DE102017221522A1 - Vorrichtung ausgebildet zur Umfelderfassung und Verfahren zur Reinigung einer Abdeckung einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung ausgebildet zur Umfelderfassung und Verfahren zur Reinigung einer Abdeckung einer solchen Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung, insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, welche ein Sensorgehäuse aufweist und wenigstens einen, innerhalb des Sensorgehäuses angeordneten Sensor. Das Sensorgehäuse weist ein Sende-/Empfangsfenster auf, durch das entsprechende Sensorsignale von dem Sensor in das Umfeld ausgesendet werden können und/oder Sensorsignale aus dem Umfeld empfangen werden können. Die Vorrichtung weist eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung für die Sensorsignale transparent ausgebildet ist und wobei die Abdeckung ausgebildet ist, das Sende-/Empfangsfenster und damit den wenigstens einen Sensor gegenüber einem äußeren Umfeld der Vorrichtung abzudecken.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Reinigungseinheit auf, welche an einer Außenseite des Sensorgehäuses angeordnet ist und mittels einer Antriebseinheit entlang des Sensorgehäuses bewegbar ist. Die Reinigungseinheit ist ausgebildet, Verschmutzungen von der Abdeckung des Sende-/Empfangsfensters zu entfernen. Die Reinigungseinheit ist erfindungsgemäß als gegenüber dem äußeren Umfeld abgeschlossener Raum ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung ausgebildet zur Umfelderfassung, insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Reinigung einer Abdeckung einer solchen Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Die Fähigkeit ein Fahrzeugumfeld mittels Sensoren möglichst vollständig zu erfassen ist eine grundlegende Voraussetzung für automatisiertes Fahren. Dazu werden verschiedene Umfeldsensoren eingesetzt, wie zum Beispiel Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Kameras und LIDAR Systeme, die jeweils in ein Fahrzeug integriert werden müssen. Insbesondere Lidarsensoren werden sich in den nächsten Jahren bei der Realisierung hochautomatisierter Fahrfunktionen auf Autobahnen und im urbanen Umfeld etablieren. Eine wesentliche Eigenschaft solcher optischer Sensoren ist, dass die erwartete Performance nur dann erreicht werden kann, wenn das optische Austrittsfenster zur Umwelt frei von Verunreinigungen oder Verdeckungen ist. Die Erkennung von Verunreinigungen oder Verdeckungen ist heute für viele Sensoren prinzipiell bekannt und teilweise umgesetzt. Für Lidarsensoren zeigen verfügbare Lösungen markante Schwächen. Üblich sind z.B. Spritzdüsen, die versuchen Verschmutzungen mit hohem Druck zu entfernen. Die Reinigungswirkung ist nicht immer zuverlässig und der Wasserverbrauch zu hoch. Zur Erhöhung der Reinigungswirkung werden teilweise zusätzlich Wischer eingesetzt, mit denen auch Regentropfen abgewischt werden können. Die Wischer erfordern aber einen technischen Zusatzaufwand, bedeuten einen optischen Eingriff ins Fahrzeugdesign, sind Verschleißteile und sie können die optischen Oberflächen bei zu trockenem Wischen beschädigen. In der Forschung untersuchte Ultraschallreinigungssysteme können aufgrund des Energieverbrauchs und des Eingriffs in die optischen Eigenschaften des Fensters nicht eingesetzt werden. Zur Enteisung werden heute Heizdrähte in das optische Fenster eingebracht. Diese verschlechtern die optischen Eigenschaften des Fensters und zeigen üblicherweise ungewünschte Alterungseffekte. Die Heizung muss große Heizleistungen erbringen weil der sogenannte Wind Chill bei hohen Geschwindigkeiten und niedrigen Temperaturen die Wärme sehr schnell abführt (einige 10 W). Insbesondere beim autonomen Fahren ist dies inakzeptabel und ein zuverlässiger Mechanismus zur Entfernung einer Verschmutzung des Sensors muss vorgesehen werden.
  • Auch Videokameras werden zukünftig vermehrt im Außenraum des Fahrzeugs verbaut. Bekannte Lösungen für die Parkassistenz mittels Weitwinkelkameras weisen ebenfalls Spritzdüsen oder Scheibenwischer auf, mit den zuvor genannten Nachteilen.
