WO2024256500A1 - Reinigungseinrichtung für eine umfelderkennungsvorrichtung - Google Patents

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WO2024256500A1
WO2024256500A1 PCT/EP2024/066291 EP2024066291W WO2024256500A1 WO 2024256500 A1 WO2024256500 A1 WO 2024256500A1 EP 2024066291 W EP2024066291 W EP 2024066291W WO 2024256500 A1 WO2024256500 A1 WO 2024256500A1
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wiper blade
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piston
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drive mechanism
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Joerg DANKO
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Valeo Systemes dEssuyage SAS
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
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    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
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    • B60S1/3402—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns
    • B60S1/3404—Wiper arms; Mountings therefor with means for obtaining particular wiping patterns the wiper blades being moved substantially parallel with themselves
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    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/56—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens
    • B60S1/566—Cleaning windscreens, windows or optical devices specially adapted for cleaning other parts or devices than front windows or windscreens including wiping devices

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for an environment recognition device of a vehicle, which is characterized by the possibility of continued operation of the environment recognition device with detection of the vehicle environment in the event of failure of the drive of the cleaning device.
  • a cleaning device for an environment detection device of a vehicle with the features of the preamble of claim 1 is known.
  • the known cleaning device is characterized by an electric motor drive which, by means of a drive mechanism, can move a wiper blade back and forth along a field of view of a viewing window between two reversing positions in order to clean the field of view in the event of dirt or rain and thereby ensure the function of the environment detection device.
  • the electric motor drive is designed in the form of a brushed or brushless electric motor, the drive shaft of which is coupled to the drive mechanism.
  • the cleaning device according to the invention for an environment recognition device of a vehicle with the features of claim 1 has the advantage that, in the event of failure of the electric motor, it moves the wiper blade located in the area of the field of vision to a defined position in order to ensure continued operation of the environment recognition device at least until the viewing window in the area of the field of vision is so dirty or covered by precipitation that the function of a sensor of the environment recognition device is no longer ensured.
  • the invention is based on the idea of using an additional drive that is separate from the electric motor and coupled to the drive mechanism to move the wiper blade to a defined position in the event of the electric motor failing. This requires, among other things, that the additional drive overcomes an inhibiting force that occurs from the electric motor in the event of its failure in order to be able to move the wiper blade.
  • a cleaning device for an environment recognition device with the features of claim 1 that the electric motor is at least indirectly designed to generate a linear movement of the drive mechanism, and that the wiper blade is at least indirectly connected to an additional drive which is designed to move the wiper blade in the direction of a reversing position, preferably into the region of a parking position of the wiper blade arranged outside the field of vision, in the event of a failure of the linear motor.
  • the linear movement of the drive mechanism can be generated particularly easily and with little design effort and in a small installation space if the electric motor is designed as a linear motor that is directly connected to the drive mechanism. Because the electric motor is designed as a linear motor, in the event of a failure it only has a relatively low self-locking, so that the additional drive can overcome the self-locking generated by the linear motor relatively easily.
  • the linear movement on the drive mechanism can also be generated by coupling a rotating output element of the electric motor (output shaft) to the drive mechanism via a gear, wherein the gear converts the rotary movement of the output element of the electric motor into a linear movement that acts on the drive mechanism.
  • the additional drive is designed as a mechanical unit that is designed to generate a restoring force on the wiper blade that acts in the direction of a reversing position. This has the advantage that even in the event of a power failure, which may not only affect the electric motor or the linear motor, the wiper blade can be moved by the mechanical unit without its own electric motor drive into the intended position outside the field of vision.
  • the mechanical assembly has at least one spring element, preferably in the form of a compression spring, wherein the mechanical assembly is coupled to the drive mechanism for the wiper blade in such a way that when the wiper blade is moved by the linear motor, the spring element generates the restoring force in the direction of the reversing position by deforming it.
  • the mechanical assembly has a piston with a piston rod arranged so as to be movable relative to the piston, that the piston rod is connected to the spring element arranged in the piston, that the piston rod is connected at least indirectly to the drive mechanism for the wiper blade by an end section protruding from the piston, and that an end section of the piston facing away from the piston rod is arranged so as to be pivotable about a fixed fastening point of the mechanical assembly.
  • the wiper blade is arranged to be movable along a rectilinear movement path, and that a longitudinal axis of the piston and the piston rod, starting from a vertical alignment between the movement path of the wiper blade and the longitudinal axis of the piston and the piston rod, applies the restoring force to the wiper blade in the direction of one or the other reversing position as a function of an angle between the movement path and the longitudinal axis.
