DE102018221868B4

DE102018221868B4 - Device and method for cooling at least one surface and/or at least one volume of a sensor of a vehicle

Info

Publication number: DE102018221868B4
Application number: DE102018221868.4A
Authority: DE
Inventors: Jan Bucholski; Stefan Ewald
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: CN113196135A; DE102018221868A1; CN113196135B; WO2020126440A1

Abstract

Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens eines Volumens (18) eines Sensors (10) eines Fahrzeugs, wobei der Sensor (10) zumindest mindestens eine Funktionsfläche (12) und ein Reinigungssystem (20) zur Reinigung der mindestens einen Funktionsfläche (12) aufweist, wobei das Reinigungssystem (20) gebildet ist mitmindestens einer ersten Düse (24), die angeordnet und ausgebildet ist, ein Reinigungsmittel auf die mindestens eine Funktionsfläche (12) abzugeben undeiner ersten Zuführung (26) für das Reinigungsmittel zu der mindestens einen ersten Düse (24),in der ersten Zuführung (26) ist mindestens ein erstes Ventil (40) angeordnet, um mindestens eine zweite Zuführung (46) auszubilden, und die zweite Zuführung (46) mit mindestens einer zweiten Düse (42) und/oder einem Düsensystem (44) verbunden ist, wobei die mindestens eine zweite Düse (42) und/oder das Düsensystem (44) angeordnet und ausgebildet ist, das Reinigungsmittel auf mindestens eine von der mindestens einen Funktionsfläche (12) verschiedene Oberfläche (14) abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und/oder zweiten Zuführung (26, 46) jeweils ein weiteres Ventil (50) angeordnet und jeweils mit einer Rückführung (52) verbunden ist, die ausgebildet ist, das Reinigungsmittel in einen Behälter (22) des Reinigungssystems (20) zurückzuführen.Device for cooling at least one surface and/or at least one volume (18) of a sensor (10) of a vehicle, the sensor (10) having at least one functional surface (12) and a cleaning system (20) for cleaning the at least one functional surface (12 ), wherein the cleaning system (20) is formed with at least one first nozzle (24), which is arranged and designed to deliver a cleaning agent onto the at least one functional surface (12) and a first feed (26) for the cleaning agent to the at least one first Nozzle (24), at least one first valve (40) is arranged in the first supply (26) in order to form at least one second supply (46), and the second supply (46) with at least one second nozzle (42) and/or is connected to a nozzle system (44), wherein the at least one second nozzle (42) and/or the nozzle system (44) is arranged and designed to apply the cleaning agent to at least one of the at least e in a functional surface (12) different surface (14), characterized in that in the first and / or second supply (26, 46) is arranged in each case a further valve (50) and each connected to a return (52) which is formed is to return the cleaning agent to a container (22) of the cleaning system (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens eines Volumens eines Sensors eines Fahrzeugs, bei dem ein Reinigungsmittel zur Kühlung auf mindestens eine Oberfläche aufgebracht und/oder durch ein Volumen hindurch und/oder daran vorbeigeführt wird.The invention relates to a device and a method for cooling at least one surface and/or at least one volume of a sensor of a vehicle, in which a cleaning agent for cooling is applied to at least one surface and/or through and/or past a volume.

Moderne Fahrzeuge sind zunehmend mit technischen Hilfsmitteln, insbesondere mit mit Sensoren ausgebildeten Steuergeräten, ausgestattet. Die Sensoren erfassen verschiedenste Messwerte, die verarbeitet und interpretiert werden, um so dem Fahrer Informationen und gegebenenfalls eine Entscheidungshilfe für im Straßenverkehr auftretende Situationen zu übermitteln. Das einfachste Beispiel wären Temperaturmesseinrichtungen, die den Fahrer des Fahrzeugs vor Frost warnen, damit er seine Fahrweise anpassen kann.Modern vehicles are increasingly equipped with technical aids, in particular with control units designed with sensors. The sensors record a wide variety of measured values, which are processed and interpreted in order to provide the driver with information and, if necessary, a decision-making aid for situations that arise on the road. The simplest example would be temperature measuring devices that warn the driver of the vehicle of frost so that he can adjust his driving style.

Die Messwerte ermöglichen es aber auch, dass in dem Fahrzeug durch eine geeignete Verarbeitung der Messwerte Steuersignale generiert und an verschiedene Fahrzeugsysteme übermittelt werden, so dass eine Reaktion auf Umgebungssituationen ohne Zutun des Fahrers erfolgt. Beispielhaft können hier Notbremssysteme genannt werden, die eine Notbremsung einleiten, wenn sie eine zuvor definierte Gefahrensituation detektieren.However, the measured values also make it possible for control signals to be generated in the vehicle by suitable processing of the measured values and transmitted to various vehicle systems, so that there is a reaction to environmental situations without the driver having to do anything. Emergency braking systems that initiate emergency braking when they detect a previously defined hazardous situation can be mentioned here as an example.

Gerade im Hinblick auf das autonome Fahren steigt die Bedeutung derartiger Steuergeräte beziehungsweise des Vorhandenseins von Sensorik. Hierfür sind unter anderem Radar-, Lidar-Kamera- und Ultraschallsysteme zu nennen, mit denen die Umgebungssituation eines Fahrzeugs erfasst und bewertet werden kann.Especially with regard to autonomous driving, the importance of such control devices or the presence of sensors is increasing. Radar, lidar camera and ultrasound systems, which can be used to record and evaluate the situation surrounding a vehicle, should be mentioned here.

Diese Systeme sind üblicherweise temperaturempfindlich und müssen demzufolge bei hohen Umgebungstemperaturen ihre Funktion einstellen oder abschalten, um die interne Elektronik vor Überhitzung zu schützen. In der Folge müssen gegebenenfalls Sicherheits-, Assistenz- oder Pilotfunktionen des Fahrzeugs deaktiviert werden. Da sich der Fahrer eines Fahrzeugs in der Regel auf diese Sicherheits-, Assistenz- oder Pilotfunktionen verlässt, sinkt bei deren Ausfall beziehungsweise Abschalten die Betriebssicherheit des Fahrzeugs und die Gefahr für Unfälle steigt.These systems are usually temperature-sensitive and must therefore stop functioning or switch off at high ambient temperatures in order to protect the internal electronics from overheating. As a result, safety, assistance or pilot functions of the vehicle may have to be deactivated. Since the driver of a vehicle usually relies on these safety, assistance or pilot functions, if they fail or are switched off, the operational safety of the vehicle decreases and the risk of accidents increases.

Es wurden daher im Stand der Technik verschiedene Systeme offenbart, um die empfindliche Sensorik zu schützen. So sind beispielsweise für Kamerasysteme Sperrfilter bekannt, die den Sensor vor einfallender Strahlung schützen und so eine Überhitzung vermeiden sollen. Aus der stationären Produktion ist das Kühlen durch die Umströmung eines Sensors mit einem Gas bekannt.Various systems have therefore been disclosed in the prior art in order to protect the sensitive sensor system. For example, blocking filters are known for camera systems, which protect the sensor from incident radiation and are intended to prevent overheating. Cooling by flowing a gas around a sensor is known from stationary production.

Die bekannten Systeme sind jedoch nicht für jede Sensorausbildung geeignet oder nicht aus der stationären Industrie auf Fahrzeuge im Fahrbetrieb übertragbar. Insbesondere erschweren der begrenzte Bauraum in einem Fahrzeug, der Fahrbetrieb an sich und die Sicherheitsanforderungen an das Fahrzeug und die darin befindlichen Systeme die Entwicklung geeigneter Systeme.However, the known systems are not suitable for every sensor design or cannot be transferred from stationary industry to vehicles in driving operation. In particular, the limited installation space in a vehicle, the driving operation itself and the safety requirements for the vehicle and the systems located therein make it difficult to develop suitable systems.

