DE102020128903A1 - Sensorvorrichtung, Scheinwerfer, teilautonomes Kraftfahrzeug und Verfahren - Google Patents

Sensorvorrichtung, Scheinwerfer, teilautonomes Kraftfahrzeug und Verfahren Download PDF

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Abstract

Es wird eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Sensorvorrichtung umfasst: wenigstens einen optischen Sensor, welcher innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und auftreffendes Licht in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal wandelt; das Gehäuse, dessen Lichtdurchtrittsöffnung mit einer Abdeckscheibe verschlossen ist; und wenigstens einen Vibrationsgenerator, welcher in Abhängigkeit von einem Signal derart betreibbar ist, so dass der Vibrationsgenerator eine mechanische Schwingung mit einem Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der Vibrationsgenerator mit der Abdeckscheibe derart gekoppelt ist, sodass eine äußere Oberfläche der Abdeckscheibe durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators zu einer Schwingung angeregt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, einen Scheinwerfer, ein wenigstens teilautonomes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung.
  • Es sind teilautonome Kraftfahrzeuge bekannt, welche auf Basis von Sensorsignalen, welche ein Umfeld des Kraftfahrzeugs repräsentieren, Einfluss auf das Verhalten des Fahrers und/oder Einfluss auf Aktoren des Kraftfahrzeugs nehmen.
  • Es sind mechanische Reinigungssysteme für Abdeckscheiben bei Scheinwerfern bekannt, bei denen aufgrund der aktiven Bewegung des Reinigungselements Totzeiten für den Emittenten und Receiver (Sensor) entstehen, da deren optischer Pfad durch ein Bauteil abgeschattet bzw. behindert wird.
  • Mithin besteht die Aufgabe darin, ein fahrsicherheitsrelevantes Signal sicher zu erfassen.
  • Offenbarung
  • Die Probleme des Standes der Technik werden durch eine Sensorvorrichtung gemäß dem Anspruch 1, durch einen Scheinwerfer gemäß einem untergeordneten Anspruch, durch ein wenigstens teilautonomes Kraftfahrzeug gemäß einem untergeordneten Anspruch und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung gemäß einem nebengeordneten Anspruch gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Sensorvorrichtung umfasst: wenigstens einen optischen Sensor, welcher innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und auftreffendes Licht in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal wandelt; das Gehäuse, dessen Lichtdurchtrittsöffnung mit einer Abdeckscheibe verschlossen ist; und wenigstens einen Vibrationsgenerator, welcher in Abhängigkeit von einem Signal derart betreibbar ist, dass der Vibrationsgenerator eine mechanische Schwingung mit einem Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der Vibrationsgenerator mit der Abdeckscheibe derart gekoppelt ist, sodass eine äußere Oberfläche der Abdeckscheibe durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators zu einer Schwingung angeregt wird.
  • Durch die Veränderung der Frequenz über der Zeit wird die Abdeckscheibe vorteilhaft zu mehreren unterschiedlichen Schwingungszuständen mit insbesondere unterschiedlichen Frequenzen angeregt. Damit wird vorteilhaft sichergestellt, dass die für die Abreinigung wirksamen Schwingungszustände erreicht werden.
  • Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingungsparameter eine Frequenz der mechanischen Schwingung umfasst, wobei die Frequenz der mechanischen Schwingung in einem Band um eine Basisfrequenz verändert wird.
  • Damit wird die mechanische Schwingung frequenzmoduliert. Durch die Frequenzmodulation wird die Abdeckscheibe vorteilhaft zu mehreren unterschiedlichen Schwingungszuständen mit insbesondere unterschiedlichen Frequenzen angeregt. Damit wird vorteilhaft sichergestellt, dass die für die Abreinigung wirksamen Schwingungszustände erreicht werden.
  • Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Änderung der Frequenz der mechanischen Schwingung einer Periodendauer unterliegt.
  • Durch die Periodendauer wird sichergestellt, dass die vorteilhaften Effekte, die zur Abreinigung beitragen wiederholt werden.
  • Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensorvorrichtung umfasst: einen zweiten Vibrationsgenerator, welcher in Abhängigkeit von einem zweiten Signal derart betreibbar ist, so dass der zweite Vibrationsgenerator eine mechanische Schwingung mit einem zweiten Schwingungsparameter erzeugt, wobei der zweite Vibrationsgenerator mit der Abdeckscheibe derart gekoppelt ist, sodass die äußere Oberfläche der Abdeckscheibe durch die mechanische Schwingung des ersten und zweiten Vibrationsgenerators zu einer überlagerten Schwingung angeregt wird.
