DE102014010495B3

DE102014010495B3 - Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem

Info

Publication number: DE102014010495B3
Application number: DE102014010495.8A
Authority: DE
Inventors: Aaron Williams; Chris Davies
Original assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Current assignee: Kautex Textron GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2034-07-17
Also published as: WO2016008722A1; JP6333465B2; EP3169568A1; EP3169568B2; CN106536296A; US20170210304A1; JP2017528358A; CN106536296B; EP3169568B8; EP3169568B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem, wobei das System eine Bildsensoreinheit, eine Reinigungsfluidquelle, einen Reinigungsfluidkreis (3), eine Reinigungsfluidpumpe (1) und wenigstens eine Reinigungsfluiddüse (16) umfasst. Die Bildsensoreinheit ist in dem Bildsensorgehäuse (10) angeordnet, wobei das Bildsensorgehäuse (10) in einem fahrzeugbefestigten Gehäuse (11) angeordnet ist und das Bildsensorgehäuse (10) innerhalb des Gehäuses (11) zwischen ersten und zweiten Stellungen bewegbar ist. Die Fluiddüse (16) ist unterhalb einer äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche (9) angeordnet und Reinigungsfluid als Strahl oder Nebel eines Fluids kann auf das Bildsensorgehäuse (10) befördert werden, wenn sich das Bildsensorgehäuse (10) in einer zurückgezogenen Stellung befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem umfassend eine Bildsensoreinheit, eine Reinigungsfluidquelle, einen Reinigungsfluidkreis, eine Reinigungsfluidpumpe und wenigstens eine Reinigungsfluiddüse.
Moderne Fahrzeuge und insbesondere Kraftfahrzeuge, überwiegend sogenannte SUV, werden mit Außensichtkameras ausgestattet, um die Sicht des Fahrers und die Sicherheit zu verbessern. Darüber hinaus sind solche Fahrzeuge vielfach mit Sensoren ausgestattet, die überholende und sich von hinten annähernde Fahrzeuge detektieren, welche im Rückspiegel des Fahrers wegen des toten Winkels nicht erkennbar sind und welche nicht von den Rückspiegeln des Fahrzeuges erfasst werden.
Im Stand der Technik sind Rückfahrkameras häufig in den hinteren Stoßfänger, die hintere Fahrzeugklappe oder in den Kofferraumdeckel in der Nähe des Kennzeichens integriert. Aufgrund dieser Lage an der Karosserie des Kraftfahrzeuges sind die Kameralinsen oder Schutzabdeckungen oder allgemein gesagt der Erfassungsbereich des Sensors der Fahrzeugumgebung ausgesetzt und Schmutz, Staub, Matsch, Salznebel etc. können sich während des Betriebs des Fahrzeuges auf der Linse oder der Linsenabdeckung oder einer Sensorabdeckung ansammeln. Insbesondere wenn Kameras und/oder Sensoren in den rückwärtigen Stoßfänger oder in die Rückklappe des Fahrzeuges integriert sind, sind diese besonders Schmutz- und Matschspritzern ausgesetzt.
Es ist deshalb im Allgemeinen bekannt, externe Waschsysteme zur Reinigung von Linsen und Sensoren bereitzustellen.
Die WO 2012/138455 A1 offenbart beispielsweise ein externes Linsenreinigungssystem für eine Rückfahrkamera.
Stand der Technik in Bezug auf solche Linsenreinigungssysteme kann beispielsweise aus den Druckschriften WO 01/68425 A1 , WO 02/072274 A1 und DE 10 2010 022 163 A1 entnommen werden.
Im Stand der Technik wurden bereits verschiedene Reinigungskonzepte vorgeschlagen, entweder um den Aufbau von Schmutz und Verunreinigungen auf der Kameralinse zu verhindern oder um ein verbessertes Reinigungsergebnis zu erzielen. Da auch Tropfen von auf der Linse der Kamera verbleibender Reinigungsflüssigkeit die Sicht beeinträchtigen, wird beispielsweise in der WO 02/072 274 A1 zur Behebung dieses Problems vorgeschlagen, Flüssigkeits- und Luftdüsenanordnungen vorzusehen, die dazu in der Lage sind, Ströme einer Mischung aus Reinigungsflüssigkeit und Luft auf eine Fahrzeugsichteinrichtung, eine sichtbare Anzeige oder einen Sensor zu befördern. Diese Düsenanordnungen sind an einem Fahrzeug in der Nähe der Sichteinrichtung montiert und so ausgerichtet, dass sich die Flüssigkeit aus einer Art von Düsen und Luftströme aus einer anderen Art von Düsen vor dem Auftreten auf die Sichteinrichtung kreuzen, um eine Sprühmischung zu erzeugen, die die exponierte Oberfläche der Sichteinrichtung reinigt.
Ein fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der DE 10 2011 106 957 A1 bekannt.
Grundsätzlich wurde bis jetzt im Stand der Technik nicht berücksichtigt, dass auch der Aufbau von Schmutz, Verunreinigungen, Matsch, Salznebel und dergleichen auf den Düsen ein Problem darstellen könnte, da sie die Düsen verstopfen könnten. Ein anderes Problem mit einer solchen Anordnung von Düsen ist, dass, um einen hinreichenden Reinigungseffekt zu erzielen, die Düsen verhältnismäßig nahe an der Linsenabdeckung oder an den Linsendom angeordnet sein müssen, nicht nur wegen des Reinigungseffekts, sondern auch wegen des Bedürfnisses integrierte Systeme bereitzustellen, d. h. Kamerasystem und Reinigungssystem in einer Anordnung.