  • Aus dem Stand der Technik gemäß US2016/0315564 A1 und WO 2015/003705 A1 sind Wischersysteme bekannt, die mittels eines Wischerblatts in der Art eines Scheibenwischers Verschmutzungen von der Abdeckung eines Sende-/Empfangsfensters eines Sensors entfernen.
  • Aus der WO 2016/004936 A1 ist bekannt, Schmutz mit Luftdüsen abzublasen.
  • Aus der DE 102011017684 A1 ist bekannt, Schmutz mittels Wasserdüsen abzuwaschen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann somit darin gesehen werden, die bekannten Prinzipien der Reinigung von Umfeldsensoren derart zu kombinieren, dass unabhängig von den Umgebungsbedingungen (zum Beispiel der Temperatur T) und der Art der Verschmutzung auf der Abdeckung eines Sende-/Empfangsfensters eines betreffenden Sensors, stets ein optimales Reinigungsergebnis erzielt werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung mit einer kompakten Reinigungseinheit vorzusehen, wobei die Reinigungseinheit verschiedene Reinigungsprinzipien implementiert. Damit wird sichergestellt, dass unter verschiedenen Umweltbedingungen und bei unterschiedlichen Arten der Verschmutzung ein optimales Reinigungsergebnis erzielt werden kann und somit sichergestellt wird, dass der Umfeldsensor der Vorrichtung stets eine Umfelderfassung durchführen kann, ohne dass Signale durch Verschmutzungen blockiert werden.
  • Es wird eine Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung, insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, welche ein Sensorgehäuse aufweist und wenigstens einen, innerhalb des Sensorgehäuses angeordneten Sensor. Das Sensorgehäuse weist ein Sende-/Empfangsfenster auf, durch das entsprechende Sensorsignale von dem Sensor in das Umfeld ausgesendet werden können und/oder Sensorsignale aus dem Umfeld empfangen werden können. Die Vorrichtung weist eine Abdeckung auf, wobei die Abdeckung für die Sensorsignale transparent ausgebildet ist und wobei die Abdeckung ausgebildet ist, das Sende-/Empfangsfenster und damit den wenigstens einen Sensor gegenüber einem äußeren Umfeld der Vorrichtung abzudecken. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um eine Kamera und/oder einen Lidarsensor handeln. Eine Kamera empfängt Licht, zum Beispiel sichtbares Licht, als Sensorsignale, daher ist die Abdeckung in diesem Fall beispielsweise als für Licht transparente Scheibe, z.B. aus Glas oder Kunststoff, ausgebildet. Ein Lidarsensor sendet Laserstrahlen mit einer Wellenlänge z.B. im sichtbaren oder im IR-Bereich als Sensorsignale aus und empfängt die an Umfeldobjekten reflektierten Laserstrahlen mittels einer oder mehrerer Photodioden. Auch in diesem Fall kann die Abdeckung beispielsweise als eine transparente Scheibe, z.B. aus Glas oder Kunststoff, ausgebildet sein, die für Licht der Laserwellenlänge transparent ist.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Reinigungseinheit auf, welche an einer Außenseite des Sensorgehäuses angeordnet ist und mittels einer Antriebseinheit entlang der Abdeckung des Sende-/Empfangsfensters des Sensorgehäuses bewegbar ist. Die Reinigungseinheit ist ausgebildet, Verschmutzungen von der Abdeckung des Sende-/Empfangsfensters zu entfernen. Die Reinigungseinheit weist erfindungsgemäß ein Gehäuse auf, das mit der Abdeckung einen gegenüber dem äußeren Umfeld im Wesentlichen abgeschlossenen Raum ausgebildet. Unter einem abgeschlossenen Raum soll hierbei ein Raumbereich verstanden werden, der durch die Wände des Gehäuses sowie die Abdeckung begrenzt und so vor Einflüssen des Umfelds geschützt wird. Der geschlossene Raum muss dabei nicht zwingend luftdicht, flüssigkeitsdicht oder gar hermetisch abgeschlossen sein. So können beispielsweise Ablauflöcher für Flüssigkeiten in dem Gehäuse vorgesehen sein. Weiterhin muss eine Bewegung des Gehäuses entlang der Abdeckung ermöglicht sein.