  • Die überlagerte Schwingung kann vorteilhaft so beeinflusst werden, dass sie den Reinigungsvorgang unterstützt.
  • Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Schwingungsparameter im zeitlichen Verlauf verändert wird.
  • Ein vorteilhaftes Beispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Schwingungsparameter eine veränderliche Phasendifferenz zwischen der ersten und der zweiten mechanischen Schwingung umfasst.
  • Durch die Überlagerung der beiden mechanischen Schwingungen wird bei gleicher Frequenz der mechanischen Schwingungen je nach Phasenverschiebungswinkel entweder eine verstärkte oder eine gedämpfte Schwingung der Abdeckscheibe herbeigeführt. Die Überlagerung im Sinne einer Interferenz kann auch dazu genutzt werden, um eine sich bewegende Schwingung der Abdeckscheibe zu erzeugen, wobei sich die Schwingung der Abdeckscheibe beispielsweise in Richtung Fahrbahn bewegt, um an der Abdeckscheibe anhaftende Schmutzpartikel in Richtung der Gewichtskraft zu bewegen. Die Reinigung der Abdeckscheibe wird so vorteilhaft unterstützt.
  • Ein zweiter Aspekt dieser Beschreibung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, wobei der Scheinwerfer die Sensorvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt umfasst, und wobei ein Lichtmodul zur Abstrahlung einer Abblendlichtverteilung in dem Gehäuse angeordnet ist.
  • Ein dritter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein wenigstens teilautonomes Kraftfahrzeug umfassend die Sensorvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt und/oder den Scheinwerfer gemäß dem zweiten Aspekt, wobei Aktoren des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem fahrsicherheitsrelevanten Sensorsignal betrieben werden.
  • Ein vierter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Wandeln von Licht, welches auf wenigstens einen optischen Sensor, welcher innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, auftrifft, in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal, wobei eine Lichtdurchtrittsöffnung des Gehäuses mit einer Abdeckscheibe verschlossen ist; und ein Betreiben wenigstens eines Vibrationsgenerators derart, dass der wenigstens eine Vibrationsgenerator eine mechanische Schwingung mit einem Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der wenigstens eine Vibrationsgenerator mit der Abdeckscheibe derart gekoppelt ist, sodass eine äußere Oberfläche der Abdeckscheibe durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators zu einer Schwingung angeregt wird.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • 1 in schematischer Form eine Sensorvorrichtung;
    • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm;
    • 3 ein schematisches Frequenz-Zeit-Diagramm; und
    • 4 ein schematisches Blockdiagramm.
  • 1 zeigt in schematischer Form eine Sensorvorrichtung 2 zur Anordnung an einem Kraftfahrzeug. Ein optischer Sensor 4 ist in einem Gehäuse 6 angeordnet. Eine Lichtdurchtrittsöffnung 8 ist mittels einer Abdeckscheibe 10 verschlossen. Ein Vibrationsgenerator 12a ist direkt mit der Abdeckscheibe 10 gekoppelt. Eine Steuereinheit 14 erzeugt ein Signal S12a zum Betreiben des Vibrationsgenerators 12a, sodass eine äußere Oberfläche 16 wenigstens in einem Bereich 18, durch welchen eine für den Sensor 4 relevante Lichtverteilung 20 durch die Abdeckscheibe 10 hindurchtritt, zu einer Schwingung angeregt wird.
  • Eine Verunreinigung der Oberfläche 16 kann unterschiedliche Ursachen haben. Treffen Regentropfen 100 auf die Oberfläche 16 auf, so bewirken diese eine Lichtbrechung des auftreffenden Lichts und die Lichtverteilung 20 wird entsprechend verfälscht von dem Sensor 4 in das Signal S4 überführt. Durch andere Fahrzeuge oder durch Wind aufgewirbelte Schmutzpartikel 110 treffen auf die Oberfläche 16 der Abdeckscheibe 10 und verändern ebenfalls die durch die Abdeckscheibe 10 hindurchtretende Lichtverteilung 20 in ungewünschter Form. Durch die Anregung der Abdeckscheibe 10 zu einer Vibration werden die Verunreinigungen zumindest in dem Bereich 18 entfernt.
