DE102020214018A1

DE102020214018A1 - Lidarvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Lidarvorrichtung

Info

Publication number: DE102020214018A1
Application number: DE102020214018.9A
Authority: DE
Inventors: Akos Hegyi; Bence Balint; Zoltan Varga; Peter Deak; Peter Kosaras; Mate Hornyak; Janos Simonovics
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-05-12
Also published as: FR3116032A1; CN114460558A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Lidarvorrichtung (10) mit einer Lidareinheit (12) und mit zumindest einem Fensterelement (16), welches die Lidareinheit (12) abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit (14), welche zu einer Reinigung des Fensterelements (16) ausgebildet ist.Es wird vorgeschlagen, dass die Reinigungseinheit (14) dazu vorgesehen ist, das Fensterelement (16) zumindest mechanisch zu reinigen.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Lidarvorrichtung vorgeschlagen worden, welche an einem Straßenfahrzeug angebracht ist, und welche zu einer Erfassung eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Lidarvorrichtung weist eine Lidareinheit, zumindest ein Fensterelement, welches die Lidareinheit abdeckt, und eine Reinigungseinheit, welche zu einer Reinigung des Fensterelements ausgebildet ist, auf.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Lidarvorrichtung mit einer Lidareinheit und mit zumindest einem Fensterelement, welches die Lidareinheit abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit, welche zu einer Reinigung des Fensterelements ausgebildet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Reinigungseinheit dazu vorgesehen ist, das Fensterelement zumindest mechanisch zu reinigen.
Die Lidarvorrichtung ist insbesondere zumindest ein Teil, bevorzugt zumindest eine Unterbaugruppe, zumindest eines Lidarsystems, insbesondere einer Lidarsensor-Baugruppe. Die Lidarvorrichtung kann insbesondere auch das gesamte Lidarsystem, insbesondere die gesamte Lidarsensor-Baugruppe, umfassen. Die Lidarvorrichtung weist zumindest eine Lidareinheit auf, welche insbesondere zumindest ein Lidarsensorelement umfasst. Das Lidarsensorelement ist beispielsweise an einem Fahrzeug zur Umgebungserfassung, insbesondere für autonomes Fahren, auf Baustellen zur Vermessung von Gebäuden, zu einem Abscannen von 3D-Konturen und/oder im Labor für Forschungszwecke vorgesehen. Insbesondere ist die Lidarvorrichtung, und zwar insbesondere mittels des zumindest einen Lidarsensorelements, zu einem Erfassen und/oder Vermessen von Objekten vorgesehen. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zu einem Einsatz an einem Fahrzeug vorgesehen, insbesondere kann die Lidarvorrichtung Teil des Fahrzeugs sein. Denkbar wäre zudem, dass die Lidarvorrichtung an dem Fahrzeug nachrüstbar ist. Beispielsweise könnte die Lidarvorrichtung zusätzlich zu einem bereits bestehenden Lidarsystems des Fahrzeugs an dem Fahrzeug nachrüstbar sein. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung, insbesondere als Teil des Lidarsystems, zu einem Erfassen von Objekten, insbesondere in einer Umgebung des Fahrzeugs, vorgesehen. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zu einem Erfassen von Objekten mit dem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Dachbereich, einem Frontbereich und/oder einem Heckbereich des Fahrzeugs, gekoppelt. Insbesondere könnte das Fahrzeug mehrere Lidarvorrichtungen aufweisen.
Das Fahrzeug kann als ein Straßenfahrzeug, beispielweise ein PKW oder ein LKW oder dergleichen, als ein Schienenfahrzeug wie ein Zug, ein Triebwagen, eine Straßenbahn oder dergleichen und/oder als ein Wasserfahrzeug wie beispielsweise ein Schiff, ein Boot oder dergleichen ausgebildet sein. Zudem wäre denkbar, dass das Fahrzeug als ein Reinigungsfahrzeug, insbesondere ein Reinigungsroboter, beispielsweise ein Wischroboter und/oder ein Staubsaugroboter, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung mit dem Fahrzeug verbunden. Vorzugsweise ist die Lidarvorrichtung zumindest teilweise an einer Außenseite des Fahrzeugs angeordnet.
