用于清洁光学或光电设备的透明盖的清洁设备的制作方法

本发明涉及一种用于清洁光学或光电设备、特别是摄像机镜头的透明元件的清洁设备，以及一种用于布置在车辆中的光学检测系统，该光学检测系统包括一个或多个具有光学或光电设备的清洁设备。

背景技术：

在机动车辆中，如今越来越多地安装具有传感器的辅助系统，该辅助系统在驾驶车辆时为车辆用户提供辅助，同时在任何时候可靠地检测和监控车辆的周围环境。

为此，这种辅助系统包括光学或光电设备，例如特别是摄像机，然而还包括安装在车辆外部区域中的基于激光或红外的传感器。这种设备的基本功能是多种多样的，并且包括简单的辅助功能，例如在显示器上显示被车辆遮盖的区域和泊车辅助，直到为自主的和全自动化的驾驶功能提供输入数据。

这种设备具有透明元件、例如镜头或盖，该透明元件根据应用情况无限制地或在受特定限制的波长范围内使光透过。这种透明元件通常向外凸出或拱曲地形成，以便例如为诸如所谓的“鱼眼”摄像机镜头之类的摄像机实现特别宽的检测区域。此外，这种透明元件由功能决定还布置在车辆的外部区域中，并且因此暴露于污染和外部天气影响，并且必须被按照需要清洁以保证其功能。

例如从文献de102015217546b3中已知一种此类的清洁设备。在此，透明盖是数码摄像机的镜头。该镜头被横向于镜头的光轴由三个在周部上分布的、形成为冲击喷嘴的喷嘴喷射液体的清洁剂。

频繁的清洁间隔会导致从要携带的、有限的储备中相应消耗大量的清洁液。为了延长再填充间隔，必须设置大的储备容器，但是这不利于空间利用、重量和成本。

除污染外，摄像机镜头上的简单的水滴也可能导致摄像机图像出现不期望的光学畸变。

技术实现要素：

在这种背景下，本发明的目的是，提供一种改进的清洁设备，该清洁设备实现了，可以在所有天气条件和运行状态下提高并尽可能在任意时刻以及在减少清洁液的使用的情况下保证所使用的光学或光电设备的可用性和功能可靠性。

该目的通过独立权利要求的特征实现。根据从属权利要求以及以下说明和附图得到本发明的改进方案和各种实施例。

本发明提出，流体入口被设计成用于，使得来自液压通道的清洁液和来自气动通道的压缩空气通流。在此，液压通道具有液压止回阀，气动通道具有气动止回阀，这两个阀朝着喷嘴的方向打开通道，并朝相反的方向关闭通道。

由此可以仅使用压缩空气、仅使用清洁液或使用两者的混合物实现以特别简单的方式最佳地适应于各自的运行状态和环境条件的清洁策略。通过无限制地使用可以从大气中自由地获取的空气作为清洁流体，使得使用清洁液进行的清洁循环变得明显更少，根据车辆中的安装位置，甚至可能变得完全多余。总体上减少了清洁液的消耗。通过较小的清洗液储罐可节省构造空间、重量和成本。

在此，清洁设备可以与光学或光电设备、通道和止回阀一起设计为集成的、可通用地安装在车辆中的不同安装位置上的结构单元。这简化了物流和在车辆上的最终组装。

根据本发明的一个优选改进方案，透明元件向外拱曲地形成。从而，清洁剂射流为了使用科恩达效应基本上对准透明元件的径向外边缘。在此特别有利的是，清洁剂射流形成为扁平射流/平面射流，该扁平射流基本上分布于/位于与光轴正交的平面中。

由此，在相对低的压力和减少的流体需求的情况下有效地冲刷和清洁透明元件的整个表面。喷嘴可以被设计为特别简单的和扁平的冲击喷嘴。除了简化结构外，车辆外表面的外观和触觉——例如在安装在车门把手或后舱盖把手中时——受到的影响小。也减少了清洁流体的消耗。

根据本发明的一个优选实施方式提出，在液压通道中的清洁液的运行压力大于在气动通道中的压缩空气的运行压力。

由于清洁液的压力相对较高，因此可以按压缩空气的需求通过简单地释放液压通道，例如在压缩空气的清洁效果不足的情况下，随时进行控制。由此可以特别节省地消耗有限的清洁液储备。还可以省去额外的关闭和控制设备。

优选地，气动通道中的压缩空气的运行压力可以被设置在0.8bar与1.2bar之间的范围中，特别是被设置为约1bar。由此可以在有效的和成本有利的压缩空气产生、用于气动通道和管道的简单材料以及良好的清洁效果之间实现最佳折衷。

根据另一根据本发明的实施方式，特别地，气动止回阀可以被设计成用于，以电控的方式有针对性地控制气流的流量。

因此例如可以在包含组合的、多个清洁设备的清洁系统内部利用唯一一个公共的压缩空气发生器为各个清洁设备特别有效地、按需求调整空气供应。

根据另一根据本发明的实施方式，可以在气动通道中设置计量阀，该计量阀用于以受控制的方式改变进入流体入口的压缩空气量，以便可以实现特别精细地、按需求地、与压缩空气发生器的运行状态无关地调整空气流。

