DE102020100256A1

DE102020100256A1 - Sensorreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020100256A1
Application number: DE102020100256.4A
Authority: DE
Inventors: Jose Gerardo Velasco; Oswaldo Perez Barrera; David Franco Lopez Rubio; Rodrigo FRIEVENTH CIENFUEGOS
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2020-07-09
Also published as: US11084464B2; CN111409597A; US20200216034A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Sensorreinigungsvorrichtung bereit. Eine Vorrichtung beinhaltet eine Basis, ein zylindrisches Sensorfenster, das an der Basis befestigt ist, und ein spiralförmiges Reinigungselement, das zwischen einer eingezogenen Position in der Basis und einer erweiterten Position, die sich um das Sensorfenster herum erstreckt, beweglich ist. Das Reinigungselement beinhaltet einen Auslass, der auf das Sensorfenster gerichtet ist, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsensoren und insbesondere eine Reinigungsvorrichtung für Fahrzeugsensoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge beinhalten typischerweise Sensoren. Die Sensoren können Daten über den Betrieb des Fahrzeugs bereitstellen, zum Beispiel die Raddrehzahl, Radausrichtung und Motor- und Getriebedaten (z. B. Temperatur, Kraftstoffverbrauch usw.). Die Sensoren können den Standort und/oder die Ausrichtung des Fahrzeugs erfassen. Bei den Sensoren kann es sich um Sensoren eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS); Beschleunigungsmesser, wie etwa piezoelektrische oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS); Kreisel, wie etwa Wende-, Ringlaser- oder Faseroptikkreisel; inertiale Messeinheiten (IME); und/oder Magnetometer handeln. Die Sensoren können die Außenwelt erfassen, z. B. Objekte und/oder Merkmale von Umgebungen des Fahrzeugs, wie etwa andere Fahrzeuge, Fahrspurmarkierungen, Ampeln und/oder Verkehrszeichen, Fußgänger usw. Die Sensoren können Radarsensoren, Abtastlaserentfernungsmesser, Light-Detection-and-Ranging-(LIDAR)-Vorrichtungen und Bildverarbeitungssensoren, wie etwa Kameras, sein.
KURZDARSTELLUNG
Eine Vorrichtung beinhaltet eine Basis, ein zylindrisches Sensorfenster, das an der Basis befestigt ist, und ein spiralförmiges Reinigungselement, das zwischen einer eingezogenen Position in der Basis und einer erweiterten Position, die sich um das Sensorfenster herum erstreckt, beweglich ist. Das Reinigungselement beinhaltet einen Auslass, der auf das Sensorfenster gerichtet ist, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Das Reinigungselement kann eine Vielzahl von Auslässen beinhalten, die den Auslass beinhaltet, und die Auslässe können auf das Sensorfenster gerichtet sein, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet. Das Reinigungselement kann ein Rohr beinhalten, das fluidisch an die Auslässe gekoppelt ist. Die Auslässe können erste Auslässe sein, das Rohr kann ein erstes Rohr sein und das Reinigungselement kann eine Vielzahl von zweiten Auslässen und ein zweites Rohr beinhalten, das fluidisch an die zweiten Auslässe gekoppelt ist. Die Vorrichtung kann ferner eine erste Pumpe, die fluidisch an das erste Rohr gekoppelt ist, und eine zweite Pumpe beinhalten, die fluidisch an das zweite Rohr gekoppelt ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Steuerung beinhalten, die kommunikativ an die erste Pumpe und die zweite Pumpe gekoppelt und programmiert ist, um die zweite Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um die erste Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position bewegt.
Das Reinigungselement kann eine Vielzahl von dritten Auslässen und ein drittes Rohr beinhalten, das fluidisch an die dritten Auslässe gekoppelt ist, und die Vorrichtung kann ferner eine Luftquelle beinhalten, die in der Basis angeordnet und fluidisch an das dritte Rohr gekoppelt ist. Die Luftquelle kann eines von einem Gebläse oder einem Verdichter sein.
Die Vorrichtung kann ferner einen ersten Behälter, der fluidisch an das erste Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist, und einen zweiten Behälter beinhalten, der fluidisch an das zweite Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Die Vorrichtung kann ferner einen Behälter beinhalten, der fluidisch an das Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Das Reinigungselement kann eine spiralförmige Form mit zumindest zwei vollständigen Umdrehungen aufweisen.
Die Basis kann eine Schiene beinhalten und das Reinigungselement kann mit der Schiene in Eingriff genommen sein, während es sich zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position bewegt. Die Schiene kann einen Anstellwinkel aufweisen, der im Wesentlichen gleich einem Anstellwinkel des Reinigungselements ist.