Das Fensterelement deckt die Lidareinheit insbesondere nach außen hin ab. Insbesondere ist das Fensterelement zumindest im Wesentlichen transparent ausgebildet. Vorzugsweise ist das Fensterelement zumindest zu einem Großteil und insbesondere vollständig aus Glas gebildet. Insbesondere ist das Fensterelement dazu vorgesehen, die Lidareinheit insbesondere vor Umwelteinflüssen zu schützen. Insbesondere schützt das Fensterelement die Lidareinheit zumindest vor Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Niederschlag, insbesondere Regen und/oder Schnee und/oder Eis. Insbesondere ist die Reinigungseinheit dazu vorgesehen, das Fensterelement mechanisch, und zwar insbesondere mittels eines mechanischen Bauteils, zu reinigen. Insbesondere ist das mechanische Bauteil von Luft und/oder Wasser verschieden ausgebildet. Die Reinigungseinheit könnte zu einer zusätzlichen Reinigung des Fensterelements mittels eines Reinigungsfluids vorgesehen sein. Denkbar wäre, dass die Reinigungseinheit zumindest eine und vorzugsweise eine Mehrzahl von Fluiddüsen aufweist, welche dazu vorgesehen sind, in dem Betriebszustand das Reinigungsfluid auf das Fensterelement zu sprühen. Beispielsweise könnten die Fluiddüsen an eine bereits in dem Fahrzeug bestehende Fluidversorgungseinheit angeschlossen sein. Denkbar wäre zudem, dass die Reinigungseinheit eine separate Fluidversorgungseinheit aufweist, welche beispielsweise zumindest eine Fluidversorgungsleitung, zumindest ein Fluidtank und zumindest eine Fluidpumpe umfasst. Beispielsweise könnten die Fluiddüsen lediglich bei Bedarf das Reinigungsfluid auf das Fensterelement sprühen. Hierzu könnte beispielsweise eine Kopplung zu zumindest einem an dem Fahrzeug vorhandenen Regensensor vorgesehen sein. Insbesondere könnte zumindest ein Element der Lidarvorrichtung hinsichtlich seiner Formgebung derart ausgestaltet sein, dass in dem Betriebszustand eine Verunreinigung des Fensterelements reduziert ist, beispielsweise wenn das zumindest eine Element hinsichtlich seiner Formgebung als ein Spoilerelement ausgebildet ist. Insbesondere könnte die Lidarvorrichtung zumindest eine Abdeckplatte aufweisen, welche insbesondere nicht transparent ausgebildet ist. Insbesondere könnten zumindest einige Elemente der Lidarvorrichtung zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig hinter der Abdeckplatte angeordnet sein.
Unter dem Ausdruck „zumindest zu einem Großteil“ soll dabei zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts abweicht.
Unter einem „Betriebszustand“ soll ein Zustand verstanden werden, in dem die Lidarvorrichtung betriebsbereit, insbesondere für einen Erfassungsvorgang ist. In dem Betriebszustand reinigt die Reinigungseinheit das Fensterelement mechanisch. Denkbar wäre zudem, dass die Reinigungseinheit das Fensterelement in dem Betriebszustand lediglich bei Bedarf, insbesondere bei einer vorliegenden Verschmutzung des Fensterelements, reinigt. Unter „vorgesehen“ soll speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lidarvorrichtung können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Zuverlässigkeit erzielt werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Reinigung bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Zuverlässigkeit eines Lidarsensors durch die mechanische Reinigung weiter erhöht werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lidarvorrichtung kann das Fensterelement insbesondere frei von Schmutz und/oder anderen Verunreinigungen, wie beispielsweise Regenwasser und/oder Eis und/oder Schnee, gehalten werden. Insbesondere kann die mechanische Reinigung zuverlässig, insbesondere unabhängig von Umwelteinflüssen, durchgeführt werden. Dadurch kann insbesondere ferner eine Sicherheit verbessert werden. Insbesondere kann eine Sicherheit in Bezug auf zumindest einen Fahrassistenten, wie beispielsweise unterstütztes Fahren, insbesondere autonomes Fahren, vorteilhaft verbessert werden. Insbesondere kann durch eine derartige Ausgestaltung zumindest ein, insbesondere bereits im Fahrzeug vorhandenes, System vorteilhaft integriert werden. Insbesondere kann beispielsweise ein bereits vorhandenes Versorgungssystem für ein Reinigungsfluid in die vorgeschlagene Lösung integriert werden. Insbesondere dadurch, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lidarvorrichtung zumindest eine erhöhte Zuverlässigkeit und/oder eine erhöhte Effizienz einer Reinigung des Fensterelements gewährleistet werden kann, kann ein Einsatz von sensibleren Sensoren ermöglicht werden. Dadurch kann ferner eine Genauigkeit erhöht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Reinigungseinheit zu der mechanischen Reinigung des Fensterelements zumindest eine Wischeinheit aufweist. Insbesondere weist die Wischeinheit zumindest eine Wischleiste auf. Insbesondere ist die Wischleiste dazu vorgesehen das Fensterelement zu wischen, und zwar insbesondere in dem Betriebszustand. Insbesondere ist die Wischleiste der Wischeinheit auswechselbar ausgebildet. Vorteilhaft kann die Wischleiste der Wischeinheit werkzeugfrei gewechselt werden, beispielsweise wenn die Wischleiste verschlissen ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders zuverlässige Reinigung des Fensterelements gewährleistet werden. