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Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Sensorreinigungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter in einem zweiten Aspekt ein pneumatisches System, in einem dritten Aspekt ein Fahrzeug und in einem vierten Aspekt ein Verfahren zum Betreiben eines pneumatischen Systems.
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Sensorreinigungssysteme für Fahrzeuge sind allgemein bekannt. Mittels eines Sensorreinigungssystems können Oberflächen an einem Fahrzeug, insbesondere Sensoroberflächen von Sensoren, mittels mindestens eines Reinigungsfluids gereinigt werden.
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Dabei kann mittels einer, insbesondere regelmäßig durchgeführten, Reinigung von Sensoroberflächen am Fahrzeug erreicht werden, dass Sensoren weniger verschmutzt sind und dadurch zuverlässiger funktionieren. Eine saubere Sensoroberfläche erhöht somit vorteilhaft die Zuverlässigkeit von Fahrassistenzfunktionen und/oder teilautonomen und/oder autonomen Fahrfunktionen eines Fahrzeugs. Die Sicherheit des Fahrzeugs, dessen Insassen und weiterer Verkehrsteilnehmer wird somit durch ein Sensorreinigungssystem vorteilhaft gesteigert.
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Es existieren bereits grundsätzlich vorteilhaft gattungsgemäße Sensorreinigungssysteme. So beschreibt die
DE 11 2017 006 621 T5 ein Fahrzeugreinigersystem zum Reinigen eines zu reinigenden Objekts, wobei das Fahrzeugreinigersystem mit einem Tank, der eine Reinigungsflüssigkeit aufnimmt, einer Flüssigkeitspumpe, die die Reinigungsflüssigkeit im Inneren des Tanks unter Druck zuführt, einer Hochdrucklufterzeugungseinheit, die Hochdruckluft erzeugt, einer ersten Ausstoßöffnung, die die Reinigungsflüssigkeit in Richtung einer Reinigungsoberfläche des zu reinigenden Objekts sprüht, einer zweiten Ausstoßöffnung, die die Hochdruckluft in Richtung der Reinigungsoberfläche sprüht, und einer Steuerung und einer Fahrzeugsteuer-ECU versehen ist, die das Sprühen der Reinigungsflüssigkeit und das Sprühen der Hochdruckluft steuern; und die Steuerung und das Fahrzeugsteuergerät führen eine Steuerung durch, um das Sprühen der Hochdruckluft aus der zweiten Ausstoßöffnung einzuleiten, nachdem das Sprühen der Reinigungsflüssigkeit aus der ersten Ausstoßöffnung eingeleitet wurde.
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Auch beschreibt
DE 103 32 939 B4 eine Vorrichtung zum Reinigen eines Frontbereiches, welcher vor einem in einem Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug eingebauten Abstandssensor liegt, wobei der Frontbereich mit Druckluft beaufschlagbar ist, welche über eine Leitung von wenigstens einer im Fahrzeug vorhandenen Druckluftquelle geliefert wird, wobei die Druckluftzufuhr in Abhängigkeit bestimmter Zeitabstände während eines Fahrzeugbetriebs gesteuert ist.
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DE 10 2018 126 091 A1 beschreibt eine Reinigungsvorrichtung zum selektiven Beaufschlagen einer Oberfläche mit einem ersten Medium, aufweisend: einen Hochdruckspeicher ausgebildet zum Speichern des unter einem Speicherdruck stehenden ersten Mediums, eine Impulsdüse, ausgebildet zum impulsartigen Beaufschlagen der Oberfläche mit dem unter dem Speicherdruck stehenden ersten Medium, ein Schaltventil aufweisend einen Düsenanschluss und einen Hochdruckspeicheranschluss, ausgebildet zum selektiven Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem Hochdruckspeicher mit der Impulsdüse, und einen Speiseanschluss zum Herstellen einer zweiten Verbindung des Hochdruckspeichers mit einer ersten Mediumsquelle. Bei der dort beschriebenen Reinigungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Hochdruckspeicher und das Schaltventil in einem Speicherventilmodul baulich integriert sind, wobei das Schaltventil als Magnetventil ausgebildet ist, zwischen der ersten und zweiten Verbindung zuschalten bei dem unter dem Speicherdruck stehenden Hochdruckspeicheranschluss.
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Trotz dieser grundsätzlich vorteilhaften Ansätze sind Sensorreinigungssysteme weiterhin verbesserungswürdig hinsichtlich einer energieeffizienten Sensorreinigung, insbesondere vor dem Hintergrund einer möglichst regelmäßigen, d. h. häufigen Reinigung von Sensoroberflächen am Fahrzeug, und einem möglichst geringen apparativen Aufwand.
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Wünschenswert wäre es daher, Sensorreinigungssysteme zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer effizienten Nutzung von Energie und/oder Reinigungsfluiden, sowie eines möglichst geringen apparativen Aufwands.
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An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein verbessertes Sensorreinigungssystem bereitzustellen, das insbesondere eine verbesserte Effizienz im Hinblick auf die benötigten Reinigungsfluide und/oder die benötigte Energie, sowie auf einen möglichst geringen apparativen Aufwand, aufweist.
