DE102022117219A1

DE102022117219A1 - Flüssigkeitsgelagerte optische Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022117219A1
Application number: DE102022117219.8A
Authority: DE
Inventors: Tobias Bialetzki
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2024-01-11
Also published as: CN117693449A; WO2024012836A1

Abstract

Zum Zwecke einer Verbesserung einer optische Sensorvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (5) ist eine optische Sensorvorrichtung (1) mit einer an einem Linsengehäuse (15) angeordneten optischen Linse (20), mit einem Abdeckmittel (35), das eingerichtet ist, mindestens die optische Linse (20) abzudecken, mit einem Lagerungsmittel (40), das eingerichtet ist, das Abdeckmittel (35) zu lagern, mit einem Antriebsmittel (65), das eingerichtet ist, mindestens das Abdeckmittel (35) relativ zu der Linse (20) zu bewegen, und mit einem Reinigungsmittel (50), das eingerichtet ist, das Abdeckmittel (35) zu benetzen, vorgesehen, bei der das Lagerungsmittel (40) ein von dem Reinigungsmittel (50) gespeistes Fluidlager aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1, eine hiermit ausgestattete Kameravorrichtung gemäß Anspruch 6, eine hiermit ausgestattete Radarvorrichtung gemäß Anspruch 7 sowie ein hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8.
In Kraftfahrzeugen werden mehr und mehr optische Sensorvorrichtungen verbaut, die insbesondere bei Kamerasystemen oder Radarsystemen Verwendung finden. Nachdem die darin vorhandenen optischen Sensoren mitunter recht harschen Umweltbedingungen ausgesetzt sind, existiert der Wunsch, diese vermittels geeigneter Vorrichtungen reinigen zu können. So sind aus der DE 10 2013 006 686A1 , der DE 10 2018 006 529 A1 , der DE 102018 116 822 A1 , der DE 102020 107 394 A1 und der DE 10 2021 004 644 A1 jeweils Sensoren bekannt, die sich in einem drehbaren Gehäuse befinden und bei einer geeigneten Bewegung über einen zugeordneten Abstreifer und/oder durch Benetzung durch ein Reinigungsmittel gereinigt werden. Die Bewegung selbst erfolgt jeweils über eine elektromotorische Antriebsvorrichtung, wobei die Lagerung des jeweiligen Gehäuses bei den aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren in nachteiliger Weise entweder nicht näher dargestellt wird oder vergleichsweise aufwändig ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu überwinden.
Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weist eine an einem Linsengehäuse angeordnete optische Linse (die auch als Linsenstack ausgebildet sein kann) auf, die durch ein Abdeckmittel abgedeckt ist. Die Linse ist, wie an sich bekannt, mit einer Elektronik wirkverbunden, die ihrerseits insbesondere mit einer an sich bekannten Elektronik einer Kameravorrichtung und/oder einer Bordelektronik eines Kraftfahrzeuges wirkverbunden ist. Es sei angemerkt, dass die Sensorvorrichtung Licht aus dem für ein menschliches Auge wahrnehmbaren Spektrum und/oder Licht aus dem für ein menschliches Auge nicht wahrnehmbaren Spektrum zu detektieren vermag. Hierzu ist das Abdeckmittel optisch durchlässig, so dass von dem Sensor ausgegebene oder aufgenommene Strahlung von einem in der Sensorvorrichtung befindlichen Sensor detektiert werden kann. Das Abdeckmittel selbst wird von einem Lagerungsmittel gelagert und ist relativ zu der Linse durch ein Antriebsmittel bewegbar. Zum Zwecke einer Reinigung des Abdeckmittels ist ein Reinigungsmittel vorgesehen, das das Abdeckmittel in Form einer Reinigungsflüssigkeit benetzt.
Die erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Lagerungsmittel ein von dem Reinigungsmittel gespeistes Fluidlager aufweist. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine einfache und gleichzeitig zuverlässige, leicht zu bewerkstelligende Bewegung des Abdeckmittels bei gleichzeitig guter Reinigungsqualität ermöglicht.
Die Frequenz der Reinigung und/oder die Verweildauer des zu reinigenden Abschnittes können je nach Anwendungsfall, insbesondere nach Art und/oder Schwere der Verschmutzung des vor der Linse befindlichen Abschnittes des Abdeckmittels, abhängig gewählt werden. Insbesondere ist es möglich, die Reinigung zyklisch oder laufend durchzuführen.
Insgesamt ist es mit der erfindungsgemäßen optischen Sensorvorrichtung möglich, in vorteilhafter Weise eine hohe Reinigungseffizienz zu erzielen, was die Notwendigkeit eines Mitführens großer Mengen an Reinigungsmitteln und die Bereitstellung großen Bauraumes, insbesondere in einem entsprechend ausgestatteten Kamerasystem, Radarsystem oder Kraftfahrzeug, entbehrlich macht.
Dem Grundsatz nach kann eine gewünschte Bewegung des Abdeckmittels über einen an sich aus dem Stand der Technik bekannten, insbesondere elektromotorischen, Antrieb erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der hier vorliegenden Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Antriebsmittel als von dem Reinigungsmittel gebildeter Fluidstrom ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird das Abdeckmittel nicht nur vermittels des Fluidlagers gelagert, sondern durch eine kontrollierte Strömung des in dem Fluidlager befindlichen Reinigungsmittels auch bewegt.
Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen optischen Sensorvorrichtung wird in vorteilhafter Weise dadurch erzielt, dass das Lagerungsmittel als ein zwischen dem Abdeckmittel und einer dieses mindestens teilweise, unter Ausbildung eines Spaltes, umgebenden Hülle ausgebildet ist, in dem sich Reinigungsmittel befindet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hülle an ihren dem Abdeckmittel zugewandten Enden jeweils mindestens ein Dichtmittel aufweist. Hierdurch wird die zuverlässige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen optischen Sensorvorrichtung in vorteilhafter Weise weiter erhöht.
Kumulativ kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Dichtmittel einen Abstreifer aufweist. Hierdurch wird die Reinigung des Abdeckmittels weiter verbessert.
Die zuvor dargestellte Aufgabe wird ebenfalls durch eine Kameravorrichtung gelöst, die mindestens eine optische Sensorvorrichtung der zuvor offenbarten Art aufweist. Die zuvor dargelegten Vorteile gelten adäquat.
Die zuvor dargestellte Aufgabe wird ebenfalls durch eine Radarvorrichtung gelöst, die mindestens eine optische Sensorvorrichtung der zuvor offenbarten Art aufweist. Die zuvor dargelegten Vorteile gelten adäquat.
Die zuvor dargestellte Aufgabe wird schließlich auch durch ein Kraftfahrzeug gelöst, das mindestens eine optische Sensorvorrichtung der zuvor offenbarten Art und/oder eine Kameravorrichtung der zuvor offenbarten Art und/oder eine Radarvorrichtung der zuvor offenbarten Art aufweist. Die zuvor dargelegten Vorteile gelten adäquat.
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten, nicht maßstäblichen Figuren eine detaillierte, nicht präjudizierende, insbesondere einschränkende, Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.

