DE102016006039A1 - Cleaning device of a sensor module - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung (22) eines Sensormoduls (12) eines autonom gesteuerten Kraftwagens (10), mit zumindest zwei Sensoren (14, 16, 18, 20), welche mittels einer jeweils zugeordneten Schutzvorrichtung (44, 46, 48) vor Umwelteinflüssen geschützt sind, welchen eine jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) zum Reinigen der jeweiligen Schutzvorrichtung (44, 46, 48) zugeordnet ist, wobei das Sensormodul (12) eine Datenverarbeitungseinrichtung (30), welche die jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) steuert, und ein Reinigungsmodul (28), welches Reinigungsmittel für die jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) bereitstellt, aufweist.The invention relates to a cleaning device (22) of a sensor module (12) of an autonomously controlled motor vehicle (10), comprising at least two sensors (14, 16, 18, 20) which are protected from environmental influences by means of a respective associated protective device (44, 46, 48) which a respective cleaning unit (24, 26) is assigned for cleaning the respective protection device (44, 46, 48), wherein the sensor module (12) controls a data processing device (30) which controls the respective cleaning unit (24, 26), and a cleaning module (28) which provides cleaning means for the respective cleaning unit (24, 26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung eines Sensormoduls, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a cleaning device of a sensor module, in particular of a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Das Reinigen von einigen Sensoren ist bereits aus der DE 10 2010 022 163 A1 bekannt. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sauberhalten eines optischen Elements oder einer von dieser angeordneten Schutzabdeckung, insbesondere von einer Sensor- oder Kameraabdeckung, insbesondere für eine im Fern-Infrarot-Bereich empfindliche Kamera, im Kraftwagen. Die Kamera ist im oder am Kühlergrill des Kraftwagens angeordnet. Während einer Kraftwagenvorwärtsbewegung entsteht ein Luftstrom senkrecht zur optischen Achse der Kamera in einem vorbestimmten Abstand vor der Kamera oder der Schutzabdeckung der Kamera.The cleaning of some sensors is already out of the DE 10 2010 022 163 A1 known. The invention relates to a device for keeping clean an optical element or arranged by this protective cover, in particular of a sensor or camera cover, especially for a sensitive in the far-infrared range camera in the car. The camera is located in or on the radiator grille of the motor vehicle. During a vehicle forward movement, a flow of air perpendicular to the optical axis of the camera occurs at a predetermined distance in front of the camera or the protective cover of the camera.

Die DE 10 2014 004 172 A1 offenbart eine Schutzvorrichtung für eine Kamera eines Kraftwagens, mit einer transparenten Kamerascheibe, mittels welcher die Kamera vor Umwelteinflüssen zu schützen ist, und mit einer Wischeinheit, mittels welcher die Kamerascheibe reinigbar ist. Dabei ist die Kamerascheibe beweglich gelagert und mittels einer Antriebseinheit relativ zu einem feststehenden Wischelement der Wischeinheit bewegbar, um eine Kamera an einer Vielzahl unterschiedlicher Positionen und mit verschiedenen Orientierungen in einem Kraftwagen verbauen zu können.The DE 10 2014 004 172 A1 discloses a protective device for a camera of a motor vehicle, with a transparent camera screen, by means of which the camera is to be protected from environmental influences, and with a wiper unit, by means of which the camera screen can be cleaned. In this case, the camera disk is movably mounted and movable relative to a fixed wiper element of the wiper unit by means of a drive unit in order to be able to install a camera at a multiplicity of different positions and with different orientations in a motor vehicle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reinigungseinrichtung für ein Sensormodul bereitzustellen, an welchem zumindest zwei Sensoren angeordnet sind, sodass die Reinigungseinrichtung besonders effizient betrieben werden kann und die Reliabilität des Sensormoduls in vorteilhafter Weise gesteigert wird.The object of the present invention is to provide a cleaning device for a sensor module, on which at least two sensors are arranged, so that the cleaning device can be operated particularly efficiently and the reliability of the sensor module is increased in an advantageous manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Reinigungseinrichtung eines Sensormoduls mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a cleaning device of a sensor module with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Reinigungseinrichtung eines Sensormoduls der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass das Sensormodul besonders effizient betrieben werden kann und die Reliabilität des Sensormoduls erhöht werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Sensormodul eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, welche die jeweilige Reinigungseinheit steuert. Weiterhin erfindungsgemäß ist es, wenn das Sensormodul ein Reinigungsmodul aufweist, welches Reinigungsmittel für die jeweilige Reinigungseinheit bereitstellt. In vorteilhafter Weise ist das Sensormodul so ausgebildet, dass dieses an dafür standardisierte Fahrzeuge anordenbar ist. Vorzugsweise können Kraftwagen mit solchen Sensormodulen