  • Gemäß der Erfindung ist demnach eine mechanisch angetriebene, insbesondere als Wisch-Wasch-Heiz-System ausgebildete, Reinigungseinheit vorgesehen, deren weitgehend abgeschlossener Raum über das Sende-/Empfangsfenster der Vorrichtung, ausgebildet zur Umfelderfassung geführt wird. Zur Reinigung kann die Reinigungseinheit eine Düse bzw. Spritzeinrichtung und/oder ein oder mehrere Wischerblätter aufweisen.
  • Bevorzugt weist die Reinigungseinheit im Inneren des Gehäuses mindestens ein Wischerblatt auf, das in Reibkontakt mit der Abdeckung ist. Besonders bevorzugt weist die Reinigungseinheit mindestens zwei derartige Wischerblätter auf. Die Wischerblätter sind ausgebildet, eine Verschmutzung durch die relative Bewegung von Abdeckung und Reinigungseinheit abzutragen und können dazu beispielsweise eine oder mehrere Gummilippen aufweisen. Die Wischerblätter können dabei auch einen Teil des Rands des Gehäuses bilden.
  • Bevorzugt weist die Reinigungseinheit im Inneren des Gehäuses mindestens eine Düse auf, die ausgebildet ist, eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, auf die Abdeckung zu spritzen um Verschmutzungen abzulösen. Die Düse ist beispielsweise über einen oder mehrere Schläuche mit einem Reservoir mit Reinigungsflüssigkeit verbunden. Bevorzugt kann zusätzlich die Reinigungsflüssigkeit bei Bedarf beheizt werden, z.B. indem das Reservoir beheizt wird und/oder indem die Düse beheizt wird. Durch das Beheizen der Reinigungsflüssigkeit kann eine Verschmutzung durch Eis auf der Abdeckung direkt entfernt werden. Weiterhin kann vermieden werden, dass bei niedrigen Außentemperaturen die Reinigungsflüssigkeit gefriert und dadurch die ersten Düsen verstopft werden.
  • Der abgeschlossene Raum verringert vorteilhaft den Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit, weil diese konzentrierter auf eine kleinere Fläche einwirkt, sie im Raum für eine Weile einwirken kann und nicht abfließen kann.
  • In einer möglichen Ausführung der Erfindung kann die Reinigungsflüssigkeit im Inneren der Wischerblätter geführt werden und an der Oberfläche der Wischerblätter ausgelassen werden. So kann auf separate Düsen verzichtet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungseinheit ein oder mehrere weitere Düsen außerhalb des Gehäuses aufweisen, die die Verschmutzungen auf der äußeren Seite vor den ein oder mehreren Wischerblättern bespritzen.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Reinigungseinheit mindestens eine Heizvorrichtung auf, die ausgebildet ist, die Abdeckung und/oder den geschlossenen Raum zu beheizen. Zur Enteisung enthält die Reinigungseinheit eine Heizvorrichtung, beispielsweise eine Heizleitung. Zur Optimierung der Regelung des Betriebs der Heizeinrichtung enthält die Reinigungseinheit bevorzugt einen Temperatursensor zur Messung der Oberflächentemperatur der Abdeckung. Das Gehäuse trennt den abgeschlossenen Raum von dem Umfeld, so dass die Heizleitung nicht durch Luftbewegung/Fahrtwind von der Oberfläche der Abdeckung entfernt werden kann. In einer möglichen Ausführung der Erfindung kann die Heizvorrichtung in ein Wischerblatt integriert sein.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist Reinigungseinheit eine Detektoreinheit auf, welche ausgebildet ist, eine Verschmutzung der Abdeckung zu erfassen. Die Detektoreinheit kann dazu beispielsweise als optischer Sensor wie z.B. als Kamera oder Reflexlichtschranke ausgebildet sein. Die Detektoreinheit kann z.B. ausgebildet sein, in regelmäßigen zeitlichen Abständen ein Bild der Abdeckung erfassen. Mittels bekannter Methoden der digitalen Bildverarbeitung kann aus dem erfassten Bild festgestellt werden, ob eine Verschmutzung der Abdeckung vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann erfasst werden, ob eine durch die Verschmutzung verursachte erhöhte Reibung beim Vorschub der Reinigungseinheit auftritt. Falls so eine Verschmutzung erkannt wird, kann die Reinigungseinheit aktiviert werden. Damit wir der technische Vorteil erzielt, dass die Reinigungseinheit nur bei Bedarf, also nur bei Vorliegen einer tatsächlichen Verschmutzung der Abdeckung in Betrieb genommen und bewegt wird. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Nutzung der Vorrichtung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die zur Umfelderfassung ausgebildete Vorrichtung einen Temperaturfühler auf, welcher ausgebildet und angeordnet ist, eine Temperatur der Abdeckung und/oder des durch das Gehäuse der Reinigungseinheit und die Abdeckung gebildeten geschlossenen Raums zu erfassen.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist das Sensorgehäuse zumindest eine Führungsschiene auf. Die Reinigungseinheit ist mittels der Führungsschiene an der Außenseite des Sensorgehäuses angeordnet und kann mittels der Antriebseinheit entlang der Führungsschiene bewegt werden, insbesondere vor der Abdeckung hin und her bewegt werden.