Die Vorrichtung kann ferner einen Motor beinhalten, der antreibbar an das Reinigungselement gekoppelt und in der Basis angeordnet ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Steuerung beinhalten, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um zu verhindern, dass der Motor das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt, während ein Fahrzeug in Bewegung ist.
Die Vorrichtung kann ferner eine Steuerung beinhalten, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um den Motor anzuweisen, das Reinigungselement als Reaktion auf einen Fahrzeuggangwechsel aus der Parkstellung von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position zu bewegen.
Das Reinigungselement kann ein Wischblatt beinhalten, das radial einwärts gerichtet ist, und das Wischblatt kann das Sensorfenster kontaktieren, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet. Das Wischblatt kann entlang des Reinigungselements langgestreckt sein.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs.
2A ist eine perspektivische Ansicht einer Sensorbaugruppe des Fahrzeugs mit einem Reinigungselement in einer eingezogenen Position.
2B ist eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe mit dem Reinigungselement in einer teilweise erweiterten Position.
2C ist eine perspektivische Ansicht der Sensorbaugruppe mit dem Reinigungselement in einer erweiterten Position.
3 ist eine Querschnittsansicht einer Basis der Sensorbaugruppe entlang der Linie 3-3 in 2A.
4 ist ein Diagramm eines Reinigungssystems der Sensorbaugruppe.
5 ist eine Querschnittsansicht des Reinigungselements entlang der Linie 5-5 in 2C.
6 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für das Reinigungssystem.
7 ist ein Prozessablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Steuern des Reinigungssystems.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren beinhaltet eine Vorrichtung 30 für ein Fahrzeug 32 eine Basis 34, ein zylindrisches Sensorfenster 36, das an der Basis 34 befestigt ist, und ein spiralförmiges Reinigungselement 38, das zwischen einer eingezogenen Position in der Basis 34 und einer erweiterten Position, die sich um das Sensorfenster 36 herum erstreckt, beweglich ist. Das Reinigungselement 38 beinhaltet zumindest einen ersten Auslass 40, der auf das Sensorfenster 36 gerichtet ist, wenn sich das Reinigungselement 38 in der erweiterten Position befindet.
Die Vorrichtung 30 kann das Sensorfenster 36 reinigen, wodurch die Qualität von Daten verbessert werden kann, die durch einen Sensor 42 gesammelt werden, der ein Sichtfeld durch das Sensorfenster 36 aufweist. Die Vorrichtung 30 kann eine gründliche Reinigung des Sensorfensters 36 bereitstellen, während das Fahrzeug 32 angehalten ist, und aus dem Sichtfeld des Sensors 42 bleiben, während das Fahrzeug 32 in Bewegung ist. Die spiralförmige Form des Reinigungselements 38 ermöglicht der Vorrichtung 30, das zylindrische Sensorfenster 36 vollständig zu reinigen, ohne schmutzige Bereiche zu hinterlassen.
Unter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 32 ein beliebiges Personen- oder Nutzkraftfahrzeug sein, wie etwa ein Auto, ein Truck, eine Geländelimousine, ein Crossover-Fahrzeug, ein Van, ein Minivan, ein Taxi, ein Bus usw.
Das Fahrzeug 32 kann ein autonomes Fahrzeug sein. Ein Fahrzeugcomputer kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 32 vollständig oder in einem geringeren Ausmaß unabhängig vom Eingriff eines menschlichen Fahrers zu betreiben. Der Fahrzeugcomputer kann dazu programmiert sein, den Antrieb, das Bremssystem, die Lenkung und/oder andere Fahrzeugsysteme basierend auf von einem Sensor 42 sowie anderen Sensoren empfangenen Daten zu betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist unter einem autonomen Betrieb zu verstehen, dass der Fahrzeugcomputer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung ohne Eingabe von einem menschlichen Fahrer steuert; ist unter einem halbautonomen Betrieb zu verstehen, dass der Fahrzeugcomputer ein oder zwei von dem Antrieb, dem Bremssystem und der Lenkung steuert und der menschliche Fahrer den Rest steuert; und ist unter einem nichtautonomen Betrieb zu verstehen, dass der menschliche Fahrer den Antrieb, das Bremssystem und die Lenkung steuert.