in urbanen Gegenden eingesetzt werden. Besonders bei einem autonom gesteuerten Kraftwagen, welcher eine Information über eine Umgebung des Kraftwagens mittels Sensoren ermittelt, muss eine hohe Verfügbarkeit, auch bei schlechtem Wetter, der Sensoren beziehungsweise der Sensordaten gewährleistet werden. Durch das Anordnen der Sensoren in einem Sensormodul können in dem Sensormodul eine Datenverarbeitungseinrichtung sowie ein Reinigungsmodul angeordnet werden, wodurch die Reinigungseinheiten der jeweiligen Sensoren gesteuert werden können und gleichzeitig Reinigungsmittel für die jeweilige Reinigungseinheit bereitgestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass ein Reinigungskonzept zentral von der Datenverarbeitungseinrichtung gesteuert werden kann, sowie das Bereitstellen des Reinigungsmittels für die mehreren Sensoren durch ein zentrales Reinigungsmodul bereitgestellt werden kann.In order to further develop a cleaning device of a sensor module specified in the preamble of patent claim 1 such that the sensor module can be operated particularly efficiently and the reliability of the sensor module can be increased, it is provided according to the invention that the sensor module has a data processing device which controls the respective cleaning unit , Furthermore, it is according to the invention if the sensor module has a cleaning module which provides cleaning agent for the respective cleaning unit. Advantageously, the sensor module is designed so that this can be arranged on standardized vehicles. Preferably, cars can be used with such sensor modules in urban areas. Particularly in an autonomously controlled motor vehicle, which detects information about an environment of the motor vehicle by means of sensors, a high availability, even in bad weather, the sensors or the sensor data must be guaranteed. By arranging the sensors in a sensor module, a data processing device and a cleaning module can be arranged in the sensor module, whereby the cleaning units of the respective sensors can be controlled and at the same time cleaning agents for the respective cleaning unit are provided. This has the advantage that a cleaning concept can be controlled centrally by the data processing device, and provision of the cleaning agent for the plurality of sensors can be provided by a central cleaning module.

Bei dem erfindungsgemäßen Gedanken ist es ebenfalls möglich, wenn zusätzlich zu dem Reinigungsmittel ein Auffangbehälter für Schmutz bereitgestellt wird. Bei dem Reinigungsmittel kann es sich beispielsweise um eine Reinigungsflüssigkeit beziehungsweise um druckluftgesteuerte Reinigungssysteme oder auch um Schwungscheiben handeln, bei denen durch Drehkräfte Schmutz von der Schutzvorrichtung entfernt wird. Durch das zentrale Reinigungsmodul kann regelmäßig die Reinigungsflüssigkeit nachgefüllt werden und der zentrale Schmutzbehälter entsprechend geleert, beziehungsweise mittels einer Verklappung nach außen ist der Schmutzbehälter leerbar.In the case of the inventive concept, it is likewise possible if, in addition to the cleaning agent, a collecting container for dirt is provided. The cleaning agent may be, for example, a cleaning fluid or air-controlled cleaning systems or flywheels in which dirt is removed from the protective device by rotational forces. Through the central cleaning module, the cleaning liquid can be refilled regularly and the central dirt container emptied accordingly, or by means of a dumping to the outside of the dirt container is emptied.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann zumindest einer der zwei Sensoren eine Kamera, eine Infrarotkamera, ein Infrarotsensor, ein Lidarsensor, ein Radarsensor oder ein Ultraschallsensor sein. Bei diesen Sensoren handelt es sich um bereits aus dem Serienfahrzeugbau bekannte Sensoren. Des Weiteren haben sich diese Sensoren beim autonomen Steuern eines Kraftwagens bereits etabliert, sodass besonders kostengünstig eine hohe Zuverlässigkeit der Sensoren realisiert werden kann.In an advantageous embodiment, at least one of the two sensors can be a camera, an infrared camera, an infrared sensor, a lidar sensor, a radar sensor or an ultrasound sensor. These sensors are already known from the production of series sensors sensors. Furthermore, these sensors have already established themselves in the autonomous control of a motor vehicle, so that a high reliability of the sensors can be realized particularly cost-effectively.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn an der Reinigungseinheit ein Heizelement angeordnet ist. Mittels des Heizelementes kann besonders in der kalten Jahreszeit eine Enteisung der jeweiligen Schutzvorrichtung durchgeführt werden. Des Weiteren kann bei optischen Sensoreinheiten eine durch Dampf nicht mehr durchsehbare Scheibe mittels des Heizelementes von den Dampfablagerungen befreit werden. Diese Enteisung beziehungsweise die Entfernung der Dampfablagerungen kann zu einer Verbesserung der Umweltdatenaufnahme führen und kann somit zur Sicherheit eines autonom gesteuerten Kraftwagens beitragen.It has proved to be particularly advantageous if a heating element is arranged on the cleaning unit. By means of the heating element, a de-icing of the respective protective device can be carried out, especially in the cold season. Furthermore, in the case of optical sensor units, a disk which is no longer visible through steam can be freed from the vapor deposits by means of the heating