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Die Erfindung betrifft eine Sensorbaugruppe mit einer Heizstruktur zum Beheizen einer Windschutzscheibe.
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Aus dem Stand der Technik sind Scheibenheizungen bekannt, welche direkt auf der Scheibe aufgebracht sind. Diese sind in der Regel als Heizdrähte ausgestaltet. Diese Heizdrähte limitieren jedoch das Sichtfeld des Fahrers oder beispielsweise einer Kamera eines Fahrerassistenzsystems.
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Bei niedrigen Umgebungstemperaturen führt Beschlag von Wassertropfen oder Eis auf der Windschutzscheibe zu einer eingeschränkten bzw. nicht möglichen Funktionsausführung der Kamera, was zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise eines Fahrerassistenzsystems führen kann.
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Im Hinblick auf die Sichtbehinderung einer Kamera für Fahrerassistenzsysteme sind Lösungen bekannt, welche unter anderem dazu ausgestaltet sind, die Scheibe zu beheizen aber durch ihren Aufbau das Sichtfeld der Kamera nicht behindern. Hierfür wurden Heizdrähte auf einer Windschutzscheibe angebracht, welche um das Objektiv der Kamera auf der Windschutzscheibe einen Durchgang bilden, so dass dieser Bereich frei von Heizleitungen gehalten wird. Dies ist beispielsweise in der Druckschrift
WO 2009/012771 A1 offenbart.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine neuartige Sensorbaugruppe bereitzustellen, mittels welcher eine einfache und platzsparende Scheibenheizung realisiert werden kann.
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In ersten Überlegungen wurde festgestellt, dass nicht nur eine lokale Heizung der Windschutzscheibe sondern auch des Objektivs einer Kamera bei niedrigen Außentemperaturen von Vorteil ist. Diesbezüglich ist eine direkt auf der Windschutzscheibe angeordnete Heizstruktur nicht ausreichend, um optische Elemente eines Umfelderfassungssensors in einen gewünschten Temperaturbereich zu bringen. Weiterhin weisen die bisher bekannten Scheibenheizungen eine separate Kontaktierung auf, welche sich außerhalb der Sensorbaugruppe befindet.
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Erfindungsgemäß wird deshalb eine Sensorbaugruppe vorgeschlagen, umfassend einen Sensor mit einem Sensorgehäuse, welcher hinter einer geneigten Windschutzscheibe angeordnet werden kann, wobei das Sensorgehäuse eine streulichtoptimierte Struktur in der Gehäuseoberfläche sowie eine Heizstruktur zum Beheizen der Windschutzscheibe auf der Gehäuseinnenfläche aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses weiter ein Sensor sowie eine Hauptplatine angeordnet sind und wobei die Hauptplatine mit der Heizstruktur mittels wenigstens einem Verbindungselement verbunden ist. Durch die Anordnung der Heizstruktur direkt an der Gehäuseinnenfläche und der direkten Nähe des Gehäuses zu der Windschutzscheibe reicht die abgestrahlte Wärme aus, um zumindest den vor der Sensorbaugruppe befindlichen Teil der Windschutzscheibe zu erwärmen. Weiterhin wird durch diese Anordnung erreicht, dass sich auch die Elemente innerhalb des Gehäuses erwärmen, wodurch auch beispielsweise eine Optik einer Kamera erwärmt werden kann.
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Durch die vorteilhafte Anordnung innerhalb des Gehäuses wird auch einer Beeinträchtigung des Sichtfeldes vorgebeugt, da keine Heizdrähte direkt auf der Windschutzscheibe angeordnet werde müssen. Weiterhin werden durch diese Anordnung die weiteren innerhalb des Sensorgehäuses befindlichen Komponenten bei kalten Temperaturen schneller in einen Normaltemperaturbereich gebracht, was wiederum einen positiven Effekt auf die Betriebsfähigkeit des Sensors hat.
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Die Heizstruktur kann dabei durch Einspritzen, Aufdrucken oder Aufkleben von Heizleitungen auf der Gehäuseinnenfläche bzw. innerhalb des Gehäuses angebracht werden. Durch die Verbindung mit der Hauptplatine kann die Heizstruktur angesteuert werden, wobei diese nur bei Bedarf aktiviert wird, um ein unnötiges und möglicherweise schädliches Aufheizen der Sensorbaugruppe zu verhindern. Die auf der Gehäuseaußenseite angeordnete streulichtoptimierte Struktur ist beispielsweise als Zick Zack mit Errodierstruktur ausgebildet, um Streulicht durch Sonneneinstrahlung am Eindringen in das Sichtfeld des Sensors zu hindern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Verbindungselement als Kontaktfeder ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Kontaktfeder als C-Clip ausgestaltet. Das Verbindungselement ist dabei bevorzugt auf der Hauptplatine aufgelötet. Besonders bevorzugt sind zumindest zwei Verbindungselemente vorgesehen. Ein C-Clip ist eine Kontaktfeder, beispielsweise in C- oder S-Form, welche einseitig verpresst, mit Leitkleber aufgeklebt, verlötet oder verschweißt sein kann und die Hauptplatine elektrisch leitend mit der Heizstruktur verbindet, wobei die zweite Seite durch eine Druckkontaktierung durch die Federkraft beim Zusammenbau kontaktiert wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor ein Umfelderfassungssensor. Besonders bevorzugt ist der Umfelderfassungssensor eine Kamera-Lidar-Kombination.