Ein weiteres Problem mit solchen Systemen ist, dass der Sichtwinkel so weit wie eben möglich sein sollte. Ein solches Weitwinkelrückfahrkamerasystem erfasst vorzugsweise auch wenigstens einen Teil des rückwärtigen Stoßfängers, so dass dem Fahrer auch eine Einpark-Entfernungsanzeige bereitgestellt werden kann. Die Forderung nach solchen Weitwinkelkamerasystemen und Düsen, die sehr nahe an der Linse oder an der Linsenabdeckung angeordnet sind, sind in gewissem Ausmaß gegensätzlich, da die Düsen unter Umständen vom Sichtfeld der Sensoreinheit erfasst werden. Wenn ein sichtbares Bild auf einem Monitor innerhalb des Fahrgastraums angezeigt wird, könnten die Düsen optisch als störend empfunden werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem bereitzustellen, welches die zuvor beschriebenen Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird durch ein fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystemgelöst, wobei das System folgendes umfasst:

– eine Bildsensoreinheit,
– eine Reinigungsfluidquelle,
– einen Reinigungsfluidkreis,
– eine Reinigungsfluidpumpe,
– wenigstens eine Reinigungsfluiddüse,
– wobei die Bildsensoreinheit in einem Bildsensorgehäuse angeordnet ist,
– wobei das Bildsensorgehäuse in einem fahrzeugmontierten Gehäuse angeordnet ist,
– wobei das Bildsensorgehäuse innerhalb des Gehäuses zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist,
– wobei die erste Stellung eine ausgefahrene Stellung ist, bei welcher das Bildsensorgehäuse von einer äußeren Oberfläche der Fahrzeugkarosserie hervorsteht,
– wobei die zweite Stellung eine zurückgezogene Stellung ist, bei welcher das Bildsensorgehäuse unterhalb der äußeren Oberfläche der Fahrzeugkarosserie zurückgezogen ist,
– wobei die Reinigungsfluiddüse unterhalb der äußeren Oberfläche der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und einwärts in das Gehäuse gerichtet ist, sodass das Reinigungsfluid als Strahl oder Nebel eines Fluids auf das Bildsensorgehäuse befördert werden kann und so schließlich eine Sensorabdeckung reinigt, während sich das Bildsensorgehäuse in der zweiten zurückgezogenen Stellung befindet, wobei sich das System dadurch auszeichnet, dass das Bildsensorgehäuse in der ersten Stellung vorgespannt ist und durch den Druck des Reinigungsfluids erzeugt durch die Reinigungsfluidpumpe während eines Reinigungszyklus in die zweite Stellung bewegbar ist.

Mit anderen Worten, die Erfindung zielt darauf ab, eine freie Sicht der Sensoreinheit dadurch zu erzielen, dass die Sensoreinheit unter die äußere Oberfläche des Fahrzeugs bewegt wird, sodann die Reinigung derselben durch wenigstens eine Düse erfolgt, wobei Schmutz und oder Verunreinigungen, die die Sicht des Benutzers beeinträchtigten könnten, entfernt werden, und sodann die Sensoreinheit zurück in eine von der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs erhabene Position bewegt wird.
Das System ist auch dazu ausgelegt, den Aufbau von Frost auf der Kamera bei kalten Umgebungstemperaturen zu entfernen.
Wenn die Sensoreinheit eine domförmige Linsenabdeckung umfasst, kann der umlaufende Rand des Bildsensorgehäuses mit der äußeren Oberfläche des Fahrzeuges in der ersten Stellung fluchten, wohingegen der Dom oberhalb der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs hervorsteht.
Nach dem Konzept der Erfindung ist die oder sind die Düsen grundsätzlich verdeckt angeordnet, sodass die Düse oder die Düsen in der ersten Stellung des Bildsensorgehäuses nicht exponiert sind.
Eine Sensoreinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine Außensichtkamera oder nur einen Sensor zur Erfassung sich annähernder und überholender Fahrzeuge oder zur Erzeugung eines Warnsignals bei Verlassen der Fahrspur sein.
Eine Sensoreinheit im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als Außensichtkamera sowohl als auch als Sensor zur Erzeugung eines Warnsignals für den Fahrer bei Verlassen der Fahrspur oder zur Erfassung sich dem Fahrzeug annähernder Objekte, die normalerweise in den Rückspiegeln nicht sichtbar sind, zur gleichen Zeit ausgebildet sein.
Eine Sensoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Bildsensoreinheit unter Verwendung von Festkörpertechnologien, beispielsweise CMOS oder CCD Sensortechnologie in Verbindung mit beispielsweise einem Monitor eines Kraftfahrzeugnavigationssystems sein. Die Bildsensoreinheit kann wenigstens ein Kamera-Linsensystem mit wenigstens einer Linsenoberfläche oder einer Abdeckung umfassen.
