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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiges Kraftfahrzeug ist aus der
DE 10 2011 103 349 A1 bekannt geworden. Konkret weist das Kraftfahrzeug vier über seine Fahrzeugkontur verteilte Sensoren auf. Die Sensoren sind an den vier Eckbereichen des Kraftfahrzeugs angeordnet. Jeder Sensor ist über einen Ausfahrmechanismus in eine solche Betriebsstellung schwenkbar, in der er aus der Fahrzeugkontur hervorsteht. In einer Nichtbetriebsstellung ist der Sensor durch eine bündig zur Außenkontur des Fahrzeugs stehende Abdeckung verdeckt. In der Abdeckung für den Sensor sind Düsen enthalten, durch die Wasserstrahlen zur Reinigung auf den Sensor gerichtet werden können. In einer alternativen Ausführungsform wird auch vorgeschlagen, die Reinigungseinrichtung für den Sensor in der Art eines Scheibenwischers mit einer Gummilippe auszubilden, wobei ebenfalls eine oder mehrere Spritzdüsen vorhanden sind. Dabei soll bei einem Ausfahren des Sensors zugleich ein Reinigungsvorgang durchgeführt werden.
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Die
DE 10 2008 008 656 A1 beschreibt ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug mit einer drehbar gelagerten Kameraeinheit. Ein optisches Element der Kameraeinheit kann über einen Motor in eine Ruhe- und in eine Aktivposition gebracht werden. Eine Reinigungseinheit dient zur Reinigung des optischen Elementes.
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Der
DE 602 14 047 T2 ist eine Nachtsichtanordnung eines Kraftfahrzeugs zu entnehmen. Dabei ist eine Kamera um eine horizontale Schwenkachse von einer Ruheposition in eine Betriebsposition schwenkbar, bei der ein Objektiv der Kamera oberhalb des oberen Randes eine Motorhaube positioniert ist.
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Die
DE 10 2007 046 121 A1 offenbart eine Reinigungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit der verschiedene Flüssigkeiten zum Reinigen oder Enteisen auf Scheiben des Kraftfahrzeugs gebracht werden können. Es sind zwei Vorratstanks vorhanden, die je nach Bedarf in Fluidverbindung mit Auslassdüsen an den Scheiben des Kraftfahrzeugs gebracht werden können.
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In der
DE 197 17 399 A1 ist eine Einrichtung zur Abstandsmessung und Objekterkennung bei einem Kraftfahrzeug beschrieben. Dabei ist ein Abstandssensor hinter einer Windschutzscheibe angeordnet. Es werden unter anderem Signale der Scheibenrückstreuung dazu genutzt, um Reinigungsmaßnahmen an der Scheibe einzuleiten oder die Wirksamkeit einer durchgeführten Reinigung zu beurteilen.
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In der
DE 10 2010 013 341 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit am Frontbereich und am Heckbereich angeordneten Lasersensoren zur Abtastung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs beschrieben. Um die Lasersensoren besser vor Umwelteinflüssen schützen zu können, sind diese von einer eingefahrenen Nichtbetriebsstellung in eine Betriebsstellung ausfahrbar. Für den Frontbereich wird vorgeschlagen, die Lasersensoren mit einer ausfahrbaren Spritzwasserdüse einer Scheinwerferreinigungsanlage zu koppeln.
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Schließlich ist aus der gattungsfremden
DE 10 2015 204 692 A1 noch ein Verfahren zur Bestimmung eines Hygienegrades einer Waschmaschine bekannt. Dabei wird über die Signale eines in der Waschmaschine angeordneten Impedanzsensors auf die Qualität der Reinigungsflüssigkeit geschlossen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bereit zu stellen, bei dem der Reinigungsprozess für wenigstens einen Sensor zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs verbessert werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Sensor zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Der Sensor ist von einer Nichtbetriebsstellung, in der er die Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht erfassen kann, in eine Betriebsstellung überführbar, in der er die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen kann.
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Ferner ist wenigstens eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Sensors vorhanden, wobei die Reinigungsvorrichtung eine Reinigungsflüssigkeit verwendet. Als Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise Wasser mit geeigneten Reinigungszusätzen eingesetzt.