element. This deicing or the removal of the vapor deposits can Improve environmental data collection and thus contribute to the safety of an autonomously controlled motor vehicle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Heizenergie des Heizelementes mittels Heizdrähten elektrisch und/oder mittels einer Abwärme der Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt werden. Der Verbau von Heizdrähten ist bereits aus dem Serienfahrzeugbau bekannt, insbesondere die Beheizung einer Heckscheibe mittels Heizdrähten. Das Beheizen der Heizdrähte erfolgt hierbei mittels elektrischer Energie, welche wiederum durch den elektrischen Widerstand des Heizdrahtes in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Heizdrähte sind dabei, insbesondere in einer Glasfläche, eingebaut und geben vorzugsweise bei einer Eigenerwärmung Wärmeenergie an die entsprechend angeordnete Scheibe ab, sodass diese enteist werden kann beziehungsweise von Dampfpartikel befreit werden kann. Die Heizdrähte sind vorzugsweise sehr dünn ausgebildet, sodass es zu keiner Beeinträchtigung der Optik kommen kann. Ebenfalls möglich ist, wenn die Abwärme der Datenverarbeitungseinrichtung des Sensormoduls zur Beheizung der Schutzvorrichtung der Sensoren genutzt wird. Hierbei ist es vorteilhaft, dass eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, welche insbesondere durch eine eigene Rechenleistung Wärme produziert, zentral diese über ein Abwärmesystem im Sensormodul an die einzelnen Schutzvorrichtungen der Sensoren übertragen kann. Durch diese Ausgestaltungsform der Erfindung ist es auf einfache Weise möglich, eine Enteisung beziehungsweise eine Befreiung von Dampfpartikeln auf den Schutzvorrichtungen der Sensoren durchzuführen.In a further advantageous embodiment, the heating energy of the heating element can be supplied by means of heating wires electrically and / or by means of a waste heat of the data processing device. The construction of heating wires is already known from mass-produced vehicles, in particular the heating of a rear window by means of heating wires. The heating of the heating wires takes place here by means of electrical energy, which in turn is converted by the electrical resistance of the heating wire into heat energy. The heating wires are incorporated, in particular in a glass surface, and preferably give off at a self-heating heat energy to the correspondingly arranged disc, so that they can be deiced or can be freed of vapor particles. The heating wires are preferably made very thin, so that there can be no impairment of the optics. It is also possible if the waste heat of the data processing device of the sensor module is used to heat the protective device of the sensors. In this case, it is advantageous that a central data processing device, which produces heat in particular by its own computing power, can centrally transmit it to the individual protective devices of the sensors via a waste heat system in the sensor module. This embodiment of the invention makes it possible in a simple manner to carry out a de-icing or a release of vapor particles on the protective devices of the sensors.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Datenverarbeitungseinrichtung eine Schnittstelle mit einem Leitrechner zum autonomen Fahren des Kraftwagens aufweisen und über diese Schnittstelle Daten, insbesondere Daten der zumindest zwei Sensoren, austauschen. Mittels dieser Schnittstelle ist es auf einfache Weise möglich, das Sensormodul mit verschiedenen Kraftwagen zu koppeln. Der Leitrechner kann dabei Daten des Sensormoduls beziehungsweise der zumindest zwei Sensoren verarbeiten und diese Daten können beispielsweise zum autonomen Fahren des Kraftwagens herangezogen werden. Somit kann eine hohe Kompatibilität zwischen einem Kraftwagen und dem Sensormodul gewährleistet werden.In a further advantageous embodiment, the data processing device can have an interface with a master computer for the autonomous driving of the motor vehicle and exchange data, in particular data of the at least two sensors, via this interface. By means of this interface, it is possible in a simple manner to couple the sensor module with different cars. The master computer can process data of the sensor module or of the at least two sensors, and this data can be used, for example, for the autonomous driving of the motor vehicle. Thus, a high compatibility between a motor vehicle and the sensor module can be ensured.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schutzvorrichtung beweglich gelagert ist und mittels einer Antriebseinrichtung relativ zu einem feststehenden Wischelement einer Wischeinheit bewegbar ist. Durch eine derartige Schutzvorrichtung kann die Position und Orientierung des Sensors, insbesondere einer Kamera, flexibel an jeweils diesbezügliche Bedürfnisse angepasst werden. Überdies wird eine Anordnung ermöglicht, bei welcher die Reinigungseinheit aus einer Umgebung des Kraftwagens nicht sichtbar ist. Dies kann zu einer optischen Aufwertung des Sensormoduls beziehungsweise des Kraftwagens führen.It has proven to be advantageous if the protective device is movably mounted and by means of a drive device is movable relative to a fixed wiper element of a wiper unit. By such a protection device, the position and orientation of the sensor, in particular a camera, can be flexibly adapted to respective needs in this regard. Moreover, an arrangement is made possible in which the cleaning unit is not visible from an environment of the motor vehicle. This can lead to an optical enhancement of the sensor module or of the motor vehicle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Schutzvorrichtung mittels des Wischelementes nur außerhalb eines Erfassungsbereiches des Sensors reinigbar. Insbesondere bei einer Kamera kann diese Anordnung dazu führen, dass weiterhin Licht aus der Umgebung des Kraftwagens in die Kamera dringen kann und nur außerhalb der Kamerascheibe die Schutzvorrichtung reinigbar ist. Der Durchsichtbereich ist der Bereich der Kamerascheibe, welcher zwischen einem Objektiv der Kamera und der Umgebung der Kamera vor dem Objektiv angeordnet ist, sodass lediglich das Licht, welches den Durchsichtbereich der Kamera passiert hat, von der Kamera erfasst und ausgewertet wird. Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil, dass das Reinigen der Schutzvorrichtung, insbesondere der Kamerascheibe, nicht zu einer vorübergehenden Okklusion des Durchsichtbereichs führt und damit den Betrieb des Sensors, insbesondere der Kamera, beeinträchtigt. Es werden also die Messdaten eines Sensors hinter der Schutzvorrichtung durch den Reinigungsvorgang der Schutzvorrichtung nicht beeinflusst, was die Reliabilität des Sensors erhöhen kann.In a further advantageous embodiment, the protective device can be cleaned by means of the wiping element only outside a detection range of the sensor. In particular, with a camera, this arrangement may cause that further light from the environment of the motor vehicle can penetrate into the camera and only outside the camera plate, the protection device can be cleaned. The see-through area is the area of the camera screen which is arranged between a lens of the camera and the surroundings of the camera in front of the lens, so that only the light which has passed through the viewing area of the camera is detected and evaluated by the camera. This embodiment has the advantage that the cleaning of the protective device, in particular the camera disc, does not lead to a temporary occlusion of the viewing area and thus impairs the operation of the sensor, in particular of the camera. Thus, the measurement data of a sensor behind the protection device is not affected by the cleaning process of the protection device, which can increase the reliability of the sensor.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform kann die Schutzvorrichtung mittels der Antriebseinheit translatorisch in einer Ebene der Schutzvorrichtung bewegt werden. Die Schutzvorrichtung, die insbesondere eine Kamerascheibe ist, kann sich also relativ zu dem feststehenden Wischelement der Wischeinheit hin und her bewegen, sodass durch das Wischelement die Schutzvorrichtung, insbesondere die Kamerascheibe, gereinigt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Schutzvorrichtung verwendet werden kann, welche senkrecht zu einer Translationsrichtung besonders kompakt ausgeführt werden kann, sodass die Schutzvorrichtung in dieser Richtung nur wenig Bauraum benötigt.In a further advantageous embodiment, the protective device can be moved translationally in a plane of the protective device by means of the drive unit. The protective device, which is in particular a camera disk, can thus move back and forth relative to the stationary wiper element of the wiper unit, so that the protective device, in particular the camera disk, is cleaned by the wiper element. This has the advantage that a protective device can be used which can be made particularly compact perpendicular to a direction of translation, so that the protective device requires only little installation space in this direction.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzvorrichtung, insbesondere eine Kamerascheibe, mittels der Antriebseinheit rotatorisch bewegbar ist. Insbesondere kann diese eine gleichmäßige Rotation in eine vorgegebene Richtung sein. Dies hat den Vorteil, dass die Schutzvorrichtung in einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen ähnlich viel Platz benötigt. Zudem werden so, wenn es sich um eine gleichmäßige Rotation in eine vorgegebene Richtung handelt, durch die Bewegung geringe mechanische Anforderungen an die Antriebseinheit gestellt, sodass die Schutzvorrichtung günstig und wartungsarm bewegt werden kann. Eine hohe Rotationsgeschwindigkeit führt außerdem automatisch zu einem Reinigungseffekt über in diesem Fall auftretende Fliehkräfte. Wenn die Bewegung der Scheibe lediglich in eine Rotationsrichtung erfolgt, ist zudem, unabhängig von den Abmessungen, nur ein einziges feststehendes Wischelement erforderlich.In a further embodiment it is provided that the protective device, in particular a camera disc, is rotatably movable by means of the drive unit. In particular, this may be a uniform rotation in a given direction. This has the advantage that the protection device in a plane perpendicular to the axis of rotation in two mutually perpendicular directions requires a similar amount of space. In addition, if it is a uniform rotation in a predetermined direction, made by the movement low mechanical demands on the drive unit, so that the protective device can be moved low and low maintenance. A high rotational speed also automatically leads to a cleaning effect on centrifugal forces occurring in this case. In addition, if the movement of the disk takes place only in a direction of rotation, only a single fixed wiper element is required, regardless of the dimensions.