Eine Fluiddüse im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann beispielsweise eine Oszillationsdüse, eine Stiftstrahldüse oder dergleichen sein. Die Fluiddüse kann einen einstellbaren augenballförmigen Düsenkörper aufweisen.
Eine Fluiddüse im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ebenso eine Luftdüse sein, welches jede Art von Düse sein kann, durch welche ein Luftstrahl, vorzugsweise ein Stiftstrahl ausgestoßen werden kann.
Ein Reinigungsfluid im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkeit oder Gas oder Luft sein. Eine Reinigungsfluidpumpe im Sinne der Erfindung kann eine herkömmliche Fluidpumpe sein, insbesondere eine herkömmliche Impellerpumpe mit einem oder mehreren Impellerrädern. Die Fluidpumpe kann einen oder mehrere Fluidauslässe und wenigstens einen Fluideinlass für ein flüssiges Reinigungsfluid von einer Reinigungsfluidquelle aufweisen. Wenn Luft oder Gas auf die Sensoreinheit befördert werden soll, kann die Reinigungsfluidpumpe als Kolbenpumpe ausgebildet sein.
Wenn die Reinigungsfluidpumpe als herkömmliche Impellerpumpe für ein flüssiges Reinigungsfluid ausgebildet ist, kann die Reinigungsfluidpumpe entweder als bidirektionale Pumpe mit einem schaltbaren Drehsinn oder als monodirektionale Pumpe mit nur einem Drehsinn ausgebildet sein.
Insbesondere eine Reinigungsfluidpumpe mit einem schaltbaren Drehsinn kann Reinigungsfluid an verschiedene Düsensysteme in Abhängigkeit des gewählten Drehsinns liefern.
Ein Reinigungsfluidkreis im Sinne der vorliegenden Erfindung kann eine Reinigungsfluidleitung oder Reinigungsfluidschläuche sowohl als auch Verbinder und Ventile, beispielsweise Rückschlagventile und/oder Druckhalteventile umfassen.
Ein Reinigungsfluidkreis im Sinne der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise ein geschlossener Kreis sein. Ein Fachmann wird erkennen, dass der Begriff „Reinigungsfluidkreis” auch eine einzige Reinigungsfluidleitung von einer Reinigungsfluidpumpe zu einer Fluiddüse umfassen kann. Ein Reinigungsfluidkreis muss nicht notwendigerweise und wird auch im Allgemeinen nicht ein geschlossener Kreislauf sein.
Das Bildsensorgehäuse kann von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung durch einen elektrischen Aktuator bewegt werden. Der Aktuator kann als sogenannter Getriebemotor oder auch als Magnetspulenaktuator ausgebildet sein.
Gemäß der Erfindung wird das Bildsensorgehäuse aus der ersten Stellung in die zweite Stellung hydraulisch unterhalb der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs zurückgezogen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine solche Bewegung aus der ersten Stellung in die zweite Stellung durch die hydraulische Kraft des Reinigungsfluids bewirkt wird.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung umgreifen das Bildsensorgehäuse und das Gehäuse einander so, dass diese eine abgedichtete Fluidkammer definieren und die Fluidkammer kommuniziert mit dem Reinigungsfluidkreis, so dass das Reinigungsfluid unter Druck an die Fluidkammer geliefert werden kann.
Der Boden der Fluidkammer kann beispielsweise durch einen Teil des Bildsensorgehäuses gebildet werden, so dass das Reinigungsfluid das Bildsensorgehäuse in die zweite zurückgezogene Position bewegt.
Das Fahrzeugssicht- und Reinigungssystem nach der vorliegenden Anmeldung zeichnet sich dadurch aus, dass das Bildsensorgehäuse in der ersten Stellung mittels der Federkraft eines Federelements vorgespannt ist, wobei das Bildsensorgehäuse durch den Druck des in die Fluidkammer eintretenden Reinigungsfluids in die zweite Stellung bewegt wird.
Vorzugsweise sind die Fluidkammer und die Düse hydraulisch parallel mit der Reinigungsfluidpumpe verbunden.
Der Fluiddruck, der durch die Reinigungsfluidpumpe geliefert wird, kann in der Größenordnung von 2 bis 5 bar, vorzugsweise etwa 3 bar, je nach Druckverbrauch der Düse oder einer Anordnung von mehreren Düsen betragen.
Um einen sequentiellen Betrieb der hydraulisch bewirkten Bewegung des Bildsensorgehäuses und der Beförderung des Reinigungsfluids an die Fluiddüse zu erreichen, kann das System ein oder mehrere Druckhalteventile umfassen. Ist beispielsweise eine Düse vorgesehen, umfasst das System ein Druckhalteventil stromaufwärts der Düse, so dass Reinigungsfluid nur zu der Düse geliefert wird, wenn der Druckaufbau in der Fluidkammer einen gegebenen Wert überschreitet, was der Fall sein sollte, wenn das Bildsensorgehäuse seine zweite Stellung erreicht.