1 ist eine vereinfachte Seitenansicht im Schnitt durch eine erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung, die Teil einer an einem symbolisch dargestellten Kraftfahrzeug befindlichen Kameravorrichtung ist.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform zu der in 1 gezeigten Ausführungsform.

1 stellt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung 1 dar, die Teil einer an einem symbolisch dargestellten Kraftfahrzeug 5 befindlichen Kameravorrichtung 10 ist.
Die optische Sensorvorrichtung 1 weist eine in einem Linsengehäuse 15 befindliche optische Linse 20 auf, die vermittels eines mit dem Linsengehäuse 15 wirkverbundenen Halterungsmittels 25 an einer geeigneten Stelle des Kraftfahrzeuges 5, hier einem frontseitigen Ausschnitt der Fahrzeugkarosserie 30, befestigt ist. Die Blickrichtung der Linse 20 ist gemäß der hier gewählten Darstellungsweise in der Figur von rechts nach links ausgerichtet, wie durch den Pfeil I symbolisiert ist.
Das Linsengehäuse 15 ist zum Schutz der Linse 20 außenseitig mit einem Abdeckmittel 35 versehen, das gemäß dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel als optisch durchlässiger Zylinder (s.a. Pfeil I) ausgebildet ist. Das Abdeckmittel 35 ist in einem in dem Linsengehäuse 15 positionierten halbschalenförmigen Lagerungsmittel 40 drehbar gelagert, wie durch den Pfeil II symbolisiert ist. Hierzu befindet sich zwischen den entsprechenden Oberflächen des Abdeckmittels 35 und des als Hülle ausgebildeten Lagerungsmittels 40 ein Spalt 45, der mit einem Reinigungsmittel 50 gleich einem Fluidlager gefüllt ist. Der Spalt 45 ist karosserieaußenseitig mit einem Dichtmittel 55 abgedichtet. Das Dichtmittel 55 selbst weist zusätzlich einen Abstreifer 60 auf, der die Oberfläche des Abdeckmittels 35 berührt.
Das Reinigungsmittel 50 besteht aus einer Flüssigkeit und wird aus einem hier nicht gezeigten Tank über eine Leitung in den Spalt 45 gefördert, wie durch den Pfeil III symbolisiert ist. Die Förderung des Reinigungsmittels 50 erfolgt derart, dass nicht nur ein entsprechender Flüssigkeitsfilm in dem Spalt 45 ausgebildet wird; vielmehr wird das Abdeckmittel 35 durch die Strömung des Reinigungsmittels 50 in Rotationsbewegung versetzt. Infolgedessen wirkt der entsprechende Fluidstrom als Antriebsmittel 65, ohne dass es eines weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsmittels, wie beispielsweise eines Elektromotors, bedarf.
Die Reinigungsprozedur des Abdeckmittels 35 erfolgt derart, dass dieses kontinuierlich oder nicht kontinuierlich durch das zuvor genannte Antriebsmittel 65 um die Längsachse L in einer Drehrichtung (s. Pfeil II) bewegt wird. Die Bewegung kann dabei beispielsweise zeitabhängig, ortsdatenabhängig oder in Abhängigkeit eines von einem Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung nutzenden Person ausgelöst, beschleunigt, verzögert oder angehalten werden.
Wie 1 zu entnehmen ist bildet das Abdeckmittel 35 einen inhärenten Teil des Linsengehäuses 15. Dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein, wie anhand des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels zu erkennen ist: Hier befindet sich die Kameravorrichtung 10 vollständig innerhalb des Abdeckmittels 35, wobei dem Grundsatz nach der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Funktionsweise des in 1 dargestellten Abdeckmittels 35, des Lagerungsmittels 40, des Spaltes 45, des Reinigungsmittels 50, des Dichtmittels 55, des Abstreifers 60 und des Antriebsmittels 65 erhalten bleibt. Insofern wird auf das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel verwiesen. Mithin wird das Abdeckmittel 35 bei einem Reinigungsvorgang von dem als Flüssigkeit vorliegenden Reinigungsmittel 50 gereinigt und um die Kameravorrichtung 10 in ihrer Gesamtheit bewegt.