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Die Erfindung schlägt nun vor, die Reinigungsvorrichtung derart auszubilden, dass die Reinigungsflüssigkeit zumindest für einen bestimmten Zeitraum wiederverwendbar ist.
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Durch die Wiederverwendbarkeit der Reinigungsflüssigkeit kann die Verfügbarkeit der Reinigungsvorrichtung und damit des Sensors verlängert werden. Dies trägt zu einer einwandfreien Funktionsfähigkeit des Kraftfahrzeugs bei. Dies ist insbesondere für ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug von Bedeutung, da bei diesem in der Regel kein Fahrer anwesend ist, der ständig über die Betriebstüchtigkeit aller Anlagen und Gerätschaften informiert werden und rechtzeitig eingreifen kann.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die Reinigungsvorrichtung mit wenigstens einem ersten Behälter verbunden, über den der Reinigungsvorrichtung Reinigungsflüssigkeit zuführbar ist. Ferner ist die Reinigungsvorrichtung mit wenigstens einem zweiten Behälter verbunden, zu dem genutzte Reinigungsflüssigkeit abführbar ist.
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Durch den Einsatz des zweiten Behälters kann genutzte Reinigungsflüssigkeit leicht abgeführt und zwischengespeichert werden, so dass es bei einem Reinigungsvorgang nicht zu einem Flüssigkeitsstau kommt, welcher den Reinigungsvorgang beeinträchtigt.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zweite Behälter zusätzlich derart mit der Reinigungsvorrichtung verbunden ist, dass der Reinigungsvorrichtung Reinigungsflüssigkeit des zweiten Behälters ohne Zwischenschaltung des ersten Behälters zuführbar ist.
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Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass zunächst neue, gänzlich saubere Reinigungsflüssigkeit aus dem ersten Behälter für einen Reinigungsvorgang zur Verfügung gestellt werden und erst nach Verbrauch der neuen Reinigungsflüssigkeit bei Bedarf auf bereits genutzte Reinigungsflüssigkeit des zweiten Behälters zugegriffen werden kann. Nach Verbrauch neuer Reinigungsflüssigkeit aus dem ersten Behälter wird somit der Reinigungsvorrichtung bereits genutzte Reinigungsflüssigkeit direkt aus dem zweiten Behälter zugeführt. Es wird durch diese Ausbildung also eine klare Trennung zwischen sauberer, neuer Reinigungsflüssigkeit und bereits genutzter Reinigungsflüssigkeit realisiert, so dass der mit der neuen Reinigungsflüssigkeit gefüllte, erste Behälter auch stets wieder nur mit neuer Reinigungsflüssigkeit in Verbindung kommt.
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Alternativ kann gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung der zweite Behälter zusätzlich derart mit dem ersten Behälter verbunden sein, dass die im zweiten Behälter vorhandene Reinigungsflüssigkeit in den ersten Behälter überführbar ist. Dies führt zu einer etwas kostengünstigeren Lösung, wenngleich eine strikte Trennung in ungenutzte und genutzte Reinigungsflüssigkeit nur bis zum Verbrauch neuer Reinigungsflüssigkeit gewährleistet ist.
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Gemäß einer höchst vorteilhaften Weiterbildung ist wenigstens eine Filtereinheit, ein Sieb oder dergleichen zur Filterung der Reinigungsflüssigkeit vorhanden. Durch eine solche Filtereinheit kann die Zeitdauer zur möglichen Wiederverwendung bereits genutzter Reinigungsflüssigkeit deutlich verlängert werden. Eine Filterung erfolgt vorzugsweise unmittelbar nach Abführung von genutzter Reinigungsflüssigkeit nach einem Reinigungsvorgang. So kann genutzte, gefilterte Reinigungsflüssigkeit in den zweiten Behälter gelangen, welcher dadurch auch geringerer Verschmutzung unterliegt.