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass insbesondere auch hartnäckige Verschmutzungen des Fensterelements zuverlässig gereinigt werden können. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass das Fensterelement auch bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs zuverlässig gereinigt werden kann. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass das Fensterelement insbesondere auch bei starkem Niederschlag, beispielsweise in Form von Regen und/oder Schnee, vorzugsweise trocken und insbesondere sauber gehalten werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Reinigungseinheit eine Antriebseinheit aufweist, welche die Wischeinheit zu der Reinigung des Fensterelements linear über das Fensterelement bewegt. Insbesondere in dem Betriebszustand bewegt die Antriebseinheit die Wischeinheit zu der Reinigung des Fensterelements linear, und insbesondere bidirektional, über das Fensterelement. Insbesondere bewegt die Antriebseinheit die Wischeinheit in dem Betriebszustand vollflächig entlang des Fensterelements, insbesondere zur vollflächigen mechanischen Reinigung des Fensterelements. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders zuverlässige Reinigung des Fensterelements erzielt werden. Insbesondere kann eine besonders vorteilhafte Reinigungswirkung erzielt werden. Insbesondere kann in dem Betriebszustand eine vollflächige Reinigung des Fensterelements erzielt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere sowohl in Kombination mit den vorhergehenden Aspekten als auch einzeln betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit einen Zugmitteltrieb zum Antrieb der Wischeinheit aufweist. Insbesondere weist der Zugmitteltrieb zumindest einen Zahnriemen auf. Vorzugsweise weist der Zugmitteltrieb zwei Zahnriemen auf. Denkbar wäre auch, dass der Zugmitteltrieb eine Mehrzahl von Zahnriemen aufweist. Denkbar wäre, dass der Zugmitteltrieb zumindest einen als eine Endlosschleife ausgebildeten Zahnriemen aufweist. Insbesondere ist der Zugmitteltrieb mit der Wischeinheit verbunden, vorteilhaft zumindest zu einer Übertragung einer Zugkraft. Darunter, dass zumindest ein erstes Element mit zumindest einem weiteren Element „verbunden“ ist, soll verstanden werden, dass das erste Element vorteilhaft über zumindest einen Kraftschluss und/oder zumindest einen Formschluss mit dem weiteren Element verbunden ist, beispielsweise über eine Vernietung und/oder Rastverbindung und/oder eine Nut-Feder-Verbindung und/oder eine Klemmverbindung und/oder eine weitere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindung, und/oder stoffschlüssig mit dem weiteren Element verbunden ist, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess. Durch eine derartige Ausgestaltung können insbesondere besonders vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein zuverlässiger Antrieb der Wischeinheit mittels der Antriebseinheit gewährleistet werden. Insbesondere kann ein Antrieb der Wischeinheit bereitgestellt werden, welcher insbesondere unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise kalte Temperaturen und/oder Schnee und/oder Eis oder dergleichen ist. Insbesondere wäre denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest ein mit dem Zugmitteltrieb verbundenes Vorspannelement aufweist. Das Vorspannelement ist insbesondere dazu vorgesehen, den Zugmitteltrieb in dem Betriebszustand vorzuspannen. Insbesondere könnte das Vorspannelement als ein federelastisches Element ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Antriebseinheit für jeden Zahnriemen des Zugmitteltriebs zumindest ein Vorspannelement aufweisen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere sowohl in Kombination mit den vorhergehenden Aspekten als auch einzeln betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen Gewindetrieb zum Antrieb der Wischeinheit aufweist. Insbesondere ist der Gewindetrieb als eine Gewindespindel ausgebildet. Insbesondere ist der Gewindetrieb zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig rotationssymmetrisch, insbesondere in Bezug auf zumindest eine Rotationsachse, ausgebildet. Vorteilhaft läuft die Rotationsachse parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Gewindetriebs und insbesondere durch einen querschnittlichen Mittelpunkt des Gewindetriebs. Unter einer „Haupterstreckungsebene“ einer Baueinheit soll eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten gedachten Quaders ist, welcher die Baueinheit gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Insbesondere ist der Gewindetrieb als ein stabförmiges Objekt ausgebildet, welches vorzugsweise eine profilierte Einkerbung