  • Die Antriebseinheit kann beispielsweise einen Schrittmotor und/oder ein Zahnradgetriebe umfassen. Alternative Ausführungen der Antriebseinheit können alternativ oder zusätzlich beispielsweise auch ein Zahnradgetriebe und/oder einen Riemenantrieb und/oder ein Hebelgetriebe und/oder ein Exzentergetriebe aufweisen. Bevorzugt erfolgt eine Regelung der Antriebseinheit derart, dass der Vorschub oder die Wiederholrate des Reinigungsprozesses an den Verschmutzungsgrad oder Vereisungsgrad anpassen. Dafür ist bevorzugt eine Detektoreinheit vorhanden, die eine Verschmutzung beispielsweise optisch erkennt oder eine durch die Verschmutzung verursachte erhöhte Reibung beim Vorschub erfasst und so auf eine Verschmutzung/Vereisung schließt. Diese Detektoreinheit kann in der Reinigungseinheit verbaut sein, oder sich außerhalb der Reinigungseinheit, z.B. im Lidarsensor befinden.
  • Die Reinigungseinheit kann ausgebildet sein, den aktuellen Reinigungszustand und/oder einen Reinigungs-Fortschritt an ein Fahrerassistenzsystem zu melden, so dass eine potentielle Degradation der Messergebnisse des Lidarsensors in die Fahrassistenzfunktion mit einbezogen werden können. Die Reinigungseinheit kann ausgebildet sein, eine aktuelle Position über dem Sende-/Empfangsfenster an ein Fahrerassistenzsystem zu melden, so dass das Fahrerassistenzsystem die Verdeckung des Sichtbereichs berücksichtigen kann. Die Reinigungseinheit kann beispielsweise vom Steuergerät des Lidarsensors mittels einer Software gesteuert werden, die die Messdaten der Reinigungseinheit und anderer Systeme verarbeitet. So kann beispielsweise eine Abschaltung der Reinigungseinheit bei Erkennung einer mechanischen Blockade erfolgen. Weiterhin kann eine Priorisierung wichtigster Reinigungsbereiche bei starkem, andauerndem Einsatz durchgeführt werden.
  • Die Reinigungseinheit kann nach erfolgter Reinigung in eine Parkposition gebracht werden, so dass sie den Regelbetrieb des Lidarsensors nicht negativ beeinflusst.
  • Vorteilhaft ist die Reinigungseinheit vollständig oder zu Teilen wartbar oder austauschbar ausgebildet.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Reinigung einer Abdeckung einer Vorrichtung zur Umfelderfassung beschrieben, wobei die Vorrichtung wie zuvor beschrieben ausgebildet ist. Die Vorrichtung weist eine Reinigungseinheit auf, die mittels der Antriebseinheit entlang des Gehäuses bewegt wird, wobei Verschmutzungen von der Abdeckung durch die Reinigungseinheit entfernt werden.
  • Bevorzugt kann die Reinigungseinheit einen aktuellen Reinigungszustand und/oder einen Reinigungs-Fortschritt an ein Fahrerassistenzsystem melden, und eine durch die aktuelle Verschmutzung verursachte Degradation der Messergebnisse des Sensors in eine Fahrassistenzfunktion mit einbezogen wird.