Vorzugsweise ist der Bewegungsdruck in der Fluidkammer, der Druck innerhalb der Fluidkammer, der die Bewegung des Bildsensorgehäuses bewirkt, geringer als der Bewegungsdruck eines Ventilkörpers in dem Druckhalteventil. Alternativ kann das System so ausgelegt sein, dass die Fluidkammer und die Düse hydraulisch in Reihe miteinander verbunden sind, das heißt hintereinander geschaltet sind und dass das Reinigungsfluid aus der Düse ausgestoßen wird, wenn das Bildsensorgehäuse die zweite Stellung erreicht.
In diesem Fall kann die Fluiddüse durch das Bildsensorgehäuse selbst in der ersten Stellung verdeckt sein und die Fluiddüse kann in der zweiten Stellung durch das Bildsensorgehäuse selbst freigelegt und freigegeben werden.
Die Düse kann beispielsweise durch einen Düsenkanal gebildet werden, der in das Gehäuse integriert ist oder welcher Teil des Gehäuses ist, wobei der Kanal mit der Fluidkammer durch einen Bypasskanal kommuniziert, welcher in der ersten Stellung des Bildsensorgehäuses geschlossen ist und welcher in der zweiten Stellung des Bildsensorgehäuses geöffnet ist. Der Bypasskanal kann in der ersten Stellung hermetisch durch das Bildsensorgehäuse selbst verschlossen sein.
Das Bildsensorgehäuse und/oder das Gehäuse können mit einem oder mehreren Dichtelementen versehen sein, beispielsweise in Form von elastomeren Dichtringen.
Grundsätzlich kann das Bildsensorgehäuse einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. In diesem Fall kann das Gehäuse ebenso einen zylindrischen Querschnitt aufweisen, so dass das Bildsensorgehäuse einen Kolben definiert, wohingegen das Gehäuse einen entsprechenden Zylinder definiert.
Das Bildsensorgehäuse kann als zylindrischer Kolben mit offenem Boden ausgebildet sein, der von der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs abgewandt ist. In diesem Fall kann die Fluidkammer als ringförmige Kammer ausgebildet sein, die durch einen Ringraum zwischen dem zylindrischen Gehäuse und dem Bildsensorgehäuse gebildet wird.
Alternativ kann das Bildsensorgehäuse eine Kolbenstange und eine Kolbenfläche umfassen, wobei letztere vorzugsweise den Boden der Fluidkammer bildet.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des fahrzeugintegrierten Sicht- und Reinigungssystems nach der Erfindung ist die Fluiddüse (eine oder mehrere Fluiddüsen) in einen Verbinder für eine Reinigungsfluidleitung integriert, wobei der Verbinder in eine Öffnung des Gehäuses eingesetzt ist oder einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist.
„Integriert” in diesem Sinne heißt nicht notwendigerweise, dass die Fluiddüse und der Verbinder einteilig ausgebildet sind. Die Fluiddüse kann beispielsweise als Augenball ausgebildet sein, der in eine entsprechend ausgebildete Aufnahme des Verbinders eingeschnappt ist. Der Verbinder kann beispielsweise als Fitting mit einem Tannenbaumprofil ausgebildet sein.
Grundsätzlich kann das fahrzeugintegrierte Sicht- und Reinigungssystem gemäß der Erfindung so fahrzeugmontiert sein, dass ein Linsendom oder eine domförmige Linsenabdeckung in der Einbaulage leicht abwärts gerichtet ist, so dass ein Überschuss an Reinigungsfluid automatisch schwerkraftbedingt abgeführt wird. Wie bereits zuvor erwähnt, kann das System auch wenigstens eine Luftdüse umfassen, um überschüssiges Reinigungsfluid weg zu blasen.
Alternativ oder zusätzlich kann das System zusätzliche Mittel zur Drainage von überschüssigem Reinigungsfluid umfassen, dass sich gegebenenfalls auf dem Bildsensorgehäuse sammelt.
Das System umfasst vorzugsweise wenigstens zwei Reinigungsfluiddüsen, die mit gleichem Abstand zueinander am Rand des Gehäuses angeordnet sind. Die Fluiddüsen können vorzugsweise radial einwärts in das Innere des Gehäuses zeigen oder zielen.
Wie zuvor erwähnt kann das Bildsensorgehäuse einen Linsendom umfassen, der eine Seitwinkellinse der Bildsensoreinheit abdeckt oder bildet. Der Sichtwinkel kann zwischen 90 und 180°C betragen. Ein Fachmann wird erkennen, dass der Bildwinkel, der tatsächlich auf dem Videomonitor innerhalb des Fahrzeuges wiedergegeben wird, vom Seitenverhältnis des Monitors abhängt.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen:
1: eine schematische Ansicht eines fahrzeugintegrierten Sicht- und Reinigungssystems gemäß der Erfindung zeigt,
2: eine vergrößerte Querschnittsansicht des fahrzeugintegrierten Sicht- und Reinigungssystems im montierten Zustand innerhalb der Karosserie ohne den Reinigungsfluidkreis zeigt, wobei sich das Bildsensorgehäuse in der ersten erhabenen Stellung befindet,
3: eine Querschnittsansicht entsprechend der Ansicht gemäß 2 zeigt, wobei das Bildsensorgehäuse sich in der zweiten zurückgezogenen Stellung befindet,
4: nicht vorhanden,
5: eine Seitenansicht des nicht in der Fahrzeugkarosserie montierten Gehäuses zeigt, welches das Bildsensorgehäuse mit der Bildsensoreinheit umfasst,
6: eine Seitenansicht des Gehäuses gemäß 5 um 45° im Uhrzeigersinn gedreht zeigt,
7: eine perspektivische Ansicht des Gehäuses gemäß 5 und 6 zeigt,
8a: eine Querschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des eingebauten Fahrzeugsicht- und Reinigungssytems gemäß der Erfindung zeigt, bei welchem sich das Bildsensorgehäuse in der ersten ausgefahrenen Stellung befindet,
8b: eine Querschnittansicht entsprechend derjenigen gemäß 8a zeigt, wobei das Bildsensorgehäuse sich in der zweiten zurückgezogenen Stellung befindet,
9: eine Teilquerschnittansicht einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 8a und 8b zeigt, wobei das Bildsensorgehäuse sich in der ersten Stellung befindet und
10: eine Teilquerschnittsansicht entsprechend derjenigen gemäß 9 zeigt, wobei das Bildsensorgehäuse sich in der zweiten zurückgezogenen Stellung befindet.