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Besonders bevorzugt weist die Heizstruktur wenigstens ein Kontaktierungspad auf, welches durch das wenigstens eine Verbindungselement kontaktiert wird. Durch die Kontaktierung des Verbindungselements bzw. der in dem Ausführungsbeispiel genannten Kontaktfeder mit dem Kontaktierungspad sind keine weiteren Kabel oder Steckverbindungen mehr notwendig. Während der Montage wird der Kontakt zwischen dem Verbindungselement und der Heizstruktur hergestellt, indem das Verbindungselement an das Kontaktpad gedrückt wird. Dieser Kontakt kann durch Verschrauben oder Verklemmen mit anschließenden Fügetechniken erzeugt werden. Das Verbindungselement steht danach in dauerhaftem Kontakt mit der Heizstruktur.
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Weiter ist bevorzugt, dass die Heizstruktur in Abhängigkeit verschiedener Sensordaten durch die Hauptplatine regelbar ist. Bevorzugt sind die Sensordaten Daten eines Temperatursensors und/oder einer Bildsensorplatine. Eine derartige Regelung durch die Hauptplatine in Abhängigkeit verschiedener Sensordaten ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise die Heizstruktur leidglich bei Bedarf aktiviert wird. Beispielsweise kann ein Temperatursensor, welcher ebenfalls mit der Hauptplatine verbunden ist, Daten über die aktuell vorherrschende Umgebungstemperatur liefern. Sobald die Umgebungstemperatur einen bestimmten Grenzwert unterschreitet, wird die Heizstruktur aktiviert. Der Grenzwert kann hierbei beispielsweise auf 0 °C festgelegt werden.
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Alternativ oder kumulativ können Daten einer Bildsensorplatine ausgewertet werden, auf welchen beispielsweise eine Vereisung der Scheibe oder der Optik einer Kamera erkennbar ist. Denkbar wäre auch, bevor die Heizstruktur aufgrund des Unterschreitens eines Temperaturgrenzwertes aktiviert wird, mittels der Kamera festzustellen, ob eine Vereisung oder ein Beschlag erkennbar ist und ob die Aktivierung der Heizstruktur wirklich notwendig ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Zeichnungen. Hierbei zeigen:
- 1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Sensorbaugruppe;
- 2: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus 1.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Sensorbaugruppe 1. Die Sensorbaugruppe 1 umfasst einen Sensor 8 sowie ein Sensorgehäuse 2. Das Gehäuse 2 weist eine Gehäuseaußenseite 2a und eine Gehäuseinnenseite 2b auf. An der Gehäuseaußenseite 2a ist eine streulichtoptimierte Struktur (hier nicht gezeigt) angeordnet. An der Gehäuseinnenseite 2b ist wie gezeigt eine Heizstruktur 3 angeordnet. Diese Heizstruktur 3 weist zumindest ein Kontaktierungspad 6 auf, welches durch ein Verbindungselement 5, welches hier als C-Clip ausgestaltet ist, kontaktiert wird. Das Verbindungselement 5 verbindet die Heizstruktur 3 und eine Hauptplatine 4, wobei das Verbindungselement 5 auf der Hauptplatine 4 aufgelötet ist. Die Hauptplatine 4 weist zudem eine Verbindung zu einer Bildsensorplatine 7 auf.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts A aus 1. In diesem Ausschnitt A ist die Kontaktierung zwischen der Hauptplatine 4 und der Heizstruktur 3 deutlicher erkennbar. Bei der Montage wird die Hauptplatine 4 mit dem daran befestigten Verbindungselement 5 in Richtung der Gehäuseinnenseite 2b bewegt, bis das Verbindungselement 5 einen Kontakt mit dem Kontaktierungspad 6 herstellt. Dieser Kontakt kann durch Verschrauben oder Verklemmen mit anschließenden Fügetechniken erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensorbaugruppe
- 2
- Sensorgehäuse
- 2a
- Gehäuseaußenseite
- 2b
- Gehäuseinnenseite
- 3
- Heizstruktur
- 4
- Hauptplatine
- 5
- Verbindungselement
- 6
- Kontaktierungspad
- 7
- Bildsensorplatine
- 8
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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