  • Der Sensor 4 weist beispielsweise eine lichtsensitive Oberfläche 22 auf, welche die auftreffende Lichtverteilung 20 in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal S4 wandelt. Das sicherheitsrelevante Sensorsignal S4 wird beispielsweise einem weiteren Steuergerät oder der Steuereinheit 14 zugeführt, um entweder den Fahrer des Kraftfahrzeugs bei seiner Entscheidung durch Hinweise - beispielsweise unterstützende Lenkeingriffe - zu unterstützen, d. h. eine teilautonome Fahrfunktionen in Abhängigkeit von dem Sensorsignal S4 durchzuführen. Oder das Kraftfahrzeug wird in Abhängigkeit von dem Sensorsignal S4 autonom gesteuert. Es werden also Aktoren des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise die Bremsanlage, der Antrieb und/oder ein Lenksystem in Abhängigkeit von dem Sensorsignal S4 betrieben.
  • Das von dem Sensor 4 empfangene Licht der Lichtverteilung 20 kann sichtbares Licht umfassen oder aber nicht sichtbares Licht. Beispielsweise ist der Sensor 4 ein LiDAR-Sensor, der beispielsweise Infrarotstrahlung detektiert. Dem Sensor 4 ist im Falle der Ausbildung als LiDAR-Sensor eine LiDAR-Lichtquelle zugeordnet, welche Laserlichtpulse aussendet. Diese LiDAR-Lichtquelle ist beispielsweise innerhalb des Gehäuses 6 oder in einem entfernt angeordneten Gehäuse angeordnet.
  • In einem weiteren Beispiel ist der Sensor 4 ein Kamerasystem, welches beispielsweise das für den Menschen sichtbare Licht der Lichtverteilung 20 erfasst und in einen Bildstrom wandelt.
  • Der Vibrationsgenerator 12a ist an einem distalen Ende einer proximalen Verdickung 28 der Abdeckscheibe 10 angeordnet. Der Vibrationsgenerator 12a erzeugt Schwingungen, deren Schwingungsamplitude beispielsweise parallel zur x-Achse also parallel zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ist. Der Vibrationsgenerator 12a ist mit der Abdeckscheibe 10 also so gekoppelt, dass eine zu der äußeren Oberfläche 16 lotrechte Schwingungsweite w1 größer ist als eine in der äußeren Oberfläche liegende Schwingungsweite w2 der Schwingung.
  • Die Abdeckscheibe 10 besteht aus einem für das Licht der Lichtverteilung 20 transparenten Kunststoff. Beispielsweise umfasst die Oberfläche 16 der Abdeckscheibe 10 eine schützende Hardcoat-Beschichtung. Dadurch können mechanische Reinigungsvorgänge nicht zum Einsatz kommen, da sie die Beschichtung herunterreiben würden. Das Gehäuse 6 besteht ebenfalls aus einem Kunststoff, der beispielsweise blickdicht ausgeführt ist. Kunststoffschichten 24 und 26 verbinden die Abdeckscheibe 10 jeweils mit dem Gehäuse 6. Die Kunststoffschichten 24 und 26 sind beispielsweise ein ausgehärteter Klebstoff. Die Kunststoffschichten 24 und 26 verbinden die Abdeckscheibe 10 und das Gehäuse 6 derart, dass Vibrationen des Gehäuses 6 an die Abdeckscheibe 10 ungedämpft weitergegeben werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem Vibrationsgenerator 12a ist ein weiterer Vibrationsgenerator 12b mit dem Gehäuse 6 gekoppelt. Beim Betrieb des Vibrationsgenerators 12b versetzt dieser den unteren Bereich des Gehäuses 6 parallel zur x-Richtung in eine Schwingung und koppelt diese Schwingung über die Kunststoffschicht 26 in die Abdeckscheibe 10 ein. Der Vibrationsgenerator 12b erzeugt ein ähnliches Vibrationsmuster in der Abdeckscheibe 10 wie der Vibrationsgenerator 12a.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den bereits erläuterten Vibrationsgeneratoren 12a und 12b ist ein weiterer Vibrationsgenerator 12c in einem entgegen der Fahrtrichtung angeordneten Innenbereich des Gehäuses 6 mit dem Gehäuse 6 verbunden. Der Vibrationsgenerator 12c erzeugt Schwingungen mit einer zu einer Hochachse z des Kraftfahrzeugs parallelen Schwingungsamplitude. Der Vibrationsgenerator 12c ist über das Gehäuse 6 und die Kunststoffschicht 24 mit der Abdeckscheibe 10 verbunden, um Schwingungen ungedämpft in die Abdeckscheibe 10 einzukoppeln. Die in die Abdeckscheibe 10 eingekoppelte Schwingung hat eine lotrecht zur äußeren Oberfläche 16 verlaufende Schwingungsweite w3, welche kleiner ist als eine in der äußeren Oberfläche 16 liegende Schwingungsweite w4.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den jeweiligen Vibrationsgeneratoren 12a bis 12c ist ein Vibrationsgenerator 12d direkt mit einer proximalen Verdickung 30 der Abdeckscheibe 10 gekoppelt. Der Vibrationsgenerator 12d erzeugt eine Schwingung parallel zur Hochachse z.
