DE102019004137A1

DE102019004137A1 - Mehrwegeventil, Fahrzeug sowie Verfahren zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102019004137A1
Application number: DE102019004137.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Zaglauer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil (1), welches eingangsseitig mit einer Pumpe (3) und ausgangsseitig mit einem Kühlkörper und einer Waschdüse (7) verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil (1) dazu eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung (9) die Pumpe (3) mit dem Kühlkörper (5) fluidleitend zu verbinden und in einer zweiten Schaltstellung (11) die Pumpe (3) mit der Waschdüse (7) fluidleitend zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs.
Mehrwegeventile sind prinzipiell bekannt. In autonom fahrenden Fahrzeugen werden verschiedene Sensoren zur Wahrnehmung der Umgebung verwendet. Dabei kommen auch verschiedene optische Systeme, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, zum Einsatz. Die entsprechende Steuerungs- und Auswerteelektronik solcher Sensoren erzeugt eine erhebliche Menge an Abwärme, welche nicht immer durch eine Luftkühlung, insbesondere passiv, abgeführt werden kann. Häufig müssen komplexe Kühlkreisläufe eingerichtet werden, welche ein Kühlmittel im Kreis führen, sodass aktiv mittels einer Flüssigkeitskühlung ein entsprechender Sensor beziehungsweise auch die Steuerungs- und Auswerteelektronik gekühlt werden kann. Alternativ oder zusätzlich einer passiven Kühlung mittels Luft kann die kühlende Luft auch aktiv zu einem Sensor geführt werden.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass solche optischen Sensoren an einer Außenhaut des Fahrzeugs angebracht sind, weswegen sie Umwelteinflüssen ausgesetzt sind und entsprechend verunreinigt werden können. Falls entsprechende Sensoren verunreinigt sind, ist ein autonom fahrendes Fahrzeug „blind“, da die entsprechenden Sensoren keine plausiblen Daten mehr liefern können. Um die Problematik der Verschmutzung der Sensoren zu beheben, kann beispielsweise eine rotierbar gelagerte Optik für den Sensor verwendet werden, welche bei einer Verschmutzung in Rotation versetzt wird, sodass der Schmutz entfernt wird. Es besteht somit ein Bedarf darin Mehrwegeventile bereitzustellen, welche bei einer Kühlung und insbesondere Reinigung von Sensoren verwendet werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Mehrwegeventil, ein Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsbeispiele und Ausführungsformen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Mehrwegeventil geschaffen wird, welches eingangsseitig mit einer Pumpe und ausgasseitig mit einem Kühlkörper und einer Waschdüse verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil dazu eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung die Pumpe mit dem Kühlkörper fluidleitend zu verbinden und in einer zweiten Schaltstellung die Pumpe mit der Waschdüse fluidleitend zu verbinden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise mittels des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils in der erste Schaltstellung es ermöglicht wird aus einem Wassertank, wie beispielsweise einem Wischwassertank eines Fahrzeugs, einen Sensor, welcher mit dem Kühlkörper verbindbar ist, zu kühlen und in der zweiten Schaltstellung mit der Waschdüse, mit welcher der Sensor mit einer Flüssigkeit beaufschlagbar ist, zu reinigen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mehrwegeventil eingangsseitig zusätzlich mit einer Drucklufteinrichtung verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil dazu eingerichtet ist, in einer dritten Schaltstellung die eingangsseitige Drucklufteinrichtung mit der ausgangsseitigen Waschdüse zu verbinden. Dadurch wird insbesondere es ermöglicht, dass nach einem beaufschlagen mit einer Flüssigkeit des Sensors mittels der Waschdüse im Anschluss der Sensor auch mit Druckluft beaufschlagbar ist, sodass dieser trockengepustet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mehrwegeventil in einer vierten Schaltstellung keine Verbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite aufweist.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, aufweisend ein Mehrwegeventil gemäß der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitstank, eine Pumpe, einen Kühlkörper sowie eine Waschdüse. Der Flüssigkeitstank ist mittels der Pumpe fluidleitend mit dem Mehrwegeventil und das Mehrwegeventil fluidleitend in einer ersten Schaltstellung mit dem Kühlkörper und in einer zweiten Schaltstellung mit der Waschdüse verbunden. Der Kühlkörper weist einen Rücklauf zum Flüssigkeitstank auf. Der Kühlkörper ist dazu eingerichtet, einen Sensor - welcher mit dem Kühlkörper verbindbar ist - zu kühlen und wobei die Waschdüse dazu eingerichtet ist den Sensor mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank zu beaufschlagen, insbesondere zu bespritzen. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug verwirklichen sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit dem Mehrwegeventil erläuterten Vorteile.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs geschaffen wird, wobei ein Fahrzeug gemäß der Erfindung verwendet wird, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:

a) Überwachen, ob der Sensor verschmutzt ist, wenn ja,
b) Erhöhen einer Förderleistung der Pumpe,
c) Ansteuern des Mehrwegeventils in die zweite Schaltstellung,
d) Reinigen des Sensors,
e) Deaktivieren der Pumpe.