Die ältere Anmeldung DE 10 2019 105 553 A1 offenbart eine Reinigung und Wärmesteuerung von Sensoren. Hierbei wird ein Sichtfeld eines Sensors mit einer Reinigungsflüssigkeit über eine Düse beaufschlagt. Die Fluidverbindung besitzt einen zweiten Ausgangsanschluss, über den eine Kühlung des Sensorelementes erfolgen kann.The older registration DE 10 2019 105 553 A1 discloses cleaning and thermal control of sensors. In this case, a field of view of a sensor is exposed to a cleaning liquid via a nozzle. The fluid connection has a second outlet connection, via which the sensor element can be cooled.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines Sensors vorzuschlagen, die beziehungsweise das eine effektive Kühlung bei geringem Bauraum ermöglicht und dabei den Anforderungen an das Fahrzeug genügt.The invention is therefore based on the object of proposing a device and a method for cooling a sensor which enables effective cooling with little installation space and at the same time satisfies the requirements of the vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.The object of the invention is achieved with a device according to claim 1 and a method according to claim 9. Further preferred configurations of the invention result from the remaining features mentioned in the dependent claims.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Oberfläche und/oder eines Volumens eines Sensors eines Fahrzeugs weist der Sensor zumindest mindestens eine Funktionsfläche und ein Reinigungssystem zur Reinigung der mindestens einen Funktionsfläche auf. Dabei ist die mindestens eine Funktionsfläche zur Erfassung von Messwerten ausgebildet. Das Reinigungssystem ist mit mindestens einer ersten Düse, die angeordnet und ausgebildet ist, ein Reinigungsmittel auf die mindestens eine Funktionsfläche abzugeben, und einer ersten Zuführung für das Reinigungsmittel zu der mindestens einen ersten Düse gebildet.In the device according to the invention for cooling at least one surface and/or volume of a sensor of a vehicle, the sensor has at least one functional surface and a cleaning system for cleaning the at least one functional surface. The at least one functional surface is designed to record measured values. The cleaning system is formed with at least one first nozzle, which is arranged and designed to deliver a cleaning agent onto the at least one functional surface, and a first feed for the cleaning agent to the at least one first nozzle.

In der ersten Zuführung ist mindestens ein erstes Ventil angeordnet, um mindestens eine zweite Zuführung auszubilden, die mit mindestens einer zweiten Düse und/oder einem Düsensystem verbunden ist, wobei die mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem angeordnet und ausgebildet ist, das Reinigungsmittel auf mindestens eine von der Funktionsfläche verschiedene Oberfläche abzugeben.At least one first valve is arranged in the first feed in order to form at least one second feed, which is connected to at least one second nozzle and/or a nozzle system, wherein the at least one second nozzle and/or the nozzle system is arranged and formed, the cleaning agent on at least one surface different from the functional surface.

Die mindestens eine Funktionsfläche kann im einfachsten Fall physikalische Kenngrößen wie Temperatur, Druck und dergleichen erfassen. Im Hinblick auf autonomes Fahren und/oder Fahrerassistenzsysteme sind die Funktionsflächen bevorzugt zur Erfassung von Signalen zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung mittels Lidar (Abkürzung englisch für light detection and ranging), von Signalen für Erkennungs- und Ortungsverfahren auf Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich wie beispielsweise Radar (Abkürzung englisch für radio detection and ranging) und/oder von Ultraschallwellen ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Funktionsfläche als Bildsensor eines Kamerasystems ausgebildet sein.In the simplest case, the at least one functional surface can have physical parameters such as Capture temperature, pressure and the like. With regard to autonomous driving and/or driver assistance systems, the functional surfaces are preferred for detecting signals for optical distance and speed measurement using lidar (abbreviation for light detection and ranging), of signals for detection and location methods based on electromagnetic waves in the radio frequency range, such as Radar (abbreviation for radio detection and ranging) and/or formed by ultrasonic waves. Alternatively or additionally, the functional surface can be designed as an image sensor of a camera system.

Der Sensor kann mehr als eine Funktionsfläche aufweisen, wobei jede der Funktionsflächen zur Erfassung anderer Signale ausgebildet sein kann.The sensor can have more than one functional surface, it being possible for each of the functional surfaces to be designed for detecting other signals.

Im Betrieb eines Fahrzeugs treten unweigerlich Verschmutzungen auf, die auch die mindestens eine Funktionsfläche betreffen. Um ein sicheres Funktionieren der mindestens einen Funktionsfläche zu gewährleisten, muss diese gereinigt werden können. Damit der Fahrer eines Fahrzeugs dies nicht von Hand erledigen muss und die Reinigung zu jedem Zeitpunkt möglich ist, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Reinigungssystem ausgebildet.When a vehicle is in operation, contamination inevitably occurs, which also affects the at least one functional surface. In order to ensure reliable functioning of the at least one functional surface, it must be possible to clean it. So that the driver of a vehicle does not have to do this by hand and cleaning is possible at any time, the device according to the invention is designed with a cleaning system.

Das Reinigungssystem weist mindestens eine erste Düse auf, mit der das Reinigungsmittel auf die mindestens eine Funktionsfläche aufgebracht, beispielsweise gesprüht werden kann. Die mindestens eine erste Düse ist also so angeordnet, dass ihre Auslassöffnungen auf die mindestens eine Funktionsfläche ausgerichtet sind. Um das Reinigungsmittel zu der mindestens einen ersten Düse zu fördern, ist eine erste Zuführung zu der mindestens einen ersten Düse vorgesehen. Die Zuführung kann beispielsweise ein Schlauch sein. Die Zuführung kann innerhalb oder außerhalb des Sensors geführt sein. Das Reinigungsmittel kann im Wesentlichen mit Wasser und einem Zusatz mit reinigender Wirkung gebildet sein.The cleaning system has at least one first nozzle with which the cleaning agent can be applied, for example sprayed, onto the at least one functional surface. The at least one first nozzle is therefore arranged in such a way that its outlet openings are aligned with the at least one functional surface. In order to convey the cleaning agent to the at least one first nozzle, a first supply to the at least one first nozzle is provided. The feed can be a hose, for example. The feed can be guided inside or outside the sensor. The cleaning agent can essentially be formed with water and an additive with a cleaning effect.

In der ersten Zuführung ist mindestens ein erstes Ventil angeordnet. Dadurch wird eine zweite Zuführung ausgebildet, aus der ersten Zuführung also eine zweite Zuführung abgezweigt. Diese zweite Zuführung ist mit mindestens einer zweiten Düse und/oder einem Düsensystem verbunden. Ein Düsensystem soll als Verteilung von Einzeldüsen verstanden werden, über die gleichzeitig das Reinigungsmittel abgegeben werden kann, insbesondere die gleichzeitig angesteuert werden können. Im Übrigen kann auch die mindestens eine erste Düse als Düsensystem ausgebildet sein.At least one first valve is arranged in the first feed. As a result, a second feed is formed, ie a second feed is branched off from the first feed. This second feed is connected to at least one second nozzle and/or a nozzle system. A nozzle system is to be understood as a distribution of individual nozzles via which the cleaning agent can be released at the same time, in particular which can be activated at the same time. Moreover, the at least one first nozzle can also be designed as a nozzle system.