Das Fahrzeug 32 beinhaltet eine Karosserie 44. Das Fahrzeug 32 kann mit einer selbsttragenden Bauweise hergestellt sein, wobei ein Rahmen und die Karosserie 44 des Fahrzeugs 32 eine einzelne Komponente sind. Das Fahrzeug 32 kann alternativ dazu eine Rahmenbauweise aufweisen, wobei der Rahmen die Karosserie 44 abstützt, die eine zu dem Rahmen separate Komponente ist. Der Rahmen und die Karosserie 44 können aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel Stahl, Aluminium usw. Die Karosserie 44 beinhaltet Karosserieverkleidungen 46, 48, die teilweise eine Außenseite des Fahrzeugs 32 definieren. Die Karosserieverkleidungen 46, 48 können eine Class-A-Fläche bereitstellen, z. B. eine endbearbeitete Fläche, die für den Kunden sichtbar ist und frei von unästhetischen Makeln und Defekten ist. Die Karosserieverkleidungen 46, 48 beinhalten z. B. ein Dach 48 usw.
Ein Gehäuse 50 zum Stützen des Sensors 42 kann an dem Fahrzeug 32 angebracht werden, z. B. an einer der Karosserieverkleidungen 46, 48 des Fahrzeugs 32, z. B. dem Dach 48. Zum Beispiel kann das Gehäuse 50 derart geformt sein, dass es an dem Dach 48 angebracht werden kann, z. B. kann es eine Form aufweisen, die mit der Kontur des Daches 48 übereinstimmt oder ihr folgt. Das Gehäuse 50 kann an dem Dach 48 angebracht sein, das dem Sensor 42 ein uneingeschränktes Sichtfeld eines Bereiches um das Fahrzeug 32 herum bereitstellen kann. Das Gehäuse 50 kann z. B. aus Kunststoff oder Metall gebildet sein.
Die Basis 34 kann an dem Gehäuse 50 oder an einer der Karosserieverkleidungen 46, 48 montiert sein, z. B. dem Dach 48. Die Basis 34 kann sich von dem Gehäuse 50 nach oben erstrecken, wie in 1 gezeigt, oder teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuses 50 ausgespart sein. Die Basis 34 weist eine vertikal ausgerichtete zylindrische Form auf, d. h. definiert eine Achse A, die im Wesentlichen vertikal ist. Ein Durchmesser der Basis 34 ist größer als ein Durchmesser des Reinigungselements 38 und größer als ein Durchmesser des Sensorfensters 36. Eine Höhe der Basis 34 kann zumindest so groß wie eine Höhe des Reinigungselements 38 und zumindest so groß wie eine Höhe des Sensorfensters 36 sein.
Unter Bezugnahme auf 2A kann der Sensor 42 die Außenwelt erfassen, z. B. Objekte und/oder Merkmale von Umgebungen des Fahrzeugs 32, wie etwa andere Fahrzeuge, Fahrspurmarkierungen, Ampeln und/oder Verkehrszeichen, Fußgänger usw. Zum Beispiel kann es sich bei dem Sensor 42 um einen Radarsensor, einen Abtastlaserentfernungsmesser, eine Light-Detection-and-Ranging-(LIDAR-)Vorrichtung oder einen Bildverarbeitungssensor, wie etwa eine Kamera, handeln. Insbesondere kann der Sensor 42 eine LIDAR-Vorrichtung sein. Eine LIDAR-Vorrichtung erfasst Abstände zu Objekten durch das Aussenden von Laserimpulsen und Messen der Flugzeit, die der Impuls zum Objekt und zurück benötigt. Der Sensor 42 ist an der Basis 34 montiert und innerhalb des Sensorfensters 36 angeordnet.
Das Sensorfenster 36 ist zylindrisch und hohl. Das Sensorfenster 36 ist an der Basis 34 zentriert, d. h. das Sensorfenster 36 definiert die Achse A. Das Sensorfenster 36 ist an der Basis 34 befestigt. Das Sensorfenster 36 erstreckt sich von der Basis 34 nach oben. Das Sensorfenster 36 weist einen Außendurchmesser von weniger als oder etwa gleich einem Innendurchmesser des Reinigungselements 38 auf. Das Sensorfenster 36 ist zumindest für eine Wellenlänge von Licht transparent, die durch den Sensor 42 emittiert wird, d. h. lässt diese im Wesentlichen durch. Der Sensor 42 weist ein horizontales 360°-Sichtfeld durch das Sensorfenster 36 auf.
