DE102021130700A1

DE102021130700A1 - Sensorbaugruppe mit einem berührungslosen oberflächenreinigungssystem für kameras, sensoren, lidar und dergleichen

Info

Publication number: DE102021130700A1
Application number: DE102021130700.7A
Authority: DE
Inventors: Zhe Li; Yuchuan Liu; Bo Yang; Julien P. Mourou
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2022-08-25
Also published as: CN114951055A; US20220266802A1; US11453370B2; CN114951055B

Abstract

Eine Sensoranordnung umfasst einen Sensor und eine Abdeckung, die neben dem Sensor angeordnet ist, um den Sensor zu schützen. Die Abdeckung hat eine innere Abdeckungsoberfläche und eine äußere Abdeckungsoberfläche gegenüber der inneren Abdeckungsoberfläche. Die innere Abdeckungsoberfläche ist dem Sensor zugewandt, und die äußere Abdeckungsoberfläche ist vom Sensor abgewandt. Die Abdeckung hat eine erste Endwand und eine zweite Endwand, die in einer ersten Richtung von der ersten Endwand entfernt ist. Die Sensoranordnung umfasst ein Reinigungssystem mit einem Wischer, der entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung in der ersten Richtung bewegt werden kann, um die äußere Abdeckungsoberfläche zu reinigen. Der Wischer ist zumindest teilweise aus einem Wischermaterial hergestellt, und das Wischermaterial enthält ein hydrophiles Material, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zu ermöglichen.

Description

EINFÜHRUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Sensoren und insbesondere auf eine Sensorbaugruppe mit einem berührungslosen Oberflächenreinigungssystem für Kameras, Sensoren, Lidar und dergleichen.
Einige Fahrzeuge sind mit Sensoren ausgestattet, die verschiedene Parameter erkennen und/oder messen. Die Sensoren können Abdeckungen haben, die gereinigt werden sollten, damit die Sensoren optimal funktionieren. Insbesondere sollten verschiedene Verunreinigungen (z. B. Staub, Wasser, Schnee) von der Abdeckung des Sensors entfernt werden. Die Abdeckungen der Sensoren können auch hydrophile oder hydrophobe Beschichtungen aufweisen, die bei der Reinigung eine unzureichende Verschleißfestigkeit aufweisen. Um diese Probleme zu lösen, enthält die hier vorgestellte Sensoranordnung ein Reinigungssystem, das die Außenflächen der Abdeckung reinigen kann, ohne die Außenfläche der Abdeckung zu berühren.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine Sensoranordnung mit einem Reinigungssystem. Die Sensoranordnung umfasst einen Sensor und eine neben dem Sensor angeordnete Abdeckung zum Schutz des Sensors. Die Abdeckung hat eine innere Abdeckungsoberfläche und eine äußere Abdeckungsoberfläche gegenüber der inneren Abdeckungsoberfläche. Die innere Abdeckungsoberfläche ist dem Sensor zugewandt, und die äußere Abdeckungsoberfläche ist vom Sensor abgewandt. Die Abdeckung hat eine erste Endwand und eine zweite Endwand, die in einer ersten Richtung von der ersten Endwand entfernt ist. Das Reinigungssystem umfasst mindestens eine Schiene und einen Wischer, der von der mindestens einen Schiene getragen wird, um eine lineare Bewegung des Wischers entlang einer äußeren Abdeckungsoberfläche einer Abdeckung zu führen. Der Wischer ist entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung in der ersten Richtung beweglich, um die äußere Abdeckungsoberfläche zu reinigen. Der Wischer ist zumindest teilweise aus einem Wischermaterial hergestellt, und das Wischermaterial enthält ein hydrophiles Material, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zu ermöglichen. Der Wischer und die äußere Abdeckungsoberfläche sind durch einen Spalt voneinander beabstandet, um die Abnutzung der Abdeckung während der Reinigung der äußeren Abdeckungsoberfläche mit dem Wischer zu minimieren.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wischer eine Reinigungsfläche und eine äußere Stützfläche gegenüber der Reinigungsfläche aufweisen. Die Reinigungsfläche ist von der äußeren Stützfläche entlang einer zweiten Richtung beabstandet. Die Reinigungsfläche des Wischers ist der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zugewandt. Der Spalt hat eine Dicke zwischen 100 Mikrometern und 500 Mikrometern, um die Reinigung zu maximieren und gleichzeitig die Abnutzung der äußeren Abdeckungsoberfläche zu minimieren. Der Spalt kann auch größer als 500 Mikrometer sein. Die Dicke des Spalts wird von der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bis zur Reinigungsfläche des Wischers entlang der zweiten Richtung gemessen, wobei die zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung verläuft. Das System kann mehrere Wischer haben. Die relativen Wischer können sich entweder in die gleiche Richtung relativ zur Außenfläche der Abdeckung oder in entgegengesetzte Richtungen relativ zur Außenfläche der Abdeckung bewegen. Die Relativbewegung kann entweder durch die Kombination der Bewegung der Wischer auf der feststehenden Abdeckung oder durch die Kombination von feststehenden Wischern auf der sich bewegenden Abdeckung erreicht werden.