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Die Aufgabe, betreffend das Sensorreinigungssystem, wird durch die Erfindung in einem ersten Aspekt mit einem Sensorreinigungssystem des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht aus von einem Sensorreinigungssystem für ein Fahrzeug, vorzugsweise für ein Nutzfahrzeug oder für einen PKW oder für einen Anhänger, wobei das Fahrzeug ein pneumatisches System mit mindestens einem Druckluftverbraucher aufweist, welcher unabhängig vom Sensorreinigungssystem ist, wobei das Sensorreinigungssystem mindestens eine Reinigungsdüse aufweist, die ausgebildet ist zum Beaufschlagen mindestens einer Sensoroberfläche eines Sensors des Fahrzeugs mit Druckluft.
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Erfindungsgemäß ist bei dem Sensorreinigungssystem vorgesehen, dass die mindestens eine Reinigungsdüse mit einem Verbrauchsdruckluft-Anschluss des Druckluftverbrauchers pneumatisch verbunden oder verbindbar ist, wobei der Verbrauchsdruckluft-Anschluss ausgebildet ist zum Empfangen von Verbrauchsdruckluft des Druckluftverbrauchers.
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Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass Druckluft als Reinigungsmedium vorteilhaft geeignet ist, da es an Bord des Fahrzeugs erzeugt werden kann und somit eine relativ hohe, insbesondere unbegrenzte, Verfügbarkeit aufweist.
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Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass die Erzeugung von Druckluft trotz seiner hohen Verfügbarkeit auch mit einem Energieaufwand verbunden ist, da sie zunächst auf einen benötigten Luftdruck verdichtet werden muss. Auch führt ein Verdichten von Druckluft, insbesondere durch Betreiben eines Kompressors, zu Geräuschemissionen.
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Die Erfindung hat daher erkannt, dass zum Versorgen eines Sensorreinigungssystems vorteilhaft Verbrauchsdruckluft von einem Druckluftverbraucher des Fahrzeugs verwendet werden kann, die insbesondere von diesem Druckluftverbraucher nicht mehr benötigt wird und/oder im Rahmen des Betriebs von dem Druckluftverbraucher abgegeben wird. Verbrauchsdruckluft kann somit als vom Druckluftverbraucher „verbrauchte“ Druckluft verstanden werden, die insbesondere von dem Druckluftverbraucher nicht mehr benötigt wird. Der Begriff „Verbrauchsdruckluft“ umfasst insbesondere auch Entlüftungsluft. Als Druckluftverbraucher wird im Rahmen der Erfindung ein von dem Sensorreinigungssystem unterschiedlicher Verbraucher von Druckluft verstanden, der insbesondere einem anderen Primärzweck dient.
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Die Erfindung hat weiter erkannt, dass Verbrauchsdruckluft insbesondere direkt genutzt werden kann, indem die mindestens eine Reinigungsdüse mit dem Verbrauchsdruckluft-Anschluss pneumatisch verbunden ist. Insbesondere schließt die Erfindung die Erkenntnis ein, dass keine weiteren pneumatischen Komponenten, wie zum Beispiel Schaltmittel, notwendig sind, sondern vorteilhaft im einfachsten Fall die Verbrauchsdruckluft in dem Zeitpunkt, in dem sie durch den Druckluftverbraucher bereitgestellt wird, durch das Sensorreinigungssystem zur Reinigungsdüse und schließlich auf eine Sensoroberfläche geleitet werden kann.
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Insbesondere wird auf diese Weise die Abhängigkeit von zusätzlichen pneumatischen Schaltmitteln vorteilhaft reduziert und der apparative Aufwand vorteilhaft gering gehalten. Durch das Verwenden von Verbrauchsdruckluft wird weiterhin die Abhängigkeit von zusätzlichen Drucklufterzeugungsmitteln, beispielsweise einem Kompressor für das Sensorreinigungssystem, vorteilhaft verringert. Dies wirkt sich vorteilhaft auf dem Bauraum, die Kosten und/oder das Gewicht des Sensorreinigungssystems aus, welche wichtige Gestaltungsparameter eines Fahrzeugs darstellen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
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Bevorzugt weist das Sensorreinigungssystem neben dem Verbrauchsdruckluft-Anschluss keinen weiteren Anschluss zum Annehmen von Druckluft auf. In derartigen Weiterbildungen ist der Verbrauchsdruckluft-Anschluss somit der einzige Anschluss, mit dem das Sensorreinigungssystem mit Druckluft versorgt wird.
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Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Sensorreinigungssystem einen Flüssigkeitstank und/oder eine Flüssigkeitspumpe zum Bereitstellen einer Reinigungsflüssigkeit an die mindestens eine Reinigungsdüse aufweist. Bevorzugt umfasst die Flüssigkeitsquelle eine Kombination von einem Flüssigkeitstank und einer elektrischen oder elektronisch steuerbaren Flüssigkeitspumpe. Die Flüssigkeitsquelle ist bevorzugt ausgebildet, weitere Verbraucher im Fahrzeug mit Reinigungsflüssigkeit zu versorgen. Bevorzugt ist die Reinigungsflüssigkeit Wasser oder eine andere, zum Reinigen geeignete Flüssigkeit.
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Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, dass das Sensorreinigungssystem eine elektronische Steuereinheit aufweist oder mit einer elektronischen Steuereinheit signalführend verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit ausgebildet ist zum Steuern der Flüssigkeitspumpe, bevorzugt mittels eines elektronischen oder elektrischen Pumpensignals. Ein elektrisches Pumpensignal kann bevorzugt als Versorgungsspannung für die Flüssigkeitspumpe ausgebildet sein. In einer derartigen Weiterbildung wird somit die Flüssigkeitspumpe von der elektronischen Steuereinheit elektrisch versorgt. In anderen Weiterbildungen kann die elektronische Steuereinheit dem Druckluftverbraucher zugeordnet sein oder von diesem umfasst sein.
