendes Gehäuse nebst Abstreifer, Antriebsvorrichtung und Steuerungseinrichtung, und
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3 eine Seitenansicht eines Gehäuses nebst Sensor und Abstreifer.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1, umfassend mehrere im Bereich der Fahrzeugfront 2, dort bevorzugt der Frontschürze verbaute Sensoren 3, sowie mehrere im Bereich des Fahrzeughecks 4, dort der Heckschürze, verbaute Sensoren 5. Bei diesen Sensoren handelt es sich um Ultraschall-, Radar- oder Lidarsensoren, also Sensoren, die der Erfassung von Umfeldinformationen, beispielsweise von Abstandsinformationen zu vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Fahrzeugen oder sonstigen Hindernissen dienen. Alternativ kann es sich auch um Kameras handeln oder Ähnliches.
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Jeder dieser Sensoren ist, siehe die 2 und 3, in denen exemplarisch ein Frontsensor 3 gezeigt ist, von einem Gehäuse 6, vorzugsweise einem Kunststoffgehäuse, das im Querschnitt zylindrisch ist, umgeben. Das Gehäuse ist bevorzugt aus Kunststoff, da es dann einerseits einfach und kostengünstig herstellbar ist, zum anderen kann es in jeder beliebigen Wandstärke und, gemäß Materialwahl, auch entsprechender Signaltransparenz hergestellt werden, nachdem der Sensor 3 durch das Gehäuse hindurch Signale emittiert respektive durch das Gehäuse hindurchtretende Signale empfängt.
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Das zylindrische Gehäuse 6 ist drehbar, wozu eine Antriebsvorrichtung 7, beispielsweise ein Elektromotor 8, dient, dessen Abtriebswelle 9 mit dem Gehäuse 6 gekoppelt ist. Das Gehäuse ist also um seine Zylinderachse drehbar, wie durch den Doppelpfeil P in 3 angedeutet.
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Ferner ist dem Gehäuse im Bereich der Gehäuserückseite ein Abstreifer 10 zugeordnet, der ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff ist und beispielsweise einen vorderen, etwas weicheren Abstreiferbereich 11 aufweist. Er liegt bevorzugt mit Vorspannung an der Gehäuseaußenseite an. Dreht nun das Gehäuse über den Elektromotor 8, so rotiert es am feststehenden Abstreifer 10 vorbei, der mit seinem Abstreiferabschnitt 11 etwaige auf der Gehäuseaußenseite sitzende Verschmutzungen abstreift. Diese Verschmutzungen gelangen auf die Gehäuseaußenseite, nachdem der Sensor 3 (Gleiches gilt natürlich für den Sensor 5) so im Bereich der Fahrzeugfront 2 (respektive dem Fahrzeugheck 4) angeordnet ist, dass das Gehäuse 6 freiliegt, mithin also von Regen, Spritzwasser oder Schnee ohne weiteres benetzt werden kann. Über den Abstreifer 10 wird nun sichergestellt, dass etwaige Anhaftungen ohne weiteres bei Gehäuserotationen entfernt werden können, so dass stets ein gereinigtes Gehäuse vor dem Sende- und Empfangsteil 12 des Sensors 3 (Gleiches gilt natürlich für den Sensor 5) positioniert ist, und sich etwaige verschmutzungsbedingte Signalbeeinträchtigungen nicht ergeben.
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Zur Steuerung des Elektromotors 8 ist eine Steuerungseinrichtung 13 vorgesehen, die, wie die beiden gestrichelten Linien 14 andeuten, auch mehrere, gegebenenfalls auch alle Elektromotoren 8, die mit entsprechenden Gehäusen 6 der einzelnen Sensoren 3 bzw. 5 verbunden sind, ansteuern kann. Die Steuerungseinrichtung kann so ausgelegt sein, dass sie die Ansteuerung kontinuierlich beispielsweise dann vornimmt, wenn über einen der Sensoren oder über einen anderen Sensor, beispielsweise einen im Bereich der Frontscheibe verbauten Regensensor, erfasst wird, dass es regnet oder Schnee fällt. Hierzu kommuniziert die Steuerungseinrichtung 13 selbstverständlich über einen geeigneten Datenbus mit einem solchen Sensor. Der Steuerungsbetrieb kann dann kontinuierlich erfolgen, oder aber intermittierend, beispielsweise derart, dass das Gehäuse jede Minute einmal zur Durchführung mehrerer Umdrehungen angesteuert wird, wonach die Drehbewegung wieder beendet wird.
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Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Steuerungseinrichtung 13 den oder die Elektromotoren 8 in Abhängigkeit der Qualität von über den jeweiligen Sensor 3 bzw. 5 erfassten Signalen ansteuert. Denn anhand der Signalqualität, beispielsweise der Signalintensität bzw. Amplitude, kann erfasst werden, ob etwaige Gehäuseverschmutzungen, die die Signalqualität beeinträchtigen, gegeben sind oder nicht. Die Steuerungseinrichtung 13 wertet also die über den jeweiligen über die eingebundenen Sensoren 3 bzw. 5 eingehenden empfangenen Signale aus. Ergibt sich, dass das Signal eines Sensors 3 bzw. 5 geringerer Qualität ist, so steuert die Steuerungseinrichtung 8 entweder den dem Gehäuse 6 des Sensors zugeordneten Elektromotor 8 an, so dass nur das Gehäuse des betroffenen Sensors gereinigt wird.
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Denkbar ist es aber auch, dass die Steuerungseinrichtung entweder alle an der gleichen Fahrzeugseite angeordneten Elektromotoren 8 ansteuert und damit die entsprechende Gehäusereinigung veranlasst, oder dass alle, also auch die heckseitig verbauten Elektromotoren 8 angesteuert werden, mithin also sämtliche Sensorgehäuse gereinigt werden. Der Reinigungsvorgang läuft z. B. solange ab, bis die Steuerungseinrichtung 13 wieder eine hinreichend gute Signalqualität erkennt.
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Wie schließlich durch die zweite gestrichelte Abtriebswelle 15 angedeutet, ist es auch denkbar, dass ein Elektromotor 8 zwei Gehäuse 6 benachbarter Sensoren 3 antreibt.
