JP2021536362A - センサモジュール、ＬｉＤＡＲセンサおよび移動手段 - Google Patents

Abstract

本発明は、センサ用のセンサモジュール（１）であって、センサモジュール（１）は、モータと、カバーを備えたハウジング部材と、洗浄装置と、を含み、洗浄装置は、第１の流体ノズル（２）を備えた流体ノズル装置を有し、流体ノズル装置は、モータ（４）を用いてカバー表面（３ａ、３ｂ）に沿って移動可能であり、カバーのカバー表面（３ａ、３ｂ）に流体を導くように構成されたセンサモジュール（１）に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ用のセンサモジュール、ＬｉＤＡＲセンサおよび移動手段に関する。

現在、センサカバー用の様々な洗浄システムが知られている。このカバーは、特に、汚れがセンサ内に侵入し、センサの繊細な部分が損傷するのを防止する。しかし、この種のカバーは、センサ信号を通すという役割もある。したがって、センサの適切な機能を保証するためには、対応するカバーを清潔にする必要がある。

英国特許出願公開第２５３５８６２号明細書では、カバー用の洗浄フィルムが開示され、この洗浄フィルムは光学センサのハウジングに組み込まれている。

独国特許出願公開第１０２０１６００６０３９号明細書では、カバーと機械的に接触し、カバーを回転しながら洗浄する２つの水拭き部材が開示されている。

さらに、カバーの霜取りと除湿のために、統合された加熱ワイヤが知られている（独国特許出願公開第１０２０１１１２２３４５号明細書、独国特許出願公開第１０２０１４１１４３６３号明細書、米国特許出願公開第２０１７／３３４４３９７号明細書を参照）。

第１の態様によると、本発明は、センサ用のセンサモジュールに関する。ここで、「センサモジュール」は、センサの構造部材または構成群であると理解することができる。本明細書において、「センサ」とは、特に、超音波センサ、および／またはＬｉＤＡＲ（ｌａｓｅｒ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｎｇｉｎｇ）センサ、および／またはカメラセンサ、および／またはＬｉ−ＣＡＭ（ｌｅｏｐａｒｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｃａｍｅｒａ）センサ、および／またはレーダセンサであると理解することができる。センサモジュールは、特に、冒頭で定義したようなカバーを備えたハウジング部材を含み、このカバーは、ガラスおよび／またはポリカーボネートおよび／またはポリメタクリル酸メチルを含むことができる。また、センサモジュールは洗浄装置を含む。この洗浄装置は、流体ノズル装置を含む。この流体ノズル装置により、例えばコンプレッサで周囲の空気を取り込み、加圧して、流体ノズル装置に含まれる第１の流体ノズルに導入することができる。第１の流体ノズルにより、洗浄に必要な流速をベルヌーイ効果で増加して加えることができる。この流体ノズル装置は、モータを用いてカバー表面に沿って移動可能である。また、流体ノズル装置は、カバー表面に流体（例えば、ガス、特に周囲の空気、および／または水、および／またはエアロゾル）を導くように構成されている。換言すると、流体ノズル装置は、流体ノズル装置が第１の流体ノズルを介してカバー表面の各位置に流体を導くことができるように、モータ、例えば電気モータによって移動可能である。このようにして、表面にある汚れ粒子を、ベルヌーイ効果によって流速が増加した流体によって除去することができる。例えば、第１の流体ノズルからカバー表面に導かれた圧縮空気は、例えば埃などの固体の汚れ粒子を表面から除去し、ひいては、これらの粒子を取り除いて表面を清掃するために使用することができる。特に、固まった汚れは、流体ノズルから表面に導かれるエアロゾルおよび／または液体によって除去することができる。このように、カバー表面全体に沿って流体ノズル装置をモータで移動できるようにすることにより、カバーの各位置で効率的に汚れを除去することができる。このようにして、カバー表面の掻き傷やすり減りが回避される、非接触型の洗浄機構が可能となる。したがって、カバー表面、特に表面のコーティングの耐用年数を延ばすことができる。また、特にガス流の場合、表面に加えられる流体によって、カバー表面を除湿することができる。したがって、本発明により、複数のセンサの洗浄に適した汎用的なモジュールを提供することができる。また、流体ノズル装置は、第１の流体ノズルに加えて、第２または第３または第４の流体ノズルを含むことができる。

従属請求項は、本発明の有利な実施形態を対象としている。

有利な実施形態によれば、第１の流体ノズルは、第１の出口開口部を含む。この第１の出口開口部は、例えば、点状に構成することができる。点状の構成によって、流体をカバー表面上の汚れ粒子を有する位置に的確に誘導することができる。汚れ粒子は、例えば、特に洗浄装置に配置され、カバー表面を検出できるカメラを用いて位置特定することができる。追加的に、または代替的に、出口開口部は線状でもよい。このような線状ノズルによって、カバーガラス表面のより広い範囲を洗浄することができる。モータによって流体ノズルまたは流体ノズル装置を追加移動することにより、線状の出口開口部を用いて、表面の大部分を迅速かつ効率的に洗浄することができる。