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Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektronische Steuereinheit ausgebildet ist, ein Anforderungssignal dem Druckluftverbraucher bereitzustellen, um Verbrauchsdruckluft anzufordern. Besonders bevorzugt ist die elektronische Steuereinheit dafür mittels einer Steuerleitung signalführend mit dem Druckluftverbraucher, insbesondere einem Verbrauchsluftventil des Druckluftverbrauchers, zum Bereitstellen eines elektrischen oder elektronischen Anforderungssignals verbunden. Ein elektrisches Anforderungssignal kann bevorzugt als Versorgungsspannung für den Druckluftverbraucher, besonders bevorzugt für ein Ventil des Druckluftverbrauchers, ausgebildet sein. In einer derartigen Weiterbildung wird somit der Druckluftverbraucher und/oder ein Ventil des Druckluftverbrauchers von der elektronischen Steuereinheit elektrisch versorgt.
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Die Erfindung führt in einem zweiten Aspekt auf ein pneumatisches System für ein Fahrzeug, aufweisend eine Druckluftquelle, insbesondere einen Verdichter und/oder einen Druckvorratsspeicher, und mindestens ein Sensorreinigungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, und mindestens einen Druckluftverbraucher, welcher unabhängig von dem Sensorreinigungssystem ist. Das pneumatische System umfasst folglich einen Druckluftverbraucher, der insbesondere einem anderen, von der Sensorreinigung unabhängigen, Primärzweck dient, sowie das Sensorreinigungssystem, welches vorteilhaft als weitere Verwertungsstufe die für den Druckluftverbraucher generierte, und insbesondere von diesem verbrauchte, Druckluft als Verbrauchsdruckluft zum Reinigen mindestens einer Sensoroberfläche nutzt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des pneumatischen Systems ist vorgesehen, dass der Druckluftverbraucher eine Luftfederanlage mit mindestens einer Luftfeder, oder ein Bremssystem, insbesondere ein Feststellbremssystem mit mindestens einem Feststellbremszylinder oder ein Betriebsbremssystem mit mindestens einem Betriebsbremszylinder oder eine pneumatische Lenkachssperre oder eine Wegfahrsperre oder ein Containerverriegelungssystem oder ein Liftachssystem ist. In Weiterbildungen kann der Druckluftverbraucher als ein weiterer pneumatischer Verbraucher ausgebildet sein, oder als eine Kombination von mindestens zwei der oben genannten oder weiteren pneumatischen Verbrauchern gebildet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des pneumatischen Systems ist vorgesehen, dass der Druckluftverbraucher ein Verbrauchsluftventil, bevorzugt einen Achsmodulator oder ein Luftfederungs-Steuerventil oder ein Feststellbremsmodul oder ein Lenkachssperrventil oder ein Wegfahr-Sperrventil oder ein Verriegelungsventil oder ein Liftachsventil, aufweist, ausgebildet zum steuerbaren Bereitstellen von Verbrauchsdruckluft. Bevorzugt ist das Verbrauchsluftventil elektrisch oder elektronisch steuerbar. Besonders bevorzugt ist das Verbrauchsluftventil ein Magnetventil oder umfasst ein Magnetventil.
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Die Erfindung führt in einem dritten Aspekt auf ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug oder einen PKW oder einen Anhänger, aufweisend ein Sensorreinigungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder ein pneumatisches System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Fahrzeugs ist vorgesehen, dass der Druckluftverbraucher, bevorzugt das Verbrauchsluftventil, und die Reinigungsdüse in einem Bereich des Fahrzeugs angeordnet sind, bevorzugt in einem Frontbereich oder in einem Heckbereich. In einer bevorzugten Weiterbildung des Fahrzeugs hat der Bereich eine maximale Ausdehnung von kleiner oder gleich 3 m, bevorzugt von kleiner oder gleich 2 m, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1 m. Der Bereich ist insbesondere ein fiktiver Quader oder eine fiktive Kugel oder dergleichen fiktiver Raum, der in und/oder an dem Fahrzeug angeordnet ist und innerhalb dessen sowohl der Druckluftverbraucher oder ein Verbrauchsluftventil des Druckluftverbrauchers, als auch die Reinigungsdüse angeordnet ist. Die maximale Ausdehnung beschreibt insbesondere die größte gerade Linie, die innerhalb des Bereiches angeordnet werden kann. Je kleiner der Bereich ist, desto geringer sind vorteilhaft die Druckverluste der bereitgestellten Verbrauchsdruckluft. Je größer der Bereich ist, desto weiter entfernte und/oder mehr Reinigungsdüsen bzw. Sensoroberflächen können mit einem Sensorreinigungssystem versorgt werden.
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Die Erfindung führt in einem vierten Aspekt auf ein Verfahren zum Betreiben eines pneumatischen Systems für ein Fahrzeug, wobei das pneumatische System ein Sensorreinigungssystem und mindestens einen Druckluftverbraucher aufweist, aufweisend die Schritte: Ermitteln eines Reinigungsbedarfs; Anfordern von Verbrauchsdruckluft von dem Druckluftverbraucher, bevorzugt durch ein Anforderungssignal; Bereitstellen von Verbrauchsdruckluft durch den Druckluftverbraucher; Leiten der bereitgestellten Verbrauchsdruckluft durch das Sensorreinigungssystem auf eine Sensoroberfläche eines Sensors des Fahrzeugs. Bevorzugt ist das Verfahren ausgebildet zum Betreiben eines pneumatischen Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist der Schritt vorgesehen: Bereitstellen von Reinigungsflüssigkeit, bevorzugt in Abhängigkeit des empfangenen Anforderungssignals und/oder eines Pumpensignals.