  • the drive mechanism preferably has a carrier element for the wiper blade, wherein the carrier element is arranged to be movable between the two reversing positions by means of at least one linear guide which is arranged in the region of the field of vision parallel to the viewing window, and wherein the carrier element is connected to an actuating element of the linear motor by means of a connecting element, in particular by means of a connecting rod.
  • the adjusting element is arranged to be movable along an adjustment axis running parallel to at least one linear guide.
  • the linear motor preferably has several electrical coils to achieve defined positions of the wiper blade. This makes it possible not only to achieve a back and forth movement of the wiper blade in the field of vision, but also to control defined positions of the wiper blade in the field of vision, for example in order to be able to specifically remove dirt detected in the field of vision by the environment detection device from the window.
  • a preferred use of a cleaning device according to the invention described so far consists in its use in an environment detection device which is designed as a lidar device.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a cleaning device as part of a
  • Fig. 1 shows a highly simplified view of an environment detection device 100 for a vehicle.
  • the environment detection device 100 is used to detect potentially dangerous driving situations when the vehicle is being driven, for example to enable autonomous driving of the vehicle.
  • the environment detection device 100 is preferably designed in the form of a lidar device and for this purpose has a lidar sensor 102, the signals of which are forwarded to a control device (not shown).
  • the environment detection device 100 also has a cleaning device 10, which has a viewing window 12 with a field of view 14 through which the lidar sensor 102 can detect the environment.
  • the cleaning device 10 also has a housing 16, only partially shown in Fig. 1, in which the lidar sensor 102 is preferably also arranged.
  • the viewing window 12 serves to protect the lidar sensor 102 from dirt, precipitation or the like in order to ensure the function of the lidar sensor 102.
  • the cleaning device 10 also has a wiper blade 20 known per se from the field of cleaning vehicle windows with a wiper blade longitudinal axis 22 that extends perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 1.
  • the wiper blade 20 is arranged on the side of the field of view 14 or the viewing window 12 facing away from the lidar sensor 102, i.e. outside the housing 16, and can be moved back and forth between two reversing positions 24, 26 in order to clean the viewing window 12 in the area of the field of view 14.
  • the cleaning device 10 also has at least one spray device or similar (not shown) for applying a cleaning liquid.
  • An electric motor 28 which is designed in the form of a linear motor 30, is used to move the wiper blade 20 at least between the two reversing positions 24, 26.
  • the electric motor 28 or the linear motor 30 can be controlled or energized by a control device (not shown) of the cleaning device 10.
  • the linear motor 30 has a plurality of electric coils 32, which can be energized separately by the control device and which act on an electromagnet 34 in the form of a permanent electromagnet enclosed by the coils 32.
  • the electromagnet 34 acts as an actuating element for the wiper blade 20.
  • a soft start or a soft stop of the electric motor 28 can be achieved, as well as the realization of any intermediate positions of the permanent electromagnet in relation to the longitudinal direction of the electromagnet 34 and thus of the wiper blade 20 along the viewing window 12.
  • the movement of the electromagnet 34 as an actuator is transmitted to the wiper blade 20 by means of a drive mechanism 35 of the electric motor 28.
  • the drive mechanism 35 has a carrier element 36, which is block-shaped in the exemplary embodiment and is located on the side of the viewing window 12 facing away from the wiper blade 20.
  • the carrier element 36 is connected to the wiper blade 20 via an intermediate element 38, which is approximately V- or U-shaped in the exemplary embodiment, in order to enable the carrier element 36 to be coupled to the wiper blade 20.
  • the carrier element 36 has, for example, two longitudinal bores 40, 42 running parallel to the plane of the viewing window 12, which serve to guide the carrier element 36 along a movement path 44 running parallel to the viewing window 12.
  • the longitudinal bores 40, 42 are penetrated by rod-shaped guide elements 46, 47 as linear guides, which in turn are mounted or fastened in a fixed position on or in the housing 16.
  • the carrier element 36 is coupled to the linear motor 30 via a connecting rod 48, which is arranged in an articulated manner both in the area of the carrier element 36 and in the area of the electromagnet 34.
  • the connecting rod 48 transfers the movement of the electromagnet 34 to the carrier element 36, which is then moved back and forth along the movement path 44 between the two reversing positions 24, 26, as is the wiper blade 20 connected to the carrier element 36.
  • the drive mechanism 35 of the cleaning device 10 is also coupled to an additional drive 52.