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Abdeckung aus einem transparenten Material bestehen, und das Wischermaterial kann weicher sein als das transparente Material, um den Verschleiß der Abdeckung zu minimieren. Das Reinigungssystem kann ferner einen Reiniger umfassen, der neben der Abdeckung angeordnet ist, damit der Wischer direkt mit dem Reiniger in Berührung kommt, wenn sich der Wischer in der ersten Richtung relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt. Der Wischer ist entlang des Reinigers beweglich, um Wasser von dem Wischer zu entfernen, wenn der Wischer den Reiniger berührt.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Reinigungssystem ferner einen ersten Reiniger und einen zweiten Reiniger umfassen. Der erste Reiniger ist angrenzend an die erste Endwand der Abdeckung angeordnet, damit der Wischer direkt mit dem ersten Reiniger in Kontakt kommt, wenn sich der Wischer relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt. Der zweite Reiniger ist neben der zweiten Endwand der Abdeckung angeordnet, damit der Wischer direkt mit dem zweiten Reiniger in Berührung kommt, wenn sich der Wischer relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt. Der zweite Reiniger ist vom ersten Reiniger in der ersten Richtung beabstandet. Sowohl der erste Reiniger als auch der zweite Reiniger sind so konfiguriert, dass sie Wasser vom Wischer entfernen, wenn der Wischer direkt mit dem ersten Reiniger bzw. dem zweiten Reiniger in Kontakt kommt.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist/sind der/die Wischer relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zwischen dem ersten Reiniger und dem zweiten Reiniger hin und her bewegbar. Der erste Reiniger ist von der ersten Endwand in der ersten Richtung durch einen ersten Hohlraum beabstandet, damit das von der äußeren Abdeckungsoberfläche durch den Wischer entfernte Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche wegfließen kann. Die zweite Endwand ist von dem zweiten Reiniger in der ersten Richtung durch einen zweiten Hohlraum beabstandet, damit das von der äußeren Abdeckungsoberfläche durch den Wischer entfernte Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche wegfließen kann.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Abdeckung eine Beschichtung enthalten. Die Beschichtung ist auf der äußeren Oberfläche der Abdeckung angeordnet. Die Beschichtung kann aus einem hydrophoben Material bestehen, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu ermöglichen, wenn sich der Wischer entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche bewegt.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält die Abdeckung eine Beschichtung. Die Beschichtung ist auf der äußeren Oberfläche der Abdeckung angeordnet. Die Beschichtung kann aus dem hydrophilen Material hergestellt sein, um den Wischer beim Sammeln von Wasser auf der äußeren Abdeckungsoberfläche zu unterstützen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Reinigungssystem außerdem eine Heizung umfassen, die in thermischer Verbindung mit dem Wischer steht. Die Heizung ist so konfiguriert, dass sie thermische Energie auf den Wischer anwendet, um das Entfernen von Schnee von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu unterstützen. Der Wischer kann eine keilförmige Wischerkante aufweisen, um die Entfernung von Ablagerungen von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu ermöglichen.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein Fahrzeugsystem mit der oben beschriebenen Sensoranordnung. Das Fahrzeugsystem kann eine Fahrzeugkarosserie und eine Vielzahl von Rädern umfassen. Eine oder mehrere der beschriebenen Sensorbaugruppen können mit der Fahrzeugkarosserie gekoppelt werden.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre in Verbindung mit den beigefügten Figuren leicht ersichtlich.