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In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist der Schritt vorgesehen: Durchführen einer Sensorroutine mit mindestens einer pneumatischen Aktorbewegung, die durch den Druckluftverbraucher, bevorzugt durch eine Luftfederanlage, ausgeführt wird, wobei die Verbrauchsdruckluft durch die pneumatische Aktorbewegung, bevorzugt durch ein Absenken eines Chassis eines Fahrzeugs, erzeugt wird. Bevorzugt umfasst die Sensorroutine ein Structure-from-motion-Verfahren oder dergleichen, insbesondere auf Photogrammmetrie basierendes, Verfahren. Insbesondere ist die Sensorroutine dergestalt, dass zur Veränderung einer Perspektive des Sensors, insbesondere der Kamera, die pneumatische Aktorbewegung erzeugt wird.
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Es soll verstanden werden, dass das Sensorreinigungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das pneumatische System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, das Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und das Verfahren gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung gleiche und ähnliche Unteraspekte aufweisen, wie sie insbesondere in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt sind. Insofern wird für die Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung auch auf die Weiterbildungen der anderen Aspekte der Erfindung verwiesen.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
- 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines Sensorreinigungssystems gemäß dem Konzept der Erfindung,
- 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung,
- 3A, 3B, 3C, 3D jeweils mögliche Ausführungen eines Druckluftverbrauchers eines pneumatischen Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung,
- 4 eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Sensorreinigungssystems 200 gemäß dem Konzept der Erfindung. Das Sensorreinigungssystem 200 ist in einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeug 1000 angeordnet, das ein pneumatisches System 800 aufweist. Das Sensorreinigungssystem 200 weist einen Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 auf, der pneumatisch mit einem Druckluftverbraucher 700 des pneumatischen Systems 800 verbunden ist.
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Der Druckluftverbraucher 700 ist hier stark schematisch dargestellt und vorliegend durch ein Bremssystem 708 in Form eines Betriebsbremssystems 710 gebildet. In anderen Ausführungsformen kann der weitere Druckluftverbraucher 700, wie hier punktiert angedeutet, auch als Feststellbremssystem 712 ausgebildet sein, oder als ein anderer pneumatischer Verbraucher, wie z.B. eine Luftfederanlage 730 oder eine pneumatische Lenkachssperre 740 oder eine Wegfahrsperre 742 oder ein Containerverriegelungssystem 744 oder ein Liftachssystem 746, oder dergleichen Druckluftverbraucher oder als eine Kombination der vorgenannten Druckluftverbraucher gebildet sein.
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Der Druckluftverbraucher 700 kann wie vorliegend gezeigt eine Druckluftquelle 600 umfassen oder pneumatisch an eine solche angeschlossen sein. Die Druckluftquelle 600 umfasst bevorzugt einen Verdichter 602 und/oder einen Druckvorratsspeicher 604.
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Ein Druckluftverbraucher 700 ist eine pneumatische Vorrichtung, welche in seinem Betrieb Druckluft DL benötigt oder erzeugt oder verarbeitet, und diese, insbesondere nach der Erfüllung eines Primärzwecks, als Verbrauchsdruckluft DLE, insbesondere Entlüftungsluft, bereitstellen kann. Im vorliegenden Fall des Betriebsbremssystems 710 führt ein Belüften von hier nicht dargestellten Betriebsbremszylindern 728 zu einer Bremsung des Fahrzeugs 1000, wobei nach der Bremsung die Betriebsbremszylinder 728 und/oder ein Achsmodulator 705 über einen Entlüftungsanschluss 3 entlüftet werden. Indem der Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 pneumatisch mit dem Entlüftungsanschluss 3 verbunden ist, wird die beim Entlüften des Betriebsbremssystems 710 entstehende Verbrauchsdruckluft DLE dem Sensorreinigungssystem 200 bereitgestellt.
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In anderen Ausführungsbeispielen wird die Verbrauchsdruckluft DLE entsprechend der Funktionsweise des Druckluftverbrauchers 700 bereitgestellt. Ist der Druckluftverbraucher 700 beispielsweise als Feststellbremssystem 710 ausgebildet, kann bei der Entlüftung eines hier nicht dargestellten Federspeicherbremszylinders Druckluft in Form der Verbrauchsdruckluft DLE an dem Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 bereitgestellt werden.
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Das Sensorreinigungssystem 200 weist weiter eine Reinigungsdüse 318 auf, die eine Druckluft-Reinigungsdüse 320 mit einem Druckluft-Düsenanschluss 102 aufweist, der über eine Druckluft-Düsenleitung 702 pneumatisch mit dem Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 verbunden ist. Die Reinigungsdüse 318 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass sie Reinigungsfluide, insbesondere eine Druckluft DL und/oder eine Reinigungsflüssigkeit F, auf eine Sensoroberfläche 310 eines Sensors 300 zwecks Reinigung leiten kann.