Es sei angemerkt, dass die in der Figur dargestellte optische Sensorvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeuges 5 auch in einer hier nicht gezeigten, als LIDAR-Vorrichtung ausgebildeten Radarvorrichtung vorgesehen sein kann.
Es sei ferner angemerkt, dass die in den 1 und/oder 2 dargestellten optischen Sensorvorrichtungen 1 auch eine hier nicht gezeigte Auffangvorrichtung für abtropfendes Reinigungsmittel 50 aufweisen können, um das entsprechend zurückgeführte Waschwasser wieder aufzubereiten und zum Zwecke einer Reinigung des Abdeckmittels 35 erneut verwenden zu können.
Bezugszeichenliste

1: optische Sensorvorrichtung
5: Kraftfahrzeug
10: Kameravorrichtung
15: Linsengehäuse
20: optische Linse
25: Halterungsmittel
30: Fahrzeugkarosserie
35: Abdeckmittel
40: Lagerungsmittel
45: Spalt
50: Reinigungsmittel
55: Dichtmittel
60: Abstreifer
65: Antriebsmittel
I: Sichtachse
II: Drehrichtung
III: Leitung
L: Längsachse
x, y, z: Koordinaten eines kartesischen Koordinatensystems nach ISO 4130-1978

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013006686 A1 [0002]
DE 102018006529 A1 [0002]
DE 102018116822 A1 [0002]
DE 102020107394 A1 [0002]
DE 102021004644 A1 [0002]

Claims

Optische Sensorvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (5), - mit einer an einem Linsengehäuse (15) angeordneten optischen Linse (20), - mit einem Abdeckmittel (35), das eingerichtet ist, mindestens die optische Linse (20) abzudecken, - mit einem Lagerungsmittel (40), das eingerichtet ist, das Abdeckmittel (35) zu lagern, - mit einem Antriebsmittel (65), das eingerichtet ist, mindestens das Abdeckmittel (35) relativ zu der Linse (20) zu bewegen, und - mit einem Reinigungsmittel (50), das eingerichtet ist, das Abdeckmittel (35) zu benetzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerungsmittel (40) ein von dem Reinigungsmittel (50) gespeistes Fluidlager aufweist.
Optische Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel (65) als von dem Reinigungsmittel (55) gebildeter Fluidstrom ausgebildet ist.
Optische Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerungsmittel (40) als ein zwischen dem Abdeckmittel (35) und einer dieses mindestens teilweise, unter Ausbildung eines Spaltes (45), umgebenden Hülle ausgebildet ist, in dem sich Reinigungsmittel (50) befindet.
Optische Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle an ihren dem Abdeckmittel (35) zugewandten Enden jeweils mindestens ein Dichtmittel (55) aufweist.
Optische Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtmittel (55) einen Abstreifer (60) aufweist.
Kameravorrichtung (10), gekennzeichnet durch mindestens eine optische Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Radarvorrichtung, gekennzeichnet durch mindestens eine optische Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug (5), gekennzeichnet durch mindestens eine optische Sensorvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder mindestens eine Kameravorrichtung (10) nach Anspruch 6 und/oder mindestens eine Radarvorrichtung nach Anspruch 7.