Diese mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem ist angeordnet und ausgebildet, das Reinigungsmittel auf mindestens eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche abzugeben. Eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche kann jede andere Fläche des Sensors sein, die nicht eine Funktionsfläche ist. Im Folgenden wird daher gleichbedeutend auch lediglich von einer Oberfläche gesprochen, wenn eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche gemeint ist.This at least one second nozzle and/or the nozzle system is arranged and designed to release the cleaning agent onto at least one surface that is different from the at least one functional surface. A surface different from the at least one functional surface can be any other surface of the sensor that is not a functional surface. In the following, therefore, only one surface is also spoken of, equivalently, if a surface that is different from the at least one functional surface is meant.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also mindestens eine erste Düse und mindestens eine zweite Düse oder ein Düsensystem auf, die über eine erste Zuführung und eine zweite Zuführung mittels eines Ventils verbunden sind. Dieses Ventil kann beispielsweise als Magnetventil, das als T-Stück ausgebildet ist, verwirklicht sein. Damit ist es möglich, das Reinigungsmittel wahlweise durch die erste Zuführung zu der mindestens einen ersten Düse oder durch die zweite Zuführung zu der mindestens einen zweiten Düse oder dem Düsensystem zu fördern. Das Umschalten des Ventils könnte beispielsweise von einer Steuereinrichtung ausgelöst werden.The device according to the invention therefore has at least one first nozzle and at least one second nozzle or a nozzle system, which are connected via a first feed and a second feed by means of a valve. This valve can be implemented, for example, as a solenoid valve designed as a T-piece. It is thus possible to convey the cleaning agent selectively through the first feed to the at least one first nozzle or through the second feed to the at least one second nozzle or the nozzle system. The switching of the valve could be triggered by a control device, for example.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der ersten und/oder der zweiten Zuführung jeweils ein weiteres Ventil angeordnet und jeweils mit einer Rückführung verbunden ist, die ausgebildet ist, das Reinigungsmittel in das Reinigungssystem zurückzuführen. Es wird somit also jeweils ein Kreislauf gebildet, der das in der ersten beziehungsweise der zweiten Zuführung befindliche Reinigungsmittel in das Reinigungssystem zurückführt. Da dieses Reinigungsmittel durch den Wärmeaustausch bereits erwärmt ist, ist seine Reinigungswirkung beim Aufbringen des Reinigungsmittels auf die mindestens eine Funktionsfläche höher als bei nicht erwärmtem Reinigungsmittel. Zudem wird durch die ständige Förderung des Reinigungsmittels immer weiter Wärme abtransportiert und der Sensor weiter gekühlt.According to the invention it is provided that a further valve is arranged in the first and/or the second supply and is connected to a return which is designed to return the cleaning agent to the cleaning system. A circuit is thus formed in each case, which returns the cleaning agent located in the first or the second feed to the cleaning system. Since this cleaning agent is already heated by the heat exchange, its cleaning effect when the cleaning agent is applied to the at least one functional surface is higher than when the cleaning agent is not heated. In addition, due to the constant pumping of the cleaning agent, more and more heat is transported away and the sensor continues to be cooled.

Alternativ kann das Ventil auch so ausgebildet sein, dass die gleichzeitige Abgabe von Reinigungsmittel durch die mindestens eine erste Düse und die mindestens eine zweite Düse beziehungsweise das Düsensystem erfolgen kann.Alternatively, the valve can also be designed in such a way that cleaning agent can be released simultaneously through the at least one first nozzle and the at least one second nozzle or the nozzle system.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mehr als eine erste Düse zur Reinigung der mindestens einen Funktionsfläche aufweisen. Damit kann die Reinigungswirkung erhöht werden.Of course, the device according to the invention can also have more than one first nozzle for cleaning the at least one functional surface. The cleaning effect can thus be increased.

Es können auch mehr als eine zweite Düse in der Vorrichtung vorgesehen sein, die das Reinigungsmittel auf mindestens eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche abgeben. Dabei kann für jede der von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberflächen eine oder aber auch mehrere zweite Düsen vorgesehen sein.More than one second nozzle can also be provided in the device, which applies the cleaning agent to at least one surface other than the at least one functional surface hand over. One or more second nozzles can be provided for each of the surfaces that differ from the at least one functional surface.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zum einen durch Abgabe von Reinigungsmittel auf eine oder mehrere Oberflächen, die von der mindestens einen Funktionsfläche verschieden sind, eine Abkühlung der benetzten beziehungsweise befeuchteten Oberfläche erreicht werden. Dieser Effekt wird umgangssprachlich auch als Verdunstungskühlung bezeichnet. Das Verdunsten des Reinigungsmittels erfordert Wärme, die der benetzten Oberfläche entzogen wird. Damit wird die Kühlung erreicht. Gleichzeitig wird durch den Wärmeaustausch auch eine Abkühlung des die Oberfläche umgebenden Volumens erreicht.With the device according to the invention, cooling of the wetted or moistened surface can be achieved on the one hand by dispensing cleaning agent onto one or more surfaces that are different from the at least one functional surface. This effect is colloquially referred to as evaporative cooling. Evaporation of the cleaning agent requires heat, which is extracted from the wetted surface. This is how the cooling is achieved. At the same time, the volume surrounding the surface is also cooled by the heat exchange.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor an einer von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche Kühlrippen aufweist und die mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem angeordnet und ausgebildet sind, das Reinigungsmittel auf die Kühlrippen abzugeben. Oberflächen mit Kühlrippen können auch als gerippt bezeichnet werden. Die Ausbildung von Kühlrippen an der Oberfläche von Geräten und Maschinen dienen der Vergrößerung ihrer Oberfläche, um die Wärmeübertragung an die Umgebung und damit die Kühlung zu verbessern. Die Kühlrippen können dabei als Teil des Sensors, oder als eigenes Bauteil ausgeführt sein, das mit dem Sensor thermisch leitfähig gekoppelt ist. Die Kühlrippen können an einer oder mehreren Oberflächen des Sensors vorgesehen sein, die von der mindestens einen Funktionsfläche verschieden ist/sind. Wird nun das Reinigungsmittel durch die mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem auf die Kühlrippen abgegeben, kann durch die große benetzte Oberfläche eine deutlich höhere Kühlleistung erreicht werden als bei ungerippten Oberflächen.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the sensor has cooling ribs on a surface different from the at least one functional surface and the at least one second nozzle and/or the nozzle system are arranged and designed to release the cleaning agent onto the cooling ribs. Surfaces with cooling fins can also be referred to as ribbed. The formation of cooling fins on the surface of devices and machines serves to increase their surface area in order to improve heat transfer to the environment and thus cooling. The cooling fins can be designed as part of the sensor or as a separate component that is thermally conductively coupled to the sensor. The cooling fins can be provided on one or more surfaces of the sensor, which is/are different from the at least one functional surface. If the cleaning agent is now released onto the cooling ribs through the at least one second nozzle and/or the nozzle system, the large wetted surface means that a significantly higher cooling capacity can be achieved than with non-ribbed surfaces.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das zu kühlende Volumen das Innere des Sensors. Im Inneren des Sensors ist üblicherweise Elektronik vorgesehen, die den Empfang und die Verarbeitung von mittels der Funktionsfläche erfassten Daten, sowie die Weitergabe von Daten und/oder Steuersignalen erst ermöglicht. Während ihres Betriebes entsteht Wärme. Zudem kann vom Fahrzeug erzeugte und/oder wetterbedingte Wärme aus der Umgebung auf den Sensor wirken, so dass eine Kühlung des Sensors in seinem Inneren besonders vorteilhaft die Elektronik schützt und die Funktionsfähigkeit erhält. Dazu wird die erste und/oder die zweite Zuführung durch das Innere des Sensors geführt. Dabei nimmt das in der ersten und/oder zweiten Zuführung befindliche Reinigungsmittel Wärme auf. Wird es weiter gefördert und/oder abgegeben, wird ein Teil der Wärme mit dem erwärmten Reinigungsmittel abtransportiert und kühleres Reinigungsmittel in den innerhalb des Sensors angeordneten Abschnitt der ersten und/oder zweiten Zuführung gefördert. Durch den Wärmeaustausch mit dem nachströmenden kühleren Reinigungsmittel wird eine weitere Abkühlung erreicht. Es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Volumen gekühlt werden sollen, also beispielsweise ein Volumen, durch das die erste Zuführung geführt wird und ein zweites, durch das die zweite Zuführung geführt wird. Als Beispiel sollen benachbarte, aber räumlich getrennte Bereiche im Inneren des Sensors genannt werden.In a further preferred embodiment of the invention, the volume to be cooled is the interior of the sensor. Electronics are usually provided inside the sensor, which make it possible to receive and process data recorded by means of the functional surface and to transmit data and/or control signals in the first place. Heat is generated during operation. In addition, heat generated by the vehicle and/or weather-related heat from the environment can affect the sensor, so that cooling the sensor inside protects the electronics and maintains its functionality in a particularly advantageous manner. For this purpose, the first and/or the second supply is routed through the interior of the sensor. The cleaning agent located in the first and/or second feed absorbs heat. If it is conveyed further and/or given off, part of the heat is transported away with the heated cleaning agent and cooler cleaning agent is conveyed into the section of the first and/or second supply arranged inside the sensor. A further cooling is achieved by the heat exchange with the following cooler cleaning agent. Provision can also be made for several volumes to be cooled, ie for example one volume through which the first feed is guided and a second volume through which the second feed is guided. Adjacent but spatially separate areas inside the sensor should be mentioned as an example.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die erste und/oder die zweite Zuführung thermisch leitfähig mit mindestens einer von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche des Sensors verbunden sein. Damit ist gemeint, dass die erste und/oder die zweite Zuführung direkt, also in flächigem berührenden Kontakt, auf einer Oberfläche des Sensors angeordnet ist und insbesondere mit einem Werkstoff gebildet ist, der den Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche und der ersten und/oder zweiten Zuführung verbessert. Dazu kann die erste und/oder die zweite Zuführung auf einer Oberfläche des Sensors innerhalb des Sensors oder außerhalb des Sensors angeordnet sein. Durch diese Ausgestaltung können die Oberfläche und gleichzeitig das umgebende Volumen gekühlt werden.In yet another preferred configuration, the first and/or the second feed can be thermally conductively connected to at least one surface of the sensor that is different from the at least one functional surface. This means that the first and/or the second feed is arranged directly, i.e. in surface contact, on a surface of the sensor and is in particular formed with a material that promotes heat exchange between the surface and the first and/or second feed improved. For this purpose, the first and/or the second feed can be arranged on a surface of the sensor inside the sensor or outside the sensor. This design allows the surface and the surrounding volume to be cooled at the same time.

In einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung kann die erste und/oder die zweite Zuführung mäandrierend ausgebildet sein. Unter mäandrierend soll dabei ein im Wesentlichen gewundener, kurviger Verlauf verstanden werden. Die erste und/oder die zweite Zuführung werden dann also nicht auf der kürzest möglichen Distanz auf einer Oberfläche und/oder durch ein Volumen geführt, sondern in Bögen oder Kurven. Damit wird die mögliche Kontaktfläche der Zuführung(en) zu einer von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche und/oder zu dem Volumen, durch das die erste und/oder zweite Zuführung geführt ist, deutlich vergrößert. Damit kann auch ein höherer Wärmeaustausch und resultierend eine höhere Kühlwirkung realisiert werden. Es können aber neben der mäandrierenden Form auch andere Formgebungen beziehungsweise Verläufe für die erste und/oder zweite Zuführung gewählt werden, die die Kontaktfläche vergrößern, beispielsweise eine U-Form.In a next preferred embodiment, the first and/or the second feed can have a meandering design. Meandering should be understood to mean an essentially tortuous, curvy course. The first and/or the second feed are then not guided over the shortest possible distance on a surface and/or through a volume, but in arcs or curves. The possible contact area of the feed(s) to a surface different from the at least one functional area and/or to the volume through which the first and/or second feed is routed is thus significantly increased. A higher heat exchange and, as a result, a higher cooling effect can also be realized in this way. However, in addition to the meandering shape, other shapes or profiles can also be selected for the first and/or second feed, which increase the contact surface, for example a U-shape.

In noch einer nächsten Ausgestaltung kann das Reinigungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet sein, mit einer Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs zusammenzuwirken. Unter Zusammenwirken soll hier verstanden werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs beispielsweise auf einen gleichen Behälter zur Bevorratung mit einem Reinigungsmittel zugreifen und Reinigungsmittel aus diesem entnehmen. So kann an dem Behälter beispielsweise eine Entnahmemöglichkeit für das Reinigungssystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung und eine weitere Entnahmemöglichkeit für den Betrieb der Scheibenwaschanalage des Fahrzeugs vorgesehen sein. Damit kann zusätzlicher Bauraum für einen weiteren Behälter vermieden werden und es muss stets nur ein Behälter bezüglich seines Füllstandes überwacht und gegebenenfalls aufgefüllt werden.In yet another embodiment, the cleaning system of the device according to the invention can be designed to interact with a windshield washer system of the vehicle. Interaction is to be understood here that the device according to the invention and the Schei For example, the car wash system accesses the same container for storing a cleaning agent and removes cleaning agent from it. For example, a removal option for the cleaning system of the device according to the invention and a further removal option for operating the windshield washer system of the vehicle can be provided on the container. Additional installation space for another container can thus be avoided and only one container has to be monitored with regard to its fill level and, if necessary, topped up.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Düsensystem als auf einer Geraden angeordnete Verteilung von Einzeldüsen oder als sternförmig angeordnete Verteilung von Einzeldüsen ausgebildet. Auch andere Anordnungen von Einzeldüsen liegen im Sinne der Erfindung. So kann das Düsensystem optimal an die Geometrie der Oberfläche, auf die das Reinigungsmittel aufgebracht werden soll, angepasst werden. Eine auf einer Geraden angeordnete Verteilung von Einzeldüsen eignet sich insbesondere, wenn das Düsensystem auf eine Anordnung vertikaler Kühlrippen ausgerichtet ist und die Einzeldüsen auf einer horizontalen ausgerichteten Geraden angeordnet sind. Idealerweise ist jeweils eine Einzeldüse auf eine Kühlrippe ausgerichtet. Das durch diese Anordnung auf die Kühlrippen aufgebrachte Reinigungsmittel kann entlang der Kühlrippen nach unten fließen und so über eine größere Fläche eine Kühlwirkung bewirken. Mit einer sternförmigen Anordnung der Einzeldüsen kann hingegen eine möglichst große Oberfläche gleichzeitig befeuchtet werden.In a further advantageous embodiment, the nozzle system is designed as a distribution of individual nozzles arranged in a straight line or as a distribution of individual nozzles arranged in a star shape. Other arrangements of individual nozzles are also within the scope of the invention. In this way, the nozzle system can be optimally adapted to the geometry of the surface on which the cleaning agent is to be applied. A distribution of individual nozzles arranged on a straight line is particularly suitable if the nozzle system is aligned with an arrangement of vertical cooling fins and the individual nozzles are arranged on a horizontally aligned straight line. Ideally, a single nozzle is aligned with each cooling fin. The cleaning agent applied to the cooling fins by this arrangement can flow down along the cooling fins and thus produce a cooling effect over a larger area. With a star-shaped arrangement of the individual nozzles, on the other hand, the largest possible surface area can be moistened at the same time.

In noch einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Überhitzung des Sensors zu detektieren und bei einer detektierten Überhitzung des Sensors das mindestens eine erste Ventil und/oder das jeweilige weitere Ventil so anzusteuern, dass das Reinigungsmittel durch die mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem auf mindestens eine von der Funktionsfläche verschiedene Oberfläche abgegeben wird.In yet another advantageous embodiment, the device has a control device which is designed to detect overheating of the sensor and, if overheating of the sensor is detected, to control the at least one first valve and/or the respective additional valve in such a way that the cleaning agent flows through the at least one second nozzle and/or the nozzle system is discharged onto at least one surface that is different from the functional surface.

Die Steuereinrichtung erfasst also die Temperatur in und/oder an dem Sensor und bestimmt, ob eine Überhitzung vorliegt. Wird eine solche Überhitzung erkannt, steuert die Steuereinrichtung das mindestens eine erste Ventil und/oder das jeweils in der zweiten Zuführung angeordnete weitere Ventil an, so dass eine Umstellung der Ventile in einer Weise erfolgt, die die Abgabe des Reinigungsmittels auf mindestens eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche bewirkt.The control device thus detects the temperature in and/or on the sensor and determines whether there is overheating. If such overheating is detected, the control device activates the at least one first valve and/or the additional valve arranged in the second feed, so that the valves are switched in such a way that the cleaning agent is released to at least one of the at least causes a functional surface different surface.