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Das Sensorreinigungssystem 200 weist weiter eine Flüssigkeitsquelle 660 mit einem Flüssigkeitstank 662 und einer Flüssigkeitspumpe 670 auf. Der Flüssigkeitstank 662 ist ausgebildet zum Aufnehmen von Reinigungsflüssigkeit F. Die Flüssigkeitspumpe 670 ist ausgebildet zum steuerbaren Fördern der Reinigungsflüssigkeit F aus dem Flüssigkeitstank 662 in Abhängigkeit eines elektronischen Pumpensignals SP. Die Flüssigkeitspumpe 670 ist mittels einer Flüssigkeits-Düsenleitung 609 und einem Flüssigkeits-Düsenanschluss 104 mit einer Flüssigkeits-Reinigungsdüse 322 der Reinigungsdüse 318 verbunden, um die Reinigungsflüssigkeit F zwecks Reinigung auf die Sensoroberfläche 310 zu leiten.
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Das Sensorreinigungssystem 200 weist eine elektronische Steuereinheit 780 auf, die signalführend über eine Druckluft-Steuerleitung 781 mit dem Druckluftverbraucher 700 zum Bereitstellen eines elektrischen oder elektronischen Anforderungssignals SA verbunden ist, und über eine Pumpensteuerleitung 782 signalführend mit der Flüssigkeitspumpe 670 zum Bereitstellen eines elektrischen oder elektronischen Pumpensignals SP verbunden ist.
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Das elektronische Anforderungssignal SA ist dergestalt, dass bei einem Empfang durch den Druckluftverbraucher 700, und insbesondere zusätzlich dem Vorliegen weiterer Bedingungen, ein Vorgang in dem Druckluftverbraucher 700 ausgelöst wird, der zum Bereitstellen der Verbrauchsdruckluft DLE am Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 führt. Im vorliegenden Beispiel des Betriebsbremssystems 710 wird die Betriebsbremse eingelegt, d. h. die Betriebsbremszylinder belüftet, und wieder gelöst, d. h. die Betriebsbremszylinder und oder ein Betriebsbrems-Achsmodulator wieder entlüftet. Als für ein derartiges Einlegen der Betriebsbremse notwendige Randbedingung gilt insbesondere, dass das Fahrzeug 1000 steht. Auf diese Weise ist vorteilhaft sichergestellt, dass eine Bremsung zum Erzeugen von Verbrauchsdruckluft DLE für das Sensorreinigungssystem 200 keine Bremsung des Fahrzeugs 1000, und somit keinen ungewollten Eingriff in das Fahrverhalten, auslöst.
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Ein bevorzugtes Verfahren zum Betrieb des Sensorreinigungssystems 200 umfasst ein Bereitstellen des elektrischen oder elektronischen Pumpensignals SP durch die elektronische Steuereinheit 780, woraufhin die Flüssigkeitspumpe 670 Reinigungsflüssigkeit F fördert, die über die Flüssigkeits-Reinigungsdüse 322 auf die Sensoroberfläche 310 geleitet wird. Die Sensoroberfläche 310 erfährt dadurch bereits eine Reinigung, und/oder etwaige Verschmutzungen V auf der Sensoroberfläche 310 werden durch die Reinigungsflüssigkeit F eingeweicht.
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Im Anschluss an das Bereitstellen des elektronischen Pumpensignals SP oder an die Beaufschlagung mit Reinigungsflüssigkeit F umfasst das Verfahren vorteilhaft ein Bereitstellen des elektronischen Anforderungssignals SA an den Druckluftverbraucher 700 zum Anfordern der Verbrauchsdruckluft DLE. Die Verbrauchsdruckluft DLE wird daraufhin über die Druckluft-Reinigungsdüse 320 auf die Sensoroberfläche 310 geleitet.
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Ein weiteres bevorzugtes Verfahren umfasst ein Bereitstellen des Pumpensignals SP durch die elektronische Steuereinheit 780, wenn ein als ein Betriebsbremssystem 710 ausgebildeter Druckluftverbraucher 700 zum Bremsen des Fahrzeugs 1000 betätigt wird. Anschließend, nach der Betätigung des Betriebsbremssystems 710, wenn die Betriebsbremszylinder 728 entlüftet werden und eine Verbrauchsdruckluft DLE am Entlüftungsanschluss 3 bereitgestellt wird, ist die Sensoroberfläche 310 somit bereits vorteilhaft mit Reinigungsflüssigkeit F Beaufschlagt und etwaige Verschmutzungen V aufgeweicht.
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2 zeigt ein Fahrzeug 1000 in Form eines Anhängers 1006 für ein hier nicht dargestelltes Nutzfahrzeug 1002. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 1000 auch anders, beispielsweise als PKW 1004 ausgebildet sein.
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Der Anhänger 1006 weist ein pneumatisches System 800 mit einem Sensorreinigungssystem 200 gemäß dem Konzept der Erfindung auf. Das Sensorreinigungssystem 200 umfasst eine Reinigungsdüse 318, die angeordnet und ausgebildet ist, eine Sensoroberfläche 310 eines als Kamera 302 ausgebildeten Sensors 300 zu reinigen.