Es wird nun Bezug genommen auf 1, die das gesamt eingebaute Fahrzeugsicht- und Reinigungssystem zeigt. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Reinigungsfluidpumpe, die als herkömmliche monodirektionale Impellerpumpe ausgebildet ist und ein Fluid von einer nicht dargestellten Reinigungsfluidquelle über einen Sauganschluss 2 in einen Reinigungsfluidkreis 3 liefert. Der gezeigte Reinigungsfluidkreis 3 ist nur eine einfache Reinigungsfluidleitung 4 zur Reinigungsfluidzufuhr an einer Rückfahrkamera 5 mit integriertem Reinigungssystem. Der Reinigungsfluidkreis 3, wie er in 1 gezeigt ist, könnte jedoch Teil eines komplexen Systems sein und ebenso Reinigungsfluid zu anderen Frontscheinwerfer- oder Windschutzscheibenreinigungsvorrichtungen an einem Kraftfahrzeug wie beispielsweise einem Personenkraftfahrzeug oder dergleichen liefern.
Im Folgenden wird die Fahrzeugsichtvorrichtung einschließlich einer Sensoreinheit 6 der Einfachheit halber als Rückfahrkamera 5 bezeichnet.
Die Rückfahrkamera 5 ist in eine Öffnung 7 der Fahrzeugkarosserie 8 montiert. Die Fahrzeugkarosserie 8 kann Teil eines Stoßfängers oder eine Heckklappe eines Personenkraftfahrzeugs sein. Die Fahrzeugkarosserie 8 umfasst eine äußere Fahrzeugkarosserieoberfläche 9, die zur Umgebung exponiert ist.
Genauer gesagt umfasst das System ein Bildsensorgehäuse 10 das in einem fahrzeugmontierten Gehäuse 11 angeordnet ist. Das Bildsensorgehäuse 10 beherbergt die Bildsensoreinheit 6, beispielsweise umfassend einen CCD oder CMOS Sensor und ein optisches System, beispielsweise eine Linse.
Das Bildsensorgehäuse 10 umfasst einen lichtdurchlässigen Sensordom 13, der nach außen zeigt und beispielsweise die Sensor- oder Kameraabdeckung definiert.
Die Sensoreinheit 6 kann innerhalb des Bildsensorgehäuses 10 in abgedichteter Art und Weise angeordnet sein. Der Bildsensorgehäuse 10 selbst ist wasserdicht. Bezugszeichen 14 bezeichnet den Draht zu und von der Bildsensoreinheit 6, wobei der Draht 14 die Bildsensoreinheit 6 zur Bordelektronik des Personenkraftfahrzeuges verbindet.
Das Bildsensorgehäuse 10 nach dem Ausführungsbeispiel, wie dieses in den 1 und 3 gezeigt ist, umfassen drei Verbinder 15a, 15b, 15c, die als Fittinge mit einem Tannenbaumprofil ausgebildet sind, um Schläuche des Reinigungsfluidkreises 3 aufzunehmen.
Bei dem Ausführungsbeispiel, wie dieses in den 2 und 3 gezeigt ist, sind die Verbinder 15a und 15b als Einlassverbinder ausgebildet, welche nicht einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgebildet sind, aber in Aufnahmeöffnungen des Gehäuses 11 eingeschnappt sind. Der Einlassverbinder 15c ist jedoch als integraler Bestandteil des Gehäuses 11 ausgebildet. Die Verbinder 15a und 15b sind an deren in das Gehäuse 11 weisenden Enden mit Fluiddüsen 16 versehen, welche als Augenballdüsen ausgebildet sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Fluiddüsen jede geeignete Gestalt aufweisen können. Die Fluiddüsen 16 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 11 mit gleichem Abstand zueinander angeordnet und zielen radial einwärts in das Gehäuse 11. Der Verbinder 15c mündet in die Fluidkammer 17, die durch das Gehäuse 11 und das Bildsensorgehäuse 10 definiert wird, wie dies nachstehend im Einzelnen erklärt wird.