  • Beispielhaft ist eine Abgabevorrichtung 40 zur Abgabe eines Reinigungsfluids 50 auf den Bereich 18 der Abdeckscheibe 10 gezeigt. Die Abgabevorrichtung 40 umfasst ein Reservoir 42, in welchem das Reinigungsfluid 50 bevorratet ist. Ein Ejektor 44 gibt das Reinigungsfluid 50 in Abhängigkeit von einem zugeführten Signal S44 auf die äußere Oberfläche 16 der Abdeckscheibe 10 ab, insbesondere auf den Bereich 18. Der Ejektor 44 umfasst eine Fluidheizung 45 zur Erhöhung der Temperatur des Reinigungsfluids 50 vor dessen Austritt aus dem Ejektor 44. Beispielsweise kann weitergehend eine Rückführeinrichtung 46 vorgesehen sein, welche derart angeordnet ist, sodass das auf die Oberfläche 16 abgegebene Reinigungsfluid 50 nach einem Herablaufen an der Oberfläche 16 aufgesammelt und in das Reservoir 42 zurückgeführt wird. Die Rückführeinrichtung 46 umfasst beispielsweise einen Filter zum Reinigen des Reinigungsfluids 50. Zusätzlich können Zusätze im Reinigungsfluid 50 wie beispielsweise Zitronensäure, Phosphorsäure oder ähnliches die Reinigungswirkung zusätzlich zum Ultraschall verbessern. Die Wahl des passenden Reinigungsfluids 50 hängt sowohl von dem zu reinigenden Material, als auch von der Zusammensetzung der Verschmutzung ab.
  • Weiterhin ist vorstellbar, dass die eingekoppelte Vibration genutzt wird, um einer Schmutzanhaftung vorzubeugen oder groben/leicht festsitzenden Schmutz zu entfernen. Ein weiterer Faktor für eine optimale Ultraschallreinigung ist die Reinigungstemperatur. Ein gutes Reinigungsergebnis wird in einem Temperaturbereich des Reinigungsfluids 50 von 50-60 °C erzielt.
  • Ein außerhalb der Sensorvorrichtung 2 angeordneter Sensor 52 ist als Regensensor zur Erkennung der Tropfen 100 ausgebildet und führt sein Sensorsignal S52 der Steuereinheit 14 zu. Ein Vibrationsempfänger 54, beispielsweise ein Mikrofon ist mit der Abdeckscheibe 10 mechanisch so gekoppelt, dass Vibrationen aufgenommen werden und als Signal S54 der Steuereinheit 14 zugeführt werden.
  • In einem Beispiel ist die Sensorvorrichtung 2 im Bereich der Windschutzscheibe angeordnet und die Abdeckscheibe 10 ist Teil der Windschutzscheibe.
  • In einem weiteren Beispiel ist die Sensorvorrichtung 2 Teil eines Scheinwerfers. In diesem Beispiel umfasst der Scheinwerfer ein Abblendlichtmodul 60, dessen Optikanordnung 62 eine Abblendlichtverteilung 64 durch die Abdeckscheibe 10 hindurch in ein Vorfeld des Kraftfahrzeugs abstrahlt.