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Die eine Reinigungsdüse 318 ist über eine Flüssigkeits-Düsenleitung 609 mit einer Flüssigkeitsquelle 660 fluidführend verbunden, die einen Flüssigkeitstank 662 zum Aufnehmen von Reinigungsflüssigkeit F und eine elektrische Flüssigkeitspumpe 670 umfasst. Die Reinigungsdüse 318 ist weiter über eine Druckluft-Düsenleitung 702 mit einem Druckluftverbraucher 700 pneumatisch verbunden. Der Druckluftverbraucher 700 ist vorliegend als Luftfederanlage 730 des Anhängers 1006 ausgebildet und umfasst eine Anzahl von Luftfedern 732, welche mittels eines Verbrauchsluftventils 704, welches als Luftfederungs-Steuerventil 706 ausgebildet ist, steuerbar be- und entlüftet werden können. Das Luftfederungs-Steuerventil 706 weist einen Entlüftungsanschluss 3 auf, welcher pneumatisch mit der Druckluft-Düsenleitung 702 verbunden ist. Die Funktionsweise der Luftfederanlage 730 ist derart, dass durch ein Befüllen der Luftfedern 732 durch das Luftfederungs-Steuerventil 706 ein Chassis 1007 des Anhängers 1006 angehoben werden kann. Hierzu ist das Luftfederungs-Steuerventil 706 über eine nicht dargestellte Leitung pneumatisch mit den Luftfedern 732 verbunden, von denen ebenfalls nur eine Luftfeder 732 schematisch dargestellt ist. Zum Absenken des Chassis 1007 können die Luftfedern 732 über das Luftfederungs-Steuerventil 706 entlüftet werden, wobei Verbrauchsdruckluft DLE über den Entlüftungsanschluss 3 und die Druckluft-Düsenleitung 702 zur Reinigungsdüse 318 geleitet wird.
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Das Luftfederung-Steuerventil 706 ist über eine Steuerleitung 781 mit einer elektronischen Steuereinheit 780 zum Empfangen eines elektronischen Anforderungssignals SA signalführend verbunden.
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Vorliegend ist sichtbar, dass das Verbrauchsluftventil 704 und die Reinigungsdüse 318 in einem Bereich 1010 des Anhängers 1006, nämlich in einem Heckbereich 1014, angeordnet sind. Ein Bereich 1010 beschreibt dabei ein räumlich zusammenhängendes Volumen, insbesondere einen fiktiven Quader oder eine fiktive Kugel, mit einer Ausdehnung 1020. Die Ausdehnung 1020 beträgt vorliegend ungefähr zwischen 4 m und 6 m. Die Ausdehnung 1020 beschreibt eine maximale Diagonale bzw. einen Durchmesser des Bereichs 1010. Je geringer die Ausdehnung 1020, desto geringer sind entsprechend die fluidführenden Leitungen, insbesondere die Druckluft-Düsenleitung 702, wodurch vorteilhaft geringe Druckverluste und dadurch ein relativ hoher Impuls der auf die Sensoroberfläche 310 auftreffenden Verbrauchsdruckluft DLE entstehen. In anderen Ausführungsformen kann der Bereich 1010 in einem beliebigen anderen Bereich des Fahrzeugs 1000 liegen und bevorzugt in der Nähe eines Verbrauchsluftventil 704 eines Druckluftverbrauchers 700 angeordnet sein, bevorzugt ein solches umfassen.
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Die elektronische Steuereinheit 780 oder eine weitere elektronische Steuereinrichtung des Fahrzeugs 1000 kann vorteilhaft wie hier gezeigt ausgebildet sein zum Durchführen einer Sensorroutine RS. Die Sensorroutine RS ist bevorzugt eine Abfolge von mindestens einer pneumatischen Aktorbewegung BA und Auswerteschritten des Sensors 300 oder der elektronischen Steuereinheit 780 oder der weiteren elektronischen Steuereinrichtung. Vorliegend umfasst die Sensorroutine RS die Durchführung eines sogenannten Structure-from-Motion-Verfahrens. Die pneumatische Aktorbewegung BA umfasst vorliegend eine annähernd vertikale Bewegung des Chassis 1007, welche durch ein Belüften und/oder Entlüften der mindestens einen Luftfeder 732 hervorgerufen wird. Insbesondere ruft die pneumatische Aktorbewegung BA ein Entlüften der mindestens einen Luftfeder 732 hervor. Durch die pneumatischen Aktorbewegungen BA werden unterschiedliche Perspektiven mindestens eines Objekts 3000 durch die Kamera 302 erzeugt, wodurch insbesondere die Kamera 302 kalibriert wird. Gleichzeitig wird gemäß dem Konzept der Erfindung bei einer - das Chassis 1007 senkenden - pneumatischen Aktorbewegung BA durch das Entlüften der mindestens einen Luftfeder 732 Verbrauchsdruckluft DLE über die Reinigungsdüse 318 auf die Sensoroberfläche 310 geleitet.
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Bevorzugt kann vor einer oder mehrerer der das Chassis 1007 senkenden pneumatischen Aktorbewegung BA mittels eines Bereitstellens des Pumpensignals SP Reinigungsflüssigkeit F auf die Sensoroberfläche 310 geleitet werden, um die Reinigungswirkung zu verbessern.
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3A, 3B, 3C, 3D zeigen beispielhaft unterschiedliche Ausführungen eines Druckluftverbrauchers 700 zur Bereitstellung von Verbrauchsdruckluft DLE für ein Sensorreinigungssystem gemäß dem Konzept der Erfindung. In allen Ausführungsformen kann eine elektronische Steuereinheit 780 zum Bereitstellen eines Anforderungssignals SA als Teil des Druckluftverbraucher 700 oder als Teil des Sensorreinigungssystems 200 oder als Teil einer weiteren, insbesondere übergeordneten elektronischen Steuereinrichtung eines Fahrzeugs 1000 gebildet sein.