aufweist. Insbesondere ist die profilierte Einkerbung vorteilhaft fortlaufend wendelartig ausgebildet. Denkbar wäre, dass die profilierte Einkerbung in einer Längsrichtung des Gewindetriebs betrachtet zumindest eine Unterbrechung aufweist. Denkbar wäre, dass der Gewindetrieb ein Außengewinde und/oder ein Innengewinde aufweist. Beispielsweise könnte der Gewindetrieb als eine Gewindestange ausgebildet sein. Denkbar wäre, dass der Gewindetrieb zumindest ein metrisches Gewinde umfasst. Ebenso wäre denkbar, dass der Gewindetrieb zumindest ein Zollgewinde umfasst. Beispielsweise könnte das Gewinde des Gewindetriebs als ein Superfeingewinde, alternativ als ein Feingewinde, alternativ als ein Normalgewinde, alternativ als ein Grobgewinde, ausgebildet sein. Insbesondere können durch die derartige Ausgestaltung vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion, insbesondere zumindest in Bezug auf eine Robustheit, bereitgestellt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere sowohl in Kombination mit den vorhergehenden Aspekten als auch einzeln betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen Seilzug zum Antrieb der Wischeinheit aufweist. Insbesondere ist der Seilzug dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand zum Antrieb der Wischeinheit zumindest eine Zugkraft an die Wischeinheit zu übertragen. Denkbar wäre, dass der Seilzug dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand zum Antrieb der Wischeinheit Zugkräfte an mehrere Seiten der Wischeinheit zu übertragen. Beispielsweise könnte der Seilzug als ein Bowden-Zug ausgebildet sein. Insbesondere wenn der Seilzug als ein Bowden-Zug ausgebildet ist, könnte der Seilzug insbesondere dazu vorgesehen sein, in dem Betriebszustand zum Antrieb der Wischeinheit zumindest eine Zugkraft und zumindest eine Druckkraft an die Wischeinheit zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass der Seilzug als ein Drahtseil ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich könnte der Seilzug als ein textiles Seil ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte der Seilzug als ein Kunststoffseil ausgebildet sein. Insbesondere ist der Seilzug ein biegeschlaffes Bauteil. Insbesondere ist der Seilzug zumindest im Wesentlichen und vorzugsweise vollständig rotationssymmetrisch, insbesondere in Bezug auf zumindest eine Rotationsachse, ausgebildet. Vorteilhaft läuft die Rotationsachse parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Seilzugs und insbesondere durch einen querschnittlichen Mittelpunkt des Seilzugs. Insbesondere ist der Seilzug, querschnittlich betrachtet, zumindest im Wesentlichen rund ausgebildet. Insbesondere ist der Seilzug frei von Zähnen und/oder Nocken oder dergleichen. Insbesondere könnte der Seilzug in einem Endabschnitt des Seilzugs eine Hülse, insbesondere eine Anpresshülse, aufweisen, mittels welcher der Seilzug an der Wischeinheit befestigt werden kann. Insbesondere können durch die derartige Ausgestaltung vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Konstruktion, insbesondere zumindest in Bezug auf eine Kosteneffizienz, erzielt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest eine Führungsschiene zur Führung der Wischeinheit entlang des Fensterelements aufweist, entlang welcher die Wischeinheit geführt ist. Insbesondere weist die Antriebseinheit zwei Führungsschienen zur Führung der Wischeinheit entlang des Fensterelements auf. Insbesondere ist die Wischeinheit an der Führungsschiene entlang des Fensterelements über zumindest ein Gleitlager und/oder über zumindest ein Kugellager oder dergleichen geführt. Insbesondere stellt die Führungsschiene eine reibarme Führung für die Wischeinheit entlang des Fensterelements bereit. Insbesondere stellt die Führungsschiene eine Führung für die Wischeinheit entlang des Fensterelements bereit, welche insbesondere einen Gleitreibungskoeffizienten von beispielsweise weniger als 0,2, vorteilhaft weniger als 0,1, besonders vorteilhaft weniger als 0,05, vorzugsweise weniger als 0,01 und besonders bevorzugt weniger als 0,005 aufweist. Beispielsweise wäre denkbar, dass die Führungsschiene als ein Profil, insbesondere als ein T-Profil und/oder als ein L-Profil und/oder als ein U-Profil ausgebildet ist, und zwar insbesondere zumindest in einem Teilbereich der Führungsschiene. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine zuverlässige Führung der Wischeinheit entlang des Fensterelements bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Verkanten der Wischeinheit in dem Betriebszustand vorteilhaft verhindert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest ein, entlang der Führungsschiene geführtes, Führungselement aufweist, welches die Wischeinheit mit dem Zugmitteltrieb verbindet. Insbesondere ist die Wischeinheit mittels des Führungselements an der Führungsschiene entlang des Fensterelements geführt. Insbesondere greift das Führungselement in die Führungsschiene ein.