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Eine weitere deutliche Verlängerung der Wiederverwendbarkeit von bereits genutzter Reinigungsflüssigkeit kann noch erzielt werden, wenn die Reinigungsflüssigkeit selbsttätig mit unterschiedlichen Filtern oder Filtersegmenten in Wirkverbindung bringbar ist. Dazu kann die Filtereinheit beispielsweise ein Element mit mehreren Filtersegmenten aufweisen, wobei durch Bewegung des Elementes jeweils eines der Filtersegmente in Wirkkontakt mit der zu filtrierenden Reinigungsflüssigkeit bringbar ist. Abweichend davon ist auch eine Umkehrung dieses Prinzips denkbar. Beispielsweise ist eine Anordnung mit feststehenden Filtern oder Filtersegmenten vorstellbar, bei der eine Zuführeinheit für genutzte Reinigungsflüssigkeit wechselweise zu den einzelnen Filtern oder Filtersegmenten hinbewegt wird. Ferner ist eine feststehende Verteilvorrichtung für genutzte Reinigungsflüssigkeit vorstellbar, die schaltbare Ventile aufweist zur Durchleitung der Reinigungsflüssigkeit zum gerade „aktiven“ Filter oder Filtersegment.
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Ein automatischer Wechsel eines Filters zu einem anderen kann dann vollzogen werden, wenn die Qualität der Reinigungsflüssigkeit einen bestimmten Grenzwert unterschreitet.
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Daher wird gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass wenigstens eine Messeinrichtung zur Messung der Qualität der der Reinigungsvorrichtung zugeführten Reinigungsflüssigkeit vorhanden ist. Die Messeinrichtung kann beispielsweise durch einen Sensor gebildet sein, welcher die Trübheit der Reinigungsflüssigkeit misst. Die Trübheit kann beispielsweise durch den Grad der Lichtbrechung oder Lichtreflexion gemessen werden.
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Um die Funktionssicherheit der Reinigungsvorrichtung und/oder des Sensors auch bei kälteren Temperaturen, beispielsweise im Winter, sicherstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Heizeinrichtung zum Beheizen der Reinigungsvorrichtung und/oder des Sensors vorhanden ist.
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Im Folgenden soll auch ein denkbares Verfahren zur Reinigung wenigstens eines Sensors an einem Kraftfahrzeug beschrieben werden.
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Bei einem solchen Verfahren zur Reinigung wenigstens eines Sensors an einem Kraftfahrzeug wird ein Verschmutzungsgrad des Sensors zyklisch über eine Auswertung des Sensorsignals, insbesondere über eine Auswertung der Güte des Sensorsignals geprüft. Bei einem bestimmten oder bestimmbaren Verschmutzungsgrad wird dann eine Reinigung durchgeführt. Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass nicht in jedem Fall, beispielsweise bei jeder Bewegung des Sensors in eine Betriebsstellung oder in eine Nichtbetriebsstellung, eine Reinigung durchgeführt wird. Dies erfolgt vielmehr nur bei Bedarf. Hierdurch kann ebenfalls Reinigungsflüssigkeit eingespart und eine mögliche Betriebsdauer der Reinigungsanlage verlängert werden.
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Grundsätzlich besteht das Problem, dass während des Reinigungszyklus ein Sensor nicht oder nur eingeschränkt zur Verfügung steht.
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Es wird daher vorgeschlagen, dass eine Reinigung erst dann durchgeführt wird, wenn eine reinigungsbedingte Einschränkung der Sensorverfügbarkeit tolerierbar ist. Tolerierbar ist die Einschränkung der Sensorverfügbarkeit beispielsweise bei verkehrsbedingten Haltephasen.
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Verkehrsbedingte Haltephasen können zum Beispiel während einer Rotphase an einer Ampel auftreten. Es ist möglich, dass die Länge der Rotphase einer im Kraftfahrzeug befindlichen Steuer- und Auswerteeinrichtung bekannt ist, so dass die Rotphase an einer Ampel mit der Möglichkeit der Planung einer Reinigung, insbesondere bei Vorhandensein mehrerer Sensoren, verbunden werden kann.
