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Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Sensoreinrichtungen für Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, werden immer häufiger für ein zumindest teilweise autonomes Fahren des Kraftwagens eingesetzt. Um das autonome Fahren durchführen zu können, ist es dabei von großer Bedeutung, dass die Sensoreinrichtung, welche einen Sensor zur Umwelterfassung einer Umgebung des Kraftwagens aufweist, die Umwelterfassung besonders zuverlässig durchführen kann. Daher sollte beispielsweise eine Sensorabdeckung, welche den Sensor der Sensoreinrichtung insbesondere vor Umwelteinflüssen schützt, frei von Verschmutzungen sein. Die Verschmutzung kann beispielsweise in Form von Eis und/oder Wasser auftreten.
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So zeigt die
DE 10 2016 123 637 A1 eine Vorrichtung zur Enttauung und/oder Enteisung zumindest einer Radarvorrichtung und/oder zumindest einer Kameravorrichtung und/oder zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoreinrichtung, welche eine Reinigungsvorrichtung umfasst, bereitzustellen durch welche eine Sensorabdeckung der Sensoreinrichtung besonders vorteilhaft gereinigt werden kann und darüber hinaus eine Kühlung der Sensoreinrichtung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
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Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung für einen Kraftwagen, beispielsweise einen Personenkraftwagen, umfasst wenigstens einen Sensor, der mittels einer Sensorabdeckung überdeckt ist, einen Kühlkörper, mittels welchem die Sensoreinrichtung kühlbar ist und eine Reinigungsvorrichtung, welche einen Luftkanal zum Leiten eines Luftstroms, welcher insbesondere durch eine Druckluft erzeugt werden kann, auf die Sensorabdeckung aufweist. Ferner umfasst die Sensoreinrichtung beziehungsweise deren Reinigungsvorrichtung eine Strömungseinrichtung zum Erzeugen des Luftstroms.
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Bei dem wenigstens einen Sensor der Sensoreinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Lidar und/oder Radar und/oder eine Kamera handeln. Die Sensorabdeckung kann beispielsweise, insbesondere in Abhängigkeit der Ausgestaltung des Sensors, ein Teil einer Fahrzeugscheibe oder eine sonstige zumindest teilweise transparente Abdeckung, ein Radom oder ähnliches sein. Der Kühlkörper ist beispielsweise ein aus einem Metall gebildeter Körper, welcher zumindest an einer Seite lamellenartig geformt sein kann.
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Um nun mittels der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung besonders vorteilhaft die Sensorabdeckung vor Verschmutzung, insbesondere Eis, Schnee, Wasser und/oder Staub, freihalten beziehungsweise reinigen zu können, ist mittels der Strömungseinrichtung eine durch den Kühlkörper erwärmte Luftströmung zur Erwärmung des Luftstroms in den Luftkanal leitbar ist. Dabei kann der Luftstrom vollständig oder zumindest teilweise durch Luft der Luftströmung erzeugt werden, wobei durch die Luftströmung Wärme von dem Kühlkörper aufnehmbar ist. Diese Wärme wird somit der Umgebung des Kühlkörpers entzogen und kann gleichzeitig zum Erwärmen der Sensorabdeckung dienen, wodurch beispielsweise Eis geschmolzen werden kann.
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Mit anderen Worten umfasst die Sensoreinrichtung eine, insbesondere mit Druckluft arbeitende Reinigungsvorrichtung, bei welcher ein, beispielsweise der Sensorabdeckung gegenüberliegender, somit insbesondere rückseitig, angeordneter Kühlkörper der Sensoreinrichtung zum Erwärmen des Luftstroms durch den Luftkanal, welcher insbesondere durch ein Gehäuse der Sensoreinrichtung ausgebildet sein kann, hindurch transportiert wird.
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Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass ein Lidar (Lidar-Sensor) einen besonders vorteilhaften Sensor für ein zumindest teilweise autonomes Fahren des Kraftwagens darstellten kann. Im Allgemeinen reagieren Lidar-Sensoren besonders empfindlich auf Verschmutzung und Kontaminierung der Sensorabdeckung, welche beispielsweise aus einem Teil der Frontscheibe gebildet ist. Ferner kann eine Leistung von Lidar-Sensoren unter Umständen temperaturabhängig sein, da beispielsweise eine Laserleistung des Lidar-Sensors bei einem Temperaturanstieg abnehmen kann, beziehungsweise dementsprechend ein erhöhter Strombedarf zur Versorgung des Lidar-Sensors bestehen kann. Daher müssen, insbesondere bei einem konventionellen Lidar-Sensor, häufig Reinigungs-, Freihalte- und Kühlvorrichtungen vorgehalten werden.