Figurenliste
Die beigefügten Figuren, die Bestandteil dieser Beschreibung sind, veranschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der Offenbarung.

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Sensorbaugruppen.
2 ist eine schematische Seitenansicht einer der Sensoranordnungen von 1, wobei die Sensoranordnung ein Reinigungssystem enthält.
2A ist eine schematische, seitlich vergrößerte Ansicht der Sensoranordnung von 1, aufgenommen um den Bereich A von 2.
2B ist eine schematische, seitlich vergrößerte Ansicht der Sensoranordnung von 1, aufgenommen um den Bereich B von 2.
3 ist eine schematische Vorderansicht der Sensoranordnung von 2, die das Reinigungssystem zeigt.
4 ist eine schematische Draufsicht auf einen Wischer des in 2 gezeigten Reinigungssystems, wobei der Wischer eine flache Reinigungsfläche aufweist.
5 ist eine schematische Draufsicht auf einen Wischer des in 2 gezeigten Reinigungssystems, wobei der Wischer eine Reinigungsfläche mit einer Rechteckwellenform aufweist.
6 eine schematische Draufsicht auf einen Wischer des in 2 dargestellten Reinigungssystems, wobei der Wischer eine Reinigungsfläche mit abgerundeten Vorsprüngen aufweist.
7 ist eine schematische Draufsicht auf einen Wischer des Reinigungssystems von 2, wobei der Wischer eine Reinigungsfläche mit scharfen Vorsprüngen aufweist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende detaillierte Beschreibung bestimmter Ausführungsformen werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden. Wenn hierin ein Element oder ein Schritt in der Einzahl genannt wird und das Wort „ein“ oder „eine“ vorangestellt wird, ist dies nicht so zu verstehen, dass die Mehrzahl der Elemente oder Schritte ausgeschlossen ist. Ferner sind Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ nicht so zu verstehen, dass sie das Vorhandensein weiterer Ausführungsformen ausschließen, die ebenfalls die genannten Merkmale aufweisen. Außerdem können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „aufweisen“, zusätzliche Elemente enthalten, die diese Eigenschaft nicht aufweisen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
In Bezug auf 1 umfasst ein Fahrzeugsystem 100 eine Fahrzeugkarosserie 102 und eine Vielzahl von Rädern 104. Zusätzlich zu den Rädern 104 kann das Fahrzeugsystem 100 eine Vielzahl von Reifen 106 umfassen, die jeweils mit einem der Räder 104 verbunden sind. Das Fahrzeugsystem 100 umfasst ferner eine oder mehrere Sensoranordnungen 108, die mit der Fahrzeugkarosserie 102 verbunden sind. Die Sensoranordnung 108 ist so konfiguriert, dass sie die Bedingungen um das Fahrzeugsystem 100 herum erfasst und/oder misst.
Unter Bezugnahme auf die 2, 2A, 2B und 3 umfasst die Sensoranordnung 108 einen Sensor 110 zur Erfassung und/oder Messung von Bedingungen im Umfeld des Fahrzeugsystems 100. Der Begriff „Sensor“ bezeichnet eine Vorrichtung, die auf einen physikalischen Reiz (wie Wärme, Licht, Schall, Druck, Magnetismus oder eine bestimmte Bewegung) reagiert und einen daraus resultierenden Impuls überträgt (z. B. zur Messung oder zur Betätigung einer Steuerung). Als nicht einschränkende Beispiele kann der Sensor 110 ein Lidar, ein Radar, eine Kamera oder Ähnliches sein oder umfassen. Die Sensoranordnung 108 umfasst ferner eine Abdeckung 112, die neben dem Sensor 110 angeordnet ist, um den Sensor 110 zu schützen. Die Abdeckung 112 kann ganz oder teilweise aus einem transparenten Material bestehen, um die Übertragung von Licht oder anderen elektromagnetischen Wellen vom Sensor 110 in die äußere Umgebung zu ermöglichen.