Wie dies in 1 gezeigt ist, sind die Verbinder 15a, 15b jeweils mit dem Reinigungsfluidkreis 3 verbunden und deshalb in Fluidverbindung mit der Reineigungsfluidpumpe 1. Der Verbinder 15c ist ebenso mit dem Reinigungsfluidkreis 3 beziehungsweise mit der Reinigungsfluidleitung 4 verbunden, derart, dass die Fluidkammer 17 und die Fluiddüsen 16 hydraulisch parallel angeordnet sind.
Darüber hinaus sind in der Reinigungsfluidleitung 4 stromaufwärts der Fluiddüsen 16 zwei Druckhalteventile 18 angeordnet, die einen Ventilkörper 19 umfassen, der aus dem zugehörigen Ventilsitz 20 durch den Druck des Reinigungsfluids angehoben werden kann, welches Reinigungsfluid tatsächlich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Reinigungsflüssigkeit ist. Der Ventilkörper 19 wird in dem Ventilsitz 20 beispielsweise durch eine nicht gezeigte Feder gehalten.
Mit Bezug auf 2 und 3 ist das Bildsensorgehäuse 10 aus der ersten Stellung, die in 2 gezeigt ist, in die zweite Stellung, die in 3 gezeigt ist durch den hydraulischen Druck des Reinigungsfluid, der durch die Reinigungsfluidpumpe 1 erzeugt wird, vor und zurück bewegbar.
In der in 2 gezeigten Stellung ist das Bildsensorgehäuse 10 in seiner ausgefahrenen Stellung, in der Stellung, in welcher der Linsendom 13 von der äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche 9 hervorsteht, durch eine Spiralfeder 21 gehalten, die zwischen einem tassenförmigen Kolben 22, der als integraler Bestandteil des Bildsensorgehäuses 10 ausgebildet ist und einer Verschlusskappe 23 angeordnet ist, die in das offene Ende des Bildsensorgehäuses 10, welches von der äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche 9 abgewandt ist eingesetzt ist. Der Kolben 22 bildet den Boden der Fluidkammer 17 und ist bezüglich des Gehäuses 11 durch eine O-Ringdichtung 24 abgedichtet, die sich außen am Umfang des Kolbens 22 erstreckt. Der Kolben 22 umfasst eine Kolbenstange 25, die durch eine Durchführung 26 des Gehäuses 11 geführt ist.
Die Kolbenstange 25 ist in der Durchführung 26 durch eine andere O-Ringdichtung 27 abgedichtet. Als Dichtungen kommen selbstverständlich alle Arten von Dichtungen in Betracht.
Die Funktionsweise des eingebauten Fahrzeugsicht- und Reinigungssystems gemäß des ersten in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
Die Reinigungsfluidpumpe 1, die an einem Reinigungsfluidausgang 28 ein Reinigungsfluid mit einem Druck zwischen 3 und 5 bar bereitstellt, pumpt das Reinigungsfluid von der Reinigungsfluidquelle in die Reinigungsfluidleitung 4 in Richtung der Fluiddüsen 16 und in Richtung der Fluidkammer 17 zur gleichen Zeit. Das System arbeitet vorzugsweise zwischen 2 und 5 bar, könnte allerdings auch unter 2 oder oberhalb von 5 bar arbeiten. Die Druckhalteventile 18 sind zur gleichen Zeit geschlossen. Die Druckhalteventile 18 öffnen bei einem Fluiddruck von etwa 1,5 bis 2,5 bar. Der optimale Ventilöffnungsdruck beträgt zwischen 1 und 2 bar, könnte jedoch unter 1 bar oder über 2 bar betragen.
Die Federkonstante der Spiralfeder 21 ist so gewählt, dass die Druckbeaufschlagung der Fluidkammer 17 bei einem statischen Druck des Reinigungsfluids von etwa 0,5 bis 1,5 bar, vorzugsweise 0,8 bar ausreicht, um das Bildsensorgehäuse 10 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 21 in die in 3 gezeigte Stellung zu bewegen. In dieser Stellung sind die Fluiddüsen 16 exponiert. Wenn das Bildsensorgehäuse 10 seine zweite ausgefahrene Stellung, wie Sie in 3 gezeigt ist, erreicht hat, wird der Druck innerhalb der Fluidkammer 17 weiter ansteigen, so dass der Ventilkörper 19 der Druckhalteventile 18 aus seinem zugehörigen Ventilsitz 20 angehoben wird, so dass Reinigungsfluid zu den Fluiddüsen 16, die dann exponiert angeordnet sind, zugeführt wird. Die Reinigungsdüsen 16 erzeugen einen Strahl, einen Sprühnebel oder einen oszillierenden Strahl auf dem Linsendom 13, so dass diese jeglichen Schmutz und jegliche Verunreinigung, die sich auf dem Linsendom 13 angesammelt haben könnten entfernt. Nach der Durchführung eines solchen Reinigungszyklus kehrt das Bildsensorgehäuse 10 automatisch in die in 2 gezeigte Stellung zurück.
Die 5 bis 8b zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des eingebauten Fahrzeugsicht- und Reinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Aus Gründen der Einfachheit halber wird nachstehend nur auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen.