Denkbar wäre zudem, dass das Führungselement die Führungsschiene in zumindest einem Teilbereich hintergreift. Insbesondere stellt die Führungsschiene eine reibarme Führung für das Führungselement der Antriebseinheit entlang des Fensterelements bereit. Insbesondere stellt die Führungsschiene eine Führung für das Führungselement der Antriebseinheit entlang des Fensterelements bereit, wobei das Führungselement der Antriebseinheit zu der Führungsschiene insbesondere einen Gleitreibungskoeffizienten von beispielsweise weniger als 0,2, vorteilhaft weniger als 0,1, besonders vorteilhaft weniger als 0,05, vorzugsweise weniger als 0,01 und besonders bevorzugt weniger als 0,005 aufweist. Insbesondere ist das Führungselement sowohl mit der Wischeinheit als auch mit dem Zugmitteltrieb verbunden. Vorzugsweise ist das Führungselement sowohl mit der Wischeinheit als auch mit zumindest einem Zahnriemen verbunden. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine zuverlässige Führung der Wischeinheit entlang des Fensterelements bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Verkanten der Wischeinheit in dem Betriebszustand vorteilhaft verhindert werden. Insbesondere kann eine robuste Verbindung zwischen dem Zugmitteltrieb und der Wischeinheit gewährleistet werden. Ferner kann eine Wartung der Wischeinheit vereinfacht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Führungsschiene parallel zu einem Rand des Fensterelements angeordnet ist. Denkbar wäre, dass sich die Führungsschiene über zumindest einen Großteil und vorzugsweise vollständig über eine gesamte Länge des Fensterelements erstreckt. Insbesondere ist die Führungsschiene parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Fensterelements angeordnet. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung“ eines Objekts soll dabei eine Richtung verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Insbesondere wenn die Antriebseinheit zwei Führungsschienen aufweist, erstrecken sich die zwei Führungsschienen an gegenüberliegenden Seiten des Fensterelements, und zwar insbesondere parallel zu dem Rand des Fensterelements, insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsrichtung des Fensterelements. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere eine besonders vorteilhafte lineare Führung bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Führung der Wischleiste über eine komplette Länge des Fensterelements und/oder Breite des Fensterelements bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit zumindest einen Elektromotor zum Antrieb des Zugmitteltriebs aufweist. Denkbar wäre, dass die Antriebseinheit eine Mehrzahl von zumindest zwei Elektromotoren zum Antrieb des Zugmitteltriebs aufweist. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest einen Elektromotor für jeden Zahnriemen des Zugmitteltriebs aufweist. Insbesondere in dem Betriebszustand treibt der Elektromotor den Zahnriemen und vorzugsweise die zwei Zahnriemen des Zugmitteltriebs an. Insbesondere in dem Betriebszustand treibt der Elektromotor der Antriebseinheit den Zugmitteltrieb, und zwar insbesondere den zumindest einen Zahnriemen, an. Beispielsweise könnte der zumindest eine Elektromotor als ein elektrischer Bürstenmotor, insbesondere ein Brushed-Motor, ausgebildet sein. Alternativ wäre denkbar, dass der zumindest eine Elektromotor als ein bürstenloser Elektromotor, insbesondere ein Brushless-Motor, ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich könnte der zumindest eine Elektromotor als ein Schrittmotor ausgebildet sein. Insbesondere ist zumindest ein Rotationselement des Elektromotors über zumindest ein weiteres Element zum Antrieb des Zugmitteltriebs mit dem Zugmitteltrieb verbunden. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere ein besonders effizienter Antrieb des Zugmitteltriebs gewährleistet werden. Insbesondere kann durch eine derartige Ausgestaltung erreicht werden, dass der Antrieb des Zugmitteltriebs vorteilhaft leise erfolgt. Insbesondere kann eine hohe Lebensdauer der Lidarvorrichtung erzielt werden. Insbesondere kann der Antrieb des Zugmitteltriebs vorteilhaft präzise erfolgen, und zwar insbesondere hinsichtlich einer zu erreichenden Drehzahl des Elektromotors und/oder hinsichtlich einer zu erreichenden Laufgeschwindigkeit des Zugmitteltriebs und folglich der Wischeinheit. Insbesondere kann die Wischeinheit durch eine derartige Ausgestaltung mit einer insbesondere präzisen Wischgeschwindigkeit über das Fensterelement geführt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit eine Antriebsrolle aufweist, über welche der Zugmitteltrieb antreibbar ist. Beispielsweise wäre denkbar, dass die Antriebseinheit für jeden Zahnriemen des Zugmitteltriebs eine eigene Antriebsrolle aufweist. Insbesondere weist die Antriebseinheit für jeden Zahnriemen des Zugmitteltriebs ein eigenes Rollenelement auf, welches zum Antrieb des jeweiligen Zahnriemens mit dem Zahnriemen verbunden ist. Insbesondere weist die Antriebseinheit eine gemeinsame Welle auf, welche mit den Rollenelementen rotationsfest verbunden ist. Insbesondere ist die gemeinsame Welle über die Antriebsrolle zu einem Antrieb mit dem Elektromotor verbunden. Insbesondere weist die Antriebsrolle eine Mehrzahl von Zähnen auf, welche insbesondere dazu vorgesehen sind, in zumindest einen Antriebsriemen der Antriebseinheit einzugreifen. Insbesondere ist der Antriebsriemen dazu vorgesehen, zumindest eine Rotationsbewegung von dem Elektromotor zu der gemeinsamen Welle zu übertragen. Insbesondere weisen die gemeinsamen Rollenelemente jeweils eine Mehrzahl von Zähnen auf, welche insbesondere dazu vorgesehen sind, in den jeweiligen Zahnriemen einzugreifen, insbesondere zumindest im Wesentlichen formschlüssig einzugreifen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere ein besonders vorteilhafter Antrieb der Wischeinheit bereitgestellt werden. Insbesondere können sämtliche Zahnriemen des Zugmitteltriebs vorteilhaft mit einer gleichen Antriebsgeschwindigkeit angetrieben werden. Vorzugsweise kann eine besonders vorteilhafte Kraftübertragung von dem Elektromotor, insbesondere über die Antriebseinheit, zu der Wischeinheit gewährleistet werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit dazu ausgelegt ist, den Zugmitteltrieb bidirektional anzutreiben. Insbesondere ist der Elektromotor der Antriebseinheit bidirektional betreibbar. Denkbar wäre, dass ein Richtungswechsel des bidirektional antreibbaren Zugmitteltriebs in dem Betriebszustand durch einen Richtungswechsel des Elektromotors erfolgt. Insbesondere könnte die Lidarvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweisen, welche den Richtungswechsel des Elektromotors auslöst. Denkbar wäre zudem, dass die Lidarvorrichtung mit einer im Fahrzeug vorhandenen Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden ist, welche in dem Betriebszustand den Richtungswechsel auslöst. Des Weiteren wäre denkbar, dass die Lidarvorrichtung zumindest ein Sensorelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, den Richtungswechsel auszulösen, wenn die Wischeinheit in einer Richtung vollständig über das Fensterelement gefahren ist. Ebenfalls wäre denkbar, dass ein Drehmoment den Richtungswechsel auslöst, welches beispielsweise über das Sensorelement erfasst werden kann und welches dann vorliegt, wenn die Wischeinheit nach einem vollständigen Wischen über das Fensterelement seitlich gegen ein Anschlagselement der Lidarvorrichtung stößt. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit“ soll eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Durch eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere erreicht werden, dass die Wischeinheit das Fensterelement in dem Betriebszustand bidirektional wischt. Insbesondere kann eine besonders vorteilhafte Reinigungsleistung erzielt werden. Ferner kann durch eine derartige Ausgestaltung, insbesondere durch die vorteilhafte Reinigungsleistung, eine Zuverlässigkeit der Lidareinheit erhöht werden. Insbesondere kann dadurch ferner eine Sicherheit des die Lidarvorrichtung aufweisenden Fahrzeugs weiter verbessert werden.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Zuverlässigkeit, und insbesondere einer Sicherheit, können erreicht werden, mit einem Fahrzeug mit zumindest einer Lidarvorrichtung.