Die Steuereinrichtung kann optional auch dazu ausgebildet sein, das Umstellen der Ventile zu bewirken, um das Reinigungsmittel von der ersten und/oder zweiten Zuführung in die jeweilige Rückführung zu leiten. Wird also das Reinigungsmittel nicht durch die mindestens eine erste Düse und/oder die mindestens eine zweite Düse oder das Düsensystem abgegeben und soll dennoch eine Förderung des Reinigungsmittels erfolgen, wird das Ventil zur jeweiligen Rückführung geöffnet, so dass bei der Förderung des Reinigungsmittels das erwärmte Reinigungsmittel in das Reinigungssystem zurückgeführt wird.Optionally, the control device can also be designed to switch over the valves in order to direct the cleaning agent from the first and/or second feed into the respective return. If the cleaning agent is not delivered through the at least one first nozzle and/or the at least one second nozzle or the nozzle system and the cleaning agent is still to be conveyed, the valve for the respective return is opened so that the heated cleaning agent is released when the cleaning agent is conveyed returned to the cleaning system.

Für das erfindungsgemäße Verfahren zur Kühlung mindestens einer Oberfläche und/oder mindestens eines Volumens eines Sensors eines Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass ein Reinigungssystem zur Reinigung einer Funktionsfläche des Sensors mittels eines weiteren Ventils mit einer zweiten Zuführung verbunden ist, die wiederum mit einer zweiten Düse und/oder einem Düsensystem verbunden ist. Durch die vorgesehene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann erreicht werden, dass die Förderung des Reinigungsmittels in eine zweite Zuführung und weiter zu mindestens einer zweiten Düse und/oder einem Düsensystem verwirklicht wird. Durch die mindestens eine zweite Düse und/oder das Düsensystem wird Reinigungsmittel auf mindestens eine von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedene Oberfläche abgegeben, bevorzugt gesprüht. Durch das Befeuchten einer von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche wird durch die Verdunstung des Reinigungsmittels auf dieser Oberfläche eine Kühlwirkung erreicht. Gleichzeitig oder alternativ kann eine Kühlwirkung durch die Förderung von Reinigungsmittel durch die erste und/oder zweite Zuführung erreicht werden, wie zuvor schon ausgeführt wurde.For the method according to the invention for cooling at least one surface and/or at least one volume of a sensor of a vehicle with the device according to the invention, it is provided that a cleaning system for cleaning a functional surface of the sensor is connected by means of a further valve to a second feed, which in turn is connected to a second nozzle and/or a nozzle system is connected. The intended configuration of the device according to the invention makes it possible for the cleaning agent to be conveyed into a second feed line and further to at least a second nozzle and/or a nozzle system. Through the at least one second nozzle and/or the nozzle system, cleaning agent is delivered, preferably sprayed, onto at least one surface other than the at least one functional surface. By moistening a surface that is different from the at least one functional surface, a cooling effect is achieved by the evaporation of the cleaning agent on this surface. At the same time or alternatively, a cooling effect can be achieved by conveying cleaning agent through the first and/or second feed, as has already been explained above.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Kühlung von der Steuereinrichtung oder dem Fahrer des Fahrzeugs ausgelöst. Die Befeuchtung der mindestens einen von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche beziehungsweise die Förderung von Reinigungsmittel durch die erste und/oder die zweite Zuführung kann also automatisiert ausgelöst werden, beispielsweise von der Steuereinrichtung. Dazu erfasst in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens die Steuereinrichtung die Temperatur in dem Sensor und vergleicht sie mit zuvor festgelegten und in der Steuereinrichtung hinterlegten Sollwerten. Ist die erfasste Temperatur in dem Sensor höher als ein hinterlegter Grenzwert, löst die Steuereinrichtung das Befeuchten der mindestens einen von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche und/oder die Förderung von Reinigungsmittel durch die erste und/oder die zweite Zuführung aus, so dass eine Kühlwirkung erreicht wird.In a preferred embodiment of the method, the cooling is triggered by the control device or the driver of the vehicle. The moistening of the at least one surface different from the at least one functional surface or the delivery of cleaning agent through the first and/or the second supply can therefore be triggered automatically, for example by the control device. For this purpose, in a preferred embodiment of the method, the control device detects the temperature in the sensor and compares it with setpoint values previously defined and stored in the control device. If the temperature recorded in the sensor is higher than a stored limit value, the control device triggers the wetting of the at least one surface other than the at least one functional surface and/or the delivery of cleaning agent through the first and/or the second Feeding out so that a cooling effect is achieved.

Alternativ oder gleichzeitig kann die Steuereinrichtung nach dem Erfassen und Auswerten der Temperatur in dem Sensor eine Information und/oder ein Warnsignal an den Fahrer übermitteln, so dass dieser manuell durch Betätigen eines geeigneten Bedienelements das Befeuchten der mindestens einen von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche und/oder die Förderung von Reinigungsmittel durch die erste und/oder die zweite Zuführung auslösen kann.Alternatively or at the same time, after the temperature in the sensor has been detected and evaluated, the control device can transmit information and/or a warning signal to the driver, so that he/she can manually, by actuating a suitable control element, moisten the at least one surface other than the at least one functional surface and / or can trigger the promotion of cleaning agent through the first and / or the second feed.

In noch einer Alternative kann die Steuereinrichtung das Befeuchten der mindestens einen von der mindestens einen Funktionsfläche verschiedenen Oberfläche und/oder die Förderung von Reinigungsmittel durch die erste und/oder die zweite Zuführung auslösen, wenn andere Funktionsflächen beziehungsweise andere Sensoren in dem Fahrzeug Messwerte erfasst haben, die auf eine kritische Situation oder sogar eine Notfallsituation schließen lassen. Damit kann vorsorglich eine Kühlung bewirkt werden, um sicherzustellen, dass Assistenz-, Sicherheits- und Pilotfunktionen während dieser Situation uneingeschränkt und zuverlässig funktionieren.In yet another alternative, the control device can trigger the moistening of the at least one surface that is different from the at least one functional surface and/or the delivery of cleaning agent through the first and/or the second feed when other functional surfaces or other sensors in the vehicle have recorded measured values, which indicate a critical situation or even an emergency situation. As a precaution, cooling can be effected to ensure that assistance, safety and pilot functions function fully and reliably during this situation.

Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können Sensoren wirksam gekühlt werden, ohne dass dazu eine Vielzahl zusätzlicher Komponenten zur Verwirklichung erforderlich wären oder zusätzlicher Bauraum beansprucht wird. Werden Sensoren gekühlt, kann ihre Funktion länger aufrechterhalten werden. Sie müssen also nicht ihre Funktion einstellen oder komplett abgeschaltet werden, um die interne Elektronik vor einer Überhitzung zu schützen. Damit kann die Sicherheit des gesamten Systems und damit auch des Fahrers des Fahrzeugs erhöht werden, da die Funktionalität des Sensors und damit das Zusammenwirken mit Fahrerassistenzsystemen, Sicherheitssystemen oder Pilotfunktionen gewährleistet werden kann. Insbesondere in Notfällen im Fahrbetrieb kann dies ein entscheidender Sicherheitsvorteil sein.With a device according to the invention and the method according to the invention, sensors can be effectively cooled without a large number of additional components being required for implementation or additional installation space being required. If sensors are cooled, their function can be maintained for longer. They therefore do not have to stop functioning or be switched off completely in order to protect the internal electronics from overheating. The safety of the entire system and thus also of the driver of the vehicle can thus be increased, since the functionality of the sensor and thus the interaction with driver assistance systems, safety systems or pilot functions can be guaranteed. This can be a decisive safety advantage, especially in emergencies while driving.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine beispielhafte perspektivische Prinzipdarstellung eines Sensors 10,
2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 eine beispielhafte Ausgestaltung zur Befeuchtung einer von der mindestens einen Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14,
4 eine weitere beispielhafte Ausgestaltung zur Befeuchtung einer von der mindestens einen Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14,
5 eine beispielhafte Ausgestaltung zur Kühlung eines Volumens 18 in einer Prinzipdarstellung, und
6 eine weitere beispielhafte Ausgestaltung zur Kühlung eines Volumens 18 in einer Prinzipdarstellung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:

1 an exemplary perspective schematic representation of a sensor 10,
2 a schematic diagram of the device according to the invention,
3 an exemplary configuration for moistening a surface 14 that is different from the at least one functional surface 12,
4 a further exemplary configuration for moistening a surface 14 that differs from the at least one functional surface 12,
5 an exemplary configuration for cooling a volume 18 in a schematic representation, and
6 a further exemplary embodiment for cooling a volume 18 in a schematic representation.