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Längere Haltephasen können beispielsweise auch bei einer Be-/Entladung eines Kraftfahrzeugs oder beim Tanken des Kraftfahrzeugs auftreten.
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Das Verfahren kann zusätzlich so ausgebildet sein, dass bei Einsatz mehrerer, insbesondere redundanter Sensoren diese nicht gleichzeitig, sondern nacheinander gereinigt werden. Als redundant sind solche Sensoren zu verstehen, die im Wesentlichen denselben Erfassungsbereich aufweisen.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei einem Reinigungsvorgang für einen Sensor zumindest noch ein anderer Sensor verfügbar ist, der gerade nicht gereinigt wird.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden anhand der Figuren in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei auch noch weitere Vorteile der Erfindung deutlich werden. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen - auch in unterschiedlichen Figuren- auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug von oben,
- 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittverlauf II aus 1,
- 3 eine Darstellung gemäß Ansicht III aus 2,
- 4 eine weitere Ausführungsform der im Kraftfahrzeug verwendeten Reinigungsvorrichtung,
- 5 eine noch weitere Ausführungsform der im Kraftfahrzeug verwendeten Reinigungsvorrichtung,
- 6 die Darstellung eines möglichen Verfahrensablaufs zur Reinigung des Sensors und
- 7 die Darstellung weiterer Komponenten, die mit der Reinigungsvorrichtung in Verbindung stehen können.
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In der 1 ist zunächst ein Kraftfahrzeug K dargestellt, welches auf einem Dach 1 fünf Sensoren S1 bis S5 aufweist. Die Sensoren S1 bis S5 dienen zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs K. Die Sensoren S1 bis S5 sind vorzugsweise redundant ausgebildet, also in ihrem Aufbau und/oder in ihrer Funktionsweise identisch oder zumindest ähnlich. Jeder der Sensoren S1 bis S5 kann die Umgebung des Kraftfahrzeugs K in einem in etwa horizontal verlaufenden Winkel von 360 Grad abtasten. Die Sensoren S1 bis S5 sind vorzugsweise als Lasersensoren ausgebildet. Es ist jedoch denkbar, die Sensoren S1 bis S5 auch andersartig auszubilden, beispielsweise als Kameras, Ultraschall- und/oder Lidarsensoren.
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Bei dem Kraftfahrzeug K handelt es sich insbesondere um ein autonom fahrendes beziehungsweise fahrbares Kraftfahrzeug. Die Funktionstüchtigkeit der Sensoren S1 bis S5 ist mangels eines Fahrers, der seinen Blick ständig auf das Verkehrsgeschehen lenkt, daher umso wichtiger. Allerdings kann es sich bei dem Kraftfahrzeug K auch um ein normales, durch einen Fahrer lenkbares Kraftfahrzeug handeln.
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Zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Sensoren S1 bis S5 ist jeder der Sensoren mit einer Reinigungsvorrichtung ausgestattet, dessen möglicher Aufbau zunächst anhand der 2 beispielhaft für den Sensor S1 skizziert werden soll.
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In dieser nur äußerst schematisch dargestellten Figur ist ersichtlich, dass der Sensor S1 ein Gehäuse 2 aufweist, in welchem ein Optikbereich 3 mit geeigneten optischen Elementen zur Erfassung der Umgebung untergebracht ist.
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Das Gehäuse 2 befindet sich in der Darstellung in einer eingefahrenen Nichtbetriebsstellung, in der der Sensor S1 die Umgebung nicht erfassen kann. Das Gehäuse 2 ist im Ausführungsbeispiel als transparente Halbkugel ausgebildet. Bei Bedarf, also bei Betrieb des Kraftfahrzeugs K wird das Gehäuse 2 mittels einer gestrichelt angedeuteten, vorzugsweise elektromechanischen Antriebseinheit 4 um 180 Grad um eine Drehachse D1 verdreht und somit in eine Betriebsstellung (vergleiche 2', 3') gebracht. In der gestrichelt angedeuteten Betriebsstellung ragt das Gehäuse 2 über die Kontur vom Dach 1 des Kraftfahrzeugs K hinaus und der Sensor S1 kann die Fahrzeugumgebung detektieren.