  • the additional drive 52 is designed in the form of a mechanical unit 54, which serves to generate a restoring force F acting on the carrier element 36 and thus also on the wiper blade 20 in the direction of one of the two reversing positions 24, 26.
  • the restoring force F serves to move the wiper blade 20 in the direction of the respective reversing position 24, 26, at least to the position of the respective reversing position 24, 26, preferably to the area of a parking position PS, which is located outside the field of view 16 of the lidar sensor 102.
  • the mechanical assembly 54 has a piston 56 which is pivotably mounted on the side facing away from the carrier element 36 at a fixed fastening point 58 about an axis 60 running perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 1.
  • a spring element 62 in the form of a compression spring 64 is arranged within the piston 56 and is connected to a piston rod 66.
  • the piston rod 66 protrudes from the piston 56 on one side and is connected to the carrier element 36 in an articulated manner by an end region 68.
  • the piston rod 66 and the piston 56 have a common longitudinal axis 70 which is arranged at an angle a in relation to a plane 72 running parallel to the viewing window 12 and the movement path 44.
  • the arrangement of the lidar sensor 102 in the housing 16 of the cleaning device 10 is such that its detection range is not impaired by the components of the drive mechanism 35 and the additional drive 52.
  • the wiper blade 20 is moved back and forth between the two reversing positions 24, 26 by the linear motor 30 by energizing the coils 32.
  • the piston rod 66 or the piston 56 pivots about the axis 60 at the same time.
  • the dimensioning of the mechanical assembly 54 or the compression spring 64 is such that in a position in which the angle a is 90°, the compression spring 64 is preloaded with a spring preload. This means that at an angle a of more or less than 90°, a restoring force F is generated by the compression spring 64 in the direction of one of the two reversing positions 24, 26.
  • the spring preload or the restoring force F of the compression spring 64 is dimensioned such that, in the event of a failure of the linear motor 30, a movement of the wiper blade 20 is enabled at least up to the area of the respective reversing position 24, 26, preferably up to the area of the aforementioned parking position PS.
  • the restoring force F is greater than the self-locking generated by the electric motor 28.
  • the cleaning device 10 described so far can be modified or altered in many different ways without deviating from the inventive concept.
  • a conventional electric motor 28 with a rotating output shaft can be used instead of a linear motor 30, a conventional electric motor 28 with a rotating output shaft can be used.
  • the rotation of the output shaft can be converted into a linear movement via a gear, with the gear output in turn being coupled to the connecting rod 48 of the drive mechanism 35.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung (10) für eine Umfelderkennungsvorrichtung (100) eines Fahrzeugs, mit einem Gehäuse (16), das im Bereich einer Sichtscheibe (12) ein Sichtfeld (14) für einen Sensor (102) ausbildet, mit einem entlang der Sichtscheibe (12) bewegbaren Wischblatt (20) zur Reinigung des Sichtfeldes (14), wobei das Wischblatt (20) mit einem einen Elektromotor (28) aufweisenden Antriebsmechanismus (35) gekoppelt ist, der dazu ausgebildet ist, das Wischblatt (20) zwischen zwei Umkehrstellungen (24, 26) hin und her zu bewegen.

Description

Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die sich im Falle des Ausfalls des Antriebs der Reinigungseinrichtung durch die Möglichkeit eines Weiterbetriebs der Umfelderkennungsvorrichtung mit einer Erfassung der Fahrzeugumgebung auszeichnet.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2020 122 332 Al ist eine Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die bekannte Reinigungseinrichtung zeichnet sich durch einen elektromotorischen Antrieb aus, der mittels eines Antriebsmechanismus ein Wischblatt entlang eines Sichtfeldes einer Sichtscheibe zwischen zwei Umkehrstellungen hin und her bewegen kann, um im Falle einer Verschmutzung oder bei Regen das Sichtfeld zu reinigen und dadurch die Funktion der Umfelderkennungsvorrichtung zu gewährleisten. Der elektromotorische Antrieb ist in Form eines bürstenbehafteten oder bürstenlosen Elektromotors ausgebildet, dessen Antriebswelle mit dem Antriebsmechanismus gekoppelt ist. Sollte es beim Betrieb der Reinigungseinrichtung zu einem Ausfall des Elektromotors kommen, so besteht die Gefahr, dass das Wischblatt in einer beliebigen Stelle des Sichtfeldes zwischen den beiden Umkehrstellungen stehenbleibt und dadurch das Sichtfeld für einen Sensor der Umfelderkennungsvorrichtung beeinträchtigt, wodurch eine fehlerfreie Funktion der Umfelderkennungsvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sie im Falle des Ausfalls des Elektromotors das im Bereich des Sichtfelds befindliche Wischblatt an eine definierte Position bewegt, um dadurch einen Weiterbetrieb der Umfelderkennungsvorrichtung zumindest solange zu gewährleisten, bis die Sichtscheibe im Bereich des Sichtfelds derart verschmutzt bzw. durch Niederschlag bedeckt ist, dass die Funktion eines Sensors der Umfelderkennungsvorrichtung nicht mehr sichergestellt ist.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, mittels eines von dem Elektromotor separaten, zusätzlichen Antriebs, der mit dem Antriebsmechanismus gekoppelt ist, das Wischblatt im Falle des Ausfalls des Elektromotors an eine definierte Position zu bewegen. Hierfür ist es unter anderem erforderlich, dass der zusätzliche Antrieb eine von dem Elektromotor im Falle seines Ausfalls auftretende Hemmkraft überwindet, um das Wischblatt bewegen zu können.
Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen ist es daher bei einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, dass der Elektromotor zumindest mittelbar dazu ausgebildet ist, eine Linearbewegung des Antriebsmechanismus zu erzeugen, und dass das Wischblatt zumindest mittelbar mit einem zusätzlichen Antrieb verbunden ist, der dazu ausgebildet ist, das Wischblatt bei einem Ausfall des Linearmotors in Richtung einer Umkehrstellung, vorzugsweise bis in den Bereich einer außerhalb des Sichtfelds angeordneten Parkstellung des Wischblatts, zu bewegen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsmäßen Reinigungseinrichtung für eine Umfelderkennungsvorrichtung eines Fahrzeugs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Besonders einfach und geringem konstruktiven Aufwand und auf kleinem Bauraum lässt sich die Linearbewegung des Antriebmechanismus erzeugen, wenn der Elektromotor als Linearmotor ausgebildet ist, der unmittelbar mit dem Antriebsmechanismus verbunden ist. Dadurch, dass der Elektromotor als Linearmotor ausgebildet ist, weist dieser im Falle eines Ausfalls lediglich eine relativ geringe Selbsthemmung auf, so dass der zusätzliche Antrieb die von dem Linearmotor erzeugte Selbsthemmung relativ einfach überwinden kann.
Alternativ hierzu, ohne Verwendung eines Linearmotors, kann die Linearbewegung am Antriebsmechanismus auch dadurch erzeugt werden, dass ein sich drehendes Abtriebselement des Elektromotors (Abtriebswelle) über ein Getriebe mit dem Antriebsmechanismus gekoppelt ist, wobei das Getriebe die Drehbewegung des Abtriebselements des Elektromotors in eine Linearbewegung umwandelt, die auf den Antriebsmechanismus wirkt.
In einer konkreten konstruktiven Ausbildung des zusätzlichen Antriebs ist es vorgesehen, dass der zusätzliche Antrieb als mechanische Baueinheit ausgebildet ist, die dazu ausgebildet ist, auf das Wischblatt eine in Richtung einer Umkehrstellung wirkende Rückstellkraft zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, dass auch bei einem Stromausfall, der gegebenenfalls nicht nur den Elektromotor bzw. den Linearmotor betrifft, das Wischblatt von der mechanischen Baueinheit ohne eigenen elektromotorischen Antrieb in die vorgesehene Position außerhalb des Sichtfelds bewegen kann.
In bevorzugter konstruktiver Weiterbildung der mechanischen Baueinheit weist diese wenigstens ein Federelement, vorzugsweise in Form einer Druckfeder, auf, wobei die mechanische Baueinheit mit dem Antriebsmechanismus für das Wischblatt derart gekoppelt ist, dass bei einer Bewegung des Wischblatts durch den Linearmotor das Federelement durch dessen Verformung die Rückstellkraft in Richtung der Umkehrstellung erzeugt. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die zum Bewegen des Wischblatts durch die mechanische Baueinheit benötigte Federkraft bei der Bewegung des Wischblatts durch den Linearmotor erzeugt wird.