In dieser Erfindung wird weiterhin ausdrücklich auf die Offenbarung der DE 10 2014 004 172 A1 , welche ebenfalls von der Anmelderin angemeldet wurde, hingewiesen. In der Druckschrift werden weitere Ausführungsformen der Schutzvorrichtung, insbesondere für eine Kamera, offenbart, die ebenfalls als Schutzvorrichtung für den erfindungsgemäßen Gedanken in dem Sensormodul angeordnet werden können.In this invention is further expressly to the disclosure of DE 10 2014 004 172 A1 , which was also filed by the applicant. The document further embodiments of the protective device, in particular for a camera, disclosed, which can also be arranged as a protection device for the inventive idea in the sensor module.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Sensormodul ein dachgestütztes Sensormodul ist. Durch die Anordnung des Sensormoduls auf dem Dach wird in vorteilhafter Weise die Möglichkeit zur verbesserten Umgebungsdatenaufnahme erhöht. Die Anordnung an ein Dach ermöglicht eine Rundumsicht um den Kraftwagen, ohne dass eventuelle weitere Bauteile des Kraftwagens in den Erfassungsbereich der unterschiedlichen Sensoren des Sensormoduls angeordnet sind.It has also proved to be advantageous if the sensor module is a roof-mounted sensor module. The arrangement of the sensor module on the roof advantageously increases the possibility of improved environmental data recording. The arrangement of a roof allows for all-round visibility around the car, without any further components of the motor vehicle are arranged in the detection range of the different sensors of the sensor module.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftwagens mit Sensormodul; 1 a perspective view of a motor vehicle with sensor module;

2 eine schematische Ansicht der Funktionsweise der Reinigungseinrichtung des Sensormoduls; und 2 a schematic view of the operation of the cleaning device of the sensor module; and

3 einen Sensor mit einer Schutzvorrichtung und mit meiner Reinigungseinheit. 3 a sensor with a protective device and with my cleaning unit.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Perspektivansicht eines Kraftwagens 10 mit einem Sensormodul 12. Das Sensormodul 12 ist insbesondere auf dem Dach des Kraftwagens 10 angeordnet, wodurch eine Rundumerfassung der Sensoren 14, 16, 18, 20 gewährleistet werden kann. Das Sensormodul 12 ist dabei quaderförmig ausgebildet. In 1 ist vom Sensormodul 12 eine Vorderseite 50 sowie eine rechte Seite 52 abgebildet. Die Vorderseite 50 beziehungsweise die rechte Seite 52 sind dabei in einer Hauptfahrrichtung 11 des Kraftwagens 10 zu verstehen. An der Vorderseite 50 des Sensormoduls 12 sind dabei zwei Kameras 14 angeordnet, durch welche optisch eine Umgebung erfasst werden kann, kann insbesondere mittels der zwei Kameras eine Tiefenerkennung realisiert werden. Weiterhin sind an der Vorderseite 50 mittig ein Ultraschallsensor 16 angeordnet sowie ein Lidarsensor 18 und ein Radarsensor 20. 1 zeigt weiterhin einen weiteren Lidarsensor 18, welcher sich über die Vorderseite 50 und über die rechte Seite 52 erstreckt. Die rechte Seite 52 weist weiterhin einen weiteren Ultraschallsensor 16 sowie einen weiteren Radarsensor 20 auf. Weiterhin ist in 1 ein dritter Lidarsensor 18 abgebildet, der sich zumindest teilweise auf der Vorderseite 50 befindet. 1 shows a perspective view of a motor vehicle 10 with a sensor module 12 , The sensor module 12 is especially on the roof of the motor vehicle 10 arranged, creating a Rundum frame of the sensors 14 . 16 . 18 . 20 can be guaranteed. The sensor module 12 is formed cuboid. In 1 is from the sensor module 12 a front side 50 as well as a right side 52 displayed. The front 50 or the right side 52 are in a main direction of travel 11 of the motor vehicle 10 to understand. On the front side 50 of the sensor module 12 There are two cameras 14 arranged, through which optically an environment can be detected, a depth detection can be realized in particular by means of the two cameras. Furthermore, at the front 50 in the middle an ultrasonic sensor 16 arranged as well as a lidar sensor 18 and a radar sensor 20 , 1 also shows another lidar sensor 18 which is above the front 50 and on the right side 52 extends. The right side 52 also has another ultrasonic sensor 16 and another radar sensor 20 on. Furthermore, in 1 a third lidar sensor 18 pictured, at least partially on the front 50 located.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Sensormodul 12 des Kraftwagens 10. Weiterhin ist in 2 das Ausführungsbeispiel aus 1 näher beschrieben. Das Sensormodul 12 kann dabei neben den Sensoren 14, 16, 18, 20 eine Reinigungseinrichtung 22 umfassen. 2 shows a schematic plan view of the sensor module 12 of the motor vehicle 10 , Furthermore, in 2 the embodiment 1 described in more detail. The sensor module 12 can be next to the sensors 14 . 16 . 18 . 20 a cleaning device 22 include.