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In der eingefahrenen Nichtbetriebsstellung des Gehäuses 2 schließt ein Boden 2a in etwa bündig mit dem Dach 1 ab. Der Boden 2a ist gleichzeitig von einem umlaufenden Dichtelement 2b umgeben, so dass sowohl in der Betriebsstellung als auch in der Nichtbetriebsstellung des Sensors S1 ein unterhalb einer sensorbedingten Öffnung befindlicher Bereich im Dach 1 gegen ein dachseitiges Austreten und Eintreten von Flüssigkeit abgedichtet ist. Abweichend vom Ausführungsbeispiel sind viele Lösungen denkbar, einen eingesetzten Sensor von einer geschützten Nichtbetriebsstellung in eine aus der Fahrzeugkontur herausragende Betriebsstellung zu bringen und umgekehrt. Beispielsweise ist auch möglich, das Sensorgehäuse zylindrisch auszubilden und bei Bedarf in Richtung seiner Zylinderachse aus der Fahrzeugkontur herauszuschieben.
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Der Bereich unterhalb des erwähnten Dichtelementes 2b ist durch einen wannenartigen Kasten 5 gebildet.
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Im Ausführungsbeispiel ist der wannenartige Kasten 5 im Umriss kreisförmig ausgebildet. Er weist einen schräg nach unten, in Richtung eines Abflusses 5b verlaufenden Boden 5a auf.
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Des Weiteren ist der Kasten 5 im unteren, bodennahen Bereich von einer Sammelkammer 6 kreisförmig umgeben, wobei die Sammelkammer 6 in düsenartige Öffnungen 7 übergeht, welche um den Umfang des Kastens 5 gleichmäßig verteilt sind.
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Ein erster Behälter 8 dient zur Aufnahme von neuer, ungenutzter Reinigungsflüssigkeit Rn, ein zweiter Behälter 9 zur Aufnahme von genutzter Reinigungsflüssigkeit Rg.
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Der erste Behälter 8 ist über ein Transportmittel F1 für Reinigungsflüssigkeit mit einem Schaltventil 14 verbunden. Desgleichen ist der zweite Behälter 9 über ein Transportmittel F2 für Reinigungsflüssigkeit mit dem Schaltventil 14 verbunden. Die Transportmittel F1, F2 sind vorzugsweise schlauch- oder rohrartig ausgebildet. Dies gilt auch für im Folgenden genannte Transportmittel für Reinigungsflüssigkeit.
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Vom Schaltventil 14 wird Reinigungsflüssigkeit über ein Transportmittel F3 zur Sammelkammer 6 geführt und gelangt dort über die Öffnungen 7 in den Innenraum des Kastens 5. Die aus den düsenartigen Öffnungen 7 austretenden Wasserstrahlen treffen auf das transparente Gehäuse 2 und reinigen dieses. Ein entsprechender Druck der Reinigungsflüssigkeit kann durch eine oder mehrere, nicht näher dargestellte Pumpen erzeugt werden.
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Die während eines Reinigungsprozesses im Innenraum des Kastens 5 angesammelte Flüssigkeit wird über den Boden 5a schräg nach unten in Richtung des Abflusses 5b abgeleitet. Von dort gelangt genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg über ein Transportmittel F4 zum Behälter 9 für die genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg.
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Zwischen dem Kasten 5 der Reinigungsanlage und dem Behälter 9 für genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg kann vorzugsweise eine Filtereinheit 10 zwischengeschaltet sein, durch die genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg wirksam gefiltert und somit gereinigt werden kann. Die Filtereinheit 10 enthält vorzugsweise mehrere um eine Drehachse D2 drehbar angeordnete Filtersegmente 11a bis 11d (vergleiche auch 3), von denen in der 2 nur die Filtersegmente 11 a und 11c ersichtlich sind.