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In 3A ist ein Druckluftverbraucher 700 in Form eines Bremssystems 708, nämlich eines Betriebsbremssystems 712 dargestellt. Das Betriebsbremssystem 712 weist einen Achsmodulator 705 zum steuerbaren Bereitstellen eines Bremsdrucks PB an mindestens einen Betriebsbremszylinder 728 zum Hervorrufen einer Bremswirkung auf. Der Achsmodulator 705 ist über eine elektronische Steuereinheit 780 und eine Steuerleitung 781 steuerbar. Der Achsmodulator 705 kann zum Entlüften der Betriebsbremszylinder 728 über einen Entlüftungsanschluss 3 Verbrauchsdruckluft DLE bereitstellen und ist somit im Rahmen der Erfindung ein Verbrauchsluftventil 704. Insbesondere kann ein elektronisches Anforderungssignal SA dem Verbrauchsluftventil 704 bereitgestellt werden, um in der Folge Verbrauchsdruckluft DLE an dem Entlüftungsanschluss 3 bzw. dem Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280, bereitzustellen.
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In 3B ist ein weiterer Druckluftverbraucher 700 gezeigt, der im Unterschied zu der in 3A gezeigten Ausführungsform als ein Feststellbremssystem 710 ausgebildet ist. Entsprechend ist das Verbrauchsluftventil 704 als ein Feststellbremsmodul 707 ausgebildet. Dass Feststellbremssystem 710 weist mindestens einen Feststellbremszylinder 722 auf, der einen Federspeicher zum Erzeugen einer mechanischen Bremswirkung aufweist. Zum Lösen des Feststellbremszylinders 722 kann dieser mit einem vom Feststellbremsmodul 707 bereitgestellten Feststellbremsdruck PF belüftet werden. Beim Entlüften des Feststellbremszylinder 722 wird entsprechend wie hier gezeigt vom Feststellbremsmodul 707 die Entlüftungsluft als Verbrauchsdruckluft DLE am Entlüftungsanschluss 3 bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbrauchsdruckluft DLE auch direkt vom Feststellbremszylinder 722 an den Entlüftungsanschluss 3 bereitgestellt werden (hier strichpunktiert angedeutet).
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In 3C ist ein weiterer Druckluftverbraucher 700 gezeigt, der im Unterschied zu den in 3A und 3B gezeigten Ausführungsformen als eine Luftfederanlage 730 ausgebildet ist. Der hier gezeigte Druckluftverbraucher 700 entspricht somit im Wesentlichen dem in 2 gezeigten. Entsprechend ist das Verbrauchsluftventil 704 als Luftfederungs-Steuerventil 706 ausgebildet, dass steuerbar einen Luftfederdruck PL an mindestens eine Luftfeder 732 zum Anheben eines Chassis 1007 eines hier nicht dargestellten Fahrzeugs 1000 bereitstellen kann.
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In 3D ist beispielhaft eine weitere Ausführungsform eines als pneumatische Lenkachssperre 740 ausgebildeten Druckluftverbrauchers 700 mit einem elektronisch steuerbaren Lenkachs-Sperrventil 741 dargestellt. Insbesondere beim Lösen der pneumatischen Lenkachssperre 740 wird von dem Lenkachs-Sperrventil 741 durch einen Entlüftungsvorgang eine Verbrauchsdruckluft DLE an dem Entlüftungsanschluss 3 bereitgestellt. In anderen Ausführungsformen kann der Druckluftverbraucher 700 anders ausgebildet sein, beispielsweise als eine pneumatische Wegfahrsperre 742 mit einem elektronisch steuerbaren Wegfahr-Sperrventil 743, oder als ein pneumatisches Containerverriegelungssystem 744 mit einem elektronisch steuerbaren Verriegelungsventil 745, oder als ein pneumatisches Liftachssystem 746 mit einem elektronisch steuerbaren Liftachsventil 747. Insbesondere bei einem Absenken einer Liftachse durch das pneumatische Liftachssystem 746 kann bei einem damit verbundenen Entlüftungsvorgang durch das elektronisch steuerbare Liftachsventil 747 Verbrauchsdruckluft DLE an dem Entlüftungsanschluss 3 bereitgestellt werden.
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In 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines pneumatischen Systems gemäß dem Konzept der Erfindung dargestellt.
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt eine Ermittlung eines Reinigungsbedarfs BR. Die Ermittlung des Reinigungsbedarfs BR umfasst insbesondere wie hier eine Ermittlung, ob eine Reinigung einer Sensoroberfläche 310 eines Sensors 300 erforderlich ist oder aufgrund der derzeitigen Fahrzeugsituation vorteilhaft durchführbar ist. Bei einem als Kamera 302 ausgebildeten Sensor kann eine derartige Prüfung insbesondere in Abhängigkeit eines von der Kamera 302 bereitgestellten Sensorsignals SE durchgeführt werden. Beispielsweise können Bildbereiche, die sich trotz einer Bewegung des Fahrzeugs 1000 nicht verändern, als fest auf der Sensoroberfläche 310 befindliche Verschmutzungen V interpretiert werden, die eine Reinigung erforderlich machen. Gleichwohl sind andere, dem Fachmann geläufige Methoden zur Erkennung von Verschmutzungen V, im Rahmen des Verfahrens einsetzbar.