Mit dem Verfahren ist es insbesondere möglich, auf einfache Art und Weise einen Sensor eines Fahrzeugs zu reinigen.
Vorzugsweise wird in Verfahrensschritt c) vor dem Ansteuern des Mehrwegeventils geprüft, ob das Mehrwegeventil sich in der zweiten Schaltstellung befindet, und falls nein, wird das Mehrwegeventil in die zweite Schaltstellung umgestellt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt e) in einen Verfahrensschritt e1) das Mehrwegeventil in die dritte Schaltstellung versetzt wird und in einem Verfahrensschritt e2) mittels der Drucklufteinrichtung der Sensor trockengepustet wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise nach einem beaufschlagen mit einer Flüssigkeit, insbesondere einem reinigen, der Sensor wieder trocken gepustet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung des Fahrzeugs ist bevorzugt vorgesehen, dass es ein Steuergerät aufweist, welches zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung eingerichtet ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt.

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Mehrwegeventils,
2 einen schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs.

Der 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Mehrwegeventils 1 zu entnehmen, wobei im unteren Bildteil die Eingangsseite und im oberen Bildteil die Ausgangsseite des Mehrwegeventils 1 dargestellt ist. Eingangsseitig ist das Mehrwegeventil 1 mit einer Pumpe 3 und ausgangsseitig mit einem Kühlkörper 5 und einer Waschdüse 7 verbindbar. Das Mehrwegeventil 1 ist dazu eingerichtet, in einer ersten Schaltstellung 9 die Pumpe 3 mit dem Kühlkörper 5 fluidleitend zu verbinden und in einer zweiten Schaltstellung 11 die Pumpe 3 mit der Waschdüse 7 fluidleitend zu verbinden.
Der 1 ist ebenfalls zu entnehmen, dass das Mehrwegeventil 1 eingangsseitig zusätzlich mit einer Drucklufteinrichtung 13 verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil 1 dazu eingerichtet ist, in einer dritten Schaltstellung 15 die eingangsseitige Drucklufteinrichtung 13 mit der ausgangsseitigen Waschdüse 7 zu verbinden. In der Schaltstellung 15 sowie in Schaltstellung 9 könnte auch schon wieder eine Kühlung des Sensors erfolgen.
Der 1 ist weiterhin zu entnehmen, dass das Mehrwegeventil 1 in einer vierten Schaltstellung 17 keine Verbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite aufweist. Alternativ könnten auch die beiden Schaltstellung 17 und 15 vereinheitlicht werden, was zu lediglich drei Schaltstellungen, aber eeiner komplexeren Ansteuerung des Mehrwegeventils 1 führt.
Ferner ist der 1 ein Fahrzeug 2 zu entnehmen, aufweisend ein Mehrwegeventil 1, einen Flüssigkeitstank 6, eine Pumpe 3, einen Kühlkörper 5 sowie eine Waschdüse 7, wobei der Flüssigkeitstank 6 mittels der Pumpe fluidleitend mit dem Mehrwegeventil 1 und das Mehrwegeventil 1 fluidleitend in einer ersten Schaltstellung 9 mit dem Kühlkörper 5 und in einer zweiten Schaltstellung 11 mit der Waschdüse verbunden ist, wobei der Kühlkörper 5 einen Rücklauf 14 zum Flüssigkeitstank 6 - über das Mehrwegeventil 1 - aufweist, wobei der Kühlkörper 5 dazu eingerichtet ist, einen Sensor - welcher mit dem Kühlkörper 5 verbindbar ist - zu kühlen und wobei die Waschdüse 7 dazu eingerichtet ist den Sensor mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank 6 zu beaufschlagen, insbesondere zu bespritzen.
Der 2 ist ein schematischer Ablaufplan eines Verfahrens zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs zu entnehmen, wobei ein Fahrzeug gemäß der Erfindung verwendet wird, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:

a) Überwachen, ob der Sensor verschmutzt ist, wenn ja,
b) Erhöhen einer Förderleistung der Pumpe 3,
c) Ansteuern des Mehrwegeventils 1 in die zweite Schaltstellung 11,
d) Reinigen des Sensors,
e) Deaktivieren der Pumpe 3.