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Über eine Messeinrichtung 13 kann ein Verschmutzungsgrad der der Sammelkammer 6 zugeführten Reinigungsflüssigkeit gemessen werden. Dazu ist die Messeinrichtung 13 über eine Messverbindung M in geeigneter Weise mit dem Transportmittel F3 verbunden. Die Messeinrichtung 13 kann beispielsweise ein Sensorelement sein, welches über messbare Lichtbrechung oder Lichtreflexion die Trübung des Reinigungsmittels durch Schwebeteilchen misst.
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Ferner sind die Behälter 8 und 9 jeweils mit einer Flüssigkeitspegel-Messeinrichtung 15 beziehungsweise 16 ausgestattet. Diese kann beispielsweise einen beweglichen Schwimmkörper aufweisen und somit auf einfache Weise den aktuellen Flüssigkeitspegel messen.
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Eine Steuer- und Auswerteeinheit 12 ist über eine Steuer- und Datenleitung St1 mit der Flüssigkeitspegel-Messeinrichtung 15 und über eine Steuer- und Datenleitung St2 mit der Flüssigkeitspegel-Messeinrichtung 16 verbunden. Über eine Steuer- und Datenleitung St3 ist die Steuer- und Auswerteeinheit 12 mit der Messeinrichtung 13 und über eine Steuer- und Datenleitung St4 mit dem Schaltventil 14 verbunden.
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Auf diese Weise können die aktuellen Flüssigkeitspegel der Behälter 8 und 9 an die Steuer- und Auswerteeinheit 12 weitergegeben und ausgewertet werden.
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Sinkt beispielsweise der Flüssigkeitspegel im Behälter 8 unter einen bestimmten Grenzwert, so wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 12 ein Signal an das Schaltventil 14 geleitet, derart, dass durch das Schaltventil 14 das Transportmittel F1 geschlossen und das Transportmittel F2 geöffnet wird.
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Auf diese Weise gelangt bei einem folgenden Reinigungsvorgang genutzte und gegebenenfalls bereits gefilterte Reinigungsflüssigkeit Rg in das Schaltventil 14 und von diesem in bereits beschriebener Weise in den Innenraum des Kastens 5.
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Überschreitet der über die Messeinrichtung 13 gemessene Verschmutzungsgrad der dem Kasten 5 zugeführten Reinigungsflüssigkeit einen bestimmten Grenzwert, so wird die Filtereinheit 10 über eine Steuer- und Datenleitung St5 angesteuert. Dies führt dazu, dass ein neues Filtersegment (beispielsweise 11b oder 11d) in eine, eine Filterwirkung entfachende Position gebracht wird.
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Ferner ist dargestellt, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 12 zyklisch mit einem Gütesignal G versorgt wird. Das Gütesignal G wird durch eine nicht näher dargestellte Messeinrichtung erzeugt, welche die Güte des durch den Sensor S1 über den Optikbereich 3 erzeugbaren Signals bestimmt. Unterschreitet die Güte einen bestimmten Grenzwert, weist also mangelhafte Qualität auf, so wird über die Steuer- und Auswerteeinheit 12 bei ausreichendem Flüssigkeitspegel im Behälter 8 das Schaltventil 14 derart angesteuert, dass Reinigungsflüssigkeit Rn vom Behälter 8 in den Innenraum des Kastens 5 gelangen kann.
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Bei nicht ausreichendem Flüssigkeitspegel im Behälter 8 wird jedoch über die Steuer- und Auswerteeinheit 12 das Schaltventil 14 derart angesteuert, dass genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg vom Behälter 9 in den Innenraum des Kastens 5 gelangen kann.
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Sollte das Gütesignal G auch nach Ausschöpfung aller Möglichkeiten zu dessen Verbesserung (1. Reinigung des Sensors S1, 2. ggf. Wiederholung der Reinigung, 3. Filterwechsel) nicht verbessert werden können, so wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit 12 über eine Steuer- und Datenleitung St6 ein entsprechendes Anforderungssignal für eine Wartung abgegeben. Dies wird später noch erläutert.