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Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ermöglicht beispielsweise einen insbesondere laminaren Luftstrom über die Sensorabdeckung und beispielsweise über mindestens eine weitere Fläche der Sensoreinrichtung, beispielsweise den Kühlkörper, zu lenken. Durch den Luftstrom kann somit einerseits eine Kühlung, insbesondere des Kühlkörpers erreicht werden und gleichzeitig dient der durch die Luftströmung erwärmte Luftstrom dazu, beispielsweise Wasser an der Frontscheibe beziehungsweise der Sensorabdeckung abzudrücken beziehungsweise zu entfernen. Der Luftstrom kann durch die Strömungsrichtung, welche beispielsweise als Lüfter und/oder Gebläse ausgebildet ist, erzeugt werden oder aber beispielsweise auch dadurch, dass die Strömungseinrichtung beispielsweise entsprechend geometrisch geformt ist. Die Luftströmung, welche zumindest teilweise den Luftstrom speist, kann beispielsweise auch von einem weiteren Lüfter, wie beispielsweise einem Radiator für einen Kühlkreislauf, und/oder durch Umlenken beispielsweise eines Fahrtwinds abgeleitet werden.
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So ergibt sich durch die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung der Vorteil, dass durch die Verwendung der Reinigungsvorrichtung gezielt eine Richtung des Luftstroms erzeugt werden kann, und einerseits dadurch die Kühlung der Sensoreinrichtung ermöglicht und gleichzeitig eine Tropfen- beziehungsweise Wasserfreiheit und/oder Schmutzfreiheit der Sensorabdeckung gewährleistet wird.
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Ferner liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass, zur besonders vorteilhaften Umfelderfassung, eines Sensors, welcher als Radar (Radar-Sensor) ausgebildet ist, für einen Schlechtwettereinsatz schnee- und eisfrei sein sollte. Dabei werden in konventionellen Fahrzeugen beispielsweise Fernbereichsradare als Radar-Sensoren hinter einer ART-Platte verbaut. Diese ART-Platte kann beispielsweise über eine Flächenheizung beheizt werden, welche aus Heizdrähten gebildet ist, wobei die Heizdrähte in die ART-Platte integriert sind. Dadurch kann ein konventioneller Radar-Sensor besonders teuer sein. Im Allgemeinen erzeugt jedoch ein Radar-Sensor im Betrieb einiges an Wärmeleistung, die dadurch entstehende Wärme sollte abgeführt werden, beispielsweise durch einen Kühlkörper.
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Bei der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung kann die entstehende Wärme, insbesondere durch Strahlung und/oder Konvektion zur Beheizung der Sensorabdeckung und somit zum Eisfreihalten verwendet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die entstehende Wärme der Sensoreinrichtung nicht ungenutzt in die Umgebung des Kraftwagens entlassen wird.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Fig. in einer schematischen Schnittansicht eine Sensoreinrichtung für einen Kraftwagen, welche eine Reinigungsvorrichtung umfasst.
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Die einzige Fig. zeigt eine Sensoreinrichtung 10 für einen Kraftwagen 12, mit wenigstens einem Sensor 14, der mittels einer Sensorabdeckung 16 überdeckt ist, einem Kühlkörper 18, mittels welchem die Sensoreinrichtung 10 kühlbar ist, und mit einer Reinigungsvorrichtung 20. Die Reinigungsvorrichtung 20 umfasst einen Luftkanal 22 zum Leiten eines Luftstroms 24, welcher insbesondere ein Druckluftstrom sein kann, auf die Sensorabdeckung 16 und eine Strömungseinrichtung 26 zum Erzeugen des Luftstroms 24.
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Die Sensoreinrichtung 10 kann beispielsweise zum Realisieren einer zumindest teilweise autonomen Fahrt des Kraftwagens 12, welcher insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet ist, eingesetzt werden. Zum Durchführen der autonomen Fahrt, sollte der Sensor 14 der Sensoreinrichtung 10 eine Umgebung des Kraftwagens 12 besonders gut erfassen können, um so beispielsweise die für die autonome Fahrt benötigten Sensordaten, insbesondere mit besonders hoher Qualität, bereitstellen zu können.