  • Die Steuereinheit 14 ist als ein oder mehrere Steuergeräte umfassende Einheit aufgebaut. Die Steuereinheit 14 umfasst wenigstens einen Prozessor P und einen Speicher M, auf dem ein Computerprogramm C abgespeichert ist. Das Computerprogramm C ist derart ausgebildet, dass es bei der Ausführung auf dem Prozessor P gemeinsam mit der Sensorvorrichtung 2 die in dieser Beschreibung erläuterten Verfahren durchführt.
  • Insbesondere erkennt die Steuereinheit 14 in Abhängigkeit von wenigstens einem der Signale S52 und S54, ob eine Verunreinigung potentiell vorliegt. Wenigstens einer der beschriebenen Vibrationsgeneratoren 12a bis 12d wird in Abhängigkeit von der indizierten Verunreinigung aktiviert, um die Verunreinigung zu entfernen oder zu vermeiden.
  • Ein jeweiliger der Vibrationsgeneratoren 12a-d ist beispielsweise als Ultraschall-Generator ausgebildet, der die zugeführte Strom- oder Spannungsfrequenz in Schwingungen zwischen 20 und 40 kHz umwandelt. Insbesondere ist der jeweilige Vibrationsgenerator 12a-d ein Piezo-Signalgeber beispielsweise umfassend eine Sinterkeramik aus Bleizirkonattitanat mit einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 90%. Der Vibrationsgenerator 12a-d wird designverträglich nahe zur Abdeckscheibe 10 in die Sensorvorrichtung 2 integriert und setzt dann die zugeführten elektrischen Schwingungen in mechanische Vibrationen gleicher Frequenz um.
  • Legt man an ein piezoelektrisches Material des jeweiligen Vibrationsgenerators 12a-d eine elektrische Spannung, so reagiert das Material mit einer Vergrößerung in Längsrichtung, beim Umpolen der Spannung mit einer Verkürzung. Dadurch lässt sich eine elektrische Schwingung, bei der die Spannung ständig umgepolt wird, in eine mechanische Wechselbewegung umwandeln. Durch die Einkopplung der erzeugten Schwingung in die Abdeckscheibe 10 entstehen in dem flüssigen Reinigungsfluid 50, welches auf der Abdeckscheibe 10 aufgetragen wurde, aufgrund der starken Wechselbeanspruchung Kavitationsblasen. Aufgrund der Trägheit des Reinigungsfluids 50 und der induzierten mechanischen Schwingungen entstehen so Hohlräume mit geringem Innendruck. Diese instabilen Blasen implodieren durch den äußeren Druck des Reinigungsfluids 50 nach kurzem Wachstum unter hohem Druck und Temperaturspitzen. An der Grenzschicht entstehen dabei hohe Scherkräfte. Dieser Effekt tritt besonders an Luftbläschen oder Schmutzpartikeln, den sogenannten Kavitationskeimen auf. Somit können Schmutzpartikel/ Verunreinigungen, die im Stand oder während des Fahrens des Kraftfahrzeuges auf die Abdeckscheibe 10 gelangen, effizient und materialschonend entfernt werden.
  • Gemäß einem Beispiel umfasst die Sensorvorrichtung 2:
    • - den wenigstens einen optischen Sensor 4, welcher innerhalb des Gehäuses 6 angeordnet ist und auftreffendes Licht in das fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal S4 wandelt;
    • - das Gehäuse 6, dessen Lichtdurchtrittsöffnung 8 mit der Abdeckscheibe 10 verschlossen ist; und
    • - den wenigstens einen ersten Vibrationsgenerator 12a, welcher in Abhängigkeit von dem Signal S12a derart betrieben wird, so dass der Vibrationsgenerator 12a eine mechanische Schwingung mit einem ersten Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der Vibrationsgenerator 12a mit der Abdeckscheibe 10 derart gekoppelt ist, sodass die äußere Oberfläche 16 der Abdeckscheibe 10 durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators 12a zu einer Schwingung angeregt wird.