Die Erfindung geht zudem aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Lidarvorrichtung mit einer Lidareinheit und mit zumindest einem Fensterelement, welches die Lidareinheit abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit, welche zu einer Reinigung des Fensterelements ausgebildet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Fensterelement durch die Reinigungseinheit zumindest mechanisch gereinigt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung des Verfahrens kann insbesondere eine besonders zuverlässige Reinigung und dadurch insbesondere ein besonders zuverlässiger Betrieb der Lidareinheit gewährleistet werden. Durch den insbesondere besonders zuverlässigen Betrieb der Lidareinheit kann ferner eine besonders vorteilhafte Sicherheit des die Lidarvorrichtung aufweisenden Fahrzeugs gewährleistet werden.
Die erfindungsgemäße Lidarvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Lidarvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 Ein Fahrzeug mit einer Lidarvorrichtung,
2 die Lidarvorrichtung mit einer Reinigungseinheit und mit einer Antriebseinheit in einer schematisch vereinfachten Darstellung und
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Lidarvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt ein Fahrzeug 34. Das Fahrzeug 34 umfasst eine Lidarvorrichtung 10. Das Fahrzeug 34 ist als ein Straßenfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Die Lidarvorrichtung 10 ist in einem Frontbereich des Fahrzeugs 34 angeordnet. Die Lidarvorrichtung 10 ist insbesondere in dem Frontbereich mit dem Fahrzeug 34 verbunden.
Die Lidarvorrichtung 10 weist eine Lidareinheit 12 auf (vgl. 2). Die Lidareinheit 12 umfasst mindestens einen Lidarsensor (nicht dargestellt). Zudem umfasst die Lidarvorrichtung 10 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fensterelement 16.
Das Fensterelement 16 deckt die Lidareinheit 12 ab. Das Fensterelement 16 ist dazu vorgesehen, die Lidareinheit 12 vor Umwelteinflüssen zu schützen und insbesondere vor Schmutz und/oder Feuchtigkeit abzuschirmen. Die Lidarvorrichtung 10 weist eine Reinigungseinheit 14 auf. Die Reinigungseinheit 14 ist zu einer Reinigung des Fensterelements 16 ausgebildet.
Die Reinigungseinheit 14 ist dazu vorgesehen, das Fensterelement 16 zumindest mechanisch zu reinigen. Die Reinigungseinheit 14 ist zudem dazu vorgesehen, das Fensterelement 16 mittels eines Reinigungsfluids zu reinigen. Zu einer Aufbringung des Reinigungsfluids auf das Fensterelement 16 weist die Reinigungseinheit 14 Fluiddüsen 36 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Reinigungseinheit 14 sechs Fluiddüsen 36 auf. Jeweils drei Fluiddüsen 36 sind gegenüberliegend um das Fensterelement 16 angeordnet.
Zu der mechanischen Reinigung des Fensterelements 16 weist die Reinigungseinheit 14 eine Wischeinheit 18 auf. Zudem weist die Reinigungseinheit 14 eine Antriebseinheit 20 auf. Die Antriebseinheit 20 bewegt die Wischeinheit 18 zu der Reinigung des Fensterelements 16 linear über das Fensterelement 16. Und zwar bewegt die Antriebseinheit 20 die Wischeinheit 18 zu der Reinigung des Fensterelements 16 bidirektional über das Fensterelement 16. Alternativ oder zusätzlich könnten die Fluiddüsen 36 auf der Wischeinheit 18 angeordnet sein.
Die Wischeinheit 18 weist zu der mechanischen Reinigung des Fensterelements 16 eine Wischlippe 38 auf. Die Wischlippe 38 ist zudem dazu vorgesehen, mittels der Fluiddüsen 36 auf das Fensterelement 16 gegebene Reinigungsfluid abzustreifen.