In wiederum bevorzugter Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die mechanische Baueinheit einen Kolben mit einer beweglich zum Kolben angeordneten Kolbenstange aufweist, dass die Kolbenstange mit dem im Kolben angeordneten Federelement verbunden ist, dass die Kolbenstange mit einem aus dem Kolben herausragenden Endabschnitt zumindest mittelbar mit dem Antriebsmechanismus für das Wischblatt verbunden ist, und dass ein von der Kolbenstange abgewandter Endabschnitt des Kolbens schwenkbar um einen ortsfest angeordneten Befestigungspunkt der mechanischen Baueinheit angeordnet ist. Bei einer derartigen, zuletzt beschriebenen mechanischen Baueinheit ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass das Wischblatt entlang einer geradlinigen Bewegungsbahn beweglich angeordnet ist, und dass eine Längsachse des Kolbens und der Kolbenstange, ausgehend von einer senkrechten Ausrichtung zwischen der Bewegungsbahn des Wischblatts und der Längsachse des Kolbens und der Kolbenstange, in Abhängigkeit eines Winkels zwischen der Bewegungsbahn und der Längsachse das Wischblatt in Richtung der einen oder der anderen Umkehrstellung mit der Rückstellkraft beaufschlagt.
Der Antriebsmechanismus weist bevorzugt ein Trägerelement für das Wischblatt auf, wobei das Trägerelement mittels wenigstens einer Linearführung, die im Bereich des Sichtfelds parallel zur Sichtscheibe angeordnet ist, zwischen den beiden Umkehrstellungen beweglich angeordnet ist, und wobei das Trägerelement mittels eines Verbindungselements, insbesondere mittels einer Verbindungsstange, mit einem Stellelements des Linearmotors verbunden ist.
Bevorzugt ist das Stellelement entlang einer parallel zu wenigstens einer Linearführung verlaufenden Verstellachse beweglich angeordnet.
Der Linearmotor weist zur Realisierung definierter Positionen des Wischblatts bevorzugt mehrere elektrische Spulen auf. Dies ermöglicht es, nicht nur eine Hin- und Herbewegung des Wischblatts im Bereich des Sichtfeldes zu realisieren, sondern auch definierte Stellungen des Wischblatts im Bereich des Sichtfelds anzusteuern, um beispielsweise eine mittels der Umfelderkennungsvorrichtung im Bereich des Sichtfeldes erkannte Verschmutzung gezielt von der Sichtscheibe entfernen zu können.
Für den Betrieb ist es darüber hinaus bei einem derartigen Linearmotor von Vorteil, wenn die Spulen zur Erzeugung eines Softanlaufs und/oder Softauslaufs einzeln bestrombar ausgebildet sind. Dies bewirkt eine mechanische Schonung der Bauelemente des Antriebsmechanismus sowie des Wischblatts. Ein bevorzugter Einsatz einer soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung besteht bei der Verwendung in einer Umfelderkennungsvorrichtung, die als Lidareinrichtung ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Reinigungseinrichtung als Bestandteil einer in
Form einer Lidareinrichtung ausgebildeten Umfelderkennungsvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Fig. 1 ist stark vereinfacht eine Umfelderkennungsvorrichtung 100 für ein Fahrzeug dargestellt. Die Umfelderkennungsvorrichtung 100 dient dazu, beim Fahren des Fahrzeugs gegebenenfalls gefährliche Fahrsituationen zu erkennen, beispielsweise um einen autonomen Fährbetrieb des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Umfelderkennungsvorrichtung 100 ist vorzugsweise in Form einer Lidareinrichtung ausgebildet und weist hierzu einen Lidarsensor 102 auf, dessen Signale an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung weitergeleitet werden.
Die Umfelderkennungsvorrichtung 100 weist darüber hinaus eine Reinigungseinrichtung 10 auf, die eine Sichtscheibe 12 mit einem Sichtfeld 14 hat, durch das der Lidarsensor 102 die Umgebung erfassen kann. Die Reinigungseinrichtung 10 weist darüber hinaus ein in der Fig. 1 lediglich teilweise dargestelltes Gehäuse 16 auf, in dem vorzugsweise auch der Lidarsensor 102 angeordnet ist. Die Sichtscheibe 12 dient dem Schutz des Lidarsensors 102 vor Verschmutzungen, Niederschlag o.ä., um die Funktion des Lidarsensors 102 zu gewährleisten. Um bei Verschmutzungen, bei Regen bzw. Feuchtigkeit eine Erfassung der Fahrzeugumgebung mittels des Lidarsensors 102 zu ermöglichen, weist die Reinigungseinrichtung 10 darüber hinaus ein aus dem Bereich der Reinigung von Fahrzeugscheiben an sich bekanntes Wischblatt 20 mit einer Wischblattlängsachse 22 auf, die sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 erstreckt. Das Wischblatt 20 ist auf der dem Lidarsensor 102 abgewandten Seite des Sichtfelds 14 bzw. der Sichtscheibe 12, d.h. außerhalb des Gehäuses 16, angeordnet, und ist zwischen zwei Umkehrstellungen 24, 26 hin und her bewegbar, um die Sichtscheibe 12 im Bereich des Sichtfelds 14 zu reinigen.