Unter Bezugnahme auf die 2A-C bildet das Reinigungselement 38 eine Spirale, d. h. eine längliche Form, die einer Kurve folgt, die sich um eine Achse dreht, während sie auch entlang der Achse vorgeschoben wird. Insbesondere bildet das Reinigungselement 38 eine kreisförmige Spirale mit einer konstanten Steigung, wobei „kreisförmig“ bedeutet, dass der Radius (d. h. der senkrechte Abstand von der Achse zu der Spirale) entlang der Spirale konstant ist und „Steigung“ den axialen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Umdrehungen der Spirale bedeutet. Das Reinigungselement 38 weist eine spiralförmige Form von zumindest zwei vollständigen Umdrehungen auf, d. h. die spiralförmige Form des Reinigungselements 38 dreht sich zumindest 720 ° um die Achse A. Wie in den Figuren gezeigt, weist das Reinigungselement 38 fünf vollständige Umdrehungen auf. Eine Höhe, d. h. axiale Länge, des Reinigungselements 38 ist nicht größer als eine Höhe der Basis 34 und ungefähr gleich einer Höhe des Sensorfensters 36.
Das Reinigungselement 38 ist zwischen einer eingezogenen Position und einer erweiterten Position beweglich. Das Reinigungselement 38 ist in der eingezogenen Position in der Basis 34 angeordnet, wie in 2A gezeigt, und die Basis 34 verdeckt das Reinigungselement 38 in der eingezogenen Position. Das Reinigungselement 38 erstreckt sich in der erweiterten Position um das Sensorfenster 36 herum, wie in 2C gezeigt. Das Reinigungselement 38 weist in der erweiterten Position weniger als eine Umdrehung innerhalb der Basis 34 auf. Die eingezogene Position und die erweiterte Position definieren einen Bewegungsbereich des Reinigungselements 38 und die eingezogene Position und die erweiterte Position sind so weit auseinander wie sich das Reinigungselement 38 bewegen kann. Das Reinigungselement 38 kann Positionen zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position belegen, wie in 2B gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 beinhaltet die Basis 34 eine Schiene 52. Die Schiene 52 ist innen in der Basis 34 positioniert. Die Schiene 52 weist eine spiralförmige Form mit einem Anstellwinkel auf, der im Wesentlichen gleich dem Anstellwinkel des Reinigungselements 38 ist. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist „Anstellwinkel“ als der Winkel zwischen einer Spirale und der Drehebene der Spirale definiert, d. h. der Ebene orthogonal zu der Achse der Spirale. Das Reinigungselement 38 bewegt sich zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position, indem es die Schiene 52 entlang gleitet, und das Reinigungselement 38 wird somit mit der Schiene 52 in Eingriff genommen, während es sich zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position bewegt. Die Querschnittsform der Schiene 52 kann eine Ablage oder ein Kanal sein, auf der oder in dem das Reinigungselement 38 platziert ist. Die Schiene 52 kann einstückig mit der Basis 34 sein, d. h. als eine einzelne, durchgehende Komponente mit der Basis 34 gebildet, oder die Schiene 52 kann eine separate Komponente sein, die an der Basis 34 an einer Innenwand der Basis 34 angebracht ist.
Zurück zu 2C beinhaltet die Vorrichtung 30 alternativ oder zusätzlich einen Motor 54, der antreibbar an das Reinigungselement 38 gekoppelt ist. Der Motor 54 ist in der Basis 34 angeordnet. Zum Beispiel kann der Motor 54 positioniert sein, um das Reinigungselement 38 in der Schiene 52 antreibbar zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position zu verschieben, d. h. indem ein Rad (nicht gezeigt) gedreht wird, das das Reinigungselement 38 reibschlüssig kontaktiert. Als ein weiteres Beispiel kann die Schiene 52 nicht vorhanden sein, und kann der Motor 54 positioniert sein, um das Reinigungselement 38 axial zu verschieben, d. h. gerade vertikal, z. B. indem ein linearer Aktor (nicht gezeigt) betätigt wird, der mit dem Reinigungselement 38 verbunden ist.
Unter Bezugnahme auf 4 beinhaltet die Vorrichtung 30 einen ersten Behälter 56, einen zweiten Behälter 58, eine erste Pumpe 60, eine zweite Pumpe 62, eine erste Versorgungsleitung 64, eine zweite Versorgungsleitung 66, ein erstes Rohr 68, ein zweites Rohr 70, die ersten Auslässe 40 und zweite Auslässe 72. Der erste Behälter 56, die erste Pumpe 60 und die ersten Auslässe 40 sind über die erste Versorgungsleitung 64 und das erste Rohr 68 fluidisch aneinander gekoppelt (d. h. Fluid kann von einem zum anderen strömen). Der zweite Behälter 58, die zweite Pumpe 62 und die zweiten Auslässe 72 sind über die zweite Versorgungsleitung 66 und das zweite Rohr 70 fluidisch aneinander gekoppelt. Der erste Behälter 56 und der zweite Behälter 58 sind in der Basis 34 angeordnet. Die Behälter 56, 58 sind Tanks, die mit Flüssigkeit befüllbar sind. Insbesondere kann der erste Behälter 56 mit Wasser gefüllt werden und kann der zweite Behälter 58 mit Reinigungsmittel gefüllt werden, das gegebenenfalls mit Wasser verdünnt ist und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe wie zum Beispiel Lösungsmittel beinhaltet.