  • Bevorzugt kann die Reinigungseinheit ihre aktuelle Position relativ zu dem Sende-Empfangsfenster an ein Fahrerassistenzsystem melden, so dass eine Verdeckung des Sichtbereichs des Sensors durch die Reinigungseinheit in eine Fahrassistenzfunktion mit einbezogen werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren bieten die Vorteile, dass eine Kombination von verschiedenen Reinigungsmitteln bzw. Reinigungsprinzipien in ein einzelnes, kompaktes System erfolgen kann. Es wird vorteilhaft eine hohe Reinigungsleistung in Verbindung mit einer schnellen Abtauung bzw. Enteisung erzielt. Durch den in sich abgeschlossenen Aufbau der Reinigungseinheit kann ein geringer Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit sowie eine geringe Heizleistung zur effektiven Reinigung ausreichen. Durch den Einsatz von zusätzlichen Sensoren, wie einem Temperaturfühler und/oder einer Detektoreinheit für Verschmutzungen kann eine schnellstmögliche Reinigung und gezielte Regelung der Reinigungseinheit erfolgen. Die Erfindung erfordert nur einen geringen Eingriff ins Fahrzeugdesign und ist für verschiedene Oberflächenformen umsetzbar, insbesondere für zylindrische Oberflächen, wie sie häufig bei Sensorgehäusen von Lidarsensoren zum Einsatz kommen. Die Reinigungseinheit ist direkt an Sensorgehäuse montierbar bzw. integrierbar ausgebildet und erfordert somit keine zusätzliche Justage.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht.
    • 2 zeigt schematisch die Vorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht.
    • 3 zeigt eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt.
  • Ausführung der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 1, die zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs ausgebildet ist, und in diesem Beispiel als Lidarsensorsystem ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Sensorgehäuse 10, innerhalb dessen mindestens ein Lidarsensor angeordnet ist (nicht dargestellt). Das Sensorgehäuse 10 weist ein Sende-/Empfangsfenster 20 und eine Abdeckung 22 auf, wobei die Abdeckung für die Betriebswellenlänge(n) der Sensorsignale des Lidarsensors transparent ausgebildet ist. Die Abdeckung 22, beispielsweise eine Glasscheibe, ist ausgebildet ist, das Sende-/Empfangsfenster 20 gegenüber einem äußeren Umfeld 70 der Vorrichtung 1 abzudecken. Das Sensorgehäuse 10 ist im Bereich des Sende-/Empfangsfensters 20 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Die Abdeckung 22 ist an die zylindrische Form angepasst.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 1 eine Reinigungseinheit 30 (Wisch-Wasch-Heiz-System) auf. Die Reinigungseinheit 30 weist ein in seiner Form an die Oberfläche der Abdeckung 22 angepasstes Gehäuse 40 auf, das mittels einer Antriebseinheit 35 über die Oberfläche der Abdeckung 22 geführt wird. Die möglichen Bewegungsrichtungen sind durch den Doppelpfeil 80 angedeutet Das Gehäuse 40 weist beispielsweise eine offene Seite auf und liegt mit den Kanten der offenen Seite an der Abdeckung 22 bündig an, so dass das Gehäuse 40 mit der Abdeckung 22 einen gegenüber dem äußeren Umfeld 70 abgeschlossenen Raum 45 ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 40 sind ein oder mehrere Reinigungsmittel angeordnet, die dazu dienen, die Abdeckung von Verschmutzungen zu reinigen. Diese werden im Zusammenhang mit 3 näher beschrieben.
  • Die Antriebseinheit 35 kann in eine Aussparung Vorrichtung 1 eingelassen sein. Alternativ kann die Antriebseinheit 35 als Deckel auf das Sensorgehäuse 10 aufgesetzt werden oder ist als Teil des Sensorgehäuses 10 fest integriert sein. Die Antriebseinheit 35 kann ein- oder zweiseitig ausgebildet sein. Es ist eine Parkposition 60 vorgesehen, an der die Reinigungseinheit 30 „geparkt“ werden kann, während sie nicht in Betrieb ist.