Ergänzend wird erwähnt, dass insbesondere zur Beseitigung von Verschmutzungen die Reinigungseinrichtung 10 darüber hinaus wenigstens eine nicht dargestellte Sprüheinrichtung o.ä. zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit aufweist.
Zur Bewegung des Wischblatts 20 zumindest zwischen den beiden Umkehrstellungen 24, 26 dient ein Elektromotor 28, der in Form eines Linearmotors 30 ausgebildet ist. Der Elektromotor 28 bzw. der Linearmotor 30 ist von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung der Reinigungseinrichtung 10 ansteuerbar bzw. bestrombar. Insbesondere weist der Linearmotor 30 mehrere elektrische Spulen 32 auf, die durch die Steuereinrichtung separat bestrombar sind, und die auf einen von den Spulen 32 umschlossenen Elektromagneten 34 in Form eines Permanentelektromagneten wirken. Der Elektromagnet 34 wirkt als Stellelement für das Wischblatt 20. Durch die einzelne Ansteuerung der Spulen 32 lässt sich beispielsweise ein Softanlauf bzw. ein Softstopp des Elektromotors 28, sowie die Realisierung beliebiger Zwischenstellungen des Permanentelektromagneten in Bezug auf die Längsrichtung des Elektromagneten 34 und somit des Wischblatts 20 entlang der Sichtscheibe 12 erzielen.
Die Übertragung der Bewegung des Elektromagneten 34 als Stellglied auf das Wischblatt 20 erfolgt mittels eines Antriebsmechanismus 35 des Elektromotors 28. Der Antriebsmechanismus 35 weist ein Trägerelement 36 auf, das im Ausführungsbeispiel blockförmig ausgebildet ist, und das sich auf der dem Wischblatt 20 abgewandten Seite der Sichtscheibe 12 befindet. Das Trägerelement 36 ist über ein im Ausführungsbeispiel in etwa V- oder U-förmiges Zwischenelement 38 mit dem Wischblatt 20 verbunden, um eine Kopplung des Trägerelements 36 mit dem Wischblatt 20 zu ermöglichen. Das Trägerelement 36 weist beispielsweise zwei, parallel zur Ebene der Sichtscheibe 12 verlaufende Längsbohrungen 40, 42 auf, die der Führung des Trägerelements 36 entlang einer parallel zur Sichtscheibe 12 verlaufenden Bewegungsbahn 44 dienen. Hierzu sind die Längsbohrungen 40, 42 mit stangenförmigen Führungselementen 46, 47 als Linearführung durchsetzt, die ihrerseits am bzw. im Gehäuse 16 ortsfest gelagert bzw. befestigt sind.
Das Trägerelement 36 ist über eine Verbindungsstange 48, die sowohl im Bereich des Trägerelements 36 als auch im Bereich des Elektromagneten 34 gelenkig angeordnet ist, mit dem Linearmotor 30 gekoppelt. Bei einer Hin- und Herbewegung des Elektromagneten 34 entsprechend der Richtung des Doppelpfeils 50 bzw. der Längsachse des Elektromagneten 34 überträgt die Verbindungsstange 48 die Bewegung des Elektromagneten 34 auf das Trägerelement 36, das dann entlang der Bewegungsbahn 44 zwischen den beiden Umkehrpositionen 24, 26 hin und her bewegt wird, ebenso wie das mit dem Trägerelement 36 verbundene Wischblatt 20.
Der Antriebsmechanismus 35 der Reinigungseinrichtung 10 ist darüber hinaus mit einem zusätzlichen Antrieb 52 gekoppelt. Der zusätzliche Antrieb 52 ist in Form einer mechanischen Baueinheit 54 ausgebildet, der dazu dient, auf das Trägerelement 36 und somit auch auf das Wischblatt 20 eine in Richtung einer der beiden Umkehrstellungen 24, 26 wirkende Rückstellkraft F zu erzeugen. Die Rückstellkraft F dient dazu, bei einem Ausfall des Elektromotors 28 bzw. des Linearmotors 30 das Wischblatt 20 in Richtung der jeweiligen Umkehrstellung 24, 26, und zwar zumindest bis in die Position der jeweiligen Umkehrstellung 24, 26, bevorzugt bis in den Bereich einer Parkstellung PS zu bewegen, welche sich außerhalb des Sichtfelds 16 des Lidarsensors 102 befindet.