Vorzugsweise wird in Verfahrensschritt c) vor dem Ansteuern des Mehrwegeventils 1 geprüft, ob das Mehrwegeventil 1 sich in der zweiten Schaltstellung 11 befindet, und falls nein, wird das Mehrwegeventil 1 in die zweite Schaltstellung 11 umgestellt.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt e) in einem Verfahrensschritt e1) das Mehrwegeventil 1 in die dritte Schaltstellung 15 versetzt wird und in einem Verfahrensschritt e2) mittels der Drucklufteinrichtung 13 der Sensor trocken gepustet wird.
Sollen mehrere Sensoren von einer Pumpe versorgt werden, muss das Mehrwegeventil in Schritt c) des Verfahrens auf die vierte Stellung schalten, in der die Sensoren nicht gereinigt werden sollen.
Mit dem Bezugszeichen 19 ist ein Steuergerät bezeichnet, welches eingerichtet ist ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.
Neben der in den Ausführungsbeispielen dargestellten Verwendung des Mehrwegeventils (1) für einen Sensor eines Fahrzeugs (2) ist es auch möglich, es für einen Sensor in einem anderen bemannten Objekt mit entsprechenden Sensoren, beispielsweise in einer Drohne für die Passagierbeförderung oder ein Flugzeug einzusetzen.

Claims

Mehrwegeventil (1), welches eingangsseitig mit einer Pumpe (3) und ausgangsseitig mit einem Kühlkörper und einer Waschdüse (7) verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil (1) dazu eingerichtet ist, in einer ersten Schaltstellung (9) die Pumpe (3) mit dem Kühlkörper (5) fluidleitend zu verbinden und in einer zweiten Schaltstellung (11) die Pumpe (3) mit der Waschdüse (7) fluidleitend zu verbinden.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (1) eingangsseitig zusätzlich mit einer Drucklufteinrichtung (13) verbindbar ist, wobei das Mehrwegeventil dazu eingerichtet ist, in einer dritten Schaltstellung (15) die eingangsseitige Drucklufteinrichtung (13) mit der ausgangsseitigen Waschdüse (7) zu verbinden.
Mehrwegeventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (1) in einer vierten Schaltstellung 17 keine Verbindung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite aufweist.
Fahrzeug (2), aufweisend ein Mehrwegeventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem Flüssigkeitstank (6), eine Pumpe (3), einen Kühlkörper (5) sowie eine Waschdüse (7), wobei der Flüssigkeitstank (6) mittels der Pumpe fluidleitend mit dem Mehrwegeventil (1) und das Mehrwegeventil (1) fluidleitend in einer ersten Schaltstellung (9) mit dem Kühlkörper (5) und in einer zweiten Schaltstellung (11) mit der Waschdüse verbunden ist, wobei der Kühlkörper (5) einen Rücklauf zum Flüssigkeitstank (6) aufweist, wobei der Kühlkörper (5) dazu eingerichtet ist, einen Sensor - welcher mit dem Kühlkörper (5) verbindbar ist - zu kühlen und wobei die Waschdüse (7) dazu eingerichtet ist den Sensor mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank (6) zu beaufschlagen, insbesondere zu bespritzen.
Verfahren zum Reinigen eines Sensors eines Fahrzeugs, wobei ein Fahrzeug nach Anspruch 3 verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Schritte ausgeführt werden: a) Überwachen, ob der Sensor verschmutzt ist, wenn ja, b) Erhöhen einer Förderleistung der Pumpe (13), c) Prüfen, ob das Mehrwegeventil (1) sich in der zweiten Schaltstellung (11) befindet, und falls nein, Umstellen des Mehrwegeventils (1) in die zweite Schaltstellung (11), d) Reinigen des Sensors, e) Deaktivieren der Pumpe (3).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verfahrensschritt e) in einem Verfahrensschritt e1) das Mehrwegeventil in die dritte Schaltstellung (15) versetzt wird und in einem Verfahrensschritt e2) mittels der Drucklufteinrichtung der Sensor trocken gepustet wird.
Fahrzeug (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Steuergerät (19) aufweist, welches zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 5 oder 6 eingerichtet ist.