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Dabei dient die Sensorabdeckung 16 zum Schutz des Sensors 14 vor Umwelteinflüssen und ermöglicht darüber hinaus die Umfelderfassung des Sensors 14, so ist beispielsweise für den Fall, dass der Sensor 14 Licht erfasst, die Sensorabdeckung 16 beispielsweise eine Glasabdeckung, welche beispielsweise aus einem Teil einer Frontscheibe des Kraftwagens 12 gebildet sein kann.
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Um nun, insbesondere witterungsunabhängig, eine möglichst vorteilhafte autonome Fahrt zu ermöglichen, sollte die Sensorabdeckung 16 frei von Schmutz und/oder Kontaminationen sein, wie beispielsweise Wasser und/oder Eis, gehalten werden. Ferner kann die Sensoreinrichtung 10 beispielsweise im Betrieb Wärme erzeugen, welche durch den Kühlkörper 18 abgeführt werden muss.
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Durch die gezeigte Sensoreinrichtung 10 ergibt sich der Vorteil, dass die Sensoreinrichtung 10 sowohl vorteilhaft gekühlt und dabei gleichzeitig vorteilhaft gereinigt, das heißt beispielsweise eis-, schnee- und wasserfrei gehalten werden kann. Dazu ist mittels der Strömungseinrichtung 26 eine durch den Kühlkörper 18 erwärmte Luftströmung 28 zur Erwärmung des Luftstroms 24 in den Luftkanal 22 leitbar.
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Dabei ist der Luftkanal 22 vorteilhafterweise in einem Gehäuse 30 der Sensoreinrichtung 10 ausgebildet. Somit kann der Luftkanal 22 beispielsweise besonders stabil und/oder besonders bauraumreduzierend ausgebildet sein. Ferner kann dadurch zumindest ein Bauteil an der Sensoreinrichtung 10 eingespart werden, wodurch beispielsweise eine Ausfallsicherheit erhört werden kann.
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Der Sensor 14 kann beispielsweise als Lidar(-Sensor) und/oder Radar(-Sensor) und/oder Kamera(-Sensor) ausgebildet werden. Das heißt die gezeigte Sensoreinrichtung 10 kann mit einer Vielzahl von Sensortypen vorteilhaft verwendet werden, wobei die Aufzählung nicht als abschließend zu betrachten ist. Die Sensorabdeckung 16 korrespondiert mit dem Sensortyp, das heißts sie ist entsprechend zum Sensor 14 ausgebildet. So kann für den Fall, dass der Sensor 14 als Radar ausgebildet ist, die Sensorabdeckung 16 beispielsweise als Radom ausgebildet sein. Handelt es sich bei dem Sensor 14 um einen Lidar und/oder Kamera, kann die Sensorabdeckung 16 beispielsweise aus Glas und/oder einem anderen transparenten Werkstoff gebildet sein, wobei die Sensorabdeckung 16 beispielsweise in eine Scheibe des Kraftwagens 12 integriert und/oder als Teil dieser ausgebildet sein kann.
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Die Strömungseinrichtung 26 kann beispielsweise als passive Komponente ausgebildet sein, beispielsweise als eine Art Hutze welche Luft, insbesondere in Form der Luftströmung 28 sammelt und/oder vorteilhafter Weise als Lüfter und/oder Gebläse, welche somit aktiv den Luftstrom 24 erzeugen. So kann die Strömungseinrichtung 26 besonders vorteilhaft beispielsweise an einen zur Verfügung stehenden Bauraum des Kraftwagens 12 angepasst werden.
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Der Luftstrom 24 ist, insbesondere über den Luftkanal 22, vorteilhafterweise laminar über die Sensorabdeckung 16 leitbar, das heißt der Luftstrom 24 erzeugt vorteilhafter Weise keine Turbulenzen beim Auftreffen und/oder Überströmen auf die Sensorabdeckung 16, wodurch ein Reinigen beziehungsweise Freihalten der Sensorabdeckung 16 durch die Reinigungsvorrichtung 20 besonders vorteilhaft durchführbar ist.
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Durch die gezeigte Sensoreinrichtung 10, mit ihrer Reinigungsvorrichtung 20, kann beispielsweise auf besonders vorteilhafte Weise witterungsunabhängig eine zumindest teilweise autonome Fahrt des Kraftwagens 12 realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016123637 A1 [0003]