Die mechanische Baueinheit 54 weist einen Kolben 56 auf, der auf der dem Trägerelement 36 abgewandten Seite an einem ortsfest angeordneten Befestigungspunkt 58 um eine senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden Achse 60 schwenkbar gelagert ist. Innerhalb des Kolbens 56 ist ein Federelement 62 in Form einer Druckfeder 64 angeordnet, die mit einer Kolbenstange 66 verbunden ist. Die Kolbenstange 66 ragt einseitig aus dem Kolben 56 heraus und ist mit einem Endbereich 68 mit dem Trägerelement 36 gelenkig verbunden. Die Kolbenstange 66 und der Kolben 56 weisen eine gemeinsame Längsachse 70 auf, die in einem Winkel a in Bezug zu einer parallel zur Sichtscheibe 12 und zur Bewegungsbahn 44 verlaufenden Ebene 72 angeordnet ist. Ergänzend wird erwähnt, dass die Anordnung des Lidarsensors 102 im Gehäuse 16 der Reinigungsvorrichtung 10 derart, ist, dass dessen Erfassungsberiech durch die Bauteile des Antriebsmechanismus 35 und des zusätzlichen Antriebs 52 nicht beeinträchtigt wird.
Die Funktion der Reinigungseinrichtung 10 wird nachfolgend wie folgt erläutert: Zur Reinigung der Sichtscheibe 12 wird das Wischblatt 20 von dem Linearmotor 30 durch Bestromung der Spulen 32 zwischen den beiden Umkehrstellungen 24, 26 hin und her bewegt. Durch die Kopplung des Antriebs 52 mit dem Trägerelement 36 findet dabei gleichzeitig ein Schwenken der Kolbenstange 66 bzw. des Kolbens 56 um die Achse 60 statt. Die Dimensionierung der mechanischen Baueinheit 54 bzw. der Druckfeder 64 ist derart, dass in einer Stellung, bei der der Winkel a 90° beträgt, die Druckfeder 64 mit einer Federvorspannung vorgespannt ist. Dies hat zur Folge, dass bei einem Winkel a von mehr oder weniger als 90° jeweils eine Rückstellkraft F von der Druckfeder 64 in Richtung einer der beiden Umkehrstellungen 24, 26 erzeugt wird. Die Federvorspannung bzw. die Rückstellkraft F der Druckfeder 64 ist dabei derart bemessen, dass bei einem Ausfall des Linearmotors 30 eine Bewegung des Wischblatts 20 zumindest bis in den Bereich der jeweiligen Umkehrstellung 24, 26, vorzugsweise bis in den Bereich der erwähnten Parkstellung PS, ermöglicht wird. Dazu ist es erforderlich, dass die Rückstellkraft F größer ist als die vom Elektromotor 28 erzeugte Selbsthemmung.
Die soweit beschriebene Reinigungseinrichtung 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
So kann anstelle eines Linearmotors 30 auch ein konventioneller Elektromotor 28 mit einer sich drehenden Abtriebswelle verwendet werden. Die Drehung der Abtriebswelle kann in diesem Fall über ein Getriebe in eine Linearbewegung umgewandelt werden, wobei der Getriebeabtrieb wiederum mit der Verbindungsstange 48 des Antriebsmechanismus 35 gekoppelt ist. Bezugszeichen
10 Reinigungseinrichtung
12 Sichtscheibe
14 Sichtfeld
16 Gehäuse
20 Wischblatt
22 Wischblattlängsachse
24 Umkehrstellung
26 Umkehrstellung
28 Elektromotor
30 Linearmotor
32 Spule
34 Elektromagnet
35 Antriebsmechanismus
36 Trägerelement
38 Zwischenelement
40 Längsbohrung
42 Längsbohrung
44 Bewegungsbahn
46 Führungselement
47 Führungselement
48 Verbindungsstange
50 Doppelpfeil
52 Antrieb 4 Baueinheit 6 Kolben 8 Befestigungspunkt 0 Achse 2 Federelement 4 Druckfeder 6 Kolbenstange 8 Endbereich
70 Längsachse
72 Ebene
100 Umfelderkennungsvorrichtung
102 Lidarsensor
F Rückstellkraft
PS Parkstellung a Winkel

Claims

Ansprüche
1. Reinigungseinrichtung (10) für eine Umfelderkennungsvorrichtung (100) eines Fahrzeugs, mit einem Gehäuse (16), das im Bereich einer Sichtscheibe (12) ein Sichtfeld (14) für einen Sensor (102) ausbildet, mit einem entlang der Sichtscheibe (12) bewegbaren Wischblatt (20) zur Reinigung des Sichtfeldes (14), wobei das Wischblatt (20) mit einem einen Elektromotor (28) aufweisenden Antriebsmechanismus (35) gekoppelt ist, der dazu ausgebildet ist, das Wischblatt (20) zwischen zwei Umkehrstellungen (24, 26) hin und her zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (28) zumindest mittelbar dazu ausgebildet ist, eine Linearbewegung des Antriebsmechanismus (35) zu erzeugen, und dass das Wischblatt (20) zumindest mittelbar mit einem zusätzlichen Antrieb (52) verbunden ist, der dazu ausgebildet ist, das Wischblatt (20) bei einem Ausfall des Elektromotors (28) in Richtung wenigstens einer Umkehrstellung (24, 26), vorzugsweise bis in den Bereich einer außerhalb des Sichtfelds (14) angeordneten Parkstellung (PS) des Wischblatts (20) zu bewegen.
2. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (28) als Linearmotor (30) ausgebildet ist, der unmittelbar mit dem Antriebsmechanismus (35) verbunden ist.
3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (28) eine Drehbewegung an einem Abtriebselement des Elektromotors (28) erzeugt, die über ein Getriebe in eine Linearbewegung des Antriebsmechanismus (35) umwandelbar ist.
4. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Antrieb (52) als mechanische Baueinheit (54) ausgebildet ist, die dazu ausgebildet ist, auf das Wischblatt (20) eine in Richtung der wenigstens einen Umkehrstellung (24, 26) wirkende Rückstellkraft (F) zu erzeugen.
5. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Baueinheit (54) wenigstens ein Federelement (62), vorzugsweise in Form einer Druckfeder (64), aufweist, und dass die mechanische Baueinheit (54) mit dem Antriebsmechanismus (35) derart gekoppelt ist, dass bei der Bewegung des Wischblatts (20) durch den Linearmotor (30) das Federelement (62) durch Verformung die Rückstellkraft (F) erzeugt.
6. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Baueinheit (54) einen Kolben (56) mit einer beweglich zum Kolben (56) angeordneten Kolbenstange (66) aufweist, dass die Kolbenstange (66) mit dem in dem Kolben (56) angeordneten Federelement (62) verbunden ist, dass die Kolbenstange (66) mit einem aus dem Kolben (56) herausragenden Endbereich (68) zumindest mittelbar mit dem Antriebsmechanismus (35) verbunden ist, und dass ein der Kolbenstange (66) abgewandter Endbereich des Kolbens (56) schwenkbar um einem ortsfest angeordneten Befestigungspunkt (58) der Baueinheit (54) angeordnet ist.
7. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wischblatt (20) entlang einer geradlinigen Bewegungsbahn (44) beweglich angeordnet ist, und dass eine Längsachse (70) des Kolbens (56) und der Kolbenstange (66), ausgehend von einer senkrechten Ausrichtung zwischen der Bewegungsbahn (44) und der Längsachse (70), in Abhängigkeit eines Winkels (a) zwischen der Bewegungsbahn (44) und der Längsachse (70) das Wischblatt (20) in Richtung der einen oder der anderen Umkehrstellung (24,
26) mit der Rückstellkraft (F) beaufschlagt.
8. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (35) ein Trägerelement (36) für das Wischblatt
(20) aufweist, dass das Trägerelement (36) mittels wenigstens einer Linearführung (46, 47), die im Bereich des Sichtfelds (14) parallel zur Sichtscheibe (12) angeordnet ist, zwischen den beiden Umkehrstellungen (24,
26) beweglich angeordnet ist, und dass das Trägerelement (36) mittels eines Verbindungselements, insbesondere mittels einer Verbindungsstange (48), mit einem Stellelement (34) des Linearmotors (30) verbunden ist.
9. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (34) entlang einer parallel zur wenigstens einen Linearführung (46, 47) verlaufenden Richtung (50) beweglich ist.
10. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (30) mehrere elektrische Spulen (32) zur Realisierung definierter Positionen des Wischblatts (20) zumindest entlang des Sichtfelds (14) aufweist.
11 . Reinigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (32) zur Erzeugung eines Softanlaufs und/oder Softauslaufs einzeln bestrombar ausgebildet sind.
12. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umfelderkennungsvorrichtung (100) als Lidareinrichtung ausgebildet ist.
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