  • 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Betreiben der Sensorvorrichtung 2 aus 1. Nach einem Start der Sensorvorrichtung im Schritt 202 wird in einem Schritt 204 überprüft, ob höchstwahrscheinlich Regen auf die Oberfläche der Abdeckscheibe fällt. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 206 der wenigstens eine Vibrationsgenerator aktiviert und regt die Abdeckscheibe und deren äußere Oberfläche zu einer Schwingung an. In einem nachfolgenden Schritt 208 wird eine Zeitdauer abgewartet, sodass der aktivierte Vibrationsgenerator die Regentropfen sicher von der Oberfläche entfernt. Diese Zeitdauer kann beispielsweise vorab appliziert sein. Nach Ablauf der vorgenannten Zeitdauer wird zurück in den Schritt 204 gewechselt und überprüft, ob noch der Zustand, dass Regen auf die Sensorvorrichtung fällt, vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Schritt 210 gewechselt. Im Schritt 210 wird der zumindest eine Vibrationsgenerator deaktiviert, soweit er noch nicht deaktiviert ist.
  • In einem Schritt 212 wird überprüft, ob potenziell Schmutz auf der Oberfläche der Abdeckscheibe anhaftet. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 214 wenigstens einer der Vibrationsgeneratoren aktiviert. Im Vergleich zum Schritt 206 erzeugt der wenigstens eine Vibrationsgenerator nach Aktivierung im Schritt 214 eine Schwingung mit einer größeren Schwingungsamplitude. Das bedeutet, dass im Schritt 206 der wenigstens eine Vibrationsgenerator mit einer Grundvibration betrieben wird, welche ausreicht, um die Regentropfen von der Abdeckscheibe abperlen zu lassen. Bei der Schmutzentfernung hingegen ist eine Schwingung mit größerer Amplitude notwendig.
  • In einem Schritt 216 wird eine Zeitdauer abgewartet, während der der wenigstens eine Vibrationsgenerator zu der Schmutzentfernung betrieben wird. Nach Ablauf der Zeitdauer wird in einem weiteren Schritt 218 überprüft, ob noch Schmutz an der Abdeckscheibe vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, wird wieder in den Schritt 204 gewechselt. Ist noch Schmutz vorhanden, so wird in einem Schritt 220 die Abgabevorrichtung zur Abgabe von Reinigungsfluid auf die Oberfläche der Abdeckscheibe aktiviert. Es wird eine Zeitdauer in Schritt 222 abgewartet, um eine genügende Menge von Reinigungsfluid auf die Abdeckscheibe aufzutragen. In einem Schritt 224 wird die Abgabevorrichtung 40 deaktiviert. Anschließend wird gemäß dem Schritt 226 eine weitere Zeitdauer abgewartet, um mit dem aufgebrachten Reinigungsfluid und den eingekoppelten Vibrationen den Schmutz zu entfernen. Anschließend wird in den Schritt 204 gewechselt.
  • 3 zeigt die mechanische Schwingung 300, die von dem ersten Vibrationsgenerator 12a ausgeht. Der erste Schwingungsparameter umfasst beispielsweise eine Frequenz f der mechanischen Schwingung 300, wobei die Frequenz f der mechanischen Schwingung 300 in einem Band B von beispielsweise 600 Hz um eine Basisfrequenz fB von beispielsweise 40 kHz insbesondere stetig verändert wird. Das bedeutet beispielsweise, dass die Basisfrequenz fB eine aus der Schwingung 300 ermittelter Mittelwert ist. Die Änderung der Frequenz f der mechanischen Schwingung unterliegt einer Periodendauer T von beispielsweise 2s.
  • 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm. Die Steuereinheit 14 erzeugt die Signale S12a und S12b in koordinierter Form, so dass eine gewünschte überlagerte Schwingung auf der Abdeckscheibe 10 in Abhängigkeit von den eingebrachten mechanischen Schwingungen 300 und 400 erzeugt wird.
  • Der zweite Vibrationsgenerator 12b ist in Abhängigkeit von einem zweiten Signal 12b derart betreibbar, so dass der zweite Vibrationsgenerator 12b eine mechanische Schwingung mit einem zweiten Schwingungsparameter erzeugt, wobei der zweite Vibrationsgenerator 12b mit der Abdeckscheibe 10 derart gekoppelt ist, sodass die äußere Oberfläche 16 der Abdeckscheibe 10 durch die mechanische Schwingung des ersten und zweiten Vibrationsgenerators 12a, 12b zu einer überlagerten Schwingung angeregt wird.
  • Der zweite Schwingungsparameter wird im zeitlichen Verlauf verändert. Der erste und/oder zweite Schwingungsparameter umfasst eine zeitlich veränderliche Phasendifferenz zwischen der ersten und der zweiten mechanischen Schwingung.