Zunächst einmal hat das Gehäuse 11 nur zwei Verbinder 15a, 15c, da die Fluiddüsen 16 in das Gehäuse integriert sind und einfach als Schlitze 29 im Gehäuse 11 vorgesehen sein können. Das Gehäuse kann einen Ringraum aufweisen, der eine in verschiedene Schlitze 29 mündende Flüssigkeitsverteilerkammer bildet. Alternativ kann nur ein Schlitz vorgesehen sein. Die Verbinder können entweder integral ausgebildet sein oder als separate Bauteile.
Darüber hinaus ist das Bildsensorgehäuse 10 als ein endseitig offener Zylinder ausgebildet, der mit dem Gehäuse 11 einen Ringraum bildet, der die Fluidkammer 17 definiert. Der Ringraum ist durch zwei axial gegenüberliegende Dichtringe 30 abgedichtet, wobei jeder Dichtring 30 zwei flexible Dichtschenkel 31 aufweist. Die Dichtringe 30 haben eine Art V-Profil und sind so angeordnet, dass die offenen Seiten des Profils einander zugekehrt sind, mit dem Ergebnis, dass das in die Fluidkammer eindringende Fluid die Dichtschenkel gegen die innere zylindrische Wand des Gehäuses 11 zwingt, so dass auf diese Art und Weise eine ordentliche Abdichtung bereitgestellt wird. Diese V-förmige Dichtung könnte ebenso durch andere Dichtmittel ersetzt werden, beispielsweise durch O-Ringe. Das V-förmige Dichtmittel ist die bevorzugte Dichtung.
Obwohl in allen gezeigten Ausführungsbeispielen das Gehäuse 11 und Bildsensorgehäuse 10 zylindrische Teile sind, könnten diese auch eine andere Geometrie aufweisen.
Der Vorteil der in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigten Lösung gegenüber der Lösung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, dass die Bildsensoreinheit 6 von dem offenen Ende des Bildsensorgehäuses 10 aus in dieses eingesetzt werden kann, das heißt von der Seite, die von der äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche 9 weg weist.
8a zeigt das Bildsensorgehäuse 10 in der ersten Stellung, wohingegen 8b das Bildsensorgehäuse 10 in der zweiten Stellung zeigt, in welcher die Spiralfeder 21 zusammengepresst ist.
In beiden Ausführungsbeispielen ist der Draht 14, der die Bildsensoreinheit 6 anschließt, nicht gezeigt. Zum Führen des Drahts zur Fahrzeugboardelektronik ist eine Durchführung 32 in der Verschlusskappe 23 vorgesehen.
Die 9 und 10 zeigen leichte Modifikationen des Ausführungsbeispiels gemäß 5 bis 8b.
Der Einfachheit halber sind in 9 und 10 nur Teilansichten gezeigt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die Fluiddüsen 16 integraler Bestandteil des Gehäuses 11 und diese Fluiddüsen werden durch Schlitze 29 in der Wand des Ringraums 33 des Gehäuses 11 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Fluiddüsen und die Fluidkammern 17 in Reihe miteinander verbunden, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel ein leicht modifizierter Reinigungsfluidkreis 3 vorgesehen sein kann, das heißt anders als in 1 gezeigt. Ein Fachmann wird erkennen, dass in dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 und 10 der Reinigungsfluidkreis so vereinfacht sein kann, dass die Druckhalteventile 18 weggelassen werden können und nur eine einzige Einweg-Reinigungsfluidleitung 4 mit einem einzigen Verbinder 15a verbunden sein kann. Die Fluidkammer 17 kommuniziert in einer Stellung des Bildsensorgehäuses 10 mit dem Ringraum 23 durch einen Bypasskanal 34.
Zu Beginn jedes Reinigungszyklus befindet sich das Bildsensorgehäuse 10 in der in 1 gezeigten Stellung. In dieser Stellung verdeckt das Bildsensorgehäuse 10 die Schlitze 29, der Ringraum 23 kommuniziert mit den Schlitzen 29. Die Fluiddüse ist bezüglich der Fluidkammer, die ebenso als ein Ringraum ausgebildet ist, durch einen oberen Dichtring 30 sowohl als auch durch eine O-Ringdichtung 35 am oberen Ende des Bildsensorgehäuses 10 abgedichtet.
Wenn Reinigungsfluid über den Verbinder 15c, der in die Fluidkammer 17 mündet, in die Fluidkammer eintritt, bewegt sich das Bildsensorgehäuse 10 in die ausgefahrene Stellung (zweite Stellung), wie dies in 10 dargestellt ist, wobei sich dadurch der Bypasskanal 34 öffnet und es dem Reinigungsfluid erlaubt ebenso in den Ringraum 33 einzutreten und auf den Linsendom 13 über die Schlitze 29 befördert zu werden.
Wenn die Reinigungsfluidpumpe deaktiviert wird, bewegt sich das Bildsensorgehäuse zurück in die in 9 gezeigte Stellung, wobei dabei die Schlitze 29 und der Bypasskanal 34 geschlossen werden.
Ein Fachmann wird erkennen, dass in der einwärts weisenden Wand des Ringraums 33 mehrere Schlitze mit gleichem Abstand zueinander über dem Umfang des durch das Gehäuse 11 definierten Zylinders vorgesehen sein können.