  • 3 zeigt eine Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt. Verschiedene Reinigungsmittel sowie verschiedene Sensoren sind im Inneren des Gehäuses 40 der Reinigungseinheit 30 vorgesehen: Zwei Wischerblätter 38 zur Entfernung von Wasser oder verschmutzter Reinigungsflüssigkeit sind senkrecht zur Bewegungsrichtung 80 innerhalb des Gehäuses angeordnet. Gummilippen der Wischerblätter 38 stehen dazu in Reibkontakt mit der Abdeckung 22. Es sind weiterhin zwei Spritzdüsen 32 innerhalb des Gehäuses 40 angeordnet, von denen jede mittels eines Versorgungsschlauchs 33 mit einem Reinigungssystem 132 verbunden ist. Das Reinigungssystem 132 umfasst z.B. ein Reservoir mit einer Reinigungsflüssigkeit, Mittel zur Druckerzeugung und ein elektrisch steuerbares Ventil. Mittels der Spritzdüsen 32 wird die Oberfläche der Abdeckung 22 mit Reinigungsflüssigkeit 44 benetzt oder mit Druck gereinigt. Weiterhin ist eine Heizvorrichtung 50 innerhalb des Gehäuses vorgesehen. Die Ansteuerung der Heizvorrichtung erfolgt über einen externen Heizregler 150. Weiterhin ist ein Temperaturfühler 54 innerhalb des Gehäuses 40 angeordnet, sowie eine Messeinrichtung 52 zur Messung des Verschmutzungsgrads. Die Messungen erfolgen jeweils über zugeordnete Messgeräte 152 und 154. Das Temperturmessgerät 154 nimmt Daten des Temperaturfühlers 54 auf und ermittelt daraus die aktuelle Temperatur im Inneren des Gehäuses 40. Das Messgerät 152 nimmt Daten der Detektoreinheit 52 auf und ermittelt daraus, ob aktuell eine Verschmutzung der Abdeckung 22 vorliegt.
  • Ferner kann das Gehäuse 40 Ablauflöcher für die im Inneren befindlichen Flüssigkeiten aufweisen (nicht dargestellt).
  • Das Gehäuse kann mittels einer Antriebseinheit 35 entlang der Abdeckung in Richtung 80 hin und her bewegt werden. Die Antriebseinheit 35 umfasst dazu ein Antriebssystem, z.B. ein Zahnradgetriebe sowie einen Motor, der mittels einer Motorregelungseinheit 135 geregelt wird. Mittels einer zusätzlichen Messeinrichtung 136 kann eine zusätzliche oder alternative Erfassung einer Verschmutzung z.B. über die Erfassung des Reibwerts oder der Erfassung einer Blockade, z.B. mittels Momentenmessung erfolgen. Weiterhin ist eine Weg- oder Winkelmesseinrichtung 36 zur Steuerung des Motors und Ermittlung der aktuellen Position der Reinigungseinheit 30 vorgesehen.
  • Ein zentrales Steuergerät 200 mit einem Softwareprogramm verarbeitet sämtliche Messdaten und steuert den Heizregler 150, das Reinigungssystem 132 und die Antriebseinheit 35. Die softwareseitige Steuerung erlaubt insbesondere eine Anpassung der Reinigungsgeschwindigkeit an den Verschmutzungsgrad, sowie eine Anpassung der Reinigungshäufigkeit an den Verschmutzungsgrad. Weiterhin kann eine lokal angepasste Reinigung bei lokalen Verschmutzungen der Abdeckung 22 gezielt erfolgen. Ferner kann eine Bekanntgabe der aktuellen Position des Systems, und damit einer aktuellen Verdeckung des Sichtfelds des Sensors und weiterer Zustände an übergeordnete Systeme, z.B. ein Fahrerassistenzsystem erfolgen, das diese Informationen entsprechend berücksichtigen kann. Bei wiederholtem Misserfolg einer Reinigung kann der Reinigungsvorgang außerdem abgebrochen werden.