さらなる有利な実施形態では、第１の流体ノズルは、流体をカバー表面に導くように構成された第２の出口開口部を有する。ここで、第１の出口開口部は第２の出口開口部と異なる方向を向いている。例えば、第１および第２の出口開口部が向いている方向によって定義される角度は、３０°〜９０°、特に３０°〜６０°とすることができる。カバー表面のある領域を清掃する場合、流体ノズルの第１の経路はこの領域に沿って元へ延び、第１の出口開口部からの流体のみを誘導することができる。第２の出口開口部からの流体を遮断することは、特にバルブ回路によって行うことができる。この状況では、特に元への進行経路の復路では、第１の出口開口部から表面に流体が誘導されなくなり、一方で、「復路」の間、第２の出口開口部から領域に流体が誘導されるように、流体をブロックすることができる。これは、モータによるノズルの移動中に、流体の最適な角度での最適な流れ断面をカバー表面または被洗浄部に常に誘導することができるため、洗浄効果の効率を高めるという利点を有する。

また、本発明にかかるセンサモジュールのさらなる有利な実施形態によれば、第１の流体ノズルは、カバー表面法線に対して３０°〜６０°の角度で流体をカバー上に導くように設置されている。特に好ましくは、角度は３０°〜４５°である。このようにして、ノズルやベルヌーイ効果によって発生した流体を、汚れ粒子に対して最適な角度で表面に誘導することができるため、洗浄効果がさらに最適化される。３０°よりも小さい角度では、汚れ粒子や埃は吹き付けられるのみで理想的でなく、これによって粒子が除去される可能性が低減する。６０°よりも大きい角度では、特に、発生した流体の流れ断面が大きすぎ、所望の洗浄効果が得られずに、表面を通過してしまう危険性が高まる。

本発明にかかるセンサモジュールのさらなる有利な実施形態では、第１の出口開口部に向かってテーパがついた第１の流体ノズルの断面は、三角形または円形であってもよい。特に、第１または第２の出口開口部は、同様にこの断面を有していてもよい。これは特に、出口開口部に沿った圧力の均一化をもたらす。

さらなる有利な実施形態によれば、第１の流体ノズルは、モータによって直線および／または曲線の経路で移動可能である。このようにして、本発明にかかるセンサモジュールは、カバー表面の各形状（例えば、凹型および／または凸型および／または平面および／または角型）に最適に適合させることができる。

本発明にかかるセンサモジュールの有利な変形例によれば、第１の流体ノズルは、モータによって自己回転を行うように構成することができる。このようにして、流体ノズルは、表面に沿った移動に加えて、カバー表面と直交する角度で最適に配向することができるため、出口開口部の数および／または流体ノズルの数を低く抑えることができる。

また、本発明にかかるセンサモジュールのさらなる有利な実施形態では、洗浄装置は、流体の温度を調節するように構成された加熱装置を有することができる。このような温度調節は、例えば、流体ノズルへの供給チャネルにおいて、熱交換器および／または加熱ワイヤを用いて行うことができる。また、このような加熱装置は、例えば同様に電気的に加熱可能な加熱ワイヤの形態で、出口開口部に直接配置されてもよい。流体の温度調節により、特に水蒸気をカバー表面に導き、例えば固着した汚れの場合の洗浄作用を向上させることができる。さらに、例えば加熱された空気の場合に、カバーの霜取りを行うために流体を利用することができる。したがって、本発明にかかるセンサモジュールの洗浄効果に加えて、さらに、固着した汚れや霜の改善された除去を行うことができる。

本発明にかかる以下の実施形態は、上記したような技術的特徴を有する有利な実施形態および変形例を有するとともに、本発明にかかる構成の一般的な利点およびそれに関連するそれぞれの技術的効果を適宜有する。以下において、同様の説明は省略する。

第２の実施形態によれば、本発明は、本発明の第１の実施形態にかかるセンサモジュールを含むＬｉＤＡＲセンサに関する。この場合、カバーは特に、ＬｉＤＡＲ固有の光線を通すように設置されたＬｉＤＡＲセンサのウィンドウである。

第３の実施形態によれば、本発明は、本発明の第２の実施形態にかかるＬｉＤＡＲセンサを含む移動手段に関する。本発明の意味での移動手段は、例えば、自動車、特に乗用車および／またはトラック、および／または航空機および／または船舶および／またはオートバイである。

以下に、本発明の実施例を、添付の図面を参照して詳述する。

本発明にかかるＬｉＤＡＲセンサの一実施形態。 本発明にかかるセンサモジュールの流体ノズルの一実施形態を示す図。 本発明にかかるセンサモジュールの流体ノズルの一実施形態の断面のテーパを示す図。 本発明にかかる移動手段の一実施形態。