Die erste Pumpe 60 kann das Wasser mit ausreichend Druck durch die erste Versorgungsleitung 64 und das erste Rohr 68 drängen, sodass das Wasser aus den ersten Auslässen 40 gesprüht wird. Die zweite Pumpe 62 kann das Reinigungsmittel mit ausreichend Druck durch die zweite Versorgungsleitung 66 und das zweite Rohr 70 drängen, sodass das Reinigungsmittel aus den zweiten Auslässen 72 gesprüht wird. Die erste Pumpe 60 ist an dem ersten Behälter 56 angebracht oder darin angeordnet und die zweite Pumpe 62 ist an dem zweiten Behälter 58 angebracht oder darin angeordnet.
Die erste Versorgungsleitung 64 erstreckt sich von der ersten Pumpe 60 zu dem ersten Rohr 68 und die zweite Versorgungsleitung 66 erstreckt sich von der zweiten Pumpe 62 zu dem zweiten Rohr 70. Die Versorgungsleitungen 64, 66 sind flexible Rohre, die ausreichend lang sind, sodass sie Spielraum aufweisen, unabhängig davon, ob sich das Reinigungselement 38 in der eingezogenen Position oder in der erweiterten Position befindet.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beinhaltet das Reinigungselement 38 das erste Rohr 68 und das zweite Rohr 70. Die Rohre 68, 70 sind innerhalb des Reinigungselements 38 angeordnet und sind entlang der spiralförmigen Form des Reinigungselements 38 langgestreckt. Das erste Rohr 68 ist fluidisch in Reihe an die ersten Auslässe 40 gekoppelt und das zweite Rohr 70 ist fluidisch in Reihe an die zweiten Auslässe 72 gekoppelt.
Das Reinigungselement 38 beinhaltet die ersten Auslässe 40 und die zweiten Auslässe 72. Die ersten Auslässe 40 und die zweiten Auslässe 72 sind radial einwärts gerichtet, d. h. positioniert, um Flüssigkeit in Richtung der Achse A auszustoßen. Die ersten Auslässe 40 und die zweiten Auslässe 72 sind auf das Sensorfenster 36 gerichtet, wenn sich das Reinigungselement 38 in der erweiterten Position befindet.
Unter Bezugnahme auf 4 beinhaltet die Vorrichtung 30 eine Luftquelle 74, eine Luftversorgungsleitung 76, ein drittes Rohr 78 und dritte Auslässe 80. Die Luftquelle 74 und die dritten Auslässe 80 sind über die Luftversorgungsleitung 76 und das dritte Rohr 78 fluidisch aneinander gekoppelt. Die Luftquelle 74 kann Luft durch die Luftversorgungsleitung 76 und das dritte Rohr 78 zu den dritten Auslässen 80 drücken. Die Luftquelle 74 erhöht den Druck eines Gases durch Verringern eines Volumens des Gases oder durch Drängen von zusätzlichem Gas in ein konstantes Volumen. Die Luftquelle 74 ist eines von einem Gebläse oder einem Verdichter, z. B. eine beliebige geeignete Art von Verdichter, z. B. ein Verdrängerverdichter, wie etwa ein Hubkolben-, Ionenflüssigkeitskolben-, Rotationsschrauben-, Rotationsschaufel-, Walzkolben-, Spiral- oder Membranverdichter; ein dynamischer Verdichter, wie etwa einen Luftblasen-, Kreisel-, Diagonal-, Mischstrom- oder Axialverdichter; oder eine beliebige andere geeignete Art.
Eine Heizung 84 ist positioniert, um Luft zu erwärmen, die durch die Luftversorgungsleitung 76 strömt. Zum Beispiel kann die Heizung 84 eine Widerstandsheizung sein, oder kann die Heizung 84 Abwärme von anderen Komponenten des Fahrzeugs 32 erfassen und umleiten. Die Luft, die durch das dritte Rohr 78 und die dritten Auslässe 80 strömt, wird somit erwärmt.