Die Abdeckung 112 kann durch eine oder mehrere Stützen 114 verbunden sein. Die Stützen 114 können z. B. als Balken ausgebildet sein und sind jeweils so konfiguriert, dass sie die Abdeckung 112 in einer festen Position relativ zum Sensor 110 halten. Insbesondere sind die Stützen 114 direkt mit der Abdeckung 112 verbunden, um die Abdeckung 112 an einer Stelle neben dem Sensor 110 zu halten.
Die Abdeckung 112 hat eine innere Abdeckungsoberfläche 116 und eine äußere Abdeckungsoberfläche 118 gegenüber der inneren Abdeckungsoberfläche 116. Die innere Abdeckungsoberfläche 116 ist dem Sensor 110 zugewandt, und die äußere Abdeckungsoberfläche 118 ist vom Sensor 110 abgewandt. Außerdem hat die Abdeckung 112 eine erste Endwand 120 und eine zweite Endwand 122 gegenüber der ersten Endwand 120. Die zweite Endwand 122 ist entlang einer ersten Richtung FD von der ersten Endwand 120 beabstandet. Die erste Endwand 120 verbindet die innere Abdeckungsoberfläche 116 direkt mit der äußeren Abdeckungsoberfläche 118. Die zweite Endwand 122 verbindet die innere Abdeckungsoberfläche 116 direkt mit der äußeren Abdeckungsoberfläche 118. Die innere Abdeckungsoberfläche 116 ist von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 entlang einer zweiten Richtung SD beabstandet. Die zweite Richtung SD verläuft rechtwinklig zur ersten Richtung FD. Die Abdeckung 112 kann daher entlang der ersten Richtung FD langgestreckt sein, um den Sensor 110 vollständig vor anderen Gegenständen zu schützen.
Die Sensoreinheit 108 umfasst ein Reinigungssystem 124 zur Reinigung der Abdeckung 112. Als nicht einschränkende Beispiele ist das Reinigungssystem 124 so konfiguriert, dass es die äußere Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 von Schutt, Wasser, Schnee, Insekten, Schmutz, Staub und anderen Verunreinigungen reinigt und dadurch die Genauigkeit des Sensors 110 erhöht. Das Reinigungssystem 124 umfasst einen Wischer 126, der relativ zur Abdeckung 112 entlang der ersten Richtung FD beweglich ist. Insbesondere ist der Wischer 126 entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 in der durch die Doppelpfeile DA angegebenen Richtung beweglich, um die äußere Abdeckungsoberfläche 118 zu reinigen. Die Doppelpfeile DA verlaufen parallel zur ersten Richtung FD. Der Wischer 126 besteht teilweise oder ganz aus einem Wischmaterial. Dieses Wischermaterial enthält ein hydrophiles Material, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 zu ermöglichen, wenn sich der Wischer 126 entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 bewegt. Die Profilform des Wischers 126 kann flach, rund, gekrümmt oder anders geformt sein. Die Abdeckung 112 kann eine zylindrische, gekrümmte Form haben. Die Dicke des Wischers 126 kann je nach Wetterbedingungen unterschiedlich sein. Der Wischer 126 kann je nach Bedarf transparent oder undurchsichtig sein.
Das Reinigungssystem 124 kann eine oder mehrere Schienen 128 zur Unterstützung des Wischers 126 umfassen. Die Schienen 128 stützen daher den Wischer 126 und führen die lineare Bewegung des Wischers 126 entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 in der durch die Doppelpfeile DA angegebenen Richtung. Die Relativbewegung kann entweder durch die Kombination der Bewegung der Wischer 126 auf einer feststehenden Abdeckung 112 oder durch die Kombination von feststehenden Wischern 126 auf einer sich bewegenden Abdeckung 112 erfolgen.