Bezugszeichenliste

1: Reinigungsfluidpumpe
2: Sauganschluss
3: Reinigungsfluidkreis
4: Reinigungsfluidleitung
5: Rückfahrkamera
6: Sensoreinheit
7: Öffnung
8: Fahrzeugkarosserie
9: äußere Fahrzeugkarosserieoberfläche
10: Bildsensorgehäuse
11: Gehäuse
13: Linsendom
14: Draht
15a, b, c: Verbinder
16: Fluiddüsen
17: Fluidkammer
18: Druckhalteventile
19: Ventilkörper
20: Ventilsitz
21: Spiralfeder
22: Kolben
23: Verschlusskappe
24: O-Ringdichtung
25: Kolbenstange
26: Durchführung
27: O-Ringdichtung
28: Fluidaustrittsanschluss
29: Schlitze
30: Dichtring
31: Dichtschenkel
32: Durchführung
33: Ringraum
34: Bypasskanal
35: O-Ringdichtung

Claims

Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem umfassend: – eine Bildsensoreinheit (6), – eine Reinigungsfluidquelle, – einen Reinigungsfluidkreis (3) oder wenigstens eine Reinigungsfluidleitung (4), – eine Reinigungsfluidpumpe (1), – wenigstens eine Reinigungsfluiddüse (16), wobei die Bildsensoreinheit (6) in einem Bildsensorgehäuse (10) angeordnet ist, das Bildsensorgehäuse (10) in einem fahrzeugmontiertem Gehäuse (11) angeordnet ist, das Bildsensorgehäuse (10) innerhalb des Gehäuses (11) zwischen ersten und zweiten Stellungen bewegbar ist, die erste Stellung eine ausgefahrene Stellung ist, in welcher das Bildsensorgehäuse von einer äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche (9) hervorsteht oder welches fluchtend zu der äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche ist, wobei die zweite Stellung eine zurückgezogene Stellung ist, bei welcher das Bildsensorgehäuse (10) unter die äußere Fahrzeugkarosserieoberfläche (9) zurückgezogen ist, wobei die Reinigungsfluiddüse unterhalb der äußeren Fahrzeugkarosserieoberfläche (9) angeordnet ist und einwärts in das Gehäuse (11) zielt, so dass die Reinigungsflüssigkeit als Strahl oder Sprühnebel eines Fluids auf das Bildsensorgehäuse (10) befördert werden kann und so schließlich eine Sensorabdeckung reinigt, während sich das Bildsensorgehäuse in der zweiten zurückgezogenen Stellung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsensorgehäuse (10) in der ersten Stellung vorgespannt ist und durch den Druck des Reinigungsfluids erzeugt durch die Reinigungsfluidpumpe (1) während eines Reinigungszyklus in die zweite Stellung bewegbar ist.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsensorgehäuse (10) und das Gehäuse (11) so zusammenwirken, dass sie eine abgedichtete Fluidkammer (17) definieren und dass die Fluidkammer (17) mit dem Reinigungsfluidkreis (3) kommuniziert.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsensorgehäuse in der ersten Stellung durch die Vorspannkraft eines Federelements vorgespannt ist und dass das Bildsensorgehäuse (10) durch den Druck des in die Fluidkammer (17) einströmenden Reinigungsfluids in die zweite Stellung bewegt wird.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkammer (17) und die Fluiddüse (16) hydraulisch parallel mit der Reinigungsfluidpumpe (1) verbunden sind.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Druckhalteventil stromaufwärts der Fluiddüse (16) umfasst.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalteventil (18) so ausgebildet ist, dass der Bewegungsdruck in der Fluidkammer (17) kleiner als der Bewegungsdruck eines Ventilkörpers (19) in dem Druckhalteventil (18) ist.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidkammer (17) und die Fluiddüse (16) hydraulisch in Reihe geschaltet sind und dass Flüssigkeit von der Fluiddüse (16) nur abgegeben wird, wenn das Bildsensorgehäuse (10) die zweite Stellung erreicht.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddüse (16) durch das Bildsensorgehäuse (10) selbst in der ersten Stellung abgedeckt und abgedichtet wird und dass die Fluiddüse (16) durch das Bildsensorgehäuse (10) in der zweiten Stellung freigelegt und freigegeben wird.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddüse (16) durch einen Düsenkanal des Gehäuses (11) gebildet wird, der mit der Fluidkammer (17) über einen Bypasskanal (34) kommuniziert, der in der ersten Stellung des Bildsensorgehäuses (10) geschlossen ist und der in einer zweiten Stellung des Bildsensorgehäuses (10) geöffnet ist.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluiddüse (16) in einen Verbinder (15a, 15b) zur Verbindung mit einer Reinigungsfluidleitung (4) integriert ist, wobei der Verbinder (15a, 15b) in eine Öffnung des Gehäuses (11) eingesetzt ist oder der Verbinder (15a, 15b) einstückig mit dem Gehäuse (11) ausgebildet ist.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Drainage von überschüssigem Reinigungsfluid, das sich etwa auf dem Bildsensorgehäuse (10) ansammelt.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Fluiddüsen (16), die mit gleichem Abstand zueinander am Umfang des Gehäuses (11) angeordnet sind.
Fahrzeugintegriertes Sicht- und Reinigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildsensorgehäuse (10) einen Linsendom (13) umfasst, der eine weitwinklige Linse der Bildsensoreinheit (6) abdeckt oder bildet.