此外，本发明提出，压缩空气被连续流动地馈送到流体入口中。由于可以实现由此造成的持续的空气冲刷，因此可以防止透明元件的污染。基本上，少量灰尘会落在透明元件表面上，小的脏污颗粒和水滴会立即被清除。由此需要的以清洁液进行的清洁间隔更少，可以减小储备容器的体积。

本发明还提出，压缩空气可以被脉冲式间歇地馈送到流体入口中。借助可由此产生的空气冲击，无需使用清洗液即可除去水滴和较大的脏污颗粒。

本发明还涉及一种用于布置在车辆中的光学检测系统，其包括至少一个、优选多个根据本发明的清洁设备。

附图说明

下面示例性地参照在图1中简要示出的根据本发明的用于摄像机镜头的改进的清洁设备的实施例详述本发明。

具体实施方式

在清洁设备1的壳体4中布置有光学设备3，该光学设备3设计为具有透明元件2的摄像机，该透明元件设计为摄像机镜头。电接口16用于将设备3连接到此处未示出的一个或多个电源装置和电子控制单元。透明元件2向外拱曲并具有光轴9。

流体入口5用于向单个喷嘴7供应清洁流体。在本发明内，在任何时候都允许使用多个喷嘴7。

喷嘴7被设计为导流板或冲击喷嘴。喷嘴形成扁平的清洁剂射流6，该清洁剂射流在基本上与光轴正交的平面中横向于光轴9分布。清洁剂射流6在此如此取向，使得清洁剂射流大致击中透明元件2的径向外边缘13处。

在这种情况下，利用在流体力学中流体的称为科恩达效应的特性来跟随凸出表面的走向。基于科恩达效应，清洁剂射流6贴紧透明元件2的拱曲表面并完全清洁该拱曲表面，而不是与其脱离或反弹。

流体入口5在其与喷嘴7相对的端部上与液压通道8和气动通道10连接。

从液压通道8向流体入口5供应清洁液，该清洁液由电动泵17从未示出的储备容器中输送。

从气动通道10向流体入口5供应压缩空气，根据本发明的实施方式，压缩空气或者如所示那样在单独配设的压缩空气发生器18中产生，或者从另一个现有的源、例如车辆通风设备、压缩空气容器、弹簧系统压缩机等中获取。

取决于运行状态，流体入口5可以仅被清洁液流过、仅被压缩空气流过或被两者的混合物流过。

两个通道8、10是在一个公共的构件中彼此相邻地形成，还是作为独立分开的管道通过合适的连接件15——例如y形件——连接到流体入口5，对于本发明而言是无关紧要的。然而特别有利的和对组装有效的是，两个止回阀11、12与通道8、10和流体入口5的相邻部段一起被集成到壳体4中。

在液压通道8和气动通道10中分别安装有止回阀11、12，使得可以逆着流动方向19、19′关闭相应的通道。

取决于根据本发明的实施方式，止回阀11、12可以被实施为简单的止回阀或者被实施为电的或电磁可控的止回阀，其可以通过配设的驱控线路20、20′来驱控，因此可以有针对性地调整相应的清洁液流或空气流。

可选地，在气动通道10中可以使用计量阀17，除了可控止回阀12之外或代替可控止回阀12，通过该计量阀17可以调节流入流体入口的空气流。计量阀17例如可以构造为可电控的截止阀或节流阀。

在有目的地中断清洁液的供应并打开气动止回阀12情况下，仅通过压缩空气流过流体入口。事实证明，在约0.8bar与约1.2bar之间的压力范围内、优选约1bar的气压特别适合于预期使用目的。压力的限制可以通过适当设计压缩空气发生器18和气动止回阀12来完成。

空气流可以根据需要以不同的方式输出，例如，连续地或脉冲式间歇地或以其他调整方式输出。取决于实施方式，可以通过驱控压缩空气发生器18、气动止回阀12或计量阀17来完成调整。

在连续地输出压缩空气时，透明元件2被气流持续冲刷，在脉冲式输出的情况下通过单个空气冲击吹风。

根据本发明，液压通道8中的清洁液的压力高于气动通道10中的空气压力，例如通过适当地设计泵17。由此，通过驱控该泵17或受控地打开液压止回阀11，可以在任何时候向喷嘴7供应清洁液。空气流由于较低的自身压力而简单地被叠加或被控制。在此关闭止回阀12，从而防止清洁液渗透到气动通道10中。

附图标记列表：

1清洁设备

2透明元件

3光学或光电设备

4壳体

5流体入口

6清洁剂射流

7喷嘴

8液压通道

9光轴

10气动通道

11液压止回阀

12气动止回阀

13外边缘

14计量阀

15连接件

16电接口

17泵

18压缩空气发生器

19流动方向

20驱控线路