Die Luftversorgungsleitung 76 erstreckt sich von der Luftquelle 74 zu dem dritten Rohr 78. Die Luftversorgungsleitung 76 ist ein flexibles Rohr, das ausreichend lang ist, sodass es Spielraum aufweist, unabhängig davon, ob sich das Reinigungselement 38 in der eingezogenen Position oder in der erweiterten Position befindet.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beinhaltet das Reinigungselement 38 das dritte Rohr 78. Das dritte Rohr 78 ist innerhalb des Reinigungselements 38 angeordnet und ist entlang der spiralförmigen Form des Reinigungselements 38 langgestreckt. Das dritte Rohr 78 ist fluidisch in Reihe an die dritten Auslässe 80 gekoppelt.
Das Reinigungselement 38 beinhaltet die dritten Auslässe 80. Die dritten Auslässe 80 sind radial einwärts gerichtet, d. h. positioniert, um Luft in Richtung der Achse A zu treiben. Die dritten Auslässe 80 sind auf das Sensorfenster 36 gerichtet, wenn sich das Reinigungselement 38 in der erweiterten Position befindet.
Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet das Reinigungselement 38 ein Wischblatt 86. Das Wischblatt 86 ist das Reinigungselement 38 entlang langgestreckt und folgt der spiralförmigen Form des Reinigungselements 38. Das Wischblatt 86 ist radial einwärts gerichtet, d. h. verjüngt sich von dem Reinigungselement 38 in Richtung der Achse A. Das Wischblatt 86 kontaktiert das Sensorfenster 36, wenn sich das Reinigungselement 38 in der erweiterten Position befindet. Wenn z. B. der Motor 54 das Reinigungselement 38 axial zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position bewegt, wischt das Wischblatt 86 das Sensorfenster 36 hoch und runter.
Unter Bezugnahme auf 6 beinhaltet die Vorrichtung 30 eine Steuerung 88. Die Steuerung 88 ist eine mikroprozessorbasierte Steuerung. Die Steuerung 88 beinhaltet einen Prozessor, einen Speicher usw. Der Speicher der Steuerung 88 beinhaltet Medien zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausführbar sind, sowie zum elektronisches Speichern von Daten und/oder Datenbanken.
Die Steuerung 88 kann Daten über ein Kommunikationsnetzwerk 90 übertragen und empfangen, wie etwa einen Controller-Area-Network-(CAN-)Bus, Ethernet, WLAN, ein Local Interconnect Network (LIN), einen On-Board-Diagnoseanschluss (OBD-II) und/oder über ein beliebiges anderes drahtgebundenes oder drahtloses Kommunikationsnetzwerk. Die Steuerung 88 kann über das Kommunikationsnetzwerk 90 kommunikativ an den Sensor 42, den Motor 54, die erste Pumpe 60, die zweite Pumpe 62, die Luftquelle 74 und andere Komponenten gekoppelt sein.
7 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 700 zum Steuern des Reinigungselements 38 veranschaulicht. Der Speicher der Steuerung 88 speichert ausführbare Anweisungen zum Durchführen der Schritte des Prozesses 700. Als eine allgemeine Übersicht des Prozesses 700 pumpt die Steuerung 88, wenn das Sensorfenster 36 gereinigt werden muss und sich das Fahrzeug 32 in Parkstellung befindet, Reinigungsmittel durch das Reinigungselement 38, während das Reinigungselement 38 zu der erweiterten Position bewegt wird, und pumpt dann Wasser durch das Reinigungselement 38, während das Reinigungselement 38 zu der eingezogenen Position bewegt wird.
Der Prozess 700 beginnt in einem Block 705, bei dem die Steuerung 88 einen Reinigungsstimulus empfängt. Ein „Reinigungsstimulus“ ist ein beliebiger Auslöser, der angibt, dass das Sensorfenster 36 gereinigt werden sollte. Zum Beispiel kann die Steuerung 88 einen Benutzerbefehl empfangen, Reinigung des Sensors 42 oder einer anderen Komponente des Fahrzeugs 32 durchzuführen, wie zum Beispiel anderer Sensoren oder einer Windschutzscheibe. Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung 88 basierend auf Daten, die von dem Sensor 42 empfangen werden, bestimmen, ob sich Ablagerungen auf dem Sensorfenster 36 befinden. Die Steuerung 88 kann bekannte Algorithmen verwenden, um zu bestimmen, dass sich ein Pixelstreifen in den von dem Sensor 42 empfangenen Bilddaten im Vergleich zu dem Rest der Pixel im Laufe der Zeit nicht verändert, was nahelegt, dass ein Abschnitt des Sichtfeldes des Sensors 42 bedeckt wurde. Als ein weiteres Beispiel kann eine Schwellenzeitdauer seit der letzten Reinigung des Sensorfensters 36 vergangen sein. Die Schwellenzeitdauer kann so ausgewählt sein, dass sie lange genug ist, dass das Sensorfenster 36 wahrscheinlich gereinigt werden muss.