1 zeigt eine beispielhafte perspektivische Prinzipdarstellung eines Sensors 10. Der Sensor 10 weist in dieser beispielhaften Darstellung eine Funktionsfläche 12 auf. Alle anderen Oberflächen des Sensors 10 sind demgemäß von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberflächen 14. Es ist zu erkennen, dass auch die die Funktionsfläche 12 umgebende Oberfläche eine von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche 14 bildet. Auf der bildseitig rechts dargestellten Oberfläche 14 sind vertikale Kühlrippen 16 angeordnet. Außerdem wird mit dem Bezugszeichen 18 das zu kühlende Volumen im Inneren des Sensors 10 angedeutet. 1 FIG. 1 shows an exemplary perspective representation of a principle of a sensor 10. In this exemplary representation, the sensor 10 has a functional surface 12. FIG. Accordingly, all other surfaces of the sensor 10 are surfaces 14 that are different from the functional surface 12 . It can be seen that the surface surrounding the functional surface 12 also forms a surface 14 that is different from the functional surface 12 . Vertical cooling fins 16 are arranged on the surface 14 shown on the right-hand side of the image. In addition, the volume to be cooled inside the sensor 10 is indicated with the reference number 18 .

2 stellt eine Prinzipdarstellung einer beispielhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Gezeigt ist ein Sensor 10, der eine Funktionsfläche 12 und eine von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche 14, eine Steuereinrichtung 30 und ein Reinigungssystem 20, gebildet mit einem Behälter 22, einer Pumpvorrichtung 28, einer ersten Zuführung 26 und einer ersten Düse 24, aufweist. Diese Ausgestaltung mit einem Behälter 22 und einer Pumpvorrichtung 28 ist lediglich als eine beispielhafte Ausgestaltung zu verstehen. Es können auch andere Ausbildungen des Reinigungssystems 20 gewählt werden, sofern ein Reinigungsmittel durch eine erste Zuführung 26 zu einer ersten Düse 24 gefördert werden kann. 2 FIG first feed 26 and a first nozzle 24 has. This configuration with a container 22 and a pumping device 28 is to be understood merely as an exemplary configuration. Other configurations of the cleaning system 20 can also be chosen if a cleaning agent can be conveyed through a first feed 26 to a first nozzle 24 .

In dem Behälter 22 ist ein Reinigungsmittel bevorratet. Die erste Düse 24 ist angeordnet und ausgebildet, das Reinigungsmittel auf die Funktionsfläche 12 abzugeben. Dazu wird die Pumpvorrichtung 28 von der Steuereinrichtung 30 gesteuert, was durch die unterbrochene Linie zwischen Pumpvorrichtung 28 und Steuereinrichtung 30 veranschaulicht sein soll.A cleaning agent is stored in the container 22 . The first nozzle 24 is arranged and designed to deliver the cleaning agent onto the functional surface 12 . For this purpose, the pumping device 28 is controlled by the control device 30 , which should be illustrated by the broken line between the pumping device 28 and the control device 30 .

In der ersten Zuführung 26 ist ein erstes Ventil 40 angeordnet, durch welches eine zweite Zuführung 46 mit der ersten Zuführung 26 verbunden ist. Die zweite Zuführung 46 ist außerdem mit einer zweiten Düse 42 oder alternativ einem Düsensystem 44 verbunden, die/das angeordnet und ausgebildet ist, das Reinigungsmittel auf die von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche 14 abzugeben. Ob das Reinigungsmittel durch die erste Düse 24 oder die zweite Düse 42 beziehungsweise das Düsensystem 44 abgegeben wird, wird durch das Umstellen des Ventils 40 bewirkt, welches von der Steuereinrichtung 30 gesteuert wird, was durch die unterbrochene Linie zwischen erstem Ventil 40 und Steuereinrichtung 30 veranschaulicht ist.A first valve 40 is arranged in the first feed 26 , through which a second feed 46 is connected to the first feed 26 . The second feed 46 is also equipped with a second nozzle 42 or alternatively a nozzle system 44 connected, which is arranged and configured to release the cleaning agent onto the surface 14 that is different from the functional surface 12 . Whether the cleaning agent is discharged through the first nozzle 24 or the second nozzle 42 or the nozzle system 44 is effected by switching over the valve 40, which is controlled by the control device 30, which is illustrated by the broken line between the first valve 40 and the control device 30 is.

Weiterhin ist in der ersten Zuführung 26 und in der zweiten Zuführung 46 jeweils ein weiteres Ventil 50 angeordnet, durch das jeweils eine Rückführung 52 in den Behälter 22 mit jeweils der ersten beziehungsweise zweiten Zuführung 26, 46 verbunden ist. Somit kann das Reinigungsmittel jeweils in einem Kreislauf gefördert werden. Auch die weiteren Ventile 50 werden von der Steuereinrichtung 30 gesteuert, was durch die unterbrochene Linie zwischen den weiteren Ventilen 50 und Steuereinrichtung 30 veranschaulicht ist.Furthermore, a further valve 50 is arranged in the first feed 26 and in the second feed 46, through which a respective return line 52 into the container 22 is connected to the first and second feed 26, 46, respectively. Thus, the cleaning agent can each be promoted in a circuit. The other valves 50 are also controlled by the control device 30 , which is illustrated by the broken line between the other valves 50 and the control device 30 .

Die Darstellung in 2 ist dabei lediglich eine Prinzipskizze, die nicht den realen Aufbau, sondern vielmehr nur das Zusammenwirken der Komponenten dieser beispielhaften Ausgestaltung veranschaulichen soll. Mit der gezeigten Ausgestaltung kann ein Reinigungsmittel zur Reinigung auf die Funktionsfläche 12 abgegeben werden, insbesondere auf diese gesprüht werden. Dazu wird durch die Steuereinrichtung 30 die Pumpvorrichtung 28 angesteuert und das Reinigungsmittel durch die erste Zuführung 26 zu der ersten Düse 24 gefördert und dort auf die Funktionsfläche 12 abgegeben.The representation in 2 is merely a basic sketch, which is not intended to illustrate the real structure, but rather only the interaction of the components of this exemplary embodiment. With the configuration shown, a cleaning agent for cleaning can be dispensed onto the functional surface 12, in particular sprayed onto it. For this purpose, the pump device 28 is activated by the control device 30 and the cleaning agent is conveyed through the first feed 26 to the first nozzle 24 and is discharged there onto the functional surface 12 .

Detektiert die Steuereinrichtung 30 eine erhöhte Temperatur in dem Sensor 10, die die Funktionsfähigkeit des Sensors 10 einschränken oder zu einer Einstellung seiner Funktion führen würde, wird das erste Ventil 40 angesteuert, so dass das Reinigungsmittel aus der ersten Zuführung 26 in die zweite Zuführung 46 gefördert werden kann. Wenn die Pumpvorrichtung 28 Reinigungsmittel aus dem Behälter 22 in die erste Zuführung 26 pumpt und so weiter durch das erste Ventil 40 in die zweite Zuführung 46 gefördert wird, wird es durch die zweite Düse 42 beziehungsweise das Düsensystem 44 auf die von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche 14 abgegeben. Dadurch wird eine Kühlwirkung an der Oberfläche 14 erreicht, die auch gleichzeitig zu einer Kühlwirkung für das umgebende Volumen 18 führt.If the control device 30 detects an increased temperature in the sensor 10, which would limit the functionality of the sensor 10 or lead to a cessation of its function, the first valve 40 is actuated so that the cleaning agent is conveyed from the first feed 26 into the second feed 46 can be. When the pumping device 28 pumps cleaning agent from the container 22 into the first feed 26 and is thus conveyed through the first valve 40 into the second feed 46, it is delivered through the second nozzle 42 or the nozzle system 44 onto the surface other than the functional surface 12 14 delivered. This achieves a cooling effect on the surface 14 which also leads to a cooling effect for the surrounding volume 18 at the same time.