Die Antriebseinheit 20 weist einen Zugmitteltrieb 22 zum Antrieb der Wischeinheit 18 auf. Der Zugmitteltrieb 22 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Zahnriemen 40.
Die Antriebseinheit 20 weist zudem zwei Führungsschienen 24 zur Führung der Wischeinheit 18 entlang des Fensterelements 16 auf. Die Wischeinheit 18 ist entlang der Führungsschienen 24 über das Fensterelement 16 geführt.
Die Antriebseinheit 20 weist zudem zwei entlang der Führungsschiene 24 geführte Führungselemente 26 auf. Die Führungselemente 26 verbinden die Wischeinheit 18 mit dem Zugmitteltrieb 22, und zwar mit den zwei Zahnriemen 40 des Zugmitteltriebs. Beide Führungsschienen 24 sind parallel zu einem Rand 28 des Fensterelements 16 angeordnet.
Die Antriebseinheit 20 weist in dem dargestellten Beispiel einen Elektromotor 30 zum Antrieb des Zugmitteltriebs 22 auf. Der Elektromotor 30 ist in dem Betriebszustand zum Antrieb der beiden Zahnriemen 40 vorgesehen. In dem Betriebszustand treibt der Elektromotor 30 die beiden Zahnriemen 40 gemeinsam an.
Zudem weist die Antriebseinheit 20 eine Antriebsrolle 32 auf. Über die Antriebsrolle ist der Zugmitteltrieb 22, insbesondere die beiden Zahnriemen 40, antreibbar. Die Antriebseinheit 20 ist dazu ausgelegt, den Zugmitteltrieb 22 bidirektional anzutreiben, und zwar über die Antriebsrolle 32, welche eine gemeinsame Achse 42 der Antriebseinheit 20 antreibt. Die gemeinsame Achse 42 ist über zwei Kugellager (nicht dargestellt) gelagert.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Lidarvorrichtung 10. In einem ersten Verfahrensschritt 102 des Verfahrens 100 wird die Lidarvorrichtung 10 mit einer Lidareinheit 12 und mit zumindest einem Fensterelement 16, welches die Lidareinheit 12 abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit 14, welche zu einer Reinigung des Fensterelements 16 ausgebildet ist, bereitgestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt 104 des Verfahrens 100 wird das Fensterelement 16 durch die Reinigungseinheit 14 zumindest mechanisch gereinigt.

Claims

Lidarvorrichtung (10) mit einer Lidareinheit (12) und mit zumindest einem Fensterelement (16), welches die Lidareinheit (12) abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit (14), welche zu einer Reinigung des Fensterelements (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (14) dazu vorgesehen ist, das Fensterelement (16) zumindest mechanisch zu reinigen.
Lidarvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (14) zu der mechanischen Reinigung des Fensterelements (16) zumindest eine Wischeinheit (18) aufweist.
Lidarvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (14) eine Antriebseinheit (20) aufweist, welche die Wischeinheit (18) zu der Reinigung des Fensterelements (16) linear über das Fensterelement (16) bewegt.
Lidarvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) einen Zugmitteltrieb (22) zum Antrieb der Wischeinheit (18) aufweist.
Lidarvorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) zumindest eine Führungsschiene (24) zur Führung der Wischeinheit (18) entlang des Fensterelements (16) aufweist, entlang welcher die Wischeinheit (18) geführt ist.
Lidarvorrichtung (10) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) zumindest ein, entlang der Führungsschiene (24) geführtes, Führungselement (26) aufweist, welches die Wischeinheit (18) mit dem Zugmitteltrieb (22) verbindet.
Lidarvorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (24) parallel zu einem Rand (28) des Fensterelements (16) angeordnet ist.
Lidarvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) zumindest einen Elektromotor (30) zum Antrieb des Zugmitteltriebs (22) aufweist.
Lidarvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) eine Antriebsrolle (32) aufweist, über welche der Zugmitteltrieb (22) antreibbar ist.
Lidarvorrichtung (10) Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) dazu ausgelegt ist, den Zugmitteltrieb (22) bidirektional anzutreiben.
Fahrzeug mit einer Lidarvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren (100) zum Betrieb einer Lidarvorrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Lidareinheit (12) und mit zumindest einem Fensterelement (16), welches die Lidareinheit (12) abdeckt, und mit einer Reinigungseinheit (14), welche zu einer Reinigung des Fensterelements (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fensterelement (16) durch die Reinigungseinheit (14) zumindest mechanisch gereinigt wird.