Als nächstes bestimmt die Steuerung 88 in einem Entscheidungsblock 710, ob sich das Fahrzeug 32 in Parkstellung befindet. Zum Beispiel kann die Steuerung 88 prüfen, ob eine Statusnachricht durch das Kommunikationsnetzwerk 90 von einer anderen Steuerung 88 in dem Fahrzeug 32 empfangen wurde, die den eingelegten Gang des Fahrzeugs 32, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 32 usw. angibt. Wenn sich der Gang des Fahrzeugs 32 nicht in Parkstellung befindet oder aus der Parkstellung geschaltet wird oder in Bewegung ist, geht der Prozess 700 zu einem Block 715 über. Wenn sich das Fahrzeug 32 in Parkstellung befindet, d. h. stationär ist, geht der Prozess 700 zu einem Block 720 über.
In dem Block 715 bewegt die Steuerung 88 das Reinigungselement 38 oder hält es in der eingezogenen Position. Die Steuerung 88 weist den Motor 54 an, das Reinigungselement 38 zu der eingezogenen Position zu bewegen, wenn sich das Reinigungselement 38 nicht bereits in der eingezogenen Position befindet. Nach dem Block 715 kehrt der Prozess 700 zu dem Entscheidungsblock 710 zurück, um weiterhin auf eine angemessene Zeit zum Reinigen des Sensorfensters 36 zu überwachen.
In dem Block 720 schaltet die Steuerung 88 die zweite Pumpe 62 an, während der Motor 54 angewiesen wird, das Reinigungselement 38 aus der eingezogenen Position zu der erweiterten Position zu bewegen. Das Reinigungselement 38 lagert somit Reinigungsmittel auf dem Sensorfenster 36 ab, während es sich zu der erweiterten Position bewegt.
Als nächstes schaltet die Steuerung 88 in einem Block 725 die erste Pumpe 60 an, während der Motor 54 angewiesen wird, das Reinigungselement 38 aus der erweiterten Position zu der eingezogenen Position zu bewegen. Das Reinigungselement 38 sprüht somit Wasser, um das Reinigungsmittel zu entfernen und das Sensorfenster 36 zu spülen, während es sich zu der eingezogenen Position bewegt. Die Steuerung 88 kann auch gleichzeitig die Luftquelle 74 anschalten, während der Motor 54 angewiesen wird, das Reinigungselement 38 aus der erweiterten Position zu der eingezogenen Position zu bewegen. Die erwärmte Luft von der Luftquelle 74 kann bewirken, dass das Wasser schnell trocknet. Nach dem Block 725 endet der Prozess 700.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. Die Adjektive „erster“, „zweiter“ und „dritter“ werden in dieser Schrift als Identifikatoren verwendet und sind nicht dazu gedacht, eine Bedeutung hervorzuheben oder eine Reihenfolge anzuzeigen. Im hierin verwendeten Sinne bedeutet „im Wesentlichen“, dass eine Abmessung, Zeitdauer, Form oder ein anderes Adjektiv aufgrund von physischen Unvollkommenheiten, Leistungsunterbrechungen, Variationen bei der Bearbeitung oder einer anderen Herstellungsweise usw. geringfügig von dem Beschriebenen abweichen kann. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, aufweisend eine Basis; ein zylindrisches Sensorfenster, das an der Basis befestigt ist; und ein spiralförmiges Reinigungselement, das zwischen einer eingezogenen Position in der Basis und einer erweiterten Position, die sich um das Sensorfenster herum erstreckt, beweglich ist, wobei das Reinigungselement einen Auslass beinhaltet, der auf das Sensorfenster gerichtet ist, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Reinigungselement eine Vielzahl von Auslässen, die den Auslass beinhaltet, und sind die Auslässe auf das Sensorfenster gerichtet, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Reinigungselement ein Rohr, das fluidisch an die Auslässe gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Auslässe erste Auslässe, ist das Rohr ein erstes Rohr und beinhaltet das Reinigungselement eine Vielzahl von zweiten Auslässen und ein zweites Rohr, das fluidisch an die zweiten Auslässe gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine erste Pumpe, die fluidisch an das erste Rohr gekoppelt ist, und eine zweite Pumpe gekennzeichnet, die fluidisch an das zweite Rohr gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Steuerung gekennzeichnet, die kommunikativ an die erste Pumpe und die zweite Pumpe gekoppelt und programmiert ist, um die zweite Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um die erste Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Reinigungselement eine Vielzahl von dritten Auslässen und ein drittes Rohr, das fluidisch an die dritten Auslässe gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung ferner eine Luftquelle umfasst, die in der Basis angeordnet und fluidisch an das dritte Rohr gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Luftquelle eines von einem Gebläse oder einem Verdichter.