Sofern die erste Zuführung 26 und/oder die zweite Zuführung 46 ganz oder teilweise durch das Innere des Sensors 10 geführt sind, erfolgt bei der Förderung des Reinigungsmittels durch die Zuführungen 26, 46 durch das Innere des Sensors 10 ein Wärmeaustausch, so dass bei der Förderung und Abgabe des erwärmten Reinigungsmittels dem Sensor 10 weiter Wärme entzogen und eine Kühlwirkung erzielt wird.If the first feed 26 and/or the second feed 46 are guided entirely or partially through the interior of the sensor 10, heat is exchanged when the cleaning agent is conveyed through the feeds 26, 46 through the interior of the sensor 10, so that when conveying and dispensing the heated cleaning agent further removes heat from the sensor 10 and provides a cooling effect.

Zusätzlich oder alternativ können, beispielsweise gesteuert durch die Steuereinrichtung 30, die weiteren Ventile 50 umgeschaltet werden, so dass das erwärmte Reinigungsmittel in das Reinigungssystem 20 zurückgeführt wird. Die weiteren Ventile 50 können gleichzeitig, aber auch unabhängig voneinander geschalten werden. Von dem Behälter 22 aus kann es sowohl der ersten Zuführung 26 als auch der zweiten Zuführung 46 wieder zugeführt werden. Die Verwendung des erwärmten Reinigungsmittels zur Reinigung der Funktionsfläche 12 weist den besonderen Vorteil auf, dass durch das erwärmte Reinigungsmittel eine erhöhte Reinigungswirkung erzielt werden kann.In addition or as an alternative, the further valves 50 can be switched over, for example controlled by the control device 30 , so that the heated cleaning agent is fed back into the cleaning system 20 . The other valves 50 can be switched simultaneously, but also independently of one another. From the container 22 it can be fed back to both the first feed 26 and the second feed 46 . The use of the heated cleaning agent to clean the functional surface 12 has the particular advantage that the heated cleaning agent can achieve an increased cleaning effect.

In 3 ist eine beispielhafte Ausgestaltung zur Befeuchtung einer von der mindestens einen Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14 dargestellt. In der 3 soll im Wesentlichen eine beispielhafte Ausgestaltung im Bereich der Abgabe des Reinigungsmittels auf die Oberfläche 14 durch eine zweite Düse 42 veranschaulicht werden. Die Flussrichtung des Reinigungsmittels bei der Förderung ist durch den Pfeil 70 angegeben. Das Reinigungsmittel wird durch die erste Zuführung 26 gefördert. In der ersten Zuführung 26 ist ein erstes Ventil 40 angeordnet, wodurch die zweite Zuführung 46 mit der ersten Zuführung 26 verbunden ist. Am anderen Ende der zweiten Zuführung 46 ist eine zweite Düse 42 angeordnet. Die zweite Düse 42 ist so angeordnet und ausgerichtet, dass das Reinigungsmittel im Wesentlichen entlang einer horizontalen Ausrichtung auf die Kühlrippen 16 der von der Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14 abgegeben wird. Die Kühlrippen 16 sind dabei vertikal ausgerichtet, verlaufen also senkrecht. So kann das darauf aufgebrachte Reinigungsmittel an den Kühlrippen 16 entlang nach unten laufen und so auf einer größeren Oberfläche eine Kühlung bewirken.In 3 an exemplary configuration for moistening a surface 14 that is different from the at least one functional surface 12 is shown. In the 3 an exemplary configuration in the area of the delivery of the cleaning agent onto the surface 14 through a second nozzle 42 is essentially to be illustrated. Arrow 70 indicates the direction of flow of the cleaning agent during delivery. The cleaning agent is conveyed through the first feed 26 . A first valve 40 is arranged in the first feed 26 , as a result of which the second feed 46 is connected to the first feed 26 . A second nozzle 42 is arranged at the other end of the second feed 46 . The second nozzle 42 is arranged and aligned in such a way that the cleaning agent is discharged essentially along a horizontal alignment onto the cooling fins 16 of the surface 14 that is different from the functional surface 12 . The cooling fins 16 are oriented vertically, ie they run vertically. In this way, the cleaning agent applied to it can run down along the cooling fins 16 and thus bring about cooling on a larger surface.

4 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung zur Befeuchtung einer von der mindestens einen Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14. Auch hier, wie in den folgenden Figuren auch, ist die Flussrichtung des Reinigungsmittels bei der Förderung durch den Pfeil 70 angegeben. 4 12 shows a further exemplary embodiment for moistening a surface 14 that differs from the at least one functional surface 12. Here, too, as in the following figures, the direction of flow of the cleaning agent during delivery is indicated by the arrow 70.

Das über die erste Zuführung 26 zugeführte, und durch das erste Ventil 40 in die zweite Zuführung 46 geförderte Reinigungsmittel wird einem Düsensystem 44 zugeführt, dessen Einzeldüsen eine annähernd sternförmige Verteilung des Reinigungsmittels auf der von der Funktionsfläche 12 verschiedenen Oberfläche 14 erlauben. So wird nahezu die gesamte Oberfläche 14 gleichzeitig mit Reinigungsmittel befeuchtet, wodurch eine schnelle Abkühlung der gesamten Oberfläche erreicht wird.The cleaning agent supplied via the first feed 26 and conveyed through the first valve 40 into the second feed 46 is fed to a nozzle system 44, the individual nozzles of which allow an approximately star-shaped distribution of the cleaning agent on the surface 14, which is different from the functional surface 12. In this way, almost the entire surface 14 is treated with cleaning agent at the same time moistened, as a result of which rapid cooling of the entire surface is achieved.

Es versteht sich von selbst, dass die Abkühlung einer Oberfläche 14 durch den Wärmeaustausch auch zu einer Abkühlung des umgebenden Volumens 18 führt. Dieses umgebende Volumen 18 kann auch das Innere des Sensors 10 sein.It goes without saying that the cooling of a surface 14 as a result of the heat exchange also leads to a cooling of the surrounding volume 18 . This surrounding volume 18 can also be the interior of the sensor 10 .

5 stellt eine beispielhafte Ausgestaltung zur Kühlung eines Volumens 18 in einer Prinzipdarstellung dar. Dieses Volumen 18 ist das Innere des Sensors 10. Im Inneren des Sensors 10 ist beispielsweise eine Sensorelektronik 60 angeordnet, die gekühlt werden muss, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zusätzlich so ausgebildet sein, dass sie mit der Scheibenwaschanlage des Fahrzeugs zusammenwirkt, zum Beispiel indem sie Reinigungsmittel aus dem gleichen Behälter zur Bevorratung mit Reinigungsmittel entnimmt. 5 shows an exemplary configuration for cooling a volume 18 in a schematic representation. This volume 18 is the interior of the sensor 10. Inside the sensor 10, for example, sensor electronics 60 are arranged, which must be cooled in order to maintain their functionality. The device according to the invention can additionally be designed in such a way that it interacts with the windshield washer system of the vehicle, for example by removing cleaning agent from the same container for storing cleaning agent.