Das Reinigungssystem 124 umfasst ferner einen Aktuator 130, der in der Lage ist, den Wischer 126 relativ zur Abdeckung 112 in der durch die Doppelpfeile DA angegebenen Richtung zu bewegen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Stellglied 130 ein Elektromotor oder eine andere Vorrichtung sein oder umfassen, die geeignet ist, den Wischer 126 relativ zur Abdeckung 112 in der durch die Doppelpfeile DA angegebenen Richtung zu bewegen.
Das Reinigungssystem 124 kann ferner eine Heizung umfassen, die mit dem Wischer 126 in thermischer Verbindung steht. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Heizung 132 eine elektrische Heizung sein. Die Heizung 132 ist so konfiguriert, dass sie dem Wischer 126 Wärmeenergie zuführt, um die Entfernung von Schnee oder anderen Feststoffen von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 zu unterstützen, wenn sich der Wischer 126 entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 in der durch die Doppelpfeile DA angegebenen Richtung bewegt. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Heizelement 132 auf einer Ein/Aus-Basis betrieben werden.
Mit Bezug auf 2 und 2A sind der Wischer 126 und die äußere Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 durch einen Spalt G voneinander beabstandet, um die Abnutzung der Abdeckung 112 während der Reinigung der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 mit dem Wischer 126 zu minimieren. Der Wischer 126 hat eine Reinigungsfläche 134 und eine äußere Stützfläche 136 gegenüber der Reinigungsfläche 134. Die Reinigungsfläche 134 ist so konfiguriert, dass sie die Abdeckung 112 reinigt und entlang der zweiten Richtung SD von der äußeren Stützfläche 136 beabstandet ist. Die Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 ist der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 zugewandt. Die äußere Stützfläche 136 des Wischers 126 ist von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 abgewandt und so gestaltet, dass sie beispielsweise die Heizung 132 trägt. Der Spalt G hat eine Dicke T, die zwischen 100 Mikrometern und 500 Mikrometern liegt, um die Reinigung zu maximieren und gleichzeitig die Abnutzung der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 zu minimieren. Der Spalt G kann größer als 500 Mikrometer sein. Die Dicke T des Spalts G wird von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 bis zur Reinigungsfläche 134 des Wischers entlang der zweiten Richtung SD gemessen. Wie bereits erwähnt, verläuft die zweite Richtung SD senkrecht zur ersten Richtung FD, und die erste Richtung FD ist parallel zu den Doppelpfeilen DA. Die Oberflächenrauhigkeit der Reinigungsfläche 134 kann auf einen höheren Wert optimiert werden, um die Wasserentfernungswirkung zu verbessern. Der Wischer 126 kann eine oder mehrere keilförmige Abstreifkanten 125 aufweisen, um die Entfernung von Schmutz von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu ermöglichen.