An der Vorderseite 50 des Sensormoduls 12 sind, wie bereits in 1 beschrieben, mehrere Sensoren 14, 16, 18, 20 angeordnet. Die Vorderseite 50 weist dabei zwei Kameras 14 auf, welche wiederum durch ein Glas 42 vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Mittig der Vorderseite 50 ist ein Ultraschallsensor 16 angeordnet, welcher durch eine schalldurchlässige Abdeckung 48 vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Des Weiteren ist an der Vorderseite 50 ein Lidarsensor 18 angeordnet, welcher ein infrarotdurchlässiges Glas 46 aufweist. Vor dem Radarsensor 20 ist eine radartaugliche Abdeckung 44 angeordnet. Vor den jeweiligen Anordnungen der Sensoren 14, 16, 18, 20 sind jeweilige Reinigungseinheiten 24, 26 angeordnet, die zum Reinigen der Schutzvorrichtungen 42, 44, 46 dienen. Bei den Reinigungseinheiten 24, 26 kann es sich beispielsweise um eine optische Reinigungseinheit 24 handeln, welche beispielsweise vor der Kamera 14 beziehungsweise vor dem Lidarsensor 18 angeordnet sein kann. Vor dem Radarsensor 20 kann eine alternative Reinigungseinheit 26 angeordnet sein.On the front side 50 of the sensor module 12 are, as already in 1 described, several sensors 14 . 16 . 18 . 20 arranged. The front 50 has two cameras 14 on, which in turn through a glass 42 are protected against environmental influences. Center of the front 50 is an ultrasonic sensor 16 arranged, which through a sound-permeable cover 48 is protected against environmental influences. Furthermore, at the front 50 a lidar sensor 18 arranged, which is an infrared transparent glass 46 having. In front of the radar sensor 20 is a radartaugliche cover 44 arranged. Before the respective arrangements of the sensors 14 . 16 . 18 . 20 are respective cleaning units 24 . 26 arranged to clean the protective devices 42 . 44 . 46 serve. At the cleaning units 24 . 26 it may be, for example, an optical cleaning unit 24 acting, for example, in front of the camera 14 or before the Lidarsensor 18 can be arranged. In front of the radar sensor 20 can be an alternative cleaning unit 26 be arranged.

Auf der in Hauptfahrrichtung 11 gesehenen rechten Seite 52 befindet sich eine Kamera 14 mit einem Glas 42 und einer optischen Reinigungseinheit 24. Des Weiteren ist an der rechten Seite 52 ein Ultraschallsensor 16 mit einer schalldurchlässigen Abdeckung 48 angeordnet. Bei der linken Seite 54 sind gleiche Sensorelemente wie an der rechten Seite 52 angeordnet. An der Rückseite 56 ist ein Ultraschallsensor 16 mit einer schalldurchlässigen Abdeckung 48 angeordnet. Des Weiteren ist an der Rückseite 56 ein Radarsensor 20 mit einer radartauglichen Abdeckung 44 sowie einer alternativen Reinigungseinheit 26 angeordnet. Ebenfalls an der Rückseite 56 angeordnet ist eine Kamera 14 mit einem Glas 42 und einer optischen Reinigungseinheit 24.On the in the main direction of travel 11 seen right side 52 there is a camera 14 with a glass 42 and an optical cleaning unit 24 , Furthermore, it is on the right side 52 an ultrasonic sensor 16 with a sound-permeable cover 48 arranged. At the left side 54 are the same sensor elements as on the right side 52 arranged. At the back 56 is an ultrasonic sensor 16 with a sound-permeable cover 48 arranged. Furthermore, at the back 56 a radar sensor 20 with a radartauglichen cover 44 as well as an alternative cleaning unit 26 arranged. Also at the back 56 a camera is arranged 14 with a glass 42 and an optical cleaning unit 24 ,

Die Reinigungseinrichtung 22 weist in 2, welches ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt, ein Reinigungsmodul 28 und eine Datenverarbeitungseinrichtung 30 auf. Beispielhaft kann die Reinigungseinrichtung 22 weiterhin einen Behälter für Reinigungsflüssigkeit 34, ein Filter 36 sowie einen Schmutzsammler 38 aufweisen. Die Datenverarbeitungseinrichtung 30 ist dabei mittels einer Steuerungseinrichtung 32 mit den einzelnen Sensoren 14, 16, 18, 20 verbunden. Dabei kann die Datenverarbeitungseinrichtung 30 die verschiedenen Daten der Sensoren 14, 16, 18, 20 erfassen und verarbeiten. Die Datenverarbeitungseinrichtung 30 kann beispielsweise eine Verunreinigung der Sensoren 14, 16, 18, 20 feststellen und das Reinigungsmodul 28 entsprechend ansteuern. Das Reinigungsmodul 28 kann beispielsweise für die Sensoren 14, 16, 18, 20 eine Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter für Reinigungsflüssigkeit 34 bereitstellen und diese beispielsweise mittels einer Pumpe durch ein Transportsystem für die Reinigungsflüssigkeit zu den entsprechenden Reinigungseinheiten 24, 26 der Sensoren 14, 16, 18, 20 befördern. Die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit kann wiederum mittels des Transportsystems für die Reinigungsflüssigkeit 40 zu dem Reinigungsmodul 28 zurückbefördert werden, und mittels eines Filters 36 kann die Reinigungsflüssigkeit 40 wiederum von Schmutz befreit werden. Der Schmutz kann wiederum vom Reinigungsmodul 28 in einen Schmutzsammler 38 befördert werden, welcher beispielsweise manuell entleert werden kann. Ebenfalls möglich ist eine automatische Entleerung.The cleaning device 22 points in 2 , which represents a preferred embodiment, a cleaning module 28 and a data processing device 30 on. By way of example, the cleaning device 22 furthermore a container for cleaning fluid 34 , a filter 36 as well as a dirt collector 38 exhibit. The data processing device 30 is by means of a control device 32 with the individual sensors 14 . 16 . 18 . 20 connected. In this case, the data processing device 30 the different data of the sensors 14 . 16 . 18 . 20 capture and process. The data processing device 30 For example, contamination of the sensors 14 . 16 . 18 . 20 notice and the cleaning module 28 control accordingly. The cleaning module 28 For example, for the sensors 14 . 16 . 18 . 20 a cleaning liquid from the cleaning liquid tank 34 provide this and, for example, by means of a pump through a transport system for the cleaning liquid to the corresponding cleaning units 24 . 26 the sensors 14 . 16 . 18 . 20 transport. The polluted cleaning liquid can in turn by means of the transport system for the cleaning liquid 40 to the cleaning module 28 and by means of a filter 36 can the cleaning fluid 40 again be rid of dirt. The dirt can in turn from the cleaning module 28 in a dirt collector 38 be conveyed, which can be emptied manually, for example. Also possible is an automatic emptying.