Um eine Kühlwirkung zu erreichen, wird die Zuführung, die die erste Zuführung 26 oder die zweite Zuführung 46 sein kann, als erste Zuführung 26a oder die zweite Zuführung 46a in das Innere des Sensors 10 und an der Sensorelektronik 60 vorbeigeführt. In der Zuführung befindet sich das Reinigungsmittel und es findet ein Wärmeaustausch statt. Danach wird die Zuführung als erste Zuführung 26b oder zweite Zuführung 46b Innere des Sensors 10 und Sensors 10 herausgeführt. Das nun erwärmte Reinigungsmittel kann über die Rückführung 52 (nicht in 5 gezeigt, wird in 2 gezeigt) in das Reinigungssystem 20 (nicht in 5 gezeigt, wird in 2 gezeigt) zurückgeführt und bei Bedarf zum Reinigen der Funktionsfläche 12 verwendet werden.In order to achieve a cooling effect, the feed, which can be the first feed 26 or the second feed 46, is routed as the first feed 26a or the second feed 46a into the interior of the sensor 10 and past the sensor electronics 60. The cleaning agent is in the feed and heat exchange takes place. Thereafter, the lead is led out as the first lead 26b or second lead 46b inside the sensor 10 and sensor 10 . The cleaning agent, which is now heated, can be returned via the return line 52 (not in 5 shown in 2 shown) into the cleaning system 20 (not in 5 shown in 2 shown) returned and used to clean the functional surface 12 if necessary.

In 6 wird eine Variante der Ausgestaltung von 5 gezeigt. Hier ist die Zuführung, die die erste Zuführung 26 oder die zweite Zuführung 46 sein kann, mäandrierend ausgebildet. Dabei wird die Länge der Zuführung 26, 46, aber auch das umgebende Volumen 18 in dem der Wärmeaustausch erfolgen kann, erhöht und es kann eine bessere Kühlwirkung erreicht werden als mit einer nicht mäandrierenden Ausformung der Zuführung 26, 46.In 6 becomes a variant of the embodiment of 5 shown. Here the feed, which can be the first feed 26 or the second feed 46, has a meandering design. The length of the feed 26, 46, but also the surrounding volume 18 in which the heat exchange can take place, is increased and a better cooling effect can be achieved than with a non-meandering shape of the feed 26, 46.

In einer nicht dargestellten Variante kann die mäandrierend ausgebildete Zuführung 26, 46 auch thermisch leitfähig mit einer weiteren Oberfläche 14 des Sensors 10, beispielsweise mit einer Wandung des Sensors 10, gekoppelt sein. So kann für eine erwärmte Wandung ein direkter Wärmeaustausch mit der Zuführung 26, 46 und dem darin befindlichen Reinigungsmittel erreicht werden, insbesondere wenn das Reinigungsmittel weiter gefördert wird, so dass diese Oberfläche 14 und damit auch das umgebende Volumen 18 zügig abkühlbar ist.In a variant that is not shown, the meandering feed 26 , 46 can also be thermally conductively coupled to a further surface 14 of the sensor 10 , for example to a wall of the sensor 10 . A direct heat exchange with the feed 26, 46 and the cleaning agent located therein can thus be achieved for a heated wall, especially if the cleaning agent is conveyed further, so that this surface 14 and thus also the surrounding volume 18 can be rapidly cooled.

Die Abgabe des Reinigungsmittels auf die Funktionsfläche 12 und/oder die von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche(n) 14, aber auch die Förderung des Reinigungsmittels in der ersten und zweiten Zuführung 26, 46, sowie die Rückführungen 52 können in einer oder mehreren der vorgenannten Ausführungsbeispiele durch die Steuereinrichtung 30 gesteuert werden. So kann beispielsweise in vorgebbaren Zeitintervallen oder aber bei Detektion erhöhter Temperaturen an und/oder in dem Sensor 10 oder in einer für das Fahrzeug kritischen Situation Reinigungsmittel durch die Zuführungen 26, 46 gefördert und auf die Funktionsfläche 12 und/oder die Oberfläche(n) 14 abgegeben werden beziehungsweise in das Reinigungssystem 20 zurückgeführt werden. Alternativ oder gleichzeitig kann aber auch von der Steuereinrichtung 30 ein Warnsignal an den Nutzer übermittelt werden, so dass dieser über ein geeignetes Bedienelement die Förderung des Reinigungsmittels und dessen Abgabe auf die zu kühlende(n) Fläche(n) 14 auslöst.The delivery of the cleaning agent to the functional surface 12 and/or the surface(s) 14 other than the functional surface 12, but also the conveying of the cleaning agent in the first and second feed 26, 46, as well as the returns 52, can take place in one or more of the aforementioned Embodiments are controlled by the controller 30. For example, cleaning agent can be conveyed through the supply lines 26, 46 and onto the functional surface 12 and/or the surface(s) 14 are released or returned to the cleaning system 20 . Alternatively or at the same time, the control device 30 can also transmit a warning signal to the user, so that he/she triggers the delivery of the cleaning agent and its release onto the surface(s) 14 to be cooled via a suitable control element.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Sensorsensor
1212: Funktionsflächefunctional surface
1414: Oberfläche (von der Funktionsfläche 12 verschiedene Oberfläche)Surface (12 different surfaces from the functional surface)
1616: Kühlrippencooling fins
1818: Volumen (zu kühlendes Volumen)volume (volume to be cooled)
2020: Reinigungssystemcleaning system
2222: Behältercontainer
2424: erste Düsefirst nozzle
2626: erste Zuführungfirst feed
26a26a: erste Zuführungfirst feed
26b26b: erste Zuführungfirst feed
2828: Pumpvorrichtungpumping device
3030: Steuereinrichtungcontrol device
4040: erstes Ventilfirst valve
4242: zweite Düsesecond nozzle
4444: Düsensystemnozzle system
4646: zweite Zuführungsecond feed
46a46a: zweite Zuführungsecond feed
46b46b: zweite Zuführungsecond feed
5050: weiteres Ventilanother valve
5252: Rückführungreturn
6060: Sensorelektroniksensor electronics
7070: Durchflussrichtungflow direction

Claims

Device for cooling at least one surface and/or at least one volume (18) of a sensor (10) of a vehicle, the sensor (10) having at least one functional surface (12) and a cleaning system (20) for cleaning the at least one functional surface (12 ), wherein the cleaning system (20) is formed with at least one first nozzle (24), which is arranged and designed to dispense a cleaning agent onto the at least one functional surface (12) and a first feed (26) for the cleaning agent to the at least a first nozzle (24), at least one first valve (40) is arranged in the first supply (26) in order to form at least one second supply (46), and the second supply (46) with at least one second nozzle (42) and / or a nozzle system (44), wherein the at least one second nozzle (42) and / or the nozzle system (44) is arranged and configured, the cleaning agent on at least one of the least s a functional surface (12) different surface (14), characterized in that in the first and / or second feed (26, 46) is arranged in each case a further valve (50) and each connected to a return (52), the is designed to return the cleaning agent to a container (22) of the cleaning system (20).

device after claim 1 , characterized in that the sensor (10) has cooling fins (16) on a surface (14) different from the at least one functional surface (12) and the at least one second nozzle (42) and/or the nozzle system (44) is arranged and configured is to dispense the cleaning agent onto the cooling fins (16).

device after claim 1 or 2 , characterized in that the volume (18) to be cooled is the interior of the sensor (10).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and/or the second feed (26, 46) is thermally conductively connected to at least one surface (14) of the sensor (10) which is different from the at least one functional surface (12).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and/or the second feed (26, 46) is designed to meander.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning system (20) is designed to interact with a windshield washer system of the vehicle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle system (44) is designed as a distribution of individual nozzles arranged in a straight line or as a distribution of individual nozzles arranged in a star shape.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a control device (30) which is designed to detect overheating of the sensor (10) and when overheating of the sensor (10) is detected, the at least one first valve ( 40) and/or the respective additional valve (50) in such a way that the cleaning agent is sprayed through the at least one second nozzle (42) and/or the nozzle system (44) onto the at least one surface ( 14) is submitted.

Method for cooling at least one surface and/or at least one volume (18) of a sensor (10) of a vehicle with a device according to one of the preceding claims, wherein the cooling is carried out by moistening the at least one surface (14) with the cleaning agent and/or by means Promotion of the cleaning agent through the first and / or the second feed (26, 46) is achieved.

procedure after claim 9 , characterized in that the cooling is triggered by the control device (30) or by a driver of the vehicle.