Claims (10)

  1. Eine Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung (2) umfasst: wenigstens einen optischen Sensor (4), welcher innerhalb eines Gehäuses (6) angeordnet ist und auftreffendes Licht in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal (S4) wandelt; das Gehäuse (6), dessen Lichtdurchtrittsöffnung (8) mit einer Abdeckscheibe (10) verschlossen ist; und wenigstens einen Vibrationsgenerator (12a; 12b; 12c; 12d), welcher in Abhängigkeit von einem Signal (S12a; 12b; 12b) derart betreibbar ist, so dass der Vibrationsgenerator (12a; 12b; 12c) eine mechanische Schwingung (300) mit einem Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der Vibrationsgenerator (12a; 12b; 12c) mit der Abdeckscheibe (10) derart gekoppelt ist, sodass eine äußere Oberfläche (16) der Abdeckscheibe (10) durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators (12a; 12b; 12c; 12d) zu einer Schwingung angeregt wird.
  2. Die Sensorvorrichtung (2) gemäß dem Anspruch 1, wobei der Schwingungsparameter eine Frequenz (f) der mechanischen Schwingung (300) umfasst, wobei die Frequenz (f) der mechanischen Schwingung (300) in einem Band (B) um eine Basisfrequenz (fB) verändert wird.
  3. Die Sensorvorrichtung (2) gemäß dem Anspruch 2, wobei die Änderung der Frequenz (f) der mechanischen Schwingung einer Periodendauer (T) unterliegt.
  4. Die Sensorvorrichtung (2) gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (2) umfasst: einen zweiten Vibrationsgenerator (12b), welcher in Abhängigkeit von einem zweiten Signal (12b) derart betreibbar ist, so dass der zweite Vibrationsgenerator (12b) eine mechanische Schwingung mit einem zweiten Schwingungsparameter erzeugt, wobei der zweite Vibrationsgenerator (12b) mit der Abdeckscheibe (10) derart gekoppelt ist, sodass die äußere Oberfläche (16) der Abdeckscheibe (10) durch die mechanische Schwingung des ersten und zweiten Vibrationsgenerators (12a; 12b) zu einer überlagerten Schwingung angeregt wird.
  5. Die Sensorvorrichtung (2) gemäß dem Anspruch 4, wobei der zweite Schwingungsparameter im zeitlichen Verlauf verändert wird.
  6. Die Sensorvorrichtung (2) gemäß dem Anspruch 4 oder 5, wobei der zweite Schwingungsparameter eine veränderliche Phasendifferenz zwischen der ersten und der zweiten mechanischen Schwingung umfasst.
  7. Ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, wobei der Scheinwerfer die Sensorvorrichtung (2) gemäß einem der vorigen Ansprüche umfasst, und wobei ein Lichtmodul (60) zur Abstrahlung einer Abblendlichtverteilung (64) in dem Gehäuse (6) angeordnet ist.
  8. Ein wenigstens teilautonomes Kraftfahrzeug umfassend die Sensorvorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder den Scheinwerfer gemäß dem Anspruch 7, wobei Aktoren des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem fahrsicherheitsrelevanten Sensorsignal (S4) betrieben werden.
  9. Ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Wandeln von Licht, welches auf wenigstens einen optischen Sensor (4), welcher innerhalb eines Gehäuses (6) angeordnet ist, auftrifft, in ein fahrsicherheitsrelevantes Sensorsignal (S4), wobei eine Lichtdurchtrittsöffnung (8) des Gehäuses (6) mit einer Abdeckscheibe (10) verschlossen ist; und Betreiben wenigstens eines Vibrationsgenerators (12a; 12b; 12c; 12d) derart, dass der wenigstens eine Vibrationsgenerator (12a; 12b; 12c) eine mechanische Schwingung mit einem Schwingungsparameter, welcher im zeitlichen Verlauf verändert wird, erzeugt, wobei der wenigstens eine Vibrationsgenerator (12a; 12b; 12c; 12d) mit der Abdeckscheibe (10) derart gekoppelt ist, sodass eine äußere Oberfläche (16) der Abdeckscheibe (10) durch die mechanische Schwingung des Vibrationsgenerators (12a; 12b; 12c; 12d) zu einer Schwingung angeregt wird.
  10. Das Verfahren gemäß dem Anspruch 9, welches zum Betrieb der Sensorvorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
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