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Anhand der 3 ist ersichtlich, dass die Filtereinheit 10 ein im Umriss kreisförmiges Gehäuse 10a aufweist. In dem Gehäuse 10a ist eine Filterscheibe 11 mit vier Filtersegmenten 11a bis 11d um die Drehachse D2 drehbar angeordnet. Über Wandungen 10b wird ein Durchflussbereich 10c gebildet. Im dargestellten Zustand ist das Filtersegment 11a in den Durchflussbereich 10c gebracht und befindet sich somit in einer Position, in der es eine Filterwirkung entfacht. Bei detektierter Verschmutzung des Filtersegmentes 11 a kann durch Drehung der Filterscheibe 11 auf Grund eines Steuersignals beispielsweise das Filtersegment 11b in den Durchflussbereich 10c gebracht werden. Eine Messung des Verschmutzungsgrades eines Filtersegmentes ist beispielsweise lichttechnisch über eine Messung von dessen Transluzenz denkbar. Auch kann ein Verschmutzungsgrad empirisch durch eine bestimmte Anzahl durchgeführter Reinigungszyklen festgelegt und über einen elektronischen Zähler überwacht werden. Über einen nicht dargestellten Zähler kann ebenfalls gezählt werden, ob bereits alle Filtersegmente im Durchflussbereich 10c positioniert waren und die Filtereinheit 10 somit „verbraucht“ ist. Bei Verschmutzung des letzten verfügbaren Filtersegments kann demnach über die Steuer- und Auswerteeinheit 12 ein entsprechendes Wartungssignal ausgesendet werden.
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Die 2 zeigt auch, dass eine Heizeinrichtung 17 vorhanden sein kann, durch welche der Sensor S1 mitsamt seinem Optikbereich 3 und seiner Ausfahrmechanik beheizt werden kann. Somit kann ein Beschlagen der Optik und ein Vereisen der Ausfahrmechanik vom Sensor S1 wirksam verhindert werden.
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Anhand der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei im Unterschied zur 2 nur die zum Verständnis der veränderten Funktion erforderlichen Komponenten dargestellt sind. So ist bei diesem Ausführungsbeispiel der zweite Behälter 9 über ein Transportmittel F5 für Reinigungsflüssigkeit mit dem Behälter 8 verbunden. Im Behälter 8 zunächst befindliche, neue Reinigungsflüssigkeit Rn wird somit zuerst für die Reinigung im Kasten 5 gebraucht, in der Filtereinheit 10 gefiltert und im Behälter 9 zwischengespeichert. Nach Verbrauch der neuen Reinigungsflüssigkeit Rn erfolgt jedoch ein ständiger Flüssigkeitskreislauf, welcher durch beide Behälter 8 und 9 verläuft.
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In der 5 ist noch eine weitere Ausführungsmöglichkeit dargestellt, bei der im Unterschied zu 2 nur der Behälter 8 vorhanden ist. Ein zweiter Behälter für Reinigungsflüssigkeit wird nicht eingesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt vom Kasten 5 über ein Transportmittel F6 für Reinigungsflüssigkeit eine Verbindung zum Behälter 8.
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Bereits nach einem ersten Reinigungsvorgang, bei dem neue Reinigungsflüssigkeit Rn über das Transportmittel F1 in den Kasten 5 geführt wurde, wird die aus dem Kasten 5 abgeführte Reinigungsflüssigkeit in der Filtereinheit 10 gereinigt und ohne weitere Zwischenspeicherung wieder dem Behälter 8 zugeführt. Die in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen sind kostengünstiger als diejenige, welche in 2 gezeigt wurde. Allerdings ist bei letzteren Ausführungsformen eine stringente Aufteilung in neue Reinigungsflüssigkeit Rn und genutzte Reinigungsflüssigkeit Rg nicht möglich.
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In der 6 ist ein möglicher Ablauf des Reinigungsverfahrens durch den Sensor S1 bzw. die anderen Sensoren S2 bis S5 dargestellt.