Wie in den 2, 2A, 2B und 3 gezeigt, besteht der Wischer 126 ganz oder teilweise aus einem Wischermaterial, das weicher ist als das transparente Material, aus dem die Abdeckung 112 besteht, um den Verschleiß der Abdeckung 112 zu minimieren. Reibungs- und verschleißmindernde Beschichtungen können auch auf den/die Wischer 12 aufgebracht werden, um den Verschleiß der Abdeckung weiter zu minimieren. Das Wischermaterial kann ein metallisches Material sein, das hydrophil ist.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Reinigungssystem 124 einen ersten Reiniger 138 und einen zweiten Reiniger 140. Der Begriff „Reiniger“ bezeichnet ein Gerät oder eine Maschine zum Reinigen, wie z. B. eine Bürste. Als nicht einschränkendes Beispiel kann der erste Reiniger 138 und/oder der zweite Reiniger 140 eine Bürste, ein Wischtuch oder ein anderes Gerät aus einem saugfähigen Material sein oder umfassen. Der erste Reiniger 138 ist angrenzend an die erste Endwand 120 der Abdeckung 112 angeordnet, damit der Wischer 126 direkt mit dem ersten Reiniger 138 in Kontakt kommt, wenn sich der Wischer 126 relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 bewegt. Der zweite Reiniger 140 ist angrenzend an die zweite Endwand 122 der Abdeckung 112 angeordnet, damit der Wischer 126 direkt mit dem zweiten Reiniger 140 in Kontakt kommt, wenn sich der Wischer 126 relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 bewegt. Der zweite Reiniger 140 ist von dem ersten Reiniger 138 entlang der ersten Richtung FD beabstandet. Sowohl der erste Reiniger 138 als auch der zweite Reiniger 140 sind so konfiguriert, dass sie Wasser vom Wischer 126 entfernen, wenn der Wischer 126 mit dem jeweiligen ersten Reiniger 138 oder dem zweiten Reiniger 140 in Kontakt kommt. Während die dargestellte Ausführungsform den ersten Reiniger und den zweiten Reiniger zeigt, ist es denkbar, dass das Reinigungssystem 124 mehr oder weniger Reiniger umfassen kann.
Der/die Wischer 126 ist/sind relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 zwischen (und einschließlich) dem ersten Reiniger 138 und dem zweiten Reiniger 140 hin- und herbewegbar. Die Geschwindigkeit des Wischers 126 kann je nach den besonderen Bedürfnissen optimiert werden. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des Wischers 126 1 Meter pro Sekunde betragen, um Wasser oder Schmutz schnell und effizient von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 zu entfernen. In einem anderen Beispiel kann die Geschwindigkeit des Wischers 126 0,5 Meter pro Sekunde betragen, um die Menge an Wasser oder Schmutz zu maximieren, die von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 der Abdeckung 112 entfernt wird. Der erste Reiniger 138 ist von der ersten Endwand 120 in der ersten Richtung FD um eine erste Lücke FV beabstandet, damit das Wasser (oder eine andere Flüssigkeit), das durch den Wischer 126 von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 entfernt wird, von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 wegfließen kann. Die zweite Endwand 122 ist von dem zweiten Reiniger 140 in der ersten Richtung FD durch einen zweiten Hohlraum SV beabstandet, damit das von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 durch den Wischer 126 entfernte Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 wegfließen kann.
Wie in den 2 und 2B gezeigt, enthält die Abdeckung 112 eine Beschichtung 142. Die Beschichtung 142 ist auf der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 angeordnet. Die Beschichtung 142 kann ganz oder teilweise aus einem hydrophoben Material bestehen, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 zu ermöglichen, wenn sich der Wischer 126 entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 bewegt. Alternativ kann die Beschichtung 142 ganz oder teilweise aus einem hydrophilen Material bestehen, um den Wischer 126 beim Auffangen von Wasser auf der äußeren Abdeckungsoberfläche 118 zu unterstützen.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 kann je nach den besonderen Anforderungen oder der Umgebung variieren. Wie in 4 dargestellt, kann die Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 beispielsweise flach und plan sein, um die Herstellung des Wischers 126 zu ermöglichen. In einem anderen Beispiel, wie in 5 gezeigt, hat die Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 eine einstufige Struktur mit einer Rechteckwellenform, um den Wasserentfernungseffekt zu verbessern. In einem weiteren Beispiel, wie in 6 dargestellt, weist die Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 eine einstufige Struktur mit abgerundeten Vorsprüngen 144 auf, um die Wasserentfernungswirkung zu verbessern. In einem anderen Beispiel, wie in 7 dargestellt, hat die Reinigungsfläche 134 des Wischers 126 eine zweistufige Struktur mit scharfen Vorsprüngen 146, um den Wasserabscheideeffekt zu verbessern.