Die Datenverarbeitungseinrichtung 30 kann wiederum eine Schnittstelle aufweisen, welche mit einem Leitrechner zum autonomen Steuern des Kraftwagens 10 ausgebildet ist. Ebenfalls möglich ist, dass an den optischen Reinigungseinheiten 24, 26 Heizelemente angeordnet sind, welche zum Enteisen beziehungsweise zum Befreien von Dampfpartikeln dienen können.The data processing device 30 may in turn have an interface which with a host computer for autonomous control of the motor vehicle 10 is trained. It is also possible that at the optical cleaning units 24 . 26 Heating elements are arranged, which can serve for deicing or for freeing of vapor particles.

3 zeigt schematisch den Aufbau einer optischen Reinigungseinheit 24 eines Lidarsensors 18. Dabei weist der Lidarsensor 18 einen Erfassungsbereich 58 auf, in welchem der Lidarsensor 18 Umweltdaten erfassen kann. Das infrarotdurchlässige Glas 46 schützt dabei den Lidarsensor 18 vor Umwelteinflüssen. Um nun eine optische Reinigung des infrarotdurchlässigen Glases 46 realisieren zu können, kann mittels einer Antriebseinheit 64 das infrarotdurchlässige Glas 46 in eine rotatorische Bewegung 60 versetzt werden. Zwei Wischelemente 62 können dabei das infrarotdurchlässige Glas 46 reinigen. Insbesondere kann diese Reinigung mittels einer Reinigungsflüssigkeit, die wiederum von dem Reinigungsmodul 28 bereitgestellt wird, erfolgen. Die Wischelemente 62 befinden sich dabei außerhalb des Erfassungsbereiches 58 des Lidarsensors 18, sodass eine Reinigung des infrarotdurchlässigen Glases 46 ohne Beeinflussung der Umwelterfassung durch den Lidarsensor 18 durchgeführt werden kann. 3 schematically shows the structure of an optical cleaning unit 24 a lidar sensor 18 , In this case, the Lidarsensor 18 a detection area 58 in which the Lidarsensor 18 Capture environmental data. The infrared transparent glass 46 protects the lidar sensor 18 before environmental influences. In order now to optically clean the infrared-transmissive glass 46 can realize, by means of a drive unit 64 the infrared transparent glass 46 in a rotational movement 60 be offset. Two wiping elements 62 can thereby the infrared-transparent glass 46 clean. In particular, this cleaning by means of a cleaning liquid, in turn, from the cleaning module 28 is provided done. The wiping elements 62 are outside the detection range 58 of the lidar sensor 18 so that a cleaning of the infrared-transparent glass 46 without influencing the environmental detection by the Lidarsensor 18 can be carried out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Kraftwagenmotor vehicle
1111
HauptfahrrichtungMain direction of travel
1212
Sensormodulsensor module
1414
Kameracamera
1616
Ultraschallsensorultrasonic sensor
1818
Lidarsensorlidar
2020
Radarsensorradar sensor
2222
Reinigungseinrichtungcleaning device
2424
optische Reinigungseinheitoptical cleaning unit
2626
alternative Reinigungseinheitalternative cleaning unit
2828
Reinigungsmodulcleaning module
3030
DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
3232
Steuerungseinrichtungcontrol device
3434
Behälter für ReinigungsflüssigkeitContainer for cleaning fluid
3636
Filterfilter
3838
Schmutzsammlersoil collector
4040
Transportsystem für ReinigungsflüssigkeitTransport system for cleaning fluid
4242
GlasGlass
4444
radartaugliche AbdeckungRadartaugliche cover
4646
infrarotdurchlässiges Glasinfrared transparent glass
4848
schalldurchlässige Abdeckungsoundproof cover
5050
Vorderseitefront
5252
rechte Seiteright side
5454
linke Seiteleft side
5656
Rückseiteback
5858
Erfassungsbereichdetection range
6060
rotatorische Bewegungrotational movement
6262
Wischelementwiping element
6464
Antriebseinheitdrive unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010022163 A1 [0002] DE 102010022163 A1 [0002]
  • DE 102014004172 A1 [0003, 0016] DE 102014004172 A1 [0003, 0016]

Claims (10)