  • Besondere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Ablauf des Reinigungsprozesses innerhalb des abgeschlossenen Raumes 45, also einem geschützten und verhältnismäßig kleinen Volumen: Die Menge der zur effektiven Reinigung der Abdeckung erforderlichen Reinigungsflüssigkeit ist klein, da die Einwirkdauer und Einwirkeffizienz innerhalb des Gehäuses optimiert werden kann. Weiterhin kann eine Enteisung mit verhältnismäßig geringer Leistung oder schneller erfolgen, da das zu beheizende Volumen klein ist und das Gehäuse 40 das Volumen gegen Abkühlung von außen schützt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (12)

  1. Vorrichtung (1), ausgebildet zur Umfelderfassung, insbesondere zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs, aufweisend ein Sensorgehäuse (10), wenigstens einen, innerhalb des Sensorgehäuses (10) angeordneten Sensor, wobei das Sensorgehäuse ein Sende-/Empfangsfenster (20) und eine Abdeckung (22) aufweist, wobei die Abdeckung (22) für Sensorsignale des Sensors transparent ausgebildet ist und wobei die Abdeckung (22) ausgebildet ist, das Sende-/Empfangsfenster (20) gegenüber einem äußeren Umfeld (70) der Vorrichtung (1) abzudecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Reinigungseinheit (30) aufweist, welche an einer Außenseite des Sensorgehäuses (10) angeordnet ist und mittels einer Antriebseinheit (35) entlang der Abdeckung (22) bewegbar ist, wobei die Reinigungseinheit (30) ausgebildet ist, Verschmutzungen von der Abdeckung (22) zu entfernen und wobei die Reinigungseinheit (30) ein Gehäuse (40) aufweist, das mit der Abdeckung (22) einen gegenüber dem äußeren Umfeld (70) abgeschlossenen Raum (45) ausgebildet, wobei innerhalb des Gehäuses ein oder mehrere Reinigungsmittel (32, 38) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zumindest eine Führungsschiene (15, 16) aufweist, wobei die Reinigungseinheit (30) mittels der Führungsschiene an der Außenseite des Gehäuses (10) angeordnet ist und mittels der Antriebseinheit (35) entlang der Führungsschiene (15, 16) bewegbar ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) als Reinigungsmittel mindestens ein Wischerblatt (38) aufweist, das in Reibkontakt mit der Abdeckung (22) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) mindestens ein Heizelement (50) aufweist, das ausgebildet ist, die Abdeckung (22) und/oder den geschlossenen Raum zu beheizen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) als Reinigungsmittel mindestens eine Düse (32) aufweist, die ausgebildet ist, eine Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, auf die Abdeckung (22) zu spritzen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (35) einen Schrittmotor und/oder ein Zahnradgetriebe und/oder ein Riemenantrieb und/oder ein Hebelgetriebe und/oder ein Exzentergetriebe umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit eine Detektoreinheit (52) aufweist, welche ausgebildet ist, eine Verschmutzung der Abdeckung (22) zu erfassen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit einen Temperaturfühler (54) aufweist, welcher ausgebildet und angeordnet ist, eine Temperatur der Abdeckung (22) und/oder eine Temperatur innerhalb des geschlossenen Raumes (45) zu erfassen.
  9. Verfahren zur Reinigung einer Abdeckung (22) einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Reinigungseinheit (30) mittels der Antriebseinheit (35) entlang der Abdeckung (22) bewegt wird, wobei die Reinigungseinheit (30) ein Gehäuse (40) aufweist, das mit der Abdeckung (22) einen gegenüber dem äußeren Umfeld (70) abgeschlossenen Raum (45) ausgebildet, wobei innerhalb des Gehäuses ein oder mehrere Reinigungsmittel (32, 38) angeordnet sind, und wobei Verschmutzungen von der Abdeckung (22) durch die Reinigungsmittel der Reinigungseinheit (30) entfernt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) nach erfolgter Reinigung in eine Parkposition (60) gebracht wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) einen aktuellen Reinigungszustand und/oder einen Reinigungs-Fortschritt an ein Fahrerassistenzsystem meldet, und eine durch die aktuelle Verschmutzung verursachte Degradation der Messergebnisse des Sensors in eine Fahrassistenzfunktion mit einbezogen wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (30) ihre aktuelle Position relativ zu dem Sende-Empfangsfenster (20) an ein Fahrerassistenzsystem meldet, und eine Verdeckung des Sichtbereichs des Sensors durch die Reinigungseinheit (30) in eine Fahrassistenzfunktion mit einbezogen wird.
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