Ein System, eine Vorrichtung, eine Struktur, ein Gegenstand, ein Element, eine Komponente oder eine Hardware, die für die Ausführung einer bestimmten Funktion „konfiguriert“ ist, ist in der Tat in der Lage, die bestimmte Funktion ohne Änderungen auszuführen, und hat nicht nur das Potenzial, die bestimmte Funktion nach weiteren Änderungen auszuführen. Mit anderen Worten: Das System, der Apparat, die Struktur, der Gegenstand, das Element, die Komponente oder die Hardware, die zur Ausführung einer bestimmten Funktion „konfiguriert“ ist, wird speziell für die Ausführung der bestimmten Funktion ausgewählt, geschaffen, implementiert, verwendet, programmiert und/oder entworfen. Wie hierin verwendet, bezeichnet „konfiguriert für“ bestehende Eigenschaften eines Systems, einer Vorrichtung, einer Struktur, eines Artikels, eines Elements, einer Komponente oder einer Hardware, die es dem System, der Vorrichtung, der Struktur, dem Artikel, dem Element, der Komponente oder der Hardware ermöglichen, die angegebene Funktion ohne weitere Modifikation auszuführen. Für die Zwecke dieser Offenbarung kann ein System, eine Vorrichtung, eine Struktur, ein Artikel, ein Element, eine Komponente oder eine Hardware, das/die als „konfiguriert, um“ eine bestimmte Funktion auszuführen, beschrieben wird, zusätzlich oder alternativ als „angepasst, um“ und/oder als „betriebsfähig, um“ diese Funktion auszuführen, beschrieben werden.
Die Begriffe „bestehend aus“, „einschließlich“ und „mit“ sind allumfassend und spezifizieren daher das Vorhandensein bestimmter Merkmale, Schritte, Vorgänge, Elemente oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Schritte, Vorgänge, Elemente oder Komponenten nicht aus. Die Reihenfolge der Schritte, Prozesse und Vorgänge kann, wenn möglich, geändert werden, und es können zusätzliche oder alternative Schritte verwendet werden. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff „oder“ schließt alle Kombinationen der aufgeführten Elemente ein. Der Begriff „jedes von“ umfasst jede mögliche Kombination der aufgeführten Punkte, einschließlich „jedes von“ den aufgeführten Punkten. Der Begriff „irgendeines von“ schließt jede mögliche Kombination der in den beigefügten Ansprüchen aufgeführten Ansprüche ein, einschließlich „irgendeines von“ den aufgeführten Ansprüchen.
Die Figuren der hier beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis für die Struktur der verschiedenen Ausführungsformen vermitteln. Die Figuren sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Geräten und Systemen dienen, die die hier beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen sind für den Fachmann bei der Durchsicht der Offenbarung offensichtlich. Andere Ausführungsformen können verwendet und von der Offenbarung abgeleitet werden, so dass strukturelle und logische Substitutionen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Offenbarung zu verlassen. Jedes Merkmal einer Ausführungsform kann in Kombination mit oder anstelle eines anderen Merkmals oder Elements in einer anderen Ausführungsform verwendet werden, sofern dies nicht ausdrücklich eingeschränkt ist. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren eher als illustrativ denn als einschränkend zu betrachten.