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So wird nach dem Starten des Kraftfahrzeugs K zunächst in einer Abfrage A1 über eine interne Programmlogik abgefragt, ob ein bestimmter Verschmutzungsgrad des Sensors S1 erreicht ist. Dies kann anhand des bereits beschriebenen Gütesignals G des Sensors S1 bestimmt werden. Falls dies noch nicht der Fall ist, so wird in einer weiteren Abfrage A2 abgefragt, ob bereits eine geringe Verschmutzung vorliegt und eine „günstige Gelegenheit“ für eine Reinigung des Sensors gegeben und somit tolerierbar ist. Eine günstige Gelegenheit kann beispielsweise durch verkehrsbedingte Haltephasen, wie bereits beschrieben, gegeben sein. Falls die Abfragen A1 und A2 verneint werden, so wird wieder zur Abfrage A1 zurückgekehrt. Bei Bejahung der Abfrage A2 erfolgt ein ein Reinigungsprozess.
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Wird bereits die Abfrage A1 bejaht, so wird in einer Abfrage A3 wiederum zunächst abgefragt, ob eine Einschränkung der Sensorverfügbarkeit durch eine Reinigung momentan tolerierbar ist. Ist diese tolerierbar, z. B. bei einer verkehrsbedingten Haltephase, so wird ein Reinigungsvorgang R durchgeführt. Ist dies nicht der Fall, so wird die Abfrage A3 solange wiederholt, bis eine Reinigung des Sensors durchgeführt werden kann.
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Insgesamt führt dieses Verfahren zu einer hohen Verfügbarkeit der eingesetzten Sensoren S1 bis S5.
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Anhand der 7 ist schließlich dargestellt, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 12 über die Steuer- und Datenleitung St6 mit einer weiteren Steuer- und Auswerteeinheit 18 verbunden ist.
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Im Falle des Erreichens eines Wartungsintervalls für einen Sensor, also eines nicht mehr selbsttätig zu beseitigenden Verschmutzungsgrades oder Funktionsfehlers, sendet die Steuer- und Auswerteeinheit 12 ein Anforderungssignal für eine Wartung an die Steuer- und Auswerteeinheit 18. Diese ist über eine drahtlose Verbindung DL mit einer entfernt vom Kraftfahrzeug K befindlichen, zentralen Kommunikations- und Steuerzentrale 19 verbunden. An die Kommunikations- und Steuerzentrale 19 wird das Anforderungssignal für eine Wartung weitergeleitet, so dass von der Kommunikations- und Steuerzentrale 19 notwendige Schritte zur Durchführung einer Wartung beziehungsweise Reparatur eingeleitet werden können. Dies kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Servicemitarbeiter zum Kraftfahrzeug K entsendet wird und an diesem entsprechende Wartungsarbeiten durchführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dach
- 2, 2'
- Gehäuse
- 2a
- Boden
- 2b
- Dichtelement
- 3, 3'
- Optikbereich
- 4
- Antriebseinheit
- 5
- wannenartiger Kasten
- 5a
- Boden
- 5b
- Abfluss
- 6
- Sammelkammer
- 7
- düsenartige Öffnungen
- 8
- erster Behälter für Reinigungsflüssigkeit
- 9
- zweiter Behälter für Reinigungsflüssigkeit
- 10
- Filtereinheit
- 10a
- Gehäuse
- 10b
- Wandung
- 10c
- Durchflussbereich
- 11
- Filterscheibe
- 11a-11d
- Filtersegmente
- 12
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 13
- Messeinrichtung
- 14
- Schaltventil
- 15
- Flüssigkeitspegel-Messeinrichtung
- 16
- Flüssigkeitspegel-Messeinrichtung
- 17
- Heizeinrichtung
- 18
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 19
- Kommunikations- und Steuerzentrale
- A1-A3
- Abfragen
- D1, D2
- Drehachse
- DL
- drahtlose Verbindung
- F1-F6
- Transportmittel für Reinigungsflüssigkeit
- G
- Gütesignal
- K
- Kraftfahrzeug
- M
- Messverbindung
- R
- Reinigungsvorgang
- Rg
- genutzte Reinigungsflüssigkeit
- Rn
- neue, ungenutzte Reinigungsflüssigkeit
- S1-S5
- Sensoren
- St1-St6
- Steuer- und Datenleitungen