Reinigungseinrichtung (22) eines Sensormoduls (12) eines autonom gesteuerten Kraftwagens (10), mit zumindest zwei Sensoren (14, 16, 18, 20), welche mittels einer jeweils zugeordneten Schutzvorrichtung (44, 46, 48) vor Umwelteinflüssen geschützt sind, welchen eine jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) zum Reinigen der jeweiligen Schutzvorrichtung (44, 46, 48) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (12) eine Datenverarbeitungseinrichtung (30), welche die jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) steuert, und ein Reinigungsmodul (28), welches Reinigungsmittel für die jeweilige Reinigungseinheit (24, 26) bereitstellt, aufweist.Cleaning device ( 22 ) of a sensor module ( 12 ) of an autonomously controlled motor vehicle ( 10 ), with at least two sensors ( 14 . 16 . 18 . 20 ), which by means of a respective associated protection device ( 44 . 46 . 48 ) are protected from environmental influences to which a respective cleaning unit ( 24 . 26 ) for cleaning the respective protection device ( 44 . 46 . 48 ), characterized in that the sensor module ( 12 ) a data processing device ( 30 ), which the respective cleaning unit ( 24 . 26 ), and a cleaning module ( 28 ), which cleaning agent for the respective cleaning unit ( 24 . 26 ). Reinigungseinrichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der zwei Sensoren (14, 16, 18, 20) eine Kamera (14), eine Infrarotkamera, ein Infrarotsensor, ein Lidarsensor (18), ein Radarsensor (20) oder ein Ultraschallsensor (16) ist.Cleaning device ( 22 ) according to claim 1, characterized in that at least one of the two sensors ( 14 . 16 . 18 . 20 ) a camera ( 14 ), an infrared camera, an infrared sensor, a lidar sensor ( 18 ), a radar sensor ( 20 ) or an ultrasonic sensor ( 16 ). Reinigungseinrichtung (22) nach einem vorher genannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungseinheit (24, 26) ein Heizelement angeordnet ist.Cleaning device ( 22 ) according to any preceding claim, characterized in that the cleaning unit ( 24 . 26 ) A heating element is arranged. Reinigungseinrichtung (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizenergie des Heizelementes mittels Heizdrähten elektrisch und/oder mittels einer Abwärme der Datenverarbeitungseinrichtung (30) zuführbar ist.Cleaning device ( 22 ) according to claim 3, characterized in that a heating energy of the heating element by means of heating wires electrically and / or by means of a waste heat of the data processing device ( 30 ) can be fed. Reinigungseinrichtung (22) nach einem vorher genannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (30) eine Schnittstelle mit einem Leitrechner zum autonomen Fahren des Kraftwagens (10) aufweist und über diese Schnittstelle Daten, insbesondere Daten der zumindest zwei Sensoren (14, 16, 18, 20), austauschbar sind.Cleaning device ( 22 ) according to any preceding claim, characterized in that the data processing device ( 30 ) an interface with a host computer for autonomous driving of the motor vehicle ( 10 ) and via this interface data, in particular data of at least two sensors ( 14 . 16 . 18 . 20 ), are interchangeable. Reinigungseinrichtung (22) nach einem der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (44, 46, 48) beweglich gelagert und mittels einer Antriebseinheit (64) relativ zu einem fest stehenden Wischelement (62) einer Wischeinheit bewegbar ist.Cleaning device ( 22 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective device ( 44 . 46 . 48 ) movably mounted and by means of a drive unit ( 64 ) relative to a fixed wiper element ( 62 ) of a wiper unit is movable. Reinigungseinrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (44, 46, 48) mittels des Wischelementes (62) nur außerhalb eines Erfassungsbereiches (58) des Sensors (14, 16, 18, 20) reinigbar ist.Cleaning device ( 22 ) according to claim 6, characterized in that the protective device ( 44 . 46 . 48 ) by means of the wiping element ( 62 ) only outside a detection area ( 58 ) of the sensor ( 14 . 16 . 18 . 20 ) is cleanable. Reinigungseinrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (44, 46, 48) mittels der Antriebseinheit (64) translatorisch in einer Ebene der Schutzvorrichtung (44, 46, 48) bewegbar ist.Cleaning device ( 22 ) according to claim 6, characterized in that the protective device ( 44 . 46 . 48 ) by means of the drive unit ( 64 ) translationally in a plane of the protective device ( 44 . 46 . 48 ) is movable. Reinigungseinrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (44, 46, 48) mittels der Antriebseinheit (64) rotatorisch bewegbar ist.Cleaning device ( 22 ) according to claim 6, characterized in that the protective device ( 44 . 46 . 48 ) by means of the drive unit ( 64 ) is rotationally movable. Reinigungseinrichtung (22) nach einem der vorher genannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (12) ein dachgestütztes Sensormodul (12) ist.Cleaning device ( 22 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor module ( 12 ) a roof-mounted sensor module ( 12 ).
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