図１は、本発明にかかるセンサモジュール１を有する、本発明にかかるＬｉＤＡＲセンサ４０の一実施形態を示す。さらに、本発明にかかるセンサモジュール１のために、カメラ３０をＬｉＤＡＲセンサ４０と組み合わせることができる。本発明にかかるセンサモジュール１は、第１の流体ノズル２を含む。また、ＬｉＤＡＲセンサは、ＬｉＤＡＲ光線が出射できるカバーの第２の表面３ｂを有する。また、カメラは、カバーの第１の表面３ａを有し、カバーは、ここでは特にカメラレンズである。第１および第２の表面３ａ，３ｂは、第１の流体ノズル２を介してこれらの表面３ａ，３ｂに誘導された流体によって清掃することができる。ここで、特にモータ４は、特に流体ノズル２の長さに沿って線状に構成された第１の流体ノズル２を、湾曲した矢印で示すように、第１および第２の表面３ａ，３ｂに沿って円形経路で誘導することができる。したがって、流体は、表面３ａ、３ｂの各位置に誘導することができる。特に、本発明にかかるセンサモジュール１の機能と、カメラ３０およびＬｉＤＡＲセンサ４０の機能とは、評価ユニット６によって制御することができる。

図２は、本発明にかかるセンサモジュール１の第１の流体ノズル２の一実施形態を図示する。ここでは、第１の流体ノズル２は、第１の出口開口部７ａと第２の出口開口部７ｂとを有する。これらの出口開口部７ａ，７ｂは、三角矢印で示される異なる方向を向いている。このようにして、第１の流体ノズル２は、ＬｉＤＡＲセンサ４０のカバーの第２の表面３ｂ上を通過する際に、流体が第１の出口開口部７ａから左矢印の方向にのみ導かれるように、モータ４によって誘導することができる。また、右矢印で表示する方向の第２の出口開口部７ｂは、バルブによって適宜遮断することができる。第１の流体ノズル２が同じ経路で元に誘導される場合、第１の出口開口部７ａは非活性化される一方で第２の出口開口部７ｂは活性化され、これにより、流体が右矢印の方向で、ＬｉＤＡＲセンサの第２の表面３ｂ上に流出することができる。したがって、図２の第２流体ノズル２を図１と関連させて見ると、カメラ３０およびＬｉＤＡＲセンサ４０の第１および／または第２の表面３ａ，３ｂに最適な流体誘導を行うことができる。往路は湾曲した矢印で示され、一方で復路は湾曲した矢印とは逆方向に延びる。

図３は、本発明にかかる第１の流体ノズル２のテーパのついた断面のプロファイルＰを示し、一方で右側の図ではテーパのついた断面Ｑが三角形で示されている。

図４は、本発明にかかるＬｉＤＡＲセンサ４０を含む、本発明にかかる移動手段５０を示す。

Claims (10)

1. センサ用のセンサモジュール（１）であって、前記センサモジュール（１）は、
   モータと、
   − カバーを備えたハウジング部材と、
   − 洗浄装置と、を含み、
   − 前記洗浄装置は、第１の流体ノズル（２）を備えた流体ノズル装置を有し、前記流体ノズル装置は、前記モータ（４）を用いて前記カバーの表面（３ａ、３ｂ）に沿って移動可能であり、前記カバーの前記表面（３ａ、３ｂ）に流体を導くように構成されている、センサモジュール（１）。
2. 前記第１の流体ノズル（２）は第１の出口開口部（７ａ）を含み、前記出口開口部（７ａ）は、点状および／または線状である、請求項１に記載のセンサモジュール（１）。
3. 前記第１の流体ノズル（２）は、前記カバーの前記表面（３ａ、３ｂ）に流体を導くように構成された第２の出口開口部（７ｂ）を有し、前記第１の出口開口部（７ａ）と前記第２の出口開口部（７ｂ）とは異なる方向を向いている、請求項２に記載のセンサモジュール（１）。
4. 前記第１の流体ノズル（２）はさらに、前記カバーの表面法線に対して３０°〜６０°の角度で流体を前記カバーの前記表面（３ａ、３ｂ）に導くように設置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサモジュール（１）。
5. 前記第１の出口開口部（７ａ）に向かってテーパがついた前記第１の流体ノズル（２）の断面（Ｑ）は、三角形または円形である、請求項２または３に記載のセンサモジュール（１）。
6. 前記第１の流体ノズル（２）は、前記モータによって直線および／または曲線の経路で移動可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサモジュール（１）。
7. 前記第１の流体ノズル（２）は、前記モータによって自己回転を行うように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサモジュール（１）。
8. 前記洗浄装置は、流体の温度を調節するように構成された加熱装置をさらに有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサモジュール（１）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサモジュール（１）を含むＬｉＤＡＲセンサ（４０）。
10. 請求項９に記載のＬｉＤＡＲセンサ（４０）を含む移動手段（５０）。

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