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen ersten Behälter, der fluidisch an das erste Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist, und einen zweiten Behälter gekennzeichnet, der fluidisch an das zweite Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Behälter gekennzeichnet, der fluidisch an das Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Reinigungselement eine spiralförmige Form mit zumindest zwei vollständigen Umdrehungen auf.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Basis eine Schiene und ist das Reinigungselement mit der Schiene in Eingriff genommen, während es sich zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Schiene einen Anstellwinkel auf, der im Wesentlichen gleich einem Anstellwinkel des Reinigungselements ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Motor gekennzeichnet, der antreibbar an das Reinigungselement gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Steuerung gekennzeichnet, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um zu verhindern, dass der Motor das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt, während ein Fahrzeug in Bewegung ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Steuerung gekennzeichnet, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um den Motor anzuweisen, das Reinigungselement als Reaktion auf einen Fahrzeuggangwechsel aus der Parkstellung von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Reinigungselement ein Wischblatt, das radial einwärts gerichtet ist, und kontaktiert das Wischblatt das Sensorfenster, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Wischblatt entlang des Reinigungselements langgestreckt.

Claims

Vorrichtung, umfassend: eine Basis; ein zylindrisches Sensorfenster, das an der Basis befestigt ist; und ein spiralförmiges Reinigungselement, das zwischen einer eingezogenen Position in der Basis und einer erweiterten Position, die sich um das Sensorfenster herum erstreckt, beweglich ist, wobei das Reinigungselement einen Auslass beinhaltet, der auf das Sensorfenster gerichtet ist, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Reinigungselement eine Vielzahl von Auslässen beinhaltet, die den Auslass beinhaltet, und die Auslässe auf das Sensorfenster gerichtet sind, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Reinigungselement ein Rohr beinhaltet, das fluidisch an die Auslässe gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Auslässe erste Auslässe sind, das Rohr ein erstes Rohr ist und das Reinigungselement eine Vielzahl von zweiten Auslässen und ein zweites Rohr beinhaltet, das fluidisch an die zweiten Auslässe gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend eine erste Pumpe, die fluidisch an das erste Rohr gekoppelt ist, und eine zweite Pumpe, die fluidisch an das zweite Rohr gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Steuerung, die kommunikativ an die erste Pumpe und die zweite Pumpe gekoppelt und programmiert ist, um die zweite Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um die erste Pumpe anzuschalten, während sich das Reinigungselement von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Reinigungselement eine Vielzahl von dritten Auslässen und ein drittes Rohr beinhaltet, das fluidisch an die dritten Auslässe gekoppelt ist, wobei die Vorrichtung ferner eine Luftquelle umfasst, die in der Basis angeordnet und fluidisch an das dritte Rohr gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Behälter, der fluidisch an das Rohr gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Reinigungselement eine spiralförmige Form mit zumindest zwei vollständigen Umdrehungen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Basis eine Schiene beinhaltet, wobei das Reinigungselement mit der Schiene in Eingriff genommen ist, während es sich zwischen der eingezogenen Position und der erweiterten Position bewegt, und die Schiene einen Anstellwinkel aufweist, der im Wesentlichen gleich einem Anstellwinkel des Reinigungselements ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Reinigungselement ein Wischblatt beinhaltet, das radial einwärts gerichtet ist, und das Wischblatt das Sensorfenster kontaktiert, wenn sich das Reinigungselement in der erweiterten Position befindet.
Vorrichtung nach einem von Anspruch 1-12, ferner umfassend einen Motor, der antreibbar an das Reinigungselement gekoppelt und in der Basis angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Steuerung, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um zu verhindern, dass der Motor das Reinigungselement von der eingezogenen Position zu der erweiterten Position bewegt, während ein Fahrzeug in Bewegung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Steuerung, die kommunikativ an den Motor gekoppelt und programmiert ist, um den Motor anzuweisen, das Reinigungselement als Reaktion auf einen Fahrzeuggangwechsel aus der Parkstellung von der erweiterten Position zu der eingezogenen Position zu bewegen.