Claims

Sensoranordnung, umfassend: einen Sensor; eine Abdeckung, die neben dem Sensor angeordnet ist, um den Sensor zu schützen, wobei die Abdeckung eine innere Abdeckungsoberfläche und eine äußere Abdeckungsoberfläche gegenüber der inneren Abdeckungsoberfläche aufweist, die innere Abdeckungsoberfläche dem Sensor zugewandt ist und die äußere Abdeckungsoberfläche von dem Sensor abgewandt ist, wobei die Abdeckung eine erste Endwand und eine zweite Endwand aufweist, die von der ersten Endwand entlang einer ersten Richtung beabstandet ist; einen Wischer, der entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung in der ersten Richtung beweglich ist, um die äußere Abdeckungsoberfläche zu reinigen; wobei der Wischer zumindest teilweise aus einem Wischermaterial hergestellt ist und das Wischermaterial ein hydrophiles Material enthält, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zu ermöglichen; und wobei der Wischer und die äußere Abdeckungsoberfläche durch einen Spalt voneinander beabstandet sind, um die Abnutzung der Abdeckung während der Reinigung der äußeren Abdeckungsoberfläche mit dem Wischer zu minimieren.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei der Wischer eine Reinigungsfläche und eine äußere Stützfläche gegenüber der Reinigungsfläche aufweist, die Reinigungsfläche von der äußeren Stützfläche entlang einer zweiten Richtung beabstandet ist, die Reinigungsfläche des Wischers der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zugewandt ist, der Spalt eine Dicke aufweist, die zwischen 100 Mikrometer und 500 Mikrometer liegt, um die Reinigung zu maximieren, während die Abnutzung der äußeren Abdeckungsoberfläche minimiert wird, die Dicke des Spalts von der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zu der Reinigungsoberfläche des Wischers entlang der zweiten Richtung gemessen wird und die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung aus einem transparenten Material besteht und das Wischermaterial weicher ist als das transparente Material, um den Verschleiß der Abdeckung zu minimieren.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Reiniger, der neben der Abdeckung angeordnet ist, damit der Wischer direkt mit dem Reiniger in Berührung kommt, wenn sich der Wischer in der ersten Richtung relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt, und der Wischer entlang des Reinigers bewegt werden kann, um Wasser vom Wischer zu entfernen, wenn der Wischer den Reiniger berührt.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Reiniger und einen zweiten Reiniger, wobei der erste Reiniger angrenzend an die erste Endwand der Abdeckung angeordnet ist, damit der Wischer den ersten Reiniger direkt berühren kann, wenn sich der Wischer relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt, der zweite Reiniger angrenzend an die zweite Endwand der Abdeckung angeordnet ist, um es dem Wischer zu ermöglichen, direkt mit dem zweiten Reiniger in Kontakt zu kommen, wenn sich der Wischer relativ zu der äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung bewegt, der zweite Reiniger entlang der ersten Richtung von dem ersten Reiniger beabstandet ist und sowohl der erste Reiniger als auch der zweite Reiniger so konfiguriert ist, dass er Wasser von dem Wischer entfernt, wenn der Wischer direkt mit dem ersten Reiniger bzw. dem zweiten Reiniger in Kontakt kommt.
Sensoranordnung nach Anspruch 5, wobei der Wischer relativ zur äußeren Abdeckungsoberfläche der Abdeckung zwischen dem ersten Reiniger und dem zweiten Reiniger hin- und herbewegt werden kann, wobei der erste Reiniger von der ersten Endwand in der ersten Richtung durch einen ersten Hohlraum beabstandet ist, damit das durch den Wischer von der äußeren Abdeckungsoberfläche entfernte Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche wegfließen kann, und die zweite Endwand von dem zweiten Reiniger in der ersten Richtung durch einen zweiten Hohlraum beabstandet ist, damit das durch den Wischer von der äußeren Abdeckungsoberfläche entfernte Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche wegfließen kann.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung eine Beschichtung aufweist, die Beschichtung auf der äußeren Abdeckungsoberfläche angeordnet ist und die Beschichtung aus einem hydrophoben Material besteht, um die Entfernung von Wasser von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu ermöglichen, wenn sich der Wischer entlang der äußeren Abdeckungsoberfläche bewegt.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung eine Beschichtung aufweist, die Beschichtung auf der äußeren Abdeckungsoberfläche angeordnet ist und die Beschichtung aus dem hydrophilen Material hergestellt ist, um den Wischer beim Sammeln von Wasser auf der äußeren Abdeckungsoberfläche zu unterstützen.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Heizung, die in thermischer Verbindung mit dem Wischer steht, wobei die Heizung so konfiguriert ist, dass sie dem Wischer thermische Energie zuführt, um die Entfernung von Schnee von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu unterstützen.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei der Wischer eine keilförmige Wischerkante aufweist, um das Entfernen von Schmutz von der äußeren Abdeckungsoberfläche zu ermöglichen.