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Sofern im ersten Schritt S1 ein Reinigungsbedarf BR ermittelt wurde, d.h. dass eine Reinigung erforderlich ist, kann in einem optionalen zweiten Schritt S2 ein Beaufschlagen der Sensoroberfläche 310 mit Reinigungsflüssigkeit F erfolgen. Dies erfolgt durch ein Bereitstellen eines elektronischen oder elektrischen Pumpensignals SP durch eine elektronische Steuereinheit 780 an eine hier nicht dargestellte Flüssigkeitspumpe 670 einer Flüssigkeitsquelle 660. Infolge des Bereitstellens des Pumpensignals SP fördert die Flüssigkeitspumpe 670 die Reinigungsflüssigkeit F aus einem Flüssigkeitstank 662 an die Reinigungsdüse 318. Die Reinigungsdüse 318 leitet entsprechend die Reinigungsflüssigkeit F auf die Sensoroberfläche 310, um diese zu reinigen und/oder um auf der Sensoroberfläche 310 befindliche Verschmutzungen V aufzuweichen.
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In einem anschließenden dritten Schritt S3 erfolgt ein Anfordern von Verbrauchsdruckluft DLE durch ein Bereitstellen eines elektronischen Anforderungssignals SA durch eine elektronische Steuereinheit 780. Das Anforderungssignal SA wird vorteilhaft wie hier einem elektronisch steuerbaren Verbrauchsluftventil 704 des Druckluftverbrauchers 700 bereitgestellt.
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Das Bereitstellen des Anforderungssignals SA hat zur Folge, dass in dem Druckluftverbraucher 700 ein Vorgang ausgelöst wird, der insbesondere zum Erfüllen eines Primärzwecks des Druckluftverbrauchers 700 führt und in dessen Folge Verbrauchsdruckluft DLE für das Sensorreinigungssystem 200 bereitgestellt wird. Ein derartiger Primärzweck ist abhängig von der Art des Druckluftverbrauchers 700 und kann beispielsweise in einer Bremsung durch einen als Bremssystem ausgebildeten Druckluftverbraucher oder in einer Niveauregelung durch einen als Luftfederanlage ausgebildeten Druckluftverbraucher liegen.
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Die bereitgestellte Verbrauchsdruckluft DLE wird von der Reinigungsdüse 318 auf die Sensoroberfläche 310 geleitet, um die zu reinigenden und/oder die aufgeweichten Verschmutzungen V von der Sensoroberfläche 310 zu entfernen.
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Entsprechend erfolgt in einem vierten Schritt S4 eine Bereitstellung der Verbrauchsdruckluft DLE an einem Verbrauchsdruckluft-Anschluss 280 des Sensorreinigungssystems 200. In dessen Folge wird die Verbrauchsdruckluft DLE zwecks Reinigung über die Reinigungsdüse 318 auf die Sensoroberfläche 310 geleitet.
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Wie hier punktiert angedeutet, kann in optionalen Ausführungsformen das Verfahren 300 als Teil einer Sensorroutine RS gebildet sein, oder in Abhängigkeit einer solchen Sensorroutine RS durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 3
- Entlüftungsanschluss
- 102
- Druckluft-Düsenanschluss
- 104
- Flüssigkeits-Düsenanschluss
- 200
- Sensorreinigungssystem
- 280
- Verbrauchsdruckluft-Anschluss
- 300
- Sensor
- 302
- Kamera
- 310
- Sensoroberfläche
- 318
- Reinigungsdüse
- 320
- Druckluft-Reinigungsdüse
- 322
- Flüssigkeits-Reinigungsdüse
- 609
- Flüssigkeits-Düsenleitung
- 660
- Flüssigkeitsquelle
- 662
- Flüssigkeitstank
- 670
- Flüssigkeitspumpe
- 700
- Druckluftverbraucher
- 702
- Druckluft-Düsenleitung
- 704
- Verbrauchsluftventil
- 705
- Achsmodulator
- 706
- Luftfederungs-Steuerventil
- 707
- Feststellbremsmodul
- 708
- Bremssystem
- 710
- Betriebsbremssystem
- 712
- Feststellbremssystem
- 722
- Feststellbremszylinder
- 728
- Betriebsbremszylinder
- 730
- Luftfederanlage
- 732
- Luftfeder
- 740
- Lenkachssperre
- 741
- Lenkachs-Sperrventil
- 742
- Wegfahrsperre
- 743
- Wegfahr-Sperrventil
- 744
- Containerverriegelungssystem
- 745
- Verriegelungsventil
- 746
- Liftachssystem
- 747
- Liftachsventil
- 760
- Versorgungsleitung
- 780
- elektronische Steuereinheit
- 781
- Druckluft-Steuerleitung
- 782
- Pumpensteuerleitung
- 800
- pneumatisches System
- 1000
- Fahrzeug
- 1002
- Nutzfahrzeug
- 1006
- Anhänger
- 1007
- Chassis
- 1010
- Bereich
- 1014
- Heckbereich
- 1020
- Ausdehnung des Bereichs
- 3000
- Objekt
- BA
- pneumatische Aktorbewegung
- BR
- Reinigungsbedarf
- DL
- Druckluft
- DLE
- Verbrauchsdruckluft
- F
- Reinigungsflüssigkeit
- PB
- Bremsdruck
- PF
- Feststellbremsdruck
- PL
- Luftfederdruck
- RS
- Sensorroutine
- S1-S4
- erster bis vierter Schritt
- SA
- Anforderungssignal
- SE
- Sensorsignal
- SP
- Pumpensignal
- V
- Verschmutzung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112017006621 T5 [0004]
- DE 10332939 B4 [0005]
- DE 102018126091 A1 [0006]
